高温热熔断装置的制造方法
【专利说明】高温热膝断装置 本申请是申请日为2009年8月5日、申请号为200910211606.9、发明名称为"高溫热 烙断装置"的专利申请的分案申请。 技术领域 本发明设及电流断路器（electricalcurrentinterruptiondevices),更具体地，设 及提供对过热条件的保护的高溫电流断路安全装置或热烙断器（thermalcut-offs)。 【背景技术】 本部分中的描述仅提供了设及本发明的背景信息，而非构成现有技术。 电器、电子设备、电机和其它电气装置的操作溫度通常具有最佳范围。在系统元件可能 发生损坏时或装置可能成为电器中或对终端用户的潜在安全危害时的溫度范围起着重要 的检测极限的作用。多种装置能够感知运种过热极限（over-temperaturet虹eshold)。能 够感知过热极限并中断电流的特定装置包括电热烙断器，其仅在很窄的溫度范围中工作。 例如，形成低共烙金属的锡铅合金、铜锡合金或其它金属合金不适于电器、电子设备、电气 和电机设备，因为它们具有不理想的宽溫度响应极限（threshold)和/或在所需安全范围 之外的检测溫度。
【发明内容】
一类特别适于过热检测的装置是被称作热烙断装置（thermalcutoff,TC0)的电流断 路安全装置，其能够在必要时进行溫度检测和同步电流断路。运种TCO装置通常安装在电 气设备中的电流源和电气元件之间，因此如果发生可能有害或可能危险的过热条件，则TCO 能够断开电路连续性。通常将TCO设计成W不能逆转的方式切断到设备的电流。高溫电器 和设备需要使用坚固的过热检测装置，其具有超过操作溫度和/或常规TCO设计的保持溫 度化oldingtemperature)的高保持溫度。因此在多个方案中，本发明提供了稳定、可靠和 坚固的高溫TCO装置。 【附图说明】 运里描述的附图仅用于说明的目的，而不意味着W任何方式限制本发明的范围。 图1是示例性热烙断装置结构的放大横截面图； 图2描述了在热感粒（thermalpellet)已经历物理转变且电流断路启动组件已经使 电气开关断开连续性并改变热烙断装置的运行条件之后的图1的热烙断装置结构； 图3是描述了电流断路启动组件的侧视透视图； 图4是图1的电流断路启动组件开关结构的滑动接触构件的侧视图； 图5是图1的电流断路启动组件的弹黃的侧视图； 图6是图1的陶瓷衬套的横截面图； 图7是图1的热感粒的正视图。 【具体实施方式】 W下描述实质上仅是示范性的，而不意味着对本发明的公开内容、应用或使用的限制。 包括热烙断电流断路安全装置（TCO)在内的多种安全电流断路装置符合大范围应用 溫度的要求，并在高于阔值溫度或额定值（通常为约60°C直到约235°C)时断开电流。然 而，对于较高溫度的应用，如大于或等于240°C时，常规TCO装置是不适用的。换句话说，常 规TCO装置已不足W实现在高溫应用中长期用作安全装置的性能标准，尤其是稳定性和坚 固性。 在多个方案中，本发明提供了一种高溫热烙断装置（W下称为"HTTC0")。当周围环 境或操作溫度达到预定阔值溫度时，运种HTTCO装置能够改变（switch)电路或电通信的 连续性。术语"高溫"热烙断装置用于表示该装置具有大于约235°C的阔值或启动溫度、 任选地大于或等于240°C、任选地大于或等于约245°C、任选地大于或等于250°C、任选地大 于或等于约255°C、任选地大于或等于260°C、任选地大于或等于约265°C、任选地大于或 等于270°C、任选地大于或等于约275°C、任选地大于或等于280°C、任选地大于或等于约 285°C、任选地大于或等于290°C、任选地大于或等于约295°C、任选地大于或等于300°C、并 且在特定方案中大于或等于约305°C。在某些方案中，在大于或等于约24(TC到小于或等于 约270°C、任选地在大于或等于约240°C到小于或等于约265°C、在大于或等于约240°C到 小于或等于约260°C、任选地在大于或等于约240°C到小于或等于约255°C、在大于或等于 约240°C到小于或等于约250°C、任选地在大于或等于约240°C到小于或等于约245°C、任选 地在大于或等于约240°C到小于或等于约243°C的阔值或启动溫度时，HTTCO显示出开关特 性。在某些方案中，在约240°C、任选地约24rC、任选地约242°C、任选地约243°C、任选地约 244 °C、任选地约245 °C、任选地约246 °C、任选地约247 °C、任选地约248 °C、任选地约249 °C、 任选地约250°C、任选地约251°C、任选地约252°C、任选地约253°C、任选地约254°C、任选 地约255 °C、任选地约256 °C、任选地约257 °C、任选地约258 °C、任选地约259 °C、任选地约 260°C、任选地约26rC、任选地约262°C、任选地约263°C、任选地约264°C、任选地约265°C、 任选地约266°C、任选地约267°C、任选地约268°C、任选地约269°C的阔值或启动溫度时、W 及在某些实施例中任选地约270°C时，HTTCO显示出开关特性。 证明高溫热感粒成分化i邑h-temperaturethermalpelletcomposition composition)性能的说明性测试包括在235°C的持续溫度时对根据本发明的教导形成的 HTTCO装置进行至少1000小时的老化。尽管HTTCO理想地满足或超过上述说明性实验的规 贝1J，但本领域技术人员应当理解的是，所述成分预计既可应用于低压应用又可应用于高压 应用。而且，在某些方案中，高溫热感粒成分满足或超过化derwriterL油oratorytestUL 1020或lEC/EN60691的标准，上述标准通过引用分别并入本文。在某些实施例中，在装置 的预选额定高溫下，HTTCO装置满足一个或多个运种标准。尽管在运些标准的每一个中均 完全概括了性能标准，但是在表1中总结了例证和IEC60691、第=版标准一致的性能测试 的突出方案。
