ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОНДЕНСАТОР Российский патент 1995 года по МПК H01G4/00 

Качество высоковольтного кабеля, обычно используемого в системах электронного зажигания или в высоковольтных цепях двигателей внутреннего сгорания автомобилей или небольших электрогенераторов, зависит от состояния его металлической оболочки или внешнего пленочного покрытия. Повреждение поверхности кабеля возникает из-за ряда факторов, в число которых входят воздействие влаги, сырости, различных газов, химических веществ, физической вибрации, сила растяжения, величина радиуса изгиба и некачественная установка. В результате этого из-за плохой изоляции происходит падение напряжения и даже, когда кабель новый, флуктуация напряжения.

Одной из попыток решить данную проблему было создание устройства, которое уменьшало флуктуации электрического напряжения и стабилизировало электропитание путем подсоединения конденсатора к высоковольтной цепи. Однако данное устройство оказалось непрактичным. Так как устройство подключалось со стороны нагрузки, электрическая изоляция оказывалась плохой. Кроме того, данное устройство не могло быть подключено к существующим электрическим цепям, так как в случае увеличения электростатической емкости конденсатора оно становилось слишком громоздким.

Известны конденсаторы, секции которых сформированы путем зигзагообразно уложенного набора диэлектрических и фольговых полосок (Рение В.Т. Электрические конденсаторы. Л. Энергия, 1969, с.82, рис.43а).

Известны также конденсаторы, секции которых сформированы путем намотки ленточного набора поочередно наложенных одна на другую первой и второй полосок диэлектрика и фольги вокруг начальной части набора, причем секции размещены в корпусе (авт.св. СССР N 103105, кл. H 01 G 4/32, 1955).

Прототипом изобретения является конденсатор (авт.св. СССР N 1132310, кл. H 01 G 4/32, 1981), содержащий два слоя фольги и два диэлектрических слоя и имеющий форму полого цилиндра.

Недостатками известных конденсаторов являются их громоздкость и ненадежность.

Целью изобретения является изготовление конденсатора высокого напряжения, электростатическая емкость которого больше, чем емкость существующих высоковольтных конденсаторов. Предлагаемый конденсатор может быть легко присоединен к высоковольтному кабелю систем электрического зажигания или к высоковольтным цепям двигателей внутреннего сгорания автомобилей и генераторов двигателей.

Цель достигается тем, что высоковольтный конденсатор, полое цилиндрическое тело которого образовано путем намотки более одного раза структуры из чередующихся двух слоев металлической фольги и двух диэлектрических слоев, снабжен эластичной оболочкой, при этом диэлектрические слои выполнены гибкими, а структура образована путем складывания более одного раза чередующихся диэлектрических слоев и слоев металлической фольги так, что один из последних является наружным, отгибания края наружного слоя металлической фольги и помещения полученной структуры в эластичную оболочку.

Кроме того, конденсатор может быть снабжен выводом, подключенным к отогнутому краю наружного слоя металлической фольги, который при намотке также является наружным.

На фиг. 1 изображен конденсатор высокого напряжения, вид под углом; на фиг. 2 весь конденсатор в аксонометрии; на фиг.3 конденсатор высокого напряжения в аксонометрии, вариант; на фиг.4 еще один вариант конденсатора высокого напряжения; на фиг.5 конденсатор высокого напряжения в примере применения; на фиг.6 конденсатор для сетевого шнура с частичным разрезом; на фиг.7 конденсатор для штекера с частичным разрезом; на фиг.8 конденсатор для штекера с частичным разрезом, вариант.

Тело 1 высоковольтного конденсатора на фиг.1 состоит из слоев 2-5. Диэлектрический слой 4 и металлическая фольга 5 наложены друг на друга так, что металлическая фольга 5 является наружным слоем, когда все тело сложено более чем один раз. Диэлектрические слои выполнены гибкими.

На фиг. 2 показан конденсатор высокого напряжения, состоящий из тела 1, сложенного в более чем один слой и покрытого эластичной оболочкой 6.

На фиг.3 представлен конденсатор высокого напряжения, в котором диэлектрический слой 2, металлическая фольга 3, другой диэлектрический слой 4 и другая металлическая фольга 5 наложены обычным образом в более чем один слой и образуют тело 1. Тело 1 сложено или намотано более одного раза так, что металлическая фольга 5 является наружным слоем. Конец металлической фольги отогнут назад и плотно прижат в верхней центральной части тела, образуя край 7. Все тело покрыто эластичной облочкой 6.

