(57)【要約】【課題】いかなる電流領域においてもガスのスムーズな排気を実現し、小さな駆動力で優れた電流遮断性能を有するガス遮断器を提供する。【解決手段】ガス遮断器１は、パッファ室２３で蓄圧した消弧性ガスを絶縁ノズル２４でアーク放電に案内し、絶縁ノズル２４の出口から放出されるガス流を排気流路によって排気する。この排気流路には、絶縁ノズル２４の出口へ向けて反射波を反射させる圧力上昇領域４０等の反射箇所が存在する。ガス遮断器１には、排気流路内で絶縁ノズル２４の出口と反射箇所との間に介在し、絶縁ノズル２４の出口の断面積と同面積以上で排気流路の断面積よりも小さく、反射箇所で反射した反射波の絶縁ノズル２４の出口への到達を遮る障壁３０を備える。【選択図】図１
2016143499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流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、投入又は遮断の際に互いに接触又は開離し、開離の過程でアーク放電が発弧する可動接触子部及び対向接触子部と、
前記消弧性ガスを蓄圧するパッファ室と、
一端が前記パッファ室に接続され、他端に出口を有し、前記アーク放電が発弧する空間を囲み、前記パッファ室から放出される前記消弧性ガスを前記アーク放電に案内するノズルと、
前記ノズルの出口から放出される前記消弧性ガスを含むガス流を排気する排気流路と、
前記排気流路に存在し、前記ノズルの出口へ向けてガス流の反射波を逆流させる反射箇所と、
前記排気流路内で前記ノズルの出口と前記反射箇所との間に介在し、前記ノズルの出口の断面積と同面積以上で前記排気流路の断面積よりも小さく、前記反射箇所で逆流した反射波の前記ノズルの出口への到達を遮る障壁と、
を備えること、
を特徴とするガス遮断器。
【請求項２】
前記ノズルの出口を一端側で囲み、他端側が開口し、内部に前記排気流路を形成する筒状部を備え、
前記反射箇所は、前記筒状部の前記他端側出口に発生する圧力上昇領域であり、
前記障壁は、前記筒状部の内部に立設され、前記ノズルの出口と前記圧力上昇領域との間に介在すること、
を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項３】
前記ノズルの出口を一端側で囲み、他端側が有底となり、内部に前記排気流路を形成する筒状部を備え、
前記反射箇所は、前記筒状部の前記他端側の有底部であり、
前記障壁は、前記筒状部の内部に立設され、前記ノズルの出口と前記有底部との間に介在すること、
を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項４】
前記ノズルの出口を一端側で囲み、他端側が開口した第１の筒状部と、
前記第１の筒状部を囲み、前記第１の筒状部の前記開口と対向する有底部を有するコップ状の第２の筒状部を備え、
前記排気流路は、
前記第１の筒状部の内部と、
前記第１の筒状部の開口と連通し、前記第１の筒状部の外周面と前記第２の筒状部の内周面とで画成される内部と、
で形成され、
前記反射箇所は、前記第２の筒状部の前記有底部であり、
前記障壁は、第１の筒状部の内部に立設され、前記ノズルの出口と前記有底部との間に介在すること、
を特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
【請求項５】
前記障壁と前記ノズルの出口側との間にフローガイドを備え、
前記フローガイドは、前記障壁の径と同一以上となるまで前記ノズルの出口側から連続的に拡径すること、
を特徴とする請求項１乃至４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換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、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等の遮断を要する場合にガス遮断器が利用される。ガス遮断器は、遮断過程で可動接触子部と対向接触子部を機械的に切り離し、切り離しの過程で発弧したアーク放電を消弧性ガス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、現在パッファ型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）。このガス遮断器には、可動接触子部と対向接触子部の離反に伴って容積が減少して内部を蓄圧するパッファ室と、パッファ室に接続されてアーク放電が発生する空間を取り囲む絶縁ノズルが設けられている。パッファ室で蓄圧された消弧性ガスを絶縁ノズルによりアーク放電に案内することで、アーク放電に消弧性ガスを吹き付ける。そして、ガス遮断器には排気流路が形成されており、アーク放電により吹き付けられて高温となった消弧性ガス及びアーク放電から発生した高温のガスを排気流路によって排気する。
【０００４】
ガスの排気流路は、可動接触子部と対向接触子部とに分かれて形成されるが、対向接触子部においては、対向接触子部の固定支持部となる円筒形状の冷却筒の内部空間である。冷却筒は、両端が開口し、絶縁ノズルの出口から放出されたガスを一端側から受け入れ、内部を流動させて他端側から放出する（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２５０９６７号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、大電流を遮断するためにパッファ室に蓄圧するガス圧力が著しく上昇している。ガス圧力の上昇は、パッファ室を形成する一要素であるパッファピストンにも大きく作用する。このパッファピストンに作用する圧力により、駆動反力に抗して可動接触子部を駆動させるための駆動力が大きくなっている。そのため、パッファ室を小型化して駆動反力を低減したり、アーク放電による高温ガスを取り込んでパッファ室の蓄圧を得るいわゆる自力効果を用いたタイプの遮断器も開発されている。
【０００７】
しかしながら、パッファ室の小型化に伴って吹き付け可能な消弧性ガスの質量は減少してしまう。そうすると、消弧性ガスの密度は低下し、また排気流路を通る熱ガスの温度が上昇するといった問題がある。ガス密度の低下は、排気流路内の動圧の低下につながる。熱ガスの温度の上昇は、局所的な圧力上昇を生み、排気流路内の圧力分布が単調減少とならず、流速が減少したり流れが淀んだりして、十分な熱ガスの排出が妨害される虞がある。
【０００８】
特に、中小電流遮断時には、消弧性ガスの吹き付けが弱い。そのため、排気流路内の動圧の低下が顕著になり、熱ガスを冷却筒の外部にまで排出しきれない場合がある。そのような場合には、冷却筒の出口付近に圧力上昇領域が出現し、熱ガスや圧力波の反射の原因となる場合がある。圧力上昇領域で反射した圧力波や熱ガスは、絶縁ノズルの出口に向けて逆流し、絶縁ノズルの出口付近に別の圧力上昇領域を生み、絶縁ノズルからの良好な熱ガス排出を妨げる虞がある。
【０００９】
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、いかなる電流領域においてもガスのスムーズな排気を実現し、小さな駆動力で優れた電流遮断性能を有す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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本実施形態に係るガス遮断器は、電流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、投入又は遮断の際に互いに接触又は開離し、開離の過程でアーク放電が発弧する可動接触子部及び対向接触子部と、前記消弧性ガスを蓄圧するパッファ室と、一端が前記パッファ室に接続され、他端に出口を有し、前記アーク放電が発弧する空間を囲み、前記パッファ室から放出される前記消弧性ガスを前記アーク放電に案内するノズルと、前記ノズルの出口から放出される前記消弧性ガスを含むガス流を排気する排気流路と、前記排気流路に存在し、前記ノズルの出口へ向けてガス流の反射波を逆流させる反射箇所と、前記排気流路内で前記ノズルの出口と前記反射箇所との間に介在し、前記ノズルの出口の断面積と同面積以上で前記排気流路の断面積よりも小さく、前記反射箇所で逆流した反射波の前記ノズルの出口への到達を遮る障壁と、を備えること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】第１の実施形態のガス遮断器に係り、対向接触子部の構成及びガス流を示す模式図である。
