(57)【要約】  本発明は、誘電性液体３で充填された電流遮断チャンバ１であって、回路遮断器の開放動作開始位置と回路遮断器の開放動作完了位置との間で軸方向に移動するように取り付けられた可動組立体１０であって、自身の容積が回路遮断器の開放動作開始位置と第１の圧縮チャンバ５の開放位置との間で小さくなる少なくとも１つの第１の圧縮チャンバ５と、第２のアーク接点７と協働するように構成された少なくとも１つの第１のアーク接点と、第１の圧縮チャンバ５と連通し、自身の容積が回路遮断器の開放動作開始位置と開放動作完了位置との間で小さくなる第２の圧縮チャンバであって、第１の圧縮チャンバ５内の圧力が第２の圧縮チャンバ１３内の圧力よりも小さい場合に、回路遮断器の開放動作開始位置と開放動作完了位置との間で誘電性液体３を第１の圧縮チャンバ５に射出するように構成された少なくとも１つの第２の圧縮チャンバとを含む電流遮断チャンバに関する。
2009515297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路遮断器（１００）で利用されるように構成され、誘電性液体（３）で充填された電流遮断チャンバ（１）であって、
前記回路遮断器の開放動作開始位置と前記回路遮断器の開放動作完了位置との間で軸方向に移動するように取り付けられている可動組立体（１０）を備えている前記電流遮断チャンバにおいて、
前記可動組立体は、
ａ）前記回路遮断器の開放動作開始位置と第１の圧縮チャンバ（５）の圧縮完了位置との間で自身の容積が小さくなる少なくとも１つの前記第１の圧縮チャンバ（５）と、
ｂ）第２のアーク接点（７）と協働するように構成されている第１のアーク接点（８）であって、２つのアーク接点（７，８）が互いに対して相対的に軸方向に移動するように取り付けられている少なくとも１つの前記第１のアーク接点（８）と、
ｃ）第１の端部で前記第１の圧縮チャンバ（５）と連通し、第２の圧縮チャンバの容積が前記回路遮断器の開放動作開始位置と前記回路遮断器の開放動作終了位置との間で小さくなる前記第２の圧縮チャンバ（１３）であって、前記第１の圧縮チャンバ（５）内の圧力が前記第２の圧縮チャンバ（１３）内の圧力よりも低い場合に、前記第１の圧縮チャンバ（５）の開放位置と前記回路遮断器の開放動作完了位置との間で前記誘電性液体（３）を前記第１の圧縮チャンバ（５）内部に射出する少なくとも１つの前記第２の圧縮チャンバ（１３）と、
を含んでおり、
前記第１の圧縮チャンバ（５）の圧縮完了位置は、前記回路遮断器の開放動作完了位置の前方、且つ前記第１の圧縮チャンバ（５）の圧縮完了位置の後方に位置することを特徴とする電流遮断チャンバ。
【請求項２】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）は、少なくとも１つの弁（１４）を介して前記第１の圧縮チャンバ（５）と連通していることを特徴とする請求項１に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項３】
前記弁（１４）は、逆止弁であることを特徴とする請求項２に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項４】
前記第１の圧縮チャンバ（５）を形成する少なくとも１つの第１の管状要素（４，１１）を含んでいることを特徴する請求項１〜３のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項５】
前記第１の圧縮チャンバ（５）は、前記第１の圧縮チャンバ（５）からの気体を流通させるために前記第２のアーク接点（７）と協働するノズル（２１）を第１の端部に有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項６】
前記第１の圧縮チャンバ（５）を閉じるために少なくとも１つのピストン（６）を第２の端部に含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項７】
前記回路遮断器の開放動作開始位置と前記第１の圧縮チャンバ（５）の圧縮完了位置との間で前記ピストン（６）を固定状態で保持するための手段を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項８】
前記ピストン（６）を固定状態で保持するための前記手段は、前記ピストン（６）に結合された当接部（２５）を受容するように構成された少なくとも１つの凹所（２７）を備えていることを特徴とする請求項７に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項９】
前記当接部（２５）は、ボールであることを特徴とする請求項８に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１０】
