(57)【要約】  交互配置電極（１１、１２）を含む気密性筐体（２、３、４）を備える高電圧コンデンサ（１）が記載されている。コンデンサの誘電体は、少なくとも６バール（６×１０５  Ｐａ）の、好ましくは１０又は１５バール（１０又は１５×１０５  Ｐａ）の圧力の加圧ガスである。このレベルの内圧に耐えるために、コンデンサの絶縁体部（４）は、高強度の高分子材料で形成され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密性筐体（２、３、４）であってガス誘電体（１３）を含む気密性筐体（２、３、４）と、少なくとも２つのコンデンサ電極（１１、１２）とを備える、高電圧コンデンサ（１）であって、前記気密性筐体（２、３、４）における前記ガス誘電体（１３）の圧力が少なくとも６バール（６×１０５  Ｐａ）であることを特徴とする、高電圧コンデンサ（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の高電圧コンデンサ（１）を製造する方法であって、前記気密性筐体（２、３、４）を組み立てる組み立てステップを備え、前記少なくとも６バール（６×１０５  Ｐａ）の圧力まで前記ガス誘電体（１３）を前記気密性筐体（２、３、４）に充填する加圧ステップによって特徴づけられる、方法。
【請求項３】
前記気密性筐体（２、３、４）が、絶縁体（４）部と２つのエンドキャップ（３、４）とを備える、請求項１に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記絶縁体部（４）が、少なくとも部分的に高分子材料で作られる、請求項３に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記高分子材料がＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）であり、及び／又は、前記高分子材料が強化繊維によって強化される、請求項４に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記圧力が、少なくとも１０バール（１０×１０５  Ｐａ）又は少なくとも１５バール（１５×１０５  Ｐａ）である、請求項１から５の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から５の一項に記載の方法。
【請求項７】
前記気密性筐体（２、３、４）が、２５ｍｍと２００ｍｍとの間の軸長及び／又は３５ｍｍと１５０ｍｍとの間の直径を有する実質的に円筒形のチャンバを備える、請求項１から６の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から６の一項に記載の方法。
【請求項８】
前記コンデンサ（１）の絶縁破壊電圧が少なくとも１０ｋＶであり、及び／又は、前記コンデンサ（１）のキャパシタンスが５ｐＦと５０００ｐＦとの間である、請求項１から７の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から７の一項に記載の方法。
【請求項９】
前記電極（１１、１２）が、アルミニウム、又は、大部分がアルミニウムの合金で作られる、請求項１から８の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から８の一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記電極（１１、１２）が、高導電性材料によってコーティングされた非導電性又は低導電性材料を備える、請求項１から８の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から８の一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記電極（１１、１２）が、同心円筒として又は交互配置スパイラルとして形成される、請求項１から１０の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から１０の一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記電極（１１、１２）が、プレス、スタンピング、成形によって、又は光造形法によって形成される、請求項１から１１の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から１１の一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記エンドキャップ（２、３）の少なくとも１つが、金属の単一のブロックから前記電極（１１、１２）の少なくとも１つと連続的に形成される、請求項３から１２の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項３