特許 7179864 真空遮断バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-18

(45)【発行日】2022-11-29

(54)【発明の名称】真空遮断バルブ

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/66 20060101AFI20221121BHJP

   H01H 33/662 20060101ALI20221121BHJP

【ＦＩ】

H01H33/66 V

H01H33/662 J

H01H33/662 G

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020549872

(86)(22)【出願日】2018-11-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 EP2018081927

(87)【国際公開番号】W WO2019115178

(87)【国際公開日】2019-06-20

【審査請求日】2021-02-09

(31)【優先権主張番号】102017222406.1

(32)【優先日】2017-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】521001582

【氏名又は名称】シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＳＩＥＭＥＮＳ ＥＮＥＲＧＹ ＧＬＯＢＡＬ ＧＭＢＨ ＆ ＣＯ． ＫＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】特許業務法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】バロン，リディア

(72)【発明者】

【氏名】グラスコウスキー，フランク

(72)【発明者】

【氏名】ヤーンケ，ウーヴェ

(72)【発明者】

【氏名】ラウォール，アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】シャハトシュナイダー，クラウス

(72)【発明者】

【氏名】シュティーラー，クリスチャン

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０５４５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０８９７４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５３－０２４４６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１２／１６４６５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭５２－１３７０７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－２０９２３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３３／６６

Ｈ０１Ｈ ３３／６６２

(57)【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、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、可動接触子軸受（７０）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）に固定配置されており、前記可動接触子（５０）が前記可動接触子軸受（７０）内を移動可能に案内されており、かつ前記可動接触子が前記ベローズ（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）に取り付けられており、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、
前記可動接触子軸受（７０）が、前記ベローズ（８０）の外側に設けられており、
前記可動接触子（５０）の長手軸（５６）に沿った移動に対して前記可動接触子（５０）上に固定されるように構成されて、前記可動接触子軸受（７０）を通して案内されているスリーブ（９０）によって、１バールを超える周囲圧力に対する真空遮断バルブ（１０）の増大した圧力強度が達成され、
前記可動接触子（５０）が可動接触子ロッド（５２）と可動接触子接触円板（５４）とを有し、前記第２ベローズ端部（８４）がベローズキャップ（８６）を介して前記可動接触子ロッド（５２）に接続されており、
前記スリーブが、前記第２ベローズ端部（８４）の領域および／又は前記ベローズキャップ（８６）の領域において、圧入、篏合係合、ラッチ係合、ろう接、溶接、前記スリーブによって形成されない前記可動接触子の肉厚化によって、前記可動接触子（５０）上の位置に固定されることを特徴とする真空遮断バルブ（１０）。

【請求項2】

前記スリーブ（９０）が前記第２ベローズ端部（８４）から前記可動接触子軸受（７０）を通って外に延び出るように、前記スリーブ（９０）が前記可動接触子（５０）上に配置されており、前記可動接触子（５０）の移動中に前記可動接触子（５０）と前記スリーブ（９０）との間で前記可動接触子（５０）の長手軸（５６）に沿った相対移動が起こらないように、前記スリーブ（９０）が固定装置によって前記可動接触子（５０）上に固定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3】

前記可動接触子（５０）が少なくとも１つの可動接触子ロッド（５２）と１つの可動接触子接触円板（５４）とを有し、前記第２ベローズ端部（８４）が前記可動接触子ロッド（５２）に直接接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項4】

前記スリーブの圧入が、前記第２ベローズ端部（８４）と前記可動接触子（５０）との間、又は前記ベローズキャップ（８６）と前記可動接触子ロッド（５２）との間で行われることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項5】

前記可動接触子軸受（７０）が、少なくとも１つの第１ガイド要素（７２，７２’）を有し、前記スリーブ（９０）が、少なくとも１つの第２ガイド要素（９２，９２’）を有し、前記第１ガイド要素（７２，７２’）と前記第２ガイド要素（９２，９２’）とが、前記可動接触子軸受（７０）内での前記スリーブ（９０）の回転を防止するように、互いに係合することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項6】

前記可動接触子軸受（７０）から前記スリーブ（９０）が滑り出ないように、前記第１ガイド要素（７２）と前記第２ガイド要素（９２）とが、互いに係合して相互に移動制限することを特徴とする請求項５記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項7】

前記可動接触子ロッド（５２）が、少なくとも１つの第３ガイド要素（５３）を有し、前記スリーブ（９０）が、少なくとも１つの第４ガイド要素（９４）を有し、前記可動接触子ロッド（５２）上での前記スリーブ（９０）の回転を防止するように、前記第３ガイド要素（５３）と前記第４ガイド要素（９４）とが協働することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項8】

前記スリーブ（９０）が、低摩擦係数を有する材料からなることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項9】

