JP3072074U - 高圧水噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズル噴射圧の変更に伴うポンプ吐出圧の変
化に自動的に追従することが可能であり、電力損失の発
生を抑制することができる高圧水噴射装置を提供する。 【解決手段】 本考案に係る高圧水噴射装置１は、高圧
水を噴射する噴射ノズル２と、噴射ノズル２に給水する
プランジャポンプ４と、プランジャポンプ４を回転駆動
する交流モータ５とを備えてなるものであり、ポンプ吐
出圧と比例して変化するモータ軸５ａのトルクに対応し
ながら交流モータ５の回転数を増減制御するインバータ
７が設けられていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は高圧水噴射装置に係り、詳しくは、給水用のプランジャポンプと、こ のプランジャポンプを回転駆動する交流モータとを備えてなる高圧水噴射装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、高圧水噴射装置のうちには５×１０⁷〜２５×１０⁷Ｐａ程度の高圧 水を噴射する構成とされたものがあり、この種の高圧水噴射装置は、図示してい ないが、高圧水を噴射する噴射ノズルと、この噴射ノズルに一定圧力で水を供給 するプランジャポンプと、このプランジャポンプを回転駆動する交流モータとを 備えているのが一般的である。そして、このような高圧水噴射装置では、プラン ジャポンプの吐出側にリリーフバルブを予め設けておき、必要に応じてリリーフ 圧力を調整したうえで貯水槽へ帰還する水量を増加させることによって所定のポ ンプ吐出圧を確保し、一定圧力の水を噴射ノズルに供給して所要のノズル噴射圧 を確保することが行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の高圧水噴射装置でノズル噴射圧を変更した場合において は、プランジャポンプから噴射ノズルに至るまでの間で発生する負荷変化、例え ば、シール部分などからの漏水に伴う圧力変化に追従することが自動的には実行 されないことになっている。そのため、ノズル噴射圧を変更する都度、リリーフ 圧力を調整してノズル噴射圧に対応したポンプ吐出圧を維持しなければならず、 手間が掛かることになっていた。また、リリーフバルブを使用している限りは、 プランジャポンプで昇圧された水の一部を貯水槽へ帰還させるため、交流モータ を運転する電力の一部に損失が生じるという不都合もあった。

【０００４】 本考案は、このような不都合に鑑みて創案されたものであって、ノズル噴射圧 の変更に伴うポンプ吐出圧の変化に自動的に追従することが可能であり、電力損 失の発生を抑制することができる高圧水噴射装置の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の請求項１に係る高圧水噴射装置は、高圧水を噴射する噴射ノズルと、 噴射ノズルに給水するプランジャポンプと、プランジャポンプを回転駆動する交 流モータとを備えてなるものであり、ポンプ吐出圧と比例して変化するモータ軸 トルクに対応しながら交流モータの回転数を増減制御するインバータが設けられ ていることを特徴とする。

【０００６】 本考案の請求項２に係る高圧水噴射装置は請求項１に記載したものであり、イ ンバータは、所要のノズル噴射圧と対応してモータ軸トルクを増減させるよう交 流モータの回転数を制御するものであることを特徴としている。

【０００７】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【０００８】 図１は高圧水噴射装置の全体構成を簡略化して例示する説明図であり、図１中 の符号１は高圧水噴射装置を示している。なお、本実施の形態に係る高圧水噴射 装置の全体構成は、リリーフバルブを設けずにインバータを設けている点を除く と、従来の形態と基本的に異ならないことになっている。

【０００９】 本実施の形態に係る高圧水噴射装置１は、高圧水を噴射する噴射ノズル２と、 貯水槽３から吸い込んだ水を噴射ノズル２に供給する、つまり、噴射ノズル２に 給水するプランジャポンプ４と、プランジャポンプ４を回転駆動する交流モータ ５とを備えて構成されたものであり、プランジャポンプ４のポンプ軸４ａと交流 モータ５のモータ軸５ａとはカップリング６を介したうえで相互に連結されてい る。そして、高圧水噴射装置１が備える交流モータ５に対しては、プランジャポ ンプ４のポンプ吐出圧と比例して減少するモータ軸５ａのトルクに対応しながら 交流モータ５の回転数を増加させるインバータ７が設けられている。

【００１０】 この際におけるインバータ７は、モータ軸５ａのトルクを一定化させる機能、 つまり、トルクベクトル制御機能を有するものであり、トルク検出部７ａと、演 算比較部７ｂと、インバータ部７ｃとから構成されている。そして、トルク検出 部７ａではプランジャポンプ４のポンプ軸４ａと連結された交流モータ５のモー タ軸５ａのトルクが検出される一方、演算比較部７ｂでは、設定されたノズル噴 射圧と対応してポンプ吐出圧が変化するプランジャポンプ４のポンプ軸４ａと連 結された交流モータ５で必要とされるモータ軸５ａのトルクを算出し、モータ軸 ５ａの実際のトルクと相互比較したうえでインバータ部７ｃを通じて交流モータ ５の回転数を増減制御させることが行われる。なお、ここでのトルク検出部７ａ としては、トルクの検出に限られず、パルスジェネレータのほか、磁束検出器な どが用いられる。

【００１１】 すなわち、本実施の形態に係る高圧水噴射装置１にあっては、プランジャポン プ４の特性によってポンプ吐出圧の減少がすべてモータ軸５ａのトルクの減少と して反映される。そこで、交流モータ５に設けられたインバータ７は、モータ軸 ５ａのトルクが減少するのに伴って交流モータ５の回転数を増加させることにな り、交流モータ５の回転数が増加すると、プランジャポンプ４から噴射ノズル２ へと供給される水のポンプ吐出圧が増加する。その結果、この噴射ノズル２から 噴射される水のノズル噴射圧は一定に維持されることになる。

【００１２】 以上説明したように、インバータ７が設けられた高圧水噴射装置１では、プラ ンジャポンプ４から噴射ノズル２に至るまでの間で負荷変化が発生した場合、つ まり、漏水などに伴うノズル噴射圧の減少が発生した場合には、ノズル噴射圧に 対応したポンプ吐出圧を維持するよう交流モータ５の回転数を増加させる制御が インバータ７でもって自動的に実行されるのである。 なお、本実施の形態においては、プランジャポンプ４のポンプ吐出圧が減少す るとしているが、ポンプ吐出圧の減少のみに限定されることはなく、ポンプ吐出 圧が増加した場合にも、ポンプ吐出圧の増加に対応して交流モータ５の回転数を 減少させる制御がインバータ７でもって自動的に実行されることは勿論である。 また、インバ−タはポンプ吐出圧の設定をすることができることは言うまでもな いことである。

【００１３】

【考案の効果】

本考案に係る高圧水噴射装置によれば、リリーフバルブを設けずにインバータ を設ける構成を採用しているため、ノズル噴射圧の変更に伴う負荷変化に対する 自動的な追従が可能となり、ポンプ吐出圧を一定に維持できるという効果が得ら れる。また、負荷に対応した交流モータの運転がインバータによって実現される ため、大幅な省電力が可能になるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る高圧水噴射装置の全体構成
を簡略化して例示する説明図である。

【符号の説明】

１ 高圧水噴射装置 ２ 噴射ノズル ４ プランジャポンプ ５ 交流モータ ７ インバータ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧水を噴射する噴射ノズルと、噴射ノ
   ズルに給水するプランジャポンプと、プランジャポンプ
   を回転駆動する交流モータとを備えてなる高圧水噴射装
   置であって、 ポンプ吐出圧と比例して変化するモータ軸トルクに対応
   しながら交流モータの回転数を増減制御するインバータ
   が設けられていることを特徴とする高圧水噴射装置。
2. 【請求項２】 インバータは、所要のノズル噴射圧と対
   応してモータ軸トルクを増減させるよう交流モータの回
   転数を制御するものであることを特徴とする請求項１に
   記載した高圧水噴射装置。