(57)【要約】  本発明は、特に光起電力設備に適しているが、別の自由に遮断される電気設備においても内部領域および外部領域において組込むことができる過剰温度保護要素に関する。光起電力設備用の過剰温度保護要素は、光起電力設備用に認定されたプラグソケット接続器とプラグソケット接続器を同軸で取囲むケーシングを備えている。ケーシングは管要素（１）から形成されており、その両端面側は、カバーパネル（２，３）で閉鎖されている。ケーシングが閉鎖されていると、プラグソケット接続器も閉鎖されており、プラグソケット接続器のソケット（１１）は一方のカバーパネル（２）と、プラグ（１３）は他方のカバーパネル（３）と各々接続している。さらに、圧縮力要素（４）は両カバーパネル（２，３）の間でクランプされている。カバーパネル（２）の内の少なくとも一つは、ホットメルト接着剤（８）を用いて管要素（１）に固定されている。火災の場合、ホットメルト接着剤（８）は軟化し、少なくとも一つのカバーパネルは、管要素（１）から離間するように押圧され、プラグソケット接続器は開き、接続は電気的に遮断される。
2013534365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電力設備に関して認定されたソケット（１１）とプラグ（１３）から成る接続要素、ならびに接続要素を同軸で取囲むケーシングとを備えた、光起電力設備のための電気機械式の過剰温度保護要素であって、
ケーシングが、その両端面側がカバーパネル（２，３）で閉鎖された管要素（１）から形成されており、ケーシング内には、両カバーパネル（２，３）間に、予め弾発された圧縮力要素（４）がクランプされており、
プラグ（１３）の一方のカバーパネル（２）における、及び他方のカバーパネル（３）における、ケーシング内部に向いている各々の側に、接続要素のソケット（１１）が固定されており、両カバーパネル（２，３）の外側には、ソケット（１１）あるいはプラグ（１３）と電気的に接続している接続要素（１２，１４）が各々配置されており、
ケーシングの幾何学形状が、ケーシングが閉鎖した際にプラグソケット接続器を閉鎖するように選定され、
カバーパネル（２）の内の少なくとも一つが、管要素（１）の長手方向で見て、第一の部分（２．１）を備えており、この第一の部分にあって、カバーパネル（２）の端面の幾何学形状は、カバーパネルが管要素（１）の端面側の開口部を完全に覆い隠すように選定されており、
かつ前記カバーパネル（２）の内の少なくとも一つが、前記第一の部分に接続した状態で、管要素（１）に向かい合った側で第二の部分（２．２）を備えており、この第二の部分にあって、端面の幾何学形状は、第二の部分（２．２）の側壁が管要素（１）内に正確に差込み可能であり、第二の部分（２．２）の側壁において、ならびに管要素（１）の内壁面で、少なくとも一つの凹部（５，６）が設けられているように選定されており、
ケーシングが閉じていると、第二の部分の側壁上の少なくとも一つの凹部（５）が、管要素（１）の内壁面の少なくとも一つの凹部（６）に向かい合っており、管要素（１）の壁において、管要素（１）の内壁面の凹部（６）内で終わる切通し（７）が設けられており、この切通しを介して、対向する両凹部（５，６）から形成された空洞部が、１２０℃〜２５０℃の温度の場合に溶融する材料（８）で充填されており、この材料が固体の状態で、カバーパネル（２）がカバーパネルに作用する弾性力にかかわらず押出しに対して管要素から保護されているように機械的に安定していることを特徴とする電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項２】
管要素（１）が円形の横断面を有しており、少なくとも一つの凹部（５）が、第二の部分（２．２）の側壁ならびに管要素（１）の内側で、各々ぐるりと取り巻く環状溝として構成されており、少なくとも一つの切通し（７）が管要素（１）の壁において孔として構成されていることを特徴とする請求項１記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項３】
高温の際に離れるカバーパネル（２）の他に、第二のカバーパネル（３）として管要素（１）と固く接続しているパネルが組込まれており、このパネルが、管要素（１）の長手方向に第一の部分（３．１）を備え、この第一の部分において、カバーパネル（３）の端面の幾何学形状が、開口部を管要素（１）の端面側内で完全に覆うように選定されており、さらに前記パネルが、第一の部分に接続した状態で、管要素（１）に向い合った側に第二の部分（３．２）を備えており、この第二の部分にあって、端面の幾何学形状が、管要素（１）の内径よりも小さく選定されており、
これにより、第二の部分（３．２）が、管要素（１）内に挿入可能であり、カバーパネル（３）が、管要素（１）の壁を通って垂直に延びており、かつカバーパネル（３）が第二の部分（３．２）の側壁内に達する孔１０内に挿入されている保持ピンを用いて、管要素（１）と固く接続していることを特徴とする請求項２に記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項４】
管要素（１）と固く接続しているカバーパネル（３）が三つの保持ピン（１０）を用いて固定されており、これらの保持ピンが、管要素（１）の横断面の円形の幾何学形状に対して、各々１２０°の角度だけ互いにずれて設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項５】
認定されたプラグソケット接続器のプラグ（１３）もソケット（１１）も絶縁ケースにより取囲まれており、この絶縁ケースがプラグ（１３）あるいはソケット（１１）の電気接点を過剰温度保護要素が解除された場合でも接触の安全性を確保して被覆することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項６】
凹部（５，６）により形成された中空空間が、ホットメルト接着剤で充填されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項７】
管要素（１）が脆性材料から製造されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項８】
管要素（１）がセラミックあるいは陶土から成ることを特徴とする請求項７に記載の電気機械式の過剰温度保護要素。
【請求項９】
すでにあるプラグソケット接続器内に挿入するための、請求項１に記載の電気機械式の過剰温度保護要素の使用方法であって、
一方のカバーパネル（２）の接続要素が光起電力パネルプラグ（１２）として、他方のカバーパネル（３）の接続要素が光起電力パネルソケット（１４）としてすでにあるプラグソケット接続器の様式で構成されていることを特徴とする使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に光起電力設備に適しているが、別の自由に遮断される電気設備においても内部領域および外部領域において組込むことができる過剰温度保護要素に関する。光起電力設備において、過剰温度保護要素は、危険な状況において個々の光起電力モジュールを電気的に分離するのに使用される。加えて、過剰温度保護要素は、すべての電気技術および安全技術の要求を満たしており、これらの要求は、光起電力設備の運転のために認定された接続要素に出される。
【背景技術】
【０００２】
光起電力設備において、個々の光起電力モジュールは通常、直列に置かれている。直列のチェーンの端部では、光の差込みが強いと、直流１０００Ｖまでの電圧と８〜１６Ａの電流が生じる。従って、例えば光起電力設備が取付けられている屋根が火災になった場合、あるいは自由電界の設備を備えた原動機付き車両が衝突した場合のような危険な状況において、救助処置にとってあるいは事故に巻き込まれた人達にとって、緊急な危険が存在し、生命にとって危険な電気的電圧あるいは電流と接触する。
【０００３】
目下ところ、自由電界での光起電力設備のための安全対策は、これらの設備が策で囲まれることに限定される。屋根に取付けられた光起電力設備の場合、光起電力設備はいずれにしても困難を伴って達成可能なので、これまで安全対策は放棄されていた。
【０００４】
光起電力設備の数と大きさが永久的に増大することの理由に基づいて、人々が光起電力設備により引起される電流衝撃により傷を被い、かつ最悪の場合には、それどころか死ぬ危険が増す。従って、光起電力設備を運転するための追加の安全対策を練ることが必要不可欠である。
【０００５】
従来技術から、光起電力設備による電流衝撃の危険を減らす目的を有しているか、あるいは少なくともこの目的のために組込むことが可能である数少ない解決提案が知られている。
【０００６】
特許文献１には安全装置が記載されており、この安全装置により、電流値が超過しても、温度値が超過した場合でも、電気的遮断が生じる。この目的で、ケーシング内には、各独立した空間内において、溶融導線要素と温度に敏感な要素が格納されている。両要素は直列に接続している。温度に敏感な要素は、松やにで覆われた半田合金として、あるいはバイメタルのサーモスタット遮断器としてのいずれか一方として構成することができる。臨界温度を超過した場合、半田合金は溶解して、サーモスタット遮断器は開く。
