JPS6191811A - 圧縮ガススイツチ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念による圧縮ガ
ススイッチに関する。

従来の技術： この上位概念によれば本発明は西独特許第２８１１５０
８号明細書に記載される技術水準に関する。この公知ス
イッチの場合スイッチアークによって加熱された消弧ガ
スは圧力室へ導がれ、ここでガスは膨張室への流出孔の
解放後高圧下にスイッチアークに吹付けられる。このよ
うなスイッチが広範囲の電流強さで満足に作動するよう
に、はぼ管状の延長部からなる、可動スイッチ部材と共
働する装置が備えられ、この装置により圧力室内にある
消弧ガスは遅れて膨張室へ逃がされ、さらに圧力室の外
側部分は弁によって過大な圧力から保護される。

発明が解決しようとする問題点： 本発明の目的は簡単な手段により小電流の際の過／」・
の圧力形成および大電流の際の過大な圧力形成が避けら
れる特許請求の範囲第１項の上位概念に記載の圧縮ガス
スイッチを得ることである。

問題点を解決するための手段： この目的は特許請求の範囲第１項の特徴部に記載の特徴
を有する圧縮ガススイッチによって解決される。

作用： 本発明による圧縮ガススイッチの場合、高電流時のスイ
ッチアークは消弧ガス流の適当な案内によって蓄しく細
められ、次にその下流にあるアーク部分は電流に応じて
大きくまたは小さく拡大される。この場合軸方向に流れ
るアークガスによって蓄圧室内に圧力が形成される。そ
れによって小電流のスイッチの際アークガスの大部分が
圧力形成に役立つことが保証される。

消弧ガス流を遅延させる付加的手段はそれゆえ必要がな
い。これに反し大電流の場合アークガスの一部は膨張室
へ導出される。それによって蓄圧室が短絡電流スイッチ
の際過大外圧力に負荷されないことを保証する手段をと
る必要が彦くなる。

実施例： 次に本発明の実施例を図面により説明する。

第１図において１は絶縁材料からなるほぼ中空円筒形に
形成したケーシングを表わす。このケーシングは圧力数
パールの６フツ化イオウのような絶縁ガスの雰囲気内に
ある。ケーシングは軸に沿って互いに相対的に動く２つ
のスイッチ部材２および３を含む。スイッチ部材２は電
流接続部４に支持され、接触フィンガ５および６からな
るリングを含み、このフィンガによりスイッチ部材２内
に中空室７が仕切られる。スイッチ部材３は中空円筒で
あり、円筒軸に沿って可動に形成される。スイッチのス
イッチオン位置でこの部材は中空室７へ進入し、その外
面で接触フィンガ５および６の内面に接触する。

接触フィンガ６はそのスイッチ部材２の自由端と反対側
の端部が接触フィンガ５より少し短く、それによってス
イッチ部材２内に通路８が形す 成され、この通路は半径方向にとくにポルテトラフルオ
ルエチレン（ＰＴＦＥ）からなる絶縁ノズル９を貫通し
て、スイッチ部材２，３を同軸に包囲するリング状の蓄
圧室１０へ拡がる。

通路８の蓄圧室ｌ○への開口に逆止弁１１があり、この
弁は中空室７内の圧力が降下すると蓄圧室１０を中空室
７に対して閉鎖する。

蓄圧室１０はほぼケーシング−および絶縁ノズル９の外
壁面によって仕切られ、ラビリンス流路１２によって分
割される。ラビリンスはたとえば半径方向のリング状邪
魔板１３からなり、これらの板は半径方向に互いに間隔
をもってずれ、交互にケーシング１の内壁および絶縁ノ
ズル９の外壁に固定される。邪魔板１３は自由端を有し
、加熱された消弧ガスのためのジグザグに走る流路を形
成する。このガスは加熱過程の間中空室７から通路８お
よび蓄圧室１０のリング状部分室１４を介して蓄圧室１
０のもう１つのリング状部分室１５へ導かれる。部分室
１５はほぼケーシング１１絶縁ノズル９、スイッチ部材
３が孔の中を気密に貫通するほぼ半径方向に拡力讐るケ
ーシング突出部１６およびスイッチ部材３によって仕切
られる。部分室１５はスイッチオフの際絶縁ノズル９の
くびれ部１９をほぼ気密に貫通するスイッチ部材３がこ
のくびれ部を開放すると、分離するスイッチ部材２と３
の間にあって中空室７を接続する。スイッチアーク１７
を収容するアーク室１８と結合する。

絶縁ノズル９と固定スイッチ部材２の自由端の間にリン
グ室２０があり、この室はスイッチオフの際すでに部分
室１５の前のアーク室１８と結合している。リング室２
０はアーク室１８から膨張室２１への結合路の一部であ
る。この結合路はリング室２０のほかに第１図から明ら
かなように通路８と交差する軸方向に通ずる通路２２を
含む。第２図に示すように通路８または２２は半径方向
または軸方向に走る絶縁ノズル９の空所として配置する
ことができる。この場合絶縁ノズル９の円周方向に見て
交互に半径方向および軸方向空所が続く。これはスイッ
チオフの際加熱された絶縁ガスがとくに均一にアーク室
１８を流れるように作用する。

