JP6563319B2 - ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ装置に関するものである。

ポンプ装置は、一般に、ポンプと、該ポンプを運転する電動機と、該電動機を可変速駆動する駆動装置としてのインバータとを備えている。インバータのパワー素子は、電動機にかかる負荷に従って発熱する。具体的には、ポンプが大流量の水を汲み上げているとき、電動機にかかる負荷が大きくなり、パワー素子の温度が上昇する。一方、ポンプを停止すると、パワー素子の温度は低下する。そこで、インバータのパワー素子を効率よく冷却するために、ポンプ装置は、ポンプの起動に伴って回転し、ポンプの停止に伴って停止するファンを備えている。

特許第４７５９４４５号公報 特開２０１２−１７７３０４号公報

インバータは、制御盤内に設置されるのが一般的である。この制御盤内の主な発熱部品はインバータのパワー素子である。ポンプが揚水する水の流量が少ない場合、電動機にかかる負荷は小さいため、パワー素子に流れる電流も少なく、パワー素子の発熱量は少ない。また、外気温が低く、パワー素子が自然冷却される場合もパワー素子を冷却する必要がない。

しかしながら、ポンプの運転に連動させてファンの起動および停止を行うと、パワー素子を冷却する必要がないタイミングでもファンは起動するため、無駄なエネルギーを消費してしまう。また、ファンの寿命は比較的短いため、必要以上にファンを運転すると、予定よりも早期にファンが故障してしまう。ファンが故障すると、故障したファンを交換するために、ポンプ装置の運転を停止しなければならない。

制御盤は屋外に設置されることがある。このような環境下では、ポンプが停止中であっても、真夏の直射日光などにより、制御盤内の温度は非常に高くなる。このような状況のときにファンを回転させても、制御盤内の温度は下がりにくい。さらに、最悪の場合、パワー素子の温度トリップ機能、つまり、インバータの保護機能が作動し、ポンプ装置は揚水不能となる。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、省エネルギーを達成しつつ、安定的にポンプの運転を継続することができるポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ポンプと、前記ポンプを回転させる電動機と、前記電動機を変速可能とするインバータ、および該インバータの動作を制御する制御部を含む制御ユニットと、前記制御ユニットを冷却するファンと、前記制御ユニット内の温度を測定する第１の温度センサと、前記インバータのパワー素子の温度を測定する第２の温度センサとを備え、前記制御部は、前記制御ユニット内の温度が第１のしきい値よりも高いとき、または前記パワー素子の温度が第２のしきい値よりも高いときに、前記ファンを起動し、前記パワー素子の温度が第３のしきい値よりも低いとき、または前記制御ユニット内の温度が第４のしきい値よりも低いときに、前記ファンを停止することを特徴とするポンプ装置である。

本発明の好ましい態様は、前記第１のしきい値、前記第２のしきい値、前記第３のしきい値、および前記第４のしきい値は、この順に大きいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１の温度センサは前記制御部に取り付けられており、前記第２の温度センサは前記パワー素子に取り付けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記パワー素子の温度並びに前記制御ユニット内の温度、および／または前記ファンが運転していることを表示する表示器をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、外部表示器と有線通信または無線通信で接続することができることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記制御部は、近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器に接続できることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、前記外部表示器からの電波を受信して該電波を電力に変換する制御部側アンテナ部と、前記電力によって駆動される集積回路および記憶部とを備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、前記パワー素子の温度並びに前記制御ユニット内の温度、および／または前記ファンの運転を示すデータを前記記憶部に記憶し、前記集積回路は、前記記憶部から前記データを読み取り、前記制御部側アンテナ部は前記データを前記外部表示器に送信することを特徴とする。

本発明によれば、制御ユニット内の温度、またはパワー素子の温度に基づいて、ファンが起動される。したがって、パワー素子の過熱に起因してポンプ装置が停止することを防止することができ、安定的にポンプの運転を継続することができる。さらに、パワー素子の長寿命化を図ることができる。
さらに、本発明によれば、制御ユニット内の温度、またはパワー素子の温度に基づいて、ファンが停止される。したがって、必要以上にファンを運転することを防止することができるため、省エネルギーを達成することができ、かつファンの長寿命化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るポンプ装置を示す模式図である。 図１に示すポンプ装置の詳細を示す図である。 制御ユニット内の温度およびパワー素子の温度と時間との関係を示す図である。 制御ユニット内の温度およびパワー素子の温度と時間との関係を示す図である。 制御ユニット内の温度およびパワー素子の温度と時間との関係を示す図である。 制御ユニット内の温度およびパワー素子の温度と時間との関係を示す図である。 制御部のより詳細な構成を示す図である。 記憶部の詳細を示す図である。 ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、水中ポンプユニットを備えたポンプ装置であるが、本発明は以下の実施形態に限定されない。例えば、本発明は陸上ポンプユニットを備えたポンプ装置にも適用することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るポンプ装置を示す模式図である。図２は図１に示すポンプ装置の詳細を示す図である。図１および図２に示すように、ポンプ装置は、井戸内などの水中に設置することができる水中ポンプユニット１と、吸込管４を介して水中ポンプユニット１に接続された陸上ユニット５とを備えている。水中ポンプユニット１は、羽根車（図示しない）を有するポンプ２と、このポンプ２を回転させる電動機３とを備えている。電動機３が駆動されると、ポンプ２が回転し、水は吸込管４を通じて陸上ユニット５に送られる。

陸上ユニット５は地上に配置されている。陸上ユニット５は、水中ポンプユニット１の動作を制御する制御ユニット１０と、吸込管４に接続された配水管１１と、配水管１１を流れる水の流量が所定の値にまで低下したことを検知するフロースイッチ１２と、ポンプ２の吐出側圧力を測定する圧力センサ１３とを備えている。フロースイッチ１２および圧力センサ１３は配水管１１に接続されており、圧力センサ１３はフロースイッチ１２の下流側に設けられている。配水管１１の一端は吸込管４に接続され、他端は排出管１８に接続されている。排出管１８には水栓などの給水器具１９が接続されている。吸込管４には、逆止弁２１が取り付けられている。この逆止弁２１は、ポンプ２が停止したときの水の逆流を防止するために設けられている。

陸上ユニット５は、ポンプ２の吐出側圧力を保持するための圧力タンク１５をさらに備えている。圧力タンク１５は配水管１１に接続されており、圧力センサ１３の下流側に設けられている。圧力タンク１５は、その耐圧容器の内部にゴム製のブラダを有している。ポンプ２の吐出側圧力が上昇すると、ブラダの外側の空気は圧縮され、水が加圧状態で貯留される。配水管１１内の圧力が低下すると、ブラダに保持された水は圧縮された空気によって配水管１１内に押し出される。このようにして、ポンプ２が停止しても、しばらくの間、圧力タンク１５から配水管１１に水が供給される。

制御ユニット１０は、電動機３を変速可能とするインバータ２２と、インバータ２２の動作を制御する制御部２０とを備えている。インバータ２２は制御部２０に接続されている。制御部２０は、インバータ２２を構成するパワー素子（例えば、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子）２２ａのスイッチング動作を制御することで、電動機３の回転速度、すなわちポンプ２の回転速度を制御する。

フロースイッチ１２および圧力センサ１３は信号線を介して制御部２０に接続されている。配水管１１を流れる水の流量が所定の値にまで低下したことをフロースイッチ１２が検出すると、制御部２０はポンプ２の回転速度を一時的に上げ、圧力タンク１５に蓄圧してからポンプ２の運転を停止させる。ポンプ２の吐出側圧力が所定の始動圧力まで低下したことを圧力センサ１３が検出すると、制御部２０はポンプ２を始動させる。

ポンプ装置は、制御ユニット１０を冷却するファン２８をさらに備えている。ファン２８は制御ユニット１０の近傍に配置されている。ファン２８が回転すると、空気がファン２８から吐出され、制御ユニット１０に接触する。この空気の流れは、制御ユニット１０、特に発熱源であるパワー素子２２ａを冷却する。

図２に示すように、ポンプ装置は、制御ユニット１０内の温度を測定する第１の温度センサ２４と、インバータ２２のパワー素子２２ａの温度を測定する第２の温度センサ２６とを備えている。第１の温度センサ２４は制御部２０に取り付けられており、第２の温度センサ２６はパワー素子２２ａに取り付けられている。ただし、第１の温度センサ２４は制御ユニット１０内の温度を測定できればよいので、必ずしも制御部２０に取り付けられる必要はない。例えば、第１の温度センサ２４は、制御部２０およびインバータ２２を覆う保護カバー（図示しない）に取り付けられてもよい。

第１の温度センサ２４および第２の温度センサ２６は信号線を介して制御部２０に接続されている。制御ユニット１０内の温度の測定値は、第１の温度センサ２４から制御部２０に送られる。同様に、パワー素子２２ａの温度の測定値は、第２の温度センサ２６から制御部２０に送られる。

制御部２０は、制御ユニット１０内の温度およびパワー素子２２ａの温度に関する複数のしきい値を予め記憶している。図３乃至図６は制御ユニット１０内の温度およびパワー素子２２ａの温度と時間との関係を示す図である。図３乃至図６において、縦軸は温度［℃］を示しており、横軸は時間を示している。

図３乃至図６に示す例では、第１のしきい値〜第４のしきい値および上限値が示されている。第１のしきい値および第２のしきい値はファン２８を起動させるためのしきい値である。第３のしきい値および第４のしきい値はファン２８を停止させるためのしきい値である。上限値はポンプ２を非常停止させたり、警報を発したりするためのしきい値である。第１のしきい値、第２のしきい値、第３のしきい値、および第４のしきい値は、この順に大きく、上限値は第１のしきい値よりも大きい。

第１のしきい値および第４のしきい値は制御ユニット１０内の温度に関するしきい値であり、第２のしきい値および第３のしきい値はパワー素子２２ａの温度に関するしきい値である。制御部２０は、第１の温度センサ２４から送られてくる制御ユニット１０内の温度の測定値と、第１のしきい値および第４のしきい値とを比較する。同様に、制御部２０は、第２の温度センサ２６から送られてくるパワー素子２２ａの温度の測定値と、第２のしきい値および第３のしきい値とを比較する。

制御部２０は、制御ユニット１０内の温度が第１のしきい値よりも高いとき、または、パワー素子２２ａの温度が第２のしきい値よりも高いときに、ファン２８を起動するように構成されている。さらに、制御部２０は、パワー素子２２ａの温度が第３のしきい値よりも低いとき、または制御ユニット１０内の温度が第４のしきい値よりも低いときに、ファン２８を停止させるように構成されている。

図３に示すように、制御ユニット１０内の温度が第１のしきい値よりも低く、かつパワー素子２２ａの温度が第２のしきい値よりも低いときは、制御ユニット１０を冷却する必要がないので、ファン２８は起動されない。

ポンプ２が運転するにつれて、インバータ２２のパワー素子２２ａが発熱し、パワー素子２２ａの温度が上昇する。図４に示すように、制御ユニット１０内の温度が第１のしきい値よりも低い場合でも、パワー素子２２ａの温度が第２のしきい値よりも高いときは、制御部２０はファン２８を起動する。ファン２８が回転し始めると、制御ユニット１０、特にインバータ２２のパワー素子２２ａが冷却される。制御ユニット１０が冷却された結果、パワー素子２２ａの温度が第３のしきい値よりも低くなった場合、または制御ユニット１０内の温度が第４のしきい値よりも低くなった場合には、制御部２０はファン２８を停止する。

ポンプ２の停止中は、パワー素子２２ａの温度は通常は低い状態にある。しかしながら、真夏の直射日光などにより、ポンプ２が停止中にもかかわらず。制御ユニット１０内の温度が上昇することがある。図５に示すように、パワー素子２２ａの温度が第２のしきい値よりも低いときでも、制御ユニット１０内の温度が第１のしきい値よりも高くなると、制御部２０はファン２８を起動する。

このように、ポンプ２の停止中であっても、制御ユニット１０内の温度に基づいてファン２８を起動させることにより、制御ユニット１０内の温度上昇を防止することができる。したがって、その後、ポンプ２を運転してもパワー素子２２ａの温度トリップ機能、つまり、インバータ２２の保護機能の作動を回避することができる。制御ユニット１０が冷却された結果、パワー素子２２ａの温度が第３のしきい値よりも低くなった場合、または制御ユニット１０内の温度が第４のしきい値よりも低くなった場合には、制御部２０はファン２８を停止する。

制御部２０は、ポンプ２の運転中において、制御ユニット１０内の温度またはパワー素子２２ａの温度が上限値よりも高くなったときは、ポンプ２を非常停止するように構成されている。図６に示すように、例えば、ポンプ２の運転中において、パワー素子２２ａの温度が上限値よりも高くなったとき、制御部２０はポンプ２を非常停止する。ポンプ２の運転中において、制御ユニット１０内の温度が上限値よりも高くなっても、制御部２０はポンプ２を非常停止する。このとき、制御部２０は警報を発することが望ましい。

ポンプ装置は第１の温度センサ２４および第２の温度センサ２６を備えているので、これら２つの温度センサ２４，２６のうちの一方が故障した場合でも、制御部２０は、他方の温度センサによって測定された温度に基づいて、ファン２８の起動および停止を行うことができる。

制御部２０は、ポンプ２の起動および停止に関係なく、制御ユニット１０内の温度またはパワー素子２２ａの温度に基づいて、ファン２８の起動および停止を行う。本実施形態によれば、ポンプ２の停止中において、直射日光等によって制御ユニット１０内の温度が上昇した場合でも、ファン２８によって制御ユニット１０を冷却することができる。さらに、パワー素子２２ａを含むインバータ２２の温度上昇を抑えることができるので、パワー素子２２ａの長寿命化を図ることができる。

さらに、本実施形態によれば、制御部２０は、制御ユニット１０内の温度が第４のしきい値よりも低いとき、またはパワー素子２２ａの温度が第３のしきい値よりも低いときに、ファン２８を停止するので、必要以上にファン２８が運転することを防止して、省エネルギーを達成することができる。さらには、比較的寿命が短いとされるファン２８の長寿命化を図ることができる。ファン２８の長寿命化により、ファン２８の故障によるポンプ２の停止の回数を低減することができる。

次に、上述したポンプ装置のより詳細な構成について図７を参照して説明する。図７に示すように、ポンプ装置は、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を含む運転情報を表示する表示器４９をさらに備えている。制御部２０は、設定部４６、記憶部４７、演算部４８、Ｉ／Ｏ部５０、および運転パネル５１を備えている。運転パネル５１は、ヒューマンインターフェースとして機能する。設定部４６には、ポンプ２の運転制御に関する各種設定値が入力される。設定部４６および表示器４９は、運転パネル５１に設けられている。表示器４９は液晶パネルであり、設定部４６はタッチパネル式操作器でもよい。本実施形態では、表示器４９は制御部２０に取り付けられているが、表示器４９は制御部２０から離れて配置されてもよい。また、表示器４９は液晶パネルと７セグメントＬＥＤや表示灯を組み合わせた構成でもよい。

記憶部４７は、上述したしきい値（すなわち、第１のしきい値〜第４のしきい値、および上限値）を記憶する。しきい値は、記憶部４７に予め記憶されてもよいし、あるいは設定部４６を通じて記憶部４７に入力されてもよい。演算部４８は、第１の温度センサ２４および第２の温度センサ２６から送られてくる温度を監視し、測定された温度と第１のしきい値〜第４のしきい値および上限値とを比較する。演算部４８としては、ＣＰＵが使用される。表示器４９は、ヒューマンインターフェースとして機能し、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を含む運転情報を表示する。ユーザーは、設定部４６上のクリアボタン５３を押すことにより、表示器４９での表示を消去することができる。

図８は記憶部４７の詳細を示す図である。図８に示すように、記憶部４７は、不揮発性メモリから構成された不揮発性記憶領域４７ａと、揮発性メモリから構成された揮発性記憶領域４７ｂを備えている。不揮発性記憶領域４７ａは、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転の履歴、ポンプ２の運転に必要な各種設定値、故障履歴、運転履歴などを記憶する領域である。揮発性記憶領域４７ｂは、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転、圧力信号、ポンプ回転数、電流値、故障、警報などを記憶する領域である。

図９はポンプ装置の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、表示器４９に加えて、外部表示器６１がさらに設けられている。図９に示すように、制御部２０は通信部６０をさらに備えている。制御部２０は有線通信または無線通信によって外部表示器６１に接続されている。外部表示器６１として、例えばスマートフォンや携帯電話、パソコン、タブレットの汎用端末機器または遠隔監視器などの専用端末機器が採用される。本実施形態では、表示器４９は７セグメントＬＥＤや表示灯などの簡易な表示器であり、外部表示器６１は液晶画面と液晶画面のタッチ入力方式や押圧ボタン方式用いた高機能表示器である。簡易な表示器４９に比べて外部表示器６１は表示できる情報量が格段に多いため、外部表示器６１にパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転していることを表示することによって、ポンプ装置に不慣れなユーザーは誤解することなく、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転していることを認識することが出来る。

ポンプ装置は機械室やポンプ室などの電気的なノイズの多い環境に設置されることがある。本実施形態によれば、ポンプ装置に組み込まれる表示器４９として、液晶表示やタッチパネルよりも電気的ノイズに強い７セグメントＬＥＤや表示灯、機械的な押圧ボタンなどにて構成された表示器を使用することにより、外部環境から発生される電気的なノイズにより外部表示器６１の液晶表示やタッチパネル操作に異常が発生した場合でも、表示器４９によりポンプ装置の運転に必要な最低限度の表示や操作を行うことが可能なため、ポンプ装置を電気的ノイズの多い環境下にも設置することができる。さらに、外部表示器６１として、スマートフォン、携帯電話、パソコン、タブレットなどの汎用端末機器を使用すると、ユーザーは専用のアプリケーションソフトウエアを用いて、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転していることを表示させることができるため、専用のアプリケーションソフトウエアを複数用意し使い分けることによりユーザーのレベルに沿ったパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転していることの表示を提供することが可能である。

図１０はポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、制御部２０に表示器４９は設けられていなく、代わりに外部表示器（高機能表示器）６１のみが設けられる。その他の構成は、図９に示す実施形態と同様である。図１０に示す実施形態によれば、ポンプ装置には表示器自体を設ける必要がなくなるので、ポンプ装置全体のコストを更に下げることが可能である。

図１１はポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。図１１において、表示器４９は７セグメントＬＥＤや表示灯などの簡易な表示器である。通信部６０は公衆回線を介して保守管理会社または管理人室に設けられた外部表示器６５に接続されている。制御部２０は、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転していることを判断し、外部表示器６５は制御部２０に公衆回線を通じて定期的に通信し、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転しているか否かを制御部２０に問い合わせる。そして、外部表示器６５はパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を表示する。外部表示器６５はパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を他の情報に追加的に表示してもよい。

本実施形態の制御部２０は、図７に示すクリアボタン５３を備えていなく、代わりに、外部表示器６５は、図１１に示すように、クリアボタン６６を備えている。ユーザーがこのクリアボタン６６を押すと、外部表示器６５上に表示されているパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転の表示が消去される。

図１２はポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態の制御部２０の基本的構成は図１０に示す実施形態の制御部２０の構成と同じであるが、制御部２０が通信部６０に代えて、制御部側アンテナ部６７を備えている点、および制御部側アンテナ部６７に接続された集積回路６８を備えている点で異なっている。集積回路６８は、不揮発性記憶領域４７ａ、揮発性記憶領域４７ｂを有する記憶部４７に電気的に接続されている。なお、本実施形態の制御部２０は表示器４９を備えていないが、制御部２０に表示器４９を設けてもよい。

外部表示器７０は、電波を送受信する表示器側アンテナ部７１と、表示器側アンテナ部７１で受信したデータを読み取るデータリーダー７４と、データリーダー７４によって読み取られたデータ（例えば、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転、ポンプ２の運転状態、吐出し圧力など）を表示する表示部７２と、データリーダー７４、表示器側アンテナ部７１、および表示部７２に電力を供給するバッテリー７３とを備えている。外部表示器７０として、例えばスマートフォンや携帯電話、パソコン、タブレット等の汎用端末機器でもよく、遠隔監視器などの専用の端末機器でもよい。特に、スマートフォンなどの汎用端末機器を外部表示器として使用すれば、専用の表示器を制作するコストが削減できるので、ポンプ装置のコストを下げることができる。また、複数のユーザーが個々の汎用端末機器にパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を表示させることができるので、マンションやビルの管理人のようなポンプ装置に関する専門知識のないユーザーに対しても、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８が運転したことを分かり易く知らせることができるポンプ装置を安価に提供することができる。

外部表示器７０は、近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）の技術によって制御部２０と接続される。より具体的には、外部表示器７０を制御部２０に近づけた状態で、表示器側アンテナ部７１が電波を発生すると、その電波を制御部側アンテナ部６７が受け取り、制御部側アンテナ部６７は電波を電力に変換する。この電力は集積回路６８および記憶部４７に供給されてこれら集積回路６８および記憶部４７を駆動する。集積回路６８は記憶部４７に記憶されている上記データを読み取り、制御部側アンテナ部６７にデータを送る。制御部側アンテナ部６７は、データとともに電波を表示器側アンテナ部７１に送信する。データリーダー７４は、表示器側アンテナ部７１が受信したデータを読み取り、そのデータを表示部７２に表示させる。

外部表示器７０は、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転の表示を消去するためのクリアボタン６６を備えている。ユーザーがこのクリアボタン６６を押すと、表示部７２に表示されているパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転の表示が消去される。本実施形態のクリアボタン６６は、表示部７２の画面上に現れる仮想的なボタンであるが、クリアボタン６６は表示部７２の外に設けられた機械的なボタンであってもよい。本実施形態の制御部２０はクリアボタンを備えていないが、制御部２０にクリアボタンを設けてもよい。なお、これらの操作には、操作制限を設けてもよい。具体的には、ユーザーが主に使用する外部表示器７０にクリアボタン６６を設け、メンテナンス員が主に使用する制御部２０にリセットボタン５２を設ける。このように制御部２０にのみリセットボタン５２を設けることで、ユーザーのリセットボタン５２の誤操作を防ぐことができる。パスワード等の複雑な使用制限の解除方法ではなく、外部表示器７０を設けることで、ユーザーの誤操作によるパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転のクリアを防止することができる。

本実施形態では、外部表示器７０と制御部２０との間で無線通信が行われ、記憶部４７に記憶されているパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転などを含むデータは、制御部２０から外部表示器７０に送られる。本実施形態によれば、ポンプ装置の電源が入っていない場合でも、制御部側アンテナ部６７は外部表示器７０から発せられる電波から電力を発生し、集積回路６８および記憶部４７を駆動することができる。したがって、ポンプ装置のメンテンナンス中などにおいて制御部２０に電力が供給されていないときでも、外部表示器７０は、制御部２０の記憶部４７からパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を含むデータを取得し、該データを表示することができる。

制御部２０が故障した場合には新制御部２０に交換する必要がある。この制御部２０の交換時に、故障した旧制御部２０はすでに電源が入らない状態においても、本実施形態では、旧制御部２０のパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転に関するデータを新制御部２０の記憶部４７に継承することが可能となる。具体的には、旧制御部２０の記憶部４７の該データを外部表示器７０にて表示し、その表示を確認しながらメンテナンス員が新制御部２０の操作部より入力し、新制御部２０の記憶部４７に該データを記憶させてもよいし、旧制御部２０の該データを外部表示器７０にて取得し、外部表示器７０から新しい制御部２０の記憶部４７へと通信手段にて書き込んでもよい。制御部２０が電源が入らない状態で故障しても、不揮発性記憶領域４７ａに記憶されているデータを新制御部２０の記憶部４７に継承できるので、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転のデータが損失されることない。これは、ポンプ装置が新制御部２０にて自動運転を開始した後でも、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転の履歴を表示することができることを意味する。

本実施形態によれば、ポンプ装置に電力が供給されていないときでも、ユーザーやメンテナンス員が外部表示器７０を制御部２０に近づけるだけで、記憶部４７からパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を含む情報を取得することが可能である。

本実施形態で採用される近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）は、数ｃｍの近距離でのみ相互通信が可能な技術である。したがって、外部表示器７０にパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転やその他の各種情報を表示させるためには、ユーザーやメンテナンス員は外部表示器７０を制御部２０に近づける必要がある。このことは、外部表示器７０を操作するときは、ユーザーやメンテナンス員はポンプ装置の近くにいることを意味する。したがって、ユーザーやメンテナンス員はポンプ装置を目視しながら外部表示器７０を操作することになり、誤操作に起因したポンプ装置の予期しない動作を防止することに繋がる。また、複数のポンプ装置が設置された現場では、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を表示したいポンプ装置の近距離でのみ通信可能となる為、無線通信にてよくある意図しない別のポンプ装置のパワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転を表示してしまうという誤表示を防止することが出来る。

図１３はポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、制御部２０は通信部６０を備えている。通信部６０は、有線通信または無線通信によって外部表示器７５の通信部７６に接続されている。外部表示器７５は制御部８０を備えており、制御部８０は通信部７６、記憶部７７、演算部７８、および表示部７９を備えている。制御部２０は、表示器４９を備えていてもよい。また、記憶部７７は記憶部４７と同様に図８の構成とする。

図１４はポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、制御部２０には表示器は設けられておらず、代わりに、外部表示器７５に表示部７９と設定部８２が設けられている。その他の構成は図１３に示す実施形態と同様である。本実施形態では、パワー素子２２ａの温度並びに制御ユニット１０内の温度、および／またはファン２８の運転の状態は表示部７９に表示され、その他各種設定値の入力は、外部表示器７５の設定部８２を通じて行われる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ 水中ポンプユニット
２ ポンプ
３ 電動機
４ 吸込管
５ 陸上ユニット
１０ 制御ユニット
１１ 配水管
１２ フロースイッチ
１３ 圧力センサ
１５ 圧力タンク
１８ 排出管
１９ 給水器具
２０，８０ 制御部
２１ 逆止弁
２２ インバータ
２２ａ パワー素子
２４ 第１の温度センサ
２６ 第２の温度センサ
２８ ファン
４６ 設定部
４７ 記憶部
４７ａ 不揮発性記憶領域
４７ｂ 揮発性記憶領域
４８ 演算部
４９ 表示部
５０ Ｉ／Ｏ部
５１ 運転パネル
５２ リセットボタン
５３，６６ クリアボタン
６０ 通信部
６１，６５，７０，７５ 外部表示器
６７ 制御部側アンテナ部
６８ 集積回路
７１ 表示器側アンテナ部
７２ 表示部
７３ バッテリー
７４ データリーダー
７９ 表示部
８２ 設定部

Claims (8)

1. ポンプと、
   前記ポンプを回転させる電動機と、
   前記電動機を変速可能とするインバータ、および該インバータの動作を制御する制御部を含む制御ユニットと、
   前記制御ユニットを冷却するファンと、
   前記制御ユニット内の温度を測定する第１の温度センサと、
   前記インバータのパワー素子の温度を測定する第２の温度センサとを備え、
   前記制御部は、
   前記制御ユニット内の温度が第１のしきい値よりも高いとき、または前記パワー素子の温度が第２のしきい値よりも高いときに、前記ファンを起動し、
   前記パワー素子の温度が第３のしきい値よりも低いとき、または前記制御ユニット内の温度が第４のしきい値よりも低いときに、前記ファンを停止することを特徴とするポンプ装置。
2. 前記第１のしきい値、前記第２のしきい値、前記第３のしきい値、および前記第４のしきい値は、この順に大きいことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記第１の温度センサは前記制御部に取り付けられており、
   前記第２の温度センサは前記パワー素子に取り付けられてい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。
4. 前記パワー素子の温度並びに前記制御ユニット内の温度、および／または前記ファンが運転していることを表示する表示器をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポンプ装置。
5. 前記制御部は、外部表示器と有線通信または無線通信で接続することができることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポンプ装置。
6. 前記制御部は、近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器に接続できることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
7. 前記制御部は、前記外部表示器からの電波を受信して該電波を電力に変換する制御部側アンテナ部と、前記電力によって駆動される集積回路および記憶部とを備えることを特徴とする請求項６に記載のポンプ装置。
8. 前記制御部は、前記パワー素子の温度並びに前記制御ユニット内の温度、および／または前記ファンの運転を示すデータを前記記憶部に記憶し、
   前記集積回路は、前記記憶部から前記データを読み取り、前記制御部側アンテナ部は前記データを前記外部表示器に送信することを特徴とする請求項７に記載のポンプ装置。

Images