KR20220122307A - 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 곡선형 프레임부에 밀착 설치될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기에 있어서, 프레임부의 외주와 인접하게 배치되고 서로 이격되며 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부 및 마주보는 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되는 아크 그리드를 포함하고, 상기 커버부는 상기 프레임부의 외주와 접하는 일 측이 상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되는, 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 개시한다.

Description

아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기{Arc chute and Load break switch including the same}

본 발명은 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 곡선형 프레임부에 밀착 설치될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기에 관한 것이다.

부하 개폐기(Load break switch, LBS)는 전로의 정격 전류를 개폐하여 선로의 분기, 구분 및 전력 계통을 보호하는 부품을 의미한다. 더 나아가, 일반 전력 회로에서 단락 보호가 요구되지 않는 경우, 부하 개폐기는 차단기를 대신하여 과부하 전류 및 지락 전류를 차단하는 데 사용될 수 있다.

부하 개폐기는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되는 고정 단자부, 고정 단자부를 향하는 방향 또는 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 운동될 수 있는 가동 단자부를 포함한다.

가동 단자부는 수동 또는 자동으로 운동이 조작되어, 고정 단자부와 접촉 및 분리될 수 있다.

가동 단자부가 고정 단자부와 접촉될 때, 개폐 부하기는 외부의 전원 및 부하와 통전된다. 즉, 가동 단자부가 고정 단자부와 접촉될 때, 개폐 부하기는 부하에 전원을 공급한다.

반대로, 가동 단자부가 고정 단자부로부터 분리될 때, 부하 개폐기는 외부의 전원 및 부하와 단전되고, 부하로의 전원 공급을 차단한다. 상기 과정에서, 가동 단자부와 고정 단자부 사이에는 아크(arc)가 발생된다.

아크란, 기체를 사이에 두고 배치되는 두 개의 전극 사이에 전압이 형성된 경우 발생되며, 두 개의 전극 사이에 존재하는 기체가 통전 매개체로 전환되어 이루어지는 전기적인 방전을 의미한다.

아크는 고온 고압의 전자 흐름인 바, 전류의 차단을 지연하고, 부하 개폐기의 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 부하 개폐기의 전원 차단 과정에서 발생되는 아크의 신속한 처리가 요구된다. 이를 아크 소호(arc extinguishing)라 한다. 부하 개폐기는 아크 소호를 위해 아크 슈트를 포함한다.

아크 슈트는 전류의 개폐 및 차단 과정에서 발생되는 아크를 소호하는 부품을 의미한다. 아크 슈트는 아크의 길이를 신장 및 냉각하여, 아크를 소호시킨다.

통상적인 아크 슈트는 복수 개의 아크 그리드가 구비된다. 각각의 아크 그리드는 아크를 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 유도하여 아크의 길이를 신장한다.

아크 슈트는 부하 개폐기의 설치 환경, 구동 조건 등에 따라 다양한 형태로 설치될 수 있다. 그 중에서도 본 발명은, 아크 슈트가 회전형 부하 개폐기의 프레임부 외부에 설치된다.

아크 슈트가 프레임부의 외부에 설치되는 경우, 아크 유도 및 신장 효과는 아크 슈트와 프레임부가 밀착될 때 극대화될 수 있다. 그러나, 종래의 아크 슈트는 원기둥 형상으로 형성되는 프레임부의 외주면에 밀착 설치되는 데 어려움이 있다.

이는 아크 슈트의 아크 유도 및 신장 과정에 불리하게 작용할 수 있다. 뿐만 아니라, 이는 부하 개폐기의 불필요한 부피 증가를 초래할 수 있다.

따라서, 부하 개폐기에 보다 밀착 설치될 수 있는 아크 슈트의 개발이 고려될 수 있다.

한국등록특허공보 제10-0549510호는 가스 절연 부하 개폐기를 개시한다. 구체적으로, 개폐기의 주 회로 고정 전극에 아크 슈트가 설치된 가스 절연 부하 개폐기를 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 부하 개폐기는, 곡선형 프레임부에 설치되는 아크 슈트를 개시하지 않는다. 더 나아가, 이러한 유형의 부하 개폐기는, 곡선형 프레임부에 밀착 설치될 수 있는 아크 슈트의 구조는 개시하지 않는다.

한국등록특허공보 제10-1315008호는 아크 슈트를 개시한다. 구체적으로, 다단의 층을 이루도록 이격되게 적층되는 다수의 그리드를 포함하는 아크 슈트를 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 부하 개폐기 또한, 곡선형 프레임부에 밀착 설치될 수 있는 아크 슈트의 구조는 개시하지 않는다. 따라서, 아크 슈트의 아크 유도 및 신장이 불충분하게 이루어질 수 있다.

한국등록특허공보 제10-0549510호 (2006.01.27.) 한국등록특허공보 제10-1315008호 (2013.09.27.)

본 발명의 일 목적은, 회전형 부하 개폐기의 프레임부에 밀착 설치될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 아크 소호(arc extinguishing) 과정에서 아크의 재점호 현상이 방지될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 아크 그리드가 아크를 보다 효율적으로 유도할 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 아크가 소호될 때 아크의 신장 및 냉각 효과가 보다 증대될 수 있는 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 아크 소호 능력이 극대화된 아크 슈트 및 이를 포함하는 부하 개폐기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트는, 고정 단자부; 기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정 단자부의 일부를 수용하는 프레임부; 상기 프레임부의 외주와 인접하게 배치되고, 서로 이격되며, 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부; 및 마주보는 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되고, 상기 고정 단자부와 서로 이격되는 아크 그리드를 포함하고, 상기 커버부는, 상기 프레임부의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되고, 상기 프레임부의 외주와 접하는 일 측이 상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 일 측과 다른 타 측이 상기 고정 단자부에 인접하게 위치된다.

또한, 상기 아크 그리드는, 상기 커버부를 향하는 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되는 그리드 베이스부; 및 상기 그리드 베이스부의 일 측으로부터 상기 프레임부의 방사상 내측으로 연장되어 형성되는 두 개의 그리드 레그를 포함하고, 상기 두 개의 그리드 레그의 중심선은, 상기 아크 그리드의 중심선과 이격되고, 상기 아크 그리드에 대하여 편향되게 위치될 수 있다.

또한, 상기 아크 그리드는 복수 개 구비되고, 이웃하는 두 개의 상기 아크 그리드에 구비되는 상기 그리드 레그는, 상기 프레임부의 원주 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열될 수 있다.

또한, 상기 아크 그리드는, 아크 홀이 두께 방향으로 관통 형성될 수 있다.

또한, 상기 아크 그리드는, 상기 아크 홀이 복수 개 구비될 수 있다.

또한, 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정 단자부의 일부를 수용하는 프레임부; 일 측이 상기 프레임부의 외주면과 인접하게 위치되고, 서로 이격되며, 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부; 및 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되고, 소정의 곡선을 따라 소정의 간격으로 배열되는 복수 개의 아크 그리드를 포함하고, 상기 커버부는, 판 형상으로 형성되고, 상기 일 측과 다른 타 측이 상기 고정 단자부에 인접하게 위치되며, 상기 소정의 곡선은, 그 곡률 반경이 상기 프레임부의 곡률 반경과 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 커버부는, 상기 프레임부의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되고, 그 곡률 반경이 상기 프레임부의 곡률 반경과 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 소정의 간격은, 상기 아크 그리드의 두께의 1.4배 이상 1.6배 이하일 수 있다.

또한, 상기 아크 그리드는, 상기 커버부를 향하는 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되는 그리드 베이스부; 및 상기 그리드 베이스부의 일 측으로부터 상기 프레임부의 방사상 내측으로 연장되어 형상되는 두 개의 그리드 레그를 포함하고, 이웃하는 두 개의 상기 아크 그리드에 구비되는 상기 그리드 레그는, 상기 프레임부의 원주 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열될 수 있다.

또한, 상기 아크 그리드는, 아크 홀이 두께 방향으로 관통 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 고정 단자부 및 가동 단자부를 포함하는 개폐부; 기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정 단자부의 일부를 수용하는 프레임부; 상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 가동 단자부와 연결되어 상기 가동 단자부와 함께 회전되는 회전 샤프트; 및 상기 프레임부의 외주와 인접하게 배치되는 아크 슈트를 포함하고, 상기 아크 슈트는, 서로 이격되며, 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부; 및 마주보는 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되고, 상기 고정 단자부와 서로 이격되는 아크 그리드를 포함하며, 상기 커버부는, 상기 프레임부의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되고, 일 측이 상기 프레임부의 외주면에 접하며, 상기 일 측이 상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 일 측과 다른 타 측이 상기 고정 단자부에 인접하게 위치되는, 부하 개폐기를 제공한다.

또한, 상기 아크 슈트는, 소정의 곡선을 따라 소정의 간격으로 배열되는 복수 개의 아크 그리드를 포함하고, 상기 소정의 곡선은, 상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 아크 그리드는 복수 개 구비되고, 상기 복수 개의 아크 그리드는, 상기 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 상기 아크 그리드의 길이가 점차 감소될 수 있다.

또한, 마주보는 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되고, 상기 고정 단자부와 상기 아크 그리드 사이에 배치되며, 그 일 부분이 상기 고정 단자부에 접촉되는 아크 러너(arc runner)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가동 단자부는, 상기 회전 샤프트의 회전축에 대하여 회전 가능하도록 상기 프레임부의 내부에 수용되는 가동 접점을 포함하고, 상기 아크 그리드는, 상기 커버부를 향하는 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되는 그리드 베이스부; 및 상기 그리드 베이스부의 일 측으로부터 상기 프레임부의 방사상 내측으로 연장되어 형상되는 두 개의 그리드 레그를 포함하며, 상기 그리드 레그는, 상기 프레임부의 방사상 내측을 향하는 일 단과 상기 회전 샤프트 사이의 거리가, 상기 가동 접점과 상기 회전 샤프트 사이의 거리보다 작게 형성되고, 상기 두 개의 그리드 레그 사이 공간에는 그리드 오목부가 형성되며, 상기 그리드 오목부는, 그 폭이 상기 가동 접점의 폭보다 크게 형성되고, 그 내부로 상기 가동 접점이 통과되며 회전될 수 있다.

또한, 상기 프레임부의 방사 방향으로 연장되는 막대 형상으로 형성되고, 일 측 단부에 상기 가동 접점이 형성되는 가동 접점대; 및 상기 프레임부의 방사 방향으로 연장되는 기둥 형상으로 형성되고, 내부에 상기 가동 접점대를 수용하는 중공이 형성되며, 외부에 상기 가동 접점이 배치되는 퍼퍼 가이드(puffer guide)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 아크 슈트는 복수 개 구비되고, 상기 회전 샤프트를 사이에 두고 마주보는 두 개의 상기 아크 슈트는, 상기 회전 샤프트에 대하여 점 대칭되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 아크 슈트는, 상기 프레임부의 외주와 인접하게 배치되고, 상기 프레임부의 외주면과 접하는 일 면에 체결 홈이 함몰 형성되는 체결부를 포함하고, 상기 체결 홈은, 상기 체결부의 상기 일 면으로부터 상기 프레임부의 방사상 외측으로 함몰되어 형성되며, 상기 프레임부는, 외주면으로부터 상기 프레임부의 방사상 외측으로 돌출되어 형성되고, 상기 체결 홈과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 체결 홈에 삽입 결합되는 체결 날개부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 체결부는, 상기 프레임부의 축 방향으로 관통 형성되는 체결공이 구비되고, 상기 체결 날개부는, 상기 체결공과 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 체결 날개 홀이 관통 형성되며, 상기 체결공 및 상기 체결 날개 홀은, 결합 부재가 각각 관통 결합될 수 있다.

또한, 상기 결합 부재는, 상기 체결부 및 상기 체결 날개 홀에 볼트 결합 방식으로 각각 결합될 수 있다.

