KR101270412B1 - 접촉 갭을 갖는 스위칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접촉 갭(2)을 가진 스위칭 장치에 관한 것으로, 상기 스위칭 장치는 절연체 노즐(7)을 포함한다. 상기 절연체 노즐(7)은 접촉 갭(2)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 절연체 노즐(7)의 노즐 채널(8)은 연통 개구(13)를 통해 가열 가스 체적부(10) 내로 통한다. 가열 가스 체적부(10) 내에는 편향 채널(14a, 14b, 14c)을 한정하는 편향 부재(15a, 15b, 15c)가 배치된다. 편향 채널(14a, 14b, 14c)은 가열 가스 체적부(10) 내로의 스위칭 가스의 분사 방향으로 횡단면이 확장되는 섹션을 포함한다.

Description

접촉 갭을 갖는 스위칭 장치 {SWITCHGEAR ARRANGEMENT WITH A SWITCH PATH}

본 발명은, 적어도 부분적으로 접촉 갭을 둘러싸는 절연체 노즐을 포함하는 스위칭 장치에 관한 것으로, 상기 절연체 노즐은 편향 채널을 구비한 편향 부재가 내부에 배치된 가열 가스 체적부 내로 통하며, 이때 상기 노즐 채널로부터 가열 가스 체적부 내로의 분사 방향으로 분사되는 소거 가스(quenching gas)는 편향 채널 내로 우회된다.

그러한 유형의 스위칭 장치의 예가 일본 출원 JP 02-086023의 초록으로부터 공지되어 있다. 상기 문서에는 가열 가스 체적부를 포함하는 스위칭 장치가 기술되어 있다. 절연체 노즐의 노즐 채널이 상기 가열 가스 체적부로 통한다. 가열 가스 체적부 내로의 가스 흐름의 우회 및 안내를 위해, 가열 가스 체적부 내에 편향 채널을 가진 편향 부재가 배치된다. 노즐 채널로부터 배출되는 스위칭 가스는 편향 부재의 편향 채널 내로 안내된다. 그러나 이 경우 편향 채널과 노즐 채널 상호 간의 상대적 위치로 인해 스위칭 가스의 일부만이 편향 채널 내로 안내된다.

특히 노즐 채널로부터 편향 채널로의 전이 영역에서는 가열 가스 체적부 내로 분사된 스위칭 가스의 난류가 발생할 수 있다.

상기 난류로 인해, 가열 가스 체적부 내로의 스위칭 가스의 유입이 상대적으로 불균일하다. 특히 가열 가스 체적부의 충전 및 배출 동작이 수행되는 시간 간격이 짧은 경우 그러한 난류는 이미 노즐 채널의 입구 영역에서, 가열 가스 체적부의 개별 구역들에서는 더욱 강하게 난류가 발생하는 반면, 가열 가스 체적부의 다른 섹션들은 단지 약화된 난류에 노출되는 방식으로 작용할 수 있다.

따라서 본 발명의 과제는, 가열 가스 체적부의 충전 및 배출 동작이 짧은 시간 간격 이내에 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 스위칭 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 도입부에 언급한 유형의 스위칭 장치에서 본 발명에 따라, 편향 채널에 분사 방향으로 횡단면이 확장되는 섹션이 포함됨으로써 해결된다.

편향 채널의 횡단면이 분사 방향으로 확장됨으로써, 유입되는 스위칭 가스가 노즐 채널의 입구 영역으로부터 가열 가스 체적부의 보다 먼 영역들로 신속하게 공급될 수 있다. 편향 채널 내부에서의 스위칭 가스의 유동 시, 편향 채널 내부에서 발생하는 벽부와의 마찰로 인해 유동 속도가 감소될 우려가 있을 수 있다. 분사 방향으로 확장되는 횡단면이 제공되면, 스위칭 가스는 연속적으로 또는 유동 저항이 상이한 영역들을 통해 단계적으로도 안내되고 공급될 수 있다. 그럼으로써 편향 채널을 통해 더욱 많은 양도 신속하게 공급될 수 있다.

이 경우, 편향 채널의 횡단면이 적절하게 확장될 수 있다. 그러나 이러한 확장이 편향 채널의 외부 케이스측에서도 반드시 구현될 필요는 없다. 예컨대 원통형 베이스 부재 내부에서 채널의 윤곽이 적절하게 형성될 경우, 편향 부재의 외부 케이스측 형상은 편향 채널의 횡단면 패턴과 상이할 수 있다.

한 바람직한 실시예에서는, 예컨대 편향 부재의 외벽 두께가 거의 일정하게 형성됨으로써 편향 채널을 한정하는 벽부의 연장 패턴이 편향 부재의 외부면에도 반영될 수 있다. 일 섹션의 횡단면의 확장을 위해, 편향 부재는 예컨대 깔때기 형태로 형성될 수 있다. 확장되는 섹션 내에 위치한 내벽은 원통형, 볼록형, 원추형 등으로 형성될 수 있다.

또한, 한 바람직한 실시예에서는 상기 섹션이 원뿔대형 외부면에 의해 한정될 수 있다.

편향 채널의 횡단면이 그의 길이에 걸쳐서 연속으로 확장되는 점에 추가로, 편향 채널이 각각 상이한 섹션들로 분할될 수도 있으며, 이 경우 상기 섹션들 중 적어도 하나는 원뿔대형, 특히 중공 원뿔대형 연장부를 갖는다. 따라서, 예컨대 편향 채널 내로 임의의 삽입 부재가 돌출될 수 있고, 그로 인해 환형 구조가 형성될 수 있으며, 적절한 성형을 통해 중공 원뿔대형 섹션이 형성될 수 있다. 즉, 편향 채널의 횡단면이 연속으로 확장될 경우 상기 편향 채널은 그의 전체 길이에 걸쳐서 중공 원뿔대형 형상을 가지거나, 단지 특정 섹션에서만 그러한 형상을 가질 수 있다. 편향 채널의 중공 원뿔대형 섹션의 영역에서 편향 부재의 벽두께는 변동될 수도 있고, 거의 일정하게 형성될 수도 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 상기 섹션이 계단형으로 확장된 원통형 외부면에 의해 한정될 수 있다.

편향 채널 내에는 연속 확장 섹션, 예컨대 상기 섹션에 연결되는 편향 채널의 영역들 사이의 전이부를 형성하는 깔때기형 섹션 외에, 계단형 확장부들이 제공될 수도 있다. 즉, 예컨대 채널이 원통형 내부면을 가질 수 있으며, 이때 직경이 상이한 섹션들이 서로 바로 인접함으로써 편향 채널의 연장부 내에 돌출형 에지가 형성되고, 이 돌출형 에지에서 편향 채널이 분사 방향으로 계단형으로 확장된다.

