FR2511188A1

FR2511188A1 - Gas exhaustion arrangement for high-current circuit breaker - uses expansion chamber in form of convergent duct with circulation blocks to exhaust arc gases to atmosphere

Info

Publication number: FR2511188A1
Application number: FR8115490A
Authority: FR
Inventors: Christian Blanchard; Michel Lauraire; Elie Belbel; Andre Haury
Original assignee: Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1981-08-06
Publication date: 1983-02-11
Also published as: FR2511188B1

Abstract

The gases generated during operation of electric circuit breakers are released from the arcing chamber into an expansion chamber coupled to the arcing chamber. A decompression chamber in the form of ducts (31,32) is formed in a volume above the arcing chamber. Holes (19,20) are provided in the wall separating the arcing chamber from the expansion chambers to allow passage of the gas. The expansion chambers are shaped to form a stepwise convergent duct, leading the arc produced gases to atmosphere. To reduce circulation of gases, in the expansion chamber a narrow neck may be incorporated in the outlet path, or alternatively a restriction such as a chicane, grille, perforated sheet or parallel bars may be placed near the gas outlet (35).

Description

Dispositif d'échappement pour les gaz apparaissant dans un interrupteur en charge, en particulier limiteur, lors de la coupure d'un courant important.Exhaust device for gases appearing in a load switch, in particular a limiter, when a large current is cut off.

L'invention se rapporte à un dispositif d'échappement pour les gaz apparaissant dans un appareil électrique interrupteur en charge, en particulier un disjoncteur lors de la coupure d'un courant important, cet appareil interrupteur comportant une chambre d'arc qui est entourée par un boîtier d'arc présentant une ouverture de détente. The invention relates to an exhaust device for gases appearing in an electrical switch-on device under load, in particular a circuit breaker during the breaking of a large current, this switch device comprising an arc chamber which is surrounded by an arc housing having a trigger opening.

Les dispositifs connus et utilisés en particulier sur les disjoncteurs qui répondent à la constitution générale mentionnée ci-dessus ne suffisent généralement pas à limiter suffisamment les manifestations extérieures apparaissant lors d'une coupure de courant de court-circuit ; c'est ainsi que des appareils, ayant un calibre nominal de l'ordre de 400 A et devant limiter des courants de crete de l'ordre de 50 KA, laissent fréquemment échapper des gaz ionisés lumineux qui s'étendent jusqu'à des distances comprises entre trente centimètres et quatre vingt centimètres. The devices known and used in particular on circuit breakers which meet the general constitution mentioned above are generally not sufficient to sufficiently limit the external manifestations appearing during a short-circuit current cut; this is how devices, having a nominal rating of the order of 400 A and having to limit peak currents of the order of 50 KA, frequently let out luminous ionized gases which extend up to distances between thirty centimeters and eighty centimeters.

De telles manifestations, qui imposent un périmètre de sécurité très important à l'intérieur duquel il n'est pas possible de disposer d'autres appareils associés, doivent être pratiquement éliminées si l'on veut placer ces appareils interrupteurs dans des armoires ou à proximité d'autres appareils qui leur sont associés. Par ailleurs, le but visé ne serait pas atteint si des dispositifs destinés à réduire ou éliminer ces manifestations extérieures nécessitaient la mise en oeuvre de systèmes d'écran de volume important, ou, si ces dispositifs provoquaient ou maintenaient à l'intérieur de la chambre d'arc des conditions qui soient néfastes à l'établissement d'une coupure rapide des courants, par exemple des courants de court-circuit, ou qui risquent de compromettre la bonne tenue mécanique de l'appareil.L'invention se propose par suite, de fournir un dispositif d'échappement qui élimine pratiquement toute manifestation extérieure sous forme de flammes, sans pour autant altérer la qualité de la coupure et sans nécessiter l'occupation d'un volume supplémentaire important. Such manifestations, which impose a very large security perimeter inside which it is not possible to have other associated devices, must be practically eliminated if these switch devices are to be placed in or near cupboards other devices associated with them. Furthermore, the aim would not be achieved if devices intended to reduce or eliminate these external manifestations required the implementation of large-volume screen systems, or, if these devices caused or maintained inside the room arcing conditions which are harmful to the establishment of a rapid breaking of the currents, for example short-circuit currents, or which are likely to compromise the good mechanical strength of the device. , to provide an exhaust device which virtually eliminates any external manifestation in the form of flames, without altering the quality of the cut and without requiring the occupation of a significant additional volume.

Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait que, entre l'ouverture de détente de la chambre d'arc et un orifice d'échappement à l'atmosphère, est disposée une chambre de décompression prenant la forme d'un canal, qui circule à l'extérieur du boîtier d'arc, et qui est relié à la chambre d'arc par cette ouverture de détente, celle-ci débouchant dans une région initiale du canal en regard d'une paroi de celui-ci, qui est sensiblement parallèle à l'ouverture, et au voisinage d'un fond de ce canal opposé à l'orifice d'échappement.Les résultats spectaculaires obtenus à l'aide du dispositif faisant l'objet de la présente invention sont tels que des enregistrements photographiques, pris au cours d'une disjonction sur un court-circuit voisin de 60 KA apparaissant sur un appareil de calibre nominal 400 A et développant une énergie de l'ordre de 30 000 Joules, ne laissent pas apparaître de gaz ionisés lumineux. According to the invention, this result is achieved thanks to the fact that, between the expansion opening of the arc chamber and an exhaust orifice to the atmosphere, there is a decompression chamber taking the form of a channel. , which circulates outside the arc housing, and which is connected to the arc chamber by this expansion opening, the latter opening in an initial region of the channel opposite a wall thereof, which is substantially parallel to the opening, and in the vicinity of a bottom of this channel opposite to the exhaust orifice. The spectacular results obtained using the device which is the subject of the present invention are such that Photographic recordings, taken during a trip on a short-circuit close to 60 KA appearing on a device with a nominal rating of 400 A and developing an energy of the order of 30,000 Joules, do not reveal any ionized light gas.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-dessous qui est accompagnée par des illustrations où :
La figure 1 représente un appareil de coupure et
un dispositif dans une vue en élévation coupée par
un plan TT', passant par les chambres d'arc et
parallèle à la direction du mouvement F d'un
organe interrupteur. The invention will be better understood on reading the description below which is accompanied by illustrations where:
Figure 1 shows a switching device and
a device in an elevation view cut by
a TT 'plan, passing through the arc chambers and
parallel to the direction of movement F of a
switch body.

La figure 2 représente une vue de dessus de l'appareil coupé par un plan RR'.Figure 2 shows a top view of the device cut by a plane RR '.

La figure 3 montre de façon schématique les proportions d'un canal ou chambre de décompression.Figure 3 shows schematically the proportions of a decompression channel or chamber.

Les figures 4 et 5 représentent une variante de forme d'un canal dans une vue en élévation coupée par un plan W' analogue au plan TT' et respectivement une vue de dessus coupée par un plan WW' analogue au plan RR'.Figures 4 and 5 show a variant form of a channel in an elevational view cut by a plane W 'analogous to the plane TT' and respectively a top view cut by a plane WW 'analogous to the plane RR'.

La figure 6 montre une seconde variante de forme d'un canal, dans un dispositif à deux canaux tête-bêche, vue en coupe par un plan analogue au plan RR' de la figure 1.FIG. 6 shows a second variant of the shape of a channel, in a device with two head-to-tail channels, seen in section through a plane similar to the plane RR 'of FIG. 1.

La figure 7 représente, dans une vue en élévation coupée par un plan tel que le plan TT' de la figure 2, un organe de rétrécissement de section placé dans un canal.Figure 7 shows, in an elevational view cut by a plane such as the plane TT 'of Figure 2, a section narrowing member placed in a channel.

La figure 8 illustre, dans une vue en élévation coupée par un plan tel que le plan TT' de la figure 2, une variante de réalisation du dispositif d'échappement.Figure 8 illustrates, in an elevational view cut by a plane such as the plane TT 'of Figure 2, an alternative embodiment of the exhaust device.

Les figures 9a et 9b représentent, dans des vues de côté coupées par un plan NN' de la figure 2, des détails concernant l'étanchéité du dispositif.Figures 9a and 9b show, in side views cut by a plane NN 'of Figure 2, details regarding the tightness of the device.

La figure 10 représente dans une vue de côté coupée par un plan ZZ' de la figure 8, un autre détail de réalisation concernant l'étanchéité.Figure 10 shows in a side view cut by a plane ZZ 'of Figure 8, another detail of the sealing.

La figure 11 représente dans une vue en perspective un mode de réalisation particulier d'un dis
positif à deux canaux dans lequel ceux-ci se
superposent partiellement.Figure 11 shows in a perspective view a particular embodiment of a dis
positive to two channels in which these get
partially overlap.

