(57)【要約】消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能な固定側主接触子及び可動側主接触子と、前記固定側主接触子及び可動側主接触子の内径側に接離可能に配置された固定アーク接触子（１２）及び可動アーク接触子（１１）と、固定アーク接触子（１２）を包囲する絶縁ノズル（１４）と、固定アーク接触子（１２）と可動アーク接触子（１１）が開離したときに、絶縁ノズル（１４）内の固定アーク接触子（１２）及び可動アーク接触子（１１）間に形成されるアーク空間と、前記アーク空間においてアーク熱により圧力が上昇した消弧性ガスを導き入れる熱パッファ室（２１）を有し、熱パッファ室（２１）内に蒸発部材（４１）を有するガス遮断器において、蒸発部材（４１）は不織布であることを特徴とするガス遮断器。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能な固定側主接触子及び可動側主接触子と、前記固定側主接触子及び可動側主接触子の内径側に接離可能に配置された固定アーク接触子及び可動アーク接触子と、前記固定アーク接触子を包囲する絶縁ノズルと、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子が開離したときに、絶縁ノズル内の前記固定アーク接触子及び前記可動アーク接触子間に形成されるアーク空間と、前記アーク空間においてアーク熱により圧力が上昇した消弧性ガスを導き入れる熱パッファ室を有し、前記熱パッファ室内に蒸発部材を有するガス遮断器において、  前記蒸発部材は不織布であることを特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
請求項１において、  前記不織布を前記熱パッファ室内の外周に配置したことを特徴とするガス遮断器。
【請求項３】
請求項１において、  前記不織布を前記熱パッファ室内の内周に配置したことを特徴とするガス遮断器。
【請求項４】
請求項１において、  前記不織布をケース内に収納し、前記ケースを前記熱パッファ室の外周に配置したことを特徴とするガス遮断器。
【請求項５】
請求項１において、  前記不織布をケース内に収納し、前記ケースを前記熱パッファ室の内周に配置したことを特徴とするガス遮断器。
【請求項６】
請求項１において、  前記不織布を糸状に加工して前記熱パッファ室の内周に巻きつけたことを特徴とするガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はパッファ型のガス遮断器に係り、特に、機械的な圧縮作用とアーク熱による加熱昇圧作用を利用した遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ガス遮断器は電力系統において、短絡電流を遮断するためのものである。従来、パッファ型ガス遮断器が広く使われている。このパッファ型ガス遮断器は、可動アーク接触子と直結した可動パッファシリンダによって、消弧性ガスを機械的に圧縮して高圧のガス流を発生し、可動アーク接触子と固定アーク接触子の間に発生したアークに吹き付けて電流を遮断するものである。遮断性能はパッファ室の圧力上昇に大きく依存する。しかし、圧力上昇は駆動力に対する反力となるため、高い遮断性能を得るためには、大きな駆動力が必要であった。【０００３】  これに対し、駆動力を低減しながら高い遮断性能を得るために、多くの提案がなされている。その一つが、従来の機械的圧縮による圧力上昇に加え、アークの熱エネルギーを積極的に利用して圧力を上昇させる熱パッファ併用型ガス遮断器である。熱パッファ併用形ガス遮断器は、アークの熱エネルギーを利用して消弧性ガスの吹き付け圧力を形成するもので、遮断動作に必要な操作エネルギーを従来の機械的に圧縮する方式と比較して低減することができる。しかしながら、アークの熱エネルギーを利用して吹き付け圧力を形成するため、吹き付け時の消弧性ガスの温度が高くなり、遮断性能が低下するという問題があった。そのため、吹きつける消弧性ガスの温度を低くすることで、遮断性能を向上しようとする試みが行われている。【０００４】  下記特許文献１にポリマーの放出ガスに起因する水分の発生による絶縁劣化、金属材料腐食を防止し、安定した高い遮断性能を得られることを目的としたガス遮断器が開示されている。【０００５】  特許文献１によると、アークエネルギーの一部により、蓄圧室内部に設けた被着部を加熱し、アブレーションによる放出ガスを発生するため、さらに吹き付けガスの密度を向上することができ、吹付けガスは、消弧ガスと放出ガスの混合ガスとなるため、ガスの冷却能力そのものを向上させることができる。それにより安定した高い遮断性能を得ることができると記載がある。【０００６】  特許文献１に記載の被着部はシート状若しくはコーティング層として構成され、被着部の形状はポーラス状、ハニカム状もしくは多層構造とすることで、被着部の表面積を増大させ、放出ガス量を増大させることを意図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、アブレーションによる放出ガスを増やすことで高い遮断性能を得ることを目的に被着部を配置する熱パッファ併用型ガス遮断器には、従来例も含めて次のような問題点がある。