(57)【要約】【課題】ガスの円滑な排気を実現することのできる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と、密閉容器内に対向配置され、遮断又は投入の際に互いに接触又は離反する固定アーク接触子１１及び可動アーク接触子２１と、固定アーク接触子１１又は可動アーク接触子２１が取り付けられ、両アーク接触子１１、２１の間の空間と連通する中空部５０有し、中空部５０がガスの排気流路となる操作ロッド２５と、中空部５０の流路断面積を調整する絞り部５３と、中空部５０のガスを排気する排気穴５１と、を備える。また、排気穴５１は絞り部５３より下流側に設け、絞り部５３は、下流側に流路断面積が漸次縮小する縮小部５３ａと、流路断面積が最小となる最小部５３ｂと、下流側に流路断面積が漸次拡大する拡大部５３ｃと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流の遮断と投入を切り替えるガス遮断器であって、
消弧性ガスが充填された密閉容器と、
前記密閉容器内に対向配置され、遮断又は投入の際に互いに接触又は離反する第１のアーク接触子及び第２のアーク接触子と、
前記両アーク接触子の間の空間と連通する中空部を有し、前記中空部がガスの排気流路となる操作ロッドと、
前記中空部の流路断面積を調整する流路断面積調整部と、
前記中空部のガスを排気する排気穴と、を備え、
前記排気穴は、前記流路断面積調整部より下流側に設けられ、
前記流路断面積調整部は、下流側に向かって流路断面積が漸次縮小する縮小部と、流路断面積が最小となる最小部と、下流側に向かって流路断面積が漸次拡大する拡大部と、を有することを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記流路断面積調整部は、前記操作ロッドの内壁に設けられた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】
前記操作ロッドには、前記最小部以降の下流側に、前記中空部のガス流を前記排気穴へ導くフローガイドが設けられた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】
前記流路断面積調整部は、前記操作ロッドの内壁と、前記操作ロッドの前記中空部に設けられたフローガイドとから構成され、
前記フローガイドは、前記操作ロッドの内壁との間隔が前記操作ロッドの中心軸方向に沿って変化す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５】
前記フローガイドは、丸みを帯びた先端部を有し、
前記先端部が前記排気穴よりも上流側に配置されたことを特徴とする請求項４に記載のガス遮断器。
【請求項６】
前記操作ロッドの移動により前記両アーク接触子を接触又は離反させ、
前記フローガイドは、前記操作ロッドと別体としたことを特徴とする請求項４又は５に記載のガス遮断器。
【請求項７】
前記排気穴は、前記操作ロッドの側周壁に設けられたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のガス遮断器。
【請求項８】
前記排気穴は、前記操作ロッドの中心軸方向と交差するように前記最小部以降の下流側に設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れか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及び投入を切り替える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（例えば、特許文献１参照）。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それぞれ対向して配置されている。両アーク接触子及び両通電接触子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】
このガス遮断器には、接触子の離反に伴って容積が減少し、内部の消弧性ガスが蓄圧される蓄圧室と、両アーク接触子を取り囲むように配置され、蓄圧室の消弧性ガスをアーク放電に誘導する絶縁ノズルが設けられている。遮断過程においては、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アーク放電が発生する。このアーク放電に対し、接触子の離反に伴って蓄圧室で十分蓄圧された消弧性ガスを、絶縁ノズルを介して強力に吹き付ける。これにより、両アーク接触子の絶縁性能を回復させ、アーク放電を消弧し、電流の遮断を完了させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７―１０９７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなガス遮断器では、大電流を遮断する際に蓄圧室内のガス圧が著しく上昇する。蓄圧室は容積可変に構成されており、このような著しいガス圧の上昇は蓄圧室の容積減少のためには反力として作用する。そのため、その反力を小さくしようと蓄圧室の小型化が行われていた。
