JP3285894B2 - 電磁ポンプ装置 - Google Patents
電磁ポンプ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性の流体を移送す
る電磁ポンプ装置に関する。
る電磁ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁ポンプの基本的な動作原理は、磁界
中に置かれた導電性流体に電流を通電して流体自身に発
生する力（Body Force）によりポンプ作用を生じさせる
もので、フレミングの左手の法則をその基本としてい
る。磁界の磁束密度をＢ、流体中の電流密度をＪとした
時、流体単位体積当たりに発生する力Ｆは次式で表され
る。
中に置かれた導電性流体に電流を通電して流体自身に発
生する力（Body Force）によりポンプ作用を生じさせる
もので、フレミングの左手の法則をその基本としてい
る。磁界の磁束密度をＢ、流体中の電流密度をＪとした
時、流体単位体積当たりに発生する力Ｆは次式で表され
る。
【０００３】Ｆ＝Ｊ×Ｂ 三相誘導形電磁ポンプは、三相交流巻線を電磁ポンプの
流体の流れの方向に各相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生
じる。この進行磁界が導電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
流体内に電圧が誘起され、それに因って誘導電流が流れ
る。この誘導電流と進行磁界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事によりポンプ
として働く事になる。この電磁力は誘導電動機における
トルク、又はリニアーモータにおける推力に相当する。
流体の流れの方向に各相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生
じる。この進行磁界が導電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
流体内に電圧が誘起され、それに因って誘導電流が流れ
る。この誘導電流と進行磁界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事によりポンプ
として働く事になる。この電磁力は誘導電動機における
トルク、又はリニアーモータにおける推力に相当する。
【０００４】その中で特にダクトの形状が環状となって
いる物をＡＬＩＰ（Annular LinearInduction Pump の
略）と言う。
いる物をＡＬＩＰ（Annular LinearInduction Pump の
略）と言う。
【０００５】図５にＡＬＩＰの基本的な構造について示
す。構造上の特徴としては以下の事が挙げられる。
す。構造上の特徴としては以下の事が挙げられる。
【０００６】１ 流体が流れる通路は外管(4) と内管
(5) からなるステンレス製の同心二重円筒管で、アニュ
ラス流路であるダクト(3) となっている。
(5) からなるステンレス製の同心二重円筒管で、アニュ
ラス流路であるダクト(3) となっている。
【０００７】２ 固定子には進行磁場の磁気回路を形成
するためにスロット(1a)を有した鉄心を周方向に積み重
ねたブロック状積層の外側鉄心(1)を外管(4) の外周に
複数個配置してある。この時積層面がダクトに向いて、
且つスロットが内周側になるようにして、鉄心全体が放
射状となるように配置してある。
するためにスロット(1a)を有した鉄心を周方向に積み重
ねたブロック状積層の外側鉄心(1)を外管(4) の外周に
複数個配置してある。この時積層面がダクトに向いて、
且つスロットが内周側になるようにして、鉄心全体が放
射状となるように配置してある。
【０００８】このスロット内にはリング状の多数の絶縁
素線を束ねた固定子コイル(2) がダクト(3) を一周する
ように多数軸方向に配置されている。コイルは流れの方
向に沿って各相グループ毎に相順に従って交互に並べら
れている。
素線を束ねた固定子コイル(2) がダクト(3) を一周する
ように多数軸方向に配置されている。コイルは流れの方
向に沿って各相グループ毎に相順に従って交互に並べら
れている。
【０００９】３ 内管(5) の内部には磁気回路を形成す
るための積層の内部鉄心(6) が納められている。
るための積層の内部鉄心(6) が納められている。
【００１０】次にこの構造を有するＡＬＩＰの動作原理
を説明する。
を説明する。
【００１１】コイルに３相交流電流を流すと、軸方向に
沿って正弦波状に分布した半径方向の磁束分布が生じ
る。磁場は外側鉄心(1) 、外管(4) 、ダクト(3) 、内管
(5) 、内部鉄心(6) 、再び内管(5) 、ダクト(3) 、外管
(4) を通って外側鉄心(1) に戻る磁気回路を周回する。
またこの時、軸方向のある点での磁場の強さはどの周方
向位置でも同じように分布している。さらにこの磁場は
三相交流の位相の進みと共に図中右から左に平行移動し
て進行磁場となる。この結果、磁場によってダクト(3)
内の導電性流体に周方向に流れる電流が誘起される。こ
の電流も軸方向に沿ってその大きさが正弦波状に分布
し、周方向の位置では同一の大きさの周方向電流が流れ
る。この電流と前記した磁場とが相互作用を行って軸方
向に電磁力を誘起する。
沿って正弦波状に分布した半径方向の磁束分布が生じ
る。磁場は外側鉄心(1) 、外管(4) 、ダクト(3) 、内管
(5) 、内部鉄心(6) 、再び内管(5) 、ダクト(3) 、外管
(4) を通って外側鉄心(1) に戻る磁気回路を周回する。
またこの時、軸方向のある点での磁場の強さはどの周方
向位置でも同じように分布している。さらにこの磁場は
三相交流の位相の進みと共に図中右から左に平行移動し
て進行磁場となる。この結果、磁場によってダクト(3)
内の導電性流体に周方向に流れる電流が誘起される。こ
の電流も軸方向に沿ってその大きさが正弦波状に分布
し、周方向の位置では同一の大きさの周方向電流が流れ
る。この電流と前記した磁場とが相互作用を行って軸方
向に電磁力を誘起する。
【００１２】以上がＡＬＩＰの原理である。
【００１３】また、一方電磁流量計としては伝導形が用
いられている。これは誘電性流体の通路に磁界を掛けて
おき、そして流れの方向と磁界の方向にいずれにも直角
となる方向に流体に接するように電極を設けている。こ
の場合この電極間に誘起する電圧値ｅは流体の流速を
Ｖ、磁束密度即ち磁界の強さをＢとした時、次式で表さ
れるようになる。
いられている。これは誘電性流体の通路に磁界を掛けて
おき、そして流れの方向と磁界の方向にいずれにも直角
となる方向に流体に接するように電極を設けている。こ
の場合この電極間に誘起する電圧値ｅは流体の流速を
Ｖ、磁束密度即ち磁界の強さをＢとした時、次式で表さ
れるようになる。
【００１４】ｅ＝Ｖ×Ｂ 即ち、磁界の強さと流体の流速の積に比例するのでこの
関係とダクト(3) の形状より流量を求めている。
関係とダクト(3) の形状より流量を求めている。
【００１５】この磁界は小容量の場合には永久磁石を使
用し、大容量の場合には直流の電磁石を使用している。
そして流れの方向と磁界の方向にいずれにも直角となる
方向に流体に接するように電極を設けてこの電極間に誘
起する電圧値によって流量を求めている。
用し、大容量の場合には直流の電磁石を使用している。
そして流れの方向と磁界の方向にいずれにも直角となる
方向に流体に接するように電極を設けてこの電極間に誘
起する電圧値によって流量を求めている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、導電性
流体の流路の中には、流体を流れさせるための電磁ポン
プと、その流量を測定するための流量計を別々に設置す
る必要があった。
流体の流路の中には、流体を流れさせるための電磁ポン
プと、その流量を測定するための流量計を別々に設置す
る必要があった。
【００１７】この事は装置全体の大きさを大きくし、そ
れだけ配管の長さが長くなってしまっていた。
れだけ配管の長さが長くなってしまっていた。
【００１８】さらにこの事は、例えば高速増殖炉のナト
リウムの例えば主循環配管系の場合には、電磁ポンプは
使用できるが流量計に関しては、スペース的に流量計の
設置が不可能な場合があり、全体の運転状態から判断せ
ざるを得ない状態であった。
リウムの例えば主循環配管系の場合には、電磁ポンプは
使用できるが流量計に関しては、スペース的に流量計の
設置が不可能な場合があり、全体の運転状態から判断せ
ざるを得ない状態であった。
【００１９】本発明の目的は電磁ポンプを使用して、別
に特別な流量計を設けること無く、流量を測定出来るよ
うにして、装置全体をコンパクトにし、信頼性の高い電
磁ポンプ装置を提供することにある。
に特別な流量計を設けること無く、流量を測定出来るよ
うにして、装置全体をコンパクトにし、信頼性の高い電
磁ポンプ装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、導電性流体を流す筒状ダクトを
有し、ダクトの外周上に軸方向に沿って多数の絶縁素線
を束ねた固定子コイルを配置し、軸方向に沿ってそれぞ
れのコイルを結線して進行磁界を発生する誘導形の電磁
ポンプ装置において、この電磁ポンプ装置の巻線の端子
電圧と入力電流を測定しその比をとって入力インピーダ
ンスを求めるインピーダンス計算器と、この入力インピ
ーダンスを予め求められた入力インピーダンスと導電性
流体の流量の関係から導電性流体の流量に換算する換算
器と、換算した流量を指示する指示計とを備えた電磁ポ
ンプ装置を提供する。
に、本発明においては、導電性流体を流す筒状ダクトを
有し、ダクトの外周上に軸方向に沿って多数の絶縁素線
を束ねた固定子コイルを配置し、軸方向に沿ってそれぞ
れのコイルを結線して進行磁界を発生する誘導形の電磁
ポンプ装置において、この電磁ポンプ装置の巻線の端子
電圧と入力電流を測定しその比をとって入力インピーダ
ンスを求めるインピーダンス計算器と、この入力インピ
ーダンスを予め求められた入力インピーダンスと導電性
流体の流量の関係から導電性流体の流量に換算する換算
器と、換算した流量を指示する指示計とを備えた電磁ポ
ンプ装置を提供する。
【００２１】
【作用】上記構成にすると、ポンプにより導電性の流体
を移送するとともに巻線の端子電圧と入力電流から入力
インピーダンスを測定することにより、流量計としても
利用出来るようにしたので、流路システムにおいて別な
流量計を設ける必要がなくなり、流路システムがコンパ
クトで、信頼性の高い電磁ポンプ装置とすることができ
る。
を移送するとともに巻線の端子電圧と入力電流から入力
インピーダンスを測定することにより、流量計としても
利用出来るようにしたので、流路システムにおいて別な
流量計を設ける必要がなくなり、流路システムがコンパ
クトで、信頼性の高い電磁ポンプ装置とすることができ
る。
【００２２】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の電磁ポンプ装置
