JP5509156B2 - Pump device - Google Patents

Pump device Download PDF

Info

Publication number
JP5509156B2
JP5509156B2 JP2011160436A JP2011160436A JP5509156B2 JP 5509156 B2 JP5509156 B2 JP 5509156B2 JP 2011160436 A JP2011160436 A JP 2011160436A JP 2011160436 A JP2011160436 A JP 2011160436A JP 5509156 B2 JP5509156 B2 JP 5509156B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrical machine
rotating electrical
pump
housing
pump device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011160436A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013024149A5 (en
JP2013024149A (en
Inventor
敏夫 富田
啓 岡藤
伸一 高橋
幸央 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority to JP2011160436A priority Critical patent/JP5509156B2/en
Priority to PCT/JP2012/002821 priority patent/WO2013014832A1/en
Priority to KR1020137031749A priority patent/KR101531548B1/en
Priority to CN201280035234.9A priority patent/CN103688450B/en
Priority to CN201610841906.5A priority patent/CN106953451B/en
Publication of JP2013024149A publication Critical patent/JP2013024149A/en
Publication of JP2013024149A5 publication Critical patent/JP2013024149A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5509156B2 publication Critical patent/JP5509156B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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。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。   Conventionally, pump devices have been used for various purposes such as residential water supply, factory water supply, and incorporation into customer assembly products. Most of the pump devices used for factory water supply are operated at a fixed speed of the maximum rotation speed with a commercial power source. 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には、インバータをモータ部の外側に付属したポンプ装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 below discloses a pump device in which an inverter is attached to the outside of a motor unit.

特開2009−278807号公報JP 2009-278807 A

しかしながら、ポンプ装置を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、ポンプ装置の重心が偏っている場合、配管に負荷をかけることとなる。またポンプ装置交換の際には、一時的にポンプ装置を単体で置くこととなり、安定して自立できることが求められる。   However, when the pump device is incorporated into the factory water supply or customer assembly product, it is incorporated in the middle of the piping, so if the center of gravity of the pump device is biased, a load is applied to the piping. In addition, when replacing the pump device, the pump device is temporarily placed as a single unit, and it is required to be able to stably stand on its own.

特許文献1に記載の技術では、制御部をモータ部の外側に取り付けている分だけ重心が偏る。ポンプ部、回転電機部の重量が制御部に比べて十分に大きい場合は自立は可能であるが、制御部分もポンプ部、回転電機部に対しかなりの重量を有するので安定して自立しているとはいえずこの点については考慮されていない。   In the technique described in Patent Document 1, the center of gravity is biased by the amount of attaching the control unit to the outside of the motor unit. Self-supporting is possible when the weight of the pump unit and rotating electrical machine unit is sufficiently larger than the control unit, but the control unit also has a considerable weight with respect to the pump unit and rotating electrical machine unit, so it is stable and independent. However, this point is not considered.

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、設備配管や製品構造に負荷をかけず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、安定して自立可能な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 attached to equipment piping and a product structure without applying a load.Variable speed operation control such as constant pressure control can be performed by a single pump device. An object of the present invention is to provide a pump device that can stably and independently stand.

上記の課題を実現するために本発明では、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、前記羽根車を回転駆動する回転電機部と、が一体になったポンプ装置において、前記回転電機部はハウジングを有し、該ハウジングの周囲に、前記回転電機部に駆動電流を供給するためのインバータ本体と、前記回転電機の運転制御を行う制御基板と、インバータの回路の一部を構成するコンデンサと、が配置され、前記ハウジングと、前記インバータと、前記制御基板と、前記コンデンサの少なくとも一部を収納するケースを備え、前記インバータ本体と前記コンデンサは、離れた位置に配置される構成とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in the pump device in which a pump part provided in a pump casing and having an impeller and a rotating electric machine part that rotationally drives the impeller are integrated, the rotating electric machine The part has a housing, and around the housing constitutes an inverter body for supplying drive current to the rotating electrical machine part, a control board for controlling operation of the rotating electrical machine, and a part of the inverter circuit A capacitor is disposed, the housing, the inverter, the control board, and a case that accommodates at least a part of the capacitor, wherein the inverter body and the capacitor are disposed at separate positions. To do.

上記の構成により、回転電機部及び制御部分を一体化したポンプ装置において、自立性及びバランス性の優れたポンプ装置を実現することができる。   With the above configuration, in the pump device in which the rotating electrical machine portion and the control portion are integrated, it is possible to realize a pump device having excellent self-supporting property and balance.

本発明の一実施例であるポンプ装置の全体構成を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the whole structure of the pump apparatus which is one Example of this invention. 図1に示したポンプ装置の断面図である。It is sectional drawing of the pump apparatus shown in FIG. 本発明の一実施例になるポンプ装置の駆動用の、回転電機組立体の全体構成の一実施例を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows one Example of the whole structure of the rotary electric machine assembly for the drive of the pump apparatus which becomes one Example of this invention. 上記ポンプ装置の駆動用の回転電機組立体のカバー内に内蔵される回転電機部分の全体構造を示す展開斜視図である。It is an expansion | deployment perspective view which shows the whole structure of the rotary electric machine part incorporated in the cover of the rotary electric machine assembly for the drive of the said pump apparatus. 図4に示した回転電機をカバー内に収納する際の各部を示す展開斜視図である。FIG. 5 is a developed perspective view showing each part when the rotating electrical machine shown in FIG. 4 is housed in a cover. 上記回転電機組立体において、ハウジングに取り付ける電力変換装置とステータ(電機子)との位置関係の他の例を説明する一部切断斜視図である。FIG. 5 is a partially cut perspective view illustrating another example of the positional relationship between a power conversion device attached to a housing and a stator (armature) in the rotating electrical machine assembly. 上記回転電機組立体において、ステータ(電機子)を構成するコアの他の例を示す斜視図である。In the said rotary electric machine assembly, it is a perspective view which shows the other example of the core which comprises a stator (armature). 電力変換装置をモータ部の外側に配置した一体型ポンプ装置の重心の説明図である。It is explanatory drawing of the gravity center of the integrated pump apparatus which has arrange | positioned the power converter device on the outer side of a motor part. 図8のポンプ装置の倒れやすさを説明する図である。It is a figure explaining the ease of falling of the pump apparatus of FIG. 本発明のポンプ装置の重心の説明図である。It is explanatory drawing of the gravity center of the pump apparatus of this invention. 本発明のポンプ装置の倒れやすさを説明する図である。It is a figure explaining the ease of falling of the pump apparatus of this invention. 本発明のポンプ装置の望ましい重心の位置を説明する図である。It is a figure explaining the position of the desirable gravity center of the pump apparatus of this invention.

以下、本発明になる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。   The details of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図1には、本発明の一実施例になる、例えば屋外設置ポンプ装置であって、縦置直動型ポンプの全体構成が示されている。   First, FIG. 1 shows an entire configuration of a longitudinally-directed direct-acting pump, for example, an outdoor-installed pump device according to an embodiment of the present invention.

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。符号30は、電力変換装置を収納したケース、符号40は、ノイズフィルタ内蔵端子箱を示す。   In this figure, the code | symbol 1 shows a pump casing and the code | symbol 10 has shown the cover which covers the outer periphery of a rotary electric machine assembly. Reference numeral 20 denotes a cooling cover. Reference numeral 30 denotes a case in which the power converter is accommodated, and reference numeral 40 denotes a noise filter built-in terminal box.

図2は、ポンプ装置の断面図を示している。後述するように、遠心ファンが回転することにより外部から空気が取り込まれ、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、エンドブラケットとの間の隙間を通って外部に流出する、空気の流れを考慮し、符号2で示すケーシングカバーが取り付けられている。   FIG. 2 shows a cross-sectional view of the pump device. As will be described later, when the centrifugal fan rotates, air is taken in from the outside, passes through the cover, flows between the cooling fins formed on the outer peripheral surface of the housing, and passes through the gap between the end bracket and the end bracket. A casing cover denoted by reference numeral 2 is attached in consideration of the flow of air flowing out to the outside.

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おり、ポンプ使用時には、前記回転軸は、ポンプ設置面に対して垂直方向となる。   The rotating electrical machine main body is housed inside the cover 10, and a rotating shaft (shaft) 56 of the rotating electrical machine is connected to rotate an impeller disposed in the pump casing. The rotating shaft of the impeller in the pump unit and the rotating shaft of the rotating electrical machine unit coincide with each other. When the pump is used, the rotating shaft is perpendicular to the pump installation surface.

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。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. Reference numeral 10 denotes a cover that covers the outer periphery of the rotating electrical machine main body, and has a substantially cylindrical outer shape. The cover 10 is formed into a predetermined shape by, for example, pressing a plate-shaped resonance suppression material. More specifically, noise and vibration can be suppressed by attaching a sound absorbing material, a soundproofing material, a vibration damping material, a vibration damping material, or the like inside the cover.

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 cooling cover 20 containing a centrifugal fan 21 to be described later is attached to one end portion (back side in the drawing) of the cylindrical cover 10 in the axial direction, and the other end portion (front side in the drawing). ) Is attached with an end bracket 11 of a rotating electrical machine described below. Further, on the outer peripheral surface of the cylindrical cover 10, a case 30 (a case for a power conversion device) containing a power conversion device, which will be described later, and a terminal box with a built-in noise filter (a terminal box with a built-in noise filter) 40) are respectively attached.

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。なお、本例では、その一例として、永久磁石式回転電機が示されている。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 electrical machine portion 50 incorporated in the cover 10 is shown as an exploded view. In this example, a permanent magnet type rotating electrical machine is shown as an example. In this figure, reference numeral 51 denotes a so-called substantially cylindrical housing (or also referred to as “frame”), and this housing 51 is made of, for example, a material such as aluminum having excellent heat conductivity (thermal conductivity). It is formed by extruding. In addition, as shown in the figure, the housing 51 has a large number of cooling fins 52L and 52S extending in parallel along a cylindrical rotation axis on the entire outer peripheral surface thereof. In addition, a plane 53 having a relatively large area for mounting the above-described power conversion device (that is, the case for the power conversion device) 30 is formed on a part (the upper portion in the drawing) of the outer peripheral surface of the housing 51. A relatively large (longer extending) cooling fin 52L is formed in the periphery in the horizontal direction.

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 cylindrical housing 51, and the cylindrical inner space of the armature 54 is inserted. Inside, a rotor (rotor) 55 configured by arranging a plurality of permanent magnets in a cylindrical shape is inserted, and is attached rotatably through a predetermined gap. Reference numeral 56 in the figure denotes a rotating shaft (shaft) that is formed integrally with the rotor (rotor) 55, and the rotational driving force of the rotating electrical machine is driven through the shaft, for example, by a pump or the like. Communicate to equipment. Reference numeral 57 in the figure is an end bracket attached to the end of the housing 51 on the side opposite to the end bracket 11 described above, and reference numeral 58 in the figure is outside the end bracket 57. The centrifugal fan attached to the said rotating shaft (shaft) 56 is shown.

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 electrical machine 50 described above is housed in the cover 10 shown in FIG. That is, the rotating electrical machine 50 has a substantially arc-shaped outer cross section in a part of the outer peripheral surface of the housing 51, for example, in a part where the relatively short cooling fins 52 are formed around the lower part in the illustrated example. The formed control & I / F board case 60 and smoothing capacitor case 70 are attached (or fixed), and then inserted into the cover 10 (see arrows in the figure). Further, the electric power provided in part on the flat surface 53 of the housing 51 is partly provided with a power switching element (for example, IGBT) which is a heating element constituting the inverter through an opening 511 provided in a part of the cover 10. The conversion device 31 is attached to a flat surface 53 formed on a part of the housing 51 of the rotating electrical machine 50, and then a cover (cover for power conversion device) 30 for protection is attached from the outside (see the arrow in the figure). reference). Further, the above-described terminal box (noise filter built-in terminal box) 40 is attached to a part of the outer peripheral surface of the housing 51 (see the arrow in the figure). And the cooling cover 20 mentioned above is attached to the other edge part (left end of a figure) of the housing 51. FIG. Further, reference numeral 21 in the figure indicates a small hole for taking in external air, which is formed in a large number of mesh shapes in the substantially central portion of the wall surface of the cooling cover 20.

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 centrifugal fan 58 attached to the tip of the rotating shaft (shaft) 56 that rotates with the operation of the rotating electrical machine is provided. Rotating, air from outside is guided to the inside of the cover 10 and flows between the cooling fins 52 formed on the outer peripheral surface of the housing 51 to exchange heat (see the white arrow in FIG. 4). Then, it flows out through the gap between the end bracket 11 at the other end. That is, the air flow generated by the rotation of the centrifugal fan 58 cools the housing 51 in which many cooling fins 52 are formed on the outer peripheral surface thereof.

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 power converter device 31 comprises an inverter as mentioned above, since the power switching element which is a heat generating element is provided in the inside, the emitted-heat amount is large. However, according to the present invention, as described above, the power converter 31 is a part of the housing 51 provided integrally on the outer periphery of the stator (stator) 54 in order to discharge the heat generated by the rotating electrical machine to the outside, that is, , And directly attached to the mounting plane portion 53. According to this, the heat generated in the power converter 31 is transmitted to the housing 51 together with the heat generated by the rotating electrical machine (particularly, the heat generated by the armature), and the entire outer peripheral surface is made of a material having excellent heat conductivity. The cooling fins 52 formed so that a large number are arranged in parallel are efficiently transmitted to the outside air. That is, together with the heat generated by the rotating electrical machine, the heat generated by the power conversion device 31 can be efficiently discharged to the outside, thereby achieving a good cooling effect of the power conversion device.

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 fins 52 that are relatively large (extend long) in the horizontal direction are disposed around the mounting plane 53 formed on the upper portion of the cylindrical housing 51 in which the power conversion device 31 is disposed. Therefore, it is possible to efficiently cool the heat generated by the electric power converter 31 together with the heat generated by the rotating electrical machine.

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 / F board case 60 and the capacitor case 70 are also attached (fixed) to a part of the outer peripheral surface of the housing 51. Heat generated inside these cases can also be efficiently discharged to the outside through the cooling fins 52 formed on the outer periphery of the housing 51 in the same manner as described above.

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、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 / F board case 60 includes a control controller (for example, a control microcomputer) and a communication I / F board inside, and a resin material or the like is injected into the case. It has excellent environmental resistance and impact resistance. Then, by attaching the control & I / F board case 60 to a part of the rotating electrical machine, it is possible to perform a wireless / wired communication function with the outside as well as drive control of the outdoor installation pump. In addition, according to this, for example, by mounting a pressure sensor, a flow rate sensor, etc. on the control & I / F board, these amounts can be automatically controlled as a feedback signal. By transmitting (communication), centralized management, an integrated energy saving monitor system, and the like can be realized. In other words, this makes it possible to perform operation management and energy-saving operation of an outdoor installation pump, and to realize remote monitoring control and centralized management, and further, systemization by a plurality of pumps.

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 capacitor case 70 contains therein a smoothing capacitor that constitutes a part (component) of the inverter circuit of the power converter 31. Similarly to the above, a resin material or the like is contained therein. By injecting, environmental resistance and impact resistance are achieved. Moreover, although the DC reactor which comprises a part of inverter was demonstrated as what was integrated in a part of the said power converter device 31 in this example, this DC reactor is similarly incorporated in an exclusive case. Then, it may be attached to a part of the outer peripheral surface of the housing 51.

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 power converter 31 is a flat portion of the cylindrical housing 51. 53, on the rotation center axis thereof, deviates from the position of the central portion (indicated by the broken line B in the figure) of the stator (armature) 54 that is the heat generating portion on the rotating electrical machine side, and is incorporated in the cooling cover 20, for example. It arrange | positions so that it may be located close to the centrifugal fan 21 side made. According to this, efficient cooling can be achieved by dispersing the heat generating parts without concentrating.

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 housing 51 to which the power conversion device 30 described above is attached ( A cut portion 541), a so-called cut core, can also be employed. According to this, the power converter 30 and the stator (armature) 54, which are heat generating parts, are thermally separated at the cut portions, whereby the absorption of heat by the housing 51 is separated and cooled efficiently. It becomes possible.

次に、本発明のポンプ装置のバランス性及び自立安定性について図8〜図13の模式図により説明する。   Next, the balance and the self-supporting stability of the pump device of the present invention will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS.

図8はインバータを含む電力変換装置を従来の回転電機組立体(モータ部)を一体化したポンプ装置に設置する場合の重心の位置についての説明図(模式図)である。図8ではポンプ部と一体化されたモータ部分に対し、その外側に電力変換装置を一括して配置している。この場合は、電力変換装置の重量が大きく、電力変換装置とモータ部を組み合わせた重心の位置は、図8の下部に示すように回転電機(モータ)の回転軸から大きくはずれることとなる。   FIG. 8 is an explanatory diagram (schematic diagram) of the position of the center of gravity when a power conversion device including an inverter is installed in a pump device integrated with a conventional rotating electrical machine assembly (motor unit). In FIG. 8, the power converters are collectively arranged outside the motor part integrated with the pump part. In this case, the weight of the power conversion device is large, and the position of the center of gravity combining the power conversion device and the motor unit greatly deviates from the rotating shaft of the rotating electrical machine (motor) as shown in the lower part of FIG.

このような状態では、図9に示すようにポンプ装置全体がわずかに傾いた場合であっても、重心の位置がモータ部の回転軸から外れた位置にあるためすぐに倒れてしまい、バランス性及び自立安定性が十分でないことが分かる。このようなポンプ装置を配管途中に組み込むと他の配管部位に大きな負荷となることが分かる。   In such a state, even if the entire pump device is slightly inclined as shown in FIG. 9, the center of gravity is located away from the rotation axis of the motor unit, so it falls down immediately, and the balance property It can be seen that the self-supporting stability is not sufficient. It can be seen that when such a pump device is incorporated in the middle of the piping, a large load is applied to other piping parts.

図10には本発明のポンプ装置の重心を示す説明図(模式図)を示す。本発明においては、図8とは異なり、少なくともその一部が回転電機組立体のカバーの内部に収納されるように、電力変換装置、制御基板及び平滑コンデンサを離して配置する。   FIG. 10 is an explanatory diagram (schematic diagram) showing the center of gravity of the pump device of the present invention. In the present invention, unlike FIG. 8, the power converter, the control board, and the smoothing capacitor are arranged apart from each other so that at least a part thereof is housed in the cover of the rotating electrical machine assembly.

具体的には、図5に示されるように電力変換装置31をハウジング51の上部に配置し、コンデンサ用ケース70はハウジング51の下部の奥、制御&I/F基板用ケース60はハウジング51の下部の手前に配置する。それぞれの部材は、回転電機の回転軸を中心に略120°離れている。   Specifically, as shown in FIG. 5, the power conversion device 31 is arranged at the upper part of the housing 51, the capacitor case 70 is located at the back of the lower part of the housing 51, and the control & I / F board case 60 is located at the lower part of the housing 51. Place in front of. Each member is approximately 120 ° apart from the rotation axis of the rotating electrical machine.

本発明では、特に、電力変換装置31と平滑コンデンサの重量が、制御&I/F基板60の重量よりも大きいことを考慮すると、少なくとも電力変換装置と平滑コンデンサを回転電機の回転軸に対し離れた位置(例えば120°〜180°)に配置することが必要である。   In the present invention, especially considering that the weight of the power converter 31 and the smoothing capacitor is larger than the weight of the control & I / F board 60, at least the power converter and the smoothing capacitor are separated from the rotating shaft of the rotating electrical machine. It is necessary to arrange at a position (for example, 120 ° to 180 °).

一方、ノイズフィルタについては、その重量が電力変換装置に対し、相対的に小さいことから、ノイズフィルタ用ケース40は、カバー10の外部に配置されているが、ポンプ装置の重心の位置への影響は小さい。   On the other hand, since the weight of the noise filter is relatively small with respect to the power converter, the noise filter case 40 is disposed outside the cover 10, but the influence on the position of the center of gravity of the pump device. Is small.

これにより、図10の下部に示すようにモータ部及びそれぞれの電力変換装置、制御基板、コンデンサ、ポンプ部の全てを合わせた重心は、モータ部の回転軸の近傍となる。   Thereby, as shown in the lower part of FIG. 10, the center of gravity of the motor unit and the respective power converters, the control board, the condenser, and the pump unit is in the vicinity of the rotation axis of the motor unit.

図11に示すように、本発明のポンプ装置においては、その重心がモータ部の回転軸の近傍にあるため、ある程度の傾けてもポンプが倒れず、バランス性及び自立安定性を確保することができる。これにより、配管途中に本発明のポンプ装置を設置した場合に配管や他の部位に大きな負荷をかけることなく安定して設置ができる。また、設置作業時においても本発明のポンプ装置は、自立性に優れることから、ポンプが倒れることによるポンプ装置又は他の部材の損傷を防ぐことができ、また作業性に優れるものである。   As shown in FIG. 11, in the pump device of the present invention, since the center of gravity is in the vicinity of the rotating shaft of the motor unit, the pump does not fall even if tilted to some extent, and balance and self-supporting stability can be ensured. it can. Thereby, when the pump apparatus of this invention is installed in the middle of piping, it can install stably, without applying big load to piping or another site | part. Moreover, since the pump device of the present invention is excellent in self-supporting property even during installation work, it is possible to prevent damage to the pump device or other members due to the fall of the pump, and excellent workability.

図12にはポンプ装置全体としての重心の望ましい位置の領域を示す。重心の位置は、中心軸に近いほど倒れにくくなることから、中心軸近傍となるようにする。特に、ポンプ部における羽根車の回転軸と、回転電機部の回転軸は一致しており、モータ部とポンプ部の回転軸を中心にモータ部の直径の1/2の範囲内にあることが望ましいといえる。   FIG. 12 shows a region of a desirable position of the center of gravity of the entire pump device. Since the position of the center of gravity is less likely to fall as it is closer to the center axis, it is set to be near the center axis. In particular, the rotation axis of the impeller in the pump unit and the rotation axis of the rotating electrical machine unit are coincident and may be within a range of ½ of the diameter of the motor unit with the rotation axis of the motor unit and the pump unit as the center. This is desirable.

さらに、重心が低いほうが倒れにくくなることから、図12の網掛け部に示すように、モータ部のハウジングの円筒部分の上部底面の中心点を頂点として、モータ部の下部底面の直径の1/2の円とにより規定される円錐内部とすることが望ましい。尚、ここではモータ部の直径とはカバーに覆われたモータ部の最大径を意味する。   Further, since the lower center of gravity is more difficult to fall, as shown in the shaded portion in FIG. 12, the center point of the upper bottom surface of the cylindrical portion of the housing of the motor portion is the top, and the diameter of the lower bottom surface of the motor portion is 1 / The inside of the cone defined by the circle of two is desirable. Here, the diameter of the motor part means the maximum diameter of the motor part covered by the cover.

上記の実施例においては、屋外設置ポンプの駆動用の回転電機組立体を、永久磁石式回転電機により構成するものとして説明したが、本発明はこれに限られることなくその他の形式の回転電機により構成されるものであってもよく、それによっても同様の効果が得られることは、当業者であれば明らかであろう。更に、上記の実施例では、カバー10は、回転電機部分50の全体をほぼ覆うように延長して形成されるものとして説明したが、これについても、本発明はこれに限られることなく、例えば、カバー10を、回転電機部分50をその長手方向の略半分程度としてもよく、その場合にも、やはり、上述と同様の効果が得られるであろう。   In the above embodiment, the rotating electrical machine assembly for driving the outdoor-installed pump has been described as being constituted by a permanent magnet type rotating electrical machine. However, the present invention is not limited to this, and other types of rotating electrical machines are used. It will be apparent to those skilled in the art that the same effect may be obtained by the configuration. Further, in the above embodiment, the cover 10 is described as being formed so as to substantially cover the entire rotating electrical machine portion 50. However, the present invention is not limited to this, and for example, The cover 10 may have the rotating electrical machine portion 50 approximately half the length thereof, and in this case, the same effect as described above will be obtained.

