DE2349224C2 - Elektrischer Druckgasschalter - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch das Merkmal

e) im Druckraum (4) sind an der Zwischenwand (3) mehrere von deren Öffnung (6a) ausgehende, speichenartig angeordnete, aus Isolierstoff bestehende Leitwände (18) für das Löschgas angebracht

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (18) radial zur Öffnung (6a) verlaufen.

3. Druckgasleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lciiwände (IS) tangential zürn Umfang der Öffnung (6a) verlaufen.

4. Druckgasleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (18) ausgehend von der Öffnung (6a) erst radial, dann tangential zu deren Umfang verlaufen.

5. Druckgaiileistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (18) stirnseitig und die zwischen ihnen liegenden Kanäle (17) von einer eine Durchtrittsöffnung (20) für das bewegliche Kontaktstück (10) aufweisende Abdeckung (19) überdeckt sind.

6. Druckgasleistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (19) trichterförmig ausgebildet ist und ein Tragflügelprofil aufweist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Druckgasschalter ist aus der DE-PS 46 031 bekanntgeworden. Wenn der Lichtbogen dabei innerhalb des Druckraumes rotiert, dann versetzt er das Gas innerhalb des Druckraumes in einer Rotationsbewegung und wenn dieses rotierende Gas durch die düsenähnlich ausgebildete Öffnung in den Expansionsraum abströmen will, dann bildet sich aufgrund der Rotation des Gases innerhalb des Druckraumes ein Wirbel, ähnlich dem Abflußwirbel in einer Badewanne. Da das Gas im Wirbelzentrum einen verringerten Druck, eine verringerte Geschwindigkeit und verringerte Dichte aufweist, besteht die Gefahr, daß innerhalb des Wirbelzentrums ein Wiederzündung stattfinden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Wirbeleffekt innerhalb der düsenähnlich ausgebildeten Öffnung vermieden ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst c'urch

ίο die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unieransprüchen zu entnehmen. Dabei sind in den einzelnen Unteransprüchen einzelne Ausgestaltungen der Leitwände dargestellt, die sich für dier zweckmäßigste Gasströmung hin zu dem Lichtbogen als günstig erwiesen haben.

Wenn die Leitwände stirnseitig und die zwischen ihnen liegenden Kanäle gemäß kennzeichnendem TeiJ des Anspruches 5 von einer durch eine Durchtrittsöffnung für das bewegliche Kontaktstück aufweisenden Abdekkung überdeckt sind, wird eine besonders vorteilhafte Strömung hin zu dem Lichtbogen bewirkt Damit dabei zusätzliche Strömungsverluste durch diese Abdeckung vermieden werden, ist diese Abdeckung gemäß kennzeichnendem Teil des Anspruches 6 trichterförmig ausgebildet und besitzt ein Tragflügelprofil.

Durch die erfindungsgemäße Leiteinrichtung wird der Badewanneneffekt vermieden.
Anhand der Zeichnung, sind im folgenden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 einen Druckgasschalter mit einer Leiteinrichtung, in Einschaltstellung, im Querschnitt,
F i g. 2 den Druckgasschalter gemäß F i g. 1 in Lösch-Stellung und

F i g. 3—5 schematische Darstellungen mehrerer Ausführüngsbeispiele der Kanäle, die das Gas zum Lichtbogen hinführen.

Der Druckgasschalter, der in seiner Gesamtheit mit der F i g. 1 bezeichnet ist, besitzt ein zyhnderförmiges Gehäuse 2, das zwei Räume 4 und 5 aufweist, die mittels einer Zwischenwand 3 voneinander getrennt sind. Der Raum 4 ist der Druckraum und der Raum 5 der Expansionsraum. Im folgenden werden beide Räume kurz als Raum 4 und Raum 5 bezeichnet. Das Volumenverhältnis der beiden Räume beträgt in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig.] 1 :5; der größere Raum, also der Expansionsraum 5, ist etwa fünfmal so groß wie der kleinere Raum 4, d.!'.. also der Druckraum 4. Selbstverständlich können in einer anderen Ausführungsform die Volumina beider Räume gleichgroß sein. Ebenso ist es denkbar, das Volumen des Druckraumes größer zu halten als das Volumen des Expansionsraumes; thermodynamisch günstiger ist es aber, den Raum 4 kleiner zu halten als den Raum 5.

Beide Räume 4 und 5 sind über eine sich in den Raum 5 erweiternde düsenähnliche Öffnung 6, deren engster Querschnitt mit 6a bezeichnet ist, miteinander verbunden. Die düsenähnliche Öffnung 6 ist in einem Formstück 6b gebildet, das in eine Bohrung 3a in der Zwischenwand 3 eingesetzt ist. Das Formstück 66 kann dabei auch aus Metall hergestellt sein. Innerhalb des Raumes 4 befindet sich — der düsenähnlichen Öffnung 6 gegenüberliegend ein festes Kontaktstück 7, das eine Tulpenform 9 aufweist, die mit einem beweglichen Kontaktstück 10 im eingeschalteten Zustand zusammenwirkt. Das feste Kontaktstück 7 ist von einer mit zwei voneinander isolierten Windungen versehenen Wick-

