(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−長手方向軸（Ｘ）に沿ってほぼ細長い内壁を有する封止筐体（１２）と、
−前記長手方向軸（Ｘ）の周りに画成された螺旋に沿って延在する少なくとも１つの抵抗素子（１６；３８）と、
−低導電性冷却流体のための少なくとも１つの案内素子（１８；３８）であって、当該案内素子（１８；３８）が、前記封止筐体（１２）と共に、前記抵抗素子（１６；３８）と接触する流体の流れを案内するための案内導管を画成し、当該案内素子（１８；３８）が、前記長手方向軸の周りに画成された螺旋形状を有する、案内素子と、
を備えることを特徴とする電気抵抗（１０）。
【請求項２】
２つの端プレート（２２）を有しており、
−前記封止筐体（１２）が、前記端プレート（２２）間で前記長手方向軸（Ｘ）に沿って延在し、前記封止筐体（１２）が、前記端プレート（２２）それぞれに封止可能に固定されており、
−前記端プレート（２２）それぞれが、前記抵抗素子（１６；３８）に接続された電気接続素子（３６）のための開口部（２４）を有し、
−前記端プレート（２２）が、前記案内導管と流体連通する少なくとも１つの貫通孔（２６）を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項３】
前記封止筐体（１２）と同軸に前記封止筐体（１２）内に配設された中央管（２０）を有し、
前記案内素子（１８；３８）が、前記中央管（２０）から前記封止筐体（１２）の内面まで径方向に延在することを特徴とする請求項１または２に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項４】
前記抵抗素子（１６）が、前記案内素子（１８）から分離しており、
前記抵抗素子（１６）が、前記案内導管内に収容されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項５】
前記抵抗素子（１６）が、所定の線の周りで螺旋状に延在し、
前記線が、前記長手方向軸（Ｘ）の周りで螺旋状に延在することを特徴とする請求項４に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項６】
前記抵抗素子（１６）が、ワイヤ状であり、１つのワイヤまたは複数の平行なワイヤを有することを特徴とする請求項４または５に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項７】
前記抵抗素子（１６）が、テープであることを特徴とする請求項４または５に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項８】
前記テープ（１６）が、所定の線の周りで螺旋状に延在し、
前記線が、前記長手方向軸（Ｘ）の周りで螺旋状に延在し、
前記螺旋が、平坦である前記線の周りで画成されており、それにより、楕円状または卵状の横断面を有することを特徴とする請求項７に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項９】
前記抵抗素子（３８）が、前記案内素子（３８）によって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項１０】
ほぼ筒形状を有する２つの金属接続素子（３６）を有しており、
−前記抵抗素子（３８）の端部それぞれが、前記接続素子（３６）のうちの対応する１つに接続されており、
−前記接続素子（３６）が、中空であり、当該接続素子（３６）の内側と前記案内導管との間の流体連通を生成する少なくとも１つの貫通孔（３６Ｂ）を有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項１１】
前記案内導管内で流体、特に脱イオン水を循環させるために前記案内導管と流体連通した、流体を循環させるための手段を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気抵抗（１０）。
【請求項１２】
前記封止筐体（１２）が、円状、楕円状または卵状の横断面を有するほぼ筒形状を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電気抵抗（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気抵抗に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、電気抵抗の電力は、特に、その寸法によることが知られている。より詳しくは、高電力電気抵抗は、一般的に、比較的大きな寸法を有する。
