JP6478836B2 - ガス遮断器 - Google Patents

Description

実施形態は、ガス遮断器に関する。

従来知られたガス遮断器は、電路を構成する二つの接触子部を有し、二つの接触子部の間に生じたアーク放電を、消弧性ガスを吹き付けることによって、消弧する。

特開２０１５−１１８７５号公報

この種のガス遮断器では、例えば、よりスムーズにあるいはより確実にアーク放電を消弧することができれば、有意義である。

実施形態のガス遮断器は、例えば、容器と、可動部と、対向部と、ノズルと、を備える。容器には、消弧性ガスが充填される。可動部は、容器内に収容され、可動アーク接触子を有する。可動部には、消弧性ガスの圧力を高める蓄圧部が設けられる。対向部は、容器内に収容され、対向アーク接触子と、排気筒と、遮蔽部と、を有する。遮蔽部は、排気筒内に排気筒内での消弧性ガスの流れを許容した状態で設けられる。ノズルは、容器内に収容される。ノズルには、可動アーク接触子と対向アーク接触子との間でのアーク放電が生じる空間が設けられる。ガス遮断器は、蓄圧部で圧力が高められた消弧性ガスが、空間内に流入してアーク放電を消弧するとともに、排気筒内に流入するよう構成される。遮蔽部は、排気筒の軸方向と交差する第一の遮蔽壁と、排気筒の可動アーク接触子から遠い側の端部に位置され排気筒の軸方向と交差する第三の遮蔽壁と、を有する。

図１は、第１実施形態のガス遮断器の模式的かつ例示的な軸方向に沿った断面図であって、接続状態を示す図である。 図２は、第１実施形態のガス遮断器の模式的かつ例示的な軸方向に沿った断面図であって、図１の後の遮断状態を示す図である。 図３は、第１実施形態のガス遮断器の模式的かつ例示的な軸方向に沿った断面図であって、図２よりも後の遮断状態を示す図である。 図４は、図３の部分的な拡大図である。 図５は、図４のV−V断面図である。 図６は、図４のVI−VI断面図である。 図７は、図４のVII−VII断面図である。 図８は、第１実施形態の変形例のガス遮断器の図４と同等位置での断面図である。 図９は、第１実施形態の図８とは異なる変形例のガス遮断器の図６と同等位置での断面図である。 図１０は、第１実施形態の図８，９とは異なる変形例のガス遮断器の図６と同等位置での断面図である。 図１１は、第１実施形態の図８〜１０とは異なる変形例のガス遮断器の図４と同等位置での断面図である。 図１２は、図１１の変形例のガス遮断器における、第二の遮蔽壁に設けられた貫通孔の軸方向の開口比と、消弧性ガスの流量比との相関関係を示す図である。 図１３は、図１１の変形例のガス遮断器の図６と同等位置での断面図である。 図１４は、第１実施形態の図８〜１３とは異なる変形例のガス遮断器の図４と同等位置での断面図である。 図１５は、第２実施形態のガス遮断器の模式的かつ例示的な軸方向に沿った断面図である。 図１６は、第３実施形態のガス遮断器の模式的かつ例示的な軸方向に沿った断面図である。 図１７は、第４実施形態のガス遮断器の模式的かつ例示的な軸方向に沿った断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態や変形例の構成や制御（技術的特徴）、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。また、以下に例示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。以下、同様の構成要素には共通の符号が付与され、重複する説明が省略される。

＜第１実施形態＞
ガス遮断器１は、電路を構成する二つの接触子部１０，２０を有する。ガス遮断器１では、二つの接触子部１０，２０が互いに接触された接続状態（図１）と、二つの接触子部１０，２０が互いに離間された遮断状態（図２，３）とが、切り替わる。接続状態の後の遮断状態では、二つの接触子部１０，２０間にアーク放電が生じる。アーク放電に消弧性ガスの流れが吹き付けられることにより、アーク放電は、冷却されるとともに、電流零点で消弧される。

図１に示すように、ガス遮断器１は、密閉容器３０を有する。密閉容器３０には、消弧性ガスが充填されている。密閉容器３０は、例えば、金属材料や碍子等で構成され、グラウンドに接続されている。密閉容器３０は、容器の一例である。

消弧性ガスは、例えば、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）や、空気、二酸化炭素、酸素、窒素、それらの混合ガス、その他等の、消弧性能および絶縁性能に優れたガスである。なお、消弧性ガスは、例えば、ＳＦ６ガスよりも地球温暖化係数が低くかつ分子量が小さく、かつ少なくとも１気圧以上および摂氏２０度以下で気相であるガスであってもよい。

