JPH1047314A - 流体機械装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】流体機械装置を構成する各部品の許容し得ない
大きさの異物を簡単な構成で除去し、流体中異物に対す
る流体機械装置の信頼性を向上する。 【解決手段】流体圧シリンダ、主制御弁、パイロット
弁、アキュムレータ、高圧配管、低圧配管、を有する流
体機械装置において、主制御弁を駆動制御するための流
量調整用絞りが設けられる管路の上流側に、流量調整用
絞りの穴径と同程度以下の隙間を管壁面との間に有する
フィルターを設ける。または、前記高圧配管の各所に、
主制御弁またはパイロット弁が許容する油中異物の大き
さと同程度以下の隙間を管壁面との間に有するフィルタ
ーを設ける。または、低圧配管に、流体ポンプのサクシ
ョンフィルターが許容する異物の大きさと同程度以下の
隙間を管壁面との間に有するフィルターを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体機械装置に関
し、特に電力用遮断器の油圧駆動操作器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電力用遮断器の油圧駆動操作器
は、特開平４ー１８１６２２号公報、実開昭６１ー１４
９２４５号公報に記載されているように、遮断器の接点
部材に接続されている流体圧シリンダ、流体圧シリンダ
を駆動または制御するための主制御弁、主制御弁を駆動
または制御するためのパイロット弁、流体の圧力エネル
ギーを蓄えるためのアキュムレータ、高圧流体を発生さ
せるための流体ポンプ、高圧流体を流体圧シリンダに供
給する高圧配管、および主制御弁より排出される作動流
体を流体ポンプに循環させるための低圧配管等から構成
される構造になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年の高度情報化され
た社会においては、電力の安定供給の必要性が強く求め
られており、電力用遮断器に対しても必然的に高い信頼
性が要求されている。

【０００４】しかし、電力用遮断器は、一般的な流体機
械装置とは異なり、１ヵ月に１回または極端なものにな
ると１年に１度も動作しないものもある。ところが、落
雷等により動作の指令が発せられたときには、確実に動
作しなければならない。

【０００５】上記従来の電力用遮断器において、電力用
遮断器の駆動用に採用されている油圧駆動操作器は、そ
れが動作する際、油圧駆動操作器の主制御弁スプール、
パイロット弁スプールが油中異物を挟み込んだり、また
微小クリアランス部に異物が入り込んだりすることで、
誤動作または不動作となり遮断器としての機能を果たせ
ない場合がまれにある。

【０００６】従来は、これらの油中異物による誤動作あ
るいは不動作を防止するために高圧発生用流体ポンプの
吐出部に３μフィルターを設けていた。また同時に、高
圧発生流体ポンプの吸い込み側にも１５０μサクション
フィルターを設けて比較的大きな油中異物を捕獲してい
た。しかし、駆動部分および配管部分より発生する異物
に対しては、何ら特別な配慮はなされていなかった。

【０００７】実際、電力用遮断器の誤動作あるいは不動
作の原因の多くは駆動部分および配管部分より発生する
異物によるものが多い。

【０００８】また、駆動部分および配管部分より発生し
た異物の一部は低圧配管を通り流体ポンプに戻される。
作動流体が流体ポンプに戻る際、その流速は毎秒数十メ
ートルと非常に速く、流量も毎秒数十リットルと大量で
ある。従って作動流体中に混入した異物は、流体ポンプ
のタンク中で撹拌され再び流体ポンプに吸引される可能
性がある。そこで、流体ポンプのタンク底に異物を捕獲
するための磁石を設けているが、非鉄系の金属異物また
非金属は上記磁石に捕獲されることなく、作動流体中を
浮遊し流体ポンプに吸引される可能性がある。吸引され
た異物は油圧ポンプの寿命を短縮し、油圧ポンププラン
ジャーピストンと擦れ磨耗粉を発生させ、作動流体の汚
染度を進ませる。

【０００９】上記したように、電力用遮断器の駆動用に
採用されている油圧駆動操作器のような流体機械装置
は、作動流体中の異物に対する配慮は十分ではなかっ
た。

【００１０】本発明の目的は、流体機械装置として、特
に高信頼度を要求され、かつ動作頻度の少ない電力用遮
断器の駆動用に採用される油圧駆動操作器のような流体
機械装置において、装置を構成する各部品より発生する
可能性のある種々の大きさの異物に対して、流体機械装
置を構成する各部品の性能および機能を低下させること
なく、流体機械装置を構成する各部品が許容し得ない大
きさの異物を選択的に除去することにより、油中異物に
対する高信頼性を可能とした流体機械装置を提供するこ
とにある。

