特開 2024-132974 電気スイッチギアのアーク事象から生じる高温ガスの改良された排気

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132974

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】電気スイッチギアのアーク事象から生じる高温ガスの改良された排気

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/28 20060101AFI20240920BHJP

   H02B 1/56 20060101ALI20240920BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H02B1/28 L

H02B1/56 A

H05K7/20 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024037682

(22)【出願日】2024-03-12

(31)【優先権主張番号】2303866.4

(32)【優先日】2023-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(71)【出願人】

【識別番号】518042280

【氏名又は名称】イートン インテリジェント パワー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｅａｔｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】３０ Ｐｅｍｂｒｏｋｅ Ｒｏａｄ， Ｄｕｂｌｉｎ ４ Ｄ０４ Ｙ０Ｃ２， Ｉｒｅｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇 利明

(72)【発明者】

【氏名】ヴィム ランメルス

(72)【発明者】

【氏名】ヘーラルト スコーネンベルク

【テーマコード（参考）】

5E322

5G016

【Ｆターム（参考）】

5E322BA01

5E322BA03

5E322BA05

5G016AA04

5G016CG13

(57)【要約】

【課題】本発明の目的は、改良された電気スイッチギアを提供することである。特に、スイッチギアハウジングの外側での煙道ガス爆発のリスクを回避または少なくとも低減する解決策が提供されなければならない。
【解決手段】スイッチギアハウジング（２）を有するスイッチギア（１ａ．．．１ｉ）と、スイッチギアハウジング（２）のハウジング壁（Ｗ１）にある開口を通過または接続する排気チャネル（５、５ａ、５ｂ）とを含む、電気スイッチギア（１ａ．．．１ｉ）が開示される。排気チャネル（５、５ａ、５ｂ）は、狭窄部（Ｎ）と、狭窄部（Ｎ）に配置され、排気チャネル（５、５ａ、５ｂ）の外側から排気チャネル（５、５ａ、５ｂ）の内部に新鮮な空気を供給するように設けられる、排気チャネル入口穴（７）とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気スイッチギアであって、
－ スイッチギアハウジングと、
－ 前記スイッチギアハウジングのハウジング壁にある開口を通過するあるいは接続する排気チャネルと、を含み、
－ 前記排気チャネルは、狭窄部と、排気チャネル入口穴とを含み、前記排気チャネル入口穴は、前記狭窄部に配置され、前記排気チャネルの外側から前記排気チャネルの内部に空気を供給するように設けられることを特徴とする、
電気スイッチギア。

【請求項2】

スイッチングデバイスが前記スイッチギアハウジング内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の電気スイッチギア。

【請求項3】

内側ハウジングが、
－ 前記スイッチングデバイスを取り囲み、
－ 前記スイッチギアハウジング内に配置され、
－ 前記排気チャネルに空圧的に接続され、
前記排気チャネル入口穴は、前記内側ハウジングの外側から前記排気チャネルの前記内部に空気を供給するように設けられることを特徴とする、
請求項２に記載の電気スイッチギア。

【請求項4】

ａ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジング内に完全に配置され、前記排気チャネル入口穴も、前記スイッチギアハウジング内に配置されるか、あるいは、
ｂ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジングから外に完全に配置され、前記排気チャネル入口穴も、前記スイッチギアハウジングから外に配置されるか、あるいは、
ｃ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジング内に部分的に配置され、前記スイッチギアハウジングから外に部分的に配置され、前記排気チャネル入口穴は、前記スイッチギアハウジング内に配置されるか、あるいは、
ｄ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジング内に部分的に配置され、前記スイッチギアハウジングから外に部分的に配置され、前記排気チャネル入口穴は、前記スイッチギアハウジングから外に配置されることを特徴とする、
請求項１～３のうちのいずれか１項に記載の電気スイッチギア。

【請求項5】

Ａ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジングのハウジング壁に直接配置されるかあるいは前記スイッチギアハウジングのハウジング壁を含み、前記排気チャネル入口穴は、前記スイッチギアハウジングから直接導き出されるか、あるいは、
Ｂ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジングのハウジング壁から離間し、前記排気チャネル入口穴は、前記スイッチギアハウジングの前記内部に接続するか、あるいは、
Ｃ）前記排気チャネルは、前記スイッチギアハウジングのハウジング壁から離間し、前記排気チャネル入口穴は、前記スイッチギアハウジングから導き出される少なくとも１つの供給チューブまたは供給チャネルに接続されることを特徴とする、
請求項４に記載の電気スイッチギア。

【請求項6】

－ 前記排気チャネルは、周囲のチャネル壁を有し、
－ 前記狭窄部は、前記チャネル壁の１つ以上によって形成され、前記狭窄部は、断面図において、
ｉ）前記排気チャネルの前記内部に面する三角形表面を有し、前記排気チャネル入口穴は、前記三角形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉ）前記排気チャネルの前記内部に面する台形表面を有し、前記排気チャネル入口穴は、前記台形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉｉ）前記排気チャネルの前記内部に面する湾曲表面を有し、前記排気チャネル入口穴は、前記湾曲表面に配置されることを特徴とする、
請求項５に記載の電気スイッチギア。

