JPS60243920A - 圧力ガススイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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シも軸方向に長
く延びる、消弧ガスを受け入れるだめの熱室（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）によシ加熱され、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ッチから出
発する。

−この上位概念で、本発明は、ＥＰ−ＡＩ　Ｏ０６７４
６０に記載されたような技術水準の圧力ガススイッチに
関連している。周知のスイッチでは、切換アークにより
加熱されだ消弧ガスが、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−シリンダー圧縮装置
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ゃ断距離に導かれ、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、このようなスイッチは比較的費用がかがり、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
点しゃ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ッチを
企てる課題を解決する。

この課題は、上位概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
イッチは、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ゃ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
造上の理由がら有利な、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ッチの平
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ッチ
が左の部分にオン位置に示され、これに対して右の部分
にしゃ断中で示されている。

ここでは、二三バールの圧力の、多分力フッ化硫黄のよ
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・・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に取りつけである
、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、との熱室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りを有
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シ、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
室がトーラス状に形成されている。室８が室９により囲
１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、はぼ半径方向に延びる深さｄに対応する
。

このスイッチの作用の仕方は次の通りである。

しゃ断時（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の間の接点しゃ断距離
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により区画されだ室８の上端と下端へ
導かれる。

環状チャ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の流れ横断面よシ大きいことを必要としない。

なぜ々ら、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に清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ゃ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法めされる。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１ｏ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、加熱されだ消
弧ガスが開口１ｏ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１ｏを適当に分配するととに
より、わずか、な半径方向深さＤを有するが比較的大き
い軸方向範囲りを有する熱室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表
しとげられる。

ここで混合実験の結果、約０，１の深さ−長さ一比り／
Ｌを有する熱室５で、隣シ合う開口１００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
シ、比較しうる寸法りと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
て寸法法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ェブを用いて、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、冷却されだ消弧ガスが
開口１０を通シ、環状チャンネル状に形成された室９お
よび環状チャンネル６を介して接点しゃ断距離に流れ戻
り、そしてアーク１１をしゃ断する。この場合、接点し
ゃ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
によシ々お改良される。

【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
シ形成された圧力ガススイッチの平面図である。 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−室　９・・・第二室 １０・・・開口　１１・・・切換アーク１２、１３．１
４・・・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 代理人　江　崎　光　好 代理人　江　崎　光　史

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒軸線に沿って相対的に互に移動可能な二つの
   円筒形接触部材（２，８）と、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、トー
   ラス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−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−室（８）
   と連結されていることを特徴とする圧力ガススイソチ。
2. （２）第−室（８）が、第二室（９）と比較してわずか
   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
   Ｑ圧力ガススイッチ。
3. （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ソチ。
4. （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. （５）第−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ソチ。
6. （６）隣り合う開口（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. （７）開口（１０）が、円筒軸線を中心として描かれだ
   円に方位角をもって配置され、互の円の中心間隔が、半
   径方向に延びる第二室（９）の深さく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. （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. （９）円筒軸線を中心として描かれだ円に方位角をもっ
   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項まだは第８項に記載の圧力ガススイ
   ッチ。
10. （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くｄ）にほぼ対応する特許請求の
    範囲第６項から第９項才でのうちのいずれか一つに記載
    の圧力ガススイッチ。