(57)【要約】いくつかのジェネレータ段（３）を備えるマルクスインパルス電圧発生器（１）用の一体化された排気通路支持構造（２）が明らかにされる。スイッチング火花ギャップ（４）、インパルスコンデンサ（５）、および直列と並列の抵抗器（７，８）用の支持フレームとは別に、スイッチング火花ギャップ（４）のエアを排出する排気通路（２）が配されていることは周知である。本発明によると、排気通路（２）は、スイッチング火花ギャップ（４）、およびインパルス回路における、個々のあるいは全ての電気的部材（５−１０）用の支持機能を有する。一実施例において，排気通路（２）は、三角筒支持構造（２）から構成され、側壁（１１）は、一つの電気的部材、すなわちスイッチング火花ギャップ（４）、インパルスコンデンサ（５）、および抵抗器（７，８）を、それぞれ支持している絶縁板（１１）によって形成されている。本発明の利点は、すなわち、少なくとも一つのジェネレータ段（３）を備えたモジュール（１４）を積み重ねたことによる、より容易な製造、輸送および取扱いのみならず、複雑でない構造およびコスト軽減、小さな排気通路断面積（２２）を備えたコンパクトな設計、およびインパルス回路のより小さい自己インダクタンス、である。
2004523944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの充電可能なジェネレータ段（３）用の支持構造によって形成される排気通路（２）を含み、前記ジェネレータ段（３）は、ガス状媒体中で電気放電を発生させるスイッチング火花ギャップ（４）と、前記ジェネレータ段（３）の充電、および／または、放電用の電気的部材（５−１０）を含み、前記スイッチング火花ギャップ（４）は、前記ガス状媒体の絶縁耐力を制御し、および／または、一定に保つように定められたガスの入替機構を備えた前記排気通路（２）内に配され、前記支持構造（２）は、前記スイッチング火花ギャップ（４）用かつ少なくとも一つの充電可能な前記ジェネレータ段（３）の前記電気的部材（５−１０）のうち少なくとも一つ用の支持機能を有し、前記排気通路（２）は、断面が多角形あるいは円形の絶縁チューブ（２）であるとともに、インパルスコンデンサ（５）、シリーズ抵抗器（７）、および／または、パラレル抵抗器（８）は、各ジェネレータ段（３）毎に、前記絶縁チューブ（２）の側壁（１１）に配され、特に、高インパルス電圧、もしくはインパルス電流を発生させるのに適した電気インパルス発生器（１）であって、
前記インパルスコンデンサ（５）、前記シリーズ抵抗器（７）、前記パラレル抵抗器（８）、および充電抵抗器（９）は、前記排気通路（２）の外側に配され、
前記排気通路の内部空間（２２）に、接続部あるいはリード接続部（５ｂ）が備えられることを特徴とする電気インパルス発生器。
【請求項２】
ａ）前記排気通路（２）は、少なくとも一つの充電可能な前記ジェネレータ段（３）のインパルスコンデンサ（５）のうち少なくとも一つ用の支持機能を有し、および／または、
ｂ）前記排気通路（２）は、少なくとも一つの充電可能な前記ジェネレータ段（３）のシリーズ抵抗器（７）、パラレル抵抗器（８）、充電抵抗器（９）、および／または、ポテンシャル抵抗器（１０）のうち少なくとも一つ用の支持機能を有し、かつ、
ｃ）特に、前記排気通路（２）は、前記インパルス発生器（１）の全ての前記ジェネレータ段（３）用の支持フレームを形成する
ことを特徴とする請求項１記載の電気インパルス発生器。
【請求項３】
ａ）前記絶縁チューブ（２）は、小さな囲まれた領域を備える低インダクタンス発火電流回路を作成するための小さな断面積を有し、および／または、
ｂ）前記絶縁チューブ（２）は、互いの頂部で積み重ねられるモジュール（１４）から組立てられるように設計され、該モジュールは、少なくとも一つのジェネレータ段（３）、好ましくは二つ、三つあるいは四つのジェネレータ段（３）を含む
ことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【請求項４】
前記スイッチング火花ギャップ（４）、前記インパルスコンデンサ（５）、前記シリーズ抵抗器（７）および前記パラレル抵抗器（８）の端子（４ａ，５ａ，６ａ）は、前記排気通路（２）の内側に配されたことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【請求項５】
ａ）排気通路（２）は、三角筒（ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）組立体（２）の中に組立てられた絶縁板（１１）から作成されるとともに、
