JP2009099992A

JP2009099992A - 少なくとも１つのｐｔｃ抵抗を有する装置

Info

Publication number: JP2009099992A
Application number: JP2008267904A
Authority: JP
Inventors: Franz Feuerstein; フォイヤーシュタインフランツ
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2009-05-07
Also published as: CN101413718A; CA2640987C; EP2051561B1; EP2051561A1; DE102007049555A1; US20090121824A1; US8212647B2; RU2488983C2; CA2640987A1; RU2008140989A

Abstract

【課題】少なくとも１つのＰＴＣ抵抗を有し、ＰＴＣ抵抗に接続された少なくとも１つのＡＣ電源を有する装置を提供する。
【解決手段】ＰＴＣ抵抗は、前記ＰＴＣ抵抗の両端の電圧降下が４０Ｖ／ｍｍの値を超えないようなサイズで製造される。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも１つのＰＴＣ抵抗を有するデバイスに関する。

ＰＴＣ抵抗は、温度が上がるにつれ、その電気抵抗が大きくなるように作られた導電材料、又はそのような材料を有する部品として知られる。よってそのような材料は、正の温度係数を有する。

もしＰＴＣ抵抗がＡＣ電流で動作されるなら、ＰＴＣ抵抗は電流を歪ませることがあり得る。そのような電流歪みは、基本波の高調波を呈し得るので、多くの応用例については不要であり、又はそれらは限られた量だけが許される。特に航空におけるような移動体応用例においては高品質の機内電圧を提供することがとりわけ重要である。

したがって本発明の目的は、ＰＴＣ抵抗によって生じた電流歪みを許容できる程度に低減すること、又は電流歪みを完全に防ぐことによって、ほぼ、又は完全に歪みのない電流変化（current evolution）又は電圧変化（voltage evolution）が生じるようにすることにある。

この目的は、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。

よってＰＴＣ抵抗は、ＰＴＣ抵抗の両端の電圧降下が４０Ｖ／ｍｍの値を超えないようなサイズにされることで対応される。

印加される電圧が低いほど、ＰＴＣ抵抗が発生する高調波振動も少なくなるという認識が本発明の基礎となっている。したがって本発明によれば、ＰＴＣ抵抗の大きさ（厚さ又は長さ）当たり印加される電圧を制限すること、すなわち電圧パスの向きに沿って値を制限することで解決される。本発明によれば、この制限値は４０Ｖ／ｍｍにあることがわかった。好ましくはＰＴＣ抵抗は、ＰＴＣ抵抗の単位長さ又は単位厚さ当たり、ＰＴＣ抵抗の両端の電圧降下が３５Ｖ／ｍｍより大きくならないように、特に好ましくは３０Ｖ／ｍｍよりも大きくならないようなサイズにされる。このようにして、高調波のかなりの部分、特に基本発振の３次の高調波を低減することが可能である。

本発明の枠組みにおいて、単一の、又は複数のＰＴＣ抵抗の構成は、「ＰＴＣ抵抗」という語で理解されよう。よって例えば、比較的厚いＰＴＣ抵抗を用いること、又は複数のＰＴＣ抵抗を直列に接続することによって、ＰＴＣ抵抗の単位厚さ又は単位長さ当たりの電圧降下が所望の値に低減され得るようにすることが考えられる。

特定の応用例において本発明によれば、ＰＴＣ抵抗の所定の厚さについて印加される電圧が低減されることで、示される限界値を達成することができる。

上述のように本発明の実施形態は、直列に接続された複数のＰＴＣ抵抗素子からなるＰＴＣ抵抗からなる。

本発明のさらなる局面では、ＰＴＣ抵抗が、並列に接続された複数のＰＴＣ抵抗素子からなるようにも対応できる。このような構成は例えば、ＰＴＣ抵抗が加熱要素として働き、特定の熱放射最小表面が利用可能でなければならないときに必要でありえる。

本発明のこれら２つの実施形態を結合することも一般には可能であり、すなわち、直列に接続されたＰＴＣ抵抗素子及び並列に接続されたＰＴＣ抵抗素子からなるＰＴＣ抵抗を提供することも可能である。

本発明のさらなる実施形態では、装置は加熱装置である。

よってＰＴＣ抵抗は、好ましい実施形態において、加熱要素として、又は加熱装置の一部品として作られる。

オーム抵抗に対する優位性は、ＰＴＣ抵抗は、温度に依存して電気抵抗を変化させることによって、その増加した抵抗値に基づいて高過ぎる温度値が防げるという事実にある。

よって好ましくはＰＴＣ抵抗は、非線形抵抗変化を呈するようにされ、すなわちその抵抗は、温度が上昇するとそれには比例せずに増加するようにされる。

加熱装置は、１つ以上の熱伝達領域によって隣接される複数のＰＴＣ抵抗を備え得る。この点で、ＰＴＣ抵抗は、１つ以上の平板の形で作られ得る。

好ましくは熱伝達領域は、空気通路を通る流れの向きが、板状に作られたＰＴＣ抵抗の平面に平行に延びるように例えば構成される空気通路を有する。空気通路は、それぞれの場合においてＰＴＣ抵抗の両端において好ましくは延びる、薄層状又はリブ状構造によって形成されると想定され得る。

熱伝導表面は、好ましくは直接的に又は間接的にＰＴＣ抵抗（群）と接続される。

本発明は、請求項１から請求項１１のうちの１つによる１つ以上の装置を有するヒータにさらに関し、請求項１から請求項１１のうちの１つによる１つ以上の装置、及び／又は請求項１２による１つ以上のヒータを有する車両又は航空機にも関する。

本発明は、特に航空機における使用を考えるが、これはこの場合、本発明によって完全に又はほとんど防止され得る、機上ＡＣネットワークの電流歪みが特に不要だからである。

しかし本発明は、上記に限定されず、むしろ全ての他の使用領域、すなわち静止した応用例を含む。

本発明のさらなる詳細及び優位性は、図面に示される実施形態を参照してさらに詳細に説明される。

図１は、左側の図において、ＰＴＣ素子によって生じるＡＣ回路における電流歪みを示し、この歪みは、図１の右側の図のように、本発明によって許容できる程度に低減される。

図２は、異なる実施形態における本発明による加熱装置を参照番号１０によって示す。図２からわかるように、構成には、筐体１２と共に、その中に位置する挿入部２０が含まれる。

挿入部２０は、２つの熱伝達領域（heat transfer zones）４０の間にそれぞれ配置されるＰＴＣ抵抗３０を含む。熱伝達領域４０は、上下に重なる、空気が中を通る複数の隣接する通路を有する。図２からさらにわかるように、熱伝達領域４０のうちそれぞれの２つは、１つのＰＴＣ抵抗３０と隣接する。

加熱装置１０の接続及び電圧供給のそれぞれは、参照符号ＧＮＤ及び１５０ＶＡＣによってマークが付けられている。

図２からさらにわかるように、ここで示されるＰＴＣ抵抗は、６つのそれぞれのＰＴＣ抵抗素子３２からなり、そのそれぞれ２つは、直列に接続される。

全体的には、ＰＴＣ抵抗素子３２は、それぞれ３つのＰＴＣ石（PTC stones）つまりＰＴＣ抵抗素子３２を有する、２つの平行な列がお互い貼り合わせられてなる。よってこの実施形態によるＰＴＣ抵抗３０は、６つのＰＴＣ抵抗素子３２からなる。

ＰＴＣ抵抗素子３２は、例えば、ほぼ２ｍｍの厚さ、及びほぼ６ｍｍの幅を有し得る。これは当然のことながら本発明を限定しない、単なる特徴に過ぎない。

ＰＴＣ抵抗素子３２は、非線形抵抗変化（non-linear resistance evolution）を持つセラミック部品として作られ得る。

図３は、加熱されるべき空気又は加熱された空気のための入口開口部５２及び出口開口部５４を有するヒータ５０を示す。

図３の左側の図による２つの加熱装置１０は、空気の流れの向きを横切るように配置される。加熱装置１０は、空気の流れの向きに沿って直列に接続される。

図３の右側の図からわかるように、加熱装置１０のそれぞれは、複数の熱伝達領域４０と共に、それらの間にそれぞれ配置されるＰＴＣ抵抗３０を備える。

参照番号１４は、加熱要素１０の電気的接続を特徴付け、参照番号１６は、射出成形プロセスで製造された加熱要素１０の筐体を特徴付ける。同じことはヒータ５０の筐体についてもあてはまる。最後に参照番号１８は、加熱要素１０の固定のためのバネ要素を特徴付ける。

図３によるヒータ５０は、例えば、航空機の客室における、又は航空機のギャレー又はスタッフ共用室、保管スペースなどのような他のエリアにおける快適な環境条件を維持するために用いられえる。

本発明による電源の応用例の概略図である。ＰＴＣ抵抗を備える本発明によるＰＴＣ抵抗を持つ加熱装置の異なる図である。加熱装置と共に、その中に構成された２つの加熱装置を持つヒータの斜視図による概略図である。

Claims

少なくとも１つのＰＴＣ抵抗（３０）を有し、前記ＰＴＣ抵抗に接続された少なくとも１つのＡＣ電源を有する装置であって、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は、前記ＰＴＣ抵抗（３０）の両端の電圧降下が４０Ｖ／ｍｍの値を超えないようなサイズで製造されることを特徴とする装置。
請求項１に記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は、前記ＰＴＣ抵抗（３０）の両端の電圧降下が３５Ｖ／ｍｍの値を超えないようなサイズで製造されることを特徴とする装置。
請求項１又は２に記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は、前記ＰＴＣ抵抗の両端の電圧降下が３０Ｖ／ｍｍの値を超えないようなサイズで製造されることを特徴とする装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は、直列に接続された複数のＰＴＣ抵抗素子（３２）からなることを特徴とする装置。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は、並列に接続された複数のＰＴＣ抵抗素子（３２）からなることを特徴とする装置。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は、直列に接続され、かつ並列に接続されたＰＴＣ抵抗素子（３２）からなることを特徴とする装置。
請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置において、
前記装置は加熱装置（１０）であることを特徴とする装置。
請求項７に記載の装置において、
前記加熱装置（１０）は、１つ以上の熱伝達領域（４０）に接する複数のＰＴＣ抵抗（３０）を備えることを特徴とする装置。
請求項８に記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗（３０）は平板形状で作られることを特徴とする装置。
請求項８及び９のいずれか１つに記載の装置において、
前記熱伝達領域（４０）は、空気通路を通る流れの向きが平板形状で作られたＰＴＣ抵抗（３０）の平面に平行に延びるよう配置された空気通路を有することを特徴とする装置。
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の装置において、
前記ＰＴＣ抵抗は、セラミックＰＴＣ抵抗であることを特徴とする装置。
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装置による１つ以上の装置を有するヒータ（５０）。
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の１つ以上の装置及び／又は請求項１２に記載の１つ以上のヒータ（５０）を有する車両又は航空機。