(57)【要約】【課題】耐アーク性中央シールドを備える真空遮断器【解決手段】開示されたコンセプトは、合金組成物、方法、並びに該合金組成物からなる耐アーク性シールドに関する。該耐アーク性シールドは、真空遮断器チャンバー内に位置し、アーク損傷への耐性と、アーク放電後の高電圧を阻止する性能を示し、さらに耐アーク性シールドの製造に使用されてきた従来の合金組成物に替わりより低コストで提供される。ある実施態様において、合金組成物は、銅及び／又は銅と化学的に互換性のある元素、並びに、但し限定されないが、鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、タングステンカーバイド、クロムカーバイド、バナジウムカーバイド及びそれらの合金並びに混合物などの、他の成分を含む。【選択図】図１
2017508072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空遮断器（１０）チャンバー内に位置する耐アーク性シールド（２４）を作成するための合金組成物であって、
固相線温度と液相線温度の間が１００℃以上である融解範囲；
９００℃以上の固相線温度；
実質上多相の微細構造；及び
アーク溶解後に迅速に冷却されたとき、実質上平滑な表面を形成する能力、
を有する、合金組成物。
【請求項２】
前記組成物は
第一成分；及び
鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム合金、カーバイド、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択される第二成分；
からなる二つの成分を含む、
請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記第一成分は、純銅、銅合金、銅と化学的に互換性のある元素、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記銅合金が、白銅、銅−スズ、ニッケル−銅、銀入り銅、スズ青銅及びアルミニウム青銅である、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記カーバイドが、タングステンカーバイド、クロムカーバイド、バナジウムカーバイド、モリブデンカーバイド、ニオブカーバイド、タンタルカーバイド、チタンカーバイド、ジルコニウムカーバイド、ハフニウムカーバイド、ホウ素カーバイド及びシリコンカーバイドからなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
【請求項６】
前記クロム合金がフェロクロムである、請求項２に記載の組成物。
【請求項７】
前記フェロクロムが、該組成物の総質量に基いて、約５乃至約６０質量％を占める、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記フェロクロムが、プレアロイ粉末の形態にある、請求項６に記載の組成物。
【請求項９】
前記フェロクロムが、フェロクロム成分の総質量に基いて、約７０質量％のクロムと約３０質量％の鉄にて構成される、請求項６に記載の組成物。
【請求項１０】
前記化学的に互換性のある元素が、ニッケル、銀、金、パラジウム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択される、
請求項３に記載の組成物。
【請求項１１】
純銅、銅合金、銅と化学的に互換性のある元素、並びにそれらの混合物からなる群から選択される第一成分；並びに
鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム合金、カーバイド、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択される第二成分
を含む合金材料からなり、
真空遮断器（１０）の内部構成要素である、
耐アーク性シールド（２４）。
【請求項１２】
真空開閉器チャンバー内に設けられた耐アーク性シールド（２４）を製造する方法であって、
