(57)【要約】【課題】蓄圧空間２６の蓄圧効率の高いガス遮断器を提供する。【解決手段】消弧性ガスが充填された密閉容器を有し、通電又は遮断を切り替えて電路を開閉するガス遮断器であって、前記遮断過程において、互いに開離させて両者の間に形成されるアーク空間４０にアークを発生させる固定アーク接触子１１及び可動アーク接触子２１と、互いに対向し接近する両端面２４ｂ、３２を有し、当該両端面２４ｂ、３２の接近により容積を減少させて内部の消弧性ガスを圧縮し、前記アークを消弧させるためのガス流を発生させる蓄圧空間２６と、を備える。蓄圧空間２６には、前記圧縮の過程で内部を伝播する圧力波が発生し、両端面２４ｂ、３２の少なくとも一方を、発生した圧力波が最初に当該端面に入射する伝播方向に対して斜交させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性ガスが充填された密閉容器を有し、通電又は遮断を切り替えて電路を開閉するガス遮断器であって、
前記遮断過程において、互いに開離させて両者の間に形成されるアーク空間にアークを発生させる第１のアーク接触子及び第２のアーク接触子と、
互いに対向し相対的に接近する両端面を有し、当該両端面の接近により容積を減少させて内部の消弧性ガスを圧縮し、前記アークを消弧させるためのガス流を発生させる蓄圧空間と、を備え、
前記蓄圧空間には、前記圧縮の過程で内部を伝播する圧力波が発生し、
前記両端面の少なくとも一方は、発生した前記圧力波が最初に当該端面に入射する伝播方向に対して斜交していることを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記両端面のうち、一方の面が、他方の面に対し斜めであることを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記両端面の少なくとも一方は、前記圧力波を乱反射させる形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記圧力波を乱反射させる形状は、球面状若しくは放物面状であることを特徴とする請求項３に記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記圧力波を乱反射させる形状は、前記蓄圧空間に向けて突設された複数の突起部により形成されていることを特徴とする請求項３に記載のガス遮断器。
【請求項６】
消弧性ガスが充填された密閉容器を有し、通電又は遮断を切り替えて電路を開閉するガス遮断器であって、
前記遮断過程において、互いに開離させて両者の間に形成されるアーク空間にアークを発生させる第１のアーク接触子及び第２のアーク接触子と、
互いに対向し相対的に接近する両端面を有し、当該両端面の接近により容積を減少させて内部の消弧性ガスを圧縮し、前記アークを消弧させるためのガス流を発生させる蓄圧空間と、を備え、
前記蓄圧空間には、前記圧縮の過程で内部を伝播する圧力波が発生し、
前記両端面の少なくとも一方の端面上に、前記圧力波を吸収し熱エネルギーに変換する発熱部材が設けられたことを特徴とするガス遮断器。
【請求項７】
前記両端面の少なくとも一方は、複数の穴を有し、
前記穴に、前記圧力波を吸収し熱エネルギーに変換する発熱部材を配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統において電流遮断を行うガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統において、過大な事故電流を含む電流開閉のためにガス遮断器が使用されている。ガス遮断器は、遮断過程に接触子を機械的に切り離し、この切り離しによって発生したアークを絶縁媒体および消弧媒体の吹き付けによって消弧する。
【０００３】
上記のようなガス遮断器は、現在パッファ形と呼ばれるタイプが広く普及している。パッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、固定アーク接触子及び固定通電接触子と、可動アーク接触子及び可動通電接触子とが対向して配置され、それぞれを機械的な駆動力によって接触又は離反させることで電流を導通し又は遮断する。
