JP2015208226A - Pump unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば工場の送水ラインや製品の一部として組み込まれるポンプ装置に関する。 The present invention relates to a pump device incorporated as a part of a factory water supply line or product, for example.
従来からポンプ装置は、住宅給水や工場内送水、顧客組立製品への組込みと、様々な用途で使用されている。 Conventionally, pump devices have been used for various purposes such as residential water supply, factory water supply, and incorporation into customer assembly products.
中でも、工場送水や顧客組立製品に組み込む際には配管の途中に組み込むため、ポンプ装置交換の際には、既設ポンプ装置と同等の取付寸法、あるいは同等の外形寸法であることが求められる。さらに、工場送水に用いられるポンプ装置の大部分は、商用電源で最大回転速度の固定速で運転されている。需要水量に応じてポンプを可変速運転する可変速ポンプ装置にすれば、省エネルギを達成できるが、可変速ポンプ装置にするためにはインバータを含む制御盤の設置工事が必要であった。 Above all, since it is installed in the middle of piping when it is installed in factory water supply or customer assembly products, when replacing the pump device, it is required to have the same mounting dimensions or the same outer dimensions as the existing pump device. Furthermore, most of the pump devices used for factory water supply are operated with a commercial power supply at a fixed maximum speed. Energy saving can be achieved by using a variable speed pump device that operates the pump at a variable speed according to the amount of water demand, but installation of a control panel including an inverter is required to obtain a variable speed pump device.
例えば、以下の特許文献1によれば、設備配管を変えることなく取り付けることが可能で、圧力一定制御などの可変速運転制御なポンプ装置が知られている。引用文献1の図1においては、ポンプケーシング内に設けられ羽根車を有するポンプ部と、羽根車11を回転駆動するモータ部とが一体になったポンプ装置において、圧力センサの信号を受けてポンプ部を可変速運転する制御部をモータ部の外側に配置している。
For example, according to the following
また、電動機としては、特許文献2によれば、中容量以上の出力機種における制御装置一体型構造をもつ電動機が知られている。引用文献2の図1には、コントローラ部の制御装置ケースを複数のユニットケースに分割し、ユニットケースは、積み重ねて反負荷側エンドブラケットまたはハウジングに固定される構成が開示されている。 Further, as an electric motor, according to Patent Document 2, an electric motor having a control device integrated structure in an output model having a medium capacity or higher is known. FIG. 1 of the cited document 2 discloses a configuration in which the control device case of the controller unit is divided into a plurality of unit cases, and the unit cases are stacked and fixed to the non-load-side end bracket or the housing.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、配管取付寸法には互換性があるが、制御部をモータ部の外側に取り付けている分だけ寸法が大きくなり、制御盤を別に設置していた既設ポンプ装置に対し、外形寸法に互換性がない。また、設置スペースが狭い、製品内部に組み込む、など据付条件が厳しい環境においては既設ポンプ装置との交換は不可能である。
However, in the technique described in
特許文献2に記載の電動機では、回転電機本体と共に搭載される各種の部品のうち、特に、電力変換装置では、インバータを構成するパワースイッチング素子(例えば、IGBTなど)、その発熱が大きい。そのため、上記特許文献2に開示されたように、回転電機の一方の端部に、その回転軸上に積み重ねて配置された円筒状のケースの内部に搭載した場合、当該インバータ(即ち、そのパワースイッチング素子)の発熱を確実に外部に放熱することは難しかった。 In the electric motor described in Patent Document 2, among various components mounted together with the rotating electrical machine main body, in particular, in the power conversion device, a power switching element (for example, IGBT) constituting the inverter generates a large amount of heat. Therefore, as disclosed in Patent Document 2 above, when mounted in one end of a rotating electrical machine inside a cylindrical case that is stacked on the rotating shaft, the inverter (ie, its power) It was difficult to reliably dissipate the heat generated by the switching element) to the outside.
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、放熱を確実に行いながら、設備配管や製品構造を変えることなく取り付けることが可能で、圧力一定制御などの可変速運転制御などをポンプ装置単体で行うことができる省スペースの駆動部制御装置一体型ポンプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be mounted without changing the equipment piping and product structure while reliably performing heat dissipation, and variable speed operation control such as constant pressure control can be performed by a single pump device. It is an object of the present invention to provide a space-saving drive unit control device-integrated pump device that can be carried out in the above-described manner.
