JP2006233836A - Pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータフレームとケーシングで密閉されたロータと前記ロータを駆動するステータを前記モータフレームの外側に設けたポンプに関するものである。 The present invention relates to a pump in which a rotor sealed by a motor frame and a casing and a stator for driving the rotor are provided outside the motor frame.
従来のポンプについて図を用いて説明する。 A conventional pump will be described with reference to the drawings.
図2は従来のポンプの構造図である。図2に示すように、吸込口102及び吐出口103を備えたケーシング101とモータフレーム108により密閉された内部に、流体を加圧する羽根車104及びロータ105がケーシング101とモータフレーム108により固定され支柱された軸106を中心に回転自在に設けられている。
FIG. 2 is a structural diagram of a conventional pump. As shown in FIG. 2, an
また、ステータ107及びモータを駆動するための駆動回路109は、一体に低熱抵抗樹脂を用いて成型されたモールド材111によってモータフレーム108を構成している。
Further, the
モータフレーム108はポンプ室内の流路の一部を構成しており、さらにモータフレーム108よりも一回り大きな外ケース110で覆うことでモータフレーム108の外周と外ケース110で挟まれた空間にも流路112を設ける構成としている。
The
以上の構造により、モールド材111が直接ポンプ室内流路及び外周側の流路112と接していることによりステータ107や駆動回路109などの発熱部品を流体との温度差により放熱することができる。
With the structure described above, the
駆動回路109の放熱について考えると、モールド材111の熱伝導率λ、駆動回路109の損失電力W、駆動回路109からの放熱面積S、モールド材111の厚みで駆動回路109から流路112までの距離L2、流路112の水温Twとすると駆動回路109のケース温度Tc2は、
Tc2=(W×L2)/(λ×S)+Tw・・・(式1)
で簡易的に表される。
Tc2 = (W × L2) / (λ × S) + Tw (Formula 1)
It is expressed simply.
しかしながら上記従来の構成では、樹脂モールドされたモータフレームの外周部分の流路において熱交換による冷却がおこなわれるために、発熱部品であるモータ駆動回路およびステータは上記流路の近くに配置しないと、放熱効果が十分得られず効率的に冷却できないという課題があった。 However, in the conventional configuration, since cooling by heat exchange is performed in the flow path of the outer peripheral portion of the resin-molded motor frame, the motor drive circuit and the stator, which are heat generating components, must be arranged near the flow path. There was a problem that a sufficient heat dissipation effect was not obtained and cooling was not possible efficiently.
また流路近くに前記発熱部品を配置するためには、流路と発熱部品の間にモールドした樹脂の厚みを薄くしなければならず、このため成型時のピンホールの発生や、経時変化による樹脂の劣化等により樹脂内に液体が侵入して発熱部品に達すると、絶縁が悪化する可能性があった。 In addition, in order to arrange the heat-generating component near the flow path, the thickness of the resin molded between the flow path and the heat-generating component must be reduced, which may cause pinholes during molding or change over time. When the liquid enters the resin due to deterioration of the resin and reaches the heat generating component, the insulation may be deteriorated.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発熱部品がいずれに配置されていても確実に熱交換をおこなって発熱部品を冷却し、安定した性能を維持できるポンプを提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and provides a pump that can reliably perform heat exchange to cool a heat generating component and maintain stable performance regardless of where the heat generating component is arranged. For the purpose.
本発明は上記目的を達成するために、液体を吸排する羽根車を内蔵したケーシングと、羽根車に接続され羽根車を回転させるロータと、ロータを駆動するステータおよびステータを制御する駆動回路を収納したモータ部とを有し、前記ケーシングとモータ部を隔離してモータ部を保護する分離板と、羽根車から吐出された液体の一部をモータ部へ導入してステータおよび駆動回路で発生した熱を冷却する配管とを備え、前記ステータおよび駆動回路から近い所定の距離に配管を配置するとともにステータおよび駆動回路で発生した熱を配管に伝導するためにモータ部に注入されステータと駆動回路および配管をモールドする樹脂を設けたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention accommodates a casing containing an impeller for sucking and discharging liquid, a rotor connected to the impeller for rotating the impeller, a stator for driving the rotor, and a drive circuit for controlling the stator. A separation plate that isolates the casing and the motor unit and protects the motor unit, and a part of the liquid discharged from the impeller is introduced into the motor unit and generated in the stator and the drive circuit. A pipe for cooling the heat, the pipe is arranged at a predetermined distance close to the stator and the drive circuit, and the heat generated in the stator and the drive circuit is conducted to the pipe and injected into the motor unit, the stator and the drive circuit, It is characterized by providing a resin for molding the pipe.
この構成により、モータ部内の発熱部品で発生した熱を発熱部品から近い所定の距離に配置された配管内を流れる液体により熱交換を行い、モータ部を効率よく冷却するという作用が達成できる。 With this configuration, the heat generated in the heat generating component in the motor unit can be exchanged with the liquid flowing in the pipe disposed at a predetermined distance close to the heat generating component, thereby effectively cooling the motor unit.
