專利名稱：開(kāi)關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種收納有斷路器等電力設(shè)備的金屬封閉型開(kāi)關(guān)裝置，特別涉及對(duì)具有換氣用進(jìn)氣部的開(kāi)關(guān)裝置的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
額定電流容量較大的金屬封閉型開(kāi)關(guān)裝置由于向主電路導(dǎo)體通電所導(dǎo)致的焦耳熱以及導(dǎo)體周邊的結(jié)構(gòu)物的感應(yīng)熱等，導(dǎo)致導(dǎo)體溫度以及周邊的空氣溫度上升。為了將該溫度上升抑制在一定的水平，為了引入外界氣體，以利用開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部的對(duì)流來(lái)降低內(nèi)部空氣溫度，從而使導(dǎo)體部等降溫至一定的溫度以下，一般采用進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)即， 在殼體的背面或前面的較低的位置設(shè)置進(jìn)氣口，在頂部設(shè)置排氣口，除了殼體內(nèi)的對(duì)流，還有效利用進(jìn)排氣口的壓頭差以提高換氣效率。在開(kāi)關(guān)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，雖然極其罕見(jiàn)，但有可能因各種原因而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部的主電路發(fā)生電氣事故。在發(fā)生電氣事故的情況下，該部分會(huì)產(chǎn)生電弧，該電弧能量會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部壓力急劇上升，并導(dǎo)致產(chǎn)生高溫高壓氣體。在現(xiàn)有的額定電流較小的開(kāi)關(guān)裝置中，由于一般不設(shè)置換氣用的進(jìn)排氣口，因此在內(nèi)部產(chǎn)生高溫高壓氣體的情況下，高溫高壓氣體只能通過(guò)泄壓板的開(kāi)放從設(shè)置于頂部的泄壓口排出到柜外。另一方面，在額定電流較大的開(kāi)關(guān)裝置中，高溫氣體不僅會(huì)從頂部的泄壓口和換氣用的排氣口噴出，也會(huì)從設(shè)置于殼體后面或前面的進(jìn)氣口噴出。由于頂部的排氣口原本就被設(shè)置為假定發(fā)生事故時(shí)的泄壓口，因此即使高溫氣體從該處噴出也沒(méi)有問(wèn)題，但需要抑制高溫氣體從設(shè)置于殼體背面和前面的換氣用的進(jìn)氣口噴出。為了應(yīng)對(duì)這樣的事故，利用事故時(shí)的內(nèi)部異常壓力上升使設(shè)置于進(jìn)氣口部的單相閥式閥門隨著內(nèi)部壓力的上升從內(nèi)側(cè)對(duì)進(jìn)氣口進(jìn)行封閉，從而防止高溫高壓氣體在通氣路徑上發(fā)生逆流而從進(jìn)氣口向外部排出(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 :W02009/001425A1號(hào)公報(bào)(第1頁(yè)、圖1)

發(fā)明內(nèi)容
在如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于從電弧能量較小的區(qū)域到系統(tǒng)的最大規(guī)模的區(qū)域的電弧能量，需要確保穩(wěn)定的單相閥式閥門(以下簡(jiǎn)稱為閥門)動(dòng)作。同時(shí)，要求對(duì)于系統(tǒng)的最大故障電流的靜止電弧的集中，不發(fā)生熔損而產(chǎn)生孔洞。在故障時(shí)的電弧能量較小的情況下，由于驅(qū)動(dòng)閥門所需要的壓力上升較小，因此需要采用閥門的輕量化等、以較小的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行動(dòng)作的閥門結(jié)構(gòu)，在故障電弧能量較大的情況下，由于要求在較高的壓力下不會(huì)發(fā)生損壞，并且不會(huì)因電弧的熱量而發(fā)生熔損從而開(kāi)出貫通孔的材料和厚度，因此，因需要具有一定程度的大小的質(zhì)量而導(dǎo)致輕量化較為困難。由此，在電弧能量較小的情況下和電弧能量較大的情況下，在閥門的設(shè)計(jì)上，無(wú)法同時(shí)兼顧輕量化以及確保強(qiáng)度和確保抗熔損性能，很難對(duì)應(yīng)于整個(gè)區(qū)域的事故使閥門驅(qū)動(dòng)，來(lái)對(duì)進(jìn)氣口進(jìn)行封閉從而阻止開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)的高溫高壓氣體向外部噴出。