JPH0553283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の目的 ［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に関する。

［従来の技術］ 本願発明者が創作した水抵抗器Ａは第２図に示
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
とラツ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とからなり、
水抵抗器Ａは第２図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。従つて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62−123287号および特開
昭62−124474号公報に開示した第２図に示す電極
水冷却処理装置Ｂと連通してなる。

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ア
ン１１と、当該フアン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。

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、フイルター１７，１８及び純度を高
める純粋器たる純粋器１９を通す純水充填管路２
０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９ａに送る電極
水冷却循環管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２２
ｂから分岐送り出される電極水Ｗを介設した純粋
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に戻すフラツシン
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１４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２
８，２９，３０を介して形成してある。

第２図中３１はフアンモーター、３２，３３，
３４は各々フアンモーター３１、純水ポンプ１
６、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。

なお水抵抗器Ａも含めこれ等の装置一切を一台
のトラツク等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つ
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１
を入力し予め設定してある接地値との比較値制御
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。

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。

まず第２図に実線矢印で示すように、給水管１
５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３
５を通過し、フイルター１７で砂等を除かれフイ
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、これを純粋器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
つて水抵抗器Ａ内に充たされる。

これで電極水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
導電率が高くなる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２３，３５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。

次に切替弁２９，３０にて純水充填管路２０を
閉じた後、第２図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も作動させて第５図
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２７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、フアン
モーター３１も作動せしめてフアン１１を回しラ
ジエター９背面側から送風する。

従つて水抵抗器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つてラジエター９
に送られるが、この温水をラジエター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つて蒸発したラ
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に沿つ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。

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つたものはガラリ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。従つて回収水槽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２６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と切換弁２８を省略するよう
にしても良い。

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を切り替えて第２図に二
点鎖線矢印で示すよう水をフラツシング戻し管路
２４と純水充填管路２０と電極水冷却循環管路２
２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を通つて純水ポンプ１６にて
冷却コイル３５に送り込まれ、さらにフイルタ１
７，１８純水器１９を通つて再び水抵抗器Ａを戻
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。

しかして電極水温制御システム装置Ｄは電極水
冷却循環回路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
回路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４
０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のモーター駆動とフアン１
１のモーター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
いクラツ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および電力ケーブル
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。

［発明が解決しようとする問題点］ 第２図に示す、この水抵抗器電極水循環処理シ
ステム装置Ｘでは絶縁鞘筒昇降自動制御装置Ｃお
よび電極水温制御システム装置Ｄを設けて異常事
態に対する安全策を講じている。

然るに電極水循環ポンプ２１が稼働中停止した
り駆動能力が急劣して流量を激減せしめた場合に
は電極水Ｗの循環が停止又は減少すると急激にベ
ース電極１内の電極水Ｗ温が急上昇して沸騰溢流
するため大変危険である。この電極水Ｗ温の急上
昇をバイメタルや温度反応液を用いた測温器３９
が検出するまでには化学的又は物性的な反応の遅
れ時間を生ずるためその間にも電気はながれて水
温はさらにに上昇し、ついにベース電極１と主電
極５間にアークα放電が発生しその短絡過電流を
計測器３６が検知して始めて、絶縁鞘筒７を降下
し主電極を完全隠蔽絶縁するためアークα発生に
よる危険状態の回避には手遅れとなる惧れがあ
る。

さらに以上の従来の水抵抗器電極水循環処理シ
ステム装置Ｘでは一基のラジエター９とスプレー
管１０とフアン１１とガラリ１２が備わるのみで
あつたから一基の冷却能力には限界がありその
分、流水量を多く必要とするがこの大量の水の確
保は困難である、と言つて馬鹿でかいラジエター
９等を設けることはスペース余地の問題やイニシ
アルコスト、ランニングコストを高める、特に配
管を高圧に耐えるものにするにはそれだけ高価で
大容量となる結果を招来し、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
つた。

ここにおいて本発明は前記従来の水抵抗器電極
水循環処理システム装置の欠点の解消と能力アツ
プを計つた水抵抗器の電極水循環処理システム装
置を提供せんとするものである。

(2) 発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の水抵抗器の電極水循環処理システム装
置は、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冷却循環管路に電
極水循環ポンプと空水冷ラジエターを挿入した電
極水循環システム装置において、前記電極水循環
ポンプの正常運転を常時監視自在に電極水循環ポ
ンプの出口側直後の前記電極水冷却循環管路に流
量計を挿入するとともに前記水抵抗器と電源装置
とを接続する電力ケーブルに安全遮断器を介入し
て、前記流量計の一定値以下の流量検知を前記電
極水循環ポンプの異常運転と診断し前記水抵抗器
内でのアーク発生の因となる電極水温の上昇を制
止すべく前記安全遮断器を瞬時に切断自在に形成
し、 また空水冷ラジエターは、電極水冷却循環管路
に縦続多段に複数直列挿入されてなる。

