JPH0965642A - 電磁ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固定子コイルと積層鉄心からの放熱効率の向上
と、積層鉄心と外側ダクトとの熱膨張差の吸収と、を共
に図る。 【解決手段】外側ダクト３とその内部に内蔵される内側
ダクト４とで画成される環状流路６に導電性流体を流す
二重ダクトと、外側ダクト３の外周側に配設される複数
の積層鉄心７と、積層鉄心７の外側ダクト３側の端部に
形成されたスロット内に収納されて、形成する進行磁界
により導電性流体を駆動する固定子コイル１０と、少な
くとも二重ダクト、積層鉄心７および固定子コイル１０
を内包するケーシング１４と、積層鉄心７を支持する一
方、ケーシング１４に支持される鉄心固定具２１と、鉄
心固定具２１と積層鉄心７との間、または鉄心固定具２
１とケーシング１４との間に介在されて、積層鉄心７の
内周面を外側ダクト３の外周面に弾性的に押圧して接触
させる板バネ２２を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は導電性流体に外部か
ら進行磁場を与えて、この導電性流体に誘導電流を誘起
させるとともに、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電磁ポンプに係り、高
速増殖炉の冷却材ナトリウムや核融合炉のリシウムの循
環ポンプや電磁冶金の液体金属の移送ポンプ等に好適な
電磁ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、三相誘導型の電磁ポンプは、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、この三相交流巻線に三相交流電流を流し
て、この電流の流れの方向に進行磁界を発生させ、この
進行磁界を導電性流体の存在するダクトの中を通す。す
ると、フレミングの右手の法則により導電性流体中に電
圧が誘起され、これによって誘導電流が流れる。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、導電性流体を流すように力を受けることからポンプ
として作用する。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。

【０００３】この三層誘導型の電磁ポンプは、構造上大
別してフラット・リニア型電磁ポンプと、アニュラ・リ
ニア型電磁ポンプとの２種類に分けられる。本発明の電
磁ポンプはこの内のアニュラ・リニア型電磁ポンプの改
良に関するものであり、このアニュラ・リニア型電磁ポ
ンプは、流体の流路断面が環状であることから、ＡＬＩ
Ｐ（Annular Linear Induction Pump ）と呼ばれ、ダク
ト構造の信頼性、安全性の高いことから、大容量ポンプ
や、高い信頼性が要求される導電性流体のポンプとして
採用されている。

【０００４】上記ＡＬＩＰの基本的な構造を図１４に示
す。この電磁ポンプ１は矢印で示す例えば液体金属ナト
リウムなどの導電性流体２を吸込口から吐出口へ圧送す
るために、外側ダクト３および内側ダクト４により同心
の二重管構造の二重ダクト５を構成し、この外内ダクト
３，４により画成された環状のアニュラス流路６を形成
し、このアニュラス流路６に導電性流体を流すようにな
っている。

【０００５】外側ダクト３の外側には複数枚の電気鉄板
を遠心方向に積み重ねた積層鉄心７の複数を、直径方向
に間隙８を置いて周方向に等配し、各積層鉄心７に形成
した複数のスロット９内には環状の固定子コイル（ステ
ータ）１０を嵌合固定し、交流磁場の磁気回路を形成し
ている。この場合、積層鉄心７は、スロット９と固定子
コイル１０とが内側（外側ダクト３側）に位置するよう
に全体が放射状に設けられている。この固定子コイル１
０は外側ダクト３の軸方向に多数配置されて、三相交流
電流が進行磁場を作るように結線されている。

【０００６】そして、内側ダクト４の内部には磁気回路
を形成するための内部鉄心１１が収納されている。これ
により、導電性流体２が吸込口である流体入口１２から
アニュラス流路６を流れながら進行磁界を受けて電圧が
誘起されて吐出口である流体出口１３から外部へ圧送さ
れる。

【０００７】なお、この電磁ポンプ１の大容量化とコン
パクト化とを図る場合はこの内部鉄心１１にも内部固定
子コイルを配置し、外側の固定子コイル１０と両側のコ
イルにて励磁することで、進行磁界を増強してポンプ力
を増強させてもよい。

【０００８】また、近年、電磁ポンプ１を大容量化し
て、高速炉の主循環系の循環ポンプとして、採用する配
慮が検討されており、このための重要な要求項目として
は、内側ダクト４の内側にも、固定子コイルに代えて電
磁コイルを配置するダブルステータ化による電磁ポンプ
の小型化のほかに、電磁ポンプ１の運転効率向上が重要
な要求とされている。また、ケーシング１４により、電
磁ポンプ１の全体を密封被覆し、導電性流体中に浸漬し
て使用される場合もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな一般的な電磁ポンプ１では、外側ダクト３の外周面
と、これに対向する積層鉄心７の内周側先端面との間に
間隙８を設けているので、固定子コイル１０と積層鉄心
７の発熱の伝導が間隙８により阻害され、外側ダクト３
に熱伝導させる熱伝導効率が低い。そのために、この外
側ダクト３の内側の環状流路６を流れる液体金属ナトリ
ウム等の導電性流体２に放熱せしめる放熱効率が低いと
いう課題がある。

【００１０】そこで、仮にこの積層鉄心７の内周側先端
面を外側ダクト３の外周面に単に固着させる場合には、
上記放熱効率を向上させることはできるものの、積層鉄
心７と外側ダクト３との熱膨張差を吸収できず、これら
の応力の増大ないし破損を招く虞がある。