因此，在發(fā)生內(nèi)部電氣事故時(shí)的事故電流值較小的情況下、以及小規(guī)模的接地事故等事故狀態(tài)下，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部壓力上升減小，從而可能無(wú)法使利用該壓力對(duì)通氣路徑進(jìn)行封閉的閥門動(dòng)作來(lái)對(duì)通氣路徑進(jìn)行封閉。另外，使用閥門的開(kāi)關(guān)裝置依賴于閥門的流暢動(dòng)作，例如，需要進(jìn)行用于確保閥門的轉(zhuǎn)動(dòng)部的動(dòng)作穩(wěn)定的檢查維護(hù)，在因維護(hù)不善等而導(dǎo)致潤(rùn)滑劑固接的情況下，可能會(huì)發(fā)生動(dòng)作不良。此外，在開(kāi)關(guān)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于需要通過(guò)換氣來(lái)對(duì)內(nèi)部的發(fā)熱進(jìn)行散熱，因此進(jìn)氣口部需要始終打開(kāi)，萬(wàn)一閥門關(guān)閉，則由于進(jìn)氣口始終處于閉合狀態(tài)，沒(méi)有了因換氣而導(dǎo)致的內(nèi)部的散熱效果，因此，內(nèi)部溫度變得很高。其結(jié)果是，開(kāi)關(guān)裝置的壽命變得特別短，根據(jù)情況，也可能會(huì)成為因柜內(nèi)異常加熱而導(dǎo)致事故的原因。因此，閥門需要使進(jìn)氣口保持打開(kāi)的狀態(tài)，在發(fā)生事故時(shí)，立即關(guān)閉進(jìn)氣口，至少需要在事故持續(xù)時(shí)間的期間保持關(guān)閉狀態(tài)，以使因事故而產(chǎn)生的高溫氣體不會(huì)從進(jìn)氣口逆流。因此，在開(kāi)關(guān)裝置的安裝工程之后的運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始之前、或在通常的維護(hù)檢查之后的再運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始之前，一定要確認(rèn)閥門被打開(kāi)， 另外，需要確認(rèn)閥門被關(guān)閉時(shí)保持部的所需保持性能也被確保，存在檢查操作變得繁雜等問(wèn)題。本發(fā)明用于解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其目的在于，獲得一種廉價(jià)的、維護(hù)檢查性優(yōu)異的、可靠性較高的開(kāi)關(guān)裝置，該開(kāi)關(guān)裝置使高壓高溫氣體所擁有的能量減少，而不使用單相閥式閥門那樣的在發(fā)生各種事故時(shí)的電弧能量的大小以及轉(zhuǎn)動(dòng)部的摩擦或閥門本身的慣性力矩對(duì)動(dòng)作性能造成較大的影響的構(gòu)件，使事故時(shí)的電弧能量在從極小的事故到非常大的事故的較大的范圍內(nèi)，使高溫高壓氣體的能量穩(wěn)定地衰減，使氣體的速度下降，降低氣體的溫度，從而將氣體從進(jìn)氣部向外部排出。本發(fā)明所涉及的開(kāi)關(guān)裝置是包括設(shè)置有用于將外界氣體引入收納電氣設(shè)備的內(nèi)部空間的進(jìn)氣部的殼體的開(kāi)關(guān)裝置，上述進(jìn)氣部設(shè)置有板狀體，該板狀體上設(shè)置有具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失比相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失大的形狀系數(shù)的貫通孔。在本發(fā)明中，由于在引入外界氣體的進(jìn)氣部中，使用了設(shè)置有具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)的貫通孔的板狀體，因此，在發(fā)生內(nèi)部電氣事故時(shí)，沿與正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相反的方向從進(jìn)氣部向外部排出的高壓氣體的排氣方向的流阻較大，從而使高溫高壓氣體的能量衰減。因此，可以在從電弧能量極小的事故到電弧能量非常大的事故的較大的范圍內(nèi)，穩(wěn)定地抑制高壓高溫氣體從進(jìn)氣部噴出。另外，由于未使用具有單相閥式閥門那樣的慣性力矩的可動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此可以獲得維護(hù)檢查性優(yōu)異的、廉價(jià)的、可靠性較高的開(kāi)關(guān)裝置。