본 발명의 다양한 효과 중, 상술한 해결 수단을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.

먼저, 아크 슈트(arc chute)는 커버부 및 복수 개의 아크 그리드가 구비된다. 커버부의 곡률 반경은 프레임부의 곡률 반경과 동일하게 형성된다. 또한, 아크 그리드가 프레임부와 동일한 곡률 반경으로 형성되는 소정의 곡선을 따라 일정한 간격으로 배열된다.

따라서, 아크 슈트가 회전형 부하 개폐기의 프레임부와 밀착되며 체결될 수 있다. 이는 아크 슈트가 아크를 유도 및 신장시키는 데 보다 유리하게 작용될 수 있다. 더 나아가, 아크 슈트의 아크 소호 성능이 보다 향상될 수 있다.

또한, 복수 개의 아크 그리드는 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 아크 그리드의 길이가 점차 감소된다.

따라서, 아크 슈트에 구비되는 아크 그리드의 개수가 동일한 조건 하에서, 가동 접점과 아크 그리드 간 절연 거리가 보다 증가될 수 있다. 이에 따라, 아크 소호 과정에서 발생될 수 있는 아크의 재점호 현상이 방지될 수 있다. 더 나아가, 아크의 재점호로 인한 아크 슈트의 소손이 예방될 수 있다.

또한, 아크 그리드와 고정 단자부 사이에 아크 러너가 추가적으로 설치된다. 이때, 아크 러너는 그 일부가 고정 단자부에 접촉되어, 아크 발생 시 아크를 일차적으로 유도한다. 즉, 아크가 아크 그리드에 유도되기 전에 아크 러너를 향해 유도된다.

따라서, 아크 그리드가 아크를 보다 효율적으로 유도할 수 있다. 이에 따라, 아크 슈트가 아크 소호 동작을 보다 효율적으로 진행할 수 있다.

또한, 가동 단자부가 회전될 때, 가동 접점이 그리드 오목부를 통과할 수 있다. 이때, 그리드 오목부는 아크 그리드의 그리드 레그 사이에 형성되는 공간을 의미한다.

따라서, 아크의 유도 경로가 그리드 오목부에 대하여 보다 내측으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 아크의 신장 및 냉각 효과가 보다 증대될 수 있다. 결과적으로, 아크 슈트의 아크 소호 효율이 증가될 수 있다.

또한, 아크 슈트는 복수 개 구비된다. 복수 개의 아크 슈트는 각각 서로 다른 고정 단자부에 인접하게 배치된다. 회전 샤프트를 사이에 두고 마주보는 두 개의 아크 슈트는, 회전 샤프트의 중심축에 대하여 점 대칭되도록 배치된다.

따라서, 회전 샤프트를 사이에 두고 마주보는 두 개의 고정 단자부 각각에 서로 다른 아크 슈트가 인접하게 설치될 수 있다. 이에 따라, 아크 슈트의 아크 소호 능력이 극대화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 개폐기를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 프레임부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 프레임부를 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 부하 개폐기를 도시하는 정단면도이다.
도 5는 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 개폐부, 회전 샤프트, 아크 슈트 및 퍼퍼 가이드를 도시하는 정면도이다.
도 6은 도 5의 아크 슈트 및 퍼퍼 가이드를 도시하는 측면도이다.
도 7은 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 개폐부 및 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 8은 도 1의 부하 개폐기에 구비되는 아크 슈트를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8의 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 10은 도 8의 아크 슈트를 도시하는 측면도이다.
도 11은 도 8의 아크 슈트에 구비되는 체결부를 도시하는 사시도이다.
도 12는 도 11의 체결부를 도시하는 정면도이다.
도 13은 도 11의 체결부를 도시하는 측면도이다.
도 14는 도 8의 아크 슈트에 구비되는 아크 러너 및 아크 그리드를 도시하는 개념도이다.
도 15는 도 8의 아크 슈트에 구비되는 아크 러너를 도시하는 사시도이다.
도 16은 도 8의 아크 슈트에 구비되는 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 17은 도 16과 다른 일 실시 예에 따른 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 18은 도 16과 또 다른 일 실시 예에 따른 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 19는 도 16과 또 다른 일 실시 예에 따른 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 20은 도 8과 다른 실시 예에 따른 아크 슈트를 도시하는 사시도이다.
도 21은 도 20의 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 22는 도 20의 아크 슈트를 도시하는 측면도이다.
도 23은 도 20의 아크 슈트에 구비되는 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 슈트 및 퍼퍼 가이드를 도시하는 측면도이다.
도 25는 도 24의 아크 슈트를 도시하는 사시도이다.
도 26은 도 24의 아크 슈트를 도시하는 정면도이다.
도 27은 도 24의 아크 슈트를 도시하는 측면도이다.
도 28은 도 24의 아크 슈트에 구비되는 아크 그리드를 도시하는 측면도이다.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 개폐부 및 아크 슈트의 (a) 아크 발생 전 및 (b) 아크 발생 후 상태를 도시하는 개념도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르기 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", 좌측", 우측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 1, 도 8, 도 15, 도 20 및 도 25에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.

1. 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)의 설명

이하에서는, 도 1 내지 도 23을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)에 대하여 설명한다. 다만, 각 구성 요소의 회전 방향은 도 4, 도 5, 도 7 및 도 29를 참조하여 이해될 것이다.

부하 개폐기(1)는 전로의 정격 전류를 개폐할 수 있다. 즉, 부하 개폐기(1)는 외부의 전원 및 부하 간의 통전 상태를 허용하거나 차단할 수 있다. 이를 위해, 부하 개폐기(1)는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다. 달리 말하면, 외부의 전원 및 부하는 부하 개폐기(1)에 의해 통전 가능하게 연결된다.

부하 개폐기(1)의 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 서로 접촉되는 경우, 외부의 전원 및 부하가 부하 개폐기(1)를 통해 통전 가능하게 연결될 수 있다. 반대로, 부하 개폐기(1)의 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 서로 이격되는 경우, 외부의 전원 및 부하 간 통전 상태는 차단된다.

부하 개폐기(1)의 개폐 여부는 수동 또는 자동으로 조작될 수 있다. 이를 위해, 부하 개폐기(1)에 별도의 조작부가 결합될 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)의 구성을 설명하되, 프레임부(10), 고정부(20), 개폐부(30), 회전 샤프트(40), 아크 슈트(arc chute)(50) 및 퍼퍼 가이드(puffer guide)(60)는 별항으로 설명한다.

(1) 부하 개폐기(1)의 구성의 설명

부하 개폐기(1)는 외부의 전원 및 부하에 각각 통전 가능하게 연결되어, 전원 및 부하 간 통전 상태를 허용하거나 차단할 수 있다. 구체적으로, 부하 개폐기(1)는 고정 단자부(320)와 가동 단자부(330)가 서로 접촉 또는 이격되며, 외부의 전원 및 부하 간 통전 상태를 허용하거나 차단한다.

일 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 핸들과 결합된다. 사용자는 상기 핸들을 조작하여, 부하 개폐기(1)의 개폐 여부를 수동으로 조작할 수 있다. 링 메인 유닛(Ring Main Unit, RMU)에 구비되는 부하 개폐기(1)의 경우, 핸들이 회전 조작되어 개폐 여부가 조작될 수 있다.

다른 실시 예에서, 부하 개폐기(1)에는 조작부가 부착된다. 상기 조작부는 일정 조건 하에서 외부의 전원 및 부하 간 전로를 개방하거나, 폐쇄한다. 즉, 부하 개폐기(1)의 개폐 여부가 상기 조작부에 의해 자동으로 조작될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 프레임부(10), 고정부(20), 개폐부(30), 회전 샤프트(40), 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)를 포함한다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 부하 개폐기(1)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.

(2) 프레임부(10) 및 고정부(20)의 설명

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 프레임부(10)에 대하여 설명한다.

프레임부(10)는 부하 개폐기(1)의 외관을 형성한다.

프레임부(10)는 원기둥 형상으로 형성된다.

프레임부(10)의 외주는 아크 슈트(50)와 대응되는 형상으로 형성된다.

프레임부(10)의 외주에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 관통공이 형성된다. 도시된 실시 예에서, 프레임부(10)의 상측 및 하측 외주면에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 상하 방향의 관통공이 형성된다.

프레임부(10)는 내부에는 다양한 장치들을 수용할 수 있는 공간이 형성된다. 상기 공간에는 부하 개폐기(1)가 외부에서 전달되는 전류를 인가하거나 차단하기 위한 기능을 수행하는 다양한 장치들이 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 공간에는 개폐부(30), 회전 샤프트(40) 및 퍼퍼 가이드(60)가 수용된다.

프레임부(10)에는 퍼퍼 가이드(60)와 결합된 회전 샤프트(40)가 관통 결합된다. 도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 프레임부(10)의 중심부에 전후 방향으로 관통 결합된다. 구체적으로, 회전 샤프트(40)는 프레임부(10)의 중심축과 일직선상에 위치된다.

프레임부(10) 내부의 기체는 회전 샤프트(40)가 회전 시 발생되는 압력에 의해 순간적으로 압축될 수 있다. 상기 기체는 퍼퍼 가이드(60)를 통과하여 반대 방향으로 이동된다. 상기 과정에서, 상기 기체는 고속으로 퍼퍼 가이드(60)를 통과할 수 있다. 결과적으로, 개폐 과정에서 발생되는 아크가 상기 과정을 통해 소호될 수 있다.

프레임부(10)의 외부에는 고정부(20) 및 아크 슈트(50)가 고정되어 결합된다. 도시된 실시 예에서, 프레임부(10)의 후방측에 고정부(20)가 결합되고, 프레임부(10)의 외주에 아크 슈트(50)가 결합된다.

일 실시 예에서, 프레임부(10)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임부(10)는 합성 수지 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 프레임부(10)의 내부와 외부가 임의로 통전되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 전자의 흐름인 아크가 프레임부(10)의 외부로 임의 유출되는 것이 예방될 수 있다.

다른 실시 예에서, 프레임부(10)는 높은 내압성 및 높은 내열성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 고온 고압의 전자 흐름인 아크에 의한 프레임부(10)의 소손이 방지될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 프레임부(10)는 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)을 포함한다.

상부 프레임(110)은 부하 개폐기(1)의 상측 외관을 형성한다.

상부 프레임(110)은 반원기둥 형상으로 형성된다. 구체적으로, 상부 프레임(110)은 곡면부가 상측을 향하는 반원기둥 형상이다. 이때, 상부 프레임(110)의 외주는 아크 슈트(50)와 대응되는 형상으로 형성된다.

상부 프레임(110)의 외주면에는 아크 슈트(50)가 밀착 결합된다. 이를 위해, 상부 프레임(110)의 외주에는 상부 체결 날개부(111)가 형성될 수 있다. 즉, 상부 체결 날개부(111)는 아크 슈트(50)에 밀착 결합된다.

상부 체결 날개부(111)는 아크 슈트(50)와 인접하게 배치되어, 아크 슈트(50)에 삽입 결합된다.

상부 체결 날개부(111)는 판 형상으로 형성된다. 상부 체결 날개부(111)는 상부 프레임(110) 외주면의 어느 두 점에 의해 한정되는 원호로부터, 상부 프레임(110)의 방사상 외측을 향해 연장되어 형성된다. 즉, 상부 체결 날개부(111)는 상부 프레임(110)의 외주면으로부터 프레임부(10)의 방사상 외측으로 돌출되어 형성된다.

일 실시 예에서, 상부 체결 날개부(111)는 후술하는 아크 슈트(50)의 체결 홈(511)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

상부 체결 날개부(111)에는 상부 체결 날개 홀(111a)이 형성된다.