密閉容器３０内では、二つの接触子部１０，２０、すなわち、対向接触子部１０と可動接触子部２０とが、互いに対向して配置されている。対向接触子部１０および可動接触子部２０は、それぞれ、円筒状または円柱状等の複数の部材を有しており、互いに中心軸Ａｘ回りに同心に配置されている。なお、以下では、「軸方向」は中心軸Ａｘの軸方向であり、「径方向」は中心軸Ａｘの径方向であり、「周方向」は中心軸Ａｘの周方向である。対向接触子部１０は、対向部の一例であり、可動接触子部２０は、可動部の一例である。また、以下では、便宜上、軸方向における対向接触子部１０側、すなわち図１〜３では左方を軸方向Ａと称し、軸方向における可動接触子部２０側、すなわち、図１〜３では右方を軸方向Ａの他方と称する。また、本実施形態では、対向接触子部１０は、密閉容器３０に固定されているため、固定接触子部とも称されうる。

密閉容器３０の内面からは、径方向の内方に向けて、支持部材３１が突出している。対向接触子部１０は、支持部材３１を介して密閉容器３０に固定されている。支持部材３１は、密閉容器３０と対向接触子部１０とを絶縁している。よって、支持部材３１は、絶縁支持部材とも称されうる。

可動接触子部２０は、操作ロッド４０と接続されている。操作ロッド４０は、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びる円筒状に構成され、中心軸Ａｘに沿って往復動可能に構成されている。操作ロッド４０は、不図示の駆動装置によって、軸方向Ａに沿って動かされる。可動接触子部２０は、操作ロッド４０と連動して軸方向Ａに移動する。操作ロッド４０が対向接触子部１０に近付く方向、すなわち軸方向Ａへ動くと、図１に示すように、対向接触子部１０と可動接触子部２０とが接続状態となる。操作ロッド４０が対向接触子部１０から離れる方向、すなわち軸方向Ａの他方に動くと、図２，３に示すように、対向接触子部１０と可動接触子部２０とが遮断状態となる。また、操作ロッド４０は、消弧性ガスの排出管としても機能する。すなわち、消弧性ガスは、軸方向Ａの端部から操作ロッド４０の筒内に入り、当該筒内を経由し、開口部２１ｂを介して流出することができる。

対向接触子部１０は、対向アーク接触子１１および対向通電接触子１２を有する。また、可動接触子部２０は、可動アーク接触子２１および可動通電接触子２２を有する。対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１とが軸方向Ａに互いに対向し、接続状態で電気的に接続される。また、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２とが軸方向Ａに互いに対向し、接続状態で電気的に接続される。なお、対向接触子部１０が密閉容器３０に固定されている場合、対向アーク接触子１１は、固定アーク接触子とも称され、対向通電接触子１２は、固定通電接触子とも称されうる。

対向アーク接触子１１は、棒状の導体であり、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びている。対向接触子部１０の排気筒１３内には、軸方向Ａと直交する円板状の遮蔽壁１４が設けられている。対向アーク接触子１１は、遮蔽壁１４上で軸方向Ａの他方に向けて、中心軸Ａｘに沿って突出している。

可動アーク接触子２１は、筒状の導体であり、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びている。本実施形態では、一例として、可動アーク接触子２１は、操作ロッド４０と一体化されている。可動アーク接触子２１の軸方向Ａの端部には、円形の貫通孔２１ａが設けられている。貫通孔２１ａが設けられている端部は、軸方向Ａに沿って延びる複数の不図示のスリットによって、軸方向Ａに沿って延びる複数の指状電極に分割されている。複数の指状電極の端部は、対向アーク接触子１１の外周面よりも狭い直径の円に沿って並んでいる。操作ロッド４０の移動に伴って、可動アーク接触子２１は、対向アーク接触子１１に近付き、図１に示すように、対向アーク接触子１１が貫通孔２１ａ内に挿入される。これにより、複数の指状電極は、対向アーク接触子１１の外周面に押されて径方向の外方に広がり、指状電極の弾性力によって、対向アーク接触子１１の外周面と接触する。

対向アーク接触子１１および可動アーク接触子２１の先端部は、絶縁ノズル５０によって隙間をあけて覆われている。絶縁ノズル５０は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどの耐熱性かつ絶縁性の材料で構成される。本実施形態では、一例として、絶縁ノズル５０は、可動接触子部２０の軸方向Ａの端部に固定され、操作ロッド４０およびシリンダ２３と一体に軸方向Ａに移動する。絶縁ノズル５０は、円筒状の外面を有し、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びている。絶縁ノズル５０は、ノズルの一例である。