圖1是簡(jiǎn)要地示出本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的開(kāi)關(guān)裝置的側(cè)面剖視圖。圖2是表示用于圖1所示的進(jìn)氣部的、具有貫通孔的板狀體的立體圖。圖3是圖2所示的板狀體的主視圖。圖4是圖3的IV-IV線的向視剖視圖。圖5是對(duì)在圖4所示的板狀體的凸?fàn)畹呢炌撞糠值牡谝涣魍ǚ较虻那闆r下，與流體能量損失相關(guān)的形狀系數(shù)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6是對(duì)在與圖5所示的板狀體相類似的凸?fàn)畹呢炌撞糠值牧魍ǚ较驗(yàn)橄喾吹那闆r下，與流體能量損失相關(guān)的形狀系數(shù)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖7是表示使用了多片圖2所示的實(shí)施方式1的板狀體的非可逆性通氣構(gòu)件的立體圖。圖8是表示使用了多片本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的開(kāi)關(guān)裝置所使用的板狀體的非可逆性通氣構(gòu)件的立體圖。圖9是圖8所示的非可逆性通氣構(gòu)件的主視圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的開(kāi)關(guān)裝置所使用的非可逆性通氣構(gòu)件的立體圖。圖11是表示圖8所示的非可逆性通氣構(gòu)件的變形例1的立體圖。圖12是表示圖8所示的非可逆性通氣構(gòu)件的變形例2的立體圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1殼體、2斷路器、3斷路器隔室、16進(jìn)氣部、16a通氣口、18、18A板狀體、18a、18b貫通孔、17非可逆性通氣構(gòu)件、19泄壓口、20、20A.20B翅片、20a孔。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1.圖1是簡(jiǎn)要地示出用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的開(kāi)關(guān)裝置的側(cè)面剖視圖。在圖中，構(gòu)成開(kāi)關(guān)裝置的接地金屬制的殼體1的內(nèi)部被劃分成多個(gè)隔室。在圖的左方 (正面?zhèn)?，配置有收納有抽出式的斷路器2的斷路器隔室3，該斷路器2可以從正面?zhèn)瘸槌?。斷路器隔?的后壁上固定設(shè)置有上下隔開(kāi)規(guī)定間隔的主電路的斷路部如、仙，能與向斷路器2的后表面(圖中右方)突出的連接端子進(jìn)行裝卸。而且，在斷路部如、仙中，設(shè)置有斷路端子fe、5b。斷路器隔室3的上方是收納有控制儀表(未圖示)的控制設(shè)備隔室6。斷路器隔室3的背面?zhèn)壬戏?，是配設(shè)有支承于支承絕緣子8的三相的母線7的母線隔室9，與斷路器2的一端側(cè)相連接的斷路部如的斷路端子fe與母線7通過(guò)分岔導(dǎo)體 10相連接地收納于母線隔室9。母線隔室9的后方及下方是收納有負(fù)載側(cè)的電纜11的電纜隔室12。與斷路器2的另一端側(cè)相連接的斷路部4b的斷路端子恥經(jīng)由貫穿電流互感器 14而設(shè)置的負(fù)載側(cè)導(dǎo)體13與電纜11相連接。另外，斷路端子恥與接地開(kāi)關(guān)15相連接。在圖的右方(后面?zhèn)?的電纜隔室12的下方，設(shè)置有具有使用了用于將外界氣體從外部引入殼體1內(nèi)的葉板的通氣口 16a的進(jìn)氣部16。在進(jìn)氣部16的殼體1內(nèi)部一側(cè)，如圖2 圖4所示，設(shè)置有使用了設(shè)有貫通孔18a的板狀體18的非可逆性通氣構(gòu)件17，所述貫通孔18a具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)，其目的在于，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了在開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)進(jìn)行換氣而在箭頭A所示的進(jìn)氣方向上減小流體能量損失，而在發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)，使從開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部通過(guò)進(jìn)氣部16而逆流從而沿箭頭B方向排出的高溫高壓氣體所具有的流體能量大量損失。板狀體18是例如鐵板等的金屬制品，形成有一個(gè)或多個(gè)正反不對(duì)稱的貫通孔 18a。此外，在該例子中，有規(guī)律地呈矩陣形地設(shè)置有多個(gè)貫通孔18a。如圖4所示，配設(shè)于外界氣體一側(cè)(圖的右側(cè))的一個(gè)面上的貫通孔18a的周圍，形成為具有光滑的曲面的凹面，與殼體1的內(nèi)部側(cè)相對(duì)的另一個(gè)面上的貫通孔18a的周圍，形成為向殼體1內(nèi)部側(cè)突出的凸?fàn)?。這樣的孔狀可以通過(guò)一般的金屬板的沖壓加工或擠壓拉伸加工等容易地制作成各種大小。