JPH0664976B2 - 圧力ガススイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒軸線に沿って相対的に互に移動可能な二
つの円筒形の接触部材（2,3）と、接触部材（2,3）を同
軸に囲んでいてかつ半径方向よりも軸方向に長く延び
る、消弧ガスを受け入れるための熱室（５）とを有し、
消弧ガスは切換過程で両方の接触部材（2,3）の間で燃
える切換アーク（11）により加熱され、環状間隙（６）
を介して熱室（５）に導かれ、そしてそこで冷たい消弧
ガスと混合される圧力ガススイツチから出発する。

この上位概念で、本発明は、EP−AI0067460に記載され
たような技術水準の圧力ガススイツチに関連している。
周知のスイツチでは、切換アークにより加熱された消弧
ガスが、接触部材を同軸に囲むトーラス状に形成された
熱室に貯えられ、そしてゼロ電流に接近時にアークの加
熱作用が衰えると環状室に流れる。この環状室では、消
弧ガスがピストン−シリンダ−圧縮装置からの新鮮な消
弧ガスと混合されるので、混合されたガスが、加熱され
た消弧ガスより低い温度を有する。比較的低い温度に混
合された消弧ガスが、引き続き、両方の接触部材の間に
存在する接点しや断距離に導かれ、そこで消弧ガスが切
換アークを有効に吹き消す。しかしながら、このような
スチツチは比較的費用がかかり、その上圧縮装置の駆動
に付加的な駆動エネルギーを必要とする。

本発明は、請求の範囲に特徴づけられているように、接
点しや断距離の誘電的な再安定化に用いられる消弧ガス
が、圧縮装置を節約して、高電流の終に、加熱された消
弧ガスの温度下に完全に有力に存在するガス温度で自由
に処理できる、冒頭に述べた種類の圧力ガススイツチを
企てる課題を解決する。

この課題は、上位観念の特徴と結合して、請求の範囲１
の特徴部分により解決される。本発明による圧力ガスス
イツチは、加熱された消弧ガスと、切換過程前に熱室に
貯えられた冷たい消弧ガスとがほとんど最適に混合さ
れ、それによりゼロ電流後接点しや断距離の誘電的な再
安定化のために十分に冷却された消弧ガスを自由に処理
できることによって抜群である。同時に、費用の考慮と
構造上の理由から有利な、主として軸方向に広げられた
熱室を用いることができる。

本発明の有利な別の発展は実施態様項に示されている。

以下、本発明を図面に示された実施例により詳細に述べ
る。

ここで、一枚の図面は、その接触部材軸線に沿って切断
された、本発明により形成された圧力ガススイツチの平
面図を示す。

図において、本発明により形成された圧力ガススイツチ
が左の部分にオン位置に示され、これに対して右の部分
にしや断中で示されている。ここでは、二三バールの圧
力の、多分六フツ化硫黄のような消弧ガスで満たされた
ハウジングが１で示されている。このハウジング１に
は、固定ノズル管として形成された接触部材２が存在
し、その接触部材２にオン位置で、移動可能な、中実円
柱の接触部材３が挿入される。接触部材３がオン位置
で、接触部材２に取りつけてある、ノズルとして形成さ
れた絶縁物質本体４の開口（図示省略）を貫通する。絶
縁物質本体４には、接触部材２と３をトロイド状に囲む
熱室５が設けられ、この熱室５はその内側で接触部材２
により区画され、かつ絶縁物質本体４と接触部材２の上
端の間に環状間隙６を有し、この環状間隙がオン位置で
接触部材３により接触部材２の内部から分離されてい
る。熱室は軸線方向に延長部Ｌを有し、この延長部は半
径方向のその深さＤより数倍だけ大きい。

熱室５の内部には、多分ポリテトラフルオルエチレンの
ような絶縁材料で作られかつ接触部材2,3を同軸に囲む
円筒マントル状の分離壁７が取りつけられており、この
分離壁は熱室５を二つの室８と９に細分する。両方の室
は、横断面が環状に形成されている。室８が室９により
囲まれ、かつこれと、内壁８の開口10を介して連結され
ている。室８は室９に対し半径方向に比較的わずかな深
さを有し、かつ環状間隙６に開口している。開口10が、
接触部材軸線の中心として描かれた円上に方位角をもっ
て配置され、その互いの軸線方向を中心点間隔は外側に
ある室９の、ほぼ半径方向に延びる深さｄに対応する。