【請求項7】

－ 前記排気チャネルは、周囲のチャネル壁を有し、
－ 前記狭窄部は、前記チャネル壁の内側に取り付けられるプロファイル部によって具現され、
－ 前記チャネル壁は、二次穴を含み、
－ 前記プロファイル部は、前記狭窄部に配置される前記排気チャネル入口穴を含み、
－ 前記二次穴および前記排気チャネル入口穴は、両方とも、前記チャネル壁と前記プロファイル部との間に形成される空間に接続することを特徴とする、
請求項５に記載の電気スイッチギア。

【請求項8】

前記プロファイル部は、
ｉ）前記排気チャネルの前記内部に面する三角形表面を有し、前記排気チャネル入口穴は、前記三角形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉ）前記排気チャネルの前記内部に面する台形表面を有し、前記排気チャネル入口穴は、前記台形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉｉ）前記排気チャネルの前記内部に面する湾曲表面を有し、前記排気チャネル入口穴は、前記湾曲表面に配置されることを特徴とする、
請求項７に記載の電気スイッチギア。

【請求項9】

前記排気チャネル入口穴は、前記内側ハウジング内で膨張するガスの流れ方向において見られるときに前記狭窄部の後に配置されることを特徴とする、請求項８に記載の電気スイッチギア。

【請求項10】

前記排気チャネル入口穴は、前記狭窄部の最も狭い点に配置されることを特徴とする、請求項８に記載の電気スイッチギア。

【請求項11】

前記内側ハウジング内で膨張するガスの流れ方向において見られるときに前記排気チャネル入口穴の後に配置される冷却構造または要素を特徴とする、請求項１０に記載の電気スイッチギア。

【請求項12】

前記内側ハウジング内で膨張するガスの流れ方向において見られるときに前記狭窄部の後に配置される冷却構造または要素を特徴とする、請求項１１に記載の電気スイッチギア。

【請求項13】

前記排気チャネル入口穴を通じて前記排気チャネルに至るガスの流れを許容し、前記排気チャネル入口穴を通じて前記排気チャネルから出るガスの流れを遮断する、１つ以上の逆止弁を特徴とする、請求項１２に記載の電気スイッチギア。

【請求項14】

＞５０ＭＶＡの公称短絡電力との電気接続を特徴とする、請求項１に記載の電気スイッチギア。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチギアハウジングと、排気チャネルとを含み、排気チャネルが、スイッチギアハウジングの（第1の）ハウジング壁にある開口を通過または接続する、電気スイッチギアに関する。

【背景技術】

【0002】

上記種類の電気スイッチギアが一般に知られている。スイッチギアハウジング内のアーク事象は、スイッチギアハウジング内の過圧を引き起こし、よって、スイッチギアハウジングから排気チャネル内に至り、最終的にスイッチギアハウジングから出る、主要なガス流を引き起こす。特定の環境の下で、未燃ガスは、排気チャネルから出ることができ、スイッチギアハウジングの外部に伝搬することができる。これは、通常、電気スイッチギアからの吹出し(blow)が外側に配置される場合にはそれほど問題ではないが、電気スイッチギアが建物またはスイッチギア室内に位置する場合には深刻な問題となることがある。未燃ガスは、(煙爆発、火災ガス爆発または火災ガス発火とも呼ばれる)(冷)煙道ガス爆発をそこで引き起こし得るし、損傷および/または傷害を引き起こし得る。この問題は、冷却要素が排気チャネル内に配置される場合に特に当て嵌まる。一見すると、これは、奇妙に聞こえる。何故ならば、熱や爆発性圧力によって引き起こされる損傷や傷害を避けるために、高温ガスが電気スイッチギアの環境に伝播する前に冷却することは、通常は良い着想であるからである。しかしながら、排気チャネル内で冷却要素を使用することもマイナスの影響を与えることには、２つの理由がある。第１に、温度が低ければ低いほど、未燃ガスの割合はより高い。第２に、冷却要素の容量は、排気チャネル内の自由空気容量を減少させ、よって、高電圧下での部品間の誘電破損(dielectric failure)にそれぞれ起因するアーク事象によって引き起こされる排気ガスを燃焼させるのに必要とされる酸素を減少させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

従って、本発明の目的は、改良された電気スイッチギアを提供することである。特に、スイッチギアハウジングの外側での煙道ガス爆発のリスクを回避または少なくとも低減する解決策が提供されなければならない。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の目的は、冒頭段落で定義されるスイッチギアによって解決され、排気チャネルは、狭窄部(narrowing)と、排気チャネル入口穴を有し、排気チャネル入口穴は、狭窄部に配置され、排気チャネルの外側から排気チャネルの内部へ（新鮮な）空気を供給するために設けられる。

