(57)【要約】【課題】インペラが凍結によってロックした場合でも、速やかに起動することができるポンプを提供する。【解決手段】駆動用コイル３とロータ４とを備えるモータと、このモータによって回転させることにより、流体を吸入および吐出するインペラ５とを有している。ここで、インペラ５は、駆動用コイル３の巻線によって囲まれる平面領域Ａを、この駆動用コイル３の軸心方向へと延在させることによって画定される空間Ｓ内に、自己の一部が含まれるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプにおいて、
駆動用コイルとロータとを備えるモータと、
前記モータによって回転させることにより、流体を吸入および吐出するインペラとを有し、
前記インペラは、前記駆動用コイルの巻線によって囲まれる平面領域を、当該駆動用コイルの軸心方向へと延在させることによって画定される空間内に、自己の一部が含まれるように配置されていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
ポンプにおいて、
駆動用コイルとロータとを備えるモータと、
前記モータによって回転させることにより、流体を吸入および突出するインペラとを有し、
前記インペラは、前記駆動用コイルが生成する磁場空間内に、自己の一部が含まれるように配置されていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
前記インペラは、前記駆動用コイルの中心に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載されたポンプ。
【請求項４】
前記インペラは、当該インペラの翼部と、前記ロータおよび前記インペラを連結する回転軸との間に、磁性体を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載されたポンプ。
【請求項５】
ポンプにおいて、
駆動用コイルとロータとを備えるモータと、
前記モータによって回転させることにより、流体を吸入および突出するインペラとを有し、
前記駆動用コイルは、鉄芯の一部がコイルを挟み込むようにして、当該コイルの法線方向へと突出した突出部を有し、
前記インペラは、当該インペラの翼部が前記突出部の端部と向き合うように配置されていることを特徴とするポンプ。
【請求項６】
前記インペラは、凍結が生じる可能性がある部位の透磁率および導電率がそれ以外の部位の透磁率および導電率よりも高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載されたポンプ。
【請求項７】
前記インペラを収納するインペラケースをさらに有し、
前記インペラケースは、当該インペラケース以外の部位よりも透磁率が高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載されたポンプ。
【請求項８】
前記駆動用コイルは、前記インペラと位置的に対応する部位の鉄芯が、当該鉄心の他の部位よりも透磁率が高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載されたポンプ。
【請求項９】
ポンプシステムにおいて、
請求項１から８のいずれか一項に記載の前記ポンプと、
前記ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動用コイルへの通電状態を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記回転数検出手段によって検出される前記ポンプの回転数に基づいて、前記ポンプの凍結固着を判断した場合には、前記駆動用コイルに対して、当該コイルの許容最大電流を流す凍結解凍処理を実行し、当該凍結解凍処理を実行した後に、前記回転数検出手段によって検出される前記ポンプの回転数に基づいて、前記ポンプが凍結固着しているか否かを判断し、前記ポンプの凍結固着を判断した場合には、前記凍結解凍処理を継続し、前記ポンプが凍結固着していない場合には、前記駆動用コイルに流す電流を低下させて、前記凍結解凍処理を終了することを特徴とするポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによってインペラを回転させて流体を吸入及び吐出するポンプ、および、このポンプを備えるポンプシステムに係り、特に、液体の凍結により固着したインペラを解凍する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、環境を配慮したエネルギー源として燃料電池が注目されている。燃料電池は、水素等の燃料ガスと、空気等の酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて電力を発電する装置であり、その一つとして電解質膜に固体高分子膜を用いた固体高分子型燃料電池が知られている。
【０００３】
