JP2015132402A - 静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】結露を生じにくくして錆の発生を抑制しつつ静止誘導機器を乾燥する。【解決手段】鉄心の巻線に覆われている部分に温度センサを配置する工程(S100)と、鉄心および巻線を加熱する加熱機構を稼働させる工程(S110)と、温度センサの温度計測値と露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第1差分に到達した時点で加熱機構を停止させる工程(S140,S150)と、加熱機構を停止させる工程(S150)の後、温度センサの温度計測値と露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第2差分に到達した時点で加熱機構を再稼働させる工程(S160,S110)とを備える。【選択図】図4

Description

本発明は、静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置に関する。
結露を生じることなく鋼帯を乾燥させる鋼帯の乾燥方法を開示した先行文献として、特開平4−273982号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載された鋼帯の乾燥方法においては、乾燥装置入口の鋼帯温度を測定し、そのときの外気の露点温度と比較して、外気の露点温度の方が鋼帯温度より低い場合は、外気を直接乾燥装置に取り込み、外気の露点温度の方が鋼帯温度より高い場合は、乾燥装置内の空気を除湿しながら循環使用して鋼帯表面に吹き付けている。
特開平4−273982号公報
乾燥対象物の構成によっては、乾燥対象物の表面温度に分布が生じることがある。この場合、表面温度の高い位置の温度と露点温度とを比較して乾燥方法を切り換えると、表面温度の低い位置に結露が生じて乾燥対象物に錆が発生することがある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、結露を生じにくくして錆の発生を抑制しつつ乾燥できる、静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置を提供することを目的とする。
本発明に基づく静止誘導機器の乾燥方法は、加熱機構、温度センサおよび露点計が設けられた乾燥室の内部において、鉄心およびこの鉄心に巻き回されて吸湿した巻線と絶縁物とを含む静止誘導機器を乾燥させる方法である。静止誘導機器の乾燥方法は、鉄心の巻線に覆われている部分に温度センサを配置する工程と、鉄心および巻線を加熱する加熱機構を稼働させる工程と、温度センサの温度計測値と露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第1差分に到達した時点で加熱機構を停止させる工程と、加熱機構を停止させる工程の後、温度センサの温度計測値と露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第2差分に到達した時点で加熱機構を再稼働させる工程とを備える。
本発明によれば、結露を生じにくくして錆の発生を抑制しつつ乾燥できる。
本発明の実施形態1に係る静止誘導機器の乾燥方法を行なう乾燥装置の構成を示す系統図である。 同実施形態に係る静止誘導機器の構成を示す側面図である。 乾燥装置にて加熱を継続した場合の、鉄心の非露出部の表面温度と加熱時間との関係を示すグラフである。 同実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法を示すフローチャートである。 同実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法によって静止誘導機器を乾燥させた場合の、鉄心の非露出部の表面温度と露点温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態2に係る静止誘導機器の乾燥方法を行なう乾燥装置の構成を示す系統図である。 同実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法を示すフローチャートである。
以下、本発明の各実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る静止誘導機器の乾燥方法を行なう乾燥装置の構成を示す系統図である。図2は、本実施形態に係る静止誘導機器の構成を示す側面図である。
図1,2に示すように、本発明の実施形態1に係る静止誘導機器の乾燥方法を行なう乾燥装置100は、鉄心31および鉄心31に巻き回されて吸湿した巻線32を含む静止誘導機器30を乾燥させる装置である。乾燥装置100は、鉄心31および巻線32をタンクの内部に封入する前に、巻線32を乾燥させる装置である。巻線32は、たとえば、平角銅線を被覆する絶縁紙などの吸湿する部材を含む。また、巻線32の層間には、プレスボードなどの吸湿する絶縁物が配置されている。乾燥装置100は、この絶縁物も乾燥させる。
図2に示すように、鉄心31は、積層された複数の磁性鋼板から構成されている。鉄心31は、巻線32に覆われていない露出部31aと、巻線32に覆われている非露出部31bとを有する。