【0005】

提案する方法の使用により、スイッチギアハウジング内のアーク事象によって引き起こされる排気チャネルを通じる主空気流は、ベルヌーイの法則に基づく狭窄部での局所的な負圧(underpressure)を引き起こす。これは、空気が排気チャネルの入口穴を通じて排気チャネルに吸い込まれる理由である。このようにして、余分な酸素が排気チャネルに入り、それは未燃ガスを燃焼させるのを助ける。詳細には、排気チャネルの外側からの（新鮮な）空気は、アーク放電に起因するガス中の未燃成分と反応する酸素を供給する。故に、未燃ガスが排気チャネルを出ないか、あるいはより少ない未燃ガスが排気チャネルを出ることによって、制御されない火炎を回避または少なくとも低減し、あるいはスイッチギアハウジングの外側での煙道ガス爆発さえも回避または少なくとも低減する。

【0006】

本開示の脈絡における「空気」または「新鮮な空気」とは、約２１％の酸素および約７９％の窒素を主要部分として有するガス混合物を特に意味する。しかしながら、特許請求する効果をもたらすために、酸素の割合はより低くてよく、ガス混合物はかなりの最小限の割合の酸素を含む。特に、空気中の酸素の割合は（意識喪失が起こる前の酸素の最小割合である）１０％より高くあるべきである。「新鮮な空気」とは、少なくとも１５％の酸素を含むガス混合物を特に意味する。

【0007】

提案する手段は、特に、＞５０ＭＶＡの公称短絡電力を持つ電気接続部を有する電気スイッチギア、故に、アーク事象の場合に高電力アークの高リスクを有するスイッチギアに関する。特に、スイッチングデバイスは、スイッチングアーク事象を引き起こすスイッチギアハウジング内に配置されることができる。しかしながら、提案する手段は、一般に高電圧の下での導電体間のアーク事象にも関係する。

【0008】

一般に、
ａ）排気チャネルは、スイッチギアハウジング内に完全に配置することができ、入口穴も、スイッチギアハウジング内に配置されることができ、あるいは、
ｂ）排気チャネルは、スイッチギアハウジングから外に完全に配置されることができ、入口穴も、スイッチギアハウジングから外に配置されることができ、あるいは、
ｃ）排気チャネルは、スイッチギアハウジング内に部分的に配置されることができ、スイッチギアハウジングから外に部分的に配置されることができ、入口穴は、スイッチギアハウジング内に配置されることができ、あるいは、
ｄ）排気チャネルは、スイッチギアハウジング内に部分的に配置されることができ、スイッチギアハウジングから外に部分的に配置されることができ、入口穴は、スイッチギアハウジングから外に配置されることができる。

【0009】

排気チャネルは、必ずしも直線的でないが、方向変化を含むことがある。よって、原則的に、排気チャネルおよびその排気チャネル出口のための空気供給は、同じハウジング壁または異なるハウジング壁に配置されることもできる。第１のハウジング壁は、具体的には、スイッチギアハウジングの頂壁であってよい。加えて、スイッチギアハウジングは、複数の（第２の）側壁を含んでよい。

【0010】

さらに有利な実施形態が、特許請求の範囲および発明の詳細な説明ならびに図面に開示される。

【0011】

一実施形態において、電気スイッチギアは、内側ハウジングを含むことができ、内側ハウジングは、スイッチングデバイスを取り囲み、スイッチギアハウジング内に配置され、排気チャネルに空圧的に接続される。この実施形態において、入口穴は、内側ハウジングの外側から排気チャネルの内部へ（新鮮な）空気を供給するために設けられる。有益なことには、高温ガスは、スイッチギアハウジング内の所定の空間に保持されることができるので、内側ハウジングの外の部品は、前記高温ガスによる影響を受けない。

【0012】

１つのさらなる実施形態において、
Ａ）排気チャネルは、スイッチギアハウジングの（第２の）ハウジング壁に直接配置されるか、あるいはそれを含むことができ、入口穴は、スイッチギアハウジングから直接導き出されるか、あるいは、
Ｂ）排気チャネルは、スイッチギアハウジングの（第２の）ハウジング壁から離間することができ、入口穴は、スイッチギアハウジングの内部に接続するか、あるいは、
Ｃ）排気チャネルは、スイッチギアハウジングの（第２の）ハウジング壁から離間することができ、入口穴は、スイッチギアハウジングから導き出される少なくとも１つの供給チューブまたは供給チャネルに接続される。

【0013】

ケースＡ）およびケースＣ）において、新鮮な空気がスイッチギアハウジングの外側から排気チャネルに吸い込まれ、ケースＢ）において、スイッチギアハウジングの内側からの空気が使用される。従って、ケースＢ）においては、スイッチギアハウジングの内部が十分に高い空気容量を囲むおよび／または圧力逃がしのための十分に大きな空気入口を含むという注意が取られるべきである。