ｂ）前記スイッチング火花ギャップ（４）、またはインパルスコンデンサ（５）または直接抵抗器（７）およびパラレル抵抗器（８）を支持する用の二つの装着アーム（６）の何れかを取付けるための取付け穴は、それぞれ、各側壁（１１）内に配される
ことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【請求項６】
ａ）前記絶縁板（１１）は、前記スイッチング火花ギャップ（４）および前記電気的部材（５−９）の隣接する端子（４ａ，５ａ，６ａ）に接続する金属製ブラケット部材（１１ａ）によって連結され、および／または、
ｂ）前記三角筒組立体（２）は、三角筒モジュール（１４）から組立てられることができ、該モジュール（１４）は、少なくとも一つのジェネレータ段（３）、好ましくは二つ、三つおよび四つのジェネレータ段（３）を搭載し、互いの頂部に積み重ねることができ、
ｃ）特に、各円筒モジュール（１４）は、側壁（１１）に相関する千鳥状に配された突出心出し部材、特に、前記ブラケット部材（１１ａ）に接着あるいは嵌めこまれた心出しピン、または前記円筒モジュール（１４）を積み重ねるための心出しフレームを含む
ことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【請求項７】
ａ）前記三角筒組立体（２）の二つの側壁（１１）は、インパルスコンデンサ（５）の領域に、それぞれが少なくとも一つの支持穴（１３）を有する突出部（１２）を含むとともに、
ｂ）特に、前記支持穴（１３）に通された接続線は、実質上、前記インパルス発生器の質量の中心を貫通している
ことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【請求項８】
ａ）前記排気通路は、前記スイッチング火花ギャップ（４）用の覗き窓（４ｃを含むとともに、
ｂ）前記スイッチング火花ギャップ（４）用のドライブ（４ｄ）は、前記排気通路（２）内に配され、および／または、
ｃ）適用できる場合は、さらにスイッチング火花ギャップもまた、前記排気通路（２）内に配される
ことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【請求項９】
ａ）前記排気通路（２）は、一端に、好ましくは下端に、通風装置を有するエア流入口（１５ａ）を、そして他端に、好ましくは上端に、エア流出口（１５ｂ）を含み、
ｂ）前記支持構造と前記排気通路（２）、特に前記支持構造（２）を形成する排気通路は、移動可能なフレーム（１６）上に、特に車輪のついた車両あるいはエアクッションのついた車両上に配され、および／または、
ｃ）前記インパルス発生器（１）は、マルクスインパルス電圧発生器（１）あるいはインパルス電流発生器である
ことを特徴とする前記請求項の何れかに記載の電気インパルス発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧エンジニアリングの分野であり、それは、独立クレームのプリアンブル文に基づく電気インパルス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルクスインパルス電圧発生器において、いくつかのジェネレータ段は、支持フレームによって、タワー状をなし、互いの頂部で把持されている。この支持フレームは、典型的には、ハードペーパー、あるいはグラスファイバー強化プラスチックからなる個々の絶縁チューブで形成され、そして、機構上の安定性を改善するために、支柱、鋼鉄製フレーム、中間プラットフォーム、グラスファイバーケーブル等でできた側方拘束部材を含んでもよい。ジェネレータ段は、スイッチング部材、一般的にはスイッチング火花ギャップによって、並列回路では充電し、直列回路で放電する。特に、自由空間における半球状の放電ギャップを用いる場合、複数のスイッチング部材が必要とする高圧インパルス発生器では、自然発生的に生じる望ましくない放電が予期される。絶縁耐力の減少および放電ギャップの自然発生的な放電は、例えば、ほこりの堆積、浮遊微粒子、焼けカス（バーンオフ）あるいは前の放電の際に生じたオゾン生成物などによるエアの汚れによって引き起こされる。この問題は、現在まで、普通のまたは個別の放電ギャップハウジングにより、また、ハウジング内でろ過されたエアを導入することによって解決されてきた。
【０００３】
普通のハウジングは、例えば、ドレスデンのハイボルト社（ｔｈｅ  ｃｏｍｐａｎｙ  Ｈｉｇｈｖｏｌｔ）によって、支持構造とは別々で水平に配された排気通路を構築することによって実施されている。この支持構造は、互いの頂部に配されるスイッチング放電ギャップを囲んで、底端に通風装置を備えたエア流入口を有し、上端にエア流出口を有する。この排気通路は、絶縁チューブとして設計することができ、放電火花ギャップ用の覗き窓を備えることもできる。このような付加的な構造にするための労力やコストは、欠点である。一方、インパルス電圧発生器の支持構造は、排気通路を把持するように設計される必要がある。他方、発火放電ギャップは、排気通路の壁と発火放電ギャップとの間に十分な絶縁空間を保障するために、インパルス発生器の他の部材とは全く別々に配する必要がある。これにより、放電回路によって囲まれた領域は増大し、スイッチング性能は、自己インダクタンスの増大によって悪化する。
【０００４】
それぞれ別々の放電ギャップの個別のハウジングは、例えばパッソーニ・アンド・ヴィラ社（ｔｈｅ  ｃｏｍｐａｎｙ  Ｐａｓｓｏｎｉ  ＆  Ｖｉｌｌａ）によって実現されている。各ハウジングには、それぞれろ過されたエアが供給され、エアの入替えは、リークによってなされる。各ジェネレータ段を収容するのに必要な空間、並びに圧縮エア用の供給チューブは、実質上、付加的な労力を必要とする。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、放電ギャップの自然発火的な放電が、小さな付加的な労力で抑えられるように改良された電気インパルス発生器を提供することにある。この目的は、独立項の特徴により達成される。
【０００６】
本発明による解決策は、少なくとも一つの充電可能なジェネレータ段用の支持フレームを含み、前記ジェネレータ段は、ガス状媒体で電気放電を発生させるためのスイッチング放電ギャップと、ジェネレータ段の充電、および／または、放電用の電気的部材を含み、前記スイッチング放電ギャップは、ガス状媒体の絶縁耐力を制御し、および／または、一定に保つように定められたガスの入替機構を備えた排気通路内に配され、前記排気通路は、支持構造として設計され、該支持構造は、スイッチング火花ギャップ用かつ少なくとも一つの充電可能なジェネレータ段における電気的部材のうち少なくとも一つ用の支持機能を有する電気インパルス発生器、特に高いインパルス電圧、あるいはインパルス電流を発生するのに適した電気インパルス発生器から成り立つ。従来の支持構造に必要とされていた構築的な労力は、支持機能を排気通路に一体とすることにより、減少あるいは除去される。これにより、実質上、コスト軽減が可能である。
【０００７】
ある実施例では、排気通路は、少なくとも一つのインパルスコンデンサ、および／または、少なくとも一つの充電可能なジェネレータ段のシリーズ抵抗器、パラレル抵抗器、充電抵抗器、および／または、ポテンシャル抵抗器のうち少なくとも一つ用の支持機能を有する。特に、排気通路は、インパルス発生器の全ジェネレータ段用の支持フレームを形成する。
【０００８】
また別の実施例では、排気通路は、断面が多角形あるいは円形の絶縁チューブであり、各ジェネレータ段の電気的部材、特にインパルスコンデンサ、シリーズ抵抗器、およびパラレル抵抗器は、絶縁チューブの側壁に取付けることができる。この方法では、排気通路内部空間が作成され、非常にシンプルでコンパクトなインパルス発生器構造が達成される。
【０００９】
さらに別の実施例では、絶縁チューブは、小さな囲まれた領域を備える低インダクタンス発火電流回路を作成するための小さな断面積を有する。一体化された排気通路と支持構造によって、実際、放電回路のインダクタンスを、収容されたインパルス発生器としては、これまでは未知であった値まで下げることができ、また、電気的スイッチング特性も、同様に改良することができる。好都合なことに、絶縁チューブは、互いの頂部で積み重ねられるモジュールから組立てられるように設計され、該モジュールは、少なくとも一つのジェネレータ段、好ましくは二つ、三つあるいは四つのジェネレータ段を含む。このモジュール構築は、顧客先での迅速かつ容易な最終組立のみならず、工場での能率的な組立を可能にする。インパルス発生器は、付加あるいは移動できるモジュールによって、迅速および柔軟に、異なる所要の高電圧あるいは高電流に適応することができる。それゆえ、モジュール性は、作動中、ユーザーにとって最も好都合な点でもある。
【００１０】
さらに別の実施例では、排気通路は、三角筒（ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）組立体の中に組立てられた絶縁板から構築され、各側壁は、発火放電ギャップ、あるいはインパルスコンデンサ用の取付け穴、またはシリーズ抵抗器およびパラレル抵抗器を各々支持する二つの装着アームを備える。三角筒支持構築は、容易に製造することができ、放電回路の非常に小さな囲まれた誘電領域を有する。
【００１１】
また、本発明の実施例、利点および適用性は、図を参照にする今後の説明のみならず、従属クレームからも生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面において、同じ部品には同じ参照数字が示される。
【００１３】
図1は、電気インパルス発生器１、特に、パルス状高電圧を生成するためのマルクスインパルス発生器１のジェネレータ段３の断面図を示す。図示されたジェネレータ段３には、スイッチング火花ギャップ４、インパルスコンデンサ５、および互いの頂部に並べられた二つのジェネレータ段３の間にあって、少なくとも一つのパラレル抵抗器８および少なくとも一つのシリーズ抵抗器７を把持するための装着アーム６が示されている。スイッチング火花ギャップ４は、典型的には丸い形状の二つの放電棒４ｂを含む。一般的に既知の作動原理は、いくつかのジェネレータ段３において、少なくとも一つのインパルスコンデンサ５がそれぞれ、充電抵抗器９を介して並列的に充電されるとともに、直列回路では、シリーズ抵抗器７およびパラレル抵抗器８を介してコンデンサがパルス状に放電されることに基礎をおく。また、それ自体既知な方法で、フロント抵抗器あるいは制動抵抗器７とも呼ばれるシリーズ抵抗器７は、インパルス上昇時間を制御し、かつパラレル抵抗器８は、インパルス下降時間を制御するのに役立つ。ポテンシャル抵抗器１０は、より均一な電圧分布を達成するために、および／または、インパルスコンデンサ５のハウジングの残存充電量を安全に取り除くために存在し得る。インパルスコンデンサ５は、高圧の電圧端子５ａ用のリード接続部５ｂを含み、これらは、普通、各ジェネレータ段３で、１００または２００ｋＶ用として設計される。この端子５ａは、スイッチング火花ギャップの端子４ａ、および、最小長さのケーブル接続などによって耐高電圧用の抵抗器７、８の支持アーム６に接続される。側壁１１は、ジェネレータ段３のスイッチング火花ギャップ４および電気的部材５−１０用の支持構造２を構成する。これに加えて、側壁１１は、側方が囲まれたスペース２２を形成し、排気通路２内に配されたスイッチング火花ギャップ４のエアを入替えるための排気通路２として機能する。エア、乾いたエア、あるいは保護ガスなどの他の流体は、周囲のエアと比較して、スイッチング火花ギャップ４の絶縁耐力を一定に保ち、または上昇させるために、排気通路２内に導入される。特に、前の放電過程で生じたエア内の浮遊粒子、塵、焼けカス（バーンオフ）あるいはオゾンは、排気通路２によってスイッチング火花ギャップ４の領域から吐き出される。それゆえ、本発明に係る排気通路２は、制御されたエアの入替機能と、電気的部材５−１０用の支持機能とを結合させることになる。
【００１４】
図1の実施例において、特にコンパクトな設計は、三角筒排気通路支持構造２によって達成される。三角形状２は、スイッチング火花ギャップ４、インパルスコンデンサ５および抵抗器７，８の接近あるいは均等な最短距離に相当し、平らな側面１１は、とりわけ電気的部材５−９を簡単に取付ける用途に適している。他の多角形状の排気通路断面２でも同様に可能であり、例えば、仮に、ジェネレータ段３毎にいくつかのインパルスコンデンサ５を、あるいは付加補助火花ギャップ（図示せず）を設けるのに有効である。好都合なことに、各ジェネレータ段３において、インパルスコンデンサ５、シリーズ抵抗器７、パラレル抵抗器８、および／または、放電抵抗器９は、排気通路２の外側に配され、接続部あるいはリード接続部５ｂを排気通路の内部空間２２に含む。この方法では、電気的部材５−９、特に抵抗器７−９は、とても簡単に交換することができ、外側からよく見えるようになっている。特に、抵抗値は、特有の彩色に基づいて検査することができる。スイッチング火花ギャップ４を調整するドライブ４ｄは、排気通路２内に配することができる。排気通路２には、火花ギャップ４用の覗き窓４ｃを備えることができ、該覗き窓４ｃは、それ自体既知な方法で、視覚制御、適応できる場合には光同期、および、それらによってスイッチング火花ギャップ４でより簡単にエア発火させるのに役立つ。この三角筒設計２によって、パルス波形、あるいは、とても小さい断面もしくは囲まれた部分２２の放電電流回路、および、それらによる低自己誘導が達成される。
【００１５】
排気通路内部空間２２を有する一体化された排気通路支持構造２において、支持構造２は、インパルス発生器１のいくつか、あるいは全てのジェネレータ段３を、安定的で、コンパクトで、製造が容易で、取扱いが容易になるように作られる。また、インパルス発生器１は、類似した方法で作成さられたインパルス電流発生器にもなり得る。したがって、支持チューブおよび鋼鉄製フレーム、あるいは支持チューブを側面に取付けるための中間連結板を有する従来の支持構造は、簡易化され、あるいは図示するように、それらを全て省くことができる。さらに、適応できる場合には、排気通路支持構造２は、グラスファイバー等を有する側方の支柱によって、水平方向において安定である。
【００１６】
図示された実施例において、三角筒構築２、すなわち三角形状の断面を有するチューブあるいは中空の筒２は、電気的部材４−９の取付け用の取付け穴を含む側壁１１を形成する絶縁板から作成される。絶縁板１１は、リード線１１ｂ、あるいは、それに類似したものを経由して電気的部材４−９の調節端子４ａ，５ａ，６ａに連結する金属製ブラケット部材１１ａによって継ぎ合わされている。三角筒構築２の二つの側壁１１は、インパルスコンデンサ５の領域において、各々が少なくとも一つの懸架開口１３を有する突出部１２を備える。特に、支持穴１３に通す接続線が、概ねインパルス発生器１の質量の中心を通過するので、インパルス発生器１あるいは各発生器モジュール１４は、横に傾けることなく、支持穴に嵌める持ち上げ工具装置によって、簡単に持ち上げられ、輸送することができる。
【００１７】
図２は、排気通路支持構造２の側面図を示す。三角形、多角形、あるいは円形の絶縁チューブ１１は、互いの頂部に積み重ねられたモジュール１４から組立てられる。例えば、三角筒モジュール１４の場合、積み重ね能力は、側壁１１に相関して千鳥状に配された突出心出し部材（図示せず）、特にブラケット部材１１ａに接着あるいは取付けられた心出しピンを有する筒型モジュール１４を備えることによって実行される。一般に、筒型モジュール１４の積み重ね用の心出しフレームもまた存在する。各モジュール１４は、少なくとも一つのジェネレータ段３、好ましくは二つ、三つ、あるいは四つのジェネレータ段３を含む。また筒型モジュール１４は、排気通路断面が任意の他の幾何学的形状であるものと併用することができる。最下底のモジュール１４は、通風装置を有するエア流入口１５ａを備え、最上段のモジュール１４は、エア流出口１５ｂを有する。また、エア流入口とエア流出口は、交換してもよい。また、支持構造と排気通路２、特に支持構造を形成する排気通路２は、移動可能なフレーム１６、特に車輪のついた車両、あるいはエアクッションのついた車両上に取付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係るインパルス発生器の排気通路構造を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の排気通路構造の側面図である。
【図１】
2004523944.tif 000003
【図２】
2004523944.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004523944.tif 000005
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2004523944.tif 000007
2004523944.tif 000008
2004523944.tif 000009
2004523944.tif 000010
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2004523944.tif 000012
2004523944.tif 000013
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2004523944.tif 000017
2004523944.tif 000018
2004523944.tif 000019
2004523944.tif 000020
【国際調査報告】
2004523944.tif 000021
2004523944.tif 000022
2004523944.tif 000023
2004523944.tif 000024