KR101678797B1

KR101678797B1 - 스위치 기어

Info

Publication number: KR101678797B1
Application number: KR1020157005183A
Authority: KR
Inventors: 다카시 구로다; 스스무 고즈루
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: CN104604053A; WO2014057694A1; HK1206490A1; KR20150038477A; JPWO2014057694A1; JP5766362B2; CN104604053B; DE112013004956T5

Abstract

[과제] 본 발명은, 통상 운전으로 행하는 통기에 있어서의 저속의 공기의 흐름에 대해서 저항이 작은 형상이며, 한편으로, 전기 사고시 등에 발생하는 케이스 내부의 고온, 고압 가스가 분출할 때에, 그 에너지를 크게 감소시킬 수 있는 스위치 기어를 제공하는 것이다.
[해결 수단] 케이스 내에 통기하기 위한 통기구가 복수 형성된 커버체와, 상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 커버체에 형성된 상기 통기구를 폐색하는 가스 분출 방지 장치를 가지는 스위치 기어로서, 상기 가스 분출 방지 장치는, 상기 커버체에 형성된 상기 통기구 사이에 배치된 고정 루버와, 상기 고정 루버 사이에 배치되며, 상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 이동하여 상기 고정 루버와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하는 가동 루버를 구비한 것이다.

Description

스위치 기어{SWITCHGEAR}

본 발명은, 예를 들면 차단기 등의 전력 기기가 수납된 금속 폐쇄형 스위치 기어에 관한 것이며, 특히 전류 정격(定格)이 크기 때문에, 외기를 받아들여 환기를 행하는 환기구를 구비한 스위치 기어의 구조에 관한 것이다.

금속 폐쇄형 스위치 기어에서 대전류 용량 정격인 것은, 주회로가 되는 도체에의 통전(通電)에 의해 줄(Joul) 발열이나 도체 주변의 구조물의 유도(誘導) 발열 등에 의해서, 도체 온도 및 주변의 공기 온도가 상승한다. 이 온도 상승을 일정한 레벨로 억제하기 위해서, 스위치 기어 주변의 외기를 받아들여, 스위치 기어 내부의 공기를 대류시켜 내부 공기 온도를 내리고, 도체부 등을 일정한 온도 이하로 하기 위해서, 스위치 기어의 이면(裏面)이나 전면(前面)의 비교적 낮은 위치에 흡기구를 마련하고, 천정부에 배기구를 마련하여, 스위치 기어 내의 대류에 더하여, 흡배기구의 헤드(head) 차이를 활용하여 환기 효율을 올리도록 고안한 구조를 취하는 것이 일반적이다.

스위치 기어의 운전시에 있어서, 매우 희소하지만, 여러 가지의 원인에 의해 스위치 기어 내부의 주회로에서 전기 사고가 발생하는 경우가 있다. 전기 사고가 발생한 경우에는 그 부분에 아크가 발생하고, 그 아크 에너지에 의해, 스위치 기어 내부에서 급격한 내부 압력 상승 및 고온 고압 가스가 생긴다.

종래의 금속 폐쇄형 스위치 기어에서, 비교적 소전류 정격인 것에서는, 일반적으로, 환기용의 흡배기구를 마련하지 않기 때문에, 내부에 고온 고압 가스가 발생한 경우, 스위치 기어 천정에 마련한 방압구(放壓口)로부터 방압판의 개방에 의해서만 고온 고압 가스가 반(盤) 밖으로 배출된다. 단 대전류 정격 스위치 기어에서는, 천정부의 방압구 및 환기용 배기구부 뿐만 아니라, 스위치 기어의 후면(後面) 혹은 전면(前面)에 마련한 흡기구로부터도, 고온 가스가 분출하게 된다.

사고시에 있어서의 스위치 기어의 천정부의 환기용 배기구로부터의 고온 가스의 분출은, 원래, 사고시의 방압구를 마련하고 있으므로, 그곳으로부터 분출해도 문제 없지만, 스위치 기어 이면 혹은 전면에 마련한, 환기용 흡기구로부터의, 고온 가스 분출은 억제할 필요가 있다. 이 때문에, 예를 들면, 특허 문헌 1에 나타내는 것은, 스위치 기어의 사고시의 이상(異常) 내부 압력 상승으로 흡기구부에 마련한 역지(逆止) 밸브식 셔터가 내압의 상승에 따라 이동하여 흡기구를 내측으로부터 폐색하도록 하고 있다. 이것에 의해, 고온 고압 가스가 통기로를 역류하여, 스위치 기어 주위로의 방출을 방지하고 있다.

특허 문헌 1：국제공개 WO2009/001425A1 공보 특허 문헌 2：일본특허공개 제2011－4530호 공보 특허 문헌 3：일본특허공개 평9－238413호 공보

상술한 종래의 스위치 기어에 있어서, 스위치 기어 내부에서의 주회로의 전기 사고에서는, 단락(短絡) 개소에 발생하는 아크에 의해 고온, 고압 가스가 스위치 기어 내부에 생긴다. 그래서, 스위치 기어 주위에 가스가 분출하는 것을 방지하기 위해서, 셔터 등의 고온, 고압 가스의 분출 방지 장치가 마련되어 있다.