【００１１】そこで本発明の目的は、固定子コイルと積
層鉄心からの発熱の放熱効率の向上と、積層鉄心と外側
ダクトとの熱膨張差の吸収と、を共に図ることができる
電磁ポンプを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の電磁ポ
ンプは、外側ダクトとその内部に内蔵される内側ダクト
とで画成される環状流路に導電性流体を流す二重ダクト
と、上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄
心と、この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成さ
れたスロット内に収納されて、形成する進行磁界により
上記導電性流体を駆動する固定子コイルと、少なくとも
上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイルを内包す
るケーシングと、上記積層鉄心を支持する一方、上記ケ
ーシングに支持される鉄心固定具と、この鉄心固定具と
上記積層鉄心との間、またはこの鉄心固定具と上記ケー
シングとの間に介在されて、上記積層鉄心の内周面を上
記外側ダクトの外周面に弾性的に押圧して接触させる弾
性体と、を具備している。

【００１３】したがって本発明によれば、積層鉄心を外
側ダクト、またはケーシングに接触させているので、固
定子コイルに発生するジュール損失や積層鉄心に生じる
鉄損により発生する内部発熱を、外側ダクトを介して、
この外側ダクトの内周側を流れる導電性流体に放熱し、
あるいはケーシングを介して、このケーシングの外側を
流れる導電性流体に放熱することができる。つまり、放
熱効率を高めることができる。

【００１４】その結果、電磁ポンプの内部温度の上昇を
抑制えることができるので、固定子コイルの電気絶縁材
の電気絶縁性能を高めると共に、積層鉄心の磁気的性能
も高めることができるので、ポンプ性能を向上させるこ
とができる。

【００１５】また、積層鉄心をばね等の弾性体により外
側ダクトまたはケーシングに弾性的に押圧して弾性的に
接触させているので、この積層鉄心と外側ダクト、また
はケーシングとの熱膨張差を弾性体により吸収すること
ができる。このために、電磁ポンプの信頼性を向上させ
ることができる。

【００１６】請求項２の発明は、第１の請求項に記載さ
れた発明であって、互いに接触する積層鉄心の内周面と
外側ダクトの外周面の少なくとも一方に、電気絶縁被膜
を形成している。

【００１７】したがって本発明によれば、上記請求項１
記載の発明の作用効果に加えて、積層鉄心と外側ダクト
との接触部を電気絶縁被膜により電気的に絶縁すること
ができるので、積層鉄心の鉄板間を横断する電気回路の
形成を防止することができる。このために、この電気回
路により生ずる積層鉄心の渦電流損を低減することがで
きる。

【００１８】請求項３の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、を具備し、上
記積層鉄心を軸方向に分割して、複数の鉄心ブロックを
構成し、上記積層鉄心の軸方向両端にある鉄心ブロック
を、上記外側ダクトの外周面に固着した。

【００１９】したがって本発明によれば、積層鉄心を外
側ダクトに接触させているので、請求項１の発明とほぼ
同様の作用効果を奏するうえに、積層鉄心の軸方向両端
にある鉄心ブロックの内周面のみを外側ダクトの外周面
に固着しているので、これら積層鉄心と外側ダクトとが
熱膨張や収縮により変位しても、鉄心ブロックは外側ダ
クトと共に移動し、常に接触状態を保持することができ
る。このために、常に放熱効率を高めることができる。
また、外側ダクトと積層鉄心とに軸方向の熱変位差が生
じた場合は、その変位差を積層鉄心の先端部の弾性変形
により吸収することができる。

【００２０】請求項４の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、上記積層鉄心
をその積層方向で挟持する挟持部材と、上記外側ダクト
の外周面に固着されて、上記挟持部をこの外側ダクトの
軸方向に変位自在に支持する支持用固定部と、を具備し
ている。

【００２１】したがって本発明によれば、積層鉄心を挟
持する挟持部材を、外側ダクトの外周面に固着した支持
用固定部により支持しているので、固定子コイルと積層
鉄心の発熱を挟持部材と支持用固定部とを介して外側ダ
クトに熱伝導させ、外側ダクトの内側を流れる導電性流
体に放熱することができる。

【００２２】しかも、支持用固定部は挟持部材を外側ダ
クトの軸方向に変位自在に支持するので、軸方向の変位
差を吸収することができる。

【００２３】請求項５の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、を具備し、上
記外側ダクトの外周面と、積層鉄心の内周面との間に熱
伝導部材を介在させている。

【００２４】したがって本発明によれば、外側ダクトと
積層鉄心の内周面との間に熱伝導部材を介在させている
ので、固定子コイルと積層鉄心での発熱を熱伝導部材と
外側ダクトとを介して導電性流体に放熱することがで
き、放熱効率を高めることができる。

【００２５】請求項６の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、を具備し、上
記外側ダクトの外周面に上記積層鉄心の内周面に接触さ
せると共に、この積層鉄心の接触部を積層方向に所定ピ
ッチで切欠した。

【００２６】したがって本発明によれば、積層鉄心を外
側ダクトに接触させているので、上記請求項１記載の発
明とほぼ同様に放熱効率を高めることができると共に、
積層鉄心の外側ダクトとの接触部を積層方向に所定ピッ
チで切欠しているので、この切欠部に隣接する積層鉄心
の一部を弾性変形させて熱膨張変位を吸収させることが
できる。