この類の燃料電池では、反応に必要な水素量を不足させないとの観点から、燃料極への水素の供給量を、発電に必要な量よりも多くしているため、燃料電池の出口からは反応で消費されなかった余剰の水素が排出される。そのため、水素の利用効率の向上を図るべく、多くの燃料電池では、排出される水素をポンプなどの循環装置によって再び供給側に循環させる手法が採用されている。
【０００４】
ところで、水素と空気とを反応させて発電を行う燃料電池では、発電に伴って水が生成されるため、この水が循環することにより、循環装置であるポンプのインペラ（羽根車）に水が付着してしまう。そのため、車両停止時のようにポンプの駆動が停止し、かつ、低温環境下においては、その水が凍結し、インペラがロックし、ポンプの起動を行うことができないという不都合がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ポンプ（インペラ）のロックを抑制するといった観点から、インペラの端面あるいはこれに対向するケーシングの内側面に溝を設けることにより、インペラとケーシング内側面との間の凍結可能な面積を減少させたポンプが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１５０２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された手法では、ポンプ内部の水量が多い場合には、この水を完全に排水することができず、氷点下の起動時には凍結によってインペラがロックし、ポンプの起動を行うことができない可能性がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インペラが凍結によってロックした場合でも、速やかに起動することができるポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために、本発明は、駆動用コイルとロータとを備えるモータと、モータによって回転させることにより、流体を吸入および吐出するインペラとを有するポンプを提供する。このポンプにおいて、インペラは、駆動用コイルの巻線によって囲まれる平面領域を、この駆動用コイルの軸心方向へと延在させることによって画定される空間内に、自己の一部が含まれるように配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動用コイルから発生する磁場変化に伴う誘導加熱により、凍結固着したインペラが加熱される。これにより、固着原因となっている凝固物質（氷）を解凍することができる。そのため、インペラが凍結によってロックした場合でも、ポンプを速やかに起動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態にかかるポンプ、および、このポンプを含むポンプシステムについて説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるポンプシステムの構成図である。このポンプシステムは、例えば、燃料ガスと酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて電力を発電する燃料電池システムの燃料ガス循環ポンプとして用いることができる。ポンプシステムは、ポンプ１と制御部（制御手段）１０とを主体に構成されている。なお、同図において、ポンプ１は、その断面状態が概略的に示されている。
【００１２】
ポンプ１は、金属製のハウジング２と、駆動用コイル３と、ロータ４と、インペラ５とを主体に構成されており、駆動用コイル３、ロータ４およびインペラ５がハウジング２に収納されている。駆動用コイル３は、円周状に複数並べられており、その中央に位置するロータ４とともにモータを構成し、自己に供給される交流電流によって磁界を発生させ、これにより、ロータ４を回転させる。
【００１３】
ロータ４は、インペラ５を挟むような格好で上下にそれぞれ配置されている。一対のロータ４と、インペラ５とは、回転軸６によって連結されている。そのため、この回転軸６により、ロータ４の回転がインペラ５に伝達される。ロータ４の回転とともにインペラ５が回転すると、ポンプ室内が昇圧し、これにより、流体（例えば、水素ガス）が吸入および吐出される。
【００１４】
本実施形態の特徴の一つとして、インペラ５は、円周状に配置された複数の駆動用コイル３によって囲まれる空間内に配置されている。図２は、インペラ５が配置される空間Ｓの説明図であり、（ａ）は、ポンプ１を上方より眺めた際の断面状態を概略的に示したものであり、（ｂ）は、（ａ）に示すポンプ１のＡＡ断面図である。また、図３は、駆動用コイル３の説明図であり、（ａ）は、駆動用コイル３の概略斜視図であり、（ｂ）は、駆動用コイル３の巻線によって囲まれる平面領域Ａの説明図である。
【００１５】
具体的には、インペラ５は、図２，３に示すように、駆動用コイル３の巻線によって囲まれる平面領域Ａ（図３参照）を、駆動用コイル３の軸心方向へと延在させることによって画定される空間Ｓ（図２参照）内に、その一部が含まれるように配置されている。換言すれば、インペラ５は、駆動用コイル３が生成する磁場空間にその一部が含まれるように配置される。
