以下、本発明の構成を図面に示す実施の� ��態に基づいて詳細に説明する。

 本発明の実施対象となる電磁ポンプの代� ��的なものとして、環状流路を有する三相交� ��誘導型電磁ポンプを図7及び図8に示す。図7� ��電磁ポンプ1は、三相交流コイル9を外側ダ� �ト3a及び内側ダクト3bの二重管で構成される� ��状流路(管路)3の外側に巻いたもので、環状� ��路の中を矢印の示す方向に液体ナトリウム� ��流すシングルステータタイプの誘導型電磁� ��ンプである。図8の電磁ポンプ1は、コイル9� ��環状流路3の内側にも巻いたダブル・ステー タの誘導型電磁ポンプである。本発明の電磁 ポンプ吐出量測定方法はいずれのタイプの電 磁ポンプに対しても適用できるものである。 これら電磁ポンプ1は、三相交流コイル9が作� ��移動磁場によって液体ナトリウム中に流れ� ��誘導電流と移動磁界とで電磁力を液体ナト� ��ウムに作用させることによって、磁場の進� ��方向と同方向に液体ナトリウムを吐出させ� ��ものである。尚、図中の符号17は誘導電流� �18は磁場、19はコイル電流、20は磁場の進行� �向、21はナトリウム流を示す。

 この電磁ポンプ1の吐出口2の付近では、� �磁ポンプ内で発生した磁場があたかも導電� �流体(以下、液体ナトリウムと言い換える)5� �流れに引きずられるように歪む。即ち、誘� �型電磁ポンプ1の外側では、磁場は交流磁場� ��あるのにも拘わらず、あたかも直流磁場の� ��うに液体金属電磁流体の流れに引きずられ� ��という現象を起こす。このことから、電磁� ��ンプ1の吐出口2の付近では、液体ナトリウ� �の流速が大きい程に電磁ポンプ1の外側に磁� ��4が押し出される漏れ磁場が生ずる(図1,図2� �照)ことに本発明者等は着目した。ここで、� ��号4が示す破線は、電磁ポンプ1の吐出口2の� ��近で磁力線22が液体ナトリウム5の流れによ� ��外側へ押し出される様子を模式的に示した� ��のであり、吐出口2から外に押し出されるよ うに歪んだ磁場4即ち漏れ磁場を示す。

 そこで、例えば図3あるいは図4に示すよ� �に、電磁ポンプ1の吐出口2の近傍の管路3の� �りに磁気センサ例えば磁場測定用コイル6を� ��くことによって、ファラデーの法則を利用� ��て電磁ポンプ1の吐出口2の外に押し出され� �磁場4の磁束密度の時間変化を測定可能とし� ��いる。ファラデーの法則によると、磁束密� ��の時間変化は起電力(電圧)の勾配(厳密に言� ��ば回転)に等しい。ここで、磁束密度の径方 向成分を測定する場合には、図12に示すよう� ��、管路3の軸方向に複数の磁場測定用コイル 6を配置し、複数の磁場測定用コイル6の各々� ��生じる起電力(電圧)の周方向成分の軸方向� �勾配を測定する。また、磁束密度の軸方向� �分を測定する場合には、図13に示すように、 管路3の径方向に複数の磁場測定用コイル6を� ��えばスペーサ等を介在させて同心円状に配� ��し、起電力の周方向成分の径方向の勾配を� ��定する。ファラデーの法則によると、起電� ��の勾配は磁束密度の時間変化に比例する。� ��のため、起電力の勾配から磁束密度を換算� ��、この磁束密度と流量でキャリブレーショ� ��しても良いが、実際には流量と起電力の勾� ��でキャリブレーションすれば足りる。また� ��図3や図4に示すように、誘導型電磁ポンプ1� ��環状流路3に磁束密度測定用コイル6を巻い� �場合、起電力の大きさが磁束密度の大きさ� �比例することから、起電力の勾配に代えて� �電力そのものを測定して流量との相関をと� �てもよい。さらに言えば、起電力(電圧)を測 定する代わりにコイルを流れる電流を測定し てもよい。尚、本発明の説明においては、導 電性流体の流量と漏れ磁場の磁束密度との関 係を利用していることから、物理的な関係は 導電性流体の流量の変化が漏れ磁場の磁束密 度の変化として現れ、さらにこの磁束密度の 変化が起電力の勾配の変化として現れる関係 にあるので、流量と磁束密度の関係の方が流 量と起電力の勾配の関係に比べて直接的な関 係になる。また、ピックアップコイル15を使� ��する場合には、漏れ磁場を直接測定するの� ��、流量と漏れ磁場4の磁束密度とは直接的な 関係になる。そこで、本明細書においては、 発明を直感的に理解し易くするため、説明の 便宜上、場合によっては起電力の勾配の測定 値を磁束密度に換算し、物理的な対応関係が より直接的になっている導電性流体の流量と 漏れ磁場の磁束密度の時間変化との関係で説 明することがある。

 ここで、磁束密度測定用コイル6は、電磁 ポンプ1の吐出口2付近の液体ナトリウム5の流 れる管路3の周りに、管路3の軸心Oと同心状に コイル軸心が配置されるように円周方向に巻 回されている。本実施形態の電磁ポンプの場 合、管路3は環状流路を構成するように二重� �(外側ダクトと内側ダクト)で構成されている ことから、電磁ポンプがシングル・ステータ の場合は、図3に示すように管壁表面での磁� �の強さが内側ダクト壁の外表面より強く現� �る外側ダクト壁の外表面にコイルを巻くこ� �が好ましい。また、誘導型電磁ポンプがダ� �ル・ステータの場合は、外側ダクト壁の表� �と内側ダクト壁の表面とでは磁場の強さは� �ぼ等しいことから、磁束密度測定用コイル� �外側ダクト壁の外表面と内側ダクト壁の外� �面の少なくともいずれか一方に、場合によ� �ては図4に示すように、外側ダクト壁の外表� ��と内側ダクト壁の外表面の双方に設置する� ��ともできる。尚、図中の符号7は電磁ポンプ 1を構成するステーター、8はコア、9はコイル 、10はギャップである。

 また、磁束密度測定用コイル6は、起電力 の勾配を測定する場合は最少で2つが必要で� �るが、起電力そのものを測定する場合は最� �で1つあればよい。但し、いずれの場合でも� ��イルの数が少なければ測定値にばらつきが� ��ずる可能性があるので、コイルの数を適当� ��増やして平均値をとることが好ましい。ま� ��、コイル6の巻き数は、任意であるが、1か� �3ターン程度で十分である。コイルの数も任� ��であるが、5から10個で十分である。磁束密� ��測定用コイル6を巻く領域は、電磁ポンプ1� �吐出口2の外であり、かつ液体ナトリウム5の 流れに伴って電磁ポンプ1の吐出口2から押し� ��される磁場4が到達する範囲であることが好 ましい。そこで、電磁ポンプ1の吐出口2から5 0mmから100mm程度の範囲内に配置することが好� ��しい。

 以上のように配置された磁束密度測定用� ��イル6によって、ナトリウム流量に応じて増 減する電磁ポンプ1の吐出口2の外に押し出さ� ��る磁場4を測定することによって、ナトリウ ム流量の計測・監視が可能となる。即ち、電 磁ポンプ1の吐出口2の近傍における磁場4の磁 束密度の変化を測定し、予め求めた電磁ポン プ1の吐出口2から押し出される磁場4の磁束密 度と液体ナトリウム5の流量との関係(図5及び 図6参照)から電磁ポンプ1の流量を求めること ができる。ここで、電磁ポンプ1から押し出� �れる磁場4の磁束密度と液体ナトリウム5の流 量との相関関係は予め求めておくことができ る。例えば、実施例1及び2で実施したように� ��試験ループに設置した電磁流量計で液体ナ� ��リウムの流量を実測しながら、そのときの� ��磁ポンプ1から押し出される磁場4の磁束密� �を測定することにより、相関は簡単に求め� �れる。この電磁ポンプ1の吐出口2から押し出 される磁場4の磁束密度と、そのときの液体� �トリウム即ち導電性流体5の流量との相関関� ��は、検量線として求められ、該検量線から� ��格運転時の実際の電磁ポンプの流量を求め� ��ことができる。相関関係は、場合によって� ��関数で表し、あるいはテーブルにしてメモ� ��に格納し、中央演算処理装置でコイルから� ��出された誘導電流から求められた磁束密度� ��基づいて流量を算出することにより、若し� ��は電磁ポンプが規定の流量を吐出している� ��否かの判定を行うことにより、電磁ポンプ� ��運転状況をモニターすることが可能である� ��例えば、上述の漏れ磁場4の磁束密度とその ときの液体ナトリウム即ち導電性流体5の流� �との相関関係を関数あるいはテーブルにし� �予めメモリに格納しておき、電磁ポンプ1の� ��出口2付近に設置した磁束密度測定用コイル 6によって電磁ポンプ1の吐出口2から外に押し 出される磁場4の磁束密度の変化を検出させ� �この検出され磁束密度の値とメモリに格納� �れた上述の相関関係とに基づいて対象とな� �ている電磁ポンプの導電性流体の吐出流を� �めることをコンピューターに実行させるこ� �により、対象となる電磁ポンプの吐出量の� �定、あるいは単純に電磁ポンプの閉塞の有� �を監視することができる。この測定方法並� �に測定装置は、1つのポンプ容器内に複数の� ��磁ポンプを並列配置して成る並列配置型電� ��ポンプの各電磁ポンプ毎の吐出量の測定あ� ��いは閉塞の有無の監視を可能とするが、さ� ��に複数の電磁ポンプの間の相対的磁束密度� ��変化から発生している変動が個別の電磁ポ� ��プに起因するものか、共通する因子に起因� ��るものかの判断もすることができる。

 尚、電磁ポンプの流量は、三相交流コイ� ��の電圧と運転周波数で決まり、また磁束密� ��はナトリウムの電気伝導率、言い換えれば� ��度に依存する。したがって、ナトリウム流� ��と磁束密度との相関関係は、電圧と運転周� ��数と温度の3つのパラメータで決まることか ら、各要素毎に検量線が求められることとな る。しかしながら、各電磁ポンプが規定流量 を吐出しているか否かを検出することは、定 格運転時において必要となるため、定格運転 条件に対する検量線があれば足りる。そこで 、予め定格運転に対する検量線を少なくとも 1つ求めておけば足りる。

 本発明の電磁ポンプ吐出量測定方法は、1 つのポンプ容器内に1つの電磁ポンプを収容� �たタイプに適用することもできるが、より� �ましくは複数の電磁ポンプを一つのポンプ� �器の中に並列配置して全体として大流量の� �ンプとして使用する電磁ポンプユニットに� �いて各電磁ポンプからの吐出量をそれぞれ� �定するために適用することである。この場� �には、各電磁ポンプ毎に規定量が吐出され� �いるか否かを判断し、さらにはどの電磁ポ� �プに流路閉塞が起きているのかを容易に特� �することができる。例えば、図9、図10及び� �11に示すように、アルゴンガス12が密封され� ��1つのポンプ容器11内に円周方向に並列配置� ��れた複数の電磁ポンプ1a,1b,…,1fの各々の吐� ��口2の外に磁束密度測定用コイル6を配置す� �ことによって、電磁ポンプ1a,1b,…,1f毎に吐� �流量を測定することができる。複数の電磁� �ンプ1a,1b,…,1fを囲うポンプ容器11は、その両 端がヘッダ13,14に接続されて各電磁ポンプ1a,1 b,…,1fの環状管路3が合流され、1つの流路と� �て循環経路などに組み込まれるようにして� �る。ここで、並列配置された複数の電磁ポ� �プ1a,1b,…,1fの電気回路は、互いに直列に結� �することにより、各電磁ポンプ1a,1b,…,1fの� �出圧を等しく保つように設けられている。

 なお、上述の形態は本発明の好適な形態� ��一例ではあるがこれに限定されるものでは� ��く本発明の要旨を逸脱しない範囲において� ��々変形実施可能である。例えば、磁束密度� ��定用コイルとしては磁束密度測定用ピック� ��ップ・コイル15を用いて直接磁束密度Bを測� ��することも可能である。径方向成分の磁束� ��度Brを測定する場合には、図14に示すように 、導電性流体の流れる管路3の周りに管路3の� ��心と平行になるようにピックアップ・コイ� ��15のコイル軸心が配置されて管路3の周りに� ��置される。また、軸方向成分の磁束密度Bz� �測定する場合には、図15に示すように、管路 3の軸心と直交するように管路3の径方向にピ� ��クアップ・コイル15のコイル軸心16が配置さ れて管路3の周りに設置される。電磁ポンプ1� ��出口側の外側に発生する漏れ磁場は、径方� ��成分と軸方向成分から成り、これらの成分� ��同じオーダーの大きさなので、コイルの軸� ��向が流れ方向に向ける場合と、流れ方向に� ��交する方向に向ける場合とで測定磁束量に� ��きな差はない。したがって、ピックアップ� ��コイル15はどちらの方向を向いていても構� �ない。ここで、電磁ポンプ1の吐出口2から押 し出される磁束密度B(Br,Bz)は軸対象であると� ��限らない。つまり、磁束密度は周方向に一� ��とは限らない。そこで、ピックアップ・コ� ��ルは、管路3の周方向に複数配置することが 好ましい。

 また、電磁ポンプ1の吐出口2から押し出� �れる磁場が交流磁場であることから磁気セ� �サとして磁束密度測定用コイルを使用した� �を挙げて説明したが、磁束密度が測定でき� �ばコイルに限定されるものではなく、また� �該磁気センサの応答速度も高速のものが必� �ではないことから、磁気センサとしては、� �気センサーの使用温度の条件を満たせば(導� ��性流体は高温である場合が多い)、例えば、 ホール起電力を利用したもの、磁場による電 気抵抗の変化を利用したものでもよい。また 、光ファイバーを使用してファラデー効果に より光の偏光の影響を利用したものでもよい 。