(57)【要約】【課題】外部のアークスペースの縮小化が可能な回路遮断器を提供すること。【解決手段】固定接点２ａを有する固定子２と、固定子２に対して電源側の回路と負荷側の回路との接続あるいは遮断を行う際に可動する可動接点３ａを有する可動子３と、電流遮断時に発生するアーク６を消弧するためのグリッド５とアーク６から発生するホットガスを排出する排気口７とを有した消弧室４とを備えた回路遮断器１であって、排気口７の外側に樹脂材料で構成した樹脂構造物１０を配置する。樹脂構造物１０は、ラビリンス構造である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有する固定子と、前記固定子に対して電源側の回路と負荷側の回路との接続あるいは遮断を行う際に可動する可動接点を有する可動子と、電流遮断時に発生するアークを消弧するためのグリッドと前記アークから発生するホットガスを排出する排気口とを有した消弧室とを備えた回路遮断器であって、
前記排気口の外側に樹脂材料で構成した樹脂構造物を配置したことを特徴とする回路遮断器。
【請求項２】
前記樹脂構造物はラビリンス構造であることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
【請求項３】
前記ラビリンス構造の内壁面は、前記ホットガスの流れに平行した複数の溝が形成され、前記ホットガスの流れに垂直な断面が凹凸形状をなした拡散構造となっていることを特徴とする請求項２に記載の回路遮断器。
【請求項４】
前記ラビリンス構造の最小流路断面積は、前記排気口の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部のアークスペースの縮小化が可能な回路遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路遮断器において、遮断時のアークから発生するホットガスは、電極材料や消弧用の金属グリッドの溶発ガスを含むため、導電性の高温ガスとなっている。回路遮断器では、遮断を達成するため、遮断室の内圧上昇を抑制するため、排気口を通して回路遮断器外部に導電性のホットガスを排気する必要がある。ここで、回路遮断器から排気された導電性を有するガスが荷電されている金属端子に接触すると、地絡・短絡事故に発展する可能性がある。このため、回路遮断器では、ホットガスの温度を十分に冷やし、さらに、導電性物質である金属蒸気を十分に拡散してガスの導電性を低下するように、外部にアークスペースを確保する必要がある。
【０００３】
なお、特許文献１には、ベースの内側が有機無機複合組成物で形成され、外側が熱硬化性樹脂などの構造用組成物で形成された２重構造を有したものが記載されている。電極開閉時に、電極の接点間でアークが発生し、この発生したアークにより、内部構成の有機材料から発生した遊離炭素および内部構成の金属部品から発生した金属蒸気や溶融金属液滴は、内側の有機無機複合組成物に含有されている１５０℃以上で脱水反応する無機化合物から発生する絶縁性付与ガスにより絶縁体化する。これによって、ベース内面の電気抵抗の低下が防止され、開閉器の電極相互間の電極開閉後の絶縁性能を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５７７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の回路遮断器では、上述したように、排出されたホットガスの温度および導電性を低下させるため、外部に広いアークスペースを確保する必要があった。この広いアークスペースを必要とする回路遮断器が組み込まれた装置、例えば配電盤では、広いアークスペースの確保のため、装置の小型化が阻害されることになる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部のアークスペースの縮小化が可能な回路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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる回路遮断器は、固定接点を有する固定子と、前記固定子に対して電源側の回路と負荷側の回路との接続あるいは遮断を行う際に可動する可動接点を有する可動子と、電流遮断時に発生するアークを消弧するためのグリッドと前記アークから発生するホットガスを排出する排気口とを有した消弧室とを備えた回路遮断器であって、前記排気口の外側に樹脂材料で構成した樹脂構造物を配置したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる回路遮断器は、上記の発明において、前記樹脂構造物はラビリンス構造であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる回路遮断器は、上記の発明において、前記ラビリンス構造の内壁面は、前記ホットガスの流れに平行した複数の溝が形成され、前記ホットガスの流れに垂直な断面が凹凸形状をなした拡散構造となっていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる回路遮断器は、上記の発明において、前記ラビリンス構造の最小流路断面積は、前記排気口の流路断面積よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、消弧室の排気口の外側に樹脂材料で構成した樹脂構造物を配置し、ホットガスの温度および導電率を低下しているので、外部のアークスペースの縮小化が可能となり、回路遮断器が組み込まれる装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である回路遮断器の全体構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、消弧室の排気口近傍の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、消弧室の排気口の外側に配置された樹脂構造物の構成を右前方斜め上からみた斜視図である。
【図４】図４は、消弧室の排気口の外側に配置された樹脂構造物の構成を左前方斜め上からみた斜視図である。
【図５】図５は、樹脂構造物の内部構成を右後方斜め上からみた破断図である。
【図６】図６は、樹脂構造物の内部構成を右前方斜め下からみた破断図である。
【図７】図７は、樹脂構造物の断面構造およびホットガスの流れを示す模式図である。
【図８】図８は、本実施の形態２である回路遮断器に設けられる樹脂構造物を右前方斜め上からみた斜視図である。
【図９】図９は、図８に示した樹脂構造物を左後方斜め上からみた斜視図である。
【図１０】図１０は、図８に示した樹脂構造物の内部構成を右後方斜め上からみた破断図である。
【図１１】図１１は、図８に示した樹脂構造物の内部構成を右前方斜め下からみた破断図である。
【図１２】図１２は、図８に示した樹脂構造物の断面構造およびホットガスの流れを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である回路遮断器１の全体構造を示す斜視図である。図２は、消弧室４の排気口７近傍の構成を示す断面図である。図３は、消弧室４の排気口７の外側に配置された樹脂構造物１０の構成を右前方斜め上からみた斜視図である。図４は、消弧室４の排気口７の外側に配置された樹脂構造物１０の構成を左前方斜め上からみた斜視図である。図５は、樹脂構造物１０の内部構成を右後方斜め上からみた破断図である。図６は、樹脂構造物１０の内部構成を右前方斜め下からみた破断図である。図７は、樹脂構造物１０の断面構造およびホットガス２０の流れを示す模式図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、回路遮断器１は、固定接点２ａを有する固定子２と、可動接点３ａを有する可動子３とを有する。可動子３は、固定子２に対して図示しない電源側の回路と図示しない負荷側の回路との接続あるいは遮断を行う際に可動する。消弧室４は、グリッド５と排気口７とを有する。グリッド５は、電流遮断時に発生するアーク６を分断、冷却して消弧するためのものである。排気口７は、グリッド５を介してアーク６の発生位置に対向する位置に配置され、アーク６から発生するホットガスを排出する。
【００１６】
樹脂構造物１０には、排気口７の外側に配置され、排気口７からホットガス流入口１３を介して流入するホットガスを、樹脂構造物排気口１１から回路遮断器１の外部に排気する内部排気経路１２で示す流路が形成されている。樹脂構造物１０は、ホットガスに含まれる金属蒸気の凝固点よりも低い温度で絶縁性のガスを発生する樹脂材料で形成され、例えば、ＰＡ６やＰＯＭで形成される。
【００１７】
図２〜図６に示すように、樹脂構造物１０は、内部排気経路１２で示す流路が、ホットガス流入口１３から樹脂構造物排気口１１に至るまでジグザグな流路となるラビリンス構造である。このラビリンス構造を形成するため、ホットガス流入口１３と樹脂構造物排気口１１との間に、ホットガス流入口１３からホットガスが直線的に流入するのを妨げ、ホットガスの排気経路を迂回させる抵抗板１４が設けられている。また、ラビリンス構造の最小流路断面積は、排気口７の流路断面積よりも大きくしている。
【００１８】
ここで、図７を参照して、樹脂構造物１０によるホットガスの温度と導電率との低下作用について説明する。まず、回路遮断器１の遮断動作時に発生するアーク６から金属蒸気を含むホットガス２０が排気口７から放出される。ホットガス流入口１３から流入したホットガス２０は、内部排気経路１２で示す流路に流入する。流入したホットガス２０は、樹脂構造物１０の樹脂、特に抵抗板１４の樹脂との界面で熱交換が生じ、ホットガス２０から熱吸収３０が行われる。ホットガス２０は、この熱吸収３０によって温度が低下する。この温度低下に伴って、ホットガス２０に含まれる金属蒸気は、樹脂表面で液化し、さらに凝固し、結果的に樹脂に吸着する。この金属蒸気の吸着３１によってホットガス２０は、導電性が低下した熱交換ガス２１に変換される。