絶縁ノズル５０には、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに貫通する開口部５０ａが設けられている。図１に示すように、開口部５０ａの軸方向Ａの中間部分５０ｍには、隙間をあけて対向アーク接触子１１が挿入されうる。中間部分５０ｍは、スロートとも称されうる。また、図２，３に示すように、開口部５０ａの、中間部分５０ｍと熱パッファ室２５との間には、隙間をあけて可動アーク接触子２１が挿入されている。この隙間によって、中間部分５０ｍと熱パッファ室２５との間の消弧性ガスの通路５０ｐが構成されている。また、中間部分５０ｍと、絶縁ノズル５０の軸方向Ａの端部との間では、当該端部に向かうにつれて直径が広がる円錐面状の拡径部が構成されている。図３に示すように、この拡径部によって、中間部分５０ｍと排気筒１３内との間の消弧性ガスの通路５０ｓが構成されている。開口部５０ａは、空間の一例である。

対向通電接触子１２は、筒状の導体であり、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びている。対向通電接触子１２は、排気筒１３の軸方向Ａの他方の端部の外周面に、接合されている。対向通電接触子１２の長手方向の対向通電接触子１２の開口縁は、径方向の内側に突出している。

可動通電接触子２２は、筒状の導体であり、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びている。可動接触子部２０は、操作ロッド４０を収容する円筒状のシリンダ２３を有している。可動通電接触子２２は、シリンダ２３の軸方向Ａの端部に、接合されている。操作ロッド４０の移動に伴って、可動通電接触子２２は、対向通電接触子１２に近付き、図１に示すように、対向通電接触子１２内に挿入される。対向通電接触子１２の開口縁の内径と可動通電接触子２２の外径とは略一致しており、可動通電接触子２２が対向通電接触子１２内に挿入された状態で、対向通電接触子１２と可動通電接触子２２とが電気的に接続される。

上述した構成では、接続状態の後の遮断状態においては、図２，３に示すように、絶縁ノズル５０の開口部５０ａ内で、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１との間に、アーク放電Ａｄが生じる。発生したアーク放電Ａｄは、消弧性ガスの流れによって消弧される。以下、消弧性ガスの流れは、単にガス流とも称されうる。

ガス流は、シリンダ２３内で生成される。シリンダ２３は、筒状の導体であり、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びている。シリンダ２３は、操作ロッド４０と固定されている。すなわち、操作ロッド４０の移動に伴って、シリンダ２３も移動する。

シリンダ２３と操作ロッド４０との間には、円環状の空間が設けられている。この円環状の空間が、径方向に延びる隔壁２４によって軸方向Ａに仕切られることにより、熱パッファ室２５と機械パッファ室２６とが構成されている。アーク放電Ａｄに吹き付けられるガス流は、熱パッファ室２５および機械パッファ室２６において生成される。隔壁２４には、複数の貫通孔２４ａが設けられている。消弧性ガスは、複数の貫通孔２４ａを介して、熱パッファ室２５と機械パッファ室２６との間で往来することができる。熱パッファ室２５および機械パッファ室２６は、蓄圧部の一例であり、蓄圧空間とも称されうる。

熱パッファ室２５では、図２に示されるような対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１との間のアーク放電Ａｄによって生じた熱エネルギによって、消弧性ガスの圧力が高められる。具体的には、図２中に矢印で示すように、アーク放電Ａｄの熱エネルギによって生じた圧力波が熱パッファ室２５に導入され、これにより、熱パッファ室２５内の圧力が高まる。

機械パッファ室２６の、隔壁２４の反対側には、密閉容器３０と固定されたピストン２７が位置されている。ピストン２７は、シリンダ２３および操作ロッド４０と軸方向Ａに相対的にスライド可能に、シリンダ２３内に収容されている。図２，３を図１と比較すれば明らかとなるように、シリンダ２３および操作ロッド４０が軸方向Ａの他方に移動すると、隔壁２４とピストン２７との間の距離が縮まって、機械パッファ室２６の容積が小さくなる。このような機械パッファ室２６の容積の縮小によって、機械パッファ室２６内の消弧性ガスの圧力が高められる。なお、ピストン２７には、所定値以上の圧力で開弁するリリーフ弁２８が設けられている。リリーフ弁２８によって機械パッファ室２６内の所定値以上の圧力の上昇が抑制されている。

