KR100854381B1 - 직류 기밀 개폐 장치 - Google Patents

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KR100854381B1
KR100854381B1 KR1020070021669A KR20070021669A KR100854381B1 KR 100854381 B1 KR100854381 B1 KR 100854381B1 KR 1020070021669 A KR1020070021669 A KR 1020070021669A KR 20070021669 A KR20070021669 A KR 20070021669A KR 100854381 B1 KR100854381 B1 KR 100854381B1
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Abstract

본 발명은 직류 기밀 개폐장치에 관한 것으로서, 기밀 및 소형 경량화가 가능하고 신속한 아크 소호가 가능한 직류 기밀 개폐장치를 제공하려는 것으로, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐장치는 하부 프레임(FRAME), 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate), 상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어, 상기 고정 코어에 접촉 또는 분리되도록 이동 가능한 가동 코어, 가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트, 샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점, 상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되는 고정 접점, 상기 가동 접점에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링, 상기 금속 판상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case), 상기 금속 케이스와 상기 금속 판과 함께 기밀 용기를 형성하여, 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover) 및 상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접 압력보다 큰 복귀 스프링을 포함하여 구성된다.
직류 개폐장치, 기밀, 소형 경량화, 영구자석, 소호가스

Description

직류 기밀 개폐 장치{A SEALED DC SWITCHING DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치의 정 단면도
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도
도 3은 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치의 영구자석에 의한 자속과 아크 전류의 이동방향을 보여주는 평면도이다.
*도면의 주요부에 대한 부호의 설명
1: 하부 프레임 1a: 플랜지(flange)부
1b: 수용 용기 부
2: 부착용 링(ring) 3: 요크(yoke)
4: 금속 판 5: 고정 코어(core)
6: 가동 코어 7: 코일(coil)
8: 보빈(bobbin) 9: 코일 단자
10: 샤프트(shaft) 11: 접압 스프링 지지대
12: 가동 접점 13: 접압 스프링
14: 금속 케이스(case) 15: 세라믹 커버(ceramic cover)
16: 코어 용기 17: 고정 전극
18: 고정 접점 19: 회로 단자
20: 중간 벽 부재 21: 영구자석
22: U자형 철심 그리드(grid) 23: 복귀 스프링
24: 상부 프레임
본 발명은 전기자동차의 직류 전력을 개폐하기 위하여 폭발가스 분위기에서 화재나 폭발을 방지하고 부식성 가스에 의하여 접점이 오염되는 것을 방지하는 기밀구조의 직류 개폐장치에 관한 것으로, 밀폐공간 내에서 전류 회로를 개폐하는 장치이다.
직류 개폐장치는 하이브리드(hybrid) 자동차, 연료전지 자동차, 전동 골프카트(golf cart), 전동 지게차와 같은 전기 자동차의 축전지와 직류 전력 변환장치 사이에 위치하고 축전지의 전력을 전력변환 장치에 공급하는 기능과 발전기(generator)의 발전 전력을 축전지에 공급하는 기능을 수행한다. 이외에 직류 개폐장치는 태양광 발전 시스템과 풍력 발전시스템에서 직류 전력을 공급하는 발전기와 발전된 직류 전력을 상용 주파수와 전압을 가진 교류로 변환하는 인버터 사이에 설치되어 직류 전력을 공급하는 데도 이용된다.
일반적인 직류 개폐장치는 고정 철심, 요크, 철판, 가동 철심, 여자권선으로 자기(磁氣) 회로를 구성하고, 고정 철심과 가동 철심을 둘러싸는 여자권선에 흐르는 전류에 의하여 자기회로가 여자되어 전자흡인력(電磁吸引力)이 발생하고 고정철 심은 고정되어 있으므로 전자 흡인력에 의하여 가동철심이 이동되는 동작원리를 가진다. 상기 일반적인 직류 개폐장치의 접촉부는 가동철심에 결합된 축에 가동접점을 지지하여 가동철심의 움직임에 따라 가동접점이 고정접점에 접촉되도록 하여 전원측으로부터 부하 측으로 전류가 통전되는 구조를 가진다.
