KR100940312B1 - 가스 절연 개폐장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치(GIS)에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 압축챔버와 열챔버의 공간을 구분하고 가동자 파이프를 지지하는 파퍼 실린더의 구조에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 내부가 빈 파이프로 형성되며, 내측 중앙 부위에는 가동자 파이프가 축 방향을 따라 설치되는 파퍼 실린더; 상기 파퍼 실린더와는 별개로 형성되면서 상기 파퍼 실린더 내의 공간을 압축챔버와 열챔버로 구획하며, 상기 파퍼 실린더의 내주면에 밀착 고정되는 밀착단과, 중앙측 부위를 이루면서 상기 가동자 파이프가 관통되는 관통단 및 상기 밀착단과 상기 관통단 사이의 부위를 이루면서 복수의 연통홀이 관통 형성된 연결단으로 구성된 중간밸브 뭉치부; 상기 파퍼 실린더의 압축챔버와 열챔버 간의 압력 차이에 의해 상기 각 연통홀을 선택적으로 개폐하도록 상기 중간밸브 뭉치부의 연결단에 전후 이동 가능하게 결합되는 링형 역지변; 상기 역지변을 상기 연결단에 결합시키는 복수의 가이드 볼트; 그리고, 상기 중간밸브 뭉치부의 전후 이동을 방지하는 이동 방지부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치가 제공된다.
가스 절연 개폐장치, 파퍼 실린더, 중간밸브 뭉치부, 가이드 스프링

Description

가스 절연 개폐장치{Gas Insulatde Switchgear}
본 발명은 가스절연개폐장치(GIS)에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 압축챔버와 열챔버의 공간을 구분하고 가동자 파이프를 지지하는 파퍼 실린더의 구조에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연 개폐장치(GIS;Gas Insulated Switchgear)는 금속제 밀폐용기(탱크)에 절연성능과 소호기능이 우수한 절연용 가스(SF6)를 절연매체로 사용하여 도체와 각종 보호기기들을 수납시켜 신뢰성을 향상시킨 수변전 설비이며, 차단기(Circuit Breaker), 단로기(Disconnecting Switch), 접지개폐기(Earthing Switch) 등 여러 가지 구성들이 복합적으로 구성되어 이루어진다.
첨부된 도 1 및 도 2와 같이 상기 가스절연 개폐장치의 각 구성 중 차단기를 이루는 파퍼 실린더(10)는 가동자 파이프(11)를 지지하면서 소호에 필요한 가스를 압축하기 위한 공간을 형성하는 일련의 구성이다.
상기한 파퍼 실린더(10)의 내주면에는 중간밸브 뭉치부(20)가 일체로 형성되면서 압축챔버(12) 및 열챔버(13)의 공간을 각각 구분하게 되고, 상기 중간밸브 뭉 치부(20)에는 역지변(30)이 설치됨으로써 상기 압축챔버(12) 및 열챔버(13)가 선택적으로 연통되도록 구성된다.
즉, 차단기의 오픈 동작시 가동 아크 접촉자(1a)와 고정 아크 접촉자(2a) 간이 분리됨에 따라 아크가 발생되면 상기 아크에 의해 팽창된 노즐 상류장의 열가스는 열챔버(13) 내로 역류되면서 상기 열챔버(13) 내의 압력을 상승시키게 된다.