【０００７】
しかし、蓄圧室を小型化に伴って、操作ロッド内部に構成されるガス流路の流路断面積が小さくなり、アーク接触子間で発生したガスの排気が十分に行われないという問題があった。
【０００８】
すなわち、蓄圧室は、円筒形状の操作ロッドの胴回りに設けられたトーラス形状であり、コップ形状のシリンダと、シリンダに嵌め込まれるドーナツ形状のピストンと、ピストン中央の開口からシリンダ内部に挿通された上記操作ロッドとによって囲まれてなる。蓄圧室の小型化に伴うシリンダ径及び操作ロッド径の小径化によって、操作ロッド内部のガス流路の流路断面積が小さくなってしまう。そのため、操作ロッドの下流側に設けられた排気穴からのガスの排気が十分に行えない場合があった。
【０００９】
特に、大電流遮断時には操作ロッド内部のガス排気流路の過大な内圧上昇や、流れの超音速流化による不安定性により円滑な排気が妨げられる場合があった。また、中小電流時には、排気穴の手前でガスが滞留し円滑な排気が妨げられる場合があった。
【００１０】
本実施形態に係るガス遮断器は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ガスの円滑な排気を実現することのできる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、電流の遮断と投入を切り替えるガス遮断器であって、消弧性ガスが充填された密閉容器と、前記密閉容器内に対向配置され、遮断又は投入の際に互いに接触又は離反する第１のアーク接触子及び第２のアーク接触子と、前記両アーク接触子の間の空間と連通する中空部を有し、前記中空部がガスの排気流路となる操作ロッドと、前記中空部の流路断面積を調整する流路断面積調整部と、前記中空部のガスを排気する排気穴と、を備え、前記排気穴は、前記流路断面積調整部より下流側に設けられ、前記流路断面積調整部は、下流側に向かって流路断面積が漸次縮小する縮小部と、流路断面積が最小となる最小部と、下流側に向かって流路断面積が漸次拡大する拡大部と、を有す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る。
【図２】図１の操作ロッドの部分拡大図である。
【図３】第２の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッドの部分拡大図である。
【図４】第３の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッドの部分拡大図である。
【図５】第４の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッドの部分拡大図である。
【図６】第５の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッドの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
（概略構成）
以下では、図１および図２を参照しつつ、本実施形態のガス遮断器の全体構成を説明する。図１は、本実施形態のガス遮断器の全体構成を示す断面図であり、電流遮断動作中の状態を示している。図２は、図１の操作ロッドの部分拡大図である。
【００１４】
本実施形態のガス遮断器は、接地された金属や碍子等からなる密閉容器（図示せず）を有し、その内部には消弧性ガスが充填されている。
【００１５】
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、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。
【００１６】
本実施形態のガス遮断器は、図１に示すように、固定接触子部１０と可動接触子部２０とを有し、これらは密閉容器内に収容されている。固定接触子部１０と可動接触子部２０は、円筒又は円柱を基本形とする複数の部材で構成され、全て共通の中心軸を有する。なお、以下では、各部材の位置関係及び方向を説明するのに、固定接触子部１０側の方向を前方若しくは先端と、その反対側の可動接触子部２０側の方向を後方若しくは後端と呼ぶ。