【０００９】  消弧性ガスとの接触面積を増加させるために、被着部を多孔質に加工することが必要であり、また、狭小な部位への取り付けには微細な加工が必要であり、コスト増加につながる点である。【００１０】  本発明はこの問題を解決するためのものである。すなわち、本発明の目的は、可動部品の重量を増加することなく、安価で簡便に安定して高い遮断性能を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上記課題を解決するために、本発明に係るガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能な固定側主接触子及び可動側主接触子と、前記固定側主接触子及び可動側主接触子の内径側に接離可能に配置された固定アーク接触子及び可動アーク接触子と、前記固定アーク接触子を包囲する絶縁ノズルと、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子が開離したときに、絶縁ノズル内の前記固定アーク接触子及び前記可動アーク接触子間に形成されるアーク空間と、前記アーク空間においてアーク熱により圧力が上昇した消弧性ガスを導き入れる熱パッファ室を有し、前記熱パッファ室内に蒸発部材としての不織布を配置する。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、熱パッファ室に蒸発部材として不織布を用いているため、消弧性ガスと蒸発部材の接触面積が大きくなり、蒸発量を増大させ、蒸発で生成された密度の高い蒸発ガスが消弧性ガスと混合することで、吹き付ける消弧性ガスが低温となり、低温になった消弧性ガスをアークに吹き付けることで、遮断性能を向上させることができる。【００１３】  また、不織布は薄く、可とう性を持つため、蒸発部材として取り付けが容易であり、狭小な部位への取り付けも容易である。【００１４】  よって、安価で簡便に安定して高い遮断性能を有する遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、アーク発生時の熱パッファ室の状態を示す断面図である。
【図２】実施例２における、アーク発生時の熱パッファ室の状態を示す断面図である。
【図３】実施例３における、アーク発生時の熱パッファ室の状態を示す断面図である。
【図４】実施例４における、アーク発生時の熱パッファ室の状態を示す断面図である。
【図５】実施例５における、アーク発生時の熱パッファ室の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜変更して実施することも可能である。
【実施例１】
【００１７】  図１は本発明が適用される実施形態１のガス遮断器の遮断部の断面図である。熱パッファ室２１の外周面を構成するシリンダ１５の内周面には不織布からなる蒸発部材41が配置される。電流遮断時に熱パッファ室２１内に流入する高温の消弧性ガスと蒸発部材４１が接触することで蒸発部材から蒸発ガスが発生する。【００１８】  以下、電流遮断時の動作について説明する。操作器（不図示）により中空ロッド１６が駆動されると、可動アーク接触子１１、可動子カバー１３、絶縁ノズル１４、シリンダ１５、隔壁１７および熱パッファ室２１が紙面左に向かって変位し、開極状態となる。このとき、可動アーク接触子１１と固定アーク接触子１２の間に形成されるアーク空間３１にアークが発生する。【００１９】  アーク空間３１に存在する消弧性ガスは圧力が上昇するとともに高温になる。図１に示すように、この高温かつ高圧の消弧性ガスは流路２０を介して熱パッファ室２１内へ高速で流入し、これにより熱パッファ室２１内にアークの熱エネルギーが取り込まれ、熱パッファ室２１内の消弧性ガスが加熱され、熱パッファ室21内の圧力は急速に上昇する。【００２０】  熱パッファ室２１内に流入し、拡散した消弧性ガスが熱パッファ室２１内の外周に配置された蒸発部材４１と接触し、蒸発部材４１から蒸発ガスが生じる。この蒸発ガスにより熱パッファ室２１内の圧力はさらに高くなる。また、蒸発で生成された密度の高い蒸発ガスが消弧性ガスと混合することで、吹き付ける消弧性ガスが低温となる。【００２１】  蒸発部材４１には不織布を用いているため、消弧性ガスとの接触面積が大きく、さらに、熱パッファ室２１の外周面に配置しているため、蒸発部材４１の配置する面積が大きく、蒸発量を増大させることが可能である。【００２２】  蒸発部材４１は高温の消弧性ガスとの接触で蒸発し、その厚みが小さくなる。蒸発部材４１は多数回の大電流遮断に耐えうることが望ましく、不織布を積層して数ミリメートルの厚みを持たせることが必要である。【００２３】  また、蒸発部材４１は不織布を積層した部材をパイプ形状、又は、シート形状に加工したものを使用する。例えば、熱パッファ室２１の外周面であるシリンダ１５の内周面に配置する際には、シリンダ１５の内径以下の外径を有するパイプ形状に加工し、熱パッファ室２１と軸を同じくして、隔壁１７とシリンダ１５の隔壁１７と相対する面で挟み込むようにして固定する。また蒸発部材４１を熱パッファ室２１内において隔壁１７の外周側の取り付け位置１９に配置する場合には、不織布を積層したシートを蒸発部材として固定する。
【実施例２】
【００２４】  図２は本発明が適用される実施形態２のガス遮断器の遮断部の断面図である。熱パッファ室２１の内周面を構成する中空ロッド１６の外周面には不織布からなる蒸発部材４１が配置される。電流遮断時に熱パッファ室２１内に流入する高温の消弧性ガスと蒸発部材４１が接触することで蒸発部材から蒸発ガスが発生する。【００２５】  以下、電流遮断時の動作について説明する。操作器（不図示）により中空ロッド１６が駆動されると、可動アーク接触子１１、可動子カバー１３、絶縁ノズル１４、シリンダ１５、隔壁１７および熱パッファ室２１が紙面左に向かって変位し、開極状態となる。このとき、可動アーク接触子１１と固定アーク接触子１２の間に形成されるアーク空間３１にアークが発生する。【００２６】  アーク空間３１に存在する消弧性ガスは圧力が上昇するとともに高温になる。図１に示すように、この高温かつ高圧の消弧性ガスは流路２０を介して熱パッファ室２１内へ高速で流入し、これにより熱パッファ室21内にアークの熱エネルギーが取り込まれ、熱パッファ室21内の消弧性ガスが加熱され、熱パッファ室21内の圧力は急速に上昇する。【００２７】  熱パッファ室２１内に流入し、拡散した消弧性ガスが熱パッファ室21内の内周に配置された蒸発部材４１と接触し、蒸発部材４１から蒸発ガスが生じる。この蒸発ガスにより熱パッファ室２１内の圧力はさらに高くなる。また、蒸発で生成された密度の高い蒸発ガスが消弧性ガスと混合することで、吹き付ける消弧性ガスが低温となる。蒸発部材41には不織布を用いているため、消弧性ガスとの接触面積が大きく、さらに、蒸発部材４１を熱パッファ室２１の内周面に配置しており、消弧性ガスは高温のまま蒸発部材４１と接触するため、蒸発量を増大させることが可能である。
【実施例３】
【００２８】  図３は本発明が適用される実施形態３のガス遮断器の断面図である。熱パッファ室２１内には、熱パッファ室２１の外周面を構成するシリンダ１５と隔壁１７および仕切り部材５１により外周空間５２を形成している。この外周空間５２の内部には不織布からなる蒸発部材が不規則に収納されている。仕切り部材５１は網目状の開口部があり、仕切り部材５１を介して熱パッファ室２１と外周空間５２の間を消弧性ガスおよび蒸発ガスが流出入する。【００２９】  電流遮断時において、アーク空間３１から流路２０を介して流入する高温の消弧性ガスは、熱パッファ室２１内で拡散し、仕切り部材５１を介して外周空間５２へと流入する。流入した消弧性ガスと外周空間５２内の不織布からなる蒸発部材が接触し、蒸発で生成された密度の高い蒸発ガスが消弧性ガスと混合することで、吹き付ける消弧性ガスが低温となる。
【実施例４】
【００３０】  図４は本発明が適用される実施形態４のガス遮断器の断面図である。熱パッファ室２１内には、熱パッファ室２１の内周面を構成する中空ロッド１６仕切り部材５３により内周空間５４を形成している。この内周空間５４の内部には不織布からなる蒸発部材が不規則に収納されている。仕切り部材５３は網目状の開口部があり、仕切り部材５３を介して熱パッファ室２１と内周空間５４の間を消弧性ガスおよび蒸発ガスが流出入する。【００３１】  仕切り部材５３の軸方向長さは可動弁２３の動作を妨げない範囲で決定される。電流遮断時において、アーク空間３１から流路２０を介して流入する高温の消弧性ガスは、高温のまま内周空間へと流入し、流入した消弧性ガスと内周空間５４内の不織布からなる蒸発部材が接触し、蒸発で生成された密度の高い蒸発ガスが消弧性ガスと混合することで、吹き付ける消弧性ガスが低温となる。
【実施例５】
【００３２】  図５は本発明が適用される実施形態７のガス遮断器の断面図である。不織布からなる蒸発部材４１は糸状に加工されて熱パッファ室２１の内周面を構成する中空ロッド１６に巻きつけて固定される。電流遮断時において、アーク空間３１から流路２０を介して流入する高温の消弧性ガスは、高温のまま内周空間へと流入し、流入した消弧性ガスと中空ロッド１６に巻きつけた不織布からなる蒸発部材が接触し、蒸発で生成された密度の高い蒸発ガスが消弧性ガスと混合することで、吹き付ける消弧性ガスが低温となる。
【符号の説明】
【００３３】  １１  可動アーク接触子  １２  固定アーク接触子  １３  可動子カバー  １４  絶縁ノズル  １５  シリンダ  １６  中空ロッド  １７  隔壁  １８  連通部  １９  外周側取り付け位置  ２０  流路  ２１  熱パッファ室  ２３  可動弁  ３１  アーク空間  ３２  機械パッファ室  ４１  蒸発部材  ５１  仕切り部材  ５２  外周空間  ５３  仕切り部材  ５４  内周空間
【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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【国際調査報告】
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