前記第１の圧縮チャンバ（５）の圧縮完了位置と前記回路遮断器の開放動作完了位置との間で前記可動組立体（１０）と共に軸方向に前記ピストン（６）を移動させるための手段を含んでいることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１１】
前記第１の圧縮チャンバ（５）の圧縮完了位置と前記回路遮断器の開放動作完了位置との間で固定するための凹所（２７）から前記当接部（２５）を解放するための手段を含んでいることを特徴とする請求項８又は９に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１２】
前記当接部（２５）を解放するための前記手段は、前記当接部（２５）を受容するように機能する少なくとも１つの凹所（３１）を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１３】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）を形成する少なくとも２つの同軸に配置された第２の管状要素（１１，１２）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１４】
第２の端部で前記第２の圧縮チャンバ（１３）を閉じるための手段（１５，１６，２４，２８，２９）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１５】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）を閉じるための前記手段（１５，１６，２４）は、固定されていることを特徴とする請求項１４に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１６】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）を閉じるための前記手段は、少なくとも１つのスリーブ（２４）を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１７】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）を閉じるための前記手段は、少なくとも１つの充填弁（１５）及び少なくとも１つの排出弁（１６）を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１８】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）を閉じるための前記手段（２８，２９）は、移動可能であることを特徴とする請求項１４に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項１９】
前記第２の圧縮チャンバ（１３）を閉じるための前記手段は、少なくとも１つのピストン（２８）を備えていることを特徴とする請求項１８に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２０】
前記ピストン（２８）は、少なくとも１つのバネ（２９）と協働することを特徴とする請求項１９に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２１】
前記第１の圧縮チャンバ（５）を少なくとも２つの空隙（５ａ、５ｂ）に分割する少なくとも１つの仕切り（２２）を含み、
前記仕切り（２２）には、２つの前記空隙（５ａ，５ｂ）を互いに連通させる少なくとも１つの弁（２３）が設けられていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれ一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２２】
２つの前記空隙（５ａ，５ｂ）を互いに連通させる前記弁（２３）は、逆止弁であることを特徴とする請求項２１に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２３】
誘電性液体（３）は、誘電性気体であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２４】
前記誘電性気体は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、窒素（Ｎ２）、乾燥空気、二酸化炭素（ＣＯ２）、又はこれら気体の混合体であることを特徴とする請求項２３に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２５】
