Резистор Советский патент 1979 года по МПК H01C3/00 

Поглощение тепла в нем происходит за счет теплоемкости и скрытой теплоты плавления:

Q сфт((, - ,) + Q,

где Сф - удельная теплоемкость материала резистора с фазовым переходом; гПф- масса проводника с наполнителем.

Для предотвращения вытекания расплавленного наполнителя из трубки она должна быть герметизирована, например запаяна с двух сторон.

На фиг. 1 изображен предлагаемый резистор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - график изменения температуры резистора во времени.

Предлагаемый резистор содержит трубчатый проводник 1, обладающий электропроводностью и имеющий температуру плавления выще температуры плавления вещества 2, заполненный веществом 2, имеющим температуру фазового перехода от твердого состояния к жидкому ниже допустимой рабочей температуры проводника, и намотанный спиралью па каркас 3. Концы трубчатого проводника во избежание вытекания расплавленного вещества при температуре, равной или превышающей температуру его плавления, расплющены и пропаяны припоем 4. Для присоединения выводных концов к трубчатому проводнику в расплющенных его концах предусмотрены отверстия 5.

Устройство работает следующим образом.

При протекании электрического тока через проводник 1 происходит нагрев проводника 1 с находящимся в нем веществом 2 за счет их теплоемкости. По достижении ими температуры, равной температуре плавления пл вещества 2, рост температуры прекращается, и все поступающее тепло расходуется па расплавление вещества 2 до тех пор, пока вся масса вещества не перейдет в жидкое состояние. После этого происходит дальнейший нагрев проводника 1 с расплавленным веществом за счет их теплоемкости. При температуре t2, равной допустимой температуре проводника 1, но не превышающей температуру кипения расплавленного вещества 2, устройство должно быть выключено.

Затем происходит обратный процесс - остывание проводника 1 с расплавлеппым

веществом 2 от температуры tz до температуры /пл, переход вещества в твердое состояние и дальнейшее остывание проводника 1 с веществом 2 до исходной температуры ti или до любой температуры ниже ta,, после чего устройство вновь готово к поглощению следующего импульса тепла.

Наибольший эффект снижения веса резистора достигается применением материаланаполнителя с высокими теплофизическими характеристиками: удельной теплоемкостью и теплотой плавления.

Был произведен расчет резистора, где в качестве проводникового материала использован нихром, наиболее часто применяемый для высокоомных резисторов. В качестве наполпител-я использован гидрид лития (LiH), который плавится при температуре 650°С. 1 кг гидрида лития при нагреве от 0°С до 700°С поглощает за счет теплоемкости и теплоты плавления 3600 кДж тепла.

Расчет показал, что такой резистор с фазовым переходом, весящий 52 кг, способен поглотить количество тепла Q 35000 кДж, в то время как нихромовый резистор без фазового перехода того же веса поглотпт Q 16200 кДж. Для поглощения того же количества тепла Q 35000 кДж потребуется резистор из нихрома весом 110 кг.

Как видно пз приведенных данных, при правильном выборе вещества-наполнителя поглощаемое количество тепла в резисторе с фазовым переходом может быть увеличено более чем в 2 раза или соответственно снижен его вес более чем в 2 раза по сравнению с резистором без фазового перехода.

Формула изобретения

Резистор, состоящий из каркаса, на котором спирально намотан резистивный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения количества поглощаемой энергии, резистивный элемент выполнен в виде трубки, например из нихрома, заполненной веществом, имеющим температуру плавления ниже рабочей температуры резистивного элемента, например гидридом лития, концы трубки герметизированы. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 174250, кл. Н 01С 3/02.

2.Патент Великобритании № 1135639, кл. Н IS, 1968.

u2. г

ь-ь