図２に示すように、対向アーク接触子１１と可動アーク接触子２１との間にアーク放電Ａｄが生じると、絶縁ノズル５０の通路５０ｐを介して、消弧性ガスの圧力波が熱パッファ室２５へ導入され、熱パッファ室２５内の圧力が高まる。また、上述したようにシリンダ２３および操作ロッド４０とピストン２７との相対的な移動に伴って、機械パッファ室２６の圧力が高まる。図３に示すように、これらの圧力の高まりに応じて、機械パッファ室２６内の消弧性ガスは、貫通孔２４ａを介して熱パッファ室２５へ流れ、熱パッファ室２５内の消弧性ガスとともに、絶縁ノズル５０内の通路５０ｐを介してアーク放電Ａｄに作用し、アーク放電Ａｄを消弧する。

排気筒１３は、円筒部１３ａと、円錐部１３ｂとを有する。円筒部１３ａは、排気筒１３のうち軸方向Ａ側に位置されている。また、円錐部１３ｂは、排気筒１３のうち軸方向Ａの他方側に位置されている。円錐部１３ｂは、円筒部１３ａから可動接触子部２０側の端部１３ｃに向かうにつれて徐々に細くなるよう構成されている。円錐部１３ｂは、ディフューザとも称されうる。

図４〜７に示すように、排気筒１３内には、遮蔽壁１４，１５が設けられている。遮蔽壁１４は、軸方向Ａと直交した円板状に構成されている。遮蔽壁１４は、排気筒１３の内面から径方向内方に突出した支持部１６によって、内面と隙間Ｇをあけた状態で支持されている。支持部１６は、例えば、棒状や板状に構成される。図５に示すように、本実施形態では、遮蔽壁１４は、二つの支持部１６によって支持されているが、支持部１６の数は、一つでも良いし三つ以上の複数であってもよい。遮蔽壁１４は、遮蔽部の一例である。なお、遮蔽壁１４は、遮蔽板とも称されうる。

遮蔽壁１５は、中心軸Ａｘを中心として軸方向Ａに沿って延びた円筒状に構成されている。遮蔽壁１５は、遮蔽壁１４の径方向の外方の端部から、排気筒１３の端部１３ｃに向けて軸方向Ａの他方へ延びている。遮蔽壁１５は、排気筒１３の端部１３ｃ、すなわち開口縁と接している。すなわち、遮蔽壁１５と円錐部１３ｂとの間の空間は、端部１３ｃでほぼ塞がれている。なお、遮蔽壁１５は、円筒状以外の筒状、例えば、多角形断面の筒状等であってもよい。遮蔽壁１５は、遮蔽部の一例である。遮蔽壁１５は、遮蔽筒とも称されうる。

図１，２から明らかとなるように、絶縁ノズル５０は、遮蔽壁１５内に挿入され、遮蔽壁１５内を軸方向Ａに沿って移動する。また、遮蔽壁１５の内面と絶縁ノズル５０の外面との間には、比較的狭いクリアランスが設けられている。これにより、遮蔽壁１５と絶縁ノズル５０との間の隙間から消弧性ガスが漏れるのが抑制されている。遮蔽壁１５の内面は、絶縁ノズル５０を案内する案内部の一例である。

遮蔽壁１５には、貫通孔１５ａが設けられている。この貫通孔１５ａを介して、遮蔽壁１５の内側の空間と遮蔽壁１５の外側の空間とが繋がっている。図１に示すように、貫通孔１５ａは、可動接触子部２０の軸方向Ａへの移動量が最大の状態、すなわち、遮蔽壁１５と絶縁ノズル５０とが互いに重なり合う長さが最大の状態でも開口されるよう、設けられている。

したがって、図３に示すように、絶縁ノズル５０からの消弧性ガスは、排気筒１３内で、遮蔽壁１５の内側の空間から、貫通孔１５ａを経由して、遮蔽壁１５の外側の空間へ流れる。さらに、消弧性ガスは、排気筒１３内で、遮蔽壁１５の外側の空間から、隙間Ｇを経由して、円筒部１３ａの内側の空間へ流れ、排気筒１３の端部１３ｄから密閉容器３０内へ排出される。このように、遮蔽壁１４，１５は、排気筒１３内において、隙間Ｇや貫通孔１５ａを介しての消弧性ガスの流れを許容している。隙間Ｇや貫通孔１５ａは、消弧性ガスの通路である。なお、隙間Ｇは、支持部１６を含む遮蔽壁１４に設けられた開口部であると言うこともできる。