그러나 종래기술에 따른 일반적인 직류 개폐장치는 접촉부가 기밀되지 않아 부식가스에 의해 접점이 오염되고 인화성 가스 분위기하에서 폭발의 위험이 커서 이러한 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 환경에서는 사용이 불가능한 문제점이 있다.
또한 종래기술에 따른 일반적인 직류 개폐장치는 무겁고 크기가 크기 때문에 소형 경량화를 추구하는 전기 자동차에는 적용이 불가능한 문제점이 있다.
또한 접점간 거리 멀어 가동 철심의 구동에 큰 힘이 필요하여 조작부 여자 권선에 흐르는 전류를 많이 요구하기 때문에 전력의 소모가 커서 전기 자동차의 에너지 효율화가 곤란한 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 일 목적은 기밀 구조로 부식가스에 의한 점점 오염이 없고 인화성 가스 분위기하에서도 폭발의 위험이 없어 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 환경에서 사용이 가능한 직류 기밀 개폐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접점을 사이에 두고 한 쌍의 영구자석을 대향하게 설 치하여 자력에 의한 아크 구동력을 증가시키고, 상기 한 쌍의 영구자석을 U자형 철심 그리드(GRID)의 양 다리부 상에 부착함으로써 자기(磁氣)회로의 효율을 증대시키고, 비중이 공기의 1/7이고 비열이 공기의 약 14 배에 달하는 정도의 수소 혼합가스를 아크 절연가스로서 접점 주위 기밀 용기 내에 혼입함으로써 접점 간의 전기적 절연력을 증대시켜 접점 간의 개폐 행정거리를 줄이고 가동 철심의 이동거리를 짧게 하여 신속한 아크 소호 성능은 향상시키는 동시에 전체적으로 소형 경량화가 가능한 직류 기밀 개폐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대기압보다 높은 수소와 질소 혼합가스를 충진하여 접점간의 절연내력을 증진시켜서 점점 간의 거리를 줄임으로써, 조작부 여자 권선에 흐르는 전류를 적게 소요하여 전력 소모가 감소하고 따라서 충전 전기에너지의 소모를 효율화할 수 있어 전기 자동차에 적합한 직류 기밀 개폐 장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 일 목적은, 직류 기밀 개폐 장치에 있어서,
상기 직류 기밀 개폐 장치를 지지하고 고정하기 위한 하부 프레임(FRAME);
상기 하부 프레임 내에 설치되어 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일;
상기 코일의 여자에 의해 여자되고 상기 코일의 소자에 의해 소자되며, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크;
상기 요크를 대향하게 설치되고, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate)
상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어;
상기 고정 코어를 대향하게 설치되고, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하고 상기 코일이 소자되었을 때 상기 고정 코어로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어;
가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트(shaft);
샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점;
상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리 위치에 따라서 전기적 회로가 폐로 상태로 되게 하거나 전기적 회로가 개방되게 하는 고정 접점;
상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링;
상기 금속 판상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case);
상기 금속 케이스와 상기 금속 판과 함께 기밀 용기를 형성하여, 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover); 및
상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접 압력보다 큰 복귀 스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 다른 목적은, 상기 구성적 특징을 갖는 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치에 있어서, 자속 밀도를 높혀 아크 전류의 운동속도를 가속시킴으로써 아크를 신속히 소호하기 위해서, 상기 기밀 용기의 내부에는 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 사이에 두도록 설치되는 영구자석을 추가로 포함하고, 상기 영구자석은 자기회로의 효율 증대를 위해 U자형 철심 그리드(GRID)의 양 다리부에 부착되어 