純銅、銅合金、銅と化学的に互換性のある元素、並びにそれらの混合物からなる群から選択される第一成分を得る工程；
鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム合金、カーバイド、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択される第二成分を得る工程；
第一及び第二成分を混合して混合物を形成する工程；
該混合物を選択された形状に成形する工程；並びに
機械加工して耐アーク性シールド（２４）を形成する工程、
を含む方法。
【請求項１３】
前記クロム合金が、フェロクロムである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フェロクロムが、クロム−鉄プレアロイ粉末の形態にある、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記混合物を形成する工程が、押出加工、モールド加工、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される方法で実施される、請求項１２に記載の方法。
【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、２０１４年１月２０日に出願された米国特許出願第１４／１５８，９２８の優先権を主張するとともに利点を請求するものであり、参照することによって本出願に組み込まれるものである。
【０００２】
開示されるコンセプトは、概して、真空回路遮断器や他の種類の真空開閉器に関連するものであり、また、真空遮断器及び耐アーク性シールドなどの構成要素に関するものである。特に開示されるコンセプトは、真空遮断器チャンバーに適用される内部耐アーク性シールドの構築に使用するための新たな合金組成物に関連するものである。
【背景技術】
【０００３】
真空遮断器は、概して、高電圧の交流電流を遮断するために用いられる。真空遮断器は、対向する接触面を有する同軸上に整列された一対の分離可能接触子アセンブリを包囲する、概ね円筒形の真空容器を含む。この接触面は、閉回路位置において互いに当接し、また、回路を開くために分離される。各々の電極アセンブリは、真空容器の外側に延び、また、交流回路に接続された、通電端子に接続される。
【０００４】
この接触面が離れて開回路位置へ移動するときに、概して、アークが、該接触面間に生じる。このアーク放電は、電流が遮断されるまで継続する。アークによって蒸発させられた接触面からの金属は、アーク放電中に中性プラズマを形成し、そして電流が流れなくなった後、接触面に、またさらに、接触子アセンブリと真空容器との間に配置された蒸気シールドに、凝縮して戻る。
【０００５】
真空遮断器の真空容器は、概して、各端部に、金属のエンドキャップまたはシールカバーを備えたセラミック管状絶縁ケーシングを含む。真空遮断器の電極は、このエンドキャップを通して真空容器内へ延びる。少なくとも一方のエンドキャップは、電極に強固に連結され、また、真空遮断器の動作中の比較的大きな動的外力に耐えることができなければならない。
【０００６】
真空遮断器は、真空式開閉器の主要な構成要素である。横磁場の接点を用いる真空式回路遮断器用の遮断器が、蒸気シールド（例えば、内部アークシールド、または、耐アーク性シールド）を含むことは、典型的であり、こうした蒸気シールドは、大きなアーク放電に耐性があり、アークの外方への伝播を制限し、また、故障電流を遮断した後にも遮断器の高電圧耐性を保持する。
【０００７】
該シールドが、銅、ステンレス鋼、銅−クロム合金、または、これらの組み合わせから構成されることは、通例である。場合によっては、該シールドは、アーク放電領域において単一の材料から構成されてもよく、また、該シールドの残材として、第二の材料が用いられてもよい。アーク損傷への耐性と、アーク放電が生じた後の高電圧を阻止する能力のために、銅−クロム合金材料が、最大故障電流定格用に使用され得る。典型的に、銅−クロム合金は、約１０乃至約２０質量％のクロムと、残余の銅を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
