JP7173501B2 - Electromagnetic pump for conductive liquid - Google Patents
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Description
本発明は、導電性液体を移送するための電磁ポンプに関する。 The present invention relates to electromagnetic pumps for transferring conductive liquids.
従来、液体金属などの導電性液体を、電磁力により移送する電磁ポンプが知られている。例えば、特許文献1の電磁ポンプは、ダクトと、コアと、複数のコイルと、複数のヨークとを備えている。コアは、ダクト内に配置されている。ダクトは、コアとの間に環状の流路を形成する。液体金属は、この環状の流路を流れる。複数のコイルは、それぞれダクトの周囲に配置されている。複数のヨークは、コイルの周方向に互いに離れて配置されている。複数のヨークのそれぞれは、複数のティースを含む。複数のティースは、ダクトの軸線方向に並んで配置されおり、互いに一体的に形成されている。コイルは、複数のティースの間に配置されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic pump is known that transfers conductive liquid such as liquid metal by electromagnetic force. For example, the electromagnetic pump of
上記の電磁ポンプでは、コイルに交流電流が流れることで、ヨークとコアとを通る磁束が発生する。そして、交流電流によって磁束密度が変化することで、環状の流路中の液体金属に誘導電流が流れる。それにより、環状の流路中の液体金属に電磁力が作用することで、液体金属がダクト内を移動される。 In the electromagnetic pump described above, a magnetic flux is generated through the yoke and the core when an alternating current flows through the coil. Then, an induced current flows through the liquid metal in the annular flow path as the magnetic flux density changes due to the alternating current. As a result, an electromagnetic force acts on the liquid metal in the annular channel, causing the liquid metal to move within the duct.
上記の電磁ポンプでは、複数のヨークが、コイルの周方向に互いに離れて配置されている。従って、ヨークが無いところでは、磁束が発生しない。そのため、電気的な損失が大きく、電磁ポンプのエネルギー効率が低い。本発明の目的は、電磁ポンプにおいてエネルギー効率を向上させることにある。 In the above electromagnetic pump, the plurality of yokes are arranged apart from each other in the circumferential direction of the coil. Therefore, no magnetic flux is generated where there is no yoke. Therefore, the electrical loss is large and the energy efficiency of the electromagnetic pump is low. An object of the present invention is to improve energy efficiency in electromagnetic pumps.
本発明の一態様に係る電磁ポンプは、導電性液体を移送するための電磁ポンプである。本態様に係る電磁ポンプは、ダクトと、インナーコアと、第1相のコイルと、第2相のコイルと、第1円盤ヨークとを備える。ダクトは、所定の軸方向に延びている。ダクトには、導電性液体が流れる。インナーコアは、ダクト内に配置される。第1相のコイルは、ダクトの外に配置され、ダクト回りに円形に巻回される。第2相のコイルは、ダクトの外に配置され、ダクト回りに円形に巻回される。第2相のコイルは、軸方向に第1相のコイルから離れて配置される。第1円盤ヨークは、軸方向において第1相のコイルと第2相のコイルとの間に配置される。第1円盤ヨークは、ダクトが通される第1孔を含み、円形の板状の形状を有する。 An electromagnetic pump according to one aspect of the present invention is an electromagnetic pump for transferring conductive liquid. An electromagnetic pump according to this aspect includes a duct, an inner core, a first phase coil, a second phase coil, and a first disk yoke. The duct extends in a predetermined axial direction. A conductive liquid flows through the duct. The inner core is positioned within the duct. The first phase coil is placed outside the duct and wound circularly around the duct. The second phase coil is placed outside the duct and wound circularly around the duct. The second phase coils are spaced axially from the first phase coils. The first disk yoke is arranged axially between the first phase coil and the second phase coil. The first disk yoke includes a first hole through which the duct passes, and has a circular plate-like shape.
本態様に係る電磁ポンプでは、第1円盤ヨークが円形の板状の形状を有する。そのため、第1相のコイルに対して向かい合う位置において、第1円盤ヨークが存在しない部分が少ない。そのため、第1相のコイルと向かい合う広い範囲において磁束が発生する。それにより、電磁ポンプのエネルギー効率が向上する。 In the electromagnetic pump according to this aspect, the first disk yoke has a circular plate shape. Therefore, there are few portions where the first disc yoke does not exist at the positions facing the first phase coil. Therefore, magnetic flux is generated in a wide range facing the first phase coil. This improves the energy efficiency of the electromagnetic pump.
電磁ポンプは、第2円盤ヨークをさらに備えてもよい。第2円盤ヨークは、第1相のコイルに対して第1円盤ヨークと反対側に配置されてもよい。第2円盤ヨークは、ダクトが通される第2孔を含み、円形の板状の形状を有してもよい。この場合、第2円盤ヨークが円形の板状の形状であることで、第1相のコイルと向かい合う広い範囲において磁束が発生する。それにより、電磁ポンプのエネルギー効率が向上する。 The electromagnetic pump may further include a second disk yoke. The second disk yoke may be arranged on the side opposite to the first disk yoke with respect to the first phase coil. The second disc yoke may have a circular plate shape including a second hole through which the duct is passed. In this case, since the second disk yoke has a circular plate-like shape, magnetic flux is generated in a wide range facing the first phase coil. This improves the energy efficiency of the electromagnetic pump.