이 시점에서 열챔버(13)의 압력 상승이 압축챔버(12)의 기계적인 압축작용에 의한 압력 상승보다 크다면 그 압력차에 의해 역지변(30)은 상기 압축챔버(12)와 열챔버(13) 사이의 중간밸브 뭉치부(20)에 뚫린 각 연통홀(23a)을 폐쇄하게 되고, 반대의 경우에는 상기 역지변(30)이 작동되면서 각 연통홀(23a)이 열려 압축챔버(12) 내의 압축 가스가 열챔버(13)와 노즐 상류장을 통해 아크로 분사되어 상기 아크를 소호하게 된다. 이는, 첨부된 도 2와 같다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래 가스절연 개폐장치는 파퍼 실린더(10)와 중간밸브 뭉치부(20)가 서로 일체형으로 형성되기 때문에 상기 중간밸브 뭉치부(20)의 가공이 극히 어려웠고, 이에 따라 압축 가스에 대한 유동의 고려가 이루어지지 못하여 아크 소호 능력이 낮을 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
즉, 차단기의 트립동작시 역지변(30)이 열챔버(13)와 압축챔버(12) 간의 압력차이로 인해 열렸을 경우 상기 중간밸브 뭉치부(20)의 선단(열챔버측 부위) 구조는 가스가 두 방향으로 나가는 구조를 이루기 때문에 아크 발생시 노즐(14)측에서 발생된 핫가스가 역류하여 열챔버(13)로 유동되는 도중 상기 압축챔버(12)에서 나가는 가스와 충돌하여 와류가 발생됨에 따라 상기 열챔버(13)내 가스의 혼합을 저 하시켜 아크 소호 능력이 감소되는 현상이 발생되었던 것이다.
뿐만 아니라, 전술된 바와 같이 파퍼 실린더(10)와 중간밸브 뭉치부(20)가 일체형으로 형성됨에 따라 상기 중간밸브 뭉치부(20)에 결합되는 역지변(30)의 조립에 대한 확인이 곤란하였고, 필요에 따라 상기 중간밸브 뭉치부(20)에 형성되는 연통홀(23a)의 개구폭을 정밀하게 형성하기가 곤란하였던 문제점이 있었다.
특히, 상기 파퍼 실린더(10) 내의 중간밸브 뭉치부(20)에 설치되는 역지변(30)은 압축챔버(12)와 열챔버(13)의 압력차에 의해 아주 짧은 시간 내에 순간적으로 동작되기 때문에 상기 역지변(30)에 가해지는 압력이 일정하지 못할 경우 상기 역지변(30)이 경사지게 유동되는 현상이 발생되고, 이의 경우 상기 역지변(30)이 그를 지지하는 가이드 볼트(도시는 생략됨)에 구속되어 원활한 동작이 이루어지지 못하였던 문제점이 발생되었다.
본 발명은 전술한 종래 기술이 가지는 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 파퍼 실린더의 제조가 간단하게 이루어질 수 있도록 하고, 중간밸브 뭉치부에 대한 구조적 변경이 용이하며, 역지변의 구속 현상이 방지될 수 있도록 하고, 소호 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 가스절연 개폐장치용 차단기의 파퍼 실린더를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 절연 개폐장치는 내부가 빈 파이프로 형성되며, 내측 중앙 부위에는 가동자 파이프가 축 방향을 따라 설치되는 파퍼 실린더; 상기 파퍼 실린더와는 별개로 형성되면서 상기 파퍼 실린더 내의 공간을 압축챔버와 열챔버로 구획하며, 상기 파퍼 실린더의 내주면에 밀착 고정되는 밀착단과, 중앙측 부위를 이루면서 상기 가동자 파이프가 관통되는 관통단 및 상기 밀착단과 상기 관통단 사이의 부위를 이루면서 복수의 연통홀이 관통 형성된 연결단으로 구성된 중간밸브 뭉치부; 상기 파퍼 실린더의 압축챔버와 열챔버 간의 압력 차이에 의해 상기 각 연통홀을 선택적으로 개폐하도록 상기 중간밸브 뭉치부의 연결단에 전후 이동 가능하게 결합되는 링형 역지변; 상기 역지변을 상기 연결단에 결합시키는 복수의 가이드 볼트; 그리고, 상기 중간밸브 뭉치부의 전후 이동을 방지하는 이동 방지부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이동 방지부는 상기 파퍼 실린더의 내주면 중 상기 중간밸브 뭉치부의 밀착단이 밀착되는 영역 중의 선단측 부위에 돌출 형성된 걸림턱과, 상기 파퍼 실린더의 내주면 중 상기 중간밸브 뭉치부의 밀착단이 밀착되는 부위의 직후방에 요입 