開示されるコンセプトの目的は、真空遮断器において内部に使用するための耐アーク性シールドの構築に使用される、従来の純クロムと銅合金以外の、新たな合金組成物を開発
することである。さらなる目的は、既知の銅−クロム組成物と比較すると低減された量で、クロム量が存在してなる、新たな合金組成物を開発することである。さらなる目的において、クロムは組成物に存在しない。クロムは得ることが高価であり、それ故、クロムの存在を低減又は排除することは、耐アーク性シールドの構築に使用される従来の材料に対して、低コストの代替手段を提供する。さらに、純クロム及び銅以外の、材料又は元素（成分）の適用は、耐アーク性シールドにおいて、優れた性能を示す合金組成物につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらのニーズやその他は、組成物、及び、該組成物から構築される耐アーク性シールドを提供する、開示されるコンセプトの実施態様によって満たされる。
【００１０】
一態様として、開示されたコンセプトは、真空遮断器チャンバー内に位置する耐アーク性シールドを作成するための合金組成物を提供する。前記合金組成物は、固相線温度と液相線温度の間が１００℃以上である融解範囲、９００℃以上の固相線温度、実質上多相の微細構造、そして、アーク融解後に迅速に冷却されたとき、実質上平滑な表面を形成する能力を含む。
【００１１】
前記組成物は、第一成分と第二成分を含み得る。前記第一成分は、銅又は銅と化学的に互換性のある元素であり得る。前記第二成分は、鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム合金、カーバイド、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択され得る。ある実施態様において、前記組成物は、銅成分及びフェロクロムを含む。前記フェロクロムは、約７０質量％のクロムと約３０質量％の鉄にて構成され得る。
【００１２】
前記第一成分は、純銅、又は、例えば、但し限定されないが、白銅、銅−スズ、ニッケル−銅、銀入り銅、スズ青銅及びアルミニウム青銅などの銅合金であり得る。第一成分はまた、ニッケル、銀、金、パラジウム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、及びそれらの合金並びに混合物を含み得る。
【００１３】
前記カーバイドは、タングステンカーバイド、クロムカーバイド、バナジウムカーバイド、モリブデンカーバイド、ニオブカーバイド、タンタルカーバイド、チタンカーバイド、ジルコニウムカーバイド、ハフニウムカーバイド、ホウ素カーバイド及びシリコンカーバイドからなる群から選択され得る。
【００１４】
別の態様において、開示されたコンセプトは、第一成分と第二成分を含む合金材料からなる耐アーク性シールドを提供する。前記第一成分は、銅、又は、銅と化学的に互換性のある元素を含み得る。前記第二成分は、鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム合金、カーバイド、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択され得る。耐アーク性シールドは、真空遮断器の内部構成要素である。
【００１５】
ある実施態様において、前記第一成分は純銅又は銅合金を含み得る。別の実施態様において、前記第一成分はニッケル、銀、金、パラジウム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、及びそれらの合金並びに混合物を含み得る。
【００１６】
さらに別の態様において、開示されたコンセプトは、真空遮断器に設けられた耐アーク性シールドを製造する方法を提供する。前記方法は、純銅、銅合金、銅と化学的に互換性のある元素、並びにそれらの混合物からなる群から選択される第一成分を得る工程；鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム合金、カーバイド、及びそれらの合金並びに混合物からなる群から選択される第二成分を得る工程；第一及び第二成分を混合して混合物を形成する工程；該混合物を選択された形状に成形する工程；並びに、機