電磁ポンプは、第3円盤ヨークをさらに備えてもよい。第3円盤ヨークは、軸方向において第1円盤ヨークと第2相のコイルとの間に配置され、ダクトが通される第3孔を含んでもよい。第3円盤ヨークは、第1円盤ヨークと別体であり、円形の板状の形状であってもよい。この場合、第3円盤ヨークが円形の板状の形状であることで、第2相のコイルと向かい合う広い範囲において磁束が発生する。それにより、電磁ポンプのエネルギー効率が向上する。また、第3円盤ヨークが第1円盤ヨークと別体であるため、第1相のコイルによる磁束と第2相のコイルによる磁束との干渉が抑えられる。それにより、電磁ポンプのエネルギー効率がさらに向上する。 The electromagnetic pump may further include a third disk yoke. The third disc yoke may be arranged axially between the first disc yoke and the second phase coil, and may include a third hole through which the duct passes. The third disk yoke is separate from the first disk yoke, and may have a circular plate shape. In this case, since the third disk yoke has a circular plate-like shape, magnetic flux is generated in a wide range facing the second-phase coil. This improves the energy efficiency of the electromagnetic pump. Further, since the third disk yoke is separate from the first disk yoke, interference between the magnetic flux of the first phase coil and the magnetic flux of the second phase coil is suppressed. This further improves the energy efficiency of the electromagnetic pump.
第3円盤ヨークは、第1円盤ヨークに対して隙間をおいて配置されてもよい。この場合、第1相のコイルによる磁束と第2相のコイルによる磁束との干渉がさらに抑えられる。それにより、電磁ポンプのエネルギー効率がさらに向上する。 The third disk yoke may be arranged with a gap from the first disk yoke. In this case, the interference between the magnetic flux from the first-phase coil and the magnetic flux from the second-phase coil is further suppressed. This further improves the energy efficiency of the electromagnetic pump.
第1円盤ヨークは、複数の第1スリットを含んでもよい。第1スリットは、第1孔から第1円盤ヨークの径方向において外方へ向かって延びていてもよい。この場合、複数のスリットに応じた位置で磁束が変動する。そのため、誘導電流による渦電流が数多く発生することで、導電性液体に作用する電磁力が増大する。それにより、電磁ポンプの出力を増大させることができる。 The first disc yoke may include a plurality of first slits. The first slit may extend outward in the radial direction of the first disk yoke from the first hole. In this case, the magnetic flux fluctuates at positions corresponding to the plurality of slits. Therefore, many eddy currents are generated by the induced current, and the electromagnetic force acting on the conductive liquid is increased. Thereby, the output of the electromagnetic pump can be increased.
第1円盤ヨークは、複数の第1ティースと複数の第1突出部とを含んでもよい。複数の第1ティースは、複数の第1スリットの間にそれぞれ配置されてもよい。複数の第1ティースは、第1孔へ向かって径方向に延びていてもよい。複数の第1突出部は、複数の第1ティースのそれぞれから、軸方向に突出していてもよい。この場合、第1突出部によって、第1円盤ヨークにおいてダクトと向かい合う部分の面積が増大する。それにより、ダクト内の導電性液体に作用する電磁力が増大する。それにより、電磁ポンプの出力を増大させることができる。 The first disc yoke may include a plurality of first teeth and a plurality of first protrusions. The plurality of first teeth may be arranged between the plurality of first slits. The plurality of first teeth may radially extend toward the first hole. The plurality of first protrusions may protrude in the axial direction from each of the plurality of first teeth. In this case, the first projecting portion increases the area of the portion of the first disk yoke that faces the duct. This increases the electromagnetic force acting on the conductive liquid in the duct. Thereby, the output of the electromagnetic pump can be increased.
複数の第1ティースのそれぞれは、径方向における内方へ向かって先細りの形状を有してもよい。この場合、複数の第1ティースのそれぞれの先端の間隔が大きくなる。それにより、隣り合う第1ティースの間で磁束が短絡することが抑えられる。また、複数の第1ティースのそれぞれは、径方向における外方へ向かって幅が大きくなる。それにより、第1円盤ヨークにおいてダクトと向かい合う部分の面積が増大する。 Each of the plurality of first teeth may have a shape that tapers inward in the radial direction. In this case, the distance between the tips of the plurality of first teeth is increased. Thereby, short-circuiting of the magnetic flux between the adjacent first teeth is suppressed. Further, each of the plurality of first teeth has a width that increases outward in the radial direction. This increases the area of the portion of the first disk yoke that faces the duct.