【図３】第２の実施形態のガス遮断器に係り、対向接触子部の構成及びガス流を示す模式図である。
【図４】第３の実施形態のガス遮断器に係り、対向接触子部の構成及びガス流を示す模式図である。
【図５】第４の実施形態のガス遮断器に係り、対向接触子部の構成及びガス流を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、図１及び２を参照しつつ、第１の実施形態のガス遮断器を説明する。ガス遮断器１は、線路の地絡故障や線間短絡故障の際に送電系統や配電系統を保護すべく電流開閉を行い、電路を構成する接触子同士を接離させることで電流の投入及び遮断を切り換える。電流遮断過程では接触子間にアーク放電が発弧する。ガス遮断器１は、アーク放電に対して消弧性ガスを吹き付けて電流零点で消弧する。アーク放電に吹き付けた消弧性ガスはガス遮断器の排気流路によって、アーク放電が発弧する空間から排気される。以下では、接触子の接点に向かう側、換言するとアーク放電の側を先端と呼び、その反対側を後端と呼ぶ。
【００１３】
（概略構成）
このガス遮断器１は、消弧性ガスが充填された密閉容器（不図示）内に接触子を配置する。密閉容器は、接地された金属又は碍子等の円筒容器である。消弧性ガスは、例えば、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）、空気、二酸化炭素、酸素、窒素、またはそれらの混合ガス、その他の消弧性能及び絶縁性能に優れたガスである。望ましくは、消弧性ガスは、六フッ化硫黄ガスよりも地球温暖化係数が低く、かつ分子量が小さく、かつ少なくとも１気圧以上及び摂氏２０度以下で気相であるガスの単体若しくは混合ガスである。
【００１４】
図１に示すように、接触子は、対向接触子部１０と可動接触子部２０に大別され、密閉容器内で相対する。対向接触子部１０と可動接触子部２０は、内部中空の円筒又は中実の円柱を基本形とする複合体であり、各部材の全てが共通の中心軸を有する同心状配置となっており、径を合致させることで関係部材同士が対向して共働的に機能する。
【００１５】
対向接触子部１０は、対向アーク接触子１１及び対向通電接触子１２を有する固定要素である。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を有する可動要素である。対向通電接触子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換えられる。対向アーク接触子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の発弧が引き受けられる。
【００１６】
可動接触子部２０は、対向接触子部１０に対する開離方向及び接触方向に中心軸に沿って移動可能となっている。すなわち、可動接触子部２０は、駆動装置（不図示）の操作力によって軸上を移動する操作ロッド２８を備える。可動接触子部２０は操作ロッド２８と連係関係にある。操作ロッド２８が対向接触子部１０側へ押し込まれ、又は対向接触子部１０側から引き離されることで、可動接触子部２０が対向接触子部１０に対して接離する。
【００１７】
操作ロッド２８の胴回りには機械的圧縮作用をもたらすバームクーヘン形状のパッファ室２３が設けられている。パッファ室２３は、操作ロッド２８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放出する。パッファ室２３には、機械的に圧縮された消弧性ガスをアーク放電に導く絶縁ノズル２４が接続されている。絶縁ノズル２４は、パッファ室２３と室外とを繋ぐ連通孔２５ａ、及び可動アーク接触子２１を先端まで包囲し、更に対向接触子部１０側に延びて出口を有することで、アーク放電の発生空間を包囲し、パッファ室２３から放出された消弧性ガスをアーク放電へ案内する。
【００１８】
（詳細構成）
以上のガス遮断器１の各部を更に詳述する。図１に示すように、対向接触子部１０は、両端開口の円筒形状を有する冷却筒１４と、冷却筒１４の内周面に立設されて中心軸に向けて延びるサポート１３とを支持部として、対向通電接触子１２と対向アーク接触子１１を固定配置している。
【００１９】
