JP2005094818A - 高融点液用キャンドモータの加熱方法およびその装置、ならびに高融点液用キャンドモータの運転装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャンドモータ３の回転子室内の取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温する高融点液用キャンドモータの加熱方法を提供する。
【解決手段】キャンドモータ３の停止中に、キャンドモータ３が起動せずかつキャンドモータ３の入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータ３に印加する。印加によってキャンドモータ３の固定子および回転子を発熱させ、回転子室内の取扱液をキャンドモータ３の内側から直接加熱昇温する。取扱液への発生熱量の熱伝達および熱効率に優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温する。
【選択図】 図１
【解決手段】キャンドモータ３の停止中に、キャンドモータ３が起動せずかつキャンドモータ３の入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータ３に印加する。印加によってキャンドモータ３の固定子および回転子を発熱させ、回転子室内の取扱液をキャンドモータ３の内側から直接加熱昇温する。取扱液への発生熱量の熱伝達および熱効率に優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、常温で凝固する高融点液を融解温度に加熱昇温させる高融点液用キャンドモータの加熱方法およびその装置、ならびに高融点液用キャンドモータの運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、キャンドモータは、主としてポンプと一体的に結合されて回転シール部のないキャンドモータポンプとして漏洩が嫌われるポンプ取扱液の移送に用いられている。
【０００３】
ところで、融点の高い液を取り扱う場合は、吸込配管からキャンドモータポンプに流入したポンプ取扱液がポンプ部やキャンドモータ部で放熱されて融点以下の温度に低下することにより、ポンプ取扱液が凝固してポンプ起動が困難となるため、ポンプ部およびキャンドモータ部の周囲にジャケットを設け、このジャケットにスチームを流してポンプ部とキャンドモータ部を外側から加熱することにより、ポンプ部内とキャンドモータ部内のポンプ取扱液を融点以上に昇温してキャンドモータポンプを起動する手段が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スチームによる加熱昇温手段は、ポンプ部はさほど問題ないもののキャンドモータ部内のポンプ取扱液の昇温に難点がある。
【０００５】
すなわち、ポンプ部のジャケットはポンプケーシングの周囲に設けられており、このジャケットに流れるスチームはポンプケーシングのみを介してポンプケーシング内のポンプ取扱液を加熱するので、熱伝達が比較的良好でポンプ取扱液が昇温されやすい。それに対して、キャンドモータ部のジャケットは固定子枠の周囲に設けられており、このジャケットに流れるスチームの熱は固定子枠から固定子鉄心および固定子巻線を介して固定子キャンに伝達され、この固定子キャンから回転子室内のポンプ取扱液に伝達されるので、目的とする回転子室内のポンプ取扱液を昇温する熱量よりも固定子枠、固定子鉄心、固定子巻線および固定子キャンを有する固定子組立体を昇温する熱量に相当量を費やして加熱効率が悪いうえに、昇温された回転子室内のポンプ取扱液が回転子および回転軸を有する回転子組立体に放熱されて温度が低下し、加熱効率がさらに悪くなる。
【０００６】
従って、一定時間以上停止したキャンドモータポンプを運転する際は、ポンプ部およびキャンドモータ部のジャケットにスチームを流してキャンドモータポンプ内のポンプ取扱液をその融点以上に昇温しなければキャンドモータを起動することができないが、キャンドモータ部のポンプ取扱液の加熱効率が悪いために融点以上に昇温するのにかなりの時間を要するうえに、スチームの熱量の大部分は廃棄されるので多量の熱量を使用し、熱の利用効率が悪い問題がある。
【０００７】
また、キャンドモータポンプを分解点検する際にも、スチームを流してキャンドモータポンプ内のポンプ取扱液を融点以上に加熱昇温した後でなければ分解困難であるが、上述したようにキャンドモータ部のポンプ取扱液が融点以上の温度になるまで長時間待たねばならず、作業性が極めて悪い問題がある。
【０００８】
なお、キャンドモータポンプの他、キャンドモータ攪拌機においても同様の問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高融点液を取り扱うキャンドモータにおいて、キャンドモータの回転子室内の取扱液を比較的短時間で融点以上に加熱昇温してキャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮し、併せて昇温の熱効率を改善した高融点液用キャンドモータの加熱方法およびその装置、並びに高融点液用キャンドモータの運転装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高融点液用キャンドモータの加熱方法は、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させてキャンドモータの回転子室内の取扱液をその融点を越える温度まで加熱昇温させるものである。
【００１１】
そして、この構成では、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用されて熱効率が優れ、取扱液が短時間に融点を越える温度まで加熱昇温され、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間が短縮される。
【００１２】
請求項２記載の高融点液用キャンドモータの加熱装置は、固定子の内側で回転子が配置される回転子室内の取扱液を加熱昇温させる高融点液用キャンドモータの加熱装置であって、前記キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源と、前記キャンドモータの停止中にキャンドモータに加熱専用電源を印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させてキャンドモータの回転子室内の取扱液をその融点を越える温度まで加熱昇温させる電源印加手段とを具備しているものである。
【００１３】
そして、この構成では、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液が短時間に融点を越える温度まで加熱昇温され、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間が短縮される。
【００１４】
請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、キャンドモータを運転する運転電源と、前記キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源と、前記キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際にはキャンドモータに加熱専用電源を印加し、キャンドモータの運転時にはキャンドモータに運転電源を印加する印加電源切換手段とを具備しているものである。
【００１５】
そして、この構成では、キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際には、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液が短時間に融点を越える温度まで加熱昇温され、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間が短縮される。しかも、印加電源切換手段によりキャンドモータに対して加熱専用電源の印加とキャンドモータを運転する運転電源の印加とが切り換えられる。
【００１６】
請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、加熱専用電源は、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを有するものである。
【００１７】
そして、この構成では、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを用いることにより、加熱専用電源が比較的容易に構成される。
【００１８】
請求項５記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用したものである。
【００１９】
そして、この構成では、電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、比較的廉価に提供され、設置面積も少なくなり、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００２０】
請求項６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用したものである。
【００２１】