このスイツチの作用の仕方は次の通りである。

しや断時（図の右側部分）に、接触部材３が上方に向っ
て動かされる。接触部材２と３が分離するや否や、それ
らの間に切換アーク11が形成される。切換アークが高電
流相において、接触部材２と３の間の接点しや断距離に
存在する消弧ガスを激しく加熱し、それによってその圧
力が上昇する。高圧の加熱された消弧ガスが、接触部材
２の開口に対して比較的大きい環状間隙６を通って熱室
６に流入し、そしてそこで室８では分離壁７に沿って、
絶縁物質本体４により区画された室８の上端と下端へ導
かれる。

環状チヤンネルとして形成された室８の流れ横断面は環
状間隙６の流れ横断面より大きいことを必要としない。
なぜなら、そのとき全搬に、矢印により示された加熱さ
れた消弧ガスの流れが実質的に抵抗なく生ずることが保
証されるからである。第一の室８の半径方向深さが、軸
方向に環状間隙６の接合部から少なくとも部分的に減少
するときに、特に有利な流れの過程がなしとげられる。
熱室５の入口開口として作用する環状間隙６が、熱室５
または室８の上端と下端からほぼ同じ長さだけ離れて存
在する場合には、室８の流れ横断面を環状間隙６の流れ
横断面よりその上著しく小さく保つことができる。なぜ
なら、この場合には、消弧ガス流が、分離壁７に沿って
室８の上端と下端へ運動する二つのほぼ同じ大きさの部
分流に分配されるからである。

分離壁７に沿って導かれる加熱された消弧ガスが、室８
に存在する冷たい消弧ガスと非本質的にしか混合せず、
かつこれを圧力増大下に本質的に開口10を通って外側の
室９に追立てる。この場合、開口18は、室８と９の間の
圧力平衡が、消弧ガスの激しい加熱の場合でもしや断す
べき高い電流に依り非常に迅速に生ずるように寸法決め
される。それに従って、全搬に、分離壁７が多くて二、
三ミリメートルの厚さであれば十分である。円筒軸線を
中心として描かれた円に方位角をもって配置された開口
10の流れ横断面が、この円に付設された室８の軸方向位
置で室８の流れ横断面にほぼ同じである場合に、流入す
る加熱された消弧ガスの有利な分配がなしとげられる。

アーク加熱に依りさらに圧力上昇すると、加熱された消
弧ガスが開口10を介して室９に流入し、そこでその消弧
ガスが圧力平衡前にそこに存在する消弧ガスと混合す
る。この場合、開口10から冷たい消弧ガスと混合された
消弧ガスの間の混合限界12,13および14が室９に拡散す
る。内壁７に開口10を適当に分配することにより、わず
かな半径方向深さＤを有するが比較的大きい軸方向範囲
Ｌを有する熱室５において、圧力平衡したときに混合範
がほとんど室９の全容積をおおうことがなしとげられ
る。

ここで混合実験の結果、約0.1の深さ−長さ−比Ｄ／Ｌ
を有する熱室５で、隣り合う開口10の間隔がほぼ室９の
深さｄに対応するときに、切換過程の際に加熱された消
弧ガスが、熱室５に存在する冷たい消弧ガスとほとんど
完全に混合されることが明らかになった。これにより、
比較しうる寸法ＤとＬを有する熱室に対して、混合がほ
とんど倍加した。0.5のＤ／Ｌ比を有する熱室の場合、
開口10の相応して隔置された配置では、相応して寸法決
めされた熱室に対して混合が今なお著しく改良される。
円筒軸線を中心として描かれた円に方位角をもって存在
する開口を互に均等に隔置することができるが、円筒軸
線を中心として方位角をもって延びる間隙として形成す
ることもできる。そのとき、分離壁10は、半径方向外方
に向って延ばされたウエブを用いて、熱室５を外方に向
って区画する絶縁本体４の壁に固定することができる。