対向通電接触子１２は円筒形状の導体である。この対向通電接触子１２は、冷却筒１４の可動接触子部２０側の縁と同径であり、この縁に対向通電接触子１２の縁を重ね合わせて、可動接触子部２０側に延びる。対向通電接触子１２の先端は、開口縁が内部に膨出している。対向アーク接触子１１は、先端が丸みを帯びた円柱形状の導体である。この対向アーク接触子１１は、後端側がサポート１３に支持されて冷却筒１４の内部に配置され、ガス遮断器の中心軸上を可動接触子部２０側に向けて延びる。
【００２０】
冷却筒１４の内径及び対向通電接触子１２の内径は、対向アーク接触子１１の外径よりも大きく、対向アーク接触子１１と冷却筒１４及び対向通電接触子１２との間には、空間部１４ａが形成される。パッファ室２３から噴出して絶縁ノズル２４によってアーク放電に案内された消弧性ガスは、絶縁ノズル２４の出口から噴出し、この空間部１４ａを通って冷却筒１４の後端から対向接触子部１０外に出る。
【００２１】
冷却筒１４の空間部１４ａには、冷却筒１４の後端出口と絶縁ノズル２４の出口との間に障壁３０が設けられている。障壁３０は、対向アーク接触子１１に嵌め込まれて支持される。この障壁３０は、中心軸と直交する平面を持つ円盤であり、対向アーク接触子１１の外周面から放射状に拡がる。障壁３０の外径は、対向アーク接触子１１の外径よりも大きく、冷却筒１４の内径よりも小さい。すなわち、この障壁３０は、冷却筒１４の後端出口側の空間と絶縁ノズル２４の出口側の空間とを、空間部１４ａの外周側を残して断絶させている。また、障壁３０の径は、絶縁ノズル２４の出口の同一径以上となっている。
【００２２】
次に、可動接触子部２０において、操作ロッド２８は、先端側が中空で後端側が中実の円筒であり、中空部の先端は開口し、対向接触子部１０側に開口を向けて中心軸上に配設されている。この操作ロッド２８は、可動接触子部２０の芯であり、中実部側の後端が絶縁ロッド（不図示）を介して駆動装置に接続され、軸方向に押し出され、又は引き込まれる。操作ロッド２８の中空部は、途中が壁で塞がれ、この壁よりも先端側には、操作ロッド２８の内部と外部を連通する連通孔２８ａが側周壁に形成されている。連通孔２５ａは、後述するピストン２６の背後であってピストン支え２７の内周面と対面する位置に貫設されている。
【００２３】
可動アーク接触子２１は、両端が開口した内部中空の円筒形状を有する導体である。この可動アーク接触子２１は、操作ロッド２８と同径であり、操作ロッド２８の開口縁から連続して延び、一方の開口を対向アーク接触子１１に相対させる。可動アーク接触子２１の開口縁は内部に膨出する。その開口縁部分の内径は対向アーク接触子１１の外径と一致する。この可動アーク接触子２１は、操作ロッド２８の先端に固着しており、操作ロッド２８と連動して対向アーク接触子１１と接離し、対向アーク接触子１１が可動アーク接触子２１の開口に差し込まれることで、可動アーク接触子２１と対向アーク接触子１１が導通状態となる。
【００２４】
尚、可動アーク接触子２１の先端は円周方向に分割されることで、指状電極として形成されてもよい。この可動アーク接触子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、対向アーク接触子１１の外径より若干小さく窄められる。
【００２５】
パッファ室２３は、可動のシリンダ２５及び不動のピストン２６及び操作ロッド２８により画成されるガス流発生手段である。シリンダ２５は、一端部が有底で他端部が開口したコップ状の導体である。シリンダ２５の有底部が操作ロッド２８の先端と面一になり、且つ可動アーク接触子２１の基端と接続するように、操作ロッド２８に連結され、操作ロッド２８と共に移動する。
【００２６】
このシリンダ２５は、操作ロッド２８の外径よりも内径が大きく、操作ロッド２８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２８の先端外周縁からフランジ状に拡がる。有底部を取り囲む側周壁は、対向接触子部１０と反対方向に延びる。ピストン２６は、ドーナツ状の平板である。このピストン２６は、ピストン２６の外径がシリンダ２５の内径と一致し、ピストン２６の開口に操作ロッド２８を摺動可能に貫通させつつ、シリンダ２５に嵌め込まれる。
【００２７】
