(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器に設けた導通孔の周囲に筒状体を取付ける一方、上記筒状体の内周部には、球状部分を有する可撓性の放圧板を、その凸面が上記導通孔に面するよう取付けて筒状体の内外を区画し、さらに上記放圧板よりも外方の位置には、上記密閉容器の内圧上昇による上記放圧板の凹凸反転動作時に、上記放圧板を破損させるため受刃を配置した安全装置において、上記受刃は、上記放圧板の破損時の亀裂進行方向に交差するように曲成したＳ字形の刃部分を有することを特徴とする安全装置。
【請求項２】
上記筒状体の内周部には、一対の段部が周設され、一方の段部には放圧板が、他方の段部には受刃がそれぞれ嵌入されていることを特徴とする請求項１の安全装置。
【請求項３】
上記受刃の両端部には摺接部が形成され、上記受刃は上記段部に対し、上記摺接部を段部周壁面に弾性的に押圧、接触させた状態で嵌入されていることを特徴とする請求項２の安全装置。
【請求項４】
上記密閉容器には、コンデンサ素子等の電気機器を収納していることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３いずれかの安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はガス封入式コンデンサ等の密閉した容器の内部圧力が異常に上昇したときに作動する安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密閉した容器に格納されたガス封入式コンデンサが使用中に絶縁破壊を起こした場合、電源が遮断されるように保護装置が設けられている。しかしこの保護装置が働かず、電源が遮断されなかった場合は、絶縁破壊により容器の内部でガスが発生して内部圧力が上昇し、最悪の場合にはコンデンサ容器の破壊に至ることがある。これを防止するため安全装置が用いられたが、その安全装置は図１１や図１３に示すような構造をしていた。
【０００３】
すなわち従来のものは、図１１に示すように、ガス封入されたコンデンサの密閉容器３１の底面の孔３２の周囲に、円筒形の金具３３を密閉容器３１の外部から取付け、この金具３３の中空部分に放圧板３５を、放圧板押用金具３４により取付けた構造であった。そして放圧板３５の表面には、図１２に示すように、中心から放射状に数条の掻傷をつけて弱点部３６とし、密閉容器３１の内部圧力が高くなるとこの圧力により放圧板３５が弱点部３６から破損し、その破損部分からガスを放出して内部圧力を下げるようにしていた。
【０００４】
また他の従来のガス封入式コンデンサの安全装置は、図１３に示すように、金属製の密閉容器４１の外部に半球状の可撓性を有する放圧板４５を、その凸部分が密閉容器４１の底面の孔４２を閉塞するように配置し、先鋭金具４６を、その先鋭部分が放圧板４５の凹部分に対向するように配置すると共に、それらの放圧板４５と先鋭金具４６とを、金具４３、放圧板押用金具４４、先鋭金具取付板４７及びネジ４８、４８で相互に固定した構造であった。そしてこの構造において、密閉容器４１の内部圧力が高くなると、放圧板４５が、図１３の点線で示すように反転し、先鋭金具４６に突き当たって破損し、その破損部分からガスを放出して内部圧力を下げるようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者の例において、放圧板が平面のため破損に至る動作圧力にバラツキが生じ、このバラツキを小さくすることは困難であり、安定した動作を得ることができなかった。また安全装置の動作圧力はできるだけ低い方が安全装置の取付けを必要とする機器等の安全性を図る上で望ましいが、この従来例における放圧板の形状ではあまり低くすることはできなかった。
【０００６】
また後者の例においては上記欠点は防止し得るものの、放圧板が反転して先鋭金具に突き当たって破損した際、先鋭金具４６による穿孔を、先鋭金具４６そのものが閉鎖する構造であることから、放圧板４５の破損による放圧板４５の開口面積が小さく、大量のガスを短時間で放出することが困難であった。
【０００７】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、動作圧力が低くても安定に作動し、かつ短時間内に内部圧力を低下させることが可能な安全装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の安全装置は、密閉容器に設けた導通孔の周囲に筒状体を取付ける一方、上記筒状体の内周部には、球状部分を有する可撓性の放圧板を、その凸面が上記導通孔に面するよう取付けて筒状体の内外を区画し、さらに上記放圧板よりも外方の位置には、上記密閉容器の内圧上昇による上記放圧板の凹凸反転動作時に、上記放圧板を破損させるため受刃を配置した安全装置において、上記受刃は、上記放圧板の破損時の亀裂進行方向に交差するように曲成したＳ字形の刃部分を有することを特徴としている。
【０００９】
また請求項２の安全装置は、上記筒状体の内周部には、一対の段部が周設され、一方の段部には放圧板が、他方の段部には受刃がそれぞれ嵌入されていることを特徴としている。
【００１０】