상부 체결 날개 홀(111a)은 아크 슈트(50)의 결합 부재(520)의 통로로서 기능한다. 아크 슈트(50)의 결합 부재(520)는 상부 체결 날개 홀(111a)을 관통하며 상부 체결 날개부(111)에 결합된다. 즉, 아크 슈트(50)의 결합 부재(520)는 상부 체결 날개 홀(111a)에 관통 결합된다. 일 실시 예에서, 상기 결합은 볼트 결합 방식일 수 있다.

상부 체결 날개 홀(111a)은 소정의 단면이 일 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 소정의 단면은 아크 슈트(50)의 결합 부재(520)에 따라 변경될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상부 체결 날개 홀(111a)은 원형의 단면이 전후 방향으로 연장되어 형성된다.

또한, 상부 프레임(110)부(10)의 외주에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 상부 고정 단자 수용부(112)가 돌출 형성된다.

상부 고정 단자 수용부(112)는 고정 단자부(320)가 프레임부(10) 외부 및 내부 공간과 상통되도록 고정 단자부(320)를 수용한다.

상부 고정 단자 수용부(112)의 내부에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 공간이 형성된다. 구체적으로, 상기 공간에는 고정 접점대(321a, 322a)가 수용된다. 즉, 고정 접점대(321a, 322a)는 상부 고정 단사 수용부에 관통 결합된다.

상부 고정 단자 수용부(112)는 내부에 중공이 형성된 기둥 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상부 고정 단자 수용부(112)는 상부 프레임(110)의 상측 외주면에서 상측으로 연장된다.

상부 고정 단자 수용부(112)는 고정 단자부(320)를 감싸도록 배치된다. 즉, 고정 단자부(320)는 상부 고정 단자 수용부(112)에 의해 둘러싸인다.

상부 고정 단자 수용부(112)는 복수 개 구비될 수 있다. 상부 고정 단자 수용부(112)의 개수는, 상부 프레임(110)에 결합되는 고정 단자부(320)의 개수와 동일하다. 도시된 실시 예에서, 세 쌍의 상부 고정 단자 수용부(112)가 전후 방향을 따라 나란하게 배치된다.

상부 고정 단자 수용부(112)의 개수는, 본 발명의 부하 개폐기(1)가 구비되는 전력 계통의 종류에 따라 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 R상, S상 및 T상의 3상 회로를 이용하는 전력 계통에 구비된다. 이에 따라, 상부 고정 단자 수용부(112) 또한 3상 회로에 맞추어 세 쌍 구비된다.

상부 프레임(110)의 하측에는 하부 프레임(120)이 결합된다.

하부 프레임(120)은 부하 개폐기(1)의 하측 외관을 형성한다.

하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)과 인접하게 배치된다. 또한, 하부 프레임(120)은 상부 프레임(110)의 하측에 배치된다.

하부 프레임(120)은, 회전 샤프트(40)에 대하여 상부 프레임(110)과 대칭된다. 도시된 실시 예에서, 상부 프레임(110) 및 하부 프레임(120)은 회전 샤프트(40)에 대하여 상하 대칭되도록 배치된다.

하부 프레임(120)은 반원기둥 형상으로 형성된다. 구체적으로, 하부 프레임(120)은 곡면부가 하측을 향하는 반원기둥 형상이다. 이때, 하부 프레임(120)의 외주는 아크 슈트(50)와 대응되는 형상으로 형성된다.

하부 프레임(120)의 상단부는 상부 프레임(110)의 하단부에 접촉된다. 또한, 하부 프레임(120)의 상단부는 상부 프레임(110)의 하단부와 대응되는 형상으로 형성된다.

하부 프레임(120)의 외주면에는 아크 슈트(50)가 밀착 결합된다. 이를 위해, 하부 프레임(120)의 외주에는 하부 체결 날개부(121)가 형성될 수 있다. 즉, 하부 체결 날개부(121)는 아크 슈트(50)에 밀착 결합된다.

하부 체결 날개부(121)에는 하부 체결 날개 홀(121a)이 형성된다.

하부 체결 날개부(121) 및 하부 체결 날개 홀(121a)은, 각각 상부 프레임(110)의 상부 체결 날개부(111) 및 상부 체결 날개 홀(111a)과 그 기능 및 구조가 대응된다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 하부 프레임(120)의 외주에는 고정 단자부(320)를 수용할 수 있는 하부 고정 단자 수용부(122)가 돌출 형성된다. 도시된 실시 예에서, 하부 고정 단자 수용부(122)는 하부 프레임(120)의 하측 외주면에서 하측으로 연장된다.

하부 고정 단자 수용부(122)는, 상부 프레임(110)의 상부 고정 단자 수용부(112)와 그 기능 및 구조가 대응된다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

고정부(20)는 프레임부(10)를 링 메인 유닛의 본체, 배전반 등에 견고하게 설치한다.

고정부(20)는 프레임부(10)와 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 고정부(20)는 프레임부(10)의 후방 측에 배치된다.

고정부(20)는 프레임부(10) 및 부하 개폐기(1)가 설치되는 특정 부재(미도시) 사이에 배치되어, 프레임부(10) 및 상기 특정 부재에 각각 결합된다. 즉, 프레임부(10) 및 상기 특정 부재가 고정부(20)에 의해 결합될 수 있다.

따라서, 프레임부(10)가 특정 부재로부터 이탈되지 않고 특정 부재와 결합된 상태에서, 부하 개폐기(1)가 작동될 수 있다.

고정부(20)는 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정부(20)는 금속 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 외부 충격에 의한 고정부(20)의 손상 및 프레임부(10)의 이탈이 방지될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 고정부(20)는 고정 판(210) 및 지지대(220)를 포함한다.

고정 판(210)은 고정부(20)가 상기 특정 부재와 직접적으로 결합되는 부재이다.

고정 판(210)은 프레임부(10)와 반대되는 고정부(20)의 일 측에 형성된다. 도시된 실시 예에서, 고정 판(210)은 고정부(20)의 후방 측에 형성된다.

고정 판(210)은 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 고정 판(210)의 중심부에는 관통공이 형성될 수 있다. 따라서, 고정판이 보다 경량화될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 고정 판(210)은 중심부에 관통공이 형성된 사각형 판 형상으로 형성된다. 상기 실시 예에서, 고정 판(210)의 중심점은 프레임부(10) 중심선의 연장선 상에 위치된다.

고정 판(210)에는 고정 홀(211)이 관통 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 고정 홀(211)에는 상기 특정 부재와 고정 판(210)을 결합시키는 부재가 관통 결합될 수 있다. 이때, 상기 특정 부재에는 고정 홀(211)과 상통되는 관통공이 형성되는 것이 바람직하다.

고정 판(210)과 프레임부(10) 사이에는 지지대(220)가 배치된다.

지지대(220)는 고정 판(210)과 프레임부(10) 사이에 배치되어, 고정판 및 프레임부(10)와 각각 결합된다. 즉, 고정판 및 프레임부(10)는 지지대(220)를 통해 결합될 수 있다. 따라서, 프레임부(10)는 고정 판(210)과 이격될 수 있다.

지지대(220)는 프레임부(10)를 향하는 고정 판(210)의 일 면에 결합된다. 또한, 지지대(220)는 지지대(220)를 향하는 프레임부(10)의 일 측에 결합된다. 상기 결합은 볼트 결합 방식일 수 있다.

지지대(220)는 프레임부(10) 및 고정 판(210)을 향하는 방향으로 연장된다. 도시된 실시 예에서, 지지대(220)는 전후 방향으로 연장된다.

일 실시 예에서, 지지대(220)는 복수 개 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 복수 개의 지지대(220)는 그 중심점이 고정 판(210)의 중심점과 동일하도록 배치된다.

(3) 개폐부(30)의 설명

이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 개폐부(30)에 대하여 설명한다.

개폐부(30)는 프레임부(10)의 내부 공간에 수용되어, 전류의 통전을 허용하거나 차단한다. 구체적으로, 개폐부(30)는 고정 접점(321b, 322b) 및 가동 접점(332)이 접촉되어 전류의 통전을 허용하거나, 고정 접점(321b, 322b) 및 가동 접점(332)이 이격되어 전류의 통전을 차단한다.

개폐부(30)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 세 개의 개폐부(30)가 전후 방향을 따라 나란하게 배치된다.

개폐부(30)의 개수는, 본 발명의 부하 개폐기(1)가 구비되는 전력 계통의 종류에 따라 결정될 수 있다. 부하 개폐기(1)가 R상, S상 및 T상의 3상 회로를 이용하는 전력 계통에 구비되는 경우, 개폐부(30) 또한 3상 회로에 맞추어 세 개 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 개폐부(30)는 아크(arc) 챔버(310), 고정 단자부(320) 및 가동 단자부(330)를 포함한다.

아크 챔버(310)는 "아크 소호부"로도 지칭될 수 있다. 아크 챔버(310)는 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 이격될 때 발생되는 아크를 소호한다. 구체적으로, 아크 챔버(310)는 내부에 아크를 소호할 수 있는 공간을 형성한다.

상기 공간 내부의 기체는, 가동 단자부(330)의 운동 시 발생되는 압력에 의해 순간적으로 압축될 수 있다. 이때, 상기 기체는 퍼퍼 가이드(60)를 통과하며 회전 방향과 반대되는 방향으로 유동될 수 있다. 상기 과정에서, 기체가 고속으로 퍼퍼 가이드(60)를 유동하며, 아크 소호 동작이 수행될 수 있다.

아크 챔버(310)는 고정 단자부(320) 및 가동 단자부(330)를 밀폐 수용한다. 즉, 고정 단자부(320) 및 가동 단자부(330)는 아크 챔버(310) 내부에 수용된다. 따라서, 고정 접점(321b, 322b)과 가동 접점(332)이 이격되어 발생되는 아크는 아크 챔버(310)의 외부로 임의 유출되지 않게 된다.

고정 단자부(320)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결된다. 고정 단자부(320)를 통해, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

고정 단자부(320)는 그 일부가 아크 챔버(310)의 내부에 수용된다.

고정 단자부(320)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정 단자부(320)는 구리(Cu), 은(Ag) 등으로 형성될 수 있다.

또한, 고정 단자부(320)의 일 부분이 프레임부(10) 내부 공간에 수용되어, 부하 개폐기(1)의 내부와 외부의 통전이 인가되거나 차단될 수 있다. 구체적으로, 고정 단자부(320)는 가동 단자부(330)와 접촉 또는 이격됨으로써, 부하 개폐기(1)의 내부와 외부의 통전을 인가하거나 차단할 수 있다.

고정 단자부(320)는 프레임부(10)의 고정 단자 수용부(112, 122)에 관통 결합된다. 고정 단자부(320)는 고정 단자 수용부(112, 122)에 둘러싸이며, 고정 단자 수용부(112, 122)를 밀폐한다. 즉, 고정 단자부(320)에 의해 고정 단자 수용부(112, 122)를 통한 물질의 이동이 차단된다.

고정 단자부(320)는 프레임부(10)의 내부 공간에서 이동되지 않는다. 따라서, 고정 단자부(320)와 가동 단자부(330)의 접촉 및 이격은 가동 단자부(330)의 이동에 의해 달성된다.

고정 단자부(320)의 상기 일 부분을 제외한 나머지 부분은, 프레임부(10)의 외부로 노출된다. 상기 나머지 부분은, 도선 부재(미도시) 등에 의해 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

고정 단자부(320)는 복수 개 구비될 수 있다. 고정 단자부(320)의 개수는, 프레임부(10)에 구비되는 고정 단자 수용부(112, 122)의 개수와 동일하다.

도시된 실시 예에서, 네 개의 고정 단자부(320)가 한 그룹으로 형성되고, 세 그룹의 고정 단자부(320)가 전후 방향으로 나란하게 배치된다. 상기 실시 예에서, 회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보는 두 개의 고정 단자부(320)는, 회전 샤프트(40)의 중심축에 대하여 점 대칭되도록 배치된다.