통상, 전기 사고에 이르면 스위치 기어 내부의 온도와 압력이 10ms 내지 50ms정도로 급격하게 고온, 고압 상태로 이행한다. 이 고온, 고압 가스가 환기구를 통해 스위치 기어 외부로 분출하는 것을 방지하기 위해서, 환기구의 스위치 기어 내부 근처에 셔터 등의 고온, 고압 가스 분출 방지 장치를 설치하고 있다. 설치 방법은, 분출 방지 장치를 구비한 프레임을 볼트로 스위치 기어에 고정한다.

이 방지 장치는, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 나타내는 바와 같이, 핀 등을 이용하여, 셔터가 회전, 슬라이드하는 구조를 채용하고 있는 것이 많다. 전기 사고시의 스위치 기어 내부의 압력은 대기압과 비교하여, 80 ~ 100kPa 정도 높은 값이 되는 것이 알려져 있다. 그 때문에, 특허 문헌 2에 나타내는 바와 같은 동작 기구에 핀 등을 이용하여 회전하는 구조를 가지고 있는 구조에서는, 작고 강도가 낮은 부품이 다수 사용되고 있으며, 전기 사고시의 급격한 온도와 압력의 상승에 의해 그들 부품이 변형하여, 셔터 구조가 동작하지 않을 가능성이 있다.

부품수가 많아지면 고온, 고압 가스에 의해서 그들 부품이 변형하여, 셔터 구조가 정상적으로 동작하지 않는 리스크를 높이게 된다. 한편으로, 셔터 구조의 부품의 사이즈를 크게 하는 등의 수단으로 강도를 향상시키면, 그 질량에 의해 동작이 늦어져 셔터로서의 기능을 다할 수 없게 된다.

환기구에 설치되는 고온, 고압 가스 분출 방지 장치는, 장치에 의해서 환기구 면적을 제한하게 된다. 환기를 위해서 통기구 면적을 넓게 취하고 있는 경우, 고온, 고압 가스의 분출 방지 장치가 동작하여 환기구를 완전히 막기까지 장시간을 필요로 한다. 이 때, 약간의 틈새라도, 상자 내부의 높은 압력에 의해서 고온 가스가 분출할 우려가 있다.

그 결과, 셔터가 폐쇄되는 것 보다도 먼저 고온, 고압 가스가 스위치 기어의 외부로 분출하는 것이 생각되어진다. 한편으로, 환기구 면적을 작게 하고, 셔터 등의 분출 방지 장치의 작동 시간을 짧게 하면, 환기에 필요한 면적을 확보하는 것이 곤란, 혹은 기구가 복잡하게 되는 등의 문제점이 있었다. 특히 스위치 기어 내부의 온도가 상승하면, 스위치 기어 내부의 기기의 손상이나 스위치 기어 자체의 수명이 짧아지는 문제가 있다.

또, 셔터의 면적도 제약이 있다. 환기구 전체를 덮는 구조는 셔터와 환기구의 틈새를 작게 할 수 있기 때문에, 가스가 누설되는 리스크를 최소한으로 할 수 있지만, 면적이 넓기 때문에 전기 사고시의 압력에 의해서 가해지는 힘이 커져, 셔터가 변형하고 결과적으로 틈새가 생기게 된다. 그러나, 작은 셔터를 복수 준비하면, 부품 사이즈가 작게 되고, 또 부품수가 많게 됨으로써 상술의 전기 사고시의 압력에 의한 변형의 리스크를 높여 버린다.

이상과 같은 것으로부터 스위치 기어의 전류 정격 용량에 따른 면적을 가지는 환기구를 설치하기 위해서, 소량의 부품수로, 전기 사고시의 높은 압력하에서도 정상적으로 동작하고, 환기구 면적의 대소에 의하지 않고 스위치 기어 내의 전기 사고시에 고온, 고압 가스의 분출 방지 장치가 필요하다.

스위치 기어의 통상 운전시의 내부의 냉각을 위해서 마련된 환기구는, 스위치 기어 외부로부터 공기를 흡기한다. 한편으로, 전기 사고시에는 내부에 발생하는 고온 가스가 외부로 유출되기 때문에 유체가 흐르는 방향이 반대가 된다. 게다가, 통상 운전시의 환기에 사용하는 공기의 흐름은, 스위치 기어 내부의 발열에 의한 자연 대류에 의한 공기의 흐름이 주가 되지만, 이 때의 유체의 속도는 대략 0.5m/s ~ 1.0m/s 정도이다. 특허 문헌 3과 같은 구조는, 환기구의 폭방향의 길이 정도만큼 흡기한 공기를 우회시킬 필요가 있기 때문에, 흡기한 흐름이 느린 공기는, 전기 사고시에 환기구를 막는 판의 영향으로 에너지의 로스가 크고, 유속이 저하된다고 생각되어진다.