지지되며, 상기 기밀 용기 내에는 신속한 아크 소호를 위한 소호 가스로서 수소와 질소의 혼합가스가 대기압보다 높게 충진 되어있는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 기밀 용기 내에는 신속한 아크 소호를 위한 소호 가스로서 수소와 질소의 혼합가스가 대기압보다 높게 충진 되어있는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그로 인한 작용효과는 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명으로 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치의 정 단면도인 도 1과 도 1의 A-A'선 단면도인 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는 상기 직류 기밀 개폐 장치를 지지하고 고정하기 위한 하부 프레임(frame)(1)과; 하부 프레임 (1)내에 설치되어 제어전류의 통전 여부에 따라 여자(magnetizing) 또는 소자(demagnetizing)되는 코일(coil)(7)과; 코일(7)의 여자에 의해 따라서 여자되고 코일(7)의 소자에 의해 따라서 소자되며, 코일(7) 주변의 자기(磁氣) 경로를 형성하도록 하부 프레임(1) 내에 코일(7) 주변에 설치되는 요크(yoke)(3)와; 요크(3)를 대향하게 설치되고, 요크(3)와 함께 코일(7) 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate)(4)와; 금속 판(4)에 고정 설치되는 고정 코어(5)와; 고정 코어(5)를 대향하게 설치되고, 코일(7)이 여자되었을 때 고정 코어(5)에 접촉하고 코일(7)이 소자되었을 때 고정 코어(5)로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어(6)와; 가동 코어(6)에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어(6)와 함께 이동 가능한 샤프트(shaft)(10)와; 샤프트(10)의 타 단 부 측에 설치되어 샤프트(10)의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점(12)과; 가동 접점(12)과 대향하게 고정 설치되고, 가동 접점(12)과의 접촉 또는 분리 위치에 따라서 전기적 회로가 폐로 상태로 되게 하거나 전기적 회로가 개방되게 하는 고정 접점(18)과; 가동 접점(12)의 하부의 샤프트(10) 주위에 설치되어, 고정 접점(18)에 접촉하도록 가동 접점(12)에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링(13)과; 금속 판(4)상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case)(14)와; 금속 케이스(14)와 금속 판(4)과 함께 기밀 용기(sealed container)를 형성하여, 가동 접점(12)과 고정 접점(18)을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover)(15); 및 가동 코어(6)와 고정 코어(5) 사이에 설치되어, 가동 코어(6)를 고정 코어(5)로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 접압 스프링(13)의 접 압력보다 큰 복귀 스프링(23);을 포함하여 구성된다.
하부 프레임(frame)(1)은 일방이 개방된 개략 U자형의 용기로 구성되어, 내부에 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치의 구성부품들을 수용한다.
상기에서 코일(7)을 여자 또는 소자하는 제어전류는 도 2의 코일 단자(9)를 통해 미 도시한 외부의 제어부부터 수신된다.
도 1에 있어서, 미 설명 부호 1a와 1b는 하부 프레임(1)의 일부로서 각각 플랜지(flange)부(1a)와, 수용 용기 부(1b)를 나타낸다. 미 설명 부호 2는 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 고정 설치하기 위한 나사와 같은 고정부재와의 마찰력을 증가시키기 위한 부착용 링(ring)을 나타내고, 미 설명 부호 8은 코일(7)을 지지하는 보빈(bobin)이다. 미설명 부호 11은 접압 스프링 지지대로서 접압 스프링(13)을 지지하는 스프링 시트(spring seat)으로서의 기능과 가동 접점(12)을 지지하는 기능을 겸하고 있다. 미 설명 부호 16은 코어 용기로서 가동 코어(6)를 이동가능하게 수용하고 고정 코어(5)를 고정적으로 수용한다. 미 설명 부호 17은 고정 전극으로서 상기 기밀 용기의 내외로 연장하여 상기 기밀 용기의 내부에서는 고정 접점(18)이 고정 전극(17)의 내부 연장부에 부착되어 전기적으로 접속되고 상기 기밀 용기의 외부에서는 회로 단자(19)와 기계적 및 전기적으로 접속된다.
여기서, 상기 회로 단자(19)는 한 쌍으로 구성되어 하나는 직류 전원 측에 다른 하나는 직류 부하 측에 접속된다.
