(57)【要約】火工遮断器は、内部に少なくとも１つの燃焼室を有するハウジングと、燃焼室内の火工装填と、燃焼室の開口部を覆うバスバーであって、火工装填の作動によって切断されるように構成されたバスバーと、燃焼室からバスバーの反対側のハウジング内に配置されたアーク・スプリッタ・プレートとを含む。【選択図】図２
2019511083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火工遮断器であって、
内部に少なくとも１つの燃焼室を有するハウジングと、
前記燃焼室内の火工装填と、
前記燃焼室の開口部を覆うバスバーであって、前記火工装填の作動によって切断されるように構成された前記バスバーと、
前記燃焼室から前記バスバーの反対側の前記ハウジング内に配置されたアーク・スプリッタ・プレートと、を備える、火工遮断器。
【請求項２】
前記アーク・スプリッタ・プレートは、鉄鋼材料を含む、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項３】
前記各アーク・スプリッタ・プレートは、前記バスバーの前記切断によって形成される電気アークに向かって面する切欠きを有する、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項４】
前記切り欠きは、基本的にＵ字型である、請求項３に記載の火工遮断器。
【請求項５】
前記バスバーが、前記切断時にバスバー部分が前記燃焼室から揺動することを可能にするように構成されたヒンジ屈曲部をさらに備える、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項６】
前記アーク・スプリッタ・プレートは湾曲部を有する積層状に配置され、前記アーク・スプリッタ・プレートは前記バスバー部分が取る経路から漸進的に離れて位置する、請求項５に記載の火工遮断器。
【請求項７】
前記アーク・スプリッタ・プレートは、基本的に直線状の積層に配置される、請求項５に記載の火工遮断器。
【請求項８】
前記アーク・スプリッタ・プレートは、前記バスバー部分が取る経路から基本的に等距離になるように配置される、請求項５に記載の火工遮断器。
【請求項９】
前記ハウジングからの排出ポートをさらに備える、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項１０】
前記排出ポートは、前記バスバーから前記アーク・スプリッタ・プレートの反対側に配置される、請求項９に記載の火工遮断器。
【請求項１１】
前記排出ポートは、前記バスバーと同じ前記アーク・スプリッタ・プレートの側に配置される、請求項９に記載の火工遮断器。
【請求項１２】
前記排出ポートは前記ハウジングの壁にグレーティングを備え、前記火工遮断器は、前記グレーティングを覆うフィルタをさらに備える。請求項９に記載の火工遮断器。
【請求項１３】
前記グレーティング及び前記フィルタは、前記火工装填の前記作動によるガスが、前記バスバーの前記切断によって形成される電気アークを抑制するのを助けるように構成される、請求項１２に記載の火工遮断器。
【請求項１４】
前記火工装填は、イニシエータ装填及びガス発生装置装填を含む。請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項１５】
前記火工装填は、一次装填及び二次装填を含み、前記一次及び二次装填の各々は、過塩素酸ジルコニウムカリウム、過塩素酸ジルコニウムタングステンカリウム、過塩素酸ジルコニウムカリウム、過塩素酸チタンカリウム、水素化チタンカリウム過塩素酸塩、ホウ素カリウム硝酸塩、黒色粉末、及びそれらの組み合わせから成るグループから選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項１６】
前記ハウジングは、前記アーク・スプリッタ・プレート上にオーバーモールドされた少なくとも一部を含む、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項１７】