中空室７および蓄圧室１０の部分室１４は少なくとも一
部ライニング材料２３を備え、このライニングはスイッ
チ部材２の接触フィンガ５および６の材料に比して比較
的低い熱伝導度、低い蒸発エンタルーーおよび低い沸点
を有し、アーク作用で非常に容易に蒸発して消弧ガスを
形成する。このライニング２３はスイッチアークの発生
によって材料蒸発による形状変化が中空室７から蓄圧室
１０へのアークプラズマの流れ状態に影響をおよぼさな
いように配置される。

ライニング材料２３は炭素または金属硫化物のような微
粒光てん剤を含むハロゲン−炭素系のとくに水素を少し
しかまたはまったく含まないポリマーを含む。ライニン
グ２３をとくに亜鉛１〜１５重量％、２硫化モリブデン
３〜３０重量％または黒鉛もしくは炭素７〜１５重量％
の微粒粉末充てん剤を有するポリテトラフルオルエチレ
ンから製造するのがとくに有利である。

中空室７の上端面にあるライニング２３は第１図に示す
ようにゼス２４を備えることが１きる。可動スイッチ部
材３はその際スイッチオン位置で軸２４がスイッチ部材
３へ突入しうるように中空に形成しなければならない。

本発明による圧縮ガススイッチの機能は下記のとおりで
ある。スイッチオンの際スイッチ部材３は下へ動く。２
つのスイッチ部材２と３が離れると、その自由端の間に
スイッチアークｌ７が発生する（第１図の左半）。この
スイッチアークの加熱能力は中空室７、通路８および開
いた逆止弁１１を介して蓄圧室１０へ達し、そこに圧力
を形成する。同時に加熱能力の一部は通路２２を介して
膨張室２１へ達する。

ストロークの増大とともにスイッチアーク７の加熱能力
は増大する。それゆえアークプラズマの膨張室への流出
が増大するにもかかわらず依然としてアークプラズマの
大部分は蓄圧室１０へ流れる。この割合は電流が小さい
ほど太きい。

逆止弁１１によって電流遮断およびそれに伴う圧力降下
の際中空室７内に蓄圧室１０内にあるガスの通路８を通
る逆流が生ずるのが防止される。

ライニング２３によってできるだけ少ないアーク熱、し
たがって加熱能力しか接触フィンガ５の内面への熱導出
によって失われず、高温のプラズマおよびスイッチアー
ク１７の放射の影響下にこのライニングから著しく多量
の材料が蒸発することが付加的に達成される。これはと
くに小電流のスイッチの際有利である。というのはそれ
によって付加的に蓄圧室１０内にある消弧ガスの圧力が
上昇するからである。ライニング材料２３のもう１つの
効果は場合により望まれるスイッチアークエフの接触フ
ィンガ５または６から第１図に図示されていないもう１
つの接触部材への整流が容易になることである。

このような接触部材は電気伝導的に電流接続部４と結合
し、たとえば絶縁ノズル９のくびれ部１９の範囲に配置
したリングとして形成することができる。この場合ライ
ニングをジス２４の形で備え、可動スイッチ部材δを中
空に形成し、スイッチオン位置でスイッチ部材３がｉス
２４の自由端を収容するのが有利である。圧縮ガススイ
ッチのこのような形成の場合スイッチオンの際２つのス
イッチ部材２と３が離れた直後スイッチアーク１７によ
って蒸気流が発生し、この流れは接触フィンガ５および
６から絶縁ノズルのくびれ部１９にあるもう１つの接触
部へ向い、それによってスイッチアーク１７の整流が著
しく容易になる。

スイッチ部材３が絶縁ノズル９のくびれ部１９を開放す
ると、蓄圧室１０の部分室１５内に過圧下にあるガスは
絶縁ノズル９のくびれ部１９を通って流れ、スイッチア
ーク１７をくびれ部１９で絞る（第１図の右手）。それ
によって絶縁ノズル９の焼損が減するだけでなく、同時
にスイッチアーク１７をくびれ部１９の後方でスイッチ
部材２によって必然的に著しく拡大することが達成され
る。それによって中空室７の方向に磁力による圧力勾配
が生ずる。それゆえスイッチアーク１７はポンプのよう
に作用し、低温ガスを部分室１５から吸出し、アークプ
ラズマとして中空室７へ、したがって通路８を介して蓄
圧室１０へ高い圧力で送り戻す。

