JPH0197147A - 発熱電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は動力とともに積極的に熱を発生させる発熱電動
機に関し、熱と動力を同時に必要とする分野の装置、例
えば化学プラント等における流体の撹はん加熱装置、夜
間電力を利用した温水加熱装置、温水供給装置、温風供
給装置、等に用いられる。

従来の技術 電動機により動力を発生させることは従来周知であるが
、電動機で熱を積極的に発生させ、動力よりも熱を主体
とした発熱電動機として使おうという考えはなかった。

なお、電動機に損失として発生する熱を有効に利用した
ものとして実開昭５０−６７５３２号公報記載のものが
あるが、これは動力発生が主体でであり電動機冷却用の
ブロワ−を利用して電動機を冷却した後の温風を自動車
のバックウィンドの霜取りに利用している。

更に、最近開発されたものとして高温の絶縁特性をもつ
セラミック絶縁電線がある。

このセラミック絶縁電線の構造を第５図〜第７図に示す
。

第５図に示すものはフジサーモＡ（登録商標）と呼ばれ
、高温絶縁に優れたセラミック絶縁電線としての特性と
、巻線加工特性に優れた合成エナメル線としての特性を
兼ね備えた未焼成タイプのセラミック絶縁電線である。

これは巻線加工後高温で熱処理すると最外層の被膜は分
解消失し、内層の絶縁層は完全なセラミック絶縁物とな
る。

更に、導体の材料を選択することにより４００〜８００
℃の温度範囲で使用できるが、この導体の材料としては
、アルミニウム・フンスタンタン、ニッケルメッキ銅、
銀、ニッケル・ステンレスクラツド銅、金・白金・白金
ロジウム、等がある。

第６図に示すものはフジサーモＭ（登録商標）と呼ばれ
、可撓性に優れた未焼成タイプのセラミック絶縁電線で
ある。

これは巻線加工後５００〜６００℃の比較的低い温度で
熱処理することにより、絶縁物が完全にセラミックス化
し、導体材料としてニッケル・ステンレスクラツド鋼・
ニクロムや金・白金・白金ロジウムを選んだ場合は６０
０〜８００℃の高温で超時間使用できる。

第７図に示すものはフジサーモＳ（登録商標）と呼ばれ
、高温焼成済みの完全なセラミック絶縁物なので、機器
に組み込む際の熱処理は不要となる。導体材料にはニッ
ケル、ニッケルクラツド銅、インコネル、アルメル、ク
ロメル、ニクロム、等が使用でき、通常４００〜５００
℃の高温で使用可能である。

以上３種類のセラミック絶縁電線を一示したが、これら
のセラミック絶縁電線は温度が上昇すると線抵抗が増大
するという特性をもっている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来の電動機は熱を発生させることを目的とし
ておらず、損失としての熱の発生はできるだけ少ない方
が望ましかった。　従って、電動機の損失としての熱で
はそれほどの高熱を発生させることかできないし、かつ
、電動機で高熱を発生させようとすると、従来の電動機
では温度上昇により電動機巻線が焼けてしまい電動機そ
のものが壊れてしまうという問題があった。

又、前記電動機冷却用のプロワ−を利用して電動機を冷
却した後の温風を霜取りに利用したものも、単に従来の
電動機をそのまま用いたにすぎないのでそれほどの高熱
を発生させることはできず、電動機冷却用の空気を少な
くして発生する温風の温度を上げようとした場合には電
動機巻線が焼けてしまうという問題があった。

更に、セラミック絶縁電線は高温耐熱を要求される分野
での利用が可能であるが、これを電動機に適用し発熱電
動機として用いようとする考えはなかった。

本発明は最近開発された前記セラミック絶縁電線に着目
し、このセラミック絶縁電線を電動機の巻線として用い
ることにより動力発生よりも熱を主体とした発熱電動機
を提供することを目的とする。

更に、本発明はこの発熱電動機を熱と動力を同時に必要
とする分野での動力発生手段を兼ねた熱源として利用す
ることを目的とする。

更に、本発明は切り換えスイッチにより発熱と非発熱と
に切り換えられるようにした発熱電動機を提供すること
も目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために次のような構成と
した。

つまり、本発明の発熱電動機はセラミック絶縁電線を電
動機の巻線として用いている。更に、前記発熱電動機は
流体の中に配置され、前記流体を加熱するとともに前記
流体を撹はんする動力を発生させている。更に、前記発
熱電動機は羽根車を有し水中に配置され、この羽根車の
回転により発生する水流により前記発熱電動機を冷却す
るようにしている。更に、前記発熱電動機はセラミック
絶縁電線を用いた巻線のほかに普通電線を用いた巻線を
有し、このセラミック絶縁電線の巻線と普通電線の巻線
とを切換えスイッチにより選択的に電源に接続できるよ
うにしている。

実施例 次に本発明の実施例を図に基づき説明する。

本発明の発熱電動機は、回転力よりも電動機で発生ずる
熱を主体とした電動機であり、そのために電動機の巻線
に前述のセラミック絶縁電線を用いている。

巻線の巻かれる固定子や回転子のコア材は、通常の電動
機ではヒステリシス損や渦電流損による熱としての損失
をできるだけ少なくするためにケイ素鋼板を用いている
が、本発明のものでは発熱性を上げるためにコア材とし
て普通鉄板を用いている。

又、本発明の発熱電動機は通常の電動機巻線より太いセ
ラミック絶縁電線を通常の巻線回数より少なく巻いてお
り、電動機としての回転力よりも電動機で発生する熱に
重点を置いている。

更に、この発熱電動機は巻き線としてセラミック絶縁電
線を用いているので、この線材の特徴として巻き線の温
度が上昇すれば線抵抗が大きくなり、巻き線に流れる電
流を減少させるので、消費電力を低下させるとともに過
度に温度が上昇するのを防ぐことができる。

第１図は本発明の発熱電動機を流体の撹はん加熱に用い
た場合の実施例を示す図である。

例えば、化学プラント等においては流体を撹はん加熱し
なければならない場合があり、又、夜間電力を利用した
温水装置にあっては水が撹はんされながら加熱されると
容器内の温水の温度が均一になるとともに加熱効率もよ
い。この実施例では、発熱電動機を容器内の流体中に配
置し、流体を撹はんしながら加熱している。

この発熱電動機には種々のタイプの電動機を用いること
ができるが、この実施例では固定子側にだけ巻線を持つ
タイプの篭形誘導電動機を用いている。

流体８を封入した容器７内に支柱６を介して円筒状のケ
ーシング５を取り付け、前記ケーシング５内には回転子
１および固定子２よりなる発熱電動機が取り付けられて
いる。

回転子ｌの軸３には羽根車４が取り付けられるとともに
、この軸３は軸受け（図示せず）を介して前記ケーシン
グ５に回転自在に支持されている。

発熱電動機に通電すると、発熱電動機は羽根車４を回し
て流体の流れを発生させるとともに発熱電動機のまわり
の流体を加熱する。

羽根車４の回転により発生する流体の流れは発熱電動機
内を通って循環し、これにより容器７内の流体８を撹は
ん加熱するとともに発熱電動機を冷却する。

なお、前記固定子２や回転子１のコア材には流体の流れ
を良くするための隙間あるいは通路（図示せず）を設け
ておく。

、　第２図は本発明の発熱電動機を温水供給装置に用い
た場合の実施例である。

発熱電動機を取り付けた円筒状のケーシング５の両端に
シール手段（図示せず）を介して蓋９．１０を取り付け
るとともに、蓋９．１０にはシール手段（図示せず）を
介してそれぞれ水吸入管１１および温水吐出管１２を取
り付けている。

発熱電動機は第１図の場合と同様のものを用いており、
回転子１の軸３には羽根車４が取り付けられている。水
吸入管１１から吸入された水は発熱電動機を通過してい
く過程において加熱され、温水吐出管１２から温水とな
って吐き出される。

第３図および第４図は発熱と非発熱とに切り換えられる
ようにした発熱電動機の実施例である。

例えば化学プラントの撹はん加熱装置にあっては、ある
時間だけ加熱なしに撹はんしたいという場合があり、又
、温水供給装置にあっても一つの装置で温水と冷水が選
択的に供給されると便利な場合がある。

第３図の実施例では固定子側にだけ巻線のある篭形誘導
電動機が発熱電動機として用いられており、前記固定子
はセラミック絶縁電線が巻かれた固定子２と普通の電線
が巻かれた固定子２′とが交互に設けられている。