【００１７】
固定接触子部１０は、固定アーク接触子１１及び固定通電接触子１２を有する。可動接触子部２０は、可動アーク接触子２１及び可動通電接触子２２を有する。固定通電接触子１２と可動通電接触子２２とが相対し、これらの接離により電流の投入及び遮断が切り替えられ、固定アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが相対し、これらの開離によりアーク放電６０の発弧を引き受ける。
【００１８】
固定接触子部１０は密閉容器内で位置が固定され、可動接触子部２０は、中心軸に沿って固定接触部１０から開離及び接触する方向に移動可能となっている。すなわち、可動接触子部２０は、操作機構（不図示）の操作力によって中心軸に沿って移動する概略円筒形状の操作ロッド２５を備える。操作ロッド２５が可動接触子部２０を固定接触子部１０側へ押し込み、又は固定接触子部１０側から引き離すことで、可動接触子部２０が固定接触子部１０に対して接離する。
【００１９】
アーク放電６０への消弧性ガスの吹き付けは、ガス流発生手段により達成される。ガス流発生手段は、操作ロッド２５の側周壁を囲むように設けられたトーラス形状の蓄圧室２６と、絶縁ノズル２３とを備える。
【００２０】
蓄圧室２６は、操作ロッド２５の移動に連動して容積可変であり、電流遮断過程で容積が減少し、内部空間の蓄圧に伴って室外へ消弧性ガスを供給する。絶縁ノズル２３は、蓄圧室２６とアーク空間とを繋ぐ連通孔２４ａとアーク放電６０が発生する空間（アーク空間）とを包囲し、蓄圧室２６から放出された消弧性ガスをアーク放電６０へ案内する。
【００２１】
（詳細構成）
（接触子１１、１２、２１、２２）
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の開口縁は内部に膨出しており、当該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。
【００２２】
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。
【００２３】
固定通電接触子１２は、中空で円筒形状の固定支え１３に、筒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。固定支え１３の内壁面には、棒状又は板状の部材である支持部１４が、固定支え１３の内壁面から固定支え１３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１４を介して固定支え１３内に固定支持されている。
【００２４】
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と連通し、アーク空間からのガス排気流路の一つとなる。
【００２５】
可動アーク接触子２１の開口縁は内部に膨出し、当該開口縁部分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。
【００２６】
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は可撓性を有し、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窄められている。
【００２７】
（操作ロッド２５）
操作ロッド２５は、可動アーク接触子２１が固着する先端が開口した内部中空の筒である。後端が図示しない操作機構に接続されて、軸方向に押し出され、又は引き込まれる。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の先端開口縁に周縁を合わせて立設している。操作ロッド２５は中空部５０を有する。中空部５０はアーク空間と連通しており、アーク空間に存在するガスの排気流路となる。
【００２８】
本実施形態の操作ロッド２５は、排気穴５１と、壁５２と、絞り部５３とを有する。排気穴５１は、操作ロッド２５中程の側周壁に設けられており、アーク空間から操作ロッド２５の中空部５０に流入したガスの排気口となる。壁５２は、中空部５０に流入したガス流と相対する位置、すなわち操作ロッド２５の開口と対向する位置に設けられており、排気穴５１より後端側に設けられている。なお、操作ロッド２５の壁５２の後端は中実の円柱であってもよい。
【００２９】
