JP2009215884A - ポンプ及び給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ不安定動作による振動及び騒音防止し、ポンプ連続運転による温水の安定供給可能なポンプを提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係るポンプ２は、モータに設けられ、当該ポンプ２の回転モニタ信号を出力する駆動回路と、モータの電流を検出する電流検出回路７ｃと、電流検出回路７ｃから出力される電流検出信号が入力され脈動電流信号を出力する脈動電流検出回路７ｂと、脈動電流検出回路７ｂから出力される脈動電流信号、制御部からの流量制御信号及び駆動回路からの回転モニタ信号が入力され、且つ駆動回路へ速度指令信号を出力する駆動指令回路７ａとを有し、当該ポンプ２の制御を行うポンプ制御回路７とを備え、脈動電流検出回路７ｂが出力する脈動電流成分が設定した所定値を超えた場合、駆動指令回路７ａは当該ポンプ２の回転数を変化させる速度指令信号を駆動回路へ出力することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、ポンプ及び給湯装置に関するものである。

フロースイッチを用いずにポンプの水の循環異常を検出し、ポンプと装置の安全を図り、安価でしかも高品質の浴槽水循環装置を提供するために、浴槽水を循環させるポンプと、ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、ポンプへの入力値をパルス幅変調させてポンプの回転数が予め設定された設定値となるようにポンプを制御するポンプ制御部と、ポンプに入力される電圧または電流を検出する手段とを備え、ポンプの回転数が設定値の時の回転数と、ポンプの入力電圧のパルス幅と、負荷に応じて変動するポンプの電気的変量との組み合わせが、予め設定された設定範囲外であると検知したときに、負荷が異常と判断してポンプの運転を停止する浴槽水循環装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１３０８１４号公報

解決しようとする課題を、以下に示す。
（１）ポンプと配管を含めた系において、特に周期的な負荷脈動を与えないにもかかわらず、流体の吐出圧力や吐出流量が周期的に変動（サージング）し、これに起因するポンプ及び給湯装置の異常振動及び騒音が発生する。
（２）また、流体の吐出圧力や吐出流量の周期的な変動に起因するポンプ破壊が発生する。
（３）ポンプの吐出圧力及び吐出流量の周期的な変動に起因する設定温度未到達あるいは過熱により給湯装置から設定温度の水が安定的に供給できない。
（４）ポンプに搭載するモータの駆動回路は、インバータを用いた場合にノイズを多く発生させる。そのため、モータに速度指令信号を与える制御回路との間の配線が長い場合には、ノイズの影響を受けて誤動作する。あるいは誤動作による回路破壊などがある。

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、ポンプ不安定動作による振動及び騒音を防止し、ポンプ連続運転による温水の安定供給可能な給湯装置を提供することを目的とする。

この発明に係るポンプは、水を循環させ、モータを搭載するとともに、制御部を有する装置に搭載されるポンプにおいて、
モータに設けられ、当該ポンプの回転モニタ信号を出力する駆動回路と、
モータの電流を検出する電流検出回路と、電流検出回路から出力される電流検出信号が入力され脈動電流信号を出力する脈動電流検出回路と、
脈動電流検出回路から出力される脈動電流信号、制御部からの流量制御信号及び駆動回路からの回転モニタ信号が入力され、且つ駆動回路へ速度指令信号を出力する駆動指令回路とを有し、当該ポンプの制御を行うポンプ制御回路とを備え、
脈動電流検出回路が出力する脈動電流成分が設定した所定値を超えた場合、駆動指令回路は当該ポンプの回転数を変化させる速度指令信号を駆動回路へ出力することを特徴とする。

この発明に係るポンプは、脈動電流成分を検出して脈動電流成分が設定した所定値を超えた場合、ポンプの回転数を変化させることにより、ポンプ不安定動作領域での運転を回避して振動及び騒音防止が図れ、ポンプ連続運転による安定した温水供給を行うことができるという効果を奏する。

