ガス遮断器
【課題】 アークの熱エネルギーによりパッファ室内の圧力を充分に上昇させることで、電流の充分な遮断性能を得ることのできるガス遮断器を提供する。
【解決手段】 実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された容器と、前記容器内に設置され第１のアーク接触子を備える第１の接触子部と、前記容器内に前記第１の接触子部に対向して配置され、第２のアーク接触子を備える第２の接触子部とを備える。前記第１の接触子部は、前記第１のアーク接触子と前記第２のアーク接触子との間に発生するアークを吹き消すための前記消弧性ガスを蓄える空間を有するパッファ室と、前記第１のアーク接触子の近傍に第１の開口と、前記パッファ室と連接する第２の開口とを有する消弧性ガスの流路と、前記パッファ室の前記空間内に設けられ、前記流路からの前記消弧性ガスの流れを遮るように配置され、前記空間を第１の空間と第２の空間とに分割する面状の部材とを備える。
【解決手段】 実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された容器と、前記容器内に設置され第１のアーク接触子を備える第１の接触子部と、前記容器内に前記第１の接触子部に対向して配置され、第２のアーク接触子を備える第２の接触子部とを備える。前記第１の接触子部は、前記第１のアーク接触子と前記第２のアーク接触子との間に発生するアークを吹き消すための前記消弧性ガスを蓄える空間を有するパッファ室と、前記第１のアーク接触子の近傍に第１の開口と、前記パッファ室と連接する第２の開口とを有する消弧性ガスの流路と、前記パッファ室の前記空間内に設けられ、前記流路からの前記消弧性ガスの流れを遮るように配置され、前記空間を第１の空間と第２の空間とに分割する面状の部材とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッファ型のガス遮断器は、アークの熱エネルギーにより生じる消弧性ガスの流れによりパッファ室内の圧力を上昇させ、アークが弱まる電流零点において、圧力が上昇したパッファ室内かとアークが発生する空間との差圧によりアークに対して消弧性ガスを吹き付けることで電流を遮断する。このようなガス遮断器において、電流の遮断性能の向上には、アークが発生する空間とパッファ室内との間に充分な差圧を確保することが必要である。
【０００３】
しかしながら、アークの熱エネルギーにより生じる消弧性ガスの流れがパッファ室内で拡散してしまうことで充分な圧力上昇が得られずに、アークが発生する空間とパッファ室との間に充分な差圧が確保できないため、電流の充分な遮断性能が得られないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アークの熱エネルギーによりパッファ室内の圧力を充分に上昇させることで、電流の充分な遮断性能を得ることのできるガス遮断器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された容器と、前記容器内に設置され第１のアーク接触子を備える第１の接触子部と、前記容器内に前記第１の接触子部に対向して配置され、前記第１のアーク接触子と接触または離間した状態を取りうる第２のアーク接触子を備える第２の接触子部とを備える。また、前記第１の接触子部は、前記第１のアーク接触子と前記第２のアーク接触子との間に発生するアークを吹き消すための前記消弧性ガスを蓄える空間を有するパッファ室と、前記第１のアーク接触子の近傍に第１の開口と、前記パッファ室と連接する第２の開口とを有する消弧性ガスの流路と、前記パッファ室の前記空間内に設けられ、前記流路からの前記消弧性ガスの流れを遮るように配置され、前記空間を第１の空間と第２の空間とに分割する面状の部材とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【図２】第一の実施形態に係るガス遮断器のA-A断面を示す断面図。
【図３】第一の実施形態に係るガス遮断器における消弧性ガスの流れを説明する図。
【図４】第一の実施形態に係るガス遮断器における消弧性ガスの流れを説明する図。
【図５】第一の実施形態に係るガス遮断器における熱的パッファ室内の圧力分布の解析結果。
【図６】第二の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【図７】第二の実施形態に係るガス遮断器のB-B断面を示す断面図。
【図８】第二の実施形態の変形例に係るガス遮断器の分割部材の形状を示す図。
【図９】第三の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【図１０】第四の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態に係るガス遮断器の構成を示す断面図である。
【００１０】
本実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填されている中空円筒形状の容器５０と、容器５０の中心軸上に、可動接触子部１と、この可動接触子部１に対向する対向接触子部２（図１中の破線で囲まれた部分）と、可動接触子部１の一部に接触する固定ピストン２４とを備える。
【００１１】
なお、図１では可動接触子部１と対向接触子部２とが接触している通電状態を示す。ここでは通電状態では 交流電流が流れているものとする。
【００１２】
以下の説明では、対向接触子部２側の方向を前方（図１の左側）、その反対側を後方（図１の右側）として定義する。
【００１３】
本実施形態において、可動接触子部１は、中空円筒形状のシリンダ２３と、シリンダ２３の内部の中心軸上に設けられる中空の操作ロッド２１と、シリンダ２３と操作ロッド２１とに囲まれて設けられるパッファ室４２及び４３とを備える。
【００１４】
可動接触子部１は、容器５０の中心軸に沿って前方または後方に移動可能である。
【００１５】
シリンダ２３の前方の端部にはフランジ２２が一体的に形成されている。さらにこのフランジ２２の前方には、スロート部１４を有する絶縁ノズル１３と、可動通電接触子１５とが設けられている。
【００１６】
また、シリンダ２３の内周面の中程には隔壁２６が一体的に形成されている。この隔壁２６を介してシリンダ２３内の空間（パッファ室）は、前方側に熱的パッファ室４２が、後方側に機械パッファ室４３がそれぞれ設けられている。このとき、パッファ室内のシリンダ側の面を外周、操作ロッド側の面を内周として定義する。
【００１７】
前方の熱的パッファ室４２は、後述する遮断動作時に発生するアークからの熱エネルギーにより生じる消弧性ガスの流れが隔壁２６等に衝突することで昇圧される空間である。
【００１８】
後方の機械パッファ室４３は、遮断動作時に後述する固定ピストン２４の機械的圧縮作用により昇圧される空間である。
【００１９】
操作ロッド２１は、図示しない駆動装置によって、中心軸方向に往復運動するように構成されており、その中程には操作ロッド２１の内部と、容器５０内の充填ガス雰囲気空間とを連通させるための開口部４５fが複数形成されている。この操作ロッド２１の前方には、前方の先端が中心に丸まった指状の可動アーク接触子１１が一体的に形成されている。
【００２０】
上記のフランジ２２と操作ロッド２１との間には、開口部４５aが形成されている。また、可動アーク接触子１１の前方側の先端と、スロート部１４との間には開口部４５bが形成されている。この開口部４５aから開口部４５bまで、熱エネルギー及び消弧性ガスの流路４４が形成されている。図１の導通状態では開口部４５bが対向アーク接触子１２によって塞がれている。
【００２１】
隔壁２６には開口部４５dが形成されている。この開口部４５dの熱的パッファ室４２側には、ばね２９ａにより蓄勢された浮動の逆止弁２７が設けられている。
【００２２】
対向接触子部２は、容器５０の中心軸に沿って、フランジ５２と、フランジ５２の周囲に一体的に固定された円筒形状の対向通電接触子５４と、対向通電接触子５４と図示しない前方において固定され、対向通電接触子５４の中心軸に位置する対向アーク接触子１２とを備える。
【００２３】
また、フランジ５２は開口部５３を有する。対向通電接触子５４は、可動通電接触子１５と接触させるため、後方側の厚さが、前方側に比べ厚いほうが好ましい。
【００２４】
固定ピストン２４は、機械パッファ室４３の後方に挿入される環状平板である。この固定ピストン２４は、その内周面で操作ロッド２１の外周面に対して摺動すると共に、その外周面でシリンダ２３の内周面に対して摺動するように構成されており、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部２５によって、容器５０内に固定されている。
【００２５】
機械パッファ室４３内の空間は、シリンダ２３、隔壁２６、操作路ロッド２１および固定ピストン２４の一面で取り囲まれているため、操作ロッド２１が摺動するにつれて空間の体積が変化する。
【００２６】
また、固定ピストン２４には、開口部４５eが形成されており、開口部４５eには、ばね２９ｂで閉方向に蓄勢された放圧弁２８が設けられている。
【００２７】
通常の通電状態においては、操作ロッド２１を駆動することにより可動接触子部１を前方に移動させて、図１に示すように、対向通電接触子５４と可動通電接触子１５とは接触している。また、可動アーク接触子１１と対向アーク接触子１２とは接触している。
【００２８】
後述の遮断動作時（図３及び図４）には、操作ロッド２１を駆動することにより可動接触子部１を後方に移動させる。このとき、可動アーク接触子１１と対向アーク接触子１２とが非接触となることでアーク空間４７が形成されるとともに、流路４４の開口部４５bが対向アーク接触子１２から開放される。このアーク空間４７に発生するアーク４６の熱エネルギーにより生じた消弧性ガスの流れは開口部４５ｂを介して流路４４を通り、開口部４５ａから熱的パッファ室４２へ流入する。
【００２９】
本実施形態のガス遮断器では、図１に示すように、熱的パッファ室４２内で、開口部４５aから流入した消弧性ガスの流れが、隔壁２６に到達する前に途中で拡散してしまうことを防止するために、熱的パッファ室４２内の中心軸と水平な側面の外周側（外周面）に面上の分割部材３を配置する。
【００３０】
この分割部材３は、開口部４５aから流入する消弧性ガスの流入進路を遮るように配置され、容器５０の中心軸方向に、熱的パッファ室４２を主空間４１ａと従空間４１ｂとに分割する。
【００３１】
分割部材３は、一体の環状平面もしくは環状曲面からなり、分割部材３の取付角度４は任意にとることができる。さらに、主空間４１ａと従空間４１ｂを連通させる少なくとも１箇所の開口部４５cを設ける。
【００３２】
図１では、分割部材３として一体の環状平板を用い、分割部材３の取付角度４をほぼ９０度としたときの例を示している。
【００３３】
図２は、図１に示す本実施形態のガス遮断器におけるA-A断面を示す断面図である。図２（a）に示すように、分割部材３としては、１枚の部材から成る環状平板を用いており、熱的パッファ室４２の外周面を形成するシリンダ２３に溶接、あるいは鋳造等による一体成型により形成される。そして、分割部材３と熱的パッファ室４２の内周面を形成する操作ロッド２１との間に環状の開口部４５cが設けられる。
【００３４】
このとき、分割部材３としては、上記の環状平板に代えて、熱的パッファ室４２の前方あるいは後方に曲率を有するような環状曲板を用いることも可能である。
【００３５】
なお、分割部材３としては、図２（b）に示すように、１枚の部材からではなく、複数に分割された部材を、熱的パッファ室４２内の外周面の円周に沿って所定の間隔で配置することも可能である。
【００３６】
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態に係るガス遮断器の動作及び内部での消弧性ガスの流れについて詳細に説明する。
【００３７】
図３は、遮断動作初期における、本実施形態に係るガス遮断器内部での消弧性ガスの流れを説明するための図である。
【００３８】
遮断動作が開始すると、操作ロッド２１が後方に移動し、この操作ロッド２１を含む可動接触子部１が一体的に移動する。これにより、操作ロッド２１とシリンダ２３および隔壁２６が一体的に移動することになり、固定された固定ピストン２４に対して隔壁２６が接近するため、機械パッファ室４３の空間が圧縮されて昇圧する。
【００３９】
遮断動作の初期時点では、隔壁２６の開口部４５dに取り付けられた逆止弁２７は浮動なので、慣性力により、可動接触子部１と一体に移動しない。つまり、逆止弁２７は相対的に前方に移動したことになる。これにより、隔壁２６の開口部４５dは開状態となる。このとき、機械パッファ室４３が昇圧しているので、機械パッファ室４３から開口部４５dを経て、消弧性ガスが機械パッファ室４３内から熱的パッファ室４２の従空間４１ｂへ供給される。
【００４０】
他方で、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子１１が開離すると、両アーク接触子１２及び１１間のアーク空間４７にはアーク４６が発生する。このとき、アーク４６により、アーク空間４７の温度、圧力は急激に上昇する。
【００４１】
したがって、アーク空間４７は熱的パッファ室４２より圧力が上昇するために、アーク空間４７の消弧性ガスは、流路４４の可動アーク接触子１１の先端部の開口部４５ｂからフランジ２２の開口部４５ａを経て熱的パッファ室４２に至る流れ５１ａを生じる。
【００４２】
上記のように、アーク４６による熱エネルギーから生じた流れ５１ａは、流路４４を通じて、主空間４１ａ内に流入する。このとき、主空間４１ａ内に流入した流れ５１ｂは分割部材３に衝突し、熱的パッファ室４２の主空間４１a内を循環する流れ５１ｃを生じる。
【００４３】
そして、この流れ５１cは、開口部４５cを通じて従空間４１bへ流入し、従空間４１b内を循環する流れ５１ｄが発生する。
【００４４】
このように、分割部材３を配置することで、流れ５１ｂが途中で拡散せずに、分割部材３に衝突することで主空間４１a内を循環する流れ５１bを生じ、主空間４１ａ内の圧力を上昇させる。同時に、流れ５１ｄが隔壁２６に衝突することで同様に、従空間４１ｂ内の圧力を上昇させることで、熱的パッファ室４２内の圧力を充分に上昇させることが可能となる。
【００４５】
本実施形態においては、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３が相補的に作用する。以下では、上記のように、アーク４６の熱エネルギーにより主空間４１a及び従空間４１bの圧力が充分に昇圧された後の、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３との関係について説明する。なお、ここでは、主空間４１a及び従空間４１b間での消弧性ガスの流れについては説明を省略し、主空間４１a及び従空間４１bを熱的パッファ室４２としてまとめて説明する。
【００４６】
この際、大電流遮断時（例えば２０ｋＡを越える場合）には熱的パッファ室４２は著しく昇圧され、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３の間に逆差圧が生じるため、逆止弁２７には後方への力が作用し、隔壁２６の開口部４５dは閉状態となる。このため、熱的パッファ室４２のみで充分な昇圧を行うことができる。
【００４７】
