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Druckgasschalter Es ist bekannt, bei Druckgasschaltern mit Lichtbogenlöschung
durch einen Gasstrom Kohlensäure als Löschmittel anzuwenden. Es ist ferner bekannt,
diese Kohlensäure bei einem konstanten Druck, der zugleich der Betriebsdruck des
Schalters ist, in einem zur Speisung eines oder mehrerer Schalter dienenden Gefäß
in flüssiger Form aufzubewahren. Da flüssige Kohlensäure bei Raumtemperatur im allgemeinen
einen höheren als- den. zum wirtschaftlichen Betrieb eines Druckgasschalters erforderlichen
Druck aufweist, so hat man hierbei bereits vorgeschlagen, die flüssige Kohlensäure
in einem wärmeisolierten Gefäß aufzubewahren und die trotz der Isolation noch eindringende
Umgebungswärme, die zu einer Temperatursteigerung und damit auch zur Drucksteigerung
der flüssigen Kohlensäure führen würde, durch stetiges oder zeitweises Verdampfen
der Kohlensäure zu kompensieren.
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Die Art der vorbeschriebenen Druckregelung der flüssigen Kohlensäure
auf einen für die Betriebsführung von Druckgasschaltern unmittelbar geeigneten Druck
hat den Nachteil, daß der Druck der flüssigen Kohlensäure in starkem Maße von der
Kohlensäureentnahme zum Schalten beeinflußt wird, wobei z, B. beim wiederholten
Schalten innerhalb eines kürzen Zeitraumes die Temperatur der flüssigen Kohlensäure
und mithin, auch ihr Druck durch den beim Verdampfen der flüssigen Kohlensäure stattfindenden
Wärmeentzug stark verändert werden kann. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Verwendung
anderer Löschmittel als Kohlensäure.
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Nach der Erfindung wird eine größere Konstanz des Druckes dadurch
erzielt, daß das Löschmittel im Vorratsgefäß die Voraussetzungen des sogenannten
Tripelpunktes erfüllt. Der Tripelpunkt ist dabei derjenige durch Druck und Temperatur
definierte Punkt des Zustandsgebietes des betreffenden Mediums, bei dem das dauernde
Nebeneinanderbestehen aller drei Aggregatzustände: fest, flüssig und gasförmig möglich
ist. Es igt demnach erfindungsgemäß dafür Sorge zu tragen, daß sich das Löschmittel
im Vorratsgefäß nicht nur in flüssigem und gasförmigem Zustand, sondern zum Teil
auch in festem Aggregatzustand befindet. Wenn und solange dies der Fall ist, behält
das Medium seinen Tripeldruck und seine Tripeltemperatur, fürs Kohlensäure
5,28 ata und -56° C, unverändert bei, so daß keine Druckregelvorrichtungen
benötigt werden.
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Am besten läßt sich der gewünschte Zustand dadurch erreichen, da.ß
man das Löschmittel, z. B. Kohlensäure, in festem Aggregatzustand, d. h. also in
Form von Kohlensäureschnee oder Kohlensäureeis in den Vorratsbehälter einbringt,
wobei nach einiger Zeit ein Teil des Löschmittels von dem festen in den flüssigen
und vom flüssigen in den gasförmigen
Zustand übergeht, so daß alle
drei Aggregatzustände vorhanden bleiben. Die Zufuhr von Wärme oder Entnahme von
Gas bedingt keine Änderung der stationären Temperatur' bzw. des stationären Druckes,
sondern beeinflußt nur die Mengenverteilung. Es tritt somit eine automatische Regelung
auf konstanten Druck ein. Temperatur und Druck werden im Vorratsgefäß also so lange
konstant bleiben, wie sich das Löschmittel in mehr als zwei Aggregatzuständen im
Vorratsgefäß befindet.
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Um diesen Zustand möglichst lange aufrechtzuerhalten, ist es zweckmäßig,
den Vorratsbehälter mit einer Wärmeisolierung zu versehen, da seine Betriebstemperatur
-bei der Tripeltemperatur, d. h. für Kohlensäure, bei -56° C liegt. Ferner ist der
Behälter für einen Betriebsdruck gleich dem Tripeldruck des betreffenden Löschmittels
zu bemessen.