実施の形態１．
図１乃至図５は実施の形態１を示す図で、図１は給湯装置１００の構成図、図２はポンプ２の断面図、図３は駆動回路４０の構成図、図４は給湯装置１００の構成図、図５は電流波形の変化を示す図である。

図１に示すように、給湯装置１００（装置の一例）は、水回路４及び冷媒回路５を備える。冷媒回路５は、図示しない冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒９と水８とが対向流となって熱交換を行い水８を加熱する熱交換器３等で構成され、冷媒９が流れる。

また、水回路４は、熱交換器３で加熱された水８を貯留するタンク１と、水８を循環させるポンプ２と、冷媒９と水８とが対向流となって熱交換を行い水８を加熱する熱交換器３等で構成され、水配管４ａ内を水８が流れる。

さらに、ポンプ２は、ポンプ用電源（モータ）の電流を検出する電流検出回路７ｃと、電流検出回路７ｃから出力される電流検出信号を入力し脈動電流信号を検出して出力する脈動電流検出回路７ｂと、脈動電流検出回路７ｂから出力される脈動電流信号、給湯装置１００の制御部（図示せず）からの流量制御信号及びポンプ２からの回転モニタ信号が入力され、且つポンプ２へ速度指令信号を出力する駆動指令回路７ａとを備えるポンプ制御回路７を具備する。ポンプ制御回路７は、ポンプ２の外部に設けられる。速度指令信号、回転モニタ信号をポンプ信号と呼ぶ。

図２を用いてポンプ２の構成を説明する。図２に示すように、ポンプ２は、ステータ部１７と、ロータ部２１と、ポンプ部２６と、軸２７とを備える。軸２７は固定されていて、その周囲をロータ部２１が回転する。

先ず、ステータ部１７の構成を説明する。ステータ部１７は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層して形成される略ドーナッツ形状の鉄心１０と、この鉄心１０のスロット（図示せず）にインシュレータ１２（絶縁部材）を介して挿入される巻線１１と、リード線１４を接続した回路基板１３と、略釜形状の第１のケーシング１５とを備える。回路基板１３は、ステータ部１７の一方の軸方向端部（ポンプ部２６と反対側の端部）付近に配置される。回路基板１３の構成については、後述する。

ステータ部１７は、巻線１１を巻いた鉄心１０と、回路基板１３と、第１のケーシング１５とをモールド樹脂１６を用いて一体に成形される。ステータ部１７の外郭はモールド樹脂１６にて形成されている。

略釜形状の第１のケーシング１５の凹部に、ロータ部２１が収まる。第１のケーシング１５は、ステータ部１７とロータ部２１とを仕切る。また、第１のケーシング１５の凹部の略中央部に、軸２７が嵌る軸孔１５ａが形成されている。尚、軸２７は回転しないように、軸孔１５ａに嵌合している。そのために、軸孔１５ａに嵌合する軸２７の円形の一部を切り欠いている。軸２７のポンプ部２６側端部も同じ形状にしている（長手方向が中央部に対して対称）。これは、ポンプ２の組立性を向上させるためである。軸孔１５ａも軸２７とほぼ同形状で、軸２７の径より一回り大きい径となっている。

ロータ部２１は、略中心部に軸受１８を備える。軸受１８の外側に、樹脂製のホイール１９が配置される。さらに、ホイール１９の外側に、磁石部２０が設けられる。磁石部２０は、フェライト等の磁性粉末と樹脂を混練して成形し、着磁されている。

ステータ部１７とロータ部２１とで、例えば、ブラシレスＤＣモータを構成する。以下、ブラシレスＤＣモータを、単にモータと呼ぶ場合もある。

ポンプ部２６は、吸水口２２、吐出口２３を有する第２のケーシング２４と、羽根車２５とを備える。水回路４は、吸水口２２と吐出口２３とに接続される。

軸２７は、ロータ部２１の軸受１８とワッシャー２８との穴部を貫通する。そして、軸２７は、両端を第１のケーシング１５及び第２のケーシング２４で挟み込んで固定される。羽根車２５を固定したロータ部２１は、軸２７の周囲に回転自在に配置される。尚、軸２７のポンプ部２６側端部も、ワッシャー２８を介して第２のケーシング２４の軸孔２４ａに嵌合する。