【０００４】
この遮断過程において、固定アーク接触子と可動アーク接触子が離反することで、両アーク接触子間に形成されるアーク空間においてアークが発生する。このガス遮断器には、内部の消弧性ガスを蓄圧する蓄圧空間と、両アーク接触子を取り囲むように配置され、蓄圧空間の消弧性ガスをアークに誘導する絶縁ノズルが設けられている。
【０００５】
蓄圧空間は、シリンダと固定ピストンによって囲まれて形成されており、シリンダが、接触子間の離反に伴って、固定ピストンに対し相対移動することで圧縮され、蓄圧する。蓄圧空間で十分蓄圧された消弧性ガスを、絶縁ノズルを介してアークに強力に吹き付けることにより、両アーク接触子の絶縁性能を回復させ、アークを消弧し、電流の遮断を完了させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７―２９４３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来のガス遮断器には、以下に示すような課題がある。
遮断動作過程において、蓄圧空間内の圧力は、シリンダが固定ピストンに対して相対移動することで蓄圧空間が圧縮されて上昇するが、この圧縮過程で、固定ピストンとアーク空間との間の圧力波の伝播及び反射が生じる。
【０００８】
ところが、蓄圧空間の圧力は、開極から電流零点に至るまで、圧力波の伝播及び反射が繰り返されることで、高周波の振動を伴って小刻みに上昇及び下降を繰り返しながら変化する。これに伴い、蓄圧空間において圧力損失が発生し、本来得られるはずの分だけ蓄圧することができないという問題があった。
【０００９】
一方、圧力損失をカバーするためには、シリンダ径を大径化する必要があるが、この場合、ガス遮断器全体が大型化してしまう。また、シリンダ径を変えない場合には、蓄圧空間を圧縮する際の機械的な駆動エネルギーを増大させなければならないという問題が生じてしまう。
【００１０】
本実施形態に係るガス遮断器は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、蓄圧効率の高いガス遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本実施形態のガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器を有し、通電又は遮断を切り替えて電路を開閉するガス遮断器であって、前記遮断過程において、互いに開離させて両者の間に形成されるアーク空間にアークを発生させる第１のアーク接触子及び第２のアーク接触子と、互いに対向し相対的に接近する両端面を有し、当該両端面の接近により容積を減少させて内部の消弧性ガスを圧縮し、前記アークを消弧させるためのガス流を発生させる蓄圧空間と、を備え、前記蓄圧空間には、前記圧縮の過程で内部を伝播する圧力波が発生し、前記両端面の少なくとも一方は、発生した前記圧力波が最初に当該端面に入射する伝播方向に対して斜交していることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図であって、（ａ）は通常時の電流通電状態を示すガス遮断器の断面図、（ｂ）は電流遮断動作中の状態を示すガス遮断器の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るガス遮断器の変形例を示す断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るガス遮断器を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るガス遮断器の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１から図４を参照しつつ本発明の実施形態のガス遮断器について説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、本実施形態のガス遮断器を説明するための断面図である。図１（ａ）は、遮断器の投入状態、すなわち電流通電状態を示し、図１（ｂ）は、電流遮断動作中の状態を示している。
