(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの絶縁体と、固定接触子と、固定接触子フランジと、可動接触子の長手軸を有する可動接触子と、可動接触子フランジと、ベローズとを備えた真空遮断バルブであって、固定接触子が固定接触子フランジ内に固定配置され、可動接触子が移動可能に案内され、該可動接触子がベローズによって移動可能に可動接触子フランジに取り付けられており、ベローズの第１ベローズ端部が可動接触子フランジに取り付けられ、ベローズの第２ベローズ端部が可動接触子に取り付けられている真空遮断バルブに関する。本発明によれば、真空遮断バルブが、補強された固定接触子フランジおよび／または可動接触子フランジによって、２バール（２ｂａｒ）を超える真空遮断バルブの周囲圧力による固定接触子フランジおよび可動接触子フランジのうちの少なくとも一方の変形に対して保護されている。
2021506094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの絶縁体（２０）と、固定接触子（３０）と、固定接触子フランジ（４０）と、可動接触子（５０）の長手軸（５６）を有する可動接触子（５０）と、可動接触子フランジ（６０）と、ベローズ（８０）とを備えた真空遮断バルブ（１０）であって、
前記固定接触子（３０）が前記固定接触子フランジ（４０）内に固定配置されており、前記可動接触子（５０）が移動可能に案内されており、前記可動接触子がベローズ（８０）によって移動可能に前記可動接触子フランジ（６０）に取り付けられており、前記ベローズ（８０）の第１ベローズ端部（８２）が前記可動接触子フランジ（６０）に取り付けられ、
前記ベローズ（８０）の第２ベローズ端部（８４）が前記可動接触子（５０）に取り付けられている、真空遮断バルブ（１０）において、
前記真空遮断バルブ（１０）が、補強された固定接触子フランジ（４０’）および／または補強された可動接触子フランジ（６０’）によって、２バール（２ｂａｒ）を超える前記真空遮断バルブ（１０）の周囲圧力による前記固定接触子フランジ（４０）および前記可動接触子フランジ（６０）のうちの少なくとも一方の変形に対して保護されていることを特徴とする真空遮断バルブ（１０）。
【請求項２】
前記補強された固定接触子フランジ（４０’）および／または前記補強された可動接触子フランジ（６０’）の補強が、それぞれ、前記補強された固定接触子フランジ（４０’）および／または前記補強された可動接触子フランジ（６０’）の真空遮断バルブ内部に向けられた形状を少なくとも部分的に有する構造要素（４５，６５）によって達成されることを特徴とする請求項１記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項３】
前記構造要素（４５，６５）が、第１領域（４６，６６）および第２領域（４７，６７）を有し、
前記第１領域（４６，６６）が、前記可動接触子（５０）の長手軸（５６）に対してほぼ垂直に延びており、前記第２領域（４７，６７）が、前記可動接触子（５０）の長手軸（５６）に対してほぼ平行に延びており、
前記第１領域（４６，６６）が、前記補強された固定接触子フランジ（４０’）および／または前記補強された可動接触子フランジ（６０’）の真空遮断バルブ内部に向けられた形状をおおむね有してしており、前記第２領域（４７，６７）が実質的に前記第１領域（４６，６６）を支持していることを特徴とする請求項２記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項４】
前記固定接触子フランジ（４０’）および／または前記可動接触子フランジ（６０’）と、前記絶縁要素（２０）との間に、又は前記固定接触子フランジ（４０’）および／または前記可動接触子フランジ（６０’）に接して、シールド要素（９０）が配置されていることを特徴とする請求項３記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項５】
前記構造要素（４５、６５）の前記第２領域（４７、６７）が、前記構造要素（４５、６５）の前記第１領域（４６、６６）を、
・前記絶縁要素に対して、又は
・前記シールド要素（９０）を介して前記絶縁要素（２０）に対して、又は
・前記固定接触子フランジ（４０’）および／または前記可動接触子フランジ（６０’）の第３領域（４１）に対して、