流體從相當(dāng)于上述貫通孔18a的圖5所示的形狀的管路入口沿與外界氣體的流入方向相對(duì)應(yīng)的箭頭A方向流動(dòng)時(shí)的流體能量損失所涉及的形狀系數(shù)ζ根據(jù)孔的大小和流體入口曲面的曲率半徑、以及孔的大小與曲率半徑的相對(duì)比例而變化，一般，設(shè)ζ的范圍為ζ =0.06 0.005，根據(jù)流體的流入側(cè)的形狀，形狀系數(shù)(ζ)可以變化約10倍以上。另一方面，可知與上述箭頭A方向相反方向的、相當(dāng)于發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)的流向的、流體從圖6所示形狀的管路入口沿箭頭B方向流過(guò)時(shí)的流體能量損失所涉及的形狀系數(shù)ζ =0.56。本發(fā)明利用如上所述的特性，將圖2 圖4所舉例示出的板狀體18沿如下方向配置即，使能量損失在流體沿進(jìn)氣方向通過(guò)的情況下變小，在流體沿與進(jìn)氣方向相反的排氣方向通過(guò)的情況下變大。按照單純計(jì)算，流出方向的貫通孔18a的形狀系數(shù)ζ可以看成比流入方向的貫通孔18a的形狀系數(shù)ζ大約10倍 100倍左右，至少大10倍左右。非可逆性通氣構(gòu)件17由多片如上所述的、作為主要功能要素的、圖2的板狀體18 組合而構(gòu)成，所述板狀體18被制成適合于開(kāi)關(guān)裝置的各個(gè)額定容量下的開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部的電氣事故的規(guī)模、以及正常通電時(shí)的內(nèi)部換氣所需要的換氣量這兩者。此外，殼體1的頂部設(shè)置有多個(gè)泄壓口 19等其他的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)裝置相同。接下來(lái)，對(duì)如上所述構(gòu)成的實(shí)施方式1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。由于上述開(kāi)關(guān)裝置中的、 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沿以箭頭A來(lái)表示的進(jìn)氣方向通過(guò)進(jìn)氣部16的空氣的流速ν只是開(kāi)關(guān)裝置的進(jìn)排氣口的高度所引起的壓頭差、以及開(kāi)關(guān)裝置內(nèi)部的發(fā)熱所引起的自然對(duì)流所導(dǎo)致的空氣的流動(dòng)，因此，約為0. 5 1. Om/s的水平。與此不同的是，發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)的高壓氣體的流速取決于內(nèi)部電氣事故的規(guī)模，但在事故發(fā)生后，開(kāi)關(guān)裝置的內(nèi)部壓力急劇上升， 利用該壓力使設(shè)置于開(kāi)關(guān)裝置的頂部的泄壓板開(kāi)啟，將高壓氣體從泄壓口 19放出。此時(shí)的壓力傳播速度接近于音速，從泄壓口 19噴出的高壓氣體的速度大約為100 300m/s左右。 雖然這樣的高壓氣體并非從進(jìn)氣部16直接排出，但排氣時(shí)的流速ν比進(jìn)氣時(shí)大約大100倍至600倍。已知一般流體的管路的流體損失能量(h)與根據(jù)管路入口的形狀的不同而決定的形狀系數(shù)(ζ)成正比，與流體的流速(ν)的平方成正比。即，在通過(guò)設(shè)置有貫通孔18a 的板狀體18時(shí)的能量損失(h)根據(jù)下述式1所示的關(guān)系式來(lái)決定。h = ζ X (v2 + 2g) ......式 1其中，ν是流體的流速，g是重力加速度。由于上述式1的關(guān)系式成立，發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)的高溫高壓氣體排氣時(shí)的流體能量損失相對(duì)于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)氣時(shí)，在形狀系數(shù)(ζ)上約有10倍的差，在流體的流速 (ν)上約有100倍的差，因此，伴有約100，000倍以上的流體能量損失。S卩，與正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)氣時(shí)的流體能量損失相比，減少約100，000倍的能量。因此，可以利用非可逆性通氣構(gòu)件 17相應(yīng)地減少高溫高壓氣體的能量。