械加工して耐アーク性シールドを形成する工程を含む。クロム合金はフェロクロムであり得、該フェロクロムはクロム−鉄プレアロイ粉末の形態にあってよい。さらに、混合物を形成する工程は、押出加工、モールド加工、並びにそれらの組み合わせから選択される方法で実施され得る。
【００１７】
添付図面と併せて解釈される場合、開示されるコンセプトの充分な理解が、以下の好適な実施態様の記述から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、開示されるコンセプトに従った、耐アーク性シールド構造を含んだ真空遮断器の断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
開示されたコンセプトは、合金組成物、該組成物の製造方法、真空遮断器に使用するための耐アーク性シールドを製造するための該組成物を適用する方法を含む。真空遮断器は、例えば真空回路遮断器などの、真空開閉器の主要な内部構成要素である。耐アーク性シールドは、従来、銅、ステンレス鋼、又は鉄−クロム合金から構成される。特に、鉄−クロム合金は、高アーク放電への耐性と、アーク放電が生じた後の遮断器の高電圧抵抗性を保持する能力のために、最高故障電流定格に使用するための既知の材料である。好ましい鉄−クロム合金は、合金組成物の総質量に基いて、１０乃至２５質量％のクロムと、残余の銅を含む。既知の銅−クロム合金の一つの不利点は、それらに付随する高いコストである。特に、純クロムは高価な元素であり、それ故、合金組成物におけるその存在が高価な材料につながり得る。クロムの量を低減すること、あるいは、クロムが存在しない材料を製造することによって、材料のコストを低減することができる。よって、この開示されたコンセプトの目的は、耐アーク性シールドの形成に有用である適切な合金組成物を提供することである。該合金組成物は、アーク損傷への耐性を示し、アーク放電後の高電圧を阻止し得、さらに、従来の合金組成物に対して低コストの代替手段を提供し得る。
【００２０】
図１は、エンドシール５１及び５２とともに、真空容器５０を形成する、円筒形絶縁管１２を有する真空遮断器１０を示す。絶縁管１２は、フランジ２５の手段により蒸気シールド２４を支持する。耐アーク性蒸気シールド２４は、第一電極アセンブリ２０と第二電極アセンブリ２２を包囲し、絶縁管１２上で回収された金属蒸気を妨げるとともに、アークが絶縁管１２をヒットすることを妨げる。絶縁管１２は、好ましくは、アルミナ、ジルコニア、又は他の酸化物セラミックスなどのセラミック材料から作られ、またガラス製であり得る。第一及び第二電極アセンブリ２０及び２２は、それぞれ、真空容器５０内で長手方向に整列される。第一電極アセンブリ２０は、ベローズ２８、第一電極接触３０、第一端子３１、及び第一蒸気シールド３２を含む。第二電極アセンブリ２２は、第二電極接触３４、第二端子３５、及び第二蒸気シールド３６を含む。図１に示す真空容器５０は、真空遮断器１０の一部であるが、本明細書において用いられる用語“真空容器”は、実質的にガス気密エンクロージャを形成する、セラミック−金属シールを有する如何なるシールされた構成要素も含むことを意図するものであることが理解される。こうしたシールエンクロージャは、運転中における減圧、大気圧、又は加圧において保持され得る。
【００２１】
第一及び第二電極アセンブリ２０及び２２は、交流回路を開閉するために、互いに軸方向に移動可能である。第一電極アセンブリ２０に取り付けられたベローズ２８は、絶縁管１２並びにエンドシール５１及び５２によって形成された真空容器の内部をシールし、さらに、第一電極アセンブリ２０が、図１に示されるような閉回路位置から開回路位置（図示せず）へ移動することを可能にする。第一電極接触３０は、エンドシール５１の孔を通り抜けて真空容器５０から延びた、概ね円筒形の第一端子３１に連結される。第一蒸気シールド３２は、ベローズ２８を金属蒸気から防ぐために、第一端子３１に取り付けられる