도 1에서 미설명 부호 24는 하부 프레임(1)의 개방된 일 방을 덮기 위한 상부 프레임을 지시하며, 상부 프레임(24)와 하부 프레임(1) 사이의 공간에는 기밀을 위해 우레탄(urethane)재를 발포(foaming)하여 주입하고 고형화한다.
도 1에서 상기 기밀 용기 내에는 신속한 아크 소호를 위한 소호 가스로서 수소와 질소의 혼합가스가 대기압보다 높게 바람직하기로 2기압의 압력으로 충진 되어있다. 또한, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는 상기 수소와 질소의 혼합가스를 상기 기밀 용기 내에 주입하기 위해서, 상기 기밀 용기 내외로 연장되는 가스 주입 관(25)을 추가로 포함한다.
한편, 도 1의 A-A'선 단면도인 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는 코일(도 1의 부호 7 참조)로부터 연장된 코일의 단부(도 2에는 도시가 생략되었음)가 접속되는 동시에, 외부의 제어부에 상기 제어전류를 수전하기 위해 예컨대 도선을 통해 접속되는 코일 단자(9)를 추가하여 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는, 자속 밀도를 높혀 아크 전류의 운동속도를 가속시킴으로써 아크를 신속히 소호하기 위해서, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 상기 기밀 용기의 내부에 가동 접점(12)과 고정 접점(도 1의 부호 18 참조)을 사이에 두도록 설치되는 영구자석(21)을 추가로 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는, 상부의 상기 세라믹 커버와, 하부의 상기 금속판과 더불어 상기 기밀 용기 내에 아크 소호 실을 형성하기 위해서, 가동 접점(12) 및 고정 접점을 둘러싸게 상기 금속판 상에 고정 설치되는 중간 벽 부재(20)를 추가로 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이 중 간 벽 부재(20)는 그의 높이 방향 중간 부위에 상기 영구자석(21)을 장착하기 위한 장착 요홈 부(부호 미지정)를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치에 있어서, 상기 영구자석(21)은 자기회로의 효율 증대를 위해 U자형 철심 그리드(GRID)(22)의 양 다리부에 부착되어 지지된다. 이러한 영구자석(21)과 U자형 철심 그리드(22)의 구성은 도 3을 참조하면 더욱 구체적으로 도시되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치의 영구자석에 의한 자속과 아크 전류의 이동방향을 보여주는 평면도이다. 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이 도 3에 있어서 영구자석(21)은 U자형 철심 그리드(22)의 양 다리부에 부착되어 지지된다.
도 3에 있어서, 부호 N, S는 각각 영구자석의 북극과 남극을 의미하고, 원내의 부호 "×"와 "˚"는 각각 가동 접점(12)과 고정 접점(18)간의 통전 전류의 주변인 동시에 발생하는 아크 주변에 형성되는 자속의 방향을 표시하고, 부호 B는 영구자석(21)로부터 발생되는 자속의 방향을 나타내며, 좌 우측의 부호 F는 아크에 의해 형성되는 자속이 받게 되는 힘의 방향을 나타낸다. 여기서 영구자석(21)에 의해 발생되는 자속의 방향은 아크의 자속과 직교하는 방향으로서, 따라서 영구자석(21)에 의해 발생되는 자속에 의해서 아크가 수평방향으로 가늘게 신장시키는 힘(F)을 받아 신속히 소호될 수 있게된다.