そして、この構成では、出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、インバータも汎用品が利用可能で比較的容易に製作され、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００２２】
請求項７記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を検出する温度センサと、前記取扱液を昇温させる温度を設定する温度設定器と、加熱専用電源を断接する電磁接触器と、前記温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、前記電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節する温度調節器とを備えているものである。
【００２３】
そして、この構成では、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度が自動的に監視されて設定温度に保持される。
【００２４】
請求項８記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項５または６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を検出する温度センサと、前記取扱液を昇温させる温度を設定する温度設定器と、前記温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節する温度調節器とを備えているものである。
【００２５】
そして、この構成では、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度が自動的に監視されて設定温度に保持される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１および図２は本発明をキャンドモータポンプに適用した一実施の形態を示す。
【００２８】
図２において、１はキャンドモータポンプで、このキャンドモータポンプ１は、前部側のポンプ部２と後部側の高融点液用のキャンドモータ３とを液密に一体に結合して構成されている。
【００２９】
キャンドモータ３には、固定子鉄心４に固定子巻線５を巻回して構成される固定子６が固定子枠７に挿入固着され、固定子６の内周面に固定子キャン８が密着挿入されてその両端縁が固定子枠７の前部フランジ7aおよび後部フランジ部7bの内径縁に液密に溶着されている。また、図示しない回転子鉄心に図示しない回転子導体を装着して構成される回転子11に回転軸12が挿入固着され、回転子11の外周面に回転子キャン13が被着されている。この回転子11が固定子キャン８と回転子キャン13とのキャン間隙14を介して固定子６に対向配設されている。さらに、固定子枠７の両フランジ7a，7bに軸受箱15a，15bが液密に取り付けられ、これら軸受箱15a，15bに装着されたすべり軸受16a，16bにスリーブ17a，17bおよびスラストカラ18a，18bを介して回転軸12が回転自在に支承されている。固定子キャン８と両軸受箱15a，15bとで囲繞された空間に回転子11が配設される回転子室19が形成され、この回転子室19に取扱液20（以下、ポンプ取扱液20という）が流通される。
【００３０】
また、固定子枠７の前部フランジ7aにポンプケーシング21が液密に取着され、このポンプケーシング21内に配設されたポンプインペラ22が回転軸12の前端部に取り付けられてポンプ部２が構成されている。
【００３１】
また、ポンプケーシング21にはその外側面を覆うジャケット23が設けられ、また必要に応じて固定子枠７の外周囲を覆うジャケット24および後部軸受箱15bの外側面を覆うジャケット25が設けられている。
【００３２】
また、キャンドモータ３の後部軸受箱15bには、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度を検出する温度センサ26が取着されている。
【００３３】
次に、図１にキャンドモータポンプ１の加熱装置の構成を有する運転装置の回路図を示し、キャンドモータ３の電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗに、それぞれ逆並列に接続した３組の電力用半導体としてのサイリスタ27a〜27fを有する三相逆並列回路28が接続され、電源スイッチ29を介して三相の商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔが接続されている。各サイリスタ27a〜27fのゲートＧはトリガ発生回路を有するゲート回路30に接続され、商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各サイクルのうちの所定期間だけサイリスタ27a〜27fが導通するように、三相逆並列回路28とゲート回路30とによる位相制御によってキャンドモータ３へ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路31が構成されている。
【００３４】
ゲート回路30には印加手段32aおよび印加電源切換手段32bとしての運転スイッチ33および停止スイッチ34が接続されている。電源スイッチ29が入り運転スイッチ33が押されて運転モードになったときには、商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各サイクルの全期間に亘ってサイリスタ27a〜27fが導通してキャンドモータ３の電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗに定格電流が印加されるように、ゲート回路30が設定されている。また、電源スイッチ29が入ってゲート回路30の電源が入るが運転スイッチ33が押されず停止モードにあるとき、およびキャンドモータポンプ１の運転中に停止スイッチ34を押して停止モードになったときには、商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各サイクルのうち所定期間のみサイリスタ27a〜27fが導通して、キャンドモータ３が回転されずかつキャンドモータ３に流れる電流が定格電流以下になるように、ゲート回路30が設定されている。したがって、印加電源切換手段32bにより、交流電圧変換回路31がキャンドモータ３を運転する運転電源35と停止中のキャンドモータ３の固定子６および回転子11を発熱させる加熱専用電源36とに切り換わるように構成されている。
【００３５】
なお、三相交流誘導電動機を用いたキャンドモータポンプ１においては、一般にキャンドモータ３の定格電圧の略１／４の低電圧を印加すれば回転子11が回転せずに固定子６に定格電流に略等しい電流が流れるが、負荷が軽い場合は回転子11が回転して固定子６および回転子11に流れる電流が大幅に小さくなって回転子室19内のポンプ取扱液20の昇温速度が遅くなるので、その場合は各サイリスタ27a〜27fの導通期間をさらに短くして回転子11が回転しなくなる電圧にまで下げるようにゲート回路30を設定すればよい。
【００３６】
また、ポンプ取扱液20を昇温させる温度を融点以上で任意に設定する温度設定器37が設けられているとともに、ポンプ取扱液20の温度を検出する温度センサ26による検出温度と温度設定器37による設定温度とを比較してゲート回路30に信号を送ってポンプ取扱液20の温度を設定温度に調節する温度調節器38が設けられている。この温度調節器38には温度センサ26の検出温度を表示する温度表示器39が接続されている。
【００３７】
また、電源スイッチ29の投入により商用電源を直流電源に変換してゲート回路30、温度設定器37、温度調節器38および温度表示器39に印加して作動させる直流電源部40が設けられている。
【００３８】
次に、この実施の形態における作用について説明する。
【００３９】
キャンドモータポンプ１の停止時において、キャンドモータ３の回転子室19のポンプ取扱液20の温度が設定温度よりも低い状態にあるときにキャンドモータ３を起動する場合は、ポンプケーシング21のジャケット23にスチームを流してポンプケーシング21内のポンプ取扱液20を加熱しながら電源スイッチ29を入れることにより、直流電源部40からゲート回路30、温度設定器37、温度調節器38および温度表示器39に直流電源が印加されてそれらが作動する。
【００４０】
電源スイッチ29を入れた時点では、運転スイッチ33がオフ、停止スイッチ34がオンの状態でゲート回路30が温度調節器38から出力される信号を選択して作動する停止モードにある。この停止モードにおいて、温度センサ26の検出温度が温度設定器37の設定温度より低いために、温度調節器38からゲート回路30にオン信号が入力されることにより、ゲート回路30から三相逆並列回路28の各サイリスタ27a〜27fに対して商用電源の各サイクルのうち所定期間のみゲート信号が送られ、各サイリスタ27a〜27fが商用電源の各サイクルのうち所定期間のみ導通してキャンドモータ３に実質的に低電圧である加熱専用電源36が印加される。
【００４１】
キャンドモータ３に低電圧の加熱専用電源36が印加されることにより、キャンドモータ３の固定子６は励磁されるが回転子11が回転しない拘束状態となり、固定子６とともに回転子11にも拘束電流が流れて発熱し、これら固定子６および回転子11の発熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20が加熱昇温される。