第2円盤ヨークは、複数の第2スリットと、複数の第2ティースと、複数の第2突出部とを含んでもよい。複数の第2スリットは、第2孔から径方向において外方へ向かって延びていてもよい。複数の第2ティースは、複数の第2スリットの間にそれぞれ配置されてもよい。複数の第2ティースは、第2孔へ向かって径方向に延びていてもよい。複数の第2突出部は、複数の第2ティースのそれぞれから、軸方向に突出していてもよい。第1突出部は、第1円盤ヨークの周方向において、第2突出部から、ずれて配置されていてもよい。この場合、第1突出部と第2突出部との間で磁束が短絡することが抑えられる。 The second disc yoke may include a plurality of second slits, a plurality of second teeth, and a plurality of second protrusions. The plurality of second slits may extend radially outward from the second hole. The plurality of second teeth may be arranged between the plurality of second slits. The plurality of second teeth may radially extend toward the second holes. The plurality of second protrusions may protrude in the axial direction from each of the plurality of second teeth. The first projecting portion may be displaced from the second projecting portion in the circumferential direction of the first disk yoke. In this case, short-circuiting of the magnetic flux between the first projecting portion and the second projecting portion is suppressed.
第3円盤ヨークは、複数の第3スリットと、複数の第3ティースと、複数の第3突出部とを含んでもよい。複数の第3スリットは、第3孔から径方向において外方へ向かって延びていてもよい。複数の第3ティースは、複数の第3スリットの間にそれぞれ配置されてもよい。複数の第3ティースは、第3孔へ向かって径方向に延びていてもよい。複数の第3突出部は、複数の第3ティースのそれぞれから、軸方向に突出していてもよい。第1突出部は、第1円盤ヨークの周方向において、第3突出部から、ずれて配置されていてもよい。この場合、第1突出部を通る第1相のコイルによる磁束と、第3突出部を通る第2相のコイルによる磁束とが互いに干渉することが抑えられる。 The third disc yoke may include a plurality of third slits, a plurality of third teeth, and a plurality of third protrusions. The plurality of third slits may extend radially outward from the third hole. The plurality of third teeth may be arranged between the plurality of third slits. The plurality of third teeth may radially extend toward the third hole. The plurality of third protrusions may protrude in the axial direction from each of the plurality of third teeth. The first projecting portion may be displaced from the third projecting portion in the circumferential direction of the first disc yoke. In this case, the magnetic flux generated by the first phase coil passing through the first protrusion and the magnetic flux generated by the second phase coil passing through the third protrusion are prevented from interfering with each other.
第1突出部と第3突出部との間のずれの大きさは、電気角で180度であってもよい。この場合、この場合、第1突出部を通る第1相のコイルによる磁束と、第3突出部を通る第2相のコイルによる磁束とが互いに干渉することが、さらに抑えられる。 The magnitude of the deviation between the first protrusion and the third protrusion may be 180 electrical degrees. In this case, it is further suppressed that the magnetic flux of the first phase coil passing through the first protrusion and the magnetic flux of the second phase coil passing through the third protrusion interfere with each other.
第3突出部は、第1突出部と反対の方向へ突出していてもよい。この場合、第1突出部を通る第1相のコイルによる磁束と、第3突出部を通る第2相のコイルによる磁束とが互いに干渉することが抑えられる。 The third protrusion may protrude in the direction opposite to the first protrusion. In this case, the magnetic flux generated by the first phase coil passing through the first protrusion and the magnetic flux generated by the second phase coil passing through the third protrusion are prevented from interfering with each other.
電磁ポンプは、第1環状ヨークをさらに備えてもよい。第1環状ヨークは、磁性体製であり、第1相のコイルの外周に配置されてもよい。この場合、第1環状ヨークにより、第1相のコイルからの磁束の漏れが抑えられる。それにより、電磁ポンプのエネルギー効率がさらに向上する。 The electromagnetic pump may further include a first annular yoke. The first annular yoke is made of a magnetic material and may be arranged on the outer periphery of the first phase coil. In this case, the first annular yoke suppresses leakage of magnetic flux from the first phase coil. This further improves the energy efficiency of the electromagnetic pump.
本発明によれば、電磁ポンプにおいてエネルギー効率が向上する。 According to the present invention, energy efficiency is improved in an electromagnetic pump.
以下、図面を参照して実施形態に係る電磁ポンプについて説明する。図1は、実施形態に係る電磁ポンプ1の斜視図である。図2は、電磁ポンプ1の断面図である。電磁ポンプ1は、溶融した液体金属などの導電性液体を移送するために用いられる。電磁ポンプ1は、ダクト2と、インナーコア3と、第1三相ユニット4と、第2三相ユニット5と、を備える。
An electromagnetic pump according to an embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an
ダクト2は、パイプ状であり、所定の軸方向に延びている。ダクト2内には、導電性液体が流れる。ダクト2は、アルミニウムなどの非磁性材製である。インナーコア3は、ダクト2内に配置される。インナーコア3は、ダクト2と同心に配置されている。インナーコア3は、鉄などの磁性材製である。インナーコア3は、円筒状である。インナーコア3の外径は、ダクト2の内径よりも小さい。従って、図2に示すように、ダクト2の内周面とインナーコア3の外周面との間に、環状の流路6が設けられている。
The
第1三相ユニット4と第2三相ユニット5とは、ダクト2の径方向における外方に配置されている。第1三相ユニット4と第2三相ユニット5とは、環状の流路6中の導電性液体に電磁力を作用させることで、導電性液体を移送する。第1三相ユニット4と第2三相ユニット5とは、ダクト2の軸方向に並んで配置されている。第1三相ユニット4は、第1コイルユニット11と、第2コイルユニット12と、第3コイルユニット13とを含む。第2三相ユニット5は、第4コイルユニット14と、第5コイルユニット15と、第6コイルユニット16とを含む。第1~第6コイルユニット11-16は、軸方向に並んで配置されている。
The first three-
図3は、第1コイルユニット11の分解斜視図である。図3に示すように、第1コイルユニット11は、第1コイル21と、第1円盤ヨーク22と、第2円盤ヨーク23と、第1環状ヨーク24とを含む。第1コイル21と、第1円盤ヨーク22と、第2円盤ヨーク23と、第1環状ヨーク24とは、ダクト2と同心に配置されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
第1コイル21は、巻線からなり、ダクト2回りに円形に、複数回、巻回されている。第1円盤ヨーク22は、円形の板状の形状を有している。第1円盤ヨーク22は、磁性材製である。第1円盤ヨーク22は、例えば、積層された電磁鋼板、或いはSMC(軟磁性複合材料)で形成されている。第1円盤ヨーク22は、軸方向において、第1コイル21と第2コイルユニット12との間に配置されている。第1円盤ヨーク22は、軸方向において、第1コイル21に面している。第1円盤ヨーク22は、第1孔221を含む。第1孔221は、第1円盤ヨーク22の中心に位置している。第1孔221には、ダクト2が通される。
The
図4は、軸方向から見た第1円盤ヨーク22を示す図である。図4に示すように、第1円盤ヨーク22は、複数の第1スリット222と、複数の第1ティース223と、第1外周部224と、複数の第1突出部225とを含む。なお、図面においては、複数の第1スリット222の一部のみに符号222が付されており、他の第1スリット222では符号222が省略されている。複数の第1ティース223と、複数の第1突出部225とについても同様である。
FIG. 4 is a diagram showing the
第1スリット222は、第1孔221から第1円盤ヨーク22の径方向において外方へ向かって延びている。第1スリット222は、第1孔221から第1外周部224まで延びている。第1スリット222は、第1孔221から放射状に延びている。第1ティース223は、第1スリット222の間にそれぞれ配置されている。第1ティース223は、第1円盤ヨーク22の周方向に並んで配置されている。本実施形態において、第1スリット222の数は、24個である。ただし、第1スリット222の数は、24個に限らない。第1スリット222の数は、24個より少なくてもよく、或いは24個より多くてもよい。
The
第1ティース223は、第1孔221へ向かって径方向に延びている。第1ティース223は、第1孔221へ向かって先細りの形状を有している。第1ティース223は、外径側端部226と内径側端部227とを含む。周方向において、外径側端部226の幅は、第1スリット222の幅よりも大きい。周方向において、内径側端部227の幅は、第1スリット222の幅よりも小さい。
The
第1外周部224は、第1スリット222と第1ティース223との径方向における外方に位置している。第1外周部224は、第1ティース223に接続されている。第1外周部224は、第1円盤ヨーク22の外周面を含む。第1突出部225は、第1ティース223から軸方向に突出している。第1突出部225は、第1円盤ヨーク22から第1コイル21へ向かって突出している。第1突出部225は、径方向において第1コイル21の内方に位置している。第1突出部225は、径方向においてダクト2と第1コイル21との間に位置している。第1突出部225は、径方向においてダクト2に面している。
The first outer
図5は、第1三相ユニット4の断面の斜視図である。なお、図5ではコイルは省略されている。図2及び図5に示すように、第2円盤ヨーク23は、軸方向に第1円盤ヨーク22から離れて配置されている。第2円盤ヨーク23は、第1コイル21に対して、第1円盤ヨーク22と反対側に配置されている。言い換えれば、第1コイル21は、軸方向において、第1円盤ヨーク22と第2円盤ヨーク23との間に配置されている。第2円盤ヨーク23は、軸方向において第1コイル21に面している。
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of the first three-
図3に示すように、第2円盤ヨーク23は、第2孔231を含む。第2孔231には、ダクト2が通される。第2円盤ヨーク23は、第1円盤ヨーク22と同様の構造を有している。第2円盤ヨーク23は、複数の第2スリット232と、複数の第2ティース233と、第2外周部234と、複数の第2突出部235とを含む。第2スリット232と、第2ティース233と、第2外周部234と、第2突出部235とは、それぞれ第1スリット222と、第1ティース223と、第1外周部224と、第1突出部225と同様の形状を有している。
