以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、以下の図面および説明において、各符号の末尾に付された、大文字のアルファベットである添字(A,B,C)は、該添字が付された構成要素がポンプ装置の何れのポンプユニットに属するかを示す包括記号である。例えば、添字「A」は、複数のポンプユニットのうちの最も前段に位置する初段ポンプユニットの構成要素に付され、添字「B」は、初段ポンプユニットに続く2段目ポンプユニットの構成要素に付される。さらに、特に区別する必要がない場合、および複数のポンプユニットに共通する構成要素を代表して示す場合は、添字「A,B,C」を省略することがある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted. In addition, in the following drawings and descriptions, the subscripts (A, B, C), which are uppercase letters, attached to the end of each symbol indicate which pump unit of the pump device the component with the subscript is attached to. This is an inclusive symbol that indicates whether the item belongs to the item. For example, the suffix "A" is attached to the component of the first-stage pump unit located at the forefront of multiple pump units, and the suffix "B" is attached to the component of the second-stage pump unit that follows the first-stage pump unit. will be attached. Furthermore, the subscripts "A, B, C" may be omitted when there is no particular need to distinguish them, and when components common to a plurality of pump units are representatively shown.
図1(a)は、一実施形態に係るポンプ装置の配置の一例を示す模式図であり、図1(b)は、図1(a)に示すポンプ装置の配置の他の例を示す模式図である。図1(a)および図1(b)に示すポンプ装置100は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cを有しており、移送元の一例である吸込槽110に貯められた取扱液を移送先(図示せず)に移送する。詳細なポンプ装置100の構成は後述するが、これらポンプユニット1A,1B,1Cは、直列に連続して配置されている。
FIG. 1(a) is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the pump device according to one embodiment, and FIG. 1(b) is a schematic diagram showing another example of the arrangement of the pump device shown in FIG. 1(a). It is a diagram. The pump device 100 shown in FIGS. 1(a) and 1(b) has a plurality of pump units 1A, 1B, and 1C, and transfers the handled liquid stored in a suction tank 110, which is an example of a transfer source. (not shown). Although the detailed configuration of the pump device 100 will be described later, these pump units 1A, 1B, and 1C are arranged in series.
図1(a)に示すポンプ装置100では、複数のポンプユニット1A,1B,1Cは鉛直方向に配列されており、図1(b)に示すポンプ装置100は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cは水平方向に配列されている。図1(a)および図1(b)に示す実施形態では、ポンプ装置100は、該ポンプ装置100(のポンプユニット1A,1B,1C)よりも下方に位置する液面を有する取扱液を吸い込み、ポンプユニット1A,1B,1Cで取扱液の圧力を上昇させて移送先まで該取扱液を移送する。
In the pump device 100 shown in FIG. 1(a), a plurality of pump units 1A, 1B, and 1C are arranged in the vertical direction, and in the pump device 100 shown in FIG. 1(b), a plurality of pump units 1A, 1B, and 1C are arranged horizontally. In the embodiment shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the pump device 100 sucks the handled liquid having a liquid level located below the pump device 100 (the pump units 1A, 1B, 1C thereof). , pump units 1A, 1B, and 1C increase the pressure of the handled liquid and transfer the handled liquid to the transfer destination.
なお、吸込槽110内の取扱液の液面に対するポンプ装置100の配置位置は任意であり、図1(a)および図1(b)に示す例に限定されない。例えば、ポンプ装置100は、吸込槽110内の取扱液の液面よりも下方に位置していてもよい。さらに、ポンプ装置100の複数のポンプユニット1は水平方向または鉛直方向に対して斜めに配列されていてもよい。さらに、ポンプ装置100が有するポンプユニット1の数も任意である。例えば、ポンプ装置100は、2つ以下のポンプユニット1を有していてもよいし、4つ以上のポンプユニット1を有していてもよい。
Note that the arrangement position of the pump device 100 with respect to the liquid level of the handled liquid in the suction tank 110 is arbitrary, and is not limited to the example shown in FIGS. 1(a) and 1(b). For example, the pump device 100 may be located below the liquid level of the liquid to be handled in the suction tank 110. Furthermore, the plurality of pump units 1 of the pump device 100 may be arranged diagonally with respect to the horizontal or vertical direction. Furthermore, the number of pump units 1 included in the pump device 100 is also arbitrary. For example, the pump device 100 may have two or less pump units 1, or may have four or more pump units 1.
図2は、図1(a)に示すポンプ装置100の概略断面図である。ポンプ装置100は、直列に連結された複数の(図2では、3つの)ポンプユニット1A,1B,1Cを有している。これらポンプユニット1A,1B,1Cは、取扱液の漏洩を防止可能なモータポンプ(キャンドモータポンプ)である。以下では、複数のポンプユニット1A,1B,1Cのうちの最も前段に位置する初段ポンプユニット1Aの構成を説明するが、ポンプユニット1A,1B,1Cは、特に説明しない限り同一の構成を有しており、その重複する説明を省略する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the pump device 100 shown in FIG. 1(a). The pump device 100 includes a plurality of (three in FIG. 2) pump units 1A, 1B, and 1C connected in series. These pump units 1A, 1B, and 1C are motor pumps (canned motor pumps) that can prevent leakage of handled liquid. In the following, the configuration of the first stage pump unit 1A located at the forefront of the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C will be explained, but the pump units 1A, 1B, and 1C have the same configuration unless otherwise explained. Therefore, the repeated explanation will be omitted.
初段ポンプユニット1Aは、環状の永久磁石5Aが埋設された羽根車14Aと、永久磁石5Aに作用する磁力を発生するモータ固定子6Aと、羽根車14Aを収容するポンプケーシング2Aと、モータ固定子6Aを収容するモータ室33Aを有するモータケーシング3Aと、羽根車14Aのラジアル荷重およびスラスト荷重を支持する軸受10Aと、を備えている。
The first stage pump unit 1A includes an impeller 14A in which an annular permanent magnet 5A is embedded, a motor stator 6A that generates magnetic force acting on the permanent magnet 5A, a pump casing 2A that houses the impeller 14A, and a motor stator. The motor casing 3A has a motor chamber 33A that accommodates the impeller 14A, and a bearing 10A that supports the radial load and thrust load of the impeller 14A.
ポンプケーシング2Aとモータケーシング3Aとの間にはシール部材としてのOリング9Aが設けられている。羽根車14Aとモータケーシング3Aとは微小な隙間を介して対向しており、羽根車14Aは、モータ固定子6Aにより発生される回転磁界が永久磁石5Aに作用することによって回転する。羽根車14Aとモータケーシング3Aとの隙間の大きさは、モータ固定子6Aにより発生される回転磁界によって羽根車14Aが回転可能である限り任意である。しかしながら、この隙間の大きさは、羽根車14Aとモータケーシング3Aとが互いに接触しない程度にできるだけ小さいことが好ましい。
An O-ring 9A serving as a sealing member is provided between the pump casing 2A and the motor casing 3A. The impeller 14A and the motor casing 3A face each other through a small gap, and the impeller 14A rotates when the rotating magnetic field generated by the motor stator 6A acts on the permanent magnet 5A. The size of the gap between the impeller 14A and the motor casing 3A is arbitrary as long as the impeller 14A can be rotated by the rotating magnetic field generated by the motor stator 6A. However, it is preferable that the size of this gap is as small as possible so that the impeller 14A and the motor casing 3A do not come into contact with each other.