【００１６】
なお、図２に示す例では、単一の駆動用コイル３を対象として空間Ｓを説明している。ただし、インペラ５の配置は、少なくとも、円周状に配置されている駆動用コイル３のいずれか一つにおいて上記の条件を具備していればよいが、加熱効率を考慮するならば、個々の駆動用コイル３に対して上記の条件を具備していることが好ましく、結果として、駆動用コイル３に囲まれた空間内にインペラ５の一部が含まれていればよい。本実施形態において、インペラ５は、それぞれの駆動用コイル３の巻線によって囲まれる平面領域Ａ（図３参照）を、駆動用コイル３の軸心方向へと延在することによって画定される空間Ｓ（個々の駆動用コイル３が生成する磁場空間）の中央に配置されており、これより、インペラ５は、個々の駆動用コイル３の中心に概ね配置されている。
【００１７】
制御部１０は、駆動用コイル３への通電状態を制御することにより、ポンプ１の回転数を制御する機能を担っている。制御部１０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されるマイクロコンピュータを用いることができる。この制御部１０には、駆動用コイル３への通電状態を制御するために、図示しない回転数センサ（回転数検出手段）より、ポンプ１の実際の回転数を示す実回転数信号が入力されている。
【００１８】
ここで、インペラ５に付着した液体が凍結することにより、インペラ５が固着したケースを想定し、ポンプ１の解凍原理について説明する。本実施形態において、ポンプ１は、駆動用コイル３が生成する磁場変化を用いることにより、凍結箇所の解凍を行う。
【００１９】
上述したように、インペラ５は駆動用コイル３が生成する磁場空間にその一部が含まれるように配置されている。そのため、通常の動作時と同様の高周波電流を駆動用コイル３に流した場合には、凍結固着しているインペラ５には、周期的な磁場変化が生じる。この磁場変化によってインペラ５内部に誘導電流（渦電流）が生じる。この際、誘導された周期電流の大部分は、表皮効果によってインペラ５の表面から深さδの範囲に集中する。そして、誘導電流によるジュール熱により、インペラ５表面の温度が上昇し、固着原因となっているインペラ５と凝固物質（氷）との界面に熱が伝達される。これにより、凍結によるインペラ５の固着を解消することができる。
【００２０】
（数式１）
δ＝√（２／（ｆσμ））
同数式は、表皮深さδを示す一般式である。ここで、ｆは電流の周波数、σは被加熱物（本実施形態では、インペラ５）の導電率、μは被加熱物（本実施形態では、インペラ５）の透磁率である。
【００２１】
図４は、導体内を流れる電流密度と、導体表面からの深さとの関係を示す説明図である。同図に示すように、電流密度は、導体表面から導体内部に進むにつれてその値が減少する傾向を示す。高周波電流の電流密度は、表皮効果により導体表面で最大となり表皮深さδで、導体表面における電流密度の３７％程度となる。
【００２２】
図５は、第１の実施形態にかかるポンプシステムの起動処理の手順を示すフローチャートである。例えば、燃料電池システムといったように、ポンプシステムが搭載されている上位システムに対して起動指令が入力されると、この上位システムから制御部１０に対して回転指令信号が入力される。これに伴い、ステップ１（Ｓ１）において、制御部１０は、上位システムからの回転指令信号に基づいて、駆動用コイル３に交流電流を供給することにより、ポンプ１に対して回転指令を出力する。
【００２３】
ステップ２（Ｓ２）において、制御部１０は、実回転数信号に基づいて、ポンプ１が回転しているか否かを判断する。インペラ５が凍結により固着している場合、制御部１０からポンプ１に対して回転指令が出力されたとしても、インペラ５は回転しない。そのため、ポンプ１の回転数に基づいて、インペラ５が凍結により固着しているか否かを判断することができる。このステップ２において否定判定された場合、すなわち、ポンプ１が回転していない場合には（インペラ５の凍結固着）、ステップ３に進む。一方、ステップ２において肯定判定された場合、すなわち、ポンプ１が回転している場合には、ステップ３からステップ７までの処理をスキップして、後述するステップ８に進む。
【００２４】
ステップ３において、制御部１０は、凍結起動モードを開始する。そして、ステップ４において、制御部１０は、駆動用コイル３に電流を通電する。ここで、誘導加熱効果を最大限に引き出すため、制御部１０は、コイルが耐え得ることのできる許容最大電流を流すように制御する。これにより、インペラ５は、凍結固着により固定された状態のインペラ５に周期的な磁場変化が発生し、これにより、インペラ５が誘導加熱される。
【００２５】