乾燥装置100は、乾燥室110と、乾燥室110に設けられ、鉄心31および巻線32を加熱する加熱機構と、乾燥室110の内部に設けられた露点計80と、乾燥室110の内部に設けられ、鉄心31の巻線32に覆われている非露出部31bに配置される第1温度センサ40と、加熱機構、露点計80および第1温度センサ40の各々に電気的に接続されて加熱機構の動作を制御する制御部70とを備える。
以下、乾燥装置100の各構成について詳細に説明する。
図1に示すように、乾燥室110の床の略中央に、静止誘導機器30が載置される載置台111が配置されている。図2に示すように、静止誘導機器30の鉄心31の両端部は、鉄心押え33によって挟持されている。静止誘導機器30は、載置台111の上面と一方の鉄心押え33とが接するように、載置台111上に載置されている。
乾燥室110の周壁部および天井部の内部には、放熱配管112が設けられている。放熱配管112は、外部から熱源となる高温流体10が供給される外部接続管121と接続されている。放熱配管112と外部接続管121との間には、高温流体10の供給量を調節する調節弁120が設けられている。
放熱配管112の内部を高温流体10が流動する際の放熱配管112からの熱放射によって、鉄心31および巻線32が加熱される。このように、本実施形態に係る乾燥装置100においては、加熱機構が、放熱配管112、外部接続管121および調節弁120を含む。ただし、加熱機構は上記の構成に限られず、たとえば、抵抗加熱ヒータなどの電気的な加熱機構でもよい。
本実施形態に係る乾燥装置100においては、乾燥室110に吸気口113、排気口114および排気機構130がさらに設けられている。具体的には、乾燥室110の床近傍の周壁部に吸気口113が設けられている。乾燥室110の天井部に排気口114が設けられている。
乾燥室110の外側において、排気口114に隣接して排気機構130が設けられている。排気機構130は、ファンおよびダンパを含む。排気機構130の停止時には、ダンパが閉状態となってファンが停止している。排気機構130の稼働時には、ダンパが開状態となってファンが回転している。排気機構130が稼働して、排気口114から乾燥室110の内部の空気21が排気されると、吸気口113から外気20が乾燥室110の内部に流入する。
本実施形態に係る乾燥装置100においては、3つの温度センサが設けられている。具体的には、鉄心31の非露出部31bに第1温度センサ40が配置されている。鉄心31の下方側の露出部31aに第2温度センサ41が配置されている。鉄心31の上方側の露出部31aに第3温度センサ42が配置されている。第1温度センサ40は、鉄心31の非露出部31bの高さ方向の中央部に配置されている。なお、温度センサの数および配置は上記に限られず、鉄心31の非露出部31bに少なくとも1つの温度センサが配置されていればよい。
乾燥室110の内部において、天井部に露点計80が配置されている。露点計80は、乾燥室110の内部の露点温度を計測する。
乾燥室110の外側に、制御盤60が設置されている。制御盤60の内部には、制御部70が配置されている。制御盤60の側面には、入力部61が設けられている。入力部61は、制御部70に電気的に接続されている。
制御部70は、第1信号線50によって第1温度センサ40と電気的に接続されている。第1温度センサ40の温度計測値を含む信号1が、第1信号線50を通じて制御部70に随時入力される。
同様に、制御部70は、第2信号線51によって第2温度センサ41と電気的に接続されている。第2温度センサ41の温度計測値を含む信号2が、第2信号線51を通じて制御部70に随時入力される。
制御部70は、第3信号線52によって第3温度センサ41と電気的に接続されている。第3温度センサ41の温度計測値を含む信号3が、第3信号線52を通じて制御部70に随時入力される。
制御部70は、第4信号線53によって露点計80と電気的に接続されている。露点計80にて計測された露点温度を含む信号4が、第4信号線53を通じて制御部70に随時入力される。
制御部70は、第5信号線54によって調節弁120と電気的に接続されている。調節弁120を開閉させる信号5が、制御部70から第5信号線54を通じて調節弁120に随時出力される。
制御部70は、第6信号線55によって排気機構130と電気的に接続されている。排気機構130の出力を調整する信号6が、制御部70から第6信号線55を通じて排気機構130に随時出力される。
以下、本実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法について説明する。
始めに、後述する第1差分G1および第2差分G2を定める。たとえば、第1差分G1を3℃とし、第2差分G2を6℃とする。定めた第1差分G1および第2差分G2は、入力部61から入力されて制御部70に記憶される。
図3は、乾燥装置にて加熱を継続した場合の、鉄心の非露出部の表面温度と加熱時間との関係を示すグラフである。図3においては、縦軸に鉄心の非露出部の表面温度、横軸に加熱時間を示している。また、鉄心の非露出部の表面温度を実線、鉄心の非露出部の表面温度から第1差分G1を差し引いて得られた線を一点鎖線、鉄心の非露出部の表面温度から第2差分G2を差し引いて得られた線を点線にて示している。