한편, 이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치의 동작을 도 1 및 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같은 코일 단자(9)를 통하여 제어전류를 통전시키면, 도 1에 도시된 바와 같은 코일(7)이 여자되면서, 코일(7) 주변의 요크(3), 금속 판(4) 및 고정 코어(5) 및 가동 코어(6)으로 이루어지는 자로(磁路)가 형성되고 그에 따라 상대적으로 고정된 고정 코어(5)에 대해서 가동 코어(6)가 접촉하는 방향 도 1에서 상방으로 이동한다. 이러한 가동 코어(6)의 구동력 즉 자력은 상기 복귀 스프링(23)의 탄성력 보다 커서, 가동 코어(6)에 일 단부가 접속된 샤프트(10)도 가동 코어(6)과 함께 상승한다. 따라서 샤프트(10)의 타 단부에 고정된 가동 접점(12)이 대향 배치된 고정 접점(18)에 접촉하게 되며, 그러므로 고정전극(17)을 통해서 한 쌍의 회로 단자(19)에 각각 접속된 직류 전원 측과 직류 부하 측이 전기적으로 접속(폐회로)된다. 이때 접압 스프링 지지대(11)내의 접압 스프링(13)은 가동 접점(12)과 고정 접점(18) 간의 접촉 압력을 증대시키게 작용하게 된다. 또한 이때 복귀 스프링(23)은 압축되어 탄성 에너지를 축적한다.
한편, 코일 단자(9)를 통한 제어전류의 통전을 중단하면, 도 1에 도시된 바와 같은 코일(7)이 소자되면서, 코일(7) 주변의 요크(3), 금속 판(4) 및 고정 코어(5) 및 가동 코어(6)으로 이루어지는 자로(磁路)는 소멸되고 그에 따라 복귀 스프링(23)의 탄성력에 의해서 상대적으로 고정된 고정 코어(5)에 대해서 가동 코어(6)가 분리되는 방향 즉, 도 1에서 하방으로 이동한다.
따라서, 고정전극(17)을 통해서 한 쌍의 회로 단자(19)에 각각 접속된 직류 전원 측과 직류 부하 측이 전기적으로 차단(개로)된다.
한편, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는 상술한 바와 같이 가동 접 점(12)과 고정 접점(18)이 금속판(4), 금속 케이스(14), 세라믹 커버(15)로 형성되는 기밀 용기 내에 내장되고 우레탄 발포에 의해 기밀되는 구조로 부식가스에 의한 점점 오염이 없고 인화성 가스 분위기하에서도 폭발의 위험이 없게 된다.
또한 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는 가동 접점(12)과 고정 접점(18)을 사이에 두고 영구자석(21)을 대향하게 설치하여 영구자석으로부터의 자력에 의한 아크 구동력을 증가시키고, 상기 한 쌍의 영구자석을 U자형 철심 그리드(GRID)의 양 다리부 상에 부착함으로써 자기(磁氣)회로의 효율을 증대시킬 수 있고, 비중이 공기의 1/7이고 비열이 공기의 약 14 배에 달하는 정도의 수소 혼합가스를 아크 절연가스로서 접점 주위 상기 기밀 용기 내에 혼입함으로써 접점 간의 전기적 절연력을 증대시켜 접점 간의 개폐 행정거리를 줄이고 가동 철심의 이동거리를 짧게 하여 신속한 아크 소호 성능은 향상시키는 동시에 전체적으로 직류 기밀 개폐 장치의 소형 경량화가 가능해 지게 된다.