［作用］ 本発明は前記の解決手段を講ずるから電極水循
環ポンプ２１が稼働中に停止したり能力低下等に
電極水冷却循環管路２２中の電極水に流量が零ま
たは所定値以下に減少すればただちに流量計がこ
れを検知して水抵抗器Ａのベース電極１内の電極
水Ｗが昇温沸騰してアークα放電を発生する以前
に安全遮断器を断切し、電源装置から通電を瞬断
阻止し出力特性試験をただちにストツプする。

また本発明装置は電極水冷却循環管路中に空水
冷式ラジエターを複数多段に挿入したのでそれだ
け電極水冷却能力がアツプし従つて高電圧大電流
の電源装置の出力特性試験に供することが可能と
なつた。

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最高限界水温が65
℃であり本発明装置が75℃にアツプされれば外気
が25℃であつた場合 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 従つてその差分の冷却能力アツプを計られそれ
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つたことになる。

［実施例］ 本発明装置の実施例を第１図について説明す
る。

同図は電源装置４３が３相の場合であつて第２
図に示す同一部分は同一符号を付し大幅に簡略化
した。

本発明の水抵抗器の電極水循環処理システム装
置Ｙは、電極水循環ポンプ２１の排出口２１ａ近
傍の電極水冷却循環回路２２排出側２２ｂに例え
ば常用１Kg／cm²のフロースイツチ型流量計４４を
挿入するとともに三相電力ケーブル４中に安全遮
断器４５を挿入して流量計４４が電極水循環ポン
プ２１の排出口２１ａからの排水量が予め設定し
てある値より低下したことを検知すると電流遮断
指令信号S6を発し安全遮断器４５を断切して電
源装置４３からの電流が水抵抗器Ａに送られない
ように瞬断する一方、電極水冷却循環管路２２の
途中に空水冷フード付ラジエター４６，４６，４
６を複数多段（本実施例の場合３基）直列介入し
電極水Ｗの冷却能力を高めてなる。

図中４７は電源スイツチ、４８はフラツシング
戻し管路２４と純水充填管路２０で電極水冷却循
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
処理系である。

なお安全遮断器４５を第２図の安全遮断器４２
と兼用しても良い。

(3) 発明の効果 かくして本発明装置は、流量計を電極水循環ポ
ンプの直後に介設して電極水循環ポンプの故障や
能力低下、電極水冷却循環管路の詰り等の事故に
よる水抵抗器内の電極水の沸騰溢れやアーク放電
の危険に対して、時間のかかる反応や機械機構に
よる遅れのない、迅速確実な電気的な瞬断による
安全策を講じ、水温の上昇を完全に制した。また
それに加えラジエターを電極水冷却循環管路途中
に縦続多段に介設して冷却能力アツプによる高電
圧大電流の電源装置の出力特性試験測定を可能に
する等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す略示配管・
配線系統図、第２図は従来装置の概略配管・配線
系統図である。 Ａ……水抵抗器、α……アーク、Ｂ……電極水
冷却処理装置、Ｃ……絶縁鞘筒昇降装置、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……電極水循環処
理システム装置、１……ベース電極、４……電極
ケーブル、５……主電極、７……絶縁鞘筒、１０
……スプレー管、１１……フアン、１２……ガラ
リ、１３……回収水槽、１４……貯留タンク、１
５……給水管、１６……純水ポンプ、１７，１８
……フイルター、１９……純水器、２０……純水
充填管路、２１……電極水循環ポンプ、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…
…フラツシング戻し管路、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……フア
ンモーター、４３……電源装置、４４……流量
計、４５……安全遮断器、４６……空水冷ラジエ
ター、４７……電源スイツチ、４８……各種処理
系管路及び装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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冷却循環管路に電極
   水循環ポンプと空水冷ラジエターを挿入した電極
   水循環システム装置において、 前記電極水循環ポンプの正常運転を常時監視自
   在に当該電極水循環ポンプの出口側直後の前記電
   極水冷却循環管路に流量計を挿入するとともに前
   記水抵抗器と電源装置とを接続する電力ケーブル
   に安全遮断器を介入して、 前記流量計の一定値以下の流量検知を前記電極
   水循環ポンプの異常運転と診断し前記水抵抗器内
   でのアーク発生の因となる電極水温の上昇を制止
   すべく前記安全遮断器を瞬時に断切自在に形成し
   てなる水抵抗器の電極水循環処理システム装置。 ２ 空水冷ラジエターは、電極水冷却循環管路に
   縦続多段に複数直列挿入されてなる特許請求の範
   囲第１項記載の水抵抗器の電極水循環処理システ
   ム装置。