JP2837560B2 - 水抵抗器のフード付ラジエター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電機やインバーター
等も含む各種電源装置の出力特性の測定試験に供せられ
る水抵抗器の電極水循環処理システム装置の電極水冷却
循環管路途中に挿入するフード付ラジエターに関する。

【０００２】

【従来の技術】この分野における従来の技術を、図５に
示す。図５中、３１はファンモータ、３２，３３，３４
は各々ファンモータ３１，純粋ポンプ１６，スプレーポ
ンプ２５のインバーターによる速度制御器、３５は冷却
コイルである。本願発明者が創作した水抵抗器Ａは、図
５に示すよう、循環供給された所定量の電極水Ｗを内部
に貯蔵する有底円筒形のベース電極１と、当該ベース電
極１の底部１ａの適宜箇所に排水孔２を開口するととも
に中央に貫通した絶縁支持体３を貫通して立設し、その
外出下端に電源装置の電力ケーブル４を接続する円筒形
の主電極５と、当該主電極５の露出長を調整すべくモー
タ駆動のピニオンとラックの噛み合わせで昇降動自在に
吊設して主電極５を覆いかつ上部に冷却された前記循環
供給水の放水口６を開設する絶縁鞘筒７とからなる。

【０００３】水抵抗器Ａは図５中では一つであるが２本
以上で一組でありそれぞれ主電極５は電源装置（図示せ
ず）の２相又は３相の各１相を接続し、一方ベース電極
１間を接地ケーブル８で相互に接続して接地する。従っ
て３相の場合はＹ接続の抵抗器となる。そして放水口６
と排水孔２は、水を循環して水温を冷却保持したり不純
物を除去したりする本願発明者が既に特開昭６２−１２
３２８７号及び特開昭６２−１２４４７４号公報に開示
した図５に示す電極水冷却処理装置Ｂと連通してなる。

【０００４】当該電極水冷却処理装置Ｂは、前記水抵抗
器Ａから排出される温排水を冷却して再び水抵抗器Ａに
送り込むもので、ラジエター９と、当該ラジエター９に
後面から水を吹きつけるスプレー管１０と，当該スプレ
ー管１０の背後から送風するファン１１と、当該ファン
１１にてラジエター９前面に散出された送風を導き上方
空間に散出させるガラリ１２と、前記ラジエター９の下
側に配置しスプレー管１０からラジエター９に吹きつけ
られて落下した水を回収する回収水槽１３と、前記水抵
抗器Ａとラジエター９間を循環する電極水Ｗを予め貯留
しておく貯留タンク１４との間に次のような管路を形成
してある。

【０００５】即ち、貯留タンク１４に貯留されている水
を当該水中に垂設した給水管１５から純水ポンプ１６で
汲みあげ、フィルター１７，１８及び純度を高める純粋
器たる純水器１９を通す純水充填管路２０と、当該純水
充填管路２０から供給側２２ａに供給されて水抵抗器Ａ
に送り込み当該水抵抗器Ａから排出される温水を介設し
た電極水循環ポンプ２１でラジエター９の下部注入口９
ａに送る電極水冷却循環管路２２と、ラジエター９の下
部注入口９ａ手前の電極水冷却循環管路２２の排出側２
２ｂから分岐送り出される電極水Ｗを介設した純水ポン
プ１６にて冷却コイル２３を通して冷却しながら再び前
記純水充填管路２０に戻すフラッシング戻し管路２４
と、介設したスプレーポンプ２５にて前記貯留タンク１
４中に垂設した給水管１５と回収水槽１３中に垂設した
吸引管２６のいずれか一方から水を汲み上げてスプレー
管１０に送るスプレー送水管路２７とを、切替自在な切
替弁２８，２９，３０を介して形成してある。

【０００６】なお、水抵抗器Ａも含め、これ等の装置一
切を、一台のトラック等の荷台に搭載して迅速移動自在
とすることも、また貯留タンク１４をプールで置き換え
ることも出来る。また、図中、Ｃは絶縁鞘筒昇降自動制
御装置であって電力ケーブル４に介接してそれに供給さ
れる電力や電流の少なくとも１つを計測した測定値信号
Ｓ１を出力する計測器３６と、当該測定値信号Ｓ１を入
力し予め設定してある設定値との比較値制御信号Ｓ２を
出力する制御器３７と、当該比較値制御信号Ｓ２を入力
して吊設した絶縁鞘筒７の昇降を指令操作する絶縁鞘筒
昇降駆動操作装置３８とで構成される。

【０００７】このように構成された電極水冷却処理装置
Ｂの運転について述べる。まず、図５に実線矢印で示す
ように、給水管１５及び純水充填管路２０を経て純水化
した水が、電極水冷却循環管路２２の供給側２２ａに供
給され放出口６から水抵抗器Ａに充たされる。即ち、貯
留タンク１４より純水ポンプ１６にて吸い上げられた水
は、純水ポンプ１６を通過後冷却コイル３５を通過し、
フィルター１７で砂等を除かれフィルター１８に入り塩
素を除かれ純水器１９に入る。このときの導電率は、普
通水道水が約２００［μｓ／cm］であるが、これを純水
器１９で約１［μｓ／cm］に下げてある。水は実線矢印
で示すように、電極水冷却循環管路２２の供給側２２ａ
を通って水抵抗器Ａ内に充たされる。

【０００８】これで水抵抗器Ａへの電極水Ｗの充填作業
は完了するが、電極水ポンプ２１を回してみた結果、不
純物が溶け出し導電率が高くなった場合には、一度排水
して最初からの作業を繰り返す。ここで冷却コイル２
３，３５は、純水器１９の最高使用温度が４０℃である
ため、この温度以下に水を冷却するためのものである。

【０００９】次に切替弁２９，３０にて純水充填管路２
０を閉じた後、図５に点線矢印で示すように充填された
電極水Ｗを電極水循環ポンプ２１を作動させて電極水冷
却循環管路２２中を循環させる。同時にスプレーポンプ
２５も作動させて、図５に点線矢印で示すように給水管
１５で貯留タンク１４より水を吸い上げスプレー管路２
７を通して、スプレー管１０よりラジエター９に向い、
点線で示すようにスプレー噴射させる。一方、ファンモ
ータ３１も作動せしめてファン１１を回しラジエター９
背面側から送風する。

【００１０】従って、水抵抗器Ａを通過する間に電極水
Ｗは抵抗として電力を消費し、温水となってラジエター
９に送られるが、この温水はラジエター９通過中にスプ
レー噴射された水にて冷却される。一方、スプレー噴射
された水は、ラジエター９表面でラジエター９内を通過
中の温水の熱を奪って蒸発しラジエター９背面から吹き
付けられる送風にて送り出され、ラジエター９前面に配
設したガラリ１２のガイド板１２ａに沿って点線の矢印
で示すように電極水冷却処理装置Ｂの上方に吹き上げ拡
散する。その後ラジエター９で冷却された電極水Ｗは注
出口９ｂから電極水冷却循環管路２２の供給側２２ａを
経て再び水抵抗器Ａに供給される。

【００１１】ラジエター９の冷却にあたりスプレー噴射
された水で蒸発し切れなかったものは、ガラリ１２に付
着し自重で落下するため、回収水槽１３に回収される。
従って、回収水槽１３が満水位に近くなれば、今度は切
替弁２８を切り替えて、回収水槽１３内の水を吸引管２
６を通して、スプレーポンプ２５で吸い上げスプレー管
１０に送り込めば良い。又、回収水槽１３と、貯留タン
ク１４を連通しておいて吸引管２６と切替弁２８を省略
するようにしても良い。

