(57)【要約】【課題】  本発明は、電気的ブレーカ・デバイス（１）、特に高電圧サーキット・ブレーカ（１）、及び、改良されたクエンチング・ガス冷却をするための方法に係る。【解決手段】  本発明によれば、コールド・ガス（１１１）が、排出領域（７，８）の中に中間的に貯えられ、そして、第一の部分ガス流れ（１１ａ）が、この中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）をバイパスして前記ブレーカ室（２）に流れ込むようにガイドされる。前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）は、第二の部分ガス流れ（１１ｂ）の助けにより、前記排出領域（７，８）から強制的に排除され、そして、前記ブレーカ室ハウジング（３）に流れ込む前に、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と混合される。【選択図】      図３
2007095680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給システムのための電気的ブレーカ・デバイス（１）の中、特に高電圧サーキット・ブレーカ（１）の中で、クエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法であって、
前記ブレーカ・デバイス（１）は、ブレーカ室ハウジング（３）で取り囲まれたブレーカ室（２）を有しており、
スイッチング・オペレーションの際に、ホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）が、アーク・クエンチング・ゾーン（６）からコールド・ガス（１１１）で満たされた排出領域（７，８）へ流れ；
前記ホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）は、少なくとも二つの部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）に分割され；更に、
ａ）  前記コールド・ガス（１１１）の少なくとも一部が、前記排出領域（７，８）の中に中間的に貯えられ、第一の部分ガス流れ（１１ａ）が、この中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）をバイパスするようにガイドされて前記ブレーカ室（２）の中に流れ込み；
ｂ）  第二の部分ガス流れ（１１ｂ）の助けにより、前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）が、前記排出領域（７，８）から強制的に排除される；方法において、
ｃ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）が、前記ブレーカ室ハウジング（３）に流れ込む前に、混合ゾーン（１２）の中で互いに混合されることを特徴とする方法。
【請求項２】
下記特徴を備えた請求項１に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  ガス・ジェットが、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）の中及び前記コールド・ガス（１１１）の中で作り出され、前記混合ゾーン（１２）の領域で、互いに向けて吹き出され、その結果として混合される；
ｂ）  特に、前記ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットは、前記ブレーカ室ハウジング（３）に流れ込む前に、互いに渦を形成して、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記コールド・ガス（１１１）の乱流状態の混合物を形成する。
【請求項３】
下記特徴を備えた請求項１または２に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  混合チャネル（１０）が、前記混合ゾーン（１２）の下流、且つ前記ブレーカ室ハウジング（３）への入口の上流に、存在する；
ｂ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）は、前記混合チャネル（１０）の中で、前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）と、特に、予冷された第二の部分ガス流れ（１１ｂ）と、また場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）と、追加的に混合される。
【請求項４】
下記特徴を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
前記混合ゾーン（１２）の領域で、低圧が、第一の部分ガス流れ（１１ａ）により作り出され、その低圧によって、前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）が、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）から吸い出される。
【請求項５】
下記特徴を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）は、前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）の方向にガイドされる；および／または、
ｂ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）は、相対的に短い経路を介して、前記ブレーカ室ハウジング（３）の中にガイドされ、前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）、また場合によれば、それを助ける更なるまたは第三の部分ガス流れ（１１ｃ）は、相対的に長い経路を介して、前記ブレーカ室ハウジング（３）の中にガイドされる。
【請求項６】
下記特徴を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  前記コールド・ガス（１１１）の前記中間的に貯えられた部分は、中間貯蔵ボリューム（７，８）の中の前記排出領域の中に、中間的に貯えられる； 
ｂ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）は、前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）のための、また場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）のための、入口開口（７０）及び出口開口（８０）を有し、且つ、前記出口開口（８０）の領域で、前記混合ゾーン（１２）を有し、その中で、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）が前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と混合される。
【請求項７】
下記特徴を備えた請求項１から６のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の貯蔵容量は、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）の所望の混合期間及び混合温度に基づいてデザインされている；および／または、
ｂ）  前記相対的に長い経路と前記相対的に短い経路の間の相違（２＊ｌ）は、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）を通る通過流れの長さ（２＊ｌ）に等しいように、デザインされている。
【請求項８】
下記特徴を備えた請求項１から７のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）は、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）をバイパスしながら、最短の経路を介して前記ブレーカ室ハウジング（３）の中に流れ込む；および／または、
ｂ）  前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）は、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）を通る最長の経路を介して、前記ブレーカ室ハウジング（３）の中に流れ込む；および／または、
ｃ）  更なる部分ガス流れ（１１ｃ）は、少なくとも部分的に前記中間貯蔵ボリューム（７，８）を通って、前記ブレーカ室ハウジング（３）の中に流れ込む。
【請求項９】
下記特徴を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  前記クエンチング・ガス（１１）は、予冷のための補助手段（９，９ａ，９ｂ，９ｃ；７４，７５）を用いて、前記ブレーカ・デバイス（１）の前記排出ボリューム（４）の中で、予冷される；
ｂ）  特に、前記ホット・ガス（１１０）は、それが前記部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）に分割される前に予冷され、および／または、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）、および／または前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）、また場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）が、予冷される。