ラビリンス流路１２はアークゾーンから中空室７および
通路８を介して蓄圧室１０の部分室１４へ送った熱ガス
が部分室１５へ圧縮した冷消弧ガスと混合することを防
止する。それによってアークはくびれ部１９の範囲１部
分空間１５からの冷消弧ガスのみが吹付けられる。

したがって前記機構によって蓄圧室１０内に小電流スイ
ッチの際も過圧が維持され、アーク室１８に汚れのない
冷消弧ガスを供給し、大電流スイッチオフの際蓄圧室１
０内の圧力形成をアーク室１８内にある過剰のアークガ
スのリング室２０および通路２２を介する膨張室２１へ
の吹出しによって制限することが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧縮ガススイッチの縦断面図であ
り、左半はスイッチ部材分離直後の状態、右手はスイッ
チアーク吹付の際の状態を示し、第２図は第１図■−■
線断面図である。 １・・・ケーシング、２，３・・・スイッチ部材、４・
・・電流接続部、５，６・・・接触フィンガ、７・・・
中空室、８．２２・・・通路、９・・・絶縁ノズル、１
０・・・蓄圧室、１１・・・逆止弁、１２・・・ラビリ
ンス、１４．１５・・・部分室、１７・・・スイッチア
ーク、１８・・・アーク室、１９・・・くびれ部、２０
・・・リング室、２１・・・膨張室、２３・・・ライニ
ング、２４・・・ボス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、協力作用する２つのスイッチ部材（２、３）を有し
   、その第１部材（２）がスイッチオン位置で少なくとも
   一部２つのスイッチ部材の第２部材（３）によつて充て
   んされる中空室（７）を有し、スイッチ部材（２、３）
   を包囲して中空室（７）と接続する蓄圧室（１０）およ
   び中空室（７）へ接続し、かつ外側の絶縁体によつて少
   なくとも一部仕切られたアーク室（１８）を有し、この
   アーク室（１８）がスイッチオフの際２つのスイッチ部
   材（２、３）の第２部材（３）によつて蓄圧室（１０）
   とも膨張室（２１）とも接続可能である圧縮ガススイッ
   チにおいて、絶縁体が絶縁ノズル（９）として形成され
   、かつ蓄圧室（１０）と接続しうるガス入口および絶縁
   ノズル（９）のくびれ部（１９）と第１スイッチ部材（
   ２）の自由端の間にある、膨張室（２１）と結合しうる
   ガス出口を有し、この出口がスイッチオフの際第２スイ
   ッチ部材（３）によつてガス入口の前に解放されること
   を特徴とする圧縮ガススイッチ。 ２、中空室（７）と蓄圧室（１０）を接続する第１通路
   （８）およびアーク室（１８）と膨張室（２１）を接続
   する第２通路（２２）を有し、第１および第２通路（８
   、２２）が交差している特許請求の範囲第１項記載のス
   イッチ。 ３、第１通路（８）に逆止弁（１１）を備え、この弁が
   中空室（７）内の圧力低下の際蓄圧室（１０）からの消
   弧ガスの逆流を防ぐ特許請求の範囲第２項記載のスイッ
   チ。 ４、蓄圧室（１０）にラビリンス流路（１２）を備え、
   これが蓄圧室（１０）を２つの部分室（１４、１５）に
   分割している特許請求の範囲第１項から第３項までのい
   ずれか１項に記載のスイッチ。 ５、ラビリンス流路（１２）が熱伝導度の高い材料から
   なる特許請求の範囲第４項記載のスイッチ。 ６、中空室（７）および（または）中空室（７）から蓄
   圧室（１０）の部分室（１４）への通路（８）に粉末充
   てん剤を含むハロゲン−炭素系ポリマー材料からなるラ
   イニング（２３）を備えている特許請求の範囲第１項か
   ら第５項までのいずれか１項に記載のスイッチ。 ７、ライニング（２３）材料が亜鉛１〜１５重量％、２
   硫化モリブデン３〜３０重量％または黒鉛もしくは炭素
   ７〜１５重量％の微粒粉末充てん剤を有するポリテトラ
   フルオルエチレンを含む特許請求の範囲第６項記載のス
   イッチ。 ６、ライニング（２３）材料が少なくとも一部ボス（２
   ４）として形成され、このボスが中空室（７）へ軸方向
   に拡がり、圧縮ガススイッチのスイッチオン位置で第２
   スイッチ部材（３）の自由端内へ嵌入している特許請求
   の範囲第６項または第７項記載のスイッチ。 ９、絶縁ノズル（９）が第１および第２通路（８、２２
   ）を形成する材料空所を有し、その第１通路（８）を形
   成する空所がほぼ半径方向に、第２通路（２２）を形成
   する空所がほぼ軸方向に拡がつている特許請求の範囲第
   ２項から第８項までのいずれか１項に記載のスイッチ。 １０、絶縁ノズル（９）の円周方向に交互に半径方向お
   よび軸方向に拡がる材料空所が順次に続く特許請求の範
   囲第９項記載のスイッチ。