前記バスバーは、前記バスバーの切断を容易にするように構成された軟弱箇所を含む、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項１８】
前記軟弱箇所は、前記燃焼室から離れた前記バスバーの面にある、請求項１７に記載の火工遮断器。
【請求項１９】
前記燃焼室が前記バスバーに向かって広がっている、請求項１に記載の火工遮断器。
【請求項２０】
前記ハウジングは、前記バスバーの周辺を締め付ける少なくとも２つの部品を含む、請求項１に記載の火工遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１６年２月４日に出願された「ＡＲＣ−ＳＰＲＩＴＴＥＲ  ＤＩＳＣＯＮＮＥＣＴ  ＷＩＴＨ  ＡＲＣ  ＳＰＬＩＴＴＥＲ  ＰＬＡＴＥＳ」という名称の米国特許出願第１５／０１６，２０２号及び２０１６年２月４日に出願された「ＡＲＣ−ＳＵＰＰＲＥＳＳＩＮＧ  ＧＡＳ  ＢＬＡＳＴ  ＩＮ  ＰＹＲＯＴＥＣＨＮＩＣ  ＤＩＳＣＯＮＮＥＣＴ」という名称の米国特許出願第１５／０１６，２１０号に基づく優先権を主張し、これらは、その全体が参照によりここに援用され、全ての目的のために本出願の一部とされる。
【背景技術】
【０００２】
遮断器は、様々な電気回路で使用できる。遮断器を使用して、エネルギー貯蔵装置から出て、エネルギー貯蔵装置に入る電流を選択的に遮断することができる。例えば、バッテリパック（例えば、リチウムイオンバッテリを含む）は、遮断器によって保護することができる。このようなバッテリパックは、２つの例を挙げると、電気自動車に搭載する、あるいは電気エネルギーの貯蔵庫として使用することができる。
【０００３】
要求が厳しい応用では、遮断器は非常に大きな電流を高速で確実に中断する必要がある。例えば、大電流の遮断は、アーク柱と呼ばれることもある電気アークを生成する傾向がある。多くの場合遮断器は電気システムの安全性の向上を意図しているため（迅速に切断することを可能にすることによって）、このような電気アークが新しい危険を生じさせ、さらなる損傷を与えないように管理することが重要である。同時に、遮断器が過度に複雑でないか、又は過度に高価な部品を必要としないことが好ましい。
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様では、火工遮断器（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ）は、内部に少なくとも１つの燃焼室を有するハウジングと、燃焼室内の火工装填（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃ  ｃｈａｒｇｅ）と、燃焼室の開口部を覆うバスバーであって、火工装填の作動によって切断されるように構成されたバスバーと、燃焼室からバスバーの反対側のハウジング内に配置されたアーク・スプリッタ・プレートとを含む。
【０００５】
実施形態には、以下の機能のいずれか又は全てを含めることができる。アーク・スプリッタ・プレートは、鉄鋼材料を含む。各アーク・スプリッタ・プレートは、バスバーの切断によって形成される電気アークに向かって面する切欠きを有する。切り欠きは、基本的にＵ字型である。バスバーは、切断時にバスバー部分が燃焼室から揺動することを可能にするように構成されたヒンジ屈曲部をさらに備える。アーク・スプリッタ・プレートは湾曲部を有する積層状に配置され、アーク・スプリッタ・プレートはバスバー部分が取る経路から徐々に離れて位置する。アーク・スプリッタ・プレートは、基本的に直線状の積層に配置される。アーク・スプリッタ・プレートは、バスバー部分が取る経路から基本的に等距離になるように配置される。火工遮断器は、ハウジングからの排出ポートをさらに備える。排出ポートは、バスバーからアーク・スプリッタ・プレートの反対側に配置される。排出ポートは、バスバーと同じアーク・スプリッタ・プレートの側に配置される。排出ポートはハウジングの壁にグレーティングを備え、火工遮断器は、グレーティングを覆うフィルタをさらに備える。