【請求項１０】
下記特徴を備えた請求項１から９のいずれか１項に記載のクエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法：
ａ）  ガス・ジェットが、前記クエンチング・ガス（１１）の中に、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の中および／または二次ボリューム（９ａ）の中のジェット形成用の流出開口（７４）により、形成され、このガス・ジェットは、バッフル・ウォール（７５）の上にガイドされ、且つそこで旋回される；および／または、
ｂ）  前記クエンチング・ガス（１１）は、バッフル・プレート（９ｂ）の上にガイドされる；および／または、
ｃ）  拡張された経路、特に曲がりくねった経路が、前記クエンチング・ガス（１１）の中に、ガイド手段（９ｃ）により、予め定められ、および／または、再循環領域が、旋回手段（９ｃ）により形成される。
【請求項１１】
電力供給システムのための電気的ブレーカ・デバイス（１）、特に、高電圧サーキット・ブレーカ（１）であって、 
ブレーカ室ハウジング（３）により取り囲まれ、アーク・クエンチング・ゾーン（６）、及びホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）を冷却するための排出ボリューム（４）を有するブレーカ室（２）を備えており、
前記排出ボリューム（４）の排出領域（７，８）は、スイッチング・オペレーションの開始時に、コールド・ガス（１１１）で満たされており；
前記ホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）を少なくとも二つの部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）にを分割するための手段（７１，７２，７３；７ａ，７ｂ；８ａ，８ｂ）が設けられ；更に、
ａ）  コールド・ガス（１１１）を貯えるための中間貯蔵ボリューム（７，８）が、前記排出領域（７，８）の中に配置され；
ｂ）  第一の部分ガス流れ（１１ａ）を、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）をバイパスさせながら、前記ブレーカ室ハウジング（３）の中にガイドする第一の手段（７１；１０１，１０２）が設けられ；
ｃ）  第二の部分ガス流れ（１１ｂ）を前記貯えられたコールド・ガス（１１１）の方向へガイドし、その結果として、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）の前記中間貯蔵ボリューム（７，８）から排除する第二の手段（７ａ，７ｂ；７２）が設けられた；
電気的ブレーカ・デバイスにおいて、
ｄ）  混合ゾーン（１２）が、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の出口開口（８０）の領域に、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）を前記コールド・ガス（１１１）と混合するために設けられ、それによって、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）が、前記ブレーカ室ハウジング（３）に流れ込む前に、互いに混合されるように構成されていること、を特徴とする電気的ブレーカ・デバイス。
【請求項１２】
下記特徴を備えた請求項１１に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記混合ゾーン（１２）は、同時に、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）及び前記コールド・ガス（１１１）のための旋回ゾーン（１２）として、デザインされている；
ｂ）  特に、前記混合ゾーン（１２）は、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）及び前記コールド・ガス（１１１）のガス・ジェットのための旋回ゾーン（１２）として、デザインされ、特に好ましくは、前記ホット・ガス・ジェット及びコールド・ガス・ジェットは、前記混合ゾーン（１２）の中で、互いに向けて吹き出される。
【請求項１３】
下記特徴を備えた請求項１１または１２に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  混合チャネル（１０）が、前記混合ゾーン（１２）の下流、且つ前記ブレーカ室ハウジング（３）への入口の上流に配置されている；
ｂ）  前記混合チャネル（１０）の中で、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）から強制的に排除された前記コールド・ガス（１１１）との、特に、予冷された第二の部分ガス流れ（１１ｂ）との、また場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）との、追加的な混合が行われる。
【請求項１４】
下記特徴を備えた請求項１３に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記混合チャネル（１０）は、前記中間貯蔵ボリューム（６）から、内側のチャネル・ウォール（１０ａ）により分けられ、チャネル入口開口（１０１）を介して、前記中間貯蔵ボリューム（６）に接続されている；および／または、
ｂ）  前記混合チャネル（１０）の直径Ｄ及び長さＬは、既に予め混合された部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と前記コールド・ガス（１１１）の、及び相互の、有効な混合が実現するように定められる；および／または、
ｃ）  前記混合チャネル（１０）は、軸方向および／または径方向に並べられている。
【請求項１５】
下記特徴を備えた請求項１１から１４のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
前記混合ゾーン（１２）は、同時に、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）を前記中間貯蔵ボリューム（７，８）から吸い込むための低圧ゾーン（１２）としてデザインされている。
【請求項１６】
下記特徴を備えた請求項１１から１５のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）のための相対的に短い経路、及び前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）のための、また場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）のための相対的に長い経路は、前記アーク・クエンチング・ゾーン（６）と前記ブレーカ室ハウジング（３）の間の、前記排出領域（７，８）の中に予め定められている；
ｂ）  特に、前記相対的に長い経路と前記相対的に短い経路の間の経路長さの相違（２＊ｌ）は、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）を通る通過流れの長さ（２＊ｌ）により規定される。
【請求項１７】
下記特徴を備えた請求項１１から１６のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）は、入口開口（７０）及び出口開口（８０）を有している；
ｂ）  前記第一の手段（７１）は、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）を、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）をバイパスさせながら、前記出口開口（８０）の方向へガイドする；
ｃ）  前記第二の手段（７ａ，７ｂ；７２）は、前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）、または場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）を、前記入口開口（７０）の方向へ、そして、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）を通って前記出口開口（８０）の方向へ、ガイドする。
【請求項１８】
下記特徴を備えた請求項１１から１７のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の貯蔵容量は、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）の所望の混合期間及び混合温度に基づいてデザインされている；および／または、
ｂ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の通過流れの長さ（２＊ｌ）は、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の中の前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）の、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）に対する所望の時間遅れに基づいてデザインされている。
【請求項１９】