また、逆止弁２７が閉じることにより、機械パッファ室４３へのアーク４６の熱エネルギーの流入が抑制されるため、機械パッファ室４３の過剰な昇圧がある程度抑制されることになり、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。
【００４８】
このとき、もし機械パッファ室４３の過剰圧力上昇となった場合には、固定ピストン２４に設けられた放圧弁２８が開状態となって、機械パッファ室４３内の消弧性ガスは、機械パッファ室４３から充填ガス雰囲気空間へと流出する。
【００４９】
これに対して中小電流遮断時（例えば２０ｋＡ以下の場合）には、熱的パッファ室４２は充分に昇圧されないため、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３の圧力は比較的均衡した状態にあり、逆止弁２７の動作は状態により変化する。特に、後述の電流零点近傍においては、熱的パッファ室４２の圧力は次第に低下し、機械パッファ室４３の圧力を下回るため、逆止弁２７は開状態となり、機械パッファ室４３から熱的パッファ室４２への流れが発生することになる。
【００５０】
これにより、機械パッファ室４３の機械的な圧縮により、熱的パッファ室４２の昇圧を補うことができる。
【００５１】
図４は、上記のように熱的パッファ室４２内を充分に昇圧した後の電流零点以降における、本実施形態に係るガス遮断器内部での消弧性ガスの流れを説明するための図である。
上記の遮断動作初期の状態からさらにストロークが進行し、交流電流が一時的に零になる電流零点に達すると、アーク４６は減衰する。そして、アーク４６は残留アークプラズマ状態となり、アーク空間４７における圧力及び温度が減少する。これにより、電流零点に達する以前に上昇した熱的パッファ室４２の圧力が、アーク空間４７の圧力を上回ることで差圧が逆転する。
【００５２】
このとき、開口部４５bは充分に開口し、熱的パッファ室４２からフランジ２２の開口部４５ａを経て、アーク空間４７に向かって流路４４を通過する流れ５１gが生じる。さらに、この流れ５１gは、流路４４の開口部４５ｂから対向アーク接触子１２に向かって流れる５１hと、操作ロッド２１の中空部内を流れ、開口部４５fに向かう流れる５１iとに分かれる。
【００５３】
この流れ５１gを勢いよくアーク４６に対して吹きつけ、さらに流れ５１h、５１iによって、アーク４６は相乗的に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。
【００５４】
なお、このとき操作ロッド２１の開口部４５fを通過した流れ５１jは、充填ガス雰囲気空間へと流出する。
【００５５】
図５に本実施形態に係るガス遮断器における熱的パッファ室４２内の数値解析によって得られた圧力分布を示す。ここで、ガス遮断器の軸方向をXにとり、熱的パッファ室４２の軸方向の長さをL、半径方向の長さを0.532*Lとする。このとき、前方側の壁面をX=０の位置とすると、後方側の壁面の位置はX=Ｌとなる。
【００５６】
また、ここでは分割部材３は、熱的パッファ室４２の前方側の壁面から、熱的パッファ室４２の軸方向の長さの0.550倍の距離（X=0.550*L）の位置に設けるものとする。また、開口部４５cの高さを0.082*Lとして数値解析を行った。
【００５７】
破線で表される分割部材３なしの場合、圧力は前方側では高く、後方に移動していくのに伴い下降し、圧力勾配が負になっていることがわかる。それに対して、実線で表される分割部材ありの場合、圧力は破線に比べて前方側では低いが、後方に移動するのに伴い上昇し、圧力勾配が正となっていることがわかる。
【００５８】
また、従空間４１ｂ内の圧力分布においても、分割部材３ありの場合、分割部材３なしの場合に比べて圧力勾配が大きくなっていることがわかる。
【００５９】
これにより、分割部材３を配置することで、熱的パッファ室４２とアーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができ、その結果、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることが可能となる。
【００６０】
特に、軸方向に長いパッファ室を有するガス遮断器では、アークの熱エネルギーにより生じる流れがパッファ室内で拡散してしまう問題があったが、分割部材３を配置することにより、流れの拡散を防ぐことができ、有効である。
【００６１】
なお、本実施形態のように開口部４５dに設けられている逆止弁２７及びばね２９aを設けずに、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３とを開口部４５aにより常時連通する構成とすることも可能である。
【００６２】
（第二の実施形態）
以下、図６及び図７を参照して、第二の実施形態に係るガス遮断器の構成について説明する。ここで、図６は本実施形態に係るガス遮断器の構成を示す断面図、図７は本実施形態に係るガス遮断器のB-B断面を示す断面図である。なお、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６３】
図６に示すように、本実施形態のガス遮断器では、熱的パッファ室４２内の中心軸と水平な側面の内周側（内周面）に分割部材３を設置している。
【００６４】
図７に示すように、分割部材３としては一体の環状平板を用いており、熱的パッファ室４２の内周面を形成する操作ロッド２１に溶接あるいは一体成型により形成される。そして、分割部材３と熱的パッファ室４２の外周面を形成するシリンダ２３の間に環状の開口部４５cが設けられる。
【００６５】
このとき、分割部材３としては、上記の環状平板に代えて、熱的パッファ室４２の前方あるいは後方に曲率を有するような環状曲板を用いることも可能である。
【００６６】
なお、分割部材３の形状としては、上記のように一体の環状平板あるいは環状曲板ではなく、複数に分割された分割部材３を、所定の間隔で上記側面の円周に沿って配置する構成であってもよい。
【００６７】
本実施形態のガス遮断器によれば、第一の実施形態と同様に、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４１ａに流入し、分割部材３に衝突することで、主空間４１ａ内の圧力を上昇させることができる。
【００６８】
その結果、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるために、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることが可能になる。
【００６９】
また、第一の実施形態のように分割部材３の配置位置を熱的パッファ室４２の外周面に限定することなく、製造の際の自由度を確保することができる。
【００７０】
（第二の実施形態の変形例）
以下、図８を参照して、第二の実施形態の本変形例に係るガス遮断器の構成について説明する。図８は本変形例に係るガス遮断器の分割部材３の形状を示す図である。
【００７１】
第二の実施形態と異なるのは、熱的パッファ室４２及び機械パッファ室４３の間での消弧性ガスの流れをスムーズにするために、図８に示すように、環状平板あるいは環状曲板の分割部材３の内周部に４箇所の開口部４５gを設けている点である。なお、この開口部４５gは４箇所に限定されるものではない。
【００７２】
このように、分割部材３の内周部に開口部４５gを設けることで、熱的パッファ室４２及び機械パッファ室４３の間での流れをスムーズにすることができる。
【００７３】
本変形例のガス遮断器によれば、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４１ａに流入し、分割部材３に衝突することで、主空間４１ａ内の圧力を上昇させることができる。
【００７４】