前記スリーブ（９０）が、ポリテトラフルオロエチレン又はポリテトラフルオロエチレンの変態からなることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項10】

前記第２ベローズ端部（８４）および／又は前記ベローズキャップ（８６）が、さらにベローズシールド（８８）を有することを特徴とする請求項１乃至６、８および９の１つに記載の真空遮断バルブ（１０）。

【請求項11】

前記ベローズシールド（８８）は、前記第２ベローズ端部（８４）から前記可動接触子フランジ（６０）の方向に延びていることを特徴とする請求項１０記載の真空遮断バルブ（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中圧開閉装置用および高圧開閉装置用の真空遮断バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術よる真空遮断バルブは、真空遮断バルブの可動接触子を真空遮断バルブ内に移動可能に案内するためのベローズを有する。

【0003】

大きなストロークおよび／又は長いベローズの場合には、特に、１バール（１ｂａｒ）を超える周囲圧力では、開閉過程において、ベローズが、折れ曲がりおよび／又はゆがみおよび／又はねじれ等の変形をもたらされ、可動接触子と擦れ合うという問題が生じる。これにより、ベローズの寿命が短くなり、従って、真空遮断バルブの寿命が短くなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、ベローズの変形およびベローズと可動接触子との擦れ合いを低減又は防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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。

【0006】

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、可動接触子軸受と、ベローズとを有する。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、可動接触子軸受内を移動可能に案内されており、かつ可動接触子が、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おり、可動接触子の長手軸に沿った移動に対して可動接触子上に固定されて可動接触子軸受を通して案内されているスリーブによって、１バールを超える周囲圧力に対する真空遮断バルブの増大した圧力強度が達成される。さらに、特に、２バールを超える、特に好ましくは４バールを超える周囲圧力に対する真空遮断バルブの増大した圧力強度が達成される。

【0007】

可動接触子上でのスリーブの固定は、ベローズがあらゆるスイッチ位置で保護されていることをもたらすと共に、固定接触子と可動接触子とからなる開閉システムが閉じている場合であっても、ベローズと可動接触子との間の摩擦接触又はベローズの変形が起き得ないことをもたらす。これはまた、より高い周囲圧力でより長い耐用年数をもたらす。真空遮断バルブが、過圧ガス中に、特に絶縁ガス中に、特に好ましくはＳＦ６よりも小さいＧＷＰ（Global Warming Potential、地球温暖化係数）を有するガス中に配置されている場合、高められた周囲圧力が生じることが好ましい。特に、開閉装置に充填されているガスは、ケトン、特にフルオロケトン、ニトリル、又は窒素と二酸化炭素とのガス混合物であるとよい。

【0008】

スリーブは、好ましくは、スリーブが可動接触子に固定されている領域において、スリーブが可動接触子の外側輪郭を模擬する内側輪郭を有するように形成されている。

【0009】

さらに、スリーブは、有利な実施形態では、取り付けられた状態でスリーブとベローズとの間の距離が小さくなるように設計されている。

【0010】

好ましくは、さらに、スリーブが第２ベローズ端部から可動接触子軸受を通って外へ延び出るように、スリーブが可動接触子上に配置されており、可動接触子の移動中に可動接触子とスリーブとの間で可動接触子の長手軸に沿った相対移動が起こらないように、スリーブが固定装置によって可動接触子上に固定されている。

【0011】

さらに、可動接触子が少なくとも１つの可動接触子ロッドと１つの可動接触子接触円板とを有し、第２ベローズ端部が１つのベローズキャップを介して可動接触子ロッドに接続されていることが好ましい。可動接触子ロッドと可動接触子接触円板との間に、可動接触子体が配置されていてもよい。

【0012】

好ましくは、さらに、可動接触子が少なくとも１つの可動接触子ロッドと１つの可動接触子接触円板とを有し、第２ベローズ端部がベローズキャップを介して可動接触子ロッドに接続されていることも好ましい。可動接触子ロッドと可動接触子接触円板との間に可動接触子体が配置されていてもよい。

【0013】

また、スリーブは、第２ベローズ端部の領域および／又はベローズキャップの領域において、圧入によって可動接触子上の位置に固定されることが好ましい。それに代えて、スリーブは、篏合係合、ラッチ係合、ろう接、溶接、スリーブによって模擬されない可動接触子肉厚部への圧力嵌め、又はその他の方法によって固定されている。

【0014】

特に、スリーブの圧入は、第２ベローズ端部と可動接触子との間、又はベローズキャップと可動接触子ロッドとの間で行われることも好ましい。特に、付加的に、第２ベローズ端部、可動接触子又はベローズキャップにおける構造要素を用いたスリーブ係止も行うとよい。係合する突起および／又は凹部は、係止手段として特に適している。