さらに請求項３の安全装置は、上記受刃の両端部には摺接部が形成され、上記受刃は段部に、上記摺接部を段部周壁面に弾性的に押圧、接触させた状態で嵌入されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の安全装置は、上記密閉容器には、コンデンサ素子等の電気機器を収納していることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
請求項１の安全装置においては、密閉容器の内部圧力が一定レベルに達すると、導通孔を介してこの圧力が放圧板に伝わり、放圧板の反転が生じて受刃による放圧板の破損が開始される。そして受刃が、亀裂進行方向に交差するように曲成したＳ字形の刃部分を有するので、放圧板の反転で生じた亀裂が曲げ部分を形成したＳ字形の刃部分によって引裂かれ、亀裂を広げることになる。このように破損による放圧板の開口面積が大きくなるため大量のガスを短時間で排出可能となり、内部圧力を短時間で低下させることができる。
【００１３】
また請求項２の安全装置によれば、放圧板と受刃とを同一の筒状体の内側に設けられた段部に嵌入するのみで、微妙な位置調整を要することなく放圧板と受刃との正確な取付けができる。
【００１４】
さらに請求項３の安全装置によれば、受刃の弾性を利用して受刃の固定ができるので、安全装置の組立てが容易となる。
【００１５】
【実施例】
次にこの発明の安全装置の具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの発明の実施例による安全装置の分解斜視図、図２は同実施例の断面図、図３は同実施例に使用される受刃の平面図、図４は同受刃の正面図、図５はこの実施例による安全装置の取付けられたガス封入式コンデンサの正面図である。
【００１６】
図５において、１は密閉容器、１４はコンデンサ素子、１５はコンデンサに封入された絶縁ガス、１６は外部引出端子、１７は取付脚、１８はこの実施例による安全装置である。
【００１７】
次に上記安全装置１８の細部について説明する。図１、図２において、安全装置１８は、コンデンサ素子の収納された密閉容器１の一部に穿設された導通孔２と、この密閉容器１に取付けられる筒状体３と、この筒状体３の内部に取付けられる放圧板４と、受刃５とから構成される。
【００１８】
これらの放圧板４、受刃５及び筒状体３は次のような形状を有している。まず放圧板４は球状部分を有する可撓金属製のもので、その周囲につば部７を有する。受刃５は金属板を成形したもので、図３及び図４に示すように、三角形状の板の頂点を挟む２辺を鋭利な刃部分１２、１２とし、これを底辺に沿ってＳ字形に湾曲させている。そのためこの受刃５は上から見るとＳ字形（図３）で、側面から見ると三角形状（図４）をしている。また筒状体３は一体成形された開口部を有する円筒状のもので、開口部の外周につば部１１を有する。また筒状体３の内部には、開口部から底面に向かって同心円状で、底面に向かうごとに直径が小さくなる階段状の上段部８、中段部９、下段部１０を設けてある。
【００１９】
そしてこれらの放圧板４、受刃５及び筒状体３は次のように組立てられる。まず筒状体３の下段部１０には、受刃５を、その刃部分１２、１２が上に向くように嵌入し、受刃５の有する弾性により受刃５のＳ字形の両端部分５ａ、５ａを下段部１０の側面に圧接して固定する。また図２のように、下段部１０の上端部１０ａはわずかに内側に張り出しているので、下段部１０に嵌入された受刃５ははずれにくくなる。筒状体３の上段部８には、放圧板４を、その凸面が筒状体３の上側開口部に面するように嵌入し、放圧板のつば部７を上段部８の底面に密着させ、ハンダ付等により固定する。これにより筒状体３の内部空間は、放圧板４の凸面に接する空間と凹面に接する空間の２つに気密性を保って仕切られることになる。なお中段部９は、放圧板４が図２の点線で示すように、反転に必要な空間を確保するために設けられている。
【００２０】
なお上記筒状体３は、筒状体３の上側開口部が密閉容器１の導通孔２を覆うようにして、そのつば部１１を密閉容器１の外面に密着させ溶接して固定されている。
【００２１】
上記により構成された安全装置を有するガス封入式コンデンサにおいては、使用中に絶縁破壊が生じたにも拘らず、保護装置が働かず、電源が遮断されない場合には、絶縁破壊によるガスが密閉容器１内に発生して内部圧力が上昇する。この上昇した内部圧力は、導通孔２を介して放圧板４に伝わり、放圧板４が図２の点線で示すように反転して受刃５に突き当たり、放圧板４が破損される結果、その破損部分からガスを放出し、そのガスを筒状体３の下部排出孔６を介して外部に排出することによって密閉容器１内の内部圧力が低下する。
【００２２】
この場合の安全装置の動作を詳しく説明すると、密閉容器１の内部圧力が一定レベルに達した時点で、放圧板４の反転が開始され、この放圧板４の反転の開始により受刃５の刃部分１２の頂点が放圧板４を突き破ることになり、放圧板４の破損が開始される。そして受刃５の形状が、前述の通り側面から見ると三角形状（図４）で上から見るとＳ字形（図３）であることから、受刃５の刃部分１２の頂点が放圧板４を突き破った時点で生じた亀裂が、放圧板４の反転の進行と共にＳ字形に引裂かれるので、亀裂が広げられることになる。つまり受刃の形状が単なる針状や平板状の場合は、放圧板を突き破った後に受刃自身がこの突き破った亀裂を塞ぐことになるのと比べて、受刃５による放圧板４の破損により生じた亀裂の開口面積が大きくなる。そのため大量のガスを短時間に放出可能で密閉容器１の内部圧力を短時間で低下させることができる。