【００４２】
そして、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度を越えた場合には、温度調節器38からゲート回路30への信号がオフとなってゲート回路30から各サイリスタ27a〜27fへのゲート信号がなくなり、各サイリスタ27a〜27fは商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通せず、キャンドモータ３へ電源電圧が全く印加されなくなる。
【００４３】
その後は、固定子６および回転子11の発熱がなくなり、固定子枠７などからの放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が徐々に低下し、設定温度以下になれば再び温度調節器38からゲート回路30に信号が送られてキャンドモータ３が回転しない拘束状態で低電圧が印加され。以下、このような動作を繰り返して回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度を保持するように制御される。
【００４４】
次に、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度に達したことを温度表示器39にて確認した後、運転スイッチ33を押すことにより、ゲート回路30が温度調節器38の信号を選択しない運転モードとなり、各サイリスタ27a〜27fが商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通され、すなわちキャンドモータ３に商用電源の全電圧が運転電源35として印加されてキャンドモータ３が起動される。
【００４５】
キャンドモータ３が起動することにより、温度センサ26の検出温度が設定温度を越えて温度調節器38の出力信号がオフとなってもゲート回路30が温度調節器38の信号を選択しない運転モードであるので、各サイリスタ27a〜27fは商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通状態を保ってキャンドモータ３が運転され続ける。そのため、キャンドモータ３の運転中は、固定子６および回転子11が発熱し、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度は設定温度よりも高い温度になる。
【００４６】
そして、キャンドモータポンプ１を停止するときは、停止スイッチ34を押すことによってゲート回路30が温度調節器38の信号を選択する停止モードとなる。停止直後は、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度よりもかなり高くなっているので、温度調節器38の出力信号はオフとなり、各サイリスタ27a〜27fは商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通のない状態となってキャンドモータ３には電源電圧が全く印加されず、固定子枠７などからの放熱によって徐々にキャンドモータ３の温度が低下する。その後、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度以下になることにより、温度調節器38の出力信号がオンになってゲート回路30から各サイリスタ27a〜27fに商用電源の各サイクルのうち所定期間のゲート信号が送られ、その期間各サイリスタ27a〜27fが導通してキャンドモータ３に低電圧の加熱専用電源36が印加され、固定子６および回転子11が発熱して回転子室19内のポンプ取扱液20が加熱昇温され、上述と同様にして回転子室19内のポンプ取扱液20が設定温度に保たれる。
【００４７】
このように回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度に保持されているので、次にキャンドモータポンプ１を運転するときは運転スイッチ33を押して直ちに起動できるが、長時間に亘ってキャンドモータポンプ１を停止する場合は回転子室19内のポンプ取扱液20を加熱するための余分なエネルギを消費しないように停止スイッチ34を押した後、電源スイッチ29を切っておけばよい。但し、この場合は、次のポンプ運転時に回転子室19内のポンプ取扱液20を融点以上の温度に加熱昇温するのに時間を要することになる。
【００４８】
また、キャンドモータポンプ１を分解点検する場合は、ポンプ停止中であれば、キャンドモータポンプ１を起動する場合と同様に、電源スイッチ29を投入して各サイリスタ27a〜27fに商用電源の各サイクルのうちの所定期間のみ導通してキャンドモータ３に低電圧の加熱専用電源36を印加し、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が融点以上である設定温度に達した時点で分解すればよく、ポンプ運転中であれば、停止スイッチ34を押してキャンドモータポンプ１を停止し、自然放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度近くに達した時点で分解すればよい。
【００４９】
このように、キャンドモータポンプ１の停止時に低電圧の加熱専用電源36が印加されて、回転子11が拘束状態でキャンドモータ３に定格電流に近い電流が流れ、固定子６と回転子11の両方が発熱されて回転子室19内のポンプ取扱液20がキャンドモータ３の内側から直接加熱昇温されるので、従来例のように固定子枠７のジャケット24にスチームを流してキャンドモータ３の外側から回転子室19内のポンプ取扱液20を加熱昇温する場合に比べて熱伝達が早く、スチーム熱量の多くを廃棄してしまう従来例に対して発生熱量が回転子室19内のポンプ取扱液20の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率に優れ、回転子室19内のポンプ取扱液20を短時間に融点以上の設定温度に昇温できる。
【００５０】
また、３組のサイリスタ27a〜27fを有する三相逆並列回路28とゲート回路30とにより位相制御による交流電圧変換回路31を構成して運転電源35と加熱専用電源36とを共用したことにより、比較的廉価に提供でき、設置面積も少なくでき、加熱専用電源36の出力電圧をキャンドモータ３が起動せずかつキャンドモータ３の入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのは各サイリスタ27a〜27fの導通期間をゲート回路30のボリウムなどにて変えることにより容易にできる。
【００５１】
また、温度調節器38によって、温度センサ26の検出温度信号と温度設定器37の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源36を制御してポンプ取扱液20の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータ３の回転子室19内のポンプ取扱液20の温度を自動的に監視して設定温度に保持できる。
【００５２】
なお、この実施の形態において、温度調節器38は温度センサ26の検出温度が設定温度以下のときはオン信号を、設定温度を越えたときにオフ信号を発生するよう構成したが、検出温度が上昇して設定温度に近づく前にオフ信号を出し、検出温度が下降して設定温度に近づく前にオン信号を出すＰＩＤ制御動作の温度調節器38を採用する方が回転子室19内のポンプ取扱液20が設定温度に達した後の温度変動が少なくなるので好ましい。
【００５３】
また、回転子室19内のポンプ取扱液20の昇温時間をさらに短縮する場合は、上述したようにキャンドモータ３の固定子枠７や後部軸受箱15bにジャケット24、25を設けてこのジャケット24、25にスチームを流すことにより、固定子６と回転子11の発熱によるキャンドモータ３の内側からの加熱とスチームの熱によるキャンドモータ３の外側からの加熱を併用すればよい。
【００５４】
なお、前記実施の形態においては、３組のサイリスタ27a〜27fを有する三相逆並列回路28とゲート回路30とにより位相制御による交流電圧変換回路31を構成して運転電源35と加熱専用電源36を共用したが、サイリスタ27a〜27fに代えて電力用半導体としてのトライアックによる交流電圧変換回路31を構成してもよく、さらには位相制御に代えて高周波チョッパ制御による交流電圧変換回路31を構成して運転電源35と加熱専用電源36を共用しても同様の効果を奏する。
【００５５】
また、これら位相制御や高周波チョッパ制御による交流電圧変換回路31の他、インバータを用いて運転電源35と加熱専用電源36を共用することもできる。このインバータを用いる場合、キャンドモータポンプ１の停止中のインバータ出力は、キャンドモータ３の運転周波数範囲よりも低い周波数でかつ回転子11が回転せず定格電流以下でこれに近い電流が流れる電圧となるように、インバータのＶ／Ｆ特性を設定すればよい。
【００５６】
次に、図３は本発明の他の実施の形態を示し、この図３にはキャンドモータポンプ１の運転装置の回路図を示す。なお、前記実施の形態と同様の構成および作用については同一符号を用いて説明する。
【００５７】
この実施の形態では、サイリスタ27a〜27fやトライアックなどの電力用半導体による交流電圧変換回路31に代え、商用電源電圧を変圧する降圧トランス41を用いて低電圧の加熱専用電源36を構成したものである。
【００５８】
商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔを入切する電源スイッチ29から電磁接触器M1の接点M1aを介してキャンドモータ３の電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗにつながる運転電源35としての電源線42と、電源スイッチ29から降圧トランス41および電磁接触器M2の接点M2aを介してキャンドモータ３の電源端子電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗにつながる低電圧の加熱専用電源36としての電源線43とが並列に接続されて交流電圧変換回路31が構成されている。
【００５９】
温度センサ26、温度設定器37、温度調節器38、温度表示器39およびこれらを駆動する直流電源部40が設けられ、温度調節器38はその出力信号手段として温度センサ26の検出温度が温度設定器37の設定温度を越えることによって開く接点38bを有している。
【００６０】
電源スイッチ29を介して商用電源に接続される電磁接触器M1、M2および補助リレーＬによりキャンドモータ３に印加する電源を運転電源35と加熱専用電源36とに切り換える印加電源切換手段32bとしてのリレー回路44が構成されている。補助リレーＬと運転スイッチ33と停止スイッチ34とが並列に接続されているとともに運転スイッチ33と並列に自己保持用の補助リレーＬの接点La1が接続され、電磁接触器M1と電磁接触器M2の接点M2bと補助リレーＬの接点La2とが並列に接続され、電磁接触器M2と温度調節器38の接点38bと電磁接触器M1の接点M1bと補助リレーＬの接点Lbとが並列に接続されている。
【００６１】
そして、温度センサ26の検出温度が設定温度より低いときに電源スイッチ29を入れることにより、各接点38b，M1b，Lbが閉じた状態にある電磁接触器M2が励磁されてその接点M2aが閉じ、キャンドモータ３に降圧トランス41から低電圧の加熱専用電源36が印加され、固定子６と回転子11が加熱されて回転子室19内のポンプ取扱液20が加熱昇温される。温度センサ26の検出温度が設定温度を越えることにより、温度調節器38の接点38bが開き、電磁接触器M2の接点M2aが開いて低電圧印加が遮断される。放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度以下になることにより、温度調節器38の接点38bが閉じて再び電磁接触器M2の接点M2aが閉じる。以下、このような動作を繰り返して回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度に制御される。
【００６２】
また、運転スイッチ33を押すことにより、補助リレーＬが励磁されてその接点La1、La2が閉じるとともに接点Lbが開く状態に補助リレーＬが自己保持され、電磁接触器M2の接点M2aが開き、電磁接触器M1の接点M1aが閉じ、キャンドモータ３に商用電源の全電圧が運転電源35として印加されてキャンドモータ３が起動され、キャンドモータポンプ１が運転される。
【００６３】
このキャンドモータポンプ１の運転中は前記実施の形態と同様に回転子室19内のポンプ取扱液20の温度は設定温度よりも高くなっている。
【００６４】
また、停止スイッチ34を押すことにより、補助リレーＬの励磁が切れて電磁接触器M1の接点M1aが開いてキャンドモータポンプ１が停止される。放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が徐々に低下して設定温度以下になることにより、温度調節器38の接点38bが閉じて電磁接触器M2が励磁されてその接点M2aが閉じ、キャンドモータ３に低電圧が印加される。以下、電磁接触器M2のオン・オフが繰り返されて回転子室19内のポンプ取扱液20が設定温度に制御される。
【００６５】
この実施の形態においては、商用電源電圧を変圧する降圧トランス41を用いることにより加熱専用電源36が比較的容易に構成できるが、この降圧トランス41にはキャンドモータ３が起動せずかつキャンドモータ３の入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するために出力側に多数のタップが必要となり、このタップ切り換えの調整作業が面倒であり、また降圧トランス41が比較的高価について設置面積もかなり要することとなるので、これらの点では図１に示すサイリスタ27a〜27fなどによる交流電圧変換回路31による実施の形態の方が好ましい。
【００６６】
なお、上述した各実施の形態においては、加熱専用電源36として三相の低電圧電源を用いたが、単相または二相の低電圧電源も採用でき、いずれの場合も低電圧電源を印加したときに回転子11が回転せずに拘束状態を保ち、かつキャンドモータ３に流れる電流が定格電流以下となるように電圧を設定すればよい。
【００６７】
また、三相誘導電動機を採用したキャンドモータポンプに適用した実施の形態について説明したが、単相誘導電動機や同期電動機を採用したキャンドモータポンプにも同様に適用でき、また、キャンドモータを駆動源とするキャンドモータ攪拌機にも適用でき、同様の作用効果が得られる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１記載の高融点液用キャンドモータの加熱方法によれば、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温でき、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮できる。
【００６９】
請求項２記載の高融点液用キャンドモータの加熱装置によれば、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温でき、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮できる。
【００７０】
請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際には、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温でき、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮できる。しかも、印加電源切換手段によりキャンドモータに対して加熱専用電源の印加とキャンドモータを運転する運転電源の印加とを切り換えることができる。
【００７１】
請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを用いることにより、加熱専用電源を比較的容易に構成できる。
【００７２】
請求項５記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、比較的廉価に提供され、設置面積も少なくなり、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００７３】
請求項６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、インバータも汎用品が利用可能で比較的容易に製作され、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００７４】
請求項７記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を自動的に監視して設定温度に保持できる。
【００７５】
請求項８記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項５または６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を自動的に監視して設定温度に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すキャンドモータポンプの加熱装置の構成を有する運転装置の回路図である。
【図２】同上キャンドモータポンプの断面図である。
【図３】他の実施の形態を示すキャンドモータポンプの運転装置の回路図である。
【符号の説明】
３ キャンドモータ
６ 固定子
11 回転子
19 回転子室
20 取扱液
26 温度センサ
27a〜27f 電力用半導体としてのサイリスタ
31 交流電圧変換回路
32a 印加手段
32b 印加電源切換手段
35 運転電源
36 加熱専用電源
37 温度設定器
38 温度調節器
41 降圧トランス
M2 電磁接触器
【発明の属する技術分野】
本発明は、常温で凝固する高融点液を融解温度に加熱昇温させる高融点液用キャンドモータの加熱方法およびその装置、ならびに高融点液用キャンドモータの運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、キャンドモータは、主としてポンプと一体的に結合されて回転シール部のないキャンドモータポンプとして漏洩が嫌われるポンプ取扱液の移送に用いられている。
【０００３】
ところで、融点の高い液を取り扱う場合は、吸込配管からキャンドモータポンプに流入したポンプ取扱液がポンプ部やキャンドモータ部で放熱されて融点以下の温度に低下することにより、ポンプ取扱液が凝固してポンプ起動が困難となるため、ポンプ部およびキャンドモータ部の周囲にジャケットを設け、このジャケットにスチームを流してポンプ部とキャンドモータ部を外側から加熱することにより、ポンプ部内とキャンドモータ部内のポンプ取扱液を融点以上に昇温してキャンドモータポンプを起動する手段が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スチームによる加熱昇温手段は、ポンプ部はさほど問題ないもののキャンドモータ部内のポンプ取扱液の昇温に難点がある。
【０００５】
すなわち、ポンプ部のジャケットはポンプケーシングの周囲に設けられており、このジャケットに流れるスチームはポンプケーシングのみを介してポンプケーシング内のポンプ取扱液を加熱するので、熱伝達が比較的良好でポンプ取扱液が昇温されやすい。それに対して、キャンドモータ部のジャケットは固定子枠の周囲に設けられており、このジャケットに流れるスチームの熱は固定子枠から固定子鉄心および固定子巻線を介して固定子キャンに伝達され、この固定子キャンから回転子室内のポンプ取扱液に伝達されるので、目的とする回転子室内のポンプ取扱液を昇温する熱量よりも固定子枠、固定子鉄心、固定子巻線および固定子キャンを有する固定子組立体を昇温する熱量に相当量を費やして加熱効率が悪いうえに、昇温された回転子室内のポンプ取扱液が回転子および回転軸を有する回転子組立体に放熱されて温度が低下し、加熱効率がさらに悪くなる。
【０００６】
従って、一定時間以上停止したキャンドモータポンプを運転する際は、ポンプ部およびキャンドモータ部のジャケットにスチームを流してキャンドモータポンプ内のポンプ取扱液をその融点以上に昇温しなければキャンドモータを起動することができないが、キャンドモータ部のポンプ取扱液の加熱効率が悪いために融点以上に昇温するのにかなりの時間を要するうえに、スチームの熱量の大部分は廃棄されるので多量の熱量を使用し、熱の利用効率が悪い問題がある。
【０００７】
また、キャンドモータポンプを分解点検する際にも、スチームを流してキャンドモータポンプ内のポンプ取扱液を融点以上に加熱昇温した後でなければ分解困難であるが、上述したようにキャンドモータ部のポンプ取扱液が融点以上の温度になるまで長時間待たねばならず、作業性が極めて悪い問題がある。
【０００８】
なお、キャンドモータポンプの他、キャンドモータ攪拌機においても同様の問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高融点液を取り扱うキャンドモータにおいて、キャンドモータの回転子室内の取扱液を比較的短時間で融点以上に加熱昇温してキャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮し、併せて昇温の熱効率を改善した高融点液用キャンドモータの加熱方法およびその装置、並びに高融点液用キャンドモータの運転装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高融点液用キャンドモータの加熱方法は、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させてキャンドモータの回転子室内の取扱液をその融点を越える温度まで加熱昇温させるものである。
【００１１】
そして、この構成では、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用されて熱効率が優れ、取扱液が短時間に融点を越える温度まで加熱昇温され、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間が短縮される。
【００１２】
請求項２記載の高融点液用キャンドモータの加熱装置は、固定子の内側で回転子が配置される回転子室内の取扱液を加熱昇温させる高融点液用キャンドモータの加熱装置であって、前記キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源と、前記キャンドモータの停止中にキャンドモータに加熱専用電源を印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させてキャンドモータの回転子室内の取扱液をその融点を越える温度まで加熱昇温させる電源印加手段とを具備しているものである。
【００１３】
そして、この構成では、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液が短時間に融点を越える温度まで加熱昇温され、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間が短縮される。
【００１４】
請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、キャンドモータを運転する運転電源と、前記キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源と、前記キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際にはキャンドモータに加熱専用電源を印加し、キャンドモータの運転時にはキャンドモータに運転電源を印加する印加電源切換手段とを具備しているものである。
【００１５】
そして、この構成では、キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際には、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液が短時間に融点を越える温度まで加熱昇温され、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間が短縮される。しかも、印加電源切換手段によりキャンドモータに対して加熱専用電源の印加とキャンドモータを運転する運転電源の印加とが切り換えられる。
【００１６】
請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、加熱専用電源は、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを有するものである。
【００１７】
そして、この構成では、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを用いることにより、加熱専用電源が比較的容易に構成される。
【００１８】
請求項５記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用したものである。
【００１９】
そして、この構成では、電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、比較的廉価に提供され、設置面積も少なくなり、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００２０】
請求項６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用したものである。
【００２１】
そして、この構成では、出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、インバータも汎用品が利用可能で比較的容易に製作され、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００２２】
請求項７記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を検出する温度センサと、前記取扱液を昇温させる温度を設定する温度設定器と、加熱専用電源を断接する電磁接触器と、前記温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、前記電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節する温度調節器とを備えているものである。
【００２３】
そして、この構成では、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度が自動的に監視されて設定温度に保持される。
【００２４】
請求項８記載の高融点液用キャンドモータの運転装置は、請求項５または６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置において、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を検出する温度センサと、前記取扱液を昇温させる温度を設定する温度設定器と、前記温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節する温度調節器とを備えているものである。
【００２５】
そして、この構成では、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度が自動的に監視されて設定温度に保持される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図１および図２は本発明をキャンドモータポンプに適用した一実施の形態を示す。
【００２８】
図２において、１はキャンドモータポンプで、このキャンドモータポンプ１は、前部側のポンプ部２と後部側の高融点液用のキャンドモータ３とを液密に一体に結合して構成されている。
【００２９】