La figure 12 représente une vue du dispositif
selon la figure li coupé par un plan médian PP'.Figure 12 shows a view of the device
according to figure li cut by a median plane PP '.

La figure 13 illustre de façon schématique une vue
en perspective d'un canal, destinée à en définir
certaines proportions.Figure 13 schematically illustrates a view
in perspective of a channel, intended to define it
certain proportions.

La figure 14 montre dans une vue en élévation en
coupe un mode de réalisation dans lequel deux
chambres de décompression séparées et de types
différents pourraient être respectivement
associées à chacune de deux ouvertures de détente
différentes d'un appareil de coupure, et
La figure 15 montre une vue de côté extérieure
d'une chambre de décompression selon le mode de
réalisation de la figure 14.Figure 14 shows in an elevation view in
cuts an embodiment in which two
separate and type pressure relief chambers
different could be respectively
associated with each of two trigger openings
different from a switchgear, and
Figure 15 shows an exterior side view
a decompression chamber according to the mode of
realization of figure 14.

Un appareil interrupteur en charge 1 conforme à l'art antérieur et dont, seuls les organes de commutation sont représentés, et qui sera équipé du dispositif 2 de l'invention, a été représenté de façon schématique à la figure 1, où 3 représente un socle isolant recevant deux contacts fixes 4 et 5 ; un pont de contact mobile 6 coopérant avec les contacts fixes se déplace dans un plan PP' selon la direction F pour ouvrir et fermer un- circuit électrique à l'aide d'un dispositif mécanique ou électro-magnétique non représenté ; un boîtier d'arc isolant 7 entoure les contacts ainsi que les deux chambres d'arc 8, 9 qui leur sont associées et dans lesquelles sont placés deux groupes d'ailettes 10, 11 et deux déflecteurs 12, 13 qui concourrent à l'extinction des arcs. A load switching device 1 in accordance with the prior art and of which only the switching members are represented, and which will be equipped with the device 2 of the invention, has been shown schematically in FIG. 1, where 3 represents a insulating base receiving two fixed contacts 4 and 5; a movable contact bridge 6 cooperating with the fixed contacts moves in a plane PP 'in the direction F to open and close an electrical circuit using a mechanical or electromagnetic device not shown; an insulating arc housing 7 surrounds the contacts as well as the two arcing chambers 8, 9 which are associated therewith and in which are placed two groups of fins 10, 11 and two deflectors 12, 13 which contribute to the extinction arches.

Ce boîtier qui comporte des parois latérales 14, 15, 16, 17-et un fond 18 est fixé et appliqué sur le socle de façon étanche le long d'un plan de joint SS' ; deux ouvertures de détente 19, 20 sont placées dans le fond 18 qu'elles traversent, et mettent en communication les volumes de ces chambres d'arc avec l'extérieur pour évacuer les gaz qui prennent naissance lors d'une coupure du courant. This housing which has side walls 14, 15, 16, 17 and a bottom 18 is fixed and applied to the base in a sealed manner along a joint plane SS '; two expansion openings 19, 20 are placed in the bottom 18 which they pass through, and put the volumes of these arc chambers into communication with the outside in order to evacuate the gases which arise during a power cut.

Dans les appareils connus, on dispose généralement des chicanes qui sont destinées à réduire les manifestations extérieures provoquées lors de l'évacuation des gaz, et qui sont placées dans des régions telles que 21 et 22 comprises entre les ouvertures de détente et les groupes d'ailettes. In known devices, there are generally baffles which are intended to reduce the external manifestations caused during the evacuation of the gases, and which are placed in regions such as 21 and 22 between the detent openings and the groups of fins.

Bien que le dispositif selon l'invention ne nécessite pas la disposition de telles chicanes, la présence de celles-ci n'est pas de nature à en modifier les propriétés. Although the device according to the invention does not require the provision of such baffles, the presence of these is not such as to modify their properties.

Le dispositif d'échappement 2 est constitué dans l'exemple de réalisation visible aux figures 1 et 2, par un boîtier d'échappement 23 isolant fixé de façon amovible sur le fond 18 du boîtier d'arc 7 et comportant un fond 24 parallèle à un plan d'appui 25 ainsi que quatre parois latérales 26, 27, 28, 29 perpendiculaires à ce fond. The exhaust device 2 is constituted in the embodiment visible in Figures 1 and 2, by an insulating exhaust housing 23 removably attached to the bottom 18 of the arc housing 7 and having a bottom 24 parallel to a support plane 25 and four side walls 26, 27, 28, 29 perpendicular to this bottom.

Le boîtier d'échappement présente entre ce fond 24 et ce plan d'appui une nervure 30 qui est perpendiculaire au fond 24, qui s'étend entre ce fond et ce plan d'appui, et qui circule longitudinalement entre les parois 26 et 27 pour déf i- nir deux canaux 31 et 32 qui partent chacun d'une paroi d'extrémité 33 respectivement 34 et aboutissent chacun à un orifice d'échappement 35 respectivement 36. The exhaust housing has between this bottom 24 and this support plane a rib 30 which is perpendicular to the bottom 24, which extends between this bottom and this support plane, and which flows longitudinally between the walls 26 and 27 to define two channels 31 and 32 which each start from an end wall 33 respectively 34 and each end at an exhaust orifice 35 respectively 36.

Ces deux canaux présentent donc chacun une même longueur m qui est voisine de la plus grande dimension n du fond du boîtier d'arc sur lequel repose le boîtier d'échappement. These two channels therefore each have the same length m which is close to the largest dimension n of the bottom of the arc housing on which the exhaust housing rests.

Les ouvertures de détente 20, 19, qui sont ici placées au moins partiellement de part et d'autre d'un plan médian PP' commun au boîtier d'arc et au boîtier d'échappement et passant par le pont de contact, débouchent chacune dans une région initiale 37 respectivement 38 de canal, qui est voisine d'une paroi latérale 33 respectivement 34 représentant un fond de canal. Les gaz qui s'échappent par ces ouvertures dans le sens J, se présentent donc sensiblement perpendiculairement au fond 24 du boîtier d'échappement et suivent ensuite des chemins de sens inverses 39, 40 sensiblement rectilignes XX' en direction des orifices d'échappement 35 et 36.En se reportant en particulier à la figure 3 où un seul canal 31 a été représenté, on constate que celui-ci est formé par une succession de portions de canal comprenant - une portion initiale 38, - une portion centrale 41, et - une portion terminale 42 aboutissant à l'orifice 35. The expansion openings 20, 19, which are here placed at least partially on either side of a median plane PP 'common to the arc housing and to the exhaust housing and passing through the contact bridge, each open out. in an initial region 37 respectively 38 of channel, which is adjacent to a side wall 33 respectively 34 representing a bottom of the channel. The gases which escape through these openings in the direction J, therefore appear substantially perpendicular to the bottom 24 of the exhaust housing and then follow paths of opposite directions 39, 40 substantially rectilinear XX 'in the direction of the exhaust orifices 35 and 36. Referring in particular to FIG. 3 where a single channel 31 has been shown, it can be seen that it is formed by a succession of channel portions comprising - an initial portion 38, - a central portion 41, and a terminal portion 42 leading to the orifice 35.

Pour une hauteur h constante de canal (voir figure 1), comprise entre le plan d'appui 25 et le fond 24, chaque portion de canal présente une largeur respective PA,
P2, P3 qui est sensiblement constante, ces largeurs étant telles que la valeur P2 est comprise entre celles de P1 et P3 et que par suite les sections S1, S2, S3 de ces trois portions successives de canal vont en décroissant vers l'orifice d'échappement.For a constant channel height h (see FIG. 1), comprised between the support plane 25 and the bottom 24, each channel portion has a respective width PA,
P2, P3 which is substantially constant, these widths being such that the value P2 is between those of P1 and P3 and that consequently the sections S1, S2, S3 of these three successive portions of channel decrease towards the orifice d 'exhaust.

Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 2 et 3, deux zones de transition 43 et 44 sont respectivement placées entre les portions 38 et 41 d'une part et 41 et 42 d'autre part. In the embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3, two transition zones 43 and 44 are respectively placed between the portions 38 and 41 on the one hand and 41 and 42 on the other hand.

Ces zones de transition présentent des sections St1, 2 respectivement St2 3 qui. décroissent régulièrement dans le sens de circulation des gaz. These transition zones have sections St1, 2 respectively St2 3 which. decrease regularly in the direction of gas flow.

Dans un second mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, une variation discontinue de section du canal 31" a été obtenue à partir d'une largeur P de canal constante et grâce à des hauteurs successives de canal hl, h2, h3 décroissantes. In a second embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5, a discontinuous variation in section of the channel 31 "has been obtained from a constant channel width P and thanks to successive decreasing channel heights hl, h2, h3.

Dans un troisième mode de réalisation illustré à la figure 6, la variation de la section Sx du canal 31' se fait de façon continue entre la région initiale 38' et la région terminale 42' aboutissant à l'orifice d'échappement 35' ; cette variation peut être obtenue comme dans les cas précédents à partir d'une largeur constante ou d'une hauteur constante. In a third embodiment illustrated in FIG. 6, the variation of the cross-section Sx of the channel 31 'takes place continuously between the initial region 38' and the terminal region 42 'leading to the exhaust orifice 35'; this variation can be obtained as in the previous cases from a constant width or a constant height.

Enfin, dans un mode de réalisation non représenté, la succession de portions de canal de section décroissantes est obtenue par une variation combinée de la largeur et de la hauteur du canal, variation qui peut être continue ou discontinue. Finally, in an embodiment not shown, the succession of channel portions of decreasing section is obtained by a combined variation of the width and the height of the channel, this variation which can be continuous or discontinuous.

Une importante amélioration du fonctionnement des dispositifs qui viennent d'être décrits est obtenue par la mise en place d'obstacles à la circulation des gaz dans la région terminale du canal lorsque celui-ci présente une variation discontinue de section, et sensiblement dans le dernier quart de la longueur du trajet des gaz lorsque le canal présente une variation continue de section ; ces obstacles sont destinés à créer des pertes de charge dans la circulation des gaz. Ces obstacles ou écrans peuvent être constitués soit par un petit élément de grillage à mailles métalliques, soit par une plaquette percée de trous, soit encore par une multiplicité de tiges parallèles placées dans le canal et laissant subsister entre elles des intervalles de passage. A significant improvement in the operation of the devices which have just been described is obtained by the installation of obstacles to the circulation of gases in the terminal region of the channel when the latter has a discontinuous variation in section, and substantially in the last quarter of the length of the gas path when the channel has a continuous variation in section; these obstacles are intended to create pressure drops in the gas circulation. These obstacles or screens can be constituted either by a small wire mesh element, or by a plate pierced with holes, or even by a multiplicity of parallel rods placed in the channel and leaving between them passage intervals.

En se reportant à la figure l, on constate qu'un premier écran 45 a été placé à l'entrée de la portion terminale 42 et qu'un second écran 46 a été placé au voisinage immédiat de l'orifice d'échappement 35. Referring to FIG. 1, it can be seen that a first screen 45 has been placed at the entrance to the terminal portion 42 and that a second screen 46 has been placed in the immediate vicinity of the exhaust orifice 35.

Une amélioration de fonctionnement complémentaire peut être obtenue en disposant dans la portion centrale 41 un rétrécissement de section Sr, localisé sensiblement au milieu de la longueur du canal ; un tel rétrécissement, voir figure 7, peut, par exemple, être obtenu par la mise en place dans cette portion de canal d'une pièce rapportée 47 qui sera fixée soit par pincement entre des parois ou la nervure du boîtier d'échappement et le fond 18 du boîtier d'arc, soit par collage entre la nervure et une paroi. Un tel rétrécissement, qui est de préférence raccordé de façon progressive aux sections amont Sm et aval Sv, peut être disposé dans la région centrale 41 du canal quelle que soit la manière dont celui-ci voit varier sa section. An additional improvement in operation can be obtained by arranging in the central portion 41 a narrowing of section Sr, located substantially in the middle of the length of the channel; such a narrowing, see FIG. 7, can, for example, be obtained by the fitting in this channel portion of an added piece 47 which will be fixed either by pinching between the walls or the rib of the exhaust casing and the bottom 18 of the arc housing, either by bonding between the rib and a wall. Such a narrowing, which is preferably connected progressively to the upstream sections Sm and downstream Sv, can be arranged in the central region 41 of the channel regardless of the way in which the latter varies in section.

Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le boîtier de décompression comporte deux canaux disposés parallèlement et montés tête-bêche, de sorte que l'orifice d'échappement d'un premier canal débouche au voisinage de l'ouverture de détente qui alimente le second canal ; ce boîtier constitue ici un dispositif amovible fixé sur le boitier d'arc, par exemple à l'aide de vis 48, 49 qui traversent des trous de fixation du boîtier d'échappement tels que 48' et 49'. In the embodiment shown in Figures 1 and 2, the decompression housing has two channels arranged in parallel and mounted head to tail, so that the exhaust port of a first channel opens in the vicinity of the opening of trigger which feeds the second channel; this box here constitutes a removable device fixed to the arc box, for example using screws 48, 49 which pass through holes for fixing the exhaust box such as 48 'and 49'.