。第一蒸気シールド３２は、金属蒸気をベローズ２８に近づかせないように第一端子３１に取り付けられる。同様に、第二電極接触３４は、エンドシール５２を通り抜けて延びた、概ね円筒形の第二端子３５に連結される。第二蒸気シールド３６は、金属蒸気から絶縁管１２を保護するために、第二端子３５に取り付けられる。第二端子３５は、例えば、これらに限定されないが、溶接又はろう付けなどの手段により、エンドシール５２に対して堅く密封シールされる。
【００２２】
好ましくは、前記第一及び第二電極接触３０及び３４は、それぞれ、合金組成物、例えば銅−クロムからなる。
【００２３】
開示されたコンセプトのある実施態様に関連して、耐アーク性シールドを製造するための好適な合金組成物は、一つ以上の以下の特徴又は特性を示す：
（ｉ）例えばスラリーなどの、固相と液相が同時に存在してなる融解範囲又は融解間隔、前記融解範囲又は融解間隔は、固相線温度と液相線温度の間が１００℃以上である；
（ｉｉ）９００℃以上の固相線温度；
（ｉｉｉ）実質上、少なくとも二相を有する、多相の微細構造；及び
（ｉｖ）アーク融解後に迅速に冷却されたとき、実質上平滑な表面を形成する能力。
【００２４】
開示されたコンセプトは、第一成分及び第二成分を有する合金組成物に関する。ある実施態様において、第一成分は、銅、純銅など、銅合金またはそれらの混合物である。ある実施態様において、代わりに又はそれに加えて、第一成分は互換性のある（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）任意の元素も含み得る。例えば任意の元素は、銅と化学的に互換性のあるものである。すなわち、該元素は、銅の代替として機能し得るものである。好適な互換性のある元素としては、ただし限定されないが、ニッケル、銀、金、パラジウム、白金、コバルト、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、及びそれらの合金並びに混合物が含まれる。第二成分は、鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム、カーバイド及びそれらの合金並びに混合物を含み得る。前記カーバイドとしては、タングステンカーバイド、クロムカーバイド、バナジウムカーバイド、モリブデンカーバイド、ニオブカーバイド、タンタルカーバイド、チタンカーバイド、ジルコニウムカーバイド、ハフニウムカーバイド、ホウ素カーバイド及びシリコンカーバイドが挙げられる。ある実施態様において、第二成分はクロム合金である。
【００２５】
開示されたコンセプトに使用するのに好適である合金組成物の限定されない例としては、銅成分と、鉄、ステンレス鋼、ニオブ、モリブデン、バナジウム、クロム、それらの合金又は混合物、並びにカーバイドなどの他の成分を含む。開示されたコンセプトのある実施態様において、合金組成物は、銅−鉄、銅−ステンレス鋼、銅−ニオブ、銅−モリブデン、銅−バナジウム、銅−クロム合金、銅−フェロクロム、銅−フェロバナジウム、銅−フェロニオブ、及び銅−Ｘ−カーバイド（式中Ｘはタングステン、クロム、バナジウム、タンタル、モリブデン、ニオブ、シリコン、ホウ素、又は従来の一般的な任意のカーバイドを表す）が挙げられる。さらに、ある実施態様において、銅合金は、白銅、銅−スズ、ニッケル−銅、銀入り銅（ｓｉｌｖｅｒ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｃｏｐｐｅｒ）、スズ青銅及びアルミニウム青銅が含まれ得る。
【００２６】
純クロムの使用は高価な材料につながるため、開示されたコンセプトは純クロム以外の成分を含む耐アーク性シールドを製造するための合金組成物に関する。ある実施態様において、該組成物は、例えば純銅及び／又は合金の形態にある銅、及び、フェロクロムであるクロム合金を含む。これら成分の各々の量は可変である。フェロクロムは、該組成物の総質量に基いて、約５乃至約６０質量％を構成し得る。銅は残余を構成し得る。フェロクロム成分は、クロムと鉄の各々の量が可変であるクロム−鉄合金である。フェロクロム成分の総質量に基いて、クロムは約７０質量％を構成し得、鉄は約３０質量％を構成し得る