【００１５】
まず、本実施形態のガス遮断器の全体構成を説明すると、本実施形態のガス遮断器は、密閉容器（図示せず）内に消弧性ガスが充填されている。また、図１に示すように、本実施形態のガス遮断器は、円筒を主体とする形状を有する複数の部材で構成され、大きく固定接触子部１０と可動接触子部２０とに分けられる。各部材は中心軸（以下、単に軸という。）を一致させて上記密閉容器内に配置されている。
【００１６】
以下、各部材の位置関係及び方向を説明するのに、図１に示すように、固定接触子部１０側の方向を前方、その反対側の可動接触子部２０側の方向を後方と呼ぶ。なお、固定接触子部１０とは、後述する固定通電接触子１２及び固定アーク接触子１１をいう。可動接触子部２０とは、後述する可動アーク接触子２１、可動通電接触子２２、絶縁ノズル２３、シリンダ２４、及び操作ロッド２５をいう。
【００１７】
消弧性ガスは、消弧性能及び絶縁性能に優れたガスであり、その種類は任意である。例えば六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）が挙げられる。但し、ＳＦ６ガスは、二酸化炭素ガスの２３９００倍の地球温暖化効果を有すると言われており、環境保全の観点から、ＳＦ６ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを用いるようにしても良い。この地球温暖化係数の小さいガスとしては、空気、二酸化炭素、酸素、窒素またはそれらの混合ガス等が挙げられる。
【００１８】
密閉容器には、図１に示すように、固定通電接触子１２及び可動通電接触子２２が、また、固定アーク接触子１１及び可動アーク接触子２１が同軸上に延びるようにそれぞれ対向配置されている。
【００１９】
固定通電接触子１２及び可動通電接触子２２は、それぞれ端面が開口した円筒形状を有する導体であり、互いに開口を向かい合わせて同一軸上に配置されている。固定通電接触子１２の開口縁は内部側に膨出しており、開口縁部分の内径と可動通電接触子２２の外径は一致している。
【００２０】
固定通電接触子１２及び可動通電接触子２２は、相対的に移動可能となっており、固定通電接触子１２の開口に可動通電接触子２２が差し込まれることで、固定通電接触子１２の内面と可動通電接触子２２の外面とが接触し、電気的に導通できる状態となる。
【００２１】
固定通電接触子１２は、固定支え１４に固定されている。すなわち、固定支え１４は中空で円筒形状であり、固定通電接触子１２は、固定支え１４の縁に筒形状が続くように固定されている。固定アーク接触子１１は、一端が丸みを帯びた中実の円柱状の導体である。支持部１３は、棒状又は板状の部材であり、固定支え１４の内壁面から固定支え１４内部に突き出るように固定されている。固定アーク接触子１１は、この支持部１３を介して固定支え１４内に固定支持されている。
【００２２】
図１に示すように、可動アーク接触子２１は両端が開口した中空の円筒形状を有する導体である。電流遮断過程では、可動アーク接触子２１が固定アーク接触子１１から開離して両接触子１１、２１間にアークが発生するアーク空間４０が形成される。可動アーク接触子２１の内部空間は一端の開口を介してアーク空間４０と連通し、アーク空間４０からのガス排気流路の一つとなる。
【００２３】
可動アーク接触子２１の開口縁は内部側に膨出し、その内径は固定アーク接触子１１の外径と一致する。可動アーク接触子２１は固定アーク接触子１１に対し相対的に移動が可能であり、固定アーク接触子１１が可動アーク接触子２１の開口に差し込まれることで、両接触子１１、２１が互いに接触し、導通できる状態となる。
【００２４】
なお、可動アーク接触子２１の先端は円周方向に分割され、指状電極となっている場合もある。その場合、可動アーク接触子２１は可撓性を有する。可動アーク接触子２１の開口縁の内径は、固定アーク接触子１１の外径より若干小さくされてすぼめられ、固定アーク接触子１１が可動アーク接触子２１の開口に差し込まれることで、両接触子１１、２１が互いに接触し、導通できる状態となる。