【0014】

有益なことには、
－ 排気チャネルは、周囲のチャネル壁を有することができ、
－ 狭窄部は、チャネル壁の１つ以上によって形成されることができ、狭窄部は、断面図において、
ｉ）排気チャネルの内部に面する三角形表面を有し、排気チャネル入口穴は、三角形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉ）排気チャネルの内部に面する台形表面を有し、排気チャネル入口穴は、台形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉｉ）排気チャネルの内部に面する湾曲表面を有し、排気チャネル入口穴は、湾曲表面に配置される。

【0015】

この実施形態において、狭窄部は、チャネル壁の１つ以上によって直接形成される。これは狭窄部を形成するために余分な部品が必要とされない理由である。その上、異なる表面を設けることによって、排気チャネルを様々な要求に適合させることができる。ケースＡでは、周囲のチャネル壁の１つ以上が、スイッチギアハウジングの（第２の）ハウジング壁によって形成されてよく、あるいはそれらから構成されてよい。従って、ハウジング壁は、二重の機能を提供することができる。

【0016】

代替的に、
－ 排気チャネルは、周囲のチャネル壁を有することができ、
－ 狭窄部は、チャネル壁の内側に取り付けられるプロファイル部によって具現されることができ、
－ チャネル壁は、二次穴を含むことができ、
－ プロファイル部は、狭窄部に配置される排気チャネル入口穴を含むことができ、
－ 二次穴および排気チャネル入口穴は、両方とも、チャネル壁とプロファイル部との間に形成される空間に接続することができる。
具体的には、プロファイル部は、
ｉ）排気チャネルの前記内部に面する三角形表面を有することがあり、排気チャネル入口穴は、三角形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉ）排気チャネルの内部に面する台形表面を有することがあり、排気チャネル入口穴は、前記台形表面に配置されるか、あるいは、
ｉｉｉ）排気チャネルの内部に面する湾曲表面を有することがあり、排気チャネル入口穴は、湾曲表面に配置される。

【0017】

この実施形態において、狭窄部は、専用のプロファイル部によって形成される。従って、チャネル壁は、製造が容易な単純な形状を有することができる。その上、異なるプロファイル部を提供することによって、排気チャネルは、様々な要求に容易に適合されることができる。特に、二次穴は、スイッチギアハウジングの内部に接続することができ、あるいはスイッチギアハウジングから導き出される少なくとも１つの供給チューブまたは供給チャネルに接続することができる。再び、周囲のチャネル壁の１つ以上は、ケースＡにおいてスイッチギアハウジングの（第２の）ハウジング壁によって形成されるかあるいはそれによって構成されてよく、従って、ハウジング壁が二重の機能を提供し得ることが留意されるべきである。

【0018】

一実施形態において、排気チャネル入口穴は、狭窄部の最も狭い点に配置されることができる。このようにして、排気チャネル入口穴は、新鮮な空気の流入を支える非常に高い局所的な負圧の点に配置される。

【0019】

別の実施形態において、排気チャネル入口穴は、内側ハウジング内で膨張するガスの流れ方向に見られるときの狭窄部の後に配置されることができる。主空気流は、狭窄部の背後に乱流または渦を生じさせることがある。この領域に排気チャネル入口穴を配置することによって、新鮮な空気の流入をさらに支えることができる。加えて、空気の還流(reflux)、すなわち、排気チャネル入口穴を通じる排気チャネルからの空気の還流のリスクを低減することができる。

【0020】

有利には、電気スイッチギアは、内側ハウジング内で膨張するガスの流れ方向に見られるときの排気チャネル入口穴の後に配置される冷却構造または冷却要素（特にセラミック冷却構造または要素）を備えることができる。特に、冷却構造または要素は、内側ハウジング内で膨張するガスの流れ方向に見られるときの狭窄部の後にさえも配置されることができる。このようにして、高温ガスは、スイッチから来る可燃性ガスが低温のために大幅に燃焼されないリスクを伴わずにあるいは完全に燃焼されないリスクさえも伴わずに、スイッチギアハウジングから出る前に冷却されることができる。

【0021】

さらに別の有利な実施形態において、電気スイッチギアは、１つ以上の逆止弁を含むことができ、それは排気チャネル入口穴を通じて排気チャネル内に至るガスの流れを可能にし、排気チャネル入口穴を通じて排気チャネルから出るガスの流れを妨げる。特に、電気スイッチギアは、１つ以上の逆止弁を含むことができ、
－ それは、スイッチギアハウジングの内部から排気チャネル入口穴を通じて排気チャネル内に至るガスの流れを可能にし、排気チャネルから排気チャネル入口穴を通じてスイッチギアハウジングの内部に至るガスの流れを妨げるか、あるいは、
－ それは、少なくとも１つの供給チューブまたは供給チャネルから排気チャネル入口穴を通じて排気チャネル内に至るガスの流れを可能にし、排気チャネルから排気チャネル入口穴を通じて少なくとも１つの供給チューブまたは供給チャネル内に至るガスの流れを妨げる。

【0022】

このようにして、空気の望ましくない還流、すなわち、排気チャネル入口穴を通じる排気チャネルからの還流を回避することができる。

【0023】

次に特定の実施形態を参照して本発明をより詳細に記載する。本発明はそれらの詳細に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】例示的な電気スイッチギアの斜視図を示す。

【図2】狭窄部の領域における排気チャネルの概略的な断面図を示す。

【図3】チャネル壁の斜視正面図を示し、狭窄部は、チャネルの別個のプロファイル部によってあるいはチャネルの内側から具現される。

【図4】図３の構成をチャネルの背後または外側からの斜視図で示す。

【図5】背後からの弁ホルダを備えるチャネル壁の斜視図を示す。

【図6】三角形プロファイル部の詳細図を示す。

【図7】逆止弁の機能を示す概略図を示す。

【図8】専用の供給チャネルを有する例示的な電気スイッチギアを示す。

【図9】湾曲プロファイル部の斜視図を示す。

【図10】排気チャネルの途中に冷却要素を有する例示的な電気スイッチギアの斜視図を示す。

【図11】排気チャネルがスイッチギアハウジングの（第２の）ハウジング壁に直接配置されるスイッチギアの実施形態を示す。

【図12】排気チャネルがスイッチギアハウジングの隅に配置されるスイッチギアの実施形態を示す。

【図13】排気チャネルおよび入口穴がスイッチギアハウジング内に配置される実施形態を示す。

【図14】排気チャネルおよび入口穴がスイッチギアハウジングから外に配置される実施形態を示す。

【図15】排気チャネルがスイッチギアハウジング内に部分的に配置され、入口穴がスイッチギアハウジング内に配置される、実施形態を示す。

【図16】排気チャネルがスイッチギアハウジング内に部分的に配置され、入口穴がスイッチギアハウジングから外に配置される、実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0025】

一般に、同一部または類似部は、同一／類似の名称および参照符号で示される。明細書に開示される構成は、同一／類似の名称および参照符号を有する部分に適用される。向きおよび相対位置を示すことは、関連する図と関連しており、向きおよび／または相対位置の表示は、場合に応じて、異なる図で補正されなければならない。

【0026】

図１は、例示的な電気スイッチギア１ａの斜視図を示しており、電気スイッチギア１ａおよびその構成要素は、それぞれ、電気スイッチギア１ａ内のビューまたは電気スイッチギア１ａの内部図を可能にするように透過的に描かれている。電気スイッチギア１ａは、スイッチギアハウジング２と、スイッチギアハウジング２内に配置された任意のスイッチングデバイス３と、スイッチングデバイス３を取り囲み、スイッチギアハウジング２内に配置される、任意の内側ハウジング４とを含む。その上、電気スイッチギア１ａは、内側ハウジング４に接続し、スイッチギアハウジング２から導き出される、排気チャネル５ａを含む。詳細には、排気チャネル５ａは、スイッチギアハウジング２のハウジング壁にある開口に接続し、スイッチギアハウジング２の頂部に排気チャネル出口６を含む。代替的に、排気チャネル出口６は、スイッチギアハウジング２の側壁の１つに配置されてもよい（この文脈では図１１および１２も参照）。加えて、排気チャネル５ａは、狭窄部Ｎと、狭窄部Ｎに配置され、本実施形態ではスイッチギアハウジング２の内部Ｓ１に接続される、排気チャネル入口穴７とを含む。狭窄部Ｎは、三角形区画８によって形成されることができ、三角形区画８は、図１の場合と同様に、断面図において、排気チャネル５ａの内部に面する三角形の表面を有する。図から分かるように、排気チャネル入口穴７は、内側ハウジング４内に膨張するガスの流れ方向に見られるときに、狭窄部Ｎの（直ぐ）後に配置される。

【0027】

図２は、狭窄部Ｎの領域における排気チャネル５ａの概略断面図を示す。スイッチングデバイス３におけるアーク事象(arc event)が、内側ハウジング４内に過圧、よって、内側ハウジング４から排気チャネル出口６への主な空気流Ｆ１を生じさせる。狭窄部Ｎは、ベルヌーイの原理に基づいて局所的な負圧(underpressure)を生じさせる。これは、スイッチギアハウジング２の内部Ｓ１からの空気が、二次空気流Ｆ２によって示される排気チャネル入口穴７を通じて排気チャネル５ａ内に吸い込まれる理由である。このようにして、理想的には、如何なる未燃ガスも、排気チャネル出口６から出ないように、スイッチギアハウジング２の内部Ｓ１からの空気からの余分な酸素が、未燃ガスの燃焼を支える。従って、スイッチギアハウジング２の外側での制御されない火炎のリスクが、あるいは（煙爆発、火災ガス爆発または火災ガス点火とも呼ばれる）煙道ガス爆発のリスクさえもが、回避されるかあるいは少なくも低減される。

【0028】

図１および図２の例における狭窄部Ｎは、１つの側壁だけにある三角形区画８によって形成されることが留意されるべきである。しかしながら、狭窄部Ｎは、１つよりも多くの側壁にある区画を狭くすることによって形成されることもできる。

【0029】

図示されていないが、電気スイッチギア１ａは、例えば、スイッチギアハウジング２および／または内側ハウジング４に、１つ以上の圧力逃がし弁を含んでよいことも留意されるべきである。具体的には、圧力逃がし弁は、（この例では、内側ハウジング４の出口と一致する）排気チャネル５ａの入口に配置されてよく、排気チャネル５ａの外側と内側との間の差圧が所定の閾値を超える場合にのみ開くように設けられてよい。

【0030】

一般に、スイッチングデバイス３および／またはスイッチギア１ａ内の他の電気部品（例えば、バスバー）は、スイッチギア１ａの電気接続部に接続されることができ、それによって、スイッチギア１ａまたはスイッチギア１ａ内の電気部品は、それぞれ、電力グリッドに接続されることができる。具体的には、電気接続部は、＞５０ＭＶＡの公称短絡電力を有することができる。

【0031】

図３および図４は、図１および図２に示すものと非常に類似する実施形態を示す。対照的に、狭窄部Ｎは、チャネル壁１０ａにある別個のプロファイル部９ａによって具現される。詳細には、図３は、上からの斜視正面図においてプロファイル部９ａを有する（後方）チャネル壁１０ａを示し、図４は、背面からの斜視図において構成を示す。図３および図４は、作動する準備ができた完全な排気チャネルを示していないことに留意のこと。故に、図３および図４は、機能を説明することを意図するにすぎない。

【0032】

この実施形態において、チャネル壁１０ａは、スイッチギアハウジング２の内部Ｓ１に接続する二次穴１１を含み、プロファイル部９ａは、狭窄部Ｎに配置される排気チャネル入口穴７を含む。二次穴１１および排気チャネル入口穴７の両方は、チャネル壁１０ａとプロファイル部９ａとの間に形成される空間Ｓ２に接続する。図３および図４から分かるように、スイッチギアハウジング２の内部Ｓ１からチャネル壁１０ａとプロファイル部９ａとの間の空間Ｓ２への二次空気流Ｆ２および空間Ｓ２から排気チャネル内への二次空気流Ｆ２’がある。しかしながら、未燃ガスを燃焼させる機能は、図１および図２の実施形態の場合と同じである。

【0033】

図５～図７は、図１～図４に示す排気チャネル５ａと同様の排気チャネル５ｂの別の実施形態を示す。対照的に、図５～図７に示す構成は、多数の任意の逆止弁１３を有する弁ホルダ１２を含、逆止弁は、排気チャネル５ｂからスイッチギアハウジング２の内部Ｓ１へのガス流を遮断する。逆止弁１３は、排気チャネル５ｂ内の負圧の場合にのみ開き、排気チャネル５ｂ内の圧力がスイッチギアハウジング２の内部Ｓ１内の圧力よりも高い場合に閉じる。図５は、背後からの斜視図における構成を示し、図６は、三角形プロファイル部９ａの詳細図を示し、図７は、狭窄部Ｎの領域における排気チャネル５ｂの概略断面図を示す。この例において、逆止弁１３は、その機能を説明するために、旋回フラップ１３によって具現される。しかしながら、逆止弁１３は、異なって具現されてもよい。

【0034】

図８は、図１の電気スイッチギア１ａと非常に類似する例示的な電気スイッチギア１ｂを示す。対照的に、二次穴１１に接続され、スイッチギアハウジング２から導き出され、そこで供給チャネル入口１５を形成する、供給チャネル１４が設けられる。供給チャネル入口１５は、この例では、側壁の１つに配置されるが、供給チャネル入口１５は、スイッチギアハウジング２の頂部に配置されてもよい。しかしながら、排気チャネル出口６から供給チャネル入口１５への円形流は、互いに変位される排気チャネル出口６および供給チャネル入口１５を配置することによって回避される。

【0035】

電気スイッチギア１ｂの機能は、電気スイッチギア１ａの機能とほぼ同じである。対照的に、排気チャネル入口穴７は、スイッチギアハウジング２の内部Ｓ１に接続されないが、スイッチギアハウジング２の周囲に接続される。よって、供給チャネル１４が上記例において設けられる場合、スイッチギアハウジング２の周囲は、機能的に内部Ｓ１を置き換える。これは、具体的には、空気が二次空気流Ｆ２によって外側から排気チャネル５ｂ内に吸い込まれることを意味する。逆止弁１３が設けられる場合、逆止弁は、排気チャネル５ｂ内の圧力がスイッチギアハウジング２の外側よりも高いならば閉じる。共通の供給チャネル１４の代わりに、代替的に、排気チャネル入口穴７または二次穴１１は、スイッチギアハウジング２から導き出される多数の供給チューブによってスイッチギアハウジング２の外部に接続されることができる。

【0036】

上記実施形態において、狭窄部Ｎは、チャネル壁１０ａまたはプロファイル部９ａの三角形コース(triangular course)によって形成される。しかしながら、これは唯一の可能性でなく、狭窄部Ｎは、図９に描かれるように、チャネル壁１０ａの湾曲コースまたはプロファイル部９ｂによって形成されることもできる。具体的には、排気チャネル入口穴７は、図９に描かれるように、狭窄部Ｎの最も狭い点に配置されることができる。しかしながら、排気チャネル入口穴７は、前の例における場合と同様に、狭窄部Ｎの（直ぐ）後に配置されてもよい。逆もまた同様であり、図１～図８の実施形態における排気チャネル入口穴７は、狭窄部Ｎの最も狭い点に配置されてよい。一般に、図１～図８の実施形態において、三角形コースは、湾曲コースに置き換えられることができる。他の形状、例えば、台形コースも、同様に可能である。

【0037】

図１０は、図１の電気スイッチギア１ａに類似する電気スイッチギア１ｃの一実施形態を示す。対照的に、冷却構造または要素１６、具体的には、セラミック冷却構造または要素が、内側ハウジング４内で膨張するガスの流れ方向に見られる狭窄部Ｎの後に設けられる。このようにして、高温ガスは、それらが排気チャネル出口６から出る前に冷却されることができる。しかしながら、有利には、新鮮な空気が、冷却構造または要素１６の前に高温ガスに供給される。これは、ガスが未燃ガスの燃焼を支える排気チャネル入口穴７で比較的高温である理由である。もちろん、冷却構造または要素１６は、図８に示す実施形態において狭窄部Ｎの後に設けられることもできる。

【0038】

図１１は、排気チャネル５ａがスイッチギアハウジング２の（第２の）ハウジング壁Ｗ２に直接配置されるスイッチギア１ｄの実施形態を示す。この場合において、入口穴７は、スイッチギアハウジング２から直接導き出され、この特定の実施形態では、汚れおよび動物を入口穴７から離すように、任意のグリッド１７が設けられる。所与の脈絡において、「直接に(directly)」とは、特に、「供給チューブまたは供給チャネル１４がない」ことを意味する。一実施形態において、外側の周囲チャネル壁は、スイッチギアハウジング２の（第２の）ハウジング壁Ｗ２によって形成されてよく、あるいはそれから構成されてよい。従って、ハウジング壁Ｗ２は、二重の機能を提供することができ、１つの周囲チャネル壁を節約することができる。

【0039】

図１２は、図１１のスイッチギア１ｄと非常に類似するスイッチギア１ｅの一実施形態を示す。しかしながら、排気チャネル５ａは、ここでは、スイッチギアハウジング２の隅に配置される。従って、２つの外側の周囲チャネル壁が、スイッチギアハウジング２の（第２の）ハウジング壁Ｗ２、Ｗ２’によって形成されてよく、あるいはそれらから構成されてよい。

【0040】

図１１および図１２において、第１の（頂部）ハウジング壁Ｗ１および第２の（側部）ハウジング壁Ｗ２、Ｗ２’は、参照符号を用いて明示的に示される。図１１および図１２（ならびに図１、図８および図１０～図１２）において、第１の（頂部）ハウジング壁Ｗ１は、排気チャネル５ａ、５ｂのための開口を有するものであり、第２の（側部）ハウジング壁Ｗ２、Ｗ２’は、排気チャネル５ａ、５ｂが平行に延びるものである。しかしながら、この差は、請求項を限定するものと解釈されてはならず、ハウジング壁は、スイッチギアハウジング２の１つの単一の部分と見なされることもできる。排気チャネル出口６が必ずしも第１の（頂部）ハウジング壁Ｗ１に配置されないこと、および／または排気チャネル５ａ、５ｂが必ずしも第２の（側部）ハウジング壁Ｗ２、Ｗ２’に平行に走らないことも、留意されるべきである。代わりに、排気チャネル出口６は、第２の（側部）ハウジング壁Ｗ２、Ｗ２’に配置されることもでき、かつ／あるいは、排気チャネル５ａ、５ｂは、第１の（頂部）ハウジング壁Ｗ１に平行に走ることもできる。一般に、排気チャネル５ａ、５ｂは、必ずしも直線でもないが、方向変化を含んでよい。よって、原理的には、排気チャネル５ａ、５ｂおよびその排気チャネル出口６のための空気供給は、同じハウジング壁Ｗ１．．．Ｗ２’に配置されることもできる。