ステップ５において、制御部１０は、実回転数信号に基づいて、ポンプ１が回転しているか否かを判断する。このステップ５において否定判定された場合、すなわち、ポンプ１が回転していない場合には、駆動用コイル３の通電を継続したままで、ステップ４に戻り、所定時間後にポンプ１が回転しているか否かを再度判断する。一方、ステップ５において肯定判定された場合、すなわち、ポンプ１が回転している場合には、ステップ６に進む。
【００２６】
ステップ６において、制御部１０は、駆動用コイル３に通電する電流値を低下させる。そして、ステップ７において、制御部１０は、ステップ３から開始された一連の凍結起動モードを終了する。ステップ８において、制御部１０は、上位システムからの回転指令信号に基づいて、駆動用コイル３に供給する交流電流を制御する通常運転処理を行う。
【００２７】
このように本実施形態によれば、ポンプ１は、駆動用コイル３とロータ４とを備えるモータと、このモータによって回転させることにより、流体を吸入および吐出するインペラ５とを有している。ここで、インペラ５は、駆動用コイル３の巻線によって囲まれる平面領域Ａを、この駆動用コイル３の軸心方向へと延在させることによって画定される空間Ｓ内に、自己の一部が含まれるように配置されている。換言すれば、インペラ５は、駆動用コイル３が生成する磁場空間内に、自己の一部が含まれるように配置されている。
【００２８】
かかる構成によれば、駆動用コイルから発生する磁場変化に伴う誘導加熱により、凍結固着したインペラ５が直接的に加熱される。これにより、固着原因となっている、インペラ５と凝固物質（氷）との界面から解凍することができる。そのため、インペラ５が凍結によってロックした場合でも、ポンプ１を速やかに起動することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、インペラ５は、駆動用コイル３の中心に配置されている。そのため、駆動用コイル３から発生する磁力線が発散せず、磁束密度が高い領域にインペラ５が配置される。これにより、凍結固着部位を効果的に誘導加熱することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態によれば、ポンプシステムは、上述したポンプ１と、ポンプの回転数を検出する回転数センサと、駆動用コイル３への通電状態を制御する制御部１０とを主体に構成されている。ここで、制御部１０は、実回転数信号、すなわち、回転数センサによって検出されるポンプの回転数に基づいて、ポンプ１の凍結固着を判断した場合には、駆動用コイル３に対して、コイルの許容最大電流を流す凍結解凍処理を実行する。そして、制御部１０は、この凍結解凍処理を実行した後に、実回転数信号に基づいて、ポンプ１が凍結固着しているか否かを判断し、ポンプ１の凍結固着を判断した場合には、凍結解凍処理を継続し、ポンプ１が凍結固着していない場合には、駆動用コイル３に流す電流を低下させて、凍結解凍処理を終了する。
【００３１】
かかる構成によれば、過剰電流を抑制しつつ、ロータ４の回転磁界を発生させており、インペラ５の解凍加熱と、解凍判断とを並行して実施することができる。そのため、誘導加熱が促進され、解凍時間の短縮を図ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、ロータ４をインペラ５の上下に設けているが、本発明はこれに限定されず、どちらか一方のみに設ける構成であっても構わない。
【００３３】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態にかかるポンプ１を示す構成図である。第２の実施形態にかかるポンプ１ａが第１の実施形態のポンプ１と相違する点は、ロータ４の外周の一部にインペラ５を備えている点である。なお、本実施形態にかかるポンプ１ａは、基本的な構成において、第１の実施形態のポンプ１と同じであり、同一の構成については同一の符号を引用することし、重複する説明は省略する。
【００３４】
第２の実施形態において、ロータ４は、インペラ５の回転軸方向へ延在した単一の構成となっている。ロータ４には、その円周方向に外接するような格好で、インペラ５（特に、翼部）が一体的に設けられており、これにより、ロータ４とインペラ５とが一体的に回転する構成となっている。このような構成を有するポンプ１ａは、第１の実施形態に示す制御部１０とともにポンプシステムを構成する。そして、図５を参照して説明したように、制御部１０によってポンプシステムの起動処理を実行することができる。
【００３５】