As shown in FIG. 3 , the
図6は、第1コイルユニット11と第2コイルユニット12との一部の拡大斜視図である。なお、図6ではコイルは省略されている。図6では、複数の第2突出部235のうち互いに隣り合う一対の第2突出部235に符号235A,235Bが付されている。図6に示すように、第1突出部225は、第1円盤ヨーク22の周方向において、第2突出部235A,235Bから、ずれて配置されている。例えば、第1突出部225は、互いに隣り合う一対の第2突出部235A,235Bの間の中央に位置している。第2突出部235A,235Bは、軸方向において第1突出部225から離れて配置されている。
FIG. 6 is an enlarged perspective view of a part of the
第1環状ヨーク24は、第1コイル21の外周に配置される。第1環状ヨーク24は、SUS403などの磁性体製である。第1環状ヨーク24は、径方向外方から第1コイル21を覆う。第1環状ヨーク24は、第1円盤ヨーク22と第2円盤ヨーク23とに接続される。第1環状ヨーク24は、開口241を含む。図示を省略するが、開口241からは、第1コイル21からの巻線が引き出される。ただし、開口241は省略されてもよい。
The first
第2コイルユニット12は、第1コイルユニット11と同様の構造を有している。図2に示すように、第2コイルユニット12は、第2コイル31と、第3円盤ヨーク32と、第4円盤ヨーク33と、第2環状ヨーク34とを含む。第2コイル31は、軸方向に第1コイル21から離れて配置されている。第2コイル31は、第1コイル21と同様の構造を有している。
The
第3円盤ヨーク32は、軸方向において第1円盤ヨーク22と第2コイル31との間に配置される。第3円盤ヨーク32は、第3孔321を含む。第3孔321には、ダクト2が通される。第3円盤ヨーク32は、第1円盤ヨーク22と別体である。第3円盤ヨーク32は、軸方向において第1円盤ヨーク22に面している。第3円盤ヨーク32は、第1円盤ヨーク22に対して隙間G1をおいて配置される。
The
図5及び図6に示すように、第3円盤ヨーク32は、複数の第3スリット322と、複数の第3ティース323と、第3外周部324と、複数の第3突出部325とを含む。第3スリット322と、第3ティース323と、第3外周部324と、第3突出部325とは、それぞれ第2スリット232と、第2ティース233と、第2外周部234と、第2突出部235と同様の形状を有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第3突出部325は、第1突出部225と反対の方向へ突出している。すなわち、第3突出部325は、第3円盤ヨーク32から第2コイル31へ向かって突出している。図6に示すように、第1突出部225は、第1円盤ヨーク22の周方向において、第3突出部325から、ずれて配置されている。第1突出部225と第3突出部325との間のずれの大きさは、電気角で180度であることが好ましい。本実施形態において、第1円盤ユニットと第3円盤ユニットとのそれぞれのティースの数は、24個である。従って、第1突出部225と第3突出部325との間のずれの大きさD1は、機械角で7.5度であることが好ましい。第3円盤ヨーク32は、第2円盤ヨーク23と同様の構造を有している。
The
第4円盤ヨーク33は、軸方向において、第2コイル31と第3コイルユニット13との間に配置されている。第4円盤ヨーク33は、第1円盤ヨーク22と同様の構造を有している。第2環状ヨーク34は、第1環状ヨーク24と同様の構造を有している。
The
第3コイルユニット13は、第1コイルユニット11及び第2コイルユニット12と同様の構造を有している。図2に示すように、第3コイルユニット13は、第3コイル41と、第5円盤ヨーク42と、第6円盤ヨーク43と、第3環状ヨーク44とを含む。第3コイル41は、軸方向に第2コイル31から離れて配置されている。第3コイル41は、第1コイル21及び第2コイル31と同様の構造を有している。
The
第5円盤ヨーク42は、軸方向において第4円盤ヨーク33と第3コイル41との間に配置される。第5円盤ヨーク42は、第4円盤ヨーク33と別体である。第5円盤ヨーク42は、軸方向において第4円盤ヨーク33に面している。第5円盤ヨーク42は、第4円盤ヨーク33に対して隙間G2をおいて配置される。第5円盤ヨーク42は、第3円盤ヨーク32と同様の構造を有している。
The
第6円盤ヨーク43は、第3コイル41に対して第5円盤ヨーク42と反対側に配置される。第6円盤ヨーク43は、軸方向において、第3コイル41と第4コイルユニット14との間に配置されている。第6円盤ヨーク43は、第1円盤ヨーク22と同様の構造を有している。第2環状ヨーク34は、第1環状ヨーク24と同様の構造を有している。第2環状ヨーク34は、軸方向において第1環状ヨーク24から隙間G1をおいて配置される。
The
第4~第6コイルユニット14-16は、それぞれ第1~第3コイルユニット11-13と同様の構造を有している。第1~第6コイルユニット11-16は、軸方向において互いに隙間をおいて配置されている。図2に示すように、第4コイルユニット14は、第4コイル51と、第7円盤ヨーク52と、第8円盤ヨーク53と、第4環状ヨーク54とを含む。第5コイルユニット15は、第5コイル61と、第9円盤ヨーク62と、第10円盤ヨーク63と、第5環状ヨーク64とを含む。第6コイルユニット16は、第6コイル71と、第11円盤ヨーク72と、第12円盤ヨーク73と、第6環状ヨーク74とを含む。第4~第6コイル51,61,71は、第1コイル21と同様の構造を有している。第7~第12円盤ヨーク52,53,62,63,72,73は、第1、第2円盤ヨーク22,23と同様の構造を有している。第4~第6環状ヨーク54,64,74は、第1環状ヨーク24と同様の構造を有している。