キャンドモータ３には、固定子鉄心４に固定子巻線５を巻回して構成される固定子６が固定子枠７に挿入固着され、固定子６の内周面に固定子キャン８が密着挿入されてその両端縁が固定子枠７の前部フランジ7aおよび後部フランジ部7bの内径縁に液密に溶着されている。また、図示しない回転子鉄心に図示しない回転子導体を装着して構成される回転子11に回転軸12が挿入固着され、回転子11の外周面に回転子キャン13が被着されている。この回転子11が固定子キャン８と回転子キャン13とのキャン間隙14を介して固定子６に対向配設されている。さらに、固定子枠７の両フランジ7a，7bに軸受箱15a，15bが液密に取り付けられ、これら軸受箱15a，15bに装着されたすべり軸受16a，16bにスリーブ17a，17bおよびスラストカラ18a，18bを介して回転軸12が回転自在に支承されている。固定子キャン８と両軸受箱15a，15bとで囲繞された空間に回転子11が配設される回転子室19が形成され、この回転子室19に取扱液20（以下、ポンプ取扱液20という）が流通される。
【００３０】
また、固定子枠７の前部フランジ7aにポンプケーシング21が液密に取着され、このポンプケーシング21内に配設されたポンプインペラ22が回転軸12の前端部に取り付けられてポンプ部２が構成されている。
【００３１】
また、ポンプケーシング21にはその外側面を覆うジャケット23が設けられ、また必要に応じて固定子枠７の外周囲を覆うジャケット24および後部軸受箱15bの外側面を覆うジャケット25が設けられている。
【００３２】
また、キャンドモータ３の後部軸受箱15bには、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度を検出する温度センサ26が取着されている。
【００３３】
次に、図１にキャンドモータポンプ１の加熱装置の構成を有する運転装置の回路図を示し、キャンドモータ３の電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗに、それぞれ逆並列に接続した３組の電力用半導体としてのサイリスタ27a〜27fを有する三相逆並列回路28が接続され、電源スイッチ29を介して三相の商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔが接続されている。各サイリスタ27a〜27fのゲートＧはトリガ発生回路を有するゲート回路30に接続され、商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各サイクルのうちの所定期間だけサイリスタ27a〜27fが導通するように、三相逆並列回路28とゲート回路30とによる位相制御によってキャンドモータ３へ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路31が構成されている。
【００３４】
ゲート回路30には印加手段32aおよび印加電源切換手段32bとしての運転スイッチ33および停止スイッチ34が接続されている。電源スイッチ29が入り運転スイッチ33が押されて運転モードになったときには、商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各サイクルの全期間に亘ってサイリスタ27a〜27fが導通してキャンドモータ３の電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗに定格電流が印加されるように、ゲート回路30が設定されている。また、電源スイッチ29が入ってゲート回路30の電源が入るが運転スイッチ33が押されず停止モードにあるとき、およびキャンドモータポンプ１の運転中に停止スイッチ34を押して停止モードになったときには、商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各サイクルのうち所定期間のみサイリスタ27a〜27fが導通して、キャンドモータ３が回転されずかつキャンドモータ３に流れる電流が定格電流以下になるように、ゲート回路30が設定されている。したがって、印加電源切換手段32bにより、交流電圧変換回路31がキャンドモータ３を運転する運転電源35と停止中のキャンドモータ３の固定子６および回転子11を発熱させる加熱専用電源36とに切り換わるように構成されている。
【００３５】
なお、三相交流誘導電動機を用いたキャンドモータポンプ１においては、一般にキャンドモータ３の定格電圧の略１／４の低電圧を印加すれば回転子11が回転せずに固定子６に定格電流に略等しい電流が流れるが、負荷が軽い場合は回転子11が回転して固定子６および回転子11に流れる電流が大幅に小さくなって回転子室19内のポンプ取扱液20の昇温速度が遅くなるので、その場合は各サイリスタ27a〜27fの導通期間をさらに短くして回転子11が回転しなくなる電圧にまで下げるようにゲート回路30を設定すればよい。
【００３６】
また、ポンプ取扱液20を昇温させる温度を融点以上で任意に設定する温度設定器37が設けられているとともに、ポンプ取扱液20の温度を検出する温度センサ26による検出温度と温度設定器37による設定温度とを比較してゲート回路30に信号を送ってポンプ取扱液20の温度を設定温度に調節する温度調節器38が設けられている。この温度調節器38には温度センサ26の検出温度を表示する温度表示器39が接続されている。
【００３７】
また、電源スイッチ29の投入により商用電源を直流電源に変換してゲート回路30、温度設定器37、温度調節器38および温度表示器39に印加して作動させる直流電源部40が設けられている。
【００３８】
次に、この実施の形態における作用について説明する。
【００３９】
キャンドモータポンプ１の停止時において、キャンドモータ３の回転子室19のポンプ取扱液20の温度が設定温度よりも低い状態にあるときにキャンドモータ３を起動する場合は、ポンプケーシング21のジャケット23にスチームを流してポンプケーシング21内のポンプ取扱液20を加熱しながら電源スイッチ29を入れることにより、直流電源部40からゲート回路30、温度設定器37、温度調節器38および温度表示器39に直流電源が印加されてそれらが作動する。
【００４０】
電源スイッチ29を入れた時点では、運転スイッチ33がオフ、停止スイッチ34がオンの状態でゲート回路30が温度調節器38から出力される信号を選択して作動する停止モードにある。この停止モードにおいて、温度センサ26の検出温度が温度設定器37の設定温度より低いために、温度調節器38からゲート回路30にオン信号が入力されることにより、ゲート回路30から三相逆並列回路28の各サイリスタ27a〜27fに対して商用電源の各サイクルのうち所定期間のみゲート信号が送られ、各サイリスタ27a〜27fが商用電源の各サイクルのうち所定期間のみ導通してキャンドモータ３に実質的に低電圧である加熱専用電源36が印加される。
【００４１】
キャンドモータ３に低電圧の加熱専用電源36が印加されることにより、キャンドモータ３の固定子６は励磁されるが回転子11が回転しない拘束状態となり、固定子６とともに回転子11にも拘束電流が流れて発熱し、これら固定子６および回転子11の発熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20が加熱昇温される。
【００４２】
そして、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度を越えた場合には、温度調節器38からゲート回路30への信号がオフとなってゲート回路30から各サイリスタ27a〜27fへのゲート信号がなくなり、各サイリスタ27a〜27fは商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通せず、キャンドモータ３へ電源電圧が全く印加されなくなる。
【００４３】
その後は、固定子６および回転子11の発熱がなくなり、固定子枠７などからの放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が徐々に低下し、設定温度以下になれば再び温度調節器38からゲート回路30に信号が送られてキャンドモータ３が回転しない拘束状態で低電圧が印加され。以下、このような動作を繰り返して回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度を保持するように制御される。
【００４４】
次に、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度に達したことを温度表示器39にて確認した後、運転スイッチ33を押すことにより、ゲート回路30が温度調節器38の信号を選択しない運転モードとなり、各サイリスタ27a〜27fが商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通され、すなわちキャンドモータ３に商用電源の全電圧が運転電源35として印加されてキャンドモータ３が起動される。
【００４５】
キャンドモータ３が起動することにより、温度センサ26の検出温度が設定温度を越えて温度調節器38の出力信号がオフとなってもゲート回路30が温度調節器38の信号を選択しない運転モードであるので、各サイリスタ27a〜27fは商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通状態を保ってキャンドモータ３が運転され続ける。そのため、キャンドモータ３の運転中は、固定子６および回転子11が発熱し、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度は設定温度よりも高い温度になる。
【００４６】