このように本実施形態によれば、インペラ５は、インペラ５の翼部と、ロータ４およびインペラ５を連結する回転軸との間に、磁性体を備えた構成となっている。特に、本実施形態では、回転軸と磁性体とをロータ４によって兼用する構成となっている。かかる構成によれば、インペラ５を挟んで磁場が生成されるため、インペラ５の翼部に生じる磁束密度が高くなる、もしくは、磁場変化が急峻になる。そのため、インペラ５の凍結時には、この磁性体によって磁束変化が促進されるため、誘導加熱が促進され解凍時間を短縮できる。また、インペラ５の回転時には、磁性体と回転軸とが、インペラ兼ロータとして作用するため、駆動用コイル３から発生する磁場変化を余すことなく利用できる。これにより、回転効率の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、図６に示すポンプ１ａは、一例として、ロータ４の外周の一部にインペラ５を備える構成であるが、インペラ５を挟んで磁場が生成されるような構成であれば、本発明はこれに限定されない。例えば、図１に示すようなポンプ１において、インペラ５の中心部、或いは、インペラ５と位置的に対応する部位の回転軸６に磁性体を備えてもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態にかかるポンプ１ｂを示す構成図である。ポンプ１ｂは、金属製のハウジング２と、駆動用コイル３と、ロータ４と、インペラ５とを主体に構成されており、駆動用コイル３、ロータ４およびインペラ５が金属製のハウジング２に収納されている。駆動用コイル３は、円周状に複数並べられており、その中央に位置するロータ４とともにモータを構成し、自己に供給される交流電流によって磁界を発生させ、これにより、ロータ４を回転させる。ロータ４とインペラ５とは回転軸６によって連結されている。そのため、この回転軸６により、ロータ４の回転がインペラ５に伝達される。ロータ４の回転とともにインペラ５が回転すると、ポンプ室内が昇圧し、これにより、流体（例えば、水素ガス）を吸入および吐出するように構成されている。
【００３８】
本実施形態の特徴の一つとして、駆動用コイル３は、鉄芯の一部がコイルを挟み込むように、すなわち、Ｕ字状に分岐して、このコイルの法線方向へと突出した突出部７を有している。そして、インペラ５は、このインペラ５の翼部が突出部７の端部と互いに向き合うように配置されている。この突出部７の端部と、インペラ５との間には、両者が機械的に干渉することがないように、若干のクリアランスが形成されている。低温時には、このクリアランスにおいて、インペラ５に付着した液体が凍結することにより、インペラ５が鉄芯に固着してしまうといった事態が生じ得る。
【００３９】
（数式２）
Ｂ＝μ０（１＋Ｘ）Ｈ
ここで、Ｂはインペラ５へ到達する磁束密度、μ０は真空の透磁率、Χは磁力線が通過する物質の透磁率(磁化率)、Ｈは磁界の強さを示す。同数式に示すように、磁束密度Ｂは、磁力線が通過する空間(物質)の透磁率(磁化率)に依存する。
【００４０】
このように本実施形態によれば、駆動用コイル３において発生した磁場は、突出部７の端部までは透磁率の高い鉄芯によって導かれた後、凍結発生部位である極小空間（クリアランス）を挟みインペラ５に到達する。このため、最も透磁率が低くなる箇所は、極小空間のみとなり、磁力を伝達する際に最も抵抗となる大気中の通過が抑制される。このため、インペラ５の固着凍結部へ到達する磁束密度が高くなる。これにより、インペラ５の中で凍結固着に起因する箇所を集中的に誘導加熱することが可能となるため、凍結時間の短縮をよりいっそう図ることができる。
【００４１】
なお、このような構成を有するポンプ１ｂは、第１の実施形態に示す制御部１０とともにポンプシステムを構成する。そして、図５を参照して説明したように、制御部１０によってポンプシステムの起動処理を実行することができる。
【００４２】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態にかかるポンプ１ｃの構成図である。第４の実施形態にかかるポンプ１ｃが、第１または第３の実施形態のポンプ１，１ｂと相違する点は、インペラ５が、高透磁率かつ高導電率の特性を備えていることである。なお、本実施形態にかかるポンプ１ｃは、基本的な構成において、第１の実施形態のポンプ１と同じであり、同一の構成については同一の符号を引用することとし、重複する説明は省略する。
【００４３】
高透磁率・高導電率の材質としては、例えば、駆動用コイル３の鉄芯に代表される、ケイ素鋼板、パーマロイ、軟磁性フェライトが挙げられる。ここで、インペラ５が高透磁率・高導電率の特性を備える理由は、以下の通りである。インペラ５の誘導加熱効果を高めるためには、表皮効果とヒステリシス損とを考慮する必要がある。
【００４４】
まず、表皮効果を高めるためには、図２に示したように、導体表面からの深さ（表皮深さ）を小さくすることが重要である。表皮深さは、透磁率が高いほど、かつ、導電率が高いほど浅くなるため、このような材質により、インペラ５の表面を集中的に加熱することができる。
【００４５】
次に、ヒステリシス損は、透磁率が高い物質、いわゆる強磁性体で磁場の急峻な変化に抗するためインペラ５内に生じる損失であるが、誘導加熱の場合、この損失は熱となり加熱促進に利用される。このような理由により、インペラ５が高透磁率・高導電率の特性を備えることにより、解凍時間の短縮を図ることが可能となる。
【００４６】
