JP2023121615A

JP2023121615A - circuit breaker

Info

Publication number: JP2023121615A
Application number: JP2022025060A
Authority: JP
Inventors: 岳浅沼; Takeshi Asanuma; 祥太郎中山; Shotaro Nakayama
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-08-31

Abstract

To provide a circuit breaker which can reduce an external arc space.SOLUTION: A circuit breaker includes a stator 22 having a stationary contact point 22a, a mover 23 having a movable contact point 23a movable when a circuit on a power supply side relative to the stator 22 and a circuit on a load side are connected or interrupted, and an arc-extinguishing chamber 24 having a grid 25 for arc-extinguishing an arc 2 generated at the time of current interruption and an exhaust port 4 for exhausting hot gas generated from the arc 2, wherein a resin structure 5 composed of a resin material is arranged outside the exhaust port 4 and an internal exhaust path 12 of the hot gas is formed, and a metal structure 19 composed of a metal material is arranged on the downstream side of the internal exhaust path 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

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。 The present invention relates to a circuit breaker capable of reducing the external arc space.

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。 In the circuit breaker, the hot gas generated from the arc at the time of breaking contains the ablated gas of the electrode material and the metal grid for extinguishing the arc, so it is a conductive high-temperature gas. In the circuit breaker, in order to achieve breaking, it is necessary to exhaust conductive hot gas to the outside of the circuit breaker through an exhaust port in order to suppress an increase in the internal pressure of the breaking chamber. Here, if the conductive gas exhausted from the circuit breaker comes into contact with a charged metal terminal, it may develop into a ground fault/short circuit accident. For this reason, circuit breakers need to secure an arc space outside so that the temperature of the hot gas can be sufficiently cooled, and the metal vapor, which is a conductive substance, can be sufficiently diffused to reduce the conductivity of the gas. There is

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。 Patent Document 1 describes a double structure in which the inside of the base is made of an organic-inorganic composite composition and the outside is made of a structural composition such as a thermosetting resin. When the electrodes are opened and closed, an arc is generated between the contact points of the electrodes. Due to the generated arc, free carbon generated from the organic material of the internal structure and metal vapor and molten metal droplets generated from the metal parts of the internal structure are separated from the inside. It is made into an insulator by an insulation imparting gas generated from an inorganic compound that undergoes a dehydration reaction at 150° C. or higher contained in the organic-inorganic hybrid composition. As a result, the electric resistance of the inner surface of the base is prevented from being lowered, and the insulation performance between the electrodes of the switch is improved after the electrodes are opened and closed.

また、特許文献２には、回路遮断器から排気された導電性のホットガスを樹脂構造物に接触させ、樹脂からの絶縁性の低温ガス（アブレーションガス）をホットガスに混入させることでホットガスの温度とともに導電性を低下させる構造が提案されている。 In addition, in Patent Document 2, conductive hot gas exhausted from a circuit breaker is brought into contact with a resin structure, and insulating low-temperature gas (ablation gas) from the resin is mixed into the hot gas. Structures have been proposed that reduce conductivity with temperature.

特開２００１－３５７７６９号公報JP-A-2001-357769 特開２０１７－１０３００５号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-103005

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。 By the way, in the conventional circuit breaker, as described above, it was necessary to secure a large external arc space in order to reduce the temperature and conductivity of the discharged hot gas. In a device incorporating a circuit breaker that requires such a wide arc space, such as a switchboard, securing a wide arc space hinders miniaturization of the device.