モータ固定子6Aおよび軸受10Aは、羽根車14Aの吸込側に配置されており、羽根車14Aは単一の軸受10Aによって回転自在に支持されている。本実施形態では、この軸受10Aは取扱液の動圧を利用したすべり軸受(動圧軸受)である。一実施形態では、軸受10Aは取扱液の動圧を利用しないすべり軸受であってもよい。
The motor stator 6A and the bearing 10A are arranged on the suction side of the impeller 14A, and the impeller 14A is rotatably supported by the single bearing 10A. In this embodiment, the bearing 10A is a sliding bearing (dynamic pressure bearing) that utilizes the dynamic pressure of the handled liquid. In one embodiment, the bearing 10A may be a sliding bearing that does not utilize the dynamic pressure of the handling liquid.
図2に示す軸受10Aは、互いに緩やかに係合する回転側軸受要素11Aと固定側軸受要素12Aの組み合わせから構成される。回転側軸受要素11Aは、羽根車14Aに固定されており、羽根車14Aの液体入口を囲むように配置されている。固定側軸受要素12Aはモータケーシング3Aに固定されており、回転側軸受要素11Aの吸込側に配置されている。この固定側軸受要素12Aは、羽根車14Aのラジアル荷重を支持するラジアル面12Aaと、羽根車1のスラスト荷重を支持するスラスト面12Abとを有している。ラジアル面12Aaは羽根車14Aの軸心と平行であり、スラスト面12Abは羽根車14Aの軸心に対して垂直である。
The bearing 10A shown in FIG. 2 is constructed from a combination of a rotating bearing element 11A and a stationary bearing element 12A that are loosely engaged with each other. The rotating side bearing element 11A is fixed to the impeller 14A, and is arranged so as to surround the liquid inlet of the impeller 14A. The fixed side bearing element 12A is fixed to the motor casing 3A, and is arranged on the suction side of the rotating side bearing element 11A. This fixed side bearing element 12A has a radial surface 12Aa that supports the radial load of the impeller 14A, and a thrust surface 12Ab that supports the thrust load of the impeller 1. The radial surface 12Aa is parallel to the axis of the impeller 14A, and the thrust surface 12Ab is perpendicular to the axis of the impeller 14A.
回転側軸受要素11Aは環形状を有しており、回転側軸受要素11Aの内周面が固定側軸受要素12Aのラジアル面12Aaに対向し、回転側軸受要素11Aの側面が固定側軸受要素12Aのスラスト面12Abに対向している。回転側軸受要素11Aの内周面とラジアル面12Aaとの間、および回転側軸受要素11Aの側面とスラスト面12Abとの間には微小な隙間が形成されている。また、回転側軸受要素11Aの内周面および側面には、動圧を発生させるための図示しないスパイラル溝が形成されている。
The rotating side bearing element 11A has an annular shape, and the inner circumferential surface of the rotating side bearing element 11A faces the radial surface 12Aa of the stationary side bearing element 12A, and the side surface of the rotating side bearing element 11A faces the stationary side bearing element 12A. It faces the thrust surface 12Ab of. A small gap is formed between the inner circumferential surface of the rotating bearing element 11A and the radial surface 12Aa, and between the side surface of the rotating bearing element 11A and the thrust surface 12Ab. Furthermore, spiral grooves (not shown) for generating dynamic pressure are formed on the inner circumferential surface and side surface of the rotating side bearing element 11A.
羽根車14Aから吐き出された取扱液の一部は、羽根車14Aとモータケーシング3Aとの間の微小な隙間を通って軸受10Aに導かれる。回転側軸受要素11Aが羽根車14Aとともに回転すると、回転側軸受要素11Aと固定側軸受要素12Aとの間に取扱液の動圧が発生し、これにより羽根車14Aが軸受10Aによって非接触に支持される。固定側軸受要素12Aは、直交するラジアル面12Aaおよびスラスト面12Abにより回転側軸受要素11Aを支持しているので、羽根車14Aの傾動は軸受10Aにより規制される。軸受10A(すなわち、回転側軸受要素11Aおよび固定側軸受要素12A)は、例えば、セラミックまたはカーボンなどの耐摩耗性に優れた材料から形成されている。
A part of the handling liquid discharged from the impeller 14A is guided to the bearing 10A through a small gap between the impeller 14A and the motor casing 3A. When the rotating side bearing element 11A rotates together with the impeller 14A, dynamic pressure of the handling liquid is generated between the rotating side bearing element 11A and the stationary side bearing element 12A, and as a result, the impeller 14A is supported by the bearing 10A in a non-contact manner. be done. Since the fixed side bearing element 12A supports the rotating side bearing element 11A by the orthogonal radial surface 12Aa and thrust surface 12Ab, the tilting of the impeller 14A is regulated by the bearing 10A. The bearing 10A (that is, the rotating bearing element 11A and the stationary bearing element 12A) is made of a material with excellent wear resistance, such as ceramic or carbon.
羽根車14Aには、環状の永久磁石5Aに隣接して環状のマグネットヨーク(磁性体)19Aが埋設されている。永久磁石5Aはマグネットヨーク19Aの吸込側に配置されている。永久磁石5Aとモータ固定子6Aとは互いに対向するように配置され、モータ固定子6Aは羽根車14Aの吸込側に配置されている。
An annular magnet yoke (magnetic material) 19A is embedded in the impeller 14A adjacent to an annular permanent magnet 5A. The permanent magnet 5A is arranged on the suction side of the magnet yoke 19A. The permanent magnet 5A and the motor stator 6A are arranged to face each other, and the motor stator 6A is arranged on the suction side of the impeller 14A.
なお、図2に示す羽根車14Aには、環形状を有する1つの永久磁石5Aが埋設されているが、本実施形態はこの例に限定されない。例えば、羽根車14Aには、複数の永久磁石5Aが埋設されていてもよい。この場合、羽根車14Aに埋設される複数の永久磁石5Aは環状に配列されており、各永久磁石5Aは、例えば、扇形の形状を有する。
Note that, although one permanent magnet 5A having an annular shape is embedded in the impeller 14A shown in FIG. 2, the present embodiment is not limited to this example. For example, a plurality of permanent magnets 5A may be embedded in the impeller 14A. In this case, the plurality of permanent magnets 5A embedded in the impeller 14A are arranged in a ring shape, and each permanent magnet 5A has, for example, a fan shape.
羽根車14Aは、非磁性材料から形成される。さらに、羽根車14Aは、好ましくは、滑りやすく、かつ摩耗しにくい材料から形成される。このような材料の例としては、テフロン(登録商標)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)、およびPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの樹脂や、セラミックが挙げられる。
The impeller 14A is formed from a non-magnetic material. Furthermore, impeller 14A is preferably formed from a material that is slippery and hard to wear. Examples of such materials include resins such as Teflon, PPS (polyphenylene sulfide), and PEEK (polyetheretherketone), and ceramics.
ポンプケーシング2Aは、磁性材料(例えば、金属)から形成されてもよいし、非磁性材料から形成されてもよい。ポンプケーシング2Aが非磁性材料から形成される場合、ポンプケーシング2Aを、羽根車14Aと同じ材料から形成することができる。
The pump casing 2A may be formed from a magnetic material (for example, metal) or a non-magnetic material. If pump casing 2A is formed from a non-magnetic material, pump casing 2A may be formed from the same material as impeller 14A.
本実施形態では、モータケーシング3Aは、環形状のモータ室33Aを有している。モータ固定子6Aは、モータ室33Aに収容される。モータ固定子6Aは、複数の歯を有する固定子コア23Aと、これらの歯にそれぞれ巻回された固定子コイル24Aと、を有している。歯および固定子コイル24Aは環状に配列されており、羽根車14Aおよびモータ固定子6Aは、軸受10Aと同心状に配列されている。
In this embodiment, the motor casing 3A has an annular motor chamber 33A. The motor stator 6A is housed in the motor chamber 33A. The motor stator 6A includes a stator core 23A having a plurality of teeth, and stator coils 24A wound around each of these teeth. The teeth and stator coil 24A are arranged annularly, and the impeller 14A and motor stator 6A are arranged concentrically with the bearing 10A.
モータケーシング3Aを金属材料から形成してもよい。しかしながら、モータ固定子6Aの電気的絶縁を確保し、かつ渦電流の発生を防止する観点から、モータケーシング3Aは非金属材料から形成されるのが好ましい。モータケーシング3Aを形成する非金属材料の例としては、PPS(ポリフェニレンスルファイド)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、およびPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などの樹脂が挙げられる。モータケーシング3Aを羽根車14Aと同じ樹脂材料から形成してもよい。樹脂製のモータケーシング3Aは、固定子コイル24Aがモータケーシング3Aに接触しても該固定子コイル24Aの電気的絶縁が保たれ、地絡のおそれがないという利点がある。
The motor casing 3A may be formed from a metal material. However, from the viewpoint of ensuring electrical insulation of the motor stator 6A and preventing the generation of eddy currents, the motor casing 3A is preferably formed from a non-metallic material. Examples of non-metallic materials forming the motor casing 3A include resins such as PPS (polyphenylene sulfide), PFA (tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), and PEEK (polyether ether ketone). . The motor casing 3A may be formed from the same resin material as the impeller 14A. The resin motor casing 3A has the advantage that even if the stator coil 24A comes into contact with the motor casing 3A, the stator coil 24A remains electrically insulated and there is no risk of ground fault.
固定子コイル24Aには、3本のリード線17Aが接続されている。後述するように、リード線17Aの端部は駆動回路に接続され、この駆動回路は、該駆動回路の動作を制御する制御部と、電源とに接続される。駆動回路からリード線17Aを介して固定子コイル24Aに供給された電流によって、モータ固定子6Aには回転磁界が発生させられる。回転磁界は、羽根車14Aに埋設された永久磁石5Aに作用し、これにより、羽根車14Aが回転する。
Three lead wires 17A are connected to the stator coil 24A. As will be described later, the end of the lead wire 17A is connected to a drive circuit, and this drive circuit is connected to a control unit that controls the operation of the drive circuit and a power source. A rotating magnetic field is generated in the motor stator 6A by the current supplied from the drive circuit to the stator coil 24A via the lead wire 17A. The rotating magnetic field acts on the permanent magnet 5A embedded in the impeller 14A, thereby causing the impeller 14A to rotate.
複数のポンプユニット1A,1B,1Cのうちの最も前段に位置する初段ポンプユニット1Aは、他のポンプユニット1B,1Cと異なり、吸込口4aを有する吸込ケーシング4を有している。モータケーシング3Aは、吸込ケーシング4とポンプケーシング2Aとに挟まれている。より具体的には、吸込ケーシング4は、モータケーシング3Aの液体入口側に連結され、ポンプケーシング2Aは、モータケーシング3Aの液体出口側に連結されている。吸込ケーシング4は、上方向に開口する吸込口4aと、吸込口4aに接続されるケーシング本体4bとを有しており、この吸込口4aは、図示しない取扱液の入口ラインに接続される。入口ラインは、例えば、吸込槽などの移送元からポンプ装置100まで延びるラインである。本実施形態では、吸込口4aは、吸込ケーシング4の中央に配置されている。具体的には、吸込口4aの中心は、吸込ケーシング4のケーシング本体4bの中心軸線上にある。吸込ケーシング4を、羽根車14Aと同じ材料から形成してもよい。さらに、吸込口4aをケーシング本体4bと一体に形成してもよい。
The first-stage pump unit 1A located at the forefront of the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C has a suction casing 4 having a suction port 4a, unlike the other pump units 1B and 1C. The motor casing 3A is sandwiched between the suction casing 4 and the pump casing 2A. More specifically, the suction casing 4 is connected to the liquid inlet side of the motor casing 3A, and the pump casing 2A is connected to the liquid outlet side of the motor casing 3A. The suction casing 4 has a suction port 4a that opens upward, and a casing body 4b that is connected to the suction port 4a, and the suction port 4a is connected to an inlet line for handling liquid (not shown). The inlet line is, for example, a line that extends from a transfer source such as a suction tank to the pump device 100. In this embodiment, the suction port 4a is arranged at the center of the suction casing 4. Specifically, the center of the suction port 4a is on the central axis of the casing body 4b of the suction casing 4. The suction casing 4 may be formed from the same material as the impeller 14A. Furthermore, the suction port 4a may be formed integrally with the casing body 4b.
羽根車14Aが回転すると、取扱液は吸込ケーシング4の吸込口4aから羽根車14Aの液体入口に導入される。取扱液は羽根車14Aの回転によって昇圧され、初段ポンプユニット1Aに続く2段目ポンプユニット1Bに移送される。羽根車14Aが回転している間、羽根車14Aの背面は昇圧された取扱液によって吸込側に(すなわち吸込口4aに向かって)押圧される。軸受10Aは、羽根車14Aの吸込側に配置されているので、羽根車14Aのスラスト荷重を吸込側から支持する。本実施形態に係る構成によれば、1つの軸受10Aにより羽根車14Aのラジアル荷重およびスラスト荷重を非接触で支持することができるので、パーティクルを発生させることのないコンパクトなポンプユニットを実現することができる。
When the impeller 14A rotates, the treated liquid is introduced from the suction port 4a of the suction casing 4 to the liquid inlet of the impeller 14A. The handled liquid is pressurized by the rotation of the impeller 14A, and is transferred to the second stage pump unit 1B following the first stage pump unit 1A. While the impeller 14A is rotating, the back surface of the impeller 14A is pressed toward the suction side (that is, toward the suction port 4a) by the pressurized handling liquid. Since the bearing 10A is disposed on the suction side of the impeller 14A, it supports the thrust load of the impeller 14A from the suction side. According to the configuration according to the present embodiment, the radial load and thrust load of the impeller 14A can be supported by one bearing 10A without contact, thereby realizing a compact pump unit that does not generate particles. Can be done.
他のポンプユニット1B,1Cも同様の構成を有するので、各ポンプユニット1A,1B,1Cをコンパクトに構成することができる。したがって、これらポンプユニット1A,1B,1Cを直列に連続して連結することにより、ポンプ装置100の小型化を達成することができる。
Since the other pump units 1B, 1C have similar configurations, each pump unit 1A, 1B, 1C can be configured compactly. Therefore, by connecting these pump units 1A, 1B, and 1C in series, it is possible to downsize the pump device 100.
複数のポンプユニット1A,1B,1Cのうちの最も後段に配置される3段目ポンプユニット1Cのポンプケーシング2Cには、吐出口16が形成されている。この吐出口16は、図示しない取扱液の出口ラインに接続される。出口ラインは、例えば、ポンプ装置100から吐出槽などの移送先まで延びるラインである。本実施形態では、吐出口16は、3段目ポンプユニット1Cのポンプケーシング2Cの中央に配置されている。具体的には、吐出口16の中心は、3段目ポンプユニット1Cのポンプケーシング2Cの中心軸線上にある。
A discharge port 16 is formed in the pump casing 2C of the third stage pump unit 1C which is arranged at the rearmost stage among the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C. This discharge port 16 is connected to a handling liquid outlet line (not shown). The outlet line is, for example, a line extending from the pump device 100 to a transfer destination such as a discharge tank. In this embodiment, the discharge port 16 is arranged at the center of the pump casing 2C of the third stage pump unit 1C. Specifically, the center of the discharge port 16 is on the central axis of the pump casing 2C of the third stage pump unit 1C.
吸込ケーシング4、初段ポンプユニット1Aのモータケーシング3Aおよびポンプケーシング2A、2段目ポンプユニット1Bのモータケーシング3Bおよびポンプケーシング2B、並びに、3段目ポンプユニット1Cのモータケーシング3Cおよびポンプケーシング2Cは、この順に配列されており、この状態で、複数の連結ボルト(図示せず)によって一体に連結されている。
The suction casing 4, the motor casing 3A and pump casing 2A of the first stage pump unit 1A, the motor casing 3B and pump casing 2B of the second stage pump unit 1B, and the motor casing 3C and pump casing 2C of the third stage pump unit 1C, They are arranged in this order, and in this state they are connected together by a plurality of connection bolts (not shown).
本実施形態では、初段ポンプユニット1Aは、該初段ポンプユニット1Aに続く2段目ポンプユニット1Bまで前記取扱液を所望の流量で移送可能な吸込性能を有する。例えば、初段ポンプユニット1Aは、所望の流量で吸込槽110に貯められた取扱液を2段目ポンプユニット1Bまで移送可能な揚程H(図1(a)および図1(b)参照)を有する。
In this embodiment, the first stage pump unit 1A has suction performance that allows the handling liquid to be transferred at a desired flow rate to the second stage pump unit 1B following the first stage pump unit 1A. For example, the first stage pump unit 1A has a lift H (see FIGS. 1(a) and 1(b)) that can transfer the handled liquid stored in the suction tank 110 at a desired flow rate to the second stage pump unit 1B. .
初段ポンプユニット1Aに吸い込まれた取扱液は、2段目ポンプユニット1Bに移送され、該2段目ポンプユニット1Bで昇圧される。2段目ポンプユニット1Bで昇圧された取扱液は、3段目ポンプユニット1Cに移送され、該3段目ポンプユニット1Cでさらに昇圧される。その後、取扱液は、3段目ポンプユニット1Cのポンプケーシング2Cに形成された吐出口16から出口ライン(図示せず)に吐き出される。
The handled liquid sucked into the first-stage pump unit 1A is transferred to the second-stage pump unit 1B, and is pressurized by the second-stage pump unit 1B. The handled liquid whose pressure has been increased by the second stage pump unit 1B is transferred to the third stage pump unit 1C, and the pressure of the handled liquid is further increased by the third stage pump unit 1C. Thereafter, the handled liquid is discharged from the discharge port 16 formed in the pump casing 2C of the third stage pump unit 1C to an outlet line (not shown).
図3(a)は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cに接続される駆動回路と制御部の一例を示す模式図であり、図3(b)は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cに接続される駆動回路と制御部の他の例を示す模式図であり、図3(c)は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cに接続される駆動回路と制御部のさらに他の例を示す模式図である。
FIG. 3(a) is a schematic diagram showing an example of a drive circuit and a control unit connected to the plurality of pump units 1A, 1B, 1C, and FIG. 3(b) is a schematic diagram showing an example of the drive circuit and control unit connected to the plurality of pump units 1A, 1B, 1C FIG. 3C is a schematic diagram showing another example of a drive circuit and a control unit connected to a plurality of pump units 1A, 1B, and 1C. FIG. FIG.
上述したように、初段ポンプユニット1Aの固定子コイル24Aには、3本のリード線17Aが接続されており、リード線17Aの端部は駆動回路7Aに接続される。同様に、2段目ポンプユニット1Bの固定子コイル24Bに接続される3本のリード線17Bの端部は駆動回路7Bに接続され、3段目ポンプユニット1Cの固定子コイル24Cに接続される3本のリード線17Cの端部は駆動回路7Cに接続される。
As described above, the three lead wires 17A are connected to the stator coil 24A of the first stage pump unit 1A, and the ends of the lead wires 17A are connected to the drive circuit 7A. Similarly, the ends of the three lead wires 17B connected to the stator coil 24B of the second stage pump unit 1B are connected to the drive circuit 7B, and then to the stator coil 24C of the third stage pump unit 1C. The ends of the three lead wires 17C are connected to the drive circuit 7C.
図3(a)に示す例では、駆動回路7Aは、該駆動回路7Aの動作を制御する制御部8Aと、電源9Aとに接続される。同様に、駆動回路7Bは、該駆動回路7Bの動作を制御する制御部8Bと、電源9Bとに接続され、駆動回路7Cは、該駆動回路7Cの動作を制御する制御部8Cと、電源9Cとに接続される。駆動回路7A,7B,7Cは、例えば、インバータ装置であり、制御部8A,8B,8Cは、インバータ装置に配置されたパワー素子(例えば、IGBT素子などのスイッチング素子)などを用いて、電源9A,9B,9Cから固定子コイル24A,24B,24Cに供給される電流のタイミングをそれぞれ制御する。
In the example shown in FIG. 3A, the drive circuit 7A is connected to a control section 8A that controls the operation of the drive circuit 7A and a power source 9A. Similarly, the drive circuit 7B is connected to a control section 8B that controls the operation of the drive circuit 7B and a power source 9B, and the drive circuit 7C is connected to a control section 8C that controls the operation of the drive circuit 7C and a power source 9C. connected to. The drive circuits 7A, 7B, 7C are, for example, inverter devices, and the control units 8A, 8B, 8C control the power supply 9A by using power elements (for example, switching elements such as IGBT elements) arranged in the inverter devices. , 9B, 9C to the stator coils 24A, 24B, 24C, respectively.
図3(b)に示す例では、駆動回路7A,7B,7Cが共通の電源9に接続される。図3(c)に示す例では、さらに、駆動回路7A,7B,7Cの動作が共通の制御部8によって制御される。
In the example shown in FIG. 3(b), drive circuits 7A, 7B, and 7C are connected to a common power source 9. In the example shown in FIG. 3C, the operations of the drive circuits 7A, 7B, and 7C are further controlled by a common control section 8.
