Гаситель енергії дуги

Реферат: Винахід стосується пристрою для охолоджування відхідних газів, зумовлених електричною дугою в перемикаючому пристрої високої і середньої напруги, причому пристрій містить корпус з впускним і випускним отворами для проходу газів, де водовмісний мінерал розміщується в корпусі для охолоджування газів водою, що міститься у водовмісному мінералі. UA 111870 C2 (12) UA 111870 C2 UA 111870 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується пристрою для охолоджування відхідних газів, зумовлених електричною дугою в перемикаючому пристрої високої і середньої напруги, причому пристрій містить корпус з впускним отвором і випускним отвором для проходу газів. При використанні перемикаючого пристрою високої і середньої напруги може виникнути випадкова внутрішня дуга. Така дуга має велику потужність і формує гази з високими температурами і різким підвищенням тиску в корпусі для перемикаючого пристрою. Щоб скинути тиск, типовий перемикаючий пристрій, як правило, оснащують панеллю для скидання тиску, стулки якої відкриваються за рахунок високого тиску дуги. Якщо ніякі інші засоби не передбачені, то гарячі гази будуть скидатися за межі корпусу перемикаючого пристрою. Щоб уникнути пошкоджень інших об'єктів і осіб, що знаходяться поруч з корпусом перемикаючого пристрою, на передній стороні панелі для скидання тиску іноді розміщують гаситель дуги. Такий гаситель дуги містить керамічні елементи з численними паралельними каналами, через які протікають гарячі гази. Через велику контактну поверхню керамічних елементів тепло від газів передається керамічним елементам, зменшуючи при цьому нагрівання газів. Такий пристрій для охолоджування відхідних газів відомий, наприклад, з патенту ЕР 1450458. Щоб мати достатню охолоджуючу здатність при використанні таких керамічних елементів, потрібна значна відстань, по якій прямують гази. У патенті США 2009141432 описаний пристрій для охолоджування гарячих газів, зумовлених випадковою електричною дугою, причому пристрій має ряд пластинчатих елементів, що розташовуються стопою разом і рознесених один від одного. Гарячі гази прямують через канали між елементами. Елементи забезпечені шаром матеріалу з фазовим переходом на зразок солі металу. Коли сіль металу нагрівається за рахунок гарячих газів, вона буде міняти фазовий стан з твердого стану в газоподібний стан. Цей фазовий перехід солі металу буде витягувати тепло з гарячих газів, отримуючи в результаті охолоджений газ. Такий пристрій складний у виготовленні, і ускладнює забезпечення хорошого контакту між матеріалом з фазовим переходом і гарячими газами. Задача винаходу полягає в тому, щоб виконати пристрій згідно з преамбулою, який зменшує або навіть усуває вищезазначені недоліки. Ця задача вирішується за допомогою пристрою згідно з винаходом, при цьому пристрій характеризується тим, що водовмісний мінерал розміщується в корпусі для охолоджування газів водою, що міститься у водовмісному мінералі. Водовмісні мінерали являють собою мінерали, що містять в своїй структурі воду. Вода утримується в мінералі у вигляді правильної структури Н 2О. При нагріванні водовмісного мінералу, вода витісняється з мінералу і звільняється для охолоджування газів випадкової електричної дуги. При використанні водовмісного мінералу значну кількість води можна втримувати в пристрої, яка вивільняється тільки у разі необхідності. Вода має значну теплоємність, завдяки чому при відносно маленькому корпусі, що містить водовмісний мінерал, значна теплоємність забезпечує охолоджування гарячих газів. У переважному варіанті здійснення пристрою згідно з винаходом водовмісний мінерал являє собою гіпс. Гіпс є типовим водовмісним мінералом, який має низьку вартість і який можна легко використати для пристрою згідно з винаходом. Хімічна формула гіпсу показує, що дві молекули води пов'язані з кожною молекулою сульфату кальцію (CaSO4•2H2O). Оскільки він містить воду у вигляді конкретного числа молекул води, гіпс класифікується як водовмісний мінерал або гідрат. Вода в гіпсі не просто поглинається, а хімічно пов'язана в атомній структурі кристалічної решітки сульфату кальцію. Таким чином, вода не пов'язана у вигляді окремих іонів кисню і водню, а знаходиться у вигляді цілих молекул води, які зберігають свій характерний склад і структуру. Тому, коли гіпс нагрівається, як правило, до температури вище 150 градусів за Цельсієм, молекули води витісняються з кристалічної решітки сульфату кальцію. Ця вивільнена вода потім використовується для охолоджування гарячих газів. У переважному варіанті здійснення пристрою згідно з винаходом, щонайменше, один елемент, який має численні канали, через які проходять відпрацьовані гази, розміщується в корпусі, і згаданий елемент містить водовмісний мінерал. Такий елемент з численними каналами має перевагу, пов'язану з великою контактною поверхнею у відносно маленькому елементі. Крім того, ці елементи згідно з винаходом можна легко використовувати в корпусах згідно з рівнем техніки для заміни керамічних елементів. Переважно, щонайменше, один елемент являє собою прямокутний паралелепіпед, і численні канали паралельні і продовжуються від однієї сторони прямокутного паралелепіпеда 1 UA 111870 C2 5 10 15 20 25 30 35 до протилежної сторони. Прямокутні паралелепіпеди легко розташовувати стопою разом, щоб забезпечити складовий елемент з бажаною теплоємністю. Елемент може бути суцільним. Ці елементи можна, наприклад, екструдувати з гіпсу, аналогічно виготовленню керамічних елементів. У ще одному переважному варіанті здійснення пристрою згідно з винаходом корпус заповнений гранулами водовмісного мінералу. Гранули легко виготовляти, і корпус можна просто заповнити гранулами шляхом залиття елементів в корпусі. Крім того, за рахунок заповнення корпусу гранулами, гарантується, що виходять численні канали, через які можуть протікати гарячі гази. Крім того, гранули забезпечують велику контактну поверхню. Винахід також стосується корпусу перемикаючого пристрою для корпусних електронних компонентів високої або середньої напруги, причому корпус містить випускний отвір і пристрій для охолоджування відхідних газів згідно з винаходом, розміщений у випускному отворі. Переважний варіант корпусу перемикаючого пристрою згідно з винаходом містить систему каналів, розміщену в корпусі, що виходить у випускний отвір, причому пристрій для охолоджування відхідних газів розміщується в системі каналів. Система каналів гарантує, що гази, які утворилися внаслідок внутрішньої дуги, прямують у випускний отвір і, таким чином, через пристрій згідно з винаходом. У ще одному варіанті здійснення корпусу перемикаючого пристрою згідно з винаходом випускний отвір закритий панеллю для скидання тиску. Ці і інші ознаки винаходу будуть роз'яснені спільно з прикладеними кресленнями. На фіг. 1 показаний вигляд в перспективі першого варіанту здійснення пристрою згідно з винаходом. На фіг. 2 показаний вигляд в перспективі другого варіанту здійснення пристрою згідно з винаходом. На фіг. 1 показаний пристрій 1 згідно з винаходом. Пристрій 1 має суцільний корпус 2 з численними паралельними каналами 3, які проходять від першої сторони 4 до протилежної сторони 5. Пристрій 1 переважно виготовляється з гіпсу, наприклад, шляхом екструзії. Коли гарячі гази G прямують по каналах 3, відбувається теплообмін з гіпсом таким чином, щоб звільнялася вода, яка буде охолоджувати гарячі гази. На фіг. 2 показаний другий варіант 20 здійснення пристрою згідно з винаходом. Цей пристрій 20 має корпус 21 з решіткою 22 на передній стороні і решітко 23 на протилежній задній стороні. Крім того, корпус 21 заповнений гранулами 24 водовмісного мінералу, переважно гіпсу. Гарячий газ G входить в передню решітку 22 і завихрюється між гранулами 24 таким чином, що відбувається теплообмін між гранулами 24 і водою, яка звільняється для охолоджування гарячих газів G. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Пристрій для охолоджування відхідних газів, зумовлених електричною дугою в перемикаючому пристрої високої і середньої напруги, причому пристрій містить корпус з впускним і випускним отворами для проходу газів, який відрізняється тим, що водовмісний мінерал розміщується в корпусі для охолоджування газів водою, що міститься у водовмісному мінералі. 2. Пристрій за п. 1, в якому водовмісний мінерал являє собою гіпс. 3. Пристрій за п. 1 або 2, в якому щонайменше один елемент, що має численні канали, через які проходять відхідні гази, розміщується в корпусі, і в якому елемент містить водовмісний мінерал. 4. Пристрій за п. 3, в якому щонайменше один елемент являє собою прямокутний паралелепіпед і численні канали проходять паралельно і продовжуються від однієї сторони прямокутного паралелепіпеда до протилежної сторони. 5. Пристрій за п. 3 або 4, в якому елемент виконаний як єдине ціле. 6. Пристрій за п. 1 або 2, в якому корпус заповнений гранулами водовмісного мінералу. 7. Корпус перемикаючого пристрою для корпусних електронних компонентів високої або середньої напруги, причому корпус містить випускний отвір і пристрій для охолоджування відхідних газів за будь-яким з попередніх пунктів, розміщений у випускному отворі. 8. Корпус перемикаючого пристрою за п. 7, що містить систему каналів, розміщену в корпусі, що виходить у випускний отвір, причому пристрій для охолоджування відхідних газів розміщується в системі каналів. 9. Корпус перемикаючого пристрою за п. 7 або 8, в якому випускний отвір закритий панеллю для скидання тиску. 2 UA 111870 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3