下記特徴を備えた請求項１１から１８のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記排出ボリューム（４）は、排出ハウジング（４ａ）により取り囲まれ、この排出ハウジングは、流出開口（１０１）、及び前記ブレーカ室ハウジング（３）の方向への排出開口（１０２）を有している；
ｂ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）は、その中を流れが通ることができるボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）であって、前記排出ボリューム（４）の中に配置されたボディにより形成されている；
ｃ）  その中を流れが通ることができる前記ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）は、当該ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）の領域の中の前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）を分岐するための第一の開口（７１）を有し、この第一の開口は、前記アーク・クエンチング・ゾーン（６）に面しており、且つ、
前記ボディは、当該ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）領域の中の前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）のための第二の開口（７２）を有し、この第二の開口は、前記アーク・クエンチング・ゾーン（６）から離れた位置に面している。
【請求項２０】
下記特徴を備えた請求項１９に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記第一の開口（７１）は、前記流出開口（１０１）の近くに、特に、径方向にそれに向かい合って、配置され；および／または、
ｂ）  前記第二の開口（７２）は、前記流出開口（１０１）から遠く離れて、特に、前記流出開口（１０１）から最大の軸方向距離に配置され、および／または、
ｃ）  第三のまたは更なる部分ガス流れ（１１ｃ）のための第三のまたは更なる開口（７３）は、前記第一の開口（７１）と前記第二の開口（７２）の間で、軸方向の方向（１ａ）に配置されている。
【請求項２１】
下記特徴を備えた請求項１９または２０に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記第二の開口（７２）は、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）及び前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）を、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の前記出口開口（８０）に向けて戻すようにガイドするための、偏向デバイス（７ｂ，８ｂ，８ａ）と協働する；および／または、
ｂ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）のための前記相対的に短い経路と、前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）のための前記相対的に長い経路との間の、経路長さの相違（２＊ｌ）は、前記第一の開口（７１）と前記第二の開口（７２）の間の軸方向距離により規定される。
【請求項２２】
下記特徴を備えた請求項１９から２１のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記開口（７１，７２，７３）は、前記ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）のウォール（７ａ，７ｂ）の中の、孔またはスロットである；および／または、
ｂ）  前記開口（７１，７２，７３）は、前記ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）の半径方向のウォール（７ａ）の中、および／または、軸方向のウォール（７ｂ）の中に配置されている；および／または、
ｃ）  前記第一の開口（７１）、前記第二の開口（７２）、また場合によれば第三の開口（７３）の数、サイズ及び位置は、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）が、前記排出ボリューム（４）の中で、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）と、更に大きく混合されることが可能であるように選択される。
【請求項２３】
下記特徴を備えた請求項１９から２２のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  その中を流れが通ることができる前記ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）は、同軸状に配置された内側シリンダ（７ａ，７ｂ）を有し、この内側シリンダは、前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）のための前記アーク・クエンチング・ゾーン（６）の方向への入口開口（７０）を有している；
ｂ）  前記ボディ（７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）は、その中を流れが通ることができる外側シリンダ（８ａ，８ｂ）を有し、この外側シリンダは、前記内側シリンダ（７ａ，７ｂ）を取り囲み、且つ、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）及び前記アーク・クエンチング・ゾーン（６）の方向への前記第二の部分ガス流れ（１１ｂ）のための出口開口（８０）を有している；
ｃ）  前記内側シリンダ（７ａ，７ｂ）及び前記外側シリンダ（８ａ，８ｂ）は、前記第二の開口（７２）を介して、また場合によれば第三の開口（７３）を介して、互いに接続されている。
【請求項２４】
下記特徴を備えた請求項１１から２３のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記クエンチング・ガス（１１）の予冷のための補助手段（９，９ａ，９ｂ，９ｃ；７４，７５）が、前記ブレーカ・デバイス（１）の前記排出ボリューム（４）の中に配置されている＋
ｂ）  特に、前記補助手段（９，９ａ，９ｂ，９ｃ；７４，７５）は、前記ホット・ガスの流れ（１１０）の中に、それが、前記部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）に分割される前に配置され、および／または前記第一の部分ガス流れの中に、および／または前記第二の部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ）の中に、また場合によれば更なる部分ガス流れ（１１ｃ）の中に、配置されている。
【請求項２５】
下記特徴を備えた請求項２４に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記補助手段は、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の中に、および／またはガス・ジェットを形成するための二次ボリューム（９ａ）並びに前記ガス・ジェットを旋回させるためのバッフル・ウォール（７５）の中に、ジェット形成用の流出開口（７４）を有している；および／または、
ｂ）  前記補助手段は、前記クエンチング・ガス（１１）のための、バッフル・プレート（９ｂ）および／またはガイド手段（９ｃ）および／または旋回手段（９ｃ）を有している。
【請求項２６】
下記特徴を備えた請求項１１から２５のいずれか１項に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
ａ）  前記中間貯蔵ボリューム（７，８）、前記第一の手段（７１；１０１，１０２）、及び前記第二の手段（７ａ，７ｂ；７２）は、前記ブレーカ・デバイス（１）の第一のおよび／または第二の接点（５）の前記排出領域（７，８）の中に配置されている；および／または、
ｂ）  前記ブレーカ・デバイス（１）は、高電圧サーキット・ブレーカ（１）、または高電流サーキット・ブレーカ、またはスイッチ・ディスコネクタである。
【請求項２７】
電力供給システムのための電気的ブレーカ・デバイス（１）の中の、特に、高電圧サーキット・ブレーカ（１）の中の、クエンチング・ガス（１１）を冷却するための方法であって、
前記ブレーカ・デバイス（１）は、ブレーカ室ハウジング（３）で取り囲まれたブレーカ室（２）を有しており、
スイッチング・オペレーションの際に、ホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）が、アーク・クエンチング・ゾーン（６）から、コールド・ガス（１１１）で満たされた排出領域（７，８）へ流れ；
前記ホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）は、少なくとも二つの部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）に分割され；更に、
ａ）  前記コールド・ガス（１１１）の少なくとも一部が、前記排出領域（７，８）の中に中間的に貯えられ、第一の部分ガス流れ（１１ａ）は、この中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）をバイパスするようにガイドされて、前記ブレーカ室（２）の中に流れ込み；