前記回路遮断器が開放動作する際に前記可動組立体（１０）が移動する方向の反対方向に前記第２のアーク接点（７）を移動させるための手段を含んでいることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバ（１）を備えていることを特徴とする回路遮断器（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの圧縮チャンバを有する電流遮断チャンバ、及び該電流遮断チャンバを含む電源回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器、特に電源回路遮断器の分野では、漏電、例えば短絡に起因する漏電を遮断するための動作エネルギを可能な限り小さくすることが重要である。誘電性気体を含む“パッファ式”遮断チャンバを利用する電流遮断器は、電流遮断動作すなわち回路遮断器開放動作の際にアーク接点間に発生するアークを噴射可能である。一般に駆動部材、又は例えばピストンのような可動部分を遮断チャンバ内部で動作させることによって圧縮が行なわれる。前記駆動部材はモータに結合されたバネ付勢機構とされる場合がある。このような回路遮断器は熱の状態であるアークによって伝達されるエネルギを利用し、これにより従来の気体圧縮式回路遮断器よりも外部エネルギの消費を少なくすることができる。特許文献１及び特許文献２には、パッファ式回路遮断器が開示されている。このような回路遮断器では、圧縮を実現する遮断チャンバの可動部分の行程が回路遮断器の定格電圧に略比例する。定格電圧が高くなるにつれて、特に定格電圧が２４５キロボルト（ｋＶ）よりも高くなった場合には、行程が長くなるので、回路遮断器が電流を遮断するために必要なエネルギが大きくなってしまう。
【０００３】
しかしながら、高電流、すなわち回路遮断器に割り当てられた破壊電圧（breaking power）を遮断するために、回路遮断器の開放動作全体に亘って気体を圧縮する必要はない。回路遮断器が圧縮行程の最後に到達する前に、アークによって伝達されるエネルギが十分にアークを噴射するためである。特許文献３及び特許文献４には、短い圧縮行程を有する回路遮断器が開示されている。これら回路遮断器は、行程の一部に亘って気体を圧縮するにすぎない。しかし、電流が低い、例えば破断電圧の約６０％よりも低いか、又は等しい場合において、アークによって伝達されるエネルギは電流が高い場合よりも小さい。さらにアーク時間が長い場合には（約１５ミリ秒〜約２０ミリ秒）、アークの噴射に必要な外部エネルギの消費は過度に大きくなる。
【特許文献１】米国特許第４，５５９，４２５号明細書
【特許文献２】米国特許第３，９７５，６０２号明細書
【特許文献３】欧州特許第０  ８９７  １８５号明細書
【特許文献４】欧州特許第０  ５９１  ０３９号明細書
【特許文献５】欧州特許第０  ３１３  ８１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、遮断チャンバ、特に高電流及び低電流の両方を遮断し、且つアーク時間とは関係なく駆動部材によって消費される外部エネルギを不必要に増加させることがない遮断チャンバを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明は、回路遮断器で利用されるように構成され、誘電性液体で充填された電流遮断チャンバであって、回路遮断器の開放動作開始位置と回路遮断器の開放動作完了位置との間で軸方向に移動するように取り付けられている可動組立体を備えている電流遮断チャンバにおいて、可動組立体は、回路遮断器の開放動作開始位置と第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置との間で自身の容積が小さくなる少なくとも１つの第１の圧縮チャンバと、第２のアーク接点と協働するように構成されている第１のアーク接点であって、２つのアーク接点が互いに対して相対的に軸方向に移動するように取り付けられている少なくとも１つの第１のアーク接点と、第１の端部で第１の圧縮チャンバと連通し、第２の圧縮チャンバの容積が回路遮断器の開放動作開始位置と回路遮断器の開放動作終了位置との間で小さくなる第２の圧縮チャンバであって、第１の圧縮チャンバ内の圧力が第２の圧縮チャンバ内の圧力よりも低い場合に、第１の圧縮チャンバの開放位置と回路遮断器の開放動作完了位置との間で誘電性液体を第１の圧縮チャンバ内部に射出する少なくとも１つの第２の圧縮チャンバと、を含んでいる電流遮断チャンバを提供する。
【０００６】
第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置は、回路遮断器の開放動作完了位置の前方、且つ第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置の後方に位置する。
【０００７】
本発明には、従来装置と比較して、少なくとも１つの第２の圧縮チャンバが設けられている。従って、機械的動作であっても液圧的動作であってもアーク時間とは無関係に、特にアーク時間が長い場合には、２つの圧縮チャンバが協働することによって、高電流を遮断する場合には第１の圧縮チャンバの短い圧縮行程の優位性を保ち、低電流を遮断する場合には外部エネルギの消費を不必要に高めることなく遮断可能な優位性を保持することができる。
【０００８】