から１２の一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記エンドキャップ（２、３）の少なくとも１つが、ねじ継手によって前記絶縁体部（４）に留められる、請求項３又は１３に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項３から１３の一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記エンドキャップの少なくとも１つが、押し込み嵌合継手、差し込み嵌合によって、粘着剤によって、溶接によって、又は、ろう付け若しくははんだ付けによって、前記体部に留められる、請求項３から１４の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項３から１４の一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ガスは、空気、Ｎ２、及び／又は１つ以上の不活性ガスを備える、請求項１から１５の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から１５の一項に記載の方法。
【請求項１７】
Ｆと呼ばれる量は、０．０２より大きく、ここでＦ＝ＶＢ×Ｃ／Ｖであり、Ｖは、前記気密性筐体の内部体積（ｍｍ３）であり、Ｃは、前記コンデンサ（１）のキャパシタンス（ｐＦ）であり、ＶＢは、前記コンデンサ（１）の絶縁破壊電圧（ｋＶ）である、請求項１から１６の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）又は請求項２から１６の一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧コンデンサの分野に関し、排他的ではないが特に、ハイパワー無線周波用途における使用のための固定及び可変コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧コンデンサの一般的な用途は、ブロードキャスト又は半導体におけるプラズマ制御プロセス（例えば、ハイパワートランスミッタの発振回路内）、ソーラー及びフラットパネル製造機器（いわゆるインピーダンス整合ネットワーク内）を含む。「高電圧」という用語は、この説明の文脈では、コンデンサ電極にわたって印加される電圧が１０００ボルトを超えるコンデンサ用途のことを言うために使用される。実際、いくつかの高電圧コンデンサは、１０ｋＶを超える絶縁破壊電圧を有することが要求され得る。そのようなコンデンサのための典型的な動作パラメータレンジは、例えば、１０ｋＶと２０ｋＶとの間の印加電圧、３０Ａと１５０Ａとの間のデバイス電流、５ＭＨｚと３０ＭＨｚとの間の動作周波数、及び５ｐＦと５０００ｐＦとの間のキャパシタンス値であり得る。
【０００３】
そのような高電圧コンデンサは一般的に、要求される高い絶縁破壊電圧を達成するために、誘電体として真空を使用して製造される。真空コンデンサは、絶縁破壊に対するそれらの高い耐性、及び動作におけるそれらの熱安定性のために知られている。真空チャンバは、ポンプで吸い出されて非常に低い（典型的には１０−６ミリバール（１０−４Ｐａ）より低い）圧力まで下げられ、真空気密筐体により、長い年月であり得るデバイスの全寿命にわたって低く保たれる。真空は、電極間の良好な電気絶縁とデバイスにおける非常に低い誘電損失とを保証する。
【０００４】
高電圧コンデンサの製造業者は、最良の可能な最も長持ちする真空を達成することに注力しており、相対的に小さなデバイスパッケージで（大きな動作電流及び高周波においてさえ）非常に高い動作電圧を提供する真空コンデンサの製造において著しい成功を収めてきた。しかしながら、そのようなコンデンサの製造は、（通常、セラミックの）コンデンサ壁に真空気密手法でエンドキャップを接合するために、高真空ポンプ、高品質材料、及び、高品質な溶接若しくはろう付けプロセスを必要とするので、複雑である。いくつかの材料はろう付け又は溶接が困難であるがゆえに、特定の接合方法はまた、エンドキャップ及び／又は電極材料の製造に使用される材料の選定を制限する。
【０００５】
真空コンデンサの例は特許文献１に見出され得、特許文献１はまた、１平方インチ（６．４５平方センチ）あたり３０〜４０ポンド（１３．６〜１８．１ｋｇ）の圧力（２．０７〜２．７６バール（２．０７〜２．７６×１０５  Ｐａ））のガス誘電体としてのＳＦ６の使用を開示している。２．７６バール（２．７６×１０５  Ｐａ）のガス誘電体を有する高電圧（例えば、１０ｋＶ以上）のためのそのようなコンデンサを使用するために、電極間隔は広くなければならないであろうし、デバイスの全体的なサイズ及び重量は結果として大きくなるであろう。しかしながら、ＳＦ６は、温室効果ガスとして識別されているので、そのようなコンデンサの製造及び廃棄は、大気中へのＳＦ６の放出を回避するために、著しい余分な複雑性及びコストを必然的に伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】英国特許第７４８５６０号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明のコンデンサ及び方法は、これらの少なくともいくつか及び従来技術のデバイスによる他の課題に対処することを目的とする。本発明の特定の目的は、同様のサイズ及びキャパシタンスの従来技術の真空コンデンサに匹敵する電圧及び電流の取り扱い特性を有するが、