한편으로 전기 사고시의 고온, 고압 가스는 10 ~ 50ms의 짧은 시간에 대기압 보다도 100kPa 정도 높은 압력에 이르기 때문에, 그 속도는 음속(音速)에 가깝게 되어 100 m/s ~ 300 m/s의 고속이 된다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 통상 운전으로 행하는 통기에 있어서의 저속의 공기의 흐름에 대해서 저항이 작은 형상이며, 한편으로, 전기 사고시 등에 발생하는 케이스 내부의 고온, 고압 가스가 고속으로 분출할 때에, 그 에너지가 크게 감소하는 구조의 통기구를 구비한 스위치 기어를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 스위치 기어는, 케이스 내에 통기하기 위한 통기구가 복수 형성된 커버체와, 상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 커버체에 형성된 상기 통기구를 폐색(閉塞)하는 가스 분출 방지 장치를 가지는 스위치 기어로서, 상기 가스 분출 방지 장치는, 상기 커버체에 형성된 상기 통기구 사이에 배치되며 탄성을 가지는 금속 재료로 구성된 고정 루버(louver)와, 상기 고정 루버 사이에 배치되며, 상기 케이스 내의 압력의 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 이동하여 상기 고정 루버와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하고 탄성을 가지는 금속 재료로 구성된 가동 루버를 구비하며, 상기 고정 루버에는 상기 통기구측에 각각 고정측 절곡부가 마련됨과 아울러, 상기 가동 루버에는 각각 상기 고정 루버의 상기 고정측 절곡부와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하는 가동측 절곡부가 마련되며, 상기 고정측 절곡부의 일방측에 상기 가동측 절곡부의 타방측이 맞닿고, 상기 고정측 절곡부의 타방측에 상기 가동측 절곡부의 일방측이 맞닿는 것이다.
또, 본 발명에 관한 스위치 기어는, 케이스 내에 통기하기 위한 통기구가 복수 형성된 커버체와, 상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 커버체에 형성된 상기 통기구를 폐색(閉塞)하는 가스 분출 방지 장치를 가지는 스위치 기어로서, 상기 가스 분출 방지 장치는, 상기 커버체에 형성된 상기 통기구 사이에 배치된 고정 루버(louver)와, 상기 고정 루버 사이에 배치되며, 상기 케이스 내의 압력의 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 이동하여 상기 고정 루버와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색한 가동 루버를 구비하며, 상기 고정 루버에는 상기 통기구측에 각각 고정측 절곡부가 마련됨과 아울러, 상기 가동 루버에는 각각 상기 고정 루버의 상기 고정측 절곡부와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하는 가동측 절곡부가 마련되며, 상기 고정측 절곡부의 일방측에 상기 가동측 절곡부의 타방측이 맞닿고, 상기 고정측 절곡부의 타방측에 상기 가동측 절곡부의 일방측이 맞닿으며, 상기 가동 루버에는 가동측 가이드체가 마련되고, 상기 커버체에 고정측 가이드체가 마련되며, 상기 가동측 가이드체는, 지지편과, 상기 지지편에 마련되며 상기 커버체에 형성된 상기 고정측 가이드체에 맞물리는 맞물림체를 구비한 것이다.

본 발명에 관한 스위치 기어에 의하면, 케이스 내의 압력 상승시에 그 압력의 에너지에 의해 가동 루버가 이동하여 고정 루버과 맞닿는 것에 의해 커버체에 형성된 통기구를 폐색할 수 있는 스위치 기어를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동전의 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동후의 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동전의 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동전의 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 5에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 6에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 단면도이다.

실시 형태 1.

이하, 본 발명의 실시 형태 1을 도 1 내지 도 5에 기초하여 설명하지만, 각 도면에서, 동일, 또는 상당 부재, 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어를 나타내는 측단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동전의 상태를 나타내는 요부 단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동후의 상태를 나타내는 요부 단면도이다.

먼저, 도 1에 의해 스위치 기어의 내부 구성에 대해 설명한다. 접지 금속제의 케이스(1)의 내부는 복수의 컴파트먼트로 구획되어 있다. 도 1의 좌측(스위치 기어 정면측)에는, 인출형 차단기(2)가 수납되는 차단기 컴파트먼트(3)가 배치되어 있으며, 이 인출형 차단기(2)는 정면측으로부터 인출 가능하게 되어 있다. 차단기 컴파트먼트(3)의 후벽(後壁)에는 상하로 소정의 간격을 두고 주회로의 단로부(斷路部)(4a, 4b)가 고정 마련되어 있고, 인출형 차단기(2)의 후면(도 1에서 우측)으로 돌출한 접속 단자와 착탈 가능하게 되어 있다. 그리고 단로부(4a, 4b)에는, 주회로 단자(5a, 5b)가 마련되어 있다. 차단기 컴파트먼트(3)의 상부는 제어기구(도시하지 않음)가 수납되는 제어기기 컴파트먼트(6)로 되어 있다.

차단기 컴파트먼트(3)의 배면측 상부는, 3상(相)의 모선(7)이 지지 인슐레이터(8)에 의해 지지되어 배치된 모선(母線) 컴파트먼트(9)로 되어 있고, 인출형 차단기(2)의 일단측에 접속된 단로부(4a)의 주회로 단자(5a)와 모선(7)이 분기 도체(10)에 의해 접속되어 수납되어 있다. 모선 컴파트먼트(9)의 후방 및 하부는 부하측의 케이블(11)이 수납되는 케이블 컴파트먼트(12)이다.

인출형 차단기(2)의 타단측에 접속된 단로부(4b)의 주회로 단자(5b)와 케이블(11)은 부하측 도체(13)가 도중에 변류기(14)를 관통하여 마련되어 있다. 또, 주회로 단자(5b)에는 접지 개폐기(15)가 접속되어 있다.