高電流相の後、室９で混合され、冷却された消弧ガスが
開口10を通り、環状チヤンネル状に形成された室９およ
び環状チヤンネル６を介して接点しや断距離に流れ戻
り、そしてアーク11をしや断する。この場合、接点しや
断距離に作用する消弧ガスの性質は、開口10から流出し
たときに、室８に存在する混合されてない、従って熱い
消弧ガスとの付加的な緊密な混合が行なわれることによ
りなお改良される。

【図面の簡単な説明】

図面は、接触部材軸線に沿って切断された、本発明によ
り形成された圧力ガススイツチの平面図である。 １……ハウジング、2,3……接触部材 ４……絶縁物質本体、５……熱室 ６……環状間隙、７……分離室 ８……第一室、９……第二室 10……開口、11……切換アーク 12,13,14……混合限界、Ｄ……半径方向深さ Ｌ……軸方向長さ延長部 ｄ……半径方向深さ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒軸線に沿って相対的に互いに移動可能
   な二つの円筒形接触部材（2,3）と、これらの接触部材
   （2,3）を同軸に囲んでいてかつ半径方向より軸方向に
   いっそう長く延びる、消弧ガスを受け入れるための熱室
   （５）とを有し、消弧ガスが切換過程のときに両方の接
   触部材（2,3）の間で燃える切換アーク（11）により加
   熱され、環状間隙（６）を介して熱室（５）に導かれ、
   そしてそこで冷たい消弧ガスと混合されるようになって
   いる圧力ガススイッチにおいて、熱室（５）が、接触部
   材（2,3）に対し同軸に配置された分離壁（７）によ
   り、横断面が環状に形成された二つの室（8,9）に細分
   され、そのうち両方の室（8,9）の第一室（８）が環状
   間隙（６）と連結され、かつ両方の室（8,9）の第二室
   （９）が分離壁（７）の開口（10）を介して第一室
   （８）と連結されていることを特徴とする圧力ガススイ
   ッチ。
2. 【請求項２】第一室（８）が、第二室（９）と比較しわ
   ずかな半径方向深さを有する、軸方向に延びる環状チャ
   ンネルとして形成されている、特許請求の範囲第１項に
   記載の圧力ガススイッチ。
3. 【請求項３】環状間隙（６）が環状チャンネルの両端か
   らほぼ同じ長さだけ離されて環状チャンネルに開口して
   いる、特許請求の範囲第２項に記載の圧力ガススイッ
   チ。
4. 【請求項４】環状間隙（６）が環状チャンネルの一端で
   環状チャンネルに開口している、特許請求の範囲第２項
   に記載の圧力ガススイッチ。
5. 【請求項５】第一室（８）の半径方向深さが環状間隙
   （６）の接合部から軸方向に見て少なくとも部分的に減
   少する、特許請求の範囲第２項に記載の圧力ガススイッ
   チ。
6. 【請求項６】隣合う開口（10）の間隔が、半径方向に延
   びる第二室（９）の深さの多くて二倍に相当する、特許
   請求の範囲第１項から第５項までのうちのいずれか一つ
   に記載の圧力ガススイッチ。
7. 【請求項７】開口（10）が、円筒軸線を中心として描か
   れた円に方位角をもって配置され、互いの円の中心間隔
   が、半径方向に延びる第二室（９）の深さ（ｄ）の多く
   て二倍に相当する、特許請求の範囲第６項に記載の圧力
   ガススイッチ。
8. 【請求項８】開口（10）が、円筒軸線を中心として方位
   角をもって延びる間隙として形成されている、特許請求
   の範囲第７項に記載の圧力ガススイッチ。
9. 【請求項９】円筒軸線を中心として描かれた円に方位角
   をもって配置されたすべての開口（10）の流れ横断面
   が、この円に対応する環状チャンネルの軸方向位置にあ
   る環状チャンネル（室８）の流れ横断面とほぼ同じであ
   る、特許請求の範囲第７項または第８項に記載の圧力ガ
   ススイッチ。
10. 【請求項１０】開口（10）の軸方向間隔が、第二室
    （９）の半径方向に延びる深さ（ｄ）にほぼ対応する、
    特許請求の範囲第６項から第９項までのうちのいずれか
    一つに記載の圧力ガススイッチ。