ピストン２６は、ピストン支え２７と一体的に形成されている。ピストン支え２７は、ピストン２６から対向接触子部１０と反対方向に延びる円筒である。操作ロッド２８より外側に位置し、ピストン支え２７の内周面が操作ロッド２８の外周面と対面する。このピストン支え２７は、操作ロッド２８と非連結であり、密閉容器内に位置固定される。
【００２８】
シリンダ２５とピストン２６と操作ロッド２８で画成された空間がパッファ室２３である。シリンダ２５が操作ロッド２８の後退に伴ってピストン２６に接近し、パッファ室２３の全長が減少し、それに伴って容積が減少することで、パッファ室２３は内部の消弧性ガスを昇圧する。シリンダ２５の有底部には、可動アーク接触子２１の一回り外側にシリンダ２５の中空部へ通じる連通孔２５ａが穿設されており、パッファ室２３と其の室外空間とを対向アーク接触子１１側で繋ぐ。
【００２９】
絶縁ノズル２４は、シリンダ２５の有底部の対向アーク接触子２１側の面に立設された内部中空の円筒である。絶縁ノズル２４は、Ｕ字とＶ字の互いの屈曲部を重ね合わせた内部空間を有し、コンバージェントノズルとダイバージェントノズルとを組み合わせたラバールノズルとなっている。すなわち、絶縁ノズル２４は、途中に内側へ膨出した最小内径部分であるスロート部分を有する。
【００３０】
具体的には、この絶縁ノズル２４は、パッファ室２３との連通孔２５ａを包囲し、可動アーク接触子２１を所定間隔隔てて包み込むようにスロート部分へ向けて窄みながら、対向アーク接触子１１側へ中心軸に沿って延びる。更に、この絶縁ノズル２４は、可動アーク接触子２１の先端を通過後、内径が対向アーク接触子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分に至ったところで先端に向けて直線的に拡がる。
【００３１】
可動通電接触子２２は、端面が開口した円筒形状を有する導体である。可動通電接触子２２は、絶縁ノズル２４の更に外側に筒壁を有し、シリンダ２５の有底部に対向通電接触子１２に向けて立設される。この可動通電接触子２２は、対向通電接触子１２と向かい合わせになる。可動通電接触子２２の外径は、対向通電接触子１２の内部に膨出した開口縁部分の内径と一致する。対向通電接触子１２の開口に可動通電接触子２２が差し込まれることで、対向通電接触子１２の内面と可動通電接触子２２の外面とが接触し、電気的に導通状態となる。
【００３２】
（作用）
（遮断動作）
通電状態では、冷却筒１４、対向通電接触子１２、可動通電接触子２２、シリンダ２５が電気的に接続されて電路を形成する。特に図示しないが、密閉容器には２本の導体がスペーサによって対向接触子部１０側と可動接触子部２０側に固定されている。スペーサは密閉容器と導体とを絶縁するとともに、導体を支持する。通電状態において、電流は、ブッシング（図示しない）を介してガス遮断器１に流れ込み、対向接触子部１０側の導体から上記電路及び可動接触子部２０側の導体とブッシング（図示しない）を介してガス遮断器１の外部へ流れ出す。
【００３３】
線路の地絡故障や線間短絡故障が生じ、ガス遮断器１に対して開極指令が入力されると、ガス遮断器１は、対向接触子部１０と可動接触子部２０を開離させ、電流を遮断する。具体的には、操作ロッド２８は、駆動装置の操作力を受けて、対向接触子部１０とは反対方向に中心軸に沿って移動する。可動接触子部２０は、操作ロッド２８に引きずられて対向接触子部１０から離れるように移動し、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２とが開離する。
【００３４】
このとき、操作ロッド２８に連結しているシリンダ２５は、その有底部が位置固定のピストン２６に対して接近する。そのため、パッファ室２３の容積は減少し、パッファ室２３内の消弧性ガスは蓄圧される。遮断動作が更に進行し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが開離すると、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１との間にはアーク放電が発弧する。更に遮断動作が進行し、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１間の距離が十分開き、かつパッファ室２３が十分蓄圧すると、パッファ室２３内の消弧性ガスが連通孔２５ａを通って絶縁ノズル２４内に噴出する。