Un tel dispositif est particulièrement avantageux lorsque l'appareil de coupure comporte deux chambres d'arc opposées et deux ouvertures de détente opposées et placées dans un même plan QQ' confondu-avec celui du fond 18. Such a device is particularly advantageous when the cut-off device has two opposite arc chambers and two opposite detent openings placed in the same plane QQ 'coincident with that of the bottom 18.

Si un appareil de coupure ayant deux chambres d'arc opposées ne pouvait pour quelque raison être équipé du dispositif ci-dessus, on pourrait associer à chacune des ouvertures de détente, un boîtier de décompression particulier 2' ou 2" qui circulerait vers le bas de celui-ci, voir figure 14, où dans la demi-partie gauche de l'appareil de coupure 1, une ouverture de détente 20 analogue aux précédentes débouche dans une chambre de décompression constituée par un canal 70 coudé contenu dans un boîtier de décompression 71, ayant d'une part, une partie supérieure initiale 72 qui vient se placer sur le fond 73 du boîtier d'arc 74, une ouverture d'entrée 75 du canal en regard de l'ouverture de détente 20 et d'autre part, une partie latérale 76 circulant perpendiculairement à la précédente le long ou contre une paroi latérale 14 du boîtier d'arc pour se terminer par une portion terminale 87. If a cut-off device having two opposite arc chambers could not for some reason be equipped with the above device, one could associate with each of the expansion openings, a particular decompression box 2 'or 2 "which would circulate downwards of the latter, see FIG. 14, where in the left half-part of the cut-off device 1, an expansion opening 20 similar to the previous ones opens into a decompression chamber constituted by a bent channel 70 contained in a decompression box 71, having on the one hand, an initial upper part 72 which is placed on the bottom 73 of the arc housing 74, an inlet opening 75 of the channel opposite the expansion opening 20 and on the other hand , a lateral part 76 running perpendicular to the previous one along or against a side wall 14 of the arch casing to end in an end portion 87.

Dans la partie droite de cette figure, a été représenté un autre demi-boîtier d'arc 7-7 dans lequel la chambre d'arc 78 comporte une ouverture de détente 79 débouchant dans une paroi latérale 81 selon une direction J parallèle au fond 80 et au plan QQ' ; le boîtier de décompression 82 utilisé ici présente une forme et un canal 83-comparables à celui d'un canal 31 décrit aux figures 1 et 2. La diminution de section de ces canaux 70 respectivement 83 pourra le cas échéant être mise à profit pour faire circuler le boîtier 82 respectivement 71 à côté d'une borne de raccordement 84, 84' de l'appareil de coupure. In the right part of this figure, another arc half-casing 7-7 has been shown in which the arc chamber 78 has a detent opening 79 opening into a side wall 81 in a direction J parallel to the bottom 80 and in the QQ 'plan; the decompression unit 82 used here has a shape and a channel 83-comparable to that of a channel 31 described in FIGS. 1 and 2. The reduction in cross-section of these channels 70 respectively 83 may if necessary be used to make circulate the housing 82 respectively 71 next to a connection terminal 84, 84 'of the switching device.

On constatera que, dans tous- les modes de réalisation présentés, la direction J, selon laquelle les gaz pénètrent dans le canal, est perpendiculaire à au moins une partie initiale 85 du chemin 86 qu'ils doivent ensuite prendre pour s'échapper par l'orifice d'échappement, voir en particulier figure 14. It will be noted that, in all the embodiments presented, the direction J, according to which the gases penetrate into the channel, is perpendicular to at least an initial part 85 of the path 86 which they must then take to escape via the exhaust port, see in particular figure 14.

Si un appareil de coupure ne comportant qu'un contact à simple coupure et qu'une chambre d'arc devait être équipée d'un dispositif conforme à celui de l'invention, le boîtier de décompression ne comporterait naturellement qu'un seul canal. If a cut-off device comprising only a single-cut contact and an arc chamber had to be equipped with a device in accordance with that of the invention, the decompression box would naturally comprise only one channel.