より単純に製造され、組み立てられ、
より少ない保守及び監視を必要とし、
増大した使用可能寿命を有し、
デバイス内部の圧力が変化した場合に故障に影響されにくく、及び／又は
より環境にやさしいガスを高電圧誘電体として使用することを可能にする、
高電圧コンデンサを提供することである。
【０００８】
特に、本発明は、気密性筐体であってガス誘電体を含む気密性筐体と、少なくとも２つのコンデンサ電極とを備える、高電圧コンデンサであって、気密性筐体におけるガス誘電体の圧力が少なくとも６バール（６×１０５  Ｐａ）である、高電圧コンデンサを予見する。そのようなコンデンサを製造する方法を提供することが本発明のさらなる目的であり、この方法は、気密性筐体を組み立てる組み立てステップと、少なくとも６バール（６×１０５  Ｐａ）の上記圧力までのガス誘電体を気密性筐体に充填する加圧ステップとを備える。
【０００９】
本発明の別の変形例によると、気密性筐体は、絶縁体部と２つのエンドキャップとを備える。絶縁体部は、少なくとも部分的に高分子材料で作られ得る。高分子材料は、好ましくはＰＥＥＫであり、及び／又は、強化繊維によって強化された高分子材料である。そのような材料は、高められた内圧に耐えるために張力が十分に強く、適切な精度で容易に機械加工され、及び／又はコンデンサの動作に電気的に干渉しない。
【００１０】
本発明のさらなる変形例によると、ガス誘電体の圧力は、少なくとも１０バール（１０×１０５  Ｐａ）又は少なくとも１５バール（１５×１０５  Ｐａ）である。デバイス内部の高められた圧力は、図２を参照して論じられるように、コンデンサが高電圧で使用されることを可能にする。
【００１１】
本発明の別の変形例によると、気密性筐体は、２５ｍｍと２００ｍｍとの間の軸長及び／又は３５ｍｍと１５０ｍｍとの間の直径を有する実質的に円筒形のチャンバを備える。
【００１２】
本発明の別の変形例によると、コンデンサの絶縁破壊電圧は、少なくとも１０ｋＶであり、及び／又は、コンデンサのキャパシタンスは、５ｐＦと５０００ｐＦとの間である。
【００１３】
本発明の別の変形例によると、電極は、アルミニウム、又は、大部分のアルミニウムを備える合金で作られる。
【００１４】
本発明の別の変形例によると、電極は、高導電性材料によってコーティングされた非導電性又は低導電性材料を使用して形成される。
【００１５】
本発明の別の変形例によると、電極は、同心円筒として又は交互配置スパイラルとして形成される。
【００１６】
本発明の別の変形例によると、エンドキャップの少なくとも１つは、金属の単一のブロックから電極の少なくとも１つと連続的に形成される。
【００１７】
本発明の別の変形例によると、エンドキャップの少なくとも１つは、ねじ継手によって絶縁体部に留められる。
【００１８】
本発明の別の変形例によると、エンドキャップの少なくとも１つは、押し込み嵌合継手、差し込み嵌合によって、粘着剤によって、溶接によって、又は、ろう付け若しくははんだ付けによって、体部に留められる。
【００１９】
本発明の別の変形例によると、ガスは、空気、Ｎ２、又は、他の不活性ガス若しくは不活性ガスの混合物の１つを備える。Ｎ２は、それが安全であり、容易に利用可能であり、良好で一貫した絶縁破壊特性を提供するので好ましい。
【００２０】
本発明の別の変形例によると、Ｆと呼ばれる量は、０．０２より大きい。
ここで、Ｆ＝ＶＢ×Ｃ／Ｖであり、Ｖは、気密性筐体の内部体積（ｍｍ３）であり、Ｃは、コンデンサのキャパシタンス（ｐＦ）であり、ＶＢは、コンデンサの絶縁破壊電圧（ｋＶ）である。
【００２１】
本発明がここで、添付図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】本発明に係る例示的なコンデンサの略立面図である。
【図１ｂ】本発明に係る例示的なコンデンサの断面図である。
【図１ｃ】本発明に係る例示的なコンデンサの平面図である。
【図２】ガス圧と電極間隔との積の関数として絶縁破壊電圧を示すパッシェン曲線の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面は、例示目的のために提供されているにすぎず、請求される特許保護の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。例えば、図１ａ〜図１ｃに示されている例示的なコンデンサは固定コンデンサであるが、本発明が可変コンデンサでも実現され得ることが当業者に明らかであろう。
【００２４】
同一の参照番号が異なる図面で使用されている場合、それらは、同様の又は対応する特徴について言及するように意図される。しかしながら、異なる参照番号の使用は、それらが言及する特徴が違うことを必ずしも示すわけではない。
【００２５】
図１は、キャップ接合要素５、６によって絶縁チャンバ壁４（本願では絶縁体部とも呼ばれる）に接続された２つのエンドキャップ２、３を備える円筒形のコンデンサの例を示す。例えば、コネクタをそれぞれのエンドキャップ２及び３に密な電気的及び機械的接触で固定するためのねじ穴９及び１０を有する、電気コネクタ点７及び８が提供され得る。エンドキャップは、アルミニウムのような金属で作られ得る。共に、エンドキャップ２及び３、絶縁チャンバ壁４、並びに接合要素５及び６が、気密性筐体を形成する。この例示的なコンデンサの気密性筐体の内部には、電極１１及び１２の２つの互いに交互配置されたセットが設けられる。各々の電極は、例えば、１つ以上の同心円筒として、又はスパイラルとして、形成され得る。電極１１、１２は、いずれかが好適な締結配列によってそれらのそれぞれのエンドキャップ３、２に留められるか、又は、それらは有利に、各々がそれらのそれぞれのエンドキャップ３、２と連続的に形成され得る。
【００２６】
製造プロセスを単純化するために、各々のエンドキャップアセンブリ２、１２又は３、１１は、プレス、スタンピング、成形、又は光造形法動作の内の１つで形成され得る。アルミニウムの単一片又はアルミニウムの好適な合金が、エンドキャップと電極の両方を生成するために、例えば、スタンピング又はコールドプレスされ得る。電極間隔は、例えば、０．５ｍｍと２ｍｍとの間であり得る。典型的な電極間隔は１ｍｍであろう。
【００２７】
従来技術の高電圧コンデンサでは、気密性筐体内部のガスは、可能な限り高い真空を与えるようにポンプで吸い出されるであろう。一方、本発明のコンデンサでは、コンデンサの中のガスは、図２を参照して説明される理由により、少なくとも６バール（６×１０５  Ｐａ）の、好ましくは少なくとも１０又は１５バール（１０又は１５×１０５  Ｐａ）の圧力に保たれる。
【００２８】
本願において先に言及されている特許文献１で絶縁コンデンサ壁のために使用された溶融シリカは、圧縮に強いものであり得るが、溶融シリカは高い引張強さを有しないので（５０ＭＰａ）、圧力下のガスを含有するための材料の悪い選定である。同様に、金属エンドキャップと溶融シリカとの間のエポキシ接着接合も、圧縮には強いが、張力がはるかにより弱い。この理由のため、特許文献１に説明されたもののような従来のコンデンサ体は、高圧での使用に適さない。
【００２９】
気密性コンデンサにおけるそのような高められた圧力を保持するために、壁４、エンドキャップ２、３、及び接合要素５、６の寸法及び材料は、指定された内圧に耐えるために張力において十分に強いものであるように選定される。アルミニウム又は他の金属がエンドキャップ２、３及び接合要素５、６のために使用され得る一方で、壁４は高周波動作においてさえ優れた絶縁体でなくてはならない。さまざまな高分子材料が壁４のための絶縁、多孔性、及び強度要件を満たすことが見出されている。例えば、ガラス繊維強化ポリマー（ＧＦＲＰ）又はバサルト強化ポリマー（ＢＦＲＰ）が好適であり得る。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が特に、あまり多孔性でないことに加えて、好適な剛性、引張強さ（１００ＭＰａ、若しくは強化されると１７０ＭＰａを超える）、及び絶縁性質を有することが見出されている。ＰＥＥＫはまた、その機械的性質が非常に等方的であるという追加の利点を有し、それは、それが材料内の任意の異方的なばらつきに起因する弱さの予想箇所を考慮するための大きな安全マージン（例えば、余分な厚み）の必要なしに要求された形状へと確実に形成され得ることを意味する。それはまた、低い熱膨張係数を有し、その構造的性質を高電圧無線周波コンデンサの動作で典型的に生じる温度に維持する。
【００３０】
ＰＥＥＫのさらなる利点は、それが材料の構造を弱めずに容易に機械加工され得ることである。これは、エンドキャップ２、３（又はそれらの接合要素５、６）と壁４との間の接合が、例えば、ねじ接続として実現されることを可能にする。気密性筐体が、エンドキャップを円筒形筐体壁４にねじ込むことにより迅速かつ容易に組み立てられ得るように、例えば、（例えばアルミニウムの）エンドキャップ２、３又はその接合要素５、６の外面上の雄ねじに対応する雌ねじが、筐体壁４の内面上に機械加工され得る。あるいは、壁４の外面上に雄ねじを、エンドキャップ２、３の内面上に雌ねじを有するように、ねじの配置が逆にされ得る。
【００３１】
コンデンサはかくして、３つという少ない個々のパーツ（体部４、及び、一体形成された電極を有する２つのエンドキャップ）を備え得ることにより、製造及び組み立てプロセスを著しく単純化する。このように、気密性な継手を同時に保証するのに十分な精度でねじ継手を機械加工すること、また、電極を互いに対するそれらの要求された交互配置位置に精確に設置することが可能である。
【００３２】
好適な密閉が、ガスケットにより、又は、組み立て中にねじに（例えば、硬化）密閉剤を塗布することにより、提供され得る。コンデンサが、好適な不活性ガス若しくはガスの混合物の高圧環境で組み立てられ得るか、又は、組み立てプロセスが、例えば弁によって、密閉された筐体にガスを充填するステップを備え得る。
【００３３】
ガスは、絶縁破壊放電の発生なしにコンデンサ１の高電圧動作を可能にする任意の好適な不活性ガスであり得る。例えば、乾燥した空気、又は、希ガス若しくは窒素若しくはそのようなガスの混合物の１つが使用され得る。窒素は、満足な結果を提供することが示されている。コンデンサにおけるガスの圧力は好ましくは６バール（６×１０５  Ｐａ）を上回るが、１０バール（１０×１０５  Ｐａ）又は１５バール（１５×１０５  Ｐａ）の圧力が有利に、より一層高い絶縁破壊電圧という結果を生じることが見出されている。
【００３４】
６バール（６×１０５  Ｐａ）（又は、１０バール（１０×１０５  Ｐａ）若しくは１５バール（１５×１０５  Ｐａ）若しくはそれ以上）の圧力を選択する理由が図２を参照して説明され得、図２は、本発明のコンデンサにおける誘電体としての使用に好適であり得るガス又はガスの混合物のためのパッシェン曲線の概略例を示す。曲線２０は、圧力Ｐのガス誘電体における電極間隙Ｄだけ分離させられた電極を有するデバイスのための絶縁破壊電圧ＶＢ（縦軸）間の関係を示す（積Ｐ×Ｄが横軸にプロットされている）。曲線の形状から理解され得るように、絶縁破壊電圧が最小（例えば、数百ボルト）であるＰ×Ｄの値が存在する。図示された例示的な曲線は、概略にすぎず、任意の特定の実際のガスの絶縁破壊挙動の厳密な値を表すように意図されていないが、この曲線において、最小絶縁破壊電圧は、電極間隙が１ｍｍである場合の約０．０１バール（０．０１×１０５  Ｐａ）のＰ×Ｄ値のところで発生する。この圧力を下回ると、例えば、斜線で示した領域２１において、絶縁破壊電圧は、減少する圧力に伴い急激に上昇する。この現象は、これらの低圧のガス分子の大幅に増大する平均自由行程（ＭＦＰ）によって説明され得る。高電圧真空コンデンサが動作するのは、１０−２バール×ｍｍ（１０−２×１０５  Ｐａ×ｍｍ）を下回るこの領域２１においてである。斜線で示した領域２１はかくして、真空コンデンサが例えば２０ｋＶといった指定された電圧２３を上回って動作し得るパッシェン曲線の領域を表す。これらの電圧で動作するために、Ｐ×Ｄ値は、約３×１０−２バール×ｍｍ（３×１０−２×１０５  Ｐａ×ｍｍ）を下回らなくてはならない。
【００３５】
しかしながら、図２から理解され得るように、指定された電圧２３を上回る動作を可能にするパッシェン曲線の別の領域２２が存在する。例示的なパッシェン曲線２０から理解され得るように、１０バール×ｍｍ（１０×１０５  Ｐａ×ｍｍ）より大きいＰ×Ｄ値がそのような動作のために必要とされる。１ｍｍの典型的な電極分離のために、これは、１０バール（１０×１０５  Ｐａ）のガス誘電体の圧力が必要とされるであろうことを意味する。あるいは、圧力が例えば５バール（５×１０５  Ｐａ）に減じられ得ると、電極間隔は２倍になる。しかしながら、電極間隔を２倍にすることは、キャパシタンスをおよそ半分にすると同時に、電極のために必要とされる体積を２倍より大きくする。半分になったキャパシタンスを補償するために、電極の面積が２倍にされ得る。しかしながら、これもまた、電極のために必要とされる体積を増大させる。かくして、所与のキャパシタンス値のためのコンデンサの体積は誘電体ガスの圧力を増大させることにより大幅に減じられ得ることが理解され得る。
【００３６】
実際、所与のキャパシタンスについて、１０バール（１０×１０５  Ｐａ）のコンデンサの体積は、同一のキャパシタンス値であるが５バール（５×１０５  Ｐａ）のガス誘電体を有するコンデンサの体積の４分の１未満であり得る。これらの関係は数学的に厳密ではないが、それらは、より高い圧力のガス誘電体を含むコンデンサがなぜ、より低い圧力のガス誘電体を有するコンデンサよりも非常に小さく作られ得るかを示すのに役立つ、ということに注意する。
【実施例１】
【００３７】
第１の実施例として、図１に示されている高圧ガスコンデンサは、５０ｍｍの内径、５２ｍｍの高さ（例えば、エンドキャップ２及び３の内面間の中心軸Ａ−Ａに沿った軸長）によって構築され得る。電極が、例えば２００ｐＦの固定キャパシタンスを与えるように構成される場合、コンデンサは、最大１５ｋＶの印加電圧で動作し得る。
【００３８】
ファクターＦが、関係Ｆ＝Ｕ×Ｃ／Ｖにしたがって計算され得る。