支持することによって、前記第１領域（４６，６６）が、前記固定接触子フランジ（４０’）および／または前記可動接触子フランジ（６０’）を変形から保護することを特徴とする請求項３又は４に記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項６】
前記構造要素（４５，６５）の１つ又は複数が、前記真空遮断バルブ（１０）又は前記真空遮断バルブ（１０）の構成部品にろう接されていないことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項７】
前記補強された固定接触子フランジ（４０”）および／または前記補強された可動接触子フランジの補強が、前記補強された固定接触子フランジ（４０”）および／または前記補強された可動接触子フランジのより強い構造形態によって達成され、
前記補強された固定接触子フランジ（４０”）および／または前記補強された可動接触子フランジが、前記絶縁体（２０）の膨張係数と同様の膨張係数を有する材料から形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項８】
前記絶縁体（２０）がセラミックから形成されており、前記補強された固定接触子フランジ（４０”）および／または前記補強された可動接触子フランジが、ＦｅＮｉＣｏ合金を含んでいるか、又はＦｅＮｉＣｏ合金から形成されることを特徴とする請求項７記載の真空遮断バルブ（１０）。
【請求項９】
前記真空遮断バルブが、絶縁ガスで満たされた気密容器内に配置されており、前記気密容器内の絶縁ガスが、少なくとも２バール、好ましくは３バールを超える圧力を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の真空遮断バルブを備えた中間電圧用又は高電圧用の開閉装置。
【請求項１０】
前記絶縁ガスが、フルオロケトン、ニトリル、窒素、酸素および二酸化炭素のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項９に記載の開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中圧開閉装置および高圧開閉装置用の耐過圧性の真空遮断バルブ、およびそのような耐過圧性の真空遮断バルブを備えた開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の真空遮断バルブは、高い周囲圧力下での動作には適していない。特に、１バール（１ｂａｒ）を超える、特に２バール（２ｂａｒ）を超える高い周囲圧力は、固定接触子フランジおよび／または可動接触子フランジに変形をもたらす。これらの変形は、真空遮断バルブの機能に影響を及ぼし、真空遮断バルブを破壊することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、固定接触子フランジおよび／または可動接触子フランジの変形を低減又は防止する耐過圧性の真空遮断バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、独立請求項１およびそれに従属する請求項によって解決される。
【０００５】
一実施例では、真空遮断バルブが、少なくとも１つの絶縁体と、固定接触子と、固定接触子フランジと、可動接触子の長手軸を有する可動接触子と、可動接触子フランジと、ベローズとを有し、固定接触子が、固定接触子フランジ内に固定配置されており、可動接触子が、移動可能に案内されており、可動接触子が、ベローズによって移動可能に可動接触子フランジに取り付けられており、ベローズの第１ベローズ端部が、可動接触子フランジに取り付けられており、ベローズの第２ベローズ端部が、可動接触子に取り付けられており、真空遮断バルブが、補強された固定接触子フランジおよび／または可動接触子フランジによって、固定接触子フランジおよび可動接触子フランジのうちの少なくとも一方の次なる変形に対して、即ち、２バール（２ｂａｒ）を超える真空遮断バルブの周囲圧力による変形に対して、保護されている。
【０００６】
特に、絶縁ガスを有するガス絶縁容器内に真空遮断バルブが配置され、ガス絶縁容器内のガス圧が２バールを超える場合に、２バールを超える周囲圧力が生じる。しかし、それに代えて、真空遮断バルブを液体中、特に絶縁液体中に配置することもでき、周囲圧力は２バールを超え得る。さらに、真空遮断バルブは、固体、特に固体絶縁物によって２バールの圧力で加圧することができる。周囲圧力は、真空遮断バルブの外側に作用する圧力を表す。
【０００７】