図4は、本実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法を示すフローチャートである。図1,2,4に示すように、第1温度センサ40を鉄心31の非露出部31bに配置する(S100)。上記のように、本実施形態においては、第2温度センサ41を鉄心31の下方側の露出部31aに配置し、第3温度センサ42を鉄心31の上方側の露出部31aに配置している。
熱放射により鉄心31および巻線32を加熱する場合、鉄心31の表面温度は、非露出部31bの方が露出部31aより上昇しにくい。そのため、鉄心31の露出部31aに比較して、鉄心31の非露出部31bの方が結露を生じやすい。
そこで、第1温度センサ40を鉄心31の非露出部31bに配置し、下記のように第1温度センサ40の温度測定値に基づいて乾燥装置100を動作させることにより、鉄心31の非露出部31bにて結露が生じることを抑制できる。
次に、鉄心31および巻線32を加熱する加熱機構を稼働させる(S110)。具体的には、入力部61から制御部70に、加熱機構を稼働させる指令を入力する。この指令を受けた制御部70は、調節弁120を開かせる信号5を第5信号線54を通じて調節弁120に出力する。
制御部70からの信号を受けて調節弁120が開くことにより、高温流体10が放熱配管112の内部に流入し、放熱配管112からの熱放射によって鉄心31および巻線32が加熱される。巻線32が加熱されることにより、巻線32に含まれる絶縁紙などが含んでいた水分が蒸発し始める。これにより、乾燥室110の内部の露点温度が上昇する。なお、巻線32を完全に乾燥させるのに必要な加熱必要時間は、入力部61から制御部70に予め入力されている。
本実施形態においては、加熱機構を稼働させている間は、排気機構を通常運転することにより、吸気口113から外気20を乾燥室110の内部に流入させつつ排気口114から乾燥室110の内部の空気21を排気する。
加熱機構を稼働させている間は、外気20の露点温度が、乾燥室110の内部の空気21の露点温度より低い。そのため、排気機構を通常運転することにより、乾燥室110の内部の露点温度の上昇度合いを低減できる。
次に、制御部70は、加熱累計時間が加熱必要時間に達したか確認する(S120)。加熱累計時間が加熱必要時間に達した場合には、制御部70は、加熱機構を停止させて静止誘導機器30の乾燥を終了する(S130)。なお、加熱累計時間とは、加熱機構が稼働している時間のみを合計した時間である。
具体的には、制御部70は、調節弁120を閉めさせる信号5を第5信号線54を通じて調節弁120に出力する。制御部70からの信号を受けて調節弁120が閉じることにより、高温流体10の放熱配管112への流入が止まり、鉄心31および巻線32の加熱が停止する。
加熱累計時間が加熱必要時間に達していない場合には、制御部70は、第1温度センサ40の温度計測値と露点計80にて計測された露点温度との差分を算出する。さらに、制御部70は、算出した差分が第1差分G1に到達したか確認する(S140)。
算出した差分が第1差分G1に到達していない場合には、制御部70は上記のS120工程に戻る。算出した差分が第1差分G1に到達した場合には、制御部70は、加熱機構を停止させる(S150)。加熱機構を停止させることにより、巻線32に含まれる絶縁紙などが含んでいた水分の蒸発が起きにくくなる。
本実施形態においては、静止誘導機器30の乾燥終了前に加熱機構を停止させている間は、排気機構130の出力を通常運転時より上昇させて、吸気口113からの外気の流入量および排気口114からの空気の排気量を増加させる。具体的には、排気機構130のファンの回転数を上昇させつつダンパの開放度合いを大きくする。これにより、乾燥室110の内部の露点温度を降下させることができる。
その後、制御部70は、第1温度センサ40の温度計測値と露点計80にて計測された露点温度との差分を改めて算出する。さらに、制御部70は、改めて算出した差分が予め定めた第2差分G2に到達したか確認する(S160)。
算出した差分が第2差分G2に到達していない場合には、制御部70は上記のS150工程に戻る。算出した差分が第2差分G2に到達した場合には、制御部70は、上記のS110工程に戻って加熱機構を再稼働させる。
最終的に、加熱累計時間が加熱必要時間に達した時点で、制御部70が加熱機構を停止させることにより、静止誘導機器30の乾燥が終了する(S130)。
図5は、本実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法によって静止誘導機器を乾燥させた場合の、鉄心の非露出部の表面温度と露点温度との関係を示すグラフである。図5においては、縦軸に鉄心の非露出部の表面温度および露点温度、横軸に加熱時間を示している。また、鉄心の非露出部の表面温度を実線、露点温度を点線にて示している。
図5に示すように、加熱開始時T0から経過時間T1まで加熱を継続することにより、鉄心31の非露出部31bの表面温度および露点温度はともに上昇する。ただし、鉄心31の非露出部31bの表面温度の上昇度合いより、露点温度の上昇度合いの方が大きい。そのため、露点温度が鉄心31の非露出部31bの表面温度に対して次第に接近する。