lung, die als Elektrode 8 für den Lichtbogen dient, konzentrisch umgeben, wobei ein Verbindungsleiter 14 vorgesehen ist, der das feste Kontaktstück 7 mit der Elektrode 8 elektrisch leitend verbindet Die Stromzufuhr geschieht über einen Stromanschluß 11. Anstatt die Elektrode 8 mit zwei Windungen zu versehen, können auch drei oder mehrere Windungen vorgesehen werden. Daß überhaupt eine Wicklung vorgesehen wird, hat den folgenden Grund: wenn das durch die düsenähnliche Öffnung im eingeschalteten Zustand hindurchgreifende bewegliche Kontaktstück 10 vom festen Kontaktstück 9 weggezogen wird, dann wird zwischen beiden ein Lichtbogen 15 (in der Fig.2 strichliert dargestellt) gezogen. Der Fußpunkt des Lichtbogens 15 auf dem festen Kontaktstück 7 wird, da er nicht zentral, sondern außermittig zu dem Kontaktstück 7 steht, aufgrund seines eigenen Feldes über den Verbindungsleiter 14 nach außen auf die Elektrode 8 wandern. Da diese als Wicklung ausgebildet ist, beginnt der Lichtbogen 15 (in F i g. 2 als ausgezogene Linie dargestellt) auf der Elektrode 8 zu rotieren. Die Laufrichtung des Lichtbogens wird dabei durch den Wickeisinn der Wicklung beeinflußt. Aufgrund der Rotation des Lichtbogens wird die in dem Raum 4 befindliche Gasmenge intensiv aufgeheizt, so daß sich der Gasdruck stark erhöht. Nachdem das bewegliche Kontaktstück 10 durch die düsenartige Öffnung 6 hindurchgezogen ist, strömt das Gas aus dem Raum 4 in den Expansionsraum 5 in Pfeilrichtung 21 aus. Dabei kann innerhalb des engsten Querschnittes 6a Schallgeschwindigkeit auftreten und der durch die dusenähnliche Öffnung 6 brennende Lichtbogen wird stark axial beblasen. Durch die heftige Bewegung des Lichtbogens im Raum 4 nimmt dieser gegebenenfalls helixförmige Formen an, die ihn außerdem in Raumbereiche bringen, in denen vorwiegend noch kaltes Füllgas liegt.

Aufgrund der Rotation des Lichtbogens wird das in dem Raum 4 befindliche Gas in Rotation versetzt und dadurch bildet sich beim Ausströmen aus der düsenähnliche Öffnung 6 ein Wirbel ähnlich dem V/irbel bei Ausfluß von Wasser aus einer Badewanne. Um dies zu vermeiden, wird eine Leiteinrichtung 16 vorgesehen, die die düsenähnliche Öffnung 6 umgibt. Diese Leiteinrichtung 16 besitzt mehrere Kanäle 17, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind und die radial ausgerichtet sind. Diese Kanäle werden mittels Leitwänden 18 gebildet, die ebenfalls radial ausgerichtet sind. In Richtung zum festen Kontaktstück 7 hin sind die Kanäle 17 von einer Abdeckung 19 abgedeckt, die kegelstumpfförmig ausgebildet ist und einen etwa tragflügelähnlichen Querschnitt aufweist. In der Mitte der Leiteinrichtung befindet sich eine Ausnehmung 20, durch die das bewegliche Kontaktstück 10 in eingeschaltetem Zustand hindurchgreifen kann.

Aufgrund der Rotation des Lichtbogens wird der größere Teil des innerhalb des Raumes 4 befindlichen Gases aufgrund der Fliehkraft nach außen an die Innenwandung des Gehäuses 1 getrieben, wodurch eine Hauptströmung 21 durch die Kanäle 17 hindurch entsteht, die den Lichtbogen von außen radial bebläst und dabei zentriert. Wenn das Gas dann durch die düsenähnliche Öffnung 6a hindurchströmt, wird der Lichtbogen axial beblasen. Durch die Ausnehmung 20 fließt eine Nebenströmung 21.

Die F i g. 3 zeigt eine Leitrichtung, bei der drei Leitwände 18 vorgesehen sind, die radial verlaufen und ärti Umfang gleichmäßig Verteilt und somit einen Dreistern bilden. Eine solche Ausführung ist einfach herzustellen, ist aber strömungstechnisch nicht sehr günstig. Eine bessere Ausführung zeigt die F i g. 4, bei der die Leitwände 18 etwa tangential zur Öffnung 20 hin ausgerichtet jind. Dabei wird das Gas umgelenkt und strömt allerdings nicht exakt radial nach innen.

Die strömungsmäßig günstigste Formgebung der Leitwände 18 zeigt die F i g. 6. Hier besitzen die einzelne Leitplatten eine turbinenschaufelähnliche Form. Das Gas strömt gemäß den strichpunktierten Linien 18a fast exakt tangential zu und gelangt genau radial zum Lichtbogen. Berücksichtigt man allerdings wirtschaftliche und technische Gesichtspunkte gemeinsam, so wird als optimale Lösung die Ausgestaltung gemäß der F i g. 4 anzusehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Druckgasschalter mit

a) einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Druckraum (4) und einem Expansionsraum (5), die durch eine radial angeordnete Zwischenwand (3) getrennt und mit Löschgas gefüllt sind,

b) einem im Druckraum (4) an der der Zwischenwand (3) gegenüberliegenden Endwand angeordneten feststehenden Kontaktstück (7),

c) einer düsenförmigen, zum Expansionsraum (5) hin sich erweiternde Öffnung (6a) in der Zwischenwand (3), durch die im Einschaltzustand des Druckgasschalters ein bewegliches Kontaktstück (10) mit einem feststehenden (7) in Verbindung steht,

d) einer konzentrisch zum feststehenden Kontaktstück (7) angeordneten, mit diesem galvanisch verbündten Elektrode (8) für den Lichtbogen und einer Einrichtung zur Erzielung einer Rotation des gezogenen Lichtbogens,