【００２７】請求項７の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、を具備し、上
記外側ダクトの外周面と上記固定子コイルを収納した上
記スロットの間隙とで画成された空間内に、電気絶縁性
の熱伝導部材を充填した。

【００２８】したがって本発明によれば、積層鉄心の鉄
板間を横断する電気回路の形成を防止することができ
る。このために、積層鉄心の渦電流損を低減することが
できると共に、固定子コイルと積層鉄心の発熱を熱伝導
部材を介して効率よく外側ダクトへ伝導させ、導電性流
体に高効率で放熱することができる。

【００２９】請求項８の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、を具備し、上
記二重ダクトと上記ケーシングとで画成される中間部の
空間に、電気絶縁性の熱伝導部材を充填した。

【００３０】したがって本発明によれば、積層鉄心の鉄
板間を横断する電気回路の形成を防止することができ
る。このために、積層鉄心の渦電流損を低減することが
できると共に、固定子コイルと積層鉄心での発熱を熱伝
導部材を介して効率よく外側ダクトへ伝導させ、導電性
流体に高効率で放熱することができる。

【００３１】請求項９の発明は、外側ダクトとその内部
に内蔵される内側ダクトとで画成される環状流路に導電
性流体を流す二重ダクトと、上記外側ダクトの外周側に
配設される複数の積層鉄心と、この積層鉄心の上記外側
ダクト側の端部に形成されたスロット内に収納されて、
形成する進行磁界により上記導電性流体を駆動する固定
子コイルと、少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心およ
び固定子コイルを内包するケーシングと、上記固定子コ
イルに外部電源を電気的に接続する接続ケーブルの一部
に設けられた熱膨張吸収手段と、を具備する。

【００３２】したがって本発明によれば、接続ケーブル
と固定子コイルとの間の熱膨張差を熱膨張差吸収手段に
より吸収することができるので、接続ケーブルとこれに
接続される固定子コイルの接続部の応力を低減して、こ
れらの破損を防止することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図１３に基づいて説明する。なお、図１〜図１４中、
同一または相当部分には同一符号を付している。

【００３４】図１は本発明の第１の実施形態の要部縦断
面図、図２は図１のII−II線断面図であり、これらの図
において、図１４と同一または相当部分には同一符号を
付しており、本実施形態は各積層鉄心７を各鉄心固定具
２１によりそれぞれ支持し、この各鉄心固定具２１の外
周側端部をケーシング１４の内周部にタブテール・ジョ
イント（蟻継ぎ）により嵌合して固定し、積層鉄心７の
内周面を外側ダクト３の外周面に密着させた点に主な特
徴を有する。

【００３５】つまり、鉄心固定具２１の外周側端部に、
遠心方向に拡開する鳩尾形の蟻２１ａを一体に突設する
一方、ケーシング１４の内周面部に蟻溝１４ａを形成
し、蟻溝１４ａ内に蟻２１ａを若干の遊びをもって嵌入
し、その遊び空間に弾性体である板ばね２２を介在させ
ることにより、鉄心固定具２１を介して積層鉄心７の内
周面を外側ダクト３の外周面に弾性的に押圧して密に接
触させている。ケーシング１４の内周面部には積層鉄心
７の両側面、つまり鉄板積層方向両側面上部をそれぞれ
挟持する一対の鉄心押え２３ａ，２３ｂを一体ないし一
体的に突設している。

【００３６】また、図２に示すようにケーシング１４の
軸方向の両端１４ｂと、この軸方向に沿う積層鉄心７の
軸方向両端もしくはその下流端との間には、電気絶縁性
の熱伝導部材であるセラミックス層２４を介在させ、こ
のセラミックス層２４を介して積層鉄心７の少なくとも
軸方向一端をケーシング１４の内周面に接触させてい
る。積層鉄心７はその積層方向を鉄心押えボルト２８に
より挟持されている。

【００３７】したがって、本実施形態によれば、鉄心固
定具２１と板バネ２２とにより積層鉄心７の内周面を、
外側ダクト３の外周面に接触させているので、固定子コ
イル１０と積層鉄心７での発熱を効率よく外側ダクト３
に熱伝導させ、さらに、外側ダクト３の内周面に接して
流れる液体金属ナトリウム中に放熱することができる。
このために、放熱効率を高めることができるので、電磁
ポンプ１内の温度上昇を抑制することができる。

【００３８】また電磁ポンプ１の製作時と、運転時の温
度差、または液体金属ナトリウムの温度変化により積層
鉄心７の熱膨張が生じても、鉄心固定具２１とケーシン
グ１４との間に設置された板バネ２２によりその変位を
吸収し、温度低下時においては、外側ダクト３が収縮し
ても板バネ２２の反発力と、セラミックス層２４の滑り
とにより積層鉄心７が外側ダクト３側へ摺動して押し戻
される。このために、外側ダクト３が積層鉄心７と外側
ダクト３との接触をあらゆる電磁ポンプ１の運転温度で
維持することが可能となる。

【００３９】また、ケーシング１４との蟻継ぎ構造によ
り軸方向の変位を拘束しないうえに、鉄心押え２１は、
積層鉄心７の変位時にもこの積層鉄心７との接触が維持
されるため、固定子コイル１０の発熱は、積層鉄心７お
よび鉄心固定具２１を介して、ケーシング１４とその外
周面に接して流れる液体金属ナトリウム中へ放熱され
る。