회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보는 두 개의 고정 단자부(320)는, 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기 연결은, 가동 단자부(330)가 상기 두 개의 고정 단자부(320)에 각각 접촉되어 형성된다.

도시된 실시 예에서, 고정 단자부(320)는 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322)를 포함한다.

제1 고정 단자부(321)는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되거나, 접지선에 통전 가능하게 연결된다. 제2 고정 단자부(322)는 접지선에 통전 가능하게 연결되거나, 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결된다.

가동 단자부(330)는 운동되며 제1 고정 단자부(321) 또는 제2 고정 단자부(322)와 접촉 또는 이격될 수 있다. 다만, 가동 단자부(330)는 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322)에 동시에 접촉될 수 없으며, 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322) 중 어느 하나에만 접촉될 수 있다.

구체적으로, 가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)를 향하는 방향 또는 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 회전 운동될 수 있다.

가동 단자부(330)가 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 회전될 때, 가동 단자부(330)와 고정 단자부(320)는 서로 분리되고, 가동 단자부(330)와 고정 단자부(320) 사이에 아크가 발생된다.

일 실시 예에서, 제1 고정 단자부(321)는 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되고, 제2 고정 단자부(322)는 접지선과 통전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 실시 예에서, 가동 단자부(330)가 제1 고정 단자부(321)에 접촉될 때, 외부의 전원 및 부하 간 통전이 인가될 수 있다. 또한, 가동 단자부(330)가 제2 고정 단자부(322)에 접촉되면, 가동 단자부(330)는 접지선과 통전 가능하게 연결되고, 외부의 전원 및 부하 간 통전은 차단된다.

가동 단자부(330)가 제1 고정 단자부(321) 및 제2 고정 단자부(322)와 모두 이격되는 경우, 부하 개폐기(1) 외부의 전류는 부하 개폐기(1)의 내부로 전달되지 않는다.

도시된 실시 예에서, 제1 고정 단자부(321)는 제1 고정 접점대(321a) 및 제1 고정 접점(321b)을 포함한다.

제1 고정 접점대(321a)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결된다.

제1 고정 접점대(321a)의 일 부분은 프레임부(10)의 내부 공간에 수용되고, 나머지 부분은 프레임부(10)의 외부로 노출된다. 구체적으로, 제1 고정 접점대(321a)는 그 일부가 고정 단자 수용부(112, 122)에 둘러싸인다.

제1 고정 접점대(321a)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 고정 접점대(321a)는 프레임부(10)의 상측에 여섯 개, 하측에 여섯개, 총 열두 개가 구비된다.

일 실시 예에서, 제1 고정 접점대(321a)는 회전 샤프트(40)를 향하는 방향으로 절곡되며 연장되는 원기둥 형상일 수 있다.

제1 고정 접점대(321a)의 회전 샤프트(40)를 향하는 일 측 단부에는 제1 고정 접점(321b)이 형성된다.

제1 고정 접점(321b)은 제1 고정 접점대(321a)와 인접하게 배치된다. 또한, 제1 고정 접점(321b)은 제1 고정 접점대(321a)와 통전 가능하게 연결된다.

제1 고정 접점(321b)은 가동 접점(332)과 접촉되거나 이격될 수 있다. 이에 따라, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전되거나 차단될 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 고정 접점(321b)은 제1 고정 접점대(321a)와 일체로 형성될 수 있다.

제2 고정 단자부(322)는 제1 고정 단자부(321)와 이격되어 배치된다.

제2 고정 단자부(322)는 외부의 전원, 부하 및 접지선 중 제1 고정 단자부(321)와 연결되지 않는 부재와 통전 가능하게 연결된다.

즉, 제1 고정 단자부(321)가 외부의 전원 및 부하와 통전 가능하게 연결되는 경우, 제2 고정 단자부(322)는 접지선과 통전 가능하게 연결된다.

도시된 실시 예에서, 제2 고정 단자부(322)는 제2 고정 접점대(322a) 및 제2 고정 접점(322b)을 포함한다.

제2 고정 접점대(322a) 및 제2 고정 접점(322b)은, 제1 고정 접점대(321a) 및 제1 고정 접점(321b)과 그 기능 및 구조가 대응된다. 따라서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)와 통전 가능하게 연결되거나 분리된다. 가동 단자부(330)를 통해, 복수 개의 고정 단자부(320)가 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 결과적으로, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

가동 단자부(330)는 프레임부(10)의 내부 공간에 수용된다. 가동 단자부(330)는 프레임부(10)의 내부 공간에 회전 가능하게 결합된다.

가동 단자부(330)는 회전 샤프트(40)와 결합된다. 회전 샤프트(40)가 회전되면, 가동 단자부(330) 또한 회전 샤프트(40)와 함께 회전될 수 있다.

또한, 가동 단자부(330)는 그 일부가 퍼퍼 가이드(60)에 수용된다.

가동 단자부(330)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 부하 개폐기(1)는 세 쌍의 가동 단자부(330)가 구비된다. 상기 세 쌍의 가동 단자부(330)는 전후 방향으로 나란하게 배치된다.

복수 개의 가동 단자부(330)는 복수 개의 고정 단자부(320)와 각각 통전 가능하게 접촉되거나 이격될 수 있다. 즉, 가동 단자부(330)는 회전되어 고정 단자부(320)와 접촉되거나, 회전되어 고정 단자부(320)와 이격될 수 있다. 상기 접촉 및 이격은 가동 단자부(330)와 연결된 회전 샤프트(40)의 회전에 따라 달성될 수 있다.

가동 단자부(330)가 외부의 전원 및 부하와 연결된 고정 단자부(320)에 접촉될 때, 외부의 전원 및 부하 간 통전이 인가될 수 있다.

또한, 가동 단자부(330)가 접지선과 연결된 고정 단자부(320)에 접촉되면, 가동 단자부(330)는 접지선과 통전 가능하게 연결되고, 외부의 전원 및 부하 간 통전은 차단된다.

가동 단자부(330)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가동 단자부(330)는 구리, 은 등으로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 가동 단자부(330)는 가동 접점대(331) 및 가동 접점(332)을 포함한다.

가동 접점대(331)는 회전 샤프트(40)와 직접적으로 결합되어, 회전 샤프트(40)와 함께 회전된다. 가동 접점대(331)는 회전 샤프트(40)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

일 실시 예에서, 가동 접점대(331)는 그 중심점이 회전 샤프트(40)의 중심점과 동일하도록 배치된다.

가동 접점대(331)는 소정의 방향으로 연장되는 막대 형상으로 형성된다. 상기 소정의 방향은 회전 샤프트(40)의 방사 방향일 수 있다. 일 실시 예에서, 가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)를 향하여 절곡되며 연장된다.

도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)의 방사 방향에서 가동 접점대(331)의 양 단부는 두 부분으로 분리된다. 각 단부에는 가동 접점(332)이 형성된다.

가동 접점(332)은 가동 접점대(331)와 통전 가능하게 연결된다.

가동 접점(332)은 고정 접점(321b, 322b)과 접촉되거나 이격된다. 이에 따라, 부하 개폐기(1)가 외부의 전원 또는 부하와 통전되거나 차단될 수 있다.

가동 접점(332)은 가동 접점대(331)의 양 단에 위치된다. 즉, 가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)에 대하여 방사상 외측에 위치된다.

일 실시 예에서, 가동 접점(332)은 퍼퍼 가이드(60)에 의해 둘러싸이도록 배치된다. 다른 실시 예에서, 가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)에 대하여 퍼퍼 가이드(60)보다 방사상 외측에 배치된다. 즉, 상기 실시 예에서, 가동 접점(332)은 퍼퍼 가이드(60)에 의해 둘러싸이지 않고, 퍼퍼 가이드(60)의 외부로 노출된다.

가동 접점(332)은 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 가동 접점대(331)의 양 단부에는 각각 두 개의 가동 접점(332)이 위치된다. 즉, 가동 접점대(331)는 총 네 개의 가동 접점(332)이 구비된다.

가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)의 회전 시, 회전 샤프트(40)와 함께 회전된다. 가동 접점(332)은 회전 샤프트(40)의 회전축에 대하여 회전 가능하도록 프레임부(10)의 내부 공간에 수용된다.

일 실시 예에서, 가동 접점(332)은 가동 접점대(331)와 일체로 형성될 수 있다.

(4) 회전 샤프트(40)의 설명

이하에서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 회전 샤프트(40)에 대하여 설명한다.

회전 샤프트(40)는 가동 단자부(330)와 연결되어, 가동 단자부(330)와 함께 회전된다. 회전 샤프트(40)의 회전에 의해, 가동 단자부(330)는 고정 단자부(320)와 통전 가능하게 접촉되거나 이격될 수 있다.

회전 샤프트(40)는 회전 가능하게 프레임부(10)에 결합된다. 구체적으로, 회전 샤프트(40)는 프레임부(10)의 내부 공간에 회전 가능하게 수용된다.

회전 샤프트(40)는 가동 단자부(330)와 연결된다. 도시된 실시 예에서, 복수 개의 가동 단자부(330)는 회전 샤프트(40)에 관통 결합된다.

또한, 회전 샤프트(40)는 가동 단자부(330)와 통전 가능하게 연결된다. 따라서, 고정 단자부(320)를 통해 부하 개폐기(1)에 유입된 전류는, 가동 단자부(330) 및 회전 샤프트(40)를 통해 다른 고정 단자부(320)를 향해 진행할 수 있다.

회전 샤프트(40)의 일 측에는 퍼퍼 가이드(60)가 결합된다. 일 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(60)의 내부 공간과 회전 샤프트(40) 내부 공간은 연통된다.

또한, 회전 샤프트(40)는 핸들(미도시) 또는 조작부(미도시)와 연결될 수 있다. 회전 샤프트(40)의 회전은 핸들에 의해 수동으로 조작되거나, 조작부에 의해 자동으로 조작될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 중심축을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다.

회전 샤프트(40)는 회전되며 가동 단자부(330)를 회전시킨다. 즉, 가동 단자부(330)는 회전 샤프트(40)에 의해 고정 단자부(320)를 향하는 방향 또는 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다.

회전 샤프트(40)는 원기둥 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 그 중심점이 가동 단자부(330)의 중심점과 동일하게 위치된다.

회전 샤프트(40)는 복수 개 구비될 수 있다. 회전 샤프트(40)의 개수는 가동 단자부(330)의 개수와 동일하다. 도시된 실시 예에서, 세 개의 회전 샤프트(40)가 전후 방향을 따라 나란하게 배치된다.

회전 샤프트(40)의 개수는, 본 발명의 부하 개폐기(1)가 구비되는 전력 계통의 종류에 따라 결정될 수 있다. 부하 개폐기(1)가 R상, S상 및 T상의 3상 회로를 이용하는 전력 계통에 구비되는 경우, 회전 샤프트(40) 또한 3상 회로에 맞추어 세 개 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 회전 샤프트(40)는 기둥부(410) 및 요철부(420)를 포함한다.

기둥부(410)는 회전 샤프트(40)의 외관을 형성한다.

기둥부(410)에는 가동 단자부(330)가 관통 결합되어, 가동 단자부(330)와 함께 회전된다.

기둥부(410)는 마주보는 두 개의 퍼퍼 가이드(60) 사이에 배치되어, 상기 두 개의 퍼퍼 가이드(60)에 각각 결합된다.

기둥부(410)는 원기둥 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 기둥부(410)의 중심부에는 중공이 형성된다.

기둥부(410)의 양 단에는 요철부(420)가 형성된다.

요철부(420)는 이웃하는 두 개의 회전 샤프트(40)를 보다 견고하게 결합시킨다.

이웃하는 두 개의 회전 샤프트(40) 중 어느 하나의 요철부(420)는, 다른 하나의 회전 샤프트(40)의 요철부(420)에 인접하게 배치된다.