ところで、インペラ５が高透磁率・高導電率の特性を備える場合、インペラ５全体を高透磁率・高導電率の材質で形成することが考えられるが、このような構成は、熱的、コスト的にも好ましくない。なぜならば、加熱したい箇所は、インペラ５の凍結固着に起因している箇所のみで十分だからである。そのため、インペラ５は、凍結が生じる部位の透磁率および導電率が、それ以外の部位のそれよりも高くなっていれば足りる。このようなインペラ５としては、インペラ５の凍結が生じる部位の透磁率および導電率が、それ以外の部位のそれよりも高くなるように材質を異ならせて構成してもよい。また、図８に示すように、高透磁率・高導電率の材質からなる薄板８を、凍結が生じる部位と位置的に対応させてインペラ５に固定させ（図８（ｂ）参照）、このインペラ５と薄板８とのセットがインペラケース内に配置してもよい（図８（ａ）参照）。
【００４７】
ここで、高透磁率・高導電率からなる薄板８の厚さは、表皮深さの観点から、実験やシミュレーションを通じて予め決定することができる。また、高透磁率・高導電率材料の薄板８は、その下部を熱伝導率の低い材質で形成することが好ましい。これにより誘導加熱によって発生した熱が、凍結固着に関係しないインペラ５を加熱することに利用されるといった事態の発生を防止することができる。これにより、解凍時間の短縮を図ることができる。なお、上述のとおり誘導電流は、インペラ５の表面を流れることがないため、高透磁率・高導電率の薄板８が加熱効率を低下させるおそれはない。
【００４８】
このように本実施形態によれば、インペラ５内を透過する磁束密度を増加させることができるため誘導電流が増加し、かつ、表皮深さが浅くなるため誘導電流がインペラ表皮部分に集中することで電流密度が増加する。これにより、加熱が促進されるため解凍時間の短縮を図ることができる。
【００４９】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態にかかるポンプ１ｄの構成図である。第５の実施形態にかかるポンプ１ｄが、第１または第３の実施形態のポンプ１，１ｃと相違する点は、駆動用コイル３ａの鉄芯のうち、インペラ５と位置的に対応する部位が、他の部位よりも透磁率が高い構成となっていることである。なお、本実施形態にかかるポンプ１ｄは、基本的な構成において、第１の実施形態のポンプ１と同じであり、同一の構成については同一の符号を引用することとし、重複する説明は省略する。
【００５０】
図９（ａ）に示すポンプ１ｄのＢＢ断面である同図（ｂ）に示すように、駆動用コイル３の鉄芯は、インペラ５と位置的に対応する箇所が、その他の箇所よりも透磁率が高い高透磁率の材料によって構成されている。本実施形態では、インペラ５が駆動用コイル３の中央部に位置している関係上、駆動用コイル３もその中央部分が、その上下部分よりも高い高透磁率の材料で構成されている。
【００５１】
かかる構成によれば、駆動用コイル３ａの鉄芯の磁気抵抗が低下することで、磁力線経路中の透磁率が高められるため、インペラ５へ到達する磁束密度が増加する。これにより、誘導加熱が促進され解凍時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、インペラ５の位置に対応させて駆動用コイル３の鉄芯の透磁率を相違させたが、磁力線経路中の透磁率を高めるような構成であれば、本発明はこれに限定されない。例えば、インペラ５を収納するインペラケースを、このインペラケース以外の部位よりも透磁率が高い構成としてもよい。かかる構成によれば、インペラケースの磁気抵抗を低下させることで、インペラ５へ到達する磁束密度が高くなる。そのため、誘導加熱が促進されるため、解凍時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態にかかるポンプシステムの構成図
【図２】インペラ５が配置される空間Ｓの説明図
【図３】駆動用コイル３の説明図
【図４】導体内を流れる電流密度と、導体表面からの深さとの関係を示す説
【図５】ポンプシステムの起動処理の手順を示すフローチャート
【図６】第２の実施形態にかかるポンプ１ａを示す構成図
【図７】第３の実施形態にかかるポンプ１ｂを示す構成図
【図８】第４の実施形態にかかるポンプ１ｃの構成図
【図９】第５の実施形態にかかるポンプ１ｄの構成図
【符号の説明】
【００５４】
１      ポンプ
１ａ    ポンプ
１ｂ    ポンプ
１ｃ    ポンプ
１ｄ    ポンプ
２      ハウジング
３      駆動用コイル
３ａ    駆動用コイル
４      ロータ
５      インペラ
６      回転軸
７      突出部
８      薄板
１０    制御部
【図１】
2007315317.tif 000003
【図２】
2007315317.tif 000004
【図３】
2007315317.tif 000005
【図４】
2007315317.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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