その結果、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるために、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることが可能になる。
【００７５】
（第三の実施形態）
以下、図９を参照して、本実施形態に係るガス遮断器の構成について詳細に説明する。なお、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００７６】
本実施形態のガス遮断器は、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３を隔壁２６で仕切らずに、パッファ室４８のみを備えている点において第一の実施形態、第二の実施形態及び第二の実施形態の変形例とは異なる。
【００７７】
本実施形態のガス遮断器では、パッファ室４８内の中心軸と水平な側面の外周側（外周面）に分割部材３を配置し、パッファ室４８を主空間４８ａと従空間４８ｂに分割する。このとき、第１の実施形態と同様に、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４８ａに流入し、分割部材３に流れが衝突することで、主空間４８ａ内の圧力を上昇させることができる。
【００７８】
その結果、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるために、消弧性ガスを勢いよくアーク４６に吹き付けることが可能となる。
【００７９】
さらに、分割部材３によりパッファ室４８を主空間４８ａと従空間４８ｂに仕切ることで、従空間４８ｂ内のアーク４６の熱エネルギーによる昇圧をある程度抑制することができ、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。
【００８０】
さらに、本実施形態のガス遮断器によれば、隔壁２６、逆止弁２７、ばね２９aを備えていないために、より簡単な構成により電流の遮断性能を向上させることが可能になる。
【００８１】
なお、本実施形態のガス遮断器の分割部材３としては、パッファ室４８内の外周面に配置するものとして説明を行ったが、第二の実施形態で説明したように、パッファ室４８内の中心軸と水平な側面の内周側（内周面）に設置することも可能である。
【００８２】
また、分割部材３としては、一体の環状平板または環状曲板であってもよいし、複数に分割された分割部材３を、所定の間隔で上記側面の円周に沿って配置する構成であってもよい。
【００８３】
（第四の実施形態）
以下、図１０を参照して、本実施形態に係るガス遮断器の構成について詳細に説明する。なお、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００８４】
本実施形態のガス遮断器は、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３を隔壁２６で仕切らずに、パッファ室４８のみを備えていることに加え、固定ピストン２４を備えていない点において第一の実施形態、第二の実施形態、第二の実施形態の変形例及び第三の実施形態とは異なる。
【００８５】
本実施形態のガス遮断器では、第二の実施形態と同様に、パッファ室４９内の中心軸と水平な側面の外周側（外周面）に分割部材３を配置し、パッファ室４９を主空間４９ａと従空間４９ｂに分割する。このとき、第１、第２の実施形態と同様に、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４９ａに流入し、分割部材３に流れが衝突することで、主空間４９ａ内の圧力を上昇させ、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるようになる。
【００８６】
その結果、消弧性ガスを勢いよくアーク４６に吹き付けることができるようになる。さらに、分割部材３によりパッファ室４９を主空間４９ａと従空間４９ｂに仕切ることで、従空間４９ｂ内のアーク４６の熱エネルギーによる昇圧をある程度抑制することができ、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。
【００８７】
さらに、本実施形態のガス遮断器によれば、第二の実施形態と同様に、より簡単な構成となることに加え、固定ピストン２４を備えていないために、より簡単な機構により電流の遮断性能を向上させることが可能になる。
【００８８】
なお、本実施形態のガス遮断器の分割部材３としては、パッファ室４９内の外周面に配置するものとして説明を行ったが、第二の実施形態で説明したように、パッファ室４９の中心軸と水平な側面の内周側（内周面）に設置することも可能である。
【００８９】
また、分割部材３としては、一体の環状平板または環状曲板であってもよいし、複数に分割された分割部材３を、所定の間隔で上記側面の円周に沿って配置する構成であってもよい。
【００９０】
以上説明した少なくとも１つの実施形態のガス遮断器によれば、熱的パッファ室内の流れが拡散している位置に、分割部材３を配置し、熱的パッファ室を主空間と従空間に分割することで、流れが分割部材３に衝突し、熱的パッファ室内の圧力を上昇させることができる。その結果、熱的パッファ室とアーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができ、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることができるようになるために、電流の充分な遮断性能を得ることが可能となる。
【００９１】
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・可動接触子部
２・・・対向接触子部
３・・・分割部材
４・・・取付角度
１１・・・可動アーク接触子
１２・・・対向アーク接触子
１３・・・絶縁ノズル
１４・・・スロート部
１５・・・可動通電接触子
２１・・・操作ロッド
２２・・・フランジ
２３・・・シリンダ
２４・・・固定ピストン
２５・・・ピストン支持部
２６・・・隔壁
２７・・・逆止弁
２８・・・放止弁
２９a、２９b・・・ばね
３１・・・固定壁
４１a、４８a、４９a・・・主空間
４１b、４８b、４９b・・・従空間
４２・・・熱的パッファ室
４３・・・機械パッファ室
４４・・・流路
４５a、４５b、４５c、４５d、４５e、４５f・・・開口部
４６・・・アーク
４７・・・アーク空間
４８、４９・・・パッファ室
５０・・・密封容器
５２・・・フランジ
５３・・・開口部
５４・・・対向通電接触子
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッファ型のガス遮断器は、アークの熱エネルギーにより生じる消弧性ガスの流れによりパッファ室内の圧力を上昇させ、アークが弱まる電流零点において、圧力が上昇したパッファ室内かとアークが発生する空間との差圧によりアークに対して消弧性ガスを吹き付けることで電流を遮断する。このようなガス遮断器において、電流の遮断性能の向上には、アークが発生する空間とパッファ室内との間に充分な差圧を確保することが必要である。
【０００３】