【００２５】
固定アーク接触子１１に対する可動アーク接触子２１の相対移動は、可動アーク接触子２１に固定支持された操作ロッド２５によって引き起こされる。操作ロッド２５は前方の一端が開口し後方の他端が有底の円筒形状を有し、内部が中空になっており、可動アーク接触子２１や固定アーク接触子１１と同軸上に配置されている。可動アーク接触子２１と操作ロッド２５は同径であり、可動アーク接触子２１は操作ロッド２５の前端の開口縁に立設している。
【００２６】
操作ロッド２５は、絶縁性を有する中実の円柱である絶縁ロッド２８を介して図示しない駆動装置によって軸方向に押し引きされ移動可能になっている。可動アーク接触子２１と可動通電接触子２２は、この操作ロッド２５の移動の程度に応じて、固定アーク接触子１１や固定通電接触子１２と接触し、又は離反する。
【００２７】
操作ロッド２５の全長のうち、固定接触子部１０側の一部の周囲には、シリンダ２４、操作ロッド２５、及びピストン３１によって囲まれたバームクーヘン形状の蓄圧空間２６が形成されている。
【００２８】
シリンダ２４は、一端面が有底の円筒形状を有する導体であり、有底である端面を前方にして、側面が操作ロッド２５を取り囲むように同軸上に配置されている。シリンダ２４の前端面は操作ロッド２５の前端と面一になるように揃えられて連結されている。シリンダ２４の前端面及び内周面が蓄圧空間２６の前方の端面及び外周面となる。また、シリンダ２４の内部を貫くように操作ロッド２５が同軸上に配置され、操作ロッド２５の周面が蓄圧空間２６の内周面となる。ピストン３１は、板状でドーナツ形状に成形されており、ドーナツ形状の開口に操作ロッド２５が摺動可能に貫通し、外径がシリンダ２４の内径と一致する。すなわち、ピストン３１は蓄圧空間２６の後方の端面となる。
【００２９】
より具体的には、ピストン３１は、受圧面３２を有し、この受圧面３２は蓄圧空間２６に露出する面である。本実施形態では、この受圧面３２が、蓄圧空間２６後方側の端面になっている。また、シリンダ２４の前端面を対向面２４ｂと呼ぶと、対向面２４ｂが蓄圧空間２６前方側の端面である。対向面２４ｂは、軸方向に対して垂直であり、蓄圧空間２６に露出し、受圧面３２と対向している。
【００３０】
駆動装置によって、操作ロッド２５を介して対向面２４ｂが、ピストン３１の受圧面３２に対して軸方向に接近することで蓄圧空間２６が圧縮されて蓄圧される。この圧縮の過程で蓄圧空間２６内に圧力波が発生し、蓄圧空間２６内を伝播及び反射を繰り返すようになっている。十分蓄圧されると蓄圧空間２６内に消弧性ガスのガス流が発生するようになっている。
【００３１】
本実施形態では、受圧面３２は、対向面２４ｂに対して平行ではなく、斜交させている。すなわち、受圧面３２は、対向面２４ｂが接近する方向に対して斜交している。換言すると、蓄圧空間２６内で発生した圧力波が最初に受圧面３２に入射する伝播方向は、受圧面３２と斜交するようになっており、受圧面３２で反射する際、当該圧力波の入射方向と反射方向とが平行にならないようになっている。
【００３２】
特に、受圧面３２は、圧力波を乱反射させる形状に成形されており、図１に示すように、球面状若しくは放物面形状にされる。この場合、固定接触子部１０若しくは可動接触子部２０の軸上の任意の点を中心として曲率を有する。受圧面３２が曲げられていることで、受圧面３２に入射した圧力波が受圧面３２で乱反射するようになっている。
【００３３】
ピストン３１は、図１に示すように、ピストン支え３１ａを介してサポート３３によって密閉容器内に固定支持されている。ピストン支え３１ａは、ピストン３１から軸方向に直線的に延びる円筒形状で、途中から屈折してサポート３３に向けて延び、その先端がサポート３３で固定される。サポート３３は、一端面が有底の円筒形状であり、有底の端面を後方にして、前方の開口にシリンダ２４が嵌め込まれるようにして配置されている。後方の端面は開口しており、操作ロッド２５はこの開口に挿通されて、サポート３３内部を貫通している。
【００３４】
