JP6641798B2 - ガス遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁性ガス中で電流の開閉を行うガス遮断器に関する。

ガス遮断器においては、固定側接点と可動側接点が開離する際、アーク接触子（固定アーク接触子及び可動アーク接触子）間にアーク放電が発生する。このように発生するアーク放電に対し、絶縁性ガスである消弧性ガスを吹き付けて消弧するパッファ型ガス遮断器が広く採用されている。このようなパッファ型ガス遮断器では、アーク放電の消弧の際に発生する熱ガス流を、金属製密閉容器であるタンク内に排出する。

従来、このようなパッファ型ガス遮断器として、円筒形状のタンク内に同軸に設けた排気筒を備え、熱ガス流の冷却効果を高めるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このパッファ型ガス遮断器において、排気筒は、内側を内筒流路とする内筒と、この内筒との間に外筒流路を設けて同軸状に覆うカップ形状の外筒とを含んで構成される。アーク放電の消弧に伴って発生する熱ガス流は、内筒流路をアーク接触子から離れる方向に流れた後、折り返して外筒流路を流れて排気筒から排出される。これにより、熱ガス流の流路の長さが確保され、冷却に費やす時間を長くすることができる。

特開２０１２−６９３４８号公報

しかしながら、特許文献１記載のパッファ型ガス遮断器においては、熱ガス流が排気筒内で折り返される構造を有している。このため、熱ガス流が排気筒内で滞留し、排気筒外に排出され難くなる事態が発生し得る。この場合、排気筒からの熱ガス流の排出が不十分となり、適切な遮断性能を確保することができないという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができるガス遮断器を提供することを目的とする。

本発明におけるガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアークに前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器であって、前記固定アーク接触子を支持すると共に遮断時に前記消弧性ガスの吹付により発生した熱ガス流を導入し、冷却して前記容器内へ排出する固定サポートを備え、前記固定サポートは、前記熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に複数のガス整流部材を備え、前記複数のガス整流部材の内、少なくとも２つが、孔が形成された箇所が対向するように配置され、前記ガス整流部材には、それぞれ前記熱ガス流が通過可能な複数の孔が形成され、対向して配置された前記ガス整流部材は、それぞれ円錐形状を有し、前記固定サポートの前記熱ガス流の導入側に開口部を有し、前記固定サポートの奥側に頂点部を有し、対向して配置された前記ガス整流部材において、前記複数の孔は、少なくとも一部が対向しない位置に配置されることを特徴とする。

上記ガス遮断器において、前記ガス整流部材は、前記頂点部が同一直線上に配置されることが好ましい。

特に、前記ガス整流部材は、前記開口部が前記固定サポートの内壁面に固定されることが好ましい。

なお、上記ガス遮断器においては、前記固定サポートの前記熱ガス流の導入側に、さらに前記ガス整流部材を備えてもよい。

本発明におけるガス遮断器は、消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアークに前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器であって、前記固定アーク接触子を支持すると共に遮断時に前記消弧性ガスの吹付により発生した熱ガス流を導入し、冷却して前記容器内へ排出する固定サポートを備え、前記固定サポートは、前記熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に複数のガス整流部材を備え、前記ガス整流部材の内、少なくとも２つが前記固定サポート内にて、前記可動アーク接触子の移動方向及び当該可動アーク接触子の移動方向に交差する方向に配置され、前記ガス整流部材には、それぞれ前記熱ガス流が通過可能な複数の孔が形成されることを特徴とする。

特に、前記ガス整流部材は、前記固定サポート内にて、前記可動アーク接触子の移動方向及び当該可動アーク接触子の移動方向に交差する方向にそれぞれ複数枚ずつ配置されることが好ましい。

上記ガス遮断器において、前記ガス整流部材は、パンチングメタルによって形成されることが好ましい。

本発明のガス遮断器によれば、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができる。

本実施の形態に係るガス遮断器を示す部分断面図である。 本実施の形態に係るガス遮断器における消弧原理の説明図である。 本実施の形態に係るガス遮断器の固定サポートの説明図である。 本実施の形態に係るガス遮断器における熱ガス流の流路の説明図である。 本実施の形態に係るガス遮断器におけるガス整流面の拡大図である。 本実施の形態に係るガス遮断器に追加されるガス整流面の拡大図である。 本実施の形態の変形例に係るガス遮断器のガス整流面の説明図である。 本実施の形態の変形例に係るガス遮断器のガス整流面の説明図である。

以下、本発明の一実施の形態に係るガス遮断器について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明に係るガス遮断器については、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

図１は、本実施の形態に係るガス遮断器を示す部分断面図である。図１に示すように、ガス遮断器１は、ＳＦ_６ガス等の絶縁性ガス（消弧性ガス）を充填した金属容器（容器）２と、金属容器２内に配置された三相の消弧室３とを含んで構成される。金属容器２内には、密閉空間２１が形成されている。この密閉空間２１には、消弧性ガスが封入されており、数気圧（例えば、６気圧）に維持されている。三相の消弧室３は、密閉空間２１内に設置されている。ガス遮断器１は、消弧室３内の電極間に発生するアーク放電（アーク）に対して消弧性ガスを吹き付けて大電流の短絡電流を瞬時に遮断するように構成されている。