형성된 요입홈과, 상기 밀착단의 외주면 중 상기 걸림턱의 형성 위치와 대응되는 부위에 요입 형성되는 걸림홈과, 상기 밀착단의 후면 둘레를 감싸도록 설치되면서 상기 요입홈에 요입된 상태로 고정되는 링부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 중간밸브 뭉치부를 구성하는 밀착단의 선단 및 상기 관통단의 선단은 전방측으로 갈수록 열챔버 내의 공간이 점차 확장되도록 외향 경사지게 형성됨을 특징으로 하며, 이때 상기 관통단의 선단인 경사지게 형성된 부위의 시작 지점은 상기 역지변이 최대로 이동된 상태의 위치임을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 가이드 볼트는 상기 중간밸브 뭉치부의 연결단에 결합되는 결합단과, 상기 결합단으로부터 단턱지게 연장되면서 상기 역지변의 이동을 지지하는 지지단과, 상기 지지단으로부터 단턱지게 연장되면서 상기 역지변의 이동 거리를 한정하는 걸림단 및 상기 걸림단의 끝단에 단턱지게 형성된 머리단을 포함하여 구성되고, 상기 각 가이드 볼트에는 상기 역지변이 수평 상태를 유지하도록 탄력 설치되는 가이드 스프링이 각각 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 본 발명의 가스절연 개폐장치는 파퍼 실린더와 중간밸브 뭉치부가 서로 별개로 제조된 후 밀착 결합되도록 구성됨으로써, 상기 중간밸브 뭉치에 형성되는 각 연통홀을 정확한 치수로 가공할 수 있게 되고, 가이드 볼트나 역지 변 및 가이드 스프링의 조립이 정확하게 수행할 수 있으며, 그 확인 역시 정확히 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.
또한, 상기 중간밸브 뭉치부의 별개 제조로 인해 파퍼 실린더 내의 압축챔버와 열챔버 간의 체적 조절이 원활히 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.
또한, 상기 역지변은 가이드 스프링에 의해 전 부위가 고른 힘을 제공받도록 구성됨으로써 상기 역지변이 비틀려 각 연통홀에 끼이는 현상이 방지될 수 있고, 이로 인한 동작 신뢰성이 향상된 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 가스절연 개폐장치는 열챔버 내의 연통홀 주변에서 야기될 수 있는 와류 발생이 방지될 수 있기 때문에 소호 성능을 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
우선, 첨부된 도 3 및 도 4와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치는 크게 파퍼 실린더(100)와, 중간밸브 뭉치부(200)와, 링형 역지변(300)과, 복수의 가이드 볼트(400) 및 이동 방지부가 포함되어 구성된다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 파퍼 실린더(100)에 대하여 설명한다.
상기 파퍼 실린더(100)는 가동자 파이프(110)를 지지하면서 소호에 필요한 가스(SF6 가스)를 압축하기 위한 공간을 형성하는 일련의 구성이다.
상기한 파퍼 실린더(100)는 내부가 빈 파이프로 형성되면서, 내측 중앙 부위에는 상기 가동자 파이프(110)가 축 방향을 따라 설치된다.
이때, 상기 가동자 파이프(110)는 차단기의 차단 동작시 발생된 핫가스를 배출하는 일련의 구성으로써, 전면으로는 가동 아크 접촉자(111)가 결합된다.
또한, 상기 파퍼 실린더(100)의 전면에는 상기 파퍼 실린더(100) 내의 공간상에 존재하는 가스를 상기 가동 아크 접촉자(111)가 고정 아크 접촉자(21)로부터 이탈되면서 생성되는 아크로 분사되도록 안내하는 노즐(140)이 설치된다.
다음으로, 상기 중간밸브 뭉치부(200)에 대하여 설명한다.
상기 중간밸브 뭉치부(200)는 상기 파퍼 실린더(100) 내부의 공간을 압축챔버(120)와 열챔버(130)로 구획하는 역할을 수행하는 부분이다.
본 발명의 실시예에서는 상기한 중간밸브 뭉치부(200)가 상기 파퍼 실린더(100)와는 별개로 형성되어 상기 파퍼 실린더(110)의 내주면에 밀착 결합되는 구성임을 특징으로 제시한다.