The fourth to sixth coil units 14-16 have structures similar to those of the first to third coil units 11-13, respectively. The first to sixth coil units 11-16 are arranged with a gap therebetween in the axial direction. As shown in FIG. 2, the
図7は、第1~第6コイルの配線を示す図である。図7に示すように、第1三相ユニット4と第2三相ユニット5とには、三相交流電圧が印加される。第4コイル51は、第1コイル21に接続されている。第5コイル61は、第2コイル31に接続されている。第6コイル71は、第3コイル41に接続されている。第1コイル21と第4コイル51とにU相(第一相)の電圧が印加される。第2コイル31と第5コイル61とにV相(第二相)の電圧が印加される。第3コイル41と第6コイル71とにW相(第三相)の電圧が印加される。それにより、インナーコア3と第1~第6コイルユニット11-16との間に、軸方向へ移動する磁界が生成される。そして、環状の流路6中の導電性液体において、磁界の変化に応じて誘導電流が流れる。それにより、軸方向への電磁力が、導電性液体に作用することで、導電性液体がダクト2内を移送される。なお、電磁ポンプ1に印加される交流電圧の相数は、三相に限らない。例えば、交流電圧の相数は、六相、或いは九相であってもよい。
FIG. 7 is a diagram showing wiring of the first to sixth coils. As shown in FIG. 7 , a three-phase AC voltage is applied to the first three-
本態様に係る電磁ポンプ1では、各コイルユニット11-16が、円形の板状の形状を有する円盤ヨークを有している。そのため、コイルに対して向かい合う位置において、円盤ヨークが存在しない部分が少ない。そのため、コイルと向かい合う広い範囲において磁束が発生する。それにより、電磁ポンプ1のエネルギー効率が向上する。
In the
各コイルユニット11-16の間において互いに向かい合う一対の円盤ヨークが互いに別体である。また、互いに向かい合う一対のヨークは、互いに隙間をおいて配置される。それにより互いに異なる相のコイルによる磁束の干渉が抑えられる。それにより、電磁ポンプ1のエネルギー効率がさらに向上する。
A pair of disc yokes facing each other between the coil units 11-16 are separate from each other. A pair of yokes facing each other are arranged with a gap therebetween. This suppresses the interference of magnetic fluxes by coils of mutually different phases. Thereby, the energy efficiency of the
円盤ヨークは、それぞれ複数の突出部を有している。そのため、円盤ヨークにおいてダクト2と向かい合う部分の面積が増大する。それにより、ダクト2内の導電性液体に作用する電磁力が増大する。それにより、電磁ポンプ1の出力を増大させることができる。
Each disk yoke has a plurality of protrusions. Therefore, the area of the portion of the disk yoke that faces the
同じ相を有するコイルユニットにおいて、軸方向に互いに向かう合う突出部は、周方向において、ずれて配置される。それにより、突出部の間で磁束が短絡することが抑えられる。 In a coil unit having the same phase, protrusions facing each other in the axial direction are offset in the circumferential direction. Thereby, short-circuiting of the magnetic flux between the projections is suppressed.
互いに異なる相を有するコイルユニットにおいて、軸方向に互いに向かい合う突出部は、周方向において、ずれて配置されている。それにより、互いに異なる相を有するコイルユニットにおいて、磁束が干渉することが抑えられる。この場合、突出部のずれの大きさが、電気角で180度であることが好ましい。それにより、磁束の干渉がさらに抑えられる。 In the coil units having mutually different phases, the projecting portions facing each other in the axial direction are arranged with a displacement in the circumferential direction. As a result, magnetic flux interference is suppressed in coil units having phases different from each other. In this case, it is preferable that the displacement of the protruding portion is 180 electrical degrees. This further suppresses the interference of magnetic flux.
各コイルユニットは、環状ヨークを有している。環状ヨークにより、コイルからの磁束の漏れが抑えられる。それにより、電磁ポンプ1のエネルギー効率がさらに向上する。
Each coil unit has an annular yoke. The annular yoke suppresses magnetic flux leakage from the coil. Thereby, the energy efficiency of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention.