経過時間T1において、鉄心31の非露出部31bの表面温度と露点温度との差分が第1差分G1に到達したことにより、加熱を停止する。これにより、鉄心31の非露出部31bの表面温度および露点温度はともに降下する。ただし、鉄心31の非露出部31bの表面温度の降下度合いより、露点温度の降下度合いの方が大きい。そのため、露点温度が鉄心31の非露出部31bの表面温度に対して次第に離間する。
経過時間T2において、鉄心31の非露出部31bの表面温度と露点温度との差分が第2差分G2に到達したことにより、加熱を再開する。経過時間T2から経過時間T3まで加熱を継続し、経過時間T3において鉄心31の非露出部31bの表面温度と露点温度との差分が第1差分G1に到達したことにより加熱を停止する。
経過時間T4において、鉄心31の非露出部31bの表面温度と露点温度との差分が第2差分G2に到達したことにより、加熱を再開する。経過時間T4から経過時間T5まで加熱を継続し、経過時間T5において鉄心31の非露出部31bの表面温度と露点温度との差分が第1差分G1に到達したことにより加熱を停止する。加熱累計時間が加熱必要時間に達した時点で、静止誘導機器30の乾燥を終了する。
上記のように静止誘導機器30を乾燥させることにより、鉄心31の非露出部31bにて結露を生じにくくして錆の発生を抑制しつつ巻線32を乾燥することができる。また、加熱累計時間が加熱必要時間に達するまで加熱しているため、巻線32を十分に乾燥させることができる。
以下、本発明の実施形態2に係る静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置においては、複数の温度センサを鉄心31の非露出部31bに配置している点が、実施形態1に係る静止誘導機器の乾燥方法およびこれを行なう乾燥装置とは主に異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
(実施形態2)
図6は、本発明の実施形態2に係る静止誘導機器の乾燥方法を行なう乾燥装置の構成を示す系統図である。図6に示すように、本発明の実施形態2に係る静止誘導機器の乾燥方法を行なう乾燥装置100aにおいては、3つの温度センサが設けられている。
具体的には、鉄心31の非露出部31bの高さ方向の中央部に第1温度センサ40が配置されている。鉄心31の非露出部31bの高さ方向の下部に第2温度センサ41aが配置されている。鉄心31の非露出部31bの高さ方向の上部に第3温度センサ42aが配置されている。
鉄心31の非露出部31bの表面温度は、鉄心31の非露出部31bの高さ方向において分布を有する。この表面温度の分布は、様々な要素によって決まる。そのため、鉄心31の非露出部31bにおいて最も表面温度が低く結露が生じやすい位置を特定することは容易ではない。
そこで、本実施形態に係る乾燥装置100aにおいては、鉄心31の非露出部31bの高さ方向の位置を変えて、鉄心31の非露出部31bに3つの温度センサを配置している。ただし、配置する温度センサの数は3つに限られず、複数であればよい。
以下、本実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法について説明する。
始めに、後述する第1差分G1および第2差分G2を定める。たとえば、第1差分G1を3℃とし、第2差分G2を6℃とする。定めた第1差分G1および第2差分G2は、入力部61から入力されて制御部70に記憶される。
図7は、本実施形態に係る静止誘導機器の乾燥方法を示すフローチャートである。図2,6,7に示すように、第1〜第3温度センサ40,41a,42aを鉄心31の非露出部31bに配置する(S100a)。
次に、鉄心31および巻線32を加熱する加熱機構を稼働させる(S110)。その後、制御部70は、加熱累計時間が加熱必要時間に達したか確認する(S120)。加熱累計時間が加熱必要時間に達した場合には、制御部70は、加熱機構を停止させて静止誘導機器30の乾燥を終了する(S130)。
加熱累計時間が加熱必要時間に達していない場合には、制御部70は、第1〜第3温度センサ40,41a,42aの温度計測値のうちの最も低い温度計測値と露点計80にて計測された露点温度との差分を算出する。さらに、制御部70は、算出した差分が第1差分G1に到達したか確認する(S140a)。
算出した差分が第1差分G1に到達していない場合には、制御部70は上記のS120工程に戻る。算出した差分が第1差分G1に到達した場合には、制御部70は、加熱機構を停止させる(S150)。
その後、制御部70は、第1〜第3温度センサ40,41a,42aの温度計測値のうちの最も低い温度計測値と露点計80にて計測された露点温度との差分を改めて算出する。さらに、制御部70は、改めて算出した差分が予め定めた第2差分G2に到達したか確認する(S160a)。
算出した差分が第2差分G2に到達していない場合には、制御部70は上記のS150工程に戻る。算出した差分が第2差分G2に到達した場合には、制御部70は、上記のS110工程に戻って加熱機構を再稼働させる。
最終的に、加熱累計時間が加熱必要時間に達した時点で、制御部70が加熱機構を停止させることにより、静止誘導機器30の乾燥が終了する(S130)。
上記のように静止誘導機器30を乾燥させることにより、鉄心31の非露出部31bの中でより表面温度の低い位置の温度計測値に基づいて加熱機構の動作を制御できるため、実施形態1に係る静止誘導機器の乾燥方法に比較して、鉄心31の非露出部31bにて結露をさらに生じにくくして錆の発生を抑制しつつ巻線32を乾燥することができる。また、加熱累計時間が加熱必要時間に達するまで加熱しているため、巻線32を十分に乾燥させることができる。
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
10 高温流体、20 外気、21 空気、30 静止誘導機器、31 鉄心、31a 露出部、31b 非露出部、32 巻線、33 鉄心押え、40 第1温度センサ、41,41a 第2温度センサ、42,42a 第3温度センサ、50 第1信号線、51 第2信号線、52 第3信号線、53 第4信号線、54 第5信号線、55 第6信号線、60 制御盤、61 入力部、70 制御部、80 露点計、100,100a 乾燥装置、110 乾燥室、111 載置台、112 放熱配管、113 吸気口、114 排気口、120 調節弁、121 外部接続管、130 排気機構。

Claims (6)

  1. 加熱機構、温度センサおよび露点計が設けられた乾燥室の内部において、鉄心および該鉄心に巻き回されて吸湿した巻線を含む静止誘導機器を乾燥させる方法であって、
    前記鉄心の前記巻線に覆われている部分に前記温度センサを配置する工程と、
    前記鉄心および前記巻線を加熱する前記加熱機構を稼働させる工程と、
    前記温度センサの温度計測値と前記露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第1差分に到達した時点で前記加熱機構を停止させる工程と、
    前記加熱機構を停止させる工程の後、前記温度センサの温度計測値と前記露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第2差分に到達した時点で前記加熱機構を再稼働させる工程とを備える、静止誘導機器の乾燥方法。
  2. 前記温度センサを配置する工程において、前記温度センサを複数配置し、
    前記加熱機構を停止させる工程において、複数の前記温度センサの各温度測定値の中で最も低い温度計測値と前記露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第1差分に到達した時点で前記加熱機構を停止させ、
    前記加熱機構を再稼働させる工程において、複数の前記温度センサの各温度測定値の中で最も低い温度計測値と前記露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第2差分に到達した時点で前記加熱機構を再稼働させる、請求項1に記載の静止誘導機器の乾燥方法。
  3. 前記加熱機構の稼働累積時間が予め定めた加熱必要時間に達した時点で前記加熱機構を停止させて前記静止誘導機器の乾燥を終了する工程をさらに備える、請求項1または2に記載の静止誘導機器の乾燥方法。
  4. 前記温度センサを配置する工程において、前記鉄心の前記巻線に覆われている部分の高さ方向の中央部に前記温度センサを配置する、請求項1から3のいずれか1項に記載の静止誘導機器の乾燥方法。
  5. 前記乾燥室に吸気口、排気口および排気機構がさらに設けられ、
    前記加熱機構を稼働させている間は、前記排気機構を通常運転することにより、前記吸気口から外気を前記乾燥室の内部に流入させつつ前記排気口から前記乾燥室の内部の空気を排気し、
    前記静止誘導機器の乾燥終了前に前記加熱機構を停止させている間は、前記排気機構の出力を通常運転時より上昇させて、前記吸気口からの外気の流入量および前記排気口からの空気の排気量を増加させる、請求項1から4のいずれか1項に記載の静止誘導機器の乾燥方法。
  6. 鉄心および該鉄心に巻き回されて吸湿した巻線を含む静止誘導機器を乾燥させる装置であって、
    乾燥室と、
    前記乾燥室に設けられ、前記鉄心および前記巻線を加熱する加熱機構と、
    前記乾燥室の内部に設けられた露点計と、
    前記乾燥室の内部に設けられ、前記鉄心の前記巻線に覆われている部分に配置される温度センサと、
    前記加熱機構、前記露点計および前記温度センサの各々に電気的に接続されて前記加熱機構の動作を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記加熱機構を稼働させた後、前記温度センサの温度計測値と前記露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第1差分に到達した時点で前記加熱機構を停止させ、前記温度センサの温度計測値と前記露点計にて計測された露点温度との差分が予め定めた第2差分に到達した時点で前記加熱機構を再稼働させる、静止誘導機器の乾燥装置。
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