【００１２】尚、高圧で運転中に電極水Ｗの導電率を下
げたい時は、切替弁２９，３０を切り替えて図５に二点
鎖線矢印で示すよう水をフラッシング戻し管路２４と純
水充填管路２０と電極水冷却循環管路２２を経て、循環
させるようにする。即ち、電極水Ｗは、水抵抗器Ａから
電極水循環ポンプ２１にて排出され、冷却コイル２３を
通って純水ポンプ１６にて冷却コイル３５に送り込ま
れ、さらにフィルタ１７，１８及び純水器１９を通って
再び水抵抗器Ａに戻るため、異物や塩素が除かれて導電
率を下げることができる。逆に低圧大電流運転において
は、塩類の導電性物質を水抵抗器Ａの電極水Ｗに添加し
て、導電率を水道水の約２００［μｓ／cm］より高めて
電極水冷却循環管路２２により循環使用すればよい。

【００１３】しかして、電極水温制御システム装置Ｄ
は、電極水冷却循環管路２２の排出側２２ｂ端と連接す
るラジエター９下部注入口９ａに配し電極水冷却循環管
路２２の排出側２２ｂを流れる電極水（Ｗ）温を計測し
て測定値信号Ｓ３を出力する測温器３９と、当該測定値
信号Ｓ３を入力して予め設定してある設定値との比較値
制御信号Ｓ４と当該比較値制御信号Ｓ４が予め設定して
ある高温側許容範囲値を越えると緊急非常信号Ｓ５を出
力する温度比較器４０と、当該比較値制御信号Ｓ４をそ
れぞれ入力してスプレーポンプ２５のモータ駆動とファ
ン１１のモータ３１駆動をそれぞれ制御操作するインバ
ーターからなる速度制御器３２，３４とからなり、前記
緊急非常信号Ｓ５を入力すると図示しないクラッチ連結
を遮断する絶縁鞘筒昇降駆動装置３８とこれと平行して
前記緊急非常信号Ｓ５を入力すると警鳴する警報器４１
及び電力ケーブル４に介入し電源装置と水抵抗器Ａとを
引外す安全遮断器４２を備える。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この、従来の水抵抗器
の電極水循環処理システム装置Ｘでは、絶縁鞘筒昇降自
動制御装置Ｃ及び電極水温制御システム装置Ｄを設け
て、電極水温等の異常事態に対する安全策を講じてい
る。しかしながら、電極水循環処理システム装置が屋外
に置かれて稼働する場合には、気水分離を行うガラリ１
２の構造だと斜めの多段ガイド板１２ａ群により前後に
貫通しているので背後からアゲインストの向い風の強風
が当ると、ファン１１の送風力やスプレー管１０からの
噴水力に抗して多段ガイド板１２ａ群間を通して吹込
み、蒸気や水滴が強風に煽られて逆流しガラリ１２との
接触を絶たれ気水分離による水の回収が不充分となり、
ラジエター９周辺に舞い上がって拡散放出されることに
より周囲を水びたし、近設する他設備や作業要員に悪影
響を及ぼすとともに漏電事故、感電事故、すべり易く転
倒事故等の惧れを招来するばかりか、熱変換による冷却
機能をも低下させる弊害がある。またファン１１は外部
に露呈し、風流が四方に拡散し、それだけファンモータ
３１に負担が掛かる割には送風力が劣るため侵入した強
風に抗するには馬力不足となっていた。

【００１５】加えて、スプレー管１０、ファン１１、フ
ァンモータ３１を雨晒し、風晒し等の吹晒しにすること
は腐食劣化の耐久性や砂塵等によるスプレーの問題を生
起し、しかも運転中に支障を来す導電率に変化を及ぼす
雨水や砂塵の侵入（特に、多段ガイド１２ａ群間から
の）に対しては無防備であり、高価なフィルター１７，
１８と純水器１９の短寿命化を早め早期交換に至らしめ
る。加えて、運転中に支障を来す雨水や砂塵に対しては
無防備である。又、以上の従来の水抵抗器の電極水循環
システム装置Ｘでは一基のラジエター９とスプレー管１
０とファン１１とガラリ１２が備わるのみであったから
従来規模の一基の冷却能力には限界があるため、かとい
って、当該ラジエター９より大きな能力を有する単一大
規模の巨大なラジエター等を設けることは設置するスペ
ース余地特に車載型では限られたスペースのトラック等
荷台余地の問題やイニシャルコスト及びランニングコス
トを高める結果を招来し、高圧大電流の電源装置の出力
特性の測定試験を試みることが出来なかった。ここにお
いて、本発明は、前記従来の水抵抗器の電極水循環処理
システム装置の欠点の能力アップとガラリの改造を計る
とともに、気象状況に左右されず屋外においても稼働可
能とする水抵抗器の電極水循環処理システム装置の電極
水冷却循環管路途中に挿入するフード付ラジエターを提
供せんとするものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする手段】前記課題の解決は、本
発明による次に列挙する新規な特徴的構成手段を採用す
ることにより達成される。すなはち、本発明の第１の特
徴は、水抵抗器内の電極水温と水量を一定に保持すべく
所定量を給排する電極水循環処理システム装置の電極水
冷却管路途中に挿入する片面側にスプレーノズルとその
背後にファン付モータを臨ませる自立直立型ラジエター
本体において、当該ラジエター本体の他片面側を上端に
蒸気放散口を上向開口する気水分離自在かつ強風侵入防
止自在なフードで被包するとともに前記ラジエター本体
の片面側を前記スプレーノズルとファン付モータを内蔵
し空気吸込口を開口するカバー風胴筐体にて被包してな
る水抵抗器のフード付ラジエターである。

【００１７】本発明の第２の特徴は、前記第１の特徴を
備えた水抵抗器のフード付ラジエターにおいて、前記フ
ードが、倒立直角三角形両側面の下端をラジエター本体
の他片面両側荷担に揺動回転自在に枢着し、不使用時前
記両側面を前記ラジエター本体両外側面に滑動折畳み重
合し当該ラジエター本体の他片面に一体添合してなる。

【００１８】本発明の第３の特徴は、前記第１の特徴又
は第２の特徴を備えた水抵抗器のフード付ラジエターに
おいて、前記カバー風胴筐体は、ラジエター本体の片面
側全面に一端を対接開口し、かつ他端空気吸込口の上端
縁に扉板上端縁を枢支垂架して揺動開閉自在に形成して
なる。

【００１９】本発明の第４の特徴は、前記第１の特徴，
第２の特徴又は第３の特徴を備えた水抵抗器のラジエタ
ーにおいて、ラジエター本体は、電極水冷却循環管路に
複数多段に挿入されてなる。

【００２０】

【作用】本発明のフード付ラジエターは、前記のような
構成を採用したので、屋外に設置して稼働しても自然気
象風や雨の影響を受けず、停止中も含め雨水や砂塵に対
する防雨・防塵機能を発揮し、カバー風胴筐体の風胴作
用によるファン送風効率を高めモータ駆動の負担を軽減
し、背後にファン付モータを有するスプレーノズルによ
り、冷却効率の大幅な向上を計ることができる。そし
て、本発明は、従来備えていたガラリを省き、ガラリの
代わりとしてフードを付けたので、ファンによってラジ
エター本体に吹き付けられる気流は、カバー風胴筐体に
強制案内されスプレーノズルによる水と共にラジエター
に確実に当って熱交換されたあと、一部は当該ラジエタ
ーの反対側に設けられたフード内壁面に衝突された水滴
と内壁面に接触冷却液化された水滴とを気水分離回収す
るとともに他の気化蒸気は上面の蒸気放散口から、複数
多段に近設挿入された場合でも互いのラジエターに干渉
することなく上方に吹き上げられ、各々のラジエターの
冷却効率を上げる。

【００２１】それ故、本発明を適用する電極水循環処理
システム装置は、限られた設置余地でも電極水冷却循環
管路中に空水冷式フード付ラジエタを複数段近接挿入さ
れるので、それだけ電極水冷却能力がアップし、従って
従来よりも高電圧大電流の電極装置の出力特性試験に水
抵抗器を供することが可能になった。例えば、水抵抗器
内の電極水温と外気との温度差１℃に付き水抵抗器Ａの
電力消費が１４．８kw／℃高まるとすれば、従来の装置
の定格冷却能力では水抵抗器から循環排出される安全最
高限界温度は６５℃である。

