УСТРОЙСТВО ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ С ОДНИМ РЕЗИСТОРОМ ПТК Российский патент 2013 года по МПК H05B1/02 

Настоящее изобретение относится к устройству, имеющему, по меньшей мере, один резистор РСТ (ПТК, положительный температурный коэффициент сопротивления).

Под резистором ПТК следует понимать электропроводный материал или компонент, изготовленный из материала такого, что его электрическое сопротивление повышается при повышении температуры. Такие материалы, таким образом, имеют положительный температурный коэффициент сопротивления.

При работе резисторов ПТК с переменным током возникает вероятность искажения ими тока. Такие искажения тока, которые могут представлять гармонику основной волной, являются нежелательными в целом ряде применений, или они допустимы только в ограниченной степени. В частности, особо важно обеспечить высокое качество напряжения на борту подвижных устройств, например, в аэронавтике.

Цель настоящего изобретения поэтому состоит в уменьшении искажения тока, связанного с резистором ПТК, до приемлемой степени или предотвращении его полностью таким образом, чтобы в значительной степени или полностью было получено неискаженное изменение тока или напряжения.

Эта цель решается с помощью устройства, имеющего свойства по п.1 формулы изобретения.

Соответственно, было установлено, что резистор ПТК должен иметь такие размеры, чтобы падение напряжения на резисторе ПТК не превышало значение 40 В/мм.

Таким образом, в настоящем изобретении определили, что чем ниже приложенное напряжение, тем меньше гармонических колебаний формирует резистор ПТК. Таким образом, определили, что в соответствии с настоящим изобретением необходимо ограничить величину приложенного напряжения на размер (толщину или длину) резистора ПТК, то есть в направлении падения напряжения, до предельного значения. В соответствии с изобретением определили, что это предельное значение составляет 40 В/мм. Резистор ПТК предпочтительно имеет такие размеры, что падение напряжения на резисторе ПТК составляет не больше, чем 35 В/мм и, особенно предпочтительно, не более чем 30 В/мм для единицы длины или единицы толщины резистора ПТК. Таким образом, становится возможным существенно уменьшить долю гармоник, в частности 3-й гармоники, в основных колебаниях.

В пределах настоящего изобретения под термином "резистор ПТК" следует понимать связанный компонент или также компоновку из множества компонентов-резисторов ПТК. Таким образом, например, возможно использование относительно толстого резистора ПТК или множества последовательно соединенных резисторов ПТК, которые, в конечном итоге, позволяют получить в результате падение напряжения на единицу толщины или единицу длины резистора ПТК, уменьшенное до требуемого значения.

Если это возможно в определенных приложениях, в соответствии с настоящим изобретением можно получить указанное предельное значение в результате уменьшения приложенного напряжения при существующей толщине резистора ПТК.

Как указано выше, вариант выполнения настоящего изобретения состоит из резистора ПТК, составленного из множества элементов-резисторов ПТК, соединенных последовательно.

В дополнительном аспекте изобретения предусмотрено, что резистор ПТК выполнен из множества элементов-резисторов ПТК, соединенных параллельно. Такая компоновка, например, может быть необходимой, когда резистор ПТК используется как нагревательный элемент, и необходимо обеспечить определенную минимальную поверхность, излучающую тепло.

Обычно также возможно комбинировать эти два варианта воплощения изобретения, то есть получить резистор ПТК, который составлен из элементов-резисторов ПТК, соединенных как последовательно, так и параллельно.

В дополнительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что устройство представляет собой нагревательное устройство.

Резистор ПТК, таким образом, выполнен как нагревательный элемент или как компонент нагревательного устройства, в предпочтительном варианте воплощения.

Преимущество омических резисторов состоит в том, что резисторы ПТК изменяют электрическое сопротивление в зависимости от температуры так, что достижение слишком высокого значения температуры предотвращается из-за этого увеличенного значения сопротивления.

Таким образом, предусматривается, что резистор ПТК проявляет нелинейное изменение сопротивления, то есть его сопротивление увеличивается непропорционально повышению температуры.

Нагревательное устройство может содержать множество резисторов ПТК, расположенных рядом с одной или более областями передачи тепла. При этом резистор ПТК может быть выполнен в форме одной или более пластин.

Зоны передачи тепла, предпочтительно, имеют воздушные каналы, которые, например, расположены таким образом, что направление потока через воздушные каналы идет параллельно плоскости резисторов ПТК, выполненных в форме пластины. Предусматривается возможность формирования воздушных каналов в виде пластинчатых структур или структур с ребрами, которые предпочтительно проходят в каждом случае с обеих сторон резистора ПТК.

Поверхности передачи тепла предпочтительно находятся в непосредственном или опосредованном соединении с резистором (резисторами) ПТК.

Кроме того, изобретение относится к нагревателю, имеющему одно или больше устройств в соответствии с одним из пунктов 1-11 формулы изобретения, а также к наземному транспортному средству или самолету, имеющему одно или более устройств в соответствии с одним из пунктов 1-11 формулы изобретения и/или имеющему один или более нагревателей в соответствии с п.12 формулы изобретения.

Настоящее изобретение, в частности, представляет интерес для использования в самолетах, поскольку в этом случае искажения тока бортовой сети переменного тока особенно нежелательны, и они могут быть полностью или в значительной степени предотвращены при использовании настоящего изобретения.

Однако настоящее изобретение не ограничено этим, а также включает в себя все другие области использования, то есть стационарные варианты применения.

Другие подробности и преимущества изобретения поясняются более детально со ссылкой на вариант воплощения, показанный на чертежах. На которых показаны:

фиг.1: схематическое представление уменьшения искажений электропитания в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2: различные виды нагревательного устройства с резисторами ПТК, в соответствии с настоящим изобретением, содержащие элементы-резисторы ПТК; и

фиг.3: схематическое представление схемы нагревателя с двумя нагревательными устройствами, установленным в нем, а также нагревательного устройства, представленного в виде в перспективе.

