JPS62124474A - 負荷装置システム - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は発電機の出力特性の測定試験に供される負荷装
置システムに関する。

［従来の技術１ この種従来の負荷装置としては、水抵抗器が用いられて
いる。この水抵抗器（α）は第５図に示すように３相の
各高圧ケーブル（ａ＞を夫々接続した３つの電極板（又
は電極筒）（ｂ）よりなり縦横３ｍ、高さ２ｍ程の水槽
（Ｃ）に架構（ｄ）を設置して吊り下げ、水中への挿入
量を加減して負荷を調整するようにして使用するもので
、水槽（Ｃ）中の水を抵抗として発電機の出力電力を消
費するものである。この電力消費により除々に水温が上
昇し水の導電率が大きくなるため、このままでは水の絶
縁破壊が起こりアークが発生しτ危険である。そこで、
これを防ぐため水槽（Ｃ）には第５図矢印で示すように
、常に河川、消火栓あるいは貯水槽より冷水を供給する
一方、温まった水を排水して水ＩＷ（ｃ）内の水温を一
定以下に保ってやることが不可欠である。このため水抵
抗器（α）の使用にあたっては、まず天吊の水が必要で
ある。

これを具体的に示せば、２０’Ｃの水を供給して７０℃
の温水を排出するとして（７０−２０）　Ｘ　１　＝５
０　［ｋｃａｌ／４１　］　、即ち１１２当たり、５０
　［ｋｃａｌ］の熱母を放散するとして、発電機出力１
，０ＯＯＫＷの場合、まず発電機出力を熱１に換偉丈る
と１，０００Ｘ８６０＝８６０，０００　［ｋｃａｌ／
ｈ］　、これを１−当たりの水の放散熱ｕ（５０ｘ１．
０００−５０．○ＱＱｋｃａｌ）で除せば１時間当たり
１７．２［ｍｌの水が必要であることが分る。

これを８時間使用するとすれば１７．２Ｘ８−１４０［
ｍｌの水を必要とすることになる。

これだＣプの水量を確保すること自体困難である上に、
上記したように、水抵抗器（α）の使用に当たっては水
槽（Ｃ）や水抵抗器（α）を吊り下げる架台、貯水槽か
ら水を送るポンプやその配管等が必要で設備が天産りで
あるため、これらの運搬や組み立てに多大の労力を要す
る。

それに、水の導電率は、含有する不純物の苗によって変
化するため水抵抗器（α）では安定した抵抗値が１厚ら
れないという欠点を有する。

更に重大な欠点は水抵抗器（α）を使用した時には、大
量の温排水が生じる点である。

というのは、都市部において前記の条件で、即ち１．０
ＯＯＫＷの発電機の負荷試験を行い１７．２　［ｍ／ｈ
コ、７０℃のＷ排水を下水に流した場合、排水能力如何
では回りに）９があふれることになるし、あふれなくて
も温水により雑菌が死滅するため下水浄化芸能を低下さ
せてしまうからで、下水の管理者側から負荷試験を禁止
されることもある。

このように発電機の特性測定に使用する負荷装置として
、水抵抗器は、アーク発生の危険がある点、大口の水を
要する点、天産りな設備と労力を要する点、抵抗値が不
安定である点、又大最の温排水が発生する点など種々の
問題点を有するものであった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかして本発明は、水を抵抗としながらもアークが発生
しにくく、温排水を発生させず、又使用する水量も著し
く減少さぜ、安定した抵抗値の得られる負荷装置システ
ムを１！ｌ洪せんとするものである。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明の負荷装置システムは、水を流入排出しつつ内部
に所定量の水を貯留する有底円筒形ベース電極の底部中
央に外出下端に発電機の出力ケーブルを接続する円筒形
主電極を絶縁状態で貫植した水抵抗器と、当該水抵抗こ
より排出される温水を導入し内部を通過させた後前記水
抵抗器に供給するラジェターと当該前記ラジェターに水
をスプレー噴射し、このスプレー噴射させた水の蒸発潜
熱にてラジェター内部の温水を冷却するスプレー管と前
記ラジェターの表面を風冷しそこから発生する蒸気を送
り出し空間に拡散せしめるファンと、ガラリとを配設し
た電極水冷却処理装置よりなる。

［実　施　例〕 本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づき説明する。

本発明の負荷装置システム（Ａ）を構成する水抵抗器（
Ｂ）は壁側中間部位に給水孔（１）を又底部に排水孔（
２）を穿設して内部に所定鑓の水を貯蔵する有底円筒形
のベース電極（３）と当該ベース電極（３）の底部中央
に固定した碍子（４）を貫通して立設しその下端に発電
機の出力ケーブル（５）を接続する円筒形の主電極（６
）と当該主電極（６）の露出長を調整すべく昇降動自在
に吊・　　設され前記主電極（６）を覆う絶縁鞘筒（７
）とからなる。

水抵抗３（Ｂ）は第１図乃至第４図中では、　　１つで
あるが３本１組であり、夫々、主電極（６）は発電傾の
３相の各１相を接続し、一方ベース電極（３）間を相互
に接続して接地する。従ってＹ接続の抵抗器となる。

尚、第１図乃至第４図に示すものは高電圧小電流用のも
のである。低電圧大電流用のものは主電極（６）の直径
が大でありベース電極（３）との隙間が小さい点で異な
る。

本発明の負荷装置システム（Ａ＞を構成する電極水冷却
処理装置１　（Ｃ）は、前記水抵抗器（Ｂ）から排出さ
れる温排水を冷却して再び水抵抗器（Ｂ）に送り込むも
ので、ラジェター（８）と当該ラジェター（８）に後面
がら水を吹きつけるスプレー管（９）と当該スプレー間
の背後から送風するファン（１０）と当該ファン（１０
）にてラジェター（８）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（１１）と前記ラジェター（
８）の下側に配置しスプレー間（９）からラジェターく
８）に吹き付けられて落下した水を回収する回収水槽（
１２）と、前記水抵抗器（Ｂ）とラジェター（８）管を
循環する水を予め貯留しておく貯留タンク（１３）の間
に次のような管路を形成しである。

即ち、貯水タンク（１３）に貯留されている水を当該水
中に垂設した給水管（１４）から純水ポンプ（１５）で
汲み上げ、フィルター＜１６）（１７）及び純度を高め
る純粋器たる純水器（１８）を通した後ラジェター（８
）に供給する純水充填管路（１９）と純水充ＩＩＸ管路
（１９）を通って、充填された水をラジェター（８）の
下部排出口（８ａ）から水抵抗器（Ｂ）に送り込み当該
水抵抗器（Ｂ）から排出される；２水を介設したポンプ
（２０）でラジェター（８）の上部注入口（８ｂ）に送
る冷却循環管路（２１）とラジェター（８）の下部排出
口（８ａ）から送り出される水を介設した純水ポンプ（
１５）にて冷却コイル（２２）を通して冷却しながら再
び前記純水充填管路（１９）に戻すフラッシグ戻し管路
（２３）と介設したスプレーポンプ（２４）にて前記貯
水タンク（１３）中にＩ設した吸引管（１４）と回収水
槽（１２）中に垂設した吸引管（２５）のいずれか一方
から水を汲み上げてスプレー管（９）に送るスプレー送
水管路（２６）とを切替自在な切替弁（２７）（２８）
（２９）を介して形成しである。

第１図中（３０）はファンモーター、（３１）（３２＞
　　（３３）は各々ファンモーター（３０）、純水ポン
プ（１５）、スプレーポンプ（２４）、の速度制御器、
（３４）は冷却コイルである。

［作　　用］ 以上のように構成された負荷装２システム（Ａ）の作用
について述べる。

まず第２図に矢印で示すように、吸引管（１４）及び純
水充填管路（１９）を経て純水化した水がラジェター（
８）に供給され水抵抗３（Ｂ）に充たされる。即ち、貯
水タンク（１３）より純水ポンプ（１５）にて吸い上げ
られた水は、純水ポンプ（１５）を通過後冷却コイル（
３４）を通過し、フィルター（１６）で砂等を除かれフ
ィルター（１７）に入り塩素を除かれ純水器（１８）に
入る。

このときの導電率は、酋通水道水が約２００［μＳ　／
　ａｓ　］であるが、これを純水器（１８）で約１［ａ
ｓ　／　ｃｍ　Ｊに下げである。これをラジェター（８
）に供給すると、この時点では電極水ポンプ（２０）を
作動していないので水は矢印で示すように双方向から冷
却循環管路く２１）を通って水抵抗器（Ｂ）内に充たさ
れる。

これで水の充填作業は完了するが、電極水ポンプ（２０
）を回してみた結果不純物が溶は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（２２）（３４）は純水器（１８）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（２８＞（２９）にて純水充填管路（１９）
を閉じた後第３図に矢印で示すように充填された水を電
極水ポンプ（２０）を作動させて冷却循環管路（２１）
中を循環させる。

同時にスプレーポンプ（２４）も作動させて第３図に矢
印で示すように吸引管（１４）で貯水タンクく１３）よ
り水を吸い上げスプレー管路（２６）を通して、スプレ
ー管（９）よりラジェター（８）に向い点線で示すよう
にスプレー噴射させる。一方、ファンモーター（３０）
も作動せしめてファン（１０）を回しラジェター（８）
背面側から送風する。

従って水抵抗器（Ｂ）を通過する間に水は抵抗として電
力を消費し温水となってラジェター（８）に送られるが
、この温水はラジェター（８）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
ラジェタ＝（８）表面でラジェター（８）内を通過中の
温水の熱を奪って蒸発しラジェターく８）背面から吹き
付けられる送風にて送り出されラジェター（８）前面に
配設したガラリ（１１）のガイド板（１１ａ）に沿って
点線の矢印で示すように電極水冷却処理装置（Ｃ）の上
方に吹き上げ拡散する。その後ラジェター（８）で冷却
された水は再び水抵抗器（Ｂ）に供給される。

ラジェター（８）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（１１）に付着し自
重で落下するため回収水槽（１２）に回収される。従っ
て回収水槽（１２）が満水位に近くなれば今度は切替弁
（２７）を切り替えて回収水槽（１２）内の水を吸引管
（２５）を通してスプレーポンプ（２４）で吸い上げス
プレー管（９）に送り込めば良い。

又、回収水槽（１２）と、貯水タンク（１３）を連通し
ておいて吸引管（２５）と切替弁（２７）を省略するよ
うにしても良い。

尚、運転中に循環中の水の導電率を下げたい時は切替弁
（２８）（２９＞を切り替えて第４図に矢印で示すよう
水を７ラツシング戻し管路（２３〉と純水充填管路（１
９）を経て循環させるようにづ′る。即ち、水はラジェ
ター（８）から排出され冷却コイル（２２）を通って純
水ポンプ（１５）にて冷却コイル（３４）に送り込まれ
、さらにフィルタ（１６）（１７）純水器（１８）を通
って再びラジェター（８）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。

一方、水抵抗器（８）はベース電極（３）と主電極（６
）が円筒形であるから電位の歪がすくなく理論的にもア
ーク放電を起こしにくく、又局部的な突起部分がないの
で形状的にもアーク放電を起こしにくいものとなってい
る。更に昇降動自在な絶縁鞘筒（ア）を設けであるので
主電極（６）の水中での長さを調節し消費電力の調整が
自由にできるし、水の温度上昇によってアークが発生す
る暴走現象が生じた場合、絶縁鞘筒（７）を主電極（６
）の最下部近くまで下降させることでアークを急速に止
める緊急制動の機能も有する。

又、従来の水槽も含めた水抵抗器が使用の度に水槽と抵
抗器を組み立て、又水槽の寸法がかなり大きいため、こ
の組立てには５〜６人の人手を要していたのに対し、こ
の水抵抗３（Ｂ）は図示した形状で予め組立てられてい
るものであり、据え付けなどの取扱いは２人で充分で、
著しく省力化できるものとなっている。

［効　　果］ ゛　　以上のように、本発明の負荷装置システムは水抵
抗器の部分が、組立てに多人数を要していた従来の水抵
抗器に比ベコンパクトで据着スペースも取らず、しかも
取扱いが簡単で省人化でき、円筒形状のベース電極と主
電極からなるのでアーク放電が起こりにくく更に昇降動
自在な絶縁鞘筒（７）を設けたことで消費電力調整及び
暴走現象の緊急制動が可能となっているなど安全性、作
業性に優れている。

一方、電極水冷却処理装置の部分では水抵抗器から排出
される温水を冷却し循環使用するため温排水を外部に放
出せずに済み又、蒸発によって温水の冷却を行うため水
の蒸発潜熱（５６０ｋｃａｌ／ρ）分の熱放散能力を有
する。つまり、これは前記の温水放流方式に比べ約１１
倍（５６０１５Ｃ１＝１１　）の能力であるから、必要
な水通は水の飛散損失をみても約１／１０で足りること
になる。更にフラッシング戻し管路（２３）を配し、当
該フラッシング戻し管路（２３）とフィルタ（１６）（
１７）及び純水器（１８）を介設して純水充填管路（１
つ）とラジェター（８）とを随時自由に循環できるよう
にしであるため水の導電率を調整でき、抵抗値を一定に
保つことが可能であるのみならず、回収水槽（１２）を
設けることで水の飛散損失を小さく押える等極めて優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は各々本発明の実施例を示し水抵抗器
（Ｂ）と当該水抵抗器（Ｂ）に接続使用する電極水冷却
処理装置（Ｃ）の運転説明図、第５図は従来の水抵抗器
の斜視図である。 Ａ・・・負荷装置システム Ｂ・・・水抵抗器 Ｃ・・・電極水冷却処理装置 α・・・水抵抗器　　　　ａ・・・高圧ケーブルｂ・・
・電極板　　　　　Ｃ・・・水槽１・・・給水孔　　　
　　２・・・排水孔３・・・ベース電極　　　４・・・
碍子５・・・出力ケーブル　　　６・・・主電極７・・
・絶縁鞘筒　　　　　８・・・ラジェター８ａ・・・排
出孔　　　　　８ｂ・・・注入孔９・・・スプレー管　
　　１０・・・ファン１１・・・ガラリ　　　　　１２
・・・回収水槽１３・・・貯留タンク　　　１４・・・
吸引管　−１５・・・純水ポンプ １６．１７・・・フィルター １８・・・純水器　　　　　１９・・・純水充填管路２
０・・・ポンプ　　　　　２１・・・冷ｆＪＩ循環管路
２２・・・冷却コイル ２３・・・フラッシング戻し管路 ２４・・・スプレーポンプ　２５・・・吸引管２６・・
・スプレー送水管路 ２７．２８．２９・・・切替弁 ３０・・・ファンモーター ３１．３２．３３・・・速度制御器 ３４・・・冷却コイル 第５図 手　ちに　４１１　　正　Ｓ打 昭和６２年　２月２４０ 特許庁長官　黒、１）明　、雄　殿 １、事（′１の表示 昭４ＴＩ６０年特許願第２６３８７５号２、発明の名称
　　負荷装置システム ３、補正をづる者 事イ１との関係　　特許出願人 住　所　神奈川県座間市相弐台１丁目４７５３番地の１
　小田急相弐台ビル４２６号室 名　称　株式会社　興　研 ４、代理人　　〒７０５ 住　所　東京都港区西新橋１丁目２０番１１号６゜補正
の対象　明細書の特許請求の範囲２発明の詳細な説明及
び図面の簡単な説明の欄７、補正の内容 （１）明細忠節１頁［特許請求の範囲１別紐の通り訂正
する。 （２）明細書第３頁第１１行 「・・・発電機・・・」とあるのを 「・・・発電ＩＪ　史インバーター等も含む各種電源装
置・・・」と訂正する。 （３）明細書第６頁第６行 第７頁第１行〜第２行 第８頁第２（１ 「・・・発電は・・・」とあるのを 「・・・電源装置・・・」と訂正する。 （４）明細書第３頁第１６行 第１７頁第１７行 「・・・高圧ケーブル・・・」とあるのを［・・・電カ
ケープル・・・」と訂正づる。 （５）明細書第６頁第７行、第１４行 「・・・アーク・・・」とあるのを 「・・・高圧の場合にアーク・・・」と訂正する。 （６）明！１１１１３第８頁第９行 「・・・発電機の３相の各１相・・・」とあるのを「・
・・電源装置が３相の場合各１相・・・Ｊと訂正する。 （７）明細書第６頁第６ 「・・・尚、運転中に循環中の水・・・」とあるのを １・・・尚、高圧で運転中に水・・・」と訂正する。 ２．１５ｉ’Ｆ晶求の範囲 「１．　水を流入排出しつつ内部に所定の水を貯留する
有底円筒形ベース電極の底部中央に、外出下端に電源装
置の出力ケーブルを接続する円筒形主電極を絶縁状態で
員植した水抵抗器と、当該水抵抗器より排出される温水
を導入し内部を通過させた後前記水抵抗器に供給するラ
ジェターと、当該ラジェターに水をスプレー噴射し、こ
のスプレー噴射させた水の蒸発潜熱にてラジェター内部
の温水を冷却するスプレー管と、前記ラジェターの表面
を風冷しそこから発生する蒸気を送り出し空間に拡散せ
しめるファンと、ガラリとを配設した電極水冷却処理装
置とからなる負荷装置システム ２、水抵抗器は、電源装置が多相の場合それに対応する
数の本数を１組とする特許請求の範囲第１項記載の負荷
装置システム ３、　主電極は、高電圧小電流用のものは、直径が小で
ベース電極との間隙が大である特許請求の範囲第１１（
５又は第２項記載の負荷装置システム ４、　主電極は、低電圧入電ｉＡｔ用のものは直径が人
でベース電極との間隙が小である特許請求の範囲第１項
、第２項又は第３項記載の（）荷装「ｊシステム ５、　主電極は、警防動自在な絶縁鞘筒にて覆われてな
る特許請求の範囲第１ハ〕、第２　ｒ）１　。 第３１〔１又は第４項記載の０荷装謬システムＧ、　ラ
ジェターは、当該ラジェターから排出される水を、注入
口に連接しかつ途中フィルターと純水器を介設した純水
充填管路に）ワ流じしめるフラッシング戻し管路を排出
口に連接してなる特許請求の範囲第１頂、第２項。 第３項、第４項又は第５項記：伐の負荷装置システム ７、　ガラリ下方には、当該ガラリに付古し自重で落下
する水を回収する回収水槽を配設してなる特許請求の範
囲第１項、゛第２項、第３頃、第４項、第５項又は第６
項記載の０荷装首システム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水を流入排出しつつ内部に所定の水を貯留する有底
   円筒形ベース電極の底部中央に、外出下端に発電機の出
   力ケーブルを接続する円筒形主電極を絶縁状態で貫植し
   た水抵抗器と、当該水抵抗器より排出される温水を導入
   し内部を通過させた後前記水抵抗器に供給するラジエタ
   ーと、当該ラジエターに水をスプレー噴射し、このスプ
   レー噴射させた水の蒸発潜熱にてラジエター内部の温水
   を冷却するスプレー管と、前記ラジエターの表面を風冷
   しそこから発生する蒸気を送り出し空間に拡散せしめる
   ファンと、ガラリとを配設した電極水冷却処理装置とか
   らなる負荷装置システム ２、水抵抗器は、発電機が多相の場合それに対応する数
   の本数を１組とする特許請求の範囲第１項記載の負荷装
   置システム ３、主電極は、高電圧小電流用のものは、直径が小でベ
   ース電極との間隙が大である特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の負荷装置システム ４、主電極は、低電圧大電流用のものは直径が大でベー
   ス電極との間隙が小である特許請求の範囲第１項、第２
   項又は第３項記載の負荷装置システム ５、主電極は、昇降動自在な絶縁鞘筒にて覆われてなる
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載
   の負荷装置システム ６、ラジエターは、当該ラジエターから排出される水を
   、注入口に連接しかつ途中フィルターと純水器を介設し
   た純水充填管路に還流せしめるフラッシング戻し管路を
   排出口に連接してなる特許請求の範囲第１項、第２項、
   第３項、第４項又は第５項記載の負荷装置システム ７、ガラリ下方には、当該ガラリに付着し自重で落下す
   る水を回収する回収水槽を配設してなる特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項、第５項又は第６項記
   載の負荷装置システム ８、回収水槽は、スプレー噴射するための水を貯蔵する
   貯水タンクと連通してなる特許請求の範囲第７項記載の
   負荷装置システム