一方、特許文献２では、アークスペースの小型化のため、回路遮断器の排気口外部に樹脂構造物を配置し、樹脂の分解温度以上のホットガスから熱が樹脂に吸収された際に、樹脂からの絶縁性の低温ガス（アブレーションガス）をホットガスに混入させることでホットガスの温度とともに導電性を低下させるようにしているが、構造物を樹脂のみで構築した場合、ホットガス温度を樹脂分解温度以下に低下させることが困難であり、十分な温度低下及び導電性低下をもたらすことができない。これは、樹脂の熱伝導率が低いため、樹脂内部への熱吸収が阻害されるためである。 On the other hand, in Patent Document 2, in order to reduce the size of the arc space, a resin structure is placed outside the exhaust port of the circuit breaker, and when heat is absorbed by the resin from hot gas above the decomposition temperature of the resin, the resin By mixing an insulating low-temperature gas (ablation gas) from the hot gas into the hot gas, the conductivity decreases with the temperature of the hot gas. It is difficult to lower the temperature below the decomposition temperature, and sufficient temperature reduction and conductivity reduction cannot be brought about. This is because heat absorption into the inside of the resin is inhibited due to the low thermal conductivity of the resin.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a circuit breaker capable of reducing the external arc space.

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て前記ホットガスの排気流路を形成するとともに、前記排気流路の下流側に金属材料で構成した金属構造物を配置したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the circuit breaker according to the present invention includes a stator having a fixed contact, and a circuit on the power supply side and a circuit on the load side with respect to the stator. An arc-extinguishing chamber having a mover having a movable contact that moves when breaking the current, a grid for extinguishing an arc generated when the current is interrupted, and an exhaust port for discharging hot gas generated from the arc. wherein a resin structure made of a resin material is arranged outside the exhaust port to form an exhaust passage for the hot gas, and a metal material is placed downstream of the exhaust passage. It is characterized by arranging a configured metal structure.

また、本発明にかかる回路遮断器は、上記の発明において、前記排気流路を形成する前記樹脂構造物及び前記金属構造物はラビリンス構造であることを特徴とする。 Moreover, the circuit breaker according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the resin structure and the metal structure forming the exhaust flow path have a labyrinth structure.

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た拡散構造となっていることを特徴とする。 Further, in the circuit breaker according to the present invention, in the above invention, the inner wall surface of the labyrinth structure has a diffusion structure in which a plurality of grooves parallel to the flow of the hot gas are formed. .

また、本発明にかかる回路遮断器は、上記の発明において、前記排気流路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。 Further, in the circuit breaker according to the present invention, in the above invention, the minimum channel cross-sectional area of the exhaust channel is larger than the channel cross-sectional area of the exhaust port.

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、樹脂分解温度以上のホットガスを、樹脂アブレーションガスの発生によって効率的に冷却し、さらに流路下流側に配置した金属材料で構成した金属構造物による金属の高い熱伝導性を利用して、低温までの熱吸収による冷却及び導電率の低下を行うことで、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。 According to the present invention, a resin structure made of a resin material is arranged outside the exhaust port of the arc-extinguishing chamber, and hot gas having a temperature higher than the decomposition temperature of the resin is efficiently cooled by generation of the resin ablation gas, and further flowed. By utilizing the high thermal conductivity of the metal structure composed of metal material placed on the downstream side of the passage, the external arc space is reduced by cooling by absorbing heat to low temperatures and reducing the conductivity. can be achieved, and the size of the device in which the circuit breaker is incorporated can be reduced.

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。FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は、消弧室の排気口近傍の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration near the exhaust port of the arc-extinguishing chamber. 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。FIG. 3 is a perspective view of the configuration of the resin structure arranged outside the exhaust port of the arc-extinguishing chamber, viewed obliquely from above on the right front. 図４は、樹脂構造物の構成を右後方斜め上からみた破断図である。FIG. 4 is a cutaway view of the configuration of the resin structure as viewed obliquely from above on the right rear. 図５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。FIG. 5 is a cutaway view of the internal configuration of the resin structure as viewed obliquely from below on the front right. 図６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。FIG. 6 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of a resin structure and the flow of hot gas. 図７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。FIG. 7 is a perspective view of the resin structure provided in the circuit breaker according to the second embodiment, viewed obliquely from above on the front right. 図８は、図７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。FIG. 8 is a cutaway view of the internal configuration of the resin structure shown in FIG. 7 as seen obliquely from above on the rear right. 図９は、図７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。FIG. 9 is a cutaway view of the internal configuration of the resin structure shown in FIG. 7 as viewed obliquely downward from the front right. 図１０は、図７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。FIG. 10 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the resin structure shown in FIG. 7 and the flow of hot gas.