しかしながら、アークの熱エネルギーにより生じる消弧性ガスの流れがパッファ室内で拡散してしまうことで充分な圧力上昇が得られずに、アークが発生する空間とパッファ室との間に充分な差圧が確保できないため、電流の充分な遮断性能が得られないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アークの熱エネルギーによりパッファ室内の圧力を充分に上昇させることで、電流の充分な遮断性能を得ることのできるガス遮断器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された容器と、前記容器内に設置され第１のアーク接触子を備える第１の接触子部と、前記容器内に前記第１の接触子部に対向して配置され、前記第１のアーク接触子と接触または離間した状態を取りうる第２のアーク接触子を備える第２の接触子部とを備える。また、前記第１の接触子部は、前記第１のアーク接触子と前記第２のアーク接触子との間に発生するアークを吹き消すための前記消弧性ガスを蓄える空間を有するパッファ室と、前記第１のアーク接触子の近傍に第１の開口と、前記パッファ室と連接する第２の開口とを有する消弧性ガスの流路と、前記パッファ室の前記空間内に設けられ、前記流路からの前記消弧性ガスの流れを遮るように配置され、前記空間を第１の空間と第２の空間とに分割する面状の部材とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【図２】第一の実施形態に係るガス遮断器のA-A断面を示す断面図。
【図３】第一の実施形態に係るガス遮断器における消弧性ガスの流れを説明する図。
【図４】第一の実施形態に係るガス遮断器における消弧性ガスの流れを説明する図。
【図５】第一の実施形態に係るガス遮断器における熱的パッファ室内の圧力分布の解析結果。
【図６】第二の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【図７】第二の実施形態に係るガス遮断器のB-B断面を示す断面図。
【図８】第二の実施形態の変形例に係るガス遮断器の分割部材の形状を示す図。
【図９】第三の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【図１０】第四の実施形態に係るガス遮断器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態に係るガス遮断器の構成を示す断面図である。
【００１０】
本実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填されている中空円筒形状の容器５０と、容器５０の中心軸上に、可動接触子部１と、この可動接触子部１に対向する対向接触子部２（図１中の破線で囲まれた部分）と、可動接触子部１の一部に接触する固定ピストン２４とを備える。
【００１１】
なお、図１では可動接触子部１と対向接触子部２とが接触している通電状態を示す。ここでは通電状態では 交流電流が流れているものとする。
【００１２】
以下の説明では、対向接触子部２側の方向を前方（図１の左側）、その反対側を後方（図１の右側）として定義する。
【００１３】
本実施形態において、可動接触子部１は、中空円筒形状のシリンダ２３と、シリンダ２３の内部の中心軸上に設けられる中空の操作ロッド２１と、シリンダ２３と操作ロッド２１とに囲まれて設けられるパッファ室４２及び４３とを備える。
【００１４】
可動接触子部１は、容器５０の中心軸に沿って前方または後方に移動可能である。
【００１５】
シリンダ２３の前方の端部にはフランジ２２が一体的に形成されている。さらにこのフランジ２２の前方には、スロート部１４を有する絶縁ノズル１３と、可動通電接触子１５とが設けられている。
【００１６】
また、シリンダ２３の内周面の中程には隔壁２６が一体的に形成されている。この隔壁２６を介してシリンダ２３内の空間（パッファ室）は、前方側に熱的パッファ室４２が、後方側に機械パッファ室４３がそれぞれ設けられている。このとき、パッファ室内のシリンダ側の面を外周、操作ロッド側の面を内周として定義する。
【００１７】
前方の熱的パッファ室４２は、後述する遮断動作時に発生するアークからの熱エネルギーにより生じる消弧性ガスの流れが隔壁２６等に衝突することで昇圧される空間である。
【００１８】
後方の機械パッファ室４３は、遮断動作時に後述する固定ピストン２４の機械的圧縮作用により昇圧される空間である。
【００１９】
操作ロッド２１は、図示しない駆動装置によって、中心軸方向に往復運動するように構成されており、その中程には操作ロッド２１の内部と、容器５０内の充填ガス雰囲気空間とを連通させるための開口部４５fが複数形成されている。この操作ロッド２１の前方には、前方の先端が中心に丸まった指状の可動アーク接触子１１が一体的に形成されている。
【００２０】
上記のフランジ２２と操作ロッド２１との間には、開口部４５aが形成されている。また、可動アーク接触子１１の前方側の先端と、スロート部１４との間には開口部４５bが形成されている。この開口部４５aから開口部４５bまで、熱エネルギー及び消弧性ガスの流路４４が形成されている。図１の導通状態では開口部４５bが対向アーク接触子１２によって塞がれている。
【００２１】
隔壁２６には開口部４５dが形成されている。この開口部４５dの熱的パッファ室４２側には、ばね２９ａにより蓄勢された浮動の逆止弁２７が設けられている。
【００２２】
対向接触子部２は、容器５０の中心軸に沿って、フランジ５２と、フランジ５２の周囲に一体的に固定された円筒形状の対向通電接触子５４と、対向通電接触子５４と図示しない前方において固定され、対向通電接触子５４の中心軸に位置する対向アーク接触子１２とを備える。
【００２３】
また、フランジ５２は開口部５３を有する。対向通電接触子５４は、可動通電接触子１５と接触させるため、後方側の厚さが、前方側に比べ厚いほうが好ましい。
【００２４】
固定ピストン２４は、機械パッファ室４３の後方に挿入される環状平板である。この固定ピストン２４は、その内周面で操作ロッド２１の外周面に対して摺動すると共に、その外周面でシリンダ２３の内周面に対して摺動するように構成されており、その後方に一体的に設けられて軸方向に伸びるピストン支持部２５によって、容器５０内に固定されている。
【００２５】
機械パッファ室４３内の空間は、シリンダ２３、隔壁２６、操作路ロッド２１および固定ピストン２４の一面で取り囲まれているため、操作ロッド２１が摺動するにつれて空間の体積が変化する。
【００２６】
また、固定ピストン２４には、開口部４５eが形成されており、開口部４５eには、ばね２９ｂで閉方向に蓄勢された放圧弁２８が設けられている。
【００２７】
通常の通電状態においては、操作ロッド２１を駆動することにより可動接触子部１を前方に移動させて、図１に示すように、対向通電接触子５４と可動通電接触子１５とは接触している。また、可動アーク接触子１１と対向アーク接触子１２とは接触している。
【００２８】
後述の遮断動作時（図３及び図４）には、操作ロッド２１を駆動することにより可動接触子部１を後方に移動させる。このとき、可動アーク接触子１１と対向アーク接触子１２とが非接触となることでアーク空間４７が形成されるとともに、流路４４の開口部４５bが対向アーク接触子１２から開放される。このアーク空間４７に発生するアーク４６の熱エネルギーにより生じた消弧性ガスの流れは開口部４５ｂを介して流路４４を通り、開口部４５ａから熱的パッファ室４２へ流入する。
【００２９】
本実施形態のガス遮断器では、図１に示すように、熱的パッファ室４２内で、開口部４５aから流入した消弧性ガスの流れが、隔壁２６に到達する前に途中で拡散してしまうことを防止するために、熱的パッファ室４２内の中心軸と水平な側面の外周側（外周面）に面上の分割部材３を配置する。
【００３０】
この分割部材３は、開口部４５aから流入する消弧性ガスの流入進路を遮るように配置され、容器５０の中心軸方向に、熱的パッファ室４２を主空間４１ａと従空間４１ｂとに分割する。
【００３１】
分割部材３は、一体の環状平面もしくは環状曲面からなり、分割部材３の取付角度４は任意にとることができる。さらに、主空間４１ａと従空間４１ｂを連通させる少なくとも１箇所の開口部４５cを設ける。
【００３２】
図１では、分割部材３として一体の環状平板を用い、分割部材３の取付角度４をほぼ９０度としたときの例を示している。
【００３３】