絞り部５３は、操作ロッド２５の側周壁の内側である内壁に設けられ、中空部５０に露出している。詳細には、排気穴５１よりも操作ロッド２５の先端側に設けられている。絞り部５３は、操作ロッド２５の中空部５０における流路断面積を、操作ロッド２５の軸方向に沿って変化をつけるものである。すなわち、図２に示すように、絞り部５３は、いわゆるラバールノズルの形状になっており、下流側に向かって流路断面積が漸次縮小する縮小部５３ａと、流路断面積が最小となる最小部５３ｂと、下流側に向かって流路断面積が漸次拡大する拡大部５３ｃとから構成されている。縮小部５３ａ、最小部５３ｂ及び拡大部５３ｃの流路断面積は、適宜変更可能である。
【００３０】
なお、絞り部５３は、アーク放電６０により発生した高温ガスが中空部５０を通過するため、耐熱性を有する構成材料で構成されていることが好ましい。絞り部５３は、操作ロッド２５と別々の部材にしても良いし、操作ロッド２５と一体的に成型しても良い。
【００３１】
（蓄圧室２６）
蓄圧室２６は、シリンダ２４、ピストン２７、操作ロッド２５により構成される。シリンダ２４は、一端が有底で他端が開口した筒形状の導体であり、有底部が操作ロッド２５の先端と面一になるように操作ロッド２５に連結され、操作ロッド２５と共に移動する。詳細には、シリンダ２４は、その内径が操作ロッド２５の外径よりも大きく、操作ロッド２５と共通の中心軸を有する。有底部は、円盤状であり、操作ロッド２５の先端外周縁からフランジ状に拡がり、有底部の外周縁から立ち上がる側周壁は、固定接触子部１０と反対方向に延びる。
【００３２】
ピストン２７は、ドーナツ状の平板であり、中央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の内径と一致し、シリンダ２４に嵌め込まれる。このピストン２７は、固定接触子部１０とは反対の方向に延びるピストン支え２８によって密閉容器内で位置固定されている。
【００３３】
（絶縁ノズル２３）
絶縁ノズル２３は、シリンダ２４の有底部に固定接触子部１０に向けて立設している。シリンダ２４の有底部には貫通孔２４ａが設けられており、絶縁ノズル２３は、蓄圧空間２６で発生したガス流を、貫通孔２４ａを介してアーク空間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。
【００３４】
（作用）
（遮断動作）
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、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。
【００３５】
通電状態から電流遮断動作を行う場合、操作機構を駆動させる。操作ロッド２５は、操作機構の操作力を受けて、固定接触子部１０とは反対の方向に中心軸に沿って移動する。そうすると、可動接触子部２０が対向接触子部１０に対し離れるように中心軸に沿って移動し、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。
【００３６】
また、可動接触子部２０の移動によって、操作ロッド２５に連結しているシリンダ２４は、その有底部が位置固定のピストン２７に対して接近するように移動するため、蓄圧室２６の容積減少が発生し、ボイルの法則に従い蓄圧室２６内の消弧性ガスが蓄圧される。
【００３７】
遮断動作が更に進行し、固定アーク接触子１１に対して可動アーク接触子２１が開離すると、両アーク接触子１１、２１間にはアーク放電６０が発弧する。
【００３８】
アーク放電６０は非常に高温であるため、アーク放電６０から高温ガスが発生すると共に、アーク放電６０に加熱された周囲の消弧性ガスも高温となる。この過程で発生した高温ガスは蓄圧室２６に流れ込み、アーク放電６０由来の熱エネルギーが蓄圧室２６に取り込まれる。これにより、蓄圧室２６内の消弧性ガスは更に昇圧される。
【００３９】
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、かつ蓄圧室２６が十分蓄圧されると、蓄圧室２６内の消弧性ガスが連通孔２４ａを通って絶縁ノズル２３内に噴出する。噴流となった消弧性ガスは、絶縁ノズル２３と可動アーク接触子２１との間を流路として、アーク放電６０に向けて案内され、アーク放電６０に強力に吹き付けられる。そして、電流零点を迎えると、アーク放電６０は強力な消弧性ガスの吹き付けと相俟って消弧に至り、電流遮断が完了する。
【００４０】
（ガス排気について）
遮断動作過程において、アーク空間の高温のガスは、大別すると、後方の可動接触子部２０側及び前方の固定接触子部１０側へと排気される。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１３の内部を通った後、密閉容器内に排気される。
【００４１】