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

（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２４の排気口４近傍の構成を示す断面図である。図３は、消弧室２４の排気口４の外側に配置された樹脂構造物５の構成を右前方斜め上からみた斜視図である。図４は、樹脂構造物５の構成を右後方斜め上からみた破断図である。図５は、樹脂構造物５の内部構成を右前方斜め下からみた破断図である。図６は、樹脂構造物５の断面構造およびホットガス３の流れを示す模式図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a circuit breaker 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the arc extinguishing chamber 24 near the exhaust port 4. As shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the configuration of the resin structure 5 arranged outside the exhaust port 4 of the arc-extinguishing chamber 24, viewed obliquely from above on the right front. FIG. 4 is a cutaway view of the configuration of the resin structure 5 as viewed obliquely from above on the right rear. FIG. 5 is a cutaway view of the internal configuration of the resin structure 5 as seen obliquely from the front right below. FIG. 6 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the resin structure 5 and the flow of the hot gas 3. As shown in FIG.

図１および図２に示すように、回路遮断器１は、固定接点２２ａを有する固定子２２と、可動接点２３ａを有する可動子２３とを有する。可動子２３は、固定子２２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２４は、グリッド２５と排気口４とを有する。グリッド２５は、電流遮断時に発生するアーク２を分断、冷却して消弧するためのものである。排気口４は、グリッド２５を介してアーク２の発生位置に対向する位置に配置され、アーク２から発生するホットガスを排出する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the circuit breaker 1 has a stator 22 with fixed contacts 22a and a mover 23 with movable contacts 23a. The mover 23 is movable when connecting or disconnecting a circuit on the power supply side (not shown) and a circuit on the load side (not shown) with respect to the stator 22 . Arc-extinguishing chamber 24 has grid 25 and exhaust port 4 . The grid 25 is for dividing, cooling and extinguishing the arc 2 generated when the current is interrupted. The exhaust port 4 is arranged at a position facing the generation position of the arc 2 via the grid 25 and discharges hot gas generated from the arc 2 .

樹脂構造物５には、排気口４の外側に配置され、排気口４からホットガス流入口１８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５は、ホットガスの接触によって分解温度以下の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。 The resin structure 5 has an interior disposed outside the exhaust port 4 for discharging the hot gas flowing from the exhaust port 4 through the hot gas inlet 18 to the outside of the circuit breaker 1 through the resin structure exhaust port 11 . A flow path indicated by an exhaust path 12 is formed. The resin structure 5 is made of a resin material that generates an insulating gas at a temperature lower than the decomposition temperature upon contact with hot gas, such as PA6 or POM.

また、内部排気経路１２上に、樹脂構造物５とホットガスとの接触面よりも下流側に金属構造物１９を配置し、樹脂によって温度低下したホットガスの接触であっても、金属の高い熱伝導率を利用し、樹脂構造物５のみを配置した場合よりもさらに低温までホットガスの温度を低下させることができる。 In addition, the metal structure 19 is arranged on the internal exhaust path 12 downstream of the contact surface between the resin structure 5 and the hot gas, so that even if the hot gas whose temperature is lowered by the resin contacts, the metal structure 19 will not be heated. Using the thermal conductivity, the temperature of the hot gas can be lowered to a lower temperature than when only the resin structure 5 is arranged.

図２～図５に示すように、樹脂構造物５は、内部排気経路１２で示す流路を、ホットガス流入口１８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としている。このラビリンス構造を形成するため、ホットガス流入口１８と樹脂構造物排気口１１との間に、ホットガス流入口１８からホットガスが直線的に流入するのを妨ぎ、ホットガスの排気経路を迂回させる抵抗板１３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、回路遮断器１の排気口４の流路断面積よりも大きくしている。 As shown in FIGS. 2 to 5, the resin structure 5 has a labyrinth structure in which the flow path indicated by the internal exhaust path 12 is a zigzag flow path from the hot gas inlet 18 to the resin structure exhaust port 11. there is In order to form this labyrinth structure, a hot gas exhaust path is formed between the hot gas inlet 18 and the resin structure outlet 11 by preventing the hot gas from flowing straight from the hot gas inlet 18 . A detouring resistance plate 13 is provided. Moreover, the minimum flow channel cross-sectional area of the labyrinth structure is made larger than the flow channel cross-sectional area of the exhaust port 4 of the circuit breaker 1 .