低電流且つ長アーク時間の場合には、第２の圧縮チャンバによってアークの発生が維持される。このアークの発生は、全アーク時間を通じて第１の圧縮チャンバによって第１の段階で実施される。一方、全ブラスト時間を通じてアークによって伝達されるエネルギを利用することによって多くの外部エネルギの消費を回避することができる。
【０００９】
電流遮断チャンバは、アークを発生させるための熱膨張によって形成された空隙（thermal expansion volume）と２つの圧縮空隙（compression volume）とを備えている。第１の圧縮チャンバは、可動組立体の全行程のうち第１の部分の間のみ、アーク接点の移動を利用することによって急速に加圧される。従って、第１の圧縮チャンバ内での圧縮は短い圧縮行程の間に行なわれるので、急速な加圧が可能となり、圧縮が全行程中に行なわれる従来装置よりも良好にブラスト可能となる。第２の圧縮チャンバは、アーク接点の行程の終端におけるブラストに貢献する必要がある場合にはアーク接点間に挿入される。
【００１０】
圧縮は最初に第１の圧縮チャンバ内で行なわれ、その後に第２の圧縮チャンバ内で行なわれるので、遮断チャンバの移動に必要なエネルギが低減される。
【００１１】
従って、回路遮断器内で本発明の遮断チャンバを利用することによって、例えばほとんどエネルギを必要としないバネ付勢機構を有する駆動機部材を利用することができる。
【００１２】
第２の圧縮チャンバは、少なくとも１つの弁、例えば逆止弁を介して第１の圧縮チャンバと連通している。
【００１３】
電流遮断チャンバは、第１の圧縮チャンバを形成する少なくとも１つの管状要素を含んでいる。
【００１４】
第１の圧縮チャンバは、該第１の圧縮チャンバからの気体を流通させるために第２のアーク接点と協働するノズルを第１の端部に有している。さらに、回路遮断器の開放動作が開始する時点で、ノズル及び第２のアーク接点が第１の端部で第１の圧縮チャンバを閉じるように協働する。
【００１５】
電流遮断チャンバは、第２の端部で第１の圧縮チャンバを閉じる少なくとも１つのピストンを含んでいる。
【００１６】
電流遮断チャンバは、回路遮断器の開放動作開始位置と第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置との間でピストンを固定状態で保持するための手段を含んでいる。従って、ピストンは、これら２つの位置の間に固定状態で維持されることによって、第１の圧縮チャンバの容積が低減され、これにより第１の圧縮チャンバ内の誘電性液体が圧縮される。
【００１７】
ピストンを固定状態で保持するための手段は、ピストンに結合された当接部、例えばボールを受容するように構成された少なくとも１つの凹所を備えている。
【００１８】
電流遮断チャンバは、第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置と回路遮断器の開放動作完了位置との間で可動組立体及びピストンを軸方向に移動させるための手段を含んでいる。
【００１９】
電流遮断チャンバは、第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置と回路遮断器の開放動作完了位置との間で固定するための凹所から当接部を解放するための手段を含んでいる。
【００２０】
このような場合には、当接部を解放する手段は、該当接部を受容するように機能する少なくとも１つの凹所を備えている。
【００２１】
電流遮断チャンバは、第２の圧縮チャンバを形成し且つ同軸に配置された少なくとも２つの第２の管状要素を含んでいる。
【００２２】
電流遮断チャンバは、第２の端部で第２の圧縮チャンバを閉じるための手段を含んでいる。
【００２３】
第２の圧縮チャンバを閉じるための手段は、例えば少なくとも１つのスリーブのような固定式手段、少なくとも１つの充填弁及び少なくとも１つの排出弁、又は例えば少なくとも１つのバネと協働するピストンのような可動式手段である。
【００２４】
電流遮断チャンバは、第１の圧縮チャンバを少なくとも２つの空隙に分割する少なくとも１つの仕切りを含んでいる。この仕切りは、少なくとも１つの弁、例えば逆止弁を備えているので、２つの空隙を互いに連通させることができる。従って、回路遮断器の動作部分の直径を低減することが可能であり、空気絶縁式スイッチギア（インシュレータを備えたスイッチギア）やメタルクラッド式スイッチギアの場合に優位である。
【００２５】
誘電性液体の代わりに誘電性気体であっても良く、誘電性気体としては、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、窒素（Ｎ２）、乾燥空気、二酸化炭素（ＣＯ２）、又はこれら気体の混合体が挙げられる。
【００２６】
電流遮断チャンバは、回路遮断器の開放動作の際に可動組立体が移動する方向の反対方向に第２のアーク接点を移動させるための手段を含んでいる。このような場合には、電流遮断チャンバは、２つの接点が独立して動作するチャンバである。
【００２７】
本発明は、添付図面と共に示唆的且つ非限定的にすぎない実施例に関する以下の説明によって理解することができる。
【００２８】
理解を容易にするために、本発明の同一の構成部品、類する構成部品、又は等しい構成部品については類する参照符号を付している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１Ａは、本発明の第１の実施例における遮断チャンバ１を表わす。図１Ａでは、遮断チャンバ１は係合位置（engaged position）、言い換えれば遮断チャンバ１が電流遮断動作すなわち遮断器開放動作の開始位置に配置されている。
【００３０】
遮断チャンバ１は、誘電性液体３（当該実施例では誘電性気体）が加圧状態で充填されたケース２を有している。誘電性気体３としては、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）、窒素（Ｎ２）、乾燥空気、二酸化炭素（ＣＯ２）やこれら気体の混合体が挙げられる。誘電性気体はプラズマであっても良い。遮断チャンバ１は、第１の圧縮チャンバ５を形成する第１の管状要素４を有している。第１の圧縮チャンバ５は、ピストン６によって第１の端部で閉じられており、第２の端部にノズル２１を有している。遮断チャンバ１は、軸線ＡＡに沿って互いに対して相対的に移動するように取り付けられた第１のアーク接点８及び第２のアーク接点７を有している。図１Ａでは、第２のアーク接点７は、第２の端部で第１の圧縮チャンバ５を閉鎖するようにノズル２１と協働する。第１の実施例の３つの形態では、第１のアーク接点８は可動式アーク接点とされ、第２のアーク接点７は固定式アーク接点とされる。当該実施例では、第１のアーク接点８はピストン６と一体とされ、第１の圧縮チャンバ５の内側に配置されている。
【００３１】
遮断チャンバ１は、軸線ＡＡと同軸に配置された少なくとも２つの第２の管状要素１１，１２を有している。第１の実施例では、２つの第２の管状要素１１，１２はピストン６の一部を形成している。２つの第２の管状要素１１，１２の間に形成された空間は、第２の圧縮チャンバ１３を形成している。第２の圧縮チャンバ１３の容積は、一般に第１の圧縮チャンバ５の容積の約三分の一とされる。図１Ａでは、第２の圧縮チャンバ１３は、第１の端部で少なくとも１つの弁１４を介して第１の圧縮チャンバ５と連通している。当該実施例では、前記弁は逆止弁である。第２の圧縮チャンバ１３内の圧力が第１の圧縮チャンバ５内の圧力よりも大きい場合に限り、弁１４が開放される。第１の実施例では、少なくとも１つの充填弁１５及び少なくとも１つの排出弁１６によって、第２の圧縮チャンバ１３は第２の端部で閉じられている。排出弁１６は圧力調整弁として機能する。第２の圧縮チャンバ１３内の圧力が所定の閾値を越えたが、第１の圧縮チャンバ５内に作用する圧力よりも小さい状態を維持している場合には、弁１４は閉じた状態を維持し、排出弁１６が第２の圧縮チャンバ１３からの過剰圧力を除圧する。従って、遮断電流が大きく及び／又はアーク時間が長い、すなわち第１の圧縮チャンバ５によって行なわれるブラスト（blasting）がアークを十分に消すことができる場合には、排出弁１６が利用される。充填弁１５は回路遮断器の開放後に利用されるので、遮断チャンバ１が係合位置に復帰した場合に誘電性気体３が第２の圧縮チャンバ１３に流入する。
【００３２】
遮断チャンバ１は、自身が係合位置に位置している場合に通電状態にある永久接点１７（permanent contact）を有している。アーク接点７，８と同様に、永久接点１７，１８は、互いに対して相対的に軸線ＡＡに沿って軸方向に移動するように取り付けられている。３つの上述した実施形態のすべてにおいて、第１の管状要素４の一部を形成する永久接点１８のみが可動式接点である。
【００３３】
遮断チャンバ１はチューブ３０を有している。チューブ３０の第１の端部は、チューブ３０に対して垂直に配置されたロッド９を介して第１の管状要素４に結合されている。第１の実施例では、ロッド９は第３の管状要素２０を貫通して交差している。この第３の管状要素は、チューブ３０の位置よりも内側でピストン６に接続されている。アーク接点８、第１の圧縮チャンバ５、第２の圧縮チャンバ１３、ピストン６、チューブ３０、ロッド９、及び第３の管状要素２０は、回路遮断器が開放され又は電流が遮断された際に、ケース２の内側で軸線ＡＡに沿って移動するように適合された可動組立体１０を形成している。
【００３４】