도 1의 우측(스위치 기어 후면측)에서의 케이블실 하부에는, 외부로부터의 흡기를 행하는 흡기부(16)가 마련되어 있고, 흡기부(16)에 접한 스위치 기어에는, 통상 운전시의 스위치 기어 내의 통기 및 전기 사고시 등의 고온, 고압 가스의 스위치 기어 밖으로의 유출 방지를 위한 가스 분출 방지 장치(20)가 구비되어 있다. 이러한 스위치 기어에서는, 주로 주회로가 배치되어 있는 차단기 컴파트먼트(3), 모선 컴파트먼트(9), 케이블 컴파트먼트(12)에서 전기 사고가 발생하는 것이 알려져 있다.

다음으로, 도 2, 도 3 및 도 4에 기초하여 통기구 및 고온, 고압 가스의 가스 분출 방지 장치(20)의 구조의 일례를 나타낸다. 도 2는 스위치 기어의 외측으로부터 가스 분출 방지 장치(20)의 구조를 본 것이다. 도 3은 스위치 기어의 내측으로부터 가스 분출 방지 장치(20)의 구조를 본 것이다. 도 2 및 도 3은, 스위치 기어의 케이스(1)에 마련한 흡기부(16)에 설치하는 것으로, 직사각 모양의 통기구(22)를 복수 마련한 커버체(21)를 사용함으로써, 이물의 진입을 방지하는 구조이다.

게다가, 커버체(21)에는, 통기구(22) 보다도 작은 것이나, 경사진 각도로부터의 이물의 진입을 방지하기 위해서, 각도를 가진 경사 부재(도시하지 않음)가 일반적으로는 마련된다. 이 실시 형태 1에서는, 경사 부재의 기능을 후술하는 고정 루버(louver, 23)에 갖게 한 것으로서 커버체(21)의 내측에 도 2에 나타내는 바와 같이 설치한 경우를 나타내고 있다.

가스 분출 방지 장치(20)는, 커버체(21)에 형성된 복수의 통기구(22) 사이에 각각 배치된 고정 루버(23)와, 고정 루버(23) 사이에 배치되며, 케이스(1) 내의 압력 상승시에 그 압력의 에너지에 의해 이동하여 고정 루버(23)와 맞닿는 것에 의해 통기구(22)를 폐색하는 가동 루버(24)에 의해 구성되어 있다.

가동 루버(23)에는 가동측 가이드체(25)가 마련되고, 커버체(21)의 측면에 고정측 가이드체(26)가 마련되며, 가동측 가이드체(25)는 고정측 가이드체(26)와의 맞물림에 의해 이동 가능하게 구성되어 있다. 도면은 일례로서, 가동측 가이드체(25)는, 지지편(27)과, 지지편(27)에 마련되며 커버체(21)의 측면에 형성된 고정측 가이드체(26)인 예를 들면 가이드 홈에 맞물리는 맞물림체(28)를 구비하고 있다.

고정 루버(23)에는 통기구(22)측의 단부에 각각 고정측 절곡부(29a, 29b)가 마련됨과 아울러, 가동 루버(24)에는 각각 고정 루버(23)의 고정측 절곡부(29a, 29b)와 맞닿는 것에 의해 통기구(22)를 폐색하는 가동측 절곡부(30a, 30b)가 마련되며, 일방측의 고정측 절곡부(29a)에 타방측의 가동측 절곡부(30b)가 맞닿고, 타방측의 고정측 절곡부(29b)에 일방측의 가동측 절곡부(30a)가 맞닿는 구성으로 되어 있다.

가동 루버(24)의 가동측 가이드체(25)인 맞물림체(28)는, 커버체(21)의 측면으로 마련된 가이드 홈으로 이루어지는 고정측 가이드체(26)를 따르도록 맞물려 설치되며, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등의 고온, 고압 가스의 압력 에너지에 의해, 가동 루버(24)가 스위치 기어의 외측 방향으로 밀리는 것에 의해, 즉, 커버체(21)에 형성된 통기구(22)측으로 밀리는 것에 의해서, 가동 루버(24)의 가동측 절곡부(30a, 30b)와 고정 루버(23)의 고정측 절곡부(29a, 29b)가 서로 겹쳐, 통기구(22)를 폐색하여 가스의 유로를 막는 것이 가능하게 된다.

고정 루버(23) 및 가동 루버(24)는 스위치 기어의 폭방향으로 길게 취하고, 높이 방향에 대해서는, 직사각 모양의 통기구(22) 정도의 폭이기 때문에, 고정 루버(23)을 통과한 흡기 공기는 가동 루버(24)를 상하로 우회함으로써, 스위치 기어 내부에 받아들여진다. 그 결과, 흡기에 의한 에너지의 로스를 작게 할 수 있다.

또, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등의 고온, 고압 가스는 고속으로 고정 루버(23)에 부딛힘으로써 고정 루버(23) 부근이 고압 상태가 되고, 그 압력이 저항이 되므로 셔터가 동작하기까지 누설되는 가스의 양을 줄일 수 있는 것 외에 고온, 고압 가스의 에너지를 감쇠시킬 수 있다.

다음으로, 도 4 및 도 5에 기초하여 가스 분출 방지 장치(20)의 동작에 대해 설명한다. 도 4는 스위치 기어의 통상 상태에서의 고정 루버(23)와 가동 루버(24)와의 위치 관계를 나타내고, 도 5는 케이스(1) 내의 압력 상승시에 그 압력의 에너지에 의해 가동 루버(24)가 이동하여 고정 루버(23)와 접촉하여 통기구(22)를 폐색하고 있는 상태를 나타내고 있다.

도 4는 스위치 기어의 통상 운전시의 상태이고, 고정 루버(23)와 가동 루버(24)와의 사이는 이간(離間)하고 있으며, 스위치 기어 외부의 공기는 화살표 A1로 나타내는 바와 같이 각 통기구(22)에 유입하고, 각 통기구(22)에 유입한 공기는 화살표 A2로 나타내는 바와 같이 고정 루버(23)의 일방측의 고정측 절곡부(29a)와 가동 루버(24)의 타방측의 가동측 절곡부(30b)와의 사이를 통과하여 스위치 기어 내부에 각각 통기됨과 아울러, 통기구(22)에 유입한 공기는 화살표 A3로 나타내는 바와 같이 고정 루버(23)의 타방측의 고정측 절곡부(29b)와 가동 루버(24)의 일방측의 가동측 절곡부(30a)와의 사이를 통과하여 스위치 기어 내부로 각각 통기된다.

이와 같이 각 통기구(22)로부터 흡기하여 통과한 공기는 고정 루버(23)와 가동 루버(24)와의 사이를 통과하여 각 가동 루버(24)의 상하로 우회하여 스위치 기어 내부에 받아들여진다. 그 결과, 스위치 기어 내부와 외부의 공기의 교환을 행할 때에 통기시의 저속의 공기의 흐름이 받는 손실은 낮고, 흡기에 의한 에너지의 로스를 작게 억제할 수 있다.

도 4에서, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 압력의 에너지에 의해 각 가동 루버(24)가 화살표 B로 나타내는 바와 같이 각 통기구(22)측으로 각각 이동하게 된다.

전기 사고시 등에 의한 스위치 기어 내부에 발생하는 대기압 보다도 100kPa 정도 높은 압력을 가지는 가스는, 스위치 기어의 통기구(22)를 향해 이동하고, 내부의 압력을 저하시키려고 한다. 이 실시 형태 1에 의하면, 고온, 고압 가스의 분출을 방지하는 구조는, 높은 압력을 가지는 가스가 진행하는 방향에 대해서 그 압력에 의한 힘을 받기 쉬운 구조와 배치를 이용하기 때문에, 압력의 상승에 대해서 짧은 시간에 동작하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 고온, 고압 가스의 분출을 방지하는 장치는 스위치 기어 내부의 높은 압력을 이용하여, 가스의 유로를 막고, 장치의 탄성에 의해 그 밀폐도를 높이는 것이 가능하게 된다.

따라서, 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 압력의 에너지에 의해 각 가동 루버(24)가 화살표 B로 나타내는 바와 같이 각 통기구(22) 측으로 각각 이동한다. 각 가동 루버(24)의 가동측 가이드체(25)인 맞물림체(28)가 커버체(21)의 측면에 형성된 고정측 가이드체(26)인 예를 들면 가이드 홈을 따라서 고온, 고압 가스의 압력 에너지에 의해 각 가동 루버(24)가 이동하고, 각 가동 루버(24)의 이동에 의해서 각 고정 루버(23)의 일방측의 고정측 절곡부(29a)와 각 가동 루버(24)의 타방측의 가동측 절곡부(30b)가 맞닿고, 각 고정 루버(23)의 타방측의 고정측 절곡부(29b)와 각 가동 루버(24)의 일방측의 가동측 절곡부(30a)가 맞닿아 각 통기구(22)를 폐색하여, 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 스위치 기어 외부로의 분출을 방지할 수 있다.

고정 루버(23)와 그 고정측 절곡부(29a, 29b) 및 가동 루버(24)와 그 가동측 절곡부(30a, 30b)를 포함하여, 철강과 같은 탄성을 가지는 금속 재료로 구성됨으로써, 고정 루버(23)의 고정측 절곡부(29a, 29b)와 가동 루버(24)의 가동측 절곡부(30a, 30b)의 영역이 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 압력 에너지를 이용하여 서로 미는 것에 의해 그 밀폐도를 높일 수 있다.

또, 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 스위치 기어 외부로 이동하는 방향에 대해서 수직하게 가동 루버(24)를 설치하고 있기 때문에, 회전 기구 등에 이용하는 부품이 불필요하게 되고, 구조가 간단하고 압력에 의한 동작까지의 시간을 단축시킬 수 있다.

또, 도 1 및 도 2에 나타내는 동일 구성은 일례이며, 이들의 배치 구성에 한정되는 것은 아니다. 흡기부는 도면의 좌측(스위치 기어 정면측)부, 혹은 스위치 기어 바닥면부에 구비되는 구성, 또 이들 이외의 구성이라도 괜찮다. 또, 각 루버의 절곡부의 방향을 반대로 설치하는 경우라도 좋고, 그 형상이 변화해도 괜찮다.

실시 형태 2.

본 발명의 실시 형태 2를 도 6에 기초하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동전의 상태를 나타내는 요부 단면도이다.

상술한 실시 형태 1에서는, 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 수평 방향의 압력 에너지에 의해 각 가동 루버(24)가 수평 방향으로 이동하여 각 고정 루버(23)와 맞닿아 각 통기구(22)를 폐색하고, 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 스위치 기어 외부로의 분출을 방지하는 경우에 대해 기술했지만, 이 실시 형태 2에서는, 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 상하 방향의 압력 에너지가 작용하는 경우를 나타내고 있다.