1…ポンプケーシング、2…ケーシングカバー、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 SYMBOLS 1 ... Pump casing, 2 ... Casing cover, 10 ... Cover, 20 ... Cooling cover, 21 ... Centrifugal fan, 30 ... Case for power converters, 31 ... Power converter, 40 ... Terminal box with built-in noise filter, 50 ... Rotating electric machine (Parts), 51 ... housing, 52L, 52S ... cooling fins, 54 ... stator (stator, armature), 55 ... rotor (rotor), 56 ... rotating shaft (shaft), 60 ... for control & I / F board Case: 70: Case for smoothing capacitor, 541: Cut portion of (core), H: Heat generating portion, B: Center portion of armature

Claims (7)

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部と、が一体になったポンプ装置において、前記回転電機部は、円筒部分から構成されるハウジングを有し、該ハウジングの周囲に、前記回転電機部に駆動電流を供給するためのインバータ本体と、前記回転電機部の運転制御を行う制御基板と、インバータの回路の一部を構成するコンデンサと、が配置され、前記ハウジングと、前記インバータと、前記制御基板と、前記コンデンサの少なくとも一部を収納するケースを備え、前記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おり、前記ポンプ装置の重心は、前記回転軸を中心に前記回転電機部の直径の1/2の範囲内にあることを特徴とするポンプ装置。In a pump device in which a pump unit provided in a pump casing and having an impeller and a rotating electrical machine unit that rotationally drives the impeller are integrated, the rotating electrical machine unit has a housing formed of a cylindrical portion. An inverter body for supplying a drive current to the rotating electrical machine unit, a control board for controlling the operation of the rotating electrical machine unit, and a capacitor constituting a part of the inverter circuit are provided around the housing. The housing, the inverter, the control board, and a case that houses at least a part of the capacitor, and the rotation axis of the impeller in the pump unit and the rotation axis of the rotating electrical machine unit coincide with each other. The pump device is characterized in that the center of gravity of the pump device is within a range of ½ of the diameter of the rotating electrical machine part around the rotation axis. 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部と、が一体になったポンプ装置において、前記回転電機部は、円筒部分から構成されるハウジングを有し、該ハウジングの周囲に、前記回転電機部に駆動電流を供給するためのインバータ本体と、前記回転電機部の運転制御を行う制御基板と、インバータの回路の一部を構成するコンデンサと、が配置され、前記ハウジングと、前記インバータと、前記制御基板と、前記コンデンサの少なくとも一部を収納するケースを備え、前記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おり、前記ポンプ装置の重心は、前記回転電機部のハウジングの円筒部分の上部底面の中心点を頂点として、前記回転電機部の直径の1/2の円とにより規定される円錐内部にあることを特徴とするポンプ装置。In a pump device in which a pump unit provided in a pump casing and having an impeller and a rotating electrical machine unit that rotationally drives the impeller are integrated, the rotating electrical machine unit has a housing formed of a cylindrical portion. An inverter body for supplying a drive current to the rotating electrical machine unit, a control board for controlling the operation of the rotating electrical machine unit, and a capacitor constituting a part of the inverter circuit are provided around the housing. The housing, the inverter, the control board, and a case that houses at least a part of the capacitor, and the rotation axis of the impeller in the pump unit and the rotation axis of the rotating electrical machine unit coincide with each other. The center of gravity of the pump device is a half of the diameter of the rotating electrical machine part, with the center point of the upper bottom surface of the cylindrical portion of the housing of the rotating electrical machine part as a vertex. Pump apparatus, characterized in that in the conical interior defined by a circle. ポンプ使用時には、前記回転軸は、ポンプ設置面に対して垂直方向となることを特徴とする請求項1または2記載のポンプ装置。3. The pump device according to claim 1, wherein when the pump is used, the rotation shaft is perpendicular to the pump installation surface. 前記ハウジングの周囲に、リアクトルを設けたことを特徴とする請求項1または2記載のポンプ装置。 Around the housing, the pump device according to claim 1, wherein in that a reactor. 前記ハウジングの周囲に、ノイズフィルタを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ装置。 Around the housing, the pump device according to claim 1 or 2, characterized in that a noise filter. 前記ポンプケーシング内に圧力センサを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ装置。 Pump device according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure sensor in the pump casing. 前記インバータ本体と、前記コンデンサと、前記制御基板は、前記回転電機の回転軸を中心に互いに離れた位置に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ装置。 3. The pump device according to claim 1, wherein the inverter main body, the capacitor, and the control board are arranged at positions separated from each other around a rotation axis of the rotating electrical machine unit .
JP2011160436A 2011-07-22 2011-07-22 Pump device Active JP5509156B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011160436A JP5509156B2 (en) 2011-07-22 2011-07-22 Pump device
PCT/JP2012/002821 WO2013014832A1 (en) 2011-07-22 2012-04-25 Pumping device
KR1020137031749A KR101531548B1 (en) 2011-07-22 2012-04-25 Pumping device
CN201280035234.9A CN103688450B (en) 2011-07-22 2012-04-25 Pump installation
CN201610841906.5A CN106953451B (en) 2011-07-22 2012-04-25 Pump device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011160436A JP5509156B2 (en) 2011-07-22 2011-07-22 Pump device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013024149A JP2013024149A (en) 2013-02-04
JP2013024149A5 JP2013024149A5 (en) 2014-03-13
JP5509156B2 true JP5509156B2 (en) 2014-06-04

Family

ID=47782783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011160436A Active JP5509156B2 (en) 2011-07-22 2011-07-22 Pump device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5509156B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101547495B1 (en) 2013-12-26 2015-08-26 갑을오토텍(주) BLDC motor apparatus having EMI filter module
JP7350625B2 (en) * 2019-11-05 2023-09-26 株式会社荏原製作所 Pump casing and pump equipment
CN113285566B (en) * 2021-05-28 2022-07-15 天津中德应用技术大学 Integrated type integral type motor system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0574168U (en) * 1992-01-09 1993-10-08 株式会社明電舎 Variable speed device built-in rotating electric machine
JPH09163681A (en) * 1995-12-12 1997-06-20 Hitachi Ltd Dynamo-electric machine for electric car
JP3818213B2 (en) * 2002-05-01 2006-09-06 株式会社デンソー Electric compressor
JP2007306741A (en) * 2006-05-12 2007-11-22 Toshiba Corp Motor with integrated controller
JP4874890B2 (en) * 2007-08-10 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 Drive device
JP5215728B2 (en) * 2008-05-16 2013-06-19 株式会社荏原製作所 Motor assembly and pump device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013024149A (en) 2013-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5722644B2 (en) Rotating electric machine
CN106953451B (en) Pump device
JP5783830B2 (en) Rotating electric machine
JP5312614B2 (en) Inverter integrated drive module
CA2758673C (en) Brushless dc motor structure
JP5792542B2 (en) Pump device
JP5509156B2 (en) Pump device
WO2015181868A1 (en) Rotating electric machine assembly body
JP6302023B2 (en) Rotating electric machine
JP6005771B2 (en) Rotating electrical machine assembly
JP6518714B2 (en) Pump device
JP2019143640A (en) Pump device
JP2020051358A (en) Control board and water supply device
EP3130064A1 (en) Electric drive unit provided with drive outlets that are operable independently to each other
JP6133941B2 (en) Pump device
JP4712234B2 (en) Water supply equipment
CN107394969B (en) Novel motor for washing machine
JP2016044868A (en) Outdoor equipment and air conditioner including the same
JP3996923B2 (en) Inverter-driven motor and equipment driven by inverter-driven motor
JP2016019399A (en) Power conversion device integrated motor
RU2280305C1 (en) Electrical machine using magnetic bearings
CN116591970A (en) Centrifugal fan
JP2004159426A (en) Motor and cooling method thereof
JPH11299178A (en) Inverter-driven motor

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131227

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20131227

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20140213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140324

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5509156

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150