このような構成において、消弧性ガスが絶縁ノズル５０から排気筒１３内へ急激に流れ込むと、排気筒１３内で消弧性ガスの圧力が急激に上昇し、圧力波が生じる虞がある。圧力波により消弧性ガスのスムーズな流れが阻害されると、消弧性ガスによるアーク放電Ａｄの消弧が、よりスムーズにあるいはより確実に行われ難くなる虞がある。この点、本実施形態によれば、遮蔽壁１４，１５が適宜にガス流の抵抗要素として作用するため、遮蔽壁１４，１５が無い場合に比べて、排気筒１３内での圧力の急激な上昇が抑制され、圧力波の発生が緩和されうる。本実施形態では、遮蔽壁１４，１５によって、排気筒１３内に消弧性ガスの屈曲した通路が構成されている。よって、遮蔽壁１４，１５は、屈曲通路構成部や、ラビリンス構成部とも称されうる。なお、板状の遮蔽壁１４は、その効果が得られる範囲で軸方向Ａと交差していればよく、完全に直交している必要は無い。また、筒状の遮蔽壁１５は、その効果が得られる範囲で軸方向Ａに沿っていればよく、断面形状や直径が軸方向Ａに沿う全範囲において一定である必要は無い。

また、円筒部１３ａで圧力波が生じた場合にあっては、圧力波が絶縁ノズル５０側へ伝播し、消弧性ガスの絶縁ノズル５０から排気筒１３への流れが妨げられる虞がある。この点、本実施形態によれば、遮蔽壁１４，１５によって、圧力波が円筒部１３ａから絶縁ノズル５０側へ伝播するのを抑制することができる。よって、本実施形態によれば、消弧性ガスによるアーク放電Ａｄの消弧が、よりスムーズにあるいはより確実に行われうる。

また、本実施形態では、遮蔽壁１５は、絶縁ノズル５０を軸方向Ａに案内する案内部として機能する。よって、本実施形態によれば、絶縁ノズル５０が中心軸Ａｘから離れたり傾いたりするのが抑制されうる。また、本実施形態では、絶縁ノズル５０は遮蔽壁１５内にクリアランスをあけて軸方向Ａに移動可能に収容されている。よって、例えば、直径差で数マイクロメートルなど、クリアランスを比較的狭く設定することにより、絶縁ノズル５０の外周に沿った消弧性ガスの漏れを抑制することができる。よって、本実施形態によれば、消弧性ガスによるアーク放電Ａｄの消弧が、より確実にあるいはより効率良く行われうる。

また、本実施形態では、遮蔽壁１５に、複数の貫通孔１５ａが設けられている。よって、比較的簡素な構成によって、排気筒１３内で消弧性ガスの流れを許容しながら適宜に遮蔽でき、ひいては圧力波の発生や伝播を抑制できる。

なお、上記実施形態では、可動接触子部２０のみが、密閉容器３０に対して軸方向Ａに移動可能に構成されたが、対向接触子部１０も、軸方向Ａに移動可能に構成されてもよい。また、熱パッファ室２５と機械パッファ室２６とは、一体化されてもよいし、熱パッファ室２５および機械パッファ室２６のうちいずれか一方のみが設けられてもよい。

＜第１実施形態の変形例＞
また、図８に示される変形例のように、遮蔽壁１５には、軸方向Ａに沿って複数の貫通孔１５ａが設けられうる。また、図９，１０のそれぞれに示される変形例のように、遮蔽壁１５には、周方向に沿って複数の貫通孔１５ａが設けられうる。なお、貫通孔１５ａの数は、これらの例には限定されない。

また、図１１の変形例では、遮蔽壁１５には、軸方向Ａに沿って三つの貫通孔１５ａ（貫通孔１５ａ１，１５ａ２，１５ａ３）が設けられている。貫通孔１５ａ１は、遮蔽壁１４と隣接して設けられている。貫通孔１５ａ２は、貫通孔１５ａ１よりも遮蔽壁１４から離れて位置され、その開口面積が貫通孔１５ａ１よりも小さい。また、貫通孔１５ａ３は、貫通孔１５ａ１，１５ａ２よりも遮蔽壁１４から離れて位置され、その開口面積が貫通孔１５ａ２よりも大きい。貫通孔１５ａ１の開口面積と貫通孔１５ａ３の開口面積は、略同等であってもよいが、異なる大きさであってもよい。