【０００３】
本発明は、特に、容積単位当たりで高電力を有する小型電気抵抗を提案することによって、この欠点を解決することを目的とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このために、本発明は、特に、電気抵抗に関し、この電気抵抗は、
−長手方向軸に沿ってほぼ細長い内壁を有する封止筐体と、
−長手方向軸の周りに画成された螺旋に沿って延在する少なくとも１つの抵抗素子と、
−低導電性冷却流体のための少なくとも１つの案内素子であって、上記案内素子が、封止筐体と共に、抵抗素子と接触する流体の流れを案内するための導管を画成し、上記案内素子が、長手方向軸の周りに画成された螺旋形状を有する、案内素子と、
を備えることを特徴とする。
【０００５】
抵抗素子を螺旋状に配設することにより、制限した長さで抵抗内に長い抵抗素子を有することができることに留意すべきである。
【０００６】
さらに、高電力電気抵抗を有することができるように、本発明は、抵抗素子の最適化した冷却を提供する。
【０００７】
実際には、螺旋状案内素子は、抵抗素子の全長にわたって効率的に冷却剤流れを案内することを可能とし、抵抗素子と冷却剤流れとの間の相互作用を最適化する。
【０００８】
このような構造により、低インダクタンスを有する抵抗を生成できることに留意すべきである。
【０００９】
このような抵抗は、過負荷時により安全な挙動を有することが明らかである。実際には、過剰電力の場合において、抵抗素子は、瞬時に自体をオフにし、それにより、その後、電力は、ゼロに降下し、流体は、抵抗素子のうちオフにした端部間で電気的絶縁を形成する。
【００１０】
このような抵抗は、１０Ω未満の抵抗値に対して特に適している。
【００１１】
本発明にかかる電気抵抗の構造は、抵抗の容易な組み立てを可能とすることに最後に留意すべきである。
【００１２】
例えば、上述した複数の抵抗は、容易に直列に組み立てられ得る。特に、電気抵抗それぞれが２つの端プレートを有しており、筐体がこれら端プレート間で延在する場合に、端プレートそれぞれは、２つの隣接する抵抗によって共有され得る。
【００１３】
抵抗素子を並列に組み立てることも可能であり、一方は、上述したように、筐体の内側に配設され、他方は、筐体の外側に配設され、その筐体の周りで螺旋状に延在する。
【００１４】
このため、本発明にかかる抵抗の構造は、モジュール式であり、これにより、サイリスタ変換装置などの高電力電気組立体の製造を簡素化する。
【００１５】
本発明にかかる電気抵抗は、以下の特徴のうちの１以上をさらに有し得、これら特徴は、単独でまたは技術的に可能な組み合わせ全てにしたがって考慮される。
【００１６】
−電気抵抗は、２つの端プレートを有しており、それにより、
−筐体は、端プレート間で長手方向軸に沿って延在し、筐体が、端プレートそれぞれに封止可能に固定されており、
−端プレートそれぞれは、抵抗素子に接続された電気接続素子のための開口部を有し、
−端プレートは、案内導管と流体連通する少なくとも１つの貫通孔を有する。
【００１７】
−電気抵抗は、上記筐体と同軸に筐体内に配設された中央管を有し、案内素子は、上記中央管から筐体の内面まで径方向に延在する。
【００１８】
−抵抗素子は、案内素子から分離しており、上記抵抗素子は、案内導管内に収容されている。
【００１９】
−抵抗素子は、所定の線の周りで螺旋状に延在し、上記線は、長手方向軸の周りで螺旋状に延在する。
【００２０】
−抵抗素子は、ワイヤ状であり、１つのワイヤまたは複数の平行なワイヤを有する。
【００２１】
−抵抗素子は、テープである。
【００２２】
−テープは、所定の線の周りで螺旋状に延在し、上記線は、例えば長手方向軸の周りで螺旋状に延在し、上記螺旋は、平坦である線の周りで画成されており、それにより、楕円状または卵状の横断面を有する。
【００２３】
−抵抗素子は、案内素子によって形成されている。
【００２４】
−抵抗素子は、ほぼ筒形状を有する２つの金属接続素子を有しており、それにより、抵抗素子の端部それぞれは、例えば溶接またはロウ付けによって、接続素子のうちの対応する１つに接続されており、接続素子は、中空であり、接続素子の内側と案内導管との間の流体連通を生成する少なくとも１つの貫通孔を有する。
【００２５】
−抵抗素子は、案内導管内で流体、特に脱イオン水を循環させるために案内導管と流体連通した、流体を循環させるための手段を有する。
【００２６】
−筐体は、円状、楕円状または卵状の横断面を有するほぼ筒形状を有する。
【００２７】
本発明は、例としてのみ提供されかつ添付の図面を参照してなされた以下の説明を読むとより理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の例示的実施形態にかかる電気抵抗を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の例示的実施形態にかかる電気抵抗を示す斜視図である。
【図３】図１または図２の電気抵抗に備え付けることを意図した代替実施形態にかかる抵抗素子を示す部分斜視図である。
【図４】図１または図２の電気抵抗に備え付けることを意図した代替実施形態にかかる抵抗素子を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の第３の例示的実施形態にかかる電気抵抗を示す断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の第１の例示的実施形態にかかる電気抵抗１０を示す。
【００３０】
電気抵抗１０は、封止されたかつ絶縁した筐体１２を有しており、この筐体は、特に、長手方向軸Ｘに沿ってほぼ細長い形状を有する内壁を有する。上記筒状筐体１２は、図１において透明で示されており、内部空間１４を画成する。
【００３１】
図示の例において、筐体１２は、横断面でほぼ筒形状を有している。あるいは、上記断面は、楕円状または卵状であってもよい。
【００３２】
筐体１２は、滑らかであってもよくまたは滑らかでなくてもよく、互いに平行であってもよいまたは平行でなくてもよい内壁及び外壁を有することに留意すべきである。
【００３３】
電気抵抗１０は、上記内部空間１４に収容された少なくとも１つの抵抗素子１６をさらに有する。この抵抗素子１６は、長手方向軸Ｘの周りに画成された螺旋に沿って延在する。
【００３４】
この第１の例示的実施形態によれば、抵抗素子１６は、ワイヤで形成されている。例えば、抵抗素子１６は、単一のワイヤによって、または複数の平行なワイヤによって、形成されている。
【００３５】
有利には、この抵抗素子１６は、ある線の周りで螺旋状に延在しており、上記線は、長手方向軸Ｘの周りで螺旋状に延在する。このため、抵抗素子１６は、最適長さを有しつつ、長手方向軸Ｘに沿う低減した寸法にわたって延在する。
【００３６】
有利には、抵抗素子１６は、抵抗金属、特にニッケル−クロム合金（８０／２０）から形成されている。
【００３７】
電気抵抗１０は、非導電性冷却流体を案内するための少なくとも１つの素子１８をさらに備え、この素子は、筐体１２と共に流体案内導管を画成する。案内素子１８は、長手方向軸Ｘの周りに画成された螺旋形状を有する。このため、案内導管は、同様に、長手方向軸Ｘの周りで螺旋状に延在する。
【００３８】
上記案内導管は、抵抗素子１６と接触する流体流れを案内することを意図している。このため、説明した実施形態において、抵抗素子１６は、案内素子１８から分離しており、案内導管内に収容されている。
【００３９】
より詳しくは、抵抗素子１６は、案内素子１８と平行な上記線に沿って、案内導管に沿って延在する。このため、案内素子１８は、抵抗素子１６の機械的保守を可能とし、この抵抗素子１６は、案内導管内で螺旋状に配設されたままであることに留意すべきである。
【００４０】
好ましくは、電気抵抗１０は、中央管２０を有しており、この中央管は、その筐体１２と同軸で筐体１２内に配設されている。このため、案内素子１８は、上記中央管２０から筐体１２の内面まで径方向に延在する。すなわち、案内導管は、中央管２０、案内素子１８及び筐体１２によって画成されている。
【００４１】
電気抵抗１０は、２つの端プレート２２をさらに有しており、これら端プレートは、長手方向軸Ｘにほぼ平行に延在し、これら端プレート間には、筐体１２が長手方向軸Ｘに沿って延在する。より詳しくは、長手方向軸Ｘの方向において、筐体１２の端部それぞれは、端プレート２２に封止的に固定されている。例えば、封止ガスケットは、端プレート２２それぞれと筐体１２との間に配設されている。
【００４２】
端プレート２２それぞれは、例えば、少なくとも１つの絶縁材料及び／または少なくとも１つの導電材料から形成されている。
【００４３】
プレート２２それぞれは、任意の一般的な形状を有する。例えば、プレート２２それぞれは、横断面が正方形状または長方形状であるほぼ平行六面体形状、あるいは、横断面が円状、楕円状または卵状であるほぼ筒形状を有する。別の代替例によれば、プレート２２それぞれの異なる対向面は、互いに平行であっても平行でなくてもよい。
【００４４】
端プレート２２それぞれは、選択的に、抵抗素子１６に電気的に接続された電気接続素子のための貫通孔であってもなくてもよい開口部２４を有しており、このため、抵抗素子１６を回路の他の電気部品に電気的に接続できる。あるいは、抵抗素子１６とプレート２２との間の他の電気接続モードを考慮してもよい。例えば、このような電気接続は、溶接、ロウ付け、圧接などによってなされ得る。
【００４５】
さらに、端プレート２２それぞれは、例えば上記案内導管内に出現する案内導管と流体連通する少なくとも１つの貫通孔２６を有する。
【００４６】
この貫通孔２６は、案内導管内の流体を循環させるための流体循環手段（図示略）に接続されることを意図している。これら流体循環手段は、任意の可能性のあるタイプのものであり得、例えば、流体容器及びポンプを有し得る。
【００４７】
冷却剤は、低導電性を有しており、それにより、抵抗素子１６内の流れの通過を妨げない。例えば、冷却剤は、脱イオン水であり、選択的に、グリコールを含む。
【００４８】
図２は、本発明の第２の例示的実施形態にかかる電気抵抗１０を示す。この図において、先行する図面の素子と同様の素子には、同じ参照符号を付す。
【００４９】
より詳しくは、この図２は、電気抵抗１０の組立体を部分的に示す。実際には、複数の電気抵抗１０を直列に組み立てることができる。
【００５０】
そのために、軸Ｘを有する中央ロッド２８は、抵抗１０それぞれを横断し、それにより、抵抗を機械的に接続する。この場合において、端プレート２２それぞれには、上記中央ロッド２８のための通過開口部３０が設けられており、中央管２０は、中空であり、それにより、中央ロッド２８は、この中央管２０と同軸に、この中央管２０内を長手方向に通過する。
【００５１】
選択的に、空間３２は、隣接する２つの抵抗１０間に設けられており、その空間内には、電気接続手段（図示略）が好ましくは２つの隣接する抵抗１０の抵抗素子１６間に配設されている。したがって、この基部３２は、２つの隣接する抵抗の端プレート２２間で長手方向に延在する。さらに、空間３２は、別の封止筐体３４によって径方向で画成されており、この封止筐体は、これら隣接する抵抗のこれら端プレート２２間で長手方向軸Ｘに沿って延在する。このため、冷却剤は、一の抵抗１０から他の抵抗までこの空間３２を通過することによって循環し得る。
【００５２】
１つの代替例によれば、この空間３２は、上述したタイプの抵抗１０、または、例えば流体によって冷却され、伝熱セラミック管を備えかつ抵抗素子によって外側が被覆された抵抗など、別のタイプの抵抗で置換される。
【００５３】
さらに、別の代替例によれば、筒状筐体１２自体は、外側抵抗と称する別の抵抗のための支持体を形成し得る。この場合において、この筒状筐体１２は、伝熱し（例えばアルミナタイプのセラミックから形成されている）、外側抵抗素子で被覆されている。そして、この外側抵抗は、例えば、筒状筐体１２の内面における流体循環によって冷却される。この代替例によれば、一の抵抗は、２つの同軸抵抗素子を有しており、一方は、（上述したように）流体によって直接冷却され、低抵抗値を有しており、他方は、外側管１２上に配設され、高抵抗値を有することができ、これら２つの抵抗素子は、互いに絶縁されている。
【００５４】
このような抵抗１０の組立体は、第１の例示的実施形態の抵抗と同様の抵抗を用いてなされ得ることに留意されたい。
【００５５】
第２実施形態にかかる抵抗１０は、第１の抵抗とは、その抵抗素子１６がテープによって形成されている点で、異なる。テープの形態にあるこの抵抗素子１６は、長手方向軸Ｘの周りで螺旋状に延在し、端部間では、端部は、対応する端プレート２２によって支持された接続素子３６に各別に接続されている。
【００５６】
テープは、円状断面を有するワイヤよりも大きな冷却剤との熱交換面を有することが明らかであり、そのため、この第２実施形態にかかる抵抗１０の冷却は、改善されている。その結果、このような抵抗１０は、第１実施形態にかかる抵抗の電力よりも大きい電力を有し得る。
【００５７】
例として、０．５Ω、長手方向軸Ｘに沿って測定すると２５ｍｍであり４０ｍｍの直径を有し、１００ｎＨ未満のインダクタンスを有するこのような抵抗１０を生成できる。このような抵抗は、連続的に６ｋＷより大きく消費し得、導管内を循環する流体流れの速度は、約１０Ｌ／分である。
【００５８】