一方、可動接触子部２０側へ排出される高温ガスは、アーク空間、可動アーク接触子２１内部の空間、及び操作ロッド２５の中空部５０が直列に連通しており、アーク空間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５０へと流入する。
【００４２】
従来技術では、操作ロッドの中空部の流路体積が小さく、内圧上昇が著しい場合、排気穴近傍での中空部の圧力と密閉容器での圧力との圧力が著しく大きくなり、排気穴でガス流のチョークが発生し流量が頭打ちになったり、衝撃波が発生し円滑な排気が妨げられたり、衝撃波の発生と共に膨張波がアーク放電６０側に伝播し不安定性を引き起こしたりする場合があった。
【００４３】
しかし、本実施形態のガス遮断器は、絞り部５３を設けたことにより、操作ロッド２５の中空部５０におけるガス流の流速ｖと流路断面積Ａとの間に、（Ｍ２−１）×ｄｖ／ｖ＝ｄＡ／Ａの関係を有する。Ｍはマッハ数である。
【００４４】
中小電流遮断過程或いは大電流遮断過程初期において、アーク空間及び蓄圧室２６の圧力上昇が比較的小さい場合には、絞り部５３に至るガス流３１ａは亜音速（Ｍ＜１）となる。この場合、縮小部５３ａはノズルとして作用する。すなわち、縮小部５３ａは下流側にいくにつれて流路断面積が縮小していく（ｄＡ＜０）ため、ガス流３１ｂは加速される（ｄｖ＞０）。特に、アーク空間と蓄圧室２６の圧力上昇が小さく、ガス流３１ａの流速が非常に遅い場合に円滑な排気に効果的に作用する。
【００４５】
その後、ガス流３１ｃは、最小部５３ｂを通過する際にはその流速が音速に達し、拡大部５３ｃでガス流３１ｄのように排気穴５１に向けて拡散し、ガス流が淀むことなく排気穴５１から密閉容器内へと排気される。
【００４６】
また、大電流遮断過程において、アーク空間及び蓄圧室２６の圧力上昇が大きい場合には、絞り部５３に至るガス流３１ａが超音速（Ｍ＞１）となる場合がある。この場合、縮小部５３ａはガス流の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換するディフューザーとして作用する。すなわち、縮小部５３ａは下流側にいくにつれて流路断面積が縮小していく（ｄＡ＜０）ため、ガス流３１ｂは減速される（ｄｖ＜０）。これにより、流れの安定性が増すとともに、ガス流３１ｃは、最小部５３ｂを通過する際にはその流速が音速に達し、拡大部５３ｃでガス流３１ｄのように排気穴５１に向けて拡散し、ガス流が淀むことなく排気穴５１から密閉容器内へと排気される。
【００４７】
また、大電流遮断過程において中空部５０の内圧が著しく上昇し、密閉容器内との圧力差が著しく大きい場合であっても、絞り部５３により中空部５０と密閉容器との間の圧力勾配が緩やかになり、チョークや衝撃波が発生しにくくなる。
【００４８】
（効果）
（１）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と、密閉容器内に対向配置され、遮断又は投入の際に互いに接触又は離反する固定アーク接触子１１及び可動アーク接触子２１と、内部に中空部５０を有し、両アーク接触子１１、２１との間の空間と連通する中空部５０を有し、中空部５０がガスの排気流路となる操作ロッド２５と、中空部５０の流路断面積を調整する絞り部５３と、中空部５０のガスを排気する排気穴５１と、を備えるようにした。また、排気穴５１は絞り部５３より下流側に設け、絞り部５３は、下流側に流路断面積が漸次縮小する縮小部５３ａと、流路断面積が最小となる最小部５３ｂと、下流側に流路断面積が漸次拡大する拡大部５３ｃと、を有するようにした。これにより、中小電流遮断過程でも大電流遮断過程でも円滑なガス排気が実現され、小さな駆動力でも優れた電流遮断性能を有するガス遮断器を得ることができる。
【００４９】
（２）絞り部５３は、操作ロッド２５内壁に設けた。これにより、他の部材との関係を変更することなく簡素な構造で円滑なガス排気を実現することができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
（構成）
第２の実施形態について、図３を用いて説明する。第２の実施形態は、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。
【００５１】
図３は、第２の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッド２５周辺の部分拡大図である。第２の実施形態に係るガス遮断器は、操作ロッド２５の壁５２に代えて、フローガイド５４が設けられている。すなわち、フローガイド５４は、操作ロッド２５の中空部５０に操作ロッド２５先端の開口に対向して設けられている。