絶縁ノズル５０から排気筒１３内に当初到来したガス流は、遮蔽壁１５の内側から貫通孔１５ａ３を介して遮蔽壁１５の外側へ流れる。本実施形態では、貫通孔１５ａ３の開口面積が、貫通孔１５ａ２の開口面積よりも大きいため、ガス流は、当初貫通孔１５ａ３を介して遮蔽壁１５の外側へよりスムーズに流れることができる。また、絶縁ノズル５０から排気筒１３内へのガス流の流量が増大すると、遮蔽壁１５の内側の遮蔽壁１４に近い領域で圧力が高まりやすい。本実施形態では、遮蔽壁１４に近い貫通孔１５ａ１の開口面積が、貫通孔１５ａ２の開口面積よりも大きいため、ガス流は、遮蔽壁１５の内側の遮蔽壁１４に近い領域から貫通孔１５ａ１を介して遮蔽壁１５の外側へよりスムーズに流れることができる。

また、図８，１１のように、遮蔽壁１５に複数の貫通孔１５ａが設けられた場合にあっては、貫通孔１５ａの開口面積が小さすぎると、貫通孔１５ａにおけるガス流の通流抵抗が大きくなって、消弧効率が低下する。一方、貫通孔１５ａの開口面積が大きすぎると、消弧性ガスが貫通孔１５ａを通過する際に当該貫通孔１５ａの縁で剥離による渦が生じ、この渦によりガス流の通流抵抗が大きくなって、消弧効率が低下する。その具体例を説明するための図１２では、横軸は、軸方向の開口比αである。軸方向の開口比αとは、複数（ｍ個）の貫通孔１５ａの軸方向Ａに沿った１列における値であって、複数の貫通孔１５ａの開口高さｈの合計値Σｈ（＝ｈ１＋ｈ２＋・・・＋ｈｍ）の、遮蔽壁１５の高さＨに対する比である。なお、図１１の例では、ｍ＝３である。また、縦軸は、流量比Ｆである。流量比Ｆは、遮蔽壁１５に設けられた複数の貫通孔１５ａを通過するガス流の流量の、絶縁ノズル５０から流出するガス流の合計流量に対する比である。なお、第１実施形態では、蓄圧部は、熱パッファ室２５および機械パッファ室２６である。発明者らの鋭意研究により、図１２に示すように、０．２≦α≦０．４において流量比Ｆが０．８以上となり、効率良く消弧できることが判明した。

また、発明者らの鋭意研究により、周方向の開口比βについても、効率良く消弧できる範囲があることが判明した。すなわち、周方向の開口比βは、図１３に示すような複数（ｎ個）の貫通孔１５ａの周方向に沿った１列における値であって、複数の貫通孔１５ａの開口幅ｃの合計値Σｃ（＝ｃ１＋ｃ２＋・・・＋ｃｎ）の、遮蔽壁１５の外周長さＣに対する比である。なお、図１３の例では、ｎ＝４である。発明者らの鋭意研究により、β≧２／３の場合に流量比Ｆが０．８以上となり、効率良く消弧できることが判明した。なお、図１２は、β≧２／３の場合の特性を示している。また、軸方向の開口比αおよび周方向の開口比βに対する流量比Ｆの特性は、貫通孔１５ａの形状が長方形状や、楕円形状、円形状等の場合において、同様であることが判明している。

また、図１４に示される変形例では、遮蔽壁１４には、遮蔽壁１５よりも径方向外方に向けて張り出したフランジ状の張出部１４ａが設けられている。本実施形態では、張出部１４ａは、遮蔽壁１５の一周にわたって径方向外方に突出した円環状に構成されている。なお、張出部１４ａは、部分的に切り欠かれていてもよいし、張出部１４ａの周縁部には、周期的あるいはランダムな凹凸形状が設けられてもよい。図１４の変形例では、張出部１４ａによって、ガス流が張出部１４ａの径方向外方を迂回するため、円筒部１３ａ内で圧力が急激に上昇するのがより一層抑制されるとともに、円筒部１３ａ内で生じた圧力波が絶縁ノズル５０側へ伝播するのがより一層抑制される。

また、遮蔽壁１４から突出する対向アーク接触子１１の根元には、遮蔽壁１４から離れるにつれて細くなるテーパ部１４ｂが設けられている。これにより、対向アーク接触子１１の根元近傍の渦領域が減る分、消弧性ガスが流れる際の抵抗が減り、消弧性ガスがよりスムーズに流れることができる。よって、消弧性ガスによるアーク放電Ａｄの消弧が、よりスムーズにあるいはより確実に行われうる。なお、テーパ部１４ｂは、径方向内方および遮蔽壁１４に近付く方向に凹む曲面状であるのが好ましいが、これには限定されない。

