(57)【要約】【課題】遮断性能を向上できる熱パッファ室と機械パッファ室とを備えたパッファ形ガス遮断器を提供する。【解決手段】消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、固定主接触子１１及び可動主接触子１２と、接離可能な固定アーク接触子１３及び可動アーク接触子１４を配置し、固定及び可動アーク接触子１３、１４を包囲するように絶縁ノズル１５を設けている、絶縁ノズル１５を固定するシリンダ２１に、アーク空間部１９においてアークの熱で圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室２２と、これに直列に設けられて機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室２３とを備えている。アーク空間部１９と熱パッファ室２２間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な固定及び可動主接触子と、接離可能な固定及び可動アーク接触子を配置し、前記固定及び可動アーク接触子を包囲するように絶縁ノズルを設け、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子とが開離したときに、前記絶縁ノズル内の前記固定及び可動アーク接触子間に形成されるアークの熱で、アーク空間部において圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室と、前記熱パッファ室に直列に設けられて機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室とを備えたパッファ形ガス遮断器において、前記アーク空間部と前記熱パッファ室間の連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けたことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項２】
請求項１において、前記絶縁ガス旋回流発生手段は、前記熱パッファ室に配置して内部を連絡する部分となる前記ガス流路と絶縁ガスを導入するガス空間に区画する円筒ガイドと、前記円筒ガイドに前記ガス流路から前記ガス空間の周方向に向かうように形成した複数個の開口部とにより構成したことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【請求項３】
請求項１において、前記絶縁ガス旋回流発生手段は、絶縁ガスの前記ガス流路に接する前記絶縁ノズルの内面或いは前記可動アーク接触子カバーの外面の少なくとも一方に形成する複数の螺旋状溝により構成したことを特徴とするパッファ形ガス遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパッファ形ガス遮断器に係り、特に熱パッファ室と機械パッファ室とを備えるパッファ形ガス遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス遮断器では、熱パッファ室と機械パッファ室の双方を備え、アーク熱による加熱昇圧作用と機械的な圧縮作用を利用した併用形が知られている。この併用形のパッファ形ガス遮断器は、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したのみを利用した方式と比較して低減でき、遮断性能を向上することができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、開極時のアークエネルギーで圧力の上昇した熱パッファ室の消弧性を有する絶縁ガスをアークに吹き付けた後、機械的に圧縮した機械パッファ室の絶縁ガスを吹き付けることで、大電流でも確実に遮断することができるパッファ形ガス遮断器が提案されている。しかも、特許文献１のパッファ形ガス遮断器は、熱パッファ室内をアーク空間につながるガス流路側の主空間と熱パッファ室の外側の従空間に分割する分割部材を、熱パッファ室の中心軸と同心円上に配置されている。
【０００４】
特許文献１のパッファ形ガス遮断器は、熱パッファ室を上記構造とすることにより、大電流遮断時にアーク空間で生じた高温高圧の消弧性を有する絶縁ガスが主空間を通って従空間内に流れ、従空間の内部に存在した比較的低温のガスと混ざり合うようにしている。そして、中小電流遮断時に比較的低温となった消弧性を有する絶縁ガスは、絶縁ノズルのガス流路を通ってアークに吹き付け、その後機械パッファ室からの絶縁ガスを吹き付けて確実に遮断するものである。