【００１９】
さらに、樹脂表面では、ホットガス２０からの入熱によって絶縁性の高い樹脂の熱分解ガスであるアブレーションガス３２が発生する。このアブレーションガス３２は、金属の凝固点よりも低い温度のガスであるため、熱交換ガス２１と混合し、さらに温度が低い混合ガス２２に変換される。一般的に、ガスの温度低下に伴って導電率も低下するので、混合ガス２２は、さらに導電率が低下したガスとなっている。この混合ガス２２は、樹脂構造物排気口１１から外部空間に排出される。したがって、ホットガス２０は、樹脂構造物１０の樹脂に吹き付けられて、温度および導電率が効率よく低下されて外部空間に排出される。
【００２０】
この結果、外部に確保すべきアークスペースの縮小化と安全性の向上とを両立することができる。換言すれば、確保すべき広いアークスペースを小さい樹脂構造物１０のスペースで代替していることになる。そして、本実施の形態１の回路遮断器１が組み込まれる配電盤などの装置は、この広いアークスペースを確保する必要がないため、装置の小型化を実現することができる。
【００２１】
特に、樹脂構造物１０をラビリンス構造とすることによって、ホットガス２０と樹脂との接触面積が増大し、ホットガス２０の温度および導電率を効率よく低下させることができる。また、このラビリンス構造はホットガス２０に圧損を生じさせ、ホットガス２０の流速を抑える。さらに、ラビリンス構造の流路断面積は、排気口７の流路断面積よりも大きくしているので、この点からもホットガス２０の流速を抑えることができる。この結果、回路遮断器１の外部に確保すべきアークスペースをさらに縮小化することができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図８は、本実施の形態２である回路遮断器１に設けられる樹脂構造物１０を右前方斜め上からみた斜視図である。図９は、図８に示した樹脂構造物１０を左後方斜め上からみた斜視図である。図１０は、図８に示した樹脂構造物１０の内部構成を右後方斜め上からみた破断図である。図１１は、図８に示した樹脂構造物１０の内部構成を右前方斜め下からみた破断図である。図１２は、図８に示した樹脂構造物１０の断面構造およびホットガス２０の流れを示す模式図である。
【００２３】
本実施の形態２では、図８〜図１１に示すように、実施の形態１の構成に対し、さらにラビリンス構造の内壁面に、ホットガス２０の流れに平行した複数の溝を形成し、前記ホットガスの流れに垂直な断面が凹凸形状をなした拡散構造４０を設けるようにしている。
【００２４】
この拡散構造４０は、樹脂とホットガス２０との接触面積を増やすことができ、樹脂とホットガス２０との熱交換をさらに促進することができる。
【００２５】
また、図１２に示すように、拡散構造４０表面で冷却された拡散構造ガイドガス４３は、拡散構造４０のガイド機能によってエアカーテンのようにガイドされ、内部排気経路１２で示す流路の屈曲部４１に向けて吹き付けられる。この吹き付けによって、屈曲部４１の流路中央を通過するホットガス２０の熱拡散が行われるとともに、吹き付け先の樹脂表面への熱吸収を促進させることができる。この吹き付けは、ホットガス２０の冷却をさらに促進させることになる。例えば、樹脂構造物排気口１１近傍では、熱交換されたホットガス２０が温度および熱伝導率が低い熱交換ガス４４として、拡散構造４０に沿って排気される。
【００２６】
したがって、本実施の形態２では、さらに、ホットガス２０の温度および導電率を効率よく低下させることができ、外部のアークスペースをさらに縮小化することができる。
【００２７】
なお、上述した実施の形態１，２において、さらに、ラビリンス構造の最小流路断面積を、排気口７の流路断面積よりも大きくすることによって、樹脂構造物１０を設けない場合の遮断時のアーク６による内圧上昇値と同程度の内圧上昇値とすることができるため、内圧上昇による回路遮断器１の筐体破損を防止することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  回路遮断器
２  固定子
２ａ  固定接点
３  可動子
３ａ  可動接点
４  消弧室
５  グリッド
６  アーク
７  排気口
１０  樹脂構造物
１１  樹脂構造物排気口
１２  内部排気経路
１３  ホットガス流入口
１４  抵抗板
２０  ホットガス
２１，４４  熱交換ガス
２２  混合ガス
３０  熱吸収
３１  吸着
３２  アブレーションガス
４０  拡散構造
４１  屈曲部
４３  拡散構造ガイドガス
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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