【００３５】
噴流となった消弧性ガスは、絶縁ノズル２４と可動アーク接触子２１との間をガス供給路として、アーク放電に向けて案内され、アーク放電に強力に吹き付けられる。そして、アーク放電は、電流零点を迎えたときに、強力な消弧性ガスの吹き付けと相俟って消弧に至る。これによりガス遮断器の電流遮断は完了する。
【００３６】
(消弧性ガスの排気)
この電流遮断動作の過程において、アーク放電に吹き付けられた消弧性ガス及びアーク放電から発生したガスは、ガス流となって可動接触子部２０側と対向接触子部１０側に別れて排出される。可動接触子部２０側においては、可動アーク接触子２１の内部、操作ロッド２８の内部、連通孔２８ａ、及びピストン支え２７の内周面と操作ロッド２８の外周面とで囲まれる空間が排気流路として機能する。ガス流は、アーク放電の発生空間から当該排気流路を流れて、可動接触子部２０外に排出されて、密閉容器に放散される。
【００３７】
一方、図２に示すように、対向接触子部１０側においては冷却筒１４内の空間部１４ａが排気流路として機能する。ガス流５１は、絶縁ノズル２４の出口から放出されて、冷却筒１４内の空間部１４ａに入る。絶縁ノズル２４の出口は連続的に拡経するため、ガス流５１は中心軸から冷却筒１４の内周面へ向けて拡散するように噴出する。そのため、ガス流５１は、絶縁ノズル２４の出口と同一径以上の障壁３０を迂回して、冷却筒１４の内壁面と障壁３０との間の隙間を通り、冷却筒１４の後端に開口する出口に向かう。
【００３８】
ここで、中小電流の遮断時には、消弧性ガスの吹き付け力は弱く、冷却筒１４内のガス流５１の動圧も弱くなる。そのため、ガス流５１の一部は、冷却筒１４の後端から外部に脱することができず、冷却筒１４の後端部に圧力上昇領域４０が発生する場合がある。この圧力上昇領域４０は、ガス流５１の反射箇所となり、冷却筒１４の後端出口から絶縁ノズル２４の出口に向けて逆流するガス流や圧力波等の反射波５２が発生する。
【００３９】
但し、冷却筒１４の後端出口と絶縁ノズル２４の出口との間には、障壁３０が介在している。障壁３０は、反射波５２を絶縁ノズル２４の出口到達前に食い止める。そのため、反射波５２は絶縁ノズル２４の出口に至らず、絶縁ノズル２４からの消弧性ガス排出を妨害しない。すなわち、このガス遮断器１では、冷却筒１４の後端部に圧力上昇領域４０が発生しても、絶縁ノズル２４の出口付近に別の圧力上昇領域が発生せず、アーク放電の発生空間からの良好な高熱消弧性ガスの排出が維持される。
【００４０】
（効果）
以上のように、このガス遮断器１は、消弧性ガスが充填された密閉容器に可動接触子部２０及び対向接触子部１０を対向配置し、開離の過程でアーク放電が発弧すると、消弧性ガスを蓄圧するパッファ室２３から消弧性ガスを噴出させ、一端がパッファ室２３に接続されて他端に出口を有してアーク放電が発弧する空間を囲む絶縁ノズル２４によって、この消弧性ガスをアーク放電に案内する。アーク放電に案内された消弧性ガスは、アーク放電から発生したガスとともにガス流５１を形成して、絶縁ノズル２４の出口から放出され、アーク放電から発生したガスとともにガス遮断器１の排気流路によって排気される。
【００４１】
このとき、絶縁ノズル２４の出口へ向けて反射波５２を反射させる反射箇所が排気流路に発生する場合がある。但し、このガス遮断器１は、排気流路内で絶縁ノズル２４の出口と反射箇所との間に介在する障壁３０を備えている。障壁３０は、絶縁ノズル２４の出口の断面積と同面積以上で排気流路の断面積よりも小さく、反射波５２の絶縁ノズル２４の出口への到達を遮る。
【００４２】
第１の実施形態では、反射箇所は、冷却筒１４を含み、絶縁ノズル２４の出口を一端側で囲み他端側が開口する筒状部の出口に発生する圧力上昇領域４０であり、障壁３０は、冷却筒１４の内部に立設され、絶縁ノズル２４の出口と圧力上昇領域４０との間に介在する。
【００４３】
これによって、反射箇所からの反射波５２によっても絶縁ノズル２４の出口付近に別の圧力上昇領域が発生せず、アーク放電の発生空間からの良好な高熱消弧性ガスの排出が維持されるため、ガス遮断器１の良好な電流遮断性能が維持される。
【００４４】
（第２の実施形態）
以下、図３を参照しつつ、第２の実施形態のガス遮断器を説明する。第１の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４５】