【００５２】
本実施形態のガス遮断器は、絞り部５３とフローガイド５４とを併用してガス排気を行う。フローガイド５４は、概略テーパー形状を有し、具体的には、その先端部は絞り部５３の最小部５３ｂと同じ位置若しくはこれより下流側に位置し、フローガイド５４の裾野は中心軸方向から湾曲して排気穴５１の下流側の縁に接続されている。なお、フローガイド５４のガス流と接する面５４ａの形状は、ガス流を排気穴５１に導く形状であれば適宜変更可能である。
【００５３】
（作用・効果）
本実施形態に係るガス遮断器は、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態では、操作ロッド２５の中空部５０において、絞り部５３の最小部５３ｂ以降の下流側に、中空部５０のガス流を排気穴５１へ導くフローガイド５４を設けた。これにより、ガス流３１ｄのようにガス流が円滑に分流され、拡大部５３ｃとフローガイド５４との間の流路を通じて排気穴５１から排気される。すなわち、拡大部５３ｃによって拡大部５３ｃの下流側でガス流が拡散するが、フローガイド５４を有することにより、排気穴５１に向けて分流しつつ整流することができ、より一層円滑な排気を実現することができる。
【００５４】
特に、ガス流３１ａが超音速で縮小部５３ａに流入する場合であっても、縮小部５３ａにより減速した後、より安定的に分流することができる。
【００５５】
［第３の実施形態］
（構成）
第３の実施形態について、図４を用いて説明する。第３の実施形態は、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。
【００５６】
図４は、第３の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッド２５周辺の部分拡大図である。第３の実施形態に係るガス遮断器は、壁５２と絞り部５３に代えて、操作ロッド２５の中空部５０にフローガイド５５を設けている。すなわち、本実施形態は、操作ロッド２５の内壁と、操作ロッド２５の内壁との間隔が操作ロッド２５の中心軸方向に沿って変化するフローガイド５５とによって、操作ロッド２５の中空部５０の流路断面積に変化をつけるものである。
【００５７】
フローガイド５５は、概略テーパー形状であり、その先端部は丸みを帯び、排気穴５１よりも上流側に位置している。また、フローガイド５５は、その先端部からなだらかに傾斜し裾野が排気穴５１の下流側の縁に接続されている。このようなフローガイド５５の形状及び配置とすることで、図４に示すように、操作ロッド２５の内壁とフローガイド５５とにより、縮小部５３ａ、最小部５３ｂ、及び拡大部５３ｃを形成する。すなわち、図４に示すように、中空部５０において、縮小部５３ａはフローガイド５５の先端部から排気穴５１の上流側の縁まで、最小部５３ｂはフローガイド５５の中腹近傍と排気穴５１の上流側の縁との間、拡大部５３ｃは排気穴５１の上流側の縁から下流側の縁までである。
【００５８】
（作用・効果）
本実施形態のガス遮断器では、操作ロッド２５と、操作ロッド２５の中空部５０に設けられ、操作ロッド２５の内壁との間隔が操作ロッド２５の中心軸方向に沿って変化するフローガイド５５とによって、中空部５０の流路断面積に変化をつけるようにした。これにより、第１の実施形態と同様な作用効果を奏する。
【００５９】
また、フローガイド５５の丸みを帯びた先端部を排気穴５１よりも上流側に配置するようにした。これにより、高速のガス流３１ａがフローガイド５５の先端部に衝突し一旦淀んだ後、縮小部５３ａで加速されるため、円滑な排気を実現することができる。
【００６０】
また、フローガイド５５を操作ロッド２５と別体とした。これにより、操作ロッド２５自体に余計な部材を設けずに済むため、操作ロッド２５の構造が簡単で製造容易になる。
【００６１】
［第４の実施形態］
（構成）
第４の実施形態について、図５を用いて説明する。第４の実施形態は、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。
【００６２】
図５は、第４の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッド２５周辺の部分拡大図である。第４の実施形態に係るガス遮断器は、操作ロッド２５の壁５２がなく、その壁５２の位置に排気穴５１を設けている。排気穴５１は、絞り部５３の下流側であって、操作ロッド２５の中空部５０に流入したガス流に対して正面に設けられている。換言すると、排気穴５１は、操作ロッド２５の中心軸方向と交差するように絞り部５３の下流側に設けられている。拡大部５３ｃは、第１の実施形態と異なり、その流路断面積が緩やかに増大するように構成されている。
【００６３】
（作用・効果）
本実施形態では、操作ロッド２５の排気穴５１を、操作ロッド２５の中心軸方向と交差するように絞り部５３の下流側に設けた。これにより、壁５２による圧力損失がなく、また分流の必要性もないため、簡素な構造でより円滑な排気を実現することができる。
【００６４】
［第５の実施形態］
（構成）
第５の実施形態について、図６を用いて説明する。第５の実施形態は、第３の実施形態と基本構成は同じである。第３の実施形態と異なる点のみを説明し、第３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。
【００６５】
図６は、第５の実施形態に係るガス遮断器の操作ロッド２５周辺の部分拡大図である。第５の実施形態に係るフローガイド５６は、テーパー形状でなく、操作ロッド２５の中心軸方向に延びる土筆形状になっており、頭部５６ａと胴体部５６ｂを備える。
【００６６】
頭部５６ａは操作ロッド２５の中空部５０に配置されている。この頭部５６ａは、その先端が丸みを帯び、そこから下流側にいくにつれて膨出し、ある箇所から下流側にいくにつれて窄んでいる。胴体部５６ｂは頭部５６ａの後端から下流側に直線的に延び、密閉容器内で位置固定されている。このフローガイド５６と操作ロッド２５の内壁とにより、縮小部５３ａ、最小部５３ｂ、及び拡大部５３ｃを形成している。
【００６７】
操作ロッド２５の排気穴５１は、最小部５３ｂ以降の下流側であって、操作ロッド２５の内壁とフローガイド５６との間に設けられている。すなわち、排気穴５１は操作ロッド２５の中心軸方向と交差する。
【００６８】
（作用・効果）
本実施形態では、フローガイド５６が頭部５６ａと胴体部５６ｂとを備え、操作ロッド２５とフローガイド５６の頭部５６ａとにより、縮小部５３ａ、最小部５３ｂ及び拡大部５３ｃを形成した。これにより、第３の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６９】
また、フローガイド５６を操作ロッド２５と別体とした。これにより、操作ロッド２５自体に余計な部材を設けずに済むため、操作ロッド２５の慣性力を小さくすることができる。そのため、操作ロッド２５の操作エネルギーが小さくて済み、小さな駆動力であっても円滑なガス排気を実現することができる。
【００７０】
［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乃至第５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。
【００７１】
例えば、第１乃至第５の実施形態では、アーク空間と操作ロッド２５の中空部５０とは、操作ロッド２５先端の開口縁に円筒形状の可動アーク接触子２１を設けることで連通させていたが、可動アーク接触子２１を迂回してアーク空間と中空部５０と連通する管を操作ロッド２５に設けることで連通させるようにしても良い。
【００７２】
また、第１乃至第５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。
【００７３】
更に、第１乃至第５の実施形態では、操作機構による機械的作用による蓄圧空間を有するガス遮断器を示したが、アークの熱エネルギーを取り込んで蓄圧する蓄圧空間を有するいわゆる自力効果を用いたタイプのガス遮断器や、機械的作用の蓄圧空間と熱エネルギー作用による蓄圧空間を有するガス遮断器に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
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  固定支え
１４  支持部
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
２５  操作ロッド
２６  蓄圧室
２７  ピストン
２８  ピストン支え
３１ａ〜３１ｅ  ガス流
５０  中空部
５１  排気穴
５２  壁
５３  絞り部
５３ａ  縮小部
５３ｂ  最小部
５３ｃ  拡大部
５４  フローガイド
５４ａ  フローガイドのガス流と接する面
５５  フローガイド
５６  フローガイド
５６ａ  頭部
５６ｂ  胴体部
６０  アーク放電
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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