ポンプケーシング内に設けられ羽根車を有するポンプ部と、前記羽根車を回転駆動する回転電機と、が一体になったポンプ装置において、前記回転電機は、その外周に複数の冷却フィンを有するハウジングと、前記ハウジングに取り付けられる固定子と、前記回転電機の回転軸に固定され、複数の永久磁石を円筒状に配置して構成された回転子と、回転軸を支持する軸受と、軸受が取り付けられるエンドブラケットと、前記ポンプ部が取付けられる側とは反対側のエンドブラケットの端に取り付けられたファンと、前記ハウジングを覆うカバーと、前記ハウジングの一部に取り付けられた当該回転電機の電機子に駆動電流を供給する電力変換装置と、前記ハウジングの他の部分に取付けられ、外部との入出力を行うと共に前記電力変換装置を介して前記回転電機の動作を制御する制御基板と、を備える構成とする。 In a pump device in which a pump unit provided in a pump casing and having an impeller and a rotating electric machine that rotationally drives the impeller are integrated, the rotating electric machine includes a housing having a plurality of cooling fins on an outer periphery thereof; A stator attached to the housing, a rotor fixed to a rotating shaft of the rotating electrical machine and configured by arranging a plurality of permanent magnets in a cylindrical shape, a bearing for supporting the rotating shaft, and a bearing are attached. An end bracket, a fan attached to an end of the end bracket opposite to the side on which the pump unit is attached, a cover covering the housing, and an armature of the rotating electrical machine attached to a part of the housing A power conversion device that supplies a drive current, and a power conversion device that is attached to the other part of the housing, performs input / output with the outside, and A configuration and a control board for controlling the operation of the rotary electric machine and.
本発明によれば、放熱に優れ、既設品交換に適した省スペースの駆動部制御装置一体型ポンプ装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the space-saving drive part control apparatus integrated pump apparatus excellent in heat dissipation and suitable for replacement | exchange of existing goods.
以下、本発明の実施の形態の詳細について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1には、本発明の一実施例である、例えば屋外設置ポンプ装置の全体構成が示されている。この図において、符号1はポンプケーシングを示し、符号10は、回転電機組立体の外周を覆うカバーを示している。符号20は冷却カバーを示す。符号40は、ノイズフィルタ内蔵端子箱を示し、これらポンプケーシング、カバー、ノイズフィルタ内蔵端子箱、および電力変換装置を収納したケースの外形寸法が、既設ポンプ装置である誘導電動機搭載のポンプ装置の外形寸法と同等以下となるように制限し、構成されている。後に説明するように本発明の電動機は、その冷却構造構成及び制御部分の部品の配置構造に特徴を有しており、放熱効果が高く、また、既設ポンプ装置を制御盤を別途有する誘導電動機搭載のポンプ装置とした場合、このポンプ部分の外形寸法と同等以下にすることが可能となる。送水管や製品に影響を与えることなく、駆動部制御装置一体型ポンプ装置に置き換えることができる。
First, FIG. 1 shows an entire configuration of, for example, an outdoor installation pump apparatus that is an embodiment of the present invention. In this figure, the code |
図2では、ポンプ装置の断面図を示している。後述する、遠心ファンが回転することにより外部から取り込まれ、カバーを通り、ハウジングの外周表面に多数形成された冷却フィンの間を流れて、空気の流れを考慮したエンドブラケットと一体としたケーシングカバー、またはエンドブラケットを設けている。また、カバー10の内部には回転電機本体が収納されており、回転電機の回転軸(シャフト)56は、ポンプケーシング内に配置された羽根車を回転させるように接続されている。ポンプ部における羽根車の回転軸と、前記回転電機部の回転軸は一致している。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the pump device. The casing cover, which will be described later, is taken in from the outside when the centrifugal fan rotates, passes through the cover, flows between cooling fins formed on the outer peripheral surface of the housing, and is integrated with the end bracket in consideration of the air flow. Or, an end bracket is provided. The rotating electrical machine main body is housed inside the
図3には、上記図1、図2にて使用される回転電機組立体の全体構成が示されている。即ち、この図において、符号10は、回転電機本体の外周を覆うカバーを示しており、略円筒形状の外形を備えている。このカバー10は、板状の共振抑制材料を、例えば、押圧加工等を行って、所定の形状に形成されている。より具体的には、カバーの内側に吸音材、防音材、制振材、防振材等を取り付けることによって、騒音や振動の抑制が可能になる。
FIG. 3 shows the overall configuration of the rotating electrical machine assembly used in FIGS. That is, in this figure, the code |
上記円筒形カバー10の軸方向における一方の端部(図の奥側)には、後にも説明する遠心ファン21を内蔵する冷却カバー20が取り付けられ、また、他方の端部(図の手前側)には、以下に述べる回転電機のエンドブラケット11が取り付けられている。更に、上記円筒形カバー10の外周面には、後にも説明する電力変換装置を収納したケース(電力変換装置用ケース)30や、その内部にノイズフィルタを内蔵した端子箱(ノイズフィルタ内蔵端子箱)40が、それぞれ、取り付けられている。
A
続いて、図4には、上記カバー10内に内蔵される回転電機部分50の全体構造が、展開図として示されている。この図において、符号51は、所謂、略円筒状のハウジング(又は、「フレーム」とも言う)を示しており、このハウジング51は、例えば、伝熱性(熱伝導性)に優れたアルミニウム等の材料を押し出すことにより形成されている。また、このハウジング51は、図にも示すように、その外周表面の全体には、円筒形の回転軸に沿って並列に延びた多数の冷却フィン52L、52Sを形成している。また、このハウジング51の外周表面の一部(図では、上部)には、上述した電力変換装置(即ち、電力変換装置用ケース)30を取り付けるための比較的大きな面積の平面53を形成しており、その周囲には、水平方向に、比較的大きい(長く延びた)冷却フィン52Lを形成している。
Subsequently, in FIG. 4, the entire structure of the rotating
なお、この円筒状のハウジング51の内部には、上記永久磁石式回転電機の固定子(ステータ)54を構成する電機子が挿入して固定されると共に、当該電機子54の円筒状の内部空間内には、複数の永久磁石を円筒状に配置して構成された回転子(ロータ)55が挿入され、所定の隙間を介して、回転自在に取り付けられている。また、図における符号56は、上記回転子(ロータ)55と一体に形成されて回転軸(シャフト)であり、回転電機の回転駆動力を、当該軸を介して、例えば、ポンプ等の被駆動機器に伝達する。また、図中の符号57は、上述したエンドブラケット11とは反対側において、ハウジング51の端部に取り付けられたエンドブラケットであり、更に、図中の符号58は、当該エンドブラケット57の外側で上記回転軸(シャフト)56に取り付けられる遠心ファンを示している。
Note that an armature constituting the stator (stator) 54 of the permanent magnet type rotating electric machine is inserted and fixed in the
更に、図5には、上述した回転電機50を上記図3に示したカバー10の内部に収納する際の各部が、展開図として示されている。即ち、回転電機50は、そのハウジング51の外周表面の一部、例えば、図の例では、下部周辺の比較的短い冷却フィン52が形成されている部分には、その外形断面が略円弧状に形成された制御&I/F基板用ケース60や平滑コンデンサ用ケース70が取り付けられ(又は、固定され)、その後、上記カバー10の内部に挿入される(図の矢印を参照)。また、ハウジング51の平面53には、カバー10の一部に設けられた開口部511を介して、インバータを構成する発熱素子であるパワースイッチング素子(例えば、IGBTなど)を一部に備えた電力変換装置31が、回転電機50のハウジング51の一部に形成された平面53に取り付けられ、その後、その保護のためのカバー(電力変換装置用カバー)30が外側から取り付けられる(図の矢印を参照)。更に、ハウジング51の外周表面の一部には、上述した端子箱(ノイズフィルタ内蔵端子箱)40が取り付けられる(図の矢印を参照)。そして、ハウジング51の他の端部(図の左端)には、上述した冷却カバー20が取り付けられる。また、図中の符号21は、当該冷却カバー20の壁面の略中央部に、多数、メッシュ状に形成した、外部の空気を取り入れるために小孔を示している。
Further, FIG. 5 is an exploded view showing each part when the rotating
即ち、上述した回転電機本体やその周辺装置をも含めた回転電機組立体によれば、回転電機の運転も伴って回転する回転軸(シャフト)56により、その先端に取り付けられた遠心ファン58が回転し、外部からの空気がカバー10の内部に導かれ、ハウジング51の外周表面に多数形成された冷却フィン52の間を流れて熱交換を行ない(上記図4の白抜きの矢印を参照)、その後、他端のエンドブラケット11との間の隙間を通って外部に流出する。即ち、遠心ファン58の回転により生じる空気流により、その外周表面に冷却フィン52が多数形成されたハウジング51が冷却される。
That is, according to the rotating electrical machine assembly including the rotating electrical machine main body and the peripheral devices described above, the
なお、電力変換装置31は、上述したように、インバータを構成するため、その内部に発熱素子であるパワースイッチング素子を備えていることから、その発熱量が大きい。しかしながら、本発明によれば、上述したように、電力変換装置31は、回転電機の発熱を外部に排出するために固定子(ステータ)54の外周に一体に設けたハウジング51の一部、即ち、その取り付け用の平面部53に直接的に取り付けられる。このことによれば、電力変換装置31における発熱は、回転電機の発熱(特に、その電機子における発熱)と共に、当該ハウジング51に伝達し、その外周表面の全体において、伝熱性に優れた材料により多数が並列に並ぶように形成された冷却フィン52により、外気に効率的に伝達されることとなる。即ち、回転電機の発熱と共に、電力変換装置31の発熱を、効率良く外部へ排出することが可能となり、もって、電力変換装置の良好な冷却効果が達成されることとなる。
In addition, since the
特に、上述の実施例では、電力変換装置31が配置される円筒状ハウジング51の上部に形成した取り付け用の平面53の周辺には、水平方向に、比較的大きい(長く延びた)冷却フィン52が形成されていることから、回転電機の発熱と共に電力変換装置31の発熱をも、効率的に、冷却することが可能となる。
In particular, in the above-described embodiment, the cooling
また、上述したように、本発明によれば、制御&I/F基板用ケース60やコンデンサ用ケース70についても、ハウジング51の外周表面の一部に取り付けられて(固定されて)いることから、これらケースの内部における発熱も、上記と同様に、ハウジング51の外周に形成した冷却フィン52を介して、効率的に外部へ排出することが可能となる。
Further, as described above, according to the present invention, the control & I /
なお、この制御&I/F基板用ケース60とは、その内部に、制御用のコントローラ(例えば、制御用マイコン)と共に、通信用のI/F基板を内蔵し、その内部に樹脂材等を注入したものであり、耐環境性や耐衝撃性にも優れたものである。そして、この制御&I/F基板用ケース60を回転電機の一部に取り付けることによれば、屋外設置ポンプの駆動制御と共に、無線/有線による外部との通信機能をも可能となる。また、これによれば、例えば、制御&I/F基板に、圧力センサ、流量センサ等を搭載することによれば、これらの量をフィードバック信号として自働制御を可能とし、更には、サポートセンサに伝達(通信)することにより、集中管理や統合省エネモニタシステム等も実現可能となる。即ち、これにより、屋外設置ポンプの運転管理や省エネ運転等が可能となると共に、後述のように、遠隔監視制御や集中管理、更には、複数のポンプによるシステム化をも実現することが可能となる。
The control & I /
また、コンデンサ用ケース70とは、その内部に、上記電力変換装置31のインバータ回路の一部(部品)を構成する平滑コンデンサを収容したものであり、上記と同様に、その内部に樹脂材等を注入することにより、耐環境性や耐衝撃性を図っている。また、インバータの一部を構成するDCリアクトルは、本例では、上記電力変換装置31の一部に組み込まれているものとして説明したが、このDCリアクトルについても、同様に、専用ケース内に内蔵してハウジング51の外周表面の一部に取り付けてもよい。
Further, the
加えて、本発明では、上記の実施例に代えて、例えば、図6にも示すように、電力変換装置31における発熱部(図のメッシュ部)Hが、上記円筒形状のハウジング51の平面部53上で、その回転中心軸上において、回転電機側の発熱部であるステータ(電機子)54の中心部(図に破線Bで示す)の位置から外れて、例えば、上記冷却カバー20に内蔵された遠心ファン21側に近く位置するように配置する。このことによれば、発熱部が集中することなく分散されることにより、効率的な冷却が可能となる。
In addition, in the present invention, instead of the above-described embodiment, for example, as shown in FIG. 6, the heat generating portion (mesh portion in the figure) H in the
更には、ステータ(電機子)54として、図7にも示すように、その外周の一部、特に、上述した電力変換装置30が取り付けられるハウジング51の平面部に近接する部分を切り欠いた(カット部541)、所謂、カットコアを採用することもできる。これによれば、発熱部である電力変換装置30とステータ(電機子)54とをカット部分で熱的に分離することにより、ハウジング51による熱の吸収をそれぞれに分離して効率的に冷却することが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the stator (armature) 54 is cut out at a part of the outer periphery thereof, in particular, a portion close to the flat portion of the
以上のように本発明のポンプ装置によれば、上述した説明からも明らかなように、外周に冷却用のフィンを形成したハウジングをインバータ等の発熱部品の冷却部として直接的に利用し、もって、インバータを含む電力変換装置、そして各種の回路基板、更には、ノイズフィルタやコンデンサをも含めて一体に構成する。即ち、本発明では、永久磁石式モータを採用することにより、モータの寸法としては、誘導電動機の寸法よりも小さくすることが可能となる。そして、電力変換措置及び制御基板等の部品を上述のようにハウジングの周囲に配置することで、その外形寸法を同等の出力性能を持つ、制御盤を別途有する誘導電動機を搭載したポンプ装置の外形寸法と同等以下とするポンプ装置を提供することが可能となる。つまり、既設の誘導電動機を搭載したポンプ装置と置き換えが可能な上、制御盤が不要となり大幅な省スペース化が実現できる。 As described above, according to the pump device of the present invention, as is clear from the above description, the housing in which the cooling fins are formed on the outer periphery is directly used as a cooling unit for heat-generating parts such as an inverter. , A power converter including an inverter, various circuit boards, and a noise filter and a capacitor. That is, in the present invention, by adopting a permanent magnet motor, the size of the motor can be made smaller than the size of the induction motor. Then, by arranging parts such as the power conversion measure and control board around the housing as described above, the outer shape of the pump device equipped with the induction motor having the same output performance as the outer dimensions and having the control panel separately. It becomes possible to provide a pump device having a size equal to or smaller than the size. In other words, it can be replaced with a pump device equipped with an existing induction motor, and a control panel is not required, thereby realizing a significant space saving.
また、外形寸法のみならず、従来の課題であった放熱についても上述のような放熱構造を採用することで高い放熱効果を得ることができ、実用的にも駆動可能なポンプ装置を提供することができる。 In addition to external dimensions, a heat pump that can be driven practically can be obtained by adopting the heat dissipation structure as described above for heat dissipation, which has been a conventional problem. Can do.
本発明においては、上述のような特徴を湯酢売る有する駆動部制御装置一体型ポンプ装置であることから、制御盤を別途設置する必要がなく、複数台のポンプ装置に対し、携帯端末やポンプ監視場または同種のポンプ装置のマスター機等から簡単に制御を行うことができる。 In the present invention, it is a drive unit control device integrated pump device that sells hot water and vinegar with the above-described features, so there is no need to separately install a control panel, and a portable terminal or pump for multiple pump devices Control can be easily performed from a monitoring station or a master machine of the same type of pump device.
上記の特長を生かした駆動部制御装置一体型ポンプ装置の制御について図8〜図10を用いて説明する。 Control of the drive unit control device integrated pump device taking advantage of the above features will be described with reference to FIGS.
図8は同種のポンプを複数台使用するときの制御方法のフローチャートである。ポンプ停止中(101)においては、水量が所定の基準よりも増えるか又は圧力が所定の基準よりも下がる場合(102)にポンプの起動が必要であると判断されポンプが1台を起動することとなる(103)。一方、水量が減るような場合(104)は、ポンプの起動の必要はないため、ポンプ停止の状態が継続される(101)。 FIG. 8 is a flowchart of a control method when a plurality of pumps of the same type are used. While the pump is stopped (101), it is determined that the pump needs to be started when the amount of water increases from the predetermined reference or the pressure falls below the predetermined reference (102), and one pump starts up. (103). On the other hand, when the amount of water decreases (104), it is not necessary to start the pump, so the pump stop state is continued (101).
ポンプ1台が運転中の場合(201)においても、水量が所定の基準よりも増えるか又は圧力が所定の基準よりも下がる場合(202)にさらなるポンプの起動が必要であると判断され、さらにポンプを1台を起動することとなる(203)。一方、水量が減るような場合(204)は、ポンプの起動の必要はないため、ポンプ1台停止を停止させる(205)。 Even when one pump is in operation (201), it is determined that further pump activation is required when the water volume increases above a predetermined standard or the pressure falls below a predetermined standard (202), and One pump is started (203). On the other hand, when the amount of water is reduced (204), it is not necessary to start the pump, so that one pump is stopped (205).
さらにポンプ2台が運転中の場合(301)においても、水量が所定の基準よりも増えるか又は圧力が所定の基準よりも下がる場合(302)にさらなるポンプの起動が必要であると判断されさらにポンプを1台を起動することとなる(303)。一方、水量が減るような場合(304)は、ポンプ1台停止を停止させる(305)。3台以上についても上記と同様のフローにより制御が行われる。 Further, even when two pumps are in operation (301), it is determined that further pump activation is required when the water volume increases from a predetermined reference or the pressure falls below a predetermined reference (302). One pump is started (303). On the other hand, when the amount of water decreases (304), the stoppage of one pump is stopped (305). For three or more units, control is performed according to the same flow as described above.
上記のようなポンプの制御は、図9に示すように複数の駆動部制御装置一体型ポンプ装置に対し、ポンプ監視場または同種のポンプ装置のマスター機等から行われる。 Control of the pump as described above is performed from a pump monitoring station or a master device of the same type of pump device for a plurality of drive unit control device-integrated pump devices as shown in FIG.
各ポンプ装置に対し、ポンプ監視場または同種のポンプ装置のマスター機等から、現在の状態の確認、運転開始の指示、運転停止の指示などが送られる。このような指示は、ポンプ装置の制御&I/F基板用に内蔵された無線LANやBluetooth(登録商標)等の無線通信又は制御信号線(有線)により行われる。 A confirmation of the current state, an operation start instruction, an operation stop instruction, etc. are sent to each pump apparatus from a pump monitoring station or a master machine of the same type of pump apparatus. Such an instruction is performed by wireless communication such as a wireless LAN or Bluetooth (registered trademark) built in the control & I / F board of the pump device or a control signal line (wired).
通信においては、各ポンプ装置に識別番号が割り当てられる。ポンプ装置の制御基板は記憶部を備えており、ポンプ装置固有の識別番号を記憶する領域を持つ。ある決まった数字(例えば0000〜0099)以外のランダムに作成した数字を識別番号とし事前に決められた通信フォーマットに従いデータを送信する。ポンプ監視場または同種のポンプ装置のマスター機等からポンプ装置にデータを送信したものの、返信がない場合には、ランダムに定める時間後に、通信を再送する。返信がある場合には、返信データで指定された識別番号(例えば0000〜0099)をそのポンプ装置の識別番号として使用する。通信がぶつからないようにするためには0000〜0099が割り当てられているポンプ装置は、それぞれが通信を行なった後0000〜0099以外の通信が行うことができるよう一定時間通信を控えるようにする。 In communication, an identification number is assigned to each pump device. The control board of the pump device includes a storage unit and has an area for storing an identification number unique to the pump device. Data is transmitted in accordance with a predetermined communication format using a randomly generated number other than a predetermined number (for example, 0000 to 0099) as an identification number. If data is transmitted from the pump monitoring station or the master device of the same type of pump device to the pump device but there is no reply, the communication is retransmitted after a randomly determined time. When there is a reply, an identification number (for example, 0000 to 0099) designated by the reply data is used as the identification number of the pump device. In order to prevent communication from colliding, the pump devices to which 0000 to 0099 are assigned are set to refrain from communication for a certain period of time so that communication other than 0000 to 0099 can be performed after each communication.
ポンプ装置故障時には、ポンプ装置側から故障の旨を通信で伝える。ポンプ監視場や,運転台数を管理しているポンプ装置マスター機は故障したポンプ装置があれば、そのポンプ装置は停止させ、代わりのポンプ装置を起動する。 When the pump device fails, the fact that the pump device has failed is communicated via communication. If there is a pump device that has failed, the pump monitoring station or the pump device master machine that manages the number of operating units stops the pump device and activates a replacement pump device.
また、ポンプ装置を監視する監視装置やポンプ装置が、他のポンプの運転状況(故障中であれば故障の内容)や故障来歴、また、併設されている同種のポンプ装置の台数、同種のポンプ装置の並列可能台数、現在運転しているポンプ装置の台数、及び故障しているポンプ装置の台数を記憶する領域を持つ。携帯端末にこれらの情報を出力することで、1つの監視装置あるいはポンプ装置と通信することで全てのポンプ装置の状況(全体の状況)を把握する事ができる。 In addition, the monitoring device or pump device that monitors the pump device is the operation status of other pumps (the content of the failure if it is in failure), the history of the failure, the number of pump devices of the same type installed, the same type of pumps It has an area for storing the number of devices that can be connected in parallel, the number of pump devices that are currently operating, and the number of pump devices that are malfunctioning. By outputting these pieces of information to the portable terminal, it is possible to grasp the status (the overall status) of all the pump devices by communicating with one monitoring device or the pump device.
また、さらに、ポンプ装置の制御基板は、位置情報検出装置(例えば、GPS装置)を持つ場合には、ポンプ装置の設置位置を把握することができ、ポンプ装置の位置毎に複数台のポンプ装置をグループ化して制御することができる。 Furthermore, when the control board of the pump device has a position information detection device (for example, a GPS device), the installation position of the pump device can be grasped, and a plurality of pump devices are provided for each position of the pump device. Can be grouped and controlled.
図10は、複数台のポンプ装置の接続関係を示すブロック図である。図10において、1−1、1−4、2−1、2−4、3−1、3−4は、仕切り弁、1−2は、1号機ポンプ部、2−2は、2号機ポンプ装置部、3−2は3号機ポンプ装置部、1−3、2−3、3−3は、逆止弁、1−5は、1号機モータ部、2−5は2号機モータ部、3−5は3号機モータ部、1−6は、1号機電力変換装置、2−6は、2号機電力変換装置、3−6は、3号機電力変換装置、1−7は、1号機制御基板、2−7は2号機制御基板、3−7は3号機制御基板、1−8は1号機無線インターフェース、2−8は2号機無線インターフェース、3−8は3号機無線インターフェースを示す。
FIG. 10 is a block diagram showing a connection relationship between a plurality of pump devices. 10, 1-1, 1-4, 2-1, 2-4, 3-1, 3-4 are gate valves, 1-2 is the No. 1 pump section, 2-2 is the No. 2 pump Device section, 3-2 is No. 3 pump apparatus section, 1-3, 2-3, 3-3 are check valves, 1-5 is No. 1 motor section, 2-5 is No. 2 motor section, 3 -5 is the No. 3 motor unit, 1-6 is the No. 1 power converter, 2-6 is the No. 2 power converter, 3-6 is the No. 3 power converter, and 1-7 is the No. 1 control board , 2-7 is a Unit 2 control board, 3-7 is a Unit 3 control board, 1-8 is a
例えば、携帯端末(図示せず)から、設定したいデータ(データ項目とデータ内容)を送信すると、ポンプ装置の無線インターフェース(1−8,2−8,3−8)を通じて、ポンプ制御データを記憶する記憶部の中に、データが書き込まれる。この場合、データを送信する対象を明確にするために、ポンプの識別番号を、データと共に送る。無線インターフェースや記憶部は、ポンプ装置の制御&I/F基板(1−8,2−8,3−8)の中に組み込まれる。 For example, when data (data items and data contents) to be set is transmitted from a portable terminal (not shown), the pump control data is stored through the wireless interface (1-8, 2-8, 3-8) of the pump device. Data is written into the storage unit. In this case, the identification number of the pump is sent together with the data in order to clarify the object to which the data is transmitted. The wireless interface and the storage unit are incorporated in the control & I / F board (1-8, 2-8, 3-8) of the pump device.
上記の携帯端末は表示装置を備えているのが望ましく、携帯端末での表示は、データ内容そのものではなく、それを変換したもの(例えば0→ポンプ停止、1→ポンプ運転、など)を表示する。携帯端末においては、運転状況や故障来歴を取得した時にも例えば故障内容を表すエラーコードであれば、そのエラーコードが指し示す内容を表示(例えばエラーコード「E1」が「過電流」であれば、表示は「過電流」)のように表示を行う。 The mobile terminal preferably includes a display device, and the display on the mobile terminal displays not the data content itself but a converted version (for example, 0 → pump stop, 1 → pump operation, etc.). . In the mobile terminal, even when the driving status and the history of failure are acquired, for example, if the error code represents the failure content, the content indicated by the error code is displayed (for example, if the error code “E1” is “overcurrent”, The display is as shown in “Overcurrent”).
次に、携帯端末から、運転状況取得の指令を与えると、ポンプ装置の無線インターフェース(1−8,2−8,3−8)を通じて、ポンプ運転データを記憶する記憶部の中から、運転状況データが読み出され、読み出されたデータが、無線インターフェースを通じて携帯端末に送られることとなる。 Next, when the operation status acquisition command is given from the portable terminal, the operation status is stored in the storage unit that stores the pump operation data through the wireless interface (1-8, 2-8, 3-8) of the pump device. Data is read, and the read data is sent to the mobile terminal through the wireless interface.
また、携帯端末からポンプを運転する場合、データの設定を行なうのと同じように、運転/停止の指令を与えたり、運転する周波数(モータ回転数)を設定することができる。「運転/停止の『指令』」ではなく、ポンプ装置の運転状態に関するデータ項目を指定し、運転させたい場合は、データに「運転」を設定し、停止させたい場合は、データに「停止」を設定することも可能である。 Further, when the pump is operated from the portable terminal, it is possible to give an operation / stop command and to set the operating frequency (motor rotation speed) in the same manner as data setting. Specify “Data” for the operation status of the pump device instead of “Operation / Stop“ command ””. If you want to start the operation, set “Operation” for the data. If you want to stop the operation, set the data to “Stop”. Can also be set.
図10に示すようにポンプ装置が3台以上ある場合に、予めポンプ装置に優先順位をつけ、優先順位がもっとも高いポンプ装置をマスタポンプ装置とすることができる。あるいは、ポンプ装置が稼動状態になってから(通電してから)優先順位を、そのポンプ装置の中で決めて優先順位がもっとも高いポンプ装置をマスタポンプ装置とすることができる。 As shown in FIG. 10, when there are three or more pump devices, priorities are given to the pump devices in advance, and the pump device with the highest priority can be used as the master pump device. Alternatively, the priority order can be determined in the pump apparatus after the pump apparatus is in an operating state (after energization), and the pump apparatus having the highest priority order can be set as the master pump apparatus.
以上説明したように、外部との通信が可能なインターフェースを有することにより、制御盤を設けることなく、複数台の駆動部制御装置一体型ポンプを容易に制御することができる。 As described above, by having an interface capable of communicating with the outside, a plurality of drive unit control device integrated pumps can be easily controlled without providing a control panel.
1…ポンプケーシング、2…ケーシングカバー、3…ベッド(ポンプベース)、10…カバー、20…冷却カバー、21…遠心ファン、30…電力変換装置用ケース、31…電力変換装置、40…ノイズフィルタ内蔵端子箱、50…回転電機(部分)、51…ハウジング、52L、52S…冷却フィン、54…固定子(ステータ、電機子)、55…回転子(ロータ)、56…回転軸(シャフト)、60…制御&I/F基板用ケース、70…平滑コンデンサ用ケース、541…(コアの)カット部、H…発熱部、B…電機子の中心部
DESCRIPTION OF
ポンプケーシング内に設けられ羽根車を有するポンプ部と、前記羽根車を回転駆動する回転電機と、が一体になったポンプ装置において、前記回転電機は、その外周に複数の冷却フィンを有するハウジングと、前記ハウジングの内部に収納される円筒状の固定子と、前記回転電機の回転軸に固定された回転子と、回転軸を支持する軸受と、前記回転軸に取り付けられたファンと、当該回転電機の電機子に駆動電流を供給するパワースイッチング素子を有する電力変換装置と、 前記電力変換装置を介して前記回転電機の動作を制御する制御基板と、前記電力変換装置の回路に使用されるコンデンサと、を備え、前記電力変換装置のパワースイッチング素子の発熱が前記ハウジングに伝達されるよう前記ハウジングに形成された電力変換装置の取付部に前記電力変換装置が直接取り付けられ、前記ファンにより前記ハウジングが空気冷却される構成とする。 In a pump device in which a pump unit provided in a pump casing and having an impeller and a rotating electric machine that rotationally drives the impeller are integrated, the rotating electric machine includes a housing having a plurality of cooling fins on an outer periphery thereof; A cylindrical stator housed in the housing , a rotor fixed to the rotating shaft of the rotating electrical machine, a bearing that supports the rotating shaft, a fan attached to the rotating shaft, and the rotation A power converter having a power switching element for supplying a drive current to an armature of the electric machine, a control board for controlling the operation of the rotating electric machine via the power converter, and a capacitor used in a circuit of the power converter A power converter formed on the housing so that heat generated by the power switching element of the power converter is transmitted to the housing. The power conversion device in section is attached directly to a structure in which the housing by the fan is air cooled.
Claims (12)
前記羽根車を回転駆動する回転電機と、が一体になったポンプ装置において、
前記回転電機は、
その外周に複数の冷却フィンを有するハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられる固定子と、
前記回転電機の回転軸に固定され、複数の永久磁石を円筒状に配置して構成された回転子と、
回転軸を支持する軸受と、
前記軸受が取り付けられるエンドブラケットと、
前記ポンプ部が取付けられる側とは反対側のエンドブラケットの端に取り付けられたファンと、
前記ハウジングを覆うカバーと、
前記ハウジングの一部に取り付けられた当該回転電機の電機子に駆動電流を供給する電力変換装置と、
前記ハウジングの他の部分に取付けられ、外部との入出力を行うと共に前記電力変換装置を介して前記回転電機の動作を制御する制御基板と、
を備えることを特徴とするポンプ装置。 A pump unit provided in the pump casing and having an impeller;
In the pump device integrated with the rotating electrical machine that rotationally drives the impeller,
The rotating electric machine is
A housing having a plurality of cooling fins on its outer periphery;
A stator attached to the housing;
A rotor fixed to the rotating shaft of the rotating electrical machine and configured by arranging a plurality of permanent magnets in a cylindrical shape;
A bearing that supports the rotating shaft;
An end bracket to which the bearing is mounted;
A fan attached to the end of the end bracket opposite to the side to which the pump part is attached;
A cover covering the housing;
A power converter for supplying a drive current to an armature of the rotating electrical machine attached to a part of the housing;
A control board that is attached to the other part of the housing, performs input / output with the outside, and controls the operation of the rotating electrical machine via the power converter;
A pump device comprising:
前記有線又は無線インターフェイスを介してポンプ監視場あるいは併設されている同種のポンプ装置との情報の送受信を行い前記ポンプ装置の識別番号を決定することを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The control board includes a wired or wireless interface for performing input / output with the outside,
2. The pump device according to claim 1, wherein an identification number of the pump device is determined by transmitting / receiving information to / from a pump monitoring station or the same type of pump device installed side by side through the wired or wireless interface.
前記有線又は無線インターフェイスにより、前記記憶部に記載された情報を端末機器に出力できることを特徴とする請求項10に記載のポンプ装置。 The control board includes a wired or wireless interface for performing input / output with the outside,
The pump device according to claim 10, wherein the information described in the storage unit can be output to a terminal device by the wired or wireless interface.
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