更に、前記セラミック絶縁電線巻線および普通電線巻線
は第３図の実線および破線で示すように切り換えスイッ
チ１３を介してそれぞれ電源Ａに接続されるようになっ
ている。

この発熱電動機は回転子１の軸３に羽根車が取り付けら
れており、第１図の実施例のように容器内の流体の撹は
ん加熱に用いられたり、第２図の実施例のように温水供
給に用いられる。

流体を撹はん加熱したい場合には発熱電動機のセラミッ
ク絶縁電線巻線側を電源Ａに接続し、流体を加熱なしに
撹はんしたい場谷には普通電線巻線側を電源Ａに接続す
る。

切り換えスイッチをＯＦＦ位置にすると、電動機の巻線
は電源Ａと遮断されるから電動機は停止状態となる。

−第４図の実施例の場合も篭形誘導電動機が用いられる
が、この実施例では第３図の場合とは異なり、各固定子
２にセラミック絶縁電線および普通電線がそれぞれ別個
に半分づつ巻かれている。

そしてこのセラミック絶縁電線巻線および普通電線巻線
は第４図の実線および破線で示すように切り換えスイッ
チ１３を介してそれぞれ電源Ａに接続される。

なお、第１図〜第４図の実施例では発熱電動機として電
型誘導電動機のように固定子側にだけ巻線を持つタイプ
の電動機を示したが、整流子電動機のように固定子側に
も回転子側にも巻線をもつタイプの電動機に応用するこ
ともできる。

その場合、発熱専用の発熱電動機は固定子および回転子
の巻線全部をセラミック絶縁電線に置き換えるが、発熱
と非発熱とを切り換えられる発熱電動機の場合には固定
子側の巻線は第３図又は第４図の場合と同様にし、回転
子側の巻線はセラミック絶縁電線巻線部分と普通電線巻
線部分を交互に設けると共に、それらを電源に接続する
ための整流子もセラミック絶縁電線巻線用の整流子と普
通電線巻線用の整流子の二つを設ける。

そして切り換えスイッチの切り換えにより、発熱の場合
には固定子および回転子のセラミック絶縁電線巻線側を
電源に接続し、非発熱の場合には、固定子および回転子
の普通電線巻線側を電源に接続する。

以上、本発明をいくつかの実施例を用いて説明したが、
本発明はこれらの実施例に限定されることなく、本発明
の技術思想の範囲において設計変更をすることができる
。

発明の効果 本発明は、セラミック絶縁電線を動力発生手段を兼ねた
熱源として利用したため、従来発熱手段と動力発生手段
とが別個であったものが一つですむようになり部品点数
が減る。従って、流体の撹はん加熱装置や温水供給装置
のように熱と動力を同時に必要とする分野では装置がコ
ンパクトになり有益である。

又、本発明では切り換えスイッチの切り換えにより発熱
と非発熱とに切り換えられるようにしたので、ある時間
だけ加熱なしに動力のみを利用したい場合など有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２図は本発明の発熱電動機を流体の撹はん加
熱や温水供給装置に用いた場合の実施例を示す概略的な
縦断面図、第３図〜第４図は発熱と非発熱とに切り換え
られるようにした発熱電動機の実施例を示す図、第５図
〜第７図はセラミック絶縁電線の構造を示す図である。 １・・・回転子、２・・・固定子、３・・・軸、４・・
・羽根車、５・・・円筒状のケーシング、６・・・支柱
、　７・・・容器、　８・・・流体、９．１０−・・蓋
、１１・・・水吸入管、１２・・・温水吐出管、１３・
・・切り換えスイッチ、Ａ・・・電源、 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、セラミック絶縁電線を電動機巻線として用いた
   発熱電動機。
2. （２）、前記発熱電動機は流体の中に配置され、前記流
   体を加熱するとともに前記流体を撹はんする動力を発生
   させる特許請求の範囲第１項記載の発熱電動機。
3. （３）、前記発熱電動機は羽根車を有するとともに水中
   に配置され、前記羽根車の回転により発生する水流によ
   り前記発熱電動機を冷却するようにした特許請求の範囲
   第１項記載の発熱電動機。
4. （４）、前記発熱電動機はセラミック絶縁電線を用いた
   巻線のほかに普通電線を用いた巻線を有し、このセラミ
   ック絶縁電線の巻線と普通電線の巻線とを切換えスイッ
   チにより選択的に電源に接続できるようにしている特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の発熱
   電動機。