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Man kann den Zeitpunkt der vollständigen Umwandlung des festen Teiles
des Löschmittels in Flüssigkeit infolge der selbst bei Wärmeisolation des Gefäßes
ständig zuströmenden Wärme dadurch hinausschieben, daß man eine beschränkte Menge
des gasförmigen Mediums ständig abströmen läßt und durch die zu seiner Bildung benötigte
Verdampfungswärme einen Teil der von außen zugeführten Wärme im Innern des Gefäßes
bindet. Zur Vergrößerung der Wärmeisolation kann man das entweichende Gas durch
einen um den Vorratsbehälter herumgelegten Kühlmantel oder ein Kühlrohr hindurchströmen
lassen und auf diese Weise die Wärmeisolation des Vorratsbehälters verbessern.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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a ist ein Druckgasschalter mit den Anschlüssen b und c. Das Druckgas
wird durch ein Ventil d dem Schalter zugeleitet und strömt zusammen mit den Schaltgasen
durch die trichterförmige Auspufföffnung e in einen nicht dargestellten Schalldämpfer
oder sonstigen Auspuffbehälter ab. Der Schalter ist über ein Zwischengefäß f, dessen
Rauminhalt für eine oder mehrere Schaltungen bemessen ist, und eine Rohrleitung
g mit dem Vorratsbehälter ft verbunden, der eine Wärmeisolierung i besitzt und das
Löschmittel, insbesondere Kohlensäure, in allen drei Aggregatzuständen enthält,
d. h. also, es befindet sich i dem Gefäß lt Kohlensäure sowohl in festem
als auch in flüssigem und gasförmigem Zu. stand. Die Öffnung für das Einbringen
der festen Kohlensäure ist in -der Zeichnung nicht dargestellt. Das Gefäßlt dient
im allgemeinen zur Versorgung mehrerer Druckgasschalter. Es ist mit einer Kühlschlange
k versehen, die über ein Ventil m mit dein Innern des Gefäßes verbunden ist, so
daß bei- entsprechender Einstellung des Ventils m dauernd oder zeitweilig eine geringe
Menge gasförmiger Kohlensäure die Kühlschlange durchströmt und bei n entweicht.
Hierdurch wird die trotz Anordnung der Wärmeisolierung stattfindende äußere Wärmezufuhr
kompensiert. An Stelle der Kühlschlange kann auch eine andere geeignete Anordnung
vorgesehen -werden, z. B. ein Kühlmantel, oder man kann auch die Kühlschlange im
Innern des Gefäßes lt anordnen. Das Ventil m kann so ausgebildet sein, daß
es gleichzeitig als Sicherheitsventil dient. Dies hat den Vorteil, daß bei Ansprechen
des Sicherheitsventils die abgeblasene Kohlensäure das Gefäß stark kühlt und dadurch
im Sinne einer Druckverminderung mitwirkt.
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Das Speichergefäß h kann im übrigen auch in bekannter Weise mit einer
Heizvorrichtung versehen werden.
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Am einfachsten wird die Anordnung, wenn man den Betriebsdruck des
Schalters gleich dem in dem- Speichergefäß vorhandenen Tripeldruck des Löschmittels
wählt. Man kann jedoch im Bedarfsfalle den Schalter auch mit einem geringeren Drucke
betreiben, wobei lediglich zwischen Behälterfund dem Schalter eine entsprechende
Drosselvorrichtung einzubauen wäre.
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Da das Gas in der, Rohrleitung g und dem Zwischengefäß f die gleiche
niedrige Temperatur haben muß wie in dem Gefäß lt, so sind auch diese Teile
mit einer entsprechenden Wärmeisolierung zu versehen. 'Will man dies vermeiden,
so kann man für jeden Schalter ein besonderes Speichergefäßlt vorsehen, das zweckmäßig
direkt mit dem Schalter zusammengebaut wird. In diesem Falle käme das Zwischengefäß
f in Fortfall. Man könnte auch eine Wärmeisolation der Verteilungsrohrleitung g
und der Zwischengefäße f dadurch entbehrlich machen, daß man zwischen der Leitungg
und dem Vorratsgefäß@lt ein Ventil anordnet, das im allgemeinen geschlossen ist
und nur zum Auffüllen der Zwischengefäße kurzzeitig geöffnet wird. In diesem Falle
erwärmt sich das Löschmittel in dem Zwischengefäß f bis auf die Raumtemperatur und
nimmt hierbei einen höheren Druck an, so daß man den Betriebsdruck des Schalters
bei dieser Betriebsweise auch höher wählen kann als den Tripeldruck des betreffenden
Löschmediums.
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Die für das Beispiel der Kohlensäure -erläuterten Verhältnisse und
Anordnungen sind sinngemäß auch auf andere Medien, z: B. flüssige Luft, übertragbar-
Man wird allerdings vorzugsweise solche Löschmittel wählen, bei welchen der Druck
des Tripelpunktes in angemessener Höhe - liegt. Außjer Kohlensäure, die sich -#vegen
ihrer guten Löschfähigkeit, ihrer geringen Schädlichkeit und ihrer bequemen
Handelsform
besonders eignet, kommen in dieser Hinsicht auch Medien, wie Chlor und schweflige
Säure, in Frage.