図１Ｂは、第１の圧縮チャンバ５が圧縮完了位置に配置されている場合の遮断チャンバ１を表わす。当該位置では、ピストン６及び第３の管状要素２０を除く可動組立体１０のすべての構成部品が、チューブ３０の第２の端部に結合された駆動手段（図示しない）によって、係合位置に対して相対的に軸線ＡＡに沿って移動している。回路遮断器の開放動作開始位置から第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置に至るまでの行程は、回路遮断器の開放動作すなわち電流遮断動作の“第１の部分”と呼称される。回路遮断器の開放動作の第１の部分に位置している場合には、ピストン６は固定状態を維持されているので、第１の管状要素４が移動することによって、第１の圧縮チャンバ５の容積が小さくなり、これにより第１の圧縮チャンバ５内部の圧力が大きくなる。第１の手段は、回路遮断器の開放動作の第１の部分に位置している間、ピストン６を固定状態で保持する。第１の実施例では、前記第１の手段は、少なくとも１つの固定された凹所２７によって構成されている。この凹所は、第３の管状要素２０を介してピストン６に結合された少なくとも１つの当接部２５を受容するように構成されている。第１の実施例では、当接部２５は、第３の管状要素２０の壁内部に挿入されたボールである。回路遮断器の開放動作の第１の部分に位置している場合には、チューブ３０によって駆動されるロッド９が、第３の管状要素２０に形成された溝１９に沿って移動し、これにより第３の管状要素２０及びピストン６を固定状態に維持している。回路遮断器の開放動作の第１の部分に亘る軸方向の行程は、一般に回路遮断器の開放動作における全行程の約三分の一から約二分の一の範囲である。図１Ｂでは、永久接点１７，１８は互いに接触していないが、アーク接点７，８は互いに接触している。従って、第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置では、電流はアーク接点７，８のみを介して流れる。アーク接点７，８は、第１の圧縮チャンバ５が圧縮される間に亘って互いに接触している。第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置では、図１Ｂに表わすようにピストン６が第２の手段によって解放されるので、該ピストンは移動可能となる。第１の実施例では、第２の手段がチューブ３０内に形成された少なくとも１つの凹所３１を備えているので、ボール２５は凹所２７から外れ、これにより第３の管状要素２０及びピストン６の移動を防止することができる。
【００３５】
図１Ｃは、第２の圧縮チャンバ１３の圧縮完了位置に対応する回路遮断器の開放完了位置における遮断チャンバ１の第１の実施例を表わす。当該位置では、可動組立体１０のすべての構成部品が、図１Ｂに表わす位置に対して相対的に軸線ＡＡに沿って移動している。第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置から第２の圧縮チャンバ１３の圧縮完了位置に至るまでの行程は、回路遮断器の開放動作すなわち電流遮断動作の“第２の部分”と呼称される。回路遮断器の開放動作の第２の部分に位置している場合には、ロッド９が移動することによって、ピストン６は第３の管状要素２０を介して軸方向に移動する。ピストン６が移動することによって、第２の圧縮チャンバ１３の容積が小さくなり、これにより第２の圧縮チャンバ１３内部の圧力が大きくなる。第１の圧縮チャンバ内の気体が圧縮完了し、第２の圧縮チャンバ内の気体のみが圧縮されるので、可動組立体１０の移動に必要なエネルギ量は、第１の圧縮チャンバ５が圧縮された場合よりも回路遮断器の開放動作の第２の部分に位置している場合の方が相当小さい。第１の実施例では、充填弁１５及び排出弁１６は固定されている。
【００３６】
回路遮断器の開放動作の第２の部分に位置している際には、アーク接点７，８が互いに接触していない場合にアークは２つのアーク接点７，８の間に発生する。第１の圧縮チャンバ５が圧縮完了した後には、アーク接点７，８は互いに分離している。そのとき、遮断チャンバ１は、第１の圧縮チャンバ５が開放された位置を貫通する。この位置には、ノズル２１がアーム接点７と協働せず、第１の圧縮チャンバ５が閉じられた場合に到達する。アークは、アーク接点７，８の間でノズル２１を介して発生する。アーク接点７がノズル２１と協働せず、第１の圧縮チャンバが閉じられた場合にアークが発生する。第１の圧縮チャンバ５がノズル２１で開いた場合に、第１の圧縮チャンバ５内で発生した過剰圧力によって、第１の圧縮チャンバ５内の気体がノズル２１を通じてケース２に向かって噴出する。アーク接点７，８が分離する前に第１の圧縮チャンバ５の圧縮が完了するので、噴出が高密度の気体によって成され、これにより遮断性能が第１の圧縮チャンバの圧縮と比較して高められる。この第１の圧縮チャンバの圧縮は、アーク接点７，８が分離した際に部分的に実施される。
【００３７】
アーク時間が短い場合には、第１の圧縮チャンバ５によるブラスト（blasting）であってもアークを十分に消すことができる。
【００３８】
アーク時間が長い場合、及び電流の大きさが漏電の大きさに近い場合には、アークが有するエネルギが十分に大きいので、第１の圧縮チャンバ５が発生させるブラストによってアークを消すことができる。
【００３９】
上記２つの場合には、排出弁１６は、回路遮断器の開放動作の際に第２の圧縮チャンバ１３内で発生する任意の過剰圧力を除去することができる。
【００４０】