円盤ヨークの構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、スリット及びティースの数、或いは形状が、変更されてもよい。上記の実施形態では、各相の円盤ヨークのスリットの数は、同じである。ただし、各相の円盤ヨークのスリットの数は、互いに異なっていてもよい。例えば、第1コイルユニット11の円盤ヨークのスリットの数は、第2コイルユニット12のスリットの数と異なってもよい。第3コイルユニット13の円盤ヨークのスリットの数は、第1コイルユニット11のスリットの数、及び、第2コイルユニット12のスリットの数と異なってもよい。突出部の配置は、変更されてもよい。或いは、図8に示すように、突出部は省略されてもよい。環状ヨークの形状は、変更されてもよい。
The structure of the disc yoke is not limited to that of the above embodiment, and may be modified. For example, the number or shape of slits and teeth may be changed. In the above embodiments, the number of slits in the disc yoke for each phase is the same. However, the number of slits in the disk yoke of each phase may be different from each other. For example, the number of slits in the disc yoke of the
上記の実施形態では、各コイルユニット11-16の間において互いに向かい合う一対の円盤ヨークは、互いに隙間をおいて配置される。しかし、隙間に代えて、或いは隙間に加えて、互いに向かい合う一対の円盤ヨークの間に、非磁性材製のスペーサが配置されてもよい。例えば、図9に示すように、第1円盤ヨーク22と第3円盤ヨーク32との間に、非磁性体製の第1スペーサS1が配置されてもよい。第1円盤ヨーク22と第3円盤ヨーク32との間に、非磁性体製の第1スペーサS1が配置されてもよい。第4円盤ヨーク33と第5円盤ヨーク42との間に、非磁性体製の第2スペーサS2が配置されてもよい。
In the above embodiment, the pair of disc yokes facing each other between the coil units 11-16 are arranged with a gap therebetween. However, instead of or in addition to the gap, a spacer made of non-magnetic material may be arranged between the pair of disk yokes facing each other. For example, as shown in FIG. 9, between the
上記の実施形態では、コイルユニットの数は6個である。しかし、コイルユニットの数は6個に限らず、6個より少なくてもよく、或いは6個より多くてもよい。例えば、交流電圧が三相である場合には、コイルユニットの数は、3個、9個、或いは12個など3の倍数であってもよい。交流電圧が六相の場合には、コイルユニットの数は、6の倍数であってもよい。 In the above embodiment, the number of coil units is six. However, the number of coil units is not limited to six, and may be less than six or more than six. For example, if the AC voltage is three-phase, the number of coil units may be a multiple of three, such as three, nine, or twelve. If the AC voltage has six phases, the number of coil units may be a multiple of six.
本発明によれば、電磁ポンプにおいてエネルギー効率が向上する。 According to the present invention, energy efficiency is improved in an electromagnetic pump.
2 ダクト
3 インナーコア
21 第1コイル
22 第1円盤ヨーク
23 第2円盤ヨーク
24 第1環状ヨーク
31 第2コイル
32 第3円盤ヨーク
221 第1孔
222 第1スリット
223 第1ティース
225 第1突出部
231 第2孔
232 第2スリット
233 第2ティース
235 第2突出部
321 第3孔
322 第3スリット
323 第3ティース
325 第3突出部
2
Claims (13)
所定の軸方向に延び、前記導電性液体が流れるダクトと、
前記ダクト内に配置されるインナーコアと、
前記ダクトの外に配置され、前記ダクト回りに円形に巻回された第1相のコイルと、
前記ダクトの外に配置され、前記ダクト回りに円形に巻回され、前記軸方向に前記第1相のコイルから離れて配置された第2相のコイルと、
前記軸方向において前記第1相のコイルと前記第2相のコイルとの間に配置され、前記ダクトが通される第1孔を含み、円形の板状の形状を有する第1円盤ヨークと、
を備える電磁ポンプ。
An electromagnetic pump for transferring a conductive liquid, comprising:
a duct extending in a predetermined axial direction through which the conductive liquid flows;
an inner core disposed within the duct;
a first phase coil disposed outside the duct and wound circularly around the duct;
a second phase coil disposed outside the duct and circularly wound around the duct and spaced apart from the first phase coil in the axial direction;
a first disk yoke having a circular plate-like shape, which is disposed between the first phase coil and the second phase coil in the axial direction, includes a first hole through which the duct passes, and
electromagnetic pump.
請求項1に記載の電磁ポンプ。
Further comprising a second disc yoke having a circular plate-like shape, which is disposed on the opposite side of the first disc yoke with respect to the first phase coil, includes a second hole through which the duct is passed,
The electromagnetic pump according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電磁ポンプ。
The first disc yoke is disposed between the first disc yoke and the second phase coil in the axial direction, includes a third hole through which the duct passes, and has a circular plate-like shape. further comprising a third disk yoke that is separate from
The electromagnetic pump according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の電磁ポンプ。
The third disk yoke is arranged with a gap from the first disk yoke,
The electromagnetic pump according to claim 3.
請求項3又は4に記載の電磁ポンプ。
further comprising a spacer made of a non-magnetic material arranged between the third disc yoke and the first disc yoke;
The electromagnetic pump according to claim 3 or 4.