계단형 확장부가 제공되면, 편향 채널의 연장부 내에서 짧은 설치 공간 안에서 신속한 횡단면 확장이 구현될 수 있다. 그럼으로써 예컨대 이미 편향 채널 내에서 스위칭 가스의 급격한 팽창이 가능해진다. 스위칭 가스가 편향 채널을 관류하는 동안 이미 스위칭 가스 흐름 내에서 압력파 등등이 발생할 수 있으며, 상기 압력파는 편향 채널 내에서의 스위칭 가스의 배출 거동 및 그와 더불어 노즐 채널 밖으로의 스위칭 가스의 분사 거동에도 영향을 미칠 수 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 노즐 채널이 연통 개구 영역에 횡단면 축소부를 갖는다.

노즐 채널은 예컨대 환형 채널 또는 원형 횡단면을 갖는 채널의 형태로 가열 가스 체적부의 일 측면으로 통한다. 이때, 노즐 채널로부터 분사된 스위칭 가스가 편향 채널 내로 용이하게 유입될 수 있도록 하기 위해, 노즐 채널의 연통 개구와 편향 채널의 유입구는 거의 동축으로 서로 대면하도록 정렬되어야 한다. 노즐 채널의 연통 개구 영역 내에 예컨대 노즐 형태로, 특히 벤츄리 노즐 형태로 추가의 횡단면 축소부가 제공될 경우, 스위칭 가스는 더욱 가속되어 편향 채널의 유입구를 향해 더욱 적확하게 분사될 수 있다. 횡단면 축소부는, 예컨대 노즐 채널의 횡단면이 연통 개구의 방향으로 볼 때 마지막 섹션까지는 거의 일정하다가, 그에 후속하여 연통 개구부에서 횡단면 연속 수축부가 형성됨으로써 상기 연통 개구가 노즐 협폭 통로 형태의 가장 작은 횡단면을 갖게 되는 방식으로 제공될 수 있다. 상기 연통 개구와 유입구 사이에서는 스위칭 가스가 자유롭게 분사되는 것이 바람직하다. 서로 대면하도록 배향된, 연통 개구와 유입구의 노즐 협폭 통로들의 상호 작용을 통해, 연통 개구와 유입구 사이에 놓인 수축 개구를 구비한 벤츄리 노즐이 형성된다. 수축 개구는 예컨대 환형으로 형성된다.

따라서, 예컨대 연통 개구의 영역 내에서 적절한 돌출형 쇼울더, 구체형 성형부 또는 그와 유사한 구조물들이 노즐 채널에 형성될 수 있다.

연통 개구의 노즐 효과에 의해, 분사된 스위칭 가스가 초점으로 집중된다.

바람직하게는, 상기 섹션이 실질적으로 원통형인 외부면과 테이퍼형 섹션 사이의 전이부를 형성할 수도 있다.

횡단면이 확장되는 섹션은 예컨대 원통형 섹션 내로 연결되거나 통합될 수 있다. 계속해서 상기 섹션에 테이퍼형 섹션이 연결됨으로써, 편향 채널의 배출 방향 연장부 내에 2단계 횡단면 확장이 이루어진다. 노즐 채널의 유입구는 예컨대 테이퍼형 섹션에 배치될 수 있으며, 그 결과 분사 방향으로 편향 채널의 실질적으로 중공 원통형인 섹션의 전방에 적어도 2단계의 횡단면 확장부가 제공된다. 이로써 편향 채널의 유입구의 가용 횡단면이 비교적 감소하므로, 노즐 채널의 연통 개구로부터 배출되는 스위칭 가스가 적절하게 집중될 경우 편향 채널 내로 난류가 적고 빠른 유입이 가능해진다. 이때, 노즐 채널로부터 분사되는 스위칭 가스의 최대한 많은 양이 편향 채널 내로 유입되어야 한다. 그럼으로써 가열 가스 체적부 내에 놓인 노즐 채널의 연통 개구와 편향 채널의 유입구 사이의 영역에서 난류 발생이 감소한다. 편향 채널이 적어도 2단계로 확장됨으로써, 노즐 채널의 연통 개구 영역에서 가열 체적부 내에 절연 가스가 보유될 수 있으며, 상기 절연 가스는 처음에는 스위칭 가스와 함께 혼합되거나 난류 운동을 하지 않는다. 따라서 가열 가스 체적부 내에 존재하는 절연 가스와 가열 가스 체적부 내로 자유롭게 유입되는 스위칭 가스의 분리가 일어난다. 필요에 따라, 이러한 분리는 추후 임의의 시점에 중지될 수 있거나, 또는 가열 가스 체적부에서의 스위칭 가스의 충전 및 배출 과정 중에도 지속될 수 있다.

노즐 채널의 연통 개구가 놓여 있는 가열 가스 체적부의 벽부와, 유입구를 갖는 편향 부재 사이에 공간이 제공된다. 그럼으로써, 노즐 채널로부터 편향 채널 내로 스위칭 가스가 자유롭게 통과할 수 있다. 초과압 또는 막힘 발생 시, 가열 체적부 내로 분사된 스위칭 가스가 연통 개구와 유입구 사이에 존재하는 갭을 통해 빠져나갈 수 있다. 이러한 경우, 스위칭 가스가 편향 채널 내로 유입되기 전에 스위칭 가스와 절연 가스가 더 강력하게 혼합될 수도 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 테이퍼형 섹션이 노즐 채널 쪽 자유 단부에 횡단면 축소부를 형성할 수 있다.

스위칭 가스의 더 적확한 안내를 위해 테이퍼형 섹션의 노즐 채널 쪽 단부에 추가의 수축부가 형성될 수 있으며, 이로써 추가의 노즐 협폭 통로가 형성된다. 상기 노즐 협폭 통로는 예컨대 벤츄리 노즐 타입으로 형성될 수 있다. 상기 노즐 협폭 통로에 의해, 편향 채널의 유입구 영역에서 유입되는 스위칭 가스가 가속될 수 있고, 그에 이어서 횡단면 확장 섹션에서 팽창될 수 있다. 그럼으로써, 특히 노즐 채널의 노즐형 연통 개구와 편향 채널의 노즐형 유입구의 상호 작용 시, 절연체 노즐의 연통 개구와 편향 부재의 유입구 사이의 섹션에서 스위칭 가스의 편향 및 안내가 이루어질 수 있다. 따라서 한편으로는 절연체 노즐로부터 배출되는 스위칭 가스가 편향 채널 내로 바람직하게 편향된다. 다른 한편으로는 가열 가스 체적부 내부에서 스위칭 가스 흐름이 자유롭게 안내됨에 따라, 장애 발생 시 스위칭 가스를 노즐 채널의 연통 개구와 편향 채널의 유입구 사이의 자유 공간 내로 배출시킬 수 있다. 그럼으로써 예컨대 초과 압력으로 인해 절연체 노즐 또는 편향 부재 또는 그 밖의 부품들이 파열될 위험이 감소한다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 편향 부재의 외부면에 반경방향으로 정렬된 개구들이 배치될 수 있다.