グレーティング及びフィルタは、火工装填の作動によるガスが、バスバーの切断によって形成される電気アークを抑制するのを助けるように構成される。火工装填は、イニシエータ装填及びガス発生装置装填を含む。火工装填は、一次装填及び二次装填を含み、一次及び二次装填の各々は、過塩素酸ジルコニウムカリウム、過塩素酸ジルコニウムタングステンカリウム、過塩素酸ジルコニウムカリウム、過塩素酸チタンカリウム、水素化チタンカリウム過塩素酸塩、ホウ素カリウム硝酸塩、黒色粉末、及びそれらの組み合わせから成るグループから選択された少なくとも１つを含む。ハウジングは、アーク・スプリッタ・プレート上にオーバーモールドされた少なくとも一部を含む。バスバーは、バスバーの切断を容易にするように構成された軟弱箇所を含む。軟弱箇所は、燃焼室から離れたバスバーの面にある。燃焼室はバスバーに向かって広がっている。ハウジングは、バスバーの周辺を締め付ける少なくとも２つの部品を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】火工遮断器の例を示す。
【図２】図１の火工遮断器における断面の例を示す。
【図３】アーク・スプリッタ・プレートの例を示す。
【図４】火工遮断器内の燃焼室に取り付けられたバスバーの例を示す。
【図５】火工遮断器の別の例の断面を示す。
【図６】火工遮断器の別の例の断面を示す。
【図７】火工遮断器の別の例の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本文献は、バスバーを切断することによって電流を遮断し、切断によって形成される電気アークを抑制するシステム及び技術の例を記載する。幾つかの実施形態では、火工遮断器のハウジング内のアーク・スプリッタ・プレートを使用してアークが抑制される。例えば、このようなプレートは、アークを複数の別個のアークに分割することによってアークを抑制することができる。幾つかの実施形態では、バスバーの切断に使用される火工装填からのガスの爆風によってアークが抑制される。例えば、ガスの爆風は、電気アークを冷却し、アークのプラズマを周囲の空気と混合し、及び／又はアークをアーク・スプリッタ・プレートの積層に移動することができる。ガスの爆風によってアークを抑制する幾つかの実施形態は、アーク・スプリッタ・プレートを有することができる。
【０００８】
遮断器は、様々な実施形態で電流を遮断するために使用できる。それらのうちの幾つかでは、火工遮断器は、エネルギー貯蔵装置（例えば、バッテリパック）と別の部品（例えば、モータ又はパワーエレクトロニクス回路）との間の電気的接続を切断するように設計される。例えば、火工遮断器はパックの内側又は外側に配置することができる。いずれの場合も、遮断器は、火工装填の排出物又はその中の粒子によって引き起こされる危険性を低減するように設計することができる。
【０００９】
遮断器は、火工装填、導電性要素、及び鋼スチールアーク・スプリッタ・プレートの積層を保持する電気絶縁ハウジングを含むことができる。火工装填がトリガされると、ヒンジ付きレバーのように導体を切断して開くように、導電性要素に刻み目を入れる／ノッチを付けることができる。アークプレートとスプリッタプレートとの間の電気／強磁性相互作用、及び／又は燃焼副産物の気体／流体力学の組み合わせにより、アークをアーク・スプリッタ・プレート中に押し出すことができる。単一のアークを連続する複数のアークに分割することによって、スプリッタプレートは総アーク電圧を大幅に増加させ、電流の流れを抑えて回路を遮断させることができる。装置からの排気物はスパーク阻止フィルタ要素を通って導かれ、装置をデリケートな電子部品と同じ密閉容積内に収容できるようにする。
【００１０】