（構成）
図３に示すように、このガス遮断器１は、冷却筒１４の空間部１４ａに円錐台部材３２を配置している。円錐台部材３２は対向アーク接触子１１に嵌め込まれている。小径平面は、対向アーク接触子１１の径と同一であり、絶縁ノズル２４の出口に向く。この円錐台部材３２の後端面は障壁３０であり、周面はフローガイド３１となる。すなわち、フローガイド３１は、障壁３０と絶縁ノズル２４との間に介在し、障壁３０の同一径以上となるまで絶縁ノズル２４の出口側から冷却筒１４の後端に向けて連続的に拡径している。
【００４６】
（作用）
図３に示すように、このガス遮断器１では、絶縁ノズル２４の出口から放出されたガス流５１がフローガイド３１に案内されて、冷却筒１４の半径方向の速度成分を加速させ、冷却筒１４の中心軸から内周面側に向かう。冷却筒１４の内周面側は障壁３０によって遮られておらず、絶縁ノズル２４の出口側の空間と冷却筒１４の出口側の空間とが連通している。そのため、絶縁ノズル２４の出口から放出されて冷却筒１４の後端へ向かうガス流５１までもが障壁３０によって其の移動を妨害されることを抑制でき、障壁３０によって絶縁ノズル２４の出口付近に圧力上昇領域が形成されてしまうことを抑制できる。また、フローガイド３１によりガス流５１は速度を増加させるため、中小電流遮断時の動圧が低い場合であっても円滑な排気が実現される。
【００４７】
（効果）
以上のように、このガス遮断器１は、障壁３０と絶縁ノズル２４の出口側との間にフローガイド３１を備えるようにした。フローガイド３１は、障壁３０の径と同一以上となるまで絶縁ノズル２４の出口側から連続的に拡径する。これにより、障壁３０によって絶縁ノズル２４の出口付近に圧力上昇領域が形成されてしまうことを抑制できる。また、中小電流遮断時の動圧が低い場合であっても円滑な排気が実現される。
【００４８】
（第３の実施形態）
図４を参照しつつ、第３の実施形態のガス遮断器を説明する。第１又は２の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４９】
（構成）
図４に示すように、このガス遮断器１は、２重の冷却筒１４、１５を備えている。すなわち、冷却筒１４を囲むように第２の冷却筒１５が密閉容器内に設置されている。第２の冷却筒１５は、一端面が有底で他端面が開口したコップ形状の円筒であり、内径が冷却筒１４よりも大きく、有底面１５ａを冷却筒１４の後端出口に対向させて、内部に冷却筒１４を収容している。
【００５０】
第２の冷却筒１５の有底面１５ａと冷却筒１４の後端出口とは離間して第１の離間部１５ｂが形成され、第２の冷却筒１５の側周壁内面と冷却筒１４の側周壁外面も離間して第２の離間部１５ｃが形成されている。このガス遮断器１において、対向接触子部１０側のガス流５１の排気流路は、冷却筒１４の空間部１４ａと第１の離間部１５ｂと第２の離間部１５ｃとによりなる。
【００５１】
（作用）
反射波５２が発生する反射箇所は、圧力上昇領域のみならず、ガス遮断器１の構成によっても生じ得る。このガス遮断器１では、冷却筒１４の空間部１４ａ内のガス流５１の流れ方向が第２の冷却筒１５の有底面１５ａによって閉塞している。そのため、この有底面１５ａが反射波５２を絶縁ノズル２４の出口へ向けて逆流させる反射箇所となる。
【００５２】
但し、このガス遮断器１においても、障壁３０、又は障壁３０とフローガイド３１を併せ持つ円錐台部材３２を第２の冷却筒１５の有底面１５ａと絶縁ノズル２４の出口との間に介在させることによって、第２の冷却筒１５の有底面１５ａで反射した反射波５２が絶縁ノズル２４の出口に至るのを抑制し、絶縁ノズル２４の出口付近に圧力上昇領域を新たに発生させることを防止することができる。
【００５３】
以上より、このガス遮断器１は、絶縁ノズル２４の出口を一端側で囲み、他端側が開口した第１の筒状部である冷却筒１４と、この冷却筒１４を囲み、冷却筒１４の後端に形成される開口と対向する有底面１５ａを有するコップ状の筒状部である第２の冷却筒１５を備えている。このガス遮断器１において、排気流路は、冷却筒１４の内部と、冷却筒１４の後端側の開口と連通し、冷却筒１４の外周面と第２の冷却筒１５の内周面とで画成される内部とにより形成されることとなる。
【００５４】