ｂ）  第二の部分ガス流れ（１１ｂ）の助けにより、前記中間的に貯えられたコールド・ガス（１１１）が、前記排出領域（７，８）から強制的に排除される、
方法において：
ｃ）  ガス・ジェットが、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）の中及び前記コールド・ガス（１１１）の中で作り出されて、混合ゾーン（１２）の領域で互いに向けて吹き出される、その結果として、混合されることを特徴とする方法。
【請求項２８】
下記特徴を備えた請求項２７に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
前記ホット・ガス・ジェット及びコールド・ガス・ジェットは、互いに渦を形成して、前記ホット第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記コールド・ガス流れ（１１１）の乱流状態の混合物を形成する。
【請求項２９】
電力供給システムのための電気的ブレーカ・デバイス（１）、特に高電圧サーキット・ブレーカ（１）であって、 
ブレーカ室ハウジング（３）で取り囲まれたブレーカ室（２）を有し、且つ、
アーク・クエンチング・ゾーン（６）、及びホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）を冷却するための排出ボリューム（４）を有し、
前記排出ボリューム（４）の排出領域（７，８）は、スイッチング・オペレーションの開始時に、コールド・ガス（１１１）で満たされており；
前記ホット・クエンチング・ガス（１１，１１０）を、少なくとも二つの部分ガス流れ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）に分割するための手段（７１，７２，７３；７ａ，７ｂ；８ａ，８ｂ）が設けられ；更に、
ａ）  コールド・ガス（１１１）を貯えるための中間貯蔵ボリューム（７，８）が、前記排出領域（７，８）の中に配置され；
ｂ）  第一の部分ガス流れ（１１ａ）を、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）をバイパスさせながら、前記ブレーカ室ハウジング（３）の中にガイドする第一の手段（７１；１０１，１０２）が存在し、
ｃ）  第二の部分ガス流れ（１１ｂ）を、前記貯えられたコールド・ガス（１１１）の方向へガイドし、その結果として、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）から前記貯えられたコールド・ガス（１１１）を排除する第二の手段（７ａ，７ｂ；７２）が存在する、
電気的ブレーカ・デバイスにおいて、
ｄ）  前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）を前記コールド・ガス（１１１）と混合するための混合ゾーン（１２）が、前記中間貯蔵ボリューム（７，８）の出口開口（８０）の領域に設けられていること、
前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）及び前記コールド・ガス（１１１）のガス・ジェットを形成するための、ジェット形成手段が設けられていること、そして、
前記混合ゾーン（１２）は、前記第一の部分ガス流れ（１１ａ）及び前記コールド・ガス（１１１）のガス・ジェットのための、旋回ゾーン（１２）として使用されること、
を特徴とする電気的ブレーカ・デバイス。
【請求項３０】
下記特徴を備えた請求項２９に記載の電気的ブレーカ・デバイス（１）：
前記ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットは、前記混合ゾーン（１２）の中で、互いに向けて吹き出され、その結果として、互いに渦を形成して、前記ホット第一の部分ガス流れ（１１ａ）と前記コールド・ガス流れ（１１１）の乱流状態の混合物を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧エンジニアリングの分野、特に、電力分配システムの中の高電圧サーキット・ブレーカに係る。本発明は、独立特許請求項の前提節部分による方法及び高電圧サーキット・ブレーカに基づいている。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第 EP 1 444 713 B1 号明細書には、サーキット・ブレーカの流れをガイドするデバイスが記載されている、このデバイスは、同軸状にクエンチング・ガス流れを取り囲み、二つの流出開口を有するアウター・サーフェスまたはシェルを有している。この流れをガイドするデバイスのアウター・サーフェスは、排出ガスのボリュ−ムを規定している。クエンチング・ガス流れの部分流れは、流出開口から、ブレーカ室ボリュ−ムの中へ、出て来る。直接向かい合う流出開口の流出方向は、それらが互いに交差するように方向付けられている。このことは、それぞれの流出開口を通過したクエンチング・ガスが、好適に混合されることを意味している。
【０００３】
その出口開口は、出口開口から出るクエンチング・ガスを追加的に旋回させるために、対応する追加的な旋回ボディまたはバッフル・プレートを持つことができる。この混合及び旋回によって、クエンチング・ガス流れが、ブレーカ室ボリュ−ムへの入口で減速され、ブレーカ室ハウジングへのフラッシュオーバーを避けるために、冷却され、そして、絶縁的に回収される。
【０００４】
独国特許第 DE 102 21 580 B3 号明細書には、遮断装置を有する高電圧サーキット・ブレーカが記載されている、この装置において、排出ガスは、２回、１８０°で曲げられる。ガスの冷却を改善するために、同心的に配置された中空円筒状のパーフォレイテッド・プレート（その中を流れが径方向に通過する）が、固定接点側に設けられている。このパーフォレイテッド・プレートは、クエンチング・ガスから熱を奪うヒート・シンクとして用いられている。このパーフォレイテッド・プレートは、クエンチング・ガスに対する流れの抵抗を増大させる。パーフォレイテッド・プレートの領域において、一様な層流状態のクエンチング・ガス流れが維持される。
【０００５】
独国実用新案第 DE 1 889 068 U 号明細書には、改良された排出ガス冷却を備えたスイッチ・ディスコネクタが記載されている。その冷却装置は、複数のパイプを備え、それらは、ガス流出チャネルの中に同心的に配置され、各パイプは、直径方向に向かい合った流出開口を有しており、それによって、層流状態で流出した場合に、クエンチング・ガスが、多くの屈曲を有する迷路状の経路を、通過しなければならず、そして、冷却パイプの広い表面に接触しなければならない。このような構成により、流出経路が延長され、排出経路の中の冷却表面が拡大される。
【０００６】
欧州特許出願公開第 EP 1 403 891 Al 号明細書には、サーキット・ブレーカが記載されている。このサーキット・ブレーカにおいて、排出ガスは、同様に、アーク室から、中空接点を通って、同心的に配置された排出ボリュ−ムの中にガイドされ、そこから、更に外側に配置されたクエンチング室ボリュ−ムの中にガイドされる。遮断容量即ち定格を増大させるために、少なくとも一つの中間ボリュ−ム、及び場合によれば二次ボリュ−ムが、中空接点と排出ボリュ−ムの間に同心的に配置され、且つ、孔またはガス経路開口を有する中間ウォールにより、互いに分けられている。
【０００７】
クエンチング・ガスの、内側のボリュ−ムから外側のボリュ−ムへの半径方向の流出のために、排出ガスは、ジェットの形態で、それらのボリュ−ムの中間ウォールの上に方向付けられ、そして旋回される。このようにして、熱が、中間ウォールに、乱流状態の対流によって、高い効率で伝達される。中空接点ボリュ−ムと、中間ボリュ−ム及び場合によれば二次ボリュ−ムとの間の経路開口は、周囲で、互いに対してオフセットするように配置されている。
【０００８】
二次ボリュ−ムと排出ボリュ−ムの間のこれらの経路開口は、周囲でおよび／または軸方向の方向に、互いに対してオフセットするように配置されている。その結果として、曲がりくねったあるいは螺旋状の排出ガス経路が規定される。排出領域内での排出ガスの通過または滞在時間が増大され、排出ガスからの熱の除去が排出される。従って、排出ガス冷却の効率を増大させるために、全体的として、中空接点ボリュ−ム、排出ボリュ−ム、及びブレーカ室ボリュ−ムに加えて、少なくとも一つの更なる中間ボリュ−ムが、サーキット・ブレーカの中に必要になる。
【０００９】
この既に知られているブレーカにおいて、スイッチング・オペレーションの前に遮断装置の中に残っているコールド・ガスは、アーク・ゾーンから流れるホット排出ガスによって、強制的に排除され、排出ガス経路から押し出される。強制的に排除されることになるコールド・ガス・コンポーネントは、ホット排出ガスの流出を遅らせ、冷却目的のために使用されることなく、廃棄される。
【００１０】
本発明は、米国特許第 US 4,471,187 号明細書による先行技術に基づいている。この文献には、コールド・ガスのための貯蔵ボリュームを備えた専用の排出デザインを有する高電圧サーキット・ブレーカが記載されている。アーク・クエンチング・ゾーンから来る排出ガスまたはアーク・クエンチング・ガスは、二つの部分ガス流れに分割される。第一の部分ガス流れは、コールド・ガス貯蔵ボリュームをバイパスし、排出開口を通って、直接、ブレーカ室の中に流れ込む。第二の部分ガス流れは、コールド・ガス貯蔵ボリュームを横断し、それにより、コールド・ガスを強制的に排除し、更にそれをブレーカ室の中に送り込む。第一の部分ガス流れのための排出開口、及び排除されたコールド・ガス流れの流出開口は、排出ガスのブレーカ室への入口、互いに接近して配置されている。
【００１１】
このため、ホット第一の部分ガス流れと排除されたコールド・ガス流れは、それらがブレーカ室に入るまでは、互いに混合されることがない。更にまた、ホット・ガス流れ及びコールド・ガス流れの中において、乱流状態または渦が抑えられていて、層流の流れ挙動が、可能な限り維持される。これは、アーク・クエンチング・ゾーンから流れ出て、排出領域を通り、ブレーカ室ハウジングに入るアーク・クエンチング・ガスの高いスループット速度を実現するためである。
【特許文献１】欧州特許第 EP 1 444 713 B1 号明細書
【特許文献２】独国特許第 DE 102 21 580 B3 号明細書
【特許文献３】独国実用新案第 DE 1 889 068 U 号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第 EP 1 403 891 Al 号明細書
【特許文献５】米国特許第 US 4,471,187 号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、電気的ブレーカ・デバイスの中のクエンチング・ガスを冷却するための方法、及び改良されたサーキット・ブレーカ定格を有する対応する電気的ブレーカ・デバイスを規定することにある。この目的は、本発明に基づき、独立請求項の特徴部により実現される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、電力供給システムのための電気的ブレーカ・デバイスの中の、特に高電圧サーキット・ブレーカの中の、クエンチング・ガスを冷却するための方法にある。このブレーカ・デバイスは、ブレーカ室ハウジングで取り囲まれたブレーカ室を有していて、スイッチング・オペレーションの際に、ホット・クエンチング・ガスが、アーク・クエンチング・ゾーンから、コールド・ガスで満たされた排出領域に流れる。前記ホット・クエンチング・ガスは、少なくとも二つの部分ガス流れに分割される。更に、前記コールド・ガスの少なくとも一部が、前記排出領域の中に中間的に貯えられ、第一の部分ガス流れが、前記中間的に貯えられたコールド・ガスをバイパスするようにガイドされて、前記ブレーカ室の中に流れ出て行き、そして、第二の部分ガス流れの助けにより、前記中間的に貯えられたコールド・ガスが前記排出領域から強制的に排除される。更に、前記第一の部分ガス流れ及び前記中間的に貯えられたコールド・ガスは、前記ブレーカ室ハウジングに流れ込む前に、混合ゾーンの中で互いに混合される。
【００１４】
前記コールド・ガスの中間貯蔵及び前記第一のホット部分ガス流れとの混合のために、このホット部分ガス流れは、効率良く冷却される。この冷却は、アーク・クエンチング・ゾーンから前記第一の部分ガス流れが流れる非常に早い時期に、起こる。前記排出ボリュ−ムの中に存在しているコールド・ガスは、使用されずに強制的に排除されることがなく、排出ガス冷却のために使用される。
【００１５】
コールド・ガスの前記中間貯蔵ボリュームからの排除は、前記第二の部分ガス流れによりもたらされ、特に、中間貯蔵ボリュームを通って流れるこの第二の部分ガス流れによってもたらされ、または、この第二の部分ガス流れのためにサイズが減らされた中間貯蔵ボリュームによってもたらされ、例えば、中間貯蔵ボリュームの移動可能に配置されたウォールに作用するガスの圧力によってもたらされ、または、低圧を作り出し、その結果として、そのような効果またはその他のやり方の組み合わせにより、中間貯蔵ボリュームから前記コールド・ガスを吸い込む、前記第二の部分ガス流れによってもたらされる。
【００１６】
この改良された冷却のために、クエンチング・ガスは、従来の場合と比べてより効果的に、絶縁性を回復し、サーキット・ブレーカ定格が増大されることが可能になり、および／または、ブレーカ室ハウジングのサイズが、流れ出るクエンチング・ガスとブレーカ室ハウジングとの間の電気的フラッシュオーバーの危険無しで、よりコンパクトに、特により狭く設定されることが可能になる。
【００１７】
請求項２〜４及び６〜８及び１２〜１５、１７〜１８による代表的な実施形態は、排出領域のための、及び特に、中間貯蔵ボリューム、混合ゾーン、及びオプションの混合チャネルのための、有利な形状及び好ましい寸法基準を規定している。
【００１８】
請求項５及び１０による代表的な実施形態は、第一の部分ガス流れが、排出領域から、貯えられたコールド・ガスと実質的に同時に流れると言う優位性を備えている。そのコールド・ガスは、排出領域から強制的に排除され、特に、中間貯蔵ボリュームから第二の部分ガス流れにより排除される。
【００１９】
請求項９〜１０及び２４〜２５による代表的な実施形態は、クエンチング・ガスを追加的に冷却することができる補助手段のための、異なる変形形態及び取付け位置を規定している。有利なことに、第一のおよび／または第二の部分ガス流れは、ガス・ジェットの形成により、及び、バッフル・ウォールの上でのガス・ジェットの旋回により、追加的に冷却される。
【００２０】
一つの更なる本発明のアスペクトはまた、電力供給システムのための電気的ブレーカ・デバイス、特に高電圧サーキット・ブレーカである。このブレーカ・デバイスは、ブレーカ室ハウジングで取り囲まれたブレーカ室を備え、且つ、ホット・クエンチング・ガスを冷却するためのアーク・クエンチング・ゾーン及び排出ボリュ−ムを有している。前記排出ボリュ−ムの排出領域は、スイッチング・オペレーションの開始時に、コールド・ガスで満たされている。前記ホット・クエンチング・ガスを少なくとも二つの部分ガス流れに分割するための手段が設けられている。
【００２１】
それに加えて、中間貯蔵ボリュームが、前記排出領域の中にコールド・ガスを貯えるために設けられている。第一の部分ガス流れを、前記中間貯蔵ボリュームをバイパスさせながら、前記ブレーカ室ハウジングの中にガイドする第一の手段が設けられている。第二の部分ガス流れを、前記貯えられたコールド・ガスの方向へガイドし、その結果として、前記貯えられたコールド・ガスを前記中間貯蔵ボリュームから強制的に排除する第二の手段が設けられている。更に、前記第一の部分ガス流れを前記コールド・ガスと混合するために、前記中間貯蔵ボリュームの出口開口の領域に、混合ゾーンが設けられており、それにより、前記第一の部分ガス流れと前記中間的に貯えられたコールド・ガスが、前記ブレーカ室ハウジングに流れ込む前に、互いに混合されるように構成されている。
【００２２】
請求項１９〜２３による代表的な実施形態は、前記中間貯蔵ボリュームのための好ましいデザインの実施形態を規定している。
【００２３】
本発明の更なる実施形態、優位点、及び適用形態は、従属請求項の中で、従属請求項の組み合わせの中で、並びに、以下に続く説明及び図面の中で、与えられる。
【００２４】
図の中で、同一の参照符号は、同一の部分のために使用され、繰り返しの多い参照符号は、省略されることもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、単純化された形態で、従来の高電圧サーキット・ブレーカの排出領域を示しており、この排出領域は、ブレーカ軸１ａの周りに同心的にデザインされていて、その中を、ホット・クエンチング・ガス１１，１１０が、アーク・クエンチング・ゾーン６から、経路に沿って、このケースでは、排出ボリュ−ム４からブレーカ室２の中への曲がりくねった経路に沿って、流れる。このケースでは、コールド・ガス１１１は、クエンチング・ガス１１，１１０の冷却に寄与することなく、排出領域から強制的に排除される。
【００２６】
図２は、単純化された形態で、本発明に基づくクエンチングガス冷却のための代表的な実施形態を示している。ホット・クエンチング・ガス１１，１１０は、二つの部分ガス流れ１１ａ，１１ｂに分割され、コールド・ガス１１１の少なくとも一部は、排出領域７，８の中に、中間的に貯えられる。第一の部分ガス流れ１１ａは、中間的に貯えられたコールド・ガス１１１をバイパスするようにガイドされて、ブレーカ室２の中に流れ込み、そして、第二の部分ガス流れ１１ｂの助けにより、中間的に貯えられたコールド・ガス１１１は、排出領域７，８から強制的に排除され、ブレーカ室ハウジング３に流れ込む前に、第一の部分ガス流れ１１ａと混合される。
【００２７】
クエンチング・ガスの放出の開始時であっても、図１に示された従来の排出と比較して、混合されたクエンチング・ガス１３は、顕著に低い温度を有している。従来の場合には、最初にコールド・ガス１１１が、その後に相対的に僅かに冷却されたホット・ガス１１０が、流れ出る。クエンチング・ガス冷却の方法の更なる代表的な実施形態は、後に、図２〜９とともに説明される。
【００２８】
このクエンチング・ガス冷却方法において、第二の部分ガス流れ１１ｂは、それを排出ボリュ−ム７，８から、直接的にまたは間接的に、強制的に排除するために、中間的に貯えられたコールド・ガス１１１の方向にガイドされる。図２〜９は、それぞれ、直接的な強制排除方法を示しており、その中で、第二の部分ガス流れ１１ｂは、中間貯蔵ボリューム７，８を通って流れ、コールド・ガス１１１を置換する。しかしながら、間接的な強制排除方法も、例えば、中間貯蔵ボリューム７，８のサイズを減らすことにより、および／または、中間貯蔵ボリューム７，８からガスを吸い込むことにより、同じく可能である。
【００２９】