そして、キャンドモータポンプ１を停止するときは、停止スイッチ34を押すことによってゲート回路30が温度調節器38の信号を選択する停止モードとなる。停止直後は、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度よりもかなり高くなっているので、温度調節器38の出力信号はオフとなり、各サイリスタ27a〜27fは商用電源の各サイクルの全期間に亘って導通のない状態となってキャンドモータ３には電源電圧が全く印加されず、固定子枠７などからの放熱によって徐々にキャンドモータ３の温度が低下する。その後、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度以下になることにより、温度調節器38の出力信号がオンになってゲート回路30から各サイリスタ27a〜27fに商用電源の各サイクルのうち所定期間のゲート信号が送られ、その期間各サイリスタ27a〜27fが導通してキャンドモータ３に低電圧の加熱専用電源36が印加され、固定子６および回転子11が発熱して回転子室19内のポンプ取扱液20が加熱昇温され、上述と同様にして回転子室19内のポンプ取扱液20が設定温度に保たれる。
【００４７】
このように回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度に保持されているので、次にキャンドモータポンプ１を運転するときは運転スイッチ33を押して直ちに起動できるが、長時間に亘ってキャンドモータポンプ１を停止する場合は回転子室19内のポンプ取扱液20を加熱するための余分なエネルギを消費しないように停止スイッチ34を押した後、電源スイッチ29を切っておけばよい。但し、この場合は、次のポンプ運転時に回転子室19内のポンプ取扱液20を融点以上の温度に加熱昇温するのに時間を要することになる。
【００４８】
また、キャンドモータポンプ１を分解点検する場合は、ポンプ停止中であれば、キャンドモータポンプ１を起動する場合と同様に、電源スイッチ29を投入して各サイリスタ27a〜27fに商用電源の各サイクルのうちの所定期間のみ導通してキャンドモータ３に低電圧の加熱専用電源36を印加し、回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が融点以上である設定温度に達した時点で分解すればよく、ポンプ運転中であれば、停止スイッチ34を押してキャンドモータポンプ１を停止し、自然放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度近くに達した時点で分解すればよい。
【００４９】
このように、キャンドモータポンプ１の停止時に低電圧の加熱専用電源36が印加されて、回転子11が拘束状態でキャンドモータ３に定格電流に近い電流が流れ、固定子６と回転子11の両方が発熱されて回転子室19内のポンプ取扱液20がキャンドモータ３の内側から直接加熱昇温されるので、従来例のように固定子枠７のジャケット24にスチームを流してキャンドモータ３の外側から回転子室19内のポンプ取扱液20を加熱昇温する場合に比べて熱伝達が早く、スチーム熱量の多くを廃棄してしまう従来例に対して発生熱量が回転子室19内のポンプ取扱液20の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率に優れ、回転子室19内のポンプ取扱液20を短時間に融点以上の設定温度に昇温できる。
【００５０】
また、３組のサイリスタ27a〜27fを有する三相逆並列回路28とゲート回路30とにより位相制御による交流電圧変換回路31を構成して運転電源35と加熱専用電源36とを共用したことにより、比較的廉価に提供でき、設置面積も少なくでき、加熱専用電源36の出力電圧をキャンドモータ３が起動せずかつキャンドモータ３の入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのは各サイリスタ27a〜27fの導通期間をゲート回路30のボリウムなどにて変えることにより容易にできる。
【００５１】
また、温度調節器38によって、温度センサ26の検出温度信号と温度設定器37の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源36を制御してポンプ取扱液20の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータ３の回転子室19内のポンプ取扱液20の温度を自動的に監視して設定温度に保持できる。
【００５２】
なお、この実施の形態において、温度調節器38は温度センサ26の検出温度が設定温度以下のときはオン信号を、設定温度を越えたときにオフ信号を発生するよう構成したが、検出温度が上昇して設定温度に近づく前にオフ信号を出し、検出温度が下降して設定温度に近づく前にオン信号を出すＰＩＤ制御動作の温度調節器38を採用する方が回転子室19内のポンプ取扱液20が設定温度に達した後の温度変動が少なくなるので好ましい。
【００５３】
また、回転子室19内のポンプ取扱液20の昇温時間をさらに短縮する場合は、上述したようにキャンドモータ３の固定子枠７や後部軸受箱15bにジャケット24、25を設けてこのジャケット24、25にスチームを流すことにより、固定子６と回転子11の発熱によるキャンドモータ３の内側からの加熱とスチームの熱によるキャンドモータ３の外側からの加熱を併用すればよい。
【００５４】
なお、前記実施の形態においては、３組のサイリスタ27a〜27fを有する三相逆並列回路28とゲート回路30とにより位相制御による交流電圧変換回路31を構成して運転電源35と加熱専用電源36を共用したが、サイリスタ27a〜27fに代えて電力用半導体としてのトライアックによる交流電圧変換回路31を構成してもよく、さらには位相制御に代えて高周波チョッパ制御による交流電圧変換回路31を構成して運転電源35と加熱専用電源36を共用しても同様の効果を奏する。
【００５５】
また、これら位相制御や高周波チョッパ制御による交流電圧変換回路31の他、インバータを用いて運転電源35と加熱専用電源36を共用することもできる。このインバータを用いる場合、キャンドモータポンプ１の停止中のインバータ出力は、キャンドモータ３の運転周波数範囲よりも低い周波数でかつ回転子11が回転せず定格電流以下でこれに近い電流が流れる電圧となるように、インバータのＶ／Ｆ特性を設定すればよい。
【００５６】
次に、図３は本発明の他の実施の形態を示し、この図３にはキャンドモータポンプ１の運転装置の回路図を示す。なお、前記実施の形態と同様の構成および作用については同一符号を用いて説明する。
【００５７】
この実施の形態では、サイリスタ27a〜27fやトライアックなどの電力用半導体による交流電圧変換回路31に代え、商用電源電圧を変圧する降圧トランス41を用いて低電圧の加熱専用電源36を構成したものである。
【００５８】
商用電源Ｒ、Ｓ、Ｔを入切する電源スイッチ29から電磁接触器M1の接点M1aを介してキャンドモータ３の電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗにつながる運転電源35としての電源線42と、電源スイッチ29から降圧トランス41および電磁接触器M2の接点M2aを介してキャンドモータ３の電源端子電源端子Ｕ、Ｖ、Ｗにつながる低電圧の加熱専用電源36としての電源線43とが並列に接続されて交流電圧変換回路31が構成されている。
【００５９】
温度センサ26、温度設定器37、温度調節器38、温度表示器39およびこれらを駆動する直流電源部40が設けられ、温度調節器38はその出力信号手段として温度センサ26の検出温度が温度設定器37の設定温度を越えることによって開く接点38bを有している。
【００６０】
電源スイッチ29を介して商用電源に接続される電磁接触器M1、M2および補助リレーＬによりキャンドモータ３に印加する電源を運転電源35と加熱専用電源36とに切り換える印加電源切換手段32bとしてのリレー回路44が構成されている。補助リレーＬと運転スイッチ33と停止スイッチ34とが並列に接続されているとともに運転スイッチ33と並列に自己保持用の補助リレーＬの接点La1が接続され、電磁接触器M1と電磁接触器M2の接点M2bと補助リレーＬの接点La2とが並列に接続され、電磁接触器M2と温度調節器38の接点38bと電磁接触器M1の接点M1bと補助リレーＬの接点Lbとが並列に接続されている。
【００６１】
そして、温度センサ26の検出温度が設定温度より低いときに電源スイッチ29を入れることにより、各接点38b，M1b，Lbが閉じた状態にある電磁接触器M2が励磁されてその接点M2aが閉じ、キャンドモータ３に降圧トランス41から低電圧の加熱専用電源36が印加され、固定子６と回転子11が加熱されて回転子室19内のポンプ取扱液20が加熱昇温される。温度センサ26の検出温度が設定温度を越えることにより、温度調節器38の接点38bが開き、電磁接触器M2の接点M2aが開いて低電圧印加が遮断される。放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度以下になることにより、温度調節器38の接点38bが閉じて再び電磁接触器M2の接点M2aが閉じる。以下、このような動作を繰り返して回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が設定温度に制御される。
【００６２】
また、運転スイッチ33を押すことにより、補助リレーＬが励磁されてその接点La1、La2が閉じるとともに接点Lbが開く状態に補助リレーＬが自己保持され、電磁接触器M2の接点M2aが開き、電磁接触器M1の接点M1aが閉じ、キャンドモータ３に商用電源の全電圧が運転電源35として印加されてキャンドモータ３が起動され、キャンドモータポンプ１が運転される。