本発明は、モータ部内の発熱部品で発生した熱を発熱部品から近い所定の距離に配置された配管内を流れる液体により熱交換を行い、モータ部を効率よく冷却することで発熱部品をいずれに配置しても確実に熱交換をおこなって発熱部品を冷却し、安定した性能を維持できるポンプを提供することができるという効果を奏する。 In the present invention, heat generated by the heat generating component in the motor unit is exchanged by a liquid flowing in a pipe arranged at a predetermined distance close to the heat generating component, and the motor unit is efficiently cooled to any of the heat generating components. Even if it arrange | positions, it is effective in the ability to provide the pump which performs heat exchange reliably, cools a heat-emitting component, and can maintain the stable performance.
本発明の実施の形態は、液体を吸排する羽根車を内蔵したケーシングと、羽根車に接続され羽根車を回転させるロータと、ロータを駆動するステータおよびステータを制御する駆動回路を収納したモータ部とを有し、前記ケーシングとモータ部を隔離してモータ部を保護する分離板と、羽根車から吐出された液体の一部をモータ部へ導入してステータおよび駆動回路で発生した熱を冷却する配管とを備え、前記ステータおよび駆動回路から近い所定の距離に配管を配置するとともにステータおよび駆動回路で発生した熱を配管に伝導するためにモータ部に注入されステータと駆動回路および配管をモールドする樹脂を設けるようにしたものである。 An embodiment of the present invention includes a casing containing an impeller that sucks and discharges liquid, a rotor that is connected to the impeller and rotates the impeller, a stator that drives the rotor, and a motor unit that houses a drive circuit that controls the stator. And separating the casing and the motor unit to protect the motor unit, and cooling the heat generated in the stator and the drive circuit by introducing a part of the liquid discharged from the impeller into the motor unit The pipe is disposed at a predetermined distance close to the stator and the drive circuit, and the stator, the drive circuit, and the pipe are molded by being injected into the motor unit to conduct heat generated in the stator and the drive circuit to the pipe. The resin to be used is provided.
これにより、モータ部内の発熱部品で発生した熱を発熱部品から近い所定の距離に配置された配管内を流れる液体により熱交換を行い、モータ部を効率よく冷却することで発熱部品をいずれに配置しても確実に熱交換をおこなって発熱部品を冷却し、安定した性能を維持できるポンプを提供することができる。 As a result, heat generated by the heat generating components in the motor unit is exchanged by the liquid flowing in the pipes arranged at a predetermined distance close to the heat generating components, and the heat generating components are placed anywhere by efficiently cooling the motor unit. Even in such a case, it is possible to provide a pump that can reliably perform heat exchange to cool the heat-generating component and maintain stable performance.
また前記配管は、熱抵抗が樹脂より低い金属により構成してもよい。 The pipe may be made of a metal having a thermal resistance lower than that of the resin.
これにより、配管内を流れる液体とモールドした樹脂の間の熱抵抗を低くすることができ、モータの冷却をさらに効率よく行うことができる。 Thereby, the thermal resistance between the liquid flowing in the pipe and the molded resin can be lowered, and the motor can be cooled more efficiently.
また前記配管は、配管の断面を円形状に形成してもよい。 In addition, the pipe may have a circular cross section.
これにより、樹脂を注入して発熱部品や配管をモールドするときに、モールド時の成型圧力による配管の変形を防止することができる。 Thereby, when resin is inject | poured and a heat-emitting component and piping are molded, the deformation | transformation of piping by the molding pressure at the time of molding can be prevented.
さらに前記配管は、配管の入口を羽根車の外周部より近い所定の場所に設け配管の出口をロータの裏面から近い所定の場所に配置してもよい。 Further, the pipe may be provided at a predetermined place near the outer peripheral portion of the impeller with an inlet of the pipe, and disposed at a predetermined place near the back surface of the rotor.
この構成により、ケーシングの内部に発生した圧力差によって配管内に液体を循環することができる。 With this configuration, the liquid can be circulated in the pipe due to the pressure difference generated inside the casing.
そして前記配管を、配管の入口および出口が分離板の所定の場所を貫通して接続するようにすれば、モータフレームにステータと駆動回路および配管を固定配置した状態で樹脂を注入してモールドすることができる。 Then, if the pipe is connected so that the inlet and outlet of the pipe pass through predetermined positions of the separation plate, the resin is injected and molded in a state where the stator, the drive circuit and the pipe are fixedly arranged in the motor frame. be able to.