なお、操作ロッド２５の周壁には、操作ロッド２５の中空部分とサポート３３の内部空間とを連通する連通穴２５ａが設けられ、また、サポート３３の側壁にはサポート３３内部の空間と外部の空間とを連通する排気穴３３ａが設けられている。そのため、操作ロッド２５の中空部分から、その一部の周囲のサポート３３の内部空間を介して、密閉容器内部までが連通しており、アーク空間４０からのガスの排気流路のひとつとなる。
【００３５】
また、サポート３３の前方の開口端には、概略円筒形状の導体である通電接触子２７が立設している。この通電接触子２７の前方開口端は内部側に膨出しており、内径がシリンダ２４の外径と一致して接触し、シリンダ２４が摺動可能になっている。
【００３６】
一方、シリンダ２４の前端面である固定接触子部１０側の端面には、絶縁ノズル２３が立設している。絶縁ノズル２３は蓄圧空間２６で発生したガス流をアーク空間４０へ誘導する整流手段である。絶縁ノズル２３は可動アーク接触子２１を包囲するように、軸方向に固定アーク接触子１１側へ延び、可動アーク接触子２１の先端を通過後、内径が固定アーク接触子１１の外径よりも若干大きい程度まで窄み、最小内径部分となるスロート部に至ったところで先端に向けて直線的に拡がる形状となっている。
【００３７】
なお、本実施形態において、絶縁ノズル２３が囲む内部空間には、図１に示すように、操作ロッド２５の前端に立設した概略円筒形状の絶縁ガイド２９が、可動アーク接触子２１と固定アーク接触子１１との電気的接触を阻害しない程度に、可動アーク接触子２１の外周面全域及び先端を囲むように配置されている。絶縁ノズル２３と絶縁ガイド２９との間には空間が形成されており、この空間は、シリンダ２４の対向面２４ｂに設けられた蓄圧空間２６に通ずる貫通孔２４ａと隣接している。すなわち、絶縁ノズル２３が囲む内部空間は、アーク空間４０及び蓄圧空間２６と連通しており、絶縁ノズル２３と絶縁ガイド２９との間が、貫通孔２４ａを介して、蓄圧空間２６とアーク空間４０とを繋げるガス流路３０となる。
【００３８】
（作用）
以上の構成を有するガス遮断器の電流遮断動作を以下に説明する。
電流遮断動作は、数ｋＡオーダーの事故電流、進み小電流、リアクトル遮断等の遅れ負荷電流、又は極めて小さな事故電流の遮断を要する場合など、ガス遮断器を電流の通電状態から遮断状態に切り替える操作である。
【００３９】
通電状態から電流遮断動作を行う場合、駆動装置を駆動させる。駆動装置により、可動接触子部２０が固定接触子部１０に対し軸方向に移動する。すなわち、固定通電接触子１２に対して可動通電接触子２２が開離するとともに、固定アーク接触子１１に対して可動アーク接触子２１が開離し、両アーク接触子１１、２１間のアーク空間４０にアークが発生する。
【００４０】
また、このとき、可動接触子部２０の移動によって、シリンダ２４の前端面である対向面２４ｂが、ピストン３１の受圧面３２に対して近づくように移動するため、蓄圧空間２６が圧縮される。この圧縮により蓄圧空間２６内に圧力波が発生し、受圧面３２の方に軸方向に伝播する。
【００４１】
ところで、受圧面３２と対向面２４ｂが平行にされている場合には、両面の間を伝播及び反射する。この過程で、一部の圧力波は対向面２４ｂに設けられた貫通孔２４ａから蓄圧空間２６を抜けていき、本来得られるはずの蓄圧作用が得られない。
【００４２】
本実施形態では、受圧面３２は、対向面２４ｂに対して平行ではなく、斜交させているので、蓄圧空間２６内で発生した圧力波が受圧面３２に最初に入射する過程での圧力波の伝播方向は、受圧面３２と斜交する。このため、受圧面３２で反射する際、当該圧力波の入射方向と反射方向とが平行にはならず、圧力波が貫通孔２４ａから抜けにくくしている。
【００４３】
具体的には、受圧面３２は、球面状若しくは放物面状に成形されており、対向面２４ｂに対して斜めにされているので、圧力波は受圧面３２に対して斜行するように伝播し、受圧面３２上で乱反射する。すなわち、蓄圧空間２６内で圧力波が伝播及び反射を繰り返すことで、高周波の振動の発生を抑制して圧力損失を低減し、蓄圧空間２６内の消弧性ガスの蓄圧を促進する。換言すると、駆動装置による機械的作用によって蓄圧空間２６を圧縮し蓄圧するとともに、圧力波を乱反射させる受圧面３２により、蓄圧を促進させる。
【００４４】