【０００７】
安全装置は確かに原則的に、火災により引起される温度上昇の際に、電流回路を開けることができる。しかし、半田合金使用しても、サーモスタット遮断器を使用しても、１０００Ｖまでの電圧を安全かつ耐久性のある遮断は不可能である。
【０００８】
特許文献２には、火災時に、あるいは救助人員あるいはサービス人員にとっての火災の後にある電流衝撃の危険を減らす目的を備えた光起電力モジュールを出発点とする導体内に温度安全装置ユニットを接続することが提案されている。温度安全装置ユニットの機能方法は詳しくは述べられていない。
【０００９】
光起電力設備を開ける際の火花の弧絡を防止するために、生じる高圧のためには比較的大きな分離区間が必要である。しかし、この文献には、どのようにして温度安全装置ユニットによりこのような分離区間が実現可能であるのかは度の箇所にも記載されていない。さらに、先に挙げた両安全装置には、救助処置の際によく必要であるように、救助員により行われる一撃あるいは衝撃によりこれらの安全装置が解除されないという短所がある。
【００１０】
特許文献３には、個々の光起電力モジュールを危険な状況において互いに分離する、光起電力設備のための過剰温度保護要素が紹介されている。過剰温度保護要素は個別の安全装置本体から成り、この安全装置本体には、プラグピンとソケットから成り、分離可能な電気的接続要素、ならびに予荷重がかかった圧縮バネが配置されている。安全装置本体の両方の部材は、一方の側に開口部を備えており、一方の部材の開口部は、広げられており、他方の部材はその開いた側でもって広げられた開口部内に差込まれている。圧縮バネが両部材を互いに離間するようには押圧しないように、外壁は広げられた部材の内壁により差込まれた状態でろう付けされている。
【００１１】
過剰温度保護要素により、確かに光起電力モジュールは火災の際に安全に互いに分離される。さらに機械式の解除も可能である。しかし、安全装置本体の両部材を接続するろう付け箇所は、バネにより持続的に作用する高い剪断応力の他に、温度変動、湿気および紫外線のような環境の影響に曝されているので、ろう付け箇所は二三か月後にはすでにひき離れ、かつ光起電力モジュールの電流遮断は制御不能になっていることがよくある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第４３８０００１号明細書
【特許文献２】特開平１１−４０８３８号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００８０２７１８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、従来技術の短所を無くすことである。
【００１４】
特に、光起電力設備用の過度温度保護要素、あるいは他の自由に配線された電気設備が提供され、この過度温度保護要素により、例えば火事のような温度限界を超えた場合に、あるいは機械的衝撃もしくは打撃が作用した場合に、個別の光起電力モジュールの耐久性のある電気的分離が確実にもたらされる。しかし、この光起電力モジュールにあっては故意でない遮断は防止されている。加えて、過度温度保護要素は、電気的技術かつ信頼性技術の要求をすべて満たしていなければならず、これらの過度温度保護要素は光起電力設備の運転に関して認定された接続要素に据付けられる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴により解決される。本発明の有利な実施例と使用法は請求項２〜９から明らかである。
【００１６】
本発明は、光起電力設備に関して認定されたソケットとプラグから成る接続要素、ならびに接続要素を同軸で取囲むケーシングを備えた、（同じようにして内側領域および外側領域内の他の自由に配線された電気設備にも使用できる）光起電力設備のための電気機械式の過剰温度保護要素から出発している。ケーシングは、その両端面側がカバープレートで閉鎖された管要素から成る。ケーシング内には、例えば両カバープレート間にクランプされた渦巻きばねのような、予め弾発された圧縮力要素が配置されている。
【００１７】
本発明によれば、プラグの一方のカバーパネルにおける、及び他方のカバーパネルにおける、ケーシング内部に向いている側に、プラグソケット接続器のソケットが固定されている。両カバーパネルの外側には、ソケットあるいはプラグと電気的に接続している接続要素が各々配置されている。ケーシングの幾何学形状は、ケーシングが閉鎖した際にプラグソケット接続器も閉鎖されているように、プラグソケット接続器と一致している。しかし、例えば圧縮力要素が少なくとも一つのカバーパネルを管要素から離間するように押圧することにより、ケーシングが開放されると同時に、プラグソケット接続器も離れ、電気的接続は遮断される。
