DE600686C

DE600686C - Loescheinrichtung fuer Ausschaltlichtbogen unter Benutzung eines Gasstromes

Info

Publication number: DE600686C
Application number: DES84312D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-02-22
Filing date: 1928-02-22
Publication date: 1934-07-28

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. JULI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 35 ίο

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Februar 1928 ab

Bei Schaltern, denen Ausschaltlichtbogen durch, einen Gasstrom (ζ. Β. Luft) ausgeblasen wird, verwendet man zweckmäßigerweise eine große Geschwindigkeit des Luftstromes, um die kühlende und entionisierende Wirkung so stark wie möglich zu machen. Verwendet man hierbei gewöhnliche Ausflußdüsen, so ist es nicht möglich, mit der Luftgeschwindigkeit über etwa 300 m/Sek. zu kommen. Auch wenn man sehr großen Druck anwendet, übersteigt die Ausflußgeschwindigkeit diesen Wert nicht.

Nach der Erfindung soll daher eine Laval-Düse benutzt werden. Es sind bereits Schalter

ig bekannt, bei denen der Ausschaltlichtbogen durch einen von einer Düse ausgebenden Luftstrom ausgeblasen wird, wobei die Düse an einen ständig unter Druck stehenden Behälter des Löschgutes angeschlossen ist.

Ferner ist auch ein Schalter bekannt, bei dem die Düse am Ende 'eine Erweiterung besitzt. Bei dieser zuletgt genannten Anordnung ist die Düse an einen Zylinder angeschlossen, in dem ein Kolben für die Erzeugung des Überdruckes gleitet. Der Kolben stellt dabei den Eisenkern dar, der von einer Magnetspule angezogen wird. Bei einem Überstrom wird gleichzeitig mit dem Öffnen der Schaltkontakte der Kolben von der Magnetspule angezogen und so in dem Zylinderraum ein Überdruck erzeugt, so daß durch die Düse ein Luftstrom nach auß'en tritt. Eine derartige Anordnung ist aber für die Erzeugung von sehr hohen Ausflußgeschwindigkeiten, wie sie durch die Lavalsehe Düse erreicht werden, noch nicht geeignet. Für die Erzeugung einer Geschwindigkeit über 300 m/Sek., die durch, die sich erweiternde Düse ermöglicht wird, ist es Bedingung, daß der Eintrittsdruck des Gases in die Düse ein bestimmtes Vielfaches des Austritts druckes ist. Nachdem bei der bekannten Anordnung der Austrittsdruck gleich ι Atm. ist, so ergibt sich nach den bekannten Formeln über die Laval.-Düse, daß erst bei einem Eintrittsdruck von 2 Atm. abs. der sog. kritische Wert des Druckes in der Düse erreicht wird. Soll daher eine nennenswerte Wirkung der sich, erweiternden Düse eintreten, so muß der Eintrittsdruck rnindestens 3 Atm. abs. betragen. Die bekannte Anordnung ist nun nicht geeignet, einen solchen Eintrittsdruck zu erzeugen, da dazu die von der Magnetspule auf den Kolben ausgeübte Kraft namentlich auch, infolge der großen Luftwege im magnetischen Kreise nicht ausreicht. Bei der bekannten Anordnung kann also die Erweiterung der Düse eine über 300 m/Sek. liegende Geschwindigkeit gar nicht erzeugen, und diese Erzeugung ist auch bei der bekannten Anordnung nicht beabsichtigt. Demgegenüber wird, bei

*■) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald.

der Anordnung nach der Erfindung der Druck nicht erst im Ausschaltmoment durch einen Kolben erzeugt, sondern djie sich erweiternde Düse ist in an sich bekannter Weise S an einen ständig unter Druck stehendien Behälter angeschlossen. Der Druck in diesem Behälter kann aber ohne weiteres auf ieiner solchen Höhe gehalten werden, daß die Erzeugung einer Überschallgeschwindigkeit in ίο der Düse stets gewährleistet ist. Die Erfindung besteht also in einer Löscheinrichtung für Ausschaltlichtbogen unter Benutzung eines aus einer sich erweiternden Rohrmündung austretenden Gasstroms, der auf die in seiner Strömungsrichtung hinter dem Austrittsquerschnitt und unmittelbar im austretenden Gasstrom hegende Schalterkontakte auftrifft und aus einem ständig unter Druck stehenden Behälter entnommen wird, solcher Ausbildung, daß die Rohrerweiterung als Laval-Düse ausgebildet ist.