火工遮断器は、装置や人に危険を及ぼす可能性のある大きな電流から保護するために使用される。例えば、遮断器は、導体を流れる電流のレベルを検出する専用の電流センサを有することができ、このセンサは、火工装置を直接又は間接的にトリガしてその装填を開始することができる。別の例として、火工遮断器を、流れている電流を既に監視している別の部品（例えば、バッテリ管理システム）に接続することができる。このような部品は、特定のレベルの電流が検出された場合、信号を遮断器に送信するように構成することができる。前の例は過度に大きな電流を回避することに向けられているが、火工遮断器の切断は、電流がほとんど又は全くないなどの他の場合に、さらに、又は代わりに導電体を切断することができる。例えば、これは予防措置として行うことができる。火工遮断器の幾つかの実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、火工遮断器１００の例を示す。遮断器は、ハウジングであって、ここでは上側本体１０２と下側本体１０４とを有するハウジングを含む。他の実施形態では、ハウジングは異なる数の部品を有することができる。ハウジングは、任意の適切な電気絶縁材料で作製することができる。幾つかの実施形態では、ハウジングはプラスチック製である。例えば、上側本体及び下側本体は、それぞれ射出成形部品とすることができる。
【００１２】
火工遮断器は、遮断器を介して任意の方向に電気を導くように構成されたバスバー１０６を含む。バスバーは、以下に例示するように、バスバー内を流れるいずれの電流も遮断するために、ハウジング内で切断することもできる。ここのバスバーは、その端部がハウジングから延びる概ね長方形の断面を有する。一方、これらの端部の中間では、バスバーは、別の形状などの異なる形状を有することができる。バスバーは、任意の適切な導電性材料から作製することができる。幾つかの実施形態では、バスバーはアルミニウム製である。
【００１３】
リード１０８は上側本体から延びている。これらは、上側本体などハウジングの内部に取り付けられた火工装置に接続される。以下に例示するように、リード上に送信される電気パルス又は他の信号は、火工装置の始動をトリガすることができる。例えば、このようなパルス又は信号は、電流検出装置によって送信することができる。
【００１４】
このように、火工遮断器１００は、ハウジングをバスバーの周囲で締め付けて、遮断器を完全な一式に形成する少なくとも２つの部品を含む実施形態例を示す。
【００１５】
図２は、図１の火工遮断器１００における断面の例を示す。この図は、前の図と比較して遮断器を反対側から示す。いずれにしても、遮断器は、上側本体１０２、下側本体１０４、バスバー１０６及びリード１０８の１本と共に示されている。
【００１６】
リード１０８は、この例では上側本体内に配置される火工装填２００に結合される。以下に例示するような様々な火工装填のいずれも使用することができる。ここでは、火工装填は、缶２０２内に含まれ、一般的に、一次装填２０４及び二次装填２０６を含む。幾つかの実施形態では、リード１０８は、火工装填内部におけるブリッジワイヤのそれぞれの端部で終端することができる。例えば、セラミック部品を使用して、ブリッジワイヤ及びリードの端部を保持することができる。一次装填２０４は、ブリッジワイヤの周囲に充填することができる。幾つかの実施形態では、次に二次装填は、缶内に一次装填の近く又は隣接して充填される。例えば、装填間にホイルを配置することができる。幾つかの実施形態では、缶は、破裂を容易にするために少なくとも１つの面に刻み目を有する。火工イニシエータは、電流がブリッジを通って流れそれを溶かすように駆動するために、両方のリードにわたって電圧を印加することを要求することができる。
【００１７】
一次及び二次装填のそれぞれの１つ又は複数の化学作用は、バスバーを切断する際の所望の性能に応じて選択することができる。一次装填の主な機能は、バスバーを切断して開くことであり得る。幾つかの実施形態では、一次装填は、二次装填よりも高速かつ高温で燃焼するように構成することができるイニシエータ装填を含む。例えば、一次装填は、基本的に固体出力のみを生成し、ガスを生成しない化学反応を有する非常に速い燃焼装填であり得る。このように、このような装填のエネルギーは、基本的に全て熱エネルギーから来る。幾つかの実施形態では、高速燃焼爆発材料を使用することができ、過塩素酸ジルコニウムカリウム、過塩素酸ジルコニウムタングステンカリウム、過塩素酸ジルコニウムカリウム、過塩素酸カリウムカリウム又は過塩素酸チタンカリウムを含むが、これに限定されない。
【００１８】
次に、二次装填は、ガス発生装置装填を含むことができる。二次装填の主な機能は、切断されたバスバーによって生成されたアークを移動させること、及び／又はアークを冷却してそれを周囲の空気と混合すること、及び／又は遮断装置からの排出物の排出を助けることであり得る。幾つかの実施形態では、このような装填中の化学物質は、幾つかのガス放出を含む幾つかの反応段階を有する。すなわち、このような装填は、単に固体を他の固体に変えるのではなく、又は単に熱を放出するのではなく、固体を固体と気体の組み合わせに変え、さらに熱を放出する。任意の適切な緩燃性の、装填を生成するのに使用されるガスは、硼素カリウム硝酸塩又は黒色粉末を含むがこれに限定されない。幾つかの実施形態では、一次装填材料のいずれも二次装填に使用することができ、及び／又はその逆も可能である。例えば、複数の一次装填材料を二次装填として使用することができる。
【００１９】
ここでは、火工遮断器は単一の火工装填を有する。しかし、他の実施形態では、異なる数の装填を使用することができる。例えば、冗長性の目的や性能向上のために、２つ以上の類似又は同一の装填を同じ遮断器において使用することができる。別の例として、一次装填及び二次装填は、同時に又は互い違いにトリガされ得る別個のデバイスであり得る。
【００２０】
火工装填２００は、燃焼室２０８内に配置される。この例では、燃焼室は、火工遮断器の上側本体に配置されている。例えば、火工装填は、燃焼室の内側端部に向かって配置することができ、燃焼室にはハウジングの外へのリードの伸長に対応するために、１つ以上の開口部が設けられる。一般に、燃焼室は、配備前に火工装填を保持し、作動時に爆風をバスバーに向ける働きをする。燃焼室は、任意の適切な形状を有することができる。幾つかの実施形態では、チャンバは、バスバーに面する開口部に向かって、幾つか又は全ての側で広がることができる。幾つかの実施形態では、放射状に対称な形状を使用することができる。
【００２１】
バスバー１０６は、燃焼室の開口部に対して配置され、火工装置からの爆風を受け取り、それによって少なくとも１つの箇所で切断される。幾つかの実施形態では、バスバーは、切断を容易にするノッチ２１０を有する。ノッチは、これに限定されるものではないが、Ｖ字形状を含む任意の適切な形状を有することができる。ノッチは、燃焼室の開口部から離れたバスバーの面に配置することができる。これは、バスバーと開口部との間に封止を形成するのを助けることができる。例えば、シリコンのような封止材を表面に塗布することができる。他の実施形態では、はんだ付けされた、ろう付けされた、又は溶接された接合部は、破断が起こるべき軟弱箇所として働くことができる。
【００２２】
バスバーは、火工装填の配備による切断を容易にするのを助ける特徴を提供することができる。幾つかの実施形態では、火工技術による爆風は、燃焼室の開口部を横切って延びるバスバーの部分をヒンジ式に燃焼室から揺動させるべきである。例えば、バスバー部分が燃焼室から下側本体１０４に向かって揺動するのを助けるために、ヒンジ屈曲部２１２を設けることができる。
【００２３】
ここの火工遮断器はまた、下側本体１０４の内側にアーク・スプリッタ・プレートアセンブリ２１４を含む。このアセンブリは、火工配備によってバスバーが切断されるときに、電気アークの形成を抑制するように設計されている。例えば、このようなアークが形成されると、プレートの一部又は全部に引き寄せられ、より小さな電圧の小さなアークに分割することができる。このアセンブリは、ここでは積層状に配置された複数のアーク・スプリッタ・プレート２１４Ａを含む。例えば、プレートの幾つか又は全ては、バスバーと基本的に平行であり得る。アーク・スプリッタ・プレートは、ここでは、プレートの中心線の両側で対称的な切り欠き２１４Ｂを有する（この図では、各プレート上で一方の側だけが見える）。アーク・スプリッタ・プレートは、限定されるものではないが、鋼鉄を含む任意の鉄系材料で作製することができる。