テープ１６は、滑らかな面を有しても有さなくてもよく、孔部を有しても有さなくてもよく、突起または起伏を有しても有さなくてもよく、その長さにわたって一定のまたは可変の横断面を有し得ることに留意すべきである。
【００５９】
図３に示す一の代替例によれば、テープ１６は、第１実施形態にかかるワイヤ型抵抗素子のように、線の周りで螺旋状に延在し得、上記線は、例えば、長手方向軸の周りで螺旋状に延在する。
【００６０】
後者の場合において、図４に示す一の代替例によれば、線の周りで画成された螺旋は、平坦であり、それにより、楕円状または卵状の横断面を有する。このため、この横断面は、円状断面に対して小さい寸法を有し、これにより、抵抗素子１６のインダクタンスを低減できる。あるいは、螺旋は、他の可能性のある形状を有する横断面を有し得る。
【００６１】
図５は、本発明の第３の例示的実施形態にかかる抵抗１０を示す。この図において、先行する２つの図面の素子と同様の素子には、同じ参照符号を付す。
【００６２】
この第３実施形態によれば、電気抵抗１０は、同様に案内素子を形成する抵抗素子３８を有する。
【００６３】
この場合において、この抵抗素子３８は、以下で抵抗案内素子３８と称され、テープの形態にあり、このテープは、長手方向軸Ｘに沿って螺旋状に延在し、中央管２０と筐体１２の内面との間で径方向に延在する。このため、冷却剤は、抵抗案内素子３８によって直接案内され、冷却剤は、その抵抗案内素子３８と最適に相互作用し、それを冷却することを可能とする。
【００６４】
テープの形態にある抵抗素子３８は、滑らかな面を形成しても形成しなくてもよく、その長さにわたって一定のまたは可変の横断面を有し得る。
【００６５】
この例において、抵抗１０は、２つの接続素子３６を有しており、これら接続素子それぞれは、長手方向軸Ｘの方向で中央管２０の一端部に配設されており、端プレート２２内に各別に部分的に収容されている。
【００６６】
接続素子３６それぞれは、長手方向軸Ｘの周りでほぼ筒形状を有する。さらに、接続素子３６それぞれは、中空であり、対応する端プレートに配設された流体通過開口部２６と流体連通する長手方向開口部３６Ａと、流体循環導管内に出現する少なくとも１つの側開口部３６Ｂと、を有する。このため、接続素子３６それぞれは、循環導管と共に、流体循環手段の接続素子を形成する。
【００６７】
さらに、接続素子３６それぞれは、案内素子３８それぞれとの電気接続素子を形成するために、例えばステンレス鋼など導電材料から形成されている。このため、抵抗案内素子３８の端部それぞれは、例えば溶接またはロウ付けによって、接続素子３６のうちの対応する一方に電気的に接続されている。
【００６８】
図示の例において、接続素子３６は、把持ロッド４０によって互いに固定されており、この把持ロッドは、中央管２０内で上記中央管２０と同軸に延在する。このため、中央管２０は、この把持ロッド４０によって、接続素子３６間で把持される。
【００６９】
把持ロッド４０は、ネジ山を有し（このためネジを形成し）てもなくてもよく、その長さにわたって一定のまたは変化する断面を有してもよく、中実または中空であってもよい。
【００７０】
この第３の例示的実施形態にかかる電気抵抗は、低抵抗値、特に０．１Ω未満に関して特に適している。
【００７１】
本発明は、上述した実施形態に限定されず、さまざまな代替例を仮定し得ることに留意すべきである。
【００７２】
特に、他の抵抗構造を提供し得る。
【００７３】
例えば、並行な少なくとも２つの抵抗素子を有する組立体を考慮できる。この場合において、組立体は、２つの同軸抵抗を有しており、特に、内側抵抗は、上述した抵抗のうちの１つと同様であり、外側抵抗は、中央管が内側抵抗の筐体によって形成された同様のものである。
【００７４】
図２の直列抵抗の組立体と同様の直列抵抗の組立体であって抵抗が図３に示す抵抗と同様である組立体を考慮できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  電気抵抗，抵抗、１２  封止筐体，筐体、１６  抵抗素子，テープ、１８  流体案内素子，案内素子，素子、２０  中央管、２２  端プレート，プレート、２４  開口部、２６  貫通孔，流体通過開口部、３６  電気接続素子，金属接続素子、３６Ｂ  貫通孔，側開口部、３８  抵抗素子，案内素子，抵抗案内素子、Ｘ  長手方向軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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