第一の部分ガス流れ１１ａは、好ましくは、相対的に短い経路を通って、ブレーカ室ハウジング３の中に流れ込み、そして、第二の部分ガス流れ１１ｂ、及び場合によれば、第三、第四その他の部分ガス流れ１１ｃは、相対的に長い経路を通って、ブレーカ室ハウジング３の中に流れ込む。第三のまたは更なる部分ガス流れ１１ｃの助けにより、相対的に長い経路が少なくとも二つのサブ経路に分けられること、即ち、第二の部分ガス流れ１１ｂと、前記第二の部分ガス流れ１１ｂを助ける第三のまたは更なる部分ガス流れ１１ｃに分けられることが可能である。その結果として、クエンチング・ガス１１の改良された混合を実現することが可能である。
【００３０】
コールド・ガス１１１の中間的に貯えられる部分は、好ましくはコールド・ガス容器または中間貯蔵ボリューム７，８の中の排出領域の中に、中間的に貯えられる。その中間貯蔵ボリューム７，８は、第二の部分ガス流れ１１ｂのための入口開口７０及び出口開口８０を有しており、そしてオプションの、更なるアシスト用の部分ガス流れ１１ｃは、出口開口８０の領域でに、混合ゾーン１２を有し、その中で、上記の貯えられたコールド・ガス１１１は、第一の部分ガス流れ１１ａと混合される。
【００３１】
好ましくは、混合ゾーン１２の領域で、第一の部分ガス流れ１１ａにより低圧が作り出され、その低圧によって、上記の中間的に貯えられたコールド・ガス１１１が、中間貯蔵ボリューム７，８から吸い出される。この吸引は、それ自身でまたはコールド・ガスの強制排除の助けで効果を生じる。更にまた、混合チャネル１０が、混合ゾーン１２の前または下流、且つブレーカ室２またはブレーカ室ハウジング３への入口の後または上流に、存在することができる。第一の部分ガス流れ１１ａは、混合チャネル１０の中で、中間的に貯えられたコールド・ガス１１１と、特に、予冷された第二の部分ガス流れ１１ｂと、またオプションとして、第三のまたは更なる部分ガス流れ１１ｃと、混合されることが可能である。
【００３２】
この混合チャネル１０は、オプションの要素である。例えば、ガス・ジェットが、第一の部分ガス流れ１１ａの中及び強制的に排除されたコールド・ガス流れ１１１の中に形成され、互いに向けて吹き出されことも可能であり、それにより、それらが、混合ゾーン１２の領域で互いに旋回されて、混合されることになる。特に、ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットは、ブレーカ室ハウジング３に流れ込む前に、互いに渦を形成して、第一の部分ガス流れ１１ａとコールド・ガス１１１の乱流状態の混合物を作り出す。その結果として、混合チャネル１０無しでもまたはそれに加えて、クエンチング・ガス１１が流れ出る前に、または、ブレーカ室ハウジング３の中に流れ込むときに、クエンチング・ガス１１が効率良く冷却される。
【００３３】
好ましくは、中間貯蔵ボリューム７，８の貯蔵容量は、第一の部分ガス流れ１１ａと中間的に貯えられたコールド・ガス１１１の所望の混合期間及び混合温度に基づいてデザインされる。それに加えて、相対的に長い経路と相対的に短い経路の間の経路の相違は、中間貯蔵ボリューム７，８を通る通過流れの長さに等しくなるように、デザインされることが可能である。例えば、図３及び４に示されているように、この経路の相違は２＊ｌであり、ここで、“ｌ”は、その中を通って第二の部分ガス流れ１１ｂが流れる（最初に一つの軸方向の方向に、それから方向を曲げられた後にその反対の軸方向に流れる）中間貯蔵ボリューム７，８の軸方向の大きさである。
【００３４】
特に好ましくは、第一の部分ガス流れ１１ａは、中間貯蔵ボリューム７，８をバイパスしながら、最短の経路に沿ってブレーカ室ハウジング３に流れ込む；および／または、第二の部分ガス流れ１１ｂは、中間貯蔵ボリューム７，８を通る最長の経路に沿って、ブレーカ室ハウジング３に流れ込む；および／または、更なる部分ガス流れ１１ｃ（図８）は、中間貯蔵ボリューム７，８を少なくとも部分的にまたは断片的に通って、ブレーカ室ハウジング３に流れ込む。
【００３５】
更にまた、クエンチング・ガス１１は、予冷のための補助手段９，９ａ，９ｂ，９ｃ；７４，７５を用いて、ブレーカ・デバイス１（図５−９）の排出ボリュ−ム４の中で、予冷されることが可能である。特に、ホット・ガス１１０は、それが部分ガス流れ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに分割される予冷されることが可能である（図８，左手側）；および／または、第一の部分ガス流れ１１ａおよび／または第二の部分ガス流れ１１ｂ、また場合によれば更なる部分ガス流れ１１ｃが、予冷されることが可能である。
【００３６】
特に、ガス・ジェットが、中間貯蔵ボリューム７，８の中および／または二次ボリュ−ム９ａの中の、ジェットを形成する流出開口７４によって、クエンチング・ガス１１の中に形成されることが可能であり、このガス・ジェットは、バッフル・ウォール７５の上にガイドされ、そこで旋回される（図５〜８）；および／または、クエンチング・ガス１１が、バッフル・プレート９ｂの上にガイドされ、そこで冷却されることが可能である（図９）；および／または、拡張された経路、特に曲がりくねった経路が、クエンチング・ガス１１の中に、ガイド手段９ｃにより規定されることが可能であり、および／または、再循環領域が、旋回手段９ｃにより形成されることが可能である（図９）。それに加えて、クエンチング・ガスを冷却するために、以上で挙げられていない他の補助手段を使用することも可能である。
【００３７】
本発明の主題はまた、電気的ブレーカ・デバイス１である。次に、その電気的ブレーカ・デバイスについて、先ず図３を参照しながら、より詳細に説明する。ブレーカ・デバイス１は、ブレーカ室２を備えていて、このブレーカ室は、ブレーカ室ハウジング３で取り囲まれていて、且つ、ホット・クエンチング・ガス１１，１１０を冷却するのためのアーク・クエンチング・ゾーン６及び排出ボリュ−ム４を有している。このアーク・クエンチング・ゾーン６は、アーク接点システム５の接点５の間に拡がり、絶縁ノズル６ａにより横方向から取り囲まれている。これらのアーク接点５は、典型的には、接点ピンとチューリップ接点を備え、それらの内の少なくとも一つは、ブレーカ・ドライブ（図示せず）により移動可能である。
【００３８】
例として、この図の中には、接点ピンが、固定接点として、右手側に描かれ、チューリップ接点が、可動接点として、左手側に描かれている。このチューリップ接点は、同時に、中空の接点流出開口５ａを有する中空の排出流れパイプの形態であっても良い。予冷された電流接点は、それらとしては、ブレーカ室 インシュレータ３ａにより取り囲まれており、アーク接点システム５に対して同心的に配置されている。
【００３９】
スイッチング・オペレーションの開始時に、排出ボリュ−ム４の排出領域７，８は、コールド・ガス１１１で満たされている。ホット・クエンチング・ガス１１，１１０を少なくとも二つの部分ガス流れ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを分割するための手段７１，７２，７３;７ａ，７ｂ；８ａ，８ｂが、設けられている。排出領域７，８の中には、コールド・ガス１１１を貯えるための中間貯蔵ボリューム７，８が、配置されている。第一の部分ガス流れ１１ａを、中間貯蔵ボリューム７，８をバイパスさせながら、ブレーカ室ハウジング３の中にガイドする第一の手段７１；１０１，１０２が設けられ、第二の部分ガス流れ１１ｂを貯えられたコールド・ガス１１１の方向へガイドし、その結果として、貯えられたコールド・ガス１１１を中間貯蔵ボリューム７，８から強制的に排除する第二の手段７ａ，７ｂ，７２が設けられている。
【００４０】
図３〜９には、この点に関して、実施形態のデザインの例が示されている。第一の部分ガス流れ１１ａのための相対的に短い経路、及び、第二の部分ガス流れ１１ｂ、また場合によれば少なくとも一つの更なる部分ガス流れ１１ｃのための相対的に長い経路が、アーク・クエンチング・ゾーン６とブレーカ室ハウジング３の間の排出領域７，８の中に予め定められる。好ましくは、相対的に長い経路と相対的に短い経路の間の経路長さの相違２＊ｌは、中間貯蔵ボリューム７，８を通る通過流れの長さ２＊ｌにより予め定められる。経路長さの相違または通過流れの長さは、長さＤに等しい二つまたはそれ以上のサブ経路を持つことも可能である（図５〜８）。
【００４１】
図３〜９において、中間貯蔵ボリューム７，８は、入口開口７０及び出口開口８０を有している。第一の手段７１は、第一の部分ガス流れ１１ａを、中間貯蔵ボリューム７，８をバイパスさせながら、出口開口８０の方向へガイドする。第二の手段７ａ，７ｂ，７２は、第二の部分ガス流れ１１ｂ、あるいは場合によれば更なる部分ガス流れ１１ｃを、入口開口７０の方向へガイドし、そして、中間貯蔵ボリューム７を通って、出口開口８０の方向へガイドする。
【００４２】
混合ゾーン１２が、中間貯蔵ボリューム７，８の出口開口８０の領域に、第一の部分ガス流れ１１ａと、中間貯蔵ボリューム７，８の中に貯えられたコールド・ガス１１１を混合するために、設けられている。このコールド・ガスは、第二の部分ガス流れ１１ｂにより、中間貯蔵ボリューム７，８から強制的に排除され、それによって、ブレーカ室ハウジング３に流れ込む前に、第一の部分ガス流れ１１ａと中間的に貯えられたコールド・ガス１１１が互いに混合されるようになっている。
【００４３】
この混合ゾーン１２は、同時に、中間貯蔵ボリューム７，８から、貯えられたコールド・ガス１１１を吸い込むための、低圧ゾーン１２の形態とすることが可能である。このことは、例えば、流量比率により、そして特に、低圧ゾーン１２の領域内の部分流れ１１ａ，１１ｂ、また場合によれば部分流れ１１ｃの流速により、実現されることが可能である。更にまた、混合ゾーン１２は、第一の部分ガス流れ１１ａとコールド・ガス１１１のための、そして特に、第一の部分ガス流れ１１ａのガス・ジェット及びコールド・ガス１１１のガス・ジェットのための、旋回ゾーン１２の形態とすることが可能である。