なお、受圧面３２の曲率に特に制限はないが、当該曲率は、対向面２４ｂに位置する貫通孔２４ａから、反射した圧力波が出にくいように設定することが望ましい。圧力波を蓄圧空間２６内で溜め込むことができるとともに、蓄圧空間２６内の高周波の圧力振動を抑制することができ、効率的に蓄圧することができるからである。
【００４５】
また、受圧面３２の圧力波を乱反射させる他の形状としては、図２に示すように、複数の突起部５１によって形成されても良い。突起部５１は、蓄圧空間２６に向けて操作ロッド２５を取り囲むように環状に突設され、同心円状に配置されており、周期的に突き出た山の部分と溝になっている谷の部分とが形成されている。換言すると、突起部５１は、環状形状の山脈が、操作ロッド２５を取り囲むように同心円状に複数形成されたようになっている。これにより、軸方向に伝播する圧力波は、突き出た山の部分と溝である谷の部分とで反射する方向が異なり、乱反射させる。
【００４６】
遮断動作が進行し、両アーク接触子１１、２１間の距離が十分開き、かつ蓄圧空間２６内が十分蓄圧されると、蓄圧空間２６内にガス流が発生する。このガス流は、貫通孔２４ａを介して噴出され、絶縁ノズル２３と絶縁ガイド２９との間に形成されるガス流路３０を通じ、アークに対して強力に吹き付けられる。
【００４７】
遮断過程後半では、電流零点に向けてアークが小さくなり、蓄圧空間２６からのガスの吹き付けにより消弧に至り、電流遮断が完了する。
【００４８】
なお、ガス流がアークに吹き付けられて熱せられ、発生した高温ガスは、可動接触子部２０側と固定接触子部１０側へと排出される。アーク空間４０、可動アーク接触子２１内部の空間、操作ロッド２５の中空部分は直列に連通しており、可動接触子部２０側へ排出される高温ガスは、アーク空間４０から可動アーク接触子２１内部を通じて操作ロッド２５の中空部分へと流入する。
【００４９】
操作ロッド２５の中空部分から、操作ロッド２５の連通孔２５ａ、サポート３３の内部空間、及びサポート３３の排気穴３３ａを介して、密閉容器内部までが連通している。このため、操作ロッド２５の中空部分に流入した高温ガスは、連通穴２５ａ、排気穴３３ａを通じて密閉容器内へと排気される。
【００５０】
一方、固定接触子部１０側への高温ガスは、絶縁ノズル２３及び固定支え１４の内部を通った後、密閉容器内に排出される。
【００５１】
（効果）
以上のように、本実施形態では、蓄圧空間２６が有する互いに対向する対向面２４ｂと受圧面３２のうち、受圧面３２を、蓄圧空間２６を圧縮したことで蓄圧空間２６内に発生した圧力波が最初に受圧面３２に入射する伝播方向に対して斜交させたことにより、当該圧力波の入射方向と反射方向とが平行にならず、圧力波が貫通孔２４ａから抜けることを抑制し、圧力波を蓄圧空間２６内に留めておくことができるので、遮断過程において、開極から電流遮断点（電流零点）に至るまでの間で、蓄圧空間２６の蓄圧効率を高めることができる。
【００５２】
また、対向面２４ｂと受圧面３２の一方の面が、他方の面に対し斜めにすることで、上記と同様に、蓄圧空間２６の蓄圧効率を高める効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、具体的に、受圧面３２を球面状若しくは放物面状に形成したことにより、蓄圧空間２６内で発生した圧力波が当該受圧面３２に対して斜行するように伝播し、当該受圧面３２で乱反射させることができる。これにより、高周波の振動の発生を抑制して圧力損失を低減しつつ、圧力波を蓄圧空間２６内に長時間とどめておくことができるので、上記と同様に、蓄圧空間２６の蓄圧効率を高めることができる。
【００５４】
また、受圧面３２を、蓄圧空間２６に向けて突設された複数の突起部５１により形成したことにより、受圧面３２を球面状若しくは放物面状に形成した場合と同様に、蓄圧空間２６の蓄圧効率を高めることができる。
【００５５】