しかしながら、アーク時間が長く、且つ電流が小さい、すなわち漏電の大きさの約６０％未満である場合には、アークが有するエネルギが十分に大きくないので、第１の圧縮チャンバ５が発生させるブラストはアークを消すことができない。従って、第１の圧縮チャンバ５内の気体が減圧された後であっても、アークが存在する。第１の圧縮チャンバ５内の圧力は第２の圧縮チャンバ１３の圧力よりも低いので、弁１４が開く。その後、可動組立体１０が自身の行程の終端に到達するか、又はアークが消えるまで、気体は第２の圧縮チャンバ１３から噴出し続ける。
【００４１】
図２Ａは、本発明の電流遮断チャンバ１の第２の実施例を表わす。図２Ａでは、遮断チャンバ１は、回路遮断器の開放動作開始位置すなわち電流遮断動作開始位置に配置されている。
【００４２】
第２の実施例の第１の圧縮チャンバ５は、第１の実施例と異なり、２つの空隙５ａ，５ｂを有している。第１の空隙５ａは、回路遮断器の開放動作の第１の部分に位置している際にピストン６によって圧縮される空隙である。２つの空隙５ａ，５ｂは、少なくとも１つの逆止弁２３を備えた壁２２によって分離される。該逆止弁は、第１の空隙５ａ内の圧力が第２の空隙５ｂ内の圧力よりも大きい場合に限り開く。このように、気体が第１の空隙５ａ内で圧縮された場合には、圧力が第２の空隙５ｂ内でも同様に高められる。当該実施例では、第１の圧縮チャンバ５は、第２の空隙５ｂを形成している第１の管状要素４と第１の空隙５ａを形成している第２の管状要素１１とによって形成されている。２つの第２の管状要素１１，１２は、軸線ＡＡに関して同軸に配置され、第２の圧縮チャンバ１３を形成している。第２の実施例では、第２の圧縮チャンバ１３は固定手段、例えばスリーブ２４によって第２の端部で閉じている。遮断チャンバ１は、第１の実施例と同様に２つのアーク接点７，８を有している。当該実施例では、アーク接点８のみが、第１の管状要素に組み込まれた可動式アーク接点である。第２の実施例では、第２の圧縮チャンバ１３が充填弁ではなくスリーブ２４によって閉じられるので、第２の圧縮チャンバ１３は圧力制御弁３２を備えている。該圧力制御弁は、第１の実施例で利用される充填弁１６と同一の機能を発揮するようになっている。第２の実施例では、ピストン６は、第１の実施例のように管状の中間要素２０を利用することなく、チューブ３０上で滑動するように取り付けられている。ボール２５がピストン６の壁に直接挿入されている。
【００４３】
図２Ｂは、第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置における遮断チャンバ１の第２の実施例を表わす。第１の実施例と同様に、ピストン６を除いた可動組立体１０のすべての構成部品が、駆動手段（図示しない）によって軸線ＡＡに沿って係合位置に対して相対的に移動している。第１の圧縮チャンバの圧縮完了位置では、壁２２がピストン６と接触しており、第１の空隙５ａの容積は０又は０近傍の値である。従って、第１の空隙５ａが発生させる圧力は第２の空隙５ｂの圧力になっている。第１の実施例とは異なり、第２の圧縮チャンバ１３内での圧縮が回路遮断器の開放動作全体に亘って行なわれる。図２Ａに表わすように、回路遮断器の開放動作の第１の部分に位置している際には、ボール２５はチューブ３０に取り付けられたロッド２６上で転がる。可動組立体１０が軸方向に移動し、第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置に到達した場合には、ボール２５はロッド２６に設けられた凹所３１によって凹所２７から外され、これによりピストン６が移動可能になる。従って、図２Ｃに表わすように回路遮断器の開放動作が第２の部分に位置している際には、ピストンが第２の圧縮チャンバ１３が圧縮完了する位置に到達するまで、ピストン６は壁２２及び取り外されたボールによって可動組立体１０と共に駆動される。圧縮チャンバの動作原理が両実施例において同一であるからである。従って、図２Ｃについては詳述しない。
【００４４】
図３Ａは、本発明における遮断チャンバ１の第３の実施例を表わす。第２の実施例と比較して、第２の圧縮チャンバ１３は移動手段、例えばピストン２８又はバネ２９によって第２の端部で閉じている。前記移動手段によって、回路遮断器の開放動作全体に亘って第２の圧縮チャンバ１３内の圧力を調整することができる。従って、図３Ｂに表わすように可動組立体１０が第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置に到達した場合に、ピストン２８は図３Ａの位置に類する位置に配置されるので、第１の圧縮チャンバ５内の圧力及び第２の圧縮チャンバ１３内の圧力は略同一である。図３Ｃに表わすように回路遮断器の開放動作が第２の部分に位置している際には、圧力が高すぎた場合、例えば第１の実施例及び第２の実施例において気体３が排出弁１６又は圧力制御弁３２を介して除去された場合には、当該実施例のピストン２８は後方に移動し、これにより第２の圧縮チャンバ１３内の圧力が過度に大きくなることを防止することができる。アーク接点７，８の間に発生したアークが最初に第１の圧縮チャンバ５からノズル２１を介して飛び、その後に第１の圧縮チャンバ５内の圧力が低減された場合にピストンは前方に移動するので、アークが図３Ｄに表わすように可動組立体１０の全行程に亘って飛び続ける。第３の実施例では、第２の圧縮チャンバ１３によって実施されるブラストを可能な限り良好にアーク時間全体に亘って分配することができる。