На фиг. 4 металлическая фольга 5 соединена с выводом 8 и сложена более одного раза так, что металлическая фольга 5 является наружным слоем. Все тело покрыто эластичной облочкой 6.

На фиг. 5 показан пример применения простого конденсатора высокого напряжения. Тело 1 конденсатора изогнуто и сложено вокруг высоковольтного кабеля 9.

На фиг.6 дан конденсатор для сетевого шнура. Высоковольтный сетевой шнур 10 состоит из монтажного провода 11 и электрического изолятора 12. Оболочка 13 намотана с применением металлической фольги 3, диэлектрического слоя 4, металлической фольги 5 и диэлектрического слоя 2, которые наложены обычным образом. Один конец прочно закреплен для предотвращения перемещений вдоль и вокруг оси, в результате чего получается высоковольтный сетевой шнур 14 с конденсатором. Все тело покрыто оболочкой 6.

На фиг. 7 дан конденсатор для штекера. Штекер 15 вставлен в полую металлическую трубку 16, и один край металлической фольги 3 соединен с наружной частью полой металлической трубки 16. Диэлектрический слой 4, металлическая фольга 5, диэлектрический слой 2, металлическая фольга 17 и диэлектрический слой 18 намотаны в таком порядке вместе и прикреплены к наружной части металлической фольги 2. Все тело покрыто оболочкой 6.

На фиг.7 представлен пример, поясняющий, как можно увеличить емкость конденсатора, увеличив число слоев. Хотя обычно используются в конденсаторе два металлических слоя, в данном примере число слоев равно трем.

На фиг. 8 дан другой вариант конденсатора высокого напряжения для штекера. Штекер 15 вставлен в полую металлическую трубку 16. Полая металлическая трубка 16 вставлена в полую изолирующую трубку 19 и соединена с ней. По наружной части полой изолирующей трубки 19 намотаны сборные пластины. Металлическая фольга 3, диэлектрический слой 4, металлическая фольга 5 затем накладываютcя в данном порядке. Заземляющий вывод 8 соединен с металлической фольгой 5, а металлическая фольга 5 намотана с витками пластин изолятора 20. Все тело покрыто оболочкой 6.

Изобретение дает эффективные результаты, которые иллюстрируются на приводимом ниже примере практического применения.

Использован простой конденсатор высокого напряжения в высоковольтном кабеле системы зажигания двигателей автомобилей, небольших катеров и генераторов. Уменьшение падения напряжения и флуктуаций на зажимах свечей зажигания приводит к более мощным искровым разрядам и улучшает сгорание газов внутри двигателя. Кроме того, ускоряется запуск двигателя, быстрее осуществляется разгон, большая мощность развивается в крутящем моменте и при подъеме на уклон (увеличение мощности примерно равно такому увеличению, которое происходит при изменении передачи в трансмиссии). Уменьшается содержание СО, выхлопные газы становятся чище. На свечах остается меньше нагара, расход топлива снижается на 10-20%
При использовании конденсатора высокого напряжения в высоковольтном кабеле других электронных приборов также происходит уменьшение падения напряжения и флуктуаций, напряжение становится плавным и стабильным. Этот конденсатор высокого напряжения прост в эксплуатации и дает большую экономию энергии.

Сущность изобретения: полое цилиндрическое тело конденсатора образовано путем намотки более одного раза структуры из чередующихся двух слоев металлической фольги и двух диэлектрических слоев. Конденсатор снабжен эластичной оболочкой. Диэлектрические слои выполнены гибкими. Структура образована путем складывания более одного раза чередующихся диэлектрических слоев и слоев металлической фольги так, что один из последних является наружным, отгибания края наружного слоя металлической фольги и помещения полученной структуры в эластичную оболочку. 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОНДЕНСАТОР, полое цилиндрическое тело которого образовано путем намотки более одного раза структуры из чередующихся двух слоев металлической фольги и двух диэлектрических слоев, отличающийся тем, что он снабжен эластичной оболочкой, диэлектрические слои выполнены гибкими, а структура образована путем складывания более одного раза чередующихся диэлектрических слоев и слоев металлической фольги так, что один из последних является наружным, отгибания края наружного слоя металлической фольги и помещения полученной структуры в эластичную оболочку. 2. Конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен выводом, подключенным к отогнутому краю наружного слоя металлической фольги, который при намотке также является наружным.