如上所述，發(fā)生內(nèi)部電氣事故時(shí)的進(jìn)氣部16中的空氣的流動(dòng)方向與正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比為相反方向(排氣方向)，并且，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)氣方向的流體的速度是約為0.5 1. Om/s的低速，而與之相對(duì)，在發(fā)生事故時(shí)變成為與正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相反的方向的排氣方向的流體速度按照單純計(jì)算大約為100 300m/s的高速，著眼于以上兩點(diǎn)，由于進(jìn)氣部16具備具有正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在進(jìn)氣方向上形狀系數(shù)(ζ)變小、而在發(fā)生事故時(shí)在排氣方向上形狀系數(shù)(ζ)變大的形狀的貫通孔18a的板狀體18，因此，本發(fā)明所涉及的開(kāi)關(guān)裝置的排氣方向的流阻相對(duì)于進(jìn)氣方向大約為10萬(wàn) 360萬(wàn)倍，本發(fā)明所涉及的開(kāi)關(guān)裝置具有良好的換氣性能，并能在發(fā)生事故時(shí)抑制高壓高溫氣體噴出。此外，如圖7所示，通過(guò)重疊多片板狀體18、或者改變板狀體18的貫通孔18a的大小或貫通孔18a的數(shù)量，可以使高溫高壓氣體的能量減少效果在較大的范圍內(nèi)變化。另外， 作為構(gòu)成板狀體18的材料，除了鐵類材料等一般的金屬以外，可以期待使用例如多孔燒結(jié)金屬或泡沫合金等也能達(dá)到減少高溫高壓氣體的能量的效果。另外，在板狀體18的表面覆蓋氫氧化鎂等氫氧化金屬化合物(氫氧化物)的被膜、或在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多水分子的材料的被膜、或含有較多水分子的高分子材料的被膜，在提高高溫高壓氣體的能量減少效果上也比較有效。此外，作為板狀體18，可以期待使用含有較多水分子的不燃性高分子材料也具有相同的效果。此外，圖1所示的殼體1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)只是所示出的一個(gè)例子，并不局限于圖中的配置結(jié)構(gòu)。另外，也可以采用圖的左方(正面?zhèn)?部分或地面部分具備進(jìn)氣部16的結(jié)構(gòu)、或者除此以外的結(jié)構(gòu)。不管在哪種情況下，只要在存在正常換氣用的進(jìn)氣部16、并且在發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)高溫高壓氣體可能會(huì)通過(guò)該進(jìn)氣部16逆流而流出至開(kāi)關(guān)裝置外部的位置， 設(shè)置具有貫通孔18a的板狀體18即可，所述貫通孔18a具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1，由于在引入外界氣體的進(jìn)氣部16中，使用了設(shè)置有具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)的貫通孔18a的板狀體18，因此，在內(nèi)部短路事故中所產(chǎn)生的高溫高壓氣體通過(guò)進(jìn)氣部16向開(kāi)關(guān)裝置外排出時(shí)，可以降低高溫高壓氣體的流速和溫度。另外，由于可以對(duì)高溫高壓氣體進(jìn)行冷卻，而不依賴于如在使用了單相閥式閥門的情況下那樣的機(jī)械性的動(dòng)作，因此可以提高安全性和可靠性，并且，由于可以省去閥門的動(dòng)作空間，因此能獲得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而廉價(jià)的開(kāi)關(guān)裝置。另外，維護(hù)也變得較為容易。實(shí)施方式2.圖8是表示使用了多片本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的開(kāi)關(guān)裝置所使用的板狀體的非可逆性通氣構(gòu)件的立體圖，圖9是其主視圖。此外，本實(shí)施方式2采用在將多片呈矩陣形地設(shè)置有多個(gè)圖2所示的貫通孔18a的板狀體18在通氣方向上隔開(kāi)間隔進(jìn)行配設(shè)時(shí)，使形成于板狀體18的貫通孔的中心位置在相鄰的板狀體18之間相互交替錯(cuò)開(kāi)的結(jié)構(gòu)。在圖中，在配置于中央部分的板狀體18A上，呈與貫通孔18a相同的矩陣形地設(shè)置有多個(gè)貫通孔18b，所述貫通孔18b與配設(shè)于板狀體18A兩側(cè)部分的板狀體18上所設(shè)置的貫通孔18a具有同樣的相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)。板狀體18A的貫通孔18b的中心位置如圖9所示，設(shè)置成在從通氣方向觀察時(shí)，位于與板狀體18的貫通孔18a在上下、左右方向上只錯(cuò)開(kāi)二分之一間距的位置上。 其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式1相同。在采用如上所述結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式2中，由于非可逆性通氣構(gòu)件17A中的板狀體18、 18A的貫通孔18a、18b的位置相互交替錯(cuò)開(kāi)，因此，進(jìn)排氣的流體損失效果進(jìn)一步被提高， 其結(jié)果是，能提高在發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)所排出的高溫高壓氣體的能量減少效果。在該實(shí)施方式2中，由于進(jìn)排氣兩方面的流體能量損失都變大，因此，正常的開(kāi)關(guān)裝置換氣用進(jìn)氣效果也會(huì)降低，所以，在期待在排氣方向上的流體能量損失比進(jìn)氣效率的降低更大的情況比較有效。
實(shí)施方式3.圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的開(kāi)關(guān)裝置所使用的非可逆性通氣構(gòu)件的立體圖，圖11是表示變形例1的立體圖，圖12是表示變形例2的立體圖。此外，在本實(shí)施方式3中，在圖7所示的多片板狀體18的相互之間安裝有翅片。在圖10中，在非可逆性通氣構(gòu)件17中，隔開(kāi)間隔地設(shè)置有多片沿通氣方向延伸地配置于兩片板狀體18的相互之間的板狀的翅片20，所述兩片板狀體18與實(shí)施方式1相同，并且隔開(kāi)間隔地沿進(jìn)氣方向配設(shè)。此外，翅片20的材質(zhì)沒(méi)有特別的限定，但可以優(yōu)選使用例如鐵、鋁、銅等金屬、或這些金屬類的合金、或多孔燒結(jié)金屬、或泡沫合金等。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。在采用如上所述的結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式3中，開(kāi)關(guān)裝置在發(fā)生內(nèi)部電器事故時(shí)所產(chǎn)生的高溫高壓氣體在通過(guò)設(shè)有具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)的貫通孔18a的板狀體18時(shí)，其能量減少，在通過(guò)翅片20的間隙時(shí)，通過(guò)使翅片20的表面熔融，高溫高壓氣體的能量進(jìn)一步減少，由進(jìn)氣部16排出。因此， 流體損失效果進(jìn)一步提高，其結(jié)果是，可以提高在發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)所排出的高溫高壓氣體的能量減少效果。此外，也可以將上述翅片20如圖11的變形例1所示換成形成為波浪形的翅片 20A，在這種情況下，可以在高溫氣體通過(guò)翅片20A時(shí)，通過(guò)增加翅片20A的面積，來(lái)進(jìn)一步提高高溫氣體的冷卻性。此外，如圖12所示出的變形例2所示，在翅片20上設(shè)置多個(gè)孔 20a從而制成翅片20B的方法、或設(shè)置多個(gè)突起(省略其圖示)、或使翅片的表面粗糙度變粗等方法在提高冷卻效果上也比較有效。另外，在翅片的表面覆蓋氫氧化鎂等氫氧化金屬化合物(氫氧化物)的皮膜、或在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多水分子的材料的皮膜、或含有較多水分子的不燃性高分子材料的皮膜，對(duì)高溫高壓氣體的能量減少也比較有效。此外，上述實(shí)施方式1 3所示的非可逆性通氣構(gòu)件17的結(jié)構(gòu)并不局限于舉例示出的板狀體18、18A，另外，不言而喻，對(duì)其固定方法、或貫通孔18a、18b的形狀、大小、設(shè)置個(gè)數(shù)、設(shè)置密度、設(shè)置方式等進(jìn)行適當(dāng)變更而獲得的結(jié)構(gòu)也同樣適用。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)裝置，包括設(shè)置有用于將外界氣體引入對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行收納的內(nèi)部空間的進(jìn)氣部的殼體(1)，其特征在于，設(shè)置有具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)的貫通孔(18a)的板狀體(18)設(shè)置于所述進(jìn)氣部。
2.如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，形成所述貫通孔(18a)，使其周圍向所述殼體(1)的內(nèi)部空間一側(cè)突出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，所述貫通孔(18a)的外界氣體一側(cè)的周面形成為具有光滑的曲面的凹面。
4.如權(quán)利要求1或2所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，將一片或多片呈矩陣形地設(shè)置有多個(gè)所述貫通孔(18a)的所述板狀體(18)沿進(jìn)氣方向設(shè)置。
5.如權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，將一片或多片呈矩陣形地設(shè)置有多個(gè)所述貫通孔(18a)的所述板狀體(18)沿進(jìn)氣方向設(shè)置。
6.如權(quán)利要求4所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，包括多片沿進(jìn)氣方向隔開(kāi)間隔地設(shè)置的所述板狀體(18)，所述貫通孔(18a)的中心位置交錯(cuò)地配設(shè)于相鄰的所述板狀體(18)的相互之間。
7.如權(quán)利要求5所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，包括多片沿進(jìn)氣方向隔開(kāi)間隔地設(shè)置的所述板狀體(18)，所述貫通孔的中心位置交錯(cuò)地配設(shè)于相鄰的所述板狀體的相互之間。
8.如權(quán)利要求4所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，在沿進(jìn)氣方向隔開(kāi)間隔地設(shè)置的多片所述板狀體(18)的相互之間，設(shè)有沿通氣方向延伸的翅片00)。
9.如權(quán)利要求5所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，在沿進(jìn)氣方向隔開(kāi)間隔地設(shè)置的多片所述板狀體(18)的相互之間，設(shè)有沿通氣方向延伸的翅片00)。
10.如權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于， 所述翅片OO)形成為波浪形狀。
11.如權(quán)利要求9所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于， 所述翅片OO)形成為波浪形狀。
12.如權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于， 所述翅片OO)上形成有多個(gè)孔。
13.如權(quán)利要求9所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于， 所述翅片OO)上形成有多個(gè)孔。
14.如權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于， 所述翅片OO)的表面上形成有多個(gè)突起。
15.如權(quán)利要求9所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于， 所述翅片OO)的表面上形成有多個(gè)突起。
16.如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，所述板狀體(18)使用了金屬板、多孔燒結(jié)金屬、以及泡沫金屬板中的至少一種材料。
17.如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)裝置，其特征在于，所述板狀體(18)的表面具有由氫氧化物、或在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多水分子的材料所形成的被膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在發(fā)生內(nèi)部短路事故時(shí)能減輕高溫氣體對(duì)開(kāi)關(guān)裝置周圍的影響的開(kāi)關(guān)裝置。關(guān)于進(jìn)氣部，在利用與內(nèi)部壓力的上升聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行關(guān)閉動(dòng)作的閥門來(lái)封閉進(jìn)氣部的結(jié)構(gòu)中，存在閥門無(wú)法動(dòng)作的問(wèn)題。所述開(kāi)關(guān)裝置包括設(shè)置有用于將外界氣體引入對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行收納的內(nèi)部空間的進(jìn)氣部(16)的殼體(1)，其特征在于，將設(shè)置有具有相對(duì)于排氣方向的流體能量損失大于相對(duì)于進(jìn)氣方向的流體能量損失的形狀系數(shù)的貫通孔(18a)的板狀體(18)用作為所述進(jìn)氣部。由此，可以減少高溫高壓氣體的能量，省去閥門等可動(dòng)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H02B13/025GK102280823SQ20111003322
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者小鶴進(jìn), 沼田伸一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社