I1 est clair que l'on pourrait obtenir ces canaux et chambres de décompression, ainsi que cela est représenté à la figure 8, par une forme particulière du boîtier d'arc 50 comportant extérieurement au fond 55 des prolongements de parois 51, 52, 53, une nervure 54 et une surface supérieure de fermeture 56 sur laquelle viendrait se fixer parallèlement à QQ' et de façon étanche un couvercle 57 ; dans ce cas, le rétrécissement de section de la portion centrale du canal 90 serait créé par un bossage 58 venant d'une seule pièce avec le fond 55 du boîtier d'arc, le fond 55 comportant une ouverture de détente 88 et l'une des parois 52 présentant un orifice d'échappement 89. It is clear that these channels and decompression chambers could be obtained, as shown in FIG. 8, by a particular shape of the arc housing 50 having externally at the bottom 55 wall extensions 51, 52, 53 , a rib 54 and an upper closure surface 56 on which would be fixed parallel to QQ 'and sealingly a cover 57; in this case, the narrowing of the section of the central portion of the channel 90 would be created by a boss 58 coming in one piece with the bottom 55 of the arc housing, the bottom 55 comprising a trigger opening 88 and one walls 52 having an exhaust orifice 89.

L'étanchéité entre le boîtier de décompression 2 et le boîtier d'arc 7, respectivement entre le couvercle 57 et le boîtier d'arc 50 peut être obtenu par tout moyen connu tel que des emboîtements 66, 67 ou des joints 68, 69 visibles aux figures 9a, 9b et 10. The seal between the decompression housing 2 and the arc housing 7, respectively between the cover 57 and the arc housing 50 can be obtained by any known means such as sockets 66, 67 or visible seals 68, 69 in Figures 9a, 9b and 10.

Lorsque l'énergie dégagée par une coupure est très importante, il est recommandé d'agrandir les ouvertures de détente ; pour ne pas diminuer la longueur active du canal, on peut être conduit à augmenter la largeur de ces ouvertures 59, 60 jusqu'à une dimension voisine de la largeur d d'un boîtier d'arc, voir figure 11. When the energy released by a cut is very important, it is recommended to enlarge the trigger openings; in order not to decrease the active length of the channel, it may be necessary to increase the width of these openings 59, 60 to a dimension close to the width d of an arc housing, see FIG. 11.

Les orifices d'échappement 61, 62 ne peuvent pas dans ce cas être placés au même niveau, mesuré par rapport au fond du boîtier d'arc, que les ouvertures de détente. The exhaust ports 61, 62 cannot in this case be placed at the same level, measured relative to the bottom of the arc housing, as the expansion openings.

I1 est par contre possible de placer l'orifice d'échappement 62 d'un canal 63 au-dessus de la portion initiale 64 d'un autre canal 65, ainsi que cela est visible aux figures 11 et 12, où C1 et C2 représentent les trajets légèrement courbés qui sont suivis par les gaz. On the other hand, it is possible to place the exhaust orifice 62 of a channel 63 above the initial portion 64 of another channel 65, as can be seen in FIGS. 11 and 12, where C1 and C2 represent the slightly curved paths which are followed by the gases.

Le choix des dimensions du canal et de l'ouverture de détente permet d'obtenir par voie expérimentale des résultats satisfaisant au mieux un type de coupure particulier survenant-dans un appareil de coupure défini. The choice of the dimensions of the channel and of the expansion opening makes it possible to obtain results experimentally satisfying at best a particular type of cut-off occurring in a defined cut-off device.

De très bons résultats ont été obtenus lorsque le rapport de la longueur L du canal à la longueur b de l'ouverture de détente est compris entre 3 et 9, le rapport le plus intéressant étant alors voisin de 7, voir figure 13. Very good results have been obtained when the ratio of the length L of the channel to the length b of the expansion opening is between 3 and 9, the most interesting ratio then being close to 7, see FIG. 13.

Si h est la hauteur constante du canal, de très bons résultats sont obtenus lorsque le rapport h/b est compris entre 0,2 et 1,5, le rapport le plus intéressant étant voisin de 0,6. If h is the constant height of the channel, very good results are obtained when the h / b ratio is between 0.2 and 1.5, the most interesting ratio being close to 0.6.

Enfin, la variation de la section du canal donnant de bons résultats, vérifie une relation telle que la valeur de la section S2 de la portion centrale soit voisine de la demi-somme des sections initiale S1 et terminale S3, soit 0,6 (S1 + S3) ( 2 S2 ( 1,5 (S1 + S3) une valeur particulièrement avantageuse étant telle que S1 + S3 = 2 Finally, the variation in the section of the channel giving good results, verifies a relationship such that the value of the section S2 of the central portion is close to the half-sum of the initial sections S1 and terminal S3, ie 0.6 (S1 + S3) (2 S2 (1.5 (S1 + S3) a particularly advantageous value being such that S1 + S3 = 2

Claims

Patent claims.