이와 같이 상기 중간밸브 뭉치부(200)를 상기 파퍼 실린더(100)와는 별개로 구성하는 이유는 상기 중간밸브 뭉치부(200)에 대한 각 부분의 가공이 정밀하게 이루어질 수 있도록 함과 더불어 후술되는 역지변(300)이나 가이드 볼트(400) 등의 설치가 정밀하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
특히, 상기 중간밸브 뭉치부(200)를 상기 파퍼 실린더(100)와는 별개로 구성 하게 될 경우 상기 파퍼 실린더(100)를 가공하지 않더라도 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 설계 변경을 통해 압축챔버(120)와 열챔버(130)의 체적을 자유로이 조절할 수 있다는 장점을 가진다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 중간밸브 뭉치부(200)는 밀착단(210)과, 관통단(220) 및 연결단(230)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 밀착단(210)은 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 둘레측 부위를 형성하면서 상기 파퍼 실린더(100)의 내주면에 밀착 고정되는 부분이고, 상기 관통단(220)은 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 중앙측 부위를 형성하면서 상기 가동자 파이프(110)가 관통되는 부분이며, 상기 연결단(230)은 상기 관통단(220)과 상기 밀착단(210) 사이의 부위를 이루면서 복수의 연통홀(231)이 관통 형성된 부분이다.
다음으로, 상기 역지변(300)에 대하여 설명한다.
상기 역지변(300)은 상기 파퍼 실린더(100)의 압축챔버(120)와 열챔버(130) 간의 압력 차이에 의해 상기 각 연통홀(231)을 선택적으로 개폐하는 일련의 구성이다.
상기와 같은 역지변(300)은 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 연결단(230) 중 열챔버(130)측의 면상에 전후 이동 가능하게 결합되며, 상기 연결단(230)과 대략 동일한 형상인 링 형상을 이루도록 형성된다.
특히, 상기한 역지변(300)의 내경은 상기 관통단(220)의 외경과 대략 동일하게 형성됨이 바람직하며, 이는 상기 역지변(300)의 동작시 어느 한 측으로의 기울어짐이 최소화될 수 있도록 함과 더불어 각 연통홀(231)을 통과하여 열챔버(130) 내로 유입된 가스와 노즐(140)을 통해 열챔버(130) 내로 유입되는 가스가 상기 연통홀(231)이 형성된 부위에서 만나게 됨을 차단할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 노즐(140)을 통해 열챔버(130) 내로 유입되는 가스가 상기 역지변(300)에 의해 연통홀(231)로 제공됨이 차단되도록 하여 상기 연통홀(231)에서의 와류 발생을 미연에 방지하도록 한 것이다.
다음으로, 상기 복수의 가이드 볼트(400)는 상기한 역지변(300)을 상기 연결단(230)에 결합시키는 일련의 구성이다.
상기한 각 가이드 볼트(400)는 중간밸브 뭉치부(200)의 연결단(230)에 결합되는 결합단(도시는 생략됨)과, 상기 결합단으로부터 단턱지게 연장되면서 상기 역지변(300)의 이동을 지지하는 지지단(420)과, 상기 지지단(420)으로부터 단턱지게 연장되면서 상기 역지변(300)의 이동 거리를 한정하는 걸림단(430) 및 상기 걸림단(430)의 끝단에 단턱지게 형성된 머리단(440)을 포함하여 구성된다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 가이드 볼트(400)에는 상기 역지변(300)이 항상 수평 상태를 유지하도록 탄력 설치되는 가이드 스프링(450)이 각각 더 포함되어 구성됨을 특징으로 제시한다.
이때, 상기 가이드 스프링(450)은 일측 끝단이 상기 머리단(440)의 내측면에 밀착 고정되고, 타측 끝단은 상기 가이드 볼트(400)의 지지단(420)에 결합되어 있는 역지변(300)과 밀착되도록 구성됨으로써 열챔버(130)와 압축챔버(140) 간의 압력이 서로 동일하다면 상기 역지변(300)은 상기 가이드 스프링(450)의 복원력에 의해 상기 각 연통홀(231)을 폐쇄하도록 위치된 상태를 유지하며, 만일 상기 압축챔 버(120) 내의 압력이 상기 열챔버(130) 내의 압력에 비해 높을 경우라면 상기 역지변(300)은 전 부분이 동일하게 수평이동되면서 상기 각 연통홀(231)을 개방하도록 위치된다.
또한, 전술한 일련의 구성에 있어서, 본 발명의 실시예에서는 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 각 부위 중 관통단(220)은 상기 가동자 파이프(110)의 축 방향으로 충분히 돌출되도록 형성됨이 바람직하다.
이는, 상기 관통단(220)과 가동자 파이프(110) 간의 접촉 면적을 확대시켜 상기 가동자 파이프(110)가 더욱 안정적인 지지 상태를 유지할 수 있도록 하고, 상기 역지변(300)의 이동에 따른 지지가 안정적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 관통단(220)의 선단은 전방측으로 갈수록 열챔버(130) 내의 공간이 점차 확장되도록 하향 경사지게 형성함을 추가로 제시한다.
이는, 노즐(140)을 통해 열챔버(130) 내로 유입되는 가스가 상기 관통단(220)의 선단이 이루는 경사면에 의해 유동을 안내받으면서 역지변(300)을 향하도록 하기 위함이다. 즉, 상기 노즐(140)을 통해 열챔버(130) 내로 유입된 가스의 유동이 역지변(300)에 의해 가로막혀 연통홀(231)로는 제공되지 않도록 함으로써 상기 연통홀(231)에서의 와류 발생을 방지할 수 있도록 한 것이다.
물론, 중간밸브 뭉치부(200)를 구성하는 밀착단(210)의 선단 역시 전방측으로 갈수록 열챔버(130) 내의 공간이 점차 확장되도록 상향 경사지게 형성함으로써 상기 노즐(140)을 통해 열챔버(130) 내로 유입된 가스와 상기 연통홀(231)을 통과하는 가스가 서로 만나는 영역이 최대한 상기 연통홀(231)로부터 먼 쪽에 위치되도록 함이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 관통단(220)의 선단인 경사면의 경사가 시작되는 지점은 상기 역지변(300)이 최대로 이동된 상태의 위치가 되도록 결정됨이 바람직하다.
이 역시, 각 연통홀(231)을 통해 압축챔버(120) 내의 냉가스가 열챔버(130) 내로 유입되는 방향이 전부 동일한 방향으로 유동되도록 함으로써, 상기 각 연통홀(231)이 형성된 부위에서 저온의 가스 및 고온의 가스가 서로 만남에 따른 와류 발생을 방지하기 위함이다.
다음으로, 상기 이동 방지부에 대하여 설명한다.
상기 이동 방지부는 상기 중간밸브 뭉치부(200)가 상기 파퍼 실린더(100) 내에 안정적으로 고정된 상태를 유지하도록 하고, 필요에 따라서는 상기 중간밸브 뭉치부(200)를 상기 파퍼 실런더(100)로부터 쉽게 탈거할 수 있도록 하는 일련의 구성이다.
본 발명의 실시예에서는 상기한 이동 방지부가 상기 파퍼 실린더(100)의 내주면에 형성되는 걸림턱(510) 및 요입홈(520)과, 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 밀착단(210)에 형성되는 걸림홈(530)과, 별도 구성물로 제공되는 링부재(540)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 걸림턱(510)은 상기 파퍼 실린더(100)의 내주면 중 상기 밀착단(210)이 밀착되는 영역 중의 선단측 부위에 돌출 형성되고, 상기 요입홈(520)은 상기 파퍼 실린더(100)의 내주면 중 상기 밀착단(210)이 밀착되는 영역의 직후방에 요입 형성된다.
또한, 상기 걸림홈(530)은 상기 밀착단(210)의 외주면 중 상기 파퍼 실린더(100)에 형성된 걸림턱(510)의 형성 부위와 대응되는 부위에 요입 형성되면서 상기 걸림턱(510)에 걸려 상기 밀착단(210)의 전방 이동이 방지되도록 하는 구성이다.
또한, 상기 링부재(540)는 상기 밀착단(210)의 후면 둘레를 감싸도록 설치되면서 상기 요입홈(520)에 요입된 상태로 고정되며, 일단이 절개된 상태의 C형 링(C-Ring)으로 형성된다.
하기에서는, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치의 구성에 의한 작용을 설명하도록 한다.
우선, 차단기가 폐쇄(closed)된 상태일 경우에는 중간밸브 뭉치부(200)에 설치된 역지변(300)은 각 가이드 볼트(400)에 지지된 상태로 상기 중간밸브 뭉치부(200)의 각 연통홀(231)을 폐쇄한 상태로 유지된다.
이때, 상기 역지변(300)은 가이드 스프링(450)에 의한 복원력을 제공받으면서 상기 각 연통홀(231)을 폐쇄하도록 밀착되기 때문에 상기 각 연통홀(231)의 원치않는 개방은 방지된다.
전술한 상태에서 차단기의 차단 동작(오픈 동작)이 이루어지면 가동자 파이프(110)의 전진 이동에 의해 압축챔버(120) 내의 공간이 압축되고, 이와 함께 상기 압축챔버(120) 내의 압력이 상승된다.
이의 과정에서 상기 압축챔버(120) 내의 압력이 상기 열챔버(130) 내의 압력에 비해 더욱 높아지면 그 압력차에 의해 각 연통홀(231)을 폐쇄하던 역지변(300)은 전방측(열챔버의 내측)으로 이동되면서 상기 각 연통홀(231)을 개방하게 된다.
특히, 이때에는 상기 역지변(300)을 탄력 지지하고 있던 각 가이드 스프링(450)은 상기 역지변(300)의 전 부위를 향해 지속적으로 일정한 힘을 제공하기 때문에 상기 역지변(300)의 전 부위에는 상기한 각 가이드 스프링(450)에 의한 복원력이 고르게 제공되고, 이로 인해 상기 역지변(300)이 경사지게 비틀리는 현상은 최소화된다.
만일, 상기 역지변(3000이 경사지게 비틀린다 하더라도 상기 역지변(300)의 내경과 상기 중간밸브 뭉치부(200)를 구성하는 관통단(220)의 외경 간의 크기 차이가 작기 때문에 상기 역지변(300)의 비틀림 정도는 극히 미미할 수밖에 없고, 이렇게 비틀린 상태에서는 상기 각 가이드 스프링(450)의 복원력을 각 부위가 달리 제공받기 때문에 상기 비틀림이 금방 해소될 수 있게 된다.
즉, 역지변(300)이 과도하게 비틀린측은 상대적으로 적게 비틀린측에 비해 가이드 스프링(450)의 복원력을 크게 적용받기 때문에 비틀림이 금방 해소될 수 있는 것이다.
그리고, 전술한 일련의 과정에 의해 각 연통홀(231)이 개방된 상태를 이루게 되면 압축챔버(120) 내에 존재하는 저온 상태의 SF6 가스는 상기 각 연통공(231)을 통해 열챔버(130) 내의 공간으로 유입된다.
또한, 이때에는 고정 아크 접촉자(21)와 가동 아크 접촉자(111)의 분리시 발생되는 아크에 의해 SF6 가스가 고온, 고압의 핫가스로 바뀌어 노즐(140)을 통해 열챔버(130) 내로 유입된다.
이때, 상기 압축챔버(120)로부터 유입되는 저온 상태의 SF6 가스는 상기 각 연통홀(231)을 통과하면서 상기 파퍼 실린더(100)의 내벽면 부위를 따라 유동되고, 상기 노즐(140)을 통해 유입되는 핫가스는 상기 가동자 파이프(110)의 외주면 부위를 따라 유동된다.
따라서, 상기 열챔버(130) 내에서는 상기 압축챔버(120) 내로부터 유입된 상대적으로 저온 상태의 SF6 가스와 노즐(140)을 통해 유입된 핫가스가 서로 혼합된다.
특히, 상기한 일련의 과정이 진행되는 도중 중간밸브 뭉치부(200)를 구성하는 관통단(220)의 선단측은 역지변(300)에 의해 가로막힌 상태를 이룬다.