図２は、図１に示す本実施形態のガス遮断器におけるA-A断面を示す断面図である。図２（a）に示すように、分割部材３としては、１枚の部材から成る環状平板を用いており、熱的パッファ室４２の外周面を形成するシリンダ２３に溶接、あるいは鋳造等による一体成型により形成される。そして、分割部材３と熱的パッファ室４２の内周面を形成する操作ロッド２１との間に環状の開口部４５cが設けられる。
【００３４】
このとき、分割部材３としては、上記の環状平板に代えて、熱的パッファ室４２の前方あるいは後方に曲率を有するような環状曲板を用いることも可能である。
【００３５】
なお、分割部材３としては、図２（b）に示すように、１枚の部材からではなく、複数に分割された部材を、熱的パッファ室４２内の外周面の円周に沿って所定の間隔で配置することも可能である。
【００３６】
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態に係るガス遮断器の動作及び内部での消弧性ガスの流れについて詳細に説明する。
【００３７】
図３は、遮断動作初期における、本実施形態に係るガス遮断器内部での消弧性ガスの流れを説明するための図である。
【００３８】
遮断動作が開始すると、操作ロッド２１が後方に移動し、この操作ロッド２１を含む可動接触子部１が一体的に移動する。これにより、操作ロッド２１とシリンダ２３および隔壁２６が一体的に移動することになり、固定された固定ピストン２４に対して隔壁２６が接近するため、機械パッファ室４３の空間が圧縮されて昇圧する。
【００３９】
遮断動作の初期時点では、隔壁２６の開口部４５dに取り付けられた逆止弁２７は浮動なので、慣性力により、可動接触子部１と一体に移動しない。つまり、逆止弁２７は相対的に前方に移動したことになる。これにより、隔壁２６の開口部４５dは開状態となる。このとき、機械パッファ室４３が昇圧しているので、機械パッファ室４３から開口部４５dを経て、消弧性ガスが機械パッファ室４３内から熱的パッファ室４２の従空間４１ｂへ供給される。
【００４０】
他方で、対向アーク接触子１２と可動アーク接触子１１が開離すると、両アーク接触子１２及び１１間のアーク空間４７にはアーク４６が発生する。このとき、アーク４６により、アーク空間４７の温度、圧力は急激に上昇する。
【００４１】
したがって、アーク空間４７は熱的パッファ室４２より圧力が上昇するために、アーク空間４７の消弧性ガスは、流路４４の可動アーク接触子１１の先端部の開口部４５ｂからフランジ２２の開口部４５ａを経て熱的パッファ室４２に至る流れ５１ａを生じる。
【００４２】
上記のように、アーク４６による熱エネルギーから生じた流れ５１ａは、流路４４を通じて、主空間４１ａ内に流入する。このとき、主空間４１ａ内に流入した流れ５１ｂは分割部材３に衝突し、熱的パッファ室４２の主空間４１a内を循環する流れ５１ｃを生じる。
【００４３】
そして、この流れ５１cは、開口部４５cを通じて従空間４１bへ流入し、従空間４１b内を循環する流れ５１ｄが発生する。
【００４４】
このように、分割部材３を配置することで、流れ５１ｂが途中で拡散せずに、分割部材３に衝突することで主空間４１a内を循環する流れ５１bを生じ、主空間４１ａ内の圧力を上昇させる。同時に、流れ５１ｄが隔壁２６に衝突することで同様に、従空間４１ｂ内の圧力を上昇させることで、熱的パッファ室４２内の圧力を充分に上昇させることが可能となる。
【００４５】
本実施形態においては、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３が相補的に作用する。以下では、上記のように、アーク４６の熱エネルギーにより主空間４１a及び従空間４１bの圧力が充分に昇圧された後の、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３との関係について説明する。なお、ここでは、主空間４１a及び従空間４１b間での消弧性ガスの流れについては説明を省略し、主空間４１a及び従空間４１bを熱的パッファ室４２としてまとめて説明する。
【００４６】
この際、大電流遮断時（例えば２０ｋＡを越える場合）には熱的パッファ室４２は著しく昇圧され、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３の間に逆差圧が生じるため、逆止弁２７には後方への力が作用し、隔壁２６の開口部４５dは閉状態となる。このため、熱的パッファ室４２のみで充分な昇圧を行うことができる。
【００４７】
また、逆止弁２７が閉じることにより、機械パッファ室４３へのアーク４６の熱エネルギーの流入が抑制されるため、機械パッファ室４３の過剰な昇圧がある程度抑制されることになり、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。
【００４８】
このとき、もし機械パッファ室４３の過剰圧力上昇となった場合には、固定ピストン２４に設けられた放圧弁２８が開状態となって、機械パッファ室４３内の消弧性ガスは、機械パッファ室４３から充填ガス雰囲気空間へと流出する。
【００４９】
これに対して中小電流遮断時（例えば２０ｋＡ以下の場合）には、熱的パッファ室４２は充分に昇圧されないため、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３の圧力は比較的均衡した状態にあり、逆止弁２７の動作は状態により変化する。特に、後述の電流零点近傍においては、熱的パッファ室４２の圧力は次第に低下し、機械パッファ室４３の圧力を下回るため、逆止弁２７は開状態となり、機械パッファ室４３から熱的パッファ室４２への流れが発生することになる。
【００５０】
これにより、機械パッファ室４３の機械的な圧縮により、熱的パッファ室４２の昇圧を補うことができる。
【００５１】
図４は、上記のように熱的パッファ室４２内を充分に昇圧した後の電流零点以降における、本実施形態に係るガス遮断器内部での消弧性ガスの流れを説明するための図である。
上記の遮断動作初期の状態からさらにストロークが進行し、交流電流が一時的に零になる電流零点に達すると、アーク４６は減衰する。そして、アーク４６は残留アークプラズマ状態となり、アーク空間４７における圧力及び温度が減少する。これにより、電流零点に達する以前に上昇した熱的パッファ室４２の圧力が、アーク空間４７の圧力を上回ることで差圧が逆転する。
【００５２】
このとき、開口部４５bは充分に開口し、熱的パッファ室４２からフランジ２２の開口部４５ａを経て、アーク空間４７に向かって流路４４を通過する流れ５１gが生じる。さらに、この流れ５１gは、流路４４の開口部４５ｂから対向アーク接触子１２に向かって流れる５１hと、操作ロッド２１の中空部内を流れ、開口部４５fに向かう流れる５１iとに分かれる。
【００５３】
この流れ５１gを勢いよくアーク４６に対して吹きつけ、さらに流れ５１h、５１iによって、アーク４６は相乗的に冷却されて消弧され、電流遮断が達成される。
【００５４】
なお、このとき操作ロッド２１の開口部４５fを通過した流れ５１jは、充填ガス雰囲気空間へと流出する。
【００５５】
図５に本実施形態に係るガス遮断器における熱的パッファ室４２内の数値解析によって得られた圧力分布を示す。ここで、ガス遮断器の軸方向をXにとり、熱的パッファ室４２の軸方向の長さをL、半径方向の長さを0.532*Lとする。このとき、前方側の壁面をX=０の位置とすると、後方側の壁面の位置はX=Ｌとなる。
【００５６】
また、ここでは分割部材３は、熱的パッファ室４２の前方側の壁面から、熱的パッファ室４２の軸方向の長さの0.550倍の距離（X=0.550*L）の位置に設けるものとする。また、開口部４５cの高さを0.082*Lとして数値解析を行った。
【００５７】