1. Exhaust device for the gases appearing in an electrical load-switching device, in particular current limiter during the breaking of a large current, this device comprising at least one arc chamber which is surrounded by a housing d arc having an expansion opening for these gases, characterized in that a decompression chamber taking the form of a channel (31) respectively (32) circulating outside the arc bolt bowl (7) is connected to this expansion opening (19, 20) so that this opening opens into an initial region (38) of the channel facing a wall (24) thereof and in the vicinity of a bottom (34) of this channel which is opposite to an exhaust orifice (35) connecting this channel to the atmosphere.

2. Exhaust device according to claim 1, characterized in that the wall (24) placed opposite the opening (20) is substantially parallel to the plane QQ 'passing through this opening (20).

3. Exhaust device according to claim 1 or 2, characterized in that the section (Sx) respectively (S1 / S2,

S3) of the channel (31 ') respectively (31) decreases between the expansion opening (20) and the exhaust orifice (35).

4. Exhaust device according to claim 3, characterized in that the section (Sx)) of the channel (31 ') gradually decreases towards the exhaust orifice (35').

5. Exhaust device according to claim 3, characterized in that the section of the channel (31) decreases towards the exhaust orifice by successive steps (38) respectively (41) respectively (42) each having a constant value ( S1, S2 'S3).

6. Exhaust device according to one of claims 1 to 5, characterized in that, a throttled section (Sr) smaller than an upstream section (Sm) and a downstream section (Sv) is disposed between the 'trigger opening (31) and the exhaust port (35).

7. Exhaust device according to one of claims 1 to 6, characterized in that, at least one obstacle (45, 46) to the circulation of thin gases such as baffle, mesh, perforated sheet, or parallel rods , is placed in an end region (42) of the channel (31) leading to the exhaust orifice (35).

8. Exhaust device according to claim 6 and claim 7, characterized in that the throttled section (Sr) is placed in a central region (41) of the channel (31) while two obstacles (45, 46) are arranged between this constricted section and the exhaust port (35).

9. Exhaust device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the exhaust channel (31) has a substantially constant height (h) measured perpendicular to the plane (QQ ') containing the expansion opening (20) and parallel to the direction J of gas penetration.

10. Exhaust device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the exhaust channel (31 ") has a variable height (hl, h2, h3), measured perpendicular to the plane (QQ ') of the expansion opening and a substantially constant width (p) measured perpendicular to the direction J of gas penetration.

11. Exhaust device according to one of claims 3 to 10, characterized in that the channel has an initial section (S1), a central section (S2) and an end section (S3) such that twice the section central (2 x S2) is substantially equal to the sum of the initial and terminal sections + + S3).

12. Exhaust device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the ratio of the length (L) of the channel, to the length (b) of the expansion opening is between 3 and 9, and preferably around 7, these two lengths being measured in the direction of gas flow.

13. Exhaust device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the ratio between the constant dimension (h) respectively (p) of the channel and the length (b) of the opening measured in the direction of -circulation of gases is between 0.2 and 1.5, and is preferably close to 0.6.

14. Exhaust device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the channel (31) follows a substantially straight directional path XX 'between the bottom (34) of the channel and the exhaust orifice ( 35).

15. Exhaust device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the channel (70) follows a path having a change of direction between an initial substantially straight portion (72) and a terminal portion (70).

16. Exhaust device according to one of claims 1 to 15, for an electrical switch device having two arc chambers and two expansion openings which are distant and which are placed substantially in the same plane, characterized in that, each expansion opening (19, 20) is associated with a particular decompression chamber (31, 32) these two chambers being oriented in such a way that the exhaust port of one is placed in the vicinity of the orifice of relaxation of the other.

17. Exhaust device according to claim 16, characterized in that the two decompression channels (31, 32) are placed one against the other along a common wall or rib (30) placed substantially in a plane perpendicular to the plane QQ 'containing the openings.

18. Exhaust device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the channel (31) or respectively the decompression channels (31, 32) are arranged in a removable exhaust housing (23) applied to the at least partially on a flat surface (18) of the arc housing (7) which has the detent openings.

19. Exhaust device according to claim 18, characterized in that the decompression channel or channels (90) are placed between a wall (55) of the arc housing (50) having the expansion openings (88), between side walls (51 ... 54) of said housing and a removable cover (57) substantially parallel to this wall.

20. Exhaust device according to claim 16, in which the expansion openings occupy the width of the arc housing, characterized in that each channel (63, 64) follows a slightly curved path (C1) respectively (C2) l the exhaust port of one channel being placed above the expansion opening of the other channel.