На фиг.1 с левой стороны показаны искажения тока в цепи переменного тока, полученные в результате применения элементов ПТК, и которые уменьшены до приемлемой степени в соответствии с настоящим изобретение, как показано с правой стороны на фиг.1.

На фиг.2 позицией 10 обозначено нагревательное устройство в соответствии с настоящим изобретением в разных вариантах воплощения. Как можно видеть на фиг.2, компоновка содержит корпус 12, а также вставку 20, установленную в нем.

Вставка 20 состоит из резисторов ПТК 30, каждый из которых установлен между двумя зонами 40 передачи тепла. Зона 40 передачи тепла имеет множество расположенных рядом друг с другом каналов, размещенных друг над другом для протока воздуха через них. Как также можно видеть на фиг.2, соответствующие две из зон 40 передачи тепла примыкают к одному резистору ПТК 30.

Соединения и контакты подачи напряжения, соответственно, к нагревательному устройству 10 помечены символами позиций GND и 150 В переменного напряжения.

Как также можно видеть на фиг.2, резисторы ПТК в представленном варианте воплощения состоят из шести соответствующих элементов-резисторов ПТК 32, в которых соответствующие два элемента соединены последовательно.

В общем, элемент-резистор ПТК 32 состоит из двух параллельных рядов, расположенных один на другом, имеющих соответствующие три пластины ПТК или три элемента-резистора ПТК 32. Резистор ПТК 30 в соответствии с вариантами воплощения, таким образом, состоит из шести элементов-резисторов ПТК 32.

Элементы-резисторы ПТК 32 могут, например, иметь толщину приблизительно 2 мм и ширину приблизительно 6 мм. Это, естественно, лишь признак, не ограничивающий изобретение.

Элементы-резисторы ПТК 32 могут быть изготовлены как керамические компоненты с нелинейным изменением сопротивления.

На фиг.3 показан нагреватель 50, имеющий входное отверстие 52 и выходное отверстие 54 для воздуха, предназначенного для нагрева или нагреваемого.

Два нагревательных устройства 10, показанные с правой стороны на фиг.3, расположены поперечно направлению потока воздуха. Нагревательные устройства 10 соединены последовательно в направлении потока воздуха.

Как можно видеть с правой стороны на фиг.3, каждое из нагревательных устройств 10 содержит множество зон 40 передачи тепла, а также резисторы ПТК 30, соответственно, установленные между ними.

Позицией 14 обозначены электрические соединения нагревательного элемента 10, и позицией 16 обозначен корпус нагревательного элемента 10, который был сформирован с использованием процесса формования под давлением. То же, соответственно, относится к корпусу нагревателя 50. Наконец, позицией 18 обозначен элемент пружины, предназначенный для фиксации нагревательного элемента 10.

Нагреватель 50 в соответствии с фиг.3, можно использовать, например, для поддержания приятных окружающих условий в пассажирском салоне самолета или также в других областях, таких как кухня или комната отдыха экипажа, места для хранения и т.д. в самолете.

Настоящее изобретение относится к нагревательному устройству (10), а также наземному транспортному средству или самолету, содержащему одно или множество нагревательных устройств (10), содержащему множество резисторов ПТК (30) и по меньшей мере один источник переменного напряжения, подключенный к резисторам ПТК, при этом резисторы ПТК (30) имеют такие размеры, что падение напряжения на резисторе ПТК (30) не превышает значение 40 В/мм, резисторы ПТК (30) примыкают к одной или больше зонам (40) передачи тепла, причем зоны (40) передачи тепла содержат множество примыкающих воздушных каналов. Изобретение обеспечивает уменьшение искажения тока, связанного с резистором ПТК. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Нагревательное устройство (10), содержащее множество резисторов ПТК (30) и по меньшей мере один источник переменного напряжения, подключенный к резисторам ПТК, при этом резисторы ПТК (30) имеют такие размеры, что падение напряжения на резисторе ПТК (30) не превышает значение 40 В/мм, резисторы ПТК (30) примыкают к одной или больше зонам (40) передачи тепла, причем зоны (40) передачи тепла содержат множество примыкающих воздушных каналов.

2. Нагревательное устройство по п.1, отличающееся тем, что резистор ПТК (30) имеет такие размеры, что падение напряжения на резисторе ПТК (30) не превышает значение 35 В/мм.

3. Нагревательное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что резистор ПТК (30) имеет такие размеры, что падение напряжения на резисторе ПТК (30) не превышает значение 30 В/мм.

4. Нагревательное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что резистор ПТК (30) состоит из множества элементов-резисторов ПТК (32), соединенных последовательно.

5. Нагревательное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что резистор ПТК (30) состоит из множества элементов-резисторов ПТК, соединенных параллельно.

6. Нагревательное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что резистор ПТК (30) состоит из элементов-резисторов ПТК (32), соединенных как последовательно, так и параллельно.

7. Нагревательное устройство по п.1, отличающееся тем, что резисторы ПТК (30) выполнены в форме пластины.

8. Нагревательное устройство по п.7, отличающееся тем, что воздушные каналы в зонах (40) передачи тепла расположены таким образом, что направление потока через воздушные каналы проходит параллельно плоскости резисторов ПТК (30), выполненных в форме пластины.

9. Нагревательное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что резистор ПТК представляет собой керамический резистор ПТК.

10. Нагреватель (50), содержащий одно или более нагревательных устройств по любому из пп.1-9.

11. Наземное транспортное средство или самолет, содержащее одно или более нагревательных устройств по любому из пп.1-9 и/или содержащее один или более нагревателей (50) по п.10.