또한 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치는 대기압보다 높은 수소와 질소 혼합가스를 충진하여 접점간의 절연내력을 증진시켜서 점점 간의 거리를 줄임으로써, 조작부 여자 권선에 흐르는 전류를 적게 소요하여 전력 소모가 감소하고 따라서 충전 전기에너지의 소모를 효율화할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 제공함에 의해서, 접점이 기밀용기 내에 내장되고 또한 이러한 기밀용기를 수용하는 하부 프레임 및 하부 프레임을 덮는 상부 프레임 사이의 공간을 우레탄 발포로 2차 기밀 처리하는 기밀 구조에 의해서 부식가스에 의한 점점 오염이 없고 인화성 가스 분위기하에서도 폭발의 위험이 없어 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 환경에서 사용이 가능한 직류 기밀 개폐 장치를 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 제공함에 의해서, 접점을 사이에 두고 영구자석을 대향하게 설치하여 소호를 위한 아크 구동력을 증가시킬 수 있는 효과가 있고, 상기 영구자석을 U자형 철심 그리드의 양 다리부 상에 부착함으로써 자기(磁氣)회로의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있으며, 비중이 공기의 1/7이고 비열이 공기의 약 14 배에 달하는 정도의 수소 혼합가스를 아크 절연가스로서 접점 주위 기밀 용기 내에 혼입함으로써 접점 간의 전기적 절연력을 증대시켜 접점 간의 개폐 행정거리를 줄이고 가동 철심의 이동거리를 짧게 하여 신속한 아크 소호 성능은 향상시키는 동시에 전체적으로 직류 기밀 개폐 장치를 소형 경량화하여 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 직류 기밀 개폐 장치를 제공함에 의해서, 대기압보다 높은 수소와 질소 혼합가스를 충진하여 접점간의 절연내력을 증진시켜서 점점 간의 거리를 줄일 수 있고, 따라서 접점 조작부의 여자 권선에 흐르는 전류를 적게 소요하여 전력 소모가 감소하고 따라서 충전 전기에너지의 소모를 효율화할 수 있어 전기 자동차에 적합한 직류 기밀 개폐 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 직류 기밀 개폐 장치에 있어서,
    상기 직류 기밀 개폐 장치를 지지하고 고정하기 위한 하부 프레임(FRAME);
    상기 하부 프레임 내에 설치되어 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일;
    상기 코일의 여자에 의해 여자되고 상기 코일의 소자에 의해 소자되며, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크;
    상기 요크를 대향하게 설치되고, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate);
    상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어;
    상기 고정 코어를 대향하게 설치되고, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하고 상기 코일이 소자되었을 때 상기 고정 코어로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어;
    가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트(shaft);
    샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점;
    상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리 위치에 따라서 전기적 회로가 폐로 상태로 되게 하거나 전기적 회로가 개방되게 하는 고정 접점;
    상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링;
    상기 금속 판상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case);
    상기 금속 케이스와 상기 금속 판과 함께 기밀 용기를 형성하여, 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover);
    상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접 압력보다 큰 복귀 스프링;
    상기 기밀 용기 내에는 신속한 아크 소호를 위한 소호 가스로서 수소와 질소의 혼합가스가 대기압보다 높게 충진 되어있고,
    상기 수소와 질소의 혼합가스를 상기 기밀 용기 내에 주입하기 위해서, 상기 기밀 용기 내외로 연장되는 가스 주입 관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 기밀 개폐 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    자속 밀도를 높혀 아크 전류의 운동속도를 가속시킴으로써 아크를 신속히 소호하기 위해서, 상기 기밀 용기의 내부에는 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 사이에 두도록 설치되는 영구자석을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 기밀 개폐 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영구자석은 자기회로의 효율 증대를 위해 U자형 철심 그리드(GRID)의 양 다리 부에 부착되어 지지되는 것을 특징으로 하는 직류 기밀 개폐 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 직류 기밀 개폐 장치에 있어서,
    상기 직류 기밀 개폐 장치를 지지하고 고정하기 위한 하부 프레임(FRAME);
    상기 하부 프레임 내에 설치되어 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일;
    상기 코일의 여자에 의해 여자되고 상기 코일의 소자에 의해 소자되며, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크;
    상기 요크를 대향하게 설치되고, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate);
    상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어;
    상기 고정 코어를 대향하게 설치되고, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하고 상기 코일이 소자되었을 때 상기 고정 코어로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어;
    가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트(shaft);
    샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점;
    상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리 위치에 따라서 전기적 회로가 폐로 상태로 되게 하거나 전기적 회로가 개방되게 하는 고정 접점;
    상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링;
    상기 금속 판상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case);
    상기 금속 케이스와 상기 금속 판과 함께 기밀 용기를 형성하여, 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover);
    상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접 압력보다 큰 복귀 스프링;
    상기 고정 접점을 일 단부에 부착하며, 상기 세라믹 커버를 관통 연장되는 고정 전극;
    상기 고정 전극에 접속되어 각각 전원 또는 부하 측과 접속되는 한 쌍의 회로 단자; 및
    상기 코일에 접속되어 상기 코일을 여자하는 전류를 수전하기 위한 코일 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 기밀 개폐 장치.
  7. 직류 기밀 개폐 장치에 있어서,
    상기 직류 기밀 개폐 장치를 지지하고 고정하기 위한 하부 프레임(FRAME);
    상기 하부 프레임 내에 설치되어 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일;
    상기 코일의 여자에 의해 여자되고 상기 코일의 소자에 의해 소자되며, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크;
    상기 요크를 대향하게 설치되고, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate);
    상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어;
    상기 고정 코어를 대향하게 설치되고, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하고 상기 코일이 소자되었을 때 상기 고정 코어로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어;
    가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트(shaft);
    샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점;
    상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리 위치에 따라서 전기적 회로가 폐로 상태로 되게 하거나 전기적 회로가 개방되게 하는 고정 접점;
    상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링;
    상기 금속 판상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case);
    상기 금속 케이스와 상기 금속 판과 함께 기밀 용기를 형성하여, 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover);
    상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접 압력보다 큰 복귀 스프링; 및
    상부의 상기 세라믹 커버와, 하부의 상기 금속판과 더불어 상기 기밀 용기 내에 아크 소호 실을 형성하기 위해서, 상기 가동 접점 및 고정 접점을 둘러싸게 상기 금속판 상에 고정 설치되는 중간 벽 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 기밀 개폐 장치.
  8. 직류 기밀 개폐 장치에 있어서,
    상기 직류 기밀 개폐 장치를 지지하고 고정하기 위한 하부 프레임(FRAME);
    상기 하부 프레임 내에 설치되어 제어전류의 통전 여부에 따라 여자 또는 소자되는 코일;
    상기 코일의 여자에 의해 여자되고 상기 코일의 소자에 의해 소자되며, 상기 코일 주변의 자기 경로를 형성하도록 상기 하부 프레임 내에 상기 코일 주변에 설치되는 요크;
    상기 요크를 대향하게 설치되고, 상기 요크와 함께 상기 코일 주변에 자기 경로를 형성하는 금속 판(metal plate);
    상기 금속 판에 고정 설치되는 고정 코어;
    상기 고정 코어를 대향하게 설치되고, 상기 코일이 여자되었을 때 상기 고정 코어에 접촉하고 상기 코일이 소자되었을 때 상기 고정 코어로부터 분리되도록 이동 가능한 가동 코어;
    가동 코어에 결합되는 일 단부를 가지고 가동 코어와 함께 이동 가능한 샤프트(shaft);
    샤프트의 타 단 부 측에 설치되어 상기 샤프트의 이동에 따라서 이동 가능한 가동 접점;
    상기 가동 접점과 대향하게 고정 설치되고, 상기 가동 접점과의 접촉 또는 분리 위치에 따라서 전기적 회로가 폐로 상태로 되게 하거나 전기적 회로가 개방되게 하는 고정 접점;
    상기 가동 접점의 하부의 상기 샤프트 주위에 설치되어, 상기 고정 접점에 접촉하도록 상기 가동 접점에 탄성 접 압력을 제공하는 접압 스프링;
    상기 금속 판상에 용접에 의해 설치되는 금속 케이스(case);
    상기 금속 케이스와 상기 금속 판과 함께 기밀 용기를 형성하여, 상기 가동 접점과 상기 고정 접점을 기밀하게 수용하는 세라믹 커버(ceramic cover);
    상기 가동 코어와 상기 고정 코어 사이에 설치되어, 상기 가동 코어를 상기 고정 코어로부터 분리되도록 탄성력을 인가하고, 이 탄성력이 상기 접압 스프링의 접 압력보다 큰 복귀 스프링;
    상기 하부 프레임을 덮는 상부 프레임; 및
    상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임 사이의 공간에 기밀을 위해 충진되는 우레탄 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 기밀 개폐 장치.
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