以上のように、圧力波が蓄圧空間２６から抜けるのを抑制し、蓄圧空間２６内に長時間留める構成としたことにより、従来のガス遮断器と同じシリンダ径であっても、効率良く蓄圧することができるので、遮断性能を向上させることができる。換言すると、遮断性能が同じでも、従来のガス遮断器に比べてシリンダ径を小さくすることができるので、ガス遮断器を小型化することができる。また、従来のガス遮断器と同じ駆動エネルギーであっても、効率良く蓄圧することができるので、遮断性能を向上させることができる。換言すると、遮断性能は同じでも、従来のガス遮断器に比べて低駆動エネルギー化を図ることができる。
【００５６】
［第２の実施形態］
（構成）
第２の実施形態について、図３、４を用いて説明する。図３は、第２の実施形態のガス遮断器を示す図であり、図４は、第２の実施形態の変形例を示す図である。第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と基本構成は同じである。第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
第２の実施形態に係るガス遮断器は、第１の実施形態とは異なり、ピストン３１の受圧面３２が対向面２４ｂに対して平行にされている。本実施形態では、受圧面３２上に、圧力波を吸収する発熱部材５２を設けた構成としている。これにより、圧力波は発熱部材５２と接触するようになる。
【００５８】
発熱部材５２は、接触した圧力波を吸収し、熱エネルギーに変換する部材である。これにより、蓄圧空間２６は熱エネルギーを溜め込んで蓄圧するようになっている。
【００５９】
また、圧力波を熱エネルギーに変換する態様の変形例として、図４に示すように、受圧面３２に複数の穴５３を形成し、この穴５３に発熱部材５２を配置する構成としても良い。
【００６０】
本実施形態では、穴５３は、操作ロッド２５を取り囲む環状形状であり、同心円状に形成されている。この穴５３により、穴５３に侵入した圧力波を反射しにくくする。すなわち、反射率を低下させる。反射率とは、受圧面３２に向かって伝播する（入射する）圧力波に対する受圧面３２で反射する圧力波の割合である。反射率は、例えば、圧力波の圧力強度によって算出できる。反射率は、穴５３の形状、大きさ、深さ、数、及びピストン３１の材質等によって変わるが、どの程度反射させるかに応じて適宜変更することができる。
【００６１】
なお、穴５３に配置された発熱部材５２は、上記のように、穴５３に侵入した圧力波を吸収し、熱エネルギーに変換するものである。
【００６２】
（作用）
本実施形態に係るガス遮断器は、基本的には第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。本実施形態のガス遮断器は、蓄圧する作用が第１の実施形態と異なる。
【００６３】
すなわち、遮断動作過程において、駆動装置によりシリンダ２４の対向面２４ｂが受圧面３２に対して近づくように移動することで蓄圧空間２６が圧縮され、圧力波が発生する。対向面２４ｂが軸方向に移動するので、蓄圧空間２６は軸方向に圧縮される。このため、圧力波は受圧面３２に向かって伝播する。
【００６４】
本実施形態では、受圧面３２上に発熱部材５２が配置されており、圧力波は発熱部材５２と接触する。これにより、発熱部材５２は圧力波を吸収して熱エネルギーに変換し、蓄圧空間２６での蓄圧作用を促進させる。
【００６５】
すなわち、遮断過程は、受圧面３２に対する対向面２４ｂの接近とともに進行し、その接近とともに圧縮が進行する。そのため、圧縮により発生した圧力波は、発熱部材５２によって次々と吸収されて熱エネルギーに変換され、この熱エネルギーによって蓄圧空間２６内において十分蓄圧される。
【００６６】
十分蓄圧されると、蓄圧空間２６でガス流が発生し、当該ガス流はガス流路３０を通じてアークに強力に吹き付けられる。
【００６７】
遮断過程後半では、電流零点に向けてアークが小さくなり、蓄圧空間２６からのガスの吹き付けにより消弧に至り、電流遮断が完了する。
【００６８】
（効果）
以上のように、本実施形態では、受圧面３２上に、圧力波を吸収し熱エネルギーに変換する発熱部材５２を設けたことで、蓄圧空間２６の圧縮により発生した圧力波が発熱部材５２と接触する。これにより、発熱部材５２が当該圧力波を吸収し、熱エネルギーに変換するので、蓄圧空間２６で熱エネルギーを溜め込んで蓄圧することができる。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、駆動装置による機械的な蓄圧作用に加えて蓄圧することができるので、蓄圧効率を高めることができる。