상기 두 개의 회전 샤프트(40)의 요철부(420)는 서로 대응되는 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 두 개의 회전 샤프트(40)의 요철부(420)는 서로 맞물리며 결합될 수 있다. 이에 따라, 한 개의 회전 샤프트(40)가 회전되면, 나머지 회전 샤프트(40) 또한 함께 회전될 수 있다.

2. 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 슈트(arc chute)(50) 및 퍼퍼 가이드(puffer guide)(60)의 설명

이하에서는, 도 5 내지 도 23을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)에 대하여 설명한다.

아크 슈트(50)는 전류의 개폐 및 차단 시 발생되는 아크의 길이를 신장시켜, 아크를 냉각하고 소호한다.

아크 슈트(50)는 프레임부(10)의 외주에 인접하게 배치된다. 구체적으로, 아크 슈트(50)는 프레임부(10)의 외주에 밀착된다.

아크 슈트(50)는 프레임부(10)와 결합된다. 이때, 아크 슈트(50)는 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)에 결합된다. 구체적으로, 체결 날개부(111, 121)가 아크 슈트(50)의 체결 홈(511)에 삽입된다.

또한, 아크 슈트(50)의 일부는 프레임부(10)의 내부 공간 및 아크 챔버(310)에 삽입 결합된다.

아크 슈트(50)는 곡선형으로 형성된다. 따라서, 회전형 부하 개폐기(1)에 용이하게 설치될 수 있다.

또한, 아크 슈트(50)는 프레임부(10)의 원주 방향을 따라 연장되어 형성된다.

일 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 프레임부(10)의 외주와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 아크 슈트(50)의 곡률 반경은, 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일할 수 있다. 이에 따라, 아크 슈트(50)가 프레임부(10)의 외주면에 밀착될 수 있다.

아크 슈트(50)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 두 개의 아크 슈트(50)는 한 쌍으로 형성된다. 이는, 두 개의 고정 접점(321b, 322b)과 접촉된 가동 단자부(330)가 상기 두 개의 고정 접점(321b, 322b)으로부터 동시에 분리될 때 발생되는 아크에 대응하기 위함이다.

상기 실시 예에서, 회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보는 두 개의 아크 슈트(50)는, 회전 샤프트(40)의 중심축에 대하여 점 대칭되도록 배치된다. 이에 따라, 아크 슈트(50)의 아크 소호 능력이 극대화될 수 있다.

아크 슈트(50)는 도시된 형태에 한정되지 않고, 다양하게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 세 쌍 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 세 쌍의 아크 슈트(50)는 전후 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.

아크 슈트(50)의 설명 시 사용되는 좌표계의 방향은 아크 슈트(50)의 설치 위치에 따라 변경될 수 있음이 이해될 것이다.

도시된 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 체결부(510), 결합 부재(520), 커버부(530), 아크 러너(arc runner)(540) 및 아크 그리드(grid)(550)를 포함한다.

체결부(510)는 아크 슈트(50)가 직접적으로 프레임부(10)와 결합되는 부재이다.

체결부(510)는 프레임부(10)의 외주에 인접하게 배치된다. 또한, 체결부(510)는 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)에 결합된다.

체결부(510)는 체결 날개부(111, 121)와 소정의 방향으로 중첩된다. 이때, 상기 소정의 방향은 프레임부(10)의 축 방향이다.

체결부(510)는 복수 개의 커버 부 사이에 배치된다. 도시된 실시 예에서, 채결부는 두 개의 커버부(530) 사이에 배치되고, 각각의 커버부(530)에 결합된다. 상기 실시 예에서, 체결부(510)는 그 전방 측 및 후방 측이 커버부(530)에 의해 덮이도록 배치된다.

체결부(510)는 복수 개 구비될 수 있다. 체결부(510)의 개수는 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)의 개수와 동일하다. 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 두 개의 체결부(510)가 구비된다. 상기 실시 예에서, 두 개의 체결부(510) 사이에는 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)가 배치된다.

일 실시 예에서, 체결부(510)에는 커버부(530)의 관통공과 연통되는 체결공(512)이 구비될 수 있다. 체결공(512)은 프레임부(10)의 축 방향으로 관통 형성된다.

도시된 실시 예에서, 체결부(510)에는 체결 홈(511)이 함몰 형성된다.

체결 홈(511)은 프레임부(10)의 외주면과 접하는 일 면으로부터, 프레임부(10)의 방사상 외측으로 함몰 형성된다. 또한, 체결 홈(511)은 프레임부(10)의 반경 방향으로 연장 형성된다.

일 실시 예에서, 체결 홈(511)은 체결 날개부(111, 121)와 대응되는 형상으로 형성된다. 이는, 체결 홈(511)과 체결 날개부(111, 121)의 보다 견고한 결합을 보조한다.

체결 홈(511)은 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)와 결합된다. 구체적으로, 체결 날개부(111. 121)가 체결 홈(511)에 삽입되어 결합된다. 이를 위해, 체결 홈(511)의 두께는 체결 날개부(111. 121)의 두께보다 크게 형성되는 것이 바람직할 것이다.

체결공(512)은 체결부(510)를 소정의 방향으로 관통하며 형성된다. 또한, 체결공(512)은 체결 홈(511)을 관통하며 형성된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 방향은 프레임부(10)의 축 방향이다.

체결공(512)은 커버부(530)의 커버 결합공(531) 및 체결 날개부 (111, 121)의 체결 날개 홀(111a, 121a)와 일직선상에 위치된다.

결합 부재(520)는 체결부(510) 및 프레임부(10)의 체결 날개부(111, 121)를 관통하며, 체결부(510) 및 체결 날개부(111, 121)의 결합을 더욱 견고하게 한다.

구체적으로, 결합 부재(520)는 체결부(510)의 체결공(512), 커버부(530)의 커버 결합공(531), 체결 날개부 (111, 121)의 체결 날개 홀(111a, 121a)을 관통한다.

결합 부재(520)는 도시된 형태에 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 결합 부재(520)는 아크 슈트(50) 및 프레임부(10)에 볼트 결합 방식으로 결합될 수 있다.

또한, 결합 부재(520)는 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합 부재(520)는 금속 소재로 형성될 수 있다.

커버부(530)는 결합 부재(520)에 의해 체결부(510), 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)와 밀착 결합될 수 있다.

커버부(530)는 아크 슈트(50)의 외관을 형성한다. 커버부(530)는 체결부(510), 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)를 양 방향에서 지지한다. 도시된 실시 예에서, 커버부(530)는 체결부(510), 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)를 전후 방향에서 지지한다.

커버부(530)는 프레임부(10)에 인접하게 배치된다. 구체적으로, 커버부(530)는 프레임부(10)의 외주 및 고정 단자 수용부(112, 122)와 인접하게 배치된다.

커버부(530)는 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 두 개의 커버부(530)가 구비된다. 상기 실시 예에서, 두 개의 커버부(530)는 프레임부(10)의 축 방향으로 중첩된다.

마주보는 두 개의 커버부(530) 사이에는 체결부(510), 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)가 배치된다. 이때, 커버부(530)에는 아크 러너(540)의 러너 결합 돌기(542) 및 아크 그리드(550)의 그리드 결합 돌기(552)가 삽입된다.

커버부(530)는 프레임부(10)의 원주 방향으로 연장되어 형성된다.

커버부(530)는 복수 개의 곡선을 포함하는 판 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 커버부(530)는 프레임부(10)의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 커버부(530)는 소정의 원호로부터 방사상 외측으로 연장되어 형성되는 판 형상으로 형성된다. 이에 따라, 커버부(530)가 회전형 부하 개폐기(1)에 밀착되며 결합될 수 있다. 즉, 커버부(530)가 회전형 부하 개폐기(1)에 용이하게 설치될 수 있다.

일 실시 예에서, 프레임부(10)의 외주와 접하는 커버부(530)의 일 측은 프레임부(10)의 외주와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 프레임부(10)의 외주와 접하는 커버부(530)의 일 측은 그 곡률 반경이 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일하게 형성된다. 이때, 커버부(530)의 곡률 중심은 프레임부(10)의 중심점과 동일하게 형성된다.

이에 따라, 커버부(530)의 상기 일 측은 프레임부(10)의 외주에 보다 견고하게 밀착될 수 있다.

커버부(530)의 상기 일 측과 다른 타 측은 고정 단자부(320)에 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 커버부(530)의 우측은 고정 단자부(320)에 인접하게 배치된다.

도시된 실시 예에서, 커버부(530)에는 커버 결합공(531) 및 커버 관통공(532)이 형성된다.

커버 결합공(531)은 체결부(510)와 인접하게 배치된다. 일 실시 예에서, 커버 결합공(531)은 체결부(510)의 체결공(512)과 연통될 수 있다. 또한, 커버 결합공(531)은 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)와 이격된다.

커버 결합공(531)에는 결합 부재(520)가 관통 결합된다.

커버 결합공(531)은 복수 개 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 커버 결합공(531)의 개수는 결합 부재(520)의 개수와 동일할 수 있다.

커버 관통공(532)은 커버 결합공(531)과 이격되는 위치에 형성된다.

커버 관통공(532)은 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)가 삽입된다. 구체적으로, 커버 관통공(532)에는 아크 러너(540)의 러너 결합 돌기(542) 및 아크 그리드(550)의 그리드 결합 돌기(552)가 삽입된다.

커버 관통공(532)은 복수 개 구비될 수 있다. 커버 관통공(532)의 개수는, 아크 슈트(50)에 구비되는 러너 결합 돌기(542)의 개수 및 그리드 결합 돌기(552)의 개수의 총합과 동일하다.

복수 개의 커버 관통공(532)은 소정의 곡선을 따라 일정한 간격으로 배열된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 그 곡률 반경이 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일할 수 있다.

커버 관통공(532)은 러너 결합 돌기(542) 및 그리드 결합 돌기(552)에 대응되는 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 커버 관통공(532)은 직사각형 단면이 전후 방향으로 연장되어 형성된다.

마주보는 두 개의 커버부(530) 사이에는 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)가 삽입된다.

아크 러너(540)는 아크 슈트(50)의 아크 유도 효과를 극대화할 수 있다.

아크 러너(540)는 체결부(510)와 아크 그리드(550) 사이에 배치된다.

아크 러너(540)는 아크 그리드(550)와 고정 단자부(320) 사이에 배치된다. 또한, 아크 러너(540)는 아크 그리드(550)와 비교하였을 때, 고정 단자부(320)에 보다 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 아크 러너(540)는 아크 그리드(550)에 대하여 보다 우측에 배치된다.

아크 러너(540)의 일 부분은 고정 단자부(320)와 접촉된다. 이에 따라, 아크 발생 시, 아크가 아크 러너(540)를 향해 유도될 수 있다. 결과적으로, 아크 유도 효과가 극대화될 수 있다.

아크 러너(540)의 다른 일 부분은 커버부(530)에 삽입되어 고정된다.

일 실시 예에서, 아크 러너(540)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 아크 러너(540)는 금속 소재로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 아크 러너(540)는 러너 베이스부(541), 러너 결합 돌기(542) 및 러너 레그(543)로 구분될 수 있다.

러너 베이스부(541)는 아크 러너(540)의 몸체부를 형성한다.

러너 베이스부(541)는 아크 그리드(550)의 그리드 베이스부(551)와 비교하였을 때, 고정 단자부(320)에 보다 인접하게 배치된다. 도시된 실시 예에서, 러너 베이스부(541)는 그리드 베이스부(551)에 대하여 보다 우측에 배치된다.

러너 베이스부(541)는 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 러너 베이스부(541)는 폭 방향으로 연장 형성된다. 즉, 러너 베이스부(541)의 폭은 길이보다 길게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상기 폭 방향은 전후 방향이고, 상기 길이 방향은 상하 방향이다.