편향 부재 내에 개구들이 반경방향으로 배치됨으로써, 편향 부재의 연장부에서 편향 채널로부터 관통 개구들을 통해 가스가 배출되어 소산될 수 있다. 따라서, 예컨대 노즐 채널로부터 편향 채널 내로 스위칭 가스가 거의 완전히 전달되고난 후에 스위칭 가스의 적어도 일부는 반경방향으로 개구들을 통해 배출될 수 있고, 이로써 노즐 채널의 연통 개구에 대해 이격되어 배치된 가열 가스 체적부의 구역들의 신속한 충전이 달성될 수 있다.

바람직하게는, 하나 이상의 개구에 대해 경사지게 형성된 충돌 벽부가 배치될 수 있다.

경사진 충돌 벽부는 반경방향으로 배출되는 소거 가스가 유동에 유리하게 편향될 수 있게 한다. 충돌 벽부가 경사지게 정렬됨으로써, 가열 가스 체적부 내에서의 유동 저항이 감소할 수 있다. 따라서, 예컨대 편향 부재 내에 제공된 반경방향 개구들을 통해 스위칭 가스의 일부가 반경방향으로 90도 만큼 편향될 수 있고, 충돌 벽부에 부딪침으로써 추가로 90도 더 편향될 수 있으며, 그 결과 스위칭 가스의 적어도 일부가 배출 방향에 대해 180도로 역류할 수 있다. 충돌 벽부는 예컨대 중공 원뿔대 또는 다른 적절한 회전체의 형태로 편향 부재를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 이때 충돌 벽부의 둘레에 예컨대 복수의 배출 개구가 환형으로 배치된다.

바람직하게는 개구들이 원통형 외부면에 배치될 수도 있다.

개구들이 원통형 섹션 내에 배치되면, 편향 채널의 횡단면 확장 영역 내에서 먼저 신속한 배출이 촉진될 수 있다. 유입되는 스위칭 가스는, 거의 일정한 횡단면으로 연장되는, 원통형 외부면을 갖는 섹션 영역에서 복수의 개구를 통해 편향 채널로부터 반경방향으로 배출될 수 있도록, 편향 채널의 내부에서 미리 감속된다. 스위칭 가스가 반경방향으로 편향되는 점 외에도, 실질적으로 유입구에 대해 평행하게 정렬된 편향 채널의 배출 개구로부터 배출 방향을 따라 스위칭 가스의 적어도 일부가 배출될 수도 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에 따르면, 편향 부재의 절연체 노즐 반대편 단부가 고정될 수 있다.

편향 부재의 일측 단부가 고정됨으로써, 노즐 채널의 연통 개구를 향하는 편향 부재의 영역이 가열 가스 체적부 내로 자유롭게 돌출될 수 있다. 그럼으로써, 상기 영역은 기계식 고정 장치와 무관하게 유동에 유리한 적절한 형태로 형성될 수 있다. 특히 스위칭 가스가 반경방향으로 배출될 때, 상기 스위칭 가스는 편향 부재의 외부 케이스측을 따라 다시 절연체 노즐의 방향으로 리턴되어, 거기서 예컨대 서로 이격된 절연체 노즐의 연통 개구와 편향 부재의 유입구 사이에 존재하는 공간을 통해서도 노즐 채널 내로 유입될 수 있다. 따라서, 스위칭 가스는 절연체 노즐의 노즐 채널로부터 거의 난류 없이 편향 채널 내로 유입될 수 있고, 거기서 스위칭 가스는 편향 부재의 외부면을 따라 반대 방향으로 다시 노즐 채널을 향해 흐를 수 있도록 반경방향으로 편향될 수 있다. 바람직하게는 횡단면 확장 섹션의 외부면을 따라서도 역류가 실시될 수 있는데, 이 경우 역류를 위해 상기 영역에 형성되는 횡단면은 배출 방향에 대해 반대 방향으로 확장된다. 이는 바람직하게 편향 부재가 회전 대칭형으로 형성된 경우에 달성될 수 있으며, 이때 편향 부재의 벽두께는 편향 채널의 형상이 편향 부재의 외부면에 반영되도록 선택된다.

편향 부재 내에 존재하는 개구들의 개수 및 위치에 따라, 스위칭 가스가 편향 채널 내로 유입되기 전에 가열 가스 체적부 내에 존재하는 저온 절연 가스가 고온 스위칭 가스와 거의 섞이지 않은 채로 유지될 수 있다. 그럼으로써 상기 저온 절연 가스의 유전 특성은 고온 가스에 의해 거의 영향을 받지 않을 수 있다. 스위칭 장치를 이용하여 유리한 소거 성능이 달성될 수 있으며, 이때 저온 가스는, 편향 채널 내로 공급된 다음 편향된 고온 스위칭 가스에 의해 가열 가스 체적부 밖으로 밀려나간다.

편향 부재는 예컨대 하나의 접촉편과 일체로 연결될 수 있다. 또는, 편향 부재가 나사 결합, 용접 또는 다른 적절한 접합 공정을 통해 스위칭 장치의 다른 어셈블리들과 연결될 수도 있다. 이 경우 편향 부재는 예컨대 전기 전도성 또는 전기 절연성을 가질 수 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 가열 가스 체적부가 각각 동축으로 정렬된 제1 접촉편과 제2 접촉편 사이에 배치될 수 있다.

더욱 높은 출력을 스위칭하도록 설계된 스위칭 장치에는 보통 아크 접촉편들과 정격 전류 접촉편들의 세트가 구비된다. 이 경우, 정격 전류 접촉편들과 아크 접촉편들은 서로 상이하게 설계된다. 즉, 예컨대 아크 접촉편들은 바람직하게 아크를 안내하는 데 이용되기 때문에, 그에 상응하게 내침식성 표면 영역을 갖는다. 아크 접촉편들에 의해 아크로부터 보호되는 정격 전류 접촉편들은, 상기 정격 전류 접촉편들에서 아크가 발생할 가능성은 거의 없기 때문에, 전류 용량의 관점에서 최적화될 수 있다.