破線で表される分割部材３なしの場合、圧力は前方側では高く、後方に移動していくのに伴い下降し、圧力勾配が負になっていることがわかる。それに対して、実線で表される分割部材ありの場合、圧力は破線に比べて前方側では低いが、後方に移動するのに伴い上昇し、圧力勾配が正となっていることがわかる。
【００５８】
また、従空間４１ｂ内の圧力分布においても、分割部材３ありの場合、分割部材３なしの場合に比べて圧力勾配が大きくなっていることがわかる。
【００５９】
これにより、分割部材３を配置することで、熱的パッファ室４２とアーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができ、その結果、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることが可能となる。
【００６０】
特に、軸方向に長いパッファ室を有するガス遮断器では、アークの熱エネルギーにより生じる流れがパッファ室内で拡散してしまう問題があったが、分割部材３を配置することにより、流れの拡散を防ぐことができ、有効である。
【００６１】
なお、本実施形態のように開口部４５dに設けられている逆止弁２７及びばね２９aを設けずに、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３とを開口部４５aにより常時連通する構成とすることも可能である。
【００６２】
（第二の実施形態）
以下、図６及び図７を参照して、第二の実施形態に係るガス遮断器の構成について説明する。ここで、図６は本実施形態に係るガス遮断器の構成を示す断面図、図７は本実施形態に係るガス遮断器のB-B断面を示す断面図である。なお、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６３】
図６に示すように、本実施形態のガス遮断器では、熱的パッファ室４２内の中心軸と水平な側面の内周側（内周面）に分割部材３を設置している。
【００６４】
図７に示すように、分割部材３としては一体の環状平板を用いており、熱的パッファ室４２の内周面を形成する操作ロッド２１に溶接あるいは一体成型により形成される。そして、分割部材３と熱的パッファ室４２の外周面を形成するシリンダ２３の間に環状の開口部４５cが設けられる。
【００６５】
このとき、分割部材３としては、上記の環状平板に代えて、熱的パッファ室４２の前方あるいは後方に曲率を有するような環状曲板を用いることも可能である。
【００６６】
なお、分割部材３の形状としては、上記のように一体の環状平板あるいは環状曲板ではなく、複数に分割された分割部材３を、所定の間隔で上記側面の円周に沿って配置する構成であってもよい。
【００６７】
本実施形態のガス遮断器によれば、第一の実施形態と同様に、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４１ａに流入し、分割部材３に衝突することで、主空間４１ａ内の圧力を上昇させることができる。
【００６８】
その結果、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるために、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることが可能になる。
【００６９】
また、第一の実施形態のように分割部材３の配置位置を熱的パッファ室４２の外周面に限定することなく、製造の際の自由度を確保することができる。
【００７０】
（第二の実施形態の変形例）
以下、図８を参照して、第二の実施形態の本変形例に係るガス遮断器の構成について説明する。図８は本変形例に係るガス遮断器の分割部材３の形状を示す図である。
【００７１】
第二の実施形態と異なるのは、熱的パッファ室４２及び機械パッファ室４３の間での消弧性ガスの流れをスムーズにするために、図８に示すように、環状平板あるいは環状曲板の分割部材３の内周部に４箇所の開口部４５gを設けている点である。なお、この開口部４５gは４箇所に限定されるものではない。
【００７２】
このように、分割部材３の内周部に開口部４５gを設けることで、熱的パッファ室４２及び機械パッファ室４３の間での流れをスムーズにすることができる。
【００７３】
本変形例のガス遮断器によれば、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４１ａに流入し、分割部材３に衝突することで、主空間４１ａ内の圧力を上昇させることができる。
【００７４】
その結果、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるために、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることが可能になる。
【００７５】
（第三の実施形態）
以下、図９を参照して、本実施形態に係るガス遮断器の構成について詳細に説明する。なお、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００７６】
本実施形態のガス遮断器は、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３を隔壁２６で仕切らずに、パッファ室４８のみを備えている点において第一の実施形態、第二の実施形態及び第二の実施形態の変形例とは異なる。
【００７７】
本実施形態のガス遮断器では、パッファ室４８内の中心軸と水平な側面の外周側（外周面）に分割部材３を配置し、パッファ室４８を主空間４８ａと従空間４８ｂに分割する。このとき、第１の実施形態と同様に、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４８ａに流入し、分割部材３に流れが衝突することで、主空間４８ａ内の圧力を上昇させることができる。
【００７８】
その結果、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるために、消弧性ガスを勢いよくアーク４６に吹き付けることが可能となる。
【００７９】
さらに、分割部材３によりパッファ室４８を主空間４８ａと従空間４８ｂに仕切ることで、従空間４８ｂ内のアーク４６の熱エネルギーによる昇圧をある程度抑制することができ、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。
【００８０】
さらに、本実施形態のガス遮断器によれば、隔壁２６、逆止弁２７、ばね２９aを備えていないために、より簡単な構成により電流の遮断性能を向上させることが可能になる。
【００８１】
なお、本実施形態のガス遮断器の分割部材３としては、パッファ室４８内の外周面に配置するものとして説明を行ったが、第二の実施形態で説明したように、パッファ室４８内の中心軸と水平な側面の内周側（内周面）に設置することも可能である。
【００８２】
また、分割部材３としては、一体の環状平板または環状曲板であってもよいし、複数に分割された分割部材３を、所定の間隔で上記側面の円周に沿って配置する構成であってもよい。
【００８３】
（第四の実施形態）
以下、図１０を参照して、本実施形態に係るガス遮断器の構成について詳細に説明する。なお、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００８４】
本実施形態のガス遮断器は、熱的パッファ室４２と機械パッファ室４３を隔壁２６で仕切らずに、パッファ室４８のみを備えていることに加え、固定ピストン２４を備えていない点において第一の実施形態、第二の実施形態、第二の実施形態の変形例及び第三の実施形態とは異なる。
【００８５】