の第１の実施例について、図１、図２、図３を参照して
説明する。尚、電磁ポンプは図５の通りである。図１は
電磁ポンプ装置の結線図を示す。電磁ポンプ(7) は三相
の電源端子Ｕ，Ｖ，Ｗ(8) に接続されている。
の第１の実施例について、図１、図２、図３を参照して
説明する。尚、電磁ポンプは図５の通りである。図１は
電磁ポンプ装置の結線図を示す。電磁ポンプ(7) は三相
の電源端子Ｕ，Ｖ，Ｗ(8) に接続されている。
【００２３】３本の接続線の途中の１か所に電磁ポンプ
の端子電圧を測定する電圧計(9) と入力電流を測定する
電流計(10)が設けられている。
の端子電圧を測定する電圧計(9) と入力電流を測定する
電流計(10)が設けられている。
【００２４】前記両者の端子電圧と入力電流はインピー
ダンス計算器(11)に入力され、両者の比から電磁ポンプ
の入力インピーダンスを計算し、このインピーダンス
は、流量に換算する換算器(12)に伝達され流量が求めら
れる。そして、換算器(12)により換算した流量が指示計
(13)で表される。なお、換算器(12)による入力インピー
ダンスから流量への換算は、予め求められた入力インピ
ーダンスと導電性流体の流量との関係から行うことがで
きる。
ダンス計算器(11)に入力され、両者の比から電磁ポンプ
の入力インピーダンスを計算し、このインピーダンス
は、流量に換算する換算器(12)に伝達され流量が求めら
れる。そして、換算器(12)により換算した流量が指示計
(13)で表される。なお、換算器(12)による入力インピー
ダンスから流量への換算は、予め求められた入力インピ
ーダンスと導電性流体の流量との関係から行うことがで
きる。
【００２５】次に上記実施例１の作用を説明する。
【００２６】図２は電磁ポンプ装置の等価回路を示す。
ここで表した等価回路の定数はすべりｓ以外は流量に関
係なく電磁ポンプの寸法で決まる一定値である。この時
の電磁ポンプ(7) の端子入力インピーダンスＺφは数６
式又は数７式で示される。
ここで表した等価回路の定数はすべりｓ以外は流量に関
係なく電磁ポンプの寸法で決まる一定値である。この時
の電磁ポンプ(7) の端子入力インピーダンスＺφは数６
式又は数７式で示される。
【００２７】すべりｓと流量Ｑの関係は数１式で示され
る。
る。
【００２８】
【数１】
【００２９】ここでＱｓは流速が同期速度となる流量で
電磁ポンプの寸法と電源周波数で決まる一定値である。
電磁ポンプの寸法と電源周波数で決まる一定値である。
【００３０】図２の等価回路より数２式、数３式、数４
式、数５式が得られ、
式、数５式が得られ、
【００３１】
【数２】
【００３２】
【数３】
【００３３】
【数４】
【００３４】
【数５】
【００３５】そして全入力インピーダンスは
【００３６】
【数６】
【００３７】
【数７】
【００３８】と表わされる。
【００３９】具体的一例として図３の曲線（ａ）に大容
量電磁ポンプの入力インピーダンスＺφと流量Ｑの関係
を示す。この様に現実的にも流量Ｑによって入力インピ
ーダンスＺφは２倍程度変化するので明確にその変化量
を検出することが出来る。
量電磁ポンプの入力インピーダンスＺφと流量Ｑの関係
を示す。この様に現実的にも流量Ｑによって入力インピ
ーダンスＺφは２倍程度変化するので明確にその変化量
を検出することが出来る。
【００４０】図３中曲線（ｂ）には従来の少容量機の入
力インピーダンスＺφと流量Ｑの関係を示す。小容量機
では余り明確では無かったが大容量機ではとくにこの効
果が顕著となってきている。
力インピーダンスＺφと流量Ｑの関係を示す。小容量機
では余り明確では無かったが大容量機ではとくにこの効
果が顕著となってきている。
【００４１】この様に大容量電磁ポンプの入力インピー
ダンスＺφは流量Ｑ（すべりｓ）のみの関数となるの
で、これによって流量を求めることが出来る。
ダンスＺφは流量Ｑ（すべりｓ）のみの関数となるの
で、これによって流量を求めることが出来る。
【００４２】（実施例２）第２の実施例を図４によって
説明する。この図４では同じＡＬＩＰ形電磁ポンプにお
いて、ポンピングを行う電磁ポンプの部分（Ｂ）と流量
計として機能させる部分（Ａ）とを電気回路的に別々に
設ける。そして流量計として機能させる部分（Ａ）はイ
ンピーダンス測定のためだけに使用するだけなのでわず
かな電流を流すだけで良く、コイルも小さなもので良
い。または電磁ポンプ部のコイルと同じコイルにしてお
いて、非常時に励磁して電磁ポンプとして使用すること
もできる。
説明する。この図４では同じＡＬＩＰ形電磁ポンプにお
いて、ポンピングを行う電磁ポンプの部分（Ｂ）と流量
計として機能させる部分（Ａ）とを電気回路的に別々に
設ける。そして流量計として機能させる部分（Ａ）はイ
ンピーダンス測定のためだけに使用するだけなのでわず
かな電流を流すだけで良く、コイルも小さなもので良
い。または電磁ポンプ部のコイルと同じコイルにしてお
いて、非常時に励磁して電磁ポンプとして使用すること
もできる。
【００４３】尚、本発明のダクト(3) は同心二重円筒管
から成るアニュラス流路に限らず、他の形状であっても
よいし、固定子巻線も三相交流に限らず進行磁界を発生
するものならば、他の交流の巻線としてもよい。
から成るアニュラス流路に限らず、他の形状であっても
よいし、固定子巻線も三相交流に限らず進行磁界を発生
するものならば、他の交流の巻線としてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上のように電磁ポンプの運転時に、巻