＜第２実施形態＞
図１５に示される本実施形態のガス遮断器１Ａも、上記実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、当該同様の構成に基づく同様の結果が得られる。ただし、本実施形態では、排気筒１３の開口縁側の端部１３ｄと遮蔽壁１４との間の距離、本実施形態では、円筒部１３ａの軸方向Ａの長さＳが、排気筒１３に生じる圧力波の波長よりも短い。よって、本実施形態によれば、円筒部１３ａすなわち排気筒１３の内部に圧力波が生じ難いか、あるいは生じない。したがって、本実施形態によれば、消弧性ガスによるアーク放電Ａｄの消弧が、よりスムーズにあるいはより確実に行われうる。

＜第３実施形態＞
図１６に示される本実施形態のガス遮断器１Ｂも、上記実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、当該同様の構成に基づく同様の結果が得られる。ただし、本実施形態では、排気筒１３の出口側、可動接触子部２０から遠い側、図１６では左側の端部１３ｄの内側に、別の遮蔽壁１７が設けられている。遮蔽壁１７は、軸方向Ａと直交した円板状に構成されている。遮蔽壁１７は、排気筒１３の端部１３ｄの内面から径方向内方に突出した不図示の支持部によって、内面と円環状の隙間Ｇ２をあけた状態で支持されている。遮蔽壁１７によって、円筒部１３ａで生じた圧力波の反射ひいては円筒部１３ａにおける圧力波（反射波）の往復が抑制される。よって、本実施形態によれば、圧力波によって消弧性ガスのスムーズな流れが阻害されるのが、抑制されうる。したがって、消弧性ガスによるアーク放電Ａｄの消弧が、よりスムーズにあるいはより確実に行われうる。なお、遮蔽壁１７は、その効果が得られる範囲で軸方向Ａと交差していればよく、完全に直交している必要は無い。また、発明者らの鋭意研究により、遮蔽壁１４または遮蔽壁１５の直径Ｄ１が、遮蔽壁１７の直径Ｄ２以下であると、遮蔽壁１７による効果がより確実に得られることが判明している。遮蔽壁１７は、遮蔽部の一例であるとともに、第三の遮蔽壁の一例である。

＜第４実施形態＞
図１７に示される本実施形態のガス遮断器１Ｃも、上記実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、当該同様の構成に基づく同様の結果が得られる。ただし、本実施形態では、遮蔽壁１５が、上記実施形態や変形例よりも長く、遮蔽壁１５の可動接触子部２０から遠い側、図１７では左側の端部が、円筒部１３ａ内に位置され、遮蔽壁１５が、円筒部１３ａと円錐部１３ｂとに跨っている。このような構成によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。また、図示されないが、遮蔽壁１４および遮蔽壁１５は、円錐部１３ｂ内のみに配置されてもよい。

以上、本発明の実施形態および変形例を例示したが、上記実施形態や変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ガス遮断器、１０…対向接触子部（対向部）、１１…対向アーク接触子、１３…排気筒、１４…遮蔽壁（第一の遮蔽壁、遮蔽部）、１４ａ…張出部、１４ｂ…テーパ部、１５…遮蔽壁（第二の遮蔽壁、遮蔽部、案内部）、１５ａ…貫通孔、１５ａ１…第一の貫通孔（貫通孔）、１５ａ２…第二の貫通孔（貫通孔）、１５ａ３…第三の貫通孔（貫通孔）、１７…遮蔽壁（第三の遮蔽壁、遮蔽部）、２０…可動接触子部（可動部）、２１…可動アーク接触子、２５…熱パッファ室（蓄圧部）、２６…機械パッファ室（蓄圧部）、３０…密閉容器（容器）、５０…絶縁ノズル（ノズル）、５０ａ…開口部（空間）。

Claims (11)