【０００５】
また、特許文献２にはパッファシリンダ内を、固定及び可動アーク接触子を取り囲む絶縁ノズル側から、逆止弁を設ける隔壁で熱パッファ室と機械パッファ室に区分し、一端を隔壁に固定する円筒形の筒体を熱パッファ室の内部に設けたパッファ形ガス遮断器が提案されている。しかも、熱パッファ室の内に設ける円筒形の筒体には複数の連通孔を形成しており、機械パッファ室からの絶縁ガスが逆止弁を通って熱パッファ室に流入した後、筒体の連通孔を通って速やかに絶縁ノズルの放出路に流れ、アークに対して吹き付けて遮断する構造にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９９４９９号公報
【特許文献２】特開平２−８６０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２に記載された熱パッファ室と機械パッファ室を備えるパッファ形ガス遮断器には、アークによる熱エネルギーを熱パッファ室内に取り込むことで吹き付け圧力を形成するため、必然的に吹き付けガスの温度が高くなる問題がある。しかも、遮断時のアーク発生で熱パッファ室の内部に流入する高温な消弧性を有する絶縁ガスが、遮断動作開始前から熱パッファ室内に存在する比較的温度の低い絶縁ガスと十分に混合されず、吹き付けガスの温度が一様ではない問題がある。これらのいずれの場合においても、パッファ形ガス遮断器の遮断性能を低下させてしまうことになる。
【０００８】
本発明の目的は、遮断性能を向上できる熱パッファ室と機械パッファ室とを備えたパッファ形ガス遮断器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な固定及び可動主接触子と、接離可能な固定及び可動アーク接触子を配置し、前記固定及び可動アーク接触子を包囲するように絶縁ノズルを設け、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子とが開離したときに、前記絶縁ノズル内の前記固定及び可動アーク接触子間に形成されるアークの熱で、アーク空間部において圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室と、前記熱パッファ室に直列に設けられて機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室とを備えて構成する際に、前記アーク空間部と前記熱パッファ室間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
好ましくは、前記絶縁ガス旋回流発生手段は、前記熱パッファ室に配置して内部を連絡する部分となる前記ガス流路と絶縁ガスを導入するガス空間に区画する円筒ガイドと、前記円筒ガイドに前記ガス流路から前記ガス空間の周方向に向かうように形成した複数個の開口部とにより構成したことを特徴としている。
【００１１】
また好ましくは、前記絶縁ガス旋回流発生手段は、絶縁ガスのガス流路に接する前記絶縁ノズルの内面或いは前記可動アーク接触子カバーの外面の少なくとも一方に形成する複数の螺旋状溝により構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のパッファ形ガス遮断器によれば、アーク空間部と熱パッファ室間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けているため、熱パッファ室内に流入する高温な消弧性のある絶縁ガスに旋回流を与え、この旋回流で熱パッファ室内に存在する低温な絶縁ガスを十分に混合させ、一様に低温化することができる。このため、熱パッファ室内の絶縁ガスの温度を、一様に低温化してアークに対して吹き付けることができるから、より一層遮断性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例であるパッファ形ガス遮断器におけるアーク発生時の熱パッファ室の状態を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の縦断面図である。
【図３】図１のパッファ形ガス遮断器で消弧性ガスを吹き付けたときの熱パッファ室の状態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の別の実施例であるパッファ形ガス遮断器におけるアーク発生時の熱パッファ室の状態を示す概略断面図である。