이러한 경우 일반적으로 스위치-온 동작 시에는 먼저 아크 접촉편들의 전기 접촉이 실시되고, 그에 후속하여 정격 전류 접촉편들의 접촉이 실시되며, 스위치-오프 동작 시에는 먼저 정격 전류 접촉편들이 분리된 다음, 그에 후속하여 아크 접촉편들이 분리된다. 아크 접촉편들이 먼저 접촉되고 나중에 분리됨으로써 바람직하게 아크 접촉편들 사이에 사전 섬락(flashover) 및 스위치-오프 아크가 안내된다. 이 경우, 각각 서로 종속된 정격 전류 접촉편들과 아크 접촉편들은 서로 동축으로 정렬될 수 있다. 스위칭 장치의 스위칭 상태와 무관하게 각각 동일한 전위를 갖는 정격 전류 접촉편들이 바람직하게 아크 접촉편들을 둘러싼다. 이때, 아크 접촉편들 및 정격 전류 접촉편들은 바람직하게 회전 대칭형으로 형성되므로, 아크 접촉편은 하나의 관련 정격 접촉편에 의해 둘러싸이며, 정격 전류 접촉편의 내부면과 아크 접촉편의 외부면 사이에 가열 가스 체적부가 배치될 수 있다. 이 경우, 가열 가스 체적부의 인접하는 외부면들은 상응하게 아크 접촉편들 및 정격 전류 접촉편들에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 필요한 경우, 단부면들은 또 다른 어셈블리들에 의해 적절하게 일시적으로 밀폐되어야 한다. 이때, 동축으로 정렬된 2개의 접촉편 사이에 가열 가스 체적부가 형성되는 경우, 절연체 노즐의 연통 개구가 단부측에서, 바람직하게는 접촉편들 중 하나에 대해 동축으로 가열 가스 체적부 내로 통하는 것이 바람직하다.

한 바람직한 실시예에서는, 편향 부재가 접촉편들 중 하나와 일체로 연결될 수 있다.

일체형 구조로 인해, 예컨대 접촉편과 편향 부재가 단일 주조 공정을 통해 성형될 수 있다. 그럼으로써 예컨대 정격 전류 접촉편들 중 하나는 적어도 섹션별로 알루미늄 주조를 통해 성형될 수 있다. 주조 모울드의 적절한 성형을 통해 편향 부재가 접촉편과 일체로 형성될 수 있다. 편향 부재는 추가로 적어도 섹션별로 전기 절연성 재료로 커버링될 수 있다. 또는, 편향 부재의 표면 전체가 전기 전도성 재료로 형성될 수도 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 양측 접촉편들을 고정된 각도로 연결하는 연결 부재에 편향 부재가 부착될 수 있다.

제1 접촉편과 제2 접촉편은 예컨대 아크 접촉편 및 정격 전류 접촉편으로서 형성될 수 있으며, 이때 상기 두 접촉편은 서로 종속되어 있으며, 스위칭 장치의 접촉 갭의 "일 측면"에 위치한다. 그럼으로써 양측 접촉편들은 스위칭 장치의 스위칭 상태와 무관하게 항시 동일한 전기 전위를 갖는다. 두 접촉편들의 상호 배치 및 지지를 위해, 상기 두 접촉편을 서로 연결하는 연결 부재가 제공된다. 이 경우, 상기 두 접촉편의 고정 연결(rigid coupling)이 제공될 수 있다. 또는, 연결부의 연장부 내에 기어를 배치함으로써 두 접촉편 사이의 상대 운동을 가능케 할 수도 있다.

편향 부재는 연결 부재와 연결될 수 있으며, 상기 연결은 상기 두 부재가 일체로 형성되는 방식으로 구현되거나, 상기 연결 부재가 분리 가능한 연결에 의해 부착되는 방식으로 구현될 수 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 노즐 채널을 한정하는 벽부가 편향 채널 내로 돌출할 수 있다.

노즐 채널은 예컨대 회전 대칭형 구조를 가질 수 있다. 이때, 연통 개구의 영역에서는 특히 노즐 채널이 중공 원통형 구조를 가질 수 있으며, 이 경우 절연체 노즐 내로 예컨대 아크 접촉편 및/또는 보조 노즐과 같은 부재가 돌출함에 따라 노즐 채널의 중공 원통형 형상이 구현된다. 이러한 돌출형 부재는 노즐 채널을 한정하는 벽부를 형성하며, 바람직하게는 편향 채널 내로도 돌출되어 상기 편향 채널을 적어도 부분적으로 관통할 수 있다. 바람직하게는 편향 채널의 그 전체 길이에 걸쳐서 상기 부재에 의해 관통되어야 한다. 그럼으로써 편향 채널의 횡단면이 조정될 수 있고, 스위칭 가스가 노즐 채널로부터 편향 채널 내로 넘어갈 때 하나의 벽부가 존재하며, 이 벽부에 대해 예컨대 노즐 채널의 연통 개구의 추가의 노즐형 수축부 또는 편향 채널의 유입구의 노즐형 수축부로 인해 고온 스위칭 가스의 슬라이딩 및 채널 간 이동이 가능해진다. 벽부의 적절한 성형을 통해, 횡단면이 변동하는 편향 채널 연장 패턴이 추가로 지원될 수 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 편향 부재가 전기 전도성을 지닐 수 있다.

편향 부재가 전기 전도성을 지니도록 형성되면, 일 접촉편으로부터 편향 부재로 전기 전위가 전달됨으로써 예컨대 등전위 벽부들 사이에 무전계(field-free) 공간들이 형성될 수 있다. 그 결과, 부분 방전이 발생할 위험이 감소될 수 있다. 편향 부재가 전기 전도성을 지니도록 형성되는 점 외에도, 상기 편향 부재가 적어도 섹션별로 전기 절연성 재료로 커버링될 수 있다. 그럼으로써, 예컨대 고온 스위칭 가스의 유입 시 가열 가스 체적부 내부에서 경질 가스의 추가 방출이 촉진될 수 있다. 또는, 필요에 따라 편향 채널이 완전히 전기 절연성 재료로 형성될 수도 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 노즐 채널이 환형으로 가열 가스 체적부 내로 통할 수 있다.

노즐 채널이 가열 가스 체적부 내로 환형으로 통함으로써 스위칭 가스의 분사에 도움이 될 수 있으며, 그 결과 노즐 채널의 연통 개구로부터 배출된 후에 가능한 한 층상(laminar)의 흐름이 발생한다. 이러한 층상 흐름은 예컨대 적어도 절연체 노즐 채널을 환형 채널로 분할하는 벽부를 따라 연장될 수 있다. 연통 개구가 환형 개구로서 구현되도록 하는 상기 부재가 편향 채널 내로도 돌출되는 경우, 편향 채널 내로의 스위칭 가스의 저 난류성(low-turbulence) 전달에 도움이 될 수 있다.

