JP5139370B2

JP5139370B2 - 制御盤

Info

Publication number: JP5139370B2
Application number: JP2009124152A
Authority: JP
Inventors: 隆夫半澤
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: JP2010272735A

Description

本発明は、制御盤等の自立盤に適用される冷却用の換気ファンにより外気を押し込んで送風する、盤内の冷却用気流を制御する制御盤に関するものである。

制御盤の盤内機器を冷却する方法には自然換気と強制換気があり、壁掛け等を除く自立盤には強制換気が一般的に適用されている。さらに強制換気には盤クーラーや換気ファンが用いられている。換気ファンの場合、その使われ方に着目すると排気のために盤内の空気を吸い出す方法と外気を盤内に押し込む方法があり、吸気用ファンが一般的である。

防塵対策や腐食性ガス（空気より重い）対策の場合、換気ファンで対応できる気密性の場合は外気を盤内に押込む方法が有効である。すなわち、押込み用ファンで風圧をかけることによりすき間からの腐食性ガスや塵埃の含んだ外気流入を防いで、盤内部の腐食を防止できる。しかし、盤内の気流までは考慮されておらず、盤内の冷却が十分になされていないのが実情である。

従来、この種の盤内機器の冷却効果を向上させたものとして、特許文献１が示される。文献１では、冷却風を導入する風洞と、風洞を流れる冷却風の風量が一定以下の場合は発熱量が大きい電気機器に向って冷却風を流し、冷却風の風量が設定値になると発熱量が大きい電気機器と発熱量が小さい電気機器との両方に冷却風を分配する構成が示されている。

実開平５−７６０９２号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、内部電気機器はダクト内に配置され、外部から押し込まれた冷却風は全てダクトを通じて内部電気機器に供給されるため、構成が複雑でコスト高である。また、制御盤では、前扉を開いて盤内の電気機器を操作またはメンテナンスするものであるが、機器を取り囲むダクトが障害となるため、メンテナンスの操作性が極めて悪くなる恐れがある。

本発明は、上記従来の欠点に鑑み、内部電気機器のメンテナンス性を損なうことなく、簡単な構成で効果的な冷却を行える制御盤を提供するものである。

本発明では、上記課題を基づき、換気ファンによりケーシング内に外気を押し込んで盤内機器を冷却する制御盤において、
ケーシングの背板に設けられた吸気ファンと、
表面に盤内機器が固定され裏面がケーシング背板に沿って離間して立設され、底辺に隙間を有する内枠と、
ケーシング底部に配置され、上記吸気ファンで吸込まれて上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風を、上記盤内機器が配置された方向に方向転換するた風向調整装置を備えたことを特徴とする。

また、上記記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風の風力に応じて方向転換する位置を変えるように、ケーシング底部に位置変更可能に配置されることを特徴とする。

また、上記記載の制御盤において、上記風向調整装置はケーシングの内部配線等の設置場所に応じて方向転換する位置を変えるように、ケーシング底部で位置変更可能に配置されたことを特徴とする。

また、上記記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風の風力に応じて方向転換の角度を変える調整板部を有することを特徴とする。

また、上記記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風を捕捉する仕切り板を有することを特徴とする。

また、上記記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風を方向を変えて案内するための伸縮自在な案内板を有することを特徴とする。

また、上記記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風の一部を背後に逃がすスリットを有することを特徴とする。

本願発明によれば、風向調整装置により送風をガイドして発熱源の機器へ集中できるため、効率良く冷却することが可能となる。また、個別にエアダクトを引き回す場合と異なり、本装置を設置だけの簡易な構造のため、設置変更が容易であり、改造等の機器配置の変更にも対応可能である。また、広く既設盤にも後付けで対応ができる。

本発明実施例の制御盤説明図である。同じく風向調整装置の斜視図である。同じく他の風向調整装置の斜視図である。同じくさらに他の風向調整装置の斜視図である。同じく風向調整装置の回りこみの説明図である。同じく風向調整装置の風の流れの説明図である。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。