1. 消弧性ガスが充填された容器と、
   前記容器内に収容され、可動アーク接触子を有し、消弧性ガスの圧力を高める蓄圧部が設けられた可動部と、
   前記容器内に収容され、対向アーク接触子と、排気筒と、前記排気筒内に前記排気筒内での消弧性ガスの流れを許容した状態で設けられた遮蔽部と、を有した対向部と、
   前記容器内に収容され、前記可動アーク接触子と前記対向アーク接触子との間でのアーク放電が生じる空間が設けられたノズルと、
   を備え、
   前記蓄圧部で圧力が高められた消弧性ガスが、前記空間内に流入して前記アーク放電を消弧するとともに、前記排気筒内に流入するよう構成され、
   前記遮蔽部は、前記排気筒の軸方向と交差する第一の遮蔽壁と、前記排気筒の前記可動アーク接触子から遠い側の端部に位置され前記排気筒の軸方向と交差する第三の遮蔽壁と、を有した、ガス遮断器。
2. 前記遮蔽部は、前記第一の遮蔽壁から前記可動部側に前記排気筒の軸方向に沿って延びる筒状の第二の遮蔽壁を有した、請求項１に記載のガス遮断器。
3. 消弧性ガスが充填された容器と、
   前記容器内に収容され、可動アーク接触子を有し、消弧性ガスの圧力を高める蓄圧部が設けられた可動部と、
   前記容器内に収容され、対向アーク接触子と、排気筒と、前記排気筒内に前記排気筒内での消弧性ガスの流れを許容した状態で設けられた遮蔽部と、を有した対向部と、
   前記容器内に収容され、前記可動アーク接触子と前記対向アーク接触子との間でのアーク放電が生じる空間が設けられたノズルと、
   を備え、
   前記蓄圧部で圧力が高められた消弧性ガスが、前記空間内に流入して前記アーク放電を消弧するとともに、前記排気筒内に流入するよう構成され、
   前記遮蔽部は、前記排気筒の軸方向と交差する第一の遮蔽壁と、前記第一の遮蔽壁から前記可動部側に前記排気筒の軸方向に沿って延びる筒状の第二の遮蔽壁と、を有し、
   前記第二の遮蔽壁には、複数の貫通孔が設けられ、
   前記複数の貫通孔は、
   前記第一の遮蔽壁と隣接した第一の貫通孔と、
   前記第一の貫通孔よりも前記第一の遮蔽壁から離れて位置し前記第一の貫通孔よりも開口面積が小さい第二の貫通孔と、
   前記第二の貫通孔よりも前記第一の遮蔽壁から離れて位置し前記第二の貫通孔よりも開口面積が大きい第三の貫通孔と、を含む、ガス遮断器。
4. 消弧性ガスが充填された容器と、
   前記容器内に収容され、可動アーク接触子を有し、消弧性ガスの圧力を高める蓄圧部が設けられた可動部と、
   前記容器内に収容され、対向アーク接触子と、排気筒と、前記排気筒内に前記排気筒内での消弧性ガスの流れを許容した状態で設けられた遮蔽部と、を有した対向部と、
   前記容器内に収容され、前記可動アーク接触子と前記対向アーク接触子との間でのアーク放電が生じる空間が設けられたノズルと、
   を備え、
   前記蓄圧部で圧力が高められた消弧性ガスが、前記空間内に流入して前記アーク放電を消弧するとともに、前記排気筒内に流入するよう構成され、
   前記遮蔽部は、前記排気筒の軸方向と交差する第一の遮蔽壁と、前記第一の遮蔽壁から前記可動部側に前記排気筒の軸方向に沿って延びる筒状の第二の遮蔽壁と、を有し、
   前記軸方向に沿った複数の貫通孔をそれぞれ含む複数の列が、前記排気筒の周方向に間隔をあけて設けられ、
   前記列における、前記複数の貫通孔の前記軸方向に沿った高さの合計値の、前記第二の遮蔽壁の前記軸方向の高さに対する開口比が、０．２以上０．４以下である、ガス遮断器。
5. 前記第二の遮蔽壁に、前記複数の貫通孔が設けられた、請求項４に記載のガス遮断器。
6. 前記複数の貫通孔は、
   前記第一の遮蔽壁と隣接した第一の貫通孔と、
   前記第一の貫通孔よりも前記第一の遮蔽壁から離れて位置し前記第一の貫通孔よりも開口面積が小さい第二の貫通孔と、
   前記第二の貫通孔よりも前記第一の遮蔽壁から離れて位置し前記第二の貫通孔よりも開口面積が大きい第三の貫通孔と、を含む、
   請求項５に記載のガス遮断器。
7. 前記第一の遮蔽壁は、前記第二の遮蔽壁よりも前記排気筒の径方向外方に向けて張り出した張出部を有した、請求項２〜６のうちいずれか一つに記載のガス遮断器。
8. 前記ノズルは、前記可動部に設けられ、
   前記第二の遮蔽壁は、前記ノズルの移動を案内する案内部を有した、請求項２〜７のうちいずれか一つに記載のガス遮断器。
9. 前記対向アーク接触子は、前記第一の遮蔽壁から突出した、請求項２〜８のうちいずれか一つに記載のガス遮断器。
10. 前記対向アーク接触子の根元に、前記第一の遮蔽壁から離れるにつれて細くなるテーパ部を有した、請求項９に記載のガス遮断器。
11. 前記排気筒の軸方向の長さは、前記排気筒内で生じた圧力波の波長よりも短い、請求項１〜１０のうちいずれか一つに記載のガス遮断器。

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