【００６３】
このキャンドモータポンプ１の運転中は前記実施の形態と同様に回転子室19内のポンプ取扱液20の温度は設定温度よりも高くなっている。
【００６４】
また、停止スイッチ34を押すことにより、補助リレーＬの励磁が切れて電磁接触器M1の接点M1aが開いてキャンドモータポンプ１が停止される。放熱によって回転子室19内のポンプ取扱液20の温度が徐々に低下して設定温度以下になることにより、温度調節器38の接点38bが閉じて電磁接触器M2が励磁されてその接点M2aが閉じ、キャンドモータ３に低電圧が印加される。以下、電磁接触器M2のオン・オフが繰り返されて回転子室19内のポンプ取扱液20が設定温度に制御される。
【００６５】
この実施の形態においては、商用電源電圧を変圧する降圧トランス41を用いることにより加熱専用電源36が比較的容易に構成できるが、この降圧トランス41にはキャンドモータ３が起動せずかつキャンドモータ３の入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するために出力側に多数のタップが必要となり、このタップ切り換えの調整作業が面倒であり、また降圧トランス41が比較的高価について設置面積もかなり要することとなるので、これらの点では図１に示すサイリスタ27a〜27fなどによる交流電圧変換回路31による実施の形態の方が好ましい。
【００６６】
なお、上述した各実施の形態においては、加熱専用電源36として三相の低電圧電源を用いたが、単相または二相の低電圧電源も採用でき、いずれの場合も低電圧電源を印加したときに回転子11が回転せずに拘束状態を保ち、かつキャンドモータ３に流れる電流が定格電流以下となるように電圧を設定すればよい。
【００６７】
また、三相誘導電動機を採用したキャンドモータポンプに適用した実施の形態について説明したが、単相誘導電動機や同期電動機を採用したキャンドモータポンプにも同様に適用でき、また、キャンドモータを駆動源とするキャンドモータ攪拌機にも適用でき、同様の作用効果が得られる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１記載の高融点液用キャンドモータの加熱方法によれば、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温でき、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮できる。
【００６９】
請求項２記載の高融点液用キャンドモータの加熱装置によれば、キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温でき、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮できる。
【００７０】
請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際には、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させることにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液がキャンドモータの内側から直接加熱昇温されるので、取扱液への熱伝達が早く、発生熱量が取扱液の加熱昇温に有効的に利用できて熱効率が優れ、取扱液を短時間に融点を越える温度まで加熱昇温でき、キャンドモータの起動または分解点検に至るまでの待ち時間を短縮できる。しかも、印加電源切換手段によりキャンドモータに対して加熱専用電源の印加とキャンドモータを運転する運転電源の印加とを切り換えることができる。
【００７１】
請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを用いることにより、加熱専用電源を比較的容易に構成できる。
【００７２】
請求項５記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、比較的廉価に提供され、設置面積も少なくなり、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００７３】
請求項６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用したことにより、インバータも汎用品が利用可能で比較的容易に製作され、加熱専用電源の出力電圧をキャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧に調整するのが容易である。
【００７４】
請求項７記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を自動的に監視して設定温度に保持できる。
【００７５】
請求項８記載の高融点液用キャンドモータの運転装置によれば、請求項５または６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置の効果に加えて、温度調節器によって、温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節することにより、キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を自動的に監視して設定温度に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すキャンドモータポンプの加熱装置の構成を有する運転装置の回路図である。
【図２】同上キャンドモータポンプの断面図である。
【図３】他の実施の形態を示すキャンドモータポンプの運転装置の回路図である。
【符号の説明】
３ キャンドモータ
６ 固定子
11 回転子
19 回転子室
20 取扱液
26 温度センサ
27a〜27f 電力用半導体としてのサイリスタ
31 交流電圧変換回路
32a 印加手段
32b 印加電源切換手段
35 運転電源
36 加熱専用電源
37 温度設定器
38 温度調節器
41 降圧トランス
M2 電磁接触器
Claims (8)
- キャンドモータの停止中に、キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧をキャンドモータに印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させてキャンドモータの回転子室内の取扱液をその融点を越える温度まで加熱昇温させる
ことを特徴とする高融点液用キャンドモータの加熱方法。 - 固定子の内側で回転子が配置される回転子室内の取扱液を加熱昇温させる高融点液用キャンドモータの加熱装置であって、
前記キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源と、
前記キャンドモータの停止中にキャンドモータに加熱専用電源を印加し、キャンドモータの固定子および回転子を発熱させてキャンドモータの回転子室内の取扱液をその融点を越える温度まで加熱昇温させる電源印加手段と
を具備していることを特徴とする高融点液用キャンドモータの加熱装置。 - キャンドモータを運転する運転電源と、
前記キャンドモータが起動せずかつキャンドモータの入力電流が定格電流以下となる電圧の加熱専用電源と、
前記キャンドモータの停止中にキャンドモータの回転子室内の取扱液を昇温する際にはキャンドモータに加熱専用電源を印加し、キャンドモータの運転時にはキャンドモータに運転電源を印加する印加電源切換手段と
を具備していることを特徴とする高融点液用キャンドモータの運転装置。 - 加熱専用電源は、商用電源電圧を変圧する降圧トランスを有する
ことを特徴とする請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置。 - 電力用半導体により商用電源のサイクルの導通期間を切り換えてキャンドモータへ印加する実効電圧を変化させる交流電圧変換回路によって運転電源と加熱専用電源とを共用した
ことを特徴とする請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置。 - 出力電圧を切り換えるインバータによって運転電源と加熱専用電源とを共用した
ことを特徴とする請求項３記載の高融点液用キャンドモータの運転装置。 - キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を検出する温度センサと、
前記取扱液を昇温させる温度を設定する温度設定器と、
加熱専用電源を断接する電磁接触器と、
前記温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、前記電磁接触器を断接させて取扱液の温度を設定温度に調節する温度調節器とを備えている
ことを特徴とする請求項４記載の高融点液用キャンドモータの運転装置。 - キャンドモータの回転子室内の取扱液の温度を検出する温度センサと、
前記取扱液を昇温させる温度を設定する温度設定器と、
前記温度センサの検出温度信号と温度設定器の設定温度信号とを比較し、加熱専用電源を制御して取扱液の温度を設定温度に調節する温度調節器とを備えている
ことを特徴とする請求項５または６記載の高融点液用キャンドモータの運転装置。
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