【００４０】したがって本実施形態によれば、電磁ポン
プ１の内部温度を、あらゆる液体金属ナトリウムの運転
温度においても、外側ダクト３と積層鉄心７が接触しな
い場合よりも低く保持でき、電磁ポンプ１の信頼性を向
上させることができる。なお、本実施形態の板バネ２２
は、その他の螺旋バネ、または、反発力のある弾性体に
置換してもよい。

【００４１】図３は本発明の第２の実施形態の要部断面
図、図４は図３のIV−IV線断面図であり、この実施形態
は上記蟻継ぎに代えて、図３中、上下一対の固定ボルト
２５ａ，２５ｂにより鉄心固定具２１をケーシング１４
の鉄心押え２３ａ，２３ｂに締付け固定している。この
鉄心固定具２１とケーシング１４との間には、上記実施
形態と同様に板バネ２２が介在され、鉄心押え２３ａ，
２３ｂは、鉄心固定具２１と接触するように設置されて
いる。また、固定ボルト２５ａ，２５ｂを通す鉄心押え
２３ａ，２３ｂのボルト穴２６ａ，２６ｂは、固定ボル
ト２５ａ，２５ｂの頭部直径よりも小さいが、軸部直径
より大きな直径を有し、固定ボルト２５ａ，２５ｂがボ
ルト穴２６ａ，２６ｂ内を移動できる。

【００４２】したがって、板バネ２２により積層鉄心７
の外側ダクト３側の内周面が、外側ダクト３の外周面に
接触しているので、固定子コイル１０と積層鉄心７から
の発熱を効率よく外側ダクト３を介して、このダクト３
内を流れる金属ナトリウム中に放熱することができる。

【００４３】また電磁ポンプ１の製作時と、運転時との
温度差、または液体金属ナトリウムの温度変化により積
層鉄心７に熱膨張が生じても、ボルト穴２６ａ，２６ｂ
の直径が、固定ボルト２５ａ，２５ｂの軸部の直径より
大きいので、想定される熱変位吸収以上の変位を制限し
て積層鉄心７の変位を支持し、また鉄心固定具２１とケ
ーシング１４の間の板バネ２２により積層鉄心７の変位
を吸収し、温度低下時においては、外側ダクト３が収縮
しても板バネ２２の反発力と、積層鉄心７のセラミック
ス層２４上におけるすべり変位により積層鉄心７が外側
ダクト３方向に押し戻され、外側ダクト３が積層鉄心７
と外側ダクト３の接触を、あらゆる電磁ポンプ運転温度
で維持することが可能となる。また、鉄心押え２３ａ，
２３ｂは、積層鉄心７の変位時に積層鉄心７と接触が維
持されるため、固定子コイル１０での発熱は、積層鉄心
７と、鉄心押え２３ａ，２３ｂを介して、ケーシング１
４と、その外側を流れる液体金属ナトリウム中へ放熱さ
れる。

【００４４】したがって、この実施形態によっても電磁
ポンプ１の内部温度を、あらゆる液体金属ナトリウム運
転温度においても、外側ダクト３と積層鉄心７とが接触
しない場合よりも低く保持でき、電磁ポンプ１の信頼性
を向上させることができる。なお、本実施形態によって
も板バネ２２を、その他の螺旋バネ、または、反発力の
ある弾性体に置換してもよい。

【００４５】図５は本発明の第３の実施形態の要部断面
図であり、これは上記第１実施形態１の板バネ２２を、
蟻溝１４ａ内から、積層鉄心７の背面に設置した鉄心背
面板２７の背面と鉄心固定具２１の内周面との間隙に設
置箇所を変えた点に特徴がある。また、積層鉄心７の積
層方向は、鉄心押え２３ａ，２３ｂの先端と外側ダクト
３の間において鉄心押えボルト２８により締め付け支持
している。

【００４６】したがって本実施形態によれば、鉄心固定
具２１とケーシング１４との間には、板バネ２２がな
く、鉄心固定具２１の変位のための隙間が不要となるの
で、ケーシング１４と鉄心固定具２１との接触面積が広
くなり、その分、固定子コイル１０からの発熱をケーシ
ング１４の外側を流れる液体金属ナトリウムに効率良く
放熱することができる。

【００４７】また、外側ダクト３と積層鉄心７は、鉄心
背面板２７と鉄心固定具２１との間に介在した板バネ２
２により、積層鉄心７と、外側ダクト３とが熱膨張して
も常に外側ダクト３と積層鉄心７とが接触するように支
持される。また、鉄心押えボルト２８は、積層鉄心７が
熱変位しても鉄心固定具２１と干渉せずに、積層鉄心７
の積層鉄板を締め付け支持することができる。

【００４８】図６は本発明の第４の実施形態の要部斜視
図であり、本実施形態は、固定子コイル１０と交互に積
み重ねられて積層鉄心７に組み立てられる鉄心ブロック
７Ａの各先端上面毎の溶接部２９で溶接固定している。
各鉄心ブロック７Ａは、積層鉄心７を軸方向に所定長さ
で分割されてなり、図示しない、ボルト等により積層板
が分離しないように固定支持されている。

【００４９】したがって本実施形態によれば、外側ダク
ト３の外周面に、積層鉄心７の軸方向両端に位置する鉄
心ブロック７Ａを溶接固定しているので、外側ダクト３
と積層鉄心７とが熱膨張と収縮により変位しても、鉄心
ブロック７Ａは、外側ダクト３とともに移動し、常に接
触した状態が維持され、固定子コイル１０と積層鉄心７
とで発生する熱を外側ダクト３内で流れる液体金属ナト
リウム中に効率よく放熱することができる。

【００５０】また、外側ダクト３に鉄心ブロック７Ａを
溶接することにより、ポンプ効率の向上を図るため比較
的薄くなっている外側ダクト３を補強する効果もある。
なお、軸方向に外側ダクト３と、鉄心ブロック７Ａとに
熱変位差が生じた場合は、鉄心ブロック７Ａの先端の弾
性変形によりその変位を吸収することができる。なお、
鉄心ブロック７Ａを外側ダクト３に固着する方法として
は、溶接に代り、銀ロー付でもよい。

【００５１】図７は、本発明の第５の実施形態の要部斜
視図てあり、この実施形態は、図６で示す各鉄心ブロッ
ク７Ａの内周側先端部を外側ダクト３に溶接する方法に
代えて、各鉄心ブロック７Ａの内周側先端部を外側ダク
ト３にタブテールジョイントにより、嵌め込み固定して
いる点に特徴がある。つまり、外側ダクト３の外周面部
に鳩尾形の蟻溝３ａを形成する一方、各鉄心ブロック７
Ａの内周側先端部には蟻７ｂを一体または一体的に形成
して蟻溝３ａに嵌合して固定している。

【００５２】したがって本実施形態によれば、外側ダク
ト３に嵌合固定した鉄心ブロック７Ａは、外側ダクト３
から半径方向には、固定支持されているので、外側ダク
ト３と鉄心ブロック７Ａとが熱膨張、収縮により変位し
ても、常に外側ダクト３と鉄心ブロック７Ａとの接触が
保たれる。また、外側ダクト３と鉄心ブロック７Ａの軸
方向の熱膨張による変位差が生じても、外側ダクト３と
各鉄心ブロック７Ａ嵌合部において、蟻継ぎにより軸方
向にフリーに固定されているので軸方向には、拘束力を
生じない。以上により固定コイル９で発生する熱を積層
鉄心７を通して外側ダクト３内を流れる液体金属ナトリ
ウム中に効率よく放熱でき、電磁ポンプ１の内部温度の
昇温を抑制することができる。

【００５３】図８は本発明の第６の実施形態の要部斜視
図であり、この実施形態は外側ダクト３の外周面に、図
中上方に開口したボルト固定穴３０ａを有する一対のダ
クト固定部３１ａ，３１ｂを溶接、または削り出し加工
により設けている。一対のダクト固定部３１ａ，３１ｂ
は各鉄心ブロック７Ａの積層方向に貫通して挟持する挟
持部材である鉄心固定ボルト３２の両端の頭部を支持固
定するものである。したがって、固定子コイル１０を囲
むように設置された鉄心ブロック７Ａは、この固定子コ
イル１０と交互に積み上げられて行くが、鉄心ブロック
７Ａはその内周側先端部に鉄心固定ボルト３２を貫通さ
せた状態で、一対のダクト固定部３１ａ，３１ｂに図中
上方から開口３０内に嵌め込む方式で固定される。

【００５４】したがって本実施形態によれば、ダクト固
定部３１ａ，３１ｂに嵌め込み固定された各鉄心ブロッ
ク７Ａを、外側ダクト３、鉄心ブロック７Ａの熱膨張、
収縮によって変位しても、外側ダクト３と鉄心ブロック
７Ａの接触を常に維持することができる。

【００５５】また、ダクト固定部３１ａ，３１ｂのボル
ト固定穴３０は、図中上方に開口し、外側ダクト３の縦
方向に開口する穴となっており、固定ボルト３２の頭部
を開口３０方向に摺動させるように形成されているの
で、外側ダクト３と鉄心ブロック７Ａの軸方向変位差を
拘束することなく支持することができる。これにより、
固定子コイル１０で発生する熱を鉄心ブロック７Ａを通
して外側ダクト３内を流れる液体金属ナトリウム中に効
率よく放熱でき、電磁ポンプ１の内部温度の昇温を抑制
することができる。

【００５６】図９は本発明の第７の実施形態の要部断面
図であり、この実施形態は外側ダクト３の外表面に、熱
伝導率が良く、かつ鉄心材料より柔らかい金属３３、例
えば金、銀、Ｎｉ、アルミニウム等をコーティングした
後、この金属３３の外周面上に、各鉄心ブロック７Ａの
内周面を押し当てて固定し、これらの鉄心ブロック７Ａ
を外側ダクト３に接触するように設置している。

【００５７】したがってこの実施形態によれば、柔らか
い金属３３に鉄心ブロック７Ａの内周側先端を押し付け
て固定することにより、この柔らかい金属コーティング
３３は、鉄心ブロック７Ａの各積層鉄板７ｃの形状に合
せて外側ダクト３と鉄心ブロック７Ａの隙間を埋めるよ
うに変形する。これにより、上記実施形態では１枚１枚
の積層鉄板７ｃの先端角部で外側ダクト３の外周面と接
触していたものが、各積層鉄板７ｃの鉄心先端全面で金
属３３を介して接触するようになる。従来、鉄心ブロッ
ク７Ａの先端間隙部の雰囲気ガスの熱伝導により、伝熱
していた部分が、金属３３に置き換わるわけで、固定子
コイル１０からの発熱の鉄心ブロック７Ａと外側ダクト
３を介しての液体金属ナトリウム中への放熱効率が向上
する。なお、前記金属３３は外側ダクト３へのコーティ
ングに限定されるものではなく、金属箔でもよい。

【００５８】図１０は本発明の第８の実施形態の要部断
面図であり、この実施形態は図９で示す金属３３に代え
て熱伝導部材である例えばステンレス鋼繊維製で伸縮性
の大きい綿状金属３４を外側ダクト３の外周面に固着
し、この綿状金属３４を介して各鉄心ブロック７Ａのダ
クト側先端面を外側ダクト３の外周面に接触させた点に
特徴がある。したがって本実施形態によれば、伸縮性が
大きい綿状金属３４により外側ダクト３と鉄心ブロック
７Ａとの距離がかわっても常に外側ダクト３と鉄心ブロ
ック７Ａとの接触を保持することができ、鉄心ブロック
７Ａと外側ダクト３とを通して内部発熱を、外側ダクト
３の内側を流れる液体金属ナトリウム中に放熱すること
ができる。

【００５９】図１１は本発明の第９の実施形態の要部断
面図であり、この実施形態は、外側ダクト３の外周面
に、各鉄心ブロック７Ａの内周側先端を接触させて固定
する一方、この鉄心ブロック７Ａを形成する各積層鉄板
７ｃの１枚毎、または複数枚毎に、外側ダクト３側の先
端部を所要長さで削除して、複数の間隙３５を積層方向
に所定ピッチで形成した点に特徴がある。

【００６０】したがって本実施形態によれば、外側ダク
ト３の外周面に、鉄心ブロック７Ａを接触するように設
置することにより。外側ダクト３が熱膨張により積層鉄
板７ｃを押し付けても、積層鉄板７ｃは、隣接する間隙
３５には積層鉄板７ｃがないため、容易に弾性変形で
き、その弾性変形により外側ダクト３と鉄心ブロック７
Ａ自体の熱膨張変位を吸収できるので、広い温度範囲に
おいても外側ダクト３と鉄心ブロック７Ａとの接触を常
に維持することができる。

【００６１】図１２は本発明の第１０の実施形態の要部
断面図であり、この実施形態は外側ダクト３の外周面
に、積層鉄心７の内周側先端を接触させると共に、固定
子コイル１０を収容した後のスロット９のスペース９ａ
内に、例えば直方体の電気絶縁性で、熱伝導率の高いア
ルミナ、窒化アルミ等のセラミックス製のスペーサ３６
を密に充填している。また、セラミックス製スペーサ３
６と固定子コイル１０との間には、スペーサ３６を外側
ダクト３の外周面に押し付けるために、セラミック製の
布状または粒状の充填材３７を充填している。

【００６２】したがって本実施形態によれば、セラミッ
クスのスペーサ３６を設置したことによって、鉄心ブロ
ック７Ａの先端から外側ダクト３と、その内側を流れる
液体金属ナトリウム中への放熱経路が、鉄心ティース３
８からセラミックススペーサ３６を通り、外側ダクト３
へ通ずる放熱経路に形成される。これにより、電磁ポン
プ１内部の温度を下げることができる。また、軸方向に
並んだ鉄心ティース３８の間に、鉄心ティース３８同士
の間隙を僅かに拡げるような大きさのセラミックススペ
ーサ３６を設置することにより、鉄心ティース３８間で
の吸引−反発力による鉄心ティース３８の軸方向の電磁
振動を抑制する効果もある。なお、このようにスロット
９のスペース９ａにセラミックスのスペーサ３６を充填
するに止まらず、外側ダクト３と図１４で示すケーシン
グ１４とで形成される空間であって、積層鉄心７や固定
子コイル１０を除いた全空間に電気絶縁性の熱伝導部材
のセラミックスを充填してもよい。充填するセラミック
スの形状はブロック状や粒状のものを適宜組み合せて使
用する。セラミックスとしては、アルミナ、窒化アル
ミ、マグネシア等電気絶縁性および熱伝導に優れた材料
を用いる。

【００６３】したがって、本実施形態によれば、固定子
コイル１０や積層鉄心７で発生する熱は、これらの周り
に充填された熱伝導部材のセラミックスを介して外側ダ
クト３やケーシング１４に熱伝導し、最終的には液体金
属ナトリウム等の導電性流体へ放熱される。

【００６４】したがって、電磁ポンプ１内の温度を下げ
ることができる。さらに、積層鉄心７間で、固定子コイ
ル１０の変形を防止できる。

【００６５】図１３は本発明の第１１の実施形態の要部
展開図であり、この図は外側ダクト３の外周面上に配設
される固定子コイル１０、その口出し線３８、接続ケー
ブル３９を主に示す図であり、例えば４個の固定子コイ
ル１０を示している。固定子コイル１０は図１３では図
示省略した積層鉄心７のスロット９内に収納されて支持
されている。各固定子コイル１０はその口出し線３８を
ボルト結合や銀ロー付等の固着によって接続しており、
図１３中最上段および最下段の固定子コイル１０ａ，１
０ｂには図示しない電源に接続された接続ケーブル３９
を接続部４０で接続している。また接続ケーブル３９を
ケーシング１４あるいは積層鉄心７にケーブル押え４１
により固定している。さらに接続ケーブル３９には、口
出し線３８とケーブル押え４１との間において、熱膨張
吸収手段である例えばＵ字状の曲げ部４２を設けてい
る。

【００６６】したがって、一般に導電性流体浸漬型の電
磁ポンプ１内部は約５００℃の高温になるが、その中で
もジュール発熱する固定子コイル１０は最も温度が高
く、導電性流体の温度よりも約１００℃高い温度にな
り、ケーシング１４との間に熱膨脹差を生じる。

【００６７】しかし本実施形態によれば、この熱膨張差
をＵ字状曲げ部４１で変形して吸収することによって、
接続部４０や固定子コイル１０の口出し線３８の付根部
に加わる反発力や変形を大幅に低減できるので、固定子
コイル１０や接続ケーブル３９、これらの電気絶縁部材
等の破損を有効に防止ないし低減することができる。

【００６８】なお、他の熱膨張吸収手段としては、接続
ケーブル３９の剛性を口出し線３８よりも低くするため
に、接続ケーブル３９の途中にフレキシブル導体を介装
し、あるいは接続ケーブル３９の材料として、固定子コ
イル１０や口出し線３８の材料よりも高温で強度の低い
材料を使用してもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本願の請求項１の発
明は、積層鉄心を外側ダクト、またはケーシングに接触
させているので、固定子コイルに発生するジュール損失
や積層鉄心に生じる鉄損により発生する内部発熱を、外
側ダクトを介して、この外側ダクトの内周側を流れる導
電性流体に放熱し、あるいはケーシングを介して、この
ケーシングの外側を流れる導電性流体に放熱することが
できる。つまり、放熱効率を高めることができる。

【００７０】その結果、電磁ポンプの内部温度の上昇を
抑制えることができるので、固定子コイルの電気絶縁材
の電気絶縁性能を高めると共に、積層鉄心の磁気的性能
も高めることができるので、ポンプ性能を向上させるこ
とができる。

【００７１】また、積層鉄心をばね等の弾性体により外
側ダクトまたはケーシングに弾性的に押圧して弾性的に
接触させているので、この積層鉄心と外側ダクト、また
はケーシングとの熱膨張差を弾性体により吸収すること
ができる。このために、電磁ポンプの信頼性を向上させ
ることができる。

【００７２】請求項２の発明は、上記請求項１記載の発
明の作用効果に加えて、積層鉄心と外側ダクトとの接触
部を電気絶縁被膜により電気的に絶縁することができる
ので、積層鉄心の鉄板間を横断する電気回路の形成を防
止することができる。このために、この電気回路により
生ずる積層鉄心の渦電流損を低減することができる。

【００７３】請求項３の発明は、積層鉄心を外側ダクト
に接触させているので、請求項１の発明とほぼ同様の作
用効果を奏するうえに、積層鉄心の軸方向両端にある鉄
心ブロックの内周面のみを外側ダクトの外周面に固着し
ているので、これら積層鉄心と外側ダクトとが熱膨張や
収縮により変位しても、鉄心ブロックは外側ダクトと共
に移動し、常に接触状態を保持することができる。この
ために、常に放熱効率を高めることができる。また、外
側ダクトと積層鉄心とに軸方向の熱変位差が生じた場合
は、その変位差を積層鉄心の先端部の弾性変形により吸
収することができる。

【００７４】請求項４の発明は、積層鉄心を挟持する挟
持部材を、外側ダクトの外周面に固着した支持用固定部
により支持しているので、固定子コイルと積層鉄心の発
熱を挟持部材と支持用固定部とを介して外側ダクトに熱
伝導させ、外側ダクトの内側を流れる導電性流体に放熱
することができる。

【００７５】しかも、支持用固定部は挟持部材を外側ダ
クトの軸方向に変位自在に支持するので、軸方向の変位
差を吸収することができる。

【００７６】請求項５の発明は、外側ダクトと積層鉄心
の内周面との間に熱伝導部材を介在させているので、固
定子コイルと積層鉄心での発熱を熱伝導部材と外側ダク
トとを介して導電性流体に放熱することができ、放熱効
率を高めることができる。

【００７７】請求項６の発明は、積層鉄心を外側ダクト
に接触させているので、上記請求項１記載の発明とほぼ
同様に放熱効率を高めることができると共に、積層鉄心
の外側ダクトとの接触部を積層方向に所定ピッチで切欠
しているので、この切欠部に隣接する積層鉄心の一部を
弾性変形させて熱膨張変位を吸収させることができる。

【００７８】請求項７の発明は、積層鉄心の鉄板間を横
断する電気回路の形成を防止することができる。このた
めに、積層鉄心の渦電流損を低減することができると共
に、固定子コイルと積層鉄心の発熱を熱伝導部材を介し
て効率よく外側ダクトへ伝導させ、導電性流体に高効率
で放熱することができる。

【００７９】請求項８の発明は、積層鉄心の鉄板間を横
断する電気回路の形成を防止することができる。このた
めに、積層鉄心の渦電流損を低減することができると共
に、固定子コイルと積層鉄心の発熱を熱伝導部材を介し
て効率よく外側ダクトへ伝導させ、導電性流体に高効率
で放熱することができる。