ここで、図６を参照して、樹脂構造物５及び金属構造物１９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２から金属蒸気を含むホットガス３が排気口４から放出される。ホットガス流入口１８から流入したホットガス３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３は、樹脂構造物５の樹脂、特に抵抗板１３の樹脂との界面で熱交換が生じ、ホットガス３から熱吸収６が行われる。ホットガス３は、この熱吸収６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３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。さらに、樹脂表面では、ホットガス３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９が発生する。このアブレーションガス９は、金属の凝固点よりも低い温度のガスであるため、ホットガス３と混合し、樹脂の分解温度相当までホットガス温度は低下する。また、ホットガス３は、金属蒸気の吸着７によって、導電性が低下した低導電性ガス８に変換される。 Here, with reference to FIG. 6, the effect of the resin structure 5 and the metal structure 19 on reducing the temperature and electrical conductivity of the hot gas will be described. First, hot gas 3 containing metal vapor is discharged from the exhaust port 4 from the arc 2 generated when the circuit breaker 1 performs the breaking operation. The hot gas 3 that has flowed in from the hot gas inlet 18 flows into the flow path indicated by the internal exhaust path 12 . The inflowing hot gas 3 undergoes heat exchange at the interface with the resin of the resin structure 5 , especially with the resin of the resistance plate 13 , and heat absorption 6 is performed from the hot gas 3 . The temperature of the hot gas 3 is lowered by this heat absorption 6 . As the temperature drops, the metal vapor contained in the hot gas 3 liquefies on the surface of the resin, further solidifies, and as a result is adsorbed on the resin. Furthermore, on the surface of the resin, heat input from the hot gas 3 generates an ablation gas 9, which is a pyrolysis gas of the highly insulating resin. Since the ablation gas 9 is a gas having a temperature lower than the freezing point of metal, it mixes with the hot gas 3 and the hot gas temperature is lowered to the decomposition temperature of the resin. The hot gas 3 is also converted into a low-conductivity gas 8 with reduced conductivity by adsorption 7 of metal vapor.

さらに、樹脂分解温度相当の低導電性ガス８は、下流側に配置された金属構造物１９に接触する。この接触によって、金属構造物１９との界面で低導電性ガス８との熱交換が生じ、低導電性ガス８から熱吸収２０が行われる。金属は樹脂と比較し、熱伝導率が高いため、金属表面から金属内部まで熱伝導によって熱が移動することで金属表面の温度は低下する。このため、樹脂分解温度以下の比較的低温のガスについても熱吸収が可能であり、低導電性ガス８はさらに温度が低い混合ガス１０に変換される。 Furthermore, the low-conductivity gas 8 equivalent to the resin decomposition temperature contacts the metal structure 19 arranged downstream. This contact causes heat exchange with the low-conductivity gas 8 at the interface with the metal structure 19 and heat absorption 20 from the low-conductivity gas 8 . Since metal has a higher thermal conductivity than resin, heat is transferred from the metal surface to the inside of the metal by heat conduction, which lowers the temperature of the metal surface. For this reason, it is possible to absorb heat even in a gas having a relatively low temperature lower than the resin decomposition temperature, and the low-conductivity gas 8 is converted into a mixed gas 10 having a lower temperature.