커버부(530)를 향하는 러너 베이스부(541)의 일 측에는 결합 돌기가 형성된다. 도시된 실시 예에서, 러너 베이스부(541)의 전방 측 및 후방 측에는 결합 돌기가 형성된다.

러너 결합 돌기(542)는 아크 러너(540)를 커버부(530)에 고정시킨다.

러너 결합 돌기(542)는 커버부(530)의 커버 관통공(532)에 삽입된다.

러너 결합 돌기(542)는 커버부(530)를 향하는 러너 베이스부(541)의 일 측으로부터 커버부(530)를 향해 연장된다. 도시된 실시 예에서, 러너 결합 돌기(542)는 러너 베이스부(541)의 전방 측 또는 후방 측으로부터, 전방 측 또는 후방 측을 향해 연장된다.

일 실시 예에서, 러너 결합 돌기(542)는 러너 베이스부(541)와 일체로 형성될 수 있다.

러너 레그(543)는 아크 유도 경로를 형성한다.

러너 레그(543)는 고정 단자부(320)와 인접하게 배치된다.

러너 레그(543)는 러너 베이스부(541)의 상기 일 측과 다른 타 측으로부터 회전 샤프트(40)를 향해 연장된다. 또한, 러너 레그(543)는 길이 방향으로 연장된다. 도시된 실시 예에서, 러너 레그(543)는 러너 베이스부(541)의 하측으로부터 하측을 향해 연장된다.

러너 레그(543)는 고정 단자부(320)를 향하는 방향으로 연장된다. 또한, 러너 레그(543)는 소정의 각도로 절곡되며 연장된다. 상기 절곡 방향은 고정 단자부(320)에 반대되는 방향이다. 도시된 실시 예에서, 상기 절곡 방향은 좌측이다.

일 실시 예에서, 러너 레그(543)는 러너 베이스부(541) 및 러너 결합 돌기(542)와 일체로 형성될 수 있다.

러너 레그(543)의 일 측 단부에는 단자 접촉부(543a)가 형성된다.

단자 접촉부(543a)는 러너 레그(543)의 절곡선을 기준으로, 러너 베이스부(541)에 반대되는 러너 레그(543)의 일 측 단부에 형성된다. 즉, 단자 접촉부(543a)는 러너 레그(543)의 절곡선을 기준으로, 프레임부(10)의 방사상 내측에 위치된다.

도시된 실시 예에서, 단자 접촉부(543a)는 러너 레그(543)의 하측 단부에 형성된다. 상기 실시 예에서, 단자 접촉부(543a)는 러너 레그(543)의 절곡선 하측에 형성된다.

단자 접촉부(543a)는 고정 단자부(320)와 직접적으로 접한다. 일 실시 예에서, 단자 접촉부(543a)는 고정 단자부(320)의 고정 접점(321b, 322b)과 접촉된다.

고정 단자부(320)에 반대되는 아크 러너(540)의 일 측에는 아크 그리드(550)가 배치된다.

아크 그리드(550)는 전류의 개폐 및 차단 시 발생되는 아크의 유도 경로를 형성한다.

아크 그리드(550)는 마주보는 두 개의 커버부(530) 사이에 배치된다. 아크 그리드(550)는 그 일부가 커버부(530)의 커버 관통공(532)에 삽입되어 고정된다. 즉, 아크 그리드(550)는 커버부(530)와 인접하게 배치된다.

또한, 아크 그리드(550)는 고정 단자부(320)와 서로 이격되게 배치된다.

아크 그리드(550)는 프레임부(10)의 방사 방향으로 연장된다. 이에 따라, 아크 그리드(550)가 프레임부(10)의 중심축에 대하여 회전되는 가동 단자부(330)와 인접될 수 있다.

아크 그리드(550)는 복수 개 구비될 수 있다. 아크 그리드(550)의 개수가 많을수록, 아크의 신장 및 냉각 효과가 보다 증가될 수 있다.

복수 개의 아크 그리드(550)는 소정의 곡선을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 아크의 유도 및 신장 효과가 증가될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 그 곡률 반경이 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일할 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 프레임부(10)의 외주와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 아크 그리드(550)는 프레임부(10)와 접하는 커버부(530)의 일 측과 대응되도록 배열된다.

도시된 실시 예에서, 복수 개의 아크 그리드(550)는 중심점(C)에 대하여 일정한 곡률 반경으로 배열된다. 상기 중심점(C)은 프레임부(10) 및 회전 샤프트(40)의 중심축에 위치된다.

도시된 실시 예에서, 복수 개의 아크 그리드(550)는 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 아크 그리드(550)의 길이가 점차 감소된다. 이에 따라, 동일한 개수의 아크 그리드(550)에 대한 절연 거리가 보다 증가될 수 있다. 더 나아가, 과도 회복 전압으로 인한 아크의 재발생이 방지될 수 있다.

복수 개의 아크 그리드(550)는 소정의 간격으로 배열된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 간격은 아크 그리드(550)의 두께의 1.4배 이상 1.6배 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 소정의 간격은 아크 그리드(550)의 두께의 1.5배이다.

아크 그리드(550)는 판 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 아크 그리드(550)는 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다.

도 5 내지 도 19에 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 동일한 형상의 아크 그리드(550)가 복수 개 구비된다.

도 20 내지 도 23에 도시된 실시 예에서, 아크 슈트(50)는 두 개의 서로 다른 형상의 아크 그리드(550)가 구비된다. 상기 실시 예에서, 상기 두 개의 서로 다른 형상의 아크 그리드(550)는 상기 소정의 곡선을 따라 교번적으로 배치된다.

일 실시 예에서, 아크 그리드(550)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 아크 그리드(550)는 금속 소재로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 아크 그리드(550)는 그리드 베이스부(551), 그리드 결합 돌기(552) 및 그리드 레그(553)로 구분될 수 있다.

그리드 베이스부(551)는 아크 그리드(550)의 몸체부를 형성한다.

그리드 베이스부(551)는 고정 단자부(320)와 반대되는 아크 러너(540)의 일 측에 배치된다. 도시된 실시 예에서, 그리드 베이스부(551)는 아크 러너(540)의 러너 베이스부(541)에 대하여 보다 좌측에 배치된다.

그리드 베이스부(551)는 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 그리드 베이스부(551)는 폭 방향으로 연장 형성된다. 즉, 그리드 베이스부(551)의 폭은 길이보다 길게 형성된다. 도시된 실시 예에서, 상기 폭 방향은 전후 방향이고, 상기 길이 방향은 상하 방향이다.

그리드 베이스부(551)에는 아크 홀(551a)이 관통 형성될 수 있다.

아크 홀(551a)은 아크의 우회 경로를 형성한다. 이에 따라, 아크가 보다 효율적으로 신장 및 냉각될 수 있다.

아크 홀(551a)은 복수 개 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 아크 그리드(550)에는 다섯 개의 아크 홀(551a)이 구비된다.

커버부(530)를 향하는 그리드 베이스부(551)의 일 측에는 그리드 결합 돌기(552)가 형성된다. 도시된 실시 예에서, 그리드 베이스부(551)의 전방 측 및 후방 측에는 결합 돌기가 형성된다.

그리드 결합 돌기(552)는 아크 그리드(550)를 커버부(530)에 고정시킨다.

그리드 결합 돌기(552)는 커버부(530)의 커버 관통공(532)에 삽입된다.

그리드 결합 돌기(552)는 커버부(530)를 향하는 그리드 베이스부(551)의 일 측으로부터 커버부(530)를 향해 연장된다. 도시된 실시 예에서, 그리드 결합 돌기(552)는 그리드 베이스부(551)의 전방 측 또는 후방 측으로부터 전방 측 또는 후방 측을 향해 연장된다.

일 실시 예에서, 그리드 결합 돌기(552)는 그리드 베이스부(551)와 일체로 형성될 수 있다.

그리드 레그(553)는 아크 유도 경로를 형성한다.

그리드 레그(553)는 그리드 베이스부(551)의 상기 일 측과 다른 타 측으로부터 회전 샤프트(40)를 향해 연장된다. 또한, 그리드 레그(553)는 길이 방향으로 연장된다. 도시된 실시 예에서, 그리드 레그(553)는 그리드 베이스부(551)의 하측으로부터 하측으로 연장된다.

그리드 레그(553)는 가동 단자부(330), 퍼퍼 가이드(60) 등의 형태 및 부하 개폐기(1)의 구동 조건에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

그리드 레그(553)는 부하 개폐기(1)의 구동 조건에 맞추어, 이웃하는 그리드 레그(553) 사이의 거리, 그리드 레그(553)의 길이 및 형상 등이 변경될 수 있다. 일 실시 예에서, 그리드 레그(553)는 부하 개폐기(1)의 구동 조건에 따라 절삭되어 형성될 수 있다.

아크 그리드(550)는 그리드 레그(553)가 두 개 구비된다. 도 16 내지 도 19에 도시된 실시 예에서, 그리드 레그(553)는 아크 그리드(550)의 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다.

도 23에 도시된 실시 예에서, 아크 그리드(550)에 구비되는 두 개의 그리드 레그(553)의 중심선(점선 참조)은, 아크 그리드(550)의 중심선(이점쇄선 참조)과 이격된다. 즉, 그리드 레그(553)는 아크 그리드(550)에 대하여 특정 방향으로 편향되게 배치된다. 상기 실시 예에서, 상기 특정 방향은 전방 측 및 후방 측 중 어느 하나이다.

복수 개의 아크 그리드(550)에 구비되는 그리드 레그(553)는, 이웃하는 두 개의 아크 그리드(550)에 구비되는 그리드 레그(553)가 프레임부(10)의 원주 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열된다.

도시된 실시 예에서, 이웃하는 두 개의 아크 그리드(550)에 구비되는 그리드 레그(553)가 좌우 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열된다.

복수 개의 아크 그리드(550)에 구비되는 그리드 레그(553)는, 회전 샤프트(40)를 향하는 그 일 측 단부가 소정의 곡선을 따라 배열된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 그 곡률 반경이 프레임부(10)의 곡률 반경과 동일할 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 프레임부(10)의 외주와 대응되는 형상으로 형성된다.

도시된 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 특정 방향으로 절곡된다. 상기 특정 방향은 회전 샤프트(40)의 방사상 외측 방향이다. 이에 따라, 동일한 개수의 아크 그리드(550) 조건에서, 가동 접점(332)과 아크 그리드(550) 간 절연 거리가 보다 확실하게 확보될 수 있다. 더 나아가, 아크의 재점호가 예방될 수 있다.

그리드 레그(553)의 상기 일 측 단부는 소정의 간격으로 배열된다.

일 실시 예에서, 그리드 레그(553)는 그리드 베이스부(551) 및 그리드 결합 돌기(552)와 일체로 형성될 수 있다.

아크 그리드(550)에 구비되는 두 개의 그리드 레그(553) 사이에는 그리드 오목부(553a)가 형성된다. 즉, 그리드 오목부(553a)는 상기 두 개의 그리드 레그(553) 사이의 공간을 의미한다.

그리드 오목부(553a)는 아크의 직접적인 유도 경로를 형성한다.

고정 단자부(320)와 가동 단자부(330) 사이에서 발생된 아크는, 그리드 오목부(553a)로 유도되며 소호된다.

그리드 오목부(553a)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 그리드 오목부(553a)의 형상은 그리드 레그(553)의 위치 및 형상에 따라 결정된다.

도 16 내지 도 19에 도시된 실시 예에서, 그리드 오목부(553a)는 아크 그리드(550)의 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다.

도 16에 도시된 실시 예에서, 그리드 오목부(553a)는 모서리가 모따기(taper)된 삼각형의 단면이 아크 그리드(550)의 두께 방향으로 연장되어 형성된다.

