JPH06217522A - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コイルに発生した熱を効率よくダクトに伝え、
コイルの温度上昇を低くする。 【構成】積層鉄心ブロック１および固定子コイル２を収
納するケーシング９に前記積層鉄心ブロック１に対して
鉄心ガイド12を設け、この鉄心ガイド12にばね内蔵鉄心
押え板13を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電性流体に外部から進
行磁場を与えて該流体に誘導電流を誘起させ、この誘導
電流と外部磁場の相互作用によりポンピング作用を起こ
させる三相交流誘導形電磁ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】三相誘導形電磁ポンプは三相交流巻線を
電磁ポンプの流れの方向に各相の順に分布させて配置
し、この巻線に三相交流を流すと流体の流れの方向に進
行磁界が発生する。この進行磁界が誘導性流体のあるダ
クトの中にも通るようにしてあると、フレミングの右手
の法則により流体中に電圧が誘起され、それによって誘
導電流が流れる。

【０００３】この誘導電流と進行磁界の一部の成分とが
作用して電磁力となり、流体が流れるように力を受ける
ことによりポンプとして働くことになる。この電磁力は
誘導電動機におけるトルク，リニアモータにおける推力
と同じである。三相誘導形電磁ポンプは構造上大別して
(1)フラット リニア電磁ポンプ、 (2)アニュラ リニ
ア形電磁ポンプの２種類に分けられる。本発明はそのう
ちのアニュラ リニア形電磁ポンプに関するものであ
り、以下その構造について説明する。

【０００４】アニュラ リニア形電磁ポンプは流路断面
が環状であることからＡＬＩＰ（Annular Linear Induc
tion Pump の略）と呼ばれている。ダクト構造の信頼
性，安全性が高いので、近年主流となっている電磁ポン
プである。図５にＡＬＩＰの基本的な構造を示す。構造
上の特長としては次のような点が挙げられる。 (1) 導電性流体を流すダクトは外側ダクト４と内側ダク
ト５によって同心二重管構造となっており、流体が流れ
るアニュラス流路３を形作っている。

【０００５】(2) 固定子には交流磁場の磁気回路を形成
するためスロットを有した鉄心を周方向に積み重ねた積
層鉄心ブロック１を外側ダクト４の外側に複数個周方向
に配置してある。この場合、積層面がダクトに向いてさ
らにスロットが内側にくるようにして鉄心全体が放射状
となるようにしてある。このスロット内にはリング状の
固定子コイル２が配置されている。コイルは軸方向に多
数配置され三相交流電流が進行磁場を作るように結線さ
れている。 (3) 内側ダクト５の内部には磁気回路を形成するための
積層内部鉄心６が納められている。 (4) 流体は入口７から電磁ポンプ内に入りアニュラス流
路３を流れながら圧力が誘起され出口８から出ていく。 (5) 固定子コイル２は外部に設けられたファンによって
循環するガスで冷却されている。

【０００６】近年電磁ポンプの大容量化および設置場所
の制限をなくし電磁ポンプを使用したプラントのより設
計向上を目指すため電磁ポンプをよりコンパクト化し、
さらにこの電磁ポンプを設置場所を節約しプラント全体
の利点を出すために流体内に浸漬して運転することが要
求されてきた。以上の要求を満たす方法としてはコイル
を従来のように強制ガス冷却で冷却するのではなく、冷
却ガスを循環させない外被表面冷却とする必要がある。
このようにすると以下の多くの利点がある。 (1) 冷却ガスを循環させるスペースが省略でき外形寸法
が小さくできる。 (2) 冷却ガスを循環させるための外部装置が不要とな
る。 (3) 冷却ガスを本体と外部装置の間を循環させるための
配管が不要となるので浸漬型としては大きな利点があ
る。

【０００７】(4) また外被表面冷却とすると、ある程度
の大容量機になった場合、従来機ではできなかった内部
鉄心にもコイルを配置できるので、さらに電磁ポンプの
出力が増大し、よりコンパクトにできるようになる。

【０００８】外被表面冷却とした場合、コイルで発生す
る熱損失はコイルから鉄心に伝達させ、鉄心からダクト
またはフレームに伝達させて流体内に熱を逃がす必要が
ある。したがって、コイルから流体まで熱抵抗をできる
だけ小さくすることが重要であり、そのためにそれらの
構造物は運転時に相互に接触しているようにすることが
ポイントとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、できる
だけ電磁ポンプの出力を大きくするにはコイルに多くの
電流を流す。このためコイルの温度上昇はできるだけ低
くする必要がある。また一般に導電性流体は温度の高い
ものを利用することが多いので、これに浸漬する電磁ポ
ンプは高温の状態で運転されることになる。

【００１０】電磁ポンプは室温で組み立てられ、最大 6
00℃以下の種々の温度で運転される。したがって、この
如何なる温度においても各構造物間での熱膨脹差による
ストレスを受けないようにしてコイルに発生した熱を効
率よく流体に逃がす必要がある。

【００１１】このような電磁ポンプでポンプ容量の大容
量化およびコンパクト化を図る場合、発熱部となってい
る固定子コイルに発生する熱を効率よく流体に逃がすこ
とによって固定子コイルに流す電流をできるだけ多くす
ることがポイントになる。

【００１２】従来の電磁ポンプにおいては、コイルで発
生した熱はブロックを介して外側ダクトに伝えられ、外
側ダクトから導電性液体中に移送される。ところがダク
トと積層鉄心ブロックとの間に熱伸び差を逃げるために
ギャップが必要であり、このギャップが熱伝達を低下さ
せ、コイルに発生した熱を効率よく流体に逃がすことが
できない課題があった。また前記ギャップを設けるため
に、積層鉄心ブロックを支持することが難しかった。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、固定子コイル部内で発生した熱を外部へ効率
よく放散させることができるとともに熱回収の効率がよ
くポンプ効率が改善された電磁ポンプを提供することに
ある。また、積層鉄心ブロックの支持を容易にできる電
磁ポンプを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は外側ダクトと内
側ダクトとの間に形成されるアニュラス流路に導電性流
体を流す二重円筒ダクトと、この二重円筒ダクトの外周
上に配置したスロットを有する複数の積層鉄心ブロック
と、この積層鉄心ブロックのスロットに配置された前記
導電性流体が存在する前記アニュラス流路に進行磁場を
作るための三相交流電流を流す多数の固定子コイルとか
らなる電磁ポンプにおいて、前記積層鉄心ブロックおよ
び固定子コイルを収納するケーシングに前記各積層鉄心
ブロックに対して鉄心ガイドを設け、この鉄心ガイドに
ばね内蔵の鉄心押え板または板ばねを設けたことを特徴
とする。

【００１５】

【作用】ばね内蔵の鉄心押え板または板ばねにより積層
鉄心ブロックとダクトが常時密着する。これによって固
定子コイル部内で発生した熱を効率よく流体へ放散させ
ることができる。この結果、固定子コイル部内で発生し
た熱を導電性流体中に回収し、ポンプの効率を向上させ
ることができる。また鉄心ガイドの下部に鉄心受けを設
けることにより積層鉄心ブロックの支持が容易になる。

【００１６】

【実施例】図１および図２を参照しながら本発明に係る
電磁ポンプの第１の実施例を説明する。なお、図１は電
磁ポンプの構成を示す縦断面図、図２は横断面図であ
る。

【００１７】すなわち、符号１で示す複数の積層鉄心ブ
ロックはケーシング９内に円周方向にほぼ等間隔で配置
されており、この積層鉄心ブロック１の内部には固定子
コイル２が軸方向に多数配置されている。

【００１８】積層鉄心ブロック１内にはアニュラス流路
３を形成する外側ダクト４と内側ダクト５が二重円筒ダ
クト構造となって配設されている。内側ダクト５内には
内部鉄心６が挿入されている。

【００１９】アニュラス流路３の下側は導電性流体が流
入する流体入口７で上側は流体出口８となっている。ま
た、ケーシング９には各積層鉄心ブロック１ごとに鉄心
ガイド12が設置されており、この鉄心ガイド12の溝には
縦方向にほぼ等間隔で鉄心押え板13が配置されている。

【００２０】鉄心ガイド12にはケーシング９内に組立後
の積層鉄心ブロック１の挿入を容易にするために積層鉄
心ブロック１の上部からケーシング９の上部にかけて傾
斜を設けてあり、下部には積層鉄心ブロック１を支持す
るための鉄心受け15が設けられている。

【００２１】鉄心押え板13部での積層鉄心ブロック１の
挿入，引抜きを容易にするために鉄心挿入ガイド14が設
けられている。ケーシング９内には不活性ガスが充填さ
れて不活性ガス雰囲気11となっており、この状態で流体
内に浸漬され、上部は流体液面10より若干突出してい
る。なお、内側ダクト５と内部鉄心６との関係は従来の
構造と同様であるのでその説明は省略する。

【００２２】次に図３および図４により本発明の第２の
実施例を説明する。この第２の実施例が前記第１の実施
例と異なる点は鉄心ガイド12の溝に板ばね16を設けたこ
とにある。その他の部分は前記実施例と同様であるので
その説明は省略する。本実施例は第１の実施例の作用効
果と同様であるが、ポンプの組立が容易で構造が簡単に
なる利点がある。

【００２３】しかして、上記第１および第２の実施例に
係る電磁ポンプにおいて、固定子コイル２に発生した熱
は積層鉄心ブロック１と外側ダクト４とを鉄心押え板13
または板ばね16により常時密着させることが可能にな
り、外側ダクト４を介して流体に効率よく回収され、固
定子コイル２の発熱量を大きくすることができ、小型大
容量の電磁ポンプを構成することができる。また鉄心ガ
イド12に鉄心受け15等を設けることにより、積層鉄心ブ
ロックの支持が容易となる。

【００２４】なお、上記各実施例において鉄心押え板を
分割して設け、鉄心挿入ガイドを設けることができる。
また、板ばねを分割することもできる。さらに鉄心ガイ
ドに積層鉄心ブロックの上部からケーシング上部にかけ
て傾斜を設けることができる。また、鉄心ガイドの下部
に鉄心受けを設けることもできる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、鉄心とダクトが常時密
着することによってコイルに発生した熱を効率よく鉄
心，ダクト，液体ナトリウムに放散させることができ、
コイルの温度上昇を低くできる。また、鉄心ガイドによ
り、積層鉄心ブロックの支持を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁ポンプの第１の実施例を示す
縦断面図。

【図２】図１における横断面図。

【図３】本発明に係る電磁ポンプの第２の実施例を示す
縦断面図。

【図４】図３における横断面図。

【図５】従来の電磁ポンプを一部切欠して示す斜視図。

【符号の説明】

１…積層鉄心ブロック、２…固定子コイル、３…アニュ
ラス流路、４…外側ダクト、５…内側ダクト、６…内部
鉄心、７…流体入口、８…流体出口、９…ケーシング、
10…流体液面、11…不活性ガス雰囲気、12…鉄心ガイ
ド、13…ばね内蔵鉄心押え板、14…鉄心挿入ガイド、15
…鉄心受け、16…板ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側ダクトと内側ダクトとの間に形成さ
   れるアニュラス流路に導電性流体を流す二重円筒ダクト
   と、この二重円筒ダクトの外周上に配置したスロットを
   有する複数の積層鉄心ブロックと、この積層鉄心ブロッ
   クのスロットに配置された前記導電性流体が存在する前
   記アニュラス流路に進行磁場を作るための三相交流電流
   を流す多数の固定子コイルとからなる電磁ポンプにおい
   て、前記積層鉄心ブロックおよび固定子コイルを収納す
   るケーシングに前記各積層鉄心ブロックに対して鉄心ガ
   イドを設け、この鉄心ガイドにばね内蔵の鉄心押え板ま
   たは板ばねを設けたことを特徴とする電磁ポンプ。