図１〜図６は、本発明の実施例の説明図である。図１は、本発明の実施例としての自立型の制御盤を示し、（ａ）は側面図で（ｂ）は背面図であり、図２、図３、図４は、図１の盤内の底部に設定される風向調整装置の斜視図であり、図５、図６は冷却風の流れの説明図である。なお、制御盤は自立型以外の壁に固定される制御盤であっても良い。

図１において、１は制御盤本体であるケーシング、１ａは制御盤の前扉、１ｂは制御盤の背板、１ｃは制御盤の底板（底部）、３はケーシングの背板１ｂに設けられた吸気ファン、４は冷却風を外部に排気するフィルタで、ケーシングの天井板に設けられている。２は表面に盤内機器７が固定された内枠で、その裏面がケーシング背板から離間した状態で背板に沿って立設され、その底辺と制御盤底板１ｃとの間に隙間２ａを有する。ここで、盤内機器７としては、制御用のインバータ、配線用回路遮断機、電磁接触器等である。

５、６は、ケーシング底部１ｃに配置され、上記吸気ファンで吸込まれて上記内枠底辺の隙間２ａを通して送られる冷却風を、上記盤内機器７が配置された上方向に方向転換するた風向調整板（風向調整装置）である。調整板５は、図２に示すように底板５ａと板材を湾曲させて形成された背板５ｂとこの背板の裏面を支える支持板５ｃからなり、背板５ｂの一部にスリット１０を有している。背板５ｂに曲線を持たせて、風抵抗を減らして風圧損を増やさない構造とする。スリット１０は、冷却風の一部を背後に流して背後が負圧となって、上方に方向転換した冷却風が回り込むのを防止している。この調整板５はケーシング底部となる制御盤の底板１ｃに位置変更のため着脱できるように、底板５ａの裏面にマグネットを固定したマグネット式、またはネジ等で制御盤の底板１ｃに取り付けられる。なお、上記調整板５は着脱できるので、前扉１ｃの裏に取り付けて風向きを変えることもできる。

調整板６は、図３に示すように、底板６ａとこの底板６ａに角度可変に立設した調整板部８とこの調整板部８に設けた複数枚の仕切り板９からなる。調整板６は送風をブロックしながら、角度をつけた板により抵抗を減らして風向きを変更できる。仕切り板９は風を捕まえられるようにして、風向きを変える効果をより確実にする。また、図４に示すように、調整板６の調整板部８がスライド式に伸びるように案内板部６ｂを取り付けても良く、長さを調整することで風力の強弱にも対応可能となる。また、図５に示すように、調整板５と同様に、調整板６の後ろ側が負圧になって気流の逆流（破線で示す）が発生しないように、調整板部８にスリット１０を付けて後側にも送風を逃がす構造とする。この調整板６もケーシング底部となる制御盤の底板１ｃに位置変更のため着脱できるように、底板６ａの裏面にマグネットを固定したマグネット式、またはネジ等で制御盤の底板１ｃに取り付けられる。なお、上記調整板６は着脱できるので、前扉１ｃの裏に取り付けて風向きを変えることもできる。

上記構成において、吸気ファン３から取り込まれた冷却風が内枠２と背板１ｂで構成される風路を通り、内枠２の底辺と制御盤底板１ｃとの隙間２ａから吹き出される。この吹出し風量が少なくて風圧が弱い場合は、隙間２ａに設置された調整板５によって隙間２ａで冷却風の方向を変えるようにし、上へ上がる冷却風の自然対流を積極的に作り出し、盤内機器７に当てることができる。また、盤底部の中央付近に立ち上がる電源線や信号線があって、隙間２ａからの冷却風が盤の前扉１ａ側に流れない場合も、調整板５によって隙間２ａで冷却風の方向を変えるようにすることができる。

隙間２ａから吹き出される。この吹出し風量が少なくて風圧が弱い場合は、隙間２ａに設置された調整板５によって隙間２ａで冷却風の方向を変えるようにし、上へ上がる冷却風の自然対流を積極的に作り出し、盤内機器７に当てることができる。また、盤底部の中央付近に立ち上がる電源線や信号線があって、隙間２ａからの冷却風が盤の前扉１ａ側に流せない場合も、調整板５によって隙間２ａで冷却風の方向を変えるようにすることができる。

隙間２ａから吹き出される冷風の風量が多く風圧があって、かつ、盤底部から立ち上がる電源線や信号線がない場合は、前扉１ａ側に設置された調整板６によって冷却風の方向を変えるようにする。このように、隙間２ａから離れた前扉１ａ側に設置された調整板６は、盤内機器７へ斜め下方から盤内機器の前面と底面に当てることができ、冷却効率が良くなる。また、調整板６に設けた案内板６ｂを上方に伸ばすことにより、方向を変えた後の冷風の方向性を良くすることができ、冷却したい盤内機器７へ効率的に冷風を当てることができる。

調整板６での冷風の方向転換は、冷風の風圧により方向転換後の流れが多少異なる。すなわち、図６に示すように、隙間２ａから吹出し風量が多く風圧がある場合は、Ａで示すように調整板部８の角度Ｃに沿った方向に流れ、吹出し風量が少なく風圧が弱い場合は、Ｂで示すように調整板部８に沿って流れた後は、そのまま垂直に上昇する方向に流れる。

さらに、クリーンルーム等の整備された環境においては塵埃や腐食ガスがないため、盤の底部、または、底部付近の背板１ｂから冷風が吸込まれる場合（図示せず）があり、このような場合でも、吸込まれた冷風を調整板２により風向きを制御することができる。即ち、マグネット式等により調整板の取付け取外しが容易なため、取付個数や取付位置の変更が可能で、従来のダクト等の固定物と異なり、取扱いと操作性に優れている。以上により、盤内の風量の強弱により効果の違いはあるが、常に一定の冷却が期待できる。

上記構成において、風向調整装置により送風をガイドして発熱源の機器へ集中できるため、効率良く冷却することが可能となる。また、個別にエアダクトを引き回す場合と異なり、風向調整装置が簡易な構造のため、設置変更が容易であり、改造等の機器配置の変更にも対応可能で、広く既設盤にも後付けで対応ができる。また、前扉１ａを開いて盤内機器７を操作またはメンテナンスする場合は、従来のようにダクトで囲まれることは無く、盤内機器７が開放状態に内枠２に設置されているので、サービス性を損なうことがないない。

１…制御盤本体（ケーシング）、１ｂ…ケーシング背板、１ｃ…底板（底部）、２…内枠、２ａ…隙間、３…吸気ファン、４…フィルタ、５、６…調整板（風向調整装置）、６ｂ…案内板、７…盤内機器、８…調整板部、９…仕切り板、１０…スリット。

Claims

換気ファンによりケーシング内に外気を押し込んで盤内機器を冷却する制御盤において、
ケーシングの背板に設けられた吸気ファンと、
表面に盤内機器が固定され裏面がケーシング背板に沿って離間して立設され、底辺に隙間を有する内枠と、
ケーシング底部に配置され、上記吸気ファンで吸込まれて上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風を、上記盤内機器が配置された上方向に方向転換する風向調整装置を備えたことを特徴とする制御盤。
請求項１記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風の風力に応じて方向転換する位置を変えるように、ケーシング底部に位置変更可能に配置されることを特徴とする制御盤。
請求項１記載の制御盤において、上記風向調整装置はケーシングの内部配線等の設置場所に応じて方向転換する位置を変えるように、ケーシング底部で位置変更可能に配置されることを特徴とする制御盤。
請求項１〜３のいずれかに記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風の風力に応じて方向転換の角度を変える調整板部を有することを特徴とする制御盤。
請求項１〜４のいずれかに記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風を捕捉する仕切り板を有することを特徴とする制御盤。
請求項１〜５のいずれかに記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風を方向を変えて案内するための伸縮自在な案内板を有することを特徴とする制御盤。
請求項１〜６のいずれかに記載の制御盤において、上記風向調整装置は上記内枠底辺の隙間を通して送られる冷却風の一部を背後に逃がすスリットを有することを特徴とする制御盤。