第１のケーシング１５と第２のケーシング２４とで囲まれる空間は水回路４の水（湯）で満たされる。そのため、ロータ部２１、羽根車２５、軸２７、ワッシャー２８はポンプ２を流れる水（湯）に触れる構造となっている。ポンプ２は、ポンプ２内部を流れる水がブラシレスＤＣモータのロータ部２１に接するキャンド方式である。

図３は駆動回路４０の構成を示す図である。駆動回路４０は、ポンプ２内の回路基板１３に実装される。駆動回路４０は、位置検出回路４１、波形生成回路４２、プリドライバ回路４４、パワー回路３２から構成される。これらの要素を搭載した回路基板１３は、ブラシレスＤＣモータを駆動する駆動回路を構成する。

位置検出回路４１は、ロータ部２１の磁石部２０における磁極位置を検出し、検出した位置情報を位置検出信号として波形生成回路４２へ出力する。

位置検出回路４１は、ホールＩＣとその出力信号を増幅する回路、あるいはホールＩＣ及び増幅回路を同一パッケージに実装したホールＩＣなどである。

ホールＩＣとは磁気センサであるホール素子とその出力信号をデジタル信号に変換するＩＣが１パッケージ化された素子で、入力端子、ＧＮＤ端子、出力端子の３端子構成となっている。ホールＩＣ内部のホール素子の駆動方式としては、常時通電しているタイプと省エネのためパルス駆動しているタイプがある。

波形生成回路４２は、ロータ部２１の回転速度を指令する速度指令信号、位置検出回路４１からの位置検出信号に基づいて、インバータ駆動するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成し、プリドライバ回路４４に出力する。さらに回転速度に応じた回転モニタ信号を出力する。波形生成回路４２は、速度指令信号をポンプ制御回路７の駆動指令回路７ａから受信し、回転モニタ信号をポンプ制御回路７の駆動指令回路７ａへ送信する。

プリドライバ回路４４は、パワー回路３２のトランジスタ３０を駆動するトランジスタ駆動信号を出力する。

パワー回路３２は、直流電源入力部３３、インバータ出力部３５を備え、さらにトランジスタ３０とダイオード３１とを並列接続し、更にこれらを直列接続したアームを複数備える。

インバータ出力部３５は、ステータ部１７の巻線１１に接続されている。

直流電源入力部３３は、商用電源の交流１００Ｖ又は２００Ｖを整流して得られる１４０Ｖ又は２８０Ｖの直流電源が接続される。ブラシレスＤＣモータは３相のため３本の巻線１１からなる。

図４は給湯装置１００の構成図である。給湯装置１００は、タンク１、ポンプ２、ポンプ制御回路７を搭載するタンクユニット７０と、熱交換器３、水回路４、冷媒回路５を搭載する熱源機ユニット８０とを備える。タンクユニット７０と熱源機ユニット８０との間は、水配管４ａで接続される。水配管４ａの長さは、設置条件により異なる。

ポンプ２とポンプ制御回路７とを同じタンクユニット７０に搭載したので、両者間の信号線が短い配線で済む。そのため、外来ノイズやインバータを搭載する駆動回路４０の電源線のノイズが信号線に誘導することがなくなる。各回路の誤動作・誤判断が無くなり、より高い信頼性を有するポンプ２及び給湯装置１００が得られる。

次に動作について説明する。図１に示すように、タンク１の水８は、ポンプ２により水回路４の水配管４ａ内を流れる。水８は、冷媒回路５内を流れる冷媒９（圧縮機を搭載した熱源機からの高温高圧の冷媒）と熱交換器３において熱交換が行われる。このとき、熱交換器３において、熱交換効率を向上させるため、水８と冷媒９とは対向流となっている。