도 17에 도시된 실시 예에서, 그리드 오목부(553a)는 그리드 베이스부(551)에서 반대되는 일 측의 폭이 확장된 삼각형의 단면이 아크 그리드(550)의 두께 방향으로 연장되어 형성된다.

도 18에 도시된 실시 예에서, 그리드 오목부(553a)는 모서리가 모따기된 오각형의 단면이 아크 그리드(550)의 두께 방향으로 연장되어 형성된다.

도 19에 도시된 실시 예에서, 그리드 오목부(553a)는 모서리가 모따기된 사각형의 단면이 아크 그리드(550)의 두께 방향으로 연장되어 형성된다.

도 23에 도시된 실시 예에서, 그리드 오목부(553a)의 중심선(점선 참조)은, 아크 그리드(550)의 중심선(이점쇄선 참조)과 이격된다. 즉, 그리드 오목부(553a)는 아크 그리드(550)에 대하여 특정 방향으로 편향되게 배치된다. 상기 실시 예에서, 상기 특정 방향은 전방 측 및 후방 측 중 어느 하나이다.

상기 실시 예에서, 복수 개의 아크 그리드(550)에 구비되는 그리드 오목부(553a)는, 이웃하는 두 개의 아크 그리드(550)에 구비되는 그리드 오목부(553a)가 좌우 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열된다.

퍼퍼 가이드(60)는 아크 슈트(50)를 향하는 방향 또는 아크 슈트(50)에서 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다.

퍼퍼 가이드(60)는 가동 단자부(330)가 회전되면서 압력이 증가되는 기체의 유로를 좁혀, 아크를 분산 및 소호할 수 있다.

퍼퍼 가이드(60)는 프레임부(10)의 내부 공간에 수용된다.

퍼퍼 가이드(60)는 회전 샤프트(40)의 일 측에 결합된다. 퍼퍼 가이드(60)는 회전 샤프트(40)의 상기 일 측으로부터 회전 샤프트(40)의 방사상 외측으로 연장된다. 일 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(60)는 회전 샤프트(40)와 용접에 의해 결합될 수 있다.

퍼퍼 가이드(60)는 복수 개 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(60)는 두 개 구비될 수 있다. 상기 두 개의 퍼퍼 가이드(60)는 회전 샤프트(40)를 사이에 두고 마주보도록 배치된다. 즉, 상기 두 개의 퍼퍼 가이드(60)는 회전 샤프트(40)에 대하여 점 대칭되도록 배치된다.

퍼퍼 가이드(60)는 가동 단자부(330)를 둘러싸도록 형성된다. 상기 실시 예에서, 회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 퍼퍼 가이드(60)의 일 측은 개방된다. 이에 따라, 가동 단자부(330)의 회전 시 발생되는 아크가 아크 슈트(50)로 유도될 수 있다.

회전 샤프트(40)와 결합된 퍼퍼 가이드(60)는, 회전 샤프트(40)의 회전 시 회전 샤프트(40)와 함께 회전된다. 즉, 퍼퍼 가이드(60)는 회전 샤프트(40)에 대하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 이때, 퍼퍼 가이드(60)는 아크 그리드(550)와 충돌되지 않는다.

상기 회전 과정에서, 아크 챔버(310) 내부의 기체가 압축되며 그 압력이 증가된다. 상기 기체는 퍼퍼 가이드(60)를 통과하며 상기 회전과 반대되는 방향으로 유동된다. 상기 유동 과정에서, 상기 기체가 고속으로 퍼퍼 가이드(60)를 통과하게 되며, 아크 소호 동작이 수행될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 퍼퍼 가이드(60)는 하우징부(610) 및 삽입부(620)를 포함한다.

하우징부(610)는 퍼퍼 가이드(60)의 외관을 형성한다.

하우징부(610)는 가동 단자부(330)를 전후 및 좌우 방향에서 지지한다.

하우징부(610)는 회전 샤프트(40)와 인접하게 배치된다. 또한, 하우징부(610)는 회전 샤프트(40)와 직접적으로 결합된다. 일 실시 예에서, 하우징부(610)는 회전 샤프트(40)와 용접에 의해 결합될 수 있다.

하우징부(610)는 내부에 중공이 형성된 기둥 형상으로 형성된다. 회전 샤프트(40)의 방사 방향을 향하는 하우징부(610)의 양 측은 개방된다.

도시된 실시 예에서, 하우징부(610)는 회전 방향을 기준으로, 하우징 전면부, 하우징 후면부(612) 및 하우징 측면부로 구분될 수 있다.

회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 하우징부(610)의 일 측 단부에는 삽입부(620)가 결합된다.

삽입부(620)는 하우징부(610)에 슬라이딩 방식으로 결합된다. 하우징부(610)와 결합된 삽입부(620)는, 하우징부(610)에 형성된 걸림턱(미도시)에 의해 임의 탈락이 방지된다.

삽입부(620)는 회전 샤프트(40) 및 하우징부(610)의 회전 시, 하우징부(610)와 함께 회전된다. 상기 회전 과정에서, 삽입부(620)는 아크 그리드(550)와 충돌되지 않는다. 즉, 삽입부(620)는 아크 그리드(550)와 서로 이격되게 배치된다.

또한, 회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 삽입부(620)의 일 단과 회전 샤프트(40) 사이의 거리는, 회전 샤프트(40)의 방사상 내측을 향하는 아크 그리드(550)의 일 단과 회전 샤프트(40) 사이의 거리보다 작게 형성된다. 즉, 삽입부(620)는 아크 그리드(550)와 비교하였을 때, 프레임부(10)에 대하여 보다 방사상 내측에 배치된다.

도시된 실시 예에서, 삽입부(620)는 회전 방향을 기준으로, 삽입 전면부, 삽입 후면부(622) 및 삽입 측면부로 구분될 수 있다.

삽입 후면부(622)는 하우징 후면부(612)에 삽입된다.

프레임부(10) 내부 기체는, 회전 샤프트(40)의 회전 시 압축되어 압력이 증가된 상태로 삽입 후면부(622)를 통과하며 유동된다.

일 실시 예에서, 삽입 후면부(622)에는 상기 기체의 유로를 좁히는 후면 함몰부(622a)가 형성될 수 있다.

후면 함몰부(622a)는 프레임부(10) 내부 기체의 유로를 좁혀, 아크를 분산 및 소호하는 기능을 한다.

또한, 퍼퍼 가이드(60)의 회전 시, 러너 레그(543) 및 그리드 레그(553)의 일 부분은 후면 함몰부(622a)를 통과한다.

후면 함몰부(622a)는 회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 일 측으로부터 회전 샤프트(40)를 향하는 방향으로 함몰되어 형성된다.

후면 함몰부(622a)는 소정의 단면이 삽입부(620)의 두께 방향으로 연장되어 형성된다. 일 실시 예에서, 소정의 단면은 사다리꼴이다.

3. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)의 설명

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부하 개폐기(1)는 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)를 포함한다.

본 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)는 그 기능 및 구조가 상술한 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)와 대응된다. 다만, 본 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)는 상술한 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)와 일부 구성 요소에 차이가 있다.

구체적으로, 본 실시 예에 따른 아크 슈트(50)는 그리드 레그(553)가 회전 샤프트(40)를 향해 연장되어 가동 접점(332)을 수용하는 점에서, 상술한 실시 예에 따른 아크 슈트(50)와 차이가 있다.

또한, 본 실시 예에 따른 퍼퍼 가이드(60)는 삽입부(620)가 일부 절삭되어 가동 단자부(330)가 퍼퍼 가이드(60)의 외부로 노출되는 점에서, 상술한 실시 예에 따른 퍼퍼 가이드(60)와 차이가 있다.

이하에서는, 도 24 내지 도 28를 참조하여 본 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)를 상술한 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 퍼퍼 가이드(60)와의 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시 예에 따른 아크 슈트(50)는 체결부(510), 결합 부재(520), 커버부(530), 아크 러너(540) 및 아크 그리드(550)를 포함한다.

상기 구성 요소 중, 체결부(510), 결합 부재(520), 커버부(530) 및 아크 러너(540)는 상술한 실시 예에 따른 체결부(510), 결합 부재(520), 커버부(530) 및 아크 러너(540)와 그 구조, 기능 및 결합 구조 등이 동일하다.

아크 그리드(550)는 상술한 실시 예에 따른 아크 그리드(550)와 그 구조 및 기능이 대부분 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 아크 그리드(550)는 그리드 레그(553)가 회전 샤프트(40)를 향해 연장되어 가동 접점(332)을 수용하는 점에 차이가 있다.

상술한 바와 같이, 그리드 레그(553)는 회전 샤프트(40)를 향하는 그리드 베이스부(551)의 일 측으로부터 회전 샤프트(40)를 향해 연장된다.

아크 그리드(550)는 그리드 레그(553)가 두 개 구비된다. 도시된 실시 예에서, 그리드 레그(553)는 아크 그리드(550)의 전후 및 좌우 방향에 대하여 대칭되도록 형성된다.

회전 샤프트(40)의 방사상 내측을 향하는 그리드 레그(553)의 일 단과 회전 샤프트(40) 사이의 거리는, 가동 접점(332)과 회전 샤프트(40) 사이의 거리보다 작게 형성된다. 달리 표현하면, 프레임부(10)의 방사상 내측을 향하는 그리드 레그(553)의 일 단과 프레임부(10)의 중심축 사이의 거리는, 가동 접점(332)과 프레임부(10)의 중심축 사이의 거리보다 작게 형성된다.

즉, 그리드 레그(553)의 상기 일 단은 가동 접점(332)과 비교하였을 때, 프레임부(10)에 대하여 보다 방사상 내측에 배치된다.

도시되지 않은 실시 예에서, 아크 그리드(550)에 구비되는 두 개의 그리드 레그(553)의 중심선은, 아크 그리드(550)의 중심선과 이격될 수 있다. 즉, 그리드 레그(553)는 아크 그리드(550)에 대하여 특정 방향으로 편향되게 배치될 수 있다.

또한, 아크 그리드(550)에 구비되는 두 개의 그리드 레그(553) 사이에는 그리드 오목부(553a)가 형성된다.

그리드 오목부(553a)는 그 폭이 마주보는 두 개의 가동 접점(332) 사이의 거리보다 크게 형성된다. 즉, 그리드 오목부(553a)의 폭은 상기 두 개의 가동 접점(332)의 폭보다 크게 형성된다.

그리드 오목부(553a)는 가동 접점(332)을 수용할 수 있다. 구체적으로, 가동 단자부(330)의 회전 시, 가동 접점(332)이 그리드 오목부(553a) 내부를 통과하며 회전될 수 있다. 이에 따라, 아크의 유도 효과가 보다 증대될 수 있다.

본 실시 예에 따른 퍼퍼 가이드(60)는 상술한 실시 예에 따른 퍼퍼 가이드(60)와 그 구조 및 기능이 대부분 동일하다. 다만, 본 실시 예에 따른 퍼퍼 가이드(60)는 그 외부로 가동 단자부(330)의 일 부분이 노출되는 점에 차이가 있다.

퍼퍼 가이드(60)는 하우징부(610) 및 삽입부(620)를 포함한다. 하우징부(610)는 상술한 실시 예에 따른 하우징부(610)와 그 구조, 기능 및 결합 구조 등이 동일하다. 삽입부(620)는 삽입 후면부(622)가 절삭되어 가동 접점(332)이 삽입부(620)의 외부로 노출되는 점에 차이가 있다.

상술한 바와 같이, 삽입부(620)는 회전 샤프트(40) 및 하우징부(610)의 회전 시, 하우징부(610)와 함께 회전된다.

