JPS61155828A

JPS61155828A - 渦電流動力計の冷却装置

Info

Publication number: JPS61155828A
Application number: JP60185633A
Authority: JP
Inventors: ハンス―バルター、ドト
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1986-07-15
Also published as: ATE45251T1; JPH0560536B2; DE3479273D1; US4689513A; EP0185791A1; EP0185791B1

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〕本発明は冷ｍ媒体で渦Ｎ流動力計を冷却する方法および
この方法を実施するための渦電流動力計の冷却装置に関
する。

〔従来技術と問題点〕

渦電流動力計は原動機を試験するために採用される。こ
の場合原動機によって発生される動力は、動力計におけ
る渦電流によって熱に変換される。

この渦電流により動力計全体は加熱され、その熱を放出
するように配慮しなｉすればなら＜１い。

従来の渦電流動力計は一般に、大きな連続荷重の際に発
生した熱を放出できないために採用が限られているとい
う欠点を有している。悪い熱伝達のために、冷却流路の
形および冷却流路内における流速によって、動力計のロ
ータ側内壁と外側壁との間に、冷却流体を導く嬌造部品
が塑性変形してしまうような大きな温度差が生ずる。こ
れは口−夕の固着を生じたり、あるいは変形による温度
上野がある時間後に軸受範囲にまで浸透し、そこで軸受
許容温度を越えてしまう、非常に大きな荷重の場合繰り
返される塑性変形によって、加熱される領域に非常に短
い運転時間のうちに亀裂が生じ、この亀裂は機械の内側
空に冷却媒体を流出させ、それによって連転不能にして
しまう。

（発明の目的〕本発明の目的は、上述の問題から出発して、渦電流動力
計における冷が媒体の入口と出口との間において、冷却
媒体と冷却すべき構造部品との間に熱伝達を良好にした
状態において一様な放熱ができるようにすることにある
。

〔発明の概要および効果〕

本発明によれば、この目的は特許請求の範囲第１項の特
ｔａ部分に記載した手段によって達成できる。冷却すべ
き部分の入口と出口における冷却媒体の流速を同じにす
ることによって、一様な熱伝達および一様な放熱が達成
され、連続運転の場合も′ａ雷電流よって加熱される動
力計内部における過熱は確実に防止される６本発明の方
法によれば、所定の大きさの渦電流動カニ１においＣ１
その寿命を高めることができる。

試験すべき原動機に対する接続７ランジと、磁化できる
部分にＲｎされた励磁器としての固定二１イルと、磁化
できる材料から成っている０−夕と、このロータの周り
に配【された冷ｆＪｌ媒体の入口および出口流路とを有
している渦電流動カニｌにおける本発明の方法を実施す
るのに適した構造が、特許請求の範囲第２項に提案され
ている。特に流入！および流出室を互いに１８００ずら
し、それらの内Ｉ！壁に冷却媒体を案内することによっ
て、冷［ｊ体は冷却すべきｔ！囲に同じ速度で流入し、
そこから同じ速度で流出するので、一様な放熱が達成さ
れる。この場合本発明に基づく形態は、流入室および流
出室が円筒状の外側壁と内側壁との間における最も大き
な間隔から出発してＯ″〜１８０°のスパイラル状経路
と３６０°〜１８０°のスパイラル状経路を有し、従っ
て２つの部分スパイラルから組み合わされているものと
見なせる。冷却媒体としてガス状あるいは液状の媒体が
使用できる。

特許請求の範囲第３項記載の冷却流路によれば、間隔短
く断面積の大きな多数の冷却流路に対する条件を満たす
ことができる。

放熱を更に改善するために、特許請求の＠ｌ！ｌ第４項
記載の特徴に基づいて、渦電流動力計の半径方向内壁の
範囲が一様な肉厚にされる。

特許請求の範囲第５項および第６項は冷却流路の種々の
形態を、特許請求の範囲第７項は一方向における冷却流
路の制限方式を提案している。

冷却媒体の流聞を制御するために、特許請求の範囲第８
項記載の手段に基づいて冷却媒体に対する増圧ポンプが
設けられる。増圧ポンプが渦電流動力計の軸に配置され
れば、冷却媒体の速度は渦電流動力計の回転数に比例し
て、例えば一定した回転トルクにおいて動力に比例して
高められる。

特許請求の範囲第９項記載に基づいて増圧ポンプが調整
可能な固有の駆動装置を有している場合、熱伝達を動力
に応じて制御できる。

特許請求の範囲第１０項に基づいて出口と人口との間に
冷却器が配置され、特許請求の範囲第１１項に基づいて
入口と出口との間にｙ　ｒｌ　Ｍ御される排出部が設け
られる。これにより渦電流動力計の冷却すべき範囲にお
ける許容できない大きな温度を生ずることなしに、冷却
媒体のｆＩ環運転が達成できる。

渦電流動力計の冷却は本発明に基づいて増圧ポンプの固
有の駆動装置を制御することによって更に最適にされる
。

特許請求の範囲第１２項の手段によれば、冷却媒体損失
を補償できる。

特許請求の範囲第１３項および第１４項記載の手段によ
れば、系統圧力を高めることによって、渦電流動力！！
１の冷却すべき範囲から最適な放熱が達成される。

〔実　施　例ン以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図の従来例において渦電流動力ｇ＋　１の１ヱ動自
在に設けられているケーシング２の中に、外周面に歯４
を有しているロータ３が、玉軸受５．６で支持されてい
る軸７に配置されている。軸７は試験すべき原ｖＪ機が
連結され葛接続７ランジ８゜９を備えている。

ケーシング２の中にロータ３の外周面に対向して、直ｉ
′ｌｉ流が流される固定励磁コイル１０が設けられてい
る。これにより０−夕３の歯４において静止磁界が生ず
る。接続７ランジ９に接続されている図示しない原動機
によりロータ３が回転する場合、静止磁界が連行して回
転し、その磁界はロータ３の歯４を取り囲むケーシング
２の内壁１１．１２において通過する歯４の周波数で脈
動する。これにより内壁１１．１２にＩ＆雷電流生ずる
。これによって内壁１１．１２に生ずる熱は、動力計の
右側に対する冷却流路１３．１４．１５および動力計の
左側に対する冷却流路１３′。

１４′、１５’を通る冷却媒体を介して放出される。

冷却媒体は入口１７および分配配管１８を介して動力に
１の右側ないし左側の冷Ｕ）流路に流入づる。

冷２ＪｌＩＢ休１９の流れ経路について第２図を参照し
てＸ細に説明する。冷却ＩＪＡ体は分配配管１８を介し
て一部は冷却流路１３の方向に流れ、−ｇＩ（は冷却流
路１３′の方向に流れる。冷却媒体は冷却流路１３ない
し１３′において更に２つの部分流に分けられ、ポンプ
によって発生された搬送圧力により移送開口２０に搬送
され、この移送開口２０ないし２０′から次のリング状
の冷却流路１４ないし１４′に移送され、循環され、続
いて冷却流路１５ないし１５′に送られ、ここから集合
配管２１を介して出口２２から加熱された状態で排出さ
れる。

冷却媒体をこのようなリング状の冷却流路１３゜１４．
１５ないし１３’　、１４’　、１５’　を通して案内
すると、ケーシング２は内’！１１．１２の範囲におい
て不均一に冷却され、冷却作用を減じてしまう閉塞の危
険があるような冷却流路の大きさのために、冷却効果が
一層減少される。ケーシング２の内壁１１．１２におけ
る温度が外壁における８１より著しく高いので、かかる
リング状の冷却流路の場合長時間の運転においてケーシ
ング２にゆがみが生ずることが分かる。このことはかか
る動力計１の極端な運転の際にケーシング２にひずみを
生じ、これは最終的に冷却媒体を案内するｖ４造部品に
亀裂を生ずるか、あるいはロータ３に固着を生じてしま
う。

第３図は本発明に基づく渦＠流動力計を概略的に示して
いる。動力計１のケーシング２の中には、同様に１１ｆ
Ｉ４を備えたロータ３が玉継手５．６によって支持され
ている。動力計１は試験すべき原動機に接続できる接続
７ランジ９を同様に備えている。本発明に基づく動力計
１は同様に励磁コイル１０を有しているが、これは本発
明に基づいてロータ３の中に突き出している。合せ部２
３においてロータ３を分割することによって、第４は本
発明に基づいて励磁コイル１０を同様に包囲できる。

歯４はケーシング２における励磁コイル１０の固定範囲
だけで中断されている。、動力計１の作用について■に
第１図において説明した通りである。

本発明の場合と開円筒状の内壁２４がｎｍと＜１す、そ
のそばを僅かな間隔を隔ててロータ３の歯４が通過して
走る。上述したように加熱された円筒状の内壁２４はケ
ーシング２の円筒状部分においてロータ３の軸方向に直
線的に延びている複数の冷却流路２５によって取り囲ま
れている。直線的な流路２５は第４ａ図および第４ｂ図
から明らかなようにケーシング２の円筒状部分の外周に
Ｊ３いて均一に分布されている。

冷却媒体１９は入口開口２６（第４ａ図も参照）を介し
て流入室２７に入り、直線的な複数の冷ＩＪＩ流路２５
を介して流出苗２８に流れ、そこから出口ｎ口２９を通
フてリング配管３０を介して入口開口２６に戻されるか
、あるいは出口３１に排出される。

流入室２７および流出室２８は、ケーシング２の端面壁
３２．３２’　および動力計１に一体に構成され入口開
口２６ないし出口開口２９を有している蓋板３３．３３
’　によって形成されている。

流入￥２７および流出ｖ２８の軸方向に延びている境界
面は、半径方向において、一方では外側壁として円筒状
壁３４．３４’　によって境冑づけられ、他方ではスパ
イラル状内壁３５．３５’　によって境界づけられてい
る。

本発明に基づいて入口開口２６を出口開口２９に対して
１８０”ずらして配置し、流入苗２７および流出室２８
をスパイラル状に形成することによって、動力計の冷却
すべき範囲が冷却媒体１９で真流され、各冷却媒体流（
第５図参照）が本発明に基づいて冷却すべき部分の入口
および出口において並びに冷ｉ１１］流路２５の入口お
よび出口において同じ流速を有するように、流入室２７
および流出室２８における冷却媒体の分布が生ずる。

冷却流路２５は第４ａ図および第４ｂ図に示すように断
面円形をしているが、断面矩形にしたり、あるいは円筒
状内壁に結わせて円弧状流路壁にすることもできる。第
４ａ図および第４ｂ図には種々の本発明に基づく冷加流
路が示されている。即ち矩形の流路３６および円弧の流
路３７が示されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の渦電流動力ｇ１の断面図、第２ａ図およ
び第２ｂ図は第１図における渦電流ｆＪＪｌｒ　；、１
の冷却流路の説明図１、第３図は本発明に基づく渦電流
動力計の断面図、第４ａ図および第４ｂ図はそれぞれ人
口およぞ出口の冷却流路の正面図、第５図は密閉冷却回
路の系統図である。１・・・渦電流動力計、２・・・ケーシング、３・・・
ロータ、４・・・歯、１０・・・励磁コイル、２５・・
・冷Ｌｌ流路、２６・・・入口開口、２７・・・流入室
、２８・・・流出！、２９・・・出口開口、３２．３２
’　・・・端部壁、３３゜３３′・・・蓋板、３５．３
５’　・・・スパイラル状内壁、３６・・・矩形流路、
３７・・・円弧流路。出願人代理人　　佐　　諌　　−雄Ｆｉｇ、２ｂ

Claims

【特許請求の範囲】１、渦電流で加熱された渦電流動力計を冷却媒体で冷却
する方法において、渦電流動力計の冷却すべき部分の入
口および出口における冷却媒体流が同じ流速を有してい
ることを特徴する渦電流動力計の冷却方法。２、試験すべき原動機に対する接続フランジと、磁化で
きる部分に配置された励磁コイル（１０）と、磁化でき
る材料から成っているロータ（３）と、このロータ（３
）の周りに配置された冷却媒体の入口および出口流路と
を有している渦電流動力計の冷却すべき部分の入口およ
び出口における各冷却媒体流が同じ流速を有してるいる
ようにして冷却する方法を実施する渦電流動力計におい
て、渦電流動力計（１）の一方の軸方向端面に流入室（
２７）が、他方の軸方向端面に流出室（２８）がそれぞ
れ設けられ、それらの一方の室が渦電流動力計（１）の
ケーシング（２）の端面壁（３２、３２′）から成り、
これらの端面壁（３２、３２′）が渦電流動力計（１）
の外殻内を軸方向に連通し、流入室（２７）および流出
室（２８）の外周面に均一に分布された複数の冷却流路
（２５）によって互いに接続され、流入室（２７）およ
び流出室（２８）の他方の端面が渦電流動力計（１）の
ケーシング（２）に対して軸方向に間隔を隔てられ入口
開口（２６）ないし出口開口（２９）を有し、流入室（
２７）および流出室（２８）の外側境界部としての円筒
状壁（３４、３４′）が背面壁（３２、３３ないし３２
′、３３′）の間にわたって延び、流入室（２７）およ
び流出室（２８）の内側境界部としてのスパイラル状を
している内壁（３５、３５′）が端面壁（３２、３３な
いし３２′、３３′）の間にわたって延び、入口開口（
２６）ないし出口開口（２８）が円筒状壁（３４、３４
′）とスパイラル状内壁（３５、３５′）との間の最大
間隔の範囲に配置され、これらの範囲と同様に互いに１
８０°ずらされていることを特徴とする渦電流動力計の
冷却装置。３、それぞれの冷却流路（２５）の間隔が渦電流動力計
（１）の両方の端面壁（３２、３２′）の間の冷却流路
（２５）の長さの５％以上であることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の渦電流動力計の冷却装置。４、渦電流動力計（１）の内側壁の円筒状内壁（２４）
と冷却流路（２５）との間の肉厚が、渦電流動力計（１
）の外殻に等間隔で配置されている冷却流路（２５）の
間の肉厚と同じであることを特徴とする特許請求の範囲
第２項または第３項記載の渦電流動力計の冷却装置。５、直線的な冷却流路（２５）が断面円形をしているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の渦電流動力
計の冷却装置。６、直線的な冷却流路（２５）が断面矩形（３６）をしており、この断面矩形（３６）の長手側が
円筒状の内壁（２４）に対向して位置していることを特
徴とする特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれか
に記載の渦電流動力計の冷却装置。７、断面矩形の冷却流路（３６）の半径方向最小距離が
、壁においてキャビティーションが生じないような冷却
媒体平均速度に応じて決められていることを特徴とする
特許請求の範囲第６項記載の渦電流動力計の冷却装置。８、渦電流動力計（１）によって駆動される冷却媒体に
対する増圧ポンプが流入室（２７）の手前に設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第７
項のいずれかに記載の渦電流動力計の冷却装置。９、増圧ポンプが調整可能な固有の駆動装置を有してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第８項
のいずれかに記載の渦電流動力計の冷却装置。１０、流出室（２８）と流入室（２７）との間の帰還路
に冷却器が配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第２項ないし第９項のいずれかに記載の渦電流動力
計の冷却装置。１１、流出室（２８）と流入室（２７）との間の帰還路
に温度調整される排出部が設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第２項ないし第１０項のいずれかに
記載の渦電流動力計の冷却装置。１２、冷却媒体の損失に応じて新しい冷却媒体が流入室
（２７）の手前で供給されることを特徴とする特許請求
の範囲第２項ないし第１１項のいずれかに記載の渦電流
動力計の冷却装置。１３、液状冷却媒体の蒸発を加圧によって防止している
密閉冷却回路が設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第２項ないし第１２項のいずれかに記載の渦電
流動力計の冷却装置。１４、ガス状冷却媒体および密閉冷却回路を使用する場
合、系統圧力を高める装置が設けられていることを特徴
とする特許請求の範囲第２項ないし第１２項のいずれか
に記載の渦電流動力計の冷却装置。