給湯装置１００の制御部（図示せず）からの流量制御信号が入力される駆動指令回路７ａは、ポンプ２の流量に応じた速度指令信号を駆動回路４０（波形生成回路４２）へ出力する。

速度指令信号が入力された波形生成回路４２は、位置検出回路４１からの位置検出信号に応じて３相の各巻線１１への通電タイミングを設定するとともに、速度指令信号の入力に応じたＰＷＭ信号を生成し、プリドライバ回路４４へ出力する。そのＰＷＭ信号が入力されたプリドライバ回路４４は、パワー回路３２内の各トランジスタ３０を駆動する。

トランジスタ３０が駆動されることによりインバータ出力部３５からステータ部１７の巻線１１に電圧が印加され、巻線１１に電流が流れる。巻線１１に電流が流れることにより、トルクが発生してロータ部２１と一体化した羽根車２５が回転する。このとき水配管４ａ内の水８は、ポンプ２へ吸水口２２より流入、羽根車２５を通り吐出口２３から流出し、回転数に応じた流量制御が行われる。

駆動指令回路７ａは、波形生成回路４２から出力される回転モニタ信号より目標の回転数に達していることを確認できる。回転モニタ信号は、例えば位置検出回路４１の３個のホールＩＣ等から出力される信号を合成して得られる６０度毎にＨｉ及びＬｏとなるパルス信号であり、パルス幅を計測することにより時間当たりの回転数が得られる。

図５は電流検出回路７ｃにより検出した電源の電流波形の変化を示している。電源の電流波形には、小さなリップル電流等が重畳しているが、ほぼ一定の安定区間と、大きく脈動する不安定区間がある（サージング）。ポンプ２の負荷が安定している場合は、モータ出力も安定し巻線１１を流れる電流もほぼ一定となる。一方、ポンプ負荷が不安定の場合は、モータ出力が変動しモータには数Ｈｚ程度の大きな脈動電流が流れる。

ポンプ等を低流量域で運転すると、流量や圧力が低い周波数で周期的に変動を初め、運転が不可能になることがある。この現象をサージングという。このサージングが続くと機器の損傷につながる。サージングは流体系の自励振動現象であり、その発生条件は、以下の条件が揃った場合にサージングが発生する。
（１）ポンプのＱ−Ｈ特性（流量―揚程特性）の右上がり部分で運転する。
（２）流量調節弁の上流側に空気だまりがある。

電流検出回路７ｃは、検出した電流を電流検出信号として脈動電流検出回路７ｂに出力する。脈動電流検出回路７ｂは、脈動電流成分が設定した電流値（所定値）を一定時間超えた場合（例えば、１０秒程度）、脈動電流信号を駆動指令回路７ａに出力する。

ポンプ２は低流量域での運転時に流量や圧力が低い周波数で周期的に変動する状態（サージング）となる場合がある。サージングが発生した場合、駆動指令回路７ａは、ポンプ２の回転数を増加させるよう速度指令信号を変化させる。例えば、数百回転、ポンプ２の回転数を増加させて不安定状態（サージング）から脱出させる。

ポンプ２の回転数の増加方法は、不安定状態を脱するまで数百回転をステップ状に増加させてもよい。このとき水配管４ａ内の水８の流量が増加し水温が変化するため、水温を一定に制御するよう回転モニタ信号等を基に圧縮機等熱源の出力も同時に変化させる。

ポンプ２の負荷が不安定の場合に、ポンプ２の回転数を増加させるよう速度指令信号を変化させたが、ポンプ２の回転数を減少させるよう速度指令信号を変化させてもよい。

脈動電流検出回路７ｂは、入力された電流検出信号から、ローパスフィルタを用いてインバータのキャリア周波数に起因する電流リップル（リップル電流成分と呼ぶ）、ノイズ成分などを除去し、流体の吐出圧力や吐出流量の周期的な変動（サージング）に起因する数Ｈｚ程度の脈動電流成分を精度良く確実に検出する。