幾つかの実施形態では、本実施形態よりも多い又は少ないプレートを使用することができる。プレートのサイズ及びそれらの間の間隔は、遮断器の全体的なサイズ及び発生すると予想されるシステムインダクタンス、電圧及び／又は電流のレベルに基づいて、特定の実施形態に応じて選択することができる。プレートは、ハウジングが１つのプレートを保持するようにそれぞれ適合されたスロット又は溝を有することを含むが、これに限定されない様々な方法のいずれかで取り付けることができる。このようなスロット／溝は、一例に過ぎないが、ハウジング内における１つ以上の壁の内側に配置することができる。
【００２４】
スプリッタプレートを組み立てて収容する方法の別の例は、射出成形されたキャリアでそれらをオーバーモールドすることを含む。幾つかの実施形態では、これは、射出成形機において鋼製ツールを使用することを含む。このツールでは、スプリッタプレートは、最終製品に含まれるように構成されている。例えば、これは、プレートを互いに間隔をおいて積層に配置することを含むことができ、任意選択として、それらがスプライン又は他の曲線に対応して互いにずれるようにすることができる。次に、積層内のスプリッタプレートの縁部に材料をオーバーモールドして、遮断器のためのハウジングの少なくとも一部を形成することができる。工具の緊密な嵌合は、プレートの特定の部分（例えば、それらの中心及び切り欠き）が成形材料で覆われないことを確実にすることができる。例えば、積層中のプレート間の分離及び成形材料の粘度は、成形プロセス中にプレート間に間隔をとる際に材料の浸透を低減するように選択することができる。
【００２５】
プレートは、図示するような積層など様々な構成に配置することができる。ここで、積層は湾曲部を有し、その頂部において、プレートの前端部が燃焼室開口部の近端部と基本的に整列し、積層の底部において、前端部が、燃焼室開口部の遠端部により近い。積層に沿って、プレートの配置は、曲線などの規則的なパターンに従って変化し得る。例えば、バスバー部分は、バスバーが切断された結果、燃焼室から揺動し、このバスバー部分は基本的に円形の経路を辿ることができ、積層は、プレートがその円形経路からさらに徐々に遠ざかるように（例えば、曲線に従って）配置されるように成形され得る。他の実施形態では、アーク・スプリッタ・プレートの積層は、別の形状を有することができる。例えば、積層は直線状であってもよいし、アーク・スプリッタ・プレートの端部がバスバーの経路から等距離にあってもよい。
【００２６】
ハウジングは、１つ以上の排出ポートを有することができる。このようなポートの目的は、火工品配備からの排出物がハウジングを出ることを可能にすることである。ここでは、ポート２１６はハウジングの底部に配置されているが、他の場所に配置することもできる。このポートは、バスバー１０６からアーク・スプリッタ・プレート２１４の反対側に配置される。例えば、通路２１８は、プレート間を流れるガスがポートに向かい続けることを可能にすることができる。ガスと共に移動する粒子を捕捉するために、フィルタをポート２１６及び／又は通路２１８に設けることができる。
【００２７】
ポート２２０は、ハウジングの底部又はハウジングの他の場所に配置することができる。ここで、ポートは、バスバー１０６と同じアーク・スプリッタ・プレート２１４の側に配置される。幾つかの実施形態では、このポートは、アーク・スプリッタ・プレート間を最初に通過することなく、幾つかのガスがハウジングから排出することを可能にする。例えば、このポートの構成は、一部を迂回させることによって、アーク・スプリッタ・プレートを通るガス流れの調整を可能にすることができる。この開口部にはフィルタを設けることができる。他の実施形態では、流れが単一のポート（例えば、ポート２１６）を通るように、ポート２２０は省略される。
【００２８】