補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジの補強は、そのつどの固定接触子フランジ又はそのつどの可動接触子フランジに付設されたそれぞれ１つの次なる構造要素によって、即ち、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジの真空遮断バルブ内部に向けられた形状を少なくとも部分的に模擬する構造要素によって、達成されることが好ましい。
【０００８】
前記構造要素は、絶縁要素と、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジとの間の接合部に、機械的に強い負荷をかけることなく、そのつどの補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジの安定性を高める。
【０００９】
また、前記構造要素は、第１領域および第２領域を有し、第１領域は、可動接触子の長手軸に対してほぼ垂直に延在し、第２領域は、可動接触子の長手軸に対してほぼ平行に延在し、第１領域は、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジの真空遮断バルブ内部に向けられた形状を、おおむね模擬しており、第２領域は、実質的に第１領域を支持していることが好ましい。
【００１０】
さらに、シールド要素が、固定接触子フランジと絶縁要素との間に、又は固定接触子フランジ上に配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記構造要素の第２領域が、絶縁要素に対して、又はシールド要素を介して絶縁要素に対して、又は固定接触子フランジの第３領域に対して、前記構造要素の第１領域を支持することによって、第１領域が、固定接触子フランジを変形から保護することが好ましい。
【００１２】
また、１つ又は複数の構造要素は、真空遮断バルブに、又は真空遮断バルブの構成部品に、ろう接されていないことが好ましい。これは、絶縁要素と補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジとの間の接合部に、特に、ろう接部に、機械的応力が生じることを防止する。
【００１３】
また、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジの補強は、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジのより厚い構造形態によって達成され、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジは、絶縁体の膨張係数と同様の膨張係数を有する材料から形成されていることが好ましい。特に、同様に、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジの材料の膨張係数および絶縁体の膨張係数からの偏差は、１０％未満、特に好ましくは、５％未満であるべきである。
【００１４】
さらに、絶縁体がセラミックから形成されており、補強された固定接触子フランジおよび／または補強された可動接触子フランジが、ＦｅＮｉＣｏ合金を含んでいるか、又はＦｅＮｉＣｏ合金から形成されていることが好ましい。
【００１５】
別の実施例は、上述の構造形態の１つ又は複数に基づく真空遮断バルブを有する中間電圧用又は高電圧用の開閉装置に関し、この開閉装置では、真空遮断バルブが、絶縁ガスを充填された気密容器内に配置されており、該気密容器内の絶縁ガスが、少なくとも２バール、好ましくは３バールを超える圧力を有する。
【００１６】
絶縁ガスは、フルオロケトン、ニトリル、窒素、酸素および二酸化炭素のうちの１つ以上を含むことが好ましい。
【００１７】
絶縁ガスは、窒素および二酸化炭素、又はフルオロケトンおよび窒素、又はフルオロケトンおよび酸素、又はフルオロケトンおよび二酸化炭素を含有することが特に好ましい。特に、絶縁ガスは、８０％の窒素および２０％の二酸化炭素からなることが好ましい。パーセントデータは、質量パーセント又は質量パーセントに関係する。
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は従来の真空遮断バルブの固定接触子フランジの領域の断面図である。
【図２】図２は補強された固定接触子フランジを有する本発明の真空遮断バルブの固定接触子フランジの領域の断面図である。
【図３】図３は本発明により補強された固定接触子フランジと補強された可動接触子とを有する真空遮断バルブの断面図である。