【００１１】具体的には、流体機械装置において、油中
異物により発生する可能性のある誤動作または不動作に
関して設計上特に留意しなければならない個所として、 １．バルブ座部分の異物噛み込み、 ２．流量を調整したり、バルブの動作タイミングを調整
する流量調整用絞りまたはオリフィスの穴詰まり、 ３．微小クリアランスへの異物の挟み込み、 等があげられる。これらの異物に起因する不具合は、流
体機械装置の動作責務上致命的な事故と考えられ、是非
防止しなければならない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、本発明を実現
するに当たって、次の点に留意した。

【００１３】１．特に保護を必要とする主制御弁の上流
側に、主制御弁が許容する異物寸法と同程度以下の隙間
を壁面との間に有する部品を設ける。

【００１４】２．流量を調整したり、主制御弁の動作タ
イミングを調整する流量調整用絞りまたはオリフィスの
上流側に、流量調整用絞りまたはオリフィス穴径と同一
以下の隙間を壁面との間に有する部品を設ける。

【００１５】３．特に保護する必要のある微小クリアラ
ンス部の上流側に、微小クリアランスが許容する異物寸
法と同程度以下の隙間を壁面との間に有する部品を設け
る。

【００１６】本発明は、上記の課題を解決するために上
記の点に留意して、次のような手段を採用した。

【００１７】流体圧シリンダと、流体圧シリンダを駆動
制御するための主制御弁と、主制御弁を駆動制御するた
めの流量調整用絞りを有するパイロット弁と、流体の圧
力エネルギーを蓄えるためのアキュムレータと、高圧流
体を発生させるための流体ポンプと、流体ポンプとアキ
ュムレータ間を接続し、アキュムレータと流体圧シリン
ダ間を接続し、および流体圧シリンダと主制御弁間を接
続する、高圧配管と、主制御弁より排出される作動流体
を流体ポンプに循環させるための低圧配管と、を有する
流体機械装置において、前記流量調整用絞りが設けられ
る管路の上流側に、流量調整用絞りの穴径と同程度以下
の隙間を管壁面との間に有するフィルターを設けたこと
を特徴とする。

【００１８】また、前記流体機械装置において、流体ポ
ンプとアキュムレータ間の高圧配管、アキュムレータと
流体圧シリンダ間の高圧配管、および流体圧シリンダと
主制御弁間の高圧配管に、主制御弁またはパイロット弁
が許容する油中異物の大きさと同程度以下の隙間を管壁
面との間に有するフィルターを設けることを特徴とす
る。

【００１９】また、前記流体機械装置において、上記低
圧配管に、流体ポンプのサクションフィルターが許容す
る異物の大きさと同程度以下の隙間を管壁面との間に有
するフィルターを設けたことを特徴とする。

【００２０】さらに、前記の各流体機械装置において、
管壁面との間に隙間を有する前記フィルターに代えて、
円板状面にスリットを有するフィルターを用いたことを
特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の基礎となる電
力用遮断器の駆動用に採用されている油圧駆動操作器の
構成および動作について図８に基づいて説明する。

【００２２】電力用遮断器の接点２０１はリンク、レバ
ーを介して流体圧シリンダ２０３の流体圧シリンダーピ
ストン２０２と連結されており、流体圧シリンダー２０
３は、ピストン２０２により、常時高圧液室２０４と制
御液室２０５により区分されている。

【００２３】高圧液室２０４は、常時、アキュームレー
タ２０６と高圧配管２０７に接続されており、制御液室
２０５は、常時、高圧液室２０４と主制御弁２０８を介
して連結されている。

【００２４】主制御弁２０８は、パイロット弁２０９に
より駆動される。

【００２５】流体ポンプ２１０は、作業流体をアキュー
ムレータ２０６に送り、この間、作業流体は、流体ポン
プ２１０の吐出部に設けられている油中異物除去用の３
μフィルター２１２および流体ポンプ２１０の吸い込み
側に設けられている１５０μサクションフィルター２１
１によって油中異物を除去している。また、駆動部分お
よび配管部分より発生した異物の一部は低圧配管２１６
を通り流体ポンプ２１０に戻されるが、流体ポンプ２１
０のタンク底に磁石を設けて金属異物を捕獲している。

【００２６】この油圧駆動操作器は次のように動作す
る。

【００２７】パイロット弁スプール２１４を下に駆動さ
せることにより、主制御弁制御液室１０２が高圧とな
り、それによって主制御弁スプール２１３が左側に駆動
する。それによって流体圧シリンダー制御液室２０５が
高圧となり、流体圧シリンダーピストン２０２が左側に
駆動する。従って、ヒンジ、レバーを介して連結されて
いる遮断器の接点２０１が投入され、遮断器が投入状態
となる。