このとき、反射箇所は、第２の冷却筒１５の有底面１５ａであるが、障壁３０を冷却筒１４の内部に立設し、絶縁ノズル２４の出口と第２の冷却筒１５の有底面１５ａとの間に介在させることで、アーク放電の発生空間からの良好な高熱消弧性ガスの排出が維持されるため、ガス遮断器１の良好な電流遮断性能が維持される。
【００５５】
（第４の実施形態）
図５を参照しつつ、第４の実施形態のガス遮断器を説明する。第１又は２の実施形態に係るガス遮断器と同一の構成及び同一の機能については、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５６】
図５に示すように、このガス遮断器１は、冷却筒１４の後端が閉塞している。すなわち、冷却筒１４の後端は有底面１４ｂとなっている。この冷却筒１４には、内外を連通させる複数の孔部が形成されており、冷却筒１４内では中心軸方向を流れるガス流５１の向きを変換させて複数の孔部が対向接触子部１０外へ放出するようになっている。
【００５７】
このガス遮断器１の反射箇所は、冷却筒１４の有底面１４ｂであり、この有底面１４ｂ付近に下流排気が滞りやすくなり、反射波５２を絶縁ノズル２４の出口へ向けて逆流させ易くなる。但し、このガス遮断器１においても、障壁３０、又は障壁３０とフローガイド３１を併せ持つ円錐台部材３２を冷却筒１４の有底面１４ｂと絶縁ノズル２４の出口との間に介在させることによって、冷却筒１４の有底面１４ｂで反射した反射波５２が絶縁ノズル２４の出口に至るのを抑制し、絶縁ノズル２４の出口付近に圧力上昇領域を新たに発生させることを防止することができる。
【００５８】
以上より、このガス遮断器１は、絶縁ノズル２４の出口を一端側で囲み、他端側が有底となった筒状部である冷却筒１４を備え、反射箇所は冷却筒１４の有底面１４ｂとなる。この場合であって、障壁３０を冷却筒１４の内部に立設し、絶縁ノズル２４の出口と冷却筒１４の有底面１４ｂとの間に介在させることで、アーク放電の発生空間からの良好な高熱消弧性ガスの排出が維持されるため、ガス遮断器１の良好な電流遮断性能が維持される。
【００５９】
（その他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、こ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。実施形態で開示の構成の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。
【００６０】
例えば、本実施形態や変形例のガス遮断器は、対向接触子部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、対向接触子部１０に対して可動接触子部２０が相対的に移動するように、対向接触子部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。
【００６１】
更に、ガス流発生手段としては、パッファ室２３に代えて熱パッファ室を採用し、或いはパッファ室２３と熱パッファ室とを併用する直列パッファ型を採用することもできる。熱パッファ室は、アーク放電により高熱となった消弧性ガスの熱エネルギーを利用して室内の消弧性ガスを蓄圧するガス流発生手段である。
【符号の説明】
【００６２】
１  ガス遮断器
１０    対向接触子部
１１    対向アーク接触子
１２    対向通電接触子
１３    サポート
１４    冷却筒
１４ａ  空間部
１４ｂ  有底面
１５    第２の冷却筒
１５ａ  有底面
１５ｂ  第１の離間部
１５ｃ  第２の離間部
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    パッファ室
２４    絶縁ノズル
２５    シリンダ
２５ａ  連通孔
２６    ピストン
２７    ピストン支え
２８    操作ロッド
２８ａ  連通孔
３０    障壁
３１    フローガイド
３２    円錐台部材
４０    圧力上昇領域
５１    ガス流
５２    反射波
【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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