도 6은 일례로서 아래로부터 윗 방향으로 압력 에너지가 작용하는 경우를 나타내며, 가동 루버(31)에는 가동측 가이드체(32)가 마련되고, 커버체(21)의 측면에 고정측 가이드체(33)가 마련되며, 가동측 가이드체(32)는 고정측 가이드체(33)와의 맞물림에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 도면은 일례로서, 가동측 가이드체(32)는, 지지편(도시하지 않음)과 지지편(도시하지 않음)에 마련되며 커버체(21)의 측면에 형성된 고정측 가이드체(33)인 예를 들면 가이드 홈에 맞물리는 맞물림체(34)를 구비하고 있다.

가동 루버(31)에는 각각 고정 루버(23)의 고정측 절곡부(29a, 29b)와 맞닿는 것에 의해 통기구(22)를 폐색하는 가동측 절곡부(35a, 35b)가 마련되며, 일방측의 고정측 절곡부(29a)에 타방측의 가동측 절곡부(35b)가 맞닿고, 타방측의 고정측 절곡부(29b)에 일방측의 가동측 절곡부(35a)가 맞닿는 구성으로 되어 있다.

가동 루버(31)의 가동측 가이드체(32)인 맞물림체(34)는, 커버체(21)의 측면에 마련된 가이드 홈으로 이루어지는 고정측 가이드체(33)를 따르도록 맞물려 설치되며, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등의 고온, 고압 가스의 압력 에너지에 의해, 가동 루버(31)가 스위치 기어의 윗 방향으로 밀리는 것에 의해, 가동 루버(31)의 가동측 절곡부(35a, 35b)와 고정 루버(23)의 고정측 절곡부(29a, 29b)가 서로 겹쳐, 통기구(22)를 폐색하여 가스의 유로를 막는 것이 가능하게 된다.

고정 루버(23) 및 가동 루버(31)는 스위치 기어의 폭방향으로 길게 취하고, 높이 방향에 대해서는, 직사각 모양의 통기구(22) 정도의 폭이기 때문에, 고정 루버(23)를 통과한 흡기 공기는 가동 루버(31)를 상하로 우회함으로써, 스위치 기어 내부에 받아들여진다. 그 결과, 스위치 기어 내부와 외부의 공기의 교환을 행할 때에 환기시의 저속의 공기의 흐름이 받는 손실은 낮고, 흡기에 의한 에너지의 로스를 작게 할 수 있다.

도 6에서, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 압력의 에너지에 의해 각 가동 루버(31)가 화살표 C로 나타내는 바와 같이 윗 방향측으로 각각 이동하게 된다.

전기 사고시에 스위치 기어 내부에 발생하는 대기압 보다도 100kPa 정도 높은 압력을 가지는 가스는, 스위치 기어의 통기구(22)를 향해 이동하고, 내부의 압력을 저하시키려고 한다. 이 실시 형태 2에 의하면, 고온, 고압 가스의 분출을 방지하는 구조는, 높은 압력을 가지는 가스가 진행되는 윗 방향에 대해서 그 압력에 의한 힘을 받기 쉬운 구조와 배치를 이용하기 때문에, 압력의 상승에 대해서 짧은 시간에 동작하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 고온, 고압 가스의 분출을 방지하는 장치는 스위치 기어 내부의 높은 압력을 이용하여, 가스의 유로를 막고, 장치의 탄성에 의해 그 밀폐도를 높이는 것이 가능하게 된다.

따라서, 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 압력의 에너지에 의해 각 가동 루버(31)가 화살표 C로 나타내는 바와 같이 윗 방향측으로 각각 이동한다. 각 가동 루버(31)의 가동측 가이드체(32)인 맞물림체(34)가 커버체(21)의 측면에 형성된 고정측 가이드체(33)인 예를 들면 가이드 홈을 따라서 고온, 고압 가스의 압력 에너지에 의해 각 가동 루버(31)가 윗 방향으로 이동하고, 각 가동 루버(31)의 이동에 의해서 각 고정 루버(23)의 일방측의 고정측 절곡부(29a)와 각 가동 루버(31)의 타방측의 가동측 절곡부(35b)가 맞닿고, 각 고정 루버(23)의 타방측의 고정측 절곡부(29b)와 각 가동 루버(31)의 일방측의 가동측 절곡부(35a)가 맞닿아 각 통기구(22)를 폐색하여, 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 스위치 기어 외부로의 분출을 방지할 수 있다.

고정 루버(23)와 그 고정측 절곡부(29a, 29b) 및 가동 루버(31)와 그 가동측 절곡부(35a, 35b)를 포함하여, 철강과 같은 탄성을 가지는 금속재료로 구성됨으로써, 고정 루버(23)의 고정측 절곡부(29a, 29b)와 가동 루버(31)의 가동측 절곡부(35a, 35b)의 영역이 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 압력 에너지를 이용하여 서로 미는 것에 의해 그 밀폐도를 높일 수 있다.

또, 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 윗 방향으로의 이동에 대해서, 윗 방향으로 이동하도록 가동 루버(31)를 설치하고 있기 때문에, 회전 기구 등에 이용하는 부품이 불필요하게 되고, 구조가 간단하고 압력에 의한 동작까지의 시간을 단축시킬 수 있다.