。
【００２７】
一般に、開示されたコンセプトの合金組成物は、耐アーク性シールドを形成するために、既知の粉末冶金、押出成形、鍛造及び鋳造工程のうちの一つまたはそれ以上の工程に晒される。従来の粉末冶金技術としては、これに限定されないが、プレス及び焼結、押出成形、例えばバインダを添加する押出成形、粉末射出成形、及び粉末鍛造が挙げられる。押出成形としては、熱間押出又は冷間押出が挙げられ、鍛造としては、熱間鍛造又は冷間鍛造が挙げられる。鋳造としては、真空誘導溶解、砂型鋳造、及び他の従来の鋳造方法が挙げられる。
【００２８】
開示されたコンセプトのある実施態様に従い、銅及びフェロクロム成分の各々は、乾燥形態、例えば粉末であり得る。これらの実施態様において、銅粉末とフェロクロム粉末を一緒に混合することにより、組成物が製造される。フェロクロム粉末は、クロム−鉄プレアロイ粉末を構成する。銅及びフェロクロムの量、及びクロム及び鉄の量は、上記に規定した質量範囲内であり得る。銅及びフェロクロム粉末は、霧状に粉末化されるか、化学的に還元されるか、電解生成されるか、細かく砕かれるか、又は、既知の粉末生産工程によって形成され得る。粉末形態は、球状、針状、又は不規則な形状であり得る。銅−フェロクロム粉末混合物は、加圧されて成形され、そして焼結される。該成形及び焼結は、当技術分野で既知である、従来の成形及び焼結装置及び工程に従って実施され得る。成形、焼結された物品は、耐アーク性シールドを形成する。さらに、成形、焼結された物品の機械加工が、シールド形状の仕上げに必要とされてもよい。
【００２９】
真空回路遮断器のための耐アーク性シールドを制作する好ましい方法において、制作工程は、銅−フェロクロムブレンドをダイキャビティ（金型の空洞）に注入する工程、粉末を平滑にタッピングする工程、圧力約８０，０００乃至約１５０，０００ｐｓｉを加えてシールドを形成する工程、該シールドを還元炉又は真空炉で、温度約９５０℃乃至約１１００℃で、約０．５乃至約１０時間、焼結する工程、及び機械加工して中空シールドを形成する工程、を含む。
【００３０】
好ましい方法において、前記工程は、はじめに銅、または銅合金の円筒形シェルコンテナ又は管状コンテナを事前に製造する工程、銅−フェロクロムブレンドを注入する工程、タッピング又はプレスにより平滑にする工程、粉末を含有するコンテナを、温度約１２５℃乃至約４００℃で、脱ガスする工程、容器の上蓋を真空溶接することによって、又は上端を溶接することによって、コンテナをシールする工程；ポート（蒸気口）とシールを介して排気する工程、温度約４００℃乃至約９００℃にて容器を熱間押出する工程、コンテナを除去する工程、及びシールドを機械加工する工程、を含む。別の方法の形態において、約７００℃乃至約１０８０℃の範囲で、約１０，０００ｐｓｉ乃至約３０，０００ｐｓｉにて、約０．２５時間乃至約６時間、コンテナはホットアイソスタチックプレスされる。
【００３１】
シールドを制作するための様々な方法を以下に挙げる：
【００３２】
工程  Ｎｏ．１
１．銅−フェロクロムブレンドをダイキャビティ（金型の空洞）に注入し、粉末を平滑にタップする。
２．圧力約８０，０００乃至約１５０，０００ｐｓｉを適用して、シールドプレフォームを製造する。
３．還元炉又は真空炉で、約９５０℃乃至約１１００℃の範囲で、約０．５乃至約１０時間、焼結する；及び
４．中央を繰り抜いてシールドを機械加工する。
【００３３】
工程  Ｎｏ．２
１．プレスする間、ダイ（金型）内にコアを使用して、中空の管状プレフォームを形成する以外には、工程  Ｎｏ．１と同様。
２．還元炉又は真空炉で、約９５０℃乃至約１１００℃の範囲で、約０．５乃至約１０時間、焼結する；及び
３．シールドを機械加工する。
【００３４】
工程  Ｎｏ．３
１．ダイ（金型）としてラバーバッグを使用し、約６０，０００ｐｓｉ乃至約１２０，０００ｐｓｉの範囲の静水圧を適用するコールドアイソスタチックプレスを使用する以外は、工程  Ｎｏ．１及び工程  Ｎｏ．２と同様。
２．還元炉又は真空炉で、約９５０℃乃至約１１００℃の範囲で、約０．５乃至約１０時間、焼結する；及び
３．シールドを機械加工する。
【００３５】
工程  Ｎｏ．４
１．事前に製作された銅パイプ又は銅−フェロクロムパイプを配置する。
２． 前記パイプの内径に、銅−フェロクロム相をプラズマ、レーザー蒸着、溶射、又はコールドスプレーする。
３．シールドを機械加工する。
【００３６】
工程  Ｎｏ．５
１．犠牲マンドレル又は再利用可能なマンドレルを配置する。
２． 前記マンドレルの外径に、銅−フェロクロム相をプラズマ、レーザー蒸着、溶射、又はコールドスプレーする。
４．機械的に（又は、犠牲的なものであれば、化学的に）マンドレルを外す、あるいは、再利用可能であれば、堆積物からマンドレルを取り出す。
３．シールドを機械加工する。
【００３７】
工程  Ｎｏ．６
１．乾燥又は遠心分離した際に実質的に固化する、銅粉末、フェロクロム粉末、及び適切な液状キャリー剤（バインダ）からなるスラリーを形成する。
２．該スラリーを中空パイプ中に注入する。
３．パイプの内径に対してスラリーが押し付けられるようにパイプを回転する。
４．回転混合物を乾燥する。
５．パイプから固化した混合物を除去する。
７．遠心的に形成した円筒形の粉末混合物を焼結する；及び
８．円筒形の焼結部品からシールドを機械加工する。
【００３８】
工程  Ｎｏ．７
１．真空誘導溶解又は他の技術を用いて、銅とフェロクロムからなる適切な混合物を溶融する。
２．中央のコアを有するモールド内に、溶融物を注入する。
３．モールドを破壊して鋳造物を取り出す；そして
４．鋳造物を機械加工してシールドを形成する。
【００３９】
工程  Ｎｏ．８
１．真空誘導溶解又は他の技術を用いて、銅とフェロクロムからなる適切な混合物を溶融する。
２．遠心鋳造機を備えるモールド内に、溶融物を注入し、シールドを鋳造する；及び
３．シールドを機械加工する。
【００４０】
工程  Ｎｏ．９
１．粉末冶金焼結、粉末冶金溶浸、又は鋳造により、鉄とフェロクロムからなるソリッド又は円筒形ブランクを製造する。
２．押出可能な温度にブランクを加熱する。
３．ブランクを円筒形状に、例えば押出機を用いて、押出加工する；及び
４．必要であれば、押出加工された円筒形状のシールドを機械加工する。
【００４１】
工程  Ｎｏ．１０
１．乾燥銅粉末及びフェロクロム粉末を、適切なプラスチックバインダ系と混合する。
２．粉末／バインダ混合物を成形可能な温度に加熱する。
３．粉末／バインダ混合物を円筒形状に押出加工又は粉末射出加工する。
４．円筒形状に形成された粉末が残るように、プラスチックバインダ系を溶媒処理、熱処理、又はそれらの組み合わせによって除去する。
５．円筒形状物を焼結する；及び
６．必要であれば、シールドを機械加工する。
【実施例】
【００４２】
例１
一実施態様において、３６質量％の高炭素フェロクロム粉末と、６４質量％の銅粉末を混合し、円筒形のダイ中でプレスし、部品を焼結し、最終シールド形状を機械加工することにより、耐アーク性シールドを製造した。高炭素フェロクロム粉末の組成は、６７−７１ｗｔ％のクロム、８−９．５％炭素、残余の鉄であった。高炭素フェロクロム粉末を、〜１００メッシュのサイズに細かく砕いた。銅粉末は、純銅を〜１４０メッシュサイズに水噴霧したものであった。部品のプレスは、デュアルアクション粉末圧密プレス機で実施した。円筒形部品のプレスに使用した工具の要素は、中空円筒形の上部パンチ、中空円筒形の下部パンチ、中空円筒形のダイ本体、及びソリッドの円筒形のコアロッドからなった。粉末を、自動粉末シューを用いて円筒形の空洞に入れた。圧力４５，０００乃至１１６，０００ｐｓｉにて圧縮を実施した。部品を９５０乃至１０５０℃で６時間、真空焼結し、旋盤上で最終形状に機械加工した。
【００４３】
例２