なお、図１に示すガス遮断器１においては、説明の便宜上、消弧室３が鉛直方向に延在する場合について説明している。しかしながら、ガス遮断器１の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。本発明は、消弧室３が水平方向に延在するガス遮断器１にも適用することができる。

以下、消弧室３の内部構造について、図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係るガス遮断器１における消弧原理の説明図である。図２においては、図１に示す電極（固定電極及び可動電極）周辺を拡大して示している。なお、図１においては、図２と異なり内部構造を簡略化して示した部分を有するが、詳細な内部構造については図２が参照される。

各消弧室３は、図１に示す上下に対向して配置された固定部４及び可動部５と、可動部５を支持する絶縁支持体６とを備える。固定部４は、固定サポート４１と、固定主接触子４２と、固定アーク接触子４３とを有する。固定サポート４１は、上底を有する有底円筒形状を有し、下方側に開口している。なお、この固定サポート４１の詳細な構成については後述する。固定主接触子４２は、固定サポート４１の下端部に接続され、後述する可動主接触子５４の外周面に摺接可能な寸法を有している。固定アーク接触子４３は、固定サポート４１の一部に支持されており、棒状導体で構成される。固定アーク接触子４３は、固定サポート４１の中心に設けられ、図１に示す上下方向に延在して配置されている。固定アーク接触子４３は、固定主接触子４２よりも僅かに可動部５側（下方側）に突出する長さを有している。これらの固定主接触子４２及び固定アーク接触子４３により固定接点（固定電極）が構成される。

一方、可動部５は、可動サポート５１と、パッファシリンダ５２と、ノズル５３と、可動主接触子５４（図２参照）とを有する。可動サポート５１は、概して円筒形状を有し、上方側に開口している。パッファシリンダ５２は、可動サポート５１内に配置される。パッファシリンダ５２の上端部には、概して可動サポート５１の内周面と略同一の形状を有する摺動部５２１が設けられている。パッファシリンダ５２の内側には、後述する可動アーク接触子５５の外周面との間にパッファ室５２２が形成されている。

ノズル５３及び可動主接触子５４は、パッファシリンダ５２の摺動部５２１の上面に設けられている。可動主接触子５４は、概して円筒形状を有し、摺動部５２１の上面から上方側に延出している（図２参照）。可動主接触子５４は、固定主接触子４２の内周面に摺接可能な寸法を有している。ノズル５３は、可動主接触子５４の内側に配置されている。ノズル５３は、概して円筒形状を有し、摺動部５２１の上面から上方側に延出している。ノズル５３の中央より僅かに上方側の位置にて、他部よりも小径に構成されている。

また、可動部５は、可動アーク接触子５５と、固定ピストン５６（図２参照）と、操作ロッド５７とを有する。可動アーク接触子５５は、概して円筒形状を有する。可動アーク接触子５５は、パッファシリンダ５２の一部に支持されている。可動アーク接触子５５は、パッファシリンダ５２の中央部分で図１に示す上下方向に延在している。可動アーク接触子５５の上端部には、固定アーク接触子４３に摺接可能な孔５５１が形成されている。これらの可動主接触子５４及び可動アーク接触子５５により可動接点（可動電極）が構成される。

固定ピストン５６は、可動サポート５１内の一部に固定される固定部５６１と、固定部５６１に接続され、パッファシリンダ５２内を上下に延在するピストン部５６２とを有する（図２参照）。固定部５６１及びピストン部５６２は、概して円筒形状を有している。ピストン部５６２は、パッファシリンダ５２内のパッファ室５２２内に収容されている。ピストン部５６２の上端部は、可動アーク接触子５５の外周面及びパッファシリンダ５２の内周面に摺接可能な寸法を有している。

操作ロッド５７は、一端（上端）がパッファシリンダ５２の下端部に接続される一方、他端（下端）が不図示の昇降機構に接続される。操作ロッド５７は、昇降機構の駆動力を受けてパッファシリンダ５２を可動サポート５１内にて上下移動させる。パッファシリンダ５２の上下移動に伴い、パッファシリンダ５２に支持される可動アーク接触子５５や、パッファシリンダ５２の一部に設けられるノズル５３及び可動主接触子５４が一体的に移動可能に構成されている。

絶縁支持体６は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁物で形成される。絶縁支持体６は、可動部５の下方側に配置されている。絶縁支持体６は、一端部（下端部）が固定ベース６１上に固定される一方、他端部（上端部）が可動部５の可動サポート５１の下端部に固定されている。すなわち、絶縁支持体６は、下方側から可動サポート５１を支持する。固定ベース６１は、金属容器２に電気的に接続された接地電位で構成される。

ここで、本実施の形態に係るガス遮断器１における消弧原理について、図２を参照して説明する。図２Ａにおいては、ガス遮断器１における閉路状態を示し、図２Ｂにおいては、ガス遮断器１における消弧中状態を示している。なお、図２においては、説明の便宜上、可動サポート５１の一部のみを示している。

図２Ａに示す閉路状態においては、操作ロッド５７によりパッファシリンダ５２が押し上げられている。パッファシリンダ５２の上方移動に伴い、ノズル５３及び可動主接触子５４、並びに、可動アーク接触子５５も押し上げられている。この場合、固定主接触子４２は、可動主接触子５４の外周面に接触している。また、固定アーク接触子４３は、孔５５１に挿入され、可動アーク接触子５５に接触している。一方、固定ピストン５６は、可動サポート５１に固定されている。このため、パッファシリンダ５２の上方移動に伴い、パッファ室５２２内に消弧性ガスが導入（吸引）された状態となっている。

図２Ａに示す閉路状態から開路状態に移行する場合には、図２Ｂに示すように、操作ロッド５７によりパッファシリンダ５２が引き下げられる。パッファシリンダ５２の下方移動に伴い、ノズル５３及び可動主接触子５４、並びに、可動アーク接触子５５も引き下げられている。パッファシリンダ５２の下方移動の過程において、可動主接触子５４は、可動アーク接触子５５に先立って固定主接触子４２から離間する。すなわち、可動アーク接触子５５は、固定主接触子４２に対する可動主接触子５４の離間よりも遅いタイミングで固定アーク接触子４３から離間する。このため、固定アーク接触子４３から可動アーク接触子５５が離間する際、これらのアーク接触子４３、５５間でアーク放電Ａが発生する（図２Ｂ参照）。

上述のように、固定ピストン５６は、可動サポート５１に固定されている。このため、パッファシリンダ５２の下方移動に伴い、固定ピストン５６のピストン部５６２によってパッファ室５２２内に配置された消弧性ガスが圧縮される。そして、圧縮された消弧性ガスが、パッファシリンダ５２の内側を通過し、ノズル５３を介してアーク放電Ａに吹き付けられる。これにより、固定アーク接触子４３と可動アーク接触子５５との間に発生したアーク放電Ａが消弧される。

ガス遮断器１においては、アーク放電Ａの消弧に伴って熱ガス流が発生する。この熱ガス流は、高温且つ低密度のガス（以下、単に「高温ガス」という）で構成される。一般に、このような熱ガス流は、固定サポート４１に導入されて冷却された後、固定サポート４１に形成された開口部から金属容器２内に排出される。

ところで、熱ガス流の排出の際、固定サポート４１内で熱ガス流の流路に折返し箇所を設けると、流路の長さを確保でき、冷却に費やす時間を長くすることができる。しかしながら、固定サポート４１内で熱ガス流を折り返す場合には、熱ガス流が固定サポート４１内で滞留し、固定サポート４１外に排出され難くなる事態が発生し得る。この場合、固定サポート４１からの高温ガスの排出が不十分となり、適切な遮断性能を確保することが困難な事態が発生し得る。

本発明者らは、固定サポート４１内の流路の構成が、熱ガス流の冷却性能及びガス遮断器１の遮断性能に影響することに着目した。そして、固定サポート４１内において、熱ガス流の流動性を確保しつつ、周囲の消弧性ガス（高温ガスとなっていない消弧性ガス）と撹拌することが、ガス遮断器１における冷却性能及び遮断性能の向上に寄与することを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明に係るガス遮断器１の骨子は、遮断時に消弧性ガスの吹付により発生した熱ガス流を導入し、冷却して金属容器２内へ排出する固定サポート４１内において、熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に複数のガス整流部材を備え、これらのガス整流部材にそれぞれ熱ガス流が通過可能な複数の孔を形成することである。

この構成によれば、ガス整流部材の複数の孔を通過する過程で熱ガス流が拡散され、周囲のガスと撹拌される。そして、この撹拌作用により熱ガス流が冷却されて排出される。このため、熱ガス流の流路に折返し箇所を設ける場合と比較して熱ガス流の滞留を回避しつつ、熱ガス流を効果的に冷却しながら排出することができる。この結果、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができる。

ここで、本実施の形態に係るガス遮断器１が有する固定サポート４１の構成について、図２及び図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係るガス遮断器１の固定サポート４１の説明図である。図３Ａにおいては、固定アーク接触子４３の中心を通過する固定サポート４１の断面を模式的に示している。図３Ｂにおいては、図３Ａに示す一点鎖線Ａ−Ａにおける平面図である。

図２に示すように、固定サポート４１の内部には、ガス整流部４４が設けられている。ガス整流部４４は、固定サポート４１および固定サポート４１で囲まれる領域で構成され、概して下方側に開口した円筒形状を有している。ガス整流部４４は、固定主接触子４２が形成された固定サポート４１の一部（以下、適宜「主接触子形成部４２ａ」という）よりも小径に構成されている。ガス整流部４４の周面の一部には、一対の開口部４４１ａ、４４１ｂが形成されている。これらの開口部４４１ａ、４４１ｂは、互いに対向する位置に配置されている。例えば、開口部４４１ａ、４４１ｂは、矩形状を有している。

固定サポート４１において、固定アーク接触子４３は、主接触子形成部４２ａとガス整流部４４との境界部分に支持されている。より具体的にいうと、固定アーク接触子４３は、主接触子形成部４２ａの内周面に形成された一対の連結部４５ａ、４５ｂ（図２に不図示、図６参照）により支持されている。固定アーク接触子４３は、その上端部が一対の連結部４５ａ、４５ｂに連結されている。なお、これらの連結部４５ａ、４５ｂは、図２における紙面に対して垂直方向に延在して配置されている。

固定サポート４１（より具体的には、ガス整流部４４）の内部には、複数（ここでは、２枚）のガス整流部材としてのガス整流面７（７１、７２）が設置されている。これらのガス整流面７（７１、７２）は、固定サポート４１（より具体的には、ガス整流部４４）において、熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に配置されている。これらのガス整流面７（７１、７２）は、固定サポート４１に導入された熱ガス流の流動性を確保しながら冷却する役割を果たす。

本実施の形態において、ガス整流面７（７１、７２）は、円筒形状を有し、同軸状に配置されている。すなわち、これらのガス整流面７（７１、７２）の中心軸は、平面視にて、固定サポート４１（ガス整流部４４）の中心軸と一致している。以下においては、説明の便宜上、内側に配置されるガス整流面７を内側整流面７１と呼び、外側に配置されるガス整流面７を外側整流面７２と呼ぶものとする。これらの内側整流面７１と外側整流面７２とは互いに対向して配置されている。より具体的には、内側整流面７１と外側整流面７２とは、後述する孔７１ａ、７２ａが形成された箇所が対向するように配置されている。

内側整流面７１及び外側整流面７２は、下方側に開口した形状を有し、その上端部が円形の連結面７３にて連結されている。外側整流面７２は、その外周面がガス整流部４４の内周面と同径に構成されている。したがって、ガス整流部４４の開口部４４１ａ、４４１ｂが配置される部分において、外側整流面７２は、これらの開口部４４１ａ、４４１ｂに対向している。内側整流面７１の開口部は、固定アーク接触子４３に対向して配置されている。また、内側整流面７１の下端部側（固定アーク接触子４３側）には、閉塞部材として機能するフランジ部７４が設けられている。フランジ部７４は、平面視にて円環形状を有している（図３Ｂ参照）。フランジ部７４は、その内縁部が内側整流面７１の外周面の下端部近傍に接続される一方、その外縁部がガス整流部４４の内周面（内壁面）に接続されている。

図３Ａに示すように、内側整流面７１及び外側整流面７２の円筒外周面には、それぞれ熱ガス流が通過可能な複数の孔７１ａ、７２ａが形成されている。これらの孔７１ａ、７２ａは、内側整流面７１及び外側整流面７２の全体に亘って配列されている。孔７１ａは、内側整流面７１の内側の空間Ｓ１と、内側整流面７１と外側整流面７２との間の空間Ｓ２とを連通している。孔７２ａは、内側整流面７１と外側整流面７２との間の空間Ｓ２と、金属容器２内における消弧室３外の空間Ｓ３とを連悦している。すなわち、内側整流面７１の内側の空間Ｓ１と、金属容器２内における消弧室３外の空間Ｓ３とは、孔７１ａ、７２ａを介して連通している。

また、孔７１ａと孔７２ａとは、少なくとも一部が対向しない位置に配置されている。なお、図３Ａにおいては、孔７１ａ及び孔７２ａの全てが対向しない位置に配置された場合について示している。孔７１ａは、孔７２ａの位置から図３Ａに示す上下方向及び左右方向にずれた位置に配置されている。より具体的にいうと、孔７１ａは、図３Ａに示す上下方向に隣り合う孔７２ａの中間位置に配置されると共に、同図に示す左右方向に隣り合う孔７２ａの中間位置に配置されている。

本実施の形態において、内側整流面７１及び外側整流面７２は、鉄やステンレス等の金属板にパンチングプレス加工を施したパンチングメタルで形成される。なお、内側整流面７１及び外側整流面７２を構成する材料については、パンチングメタルに限定されるものではなく適宜変更が可能である。高温ガスで構成される熱ガス流に対する耐久性が確保されることを前提として、任意の材料を内側整流面７１及び外側整流面７２に適用することができる。

以下、このような構成を有するガス遮断器１における熱ガス流の流路について、図４を参照して説明する。図４は、本実施の形態に係るガス遮断器１における熱ガス流の流路の説明図である。図４Ａにおいては、ガス遮断器１における閉路状態を示し、図４Ｂにおいては、ガス遮断器１における開路状態を示している。ガス遮断器１の構成要素の動作については、図２と共通するため、詳細な説明を省略する。なお、図４Ｂにおいては、固定アーク接触子４３と可動アーク接触子５５との間に発生したアーク放電Ａが消弧された場合について示している。

図４Ａに示す閉路状態においては、パッファシリンダ５２の上方移動に伴い、パッファ室５２２内に消弧性ガスが導入された状態となっている。具体的には、金属容器２内の消弧性ガスが開口部４４１ａ、４４１ｂを介して固定サポート４１内に導入される。このとき、消弧性ガスは、ガス整流部４４内のガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）に形成された複数の孔７１ａ、７２ａを介して固定サポート４１内に導入される。固定サポート４１内に導入された消弧性ガスは、ノズル５３の内周面と可動アーク接触子５５の外周面との間に形成された間隙を介してパッファ室５２２内に送り込まれる。

図４Ａに示す閉路状態から開路状態に移行する場合には、パッファシリンダ５２の下方移動に伴い、パッファ室５２２内に配置された消弧性ガスが圧縮される。そして、圧縮された消弧性ガスが、パッファシリンダ５２の内側を押し上げられる。このとき、消弧性ガスは、ノズル５３の内周面と可動アーク接触子５５の外周面との間に形成された間隙を介してノズル５３内に送り込まれる。そして、ノズル５３を介してアーク放電Ａに吹き付けられる（図２Ｂ参照）。アーク放電Ａの消弧に伴い、消弧性ガスは熱ガス流となる。

熱ガス流は、図４Ｂに示すように、固定サポート４１の主接触子形成部４２ａを介してガス整流部４４に送り込まれる。ガス整流部４４において、熱ガス流は、内側整流面７１の内側の空間Ｓ１に送り込まれる。そして、熱ガス流は、内側整流面７１に形成された複数の孔７１ａを介して、内側整流面７１と外側整流面７２との間の空間Ｓ２に送り込まれる。さらに、熱ガス流は、外側整流面７２に形成された複数の孔７２ａを介して、金属容器２内における消弧室３外の空間Ｓ３に送り出される。すなわち、熱ガス流は、ガス整流部４４に設置された複数のガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）によって整流された後、消弧室３外に排出される。

ここで、ガス整流部４４内における熱ガス流の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態に係るガス遮断器１におけるガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）の拡大図である。上述したように、内側整流面７１と外側整流面７２とは、対向して配置されている。また、内側整流面７１に形成される孔７１ａと、外側整流面７２に形成される孔７２ａとは、対向しない位置に配置されている。このため、孔７１ａから空間Ｓ２に送り込まれた熱ガス流は、孔７２ａに直接流れ込むのではなく、外側整流面７２の表面（内周面）に突き当たる。そして、熱ガス流は、空間Ｓ２内で上下方向（又は左右方向）に流れた後、孔７２ａから空間Ｓ３に送り出される。

このようにガス整流部４４の空間Ｓ２内で上下方向（又は左右方向）に流れた後、孔７２ａに流れ込む過程において、熱ガス流は拡散される。これにより、熱ガス流は、空間Ｓ２内に存在する周囲の常温ガス（高温となっていない消弧性ガス）と撹拌される。そして、熱ガス流は、この撹拌作用により冷却された状態で空間Ｓ３に排出される。この場合において、固定サポート４１内では、熱ガス流が折り返される場合のように熱ガス流が滞留する事態が発生し難い。このため、固定サポート４１内における熱ガス流の滞留に起因する遮断性能の劣化を抑制することができる。この結果、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができる。

また、ガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）は、固定サポート４１（ガス整流部４４）内に設置されている。このため、ガス遮断器１においては、熱ガス流を冷却するための特別なスペースが要求されることはない。この結果、装置全体の小型化を実現しつつ、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができる。

ガス整流部４４内においては、内側整流面７１と外側整流面７２とが対向して配置されている。このため、ガス整流部４４内には、２層構造を有するガス整流面７が形成される。これにより、ガス整流面７が離間して配置される場合と比べて、複数の孔７１ａ、７２ａを通過する過程で熱ガス流を拡散させ、撹拌効果を向上することができる。

内側整流面７１及び外側整流面７２は、それぞれ円筒形状を有し、同軸状に配置されている。このため、ガス整流面７が三角形状などの角部を有する場合と比べて一定箇所に熱ガス流が集中することなく、固定サポート４１に導入された熱ガス流を均一にガス整流面７の下流側に進めることができる。これにより、熱ガス流に対する冷却効果を更に向上することができる。また、ガス整流面７が同軸状に配置された円筒形状を有することから、固定サポート４１内の空間を有効に活用することができる。

特に、内側整流面７１に形成される孔７１ａと、外側整流面７２に形成される孔７２ａとは、対向しない位置に配置されている。このため、対向して配置されるガス整流面７の間で屈曲する熱ガス流の流路を構成することができる。これにより、これらの孔７１ａ、７２ａを通過する過程で熱ガス流を更に周囲の消弧性ガスと撹拌することでき、熱ガス流に対する冷却効果を向上することができる。上記実施の形態では、孔７１ａと孔７２ａの全部が対向しない位置に配置される場合について説明しているが、これらの孔７１ａ、７２ａの一部が対応しない位置に配置される場合においても、同様の効果が期待できる。

また、ガス整流部４４内で最も内側に配置された内側整流面７１の外周面と、ガス整流部４４の内壁面（内周面）との間には、フランジ部７４が設けられている。これにより、内側整流面７１の外周面とガス整流部４４の内壁面との間が閉塞されることから、ガス整流面７の孔７１ａ、７２ａを通過することなく熱ガス流がガス整流部４４から排出されるのを防止することができる。これにより、消弧によって発生した熱ガス流の全体を冷却することができる。

さらに、ガス整流面７は、パンチングメタルで形成されている。このようにパンチングメタルでガス整流面７を形成することにより、簡単な構成でガス整流面７を構成することができる。また、パンチングメタルに接触する過程において、固定サポート４１（ガス整流部４４）内を流れる熱ガス流から熱を奪うことができるので、熱ガス流の冷却効果を更に高めることができる。

なお、上述したガス遮断器１においては、ガス整流部４４に２枚のガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）を備える場合について説明している。しかしながら、ガス整流面７の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。熱ガス流の冷却性能を確保することを前提として、ガス整流部４４に３枚以上のガス整流面７を備えるようにしてもよい。

また、ガス整流面の設置場所については、ガス整流部４４内に限定されるものではない。固定サポート４１における熱ガス流の流路上であれば、任意の位置にガス整流面を設置することができる。固定サポート４１における熱ガス流の導入側に、さらにガス整流部材（ガス整流面）を備えるようにしてもよい。例えば、図６に示すように、固定アーク接触子４３を支持する連結部４５ａ、４５ｂの周囲に形成される開口部４２ｂにガス整流面１０を設置するようにしてもよい。この場合には、ガス整流部４４に導入される前に熱ガス流を撹拌することができ、熱ガス流の冷却効果を高めることができる。

さらに、上述したガス遮断器１においては、ガス整流部４４に円筒形状のガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）を備える場合について説明している。しかしながら、ガス整流面７の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。以下、本実施の形態の変形例に係るガス遮断器１のガス整流面８、９の構成について、図７及び図８を参照して説明する。なお、以下に示すガス整流面８、９の構成は一例を示すものであり、熱ガス流の冷却性能を確保することを前提として、任意の形状や数のガス整流面７を適用することができる。

図７及び図８は、本実施の形態の変形例に係るガス遮断器１のガス整流面８、９の説明図である。図７においては、円錐形状を有するガス整流面８について示し、図８においては、ガス整流部４４内で交差するガス整流面９について示している。図７Ａ及び図８Ａにおいては、固定アーク接触子４３の中心を通過する固定サポート４１の断面を模式的に示している。図７Ｂにおいては、図７Ａに示すガス整流面８を下方側から示している。図８Ｂにおいては、図８Ａに示すガス整流面９を下方側から示している。図７及び図８に示すガス整流面８、９は、上述したガス整流面７と同様に、パンチングメタルで構成することができる。なお、図８においては、説明の便宜上、ガス整流部４４の内壁面に沿って円筒形状を有する外側整流面７２と、平面視にて円形状を有する連結面７３とを有する場合について示している。

図７に示すように、ガス整流面８は、熱ガス流の流路の下流側（図７に示す上方側）に頂点部８ａが配置され、上流側（図７に示す下方側）に開口部８ｂが配置される円錐形状を有している。言い換えると、ガス整流面８は、固定サポート４１の熱ガス流の導入側に開口部８ｂを有し、固定サポート４１の奥側（ガス整流部４４の上底部側）に頂点部８ａを有している。ガス整流面８の斜面部８ｃには、複数の孔８ｄが形成されている。これらの孔８ｄは、斜面部８ｃの全体に亘って配列されている。また、これらの孔８ｄは、ガス整流面８（斜面部８ｃ）に対して垂直に形成されている。なお、これらの孔８ｄは、上述したガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）の孔７１ａ、７２ａと同様に、熱ガス流を通過可能に構成されている。ガス整流面８は、斜面部８ｃの下端に配置される周縁部８ｅにて固定サポート４１（より具体的には、ガス整流部４４）の内壁面に固定されている。

ガス整流部４４内においては、複数（ここでは、３枚）のガス整流面８（８１、８２、８３）が配置されている。これらのガス整流面８（８１、８２、８３）は、固定サポート４１（より具体的には、ガス整流部４４）において、熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に配置されている。これらのガス整流面８（８１、８２、８３）は、図７に示す上下方向に重なるように配置されている。以下においては、説明の便宜上、下方側に配置されるガス整流面８を下側整流面８１と呼び、上方側に配置されるガス整流面８を上側整流面８２と呼び、これらの間に配置されるガス整流面８を中央整流面８３と呼ぶものとする。

これらの下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２は、互いに対向して配置されている。また、これらの下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２は、それぞれの頂点部８ａが同一直線上に配置されている。より具体的にいうと、これらの下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２の頂点部８ａは、平面視にて、固定サポート４１（ガス整流部４４）の中心軸を通過する直線上に配置されている。このように頂点部８ａを同一直線状に配置した状態において、これらの下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２は、斜面部８ｃが同一の傾斜角度となるように設置されている。

なお、下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２は、斜面部８ｃに形成される複数の孔８ｄの位置を除き、同一の構成を有している。下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２の孔８ｄは、上述したガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）の孔７１ａ、７２ａと同様に、少なくとも一部が対向しない位置に配置されている。これにより、熱ガス流が拡散しながら通過し、熱ガス流の撹拌効果を向上することができるものとなっている。

このようなガス整流面８において、パッファシリンダ５２の下方移動に伴って発生した熱ガス流は、下側整流面８１に形成された孔８ｄ、中央整流面８３に形成された孔８ｄ及び上側整流面８２に形成された孔８ｄを介して固定サポート４１（ガス整流部４４）外に排出される。この場合、それぞれのガス整流面８の孔８ｄを通過する過程において、熱ガス流は拡散される。これにより、熱ガス流は、ガス整流部４４内に存在する周囲の常温ガス（高温となっていない消弧性ガス）と撹拌されて固定サポート４１外に排出される。また、固定サポート４１内では、熱ガス流が折り返される場合のように熱ガス流が滞留する事態が発生し難い。このため、固定サポート４１内における熱ガス流の滞留に起因する遮断性能の劣化を抑制することができる。この結果、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができる。

特に、ガス整流面８においては、熱ガス流の導入側に開口した円錐形状を有している。このため、三角形状などの角部を有する場合と比べて一定箇所に熱ガス流が集中することなく、固定サポート４１に導入された熱ガス流を均一にガス整流面の下流側に進めることができる。これにより、熱ガス流に対する冷却効果を更に向上することができる。しかも、孔８ｄは、ガス整流面８（斜面部８ｃ）に対して垂直に形成されている。このため、これらの孔８ｄを通過する際、熱ガス流は拡散されるように均一に通過し、周囲の常温ガスと撹拌される。これにより、冷却効果を更に向上することができる。

また、整流面８においては、円錐形状の頂点部８ａが同一直線上に配置されている。このため、複数のガス整流面８（下側整流面８１、中央整流面８３及び上側整流面８２）を同一形状とすることができる。これにより、ガス整流面８の形成に要するコストを低減すると共に、固定サポート４１に対してガス整流面８を固定する際の作業を効率化することができる。

さらに、ガス整流面８においては、その開口部８ｂが固定サポート４１（ガス整流部４４）の内壁面に固定されている。このため、ガス整流面８の孔８ｄを通過することなく熱ガス流が固定サポート４１から排出されるのを防止することができる。これにより、消弧によって発生した熱ガス流の全体を冷却することができる。

図８に示すように、ガス整流面９は、平面形状を有しており、ガス整流部４４内で交差している。例えば、ガス整流面９は、可動アーク接触子５５の移動方向（図８Ａに示す上下方向）と、この可動アーク接触子５５の移動方向に交差する方向（図８Ａに示す左右方向及び図８の紙面に対する垂直方向）に並べて配置されている。以下においては、説明の便宜上、図８Ａに示す左右方向に延在するガス整流面９を水平整流面９１と呼び、図８Ａにおける紙面と平行に延在するガス整流面９を第１垂直整流面９２と呼び、図８Ａに示す上下方向であって、同図における紙面と垂直に延在するガス整流面９を第２垂直整流面９３と呼ぶものとする。

これらの水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３は、互いに直交するように交差して配置されている。水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３の周縁部は、外側整流面７２に固定されている。また、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３の上端部は、連結面７３に固定されている。なお、ガス整流部４４の内壁面に対する水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３の固定態様については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３には、それぞれ複数の孔９１ａ、９２ａ、９３ａが形成されている（孔９３ａについては不図示）。これらの孔９１ａ、９２ａ、９３ａは、それぞれ水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３の全体に亘って配列されている。なお、これらの孔９１ａ、９２ａ、９３ａは、上述したガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）の孔７１ａ、７２ａと同様に、熱ガス流を通過可能に構成されている。

隣り合う水平整流面９１は、互いに対向して配置されている。隣り合う水平整流面９１に形成された孔９１ａは、上述したガス整流面７（内側整流面７１及び外側整流面７２）の孔７１ａ、７２ａと同様に、少なくとも一部が対向しない位置に配置されている。これにより、熱ガス流が拡散しながら通過し、熱ガス流の撹拌効果を向上することができるものとなっている。第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３の配置、並びに、これらに形成される孔９２ａ及び孔９３ａの配置についても同様である。

このようなガス整流面９において、パッファシリンダ５２の下方移動に伴って発生した熱ガス流は、水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３に形成された複数の孔９１ａ、９２ａ、９３ａを介して固定サポート４１（ガス整流部４４）外に排出される。この場合、それぞれのガス整流面９の孔９１ａ、９２ａ、９３ａを通過する過程において、熱ガス流は拡散される。これにより、熱ガス流は、ガス整流部４４内に存在する周囲の常温ガス（高温となっていない消弧性ガス）と撹拌されて固定サポート４１外に排出される。また、固定サポート４１内では、熱ガス流が折り返される場合のように熱ガス流が滞留する事態が発生し難い。このため、固定サポート４１内における熱ガス流の滞留に起因する遮断性能の劣化を抑制することができる。この結果、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができる。

特に、ガス整流面９においては、水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３が、ガス整流部４４内にて交差するように配置されている。このため、ガス整流部４４内の熱ガス流の進行方向を変更することができる。これにより、ガス整流部４４内で熱ガス流を効果的に撹拌することができる。

しかも、水平整流面９１、第１垂直整流面９２及び第２垂直整流面９３は、固定サポート４１内にて、可動アーク接触子５５の移動方向及び当該可動アーク接触子５５の移動方向に交差する方向にそれぞれ複数枚ずつ配置されている。このため、いずれの方向にも少なくとも２つのガス整流面９が対向して配置されることから、少なくとも２層構造を有するガス整流面９を構成できる。これにより、ガス整流面９の複数の孔９１ａ、９２ａ、９３ａにより形成される流路の構成を複雑化することができ、固定サポート４１に導入された熱ガス流の撹拌効果を向上することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている部材や孔などの大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態においては、固定サポート４１（例えば、ガス整流面４４）内に板状部材で構成されるガス整流面７（８、９）を設置する場合について説明している。しかしながら、固定サポート４１内に導入された熱ガス流を撹拌する構成については、このような板状部材で構成されるガス整流面７（８、９）に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、ワイヤー等の線材やスチールウール等の金属繊維などをガス整流部材として固定サポート４１内に配置し、熱ガス流を整流（撹拌）するようにしてもよい。

本発明のガス遮断器によれば、熱ガス流を効果的に冷却して適切な遮断性能を確保することができるという効果を奏し、特に、金属容器内に複数相の消弧室が組み込まれたパッファ型ガス遮断器に好適に用いることができる。

１ ガス遮断器
２ 金属容器
２１ 密閉空間
３ 消弧室
４ 固定部
４１ 固定サポート
４２ 固定主接触子
４３ 固定アーク接触子
４４ ガス整流部
４４１ａ、４４１ｂ 開口部
４５ａ、４５ｂ 連結部
５ 可動部
５１ 可動サポート
５２ パッファシリンダ
５２１ 摺動部
５２２ パッファ室
５３ ノズル
５４ 可動主接触子
５５ 可動アーク接触子
５６ 固定ピストン
５７ 操作ロッド
６ 絶縁支持体
７、８、９、１０ ガス整流面
７１ 内側整流面
７２ 外側整流面
７３ 連結面
７１ａ、７２ａ 孔
８ａ 頂点部
８ｂ 開口部
８ｃ 斜面部
８ｄ 孔
８ｅ 周縁部
８１ 下側整流面
８２ 上側整流面
８３ 中央整流面
９１ 水平整流面
９２ 第１垂直整流面
９３ 第２垂直整流面
９１ａ、９２ａ、９３ａ 孔
Ａ アーク放電
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 空間

Claims (7)

1. 消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアークに前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器であって、
   前記固定アーク接触子を支持すると共に遮断時に前記消弧性ガスの吹付により発生した熱ガス流を導入し、冷却して前記容器内へ排出する固定サポートを備え、
   前記固定サポートは、前記熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に複数のガス整流部材を備え、
   前記複数のガス整流部材の内、少なくとも２つが、孔が形成された箇所が対向するように配置され、
   前記ガス整流部材には、それぞれ前記熱ガス流が通過可能な複数の孔が形成され、
   対向して配置された前記ガス整流部材は、それぞれ円錐形状を有し、前記固定サポートの前記熱ガス流の導入側に開口部を有し、前記固定サポートの奥側に頂点部を有し、
   対向して配置された前記ガス整流部材において、前記複数の孔は、少なくとも一部が対向しない位置に配置されることを特徴とするガス遮断器。
2. 前記ガス整流部材は、前記頂点部が同一直線上に配置されることを特徴とする請求項１記載のガス遮断器。
3. 前記ガス整流部材は、前記開口部が前記固定サポートの内壁面に固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガス遮断器。
4. 前記固定サポートは、前記熱ガス流の導入側に、さらに前記ガス整流部材を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス遮断器。
5. 消弧性ガスを充填した容器内で、可動アーク接触子が固定アーク接触子から離間する際に発生するアークに前記消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器であって、
   前記固定アーク接触子を支持すると共に遮断時に前記消弧性ガスの吹付により発生した熱ガス流を導入し、冷却して前記容器内へ排出する固定サポートを備え、
   前記固定サポートは、前記熱ガス流を導入し排出するまでの流路上に複数のガス整流部材を備え、
   前記ガス整流部材の内、少なくとも２つが前記固定サポート内にて、前記可動アーク接触子の移動方向及び当該可動アーク接触子の移動方向に交差する方向に配置され、
   前記ガス整流部材には、それぞれ前記熱ガス流が通過可能な複数の孔が形成されることを特徴とするガス遮断器。
6. 前記ガス整流部材は、前記固定サポート内にて、前記可動アーク接触子の移動方向及び当該可動アーク接触子の移動方向に交差する方向にそれぞれ複数枚ずつ配置されることを特徴とする請求項５記載のガス遮断器。
7. 前記ガス整流部材は、パンチングメタルによって形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のガス遮断器。

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