JPH0112182Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、圧力および温度に感応する要素を有
し、この２要素によつて発生する応力によつて動
作するガス密度継電器に関する。

（従来の技術） 近時、送変電系統に用いる開閉装置としてSF6
ガスを用いたガスしや断器、断路器等が使用され
ている。ところでこの種の開閉装置では、SF6ガ
スが開閉装置のタンクの外部へリークすると、ガ
ス密度低下を起し、それによつて絶縁性能の低下
をきたす。このためSF6ガスの密度を監視し、そ
の低下時には外部へ警報を発する必要がある。

上述の如くガスの密度を監視し、その低下時に
あつて外部へ警報を発するための手段として、ガ
ス密度継電器がある。

この種のガス密度継電器としては、従来、特公
昭11−4271号公報に示されるものや、特開昭55−
78231号公報に示されるものがある。

特公昭11−4271号公報に示されるものは、航空
機の高度計に使用されるガス密度継電機であつ
て、上空の圧力が低下したとき、標準ガスを封入
した容器が動作するようにし、この容器の動作の
検出をもつて気体の密度を検出するものである。

また、特開昭55−78231号公報に示されるもの
も、やはり標準ガスと被測定ガスとの圧力変化を
検出するものである。

（考案が解決しようとする課題） 上述した従来の技術においては、いずれも標準
ガスを必要とするものであるため、この標準ガス
が漏れを生じた場合は、測定すべき気体の密度の
測定値は不正確となつてしまう。

そこで本考案の目的は、標準ガスを必要としな
いで、ガス密度の変化を高精度且つ確実に検出す
ることができるガス密度継電器を提供することに
ある。

〔考案の構成〕 （課題を解決するための手段） 本考案は上記問題点を解決し且つ目的を達成す
るために次のような手段を講じた構成としてい
る。すなわち、本考案によるガス密度継電器は、
密度変化を検出すべきガスを充填した密度測定タ
ンク内のガスを導入する連通孔を有し且つ透孔を
穿設した空室と、この空室内に設けられるもので
あつて一端を前記透孔の周りに気密に取付けたベ
ローと、このベロー内に設けられるものであつて
一端を前記透孔に貫挿して前記空室外に設けたマ
イクロスイツチへ接続し他端を前記ベローの他端
底部に気密に固着したロツドと、前記ベローの底
部に係合されるものであつて前記ガスの温度が一
定時に前記ベローに作用するガス圧に抗して前記
ベローにバネ力を付与するバネと、前記ロツドの
他端に係合するものであつて前記ガスの温度が変
化する時にガス圧変化により前記ベローに作用す
る力に対応する逆向きの力を前記ベローに付与す
るバイメタルとを具備したものである。

（作用） このような構成によれば、ガス温度が変化した
ことに伴う圧力変化では、ロツドは動作されず、
ガスの密度が変化したことに伴う圧力変化のとき
にロツドが動作する。従つて、標準ガスを用いる
こと無く且つガス温度の影響が無くしてガスの密
度変化を検出することができる。

（実施例） 以下本考案の一実施例を第１図に示す截断面図
を参照して詳細に説明する。図中、第１の座１
は、密度を測定されるべきガスを充填した密度測
定タンク２に、例えばネジで取付けてある。密度
測定タンク２と第１の座１との間に、パツキング
３を介在してガスシールを行なうようにしてい
る。そして第１の座１の反対面に第２の座４、第
３の座５を順次重ねて、例えばボルトで一体に固
着している。又第１の座１にカバー６をネジ等で
取り付け上部をカバー７で覆つている。