【００７０】
なお、受圧面３２に複数の穴５３を形成し、当該穴５３に発熱部材５２を配置した場合には、穴５３を設けたことで圧力波の反射率が低下し、その分穴５３に侵入した圧力波が発熱部材５２に接触する。これにより、圧力波を効果的に吸収することができ、発熱部材５２の、接触した圧力波に対する吸収した圧力波の割合である吸収率を高めることができる。そのため、より高い蓄圧効率を実現することができる。
【００７１】
（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１、第２の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの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様に、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。
【００７２】
例えば、第１、２の実施形態では、対向面２４ｂに対して受圧面３２を斜交させ、受圧面３２上で圧力波が乱反射するようにしたが、対向面２４ｂを受圧面３２に対して斜交させる態様も本発明の態様に含まれる。また、第１の実施形態では、受圧面３２が乱反射させる形状としたが、対向面２４ｂを受圧面３２に対して斜交させる態様には、対向面２４ｂ及び受圧面３２が平面状である場合も含まれる。このようにすれば、蓄圧空間２６内の圧力波の経路を長くすることができ、それだけ蓄圧空間２６内に長時間圧力波をとどめておくことができる。
【００７３】
また、第１の実施形態では、受圧面３２を乱反射させる形状としたが、対向面２４ｂを乱反射させる形状としても良い。また、対向面２４ｂ及び受圧面３２の両面共に乱反射させる形状としても良い。これにより、圧力波を一層蓄圧空間２６内に溜め込むことができ、蓄圧効率を高めることができる。
【００７４】
また、受圧面３２を、圧力波を乱反射する形状とし、受圧面３２と対向するシリンダ２４の対向面２４ｂに発熱部材５２を設ける構成も本発明の態様に含まれる。これにより、受圧面３２で圧力波を乱反射させることで蓄圧を促進するとともに、シリンダ２４の内周面等で反射して対向面２４ｂへ伝播する圧力波を、対向面２４ｂの発熱部材５２で吸収し、熱エネルギーに変換して蓄圧を促進することができる。
【００７５】
また、第１、２の実施形態では、固定接触子部１０を固定して、可動接触子部２０のみ軸方向に移動させるよう構成したが、固定接触子部１０に対して可動接触子部２０が相対的に移動するように、固定接触子部１０も軸方向に移動させ、相対的開極速度を向上させようとするいわゆるデュアルモーション機構にしても良い。
【００７６】
第１、２の実施形態では、駆動装置による機械的作用により蓄圧する蓄圧空間を一つ有するガス遮断器を示したが、蓄圧空間の数は特に限られない。また、機械的作用により蓄圧する蓄圧空間と、アークの熱エネルギーを取り込む蓄圧空間とを有するガス遮断器も本発明の一態様である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  固定接触子部
１１  固定アーク接触子
１２  固定通電接触子
１３  支持部
１４  固定支え
２０  可動接触子部
２１  可動アーク接触子
２２  可動通電接触子
２３  絶縁ノズル
２４  シリンダ
２４ａ  貫通孔
２４ｂ  対向面
２５  操作ロッド
２５ａ  連通穴
２６  蓄圧空間
２７  通電接触子
２８  絶縁ロッド
２９  絶縁ガイド
３１  ピストン
３１ａ  ピストン支え
３２  受圧面
３３  サポート
３３ａ  排気穴
４０  アーク空間
５１  突起部
５２  発熱部材
５３  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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