JPS62238601A - 水冷式抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は例えば強制水冷によって冷却される半導体変換
装置に用いられる水冷式抵抗器に関するものである。

（従来の技術） 従来使用されている水冷式抵抗器の一例を図面を用いて
説明する。

第４図は従来の水冷式抵抗器の外形と一部断面図を示し
たものである。ニクロム線等の抵抗線１は、アルミナ等
の電気絶縁物で、高温に耐える材質を用いた筒状の電気
絶縁体２の表面に巻回されている。この筒状の電気絶縁
体２は、中空となっており、中空部に冷却水を流して抵
抗、＠ｉを冷却するものである。抵抗線１を保護しまた
抵抗線のずれの発生を防ぐため、エポキシ樹脂などの線
止め剤３を抵抗線１の表面に塗布する。筒状の電気絶縁
体２の中空部へ冷却水を導くためキャップ４を筒状の電
気絶縁体２の両端に固定する。このキャップ４は冷却配
管と接続するためのニップル部を有し、また例えばＯリ
ング５によって気密性をもたせている。このキャップ４
を筒状の電気絶縁体２に固定する方法としては、例えば
スタッド６を２つのキャップ間に設置し、キャップ４が
両側から筒状の電気絶縁体２をはさみつけるように方法
がとられている。キャップ４は機械的強度や加工性に優
れた材質であり且つ冷却水に対して腐蝕しないステンレ
ス鋼が主に用いられている。このキャップ４の電位は水
冷抵抗器の電気端子７の１端に電位固定線８により電位
固定される。かかる従来の水冷式抵抗器は冷却水をキャ
ップ４のニップルから導入し、筒状の電気絶縁体２の内
部に通水することにより抵抗線１を冷却している。

（発明が解決しようとする問題点） かかる従来の水冷式抵抗器においては、筒状の電気絶縁
体２の両端に固定される２つのキャップ４は抵抗器の端
子７の一方の電位となっている。

従って他の端子７とキャップ４とは所定の絶縁距離をと
る必要があり、その分だけ、抵抗線１をする距離が短く
なってしまう。そのため抵抗器全体が大形化していた。

又、筒状の電気絶縁体２の中空部全体に冷却水を通水し
ているため中心分の冷却水は何等冷却に寄与せず、単に
冷却水の増大を招いているにすぎなかった。このため、
冷却水を循環させるためのポンプの容量も大となる。

従って、本発明の目的は、前述の点に鑑みなされたもの
であって、小形でしかも冷却水流量が少量で充分な冷却
効果のある水冷式抵抗器を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前述の目的を達成するために、第１図に示す
ように、内部が中空で表面に抵抗線１を巻回した筒状の
電気絶縁体２と、前記電気絶縁体の中空部の両端に気密
に固定され、冷却配管を接続するためのニップル部を有
する金属製キャップ４と、前記電気絶縁体の中空部に電
気絶縁物からなるインサート９をその中心線が前記筒状
の電気絶縁体の中心線と一致するように一対のスペーサ
１０を介して固定し、冷却水が前記筒状の電気絶縁体の
内面と前記インサートの表面との間を流れるようにした
ことを特徴としたものである。

（作　用） 本発明によれば、ニップル部から導入される冷却水は、
筒状の電気絶縁体２の内面と、インサート９の表面との
間を流れるため少量の冷却水流量で充分な冷却効果が得
られ、又抵抗器の上下一対の端子７を、それぞれ電位固
定線８を介して上下のキャップ４に電位固定出来るため
、端子７とキャップ４との距離を短くすることができ、
その分端子７間の距離が長くなるため抵抗線１の巻回数
を増大出来るので抵抗器の小形化を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の１実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は１本発明の一例を示す外形図であり、一部はそ
の断面図として示している６尚、第４図と同一部には同
一符号を付しているので、その説明は省略する。

筒状の電気絶縁体２の表面に抵抗線１を巻回し、この抵
抗線１がずれないように抵抗線止め剤３を塗布し、更に
外部の電気機器と接続するための一対の端子７を設ける
。筒状の電気絶縁体２の両端には冷却配管を接続するた
めのニップル部を有する金属製キャップ４を例えばロー
付（１１）等の手段で気密に取り付ける。更に、筒状の
電気絶縁体２の中空部に電気絶縁物からなるインサート
９をその中心線が前記筒状の電気絶縁体２の中心線と一
致するように一対のスペーサ１０を介して固着する。

スペーサ１０の形状としては９例えば第２図（ａ）に平
面図、（ｂ）に側面図を示すように、円柱に溝を設けた
ものを使用する。尚、スペーサ１０と、インサート９と
は独立した部品としこれらを一体化した例を示している
が、インサート９自体の形状をスペーサ部を備えた形状
としてもよい。更に又、インサート９は第３図に示すよ
うに螺旋状の溝１２を設けることにより流量の均で化を
向上できる。

抵抗器の一対の端子７は、それぞれ電位固定線８を介し
て上下のキャップ４に電位固定される。

前述のように構成することによって、インサート９は絶
縁物なので両端のキャップ４が同電位になることなく、
従って各々のキャップ４は近接した端子７と同電位にす
ることができ、絶縁距離をとる必要がない。又、冷却水
は、筒状の電気絶縁体２の内面とインサート９の表面と
の間のすき間を流れるため、少量の冷却水で効率よく冷
却出来る。

第５図は、インサート９の断面積Ａｓｐと、抵抗線１の
温度上昇ΔＴｒとの関係を示した特性図である。

筒状の電気絶縁体２の断面積Ａｔとすると、ＡｓｐとＡ
ｔの比Ｒが大きくなると、抵抗器内の冷却水の流速が増
大し、従ってΔＴｒが減少する。第５図においてΔＴｒ
が右下りの傾向にあるのはこのためである。しかし、Ａ
ｓｐとＡｔの比が１．０に非常に近すいてくると、イン
サート９と筒状の電気絶縁体２の内面との間隔が小さく
なるため工作上の寸法誤差などの影響で冷却水流量の位
置による不均一が発生し結果としてΔＴｒの上昇を招く
。第５図においてΔＴｒがＲ＝１．０の近傍で急激に立
上っているのはこのためである。

一方冷却水の損失水頭Ｈは、Ｒを増加すると増加する。

Ｈは冷却水循環用ポンプの揚程能力に関係し、低い方が
好ましい。Ｒを増加すると冷却水が通過する断面積が減
少するためＨが増加する。

第５図においてＨがＲの増加とともに増加しているのは
そのためであり特にＲが１．０に近ずくと急激に増加す
る。

このように、ＲとしてはΔＴｒとＨを考慮して最適値が
存在する。最適値は筒状の電気絶縁体２、インサート９
の材料、組立上の寸法誤差、Ａｔの大きさなどに依存す
るが、実験的な検証の結果Ｒとしては０．６〜０．９の
範囲に実用上の最適値が存在することが判明した。

〔発明の効果〕

以上説明らか明らかなように本発明によれば、ω　キャ
ップ４と近接する端子７が同電位のため有効な抵抗線巻
回距離が長くとれるため形の水冷式抵抗器とすることが
出来る。

■　インサート９が冷却水を効率よく筒状の電気絶縁体
２の内面に導くため少量の冷却水流量で所定の冷却効果
が得られるため、冷却水流量が少量でも大容量の水冷式
抵抗器とすることが出来る。

■　少量の冷却水流量で所定の冷却効果が得られるため
、同一容量の水冷式抵抗器の場合は、冷却水循環用ポン
プの容量を小さく出来る。

【図面の簡単な説明】

！ ペーサ１０の一例を示す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は
側面図、第３図は第１図のインサート９の他の実施例を
示す図、第４図は一部断面図で示す従来の水冷式抵抗器
の外形図、第５図は本発明の詳細な説明するための特性
図である。 １・・・抵抗線　　　　　２・・・筒状の電気絶縁体３
・・・抵抗線止め剤　　４・・・キャップ７・・・端子
　　　　　　８・・・電位固定線９・・・インサート　
　　１０・・・スペーサ１１・・・ロー　　　　　　１
２・・・螺旋状溝代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第１図 （ユン ＜ｂ） 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内部が中空で表面に抵抗線を巻回した筒状の電気絶縁
   体と、前記電気絶縁体の中空部の両端に気密に国定され
   、冷却配管を接続するためのニップル部を有する金属製
   キャップと、前記電気絶縁体の中空部に電気絶縁物から
   なるインサートをその中心線が前記筒状の電気絶縁体の
   中心線と一致するように一対のスペーサを介して固定し
   、冷却水が前記筒状の電気絶縁体の内面と前記インサー
   トの表面との間を流れるようにした水冷式抵抗器。