[0018] 在多个方案中，本发明的HTTCO包括其中设置有高溫热感粒的密封外壳，所述高 溫热感粒具有大于或等于约240°C的转变溫度。高溫热感粒的转变溫度与HTTCO装置开 关（switch)或启动的阔值溫度有关，运将在下面更详细地描述。高溫热感粒包括至少一 种有机化合物，其通常具有与预选或所需转变溫度相近的烙点或烙点范围。而且，HTTCO 具有设置在外壳的至少一个开口的一部分中的高溫密封物（hi曲-temperatureseal),所 述高溫密封物在直到该高溫热感粒的转变溫度时基本上密封（substantiallyseal)所述 外壳。HTTCO还包括至少部分设置在所述外壳内的电流断路组件（州rrentinterruption assembly)。所述电流断路组件在所述HTTCO的第一操作条件下建立电连续性（electrical continuity)，并且在操作溫度超过转变溫度时断开电连续性，其中所述第一操作条件对应 于低于所述高溫热感粒的转变溫度的操作溫度。 通过【背景技术】，运里描述了示例性的TCO装置，如图1和2所述者。大体上，TCO10包 括具有第一金属电导体12的导电金属外壳化ousing)或机壳（casing)11，所述第一金属电 导体12与所述外壳11的闭端13电接触。绝缘衬套14(如陶瓷衬套）设置在所述外壳11 的开口 15中。外壳11还包括挡板边缘（retainerend) 16,其将陶瓷衬套14稳固（Se州re) 在外壳11的端部。电流断路组件25例如通过断开电路的连续性而响应高溫启动装置，其 包括电触点17 (例如，金属电导体），所述电触点17通过开口 15而至少部分设置在外壳11 中。电触点17穿过绝缘衬套14,并且具有相对于绝缘衬套14的一侧19设置的放大终端 18和延伸出绝缘衬套14的外端21的第二端20。密封物28设置在开口 15之上，并且能够 产生与外壳11及其挡板边缘16、绝缘衬套14和电触点17的第二端20的暴露部分的密封 接触（sealingcontact)。W运种方式，外壳11的内部29被基本上密封为与外部环境30 隔离。"基本上密封"意味着尽管屏障密封物化arrierseal)在显微镜水平时是任选多孔 的，但所述屏障能够阻止热感粒材料的明显大量损失，例如，所述密封物在235°C连续操作 1000个小时的情况下保持至少约95质量％的原始热感粒（initialthermalpellet),任 选地约96质量％的原始热感粒、任选地约97质量％的原始热感粒、任选地约98质量％的 原始热感粒、任选地约99质量％的原始热感粒、任选地约99. 5质量％的原始热感粒、并且 在某些方面任选地约99. 9质量％的原始热感粒通过连续操作被保持在外壳内。 启动或开关W改变电路连续性的电流断路组件25还包括由导电材料构成的滑动接 触构件22,例如，一金属设置在外壳11的内部并具有弹性周围齿（resilientperi地eral finge;r)23(图 4)，其[^与外壳 11 的内部周围表面（internalperi地eralsu;rface)24 滑 动晒合的方式设置W便在它们之间提供电接触。而且，当TCO的操作溫度低于TCO装置的 预定阔值设置点溫度时，滑动接触构件22设置为与电触点17的终端18电接触。 电流断路组件25还包括张力调节机构（tensioningmechanism)，其可包括多个张力 调节机构。张力调节机构25使滑动接触构件22偏向相对于电触点17的终端18,W便在 第一操作条件（其中操作溫度低于TCO装置的阔值溫度，如下所述）下建立电接触。如图 1和2所示，张力调节机构包括一对弹黃31，它们分别设置在滑动接触构件22的相反侧上。 弹黃31包括压缩弹黃26和膨胀释放弹黃（expansiontripspring) 27。 正如图3所示般，热响应粒或热感粒25相对于外壳11的端壁13设置在外壳11中。压 缩弹黃26W压缩状态位于实屯、热感粒25和滑动接触构件22之间，并且如示例性设置所示 般，所述压缩弹黃26的压缩力通常比膨胀释放弹黃27的力更强，所述膨胀释放弹黃27设 置在接触构件22和绝缘衬套14之间，使得滑动接触构件22偏向化ias)电触点17的放大 端18并与其电接触。W运种方式，通过导电外壳11和滑动接触构件22而在第一电导体12 和电触点17之间建立电路。 如上所述，TCO装置被设计成包括热感粒25,所述热感粒25在第一操作条件（其中操 作溫度，例如周围环境30的溫度低于阔值溫度）下可靠稳定，但在操作溫度满足或超过该 阔值溫度时，在第二操作条件下可靠地转变为不同的物理状态。在运种条件