【0015】

また、可動接触子軸受が第１ガイド要素を有し、スリーブが第２ガイド要素を有し、第１ガイド要素と第２ガイド要素とが互いに係合して、可動接触子軸受内でのスリーブの回転を防止することが好ましい。特に互いに係合する溝および突起によるさね継ぎ構造が適しており、即ち、第１ガイド要素が、例えば溝であり、第２ガイド要素が、例えば突出している構造要素、即ち突起の如き溝係合部であり、又は第１ガイド要素および第２ガイド要素がその逆の関係にある。その構造要素は、固定式、非可撓性、又は可撓性のいずれであってもよい。従って、第１ガイド要素と第２ガイド要素との協働が、可動接触子軸受内でのスリーブの回転を防止する。

【0016】

さらに、スリーブは、１つよりも多い第１ガイド要素、特に２つ又は３つの第１ガイド要素を有し、可動接触子軸受は、１つよりも多い第２ガイド要素、特に２つ又は３つの第２ガイド要素を有することが好ましい。この場合に、それぞれの対応するガイド要素が、互いに係合し、即ち、いずれの場合にも、１つの第１ガイド要素と１つの第２ガイド要素とが協働することによって、２つ、３つ、それ以上の第１ガイド要素および第２ガイド要素は、確実な案内を保証することとなり、従って、可動接触子軸受とスリーブとの間における効果的な回転保護をもたらす。

【0017】

また、スリーブが可動接触子軸受から滑り出ないように、第１ガイド要素と第２ガイド要素とが互いに係合して互いの運動を制限することが好ましい。例えば、これは、可動接触子の長手軸に平行な縦方向の溝の長さを制限することによって可能であり、これは、この例では、溝係合部、例えば突起が溝の端部に当たり、それゆえスリーブおよび該スリーブに接続されている可動接触子のそれ以上の移動が阻止される。それによって、移動が第１ガイド要素と第２ガイド要素とによって制限されるので、例えば輸送中に、スリーブが可動接触子と一緒に可動接触子軸受から滑り出るときに、ベローズが伸び過ぎによって過度に伸ばされるのを防止することができる。

【0018】

それゆえ、スリーブは、変形の危険性を低減することによって、より高い周囲圧力および／又はより大きなベローズストロークと、より大きなベローズ長さとを可能にし、それだけでなく、ベローズの伸び過ぎによるベローズ損傷に対する保護も可能にする。

【0019】

また、可動接触子ロッドが、第３ガイド要素を有し、スリーブが、第４ガイド要素を有し、第３ガイド要素と第４ガイド要素とが、可動接触子ロッド上でのスリーブの回転を防止するように協働することが好ましい。

【0020】

特に、第３ガイド要素は、可動接触子ロッド、特に可動接触子の周縁の平坦化された領域によって形成し、第４ガイド要素は、スリーブに、可動接触子ロッド又は可動接触子のその平坦化された領域に対応して補って盛り上げた平坦部によって形成することが好ましい。代替として、可動接触子ロッドが、全体的又は部分的に、楕円形の周縁輪郭、楕円形の断面積を有し、スリーブが、楕円形の周縁輪郭、楕円形の断面積を有してもよい。

【0021】

さらに、好ましくは、可動動接触子ロッドが、１つよりも多い第３ガイド要素、特に２つ又は３つの第３ガイド要素を有し、スリーブが、１つよりも多い第４ガイド要素、特に２つ又は３つの第４ガイド要素を有する。この場合に、それぞれ対応するガイド要素は、互いに係合し、即ち、いずれの場合にも、１つの第３ガイド要素と１つの第４ガイド要素とが協働することによって、２つ、３つ又はそれ以上の第３ガイド要素および第４ガイド要素は、確実な案内を保証することになり、従って、可動接触子軸受とスリーブとの間における効果的な回転保護をもたらす。

【0022】

第１ガイド要素、第２ガイド要素、第３ガイド要素および第４ガイド要素、又は多重のガイド要素を使用することによって、追加としてベローズの変形危険性を低減するために、スリーブによってベローズのねじれに関する変形危険性も低減される。

【0023】

また、スリーブは、低摩擦係数の材料で作られることが好ましい。特に、静止摩擦に関する摩擦係数および滑り摩擦に関する摩擦係数は共に小さいことが好ましく、静止摩擦および滑り摩擦に関する摩擦係数は同じであることが特に好ましく、これにより滑らかな滑り及び停止も可能になる。

【0024】

さらに、スリーブは、ポリテトラフルオロエチレン、又は変性ポリテトラフルオロエチレン、即ち、化学的に同類の材料からなることが好ましい。

【0025】

また、第２ベローズ端部および／又はベローズキャップが、さらにベローズシールドを有すると有利である。ベローズシールドは、蒸発した材料がベローズ上に堆積するのを防止および／又は低減する。

【0026】

さらに、ベローズシールドは、第２ベローズ端部から可動接触子フランジの方向に延在することが好ましい。

【0027】

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】

【0028】

【図1】図１は本発明によるスリーブを有する真空遮断バルブの断面図である

【図2】図２はスリーブとベローズシールド付きのベローズキャップとを有する可動接触子ロッドの断面図である。

【図3】図３は可動接触子軸受内で案内されるスリーブの斜視図である。

【図4】図４はスリーブとガイド要素とを有する可動接触子の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１は、本発明によるスリーブ９０を有する真空遮断バルブ１０の断面図を示す。真空遮断バルブ１０は、複数の絶縁要素２０を有しており、これらの絶縁要素２０は、ここでは、必要に応じて、中間要素２５によって間隔をあけられている。

【0030】

さらに、真空遮断バルブ１０は、固定接触子３０を有しており、この固定接触子３０は、ここでは、固定接触子ロッド３２と、固定接触子体３５と、固定接触子接触円板３４とからなる。固定接触子３０は、真空遮断バルブ１０の一端において、固定接触子フランジ４０により１つの絶縁体２０に固定されている。

【0031】

真空遮断バルブ１０の可動接触子５０が、固定接触子２０に対向して配置されており、この可動接触子５０は、ここでは、例えば、可動接触子ロッド５２と、可動接触子体５５と、可動接触子接触円板５４とからなる。

【0032】

可動接触子５０上に、より正確には、可動接触子ロッド５２上に、スリーブ９０が固定されており、このスリーブ９０は、可動接触子フランジ６０における可動接触子軸受７０を通して、そのベローズから外に案内されている。スリーブ９０は、ここに示す例では、可動接触子ロッド５２とベローズキャップ８６との間において固定されている。従って、可動接触子５０が可動接触子５０の長手軸５６に沿って移動するときに、スリーブ９０と可動接触子５０との間に相対運動が生じないように、スリーブ９０は可動接触子５２に固定される。真空遮断バルブ１０内での可動接触子５０の移動を可能にするベローズ８０は、該ベローズ８０の第１端部８２で、可動接触子フランジ６０に固定されている。ベローズ８０の第２端部８４は、図１では、ベローズキャップ８６に固定されており、ここでもやはり、ベローズキャップ８６は、可動接触子５０の可動接触子ロッド５２に固定されている。ベローズキャップ８６は、図１では、任意のベローズシールド８８を有し、このベローズシールド８８は、ベローズキャップ８６からベローズ８０に沿って可動接触子フランジ６０の方向に延びている。

【0033】

図２は、スリーブ９０を有する可動接触子ロッド５２を示しており、このスリーブ９０は、可動接触子ロッド５２とベローズキャップ８６との間における圧入領域８９内に矢印９１の方向に圧入される。任意選択的に、この圧入領域８９は、その可動接触子ロッドを肉厚化することによって形成されていてもよい。さらに、ベローズキャップ８６は、図１に示すように、ベローズシールド８８を有している。

【0034】

図３は、第３ガイド要素５３を有する可動接触子ロッド５２の一部と、スリーブ９０内に第４ガイド要素９４および第２ガイド要素９２を有するスリーブ９０の一部とを示し、第２ガイド要素９２は、可動接触子軸受７０の第１ガイド要素７２と協働する。この第１ガイド要素７２は、ここでは図示されていないが、図４に図示されている。

【0035】

図４は、可動接触子軸受７０内のスリーブ９０を示し、スリーブ９０は、２つの第２ガイド要素９２、９２’を有し、可動接触子軸受７０は、２つの対応する第１ガイド要素７２，７２’を有する。第１ガイド要素７２、７２’は、ここでは、溝係合部、すなわち固定の構造要素として実施されている。第２ガイド要素９２，９２’は、この例では、溝として実施されている。この場合に、溝９２は、スリーブ９０の全長にわたって延びているが、一端が制限されており、それによって、スリーブ９０と、スリーブ９０に結合された図示されていない可動接触子５０とが、可動接触子軸受７０を通って滑り出るのが防止される。

【符号の説明】

【0036】

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 固定接触子体
４０ 固定接触子フランジ
５０ 可動接触子
５２ 可動接触子ロッド
５３ 第３ガイド要素
５４ 可動接触子接触円板
５５ 可動接触子体
５６ 可動接触子の長手軸
６０ 可動接触子フランジ
７０ 可動接触子軸受
７２ 第１ガイド要素
７２’他の第１ガイド要素
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
８９ 圧入領域
９０ スリーブ
９１ スリーブ９０の圧入方向の矢印
９２ 第２ガイド要素
９２’他の第２ガイド要素
９４ 第４ガイド要素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】