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は本発明の実施例1を示すポンプの構造図である。図1において吸込口2及び吐出口3を備えたケーシング1と分離板8により密閉された内部に、流体を加圧する羽根車4と、羽根車4に一体成型されたロータ5がケーシング1と分離板8により固定され支柱された軸6を中心に回転自在に設けられている。
Example 1
FIG. 1 is a structural diagram of a pump showing Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an impeller 4 that pressurizes a fluid and a rotor 5 that is integrally molded with the impeller 4 are separated from the casing 1 inside a casing 1 having a
また、モータ部7に収納されたステータ7aは分離板8の環状凹部に固定され、ステータ7aを駆動するための駆動回路9はステータ7aに固定されるよう構成している。配管10は金属配管でアルミニウムや銅などの低熱抵抗材料で構成されていて、配管10の断面は真円や楕円等の円形の形状に形成されている。
The
配管10の1端は羽根車4の外周部または吐出口3近くの分離板8にOリング11を介して接続され、配管10の途中は発熱部品であるステータ7aと駆動回路9のごく近くに配置されていて、他端はロータ5底面の分離板8にOリング12を介して接続されている。
One end of the
13は、分離板8とステータ7aと駆動回路9及び配管10と一体に低熱抵抗樹脂である不飽和ポリエステルなどを用いてモールド成型されたモールド材である。
モールド成型時には約5MPa程度の高圧となるため内部が空洞である配管10は変形することで流路を塞がないように変形しにくい円筒形としている。
Since a high pressure of about 5 MPa is applied at the time of molding, the
また、羽根車4の中心部となる軸6近傍には羽根車4とロータ5の裏側での流れを生じる還流穴14を備えている。
Further, in the vicinity of the shaft 6, which is the center of the impeller 4, a
上記の構成において、駆動回路9よりステータ7aに通電されると、ステータ7aに回転磁界が発生しロータ5が回転する。羽根車4はロータ5に固定されているため、ロータ5が回転すると羽根車4も回転し流体を加圧する。
In the above configuration, when the
加圧することにより羽根車4の外周側が高圧になり中心部の吸込口2付近が外周側に対して負圧になる。実際の流体の動きは、吸込口2より流入した後に羽根車4により加圧されて吐出口3より吐出される。
By applying pressure, the outer peripheral side of the impeller 4 becomes high pressure, and the vicinity of the
流体を加圧すると、羽根車4の前後で圧力差が生じてロータ5にスラスト荷重がかかるとともに還流穴14により羽根車4とロータ5の裏面から吸込口2側へ流体の流れが発生する。
When the fluid is pressurized, a pressure difference is generated between the front and rear of the impeller 4 and a thrust load is applied to the rotor 5, and a fluid flow is generated from the rear surface of the impeller 4 and the rotor 5 to the
また、配管10を羽根車4の外周側とロータ5底面の分離板8に接続されているので、上記同様に圧力差により羽根車4の外周側に接続されたほうからロータ5底面の分離板8に接続されているほうへ流体の流れが発生する。
Further, since the
この流れにより発熱したステータ7a及び駆動回路9の熱を受熱したモールド材13の熱を、すぐ近傍に配置されている配管10が受熱して流体へ放熱する。
The
駆動回路9の放熱について考えると、モールド材13の熱伝導率λ、駆動回路9の損失電力W、駆動回路9からの放熱面積S、モールド材の厚みで駆動回路9から配管10までの距離L1、熱伝導率λmの配管10の放熱面積sおよび厚みd、配管10内流路の水温Twとすると駆動回路9のケース温度Tc1は、
Tc1=(W×L1)/(λ×S)+(W×d)/(λm×s)+Tw・・・(式2)
で簡易的に表される。
Considering the heat radiation of the drive circuit 9, the distance L1 from the drive circuit 9 to the
Tc1 = (W × L1) / (λ × S) + (W × d) / (λm × s) + Tw (Expression 2)
It is expressed simply.
ここで、配管10はアルミニウムの場合λm=約200〔W/mK〕、銅では約385〔W/mK〕であり、モールド材13は不飽和ポリエスレルでλ=約0.9〔W/mK〕であるので、λm>>λであるから(式2)は、
Tc1=(W×L1)/(λ×S)+Tw・・・(式3)
で考えることができ、(式1)と同じになる。この場合、モールド材13の厚みL1<L2とすることが容易であるので、駆動回路109のケース温度Tc1<Tc2と低くすることができる。
Here, the
Tc1 = (W × L1) / (λ × S) + Tw (Expression 3)
This is the same as (Equation 1). In this case, since it is easy to make the thickness L1 <L2 of the
このように本実施例1のポンプは、受熱した樹脂モールドの放熱を内部から促進させるので発熱部品をどこに配置しても確実に放熱し、モータの冷却性能を向上させることができる。 Thus, since the pump of the first embodiment promotes heat radiation of the resin mold that has received heat from the inside, heat can be reliably radiated regardless of where the heat generating components are arranged, and the cooling performance of the motor can be improved.
本発明のポンプは、高温下で使用する環境にある温水給湯器などの温水を循環及び給湯させるポンプとしての利用が期待できる。 The pump of the present invention can be expected to be used as a pump that circulates and supplies hot water such as a hot water heater in an environment used under high temperatures.
1 ケーシング
2 吸込口
3 吐出口
4 羽根車
5 ロータ
6 軸
7 モータ部
7a ステータ
8 分離板
9 駆動回路
10 配管
11、12 Oリング
13 モールド材
14 還流穴
101 ケーシング
102 吸込口
103 吐出口
104 羽根車
105 ロータ
106 軸
107 ステータ
108 モータフレーム
109 駆動回路
110 外ケース
111 モールド材
112 流路
L1 モールド材の厚み
L2 モールド材の厚み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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JP2005048373A JP2006233836A (en) | 2005-02-24 | 2005-02-24 | Pump |
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