【0041】

次に、図１３～図１６は、異なって配置される排気チャネル５を有するスイッチギア１ｆ．．．１ｉの概略側面図を示す。図１３の実施形態において、排気チャネル５は、スイッチギアハウジング２内に完全に配置され、入口穴７も、同様にスイッチギアハウジング２内に配置される。図１４の実施形態において、排気チャネル５は、スイッチギアハウジング２から外に完全に配置され、入口穴７も、同様にスイッチギアハウジング２から外に配置される。図１５の実施形態において、排気チャネル５は、スイッチギアハウジング２内に部分的に配置され、スイッチギアハウジング２から外に部分的に配置され、入口穴７は、スイッチギアハウジング２内に配置される。最後に、図１６の実施形態において、排気チャネル５は、スイッチギアハウジング２内に部分的に配置され、再びスイッチギアハウジング２から部分的に外に配置されるが、入口穴７は、スイッチギアハウジング２から外に配置される。

【0042】

図１３および図１４（ならびに図１、図８および図１０～図１２）において、排気チャネル５は、スイッチギアハウジング２の（第１の）ハウジング壁Ｗ１にある開口に接続するのに対し、図１５および図１６において、排気チャネル５は、スイッチギアハウジング２の（第１の）ハウジング壁Ｗ１にある開口を通過する。

【0043】

一般には、図１１および図１２には、スイッチングデバイス３も内部ハウジング４もないが、図１１および図１２のスイッチギア１ｄ、１ｅは、スイッチングデバイス３および／または内部ハウジング４を含んでもよいことが留意されるべきである。加えて、図１～図１０が開示する実施形態において、スイッチングデバイス３および／または内部ハウジング４が省略されてよいことも留意されるべきである。これらの場合において、排気チャネル５ａは、スイッチギアハウジング２の内部全体Ｓ１から高温ガスを集めることがある。内部ハウジング４が設けられない場合、新鮮な空気は、スイッチギアハウジング２の外側から排気チャネル５ａに吸い込まれるべきである（例えば、図１４および図１６を参照）。図１３～図１６が開示する排気チャネル５および入口穴７の構成は、全ての種類のスイッチギア１ａ．．．１ｅおよび図１～図１０が示す実施形態（例えば、スイッチングデバイス３を備えるあるいは備えない実施形態、内部ハウジング４を備えるあるいは備えない実施形態、プロファイル部９ａ、９ｅを備えるあるいは備えない実施形態、冷却要素１６を備えるあるいは備えない実施形態など）に当て嵌まることが留意されるべきである。絶縁破損に起因するアーク事象は、一般に、高電圧の下で部品間に起こり得る。具体的には、アーク事象は、スイッチングデバイス３が電気スイッチギア１ａ．．．１ｉに設けられる場合には、スイッチングアークであることができる。

【0044】

本発明は、前述の実施形態に限定されず、異なる変形の組み合わせが可能であることも留意されるべきである。実際には、電気スイッチギア１ａ．．．１ｉは、図に示されるよりも多いまたは少ない部品を有することがある。その上、本明細書は、さらなる独立の発明の主題事項を含むことがある。

【0045】

最後に、「含む」という用語は他の要素を除外せず、単数の使用は複数を除外しないことも留意されるべきである。また、異なる実施形態に関連して記載される要素は、組み合わされてよい。特許請求の範囲中の参照符号は、特許請求の範囲の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことも留意されるべきである。

【符号の説明】

【0046】

１ａ..１ｉ 電気スイッチギア(electric switchgear)
２ スイッチギアハウジング(switchgear housing)
３ スイッチングデバイス(switching device)
４ 内側ハウジング(inner housing)
５、５ａ、５ｂ 排気チャネル(exhaust channel)
６ 排気チャネル出口(exhaust channel outlet)
７ 排気チャネル入口穴(exhaust channel inlet hole)
８ 三角形区画(triangular section)
９ａ、９ｂ プロファイル部(profile part)
１０ａ、１０ｂ （後方）チャネル壁((rear) channel wall)
１１ 二次穴(secondary hole)
１２ 弁ホルダ(valve holder)
１３ 逆止弁(check valve)
１４ 供給チャネル(supply channel)
１５ 供給チャネル入口(supply channel inlet)
１６ 冷却構造／要素(cooling structure/element)
１７ グリッド(grid)
Ｆ１ 主空気流(main air flow)
Ｆ２、Ｆ２’ 二次空気流(secondary air flow)
Ｓ１ スイッチギアハウジングの内部(interior of switching housing)
Ｓ２ チャネル壁とプロファイル部との間の空間(space between channel wall and profile part)
Ｎ 狭窄部(narrowing)
Ｗ１..Ｗ２’ ハウジング壁(housing wall)

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【外国語明細書】