【図５】図４に用いる絶縁ノズルの例を断面して示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のパッファ形ガス遮断器は、消弧性を有する絶縁ガスを充填する容器内に、接離可能な固定及び可動主接触子と、接離可能な固定及び可動アーク接触子を配置し、前記固定及び可動アーク接触子を包囲するように絶縁ノズルを設けている。前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子とが開離したときに、前記絶縁ノズル内の前記固定及び可動アーク接触子間に形成されるアークの熱で、アーク空間部において圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる熱パッファ室と、前記熱パッファ室に直列に設けられて機械的な圧縮で絶縁ガスの圧力を上昇させる機械パッファ室とを備えている。そして、前記アーク空間部と前記熱パッファ室間を連絡する部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けている。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明のパッファ形ガス遮断器の一実施例を、図１から図３を用いて説明する。消弧性を有する絶縁ガスを充填した容器（図示せず）内に、接離可能な固定主接触子１１及び可動主接触子１２と、接離可能な固定アーク接触子１３及び可動アーク接触子１４を配置している。
【００１６】
固定アーク接触子１３と可動アーク接触子１４は絶縁ノズル１５で包囲され、この絶縁ノズル１５はシリンダ２１の先端部に固定されている。シリンダ２１は、先端の外面が可動主接触子１２となっており、このシリンダ２１内に配置されている中空ロッド１７の先端に可動アーク接触子１４を固定している。
【００１７】
可動アーク接触子１４の外面は、可動子カバー１６で覆われており、絶縁ノズル１５の内面と可動子カバー１６間にガス流路１８を形成している。シリンダ２１は、通気口２５と逆止弁２６を設ける隔壁２４によって区画されており、絶縁ノズル１５側から熱パッファ室２２と機械パッファ室２３を直列に設けている。
【００１８】
熱パッファ室２２は、固定アーク接触子１３と可動アーク接触子１４が開離したときに、これら両者と絶縁ノズル１５間に形成されるアーク空間部１９において、発生する黒塗りで示したアークの熱により圧力が上昇した絶縁ガスを導き入れる。その後、熱パッファ室２２内部の絶縁ガスは、ガス流路１８から絶縁ノズル１５に向かって流れ出すのと同時に、機械パッファ室２３からも機械的に圧縮された絶縁ガスが、熱パッファ室２２を経て絶縁ノズル１５側に流れてアークを消弧する。
【００１９】
熱パッファ室２２には、図１及び図２に示すように内部に円筒ガイド２７を配置している。円筒ガイド２７は、熱パッファ室２２と同軸上に配置して内部を径方向に区画するものであり、絶縁ノズル１５の内側のガス流路１８に連なってガス空間１９に連絡する部分となる小幅のガス流路２７Ａと、ガス空間１９から絶縁ガスを導入するための大きなガス空間に区分している。
【００２０】
円筒ガイド２７には、図２に示すようにガス流路２７Ａから大きなガス空間の周方向に向かうようにした複数個の開口部２８を形成している。各開口部２８は、円筒ガイド２７の厚さよりも小さな円形や楕円形の小孔や狭隘なスリットで作られる。そして、各開口部２８の開口方向は、円筒ガイド２７の中心軸から径方向へ伸びる直線に対して傾きを持たせて形成し、絶縁ガス旋回流発生手段としている。
【００２１】
円筒ガイド２７の開口部２８は、これらを通って絶縁ガスが熱パッファ室２２のガス空間に速やかに流れ込むことができるよう形成する。このため、絶縁ガスが流れるガス流路２７Ａの幅寸法で決まる流路抵抗を考慮し、各開口部２８は円筒ガイド２７の周回方向にほぼ均等な間隔で複数個を設けるようにする。
【００２２】
円筒ガイド２７は、例えば絶縁物或いはシリンダ２１と同様な材料を使用し、しかも開口部２８の形成加工が可能や高温な絶縁ガスの流入による変形に十分耐えうる材料及び厚みのものを使用する。熱パッファ室２２内に配置する円筒ガイド２７の固定は、例えば円筒ガイド２７のアーク空間１９側の端部に支持部材（図示せず）を設けてシリンダ２１と結合し、長期間使用できるようにする。
【００２３】
なお、円筒ガイド２７に絶縁物を用いる場合は、絶縁ノズル１５に固定して一体としてもよく、また絶縁ノズル１５の一部を熱パッファ室２２側に伸ばして形成し、円筒ガイド２７とすることもできる。
【００２４】