ここで第１の座１と第２の座４で囲まれた部分
には空室Ａが形成されている。また空室Ａとタン
ク２内とは、第１の座に設けた連通孔１ａを介し
て連通している。そして上記第２の座４および第
３の座５の中心に透孔を穿設し、この透孔にロツ
ド９を貫挿させてある。第２の座４にベロー８の
一端を例えば溶接によつて気密に取付している。
更にこのベロー８の底部をロツド９に気密に固着
する。ベロー８の底部と前記座５の間にバネ１０
を介在させている。一方、前記空室Ａ内であつて
ロツド１０の他端に、バイメタル１１の中間部を
ナツト１２で固着している。このバイメタル１１
の周囲はネジ１３で座１の内周面に固着してい
る。そしてこのバイメタル１１は温度上昇時に
は、ベロー８の伸縮動作の方向と同じ方向である
図示下方へ変位するようになつている。一方、ロ
ツド９の一端は第３の座５を貫通してカバー６内
に配置したリンク１４の一端に当接し、他端は前
記ナツト１２を貫通する端部を連通孔１ａに挿通
してある。リンク１４は軸１５に回転自在に保持
されている。そしてこのリンク１４の他端に中空
のネジ１６を螺着し、この中空部にプツシユロツ
ド１７を配設するとともに、このプツシユロツド
１７と第３の座５との間にバネ１８を介在して、
リンク１４の他端をストツパ限まで押し上げるよ
うにしている。なお、１９はネジ１６をリンク１
４に固着するロツクナツトである。そしてプツシ
ユロツド１７に相対向してマイクロスイツチ２０
の入切用プランジヤを配置している。なおマイク
ロスイツチ２０は第３の座５に固着し保持する。
また、マイクロスイツチ２０の信号ケーブルは端
子台２１、コネクタ２２を介して外部へ導出して
いる。２３乃至２５は、夫々パツキングで大気と
ガスあるいは、大気と大気をシールする為に設け
てある。

以上の様な構成のガス密度継電器を密度測定タ
ンク２にネジ等にて取り付け、またタンク２内に
はガスがある一定の密度に注入される。それによ
りタンク２内のガスをバイメタル１１、ベロー８
の周囲即ち空室Ａへ導く。この場合、ガス密度が
一定であればガス温上昇時は圧力は上昇し、逆に
ガス温低下時は圧力が低下する。しかして、ガス
密度が一定でガス温上昇時はバイメタル１１はベ
ロー８を下方へ押し下げるように作用し、又ガス
圧の上昇によつてベロー８にはバネ１０に打ち勝
つて上方へ移動する力が作用して平衡し、ベロー
８は不動のままで、従つてこのベロー８に固着し
たロツド９も所定位置に保持される。同様にガス
の密度が一定でガス温低下の場合は、バイメタル
１１はベロー８を下方へ押し下げる力が弱まる
か、又は逆にベロー８を上方へ押し上げる力が作
用し、一方ガス圧低下によりベロー８はバネ１０
がガス圧力に打ち勝ち、下方へ移動する力が作用
し両者の力が平衡して、この場合もベロー８、ロ
ツド９は所定の位置に保持される。

更に詳しく説明すると、ガスは一般に密度一定
のガスの場合、温度と圧力の関係はＰ＝AT＋Ｂ
（ここでＰ：圧力、Ｔ：温度、Ａ，Ｂ：ガスの密
度、種類によつてきまる定数）で直線関係であ
る。又傾きはΔP／ΔT＝Ａとなる。

本考案における構成において、傾き ΔP／ΔT ＝CK／kS ……(a)で表わされる。

ここでＣ：バイメタルの外形寸法、材質等によ
つてきまる定数、 Ｋ：バイメタルの彎曲定数（温度に対し
ての撓み感度）、 ｋ：バイメタルの撓みバネ定数の逆数、 Ｓ：ベロー８の有効受圧面積、 そして所定のガスの傾きＡが解けば前記、Ｃ，
Ｋ，ｋ，Ｓを選定する事により、密度一定の時ロ
ツド９は上下に動くことなく保持することが可能
である。又前記式(a)でバネ１０は全く関与してい
ない。しかしもしバネ１０がない場合にはベロー
８にかかるガス圧力Ｐ×Ｓをバイメタル１１で支
えられなければならない。これはバイメタル１１
に過大な応力が作用し、破損等信頼性の低下につ
ながる。そこでバネ１０は、ガス圧力Ｐ×Ｓをバ
イメタル１１にかからぬ様に支え、ガス圧変化分
ΔP×Ｓのみをバイメタル１１が支えることにな
る。以上よりバネ１０はバイメタル１１の過大応
力の防止に効果をもつ。

しかして上記ロツド９は、ガス圧によるベロー
８の位置と、バイメタル１１のバネ力との平衡位
置に保持され、この状態でガスの密度が低下すれ
ばバイメタル１１によつてベロー８を下方へ押し
下げる力はガス圧に優越してロツド９を図示下方
へ移動する。したがつてこのロツド９の他端に当
接するリンク１４の一端側はバネ１８のバネ力に
よつて図示下方へ移動し、この他端のプツシユロ
ツド１７によりマイクロスイツチ２０が動作す
る。そしてこのマイクロスイツチ２０の動作信号
は信号ケーブルを介して外部へ導出される。