請求項1から5のいずれかに記載の電磁ポンプ。
The first disk yoke includes a plurality of first slits extending outward in a radial direction of the first disk yoke from the first hole,
The electromagnetic pump according to any one of claims 1 to 5.
前記複数の第1スリットの間にそれぞれ配置され、前記第1孔へ向かって前記径方向に延びる複数の第1ティースと、
前記複数の第1ティースのそれぞれから、前記軸方向に突出する複数の第1突出部と、
を含む、
請求項6に記載の電磁ポンプ。
The first disk yoke is
a plurality of first teeth arranged between the plurality of first slits and extending in the radial direction toward the first hole;
a plurality of first protrusions protruding in the axial direction from each of the plurality of first teeth;
including,
The electromagnetic pump according to claim 6.
前記複数の第1ティースのそれぞれは、前記径方向における内方へ向かって先細りの形状を有する、
請求項6に記載の電磁ポンプ。
the first disk yoke includes a plurality of first teeth arranged between the plurality of first slits and extending in the radial direction toward the first hole;
each of the plurality of first teeth has a shape that tapers inward in the radial direction;
The electromagnetic pump according to claim 6.
前記第1孔から前記第1円盤ヨークの径方向において外方へ向かって延びる複数の第1スリットと、
前記複数の第1スリットの間にそれぞれ配置され、前記第1孔へ向かって前記径方向に延びる複数の第1ティースと、
前記複数の第1ティースのそれぞれから、前記軸方向に突出する複数の第1突出部と、
を含み、
前記第2円盤ヨークは、
前記第2孔から前記径方向において外方へ向かって延びる複数の第2スリットと、
前記複数の第2スリットの間にそれぞれ配置され、前記第2孔へ向かって前記径方向に延びる複数の第2ティースと、
前記複数の第2ティースのそれぞれから、前記軸方向に突出する複数の第2突出部と、
を含み、
前記第1突出部は、前記第1円盤ヨークの周方向において、前記第2突出部から、ずれて配置されている、
請求項2に記載の電磁ポンプ。
The first disk yoke is
a plurality of first slits extending outward in the radial direction of the first disk yoke from the first hole;
a plurality of first teeth arranged between the plurality of first slits and extending in the radial direction toward the first hole;
a plurality of first protrusions protruding in the axial direction from each of the plurality of first teeth;
including
The second disk yoke is
a plurality of second slits extending outward in the radial direction from the second hole;
a plurality of second teeth arranged between the plurality of second slits and extending in the radial direction toward the second hole;
a plurality of second protrusions protruding in the axial direction from each of the plurality of second teeth;
including
The first projecting portion is displaced from the second projecting portion in the circumferential direction of the first disc yoke,
The electromagnetic pump according to claim 2.
前記第1孔から前記第1円盤ヨークの径方向において外方へ向かって延びる複数の第1スリットと、
前記複数の第1スリットの間にそれぞれ配置され、前記第1孔へ向かって前記径方向に延びる複数の第1ティースと、
前記複数の第1ティースのそれぞれから、前記軸方向に突出する複数の第1突出部と、
を含み、
前記第3円盤ヨークは、
前記第3孔から前記径方向において外方へ向かって延びる複数の第3スリットと、
前記複数の第3スリットの間にそれぞれ配置され、前記第3孔へ向かって前記径方向に延びる複数の第3ティースと、
前記複数の第3ティースのそれぞれから、前記軸方向に突出する複数の第3突出部と、
を含み、
前記第1突出部は、前記第1円盤ヨークの周方向において、前記第3突出部から、ずれて配置されている、
請求項3に記載の電磁ポンプ。
The first disk yoke is
a plurality of first slits extending outward in the radial direction of the first disk yoke from the first hole;
a plurality of first teeth arranged between the plurality of first slits and extending in the radial direction toward the first hole;
a plurality of first protrusions protruding in the axial direction from each of the plurality of first teeth;
including
The third disk yoke is
a plurality of third slits extending outward in the radial direction from the third hole;
a plurality of third teeth arranged between the plurality of third slits and extending in the radial direction toward the third hole;
a plurality of third protrusions protruding in the axial direction from each of the plurality of third teeth;
including
wherein the first protrusion is displaced from the third protrusion in the circumferential direction of the first disc yoke,
The electromagnetic pump according to claim 3.
請求項10に記載の電磁ポンプ。
The magnitude of the deviation between the first protrusion and the third protrusion is 180 degrees in electrical angle.
11. Electromagnetic pump according to claim 10.
請求項9から11のいずれかに記載の電磁ポンプ。
The third protrusion protrudes in a direction opposite to the first protrusion,
An electromagnetic pump according to any one of claims 9 to 11.
請求項1から12のいずれかに記載の電磁ポンプ。 further comprising a first annular yoke arranged on the outer periphery of the first phase coil;
An electromagnetic pump according to any one of claims 1 to 12.
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