도시된 실시 예에서, 삽입부(620)는 회전 방향을 기준으로, 삽입 전면부, 삽입 후면부(622) 및 삽입 측면부로 구분될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 삽입 후면부(622)에는 별도의 후면 함몰부(622a)가 형성되지 않는다. 그러나, 삽입 후면부(622)는 도시된 형태에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도시되지 않은 실시 예에서, 삽입 후면부(622)에는 후면 함몰부(622a)가 형성될 수 있다.

회전 샤프트(40)의 방사상 외측을 향하는 삽입 후면부(622)의 일 단과 회전 샤프트(40) 사이의 거리는, 가동 접점(332)과 회전 샤프트(40) 사이의 거리보다 작게 형성된다. 즉, 삽입 후면부(622)는 가동 접점(332)과 비교하였을 때, 프레임부(10)에 대하여 보다 방사상 내측에 배치된다. 달리 표현하면, 가동 접점(332)이 삽입부(620)의 외부로 노출된다.

이에 따라, 가동 단자부(330)의 회전 시, 가동 접점(332)이 아크 그리드(550)의 그리드 오목부(553a)를 통과할 수 있다. 이는 아크 유도 효과를 극대화할 수 있다.

4. 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 이를 포함하는 부하 개폐기(1)에서 아크 소호 동작이 수행되는 과정의 설명

이하에서는, 도 29를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 아크 슈트(50) 및 이를 포함하는 부하 개폐기(1)의 아크 소호 동작에 대하여 설명한다. 각 구성 요소의 회전 방향은 도 29를 참조하여 이해될 것이다.

도 29(a)는 아크(A) 발생 전 상태의 부하 개폐기(1)를, 도 29(b)는 아크(A) 발생 후 상태의 부하 개폐기(1)를 도시한다.

가동 접점(332)이 고정 접점(321b, 322b)에서 멀어지는 방향으로 회전될 때, 가동 접점(332)과 고정 접점(321b, 322b)이 서로 분리되며 아크(A)가 발생된다.

발생된 아크(A)는 일차적으로 아크 러너(540)를 향해 유도된다. 아크 러너(540)를 향해 유도된 아크(A)는 아크 러너(540)에서 아크 그리드(550)를 향해 이동된다. 구체적으로, 아크(A)는 아크 그리드(550)의 그리드 오목부(553a)를 향해 이동된다.

아크(A)는 복수 개의 그리드에 구비된 그리드 오목부(553a)를 따라, 고정 단자부(320)에서 멀어지는 방향으로 이동된다. 아크(A)의 신장 및 냉각 효과의 증대를 위해, 아크 그리드(550)는 복수 개의 아크 홀(551a)이 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 복수 개의 그리드에 구비되는 그리드 레그(553)는, 회전 샤프트(40)를 향하는 그 일 측 단부가 소정의 곡선을 따라 배열된다. 일 실시 예에서, 상기 소정의 곡선은 회전 샤프트(40)의 방사상 외측으로 절곡된다.

이에 따라, 아크(A)의 이동 경로 또한, 회전 샤프트(40)의 방사상 외측으로 절곡된다. 따라서, 가동 접점(332)과 아크 그리드(550) 간 절연 거리가 증대될 수 있고, 아크(A)의 재점호가 예방될 수 있다.

전술한 일련의 과정이 진행됨에 따라, 아크(A)가 신장 및 냉각되며 소호될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명된 실시 예들의 구성에 한정되는 것이 아니다.

또한, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

더 나아가, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

1: 부하 개폐기
10: 프레임부
110: 상부 프레임
111: 상부 체결 날개부
111a: 상부 체결 날개 홀
112: 상부 고정 단자 수용부
120: 하부 프레임
121: 하부 체결 날개부
121a: 하부 체결 날개 홀
122: 하부 고정 단자 수용부
20: 고정부
210: 고정 판
211: 고정 홀
220: 지지대
30: 개폐부
310: 아크(arc) 챔버
320: 고정 단자부
321: 제1 고정 단자부
321a: 제1 고정 접점대
321b: 제1 고정 접점
322: 제2 고정 단자부
322a: 제2 고정 접점대
322b: 제2 고정 접점
330: 가동 단자부
331: 가동 접점대
332: 가동 접점
40: 회전 샤프트
410: 기둥부
420: 요철부
50: 아크 슈트(arc chute)
510: 체결부
511: 체결 홈
512: 체결공
520: 결합 부재
530: 커버부
531: 커버 결합공
532: 커버 관통공
540: 아크 러너(arc runner)
541: 러너 베이스부
542: 러너 결합 돌기
543: 러너 레그
543a: 단자 접촉부
550: 아크 그리드(grid)
551: 그리드 베이스부
551a: 아크 홀
552: 그리드 결합 돌기
553: 그리드 레그
553a: 그리드 오목부
60: 퍼퍼 가이드(puffer guide)
610: 하우징부
612: 하우징 후면부
620: 삽입부
622: 삽입 후면부
622b: 후면 함몰부
A: 아크

Claims (17)

1. 기둥 형상으로 형성되는 프레임부;
   상기 프레임부의 외주와 인접하게 배치되고, 서로 이격되며, 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부; 및
   마주보는 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되는 아크 그리드를 포함하고,
   상기 커버부는,
   상기 프레임부의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되고, 상기 프레임부의 외주와 접하는 일 측이 상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되는,
   아크 슈트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커버부의 상기 일 측은,
   그 곡률 반경이 상기 프레임부의 외주의 곡률 반경과 동일하게 형성되는,
   아크 슈트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 아크 그리드는 복수 개 구비되고,
   서로 이웃하는 두 개의 아크 그리드 사이의 간격은 상기 아크 그리드의 두께의 1.4배 이상 1.6배 이하인,
   아크 슈트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 아크 그리드는,
   상기 커버부를 향하는 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되는 그리드 베이스부; 및
   상기 그리드 베이스부의 일 측으로부터 상기 프레임부의 방사상 내측으로 연장되어 형성되는 두 개의 그리드 레그를 포함하고,
   이웃하는 두 개의 상기 아크 그리드에 구비되는 상기 그리드 레그는,
   상기 프레임부의 원주 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열되는,
   아크 슈트.
5. 원기둥 형상으로 형성되는 프레임부;
   일 측이 상기 프레임부의 외주면과 인접하게 위치되고, 서로 이격되며, 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부; 및
   상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되고, 소정의 곡선을 따라 소정의 간격으로 배열되는 복수 개의 아크 그리드를 포함하고,
   상기 커버부는,
   판 형상으로 형성되고,,
   상기 소정의 곡선은,
   그 곡률 반경이 상기 프레임부의 곡률 반경과 동일하게 형성되는,
   아크 슈트.
6. 제5항에 있어서,
   상기 커버부는,
   상기 프레임부의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되고, 그 곡률 반경이 상기 프레임부의 곡률 반경과 동일하게 형성되는,
   아크 슈트.
7. 제5항에 있어서,
   상기 소정의 간격은,
   상기 아크 그리드의 두께의 1.4배 이상 1.6배 이하인,
   아크 슈트.
8. 제5항에 있어서,
   상기 아크 그리드는,
   상기 커버부를 향하는 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되는 그리드 베이스부; 및
   상기 그리드 베이스부의 일 측으로부터 상기 프레임부의 방사상 내측으로 연장되어 형상되는 두 개의 그리드 레그를 포함하고,
   이웃하는 두 개의 상기 아크 그리드에 구비되는 상기 그리드 레그는,
   상기 프레임부의 원주 방향에서 서로 중첩되지 않도록 배열되는,
   아크 슈트.
9. 고정 단자부 및 가동 단자부를 포함하는 개폐부;
   기둥 형상으로 형성되고, 상기 고정 단자부의 일부를 수용하는 프레임부;
   상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 가동 단자부와 연결되어 상기 가동 단자부와 함께 회전되는 회전 샤프트; 및
   상기 프레임부의 외주와 인접하게 배치되는 아크 슈트를 포함하고,
   상기 아크 슈트는,
   서로 이격되며, 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 두 개의 커버부; 및
   마주보는 상기 두 개의 커버부 사이에 배치되어, 상기 두 개의 커버부와 각각 결합되고, 상기 고정 단자부와 서로 이격되는 아크 그리드를 포함하며,
   상기 커버부는,
   상기 프레임부의 원주 방향 및 방사 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되고, 일 측이 상기 프레임부의 외주면에 접하며, 상기 일 측이 상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 일 측과 다른 타 측이 상기 고정 단자부에 인접하게 위치되는,
   부하 개폐기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 아크 슈트는,
    소정의 곡선을 따라 소정의 간격으로 배열되는 복수 개의 아크 그리드를 포함하고,
    상기 소정의 곡선은,
    상기 프레임부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되는,
    부하 개폐기.
11. 제9항에 있어서,
    상기 아크 그리드는 복수 개 구비되고,
    상기 복수 개의 아크 그리드는,
    상기 고정 단자부에서 멀어지는 방향으로 상기 아크 그리드의 길이가 점차 감소되는,
    부하 개폐기.
12. 제9항에 있어서,
    상기 가동 단자부는,
    상기 회전 샤프트의 회전축에 대하여 회전 가능하도록 상기 프레임부의 내부에 수용되는 가동 접점을 포함하고,
    상기 아크 그리드는,
    상기 커버부를 향하는 방향으로 연장되는 판 형상으로 형성되는 그리드 베이스부; 및
    상기 그리드 베이스부의 일 측으로부터 상기 프레임부의 방사상 내측으로 연장되어 형상되는 두 개의 그리드 레그를 포함하며,
    상기 그리드 레그는,
    상기 프레임부의 방사상 내측을 향하는 일 단과 상기 회전 샤프트 사이의 거리가, 상기 가동 접점과 상기 회전 샤프트 사이의 거리보다 작게 형성되고,
    상기 두 개의 그리드 레그 사이 공간에는 그리드 오목부가 형성되며,
    상기 그리드 오목부는,
    그 폭이 상기 가동 접점의 폭보다 크게 형성되고, 그 내부로 상기 가동 접점이 통과되며 회전되는,
    부하 개폐기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 프레임부의 방사 방향으로 연장되는 막대 형상으로 형성되고, 일 측 단부에 상기 가동 접점이 형성되는 가동 접점대; 및
    상기 프레임부의 방사 방향으로 연장되는 기둥 형상으로 형성되고, 내부에 상기 가동 접점대를 수용하는 중공이 형성되며, 외부에 상기 가동 접점이 배치되는 퍼퍼 가이드(puffer guide)를 포함하는,
    부하 개폐기.
14. 제9항에 있어서,
    상기 아크 슈트는 복수 개 구비되고,
    상기 회전 샤프트를 사이에 두고 마주보는 두 개의 상기 아크 슈트는,
    상기 회전 샤프트에 대하여 점 대칭되도록 배치되는,
    부하 개폐기.
15. 제9항에 있어서,
    상기 아크 슈트는,
    상기 프레임부의 외주와 인접하게 배치되고, 상기 프레임부의 외주면과 접하는 일 면에 체결 홈이 함몰 형성되는 체결부를 포함하고,
    상기 체결 홈은,
    상기 체결부의 상기 일 면으로부터 상기 프레임부의 방사상 외측으로 함몰되어 형성되며,
    상기 프레임부는,
    외주면으로부터 상기 프레임부의 방사상 외측으로 돌출되어 형성되고, 상기 체결 홈과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 체결 홈에 삽입 결합되는 체결 날개부를 포함하는,
    부하 개폐기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 체결부는,
    상기 프레임부의 축 방향으로 관통 형성되는 체결공이 구비되고,
    상기 체결 날개부는,
    상기 체결공과 상기 프레임부의 축 방향으로 중첩되는 체결 날개 홀이 관통 형성되며,
    상기 체결공 및 상기 체결 날개 홀은,
    결합 부재가 각각 관통 결합되는,
    부하 개폐기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 결합 부재는,
    상기 체결부 및 상기 체결 날개 홀에 볼트 결합 방식으로 각각 결합되는,
    부하 개폐기.

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