なおガス圧の著しい低下時あるいは複数のマイ
クロスイツチによつてガスの密度を複数箇所で行
なう場合等は、ロツド９の移動量も多くなりそれ
によるリンク１４の過大な移動をプツシユロツド
１７によつて吸収することができる。すなわちマ
イクロスイツチ２０の駆動力をバネ１８のバネ力
によつて適正値に保持することができる。またマ
イクロスイツチ２０の動作タイミングはリンク１
４とネジ１６の螺合位置に応じて適宜に調整する
ことができる。

したがつてガス温度の変化による圧力変化を除
去し、その密度の変化に高精度に応動して外部リ
ーク等を検出することができる。また上記実施例
によればガス温度に感応するバイメタルをガス中
に配設しているのでガス温度の変化に対する応答
が良好でそれによつてガスの密度の変化を確実に
検出することができる。

尚、本考案は上記実施例に限らず第２図に記載
の構成を採用することができる。即ち、第２図は
第１の座１の１００内のバイメタル１０１の中間
部をロツド９の一端にナツト１２で固着し、更に
バイメタル１０２の一端を前記バイメタル１０１
の端部に固定リング１０４で固着し、またバイメ
タル１０２の他端に固定リング１０５を介してバ
イメタル１０３の一端を固着し、そしてバイメタ
ルの他端をネジ１３で座１００内に固着した構成
である。バイメタルは温度上昇時第１図と同様図
示下方へ変位する。第１図の場合とは基本的原理
は同一であるが感度を向上しうる利点がある。す
なわち、密度変化に対しロツド９の変位量が第１
図に比し増大する。これはバイメタルを複数枚に
することでバイメタルの撓み感度が増大し、皿バ
ネとしてのバイメタルのバネ定数が小さくなる為
である。なお第１図及び第２図のいずれにおいて
もベロー８の外周は密度測定用ガスが入る。

〔考案の効果〕

以上の如く本考案では、密度変化を検出すべき
ガスを充填した密度測定タンク内のガスを導入す
るとともに一部に透孔を穿設した空室と、この空
室内に設け一端を前記透孔周りに気密に取付けた
ベローと、前記透孔に貫挿され一端がマイクロス
イツチへ接続され他端が前記ベローの他端底部に
気密に固着されたロツドと、前記ベロー底部に係
合しガスの温度一定時にベローに作用するガス圧
に抗してベローにバネ力を付与するバネと、前記
ロツドの他端に係合しガスの温度変化時にガス圧
変化によりベローに作用する力に対応する逆向き
の力をベローに付与するバイメタルとを具備した
ことにより、ガス温度が変化したことに伴う圧力
変化では、ロツドは動作されず、ガスの密度が変
化したことに伴う圧力変化のときにロツドが動作
する。

従つて、本考案によれば、標準ガスを用いるこ
と無く且つガス温度の影響が無くしてガスの密度
変化を検出することができるガス密度継電器を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す截断正面図、
第２図は本考案の他の実施例を示すバイメタルを
複数使用した要部断面図である。 ８……ベロー、９……ロツド、１０……バネ、
１１……バイメタル、２０……マイクロスイツ
チ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 密度変化を検出すべきガスを充填した密度測定
   タンク内のガスを導入する連通孔を有し且つ透孔
   を穿設した空室と、この空室内に設けられるもの
   であつて一端を前記透孔の周りに気密に取付けた
   ベローと、このベロー内に設けられるものであつ
   て一端を前記透孔に貫挿して前記空室外に設けた
   マイクロスイツチへ接続し他端を前記ベローの他
   端底部に気密に固着したロツドと、前記ベローの
   底部に係合されるものであつて前記ガスの温度が
   一定時に前記ベローに作用するガス圧に抗して前
   記ベローにバネ力を付与するバネと、前記ロツド
   の他端に係合するものであつて前記ガスの温度が
   変化した時にガス圧変化により前記ベローに作用
   する力に対応する逆向きの力を前記ベローに付与
   するバイメタルとを具備するガス密度継電器。