ここで、Ｕは、動作電圧（ｋＶ）であり、Ｃは、キャパシタンス（ｐＦ）であり、Ｖは、コンデンサの内部体積（ｍｍ３）である（体積量は、それが電極の面積に電極間隙を乗算したものにほぼ比例するので使用される）。
【００３９】
より大きな動作電圧要件、又はより大きなキャパシタンス、又はより小さなコンデンサ体積は各々、より高いＦの値を与えるであろう。５０ｍｍの内径を有する上記構成について、Ｆの値は約０．０３である。
【実施例２】
【００４０】
第２の実施例として、図１の高圧ガスコンデンサは、６０ｍｍの内径、５２ｍｍの高さ、及び２００ｐＦの固定キャパシタンスによって構築され得る。そのようなコンデンサは、最大１８ｋＶの印加電圧で動作し得、約０．０２５のＦの値を有する。
【実施例３】
【００４１】
第３の実施例として、図１の高圧ガスコンデンサは、７０ｍｍの内径、５２ｍｍの高さ、及び２００ｐＦの固定キャパシタンスによって構築され得る。そのようなコンデンサは、最大２０ｋＶの印加電圧で動作し得、約０．０２のＦの値を有する。
【００４２】
本発明の高電圧コンデンサは真空誘電体を使用しないので、例えばそれらのガス放出性質ゆえに、真空対応でない高分子又は他の材料を、使用することが可能である。例えば、６バール（６×１０５  Ｐａ）を上回る圧力のガス誘電体の使用は、高電圧コンデンサがはるかにより幅広い材料及び技法を使用して製造されることを可能にする。これは、例えば電極の設計において有用である。高周波で伝導は電極材料の外側の２０又は３０ミクロンで発生するのみであるので、ここで、銅、金、又は銀といった高導電性材料によってコーティングされた高分子又は他の非導電性若しくは低導電性材料から電極を作ることが可能である。プラスチック電極は、機械加工又はプレスされた金属の電極より容易にかつ安価で製造され得る。それらは、例えば光造形法を使用して作られ得る。電極上の金属コーティングは有利に、高周波で真空コンデンサの固体金属電極と同程度に良好な伝導を提供するのに十分な厚み（好ましくは、３０ミクロン以上）で作られ得る。
【図１ａ】
2016517175.tif 000003
【図１ｂ】
2016517175.tif 000004
【図１ｃ】
2016517175.tif 000005
【図２】
2016517175.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月18日(2015.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密性筐体（２、３、４）であってガス誘電体（１３）を含む気密性筐体（２、３、４）と、少なくとも２つのコンデンサ電極（１１、１２）とを備える、高電圧コンデンサ（１）であって、前記気密性筐体（２、３、４）における前記ガス誘電体（１３）の圧力が少なくとも６×１０５  Ｐａであることを特徴とする、高電圧コンデンサ（１）。
【請求項２】
前記気密性筐体（２、３、４）が、絶縁体部（４）と２つのエンドキャップ（２、３）とを備える、請求項１に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項３】
前記絶縁体部（４）が、少なくとも部分的に高分子材料で作られる、請求項２に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項４】
前記高分子材料がＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）であり、及び／又は、前記高分子材料が強化繊維によって強化される、請求項３に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項５】
前記圧力が、少なくとも１０×１０５  Ｐａ又は少なくとも１５×１０５  Ｐａである、請求項１から４の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項６】
前記気密性筐体（２、３、４）が、２５ｍｍと２００ｍｍとの間の軸長及び／又は３５ｍｍと１５０ｍｍとの間の直径を有する実質的に円筒形のチャンバを備える、請求項１から５の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項７】
前記コンデンサ（１）の絶縁破壊電圧が少なくとも１０ｋＶであり、及び／又は、前記コンデンサ（１）のキャパシタンスが５ｐＦと５０００ｐＦとの間である、請求項１から６の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項８】
前記電極（１１、１２）が、アルミニウム、又は、大部分がアルミニウムの合金で作られる、請求項１から７の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項９】
前記電極（１１、１２）が、高導電性材料によってコーティングされた非導電性又は低導電性材料を備える、請求項１から７の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１０】