【００２２】本発明装置が７５℃にアップされれば、外
気が２５℃であった場合 従来装置 ：６５℃−２５℃＝４０℃ ４０×１４．８＝５９２kw 本発明装置：７５℃−２５℃＝５０℃ ５０×１４．８＝７４０kw 両装置の比較：７４０kw−５９２kw＝１４８kw 従ってその差分の冷却能力アップを計ることが出来、そ
れだけ大電圧大電流の電源装置の試験による水抵抗器の
発熱量の許容範囲が高まったことになる。

【００２３】

【実施例】本発明の第１実施例を図１について説明す
る。本発明の空水冷フード付ラジエターは、図１に示す
ように、自立直立型ラジエター本体４９を中に挟んで前
後両対側面に、上端に蒸気放散口５０ａを上向開口しか
つ底面５０ｂを湾曲傾斜面に形成した気水分離自在かつ
強風侵入防止自在なフード５０と、自由後端に空気吸込
口５１ａを開放したカバー風胴筐体５１とを、それぞれ
連通自在に一体連続付設するとともに、当該カバー風胴
筐体５１にスプレーノズル１０とファン１１付モータ３
１を内蔵してなる。

【００２４】本発明の他の実施例を図２及び図３につい
て説明する。図２乃至図３に示すよう、他の実施例の空
水冷フード付ラジエター４６′は、蒸気放散口５２ａを
上端に上向き開口する側面倒立直角三角形に形成したフ
ード５２下端をラジエター本体４９の左右外側面前縁下
端に枢支軸５３にて揺動回転自在に枢着するとともに、
不使用時、仮想線に示すよう、回転折畳みかつ使用時実
線に示すようラジエター本体５２の左右外側面前縁全長
に延在突出したストッパ縁４９ａにフード５２左右両側
折曲内縁５２ｂを係止自在に形成する。

【００２５】カバー風胴筐体５１の空気吸込口５１ａ
を、閉鎖自在な扉板５４の上端縁をカバー風胴筐体５１
の空気吸込口５１ａ上端縁に枢支軸５５にて揺動開閉自
在に枢着垂架して、不使用時、空気吸込口５１ａを閉鎖
しかつ使用時実線に示すよう開披してなる。当該他の実
施例の場合は、不使用時にはコンパクトに折畳まれ、場
所を取らずに、屋外設置の場合や車台上に搭載する場合
は、雨水や砂塵が入り込まないように密閉して耐久性を
持たせている。

【００２６】本発明のフード付ラジエターを適用する、
電極水循環処理システム装置Ｙを図４に図示する。図
中、４４はある一定以下の流量を検知すると電流遮断指
令信号Ｓ６を発する流量計、４５は当該指令信号Ｓ６を
受けて電流を遮断する安全遮断器、４７は電源スイッ
チ、４８は図５中のフラッシング戻し管路２４と純水充
填管路２０とで電極水循環管路２２にバイパス接続され
た各種管路や機器１３〜１９，２３，２５〜３０，３５
を含む各種処理系管路及び装置である。

【００２７】図４に示される電極水循環処理システム装
置Ｙは、本発明のフード付ラジエターをその管路途中に
複数多段に近接挿入するので、従来の電極水循環処理シ
ステムＸよりも格段に冷却能力が向上され、万が一循環
ポンプ２１や本発明のフード付ラジエターが故障し冷却
能力が低下した場合でも、流量計４４がその流量の減少
を察知して電流遮断指令信号Ｓ６を安全遮断機４５に指
令するので、アーク放電の発生を未然に防げる。

【００２８】かくして、本発明のフード付ラジエター
は、風雨や砂塵等の侵入による運転時および停止時の悪
影響を排除し、屋外稼働に好適とする。しかも、水抵抗
器における電極水循環処理システム装置の電極水冷却循
環管路途中に限られた設置スペース余地内で複数多段に
稼働中強風侵入による水びたしのような相互干渉なく近
接挿入可能となり、大幅な冷却能力を高め、漏電、感
電、転倒事故の惧れなく安全操業可能とする。その電極
水循環処理システム装置の能力を向上し、よってアーク
放電による大事故の発生を回避する。そして、屋外での
設置及び車台に乗せて移動できるので、様々な条件の場
所に置いても稼働できる等優れた実用性、有用性を具有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空水冷フード付ラジエターの実施例の
右側面図である。