【００４４】
更にまた、混合チャネル１０が、混合ゾーン１２の後または下流及びブレーカ室ハウジング３の中への入口の前または上流に配置されることが可能である。この混合チャネル１０の中で、第一の部分ガス流れ１１ａと、コールド・ガス１１１（これは中間貯蔵ボリューム７，８から強制的に排除されたものである）との追加的な混合、そして特に、予冷された第二の部分ガス流れ１１ｂとの、また場合によれば更なる部分ガス流れ１１ｃとの追加的な混合が生じる。
【００４５】
混合チャネル１０は、例えば、内側のチャネル・ウォール１０ａにより中間貯蔵ボリューム８から分けられ、チャネル入口開口１０１を介して、それに接続される。チャネル入口開口１０１は、従って、中間貯蔵ボリューム７，８からの流出開口として機能し、チャネル出口開口は、実際の排出開口１０２として機能する。混合チャネル１０は、直径Ｄを有し、チャネル入口開口１０１とチャネル出口開口１０２の間の長さＬを有している。これらの直径Ｄ及び長さＬは、既に予め混合された部分ガス流れ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとコールド・ガス１１の混合、及び相互の混合が、効果的に実現されるように、決定されるべきである。混合チャネル１０は、軸方向に（図３〜４，７〜９）および／または径方向に（図５〜６）、並べられまたは方向付けられることが可能である。
【００４６】
中間貯蔵ボリューム７，８の貯蔵容量は、第一の部分ガス流れ１１ａと中間的に貯えられたコールド・ガス１１１の所望の混合期間及び混合温度が実現されることが可能なように、定められる。同様に、中間貯蔵ボリューム７，８を通る通過流れの長さ（例えば、図３〜４の中の２＊ｌ）は、中間貯蔵ボリューム７，８の中の第二の部分ガス流れ１１ａの、第一の部分ガス流れ１１ｂに対する所望の時間遅れが得らることが可能なように、定められる。
【００４７】
図３〜９はまた、ブレーカ・デバイス１の好ましいデザインを示している。排出ボリュ−ム４は、排出ハウジング４ａで取り囲まれ、この排出ボリュ−ムは、流出開口１０１、及びブレーカ室ハウジング２の方向への排出開口１０２を有している。中間貯蔵ボリューム７，８は、ボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂにより形成され、その中を流れが通ることが可能であり、そしてこの中間貯蔵ボリュームは排出ボリュ−ム４の中に配置されている。
【００４８】
その中を流れが通ることができる上記ボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、ボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの領域内に、第一の部分ガス流れ１１ａを分岐するための第一の開口７１を有している。この開口は、アーク・クエンチング・ゾーン６に面している。そして、上記ボディは、第二の部分ガス流れ１１ｂのために第二の開口７２を、また場合によれば、更なるアシスト用の部分ガス流れ１１ｃのために第三のまたは更なる開口７３を、ボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの領域内に、を有している。この開口は、アーク・クエンチング・ゾーン６から遠く離れている。
【００４９】
第一の部分ガス流れ１１ａのための最短の経路を提供するために、第一の開口７１は、好ましくは、流出開口１０１の近くに、特に、流出開口１０１に対して径方向の反対側に配置され；および／または、第二の部分ガス流れ１１ｂのための最長の経路を提供するために、第二の開口７２は、排出流出開口１０１から遠く離れて、特に、流出開口１０１から最大軸方向距離の位置に配置され；および／または、第三のまたは更なる開口７３は，軸方向の方向１ａの更なる部分ガス流れ１１ｃのために、第一の開口７１と第二の開口７２（図８，右手側）の間に配置される。上記更なる部分ガス流れ１１ｃの助けによって、上記長い経路は、少なくとも二つのサブ経路１１ｂ，１１ｃに分割されることが可能である。その結果として、外側のボリュ−ム８の中でのクエンチング・ガス１１の混合が改善されることが可能である。
【００５０】
好ましくは、第二の開口７２は、貯えられたコールド・ガス１１１をガイドするために、偏向デバイス７ｂ，８ｂ，８ａとの間で相互作用を行い、そして、第二の部分ガス流れ１１ｂは、中間貯蔵ボリューム７，８の出口開口８０の方向へ戻される；および／または、第一の部分ガス流れのための相対的に短い経路１１ａと、第二の部分ガス流れのための相対的に長い経路１１ｂの間の経路長さの相違は、第一の開口７１と第二の開口７２の間の軸方向距離により与えられる。開口７１，７２，７３は、ボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂのウォール７ａ，７ｂの中の、孔またはスロットであってよい。開口７１，７２，７３は、半径方向のウォール７ａの中に、および／または、ボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの軸方向のウォール７ｂの中に、配置されることが可能である。
【００５１】
第一の開口７１、第二の開口７２、また場合によれば第三の開口７３の数，サイズ（即ち、断面積Ａ１，Ａ２，Ａ３）及び位置は、第一の部分ガス流れ１１ａが、排出ボリュ−ム４の中で、貯えられたコールド・ガス１１１と大きく混合されることが可能であるようにデザインされることが可能である。特に、複数の孔またはスロット７２（また場合によれば７３）は、周囲に、および／または、軸方向の広がりに沿って、その中を流れが通ることができるボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの中に、配置され、それによって、ホット・ガスのフロントが、第二の部分ガス流れ１１ｂ、また場合によれば更なる部分ガス流れ１１ｃの中に形成され、そして、中間貯蔵ボリューム７，８の中に、コールド・ガス・ポケットが残らないようになる。
【００５２】
開口７１，７２，７３の領域の中で、トータルの通過流れ断面積  Ａ０＝Ａ１＋Ａ２  場合によれば  Ａ０＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３  は、典型的には、その最小値であり、従って、通過流れの速度は、その最大値である。
【００５３】
その中を流れが通ることができるボディ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、内側シリンダ７ａ，７ｂ及び外側シリンダ８ａ，８ｂを有することができる。内側シリンダ及び外側シリンダ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、好ましくは、互いに対して及びブレーカ軸１ａに対して、同軸状に配置される。内側シリンダと外側シリンダ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、中間貯蔵ボリューム７，８の境界を、少なくとも二つの外側のまたはシリンダ表面７ａ，８ａにより径方向に、及び、対応するベース表面７ｂ，８ｂにより、その端部で軸方向に、定める。
【００５４】
内側シリンダ７ａ，７ｂは、内側のボリュ−ムＶ１を規定し、且つ、第二の部分ガス流れ１１ａのための、アーク・クエンチング・ゾーン６の方向への入口開口７０を有している。外側シリンダ８ａ，８ｂは、内側シリンダ７ａ，７ｂを取り囲み、外側のボリュ−ムＶ２を規定し、且つ、貯えられたコールド・ガス１１１及び第二の部分ガス流れ１１ｂのための、アーク・クエンチング・ゾーン６の方向への出口開口８０を有している。内側シリンダ７ａ，７ｂ及び外側シリンダ８ａ，８ｂは、第二の開口７２により、また場合によれば第三の開口７３により、互いに接続されている。内側のボリュ−ムＶ１及び外側のボリュ−ムＶ２は、好ましくは、コールド・ガス１１１のための所望の貯蔵容量、及びのための第二の部分ガス流れ１１ｂ所望の通過流れの動力学が実現されるように、互いに適合される。
【００５５】
中間貯蔵ボリューム７，８、第一の手段７１；１０１，１０２及び第二の手段７ａ，７ｂ，７２は，ブレーカ・デバイス１の第一のおよび／または第二の接点５の排出領域７，８の中に配置されることが可能である。ブレーカ・デバイス１は、高電圧サーキット・ブレーカ１、または高電流サーキット・ブレーカ、またはスイッチ・ディスコネクタなどであって良い。
【００５６】
詳細を述べると、図３〜８は、下記の変形形態を示している：
図３：左手側または可動接点側及び右手側または固定接点側、各ケースにおいて、二つの部分ガス流れ１１ａ，１１ｂが孔７１，７２によって実現されている；
図４：内側シリンダ７ａ，７ｂのリア・ウォール７ｂの中に、孔の代わりにスロット７１，７２を備えた左手側、及び大きな断面積の第二の開口７２を備えた右手側；
図５〜６：  軸方向に向いた第一の開口７１及び第二の開口７２、並びに軸方向に短くされた（左手側）および／または径方向にサイズが縮小された（右手側）内側シリンダ７ａ，７ｂ；半径方向の排出またはガス出口１０２を備えた更なる混合チャネル１０；
図７：第二の部分ガス流れ１１ｂのためのスロット７２、このスロットは、更に以下において論ずるように、ホット・ガス・ジェットが作り出され、外側シリンダ８ａ，８ｂの外側のウォール８ａに当たって跳ね返るように、その寸法が定められている；