線の入力インピーダンスを測定することにより、流量も
計測出来るようにしたので、流路システムにおいて別な
流量計を設ける必要がなくなり、流路システムのコンパ
クトがはかれるとともに信頼性の高い電磁ポンプ装置を
提供できる。
線の入力インピーダンスを測定することにより、流量も
計測出来るようにしたので、流路システムにおいて別な
流量計を設ける必要がなくなり、流路システムのコンパ
クトがはかれるとともに信頼性の高い電磁ポンプ装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁ポンプ装置の第１の実施例を示す
系統図。
系統図。
【図２】図１に用いる電磁ポンプの等価回路図。
【図３】電磁ポンプ装置の入力インピーダンスと流量と
の関係曲線図。
の関係曲線図。
【図４】本発明の第２の実施例を示す系統図。
【図５】従来と本発明の実施例に共通して使用する電磁
ポンプの要部破断斜視図。
ポンプの要部破断斜視図。
【符号の説明】 ２…固定子コイル ３…ダクト ７…電磁ポンプ ９…電圧計 10…電流計 11…インピーダンス計算器 12…換算器 13…指示計
Claims (1)
- 【請求項１】 導電性流体を流す筒状ダクトを有し、ダ
クトの外周上に軸方向に沿って多数の絶縁素線を束ねた
固定子コイルを配置し、軸方向に沿ってそれぞれのコイ
ルを結線して進行磁界を発生する誘導形の電磁ポンプ装
置において、この電磁ポンプ装置の巻線の端子電圧と入
力電流を測定しその比をとって入力インピーダンスを求
めるインピーダンス計算器と、この入力インピーダンス
を予め求められた入力インピーダンスと導電性流体の流
量の関係から導電性流体の流量に換算する換算器と、換
算した流量を指示する指示計とを備えたことを特徴とす
る電磁ポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17919991A JP3285894B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 電磁ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17919991A JP3285894B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 電磁ポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530725A JPH0530725A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3285894B2 true JP3285894B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=16061664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17919991A Expired - Fee Related JP3285894B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 電磁ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285894B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153984A1 (ja) | 2008-06-19 | 2009-12-23 | 財団法人電力中央研究所 | 電磁ポンプ吐出量測定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107110676B (zh) * | 2015-01-16 | 2020-12-01 | 赛诺菲-安万特德国有限公司 | 流量传感器 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP17919991A patent/JP3285894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153984A1 (ja) | 2008-06-19 | 2009-12-23 | 財団法人電力中央研究所 | 電磁ポンプ吐出量測定方法 |
| JP2010025917A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-02-04 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 電磁ポンプ吐出量測定方法 |
| US7942067B2 (en) | 2008-06-19 | 2011-05-17 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Method for measuring flow rate from electromagnetic pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530725A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080308 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090308 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |