JPH0143441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は発電機等の電源装置の出力特性の測定
試験に供される負荷装置に関する。

［従来の技術］ 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次
第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
して危険である。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、温まつ
た水を排水して水槽ｃ内の水温を一定以下に保つ
てやることが不可欠である。このため水抵抗器α
の使用にあたつては、まず大量の水が必要であ
る。

これを具体的に示せば、20℃の水を供給して70
℃の温水を排出するとして（70―20）×１＝50
［kcal／ｌ］、即ち１当たり、50［kcal］の熱量
を放散するとして、発電機出力1000KWの場合、
まず発電機出力を熱量に換算すると1000×860＝
860000［kcal／ｈ］、これを１m³当たりの水の放散
熱量（50×1000＝50000kcal）で除せば１時間当
たり17.2［m³］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17.2×８≒140［m³］
の水が必要となる。

これだけ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
つては水槽ｃや水抵抗器αを吊り下げる架構、貯
水槽から水を送るポンプやその配管等が必要で設
備が大掛りであるため、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、含有する不純物の量に
よつて変化するため水抵抗器αでは安定した抵抗
値が得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1000KW
の発電機の負荷試験を行い17.2［m³／ｈ］、70℃の
温排水を下水に流した場合、排水能力如何では回
りに湯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機能を低
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、大量の水を要する点、大掛りな設備と労力を
要する点、抵抗値が不安定である点、又大量の温
排水が発生する点など種々の問題点を有するもの
であつた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかして本発明者は、水を抵抗としながらもア
ークが発生しにくく、温排水を発生せず、使用す
る水量もわずかで運搬や設置に要する労力もすく
なく又安定した抵抗値の得られる負荷装置システ
ムを創作したものであり、特に本発明では、この
負荷装置システムにおいて使用され、アークの発
生しにくい安全性の優れた水抵抗器を提供せんと
するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の水抵抗器及びこれに水を供給する電極
水処理装置の実施例を第１図乃至第４図に基づき
説明する。

本発明の水抵抗器Ａは側壁中間部位に給水孔１
を又底部に排水孔２を穿設して内部に所定量の水
を貯蔵する有底円筒形のベース電極３の底部中央
に貫着した絶縁体たる碍子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。

水抵抗器Ａ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は発電機の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。従つてＹ接続の抵抗器とな
る。

尚、第１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。

この水抵抗器Ａから、排出される水を冷却して
再び送り込む電極水処理装置Ｂは、ラジエーター
８と当該ラジエター８に後面から水を吹き付ける
スプレー管９と当該スプレー管９の背後から送風
するフアン１０と、当該フアン１０にて、ラジエ
ター８前面に送出された送風を導びき上方空間に
散出させるガラリ１１と前記ラジエター８の下側
に配置しスプレー管９からラジエター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Ａとラジエター８間を循環する水を
予め貯留しておく貯留タンク１３の間に次のよう
な管路を形成してある。

即ち、貯水タンク１３に貯留されている水を当
該水中に垂設した吸水管１４から純水ポンプ１５
で汲み上げ、フイルター１６，１７及び純水器１
８を通した後ラジエター８に供給する純水充填管
路１９と、純水充填管路１９を通つて充填された
水をラジエター８の下部排出口８ａから水抵抗器
Ａに送り込み当該水抵抗器Ａから排出される温水
を介設したポンプ２０でラジエター８の上部注入
口８ｂに送る冷却循環管路２１と、ラジエター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に戻すフラツ
シング戻し管路２３と、介設したスプレーポンプ
２４にて前記貯水タンク１３中に垂設した吸引管
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を介して系統配管してある。

第１図中３０はフアンモーター、３１，３２，
３３は各々フアンモーター３０、純水ポンプ１
５、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システム全体の作
用について先に述べる。

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エ
ター８に供給され水抵抗器Ａに満たされる。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、フイルター１６で砂等を除か
れフイルター１７に入り塩素を除かれ除かれ純水
器１８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、これを純水器１８で
約１［μS／cm］に下げてある。これをラジエター
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２１を通つて水抵抗器Ａ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よりラジエター８に向い点線で示すよ
うにスプレー噴射させる。一方、フアンモーター
３０も作動せしめてフアン１０を回しラジエター
８背面側から送風する。

従つて水抵抗器Ａを通過する間に水は抵抗とし
て電力を消費し温水となつてラジエター８に送ら
れるが、この温水はラジエター８通過中にスプレ
ー噴射された水と風にて冷却される。一方、スプ
レー噴射された水はラジエター８表面でラジエタ
ー８内を通過中の温水の熱を奪つて蒸発しラジエ
ター８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８前面に配設したガラリ１１のガイ
ド板１１ａに沿つて点線の矢印で示すように電極
水冷却装置Ｂの上方に吹き上げ拡散する。その後
ラジエター８で冷却された水は再び水抵抗器Ａに
供給される。

ラジエター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つたものはガラリ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。従つて回収水槽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。

尚、運転中に循環中の水の導電率を下げたい時
は切替弁２９，２９を切り替えて第４図に矢印で
示すよう水をフラツシング戻し管路２３と純水充
填管路１９を経て循環させるようにする。即ち、
水はラジエター８から排出され冷却コイル２２を
通つて純水ポンプ１５にて冷却コイル３４に送り
込まれ、さらにフイルタ１６，１７純水器を通つ
て再びラジエター８に戻るため異物や塩素が除か
れて動電率が下がる。

このように本発明者の創作にかかる負荷システ
ムでは温排水を発生させず、その分の熱を蒸気と
して空中に放出拡散せしめている。又蒸発によつ
て熱を奪うため水の蒸発潜熱（560kcal／）分
の熱放散能力を有することになり、これは前述の
温水放流方式に比べ約11倍（560／50≒11）の能
力である。従つて必要な水量は水の飛散損失をみ
ても約1/10で足りる。

ここで本発明の水抵抗器Ａの作用について述べ
る。

本発明の水抵抗器Ａ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
いものとなつている。更に昇降動自在な絶縁鞘筒
７を設けてあるので主電極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
上昇によつ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、本発明の水抵抗器Ａ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
できるものとなつている。

［効 果］ 以上のように、本発明の水抵抗器は温排水を生
じない負荷装置システムに使用するものであつ
て、組立てに多人数を要していた従来の水抵抗器
に比べ取扱いが簡単で省力化でき、コンパクト設
計にして設置スペースを取らず円筒形状のベース
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
つているなど安全性、作業性に極めて優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は各々本発明の水抵抗器Ａと
当該水抵抗器Ａに接続使用する電極水処理装置Ｂ
の説明図、第５図は従来の水抵抗器の斜視図であ
る。 Ａ……水抵抗器、Ｂ……電極水処理装置、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
ジエター、８ａ……排出孔、８ｂ……注入孔、９
……スプレー管、１０……フアン、１１……ガラ
リ、１２……回収水槽、１３……貯留タンク、１
４……吸引管、１５……純水ポンプ、１６，１７
……フイルター、１８……純水器、１９……純水
充填管路、２０……ポンプ、２１……冷却循環管
路、２２……冷却コイル、２３……フラツシング
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……フアンモーター、３
１，３２，３３……速度制御器、３４……冷却コ
イル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 給水孔と排水孔を開口した内部に所定量の水
   を貯蔵する有底円筒形のベース電極と、当該ベー
   ス電極の底部中央に貫着した絶縁体を貫通して立
   設しその外出下端に電源装置の出力ケーブルを接
   続する円筒形の主電極と、当該主電極の露出長を
   調整すべく昇降動自在に吊設され前記主電極を覆
   う絶縁鞘筒とからなる水抵抗器。 ２ 主電極は、高電圧小電流のものは直径が小で
   ある特許請求の範囲第１項記載の水抵抗器。 ３ 主電極は低電圧大電流のものは直径が大であ
   る特許請求の範囲第１項記載の水抵抗器。 ４ 発電機が多相の場合、絶縁鞘筒で露出長を調
   整自在に被覆せる主電極を内底部中央に貫立した
   ベース電極を多数組結してなる特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項記載の水抵抗器。