【図４】図４は補強された固定接触子フランジを有する本発明の真空遮断バルブの固定接触子フランジの領域の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、従来の真空遮断バルブの固定接触子フランジ４０の領域の断面図を示す。固定接触子ロッド３２は、固定接触子フランジ４０に接続されており、従って、真空遮断バルブの内部に案内される。さらに、固定接触子フランジ４０は、真空遮断バルブの絶縁部品２０に取り付けられている。図示の例では、固定接触子フランジ４０と絶縁部品２０との間にシールド要素９０が固定されている。あるいは、シールド要素９０を固定接触子フランジ４０に取り付け、固定接触子フランジ４０を絶縁部品２０に直接取り付けてもよい。
【００２１】
固定接触子フランジ４０のより頑丈な構造形態、すなわち、材料強度、材料厚さが増大された構造形態は、固定接触子フランジ４０が直接に又はシールド要素を介して絶縁要素に接続されている領域において、過大な機械的応力をもたらし、その結果、真空遮断バルブの永久的な機能を妨害することになる。
【００２２】
図２は、補強された固定接触子フランジ４０’を有する本発明による真空遮断バルブの固定接触子フランジ４０’の領域の断面図を示す。固定接触子ロッド３２は、ここでも、固定接触子フランジ４０’に接続されており、従って、本発明による真空遮断バルブの内部に案内される。さらに、固定接触子フランジ４０’は、真空遮断バルブの絶縁部品２０に取り付けられている。図示の例では、固定接触子フランジ４０’と絶縁部品２０との間に、シールド要素９０が固定されている。あるいは、シールド要素９０を固定接触子フランジ４０’に取り付け、固定接触子フランジ４０’を絶縁部品２０に直接取り付けてもよい。
【００２３】
図２の例では、固定接触子フランジ４０’は、構造要素４５によって補強されている。構造要素４５は、固定接触子３０の長手軸５６に対して実質的に垂直に向けられた第１領域４６内において、真空遮断バルブ内部に向けられた固定接触子フランジ４０’の形状をおおむね再現しており、この場合、その上さらに固定接触子フランジ４０’に当接している。固定接触子３０の長手軸５６に実質的に平行に向けられた第２領域４７において、第２領域４７は、固定接触子フランジ４０’に対して第１領域４６を支持する。あるいは、構造要素４５の第２領域４７は、構造要素４５の第１領域４６を、絶縁要素２０および／またはシールド要素９０に対して支持することもできる。
【００２４】
図３は、本発明に従って補強された固定接触子フランジ４０’と、補強された可動接触子フランジ６０’とを有する真空遮断バルブ１０の断面図を示す。この実施例では、真空遮断バルブ１０は４つの絶縁要素２０を有し、２つの絶縁要素２０の間には、導電性又は非導電性材料から成る中間要素２５が配置されている。
【００２５】
可動接触子５０は、ベローズ８０によって真空遮断バルブ１０内を移動可能に案内されており、第１ベローズ端部８２は、補強された可動接触子フランジ６０’に取り付けられ、第２ベローズ端部８４は、直接又はベローズキャップ８６を介して、可動接触子ロッド５２に取り付けられている。さらに、そのベローズキャップは、任意のベローズシールド８８を有する。
【００２６】
可動接触子フランジ６０’は、真空遮断バルブ１０の１つの絶縁要素２０に、直接又はシールド素９０を介して接続されている。
【００２７】
可動接触子フランジ６０’は、支持要素６５によって補強される。構造要素６５は、第１領域６６を有し、この第１領域６６は、可動接触子５０の長手軸５６に対してほぼ垂直に向けられていて、真空遮断バルブの内部に向けられた可動接触子フランジ６０’の形状をおおむね再現しており、この場合、その上さらに可動接触子フランジ６０’に当接している。可動接触子５０の長手軸５６に対してほぼ平行に向けられた構造要素６５の第２領域６７において、第２領域６７は、可動接触子フランジ６０’に対して、第１領域６６を支持する。あるいは、構造要素６５の第２領域６７は、構造要素６５の第１領域６６を、絶縁要素２０および／またはシールド要素９０対して支持することもできる。
【００２８】
可動接触子５０は、この実施例では、可動接触子ロッド５３と、可動接触子本体５５と、可動接触子接触円板５４とから成る。
【００２９】
固定接触子３０は、ここでは、固定接触子ロッド３２と、固定接触子体３５と、固定接触子円板３４ととから成り、固定接触子フランジ４０’に接続されており、従って、本発明による真空遮断バルブ１０の内部に案内される。固定接触子フランジ４０’は、ここでもやはり真空遮断バルブの絶縁部品２０に取り付けられている。図示の例では、固定接触子フランジ４０’と絶縁部品２０との間に、シールド要素９０が固定されている。あるいは、シールド要素９０を固定接触子フランジ４０’に取り付けて、固定接触子フランジ４０’を絶縁部品２０に直接取り付けることもできる。
【００３０】
固定接触子フランジ４０’は、図３の例では、構造要素４５によって補強される。この場合、構造要素４５は、固定接触子３０の長手軸５６に対してほぼ垂直に向けられた第１領域４６において真空遮断バルブの内部に向けられた固定接触子フランジ４０’の形状をおおむね再現し、この場合、そのうえさらに固定接触子フランジ４０’に当接している。固定接触子３０の長手軸５６にほぼ平行に向けられた構造要素４５の第２領域４７において、第２領域４７は、第１領域４６を、固定接触子フランジ４０’に対して支持する。あるいは、構造要素４５の第２領域４７は、構造要素４５の第１領域４６を、絶縁要素２０および／またはシールド要素９０に対して支持することもできる。
【００３１】
図４は、補強された固定接触子フランジ４０”を有する本発明による真空遮断バルブの固定接触子フランジ４０”の領域の断面図を示す。
【００３２】
固定接触子ロッド３２は、固定接触子フランジ４０”に連結されており、本発明による真空遮断バルブの内部に案内される。固定接触子フランジ４０”は、真空遮断バルブの絶縁部品２０に取り付けられている。図示の例では、固定接触子フランジ４０”と絶縁部品２０との間に、シールド要素９０が固定されている。あるいは、シールド要素９０を固定接触子フランジ４０’に取り付けて、固定接触子フランジ４０”を絶縁部品２０に直接取り付けることもできる。
【００３３】
固定接触子フランジ４０”は、図４の例では、補強された固定接触子フランジ４０”のより頑丈な構造形態、即ち、材料から見て、より厚い構造形態を採用することによって補強され、この補強された固定接触子フランジ４０”は、絶縁体２０の膨張係数と同様の膨張係数を有する材料から形成されている。
【００３４】
これに関連して、より頑丈な又はより厚い材料、より頑丈な又はより厚い材料の構造形態は、固定接触子フランジ４０”がより大きな材料厚４１を有することを意味するべきである。
【符号の説明】
【００３５】
１０                  真空遮断バルブ
２０                  絶縁体
２５                  中間要素
３０                  固定接触子
３２                  固定接触子ロッド
３４                  固定接触子接触円板
３５                  固定接触子本体
４０，４０’，４０”  固定接触子フランジ
４２                  固定接触子フランジ４０”の材料厚
４５                  構造要素
４６                  構造要素４５の第１領域
４７                  構造要素４５の第２領域
５０                  可動接触子
５２                  可動接触ロッド
５４                  可動接触子接触円板
５５                  可動接触子本体
５６                  可動接触子および固定接触子の長手軸
６０，６０’          可動接触子フランジ
６５                  構造要素
６６                  構造要素６５の第１領域
６７                  構造要素６５の第２領域
７０                  可動接触子軸受
８０                  ベローズ
８２                  第１ベローズ端部
８４                  第２ベローズ端部
８６                  ベローズキャップ
８８                  ベローズシールド
９０                  シールド要素１０
【図１】
2021506094.tif 000003
【図２】
2021506094.tif 000004
【図３】
2021506094.tif 000005
【図４】
2021506094.tif 000006
【国際調査報告】
2021506094.tif 000007
2021506094.tif 000008
2021506094.tif 000009
2021506094.tif 000010
2021506094.tif 000011