Die Zeichnung stellt eine schematische Darstellung für die Anordnung nach der Erfindung dar. 1 und 2 sind die beiden Komtakte eines Hörner schalters, die mittels 'einer nicht weiter gezeichneten Vorrichtung beim Öffnen des Schalters voneinander entfernt werden. Unterhalb der Öffnungsstrecke befindet sich die sich erweiternde Düse 3, die über den Hahn 5 mit einem Behälter 4 mit komprimierter Luft verbunden ist. Bei offenem Hahn tritt aus der oberen Mündung der Düse ein Luftstrom von beliebig hoher Geschwindigkeit aus, der den Lichtbogen an den Kontakten 1 und 2 zerreißt. Die Düse 3 ist in der Art der Lavaischen Ausflußdüsen hergestellt; sie kann allseitig oder nur zweiseitig erweitert sein, während die beiden anderen Flanken parallel verlaufen. Zweckmäßig gibt man ihr einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen Querschnitt, damit sie unter möglichster Ersparnis nur denjenigen Raum mit ausströmender Luft bestreicht, der vom Ausschaltlichtbogen eingenommen wird. 4-5 Der Hahn 5 kann mit dem Öffhungsmechanismus der Schaltkontakte 1 und 2 gekuppelt sein, so daß er gleichzeitig mit der Bewegung des Schalters gesteuert wird und einen angemessen großen Ausflußquerschnitt freigibt.

Eine besonders günstige Wirkung übt die Verwendung einer sich erweiternden Düse mit sehr hoher Ausflußgeschwindigkeit dadurch aus, daß der ausströmende Luftstrahl außerordentlich kalt ist. Er erreicht Temperaturen bis zu —ioo° und darunter. Hierdurch wird eine besonders intensive Kühlwirkung des Lichtbogens und semer Ansatzstellen an den Elektroden erzielt. Der Behälter für die komprimierte Luft befindet sich, wie dargestellt, zweckmäßig in unmittelbarer Nähe der Düse, so daß er mit dieser nur durch kurze Rohrleitungen verbunden ist. Die Luft ist alsdann nur wenig turbulent, und es kommt zu einer guten Expansion innerhalb der Düse und zu einer guten Ausbildung eines schnell strömenden Luftstrahles, ohne daß der beabsichtigte Zweck durch starke Wirbelströme gestört wird. Durch die Anordnung des Behälters für das komprimierte Löschgas in unmittelbarer Nähe der Düse wird also der Zweck der Ausbildung als Laval-Düse noch besonders gefördert.

Statt den die Düse speisenden Behälter mit Luft zu füllen, kann man in bekannter Weise auch Stickstoff oder Kohlensäure verwenden, die beide in komprimiertem Zustand leicht zu beschaffen sind und den Vorteil haben, jede Brand- oder Oxydationsr wirkung auszuschalten. Ebenso erweist sich, wie es ebenfalls schon bekannt ist, als Löschungsgas Helium oder Wasserstoff als vorteilhaft, weil bei diesen Gasen außerordentlich hohe Geschwindigkeiten erzielbar sind, so daß also dadurch der durch die Laval-Düse angestrebte Effekt noch verbessert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Löscheinrichtung für Ausschaltlichtbogen unter Benutzung eines aus .einer erweiterten Rohrmündung austretenden Gasstromes,, der auf die in seiner Strömungsrichtung hinter dem Austrittsquerschnitt und unmittelbar im austretenden Gasstrom liegende Schalterkontakte auftrifft und aus einem ständig unter Druck stehenden Behälter entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrerweiterung als Laval-Düse ausgebildet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für das komprimierte Löschgas in unmittelbarer Nähe der Düse angebracht ist bzw. mit dieser nur durch kurze Rohrleitungen verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen rechteckigen Querschnitt der Düse.

4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Helium oder Wasserstoff als Löschgas.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen