KR20150100553A - 전기 회로 차단기를 위한 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부 - Google Patents

전기 회로 차단기를 위한 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부 Download PDF

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Abstract

본 개시내용은 전기 차단기를 위한 미립자 및 압력 방향변경용 장애물뿐만 아니라 이러한 장애물을 구현하는 차단기를 특징으로 한다. 이러한 장애물은 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트를 포함하며, 제1 세그먼트는 대체로 U자 형상의 구조를 형성하도록 서로에 대해 결합되는 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 하부 섹션을 포함한다. 제2 세그먼트는 제1 측부 섹션으로부터 소정 각도로 외측을 향해 연장되도록 제1 측부 섹션에 결합된다. 제3 세그먼트는 제2 측부 섹션으로부터 소정 각도로 그리고 외측을 향해 연장되도록 제2 측부 섹션에 결합된다. 제4 세그먼트는, 제2 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제2 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제2 세그먼트에 결합된다. 제5 세그먼트는, 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제3 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제3 세그먼트에 결합된다. 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트의 이러한 구조는, 제2 세그먼트 또는 제3 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 이 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 한다.

Description

전기 회로 차단기를 위한 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부{PARTICULATE AND PRESSURE REDIRECTION SHIELD FOR AN ELECTRIC CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 회로 차단기를 위한 차폐부 또는 장애물에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 회로 차단기 내에서의 과부하 사건(overload event) 동안 회로 차단기 메커니즘으로부터 멀어지게 미립자 파편 및 공기 압력의 방향을 변경하기 위해 사용되는 차폐부 및 장애물에 관한 것이다.
회로 차단기는, 과부하 또는 단락(예컨대, 고장 전류)에 의해 유발되는 손상으로부터 전기적 구성요소(예컨대, 모터, 컴퓨터 등) 또는 전기 회로(예컨대, 데이터 통신 회로와 같은 무선통신 용례를 위한 회로)를 보호하기 위해 구성되는, 수동으로 또는 자동으로 작동되는 기계적 스위치이다. 회로 차단기의 기본적인 기능은 과부하 상태를 탐지하는 것 그리고 전류 흐름을 차단하는 것이다. 회로 차단기는, 개별적인 가정용 기기를 보호하기 위한 소형 장치로부터 전체 도시에 전력을 공급하는 고전압 회로를 보호하기 위해 구성되는 대형 개폐장치(switchgear)까지 다양한 크기로 제조된다. 이러한 차단기 용례는 또한 무선통신 용례를 포함하는데, 이때 차단기들은 랙(rack) 시스템에서 통상 노드 위치에 위치하고 또한 서로 멀리 위치한다.
전술한 손상으로부터 보호하기 위해 사용되는 다른 장치 또는 전기적 구성요소는 퓨즈이다. 그러나, 차단기는, 일단 작동하면 교체되어야만 하는 퓨즈와는 다르다. 회로 차단기는 다른 한편으로는 일단 작동된 후에 정상 작동으로 되돌리기 위해 (수동으로 또는 자동으로) 리셋되도록 의도된다.
모든 회로 차단기는 그 작동에 있어서 공통적인 특징을 나타내지만, 세부사항은 전압 종류, 전류 등급 및 회로 차단기의 유형에 따라 실질적으로 변경될 수 있다. 일반적으로, 회로 차단기는 과부하 상태를 탐지해야만 하는데, 저전압 회로 차단기라 불리는 경우, 이는 차단기 엔클로저 내에서 보통 이루어진다. 큰 전류 또는 높은 전압을 위한 회로 차단기는 보통 파일럿 디바이스(pilot device)와 함께 배치되어 고장 전류를 감지하고 트립 개방 메커니즘(trip opening mechanism)을 작동시킨다. 일단 고장이 탐지되면, 회로 차단기 내의 접점은 회로를 차단시키기 위해 개방되어야만 하는데, 요구되는 에너지의 일부는 고장 전류 자체로부터 획득될 수도 있지만, 차단기 내에 존재하는, 기계적으로 저장되는 일부 에너지(스프링 또는 압축 공기와 같은 것들을 이용함)가 접점들을 분리시키기 위해 사용된다. 일단 차단기의 트립핑(tripping)을 유발하는 고장 상태가 해소되면, 차단된 회로에 대해 전력을 회복시키기 위해 접점들은 다시 폐쇄되어야만 한다.
차단기의 작동에 의해 전류가 차단될 때, 아크가 발생된다(즉, 가동 접점과 고정 접점 사이에서 아크가 발생됨). 따라서, 회로 차단기 및 그 접점은 과도한 가열 없이 정상적인 작동 부하 전류를 전달해야만 하며, 또한 회로를 차단(개방)할 때 발생되는 아크의 열을 견뎌내야만 한다. 접점들은 통상 구리 또는 구리 합금, 은 합금 및 전도도가 높은 다른 재료로 제조된다. 접점의 사용 수명은 전류를 차단시키는 동안의 아크 발생으로 인한 접점 재료의 부식에 의해 제한된다. 결과적으로, 미니어쳐 회로 차단기(MCB; Miniature Circuit Breaker) 및 몰드 케이스 회로 차단기(MCCB; Molded-Case Circuit Breaker)는 보통 접점이 마모되었을 때 폐기된다.
특정 유형의 차단기(예컨대, 일부 유형에서 공기를 이용하여 아크를 소멸시키는 차단기)에 있어서, 아크의 열은 또한 차단기의 엔클로저 내에서 공기 압력의 급격하고 국지적인 상승을 유발시킬 수 있다. 통상 차단기의 엔클로저는, 아크로 인해 발생되는 압축 공기가 포트로 향하도록 그리고 엔클로저를 빠져나가도록 하는 배출구 또는 포트를 갖도록 구성된다. 차단기 및 그 엔클로저는 또한 아크의 소멸을 용이하게 하는 다른 특징부(예컨대, 아크 배플, 압축 공기, 진공, 오일 등)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 이러한 아크 발생은 또한 미립자 파편을 발생시킬 수 있다.
그러나, 이들 포트 및 관련된 구성 특징부에도 불구하고 엔클로저 내에서 상승된 공기 압력은 엔클로저 내에서의 미립자 파편의 분산을 유발할 수 있다. 이는 엔클로저 내의 다른 구성요소의 훼손(fouling)을 초래할 수 있으며, 이로 인해 또한 결과적으로 차단기의 사용 수명은 단축될 수 있고 이에 따라 차단기의 초기 교체가 필요하게 될 수 있다. 이러한 훼손을 나타내는 자기적 차단기의 사진 도면이 도 1a 내지 도 1c에 제공된다.
정상 작동 상태 동안의 트립핑(tripping)에 추가하여, 차단기는 극한 상태 하에서 전류 흐름을 안전하게 차단하는 차단기의 능력을 평가하는 것뿐만 아니라 차단기의 작동 능력을 평가하기 위해 과부하 및/또는 높은 차단 전류 상태 하에서 엄격한 시험 과정을 거치게 된다. 이러한 엄격한 시험은 높은 전류 상태 하에서의 반복적인 단락 시험을 포함한다. 초기 자격검정 유형의 시험 이후에, 차단기 제조의 지속적인 품질을 검증하기 위해 회로 차단기는 동일한 방식으로 주기적으로 시험된다. 이러한 시험은 과부하 또는 단락 상태 하에서의 반복적인 시험을 포함하기 때문에, 구성요소의 광범위한 훼손 가능성이 더 커지게 된다. 또한 이러한 광범위한 훼손은 전술한 시험 동안에 차단기의 리셋 불능을 초래할 수 있을 뿐만 아니라 차단기가 작동 불가능하게 될 수 있는 가능성을 유발할 수 있다. 이러한 시험 동안의 트립핑 이후에 차단기가 리셋될 수 없다면, 이는 원하는 또는 의도된 작동 상태 하에서 사용하기 위한 차단기의 적절성에 영향을 줄 수 있다.
이러한 훼손을 억제하기 위해 차폐부 또는 장애물을 제공하려는 시도가 있었지만, 이러한 시도는 충분히 효과적인 것으로 입증되지 않았다. 이제 도 2a를 참고하면, 차단기의 트립 메커니즘(trip mechanism)에 근접하게 장착되는 통상적인 차폐 부분을 또한 포함하는 표준적인 시어 핀 트립 메커니즘(sear pin trip mechanism)을 갖춘 자기적 회로 차단기의 부등각 도면이 도시되어 있다. 통상적인 구성에 있어서, 차폐 부분은, 트립 메커니즘의 양측에 연장되는 대체로 U자 형상의 부재, 및 상기 U자 형상의 부재의 일측으로부터 외측을 향해 연장되는 차폐부 또는 장애물을 포함한다. 이러한 차폐 부분 구성에 있어서 트립 메커니즘의 일부는 차폐 부분에 의해 덮혀 있지 않다.
이제 또한 도 2b를 참고하면, 트립핑 또는 단락 사건에 후속하는 압축 공기 및 미립자 파편의 흐름 경로의 방향을 나타내는, 도 2a의 차폐부/장애물의 예시도가 도시되어 있다. 여기서 나타내는 바와 같이, 단락 사건으로 인해 차단기가 작동될 때, 차단기의 엔클로저에서 공기의 국지적인 압축 및 미립자의 생성을 유발하는 아크가 발생된다. 도 2a에 도시된 차폐 부분의 경우에 있어서, 압축 공기 및 미립자는 차폐 부분의 우측을 따라 흐르고 이 차폐 부분의 우측을 지나 트립 메커니즘의 영역 내로 흐른다. 좌측에서는, 측방향으로 연장되는 차폐부/장애물에 의해 공기가 비껴나가게 되지만, 차폐부/장애물 주위로 지나지 못하도록 차단된다. 따라서, 미립자 및 압축 공기는 결과적으로 트립 메커니즘 영역 내로 진입할 수 있다. 결과적으로, 위 설명한 차폐 부분은 트립 메커니즘의 훼손을 감소시키기에 충분히 효과적이지 않다.
따라서, 차단기, 특히 자기적 차단기를 위한 신규의 차폐 부분, 및 이와 관련된 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 종래 기술의 차단기와 비교할 때 차단기를 작동시키는 과부하 사건으로부터 초래되는 미립자 파편으로부터 트립 메커니즘을 더욱 효과적으로 차폐하는 차폐 부분을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 종래 기술의 장치와 비교할 때 차단기 트립 메커니즘으로부터 공기 흐름의 방향을 더욱 효과적으로 변경시킬 수 있는 차폐부를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 차폐부/장애물을 구현하는 차단기는 바람직하게는 종래 기술의 장치와 비교할 때 사용 수명을 개선시킬 뿐만 아니라 이러한 차단기를 유지하기 위한 인력이 통상적인 차단기를 유지보수하는 보다 고도의 기술자이어야 하도록 요구하지 않는다.
본 발명의 목적은, 회로 차단기를 위한 차폐부 또는 장애물, 보다 구체적으로는 회로 차단기 내에서의 과부하 사건 동안 회로 차단기 메커니즘으로부터 멀어지게 미립자 파편 및 공기 압력의 방향을 변경하기 위해 사용되는 차폐부 및 장애물을 제공하는 것이다.
본 발명은 전기 차단기(예컨대, 자기적 전기 차단기)를 위한 장애물 또는 차폐부뿐만 아니라 이러한 장애물을 포함하는 전기 차단기를 특징으로 한다. 더욱 구체적으로, 이러한 장애물은, 전술한 차단기 구성요소(예컨대, 트립 메커니즘)의 허용 불가능한 훼손을 초래하는, 차단기의 주요 영역으로의 미립자 파편의 이동을 효과적으로 차단하거나 또는 적절히 방지할 수 있다. 더욱이, 이러한 장애물은 차단기 및 그 엔클로저 내의 다른 특징부들과 함께 협동하여, 아크 발생으로부터 유발되는 압축 공기의 방향을 차단기 내의 가동 부품으로부터 멀어지게 변경시키는 것을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 압축 공기가 차단기 엔클로저를 적절히 빠져나갈 수 있도록 할 수 있다. 이러한 장애물 및 차단기는 데이터 통신과 관련하여 사용되는 회로와 같은 무선통신 용례에서 사용하기에 특히 적합하다. 그러나, 본 발명의 장애물 및 차단기가 단지 무선통신 용례로만 한정되는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다.
추가적으로, 이러한 장애물 또는 차폐부는 또한 용이하게 확대(scale up) 또는 축소(scale down)될 수 있고, 다양한 회로 차단기 설계 구조 및 전류 등급을 허용하기 위해 재구성 가능하다. 본 발명의 이러한 차폐부 또는 장애물은 또한, 트립 메커니즘 내의 시어 핀(sear pin)의 오염 또는 훼손을 현저하게 감소시킬 뿐만 아니라 특히 이러한 차폐부를 구비하지 않는 차단기와 비교할 때 차단기의 메커니즘 챔버 내에서의 전반적인 오염을 감소시킨다는 점에서 유리하다.
가장 넓은 양태에 있어서, 본 발명은 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트 중 적어도 하나를 포함하는, 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물을 특징으로 한다. 추가적인 실시예에 있어서, 이러한 압력 방향변경용 장애물은 또한 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트 양자 모두를 포함한다. 더욱이 여기서 설명되는 바와 같이, 이러한 압력 방향변경용 장애물은 또한 압축 공기에 포함된 미립자 파편의 방향을 변경시킬 수 있어, 오염 및 훼손의 가능성을 감소시킬 수 있다.
제1 측부 세그먼트는 차단기의 트립핑 메커니즘의 제1 측부를 따라 배치되도록 구성된다. 또한, 제1 측부 세그먼트는 제1 섹션, 제2 섹션 및 제3 섹션을 포함한다. 제1 섹션은, 제1 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 섹션에 대해 각도를 형성하는 제2 섹션에 결합된다. 제3 섹션은, 제3 섹션의 표면을 따라 흐르는 가스가 제3 섹션 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제2 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 섹션에 결합된다.
제2 측부 세그먼트는 차단기의 트립핑 메커니즘의 제2 측부를 따라 배치되도록 구성되는데, 이때 제2 측부는 제1 측부에 대향한다. 제4 섹션은, 제4 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제4 섹션에 대해 각도를 형성하는 제5 섹션에 결합된다. 제6 섹션은, 제5 섹션의 표면을 따라 흐르는 가스가 제5 섹션 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제5 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제5 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제5 섹션에 결합된다.
추가적인 실시예에 있어서, 제1 섹션, 제2 섹션 및 제3 섹션은, 제1 섹션과 제3 섹션이 서로 대향하도록 그리고 이에 따라 이들 3개의 섹션이 개방 단부 구조를 형성하도록 구성된다. 추가적으로, 제4 섹션, 제5 섹션 및 제6 섹션은, 제3 섹션과 제6 섹션이 서로 대향하도록 그리고 이에 따라 이들 3개의 섹션이 개방 단부 구조를 형성하도록 구성된다. 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트는 각각 대체로 U자 형상인 구조의 섹션을 형성하도록 구성 및 배치된다.
또 다른 실시예에 있어서, 이러한 압력 방향변경용 장애물은, 트립핑 메커니즘에 대해 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트를 각각 고정시키기 위한, 그리고 트립핑 메커니즘에 대해 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트 각각의 배향을 유지하기 위한 고정 메커니즘을 더 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트를 포함하는, 전기 차단기용 장애물 또는 차폐부(예컨대, 미립자 파편 및 압력 방향변경용 장애물)가 특징적으로 존재한다. 제1 세그먼트는 제1 측부 섹션, 제2 측부 섹션 및 하부 섹션을 포함하는데, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 하부 섹션은 대체로 U자 형상의 구조를 형성하도록 서로 결합된다. 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트에 결합된다. 추가적인 실시예에 있어서, 하부 섹션의 길이는 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 상부 표면의 길이와 상이할 뿐만 아니라 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션의 수평방향 돌출부의 길이와도 상이하다.
더욱 구체적으로, 제2 세그먼트는, 제1 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제1 측부 섹션에 결합된다. 또한, 제3 세그먼트는, 제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 측부 섹션에 결합된다. 이러한 구조 및 배치에 있어서, 측부 섹션들 중 어느 측부 섹션의 표면을 따라 또는 어느 측부 섹션의 표면에 대해 평행하게 흐르는 가스는, 각각의 제1 세그먼트 측부 섹션에 대해 소정 각도로 흐르도록 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 의해 방향이 변경된다.
제4 세그먼트는, 제2 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제2 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제2 세그먼트에 결합된다. 추가적으로, 제5 세그먼트는, 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제3 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제3 세그먼트에 결합된다. 이러한 구조 및 배치에 있어서, 제2 세그먼트의 표면을 따르 흐르는 가스는 제2 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향이 변경되며, 제3 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스는 제3 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향이 변경된다. 또한, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 외측을 향한 연장 부분은 길이방향으로 연장되어 차단기의 트립 메커니즘의 상당 부분을 덮는다.
또 다른 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 각각의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션과 조합하여 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조를 형성하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스 및/또는 미립자(예컨대, 미립자 파편)는 일반적으로 이들 U자 형상의 구조에 의해 방향이 변경되어, 상기 가스/미립자는 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대해 대체로 대향하는 방향으로 흐르도록 방향이 변경된다. 따라서, 이러한 구조는 아크 발생으로부터 초래되는 압축 공기 및 미립자 파편이 차단기의 특정 특징부(예컨대, 차단기 내의 주요 특징부 및/또는 가동 특징부)로부터 멀어지도록 방향 변경되는 것을 용이하게 하고, 이에 따라 압축 공기 및 미립자 파편은 차단기의 엔클로저를 적절히 빠져나갈 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 허용 불가능한 천이 상태 또는 작동 상태의 존재 하에서 차단기가 전류 흐름을 차단하게 하는 트립 메커니즘 또는 트립핑 메커니즘; 그리고 트립핑 메커니즘에 대해 원하는 배향으로 유지되도록 배치되는 차폐부 또는 장애물(예컨대, 미립자 및 압력 방향변경용 장애물 또는 차폐부)을 포함하는 회로 차단기가 특징적으로 마련된다. 더욱 구체적으로, 이러한 압력 및 미립자 방향변경용 장애물은 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트를 포함한다.
제1 세그먼트는 제1 측부 섹션, 제2 측부 섹션 및 하부 섹션을 포함하는데, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 하부 섹션은 대체로 U자 형상의 구조를 형성하도록 서로 결합된다. 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트에 결합된다. 추가적인 실시예에 있어서, 하부 섹션의 길이는 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 상부 표면의 길이와 상이할 뿐만 아니라 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션의 수평방향 돌출부의 길이와도 상이하다.
더욱 구체적으로, 제2 세그먼트는, 제1 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제1 측부 섹션에 결합된다. 또한, 제3 세그먼트는, 제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 측부 섹션에 결합된다. 이러한 구조 및 배치에 있어서, 측부 섹션들 중 어느 측부 섹션의 표면을 따라 또는 어느 측부 섹션의 표면에 대해 평행하게 흐르는 가스는, 각각의 제1 세그먼트 측부 섹션에 대해 소정 각도로 흐르도록 각각의 제2 세그먼트 또는 제3 세그먼트에 의해 방향이 변경된다. 또한, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 외측을 향한 연장 부분은 길이방향으로 연장되어 차단기의 트립 메커니즘의 상당 부분을 덮는다.
제4 세그먼트는, 제2 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제2 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제2 세그먼트에 결합된다. 이러한 구조 및 배치에 있어서, 제2 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스는 제2 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경된다. 추가적으로, 제5 세그먼트는, 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제3 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제3 세그먼트에 결합된다. 이상에 나타낸 바와 같이, 이러한 구조 및 배치에 있어서, 제3 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스는 제3 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경된다. 추가적인 실시예에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 길이를 따라 연장된다.
본 발명의 회로 차단기와 미립자 파편 및 압력 방향변경용 장애물의 실시예에 있어서, 이러한 미립자 파편 및 압력 방향변경용 장애물을 위한 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 전기 차단기의 트립 메커니즘에 대해 배향될 때, 이들 세그먼트가 과부하 사건으로부터 초래되는 바와 같은 압축 가스의 흐름의 방향을 차단기의 배기 포트를 향하도록 변경시키는 압력 방향변경용 장애물을 형성하게 치수 설정된다.
또 다른 실시예에 있어서, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 단락 사건과 관련된 아크에 의해 발생되는 미립자 파편이 작동 메커니즘에 침투하지 못하도록 실질적으로 방향 변경되게 치수 및 배향이 설정된다. 요약하면, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 트립 메커니즘뿐만 아니라 차단기의 다른 구조 또는 기능부의 훼손 가능성을 현저하게 감소시키도록 구성 가능하다.
또 다른 실시예에 있어서, 제1 세그먼트는 전방 단부 및 후방 단부를 더 포함한다. 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션은 또한 그 에지가 전방 단부로부터 후방 단부로 소정 각도로 경사지도록 구성되어, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 각각에 대한 상부 표면이 경사면을 형성하게 된다.
또 다른 실시예에 있어서, 제1 세그먼트, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 제4 세그먼트가 제1 측부 섹션의 대향 표면에 평행하게 되도록 그리고 제5 세그먼트가 제2 측부 섹션의 대향 표면에 평행하게 되도록 배치된다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명의 회로 차단기와 미립자 파편 및 압력 방향변경용 장애물은, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 차단기의 트립 메커니즘 또는 트립핑 메커니즘에 대해 원하는 배향으로 유지되도록 제1 세그먼트를 전기 차단기에 대해 고정시키는 고정 메커니즘을 포함한다.
추가적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제4 세그먼트와 제3 세그먼트 및 제5 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션과 조합하여 대체로 U자 형상인 2개의 구조를 형성하도록 배치된다. 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 U자 형상의 중앙 구조 및 U자 형상의 2개의 외측 구조를 형성하도록 배치되며, 이때 U자 형상의 중앙 구조의 개방 단부는 U자 형상의 외측 구조의 개방 단부에 대해 대향한다.
또 다른 구체적인 실시예에 있어서, U자 형상의 중앙 구조는 적어도 트립핑 메커니즘의 주요 부분 주위에 배치되도록 구성된다. 또한, U자 형상인 2개의 외측 구조는 각각 트립핑 메커니즘으로부터 외측을 향해 연장되도록 배치되어, 트립핑 메커니즘의 상부측 및 하부측으로부터 외측을 향해 연장되는 개방 영역(즉, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 연장되는 영역)의 적어도 일부를 폐색시키거나 차단한다.
또한 보다 특정한 실시예에 있어서, 제1 세그먼트는 아크 발생과 관련된 미립자 및 압축 가스로부터 트립핑 메커니즘을 직접적으로 차폐시키기 위해 트립핑 메커니즘의 상당 부분에 걸쳐 연장되도록 치수 설정된다. 이와 관련하여, 트립핑 메커니즘의 상당 부분이란, 전기 차단기의 과부하 상태 또는 높은 전류 상태 혹은 다른 기능에 대응하여 트립핑 메커니즘의 작동에 방해가 되거나 트립핑 메커니즘에 간섭하지 않는 상태에서 가능한 최대로 트립핑 메커니즘의 수직 표면 및 수평 표면을 덮는 것을 의미하려는 것으로 이해되어야 한다.
또한 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 각각 트립핑 메커니즘(즉, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 연장되는 영역)의 대향 측부(예컨대, 상측부 및 하측부)로부터 외측을 향해 연장되는, 차단기 내의 개방 영역의 상당 부분을 폐색시키거나 차단하도록 치수 설정된다. 이와 관련하여, 개방 영역의 상당 부분이란, 전기 차단기의 과부하 상태 또는 높은 전류 상태 혹은 다른 기능에 대응하여 트립핑 메커니즘의 작동에 방해가 되거나 트립핑 메커니즘에 간섭하지 않는 상태에서 가능한 최대로 트립핑 메커니즘의 상측부 또는 하측부로부터 연장되는 개방 영역을 차단하거나 또는 폐색시키는 것을 의미하려는 것으로 이해되어야 한다.
또한 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되는 U자 형상인 각각의 외측 구조의 측부를 각각 형성하도록, 제1 세그먼트의 각각의 제1 섹션 및 제2 섹션 그리고 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트와 조합하여 각각 치수 설정 및 배치된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 이들 측부가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 표면을 가로질러 흐르는 가스의 흐름을 폐색시키거나 차단하기에 충분하게 외측을 향해 연장되어, 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 차단기의 특정 개방 영역 내로 흐를 가능성을 적어도 최소화하거나 배제하도록 치수 설정된다.
더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 또한 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 충분한 길이를 따라 길이방향으로 연장되도록 치수 설정되어 역시 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 특정 개방 영역 내로 흐를 가능성을 적어도 최소화하거나 배제하도록 한다. 추가적으로, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 또한 이러한 측부가 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트에 대체로 평행한 방향으로 가스의 흐름의 방향을 변경시키도록 치수 설정된다.
이러한 방식으로, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스 및/또는 미립자는 일반적으로 이들 U자 형상의 외측 구조에 의해 방향이 변경되어, 상기 가스/미립자는 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대해 대체로 대향하는 방향으로 흐르도록 방향이 변경된다. 따라서, 이러한 구조는 아크 발생으로부터 유발되는 압축 공기 및 미립자 파편이 트립핑 메커니즘을 포함하는 차단기의 특정 특징부로부터 멀어지게 방향 변경되는 것을 용이하게 하며, 또한 이러한 압축 공기 및 미립자는 차단기의 엔클로저를 적절하게 빠져나와 차단기의 구체적인 기능부의 훼손 가능성을 적어도 최소화할 수 있다.
여기에 나타낸 바와 같이, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션에 대해 각도(Θ2, Θ3)를 형성하며, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 각도(Θ4, Θ5)를 형성한다. 구체적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션에 대해 대략 수직이며, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 대략 수직이다. 대략 수직인 각도가 바람직하지만, 이는 세그먼트/섹션이 다수의 각도 중 임의의 각도로 또는 대략의 각도로 배치될 수 있다는 것을 제한하는 것은 아니다.
또한 추가적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트와 제1 측부 섹션 사이의 각도(Θ2), 제3 세그먼트와 제2 측부 섹션 사이의 각도(Θ3), 제4 세그먼트와 제2 세그먼트 사이의 각도(Θ4) 및 제5 세그먼트와 제3 세그먼트 사이의 각도(Θ5)는 다음의 관계식 중 하나를 만족한다.
70° ≤ Θ2 ≤ 110°;
80° ≤ Θ2 ≤ 100°;
Θ2 는 대략 90° ± 5°; 또는
Θ2 는 대략 90° ± 1°.
그러나, 사용하기 위해 선택된 특정 각도(들)는, 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 조합하여 압축 가스 및 미립자의 흐름의 방향을 변경하도록 그리고 이러한 가스 및 미립자의 흐름에 대한 장애물을 형성하도록 협동하게 정해지고, 이에 따라 의도된 방식으로 기능하지 못하게 차단기의 트립핑 메커니즘을 방해하거나 영향을 주지 않으면서 혹은 차단기의 다른 기능부의 훼손을 초래하지 않으면서 여기서 언급된 바와 같은 기능부의 훼손을 최소화 또는 방지하게 된다.
또한 추가적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는, 길이(Ltop)에 의해 한정되는 상부 표면을 가지며, 각각 폭(W2, W3)에 의해 한정된다. 일반적으로, 이들 세그먼트의 길이 및 폭은, 트립핑 메커니즘의 길이를 따라 트립핑 메커니즘의 상측부 및 하측부로부터 외측을 향해 연장되는 개방 영역(즉, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 연장되는 영역)의 상당 부분을 폐색시키거나 차단하도록 형성된다. 보다 구체적인 실시예에 있어서, 여기서 언급된 바와 같은 상부 표면의 길이(Ltop)는 일반적으로 트립핑 메커니즘의 상당 부분을 덮도록 최대화되고, 더욱 구체적으로 상기 길이는 차단기를 위한 링크 하우징(link housing)의 이용 가능한 길이(Llink)에 기초하여 최대화된다. 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 길이(Ltop) 및 폭(W2, W3)은 또한 의도된 방식으로 기능하지 못하게 차단기의 트립핑 메커니즘을 방해하거나 영향을 주지 못하도록 또는 차단기의 다른 기능부가 훼손되지 않도록 정해진다.
또한 여기서 언급되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, 상부 표면은 제1 세그먼트의 전방 단부와 후방 단부 사이에서 경사를 이루는 경사면을 형성하도록 배향된다. 보다 구체적인 실시예에 있어서, 경사각(Θ1)은, 링크 하우징 및 트립핑 메커니즘에 대한 차폐부 또는 장애물의 조립에 기초하여 그리고 또한 의도된 방식으로 기능하지 못하게 차단기의 트립핑 메커니즘을 방해하거나 영향을 주지 못하도록 또는 차단기의 기능부를 훼손하지 않도록 결정된다. 예시적인 실시예에 있어서, 경사각(Θ1)은 다음 관계식 중 하나를 만족시킨다.
5° ≤ Θ1 ≤ 20°;
10° ≤ Θ1 ≤ 15° 또는
Θ1 ≒ 10° [즉, 경사각(Θ1)은 대략 10°임].
또한 추가적인 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 전기 차단기는 적어도 하나의 배기 포트를 더 포함하며, 이때 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 트립 메커니즘 또는 작동 메커니즘에 대해 배향될 때 세그먼트들이 압력 방향변경용 장애물을 형성하도록 크기 설정되는데, 상기 장애물은 전기 차단기의 아크 발생으로부터 유발되는 압축 가스의 흐름의 방향을 적어도 하나의 배기 포트를 향하도록 변경시킨다. 더욱 구체적으로, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 단락 사건과 관련된 압축 가스가 실질적으로 트립핑 메커니즘으로부터 멀어지게 방향 변경되도록 배향된다. 추가적으로, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 또한 아크에 의해 발생되는 미립자 파편이 트립 메커니즘에 침투하지 못하도록 실질적으로 방향 변경되게 치수 및 배향이 설정된다.
본 발명의 다른 양태 및 실시예가 이하에 설명될 것이다.
정의
본 발명은 다음의 정의를 참고하면 더욱 명확하게 이해될 것이다.
용어 "전기 차단기", "회로 차단기" 또는 차단기는, 여기에서 상호 교환적으로 사용되며, 각각의 용어는 전기 회로(예컨대, 데이터 통신 회로와 같은 무선통신 용례를 위한 회로) 또는 전기적 구성요소[예컨대, 모터, 컴퓨터, 디지털 신호 처리기, 맞춤형 집적 회로(ASIC; Application Specific Integrated Circuit) 등]를 과부하 또는 단락에 의해 유발되는 손상으로부터 보호하도록 구성되는, 수동으로 또는 자동으로 조작되는 기계적 스위치를 가리킨다는 점이 이해되어야 한다.
용어 "자기적 회로 차단기"는 그 견인력이 전류에 따라 증가하게 되는 솔레노이드 혹은 전자석을 이용 또는 구현하는 회로 차단기를 가리키는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 차단기에 있어서, 회로 차단기 접점은 래치(latch)에 의해 폐쇄 상태로 유지된다. 솔레노이드에서의 전류가 회로 차단기의 정격 수준을 넘어 증가하면, 솔레노이드는 전기자(armature)가 회전하도록 하고 래치를 릴리스(release)하는 트립 시어 레버(trip sear leaver)가 작동하도록 하는데, 이는 접점들이 스프링 작용에 의해 개방되게 한다. 일부 구성에 있어서, 자기적 차단기는 또한, 전류가 차단기 정격 수준을 초과할 때까지 코어를 구속하는 스프링 및 점성 유체를 이용하는 유압식 시간 지연 특징부를 포함한다. 과부하 상태 동안, 솔레노이드 운동의 속도는 상기 유체에 의해 제한되며, 이러한 지연은 모터 시동, 전력 공급 설비 등을 위한 정상적인 운전 전류를 초과하는 브리프 커런트 서지(brief current surge)를 허용한다. 그러나, 높은 혹은 극한의 과부하 전류의 경우에 있어서, 이러한 전류는 충분한 솔레노이드 힘을 제공하여 코어 위치와 무관하게 래치를 릴리스시키며 이에 따라 지연 특징을 우회하게 한다.
여기서 사용되는 바와 같은 용어 "미립자 파편", "미립자" 및 "미립자 오염물"은, 특히 본 발명의 차폐부 또는 장애물에 관한 논의와 함께 사용되는 경우, 차단기의 접점이 과부하 상태 또는 높은/극한의 전류 상태로 인해 개방될 때 발생되는 미립자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 또한, 고정 접점 및 가동 접점이 개방되는 동안 및/또는 개방되어 있는 동안 통상 발생되는 아크에 의해 생성되는 미립자를 포함할 것이다.
용어 "트립 메커니즘" 또는 "트립핑 메커니즘"은 여기서 상호 교환적으로 사용되며, 각각의 용어는 과부하 상태 또는 단락 전류 상태에 응답하여 전류 흐름을 차단시키는 전기 차단기에 있어서 차단기의 접점 등을 분리시키는 메커니즘을 가리키는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따르면, 회로 차단기를 위한 차폐부 또는 장애물, 보다 구체적으로는 회로 차단기 내에서의 과부하 사건 동안 회로 차단기 메커니즘으로부터 멀어지게 미립자 파편 및 공기 압력의 방향을 변경하기 위해 사용되는 차폐부 및 장애물을 얻을 수 있다.
본 발명의 특성 및 원하는 목적에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 여러 도면 전반에 걸쳐 동일 참조 문자가 대응하는 부품을 가리키는 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참고한다.
도 1a 내지 도 1c는 여러 과부하 사건에 후속하는 트립 메커니즘을 포함하는 회로 차단기의 훼손을 예시하는 자기적 차단기의 다양한 사진을 포함한 도면이다.
도 2a는 차단기의 트립 메커니즘을 위한 통상적인 차폐부/장애물의 부등각 도면이다.
도 2b는 통상적인 차폐부/장애물에 관한 흐름 경로의 방향을 도시하는, 도 2a의 차폐부/장애물의 예시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 폐쇄 상태 또는 ON 상태(도 3a), 개방(OFF) 상태 또는 리셋 상태(도 3b) 및 트립 상태(Tripped Condition)(도 3c)일 때, 본 발명의 일 양태에 따른 차폐부 또는 장애물(예컨대, 먼지 및 압력 방향변경용 차폐부/장애물)을 갖도록 구성되는 자기적 차단기의 다양한 예시적인 도면이다.
도 4a는 전기 차단기의 트립 메커니즘을 위한, 본 발명에 따른 차폐부 또는 장애물(예컨대, 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부)의 부등각 도면이다.
도 4b는 도 4a의 차폐부 또는 장애물의 측면도이다.
도 4c는 도 4b의 차폐부 또는 장애물의 단부도이다.
도 4d는 본 발명의 다른 양태/실시예에 따른 차폐부 또는 장애물(예컨대, 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부)의 부등각 도면이다.
도 4e는 본 발명의 또 다른 양태/실시예에 따른 차폐부 또는 장애물(예컨대, 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부)의 부등각 도면이다.
도 5는 차폐부 주위에서의 흐름 경로의 방향을 나타내는, 도 4a의 차폐부 또는 장애물의 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차폐부를 구비하도록 구성된 자기적 차단기의 사진 도면이며, 여러 과부하 사건 이후의 자기적 차단기가 도시된 도면이다.
이제 동일 참조 문자는 동일 부분을 지칭하는 다수의 도면을 참고하면, 도 3a 내지 도 3c에는, 폐쇄 상태 또는 ON 상태(도 3a), 개방(OFF) 상태 또는 리셋 상태(도 3b) 및 트립 상태(도 3c)일 때의, 본 발명의 일 양태에 따른 차폐부 또는 장애물(200)(예컨대, 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부/장애물)을 구비하도록 구성된 자기적 차단기(100)의 다양한 예시적인 도면이 제시되어 있다. 이하에서, 본 발명의 이러한 특징부는 차폐부, 장애물, 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부/장애물 또는 미립자 파편 및 압력 방향변경용 차폐부/장애물로 상호 교환적으로 언급되며, 따라서 이하에서 또는 청구범위에서 사용되는 특정 용어로 인해 한정되지는 않는 것을 감안해야 한다. 자기적 차단기가 예시 및 설명되지만, 본 발명의 차폐부 또는 장애물은 당업계에 알려져 있는 바와 같이 차단기가 작동될 때 아크 발생 등으로부터 훼손되기 쉬운 차단기를 비롯한 다수의 차단기 중 임의의 차단기와 함께 사용하도록 되어 있다는 것을 이해할 것이다. 예시적인 실시예에 있어서, 본 발명의 차폐부 또는 장애물은 임의의 유형의 에어팩스(Airpax)/센사타(Sensata) 회로 차단기와 함께 사용하기에 용이하게 되어 있을 뿐만 아니라 본 출원의 도면에 도시되고 설명된 바와 같은 트립 메커니즘을 구비한, 당업계에 알려진 다른 차단기와 함께 사용하기에 용이하게 되어 있다.
예시된 자기적 차단기(100)는, 아크에 의해 발생되는 미립자 오염물이 적어도 차단기의 트립 메커니즘에 침투하는 것을 방지하거나 또는 적어도 현저하게 감소시키기 위해(예컨대, 미립자 파편의 전달을 감소시키기 위해) 본 발명에 따른 차폐부 또는 장애물(200)을 포함하도록 또한 구성된 자기적 차단기로서, 당업계에 알려져 있는 바와 같은 표준적인 시어 핀 트립 메커니즘을 구비한다. 또 다른 양태에 있어서, 상기 차폐부 또는 장애물은 차폐부가 없는 차단기와 비교할 때 차단기의 메커니즘 챔버 내에서의 전반적인 오염을 현저하게 감소시킨다. 추가적으로, 이러한 차폐부 또는 장애물(200)은, 아크 사건에 의해 또한 발생되는 상승된 공기 압력의 방향을 적어도 트립 메커니즘(110)으로부터 멀어지게 변경하도록 차폐부가 작용하게 구성되고/구성되거나 이러한 작용이 가능하게 하는 기하학적 형상을 포함한다.
예시된 실시예에 있어서, 리벳 또는 핀(202)은, 차폐부가 고정 상태로 유지되도록 작동 메커니즘에 차폐부(200)를 기계적으로 고정하기 위해 또는 차폐부와 관련된 고정을 위해 마련된다. 이와 관련하여, 당업계에 알려져 있는 다수의 메커니즘 또는 수단 중 임의의 메커니즘 또는 수단이 차폐부(200)를 기계적으로 고정시키기 위해 사용될 수 있고, 이에 따라 차폐부는 트립 메커니즘(110)에 대해 고정 상태로 유지되거나 고정된다.
또한 제시된 바와 같이, 이러한 자기적 차단기(100)는 트립 메커니즘(110), 배기 배출구(120), 아크 챔버(130), 아크 배플(132), 시어 핀(140), 메커니즘 챔버(150), 상부 전기자(160) 및 솔레노이드(170) 또는 전자석을 포함한다. 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 트립 메커니즘(110), 시어 핀(140), 상부 전기자(160) 및 솔레노이드 또는 전자석(170)을 포함하는 차단기의 다수의 기능부는 메커니즘 챔버(150) 내에서 차단기 엔클로저와 함께 배치된다. 이러한 메커니즘 챔버는, 이들 기능부가 작동 가능하게 내부에 유지되도록 그리고 이들 기능부를 원치 않는 환경적 영향으로부터 일반적으로 보호하도록 배치 및 크기 설정된다. 바람직하게는, 메커니즘 챔버(150)는 또한, 아크 발생 사건과 관련된 미립자 및 상승된 공기 압력이 메커니즘 챔버에 대해 용이하고 간단한 액세스를 달성하는 것을 최소화하게 배치된다.
또한 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 아크 챔버(130) 및 아크 배플(132)은, 차단기에 의해 과부하 상태 또는 단락 상태가 탐지될 때 차단기가 전류의 흐름을 차단하도록 작동되는 경우 발생되는 아크를 소멸시키는 메커니즘을 형성하기 위해 마련된다. 또한, 배기 배출구(120)는 차단기의 작동이 이루어질 때 차단기 아크 발생과 관련된 임의의 미립자 파편 및 상승된 압력을 배출 또는 배기시키기 위해 마련된다. 따라서, 차단기의 이들 영역은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같은 전술한 특징부들과 함께 아크 및/또는 미립자의 상호 작용에 관한 일부 표시를 나타낼 것이라는 것을 예상할 수 있다. 그러나, 이러한 영역에서의 임의의 이러한 표시는, 차단기가 작동될 때 차단기 아크 발생으로부터 유발되는 상승된 공기 압력, 아크 및 미립자와 이들 영역이 접촉하게 될 것으로 예상되기 때문에 감수될 수 있다. 더욱이, 이들 영역은 효과 면에서 본 발명의 차폐부/장애물(200)에 의해 트립 메커니즘으로부터 차단되기 때문에, 이들 특징부의 전술한 노출은 일반적으로 차단기의 적절한 작동 및/또는 트립 메커니즘의 작동에 영향을 주지 않는다.
여기에 나타낸 바와 같이, 자기적 회로 차단기는 통상, 그 견인력이 전류에 따라 증가하는 솔레노이드(170) 또는 전자석을 구현 또는 사용한다. 이러한 차단기에 있어서, 회로 차단기 접점은 래치에 의해 폐쇄 상태로 유지된다. 솔레노이드(170)에서의 전류가 회로 차단기의 정격 수준을 넘어 증가하게 되면, 솔레노이드의 견인으로 인해 래치가 릴리스된다[즉, 상부 전기자(160)를 견인하여 트립 메커니즘(110)을 구속하는 래치를 릴리스함]. 일단 래치가 릴리스되면, 트립 메커니즘(110)은 기능할 수 있고 이에 따라 또한 접점들이 (예컨대, 스프링 작용에 의해) 개방되어 전류의 흐름을 차단하게 할 수 있다.
또한 여기서 언급된 바와 같이, 일부 구성에 있어서, 자기적 차단기는 또한, 전류가 차단기 정격 수준을 초과할 때까지 솔레노이드의 코어를 구속하는 시간 지연 특징부(예컨대, 점성 유체 및 스프링을 이용하는 유압식 시간 지연 특징부)를 포함할 수 있다. 따라서, 과부하 상태 동안, 솔레노이드 운동의 속도는 상기 유체에 의해 제한되며, 이러한 지연은 래치가 릴리스되지 않도록 하면서 모터 시동, 전력 공급 설비 등을 위한 정상적인 운전 전류를 초과하는 브리프 커런트 서지를 허용한다. 그러나, 단락 전류의 경우에 있어서, 이러한 전류는 충분한 힘을 제공하여 코어 위치와 무관하게 래치를 릴리스시키며 이에 따라 지연 특징을 우회하게 한다.
여기에 나타낸 바와 같이, 이러한 차단기(100)는 차단기의 엔클로저 내에 고정되는 차폐부(200)를 포함하도록 구성되며, 이에 따라 차폐부는 트립 메커니즘(110)에 대해 고정된 상태로 유지되거나 고정된다. 이제 도 4a 내지 도 4c를 참고하면, 전기 차단기의 트립 메커니즘을 위한 본 발명에 따른 차폐부(200)(예컨대, 미립자 및 압력 방향변경용 차폐부)의 부등각 도면이 도시되어 있으며, 도 4a는 차폐부의 측면도이고 도 4b는 차폐부의 단부도이다.
이러한 차폐부(200)는 5개의 세그먼트, 즉 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트(210, 220, 222, 230, 232)를 포함한다. 제1 세그먼트(210)는 3개의 섹션, 즉 서로 결합 또는 연결되어 제1 세그먼트가 대체로 U자 형상의 구조를 형성하도록 하는 제1 측부 섹션(212), 제2 측부 섹션(214) 및 하부 섹션(216)을 포함한다. 이들 3개의 섹션은, 의도된 용도뿐만 아니라 차단기의 기하학적 형상, 더욱 구체적으로는 트립 메커니즘의 구성 및 배치에 대해 달리 적절한, 당업계에 알려진 다수의 기하학적 형상 또는 형상 중 임의의 형상을 형성하도록 서로 연결될 수 있다. 제1 측부 섹션(212) 및 제2 측부 섹션(214)은 각각, 차폐부(200)를 트립 메커니즘에 고정하기 위해 리벳 또는 핀(202)과 협동하는 구멍(204)을 내부에 포함한다.
예시적으로 제시된 실시예에 있어서, 제1 측부 섹션(212) 및 제2 측부 섹션(214)은 일반적으로 차폐부(200)의 전방 단부(240a)와 후방 단부(240b) 사이에 연장된다. 또한, 제2 세그먼트(220) 및 제3 세그먼트(222)는, 각각의 제1 측부 섹션(220) 및 제2 측부 섹션(222)으로부터 외측을 향해 연장되도록 제1 측부 섹션(212) 및 제2 측부 섹션(214) 각각에 대해 각각 연결 또는 결합된다. 예시적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션의 길이를 따라 외측을 향해 연장되지만, 이는 상기 세그먼트들이 전술한 길이의 일부를 따라 외측을 향해 연장되는 것으로 한정하려는 것은 아니다.
제2 세그먼트(220) 및 제3 세그먼트(222)는 각각, 더욱 구체적으로는 차폐부의 전방 단부(240a)와 후방 단부(240b) 사이의 각도(Θ1)로 경사지도록 구성되고 또한 길이(Ltop)에 의해 한정되는 상부 표면(220a, 222a)을 포함한다. 더욱 구체적으로, 상기 각도는 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 각각의 상부 표면(220a, 222a)과 제1 세그먼트(210)의 하부 섹션(216)의 수평방향 연장부 사이로 정해진다. 상기 길이(Ltop) 및 각도는 이후에 더욱 상세하게 설명된다.
제4 세그먼트(230) 및 제5 세그먼트(232)는 각각 제2 세그먼트(220) 및 제3 세그먼트(222) 각각에 결합 또는 연결되어 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되며 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 각도(Θ2) 및 각도(Θ3)를 형성한다. 이들 각도는 이후에 더욱 상세하게 설명된다.
제시된 예시적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트(220), 제3 세그먼트(222), 제4 세그먼트(230) 및 제5 세그먼트(232)는, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트가 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션의 대향 표면에 평행하게 되도록, 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션에 대해 배향된다. 이러한 방식으로, 제2 세그먼트, 제3 세그먼트, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트 그리고 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션은 대체로 U자 형상인 2개의 구조(즉, U자 형상인 2개의 외측 구조)를 형성하도록 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 대체로 U자 형상인 이들 2개의 구조는, 제1 세그먼트를 형성하는 U자 형상의 구조(즉, 중앙에 위치하는 U자 형상의 구조)에 대한 방향으로 대향하도록 배치된다(즉, U자의 개방 단부를 이룸). 제2 세그먼트(220), 제3 세그먼트(222), 제4 세그먼트(230) 및 제5 세그먼트(232)를 형성하는 구조의 폭은 이후에 더욱 상세하게 설명된다.
또 다른 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 조합하여 대체로 U자 형상의 구조를 형성하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스 및/또는 미립자는 일반적으로 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트에 의해 형성된 구조에 의해 방향이 변경되며, 이에 따라 상기 가스/미립자는 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대체로 대향하는 방향으로 흐르도록 방향이 변경된다. 따라서, 이러한 구조는 아크 발생으로부터 초래되는 압축 공기 및 미립자 파편이 차단기의 특정 특징부로부터 멀어지도록 방향 변경되는 것을 용이하게 하고, 이에 따라 압축 공기 및 미립자는 차단기의 엔클로저를 적절히 빠져나갈 수 있다.
추가적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제4 세그먼트와 제3 세그먼트 및 제5 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션과 조합하여 대체로 U자 형상의 구조를 형성하도록 배치된다. 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 U자 형상의 중앙 구조 및 U자 형상인 2개의 외측 구조를 형성하도록 배치되며, 이때 U자 형상의 중앙 구조의 U자형 개방 단부는 U자 형상의 외측 구조의 개방 단부에 대해 대향한다.
또 다른 구체적인 실시예에 있어서, U자 형상의 중앙 구조는 적어도 트립핑 메커니즘의 주요 부분 주위에 배치되도록 구성된다. 또한, U자 형상인 2개의 외측 구조는 각각 트립핑 메커니즘으로부터 외측을 향해 연장되도록 배치되어, 트립핑 메커니즘의 상부측 및 하부측으로부터 외측을 향해 연장되는 개방 영역(즉, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 연장되는 영역)의 적어도 일부를 폐색시키거나 차단한다.
또한 보다 특정한 실시예에 있어서, 제1 세그먼트는 아크 발생과 관련된 미립자 및 압축 가스로부터 트립핑 메커니즘을 직접적으로 차폐시키기 위해 트립핑 메커니즘의 상당 부분에 걸쳐 연장되도록 치수 설정된다. 이와 관련하여, 트립핑 메커니즘의 상당 부분이란, 전기 차단기의 과부하 상태 또는 높은 전류 상태 혹은 다른 기능부에 대응하여 트립핑 메커니즘의 작동에 방해가 되거나 트립핑 메커니즘의 작동에 간섭하지 않으면서 가능한 최대로 트립핑 메커니즘의 수직 표면 및 수평 표면을 덮는 것을 의미하려는 것으로 이해되어야 한다.
또한 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 각각 트립핑 메커니즘(즉, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 연장되는 영역)의 대향 측부(예컨대, 상측부 및 하측부)로부터 외측을 향해 연장되는 차단기의 엔클로저 내의 개방 영역의 상당 부분을 폐색시키거나 차단하도록 치수 설정된다. 이와 관련하여, 개방 영역의 상당 부분이란, 전기 차단기의 과부하 상태 또는 높은 전류 상태 혹은 다른 기능부에 대응하여 트립핑 메커니즘의 작동에 방해가 되거나 트립핑 메커니즘의 작동에 간섭하지 않으면서 가능한 최대로 트립핑 메커니즘의 상측부 또는 하측부로부터 연장되는 개방 영역을 차단하거나 또는 폐색시키는 것을 의미하려는 것으로 이해되어야 한다.
또한 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되는 U자 형상의 각각의 외측 구조의 측부를 각각 형성하도록, 제1 세그먼트의 각각의 제1 섹션 및 제2 섹션 그리고 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트와 조합하여 각각 치수 설정 및 배치된다. 각각의 제1 섹션 및 제2 섹션은 또한 U자 형상인 각각의 외측 구조의 대향 측부를 각각 형성한다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 이들 측부가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 표면을 가로질러 흐르는 가스의 흐름을 폐색시키거나 차단하기에 충분하게 외측을 향해 연장되어, 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 차단기의 특정 개방 영역 내로 흐를 가능성을 적어도 최소화하거나 배제하도록 치수 설정된다.
더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 또한 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 충분한 길이를 따라 길이방향으로 연장되도록 치수 설정되어 역시 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 특정 개방 영역 내로 흐를 가능성을 적어도 최소화하거나 배제하도록 한다. 추가적으로, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 또한 이러한 측부가 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트에 대체로 평행한 방향으로 가스의 흐름의 방향을 변경시키도록 치수 설정된다.
이러한 방식으로, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스 및/또는 미립자(예컨대, 미립자 파편)는 일반적으로 U자 형상의 외측 구조에 의해 방향이 변경되며, 이에 따라 상기 가스/미립자는 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대체로 대향하는 방향으로 흐르도록 방향이 변경된다. 따라서, 이러한 구조는 아크 발생으로부터 유발되는 압축 공기 및 미립자 파편이 트립핑 메커니즘을 포함하는 차단기의 특정 특징부로부터 멀어지게 방향 변경되는 것을 용이하게 하며, 또한 이러한 압축 공기 및 미립자는 차단기의 엔클로저를 적절하게 빠져나와 차단기의 구체적인 기능부의 훼손 가능성을 적어도 최소화할 수 있다.
제시된 예시적인 실시예에 있어서, 하부 섹션(216)은 제1 측부 섹션(212) 및 제2 측부 섹션(214)의 길이를 따라 부분적으로 멀리 연장되도록 구성되지만, 이는 한정적인 것은 아니다. 하부 섹션(216)은, 트립 메커니즘(110), 차단기의 다른 구조 또는 차단기의 엔클로저에 의해 및/또는 트립 메커니즘의 작동을 위해, 특히 트립 메커니즘이 작동될 때 트립 메커니즘의 이동을 위해 마련되는 이용 가능한 공간에 따라 차폐부의 전방 단부(240a)로부터 임의의 거리에 길이방향으로 연장되도록 구성 가능하다.
추가로 제시되는 예시적인 실시예에 있어서, 제1 측부 섹션(212) 및 제2 측부 섹션(214) 각각은 하부 섹션(216)의 단부에 근접하게 시작하여 차폐부의 후방 단부(240b)로 연장되는 단차부를 더 포함한다. 이러한 단차부는, 트립 메커니즘이 작동되는 경우에 트립 메커니즘 및 차폐부의 이동을 허용하도록 마련 및 치수 설정될 수 있다.
여기에 나타낸 바와 같이, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션에 대해 각도(Θ2, Θ3)를 형성하며, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 각도(Θ4, Θ5)를 형성한다. 구체적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션에 대해 대략 수직이며, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 대략 수직이다. 대략 수직인 각도가 바람직하지만, 이는 세그먼트/섹션이 다수의 각도 중 임의의 각도로 또는 대략의 각도로 배치될 수 있다는 것을 제한하는 것은 아니다.
또한 추가적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트와 제1 측부 섹션 사이의 각도(Θ2), 제3 세그먼트와 제2 측부 섹션 사이의 각도(Θ3), 제4 세그먼트와 제2 세그먼트 사이의 각도(Θ4) 및 제5 세그먼트와 제3 세그먼트 사이의 각도(Θ5)는 다음의 관계식 중 하나를 만족한다.
70° ≤ Θ2 ≤ 110°;
80° ≤ Θ2 ≤ 100°;
Θ2 는 대략 90° ± 5°; 또는
Θ2 는 대략 90° ± 1°.
그러나, 사용하기 위해 선택된 특정 각도(들)는, 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 조합하여 압축 가스 및 미립자의 흐름의 방향을 변경하도록 그리고 이러한 가스 및 미립자의 흐름에 대한 장애물을 형성하도록 협동하게 정해지고, 이에 따라 의도된 방식으로 기능하지 못하게 차단기의 트립핑 메커니즘을 방해하거나 트립핑 메커니즘에 영향을 주지 않으면서 혹은 차단기의 다른 기능부의 훼손을 초래하지 않으면서 여기서 언급된 바와 같은 기능부의 훼손을 최소화 또는 방지하게 된다.
또한 추가적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는, 길이(Ltop)에 의해 한정되는 상부 표면을 가지며, 각각 폭(W2, W3)에 의해 한정된다. 일반적으로, 이들 세그먼트의 길이 및 폭은, 트립핑 메커니즘의 길이를 따라 트립핑 메커니즘의 상측부 및 하측부로부터 외측을 향해 연장되는 개방 영역(즉, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 연장되는 영역)의 상당 부분을 폐색시키거나 차단하도록 형성된다. 보다 구체적인 실시예에 있어서, 여기서 언급된 바와 같은 상부 표면의 길이(Ltop)는 일반적으로 트립핑 메커니즘의 상당 부분을 덮도록 최대화되고, 더욱 구체적으로 상기 길이는 차단기를 위한 링크 하우징의 이용 가능한 길이(Llink)에 기초하여 최대화된다. 더욱 구체적인 실시예에 있어서, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 길이(Ltop) 및 폭(W2, W3)은 또한 의도된 방식으로 기능하지 못하게 차단기의 트립핑 메커니즘을 방해하거나 트립핑 메커니즘에 영향을 주지 못하도록 또는 차단기의 다른 기능부가 훼손되지 않도록 정해진다.
또한 여기서 언급되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, 상부 표면은 제1 세그먼트의 전방 단부와 후방 단부 사이에서 경사를 이루는 경사면을 형성하도록 배치된다. 보다 구체적인 실시예에 있어서, 경사각(Θ1)은, 링크 하우징 및 트립핑 메커니즘에 대한 차폐부 또는 장애물의 조립에 기초하여 그리고 또한 의도된 방식으로 기능하지 못하게 차단기의 트립핑 메커니즘을 방해하거나 트립핑 메커니즘에 영향을 주지 못하도록 또는 차단기의 기능부를 훼손하지 않도록 결정된다. 예시적인 실시예에 있어서, 경사각(Θ1)은 다음 관계식 중 하나를 만족시킨다.
5° ≤ Θ1 ≤ 20°;
10° ≤ Θ1 ≤ 15° 또는
Θ1 ≒ 10° [즉, 경사각(Θ1)은 대략 10°임].
위 설명된 길이, 폭 및 각도는 한정하려는 것이 아닌데, 왜냐하면 이들 길이, 폭 및 각도는 트립 메커니즘, 차단기의 지지 구조 및 차폐부, 트립 메커니즘, 그리고 차단기의 지지 구조 사이에서 이용 가능한 실제 공간에 따라 좌우되기 때문이다.
이상은 대체로 U자 형상인 3개의 구조를 포함하는 것으로서 본 발명의 차폐부 및 장애물을 설명하였지만, 이는 한정하려는 것으로 간주되어서는 안 되며, 왜냐하면 이들 3개의 서브 구조가 3개의 개방된 단부 구조를 형성하기 위해 당업자에게 알려진 다수의 방법 중 임의의 방법으로 조합된 것은 본 발명의 범위에 속하기 때문이다. 또한, 상기 구조들은 직선의 라인 및 대체로 곡선형의 코너를 갖는 것으로 제시되어 있지만, 이 역시 한정하려는 것은 아닌데, 왜냐하면 전술한 표면 혹은 라인은 아치형 혹은 곡선형뿐만 아니라 평면형일 수 있기 때문이다. 예를 들면, 제2 세그먼트(220) 및 제3 세그먼트(222) 각각은 아치형 부재를 형성하도록 구성될 수 있다. 또한 제시된 섹션으로 된 섹션 및 세그먼트는 중실형인 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 차폐부 또는 장애물을 포함하는 세그먼트 및/또는 섹션이 천공형이어서 관통 개구, 관통 슬릿 등을 포함함으로써 압축 공기가 제한된 방식으로 이러한 천공부를 통해 훨씬 낮은 압력으로 흐를 수 있는 것은 본 발명의 범위에 속한다.
위 설명된 차폐부 및 장애물 각각은, 서로 대향하는 2개의 세그먼트(230, 232)를 포함할 뿐만 아니라 U자 형상인 2개의 측부 구조의 외측벽을 형성하는 것으로 설명되어 있다. 이러한 구조는 바람직하게는 압축 가스 흐름 및 이 압축 가스 흐름 내에 포함되는 임의의 미립자 파편의 방향을 변경시키지만, 이는 한정적인 것은 아니며, 왜냐하면 도 4d에 도시된 바와 같이 이들 2개의 세그먼트가 없는 차폐부(200b) 또는 장애물을 추가로 제공하는 것은 본 발명의 범위에 속하기 때문이다. 이들 2개의 세그먼트(230, 232)가 배제되는 경우에 있어서, 제2 세그먼트(220) 및 제3 세그먼트(222)는 바람직하게는 외측을 향해 연장되어 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 에지, 그리고 차단기의 구조와 그 근접한 엔클로저 사이의 간격은 아크에 의해 생성된 임의의 미립자 파편이 이 간격을 직접 통과할 가능성을 감소시키도록 되어 있다. 그 결과로서, 이 간격을 포함하는 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 소정 각도로 이동하는 미립자 파편은 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 상류에서 차단기의 구조 및/또는 차폐부 그리고 그 엔클로저와 상호작용(예컨대, 튕김)한다. 이러한 상호작용은 미립자 파편이 전술한 각도로 지속적으로 이동하도록 하며, 차단기의 구조 및/또는 차폐부, 그리고 그 엔클로저와 함께 지속적으로 상호작용하도록 한다.
추가적으로, 상기 간격은 간격의 존재에 기인할 수 있는 압력 손실에 의해 압축 가스의 속도가 저하되게 하도록 형성된다. 이러한 방식으로, 상기 상호작용은 미립자 파편의 속도가 감소되는 결과를 유발할 수 있고, 이는 단독으로 또는 소정 각도로 이동하는 미립자 파편과 조합하여 미립자 파편이 상기 간격을 통과할 가능성을 감소시킨다. 또한, 상기 간격에 의해 유발되는 압력 손실로 인해 감소된 속도는 또한 차단기 내에서 미립자 파편에 의한 침투 수준에도 영향을 준다.
본 발명의 추가적인 실시예 및 양태에 있어서, 본 발명의 이러한 차폐부(200c) 및 장애물은 U자 형상의 중앙 구조가 존재하지 않도록 그리고 도 4d 및 도 4e에 도시된 바와 같이 트립핑 메커니즘(110a)의 일부의 대향 측부에 고정되는 대체로 U자 형상의 구조 혹은 하나 이상의 측부 차폐부(205)를 포함하도록 배치될 수 있다. 차폐부의 대응 특징의 세부사항에 대해서는 도 4a 내지 도 4c에 관한 이상의 설명을 참고하고 이하에서는 달리 언급하지 않는다. 설명된 실시예는, 제시된 차폐부가 하부 섹션(216)를 구현하지 않고 있다는 점에서 도 4a에 도시된 바와 상이하다.
제시된 실시예에 있어서, 이러한 측부 차폐부(205)는, 트립핑 메커니즘 부분(110a)에 대해 제1 측부 세그먼트(212a) 및 제2 측부 세그먼트(214a) 각각을 고정시키기 위한, 그리고 트립핑 메커니즘 부분에 대해 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트 각각의 배향을 유지하기 위한 고정 메커니즘을 포함하도록 구성된다. 이러한 고정 메커니즘은, 당업계에 알려져 있고 의도된 용도에 적절한 다수의 기법 중 임의의 기법으로 구체화될 수 있다. 구체적인 일 실시예에 있어서, 제1 세그먼트(212a) 및 제2 세그먼트(214a) 각각은, 트립핑 메커니즘 부분(110a)에 대해 각각의 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트를 결합시키기 위해 사용되는 2개의 개구(204a, 204b)를 내부에 포함하도록 구성된다. 추가적인 구체적 일 실시예에 있어서, 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 핀, 리벳 또는 다른 디바이스가 각각의 개구(204a)를 견고하게 통과하여 일 측부 섹션(212a, 212b) 또는 양 측부 섹션을 고정시킨다. 도 4d 및 도 4e에 제시된 바와 같은 다른 구체적인 실시예에 있어서, 핀, 리벳 또는 다른 디바이스는 견고하게 일 개구(204a)를 통과하며, 다른 개구는 트립핑 메커니즘 부분(110a)의 특징부와 맞물리고, 이에 따라 트립핑 메커니즘에 대해 측부 섹션의 배향을 적어도 유지한다.
또한 추가적인 실시예에 있어서, 핀, 리벳 등은 트립핑 메커니즘에 대해 측부 세그먼트의 회전을 한정하는 구조를 구체화하도록 구성된다. 예를 들면, 리벳은 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트에 마련되는 개구(204a)에 마련된 지형부와 맞물리는 샬롯(shallot)형 오목부를 포함한다.
본 발명의 차폐부는, 특히 위 설명된 바와 같은 통상적인 차폐부를 구체화한 차단기와 비교할 때 여러 면에서 유리하다. 이제 도 5를 참고하면, 설명된 차폐부에 대해 공기의 흐름 경로의 방향을 나타내는, 도 4a 내지 도 4c의 차폐부(200)의 예시적인 도면이 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 이러한 기하학적 형상 및 상기 기하학적 형상의 영향은 통상적인 차폐부와 상이하다(예컨대, 도 2a, 도 2b와 도 5를 비교해보라). 본 발명의 차폐부(200)는, 아크 또는 아크 발생에 의해 생성되는 임의의 미립자(예컨대, 미립자 파편)를 포함하는 압축 공기의 흐름이 트립 메커니즘(100)뿐만 아니라 차단기의 다른 기능부로부터 멀어지게 방향 변경되도록 그리고 차단기의 출구 또는 배기 배출구(120)로 압박되거나 또는 지향되도록 배치되는 5개의 세그먼트를 포함한다. 추가적으로, 본 발명의 차폐부(200)의 길이는 통상의 차폐부의 길이보다 현저하게 길게 되도록 정해져서 트립 메커니즘을 더 많이 덮게 된다.
이러한 차이로 인해, 도 5에 예시된 바와 같은 본 발명의 차폐부는 압축 공기 및 압축 공기에 의해 운반되는 임의의 미립자를 트립 메커니즘 및 차단기의 다른 기능부(예컨대, 시어 핀, 상부 전기자)로부터 멀어지게 효과적으로 방향 변경시키는 결과를 달성한다. 보다 구체적으로, 공기는, 압축 공기의 흐름을 차단하기 위해 차폐부의 양측에 위치하는 제2 세그먼트(220) 및 제3 세그먼트(222)를 외측을 향해 연장시킴으로써 방향 변경된다. 제4 세그먼트(230) 및 제5 세그먼트(232)는 또한 공기의 흐름의 방향을 변경시키며, 이에 따라 공기의 흐름은 실질적으로 그 자체로 다시 강제되어 트립 메커니즘 및 차단기의 다른 영역으로부터 멀어지게 된다. 반대로, 그리고 여기에 나타낸 바와 같이, 통상적인 차폐부는 단순히 압축 공기를 편향시키고 이에 따라 압축 공기 및 임의의 미립자 파편은 통상적인 차폐부 주위를 통과할 수 있으며 트립 메커니즘 및 차단기의 다른 영역 내로 진입할 수 있다.
예
차폐부를 구비하지 않는 차단기 및 본 발명에 따른 차폐부를 포함하는 차단기에 대해 트립 메커니즘, 시어 핀 및 상부 전기자와 함께 발생할 수 있는 미립자 오염의 정도를 예시 및 도시하기 위해 시험이 수행되었다. 차폐부를 구비하지 않는 차단기의 사진 도면이 도 1에 제시되어 있다. 본 발명에 따른 차폐부를 구비하도록 구성된 자기적 차단기의 사진 도면을 나타내는 도 6을 또한 참고한다.
이 예에 있어서, 상부 표면의 길이는 약 0.508 인치이며, 제2 세그먼트의 폭은 약 0.109 인치이고, 제3 세그먼트의 폭은 약 0.55 인치이며, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트 양자의 폭은 약 0.032 인치이다. 일부 경우에 있어서 제조 상의 고려로 인해 폭에 대한 치수(예컨대, 부품의 굽힘을 허용하기 위해 필요한 최소 치수)가 한정된다는 점에 주의해야 한다. 또한, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트는 제1 세그먼트의 각각의 측부 섹션에 대해 실질적으로 수직하게 배향되고, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트에 대해 실질적으로 수직하게 배향된다. 보다 구체적으로, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 U자 형상인 3개의 구조, 즉 중앙에 위치하는 U자 형상의 구조 및 U자 형상인 2개의 외측 구조를 형성하도록 배향 및 배치된다. 보다 구체적으로, 제1 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 중앙에 위치하는 U자 형상의 구조의 개방된 U자부가 U자 형상인 2개의 외측 구조의 개방된 U자부에 대향하게 되도록 배향 및 배치된다.
비교해보면 그리고 여기서 언급되는 바와 같이, 통상적인 차폐부는 제3 세그먼트, 제4 세그먼트 또는 제5 세그먼트를 포함하지 않으며, 차폐부/장애물의 상부 표면은 길이가 약 0.273 인치이고 폭이 0.074 인치이다. 따라서, 통상적인 차폐부의 기하학적 형상은 본 예의 기하학적 형상과 상이하다. 추가적으로, 통상적인 차폐부는 본 예와 비교할 때 크기 면에서 더 작고 따라서 효과도 더 적다.
차폐부를 구비한 차단기 및 차폐부를 구비하지 않은 차단기의 물리적 비교에 따르면, 도 1(차폐부를 구비하지 않음)은 트립 메커니즘 및 시어 핀뿐만 아니라 상부 전기자 상의 미립자 오염이 상당한 수준임을 도시하고 있다. 대조적으로, 도 6에서의 (차폐부를 구비한) 차단기는 이들 3개의 기능부에서의 파편의 정도가 현저하게 감소되어 있음을 도시하고 있다. 추가적으로, 도 1의 솔레노이드를 도 6의 솔레노이드와 비교하면 또한 도 6의 솔레노이드에 대해 오염이 더 적게 발생한다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어를 이용하여 설명되었지만, 이러한 설명은 단시 예시의 목적일 뿐이며, 이하의 청구범위의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 변경 및 변형이 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
참조로서의 포함
여기에 개시된 모든 특허, 공개된 특허 출원 및 다른 참조문헌은 인용함으로써 그 전체 내용이 참조로서 명확하게 포함된다.
등가물
당업자는 단순히 통상적인 실험을 이용하여 여기 설명된 발명의 특정 실시예의 다수의 등가물이 가능함을 인지 또는 확인할 수 있을 것이다. 이러한 등가물은 이하의 청구범위에 포함되는 것으로 의도된다.
200 : 차폐부 또는 장애물
204 : 구멍
210 : 제1 세그먼트
212 : 제1 측부 섹션
214 : 제2 측부 섹션
216 : 하부 섹션
220 : 제2 세그먼트
222 : 제3 세그먼트
230 : 제4 세그먼트
232 : 제5 세그먼트
240a : 전방 단부
240b : 후방 단부

Claims (33)

  1. 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물로서,
    제1 측부 섹션, 제2 측부 섹션 및 하부 섹션을 포함하는 제1 세그먼트로서, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 하부 섹션은 대체로 U자 형상인 제1 구조를 형성하도록 서로 결합되는 것인 제1 세그먼트;
    제1 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제1 측부 섹션에 결합되는 제2 세그먼트;
    제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 측부 섹션에 결합되는 제3 세그먼트;
    제2 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 제2 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제2 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제2 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제2 세그먼트에 결합되는 제4 세그먼트; 및
    제3 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 제3 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제3 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제3 세그먼트에 결합되는 제5 세그먼트
    를 포함하는 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  2. 제1항에 있어서, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 이들 세그먼트가 차단기의 배기 포트를 향해 압축 가스의 흐름을 안내하는 구조를 형성하도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  3. 제2항에 있어서, 과부하 사건(overload event)과 관련된 아크에 의해 발생되는 미립자 파편이 실질적으로 배기 포트를 향해 방향 변경되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  4. 제1항에 있어서, 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 각각의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션과 조합하여 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조를 각각 형성하도록 배치되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  5. 제4항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조는, 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대해 대체로 대향하는 방향으로의 흐름으로 가스가 방향 변경되도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  6. 제4항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제1 구조는 차단기의 트립 메커니즘(trip mechanism)의 상당 부분에 걸쳐 연장되도록 배치되어 트립 메커니즘을 직접적으로 차폐시키는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  7. 제4항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조는 각각 트립 메커니즘의 대향 표면들로부터 외측을 향해 연장되는 개방 영역의 상당 부분을 폐색시키도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  8. 제4항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조는 각각 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 달리 연장되는 개방 영역의 상당 부분을 폐색시키도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  9. 제4항에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 각각의 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조의 외측부를 형성하도록 각각 크기 설정 및 배치되고, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션은 각각 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조의 대향 측부를 형성하는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외측부 및 대향 측부는, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대해 대체로 대향하는 방향으로의 흐름으로 가스/미립자가 방향 변경되도록 배치되는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  11. 제1항에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 각각의 세그먼트가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 표면을 가로질러 흐르는 가스의 흐름을 폐색시키기에 충분하게 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되도록 크기 설정 및 배치되어, 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 차단기의 특정 개방 영역 내로 흐르는 것을 적어도 최소화하는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  12. 제1항에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 각각의 세그먼트가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 정해진 길이를 따라 길이방향으로 연장되게 각각 크기 설정 및 배치되어, 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 차단기의 특정 개방 영역 내로 흐르는 것을 적어도 최소화하는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  13. 제1항에 있어서, 제1 세그먼트는 전방 단부 및 후방 단부를 더 포함하고, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션은 그 에지가 전방 단부로부터 후방 단부로 소정 각도로 경사지도록 구성되어, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 각각의 상부 표면이 경사면을 형성하는 것인 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  14. 제1항에 있어서,
    제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 차단기의 트립 메커니즘에 대해 원하는 관계로 유지되도록 제1 세그먼트를 전기 차단기에 대해 고정시키는 고정 메커니즘
    을 더 포함하는 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물.
  15. 전기 차단기로서,
    허용 불가능한 천이 상태 또는 작동 상태를 탐지하면 차단기에서 전류 흐름을 차단하도록 구성 및 배치되는 트립핑 메커니즘(tripping mechanism); 및
    상기 트립핑 메커니즘에 대해 원하는 배향으로 유지되도록 배치되는 압력 방향변형용 장애물
    을 포함하며, 상기 압력 방향변경용 장애물은,
    제1 측부 섹션, 제2 측부 섹션 및 하부 섹션을 포함하는 제1 세그먼트로서, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 하부 섹션은 대체로 U자 형상인 제1 구조를 형성하도록 서로 결합되는 것인 제1 세그먼트;
    제1 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제1 측부 섹션에 결합되는 제2 세그먼트;
    제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 측부 섹션에 결합되는 제3 세그먼트;
    제2 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 제2 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제2 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제2 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제2 세그먼트에 결합되는 제4 세그먼트; 및
    제3 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 제3 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제3 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제3 세그먼트에 결합되는 제5 세그먼트
    를 포함하는 것인 전기 차단기.
  16. 제15항에 있어서,
    적어도 하나의 배기 포트
    를 더 포함하며, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 이들 세그먼트가 전기 차단기의 작동으로부터 유발되는 압축 가스의 흐름을 적어도 하나의 배기 포트를 향해 방향 변경시키는 구조를 형성하도록 크기 설정되는 것인 전기 차단기.
  17. 제16항에 있어서, 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트는, 단락 사건과 관련된 아크에 의해 발생되는 미립자 파편이 적어도 하나의 배기 포트를 향해 방향 변경되도록 배치되는 것인 전기 차단기.
  18. 제1항에 있어서, 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트는 각각의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션과 조합하여 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조를 각각 형성하도록 배치되는 것인 전기 차단기.
  19. 제18항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조는, 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대해 대체로 대향하는 방향으로의 흐름으로 가스가 방향 변경되도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기.
  20. 제18항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제1 구조는 차단기의 트립 메커니즘의 상당 부분에 걸쳐 연장되도록 배치되어, 트립 메커니즘을 직접적으로 차폐시키며, 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조는 각각 트립 메커니즘의 대향 표면들로부터 외측을 향해 연장되는 개방 영역의 상당 부분을 폐색시키도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기.
  21. 제20항에 있어서, 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조는 각각 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 달리 연장되는 개방 영역의 상당 부분을 폐색시키도록 크기 설정 및 배치되는 것인 전기 차단기.
  22. 제18항에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는, 각각의 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조의 외측부를 형성하도록 각각 크기 설정 및 배치되고, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션은 각각 대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조의 대향 측부를 형성하는 것인 전기 차단기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 외측부 및 대향 측부는, 제1 세그먼트의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션의 표면을 가로질러 흐르는 가스에 대해 대체로 대향하는 방향으로의 흐름으로 가스/미립자가 방향 변경되도록 배치되는 것인 전기 차단기.
  24. 제18항에 있어서, 제4 세그먼트 및 제5 세그먼트는,
    각각의 세그먼트가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 표면을 가로질러 흐르는 가스의 흐름을 폐색시키기에 충분하게 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되게 크기 설정 및 배치되어, 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 차단기의 특정 개방 영역 내로 흐르는 것을 적어도 최소화하도록, 그리고
    각각의 세그먼트가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트의 정해진 길이를 따라 길이방향으로 연장되게 각각 크기 설정 및 배치되어, 가스가 각각의 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 주위에서 차단기의 특정 개방 영역 내로 흐르는 것을 적어도 최소화하도록 하는 것인 전기 차단기.
  25. 제15항에 있어서, 제1 세그먼트는 전방 단부 및 후방 단부를 더 포함하고, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션은 그 에지가 전방 단부로부터 후방 단부로 소정 각도로 경사지도록 구성되어, 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 각각의 상부 표면이 경사면을 형성하는 것인 전기 차단기.
  26. 제15항에 있어서,
    제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트가 트립핑 메커니즘에 대해 원하는 배향으로 유지되도록 제1 세그먼트를 전기 차단기에 대해 고정시키는 고정 메커니즘
    을 더 포함하는 전기 차단기.
  27. 과부하 사건으로 인한 전기 차단기의 작동으로부터 유발되는 효과에 따라 전기 차단기의 적어도 하나의 기능부가 훼손되는 것을 최소화하기 위한 방법으로서, 상기 전기 차단기는 트립핑 메커니즘을 포함하는 것인 방법에 있어서, 상기 방법은,
    트립핑 메커니즘에 대해 원하는 배향으로 유지되도록 배치되는 장애물을 제공하는 단계로서, 상기 장애물은,
    제1 측부 섹션, 제2 측부 섹션 및 하부 섹션을 포함하는 제1 세그먼트로서, 제1 측부 섹션 및 제2 측부 섹션과 하부 섹션은 대체로 U자 형상인 제1 구조를 형성하도록 서로 결합되는 것인 제1 세그먼트;
    제1 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제1 측부 섹션에 결합되는 제2 세그먼트;
    제2 측부 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 측부 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 측부 섹션에 결합되는 제3 세그먼트;
    제2 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 제2 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제2 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제2 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제2 세그먼트에 결합되는 제4 세그먼트; 및
    제3 세그먼트의 표면을 따라 흐르는 가스가 제3 세그먼트 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제3 세그먼트로부터 외측을 향해 연장되고 제3 세그먼트에 대해 각도를 형성하도록 제3 세그먼트에 결합되는 제5 세그먼트
    를 포함하는 것인 단계; 그리고
    전기 차단기의 작동으로 인해 유발되는 압축 가스의 흐름을 차단기의 특정 영역으로부터 멀어지게 실질적으로 방향 변경시키는 구조를 형성하도록 제1 세그먼트 내지 제5 세그먼트를 배치 및 크기 설정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    대체로 U자 형상의 제2 구조 및 대체로 U자 형상의 제3 구조를 각각 형성하도록 제1 세그먼트의 각각의 제1 측부 섹션 또는 제2 측부 섹션과 조합하여 제2 세그먼트 내지 제5 세그먼트를 배치하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  29. 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트 중 적어도 하나를 포함하는, 전기 차단기를 위한 압력 방향변경용 장애물로서,
    제1 측부 세그먼트는 차단기의 트립핑 메커니즘의 제1 측부를 따라 배치되도록 구성되며, 제1 측부 세그먼트는,
    제1 섹션 및 이 제1 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제1 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제1 섹션에 결합되는 제2 섹션; 및
    제3 섹션의 표면을 따라 흐르는 가스가 제3 섹션 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제2 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제2 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제2 섹션에 결합되는 제3 섹션
    을 포함하고,
    제1 측부에 대향되는 차단기의 트립핑 메커니즘의 제2 측부를 따라 배치되도록 구성되는 제2 측부 세그먼트는,
    제4 섹션 및 이 제4 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제4 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제4 섹션에 결합되는 제5 섹션; 및
    제5 섹션의 표면을 따라 흐르는 가스가 제5 섹션 표면에 대해 소정 각도로 방향 변경되도록 하기 위해, 제5 섹션으로부터 외측을 향해 연장되고 제5 섹션에 대해 각도를 형성하도록 제5 섹션에 결합되는 제6 섹션
    을 포함하는 것인 압력 방향변경용 장애물.
  30. 제29항에 있어서, 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트 양자 모두를 포함하는 압력 방향변경용 장애물.
  31. 제29항에 있어서, 제1 측부 세그먼트 및 제2 측부 세그먼트는 각각 대체로 U자 형상 구조의 섹션을 형성하도록 구성 및 배치되는 것인 압력 방향변경용 장애물.
  32. 제29항에 있어서,
    제1 섹션, 제2 섹션 및 제3 섹션은, 제1 섹션과 제3 섹션이 서로 대향하도록 그리고 이들 3개의 섹션이 개방 단부 구조를 형성하도록 구성되며,
    제4 섹션, 제5 섹션 및 제6 섹션은, 제3 섹션과 제6 섹션이 서로 대향하도록 그리고 이들 3개의 섹션이 개방 단부 구조를 형성하도록 구성되는 것인 압력 방향변경용 장애물.
  33. 제29항에 있어서,
    트립핑 메커니즘에 대해 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트를 각각 고정시키기 위한, 그리고 트립핑 메커니즘에 대해 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트 각각의 배향을 유지하기 위한 고정 메커니즘
    을 더 포함하는 압력 방향변경용 장애물.
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