【００４５】
図４Ａは、遮断チャンバ１の第４の実施例を表わす。第４の実施例のアーク接点の両方は、上述の実施例のいずれとも異なり、可動式接点である。図１Ａ〜図１Ｃと同様に、第１のアーク接点８はピストン６に組み込まれている。従って、第１の実施例と同様に、第１のアーク接点８は、第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置と回路遮断器の開放動作終了位置との間で移動するように取り付けられている。
【００４６】
図４Ｂは、第１の圧縮チャンバ５の圧縮完了位置における電流遮断チャンバ１を表わす。当該位置と図４Ａに表わす位置との間では、ピストン６は固定状態を維持している。第１の管状要素４が軸線ＡＡに沿って軸方向に移動され、誘電性気体は第１の圧縮チャンバ内で圧縮されている。図４Ａ及び図４Ｂに表わすように、第１の管状要素４が移動することによって、レバー３３は、アーム３４を介して第２のアーク接点７に接続されたレバー３５を介して移動する。これにより第２のアーク接点７は、第１の管状要素４が移動する方向の反対方向において軸線方向に向かって移動する。２つのアーク接点のうち一方のアーク接点のみが可動式接点である場合に必要な速度の半分の速度で各アーク接点が移動するので、このような２つのアーク接点の独立した動作（dual movement）によって、開放動作の際に必要な運動エネルギが低減される。このようにレバーを利用することによって、２つのアーク接点が相互に反対方向に移動可能となる。このことは特許文献５に開示されている。
【００４７】
本発明は、特に高電圧で、例えば電圧が２４５ｋＶよりも高い場合に動作するように適合されている。
【００４８】
本発明は、遮断器チャンバ１の任意の上記実施例を含む図５に表わす回路遮断器１００に関連する。回路遮断器１００は、例えば高電圧又は中電圧電源用回路遮断器、すなわち５２ｋＶよりも高い電圧で利用される。遮断チャンバ１は駆動部材４０に接続されているので、遮断チャンバ１内において実際に圧縮し、回路遮断器１００を開くことができる。
【００４９】
本発明の幾つかの実施例について詳述したが、本発明の技術的範囲から逸脱することなく様々な変化及び改良が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】本発明の第１の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図２Ａ】本発明の第２の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図２Ｂ】本発明の第２の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図２Ｃ】本発明の第２の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図３Ａ】本発明の第３の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図３Ｂ】本発明の第３の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図３Ｃ】本発明の第３の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図３Ｄ】本発明の第３の実施例の、回路遮断器の開放動作段階における電流遮断チャンバである。
【図４Ａ】本発明の第４の実施例の電流遮断チャンバである。
【図４Ｂ】本発明の第４の実施例の電流遮断チャンバである。
【図５】本発明の電流遮断チャンバを含む、本発明の電源回路遮断器である。
【符号の説明】
【００５１】
１  遮断チャンバ
２  ケース
３  誘電性液体（誘電性気体）
４  第１の管状要素
５  第１の圧縮チャンバ
５ａ  第１の空隙
５ｂ  第２の空隙
６  ピストン
７  第２のアーク接点
８  第１のアーク接点
９  ロッド
１０  可動組立体
１１  第２の管状要素
１２  第２の管状要素
１３  第２の圧縮チャンバ
１４  弁
１５  充填弁
１６  排出弁
１７  永久接点
１８  永久接点
２０  第３の管状要素
２１  ノズル
２２  壁
２３  逆止弁
２４  スリーブ
２５  当接部
２６  ロッド
２７  凹所
２８  ピストン
２９  バネ
３０  チューブ
３１  凹所
３２  圧力制御弁
３３  レバー
３４  アーム
３５  レバー
１００  回路遮断器
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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