【００２８】また、パイロット弁スプール２１５を下に
駆動させることにより、主制御弁制御液室１０２が低圧
となり、主制御弁スプール２１３が右側に駆動する。そ
れによって流体圧シリンダー制御液室２０５内にあった
油が、主制御弁２０８、低圧配管２１６を通り流体ポン
プタンク２１７に流れ、流体圧シリンダー制御液室２０
５が低圧となる。それにより流体圧シリンダーピストン
が右側に駆動し、ヒンジ、レバーを介して連結された遮
断器の接点２０１が遮断される。遮断器は遮断状態とな
る。

【００２９】次に、本発明の第１の実施形態を図１〜図
２に基づいて説明する。

【００３０】図１に示される油圧駆動操作器の基本構成
は、図８に示されるものと同一であり、さらに、流体圧
シリンダー制御液室２０５と主制御弁制御液室１０２間
の配管（箇所Ａ）に流量調整用絞り１０１が設けられて
おり、これは、遮断器が投入状態（液室１０２、２０５
が共に高圧状態）のとき、流量調整用絞り１０１は主制
御弁のスプール２１３を左位置（投入状態）に保持する
ための流量調整用絞りであり、高圧作動油が流量調整用
絞り１０１を通じて主制御弁制御室１０２に供給される
ものである。

【００３１】本発明は、上記流量調整用絞り１０１が設
けられる箇所Ａに、図２に示すごとく、流量調整用絞り
１０１の高圧側に、管壁面１０４との間に流量調整用絞
り１０１の穴径以下の隙間１０５を形成するフィルター
１０３を設けたことにある。

【００３２】フィルター１０３を設けることにより、流
量調整用絞り１０１に詰まる油中異物を予め捕獲するこ
とができる。その結果、従来の流量調整用絞り１０１が
油中異物により閉塞して、主制御弁制御室１０２の圧力
が低下し、スプール２１３を自然開放する誤動作を防止
することができる。

【００３３】同様に、オリフィスの上流側に本発明を採
用しても、同様の効果を得ることができる。

【００３４】次に本発明の第２の実施形態を図３〜図４
に基づいて説明する。

【００３５】図３に示される油圧駆動操作器の基本構成
も図８に示されるものと同一であり、本発明は、油圧駆
動操作器の高圧配管部の各部に、図４に示すごとく、管
壁面１０７との間に所定の隙間１０８を形成するフィル
ター１０６を設けたことにある。

【００３６】適用箇所として、高圧発生用油圧ポンプ２
１０の吐出部とアキュムレータ２０６を連結する配管３
０１（箇所Ｂ）、アキュムレータ２０６と流体圧シリン
ダ２０３を連結する高圧配管２０７（箇所Ｃ）、および
流体圧シリンダ２０３内部に設けられた高圧油道３０２
（箇所Ｄ）に設けられる。このような箇所に設置するこ
とにより、特に不具合を起こしやすい駆動部分への異物
の浸入を防止することができる。

【００３７】次に、本発明の第３の実施形態を図５〜図
６に基づいて説明する。

【００３８】図５に示される油圧駆動操作器の基本構成
も図８に示されるものと同一であり、本発明は、図６に
示すごとく、油圧駆動操作器の低圧配管部に、管壁面１
１０との間にサクションフィルターが許容する異物の大
きさと同程度以下の隙間１１１を形成するフィルター１
０９を設けたことにある。

【００３９】適用箇所として、主制御弁２０８の吐出ポ
ートと流体ポンプタンク２１７を連結する低圧配管２１
６（箇所Ｅ）に設けるものである。これにより駆動部分
で発生した異物を捕獲し、再び油圧ポンプにより吸引さ
れることを防止している。

【００４０】また、上記各実施形態で使用されるフィル
ターは、上記の形状に特定されるものではなく、種々の
形状のものが考えられる。例えば、壁面とフィルター部
品の隙間ではなく、フィルター部品自身にスリットを設
けたものでもよく、このようなものにおいても、上記実
施形態のものと同様の効果を得ることができる。

【００４１】次に、図７に、本発明のフィルターとして
考えられる種々の形状のものを示す。 例えば、第１の
実施形態に用いられる流量調整用絞りに適用されるもの
として、流量調整用絞り５０１の穴径以下の寸法の複数
の隙間５０３を有するフィルター５０２、流量調整用絞
り５０１の穴径以下の寸法の渦巻き状の隙間５０５を有
するフィルター５０４、流量調整用絞り５０１の穴径以
下の寸法の複数の輪状の隙間５０７を有するフィルター
５０６、等が考えられる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、流体機
械装置として、特に高信頼度を要求され、かつ動作頻度
の少ない電力用遮断器の油圧駆動操作器において、装置
を構成する各部品の性能および機能を低下させることな
く、流体機械装置を構成する各部品の許容し得ない大き
さの異物を選択的に除去し、流体中異物に対する流体機
械装置の高信頼性を容易に、かつ安価に実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施形態における電力
用遮断器の駆動用油圧操作器を示す図である。

【図２】第１の実施形態で使用される本発明のフィルタ
ーを示す図である。

【図３】本発明を適用した第２の実施形態における電力
用遮断器の駆動用油圧操作器を示す図である。

【図４】第２の実施形態で使用される本発明のフィルタ
ーを示す図である。

【図５】本発明を適用した第３の実施形態における電力
用遮断器の駆動用油圧操作器を示す図である。

【図６】第３の実施形態で使用される本発明のフィルタ
ーを示す図である。

【図７】本発明の異なる種々の形状からなるフィルター
を示す図である。

【図８】本発明の基礎となる電力用遮断器の駆動用油圧
操作器を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 流量調整用流量調整用絞り １０２ 主制御弁制御液室 １０３、１０６、１０９ フィルター １０４、１０７、１１０ 管壁面 １０５、１０８、１１１ 隙間 ２０１ 遮断器接点 ２０２ 流体圧シリンダーピストン ２０３ 流体圧シリンダー ２０４ 流体圧シリンダー常時高圧液室 ２０５ 流体圧シリンダー制御液室 ２０６ アキュムレータ ２０７ アキュムレータ流体圧シリンダー連結用高圧配
管 ２０８ 主制御弁 ２０９ パイロット弁 ２１０ 流体ポンプ ２１１ サクションフィルター ２１２ フィルター ２１３ 主制御弁スプール ２１４ パイロット弁スプール（投入用） ２１５ パイロット弁スプール（遮断用） ２１６ 低圧配管 ２１７ 流体ポンプタンク ３０１ 流体ポンプアキュムレータ連結用高圧配管 ３０２ 高圧油道 ５０１ 流量調整用絞り ５０２、５０４、５０６ フィルター ５０３、５０５、５０７ 隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧シリンダと、 流体圧シリンダを駆動制御するための主制御弁と、 主制御弁を駆動制御するための流量調整用絞りを有する
   パイロット弁と、 流体の圧力エネルギーを蓄えるためのアキュムレータ
   と、 高圧流体を発生させるための流体ポンプと、 流体ポンプとアキュムレータ間を接続し、アキュムレー
   タと流体圧シリンダ間を接続し、および流体圧シリンダ
   と主制御弁間を接続する、高圧配管と、 主制御弁より排出される作動流体を流体ポンプに循環さ
   せるための低圧配管と、 を有する流体機械装置において、 前記流量調整用絞りが設けられる管路の上流側に、流量
   調整用絞りの穴径と同程度以下の隙間を管壁面との間に
   有するフィルターを設けたことを特徴とする流体機械装
   置。
2. 【請求項２】 流体圧シリンダと、 流体圧シリンダを駆動制御するための主制御弁と、 主制御弁を駆動制御するための流量調整用絞りを有する
   パイロット弁と、 流体の圧力エネルギーを蓄えるためのアキュムレータ
   と、 高圧流体を発生させるための流体ポンプと、 流体ポンプとアキュムレータ間を接続し、アキュムレー
   タと流体圧シリンダ間を接続し、および流体圧シリンダ
   と主制御弁間を接続する、高圧配管と、 主制御弁より排出される作動流体を流体ポンプに循環さ
   せるための低圧配管と、 を有する流体機械装置において、 前記高圧配管の前記各間に、主制御弁またはパイロット
   弁が許容する油中異物の大きさと同程度以下の隙間を管
   壁面との間に有するフィルターを設けたことを特徴とす
   る流体機械装置。
3. 【請求項３】 流体圧シリンダと、 流体圧シリンダを駆動制御するための主制御弁と、 主制御弁を駆動制御するための流量調整用絞りを有する
   パイロット弁と、 流体の圧力エネルギーを蓄えるためのアキュムレータ
   と、 高圧流体を発生させるための流体ポンプと、 流体ポンプとアキュムレータ間を接続し、アキュムレー
   タと流体圧シリンダ間を接続し、および流体圧シリンダ
   と主制御弁間を接続する、高圧配管と、 主制御弁より排出される作動流体を流体ポンプに循環さ
   せるための低圧配管と、 を有する流体機械装置において、 上記低圧配管に、流体ポンプのサクションフィルターが
   許容する異物の大きさと同程度以下の隙間を管壁面との
   間に有するフィルターを設けたことを特徴とする流体機
   械装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないしは３のいずれか１つに記
   載の請求項において、 管壁面との間に隙間を有する前
   記フィルターに代えて、円板状面にスリットを有するフ
   ィルターを用いたことを特徴とする流体機械装置。