따라서, 상기 가동자 파이프(110)의 외주면 부위 및 상기 관통단(220)의 선단이 이루는 경사면의 안내를 받아 순차적으로 유동되는 핫가스는 저온의 SF6 가스와 각 연통홀(231)이 형성된 부위에서의 만남이 이루어지지 않기 때문에 상기 각 연통홀(231)의 형성 부위에서 와류가 발생되는 문제점은 미연에 방지되어 상기 참축챔버(120) 내의 저온의 SF6 가스는 상기 열챔버(130) 내로 원활히 유입될 수 있게 된다.
한편, 전술한 일련의 과정이 진행되면 될수록 상기 열챔버(130) 내의 압력이 점차적으로 상승된다.
그리고, 상기한 열챔버(130) 내의 압력이 압축챔버(120) 내의 압력에 비해 상승될 경우 역지변(300)은 상기한 압력차이 및 각 가이드 스프링(450)의 복원력에 의해 각 연통홀(231)을 폐쇄하게 되어 상기 열챔버(130) 내의 가스가 압축챔버(120)로 유출됨이 방지된다.
또한, 상기와 같은 일련의 과정이 진행될수록 상기 열챔버(130) 내의 압력은 점차적으로 상승하게 됨에 따라 상기 열챔버(130) 내의 가스는 노즐(140)을 통과하여 아크가 발생된 부위로 분사되어 상기 아크를 소호시키게 된다.
도 1 및 도 2는 종래 가스 절연 개폐장치용 차단기의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 내부 구성도
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스 절연 개폐장치용 차단기의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 내부 구성도

Claims (5)

  1. 내부가 빈 파이프로 형성되며, 내측 중앙 부위에는 가동자 파이프가 축 방향을 따라 설치되는 파퍼 실린더;
    상기 파퍼 실린더와는 별개로 형성되면서 상기 파퍼 실린더 내의 공간을 압축챔버와 열챔버로 구획하며, 상기 파퍼 실린더의 내주면에 밀착 고정되는 밀착단과, 중앙측 부위를 이루면서 상기 가동자 파이프가 관통되는 관통단 및 상기 밀착단과 상기 관통단 사이의 부위를 이루면서 복수의 연통홀이 관통 형성된 연결단으로 구성된 중간밸브 뭉치부;
    상기 파퍼 실린더의 압축챔버와 열챔버 간의 압력 차이에 의해 상기 각 연통홀을 선택적으로 개폐하도록 상기 중간밸브 뭉치부의 연결단에 전후 이동 가능하게 결합되는 링형 역지변;
    상기 역지변을 상기 연결단에 결합시키는 복수의 가이드 볼트; 그리고,
    상기 중간밸브 뭉치부의 전후 이동을 방지하는 이동 방지부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 이동 방지부는
    상기 파퍼 실린더의 내주면 중 상기 중간밸브 뭉치부의 밀착단이 밀착되는 영역 중의 선단측 부위에 돌출 형성된 걸림턱과,
    상기 파퍼 실린더의 내주면 중 상기 중간밸브 뭉치부의 밀착단이 밀착되는 부위의 직후방에 요입 형성된 요입홈과,
    상기 밀착단의 외주면 중 상기 걸림턱의 형성 위치와 대응되는 부위에 요입 형성되는 걸림홈과,
    상기 밀착단의 후면 둘레를 감싸도록 설치되면서 상기 요입홈에 요입된 상태로 고정되는 링부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간밸브 뭉치부를 구성하는 밀착단의 선단 및 상기 관통단의 선단은 전방측으로 갈수록 열챔버 내의 공간이 점차 확장되도록 외향 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관통단의 선단인 경사지게 형성된 부위의 시작 지점은 상기 역지변이 최대로 이동된 상태의 위치임을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 가이드 볼트는 상기 중간밸브 뭉치부의 연결단에 결합되는 결합단과, 상기 결합단으로부터 단턱지게 연장되면서 상기 역지변의 이동을 지지하는 지지단과, 상기 지지단으로부터 단턱지게 연장되면서 상기 역지변의 이동 거리를 한 정하는 걸림단 및 상기 걸림단의 끝단에 단턱지게 형성된 머리단을 포함하여 구성되고,
    상기 각 가이드 볼트에는 상기 역지변이 수평 상태를 유지하도록 탄력 설치되는 가이드 스프링이 각각 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치.
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