【００８０】請求項９の発明は、接続ケーブルと固定子
コイルとの間の熱膨張差を熱膨張差吸収手段により吸収
することができるので、接続ケーブルとこれに接続され
る固定子コイルの接続部の応力を低減して、これらの破
損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁ポンプの第１の実施形態の要
部縦断面図。

【図２】図１のII−II線断面図。

【図３】本発明に係る電磁ポンプの第２の実施形態の要
部縦断面図。

【図４】図３のIV−IV線断面図。

【図５】本発明に係る電磁ポンプの第３の実施形態の要
部縦断面図。

【図６】本発明に係る電磁ポンプの第４の実施形態の要
部斜視図。

【図７】本発明に係る電磁ポンプの第５の実施形態の要
部斜視図。

【図８】本発明に係る電磁ポンプの第６の実施形態の要
部斜視図。

【図９】本発明に係る電磁ポンプの第７の実施形態の要
部断面図。

【図１０】本発明に係る電磁ポンプの第８の実施形態の
要部断面図。

【図１１】本発明に係る電磁ポンプの第９の実施形態の
要部断面図。

【図１２】本発明に係る電磁ポンプの第１０の実施形態
の要部断面図。

【図１３】本発明に係る電磁ポンプの第１１の実施形態
の要部展開図。

【図１４】従来の電磁ポンプの一部切欠斜視図。

【符号の説明】 １ 電磁ポンプ ２ 導電性流体（液体金属ナトリウム） ３ 外側ダクト ４ 内側ダクト ５ 二重ダクト ６ アニュラス流路 ７ 積層鉄心 ７Ａ 積層鉄心ブロック ７ｄ 鉄心ティース ８ 間隙 ９ スロット １０ 固定子コイル １１ 内部鉄心 １２ 流体入口 １３ 流体出口 １４ ケーシング １４ａ 蟻溝 ２１ 鉄心固定具 ２１ａ 蟻 ２２ 板バネ ２３ａ，２３ｂ 鉄心押え ２４ セラミックス粉末 ２５ａ，２５ｂ 一対の鉄心固定ボルト ２６ａ ボルト穴 ２７ 鉄心背面板 ２８ 鉄心押えボルト ２９ 溶接部 ３０ 開口 ３１ａ，３１ｂ ダクト固定部 ３２ 鉄心固定ボルト ３３ 金属コーティング ３４ 綿状金属 ３５ 間隙 ３６ セラミックススペーサ ３７ 放熱セラミックス板 ３８ コイル口出し線 ３９ コイル接続ケーブル ４０ 接続部 ４１ ケーブル押え ４２ Ｕ字状曲げ部（熱膨張差吸収手段）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 上記積層鉄心を支持する一方、上記ケーシングに支持さ
   れる鉄心固定具と、 この鉄心固定具と上記積層鉄心との間、またはこの鉄心
   固定具と上記ケーシングとの間に介在されて、上記積層
   鉄心の内周面を上記外側ダクトの外周面に弾性的に押圧
   して接触させる弾性体と、を具備していることを特徴と
   する電磁ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁ポンプにおいて、互
   いに接触する積層鉄心の内周面と外側ダクトの外周面の
   少なくとも一方に、電気絶縁被膜を形成していることを
   特徴とする電磁ポンプ。
3. 【請求項３】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 を具備し、上記積層鉄心を軸方向に分割して、複数の鉄
   心ブロックを構成し、上記積層鉄心の軸方向両端に位置
   する鉄心ブロックの内周面を、上記外側ダクトの外周面
   に固着したことを特徴とする電磁ポンプ。
4. 【請求項４】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 上記積層鉄心をその積層方向で挟持する挟持部材と、 上記外側ダクトの外周面に固着されて、上記挟持部材を
   この外側ダクトの軸方向に変位自在に支持する支持用固
   定部と、を具備していることを特徴とする電磁ポンプ。
5. 【請求項５】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 を具備し、上記外側ダクトの外周面と、積層鉄心の内周
   面との間に熱伝導部材を介在させていることを特徴とす
   る電磁ポンプ。
6. 【請求項６】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 を具備し、上記外側ダクトの外周面に上記積層鉄心の内
   周面を接触させると共に、この積層鉄心の接触部を積層
   方向に所定ピッチで切欠したことを特徴とする電磁ポン
   プ。
7. 【請求項７】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 を具備し、上記外側ダクトの外周面と上記固定子コイル
   を収納した上記スロットの間隙とで画成された空間内
   に、電気絶縁性の熱伝導部材を充填したことを特徴とす
   る電磁ポンプ。
8. 【請求項８】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 を具備し、上記二重ダクトと上記ケーシングとで画成さ
   れる中間部の空間に、電気絶縁性の熱伝導部材を充填し
   たことを特徴とする電磁ポンプ。
9. 【請求項９】 外側ダクトとその内部に内蔵される内側
   ダクトとで画成される環状流路に導電性流体を流す二重
   ダクトと、 上記外側ダクトの外周側に配設される複数の積層鉄心
   と、 この積層鉄心の上記外側ダクト側の端部に形成されたス
   ロット内に収納されて、形成する進行磁界により上記導
   電性流体を駆動する固定子コイルと、 少なくとも上記二重ダクト、積層鉄心および固定子コイ
   ルを内包するケーシングと、 上記固定子コイルに外部電源を電気的に接続する接続ケ
   ーブルの一部に設けられた熱膨張吸収手段と、を具備す
   ることを特徴とする電磁ポンプ。