図８：ホット・ガスの流れまたはジェットを形成するための二次ボリュ−ム９ａ（左手側）、及び、第三の部分ガス流れ１１ｃを分割するための第三の開口７３；
図９：第一の部分ガス流れ１１ａ、または示されているように、更なる冷却メカニズム９を備えた第二の部分ガス流れ１１ｂ。
【００５７】
クエンチング・ガス１１の予冷のための補助手段９，９ａ，９ｂ，９ｃ；７４，７５を、ブレーカ・デバイス１の排出ボリュ−ム４の中に配置されることが可能である。補助手段９，９ａ，９ｂ，９ｃ；７４，７５は、ホット・ガスの流れ１１０の中に、それが部分ガス流れ１１ａ，１１ｂ，１１に分割される前に、および／または第一の部分ガス流れの中に、および／または第二の部分ガス流れ１１ａ，１１ｂの中に、また場合によれば更なる部分ガス流れ１１ｃの中に、配置されることが可能である。
【００５８】
そのような補助手段は、一方では、中間貯蔵ボリューム７，８の中のおよび／またはガス・ジェットを形成するための二次ボリュ−ム９ａの中の、ジェット形成用の流出開口７４に関係し、それと共に、旋回目的及び激しい乱流状態の対流によるガス・ジェットの冷却のためのバッフル・ウォール７５に関係する。
【００５９】
この冷却メカニズムについての更なる詳細部は、欧州特許出願公開 EP 1 403 891 Al 号明細書（優先日の前に発行されている）、及び欧州特許出願、PCT/CH2004/000752 号（優先日の前に発行されていない）から見つけ出すことが可能であり、それらは、この記載の中に、その全体の開示内容で、ここにリファレンスとして組み込まれる。特に、開口７１，７２，７３の流出または噴出の特性は、反対側のバッフル・ウォール７５（例えば、外側シリンダ８ａ，８ｂ外側のウォール８ａまたはリア・ウォール８ｂ）からの距離に適合されることが可能であり、それによって、渦が、バッフル・ウォール７５の領域に形成されることになる。
【００６０】
それに加えて、クエンチング・ガス、及び特に渦が、環状の経路、螺旋状の経路、またはスパイラル経路の上に、ガイドされることが可能である。特に、環状の経路、螺旋状の経路、またはスパイラル経路が、バッフル・ウォール７５に沿って、内側シリンダ７ａ，７ｂの周りに、中間貯蔵ボリューム７，８の流出開口８０の方向へ、ガイドされることが可能である。
【００６１】
図８に示されているように、二次ボリュ−ム９ａは、例えば、円筒形の金属製スリーブ９ａの形状であることが可能である。このジェット形成金属製スリーブ９ａは、例えば、チューリップ接点側即ち可動接点側の上で中空接点の流出開口５ａの周りに同心的に、また、中間貯蔵ボリューム７，８の中に、または、中間貯蔵ボリューム７，８の上流のクエンチング・ガスの流出経路１１上に、配置されることが可能である、
図９に示されているように、補助手段はまた、クエンチング・ガス１１のための、バッフル・プレート９ｂ、および／またはガイド手段９ｃ、および／または旋回手段９ｃを有することができる。
【００６２】
もう一つの本発明のアスペクトは、独立請求項１のプリアンブル部分による、電気的ブレーカ・デバイス１の中のクエンチング・ガス１１を冷却するための方法に関係している。これにおいては、ガス・ジェットが、第一の部分ガス流れ１１ａの中及びコールド・ガス１１１の中に作り出され、混合ゾーン１２の領域で互いに向けて吹き出され、その結果として、混合される。特に、ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットは、互いに渦を形成して、ホット第一の部分ガス流れ１１ａとコールド・ガス流れ１１１の乱流状態の混合物を形成する。ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットのこの乱流状態の混合は、排出ガス１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１１０，１１１；１３が排出領域７，８から出てブレーカ室ハウジング３の中に入る間にまたは前にまたは後に、起こることが可能である。
【００６３】
更に他のアスペクトにおいて、本発明は、独立請求項１１のプリアンブル部分による電気的ブレーカ・デバイス１に関係している。これにおいては、第一の部分ガス流れ１１ａをコールド・ガス１１１と混合するための混合ゾーン１２が、中間貯蔵ボリューム７，８の出口開口８０の領域に、設けられている。第一の部分ガス流れ１１ａのガス・ジェット及びコールド・ガス１１１のガス・ジェットを形成するためのジェット形成手段が、設けられ、その混合ゾーン１２は、第一の部分ガス流れ１１ａ及びコールド・ガス１１１のガス・ジェットのための旋回ゾーン１２として機能する。
【００６４】
特に、ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットは、混合ゾーン１２の中で、互いに向けて吹き出され、その結果として、互いに渦を形成して、ホット第一の部分ガス流れ１１ａとコールド・ガス流れ１１１の乱流状態の混合物を形成する。ホット・ガス・ジェットとコールド・ガス・ジェットのこの乱流状態の混合は、排出ガス１１；１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１１０，１１１；１３が、排出領域７，８から出てブレーカ室ハウジング３の中に入る間にまたは前にまたは後に、起こることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１には、先行技術に基づく、コールド・ガスの損失を伴う遮断装置が概略的に示されている。
【図２】図２には、本発明に基づく、ホット・ガスとコールド・ガスの混合伴う排出領域の第一の実施形態が概略的に示されている。
【図３】図３には、第二の実施形態が概略的に示されていて、そのそれぞれは、可動接点側及び固定接点側の上に二つの部分流れを有している。
【図４】図４には、中間貯蔵ボリュームの中に開口スロットを備えた第三の実施形態が概略的に示されている。
【図５】図５には、中間貯蔵ボリュームの中に軸方向の開口、及び排出ガス経路からの半径方向のガス出口を備えた第四の実施形態が概略的に示されている。
【図６】図６には、中間貯蔵ボリュームの中に軸方向の開口、及び排出ガス経路からの半径方向のガス出口を備えた第四の実施形態が概略的に示されている。
【図７】図７には、クエンチング・ガスの予冷のための、ガス・ジェットの旋回を備えた第五の実施形態が概略的に示されている。
【図８】図８には、クエンチング・ガスの予冷のための、ガス・ジェットの旋回を備えた第五の実施形態が概略的に示されている。
【図９】図９、第二の部分ガス流れの予冷のための、更なるメカニズムを備えた第六の実施形態が概略的に示されている。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・電気的ブレーカ・デバイス，遮断装置；高電圧サーキット・ブレーカ；１ａ・・・中心軸，ブレーカ軸；２・・・ブレーカ室，ブレーカ室ボリュ−ム；３・・・ブレーカ室ハウジング，ブレーカ室ウォール；３ａ・・・ブレーカ室インシュレータ；４・・・排出ボリュ−ム；
４ａ・・・排出ハウジング，排出ウォール；電流接続フィッティング；５・・・アーク接点システム，第一の接点，接点ピン，固定接点；第二の接点，チューリップ接点，中空接点，可動接点；５ａ・・・中空接点流出開口；６・・・アーク・クエンチング・ゾーン；６ａ・・・絶縁ノズル；７，８・・・コールド・ガスが満たされた排出領域，中間貯蔵ボリューム，コールド・ガス容器；７・・・第一のボリュ−ムＶ１，内側のボリュ−ム；７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ・・・その中を流れが通ることができるボディ；７ａ，７ｂ・・・外側のウォール，内側のボリュ−ムのリア・ウォール；その中を流れが通ることができるボディ；７０・・・中間貯蔵ボリュームへの入口開口；７１・・・第一の流出開口；７２・・・第二の流出開口，通過流れ開口；７３・・・第三の流出開口，更なる流出開口，通過流れ開口；７４・・・ジェット形成流出開口；７５・・・バッフル・ウォール；８・・・第二のボリュ−ムＶ２，外側のボリュ−ム；８０・・・中間貯蔵ボリュームの中の流出開口；８ａ，８ｂ・・・外側のウォール，中間貯蔵ボリュームまたはコールド・ガス容器のリア・ウォール；９・・・予冷のための補助手段；９ａ・・・二次ボリュ−ム，予冷ボリュ−ム，ジェット形成ボリュ−ムＶ３；９ｂ・・・バッフル・プレート；９ｃ・・・ガイド手段，クエンチングのためのガス旋回手段；１０・・・混合チャネル，追加的な混合長さ；１０ａ・・・内側のチャネル・ウォール；１０１・・・チャネル入口開口，流出開口；１０２・・・チャネル出口開口，排出開口；１１・・・クエンチング・ガス流れ；１１ａ，１１ｂ・・・第一の，第二の部分ガス流れ；１１ｃ・・・第三の部分ガス流れ，更なる部分ガス流れ；１１・・・ホット・ガス；１１１・・・コールド・ガス；１２・・・混合ゾーン；低圧ゾーン；旋回ゾーン；１３・・・混合された排出ガス；Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・第一の，第二の，第三の流出開口の断面積；Ａ０・・・合計の流出断面積；Ｌ，Ｄ・・・長さ，混合チャネルの直径；ｌ・・・流出開口の間の距離。
【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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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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