【００２３】
またこの実施例においては、放圧板４には図１２に示す従来例の放圧板３５にあるような掻傷をつけた弱点部３６はなく、このような弱点部３６の有するわずかの掻傷の深さの違いが動作圧力の違いに結びつくといったことは生じない。またこの実施例における放圧板４と受刃５とが取付けられる筒状体３は、前述のように一体成形され、放圧板４と受刃５とは筒状体３の内部の溝に嵌入するだけでよいので、図１３に示す従来例と比べて放圧板４と受刃５の位置決め誤差を小さくすることができ、動作圧力の安定化が図れる。このことは放圧板４の大きさと原寸を変えることによって動作圧力の異なる安全装置を多種類製作する際に、動作圧力を低圧力から高圧力まで細分化して設定することを可能にする。
【００２４】
上記の実施例に基づき、具体的に試作を行った結果を図６に示す。この試作に用いられた放圧板４は銅製で、直径４０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍである。図６から、動作圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ２±０．３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、動作圧力が安定していることがわかる。
【００２５】
上記の実施例における受刃５を正面から見ると図４に示すように三角形状をしているが、これに限定されるものではない。
【００２６】
図７〜図１０にこの実施例による安全装置を油入コンデンサに取付けた実施例を示す。図７〜図１０において、２１は密閉容器、２２は外部引出端子、２３は上記同様の安全装置である。油入コンデンサにおいては、コンデンサが絶縁破壊を起こした場合、ガス封入式コンデンサと同様、電源が遮断されるようになっているが、電源が遮断されない場合は、絶縁破壊により生じるガスで内部圧力が上昇し、最悪の場合、コンデンサ容器が破壊し、噴油による火災などの大事故に発展する可能性がある。これを防止するため安全装置を取付けるが、この安全装置をコンデンサの底面に取付けると、安全装置が作動した際、コンデンサ内の油がコンデンサが設置されている床面等に流れ落ち、二次的被害が生じる原因となる。そのためこの発明による安全装置を油入コンデンサに取付ける場合に、安全装置が動作時、油が安全装置の排出孔から流れ落ちないようにするため、安全装置は、図７〜図１０に示すように、コンデンサの設置時に上になる位置に取付けるのが好ましい。
【００２７】
なお上記の実施例においては、ガス封入又は油入コンデンサに安全装置を取付けているが、これに限定されるものではなく、内部圧力上昇の危険性のある密閉容器を用いる他の電気機器に対しても、また同様の電気機器以外のものに対しても取付け可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように請求項１の安全装置においては、受刃の形状がもたらす放圧板破損の効力が大きいため、内部圧力が短時間で低下することから、安全装置の性能向上に貢献できる。
【００２９】
また請求項２の安全装置によれば、放圧板と受刃とを同一の筒状体の内側に設けられた段部に嵌入するのみで、微妙な位置調整を要することなく放圧板と受刃との正確な取付けができるので、組立作業の容易化、及び動作の安定化が図れる。
【００３０】
さらに請求項３の安全装置によれば、受刃の弾性を利用して受刃の固定ができるので、安全装置の組立てが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例における安全装置の分解斜視図である。
【図２】同実施例の断面図である。
【図３】同実施例に使用の受刃の平面図である。
【図４】同受刃の正面図である。
【図５】この発明の実施例におけるガス封入式コンデンサの正面図である。
【図６】同実施例による試作結果を表したグラフである。
【図７】この発明の他の実施例における油入式コンデンサの外観図である。
【図８】この発明の他の実施例における油入式コンデンサの外観図である。
【図９】この発明の他の実施例における油入式コンデンサの外観図である。
【図１０】この発明の他の実施例における油入式コンデンサの外観図である。
【図１１】従来例の安全装置の断面図である。
【図１２】同従来例に使用の放圧板の上面図である。
【図１３】他の従来例の安全装置の断面図である。
【符号の説明】
１  密閉容器
２  導通孔
３  筒状体
４  放圧板
５  受刃
６  排出孔
７  放圧板のつば部
８  上段部
１０  下段部
１２  刃部分
１３  底辺
【図１】
0003551263.tif 000002
【図２】
0003551263.tif 000003
【図３】
0003551263.tif 000004
【図４】
0003551263.tif 000005
【図５】
0003551263.tif 000006
【図６】
0003551263.tif 000007
【図７】
0003551263.tif 000008
【図８】
0003551263.tif 000009
【図９】
0003551263.tif 000010
【図１０】
0003551263.tif 000011
【図１１】
0003551263.tif 000012
【図１２】
0003551263.tif 000013
【図１３】
0003551263.tif 000014