本実施形態のガス遮断器では、第二の実施形態と同様に、パッファ室４９内の中心軸と水平な側面の外周側（外周面）に分割部材３を配置し、パッファ室４９を主空間４９ａと従空間４９ｂに分割する。このとき、第１、第２の実施形態と同様に、アーク４６の熱エネルギーにより生じた流れは、流路４４を通り開口部４５ａから主空間４９ａに流入し、分割部材３に流れが衝突することで、主空間４９ａ内の圧力を上昇させ、アーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができるようになる。
【００８６】
その結果、消弧性ガスを勢いよくアーク４６に吹き付けることができるようになる。さらに、分割部材３によりパッファ室４９を主空間４９ａと従空間４９ｂに仕切ることで、従空間４９ｂ内のアーク４６の熱エネルギーによる昇圧をある程度抑制することができ、遮断動作を妨害する反力を抑えることができる。
【００８７】
さらに、本実施形態のガス遮断器によれば、第二の実施形態と同様に、より簡単な構成となることに加え、固定ピストン２４を備えていないために、より簡単な機構により電流の遮断性能を向上させることが可能になる。
【００８８】
なお、本実施形態のガス遮断器の分割部材３としては、パッファ室４９内の外周面に配置するものとして説明を行ったが、第二の実施形態で説明したように、パッファ室４９の中心軸と水平な側面の内周側（内周面）に設置することも可能である。
【００８９】
また、分割部材３としては、一体の環状平板または環状曲板であってもよいし、複数に分割された分割部材３を、所定の間隔で上記側面の円周に沿って配置する構成であってもよい。
【００９０】
以上説明した少なくとも１つの実施形態のガス遮断器によれば、熱的パッファ室内の流れが拡散している位置に、分割部材３を配置し、熱的パッファ室を主空間と従空間に分割することで、流れが分割部材３に衝突し、熱的パッファ室内の圧力を上昇させることができる。その結果、熱的パッファ室とアーク空間４７との間に大きな差圧を確保することができ、勢いよく消弧性ガスをアーク４６に吹き付けることができるようになるために、電流の充分な遮断性能を得ることが可能となる。
【００９１】
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・可動接触子部
２・・・対向接触子部
３・・・分割部材
４・・・取付角度
１１・・・可動アーク接触子
１２・・・対向アーク接触子
１３・・・絶縁ノズル
１４・・・スロート部
１５・・・可動通電接触子
２１・・・操作ロッド
２２・・・フランジ
２３・・・シリンダ
２４・・・固定ピストン
２５・・・ピストン支持部
２６・・・隔壁
２７・・・逆止弁
２８・・・放止弁
２９a、２９b・・・ばね
３１・・・固定壁
４１a、４８a、４９a・・・主空間
４１b、４８b、４９b・・・従空間
４２・・・熱的パッファ室
４３・・・機械パッファ室
４４・・・流路
４５a、４５b、４５c、４５d、４５e、４５f・・・開口部
４６・・・アーク
４７・・・アーク空間
４８、４９・・・パッファ室
５０・・・密封容器
５２・・・フランジ
５３・・・開口部
５４・・・対向通電接触子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性ガスが充填された容器と、
前記容器内に設置され第１のアーク接触子を備える第１の接触子部と、
前記容器内に前記第１の接触子部に対向して配置され、前記第１のアーク接触子と接触または離間した状態を取りうる第２のアーク接触子を備える第２の接触子部とを備え、
前記第１の接触子部が、
前記第１のアーク接触子と前記第２のアーク接触子との間に発生するアークを吹き消すための前記消弧性ガスを蓄える空間を有するパッファ室と、
前記第１のアーク接触子の近傍に第１の開口と、前記パッファ室と連接する第２の開口とを有する消弧性ガスの流路と、
前記パッファ室の前記空間内に設けられ、前記流路からの前記消弧性ガスの流れを遮るように配置され、前記空間を第１の空間と第２の空間とに分割する面状の部材と、
を備えるガス遮断器。
【請求項２】
前記第１の接触子部は、一方向に延伸する中空のシリンダと、前記シリンダの内部で前記方向に延伸するロッドとを備え、
前記第１の空間は、前記シリンダの内面と、前記ロッドの外面と、前記流路の第２の開口が設けられる壁面と、前記部材とで囲まれ、
前記第２の空間は、前記シリンダの内面と、前記ロッドの外面と、前記壁面とは異なる他の壁面と、前記部材とで囲まれ、
前記第１の空間と、前記第２の空間とは第３の開口により連接される、請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記部材は、前記空間内の前記シリンダの内面に設けられ、前記シリンダの内面から前記ロッドの外面に向けて突出している、請求項２記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記部材は、前記空間内の前記ロッドの外面に設けられ、前記ロッドの外面から前記シリンダの内面に向けて突出している、請求項２記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記第３の開口が、前記部材の前記ロッド側に設けられる、請求項４記載のガス遮断器。
【請求項６】
前記部材は、平板あるいは曲板である、請求項１乃至５記載のガス遮断器。
【請求項１】
消弧性ガスが充填された容器と、
前記容器内に設置され第１のアーク接触子を備える第１の接触子部と、
前記容器内に前記第１の接触子部に対向して配置され、前記第１のアーク接触子と接触または離間した状態を取りうる第２のアーク接触子を備える第２の接触子部とを備え、
前記第１の接触子部が、
前記第１のアーク接触子と前記第２のアーク接触子との間に発生するアークを吹き消すための前記消弧性ガスを蓄える空間を有するパッファ室と、
前記第１のアーク接触子の近傍に第１の開口と、前記パッファ室と連接する第２の開口とを有する消弧性ガスの流路と、
前記パッファ室の前記空間内に設けられ、前記流路からの前記消弧性ガスの流れを遮るように配置され、前記空間を第１の空間と第２の空間とに分割する面状の部材と、
を備えるガス遮断器。
【請求項２】
前記第１の接触子部は、一方向に延伸する中空のシリンダと、前記シリンダの内部で前記方向に延伸するロッドとを備え、
前記第１の空間は、前記シリンダの内面と、前記ロッドの外面と、前記流路の第２の開口が設けられる壁面と、前記部材とで囲まれ、
前記第２の空間は、前記シリンダの内面と、前記ロッドの外面と、前記壁面とは異なる他の壁面と、前記部材とで囲まれ、
前記第１の空間と、前記第２の空間とは第３の開口により連接される、請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記部材は、前記空間内の前記シリンダの内面に設けられ、前記シリンダの内面から前記ロッドの外面に向けて突出している、請求項２記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記部材は、前記空間内の前記ロッドの外面に設けられ、前記ロッドの外面から前記シリンダの内面に向けて突出している、請求項２記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記第３の開口が、前記部材の前記ロッド側に設けられる、請求項４記載のガス遮断器。
【請求項６】
前記部材は、平板あるいは曲板である、請求項１乃至５記載のガス遮断器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３８１７４（Ｐ２０１２−１３８１７４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７８０２（Ｐ２０１０−２８７８０２）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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