【００１８】
カバーパネルの内の少なくとも一つは、ケーシングが閉鎖した際に、および管要素の長手方向で見て、第一の部分を備えており、この第一の部分にあって、カバーパネルの端面の幾何学形状は、カバーパネルが管要素の端面側における開口部を完全に覆い隠す程度に大きい。一般的に、カバーパネルの端面は、管要素の外径とほぼ同じ大きさに選定されている。管要素に向い合った側で、カバーパネルは第二の部分を備えており、この第二の部分にあって、端面は、第二の部分が管要素内に挿入できるのであればなおさら管要素の内径よりもまさにかなり小さく選定されているが、第二の部分の側壁と管要素の内壁の間に大きな空隙は生じない。
【００１９】
第二の部分の側壁において、及び管要素の内側において、少なくとも一つの凹部が形成されている。ケーシングが閉じていると、第二の部分の側壁上の少なくとも一つの凹部は、管要素の内壁面の少なくとも一つの凹部に向かい合っているので、両方の凹部により空洞部が形成される。各々のこのような空洞部において、管要素の壁においては空洞部内で終わる切り通しが形成されている。切り通しを介して、空洞部は、１２０℃〜２５０℃の融点を有する溶融材料で満たすことができる。適した材料は、ポリアミドから成る市販のホットメルト接着剤である。これらのホットメルト接着剤の長所は、空気への暴露に対して十分耐性がある、特に例えばろう付け用錫合金のような多くの金属よりも耐性があることである。
【００２０】
空洞部内に充填された溶融材料が固い限り、カバーパネルは、カバーパネルに作用するバネの弾力にかかわらず、押出しに対して管要素から保護されている。燃焼の場合、溶融材料は軟化し、カバーパネルは管要素から押圧され、プラグソケット接続器は分離する。機能障害は実際には問題にされていない。その理由は、溶融材料がケーシングの内部にあり、従って天候の影響からうまく保護されていることにある。
【００２１】
好ましい実施形態において、管要素は円形の横断面を有する。少なくとも一つの凹部は、第二の部分の側壁および管要素の内側で、各々管要素内の孔を介してホットメルト接着剤で満たすことができる、ぐるりと取り巻いている溝から形成されている。凝固したホットメルト接着剤により、Ｏリングが形成されており、ホットメルト接着剤が固体である限り、カバーパネルは押出しから守られている。
【００２２】
過剰温度保護要素は一方の側では高温の際に離れるカバーパネルを有しており、他方の側では、固く固定されたカバーパネルを有することが考慮されている。
【００２３】
固く固定されたカバーパネルは、高温で離れるのに似て、（閉鎖した際の）管要素の長手方向で見て、第一の部分を備えており、この第一の部分は同様にして開口部を管要素の端面側で完全に覆っている。さらにカバーパネルは管要素の反対側に第二の部分を備えており、この第二の部分にあって、端面は管要素の内径よりも小さく選定されている。すなわち固定されたカバーパネルの第二の部分も管要素内に挿入可能である。圧力要素の弾性力により押出しから保護するために、カバーパネルは保持ピンを用いて固定されており、この保持ピンは、管要素の壁を介して垂直に走り、固定されたカバーパネルの第二の部分の側壁内に達する孔内に形成されている。管要素の横断面の円形の幾何学形状に対して各々１２０°の角度だけ互いに離れた状態にある三つの保持ピンがこの目的で使用されるのが好ましい。
【００２４】
カバーパネルの第二の部分が管要素の内部にない変形も、蓋の様式のカバーパネルが仕上げられている変形も、カバーパネルの第二の部分が各々管要素の一方の端部の上にかぶされている変形も考えられる。
【００２５】
過剰温度保護要素が解除されている場合でも、高い接触の安全性を保障するために、プラグソケット接続器のプラグもソケットも絶縁ケースにより取囲まれており、これらの絶縁ケースはプラグならびにソケットの電気的接点を付加的に、すなわちケーシングが開いている場合でも被覆している。
【００２６】
さらに、管要素を例えばセラミックあるいは陶土のような脆性材料から製造することも考慮されている。救助処置において、例えば消防斧による的を絞った一撃より、火によってさえも達せられない光起電力モジュールの過剰温度保護要素も解除できる。
【００２７】
過剰温度保護要素が中間部分としてすでに構成されているプラグソケット接続器内に挿入されると、光起電力設備の電気回路内での特に容易な集積化が可能である。この目的で、一方のカバーパネルの接続要素をソケットとして、他方のカバーパネルの接続要素をすでに構成されているプラグソケット接続器のプラグとして構成することができる。
【００２８】
本発明による過剰温度保護要素は、一実施例に基づいて以下に詳しく説明する。この目的で、図は過剰温度保護要素を縦断面図で示しており、平面図では両カバーパネルを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による、過剰温度から保護する電気機械要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３０】
図１から明らかなように、過剰温度のケーシングはセラミック管１から成り、セラミック管の端面側は、熱の影響で脱着するカバーパネル２とセラミック管１と不動に接蔵しているカバーパネル３を用いて閉鎖されている。両カバーパネル２，３は、各々両開口部をセラミック管１の端面側で完全に覆い隠す第一の部分２．１，３．１と、第一の部分に接続するように、セラミック管１内に挿入される第二の部分２．２，３．２を備えている。ケーシングの内部には、圧力がプリロードされた渦巻きばね４が設けられている。
【００３１】
渦巻きばね４がカバーパネル２を外側へ動かすことを防ぐために、環状溝５がカバーパネル２の部分２．２の側壁に形成され、環状溝６がセラミック管１の内側に形成されている。両溝５，６は直接対向して設けられており、その結果として、孔７を介してホットメルト接着剤８（またはポリアミド）で充填された中空空間を形成する。通常の運転温度の場合、ホットメルト接着剤８は固体であり、かつカバーパネル２の移動を防ぐＯリングを形成する。カバーパネル３は、各々１２０°だけずれて設けられた孔１０内に圧入されている三つの保持ピン９によりセラミック管１と（高温の場合でも）堅く接続している。
【００３２】
カバーパネルの内側に向いた側で、カバーパネル２は合成樹脂で被覆されたソケット１１を担持しており、かつその外側では接続要素１２として、規格化された光起電力のパネルプラグを担持している。対応するように、内側に向いたカバーパネル３の側で、耐熱性の合成樹脂で被覆されたプラグ１３が固定され、このカバーパネルの外側では接続要素１４として規格化された光起電力のパネルプラグが固定されている。過剰温度の保護要素を組込むために、すでにある規格化された、光起電力モジュールのプラグソケット接続器を開け、過剰温度保護要素を中間部分として組み込むことが必要である。
【００３３】
火災の場合、ホットメルト接着剤８は軟化し、カバーパネル２はバネ４により外側に向かって押圧され、それによりソケット８とプラグ１３により形成されるプラグソケット接続器は開き、電気的接続は遮断される。それに関する代替え手段として、脆性のあるセラミック管１を（例えば消防斧を用いて）的を絞った一撃で破壊することも可能である。ソケット１１もプラグ１３も耐熱性がありかつ耐打撃性のある合成樹脂（熱硬化性樹脂）で被覆されているので、電気接点の所望でない接触は、ケーシングが開いているか、あるいは破壊されている場合でも実際にはなくなっている。
【符号の説明】
【００３４】
１        管要素／セラミック管
２        カバーパネル（ホットメルト接着剤で固定された）
２．１    ホットメルト接着剤で固定されたカバーパネルの第一の部分
２．２    ホットメルト接着剤で固定されたカバーパネルの第二の部分
３        カバーパネル（固く接続している）
３．１    固く接続しているカバーパネルの第一の部分
３．２    固く接続しているカバーパネルの第二の部分
４        圧力要素／圧力バネ
５        凹部／環状溝（カバーパネル内の）
６        凹部／環状溝（セラミック管内の）
７        切り通し／孔
８        溶融した材料／ホットメルト接着剤
９        保持ピン
１０      孔（保持ピンのための）
１１      ソケット
１２      ホットメルト接着剤で固定されたカバーパネル／光起電力パネルプラグの接続要素
１３      プラグ
１４      固く接続したカバーパネル／光起電力パネルソケットの接続要素
2013534365.tif 000003
【国際調査報告】
2013534365.tif 000004
2013534365.tif 000005
2013534365.tif 000006
2013534365.tif 000007
2013534365.tif 000008
2013534365.tif 000009