以下は、火工遮断器１００による動作の例である。火工装填が配置されるとき、爆風はバスバーを切断し、それを開いた位置に向けて揺らす。これにより、切断時に形成された各バスバー端部間に電気アークが形成される。アークプレートとスプリッタプレートとの間の電気／強磁性相互作用、及び燃焼副産物の気体／流体力学の組み合わせにより、アークをアーク・スプリッタ・プレート中に押し出すことができる。これにより、単一の円弧が互いに連続した複数のアークに分割される可能性がある。その際、スプリッタプレートは総アーク電圧を増加させることができ、電流の流れを抑えて回路を遮断させることができる。火工装置からの排気物は、スパーク阻止フィルタ要素を通って導かれることができる。例えば、これにより、デリケートな電子部品と同じ密閉容積内に収容できるようになる。
【００２９】
このように、再び図１を参照すると、例では、火工遮断器１００が上側本体１０２と下側本体１０４とを含むハウジングを有することを示している。燃焼室２０８はその中に形成され、火工装填２００を保持する。バスバー１０６は、燃焼室の開口部を覆い、火工装填の作動によって切断されるように構成されている。さらに、アーク・スプリッタ・プレート２１４は、燃焼室からバスバーの反対側にハウジング内に配置される。実施例はまた、排出ポート２１６及び／又は２２０がハウジング内に形成され、火工装填の作動からのバスバーガスによる切断によって形成される電気アークの抑制を容易にすることができることも示す。ここではハウジングは、この例ではハウジングの底部を形成する壁２２２を含む。例えば、この壁は、幾つかの実施形態では、ポート２１６及び２２０によって画定することができる。
【００３０】
図３は、アーク・スプリッタ・プレート３００の例を示す。このプレートは、本明細書に記載されているいずれの例においても使用することができる。プレートは、ここでは概して長方形であり、その端部の１つに形成された切り欠き３０２を有する。この例における切り欠きは、プレートの幅の半分を超えて延在し、概してＵ字形の形状を有する。切り欠きの他の形状も使用できる。アーク・スプリッタ・プレートの積層に使用される場合、プレートは、電気アーク３０４が形成されると予想される方に向いている切り欠きに向けて配置することができる。このアークは、バスバーが切断されたときに発生する導電経路の分離によって生じる。
【００３１】
例えば図示のように、アークは磁場を生成し、この磁場はスプリッタプレートを一時的に磁化して、その中にそれぞれ北及び南磁極を形成する。次いで、結果としてのスプリッタプレートの磁場３０６は、アーク３０４をプレートに引き込み、アークを長くして引き伸ばす。すなわち、電磁相互作用は、矢印３０８で概略的に示される力ベクトルを生成し、これは、アーク内の電流の流れと磁力線の両方に垂直である。アーク電流は、ここではページに垂直に流れるので、結果としてのアーク上の力は、アークをスプリッタプレートのより深くへ動かす。アークがスプリッタプレートに接触すると、一連のアークに分割される。各アーク接触点には最小電圧降下があるため、アークの数を増やすと総電圧が増加し、アークが抑制される。これに加えて、火工装置からのガス放電は、スプリッタプレートを介して導くことができる。これは、アークをスプリッタ積層の中に深く導くのを助け、イニシエータからの高速の乱流がプラズマ柱を冷却し、ハウジング内の周囲空気と混合することができる。したがって、これにより、アーク・スプリッタ・プレートに加えて、又はその代わりにアーク抑制を提供することができる。
【００３２】
図４は、火工遮断器４０２内の燃焼室に取り付けられたバスバー４００の例を示す。ここでは、バスバーはハウジング内部から見た図であり、燃焼室の開口部はバスバー部４００Ａの後ろに隠れている。バスバーは、その中に形成されたノッチ４０４を有しており、火工配備の爆風によってバスバーが切断されることが意図されている。すなわち、バスバー部分は、切断後に燃焼室から離れて弧を描いて移動し、それによってバスバーを通る電流の流れを遮断するように意図されている。
【００３３】