一般的に、ガスの温度低下に伴ってガスの導電率も低下するので、混合ガス１０は、低導電性ガス８と比較して、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１０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３は、樹脂構造物５及び金属構造物１９に吹き付けられて、温度及び導電率が効率よく低下されて外部空間に排出される。 Generally, as the temperature of the gas decreases, the electrical conductivity of the gas also decreases. This mixed gas 10 is discharged from the resin structure exhaust port 11 to the external space. Therefore, the hot gas 3 is blown to the resin structure 5 and the metal structure 19, and the temperature and conductivity are efficiently lowered, and the hot gas 3 is discharged to the external space.

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５と金属構造物１９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。 As a result, it is possible to both reduce the arc space to be secured outside and improve safety. In other words, the wide arc space to be secured is replaced by the small space of the resin structure 5 and the metal structure 19 . A device such as a switchboard in which the circuit breaker 1 of Embodiment 1 is incorporated does not need to secure such a wide arc space, so that the size of the device can be reduced.

特に、樹脂構造物５をラビリンス構造とすることによって、ホットガス３と、樹脂及び金属との接触面積が増大し、ホットガス３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３に圧損を生じさせ、ホットガス３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４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３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。 In particular, by forming the resin structure 5 into a labyrinth structure, the contact area between the hot gas 3 and the resin and metal is increased, and the temperature and conductivity of the hot gas 3 can be efficiently lowered. Moreover, this labyrinth structure causes a pressure loss in the hot gas 3 and suppresses the flow velocity of the hot gas 3 . Furthermore, since the channel cross-sectional area of the labyrinth structure is larger than the channel cross-sectional area of the exhaust port 4, the flow velocity of the hot gas 3 can be suppressed also from this point. As a result, the arc space to be secured outside the circuit breaker 1 can be further reduced.

（実施の形態２）
図７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５を右前方斜め上からみた斜視図である。図８は、図７に示した樹脂構造物５の内部構成を右後方斜め上からみた破断図である。図９は、図７に示した樹脂構造物５の内部構成を右前方斜め下からみた破断図である。図１０は、図７に示した樹脂構造物５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。 (Embodiment 2)
FIG. 7 is a perspective view of the resin structure 5 provided in the circuit breaker 1 according to the second embodiment, viewed obliquely from the upper right front. FIG. 8 is a cutaway view of the internal configuration of the resin structure 5 shown in FIG. 7 as seen obliquely from above on the rear right. FIG. 9 is a cutaway view of the internal structure of the resin structure 5 shown in FIG. 7 as viewed obliquely downward from the front right. FIG. 10 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the resin structure 5 shown in FIG. 7 and the flow of hot gas.

本実施の形態２では、図７～図１０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３の流れに平行した複数の溝を形成し、ホットガスの流れに垂直な断面が凹凸形状をなした樹脂構造物の拡散構造１４及び金属構造物の拡散構造２１を設けるようにしている。 In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 to 10, a plurality of grooves parallel to the flow of the hot gas 3 are formed in the inner wall surface of the labyrinth structure in addition to the structure of the first embodiment, and the hot gas A diffusion structure 14 made of a resin structure and a diffusion structure 21 made of a metal structure having uneven cross sections perpendicular to the gas flow are provided.

この樹脂構造物の拡散構造１４及び金属構造物の拡散構造２１は、樹脂及び金属と、ホットガス３との接触面積を増やすことができ、樹脂及び金属と、ホットガス３との熱交換をさらに促進することができる。 The diffusion structure 14 of the resin structure and the diffusion structure 21 of the metal structure can increase the contact area between the resin and the metal and the hot gas 3, and the heat exchange between the resin and the metal and the hot gas 3 can be further enhanced. can be promoted.