【図２】本発明の他の空水冷フード付ラジエターの実施
例の右側面図である。

【図３】同上・平面図である。

【図４】本発明の空水冷フード付ラジエターを適用する
電極水循環処理システム装置を示す略示配管・配線系統
図である。

【図５】従来の水抵抗器における電極水循環処理システ
ムの概略配管・配線系統図である。

【符号の説明】

Ａ…水抵抗器 Ｂ…電極水循環処理装置 Ｃ…絶縁鞘筒昇降自動制御装置 Ｄ…電極水温制御システム装置 Ｓ６…電流遮断指令信号 Ｗ…電極水 Ｘ，Ｙ…水抵抗器の電極水循環処理システム装置 α…アーク １…ベース電極 １ａ…底部 ２…排水孔 ３…絶縁支持体 ４…電力ケーブル ５…主電極 ６…放水口 ７…絶縁鞘筒 ８…接地ケーブル ９…従来の電極水循環処理装置におけるラジエター ９ｂ…注出口 １０…スプレー管 １１…ファン １２…ガラリ １２ａ…多段ガイド板 １３…回収水槽 １４…貯留タンク １５…給水管 １６…純水ポンプ １７，１８…フィルター １９…純水器 ２０…純水充填管路 ２１…電極水ポンプ ２２…電極水冷却循環管路 ２２ａ…供給側 ２２ｂ…排出側 ２３，３５…冷却コイル ２４…フラッシング戻し管路 ２５…スプレーポンプ ２６…吸引管 ２７…スプレー送水管路 ２８，２９，３０…切替弁 ３１…ファンモータ ３２，３３，３４…速度制御器 ３６，３９…測温器 ３７…制御器 ３８…絶縁鞘筒昇降駆動装置 ４０…温度比較器 ４１…警報器 ４２…安全遮断器 ４３…電源装置 ４４…流量計 ４５…安全遮断器 ４６，４６′…本発明の空水冷フード付ラジエター ４７…電源スイッチ ４８…各種処理系管路及び装置 ４９…ラジエター本体 ４９ａ…ストッパ縁 ５０，５２…フード ５０ａ，５２ａ…蒸気放散口 ５０ｂ…底面 ５１…カバー風胴筐体 ５１ａ…空気吸込口 ５２ｂ…折曲内縁 ５３，５５…枢支軸 ５４…扉板

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水抵抗器内の電極水温と水量を一定に保持
   すべく所定量を給排する電極水循環処理システム装置の
   電極水冷却循環管路途中に挿入する片面側にスプレーノ
   ズルとその背後にファン付モータを臨ませる自立直立型
   ラジエター本体において、当該ラジエター本体の他片面
   側を、上端に蒸気放散口を上向開口する気水分離自在か
   つ強風侵入防止自在なフードで被包するとともに前記ラ
   ジエター本体の片面側を、前記スプレーノズルとファン
   付モータを内蔵し空気吸込口を開口するカバー風胴筐体
   にて被包してなる水抵抗器のフード付ラジエター。
2. 【請求項２】フードは、倒立直角三角形両側面の下端を
   ラジエター本体の他片面両側下端に揺動回転自在に枢着
   し、不使用時、前記両側面を前記ラジエター本体両外側
   面に滑動折畳み重合し、当該ラジエター本体の他片面に
   一体添合してなる請求項１記載の水抵抗器のフード付ラ
   ジエター。
3. 【請求項３】カバー風胴筐体は、ラジエター本体の片面
   側全面に一端を対接開口し、かつ他端空気吸込口の上端
   縁に扉板上端縁を枢支垂架して揺動開閉自在に形成して
   なる請求項１又は２記載の水抵抗器のフード付ラジエタ
   ー。
4. 【請求項４】ラジエター本体は、電極水冷却循環管路に
   複数多段に挿入されてなる請求項１、２又は３記載の水
   抵抗器のフード付ラジエター。