前記電極（１１、１２）が、同心円筒として又は交互配置スパイラルとして形成される、請求項１から９の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１１】
前記エンドキャップ（２、３）の少なくとも１つが、金属の単一のブロックから前記電極（１１、１２）の少なくとも１つと連続的に形成される、請求項２から１０の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１２】
前記エンドキャップ（２、３）の少なくとも１つが、ねじ継手によって前記絶縁体部（４）に留められる、請求項２又は１１に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１３】
前記エンドキャップの少なくとも１つが、押し込み嵌合継手、差し込み嵌合によって、粘着剤によって、溶接によって、又は、ろう付け若しくははんだ付けによって、前記体部に留められる、請求項２から１２の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１４】
前記ガスは、空気、Ｎ２、及び／又は１つ以上の不活性ガスを備える、請求項１から１３の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１５】
Ｆと呼ばれる量は、０．０２より大きく、ここでＦ＝ＶＢ×Ｃ／Ｖであり、Ｖは、前記気密性筐体の内部体積（ｍｍ３）であり、Ｃは、前記コンデンサ（１）のキャパシタンス（ｐＦ）であり、ＶＢは、前記コンデンサ（１）の絶縁破壊電圧（ｋＶ）である、請求項１から１４の一項に記載の高電圧コンデンサ（１）。
【請求項１６】
請求項１に記載の高電圧コンデンサ（１）を製造する方法であって、前記気密性筐体（２、３、４）を組み立てる組み立てステップを備え、前記少なくとも６×１０５  Ｐａの圧力まで前記ガス誘電体（１３）を前記気密性筐体（２、３、４）に充填する加圧ステップによって特徴づけられる、方法。
【請求項１７】
前記気密性筐体（２、３、４）が、少なくとも部分的に高分子材料で作られる絶縁体（４）部を備え、前記高分子材料が強化繊維によって強化される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記圧力が、少なくとも１０×１０５  Ｐａ又は少なくとも１５×１０５  Ｐａである、請求項１６又は１７の一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記電極（１１、１２）が、アルミニウム、又は、大部分がアルミニウムの合金で作られる、請求項１６から１８の一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記電極（１１、１２）が、高導電性材料によってコーティングされた非導電性又は低導電性材料を備える、請求項１６から１９の一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記電極（１１、１２）が、プレス、スタンピング、成形によって、又は光造形法によって形成される、請求項１６から２０の一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記電極（１１、１２）が、同心円筒として又は交互配置スパイラルとして形成される、請求項１６から２１の一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記エンドキャップ（２、３）の少なくとも１つが、金属の単一のブロックから前記電極（１１、１２）の少なくとも１つと連続的に形成される、請求項１６から２２の一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記エンドキャップの少なくとも１つが、押し込み嵌合継手、差し込み嵌合によって、粘着剤によって、溶接によって、又は、ろう付け若しくははんだ付けによって、前記体部に留められる、請求項１６から２３の一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ガスは、空気、Ｎ２、及び／又は１つ以上の不活性ガスを備える、請求項１６から２４の一項に記載の方法。
【請求項２６】
Ｆと呼ばれる量は、０．０２より大きく、ここでＦ＝ＶＢ×Ｃ／Ｖであり、Ｖは、前記気密性筐体の内部体積（ｍｍ３）であり、Ｃは、前記コンデンサ（１）のキャパシタンス（ｐＦ）であり、ＶＢは、前記コンデンサ（１）の絶縁破壊電圧（ｋＶ）である、請求項１６から２５の一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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