실시 형태 3.

본 발명의 실시 형태 3을 도 7에 기초하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치를 나타내는 사시도이다.

상술한 각 실시 형태에서는, 커버체(21), 고정 루버(23)와 가동 루버(24)로 구성되는 가스 분출 방지 장치(20)가 1단(段) 배치하여 통기구(22)를 폐색하고, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 통기구(22)로부터의 분출을 방지하는 경우에 대해 기술했지만, 이 실시 형태 3에서는, 커버체(21), 고정 루버(23)와 가동 루버(24)로 구성되는 가스 분출 방지 장치(20)를 복수단, 예를 들면 도면은 일례로서 2단 겹쳐서 배치하고, 스위치 기어 내부의 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 분출을 방지하는 것이다.

이 실시 형태 3에 의하면, 커버체(21), 고정 루버(23)와 가동 루버(24)로 구성되는 가스 분출 방지 장치(20)를 복수단 겹쳐서 배치하는 것에 의해, 전기 사고시에 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 유로의 폐색도를 더 높일 수 있다. 이 실시 형태 3의 구조는 흡기되는 공기의 저항이 낮기 때문에, 본 구조가 스위치 기어의 흡기부에 복수단 설치해도 그 통기 성능은 크게 저하하지 않는 한편으로, 전기 사고시 등의 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스가 분출하는 유로를 복수단에 걸쳐서 막기 때문에 밀폐도를 더 높일 수 있다.

실시 형태 4.

본 발명의 실시 형태 4를 도 8 및 도 9에 기초하여 설명하지만, 각 도면에서, 동일, 또는 상당 부재, 부위에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 이동전의 상태를 나타내는 요부 단면도이다. 도 9는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 사시도이다.

이 실시 형태 4에서는, 전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 압력 에너지에 의해 가동 루버(24)가 이동하여 고정 루버(23)와 맞닿아 통기구(22)를 폐색한 후, 스위치 기어 내부의 압력이 통상의 압력으로 되돌아왔을 때에 가동 루버(24)를 초기의 위치로 복귀시키는 예를 들면 구동 스프링으로 이루어지는 구동체(36)를 마련한 것이다.

가동 루버(24)에 구동 스프링으로 이루어지는 구동체(36)를 설치, 즉, 가동측 가이드체(25)의 지지편(27)과 커버체(21)의 지지판(21a)과의 사이에 구동 스프링으로 이루어지는 구동체(36)를 설치하고, 통상시는 스프링의 장력에 의해 가동 루버(24)가 오동작하지 않도록 유지 기구를 구성하고 있는 것이다. 상술한 바와 같이, 스위치 기어 내의 전기 사고시 등에서의 압력은 대기압에 비해 100kPa 정도 높기 때문에, 가동 루버(24)의 중량을 유지하는 정도의 장력은, 전기 사고시 등에서의 압력에 비해 낮기 때문에 그 동작 성능은 유지된다.

전기 사고시 등에 의한 케이스(1) 내의 압력 상승시에, 그 압력의 에너지에 의해 각 가동 루버(24)가 구동체(36)인 구동 스프링의 장력에 저항하여 화살표 B로 나타내는 바와 같이 각 통기구(22)측으로 각각 이동한다. 각 가동 루버(24)의 가동측 가이드체(25)인 맞물림체(28)가 커버체(21)의 측면에 형성된 고정측 가이드체(26)인 예를 들면 가이드 홈을 따라서 고온, 고압 가스의 압력 에너지에 의해 각 가동 루버(24)가 이동하고, 각 가동 루버(24)의 이동에 의해서 각 고정 루버(23)의 일방측의 고정측 절곡부(29a)와 각 가동 루버(24)의 타방측의 가동측 절곡부(30b)가 맞닿으며, 각 고정 루버(23)의 타방측의 고정측 절곡부(29b)와 각 가동 루버(24)의 일방측의 가동측 절곡부(30a)가 맞닿아 각 통기구(22)를 폐색하여, 케이스(1) 내의 고온, 고압 가스의 스위치 기어 외부로의 분출을 방지할 수 있다.

또, 전기 사고시 등이 복구되어 스위치 기어 내부의 압력이 통상의 압력으로 되돌아왔을 때에는, 구동체(36)인 구동 스프링의 복원력에 의해 각 가동 루버(24)를 초기의 위치로 복귀시킬 수 있다.

실시 형태 5.

본 발명의 실시 형태 5를 도 10에 기초하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시 형태 5에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 단면도이다.

이 실시 형태 5에서는, 고정 루버(23)는 고정측 절곡부(29a, 29b)를 마련한 구성으로 하고, 가동 루버(37)를 평판으로 구성한 것이다. 평판을 이용한 가동 루버(37)로 하는 것에 의해, 가동 루버(37)의 가공에 필요한 공정수를 삭감할 수 있다.

실시 형태 6.

본 발명의 실시 형태 6을 도 11에 기초하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시 형태 6에 관한 스위치 기어에서의 분출 방지 장치의 요부를 나타내는 단면도이다.

이 실시 형태 6에서는, 가동 루버(24)는 가동측 절곡부(30a, 30b)를 마련한 구성으로 하고, 고정 루버(38)를 평판으로 구성한 것이다. 평판을 이용한 고정 루버(38)로 하는 것에 의해, 고정 루버(38)의 가공에 필요한 공정수를 삭감할 수 있다. 또, 고정 루버(38)를 평판으로 구성하는 경우에는, 커버체(21)의 통기구(22) 사이의 부재를 고정 루버로서 겸용하는 것도 가능하다.

또, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합시키거나, 각 실시 형태를 적절히, 변형, 생략하는 것이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 통상 운전으로 행하는 통기에 있어서의 저속의 공기의 흐름에 대해서 저항이 작은 형상이며, 한편으로, 전기 사고시 등에 발생하는 케이스 내부의 고온, 고압 가스가 분출할 때에, 그 에너지를 크게 감소시킬 수 있는 스위치 기어의 실현에 바람직하다.

1 : 케이스 20 : 가스 분출 방지 장치
21 : 커버체 22 : 통기구
23 : 고정 루버 24 : 가동 루버
25 : 가동측 가이드체 26 : 고정측 가이드체
27 : 지지편 28 : 맞물림체
29a : 고정측 절곡부 29b : 고정측 절곡부
30a : 가동측 절곡부 30b : 가동측 절곡부
31 : 가동 루버 32 : 가동측 가이드체
33 : 고정측 가이드체 34 : 맞물림체
35a : 가동측 절곡부 35b : 가동측 절곡부
36 : 구동체 37 : 가동 루버
38 : 고정 루버

Claims

케이스 내에 통기하기 위한 통기구가 복수 형성된 커버체와, 상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 커버체에 형성된 상기 통기구를 폐색(閉塞)하는 가스 분출 방지 장치를 가지는 스위치 기어로서, 상기 가스 분출 방지 장치는, 상기 커버체에 형성된 상기 통기구 사이에 배치되며 탄성을 가지는 금속 재료로 구성된 고정 루버(louver)와, 상기 고정 루버 사이에 배치되며, 상기 케이스 내의 압력의 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 이동하여 상기 고정 루버와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하고 탄성을 가지는 금속 재료로 구성된 가동 루버를 구비하며, 상기 고정 루버에는 상기 통기구측에 각각 고정측 절곡부가 마련됨과 아울러, 상기 가동 루버에는 각각 상기 고정 루버의 상기 고정측 절곡부와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하는 가동측 절곡부가 마련되며, 상기 고정측 절곡부의 일방측에 상기 가동측 절곡부의 타방측이 맞닿고, 상기 고정측 절곡부의 타방측에 상기 가동측 절곡부의 일방측이 맞닿는 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 1에 있어서,
상기 가동 루버에는 가동측 가이드체가 마련되고, 상기 커버체에 고정측 가이드체가 마련되며, 상기 가동측 가이드체는 상기 고정측 가이드체와의 맞물림에 의해 이동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
케이스 내에 통기하기 위한 통기구가 복수 형성된 커버체와, 상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 커버체에 형성된 상기 통기구를 폐색(閉塞)하는 가스 분출 방지 장치를 가지는 스위치 기어로서, 상기 가스 분출 방지 장치는, 상기 커버체에 형성된 상기 통기구 사이에 배치된 고정 루버(louver)와, 상기 고정 루버 사이에 배치되며, 상기 케이스 내의 압력의 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 이동하여 상기 고정 루버와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색한 가동 루버를 구비하며, 상기 고정 루버에는 상기 통기구측에 각각 고정측 절곡부가 마련됨과 아울러, 상기 가동 루버에는 각각 상기 고정 루버의 상기 고정측 절곡부와 맞닿는 것에 의해 상기 통기구를 폐색하는 가동측 절곡부가 마련되며, 상기 고정측 절곡부의 일방측에 상기 가동측 절곡부의 타방측이 맞닿고, 상기 고정측 절곡부의 타방측에 상기 가동측 절곡부의 일방측이 맞닿으며, 상기 가동 루버에는 가동측 가이드체가 마련되고, 상기 커버체에 고정측 가이드체가 마련되며, 상기 가동측 가이드체는, 지지편과, 상기 지지편에 마련되며 상기 커버체에 형성된 상기 고정측 가이드체에 맞물리는 맞물림체를 구비한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 1에 있어서,
상기 가동 루버 또는 상기 고정 루버 중 어느 일방에 절곡부가 형성되며, 상기 가동 루버 또는 상기 고정 루버 중 어느 타방측을 평판으로 한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 3 있어서,
상기 가동 루버 또는 상기 고정 루버 중 어느 일방에 절곡부가 형성되며, 상기 가동 루버 또는 상기 고정 루버 중 어느 타방측을 평판으로 한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 상기 가동 루버가 이동하여 상기 고정 루버과 맞닿아 상기 통기구를 폐색한 후, 상기 가동 루버를 복귀시키는 구동체를 마련한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
상기 케이스 내의 압력 상승시에 상기 압력의 에너지에 의해 상기 가동 루버가 이동하여 상기 고정 루버과 맞닿아 상기 통기구를 폐색한 후, 상기 가동 루버를 복귀시키는 구동체를 마련한 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 가스 분출 방지 장치는 복수열 배치된 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
상기 가스 분출 방지 장치는 복수열 배치된 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 6에 있어서,
상기 가스 분출 방지 장치는 복수열 배치된 것을 특징으로 하는 스위치 기어.
청구항 7에 있어서,
상기 가스 분출 방지 장치는 복수열 배치된 것을 특징으로 하는 스위치 기어.