また、図１０に示すように、樹脂構造物の拡散構造１４及び金属構造物の拡散構造２１の各表面で冷却された拡散構造ガイドガス１７は、それぞれの拡散構造１４，２１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１５に向けて吹き付けられる。この吹き付けによって、屈曲部１５の流路中央を通過するホットガス３の熱拡散が行われるとともに、吹き付け先の樹脂表面及び金属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３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３が、温度および熱伝導率が低い混合ガス１０として、拡散構造１４，２１に沿って排気される。 Further, as shown in FIG. 10 , the diffusion structure guide gas 17 cooled by the respective surfaces of the diffusion structure 14 of the resin structure and the diffusion structure 21 of the metal structure is guided by the diffusion structures 14 and 21 . Guided like a curtain, the air is blown toward the bend 15 of the flow path indicated by the internal exhaust path 12 . By this spraying, the heat diffusion of the hot gas 3 passing through the center of the flow path of the bent portion 15 is performed, and the heat absorption to the resin surface and the metal surface to which the hot gas is sprayed can be promoted. This blowing will further accelerate the cooling of the hot gas 3 . For example, in the vicinity of the resin structure exhaust port 11, the heat-exchanged hot gas 3 is exhausted along the diffusion structures 14, 21 as the mixed gas 10 having a low temperature and thermal conductivity.

したがって、本実施の形態２では、さらに、ホットガス３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。 Therefore, in Embodiment 2, the temperature and conductivity of the hot gas 3 can be further efficiently lowered, and the external arc space can be further reduced.

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４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５を設けない場合の遮断時のアーク２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。 Further, in the first and second embodiments described above, by making the minimum channel cross-sectional area of the labyrinth structure larger than the channel cross-sectional area of the exhaust port 4, when the resin structure 5 is not provided, Since the internal pressure rise value can be set to the same extent as the internal pressure rise value due to the arc 2 in (1), damage to the housing of the circuit breaker 1 due to the internal pressure rise can be prevented.

また、上述した実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。 In addition, each configuration illustrated in the above-described embodiment is functionally schematic, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the form of dispersion/integration of each device and component is not limited to the illustrated one, and all or part of them can be functionally or physically distributed/integrated in arbitrary units according to various usage conditions. can be configured

１回路遮断器
２アーク
３ホットガス
４排気口
５樹脂構造物
６，２０熱吸収
７吸着
８低導電性ガス
９アブレーションガス
１０混合ガス
１１樹脂構造物排気口
１２内部排気経路
１３抵抗板
１４，２１拡散構造
１５屈曲部
１７拡散構造ガイドガス
１８ホットガス流入口
１９金属構造物
２２固定子
２２ａ固定接点
２３可動子
２３ａ可動接点
２４消弧室
２５グリッド 1 circuit breaker 2 arc 3 hot gas 4 exhaust port 5 resin structure 6, 20 heat absorption 7 adsorption 8 low conductive gas 9 ablation gas 10 mixed gas 11 resin structure exhaust port 12 internal exhaust path 13 resistance plate 14, 21 Diffusion Structure 15 Bent Part 17 Diffusion Structure Guide Gas 18 Hot Gas Inlet 19 Metal Structure 22 Stator 22a Fixed Contact 23 Mover 23a Movable Contact 24 Arc Extinguishing Chamber 25 Grid

Claims

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て前記ホットガスの排気流路を形成するとともに、前記排気流路の下流側に金属材料で構成した金属構造物を配置したことを特徴とする回路遮断器。 A stator having a fixed contact, a movable element having a movable contact that moves when connecting or disconnecting a power supply side circuit and a load side circuit with respect to the stator, and extinguishing an arc that occurs when the current is interrupted. A circuit breaker comprising an arc extinguishing chamber having a grid for arcing and an exhaust port for discharging hot gas generated from the arc,
Disposing a resin structure made of a resin material outside the exhaust port to form an exhaust passage for the hot gas, and disposing a metal structure made of a metal material downstream of the exhaust passage. A circuit breaker characterized by:

前記排気流路を形成する前記樹脂構造物及び前記金属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。 2. The circuit breaker according to claim 1, wherein said resin structure and said metal structure forming said exhaust passage have a labyrinth structure.

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。 3. The circuit breaker according to claim 2, wherein the inner wall surface of the labyrinth structure has a diffusion structure in which a plurality of grooves are formed parallel to the flow of the hot gas.

前記排気流路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。 The circuit breaker according to any one of claims 1 to 3, wherein the minimum cross-sectional area of the exhaust channel is larger than the cross-sectional area of the exhaust port.