脈動電流検出回路７ｂが、電流検出回路７ｃにて検出したモータを流れる電流から、低周波数成分で周期的に変動する電流成分を抽出する。抽出した低周波数成分で周期的に変動する電流成分が設定した電流値を超えたと判断したとき、低周波数成分で周期的に変動する電流成分が無くなる、あるいは非常に小さくなるまで駆動指令回路７ａにてポンプ２の回転数を上昇させ、水配管４ａ内の水８の流量を増加させてポンプ２の不安定動作領域を脱するようにした。そのため、ポンプ２の騒音及び振動防止、ポンプ２を搭載する給湯装置１００の騒音及び振動を防止できる。

さらに、脈動電流検出回路７ｂにローパスフィルタを設けてインバータのキャリア周波数成分等の高周波成分を除去し、低周波数成分で周期的に変動する電流成分をより確実に抽出するようにしたので、誤判断が無くなりより高い信頼性を有するポンプ２及び給湯装置１００が得られる。

モータはブラシレスＤＣモータとしたので誘導モータのようなすべりがないため、不安定区間（サージング）の回避など容易かつより高い精度で回転数制御、流量制御が可能となる。

ポンプ２を長期間使用することにより軸受１８が磨耗し、軸受１８と軸２７との隙間が大きくなることでロータ部２１は偏心して回転し、ロータ部２１と第１のケーシング１５とが接触することによるモータの負荷変動が生じる。

このとき脈動電流信号、あるいはタンクユニット７０がポンプ２の据付時の電流初期値とポンプ制御回路７のモータ電流値を比較し大きくなっていることを判断する、などによりポンプ２の寿命あるいは異常と判断してポンプ２を停止する。さらに、給湯装置１００の表示部（図示せず）にて寿命あるいは異常表示等を行うことによりポンプ２の交換時期を知らせる。

ポンプ２の据付時の電流初期値は、据付後の運転開始から数時間後の平均電流などでもよく、この値をメモリに記憶しておけばよい。

ここではポンプ制御回路７を給湯装置１００に搭載する適用例を示したが、給湯装置以外のポンプ搭載機器でもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、電流検出回路７ｃは、モータの電流から脈動成分を抽出し、モータの回転数を変えて不安定状態を回避するようにしたものであるが、次にモータの回転数から脈動成分を抽出し、モータの回転数を変えて不安定状態を回避する実施の形態を述べる。

図６、図７は実施の形態２を示す図で、図６は給湯装置１００の構成図、図７は回転数の変化を示す図である。

図６において、冷媒回路５と水回路４の構成は、図１と同様である。

ポンプ２は、ポンプ制御回路７を具備する。この実施の形態のポンプ制御回路７は、ポンプ２の回転モニタ信号が入力され、ポンプ２の速度を検出して速度検出信号を出力する速度検出回路７ｅと、速度検出回路７ｅから出力される速度検出信号を入力し、脈動速度信号を検出して出力する脈動速度検出回路７ｄと、脈動速度検出回路７ｄからの脈動速度信号、給湯装置１００の制御部（図示せず）からの流量制御信号及びポンプ２からの回転モニタ信号が入力され、且つポンプ２へ速度指令信号を出力する駆動指令回路７ａとを備える。

次に動作について説明する。図６に示すように、タンク１の水８は、ポンプ２により水回路４の水配管４ａ内を流れる。水８は、冷媒回路５内を流れる冷媒９（圧縮機を搭載した熱源機からの高温高圧の冷媒）と熱交換器３において熱交換が行われる。このとき、熱交換器３において、熱交換効率を向上させるため、水８と冷媒９とは対向流となっている。

図７は、速度検出回路７ｅにより検出した回転数の変化を示している。回転数には小さな変動が重畳しているが、回転数がほぼ一定の安定区間と、大きく脈動する不安定区間（サージング）を示す。ポンプ負荷が安定している場合は、モータ出力も安定し回転数はほぼ一定となる。一方、ポンプ負荷が不安定の場合は、モータ出力が変動し回転数に大きな脈動が発生する。