次に、上記した構成のパッファ形ガス遮断器における電流遮断時の動作について説明する。操作器（図示せず）により中空ロッド１７が駆動されると、可動子カバー１６で覆われた可動アーク接触子１１、絶縁ノズル１５、シリンダ２１等が紙面左に向かって変位し、開極状態となる。このとき図１に示すように、可動アーク接触子１４と固定アーク接触子１３の間に形成されるアーク空間１９にアークが発生する。
【００２５】
アーク空間１９に存在する絶縁ガスは、圧力が上昇するとともに高温になり、図１に矢印で示すようにガス空間１９に連絡する部分である絶縁ノズル１５部分のガス流路１８及びこれに連なるガス流路２７Ａを通って、太線矢印のように熱パッファ室２２内へ高速で流入する。このとき、熱パッファ室２２に向かう絶縁ガスは、図２に示すように円筒ガイド２７の複数個の開口部２８を通って螺旋流を作って、内周側のガス流路２７Ａから外周側の大きなガス空間に向かって流れる。
【００２６】
このため、開口部２８を通った絶縁ガスの螺旋流により、熱パッファ室２２側に流入した高温の絶縁ガスは、熱パッファ室２２の大きなガス空間に存在する低温な消弧性ガスと十分に混合するから、内部の絶縁ガスは一様に比較的低温になる。
【００２７】
その後、図３に示すようにアークが収縮すると、アーク空間１９の圧力が低下するから、太線矢印のように熱パッファ室２２から比較的低温となった消弧性ガスが円筒ガイド２７の開口部２８から矢印のようにガス流路２７Ａ及び１９を通り、絶縁ノズル１５の先端のアークに向かって吹き付け、消弧する。
【００２８】
このため、上記したパッファ形ガス遮断器のように構成すると、熱パッファ室２２内での絶縁ガスと低温の絶縁ガスが十分に混合させて一様に比較的低温にできるから、比較的低温になった絶縁ガスをアークに吹き付けることにより、遮断性能を向上させることができる。
【実施例２】
【００２９】
次に、本発明の別の実施例であるパッファ形ガス遮断器を、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５では、上記した実施例と同一箇所の同符号を付しているので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
図４に示すパッファ形ガス遮断器では、絶縁ノズル１５の内側と可動子カバー１６間に形成され、しかもガス空間１９と熱パッファ室２２間を連絡する部分ともなるガス流路１８部分に、絶縁ガス旋回流発生手段を設けたものである。そして、絶縁ガスがガス空間１９からガス流路１８を通って流れるとき、絶縁ガスに旋回流を与えて熱パッファ室２２内に流入させるようにしたものである。
【００３１】
絶縁ガス旋回流発生手段は、図５に示すように絶縁ノズル１５の内面に複数の螺旋状溝１５Ａを形成して使用する。絶縁ノズル１５の螺旋状溝は、その本数や深さを任意に設定することができるし、しかも絶縁ノズル１５の内面に、周回方向にほぼ均等な間隔で形成する。
【００３２】
なお、絶縁ガス旋回流発生手段は、上記した絶縁ノズル１５の内面に螺旋状溝１５Ａを設けることに代えて、可動アーク接触子カバー１６の外面に複数本の螺旋状溝を設けて使用してもよく、また絶縁ノズル１５の内面と可動アーク接触子カバー１６の外面の双方に設けて使用することができる。
【００３３】
ガス空間１９と熱パッファ室２２間を連絡する部分であるガス流路１８部分に絶縁ガス旋回流発生手段を設けると、ガス空間１９からガス流路１８を経て熱パッファ室２２に向かう絶縁ガスは、図４に太線矢印で示すように絶縁ノズル１５の螺旋状溝１５Ａで旋回流を作ってガス流路１８内を流れ、熱パッファ室２２に流入するようになる。このため、熱パッファ室２２内の低温な絶縁ガスと、流入した絶縁ガスの混合が促進され、一様に比較的低温となるから、上記の例と同様にな効果を達成することができる。
【００３４】
本発明のパッファ形ガス遮断器は、上記した各実施例に示した構造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ができる。
【符号の説明】
【００３５】
１１…固定主接触子、１２…可動主接触子、１３…固定アーク接触子、１４…可動アーク接触子、１５…絶縁ノズル、１５Ａ…螺旋状溝、１６…可動子カバー、１８、２７Ａ…ガス流路、１９…ガス空間、２１…シリンダ、２２…熱パッファ室、２３…機械パッファ室、２７…円筒ガイド、２８…開口部。
【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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