別の実施態様において、６０質量の％高炭素フェロクロム粉末と、４０質量％の銅粉末を混合し、円筒形のダイ中でプレスし、部品を焼結し、最終シールド形状を機械加工することにより、耐アーク性シールドを製造した。高炭素フェロクロム粉末の組成は６７−７１質量％のクロム、８−９．５％炭素、残余の鉄であった。高炭素フェロクロム粉末を、〜１００メッシュのサイズに細かく砕いた。銅粉末は、純銅を〜１４０メッシュサイズに水噴霧したものであった。部品のプレスは、デュアルアクション粉末圧密プレス機で実施した。円筒形部品のプレスに使用した工具の要素は、中空円筒形の上部パンチ、中空円筒形の下部パンチ、中空円筒形のダイ本体、及びソリッドの円筒形のコアロッドからなった。粉末を、自動粉末シューを用いて円筒形の空洞に入れた。圧力６０，０００乃至１６０，０００ｐｓｉにて圧縮を実施した。部品を９５０乃至１０５０℃で６時間、真空焼結し、旋盤上で最終形状に機械加工した。
【００４４】
例３
別の実施態様において、３６質量の％低炭素フェロクロム粉末と、６４質量％の銅粉末を混合し、円筒形のダイ中でプレスし、部品を焼結し、最終シールド形状を機械加工することにより、耐アーク性シールドを製造した。高炭素フェロクロム粉末の組成は７０質量
％のクロム、残余の鉄であった。高炭素フェロクロム粉末を、〜８０メッシュのサイズに細かく砕いた。銅粉末は、純銅を〜１４０メッシュサイズに水噴霧したものであった。部品のプレスは、デュアルアクション粉末圧密プレス機で実施した。円筒形部品のプレスに使用した工具の要素は、中空円筒形の上部パンチ、中空円筒形の下部パンチ、中空円筒形のダイ本体、及びソリッドの円筒形のコアロッドからなった。粉末を、自動粉末シューを用いて円筒形の空洞に入れた。圧力４３，０００乃至１１９，０００ｐｓｉにて圧縮を実施した。部品を９５０乃至１０５０℃で６時間、真空焼結し、旋盤上で最終形状に機械加工した。
【００４５】
例４
別の実施態様において、６０質量の％低炭素フェロクロム粉末と、４０質量％の銅粉末を混合し、円筒形のダイ中でプレスし、部品を焼結し、最終シールド形状を機械加工することにより、耐アーク性シールドを製造した。高炭素フェロクロム粉末の組成は７０質量％のクロム、残余の鉄であった。高炭素フェロクロム粉末を、〜８０メッシュのサイズに細かく砕いた。銅粉末は、純銅を〜１４０メッシュサイズに水噴霧したものであった。部品のプレスは、デュアルアクション粉末圧密プレス機で実施した。円筒形部品のプレスに使用した工具の要素は、中空円筒形の上部パンチ、中空円筒形の下部パンチ、中空円筒形のダイ本体、及びソリッドの円筒形のコアロッドからなった。粉末を、自動粉末シューを用いて円筒形の空洞に入れた。圧力５０，０００乃至１１２，０００ｐｓｉにて圧縮を実施した。部品を９５０乃至１０５０℃で６時間、真空焼結し、旋盤上で最終形状に機械加工した。
【００４６】
例示的なシステム、方法等が、例の記述によって説明されており、前記例はかなり詳細に記述されているが、出願人は、こうした詳細に添付の請求の範囲を減縮する、あるいは多少なりとも限定することを意図したものではない。当然、本明細書に記述されたシステム、方法等を説明するために、構成要素又は方法論における考えられる全ての組み合わせを記述することは不可能である。従って、開示されたコンセプトは、示され記述された具体的な詳細、代表的な装置、及び実施例に限定されるものではない。よって本出願は、添付の請求の範囲に含まれる変更、修正及び変形を含むことを意図するものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０    真空遮断器
１２    絶縁管
２０    第一電極アセンブリ
２２    第二電極アセンブリ
２４    耐アーク性蒸気シールド
２５    フランジ
２８    ベローズ
３０    第一電極接触
３１    第一端子
３２    第一蒸気シールド
３４    第二電極接触
３５    第二端子
３６    第二蒸気シールド
５０    真空容器
５１    エンドシール
５２    エンドシール
【図１】
2017508072.tif 000003
【国際調査報告】
2017508072.tif 000004
2017508072.tif 000005