速度検出回路７ｅは、ポンプ２の駆動回路４０からの回転モニタ信号を速度検出信号として脈動速度検出回路７ｄに出力する。脈動速度検出回路７ｄは、低周波数成分の回転数を検出したとき脈動速度信号を駆動指令回路７ａに出力する。
脈動速度検出回路７ｄは、脈動速度成分が設定した所定値を一定時間超えた場合（例えば、１０秒程度）、脈動速度信号を駆動指令回路７ａに出力する。

ポンプ２は低流量域での運転時に流量や圧力が低い周波数で周期的に変動する状態（サージング）となる場合があり、駆動指令回路７ａは、ポンプ２の回転数を上昇させるよう速度指令信号を変化させ、不安定区間から脱出させる。このとき水配管４ａ内の水８の流量が増加し水温が変化するため、水温を一定に制御するよう回転モニタ信号等を基に圧縮機等熱源の出力も同時に変化させる。

ポンプ２の負荷が不安定の場合にポンプ２の回転数を増加させるよう速度指令信号を変化させたが、ポンプ２の回転数を減少させるよう速度指令信号を変化させてもよい。

脈動速度検出回路７ｄは、入力された速度検出信号を、ローパスフィルタを用いて磁石部２０、巻線１１のアンバランス等に起因する小さな速度変動（リップル速度成分と呼ぶ）、ノイズ成分等を除去し、流体の吐出圧力や吐出流量の周期的な変動（サージング）に起因する数Ｈｚ程度の脈動する速度成分をより確実に検出する。

脈動速度検出回路７ｄが、速度検出回路７ｅにて検出した速度検出信号から、低周波数成分で周期的に変動する速度成分を抽出する。抽出した低周波数成分で周期的に変動する速度成分が設定値を超えたと判断したとき、駆動指令回路７ａにてポンプ２の回転数を上昇させ、水配管４ａ内の水８の流量を増加させるように制御したので、ポンプ２の不安定動作防止によるポンプ２の騒音及び振動防止、ポンプ２を搭載する給湯装置１００の騒音及び振動を防止できる。

さらに、脈動速度検出回路７ｄにローパスフィルタを設けて速度変動やノイズなどの高周波成分を除去し、低周波数成分で周期的に変動する速度成分をより確実に抽出するようにしたので、誤判断が無くなりより高い信頼性を有するポンプ２及び給湯装置１００が得られる。

モータはブラシレスＤＣモータとしたので誘導モータのようなすべりがないため、不安定区間の回避など容易かつより高い精度で回転数制御、流量制御が可能となる。

ポンプ２を長期間使用することにより軸受１８が磨耗し、軸受１８と軸２７との隙間が大きくなることでロータ部２１は偏心して回転し、ロータ部２１と第１のケーシング１５とが接触することによるモータの負荷変動が生じる。

このとき脈動速度信号、あるいはタンクユニット７０がポンプ２の据付時の速度初期値とポンプ制御回路７の速度検出値を比較し変動していることを判断する、などによりポンプ２の寿命あるいは異常と判断してポンプ２を停止する。さらに、給湯装置１００の表示部（図示せず）にて寿命あるいは異常表示等を行うことによりポンプ２の交換時期を知らせる。

ポンプ２の据付時の速度初期値は、据付後の運転開始から数時間後の平均速度などでもよく、この値をメモリに記憶しておけばよい。

ここではポンプ制御回路７を給湯装置１００に搭載する適用例を示したが、給湯装置以外のポンプ搭載機器でもよい。

実施の形態３．
実施の形態１（図４）では、タンク１、ポンプ２、ポンプ制御回路７を搭載するタンクユニット７０と、熱交換器３を含む冷媒回路５、熱交換器３を含む水回路４を搭載する熱源機ユニット８０とを備える給湯装置１００を示したが、本実施の形態では、それと異なる構成の給湯装置１００について説明する。