図５は、火工遮断器５００の別の例の断面図を示す。遮断器は、バスバー５０６の周囲で締め付けられる上側本体５０２及び下側本体５０４を含む。アーク・スプリッタ・プレート５０８は、ハウジングの内部に、この例では湾曲した構成を有する積層として配置されている。ここのハウジングは、この例ではハウジングの壁の内側に位置する壁５１０を含む。この壁は、アーク・スプリッタ・プレートの積層の後ろに延び、ハウジングの底壁に沿って続く通路５１２を画定する働きをする。下側本体５０４は、単に２つの例を挙げると、製造後にその中に挿入されたアーク・スプリッタ・プレートを有することができるか、又はキャリアをプレート上にオーバーモールドすることによってハウジング（又はその一部）を形成することができる。
【００３４】
火工遮断器５００におけるハウジング壁のうちの１つ以上が排出ポートを有することができる。ここでは、例えば、グレーティング５１４が、側壁及び底壁（不明瞭）に設けられている。例えば、グレーティングは、壁材料を通る開口部のアレイを含むことができる。スパーク又は他の粒子がポートを通って出るのを阻止するために、１つ以上のフィルタを設けることができる。ここでは、例えば、フィルタ要素５１６が示されている。任意の適切なタイプのフィルタを使用することができる。幾つかの実施形態では、要素は、多孔質又は繊維状の耐熱性材料、例えばガラス繊維又はセラミック繊維を含む。グレーティング及びフィルタは、火工装填の作動によるガスがバスバーの切断によって形成される電気アークを抑制するのを助けることができる。例えば、排出粒子は捕捉しながら、ガスがポートを通って排出することができるという事実は、ガスの爆風がアークを冷却し、周囲の空気と混合し、及び／又はスプリッタプレートにアークを移動することによって、アークを抑制することを可能にする。したがって、フィルタの種類及び／又は排出ポートのサイズは、ハウジングから十分なガス流が供給されるように選択することができる。
【００３５】
燃焼室５１８は、ストレート形状又はフレア形状を含むが、これに限定されない様々な形状のいずれかを有することができる。例えば、フレアは開口部に向かって広がることによって、チャンバは、爆風を受けるバスバー部分に向かって増大した面積を提供することができる。チャンバは、開口部と遠端部との間の様々な深さのいずれかで設計することができる。例えば、火工装填の適切な配置を提供し、切断されたバスバーの端部と配置後の火工装填の残部との間に形成されるアーク放電の可能性又は沿面経路を低減するように、深さを選択することができる。
【００３６】
図６は、火工遮断器６００の別の例の断面図を示す。一部の部品は、前の例で示したものと類似又は同一である。例えば、火工遮断器は、上側本体６０２と、下側本体６０４と、バスバー６０６と、壁６１０と、通路６１２と、グレーティング６１４と、フィルタ要素６１６とを含む。アーク・スプリッタ・プレート６０８は、本明細書の任意の又は全ての他の例と同様の材料及び／又は構成とすることができる。さらに、アーク・スプリッタ・プレート６０８は、基本的に直線状の積層に配置される。例えば、積層は、バスバーが開いた位置に弧を描いて移動するとき、バスバーが辿った弧に従わない。
【００３７】
図７は、火工遮断器７００の別の例の断面図を示す。一部の部品は、前の例で示したものと類似又は同一である。バスバー部分７０２は、燃焼室に装填を配置することによって切断されるように構成される。チャンバは、直線形状又はフレア形状を含むが、これに限定されない複数の形状のいずれかを有することができる。次いで、バスバー部分は、ここではマーク７０４によって表されるヒンジの回りを揺動する。例えば、この回転は、バスバーのヒンジ屈曲部によって容易にすることができる。バスバー部分は、それが揺動するときに円形経路７０６を辿り、経路はヒンジの位置とバスバー部分の長さに依存する。アークスプリットプレートの積層７０８は、プレートが基本的に経路７０６から等距離になるように配置されている。
【００３８】
幾つかの実施形態を例として説明してきた。それにもかかわらず、他の実施形態は、以下の請求項の範囲に含まれる。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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