또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 편향 부재가 외부 케이스측에 지지될 수 있다.

편향 부재가 외부 케이스측에 지지됨으로써, 편향 채널의 연장부에서 횡단면 형상이 거의 자유롭게 구성될 수 있다. 편향 채널은 고정 부재들 또는 삽입 부품들을 갖지 않으며, 스위칭 가스의 편향 및 안내와 관련하여 최적화될 수 있다. 또한, 외부 케이스측 지지는 가열 가스 체적부 내부에 편향 부재가 간단하게 장착될 수 있도록 하는 데 도움이 된다. 이러한 방식으로 편향 부재는 예컨대 다른 어셈블리와 일체로 연결될 수 있다. 또한, 외부 케이스측 지지로 인해, 필요에 따라 절연체 노즐 채널 유입구의 반대편 단부에 배치된 배출 개구로부터 스위칭 가스가 배출될 수 있다. 그럼으로써 상기 영역 내에 연통 채널, 오버플로우 개구, 밸브 등과 같은 추가 어셈블리가 배치될 수 있다.

하기에서는 도면에 개략적으로 도시된 실시예를 토대로 본 발명을 더 상세히 설명한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 편향 부재를 구비한 스위칭 장치의 단면도이다.
도 2는 제2 실시예에 따른, 2가지 구현형의 편향 부재를 구비한 스위칭 장치의 단면도이다.
도 3은 제3 실시예에 따른, 2가지 구현형의 편향 부재를 구비한 스위칭 장치의 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3에는, 각각 동일한 작용을 하며 실질적으로는 가열 가스 체적부 내에 배치된 상이한 유형의 편향 부재들에 의해 구별되는 스위칭 장치들이 도시되어 있다. 그러므로, 먼저 도 1을 토대로 한 스위칭 장치의 기본 구조의 예를 설명한다. 스위칭 장치와 관련한 설명들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 도 2 및 도 3에 도시된 스위칭 장치들에도 유사하게 적용된다. 따라서, 도면들에서 동일한 작용을 하는 어셈블리에는 동일한 도면 부호가 부여되어 있다.

도 1에는 스위칭 장치의 단면도가 도시되어 있다. 스위칭 장치는 종축(1) 둘레에 연장되는, 실질적으로 회전 대칭형인 구조를 갖는다. 이 스위칭 장치는 접촉 갭(2)을 포함한다. 접촉 갭(2)은 제1 아크 접촉편(5)과 제2 아크 접촉편(6) 사이에 연장된다. 상기 아크 접촉편들(5, 6)에는 각각 1개의 제1 정격 전류 접촉편(3) 및 1개의 제2 정격 전류 접촉편(4)이 할당된다. 정격 전류 접촉편들(3, 4) 및 아크 접촉편들(5, 6)은 각각 종축(1)에 대해 회전 대칭형으로 형성되어, 상기 종축(1)에 대해 동축으로 배치된다. 이때, 제1 아크 접촉편(5)은, 제2 아크 접촉편(6) 쪽 단부에 튤립형 부시를 구비한 튜브형 구조를 갖는다. 그에 상응하게 제2 아크 접촉편(6)은 볼트형으로 형성됨에 따라, 전기 접촉이 이루어지는 동안 제1 아크 접촉편(5)의 부시 내로 이동될 수 있다. 제2 정격 전류 접촉편(4)은 탄성 변형이 가능한 복수의 접촉 핑거를 포함하며, 이 접촉 핑거들은 제1 정격 전류 접촉편(3)과의 접촉을 위해 제1 정격 전류 접촉편(3)의 외부면으로 접근될 수 있다.

제1 정격 전류 접촉편(3)과 제1 아크 접촉편(5)은 서로 종속되어 있다. 제2 정격 전류 접촉편(4)과 제2 아크 접촉편(6)도 역시 서로 종속되어 있다. 서로 종속된 접촉편들은 스위칭 장치의 스위칭 상태와 무관하게 항시 동일한 전기 전위를 갖는다.

정격 전류 접촉편들(3, 4)과 아크 접촉편들(5, 6)은 종축(1)의 길이를 따라 서로 상대적으로 이동할 수 있기 때문에, 정격 전류 접촉편들(3, 4)과 아크 접촉편들(5, 6)은 서로 접촉될 수 있다. 이때, 스위치-온 동작 시에는 아크 접촉편들(5, 6)이 정격 전류 접촉편들(3, 4)보다 시간적으로 더 먼저 서로 접촉된다. 스위치-오프 동작 시에는 먼저 정격 전류 접촉편들(3, 4)이 분리되며, 시간적으로 이에 후속하여 아크 접촉편들(5, 6)이 분리된다.

아크 접촉편들(5, 6) 및 정격 전류 접촉편들(3, 4)의 접촉 및 분리 시 시간 오프셋으로 인해, 아크 접촉편들(5, 6) 사이에 스위치-온 아크 또는 스위치-오프 아크가 발생한다. 연소하는 아크를 유리하게 편향 및 안내하기 위해, 절연체 노즐(7)이 제공된다. 절연체 노즐(7)은 노즐 채널(8)을 포함한다. 이때, 노즐 채널(8)은 회전 대칭형으로 형성되며, 제2 아크 접촉편(6)에 의해 일시적으로 막힐 수 있는 협폭 통로를 포함한다. 절연체 노즐(7)은 그의 노즐 채널(8)을 이용하여 접촉 갭(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸며, 종축(1)에 대해 동축으로 정렬된다. 절연체 노즐(7)은 그의 외부면에 주연 칼라부를 구비하도록 형성되며, 상기 주연 칼라부는 제1 정격 전류 접촉편(3)에 형성된 상보적 리세스 내에 고정된 각도로 장착된다. 제1 정격 전류 접촉편(3)에 절연체 노즐(7)을 고정하기 위해 나사 결합부(9)가 제공된다.

제1 아크 접촉편(5)은 절연체 노즐(7)의 노즐 채널(8) 내로 돌출하며, 그 결과 노즐 채널(8)의 가열 가스 체적부(10) 쪽 섹션이 환형 채널의 형태로 형성된다. 가열 가스 체적부(10)는 실질적으로 중공 원통형 저장 공간의 형태로 형성되며, 이때 가열 가스 체적부(10)의 외부면은 제1 정격 전류 접촉편(3)에 의해 한정되고, 내부면은 제1 아크 접촉편(5)에 의해, 또는 제1 아크 접촉편(5)을 둘러싸는 절연체에 의해 한정된다. 가열 가스 체적부(10)의, 제2 아크 접촉편(6) 쪽 전면 단부는 절연체 노즐(7)의 일측 표면에 의해 한정된다. 또한, 가열 가스 체적부(10)의 상기 전면 단부는 정격 전류 접촉편(3)의 부분들 및 나사 결합부(9)에 의해 한정된다. 가열 가스 체적부(10)의 맞은편 단부에는 연결 부재(11)가 배치된다. 연결 부재(11)가 제1 정격 전류 접촉편(3)을 제1 아크 접촉편(5)과 연결함으로써, 상기 두 부품은 서로 상호 작용하게 되며, 상기 연결 부재(11)를 통해 상기 두 접촉편(3, 5) 사이에 전도성 연결이 구현된다. 연결 부재(11) 내에는 종축(1)의 방향으로 연장되는 리세스들이 배치된다.

노즐 채널(8) 내로 돌출하는 제1 아크 접촉편(5)의 영역은 절연체로 이루어진 보조 노즐(12)에 의해 둘러싸인다. 보조 노즐(12)의 일측 벽부에 의해 노즐 채널(8), 특히 실질적으로 중공 원통형인 노즐 채널 영역이 한정된다. 이때, 보조 노즐(12)은 제1 아크 접촉편(5)을 지나 제2 아크 접촉편(6)을 향하여 돌출한다. 또한, 보조 노즐(12)은 적어도 부분적으로 가열 가스 체적부(10) 내부에서도 제1 아크 접촉편(5)을 둘러싼다. 노즐 채널(8)이 가열 가스 체적부(10)로 통하는 위치에 놓인 절연체 노즐(7)의 측면에는 환형 연통 개구(13)가 존재한다. 이 경우, 환형 연통 개구(13)의 바로 근처에 노즐 채널(8)의 환형 섹션의 단면 수축부가 제공됨에 따라, 바로 연통 개구(13)의 영역 내에 노즐 협폭 통로가 형성된다. 본원의 경우, 노즐 협폭 통로의 형성을 위해 절연체 노즐(7)에 반경방향 내부를 향하는 상응하는 성형부가 구비된다. 연통 개구(13) 영역에서 반경방향으로 확장되는 보조 노즐(12)에 의해 노즐 효과가 지원된다. 또한, 노즐을 형성하기 위해 노즐 채널(8)의 연통 개구(13) 영역을 다르게 설계할 수도 있다. 노즐 효과의 달성을 위해, 채널 내에 예컨대 돌출하는 쇼울더부, 램프부, 단면 수축부 또는 기타 적절한 성형부들이 배치될 수 있다. 노즐 채널(8)의 연통 개구(13)로부터 분사되는 스위칭 가스는 편향 부재(15a)의 편향 채널(14a) 내로의 분사 방향으로 안내된다. 이 분사 방향은 종축(1)에 대해 평행하게 연장된다.

도 1에는 편향 채널(14a)을 구비한 편향 부재(15a)의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도 2 및 도 3의 실시예들에 도시된 편향 부재(15b, 15c) 및 편향 채널(14b, 14c)의 작용 원리는 각각 동일하다. 단지 구조적 설계만 서로 차이가 있다.

하기에서는 도 1을 토대로 편향 부재의 작용예를 설명한다.

편향 채널(14a)은 실질적으로 회전 대칭형인 중공 구조를 가지며, 종축(1)에 대해 동축으로 배치된다. 이때, 도 1에 따른 편향 부재(15a)는 제1 정격 전류 접촉편(3)과의 일체형 연결부를 갖는다. 도 1에 따른 편향 부재(15a)는 연통 개구(13)로부터 먼 쪽에 놓인 단부에서 제1 정격 전류 접촉편(3)과 연결되어, 상기 제1 정격 전류 접촉편에 의해 고정된다. 이로써, 편향 부재(15a)와 제1 정격 전류 접촉편(3)의 일체형 설계가 구현된다. 또한, 편향 부재(15a)는 선택적으로 고정될 수도 있다. 편향 부재(15a)의 내부에 형성된 편향 채널(14a)은 유입구를 갖는다. 이 유입구는 편향 부재(15a)의, 연통 개구(13) 쪽을 향해 놓인 단부에 배치된다. 이 경우, 연통 개구(13)와 편향 채널(14a)의 유입구 사이에 슬롯 형태의 공간이 제공되도록 편향 부재(15a)의 치수가 설계된다. 상기 슬롯형 공간은 예컨대 초과량의 스위칭 가스를 배출시키거나, 스위칭 가스 또는 절연 가스를 역류시키는 데 이용된다. 유입구의 연통 개구(13) 쪽 단부에도 마찬가지로 횡단면 수축부가 형성됨에 따라, 편향 채널(14a)의 유입구의 영역에도 역시 노즐의 노즐 협폭 통로가 형성된다. 이때, 노즐 채널(8)의 연통 개구(13)에서의 노즐들의 방향성과, 편향 채널(14a)의 유입구의 노즐의 방향성은 서로 반대되도록 배향된다. 즉, 연통 개구(13)에 노즐이 형성되도록 하기 위해, 연통 개구(13)로부터의 스위칭 가스의 분사 방향으로 연속으로 폭이 좁아진다. 이에 상반되게, 유입구의 노즐 협폭 통로는, 편향 채널(14a)의 유입구에서 시작하여 상기 편향 채널(14a)의 횡단면이 확대되도록 형성된다. 노즐 효과에 의해, 연통 개구(13)로부터 분사되는 스위칭 가스는 보조 노즐(12)의 외부면을 향해 분사되어, 보조 노즐(12)의 외부면을 따라 편향 채널(14a) 내로 유입된다. 편향 채널(14a) 내부에는 스위칭 가스의 분사 방향으로 확대되는 섹션(16)이 형성된다. 상기 섹션은 실질적으로 원뿔대 형태인 외부면을 갖는다. 바람직하게는 편향 채널(14a)의 상기 섹션(16)이 중공 원뿔대형으로 형성되어야 한다. 상기 섹션(16)에는 중공 원통형 섹션이 연결되며, 이 중공 원통형 섹션은 편향 채널(14a)의 거의 일정한 횡단면을 형성한다. 섹션(16)과, 분사 방향으로 상기 섹션 전방에 놓이는 노즐형 수축부는 함께 유입구로부터 중공 원통형 섹션으로의 깔때기형 전이부를 형성한다.

편향 채널(14a)의 배출 개구는 연결 부재(11)에 의해 적어도 부분적으로 가려지므로, 유입구를 통해 편향 채널(14a) 내로 유입되는 고온 스위칭 가스는 반경방향으로 정렬된 개구들(17)을 통해서 반경방향 외측으로 90도로 편향될 수도 있다. 편향 채널(14a) 내로 분사된 스위칭 가스의 일부는 연결 부재(11) 내의 개구들을 통해서 분사 방향으로 계속 흐를 수도 있다. 이 경우, 보조 노즐(12)의 치수는, 상기 보조 노즐이 편향 채널(14a)을 부분적으로 한정하도록 설계된다. 또는, 편향 채널(14a)이 그의 전체 길이에 걸쳐서 보조 노즐(12)의 외부면에 의해서도 한정되도록 보조 노즐의 치수가 설계될 수도 있다.

개구들(17) 중 적어도 일부에는 경사진 충돌 벽부(18)가 할당된다. 충돌 벽부(18)의 경사진 배치는, 반경방향 외측으로 안내된 스위칭 가스 비율을 90도 추가로 편향시키는 데 도움이 되며, 그 결과 편향 채널(14a) 내에서 분사 방향으로 편향된 스위칭 가스는 개구들(17)을 통해 반경방향 외측으로 편향되어, 다시 반대 방향으로 편향 부재(15a)의 외부면을 따라 안내된다.

도 1에 도시된 도면에서 종축(1) 상부에는 여러 개의 화살표에 의해 스위칭 가스의 유입이 표시되어 있다. 종축(1) 하부에는 분사 방향의 반대 방향으로 편향 부재(15a)의 외부면을 따라 수행되는 스위칭 가스의 역류가 도시되어 있으며, 이때 스위칭 가스는 정해진 시점에 다시 연통 개구(13)를 통해 유입되어 제2 아크 접촉편(6)을 향해 역류한다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 도시된 편향 부재(15a)의 벽두께는 실질적으로 일정하므로, 편향 채널(14a)의 형상이 편향 부재(15a)의 외부면에도 반영된다.

하기에서는 스위칭 가스 흐름의 작용 원리 및 기능을 개략적으로 설명한다.

스위칭 동작 시, 특히 스위치-오프 동작 시에는 양측 아크 접촉편(5, 6) 사이에서 스위칭 아크가 연소한다. 특히, 제2 아크 접촉편(6)에 의해 노즐 협폭 통로가 막혀 있는 동안 상기 아크는 스위칭 가스를 발생시킨다. 이는 스위칭 장치 내에 배치된, 예컨대 황 헥사프루오르화물, 질소 또는 다른 적절한 가스 또는 가스 혼합물과 같은 절연 가스의 가열 및 팽창에 의해 이루어진다. 팽창된 스위칭 가스는 노즐 채널(8)을 통해 적어도 일부가 가열 가스 체적부(10)의 방향으로 안내된다. 이때, 연통 개구(13)의 영역에서는 고온 스위칭 가스의 대부분이, 특히 거의 전체가 편향 채널(14a)의 유입구 내로 안내되는 방식으로 방향 제어가 실시된다. 가열 가스 체적부(10) 내에는 이미 저온 절연 가스가 존재한다. 상기 저온 절연 가스는 먼저 고온 스위칭 가스에 의해 개구들(17)을 통해 편향 채널(14a) 밖으로 이동된다. 이러한 상태가 계속 진행됨에 따라 가열 가스 체적부(10) 내에는 더 많은 양의 스위칭 가스가 모이게 되고, 그 결과 가열 가스 체적부(10) 내부의 압력이 상승한다. 노즐 채널(8)의 노즐 협폭 통로가 개방되면, 가열 가스 체적부(10) 내부에 저장되어 있던, 압력이 상승된 가스가 배출될 수 있다. 이전에는 분사되는 고온 스위칭 가스로 인해, 저온 절연 가스가 연통 개구(13)를 통해 배출되는 현상이 방지되었기 때문에, 절연체 노즐(7)이 개방되면 고온 스위칭 가스에 의해 압축되어 연통 개구(13)와 유입구 사이의 공간 영역에 임시 저장된 저온 절연 가스가 먼저 배출된다. 그런 다음 고온 스위칭 가스의 배출도 이루어진다.

편향 부재(15a)가 가열 가스 체적부(10) 내에 배치됨으로써, 가열 가스 체적부(10) 내에서의 저온 절연 가스와 고온 스위칭 가스의 혼합이 제한될 수 있다. 그럼으로써 절연체 노즐(7)의 영역에 놓인 접촉 갭(2)이 처음에는 저온 절연 가스로 가득 찰 수 있다. 저온 절연 가스는 고온 스위칭 가스에 비해 더 나은 냉각 및 절연 효과를 갖는다. 따라서 단시간 안에 스위칭 가스 체적 내부에서 높은 압력에 도달될 수 있으며, 다만 유입되는 고온 스위칭 가스와 가열 가스 체적부(10) 내에 존재하는 저온 절연 가스의 혼합은 제한적으로만 허용된다.

도 2에는 도 1로부터 공지된 스위칭 장치가 도시되어 있으며, 여기서는 가열 가스 체적부(10) 내에 제2 실시예의 편향 부재(15b)가 도시되어 있다. 편향 부재(15b)는 종축(1) 상부에는 제1 구현형으로 도시되어 있고, 종축(1) 하부에는 제2 구현형으로 도시되어 있다. 도 2에 따른 편향 부재(15b)는 실질적으로 원뿔대 형태인 외부면을 갖는다. 종축(1) 상부에 도시된 제1 구현형은 편향 부재(15b)의 대부분의 길이에 걸쳐서 일정한 벽두께를 가짐으로써, 편향 부재(15b)의 내부에 연장되는, 도 2에 따른 편향 채널(14b)이 거의 연속으로 확장되며 중공 원추형 형상을 갖는다. 연통 개구(13) 쪽을 향하는, 편향 부재(15b)의 단부에 돌출형 쇼울더가 구비됨으로써, 바로 유입구의 영역에 노즐형 수축부들을 갖는 테이퍼형 섹션이 형성된다. 도 2에 따른 편향 부재(15b)의 제1 구현형에서는 편향 부재(15b)가 제1 정격 전류 접촉편(3)과 일체로 연결된다. 또한, 다양하게 형성 및 배열된 개구들(17)이 도시되어 있다.

종축(1) 상부에 도시된 제1 구현형의 형상과 달리, 종축(1) 하부에 도시된 제2 구현형은 내부면에 계단형 확장부(19)가 구비되며, 그 결과 도 2에 따른 편향 채널(14b)은 종축 하부에 도시된 실시예에서, 실질적으로 서로 인접하며 계단형 확장부(19)를 형성하는 2개의 중공 원통형 섹션으로 형성된다. 또한, 편향 부재(15b)의 제2 구현형에서는 편향 부재(15b)의 나사 결합이 구현되며, 이 나사 결합은 제1 정격 전류 접촉편(3)의 돌출형 쇼울더 상에서 연결 부재(11)와 함께 수행된다. 편향 채널(14b)을 구비한 편향 부재(15b)의 작용은 종축(1) 상부와 하부에 도시된 두 가지 구현형 모두 도 1과 관련하여 기술한 내용과 동일하다.

도 1 및 도 2에 따른 편향 부재(15a, 15b)의 구현형들이 실질적으로 전도성 재료로 형성되는 반면, 도 3에 따른 제3 구현형에서는 절연체 부품으로서 구현된 편향 부재(15c)가 제공된다. 이 경우, 도 3에 따른 편향 부재(15c)의 부품들은 금속 보강재를 구비할 수 있다. 도 1 및 도 2에 따른 편향 부재들(15a, 15b)에 적어도 부분적으로 절연성 재료로 형성된 커버가 제공되는 것도 가능하다.

도 3에 따른 제3 실시예의 편향 부재(15c)는 보조 노즐(12) 상에 안착되도록 설계된다. 본 실시예의 경우, 보조 노즐(12)과 편향 부재(15c) 사이에 일체형 결합이 제공된다. 편향 부재(15c) 및 그와 더불어 편향 채널(14c)은 상기 절연체 노즐(12)의 외부면에 의해 완전히 관통된다. 상기 절연체 노즐(12)이 부분적으로만 편향 부재(15c) 내로 돌출할 수도 있다. 편향 부재(15c)로 둘러싸인, 도 3에 따른 편향 채널(14c)은 환형 구조를 갖는다. 이때, 종축(1) 상부에 도시된 제1 구현형에서는 편향 채널(14c)이 연속으로 확장된다. 편향 부재(15c)의 스위칭 가스 유입구의 영역에도 역시 돌출형 노우즈부가 제공되며, 상기 돌출형 노우즈부는 바로 유입구의 영역에 노즐 협폭 통로 형태의 테이퍼형 섹션을 형성한다. 편향 부재(15c)는 편향 채널(14c) 내부에 존재하는 스트럿들에 의해 보조 노즐(12)에 지지된다.

종축(1) 하부에 도시된, 편향 부재(15c)의 제2 구현형의 경우, 편향 부재(15c)의 외부 케이스측에는 테이퍼형 섹션을 위한 원뿔대형 외부면이 제공되는 반면, 편향 채널(14c)을 한정하는 편향 부재의 내측은, 실질적으로 중공 원통형이며 서로 인접하는 2개의 섹션에 의해 한정되고, 이때 횡단면이 더 작은 섹션으로부터 횡단면이 더 큰 섹션으로의 계단형 확장부(19)가 제공된다. 편향 채널(14c)의 두 중공 원통형 섹션 사이의 단차 영역에는 바람직하게 편향 부재(15c)의 지지를 위한 스트럿들이 배치될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 구조들과 달리, 연통 개구(13) 반대편을 향하는 편향 채널(14c) 단부에는 그곳에 위치한 가열 가스 체적부(10)의 단부측 벽부까지 공간이 제공된다.

바람직한 실시예들을 토대로 본 발명을 상세히 도시하고 기술하였으나, 본 발명이 공개한 예사들로만 제한되는 것은 아니며, 당업자는 본 발명으로부터 다른 변형들을 도출해낼 수 있다. 특히 개구들의 형상 및 편향 채널과 편향 부재의 형상이 변형될 수 있다. 또는 연통 개구(13) 및 편향 채널들(14a, 14b, 14c)의 유입구에서의 노즐 협폭 통로들의 정렬 시, 노즐 효과들이 서로 반대 방향으로 배향되는 점이 고수되어야 하며, 그 결과 개구 밖으로 분사되는 스위칭 가스가 보조 노즐(12)의 외부면 또는 제1 아크 접촉편(5)의 외부면에 대항하여 최대한 반경방향 안쪽으로 종축(1)을 향해 안내되고, 그에 따라 반대 방향을 향하는 편향 채널의 유입구의 노즐 협폭 통로 내로 전달된다.

Claims (21)

1. 접촉 갭(2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 절연체 노즐(7)을 포함하는 스위칭 장치이며, 상기 절연체 노즐(7)은, 편향 채널(14a, 14b, 14c)을 포함하는 편향 부재(15a, 15b, 15c)가 내부에 배치된 가열 가스 체적부(10) 내로 통하는 노즐 채널(8)을 구비하며, 상기 노즐 채널(8)로부터 가열 가스 체적부(10) 내로의 분사 방향으로 분사되는 소거 가스가 편향 채널(14a, 14b, 14c) 내로 편향되는, 스위칭 장치에 있어서,
   편향 채널(14a, 14b, 14c)은 분사 방향으로 횡단면이 확장되는 섹션(16)을 포함하며, 상기 섹션(16)은 원뿔대형 외부면에 의해 한정되며, 상기 섹션(16)은 실질적으로 원통형인 외부면과 테이퍼형 섹션 사이의 전이부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 섹션(16)은 계단형으로 확장된 원통형 외부면에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 노즐 채널(8)은 연통 개구(13)의 영역에 횡단면 축소부를 갖는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
5. 삭제
6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 테이퍼형 섹션은 노즐 채널(8) 쪽 자유 단부에 노즐형 횡단면 축소부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 편향 부재(15a, 15b, 15c)의 외부면에 반경방향으로 정렬된 개구들(17)이 배치된 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
8. 제7항에 있어서, 하나 이상의 개구(17)에 대해 경사지게 형성된 충돌 벽부(18)가 배치된 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
9. 제7항에 있어서, 개구들(17)이 원통형 외부면에 배치된 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서, 편향 부재(15a, 15b, 15c)의 절연체 노즐(7) 반대편 단부가 고정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
11. 제1항 또는 제3항에 있어서, 가열 가스 체적부(10)는 각각 동축으로 정렬된 제1 접촉편과 제2 접촉편(3, 5) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
12. 제11항에 있어서, 편향 부재(15a, 15b, 15c)는 접촉편들 중 하나(3)와 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
13. 제11항에 있어서, 편향 부재(15a, 15b, 15c)는 양측 접촉편들(3, 5)을 고정된 각도로 연결하는 연결 부재(11)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
14. 제1항 또는 제3항에 있어서, 노즐 채널(8)을 한정하는 벽부가 편향 채널(14a, 14b, 14c) 내로 돌출하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
15. 제1항 또는 제3항에 있어서, 편향 부재(15a, 15b, 15c)는 전기 전도성을 지닌 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
16. 제1항 또는 제3항에 있어서, 노즐 채널(8)은 환형으로 가열 가스 체적부(10) 내로 통하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
17. 제1항 또는 제3항에 있어서, 편향 부재(15a, 15b, 15c)는 외부 케이스측에 지지되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 장치.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제

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