図８は実施の形態３を示す図で、給湯装置１００の構成図である。給湯装置１００は、タンク１を搭載するタンクユニット７０と、熱交換器３及びポンプ２を含む水回路４、ポンプ制御回路７、熱交換器３を含む冷媒回路５を搭載する熱源機ユニット８０とを備える。タンクユニット７０と熱源機ユニット８０との間は、水配管４ａで接続される。水配管４ａの長さは、設置条件により異なる。

図８において、タンク１、熱交換器３、ポンプ２間を内部に水８が流れる水配管４ａで接続して水回路４を構成し、熱交換器３等を内部に冷媒９が流れる冷媒配管で接続して冷媒回路５を構成する。

ポンプ２にポンプ制御回路７が接続される。ポンプ制御回路７は、実施の形態１（図１）のものでもよいし、実施の形態２（図６）のものでもよい。

実施の形態１（図４）と異なる点を説明する。本実施の形態では、図８に示すように、タンクユニット７０は、タンク１、水回路４を搭載している。また、熱源機ユニット８０には、熱交換器３及びポンプ２を含む水回路４、ポンプ制御回路７、熱交換器３を含む冷媒回路５を搭載している。

以上のように、ポンプ２とポンプ制御回路７とは、実施の形態１のようにタンクユニット７０に設けてもよいし、本実施の形態のように、熱源機ユニット８０に設けてよい。

本実施の形態でも、ポンプ２とポンプ制御回路７とを同じ熱源機ユニット８０に搭載したので、両者間の信号線が短い配線で済む。そのため、外来ノイズやインバータを搭載する駆動回路４０の電源線のノイズが信号線に誘導することがなくなる。各回路の誤動作・誤判断が無くなり、より高い信頼性を有するポンプ２及び給湯装置１００が得られる。

本発明の活用例として、給湯装置１００内の水８を加熱する時に使用するポンプ２への適用例を示したが、給湯装置１００の水８を利用して風呂水を加熱する時に使用するポンプや、その他、家庭用ポンプ、床暖房装置などに利用可能である。その場合は、熱交換器３では水同士が熱交換を行うものもある。

実施の形態１を示す図で、給湯装置１００の構成図。 実施の形態１を示す図で、ポンプ２の断面図。 実施の形態１を示す図で、駆動回路４０の構成図。 実施の形態１を示す図で、給湯装置１００の構成図。 実施の形態１を示す図で、電流波形の変化を示す図。 実施の形態２を示す図で、給湯装置１００の構成図。 実施の形態２を示す図で、回転数の変化を示す図。 実施の形態３を示す図で、給湯装置１００の構成図。

符号の説明

１ タンク、２ ポンプ、３ 熱交換器、４ 水回路、４ａ 水配管、５ 冷媒回路、７ ポンプ制御回路、７ａ 駆動指令回路、７ｂ 脈動電流検出回路、７ｃ 電流検出回路、７ｄ 脈動速度検出回路、７ｅ 速度検出回路、８ 水、９ 冷媒、１０ 鉄心、１１ 巻線、１２ インシュレータ、１３ 回路基板、１４ リード線、１５ 第１のケーシング、１５ａ 軸孔、１６ モールド樹脂、１７ ステータ部、１８ 軸受、１９ ホイール、２０ 磁石部、２１ ロータ部、２２ 吸水口、２３ 吐出口、２４ 第２のケーシング、２５ 羽根車、２６ ポンプ部、２７ 軸、２８ ワッシャー、２４ａ 軸孔、３０ トランジスタ、３１ ダイオード、３２ パワー回路、３３ 直流電源入力部、３５ インバータ出力部、４０ 駆動回路、４１ 位置検出回路、４２ 波形生成回路、４４ プリドライバ回路、７０ タンクユニット、８０ 熱源機ユニット、１００ 給湯装置。

Claims (14)

1. 水を循環させ、モータを搭載するとともに、制御部を有する装置に搭載されるポンプにおいて、
   前記モータに設けられ、当該ポンプの回転モニタ信号を出力する駆動回路と、
   前記モータの電流を検出する電流検出回路と、前記電流検出回路から出力される電流検出信号が入力され脈動電流信号を出力する脈動電流検出回路と、
   前記脈動電流検出回路から出力される脈動電流信号、前記制御部からの流量制御信号及び前記駆動回路からの前記回転モニタ信号が入力され、且つ前記駆動回路へ速度指令信号を出力する駆動指令回路とを有し、当該ポンプの制御を行うポンプ制御回路とを備え、
   前記脈動電流検出回路が出力する前記脈動電流成分が設定した所定値を超えた場合、前記駆動指令回路は当該ポンプの回転数を変化させる速度指令信号を前記駆動回路へ出力することを特徴とするポンプ。
2. 前記脈動電流検出回路は、前記脈動電流成分が設定した所定値を一定時間超えた場合、前記脈動電流信号を前記駆動指令回路に出力することを特徴とする請求項１記載のポンプ。
3. 前記脈動電流検出回路は、前記電流検出回路から入力される電流検出信号からリップル電流成分を除去するローパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項１記載のポンプ。
4. 水を循環させ、モータを搭載するとともに、制御部を有する装置に搭載されるポンプにおいて、
   前記モータに設けられ、前記ポンプの回転モニタ信号を出力する駆動回路と、
   前記駆動回路からの前記回転モニタ信号が入力され、前記ポンプの速度を検出する速度検出回路と、前記速度検出回路から出力される速度検出信号が入力され、脈動速度信号を出力する脈動速度検出回路と、前記脈動速度検出回路からの前記脈動速度信号、前記制御部からの流量制御信号及び前記駆動回路から前記回転モニタ信号が入力され、且つ前記駆動回路へ前記速度指令信号を出力する駆動指令回路とを有し、当該ポンプの制御を行うポンプ制御回路とを備え、
   前記脈動速度検出回路が出力する前記脈動速度成分が設定した所定値を超えた場合、前記駆動指令回路は、当該ポンプの回転数を変化させる前記速度指令信号を前記駆動回路へ出力することを特徴とするポンプ。
5. 前記脈動速度検出回路は、前記脈動速度成分が設定した所定値を一定時間超えた場合、前記脈動速度信号を前記駆動指令回路に出力することを特徴とする請求項４記載のポンプ。
6. 前記脈動速度検出回路は、前記速度検出回路から入力される速度検出信号から、リップル速度成分を除去するローパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項４記載のポンプ。
7. 前記モータをブラシレスＤＣモータで構成することを特徴とする請求項１又は請求項４記載のポンプ。
8. 前記ポンプ制御回路は、前記電流検出回路が検出する前記モータの電流値と、当該ポンプ据付時における前記モータの電流初期値とを比較して当該ポンプの寿命又は異常を判断することを特徴とする請求項１記載のポンプ。
9. 前記電流初期値は、当該ポンプ据付後の運転開始から所定時間後の平均電流とし、この値をメモリに記憶しておくことを特徴とする請求項８記載のポンプ。
10. 前記ポンプ制御回路は、前記速度検出回路が検出する当該ポンプの速度と、当該ポンプ据付時における当該ポンプの速度初期値とを比較して当該ポンプの寿命又は異常を判断することを特徴とする請求項４記載のポンプ。
11. 前記速度初期値は、当該ポンプの据付後の運転開始から所定時間後の平均速度とし、この値をメモリに記憶しておくことを特徴とする請求項１０記載のポンプ。
12. 冷媒と水とまたは水同士とが熱交換を行う熱交換器を有する熱源機ユニットと、水回路の水を貯留するタンクを有するタンクユニットと、前記熱源機ユニットと前記タンクユニットからなる当該給湯装置の制御を行う制御部とを備え、
    前記タンクユニットに、請求項１又は請求項４に記載のポンプを搭載したことを特徴とする給湯装置。
13. 前記熱源機ユニット又は前記タンクユニットのいずれか一方に、前記ポンプと前記ポンプ制御部とを設けたことを特徴とする請求項１２記載の給湯装置。
14. 当該給湯装置は表示部を備え、前記ポンプの寿命又は異常を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１２記載の給湯装置。

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