図3(a)乃至図3(c)に示すいずれの例でも、制御部8A,8B,8C、または制御部8は、羽根車14A,14B,14Cの回転速度を駆動回路7A,7B,7Cを介してそれぞれ任意に、かつ独立して調整可能である。すなわち、制御部8A,8B,8C、または制御部8は、各ポンプユニット1A、1B,1Cの運転速度を各駆動回路7A,7B,7Cを介して独立に制御することができる。
In any of the examples shown in FIGS. 3(a) to 3(c), the control unit 8A, 8B, 8C or the control unit 8 controls the rotational speed of the impeller 14A, 14B, 14C to the drive circuit 7A, 7B, 7C. each can be adjusted arbitrarily and independently via the . That is, the control units 8A, 8B, 8C or the control unit 8 can independently control the operating speed of each pump unit 1A, 1B, 1C via each drive circuit 7A, 7B, 7C.
このような構成によれば、ポンプ装置100の初段ポンプユニット1Aは、所望の流量で取扱液を移送元(例えば、図1(a)および図1(b)に示す吸込槽110)から2段目ポンプユニット1Bに移送することができる。上述したように、制御部8A,8B,8C、または制御部8は、各ポンプユニット1A,1B,1Cの運転速度を独立に制御することができるので、初段ポンプユニット1A以降のポンプユニット1B、1Cによって、取扱液の圧力を自在に調整することができる。その結果、吸込性能を改善した高揚程の小型のポンプ装置100を提供することができる。
According to such a configuration, the first stage pump unit 1A of the pump device 100 transfers the handled liquid at a desired flow rate from the transfer source (for example, the suction tank 110 shown in FIGS. 1(a) and 1(b)) to the second stage. can be transferred to the second pump unit 1B. As described above, the control units 8A, 8B, 8C or the control unit 8 can independently control the operating speed of each pump unit 1A, 1B, 1C. 1C allows the pressure of the liquid to be adjusted freely. As a result, it is possible to provide a small, high-head pump device 100 with improved suction performance.
上述したように、初段ポンプユニット1Aは、取扱液を所望の流量で2段目ポンプユニット1Bに移送可能な吸込性能を有する。本実施形態では、制御部8A,8B,8C、または制御部8は、初段ポンプユニット1Aを他のポンプユニット1B,1Cの運転速度よりも低速で運転させる。一般に、ポンプの運転速度(すなわち、羽根車の回転速度)を低速にすることにより、高速で運転するときよりもポンプの吸込性能を増加させることができる。ただし、ポンプの揚程は、高速で運転するときよりも低下してしまう。
As described above, the first stage pump unit 1A has suction performance capable of transferring the handled liquid to the second stage pump unit 1B at a desired flow rate. In this embodiment, the controllers 8A, 8B, 8C or the controller 8 operate the first stage pump unit 1A at a lower speed than the operating speeds of the other pump units 1B, 1C. Generally, by lowering the operating speed of the pump (ie, the rotational speed of the impeller), the suction performance of the pump can be increased more than when operating at high speed. However, the head of the pump will be lower than when operating at high speed.
本実施形態では、初段ポンプユニット1Aが所望の流量で2段目ポンプユニット1Bに取扱液を移送し、初段ポンプユニット1A以降のポンプユニット1B,1Cによって、取扱液の圧力を自在に調整する。したがって、初段ポンプユニット1Aの運転速度を低速にしても、ポンプ装置100は所望の揚程を確保することができる。この場合、同一の形状を有する羽根車14A,14B,14Cを使用することができるので、ポンプ装置100の製作コストおよび管理コストを低減することができる。なお、所望の揚程を確保するために、初段ポンプユニット1A以外のポンプユニット1B,1Cを互いに異なる運転速度で運転してもよいのはもちろんである。
In this embodiment, the first stage pump unit 1A transfers the handled liquid to the second stage pump unit 1B at a desired flow rate, and the pressure of the handled liquid is freely adjusted by the pump units 1B and 1C after the first stage pump unit 1A. Therefore, even if the operating speed of the first-stage pump unit 1A is made low, the pump device 100 can ensure the desired head. In this case, since the impellers 14A, 14B, and 14C having the same shape can be used, the manufacturing cost and management cost of the pump device 100 can be reduced. In addition, in order to ensure the desired head, it is of course possible to operate the pump units 1B and 1C other than the first stage pump unit 1A at different operating speeds.
初段ポンプユニット1Aに要求される吸込性能を確保するために、初段ポンプユニット1Aの羽根車14Aの構成を、初段ポンプユニット1A以外のポンプユニット1B,1Cの羽根車14B,14Cの構成と異ならせてもよい。
In order to ensure the suction performance required of the first stage pump unit 1A, the configuration of the impeller 14A of the first stage pump unit 1A is different from the configuration of the impellers 14B and 14C of the pump units 1B and 1C other than the first stage pump unit 1A. It's okay.
図4は、初段ポンプユニット1Aの羽根車14Aを拡大して示した概略断面図である。初段ポンプユニット1Aに要求される吸込性能を確保するために、初段ポンプユニット1Aの羽根車14Aの吸込口径d1を、他のポンプユニット1B,1Cの羽根車14B,14Cの吸込口径よりも大きくしてもよい。一実施形態では、他のポンプユニット1B,1Cの羽根車14B,14Cの吸込口径を互いに異ならせてもよい。一般に、ポンプの羽根車の吸込口径を大きくすることで、ポンプの吸込性能を増加させることができる。なお、他のポンプユニット1B,1Cの羽根車14B,14Cの吸込口径よりも大きな吸込口径d1を有する羽根車14Aを、羽根車14B,14Cよりも低速で回転させてもよい。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged view of the impeller 14A of the first stage pump unit 1A. In order to ensure the suction performance required of the first stage pump unit 1A, the suction aperture d1 of the impeller 14A of the first stage pump unit 1A is made larger than the suction apertures of the impellers 14B and 14C of the other pump units 1B and 1C. It's okay. In one embodiment, the suction diameters of the impellers 14B and 14C of the other pump units 1B and 1C may be made different from each other. Generally, the suction performance of the pump can be increased by increasing the suction diameter of the impeller of the pump. Note that the impeller 14A having a suction aperture d1 larger than the suction apertures of the impellers 14B and 14C of the other pump units 1B and 1C may be rotated at a lower speed than the impellers 14B and 14C.
羽根車14Aの吸込口径d1を他の羽根車14B,14Cの吸込口径よりも大きくする代わりに、あるいはこれに加えて、羽根車14Aの出口幅bを、他の羽根車14B,14Cの出口幅よりも大きくしてもよい。一実施形態では、他のポンプユニット1B,1Cの羽根車14B,14Cの出口幅を互いに異ならせてもよい。一般に、ポンプの羽根車の出口幅を大きくすることで、ポンプの吸込性能を増加させることができる。なお、他のポンプユニット1B,1Cの羽根車14B,14Cの吸込口径および/または出口幅よりも大きな吸込口径d1および/または出口幅bを有する羽根車14Aを、羽根車14B,14Cよりも低速で回転させてもよい。
Instead of or in addition to making the suction aperture d1 of the impeller 14A larger than the suction apertures of the other impellers 14B and 14C, the outlet width b of the impeller 14A is made larger than the outlet width of the other impellers 14B and 14C. It may be larger than . In one embodiment, the outlet widths of the impellers 14B and 14C of the other pump units 1B and 1C may be made different from each other. Generally, the suction performance of a pump can be increased by increasing the outlet width of the impeller of the pump. Note that the impeller 14A having a suction aperture d1 and/or an outlet width b larger than the suction aperture and/or outlet width b of the impellers 14B and 14C of the other pump units 1B and 1C is operated at a lower speed than the impellers 14B and 14C. You can also rotate it with
さらに、本実施形態に係るポンプ装置100によれば、ポンプ装置100から発生する振動と騒音を低減することができる。図5(a)は、同一の構成を有する羽根車をそれぞれ備えた複数のポンプユニットを同一の回転速度で運転した場合に発生する騒音の一例を模式的に示したグラフであり、図5(b)は、同一の構成を有する羽根車をそれぞれ備えた複数のポンプユニットをそれぞれ異なる回転速度で運転した場合に発生する騒音の一例を模式的に示したグラフである。図5(a)および図5(b)において、縦軸は騒音の音圧レベルを表し、横軸は騒音の周波数を表す。
Furthermore, according to the pump device 100 according to the present embodiment, vibration and noise generated from the pump device 100 can be reduced. FIG. 5(a) is a graph schematically showing an example of noise generated when a plurality of pump units each having an impeller having the same configuration are operated at the same rotational speed. b) is a graph schematically showing an example of noise generated when a plurality of pump units each having an impeller having the same configuration are operated at different rotational speeds. In FIGS. 5(a) and 5(b), the vertical axis represents the sound pressure level of the noise, and the horizontal axis represents the frequency of the noise.
図5(a)に示すように、同一の構成を有する羽根車14A,14B,14Cをそれぞれ備えた複数のポンプユニット1A,1B,1Cを同一の回転速度で運転すると、各ポンプユニット1A,1B,1Cで発生した騒音が重畳して、大きな騒音がポンプ装置100から発生するおそれがある。各ポンプユニット1A,1B,1Cで発生した振動も同様に重畳する(例えば、共振する)ことで大きくなるおそれがある。さらに、各ポンプユニット1A,1B,1Cで生じる吐出圧力の脈動の周波数も同一になるおそれがあり、この場合、ポンプ装置100に発生する振動の振幅が大きくなる。
As shown in FIG. 5(a), when a plurality of pump units 1A, 1B, 1C each equipped with impellers 14A, 14B, 14C having the same configuration are operated at the same rotational speed, each pump unit 1A, 1B , 1C may be superimposed and loud noise may be generated from the pump device 100. There is a possibility that the vibrations generated in each pump unit 1A, 1B, and 1C may also become large due to being superimposed (for example, resonating). Furthermore, there is a possibility that the frequency of the pulsation of the discharge pressure generated in each of the pump units 1A, 1B, and 1C becomes the same, and in this case, the amplitude of the vibration generated in the pump device 100 becomes large.
本実施形態では、制御部8A,8B,8C、または制御部8は、各ポンプユニット1A,1B,1Cの運転速度を独立に制御することができる。したがって、複数のポンプユニット1A,1B,1Cの少なくとも1つのポンプユニット1の羽根車14を、他のポンプユニット1の羽根車14の回転速度と異なる回転速度で運転させることができる。その結果、ポンプ装置100から発生する振動および騒音を低減することができる。なお、図5(b)に示すように、各ポンプユニット1A,1B,1Cの運転速度をそれぞれ異ならせることで、ポンプ装置100から発生する振動および騒音を最も低減することができる。さらに、各ポンプユニット1A,1B,1Cで生じる吐出圧力の脈動の周波数の全てが同一となることを回避することできるので、ポンプ装置100に発生する振動の振幅も低減可能である。
In this embodiment, the controllers 8A, 8B, 8C or the controller 8 can independently control the operating speed of each pump unit 1A, 1B, 1C. Therefore, the impeller 14 of at least one pump unit 1 of the plurality of pump units 1A, 1B, 1C can be operated at a rotation speed different from the rotation speed of the impeller 14 of the other pump units 1. As a result, vibration and noise generated from the pump device 100 can be reduced. Note that, as shown in FIG. 5(b), the vibrations and noise generated from the pump device 100 can be reduced most by making the operating speeds of the pump units 1A, 1B, and 1C different. Furthermore, since it is possible to avoid all the frequencies of the pulsations of the discharge pressure occurring in each pump unit 1A, 1B, and 1C being the same, the amplitude of vibrations occurring in the pump device 100 can also be reduced.
ポンプ装置100から発生する振動および騒音が全て重畳してしまうのを防止するために、および各ポンプユニット1A,1B,1Cで生じる吐出圧力の脈動の周波数の全てが同一となることを防止するために、複数のポンプユニット1A,1B,1Cのうちの少なくとも1つのポンプユニット1の羽根車14の構成を、他のポンプユニット1の羽根車14の構成と異ならせてもよい。例えば、羽根車14Aの翼20A(図4参照)の数を、他の羽根車14B,14Cの翼の数と異ならせてもよい。翼の数を異ならせることに代えて、またはこれに加えて、羽根車14Aの直径d2(図4参照)を、他の羽根車14B,14Cの直径と異ならせてもよい。一実施形態では、複数のポンプユニット1A,1B,1Cの羽根車14A,14B,14Cの構成(例えば、翼の数、および/または直径)を互いに異ならせてもよい。
To prevent all the vibrations and noise generated from the pump device 100 from being superimposed, and to prevent all the frequencies of the pulsations of the discharge pressure generated in each pump unit 1A, 1B, and 1C from becoming the same. In addition, the configuration of the impeller 14 of at least one pump unit 1 among the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C may be different from the configuration of the impeller 14 of the other pump units 1. For example, the number of blades 20A (see FIG. 4) of the impeller 14A may be different from the number of blades of the other impellers 14B and 14C. Instead of or in addition to having a different number of blades, the diameter d2 (see FIG. 4) of the impeller 14A may be different from the diameters of the other impellers 14B and 14C. In one embodiment, the impellers 14A, 14B, 14C of the plurality of pump units 1A, 1B, 1C may have different configurations (eg, number of blades and/or diameters).
図6は、他の実施形態に係るポンプ装置の概略断面図である。複数のポンプユニット1A,1B,1Cを有するポンプ装置100を運転すると、モータ固定子6A,6B,6C(特に、固定子コイル24A,24B,24C)が発熱する。モータ固定子6A,6B,6Cの過度の発熱は、該モータ固定子6A,6B,6Cの劣化や破損につながる。そこで、図6に示すポンプ装置100では、モータ固定子6A,6B,6Cを効率的に冷却する構成を備えている。なお、本実施形態で特に説明しない構成は、上述した実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a pump device according to another embodiment. When the pump device 100 having a plurality of pump units 1A, 1B, 1C is operated, the motor stators 6A, 6B, 6C (particularly the stator coils 24A, 24B, 24C) generate heat. Excessive heat generation in the motor stators 6A, 6B, and 6C leads to deterioration and breakage of the motor stators 6A, 6B, and 6C. Therefore, the pump device 100 shown in FIG. 6 is provided with a configuration that efficiently cools the motor stators 6A, 6B, and 6C. Note that configurations that are not particularly explained in this embodiment are the same as those in the above-described embodiment, and therefore, redundant explanation will be omitted.
図6に示す初段ポンプユニット1Aの吸込ケーシング4は、吸込口4aから吸い込まれた取扱液の流れ方向を変更して、取扱液が初段ディフューザー21(後述する)を通過するように案内する案内部材15を有している。本実施形態では、案内部材15は略円盤形状を有している。
The suction casing 4 of the first stage pump unit 1A shown in FIG. 6 is a guide member that changes the flow direction of the handled liquid sucked from the suction port 4a and guides the handled liquid so that it passes through the first stage diffuser 21 (described later). It has 15. In this embodiment, the guide member 15 has a substantially disk shape.
案内部材15によって、吸込口4aから吸込ケーシング4に吸い込まれた取扱液は、案内部材15の一方の面(図6では下面)上を吸込ケーシング4の半径方向外側に向かって流れ、ケーシング本体4bの側壁の内面に衝突する。そして、取扱液は、案内部材15の他方の面(図6では上面)に回り込んで、吸込ケーシング4の半径方向内側に向かって流れる。すなわち、案内部材15によって、吸込ケーシング4の半径方向外側に放射状に広がり、次いで、吸込ケーシング4の半径方向内側に収束する取扱液の吸込流路4cが形成される。この吸込流路4cは、ケーシング本体4bに形成されており、吸込口4aから延びて、モータケーシング3Aに形成された流路3Aaに接続される。
The handling liquid sucked into the suction casing 4 from the suction port 4a by the guide member 15 flows on one surface (the lower surface in FIG. 6) of the guide member 15 toward the outside in the radial direction of the suction casing 4, and flows toward the radially outer side of the suction casing 4. collides with the inner surface of the side wall. Then, the handled liquid flows around the other surface (the upper surface in FIG. 6) of the guide member 15 and flows toward the inside of the suction casing 4 in the radial direction. That is, the guide member 15 forms a suction flow path 4c for the handled liquid that radially spreads outward in the radial direction of the suction casing 4 and then converges in the radial direction of the suction casing 4. This suction passage 4c is formed in the casing body 4b, extends from the suction port 4a, and is connected to a passage 3Aa formed in the motor casing 3A.
吸込流路4cには、複数の初段ディフューザー21が配置されている。初段ディフューザー21によって、吸込流路4cを流れる取扱液がモータケーシング3Aに形成された流路3Aaに適切に案内される。初段ディフューザー21は、吸込流路4cの壁面に固定されている。より具体的には、初段ディフューザー21は、吸込流路4cの壁面を形成する吸込ケーシング4のケーシング本体4bの底壁の内面に固定されている。本実施形態では、案内部材15は、複数の初段ディフューザー21に支持されており、この状態で、案内部材15の中心は、吸込ケーシング4の(ケーシング本体4bの)中心軸線上にある。
A plurality of first stage diffusers 21 are arranged in the suction flow path 4c. The handling liquid flowing through the suction flow path 4c is appropriately guided by the first stage diffuser 21 to the flow path 3Aa formed in the motor casing 3A. The first stage diffuser 21 is fixed to the wall surface of the suction channel 4c. More specifically, the first stage diffuser 21 is fixed to the inner surface of the bottom wall of the casing body 4b of the suction casing 4, which forms the wall surface of the suction flow path 4c. In this embodiment, the guide member 15 is supported by the plurality of first-stage diffusers 21, and in this state, the center of the guide member 15 is on the central axis of the suction casing 4 (of the casing body 4b).
初段ポンプユニット1Aのモータケーシング3Aおよび軸受10Aの中心部には、それぞれ液体流路3Aa,10Aaが形成されている。これら液体流路3Aa,10Aaは一列に連結される。吸込口4aから吸い込まれて、吸込ケーシング4の吸込流路4cを流れた取扱液は、モータケーシング3Aの流路3Aaおよび軸受10Aの流路10Aaを直線状に流れて羽根車14Aの液体入口に吸い込まれる。このように、流路4c,3Aa,10Aaは、吸込口4aから羽根車14Aの液体入口まで延びる1つの液体流路を構成する。
Liquid flow paths 3Aa and 10Aa are formed in the center of the motor casing 3A and bearing 10A of the first stage pump unit 1A, respectively. These liquid channels 3Aa and 10Aa are connected in a line. The handling liquid that is sucked in from the suction port 4a and flows through the suction passage 4c of the suction casing 4 flows linearly through the passage 3Aa of the motor casing 3A and the passage 10Aa of the bearing 10A to the liquid inlet of the impeller 14A. It gets sucked in. In this way, the flow paths 4c, 3Aa, and 10Aa constitute one liquid flow path extending from the suction port 4a to the liquid inlet of the impeller 14A.
初段ポンプユニット1Aのポンプケーシング2Aは、羽根車14Aから2段目ポンプユニット1Bまで延びる連通流路26Aを有している。羽根車14Aから吐出された取扱液は、連通流路26Aを通って2段目ポンプユニット1Bのモータケーシング3Bに流れ込む。連通流路26Aの壁面には、中間ディフューザー22Aが固定されている。より具体的には、中間ディフューザー22Aは、連通流路26Aの壁面を形成するポンプケーシング2Aの底壁の内面に固定されている。中間ディフューザー22Aによって、羽根車14Aから吐き出された取扱液が2段目ポンプユニット1Bのモータケーシング3Bに形成された流路3Baに案内される。
The pump casing 2A of the first stage pump unit 1A has a communication passage 26A extending from the impeller 14A to the second stage pump unit 1B. The handling liquid discharged from the impeller 14A flows into the motor casing 3B of the second stage pump unit 1B through the communication channel 26A. An intermediate diffuser 22A is fixed to the wall of the communication channel 26A. More specifically, the intermediate diffuser 22A is fixed to the inner surface of the bottom wall of the pump casing 2A, which forms the wall surface of the communication channel 26A. The intermediate diffuser 22A guides the treated liquid discharged from the impeller 14A to the flow path 3Ba formed in the motor casing 3B of the second stage pump unit 1B.
初段ポンプユニット1Aと同様に、2段目ポンプユニット1Bのモータケーシング3Bおよび軸受10Bの中心部には、それぞれ液体流路3Ba,10Baが形成されており、液体流路3Ba,10Baも一列に連結されている。初段ポンプユニット1Aから2段目ポンプユニット1Bに流れ込んだ取扱液は、モータケーシング3Bの流路3Baおよび軸受10Bの流路10Baを直線状に流れて羽根車14Bの液体入口に吸い込まれる。
Similar to the first stage pump unit 1A, liquid flow paths 3Ba and 10Ba are formed in the center of the motor casing 3B and bearing 10B of the second stage pump unit 1B, respectively, and the liquid flow paths 3Ba and 10Ba are also connected in a line. has been done. The handling liquid that has flowed from the first stage pump unit 1A to the second stage pump unit 1B flows linearly through the flow path 3Ba of the motor casing 3B and the flow path 10Ba of the bearing 10B, and is sucked into the liquid inlet of the impeller 14B.
2段目ポンプユニット1Bのポンプケーシング2Bも、羽根車14Bから3段目ポンプユニット1Cまで延びる連通流路26Bを有している。羽根車14Bから吐出された取扱液は、連通流路26Bを通って3段目ポンプユニット1Cのモータケーシング3Cに流れ込む。連通流路26Bの壁面には、中間ディフューザー22Bが固定されている。より具体的には、中間ディフューザー22Bは、連通流路26Bの壁面を形成するポンプケーシング2Bの底壁の内面に固定されている。中間ディフューザー22Bによって、羽根車14Bから吐き出された取扱液が3段目ポンプユニット1Cのモータケーシング3Cに形成された流路3Caに案内される。
The pump casing 2B of the second stage pump unit 1B also has a communication channel 26B extending from the impeller 14B to the third stage pump unit 1C. The handling liquid discharged from the impeller 14B flows into the motor casing 3C of the third stage pump unit 1C through the communication channel 26B. An intermediate diffuser 22B is fixed to the wall surface of the communication channel 26B. More specifically, the intermediate diffuser 22B is fixed to the inner surface of the bottom wall of the pump casing 2B, which forms the wall surface of the communication channel 26B. The intermediate diffuser 22B guides the treated liquid discharged from the impeller 14B to a flow path 3Ca formed in the motor casing 3C of the third stage pump unit 1C.
3段目ポンプユニット1Cも2段目ポンプユニット1Bと同様の構成を有する。すなわち、2段目ポンプユニット1Bの連通流路26Bを通って3段目ポンプユニット1Cに流れ込んだ取扱液は、モータケーシング3Cおよび軸受10Cの中心部に形成された液体流路3Ca,10Caを流れて羽根車14Cの液体入口に吸い込まれる。羽根車14Cから吐き出された取扱液は、3段目ポンプユニット1Cのポンプケーシング2Cに形成された連通流路26Cを流れて、吐出口16から吐出される。図示した例では、連通流路26Cには、中間ディフューザー22Cが配置されているが、この中間ディフューザー22Cを省略してもよい。
The third stage pump unit 1C also has the same configuration as the second stage pump unit 1B. That is, the handling liquid that has flowed into the third stage pump unit 1C through the communication channel 26B of the second stage pump unit 1B flows through the liquid channels 3Ca and 10Ca formed in the center of the motor casing 3C and the bearing 10C. and is sucked into the liquid inlet of the impeller 14C. The handled liquid discharged from the impeller 14C flows through a communication channel 26C formed in the pump casing 2C of the third stage pump unit 1C, and is discharged from the discharge port 16. In the illustrated example, an intermediate diffuser 22C is disposed in the communication channel 26C, but this intermediate diffuser 22C may be omitted.
初段ポンプユニット1Aのモータ固定子6Aは、初段ディフューザー21が固定される壁面とは反対側の面に接触している。より具体的には、モータ固定子6Aは、環状の突起25Aを有しており、該突起25Aの先端が、初段ディフューザー21が固定される吸込ケーシング4のケーシング本体4bの底壁の外面に接触している。モータ固定子6Aで発生した熱は、突起25Aからケーシング本体4bを介して初段ディフューザー21に伝わる。初段ディフューザー21は、吸込流路4cを流れる取扱液に接触しているので、モータ固定子6Aの突起25Aからケーシング本体4bを介して初段ディフューザー21に伝えられた熱は取扱液に効率よく放散される。その結果、モータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。
The motor stator 6A of the first stage pump unit 1A is in contact with the surface opposite to the wall surface to which the first stage diffuser 21 is fixed. More specifically, the motor stator 6A has an annular projection 25A, and the tip of the projection 25A contacts the outer surface of the bottom wall of the casing body 4b of the suction casing 4 to which the first stage diffuser 21 is fixed. are doing. Heat generated by the motor stator 6A is transmitted from the protrusion 25A to the first stage diffuser 21 via the casing body 4b. Since the first stage diffuser 21 is in contact with the handled liquid flowing through the suction channel 4c, the heat transferred from the protrusion 25A of the motor stator 6A to the first stage diffuser 21 via the casing body 4b is efficiently dissipated to the handled liquid. Ru. As a result, the motor stator 6A can be efficiently cooled.
同様に、2段目ポンプユニット1Bのモータ固定子6Bは、中間ディフューザー22Aが固定される壁面とは反対側の面に接触しており、3段面ポンプユニット1Cのモータ固定子6Cは、中間ディフューザー22Bが固定される壁面とは反対側の面に接触している。より具体的には、モータ固定子6Bの環状の突起25Bの先端は、中間ディフューザー22Aが固定される初段ポンプユニット1Aのポンプケーシング2Aの底壁の外面に接触しており、モータ固定子6Cの環状の突起25Cの先端は、中間ディフューザー22Bが固定される2段目ポンプユニット1Bのポンプケーシング2Bの底壁の外面に接触している。このような構成により、モータ固定子6Bで発生した熱は、突起25Bからポンプケーシング2Aを介して中間ディフューザー22Aに伝わり、該中間ディフューザー22Aから連通流路26Aを流れる取扱液に放散される。同様に、モータ固定子6Cで発生した熱は、突起25Cからポンプケーシング2Bを介して中間ディフューザー22Bに伝わり、該中間ディフューザー22Bから連通流路26Bを流れる取扱液に放散される。その結果、モータ固定子6B,6Cを効率よく冷却することができる。
Similarly, the motor stator 6B of the second-stage pump unit 1B is in contact with the surface opposite to the wall surface to which the intermediate diffuser 22A is fixed, and the motor stator 6C of the third-stage pump unit 1C is in contact with the surface opposite to the wall surface to which the intermediate diffuser 22A is fixed. It is in contact with the surface opposite to the wall surface to which the diffuser 22B is fixed. More specifically, the tip of the annular projection 25B of the motor stator 6B is in contact with the outer surface of the bottom wall of the pump casing 2A of the first stage pump unit 1A to which the intermediate diffuser 22A is fixed, and The tip of the annular projection 25C is in contact with the outer surface of the bottom wall of the pump casing 2B of the second stage pump unit 1B to which the intermediate diffuser 22B is fixed. With this configuration, the heat generated in the motor stator 6B is transmitted from the protrusion 25B to the intermediate diffuser 22A via the pump casing 2A, and is dissipated from the intermediate diffuser 22A to the handling liquid flowing through the communication channel 26A. Similarly, the heat generated by the motor stator 6C is transmitted from the protrusion 25C to the intermediate diffuser 22B via the pump casing 2B, and is dissipated from the intermediate diffuser 22B to the handled liquid flowing through the communication channel 26B. As a result, motor stators 6B and 6C can be efficiently cooled.
このように、初段ディフューザー21、および中間ディフューザー22A,22Bは、モータ固定子6A,6B,6Cで発生した熱を取扱液に伝えて放散するための放熱部材としても機能する。その結果、従来のモータポンプで必要とされた冷却装置(例えば、冷却フィンまたは冷却ファン)が不要となるため、ポンプ装置100の大型化および製造コストの上昇を抑制することができる。さらに、ポンプ装置100に流入する取扱液の温度の上限値をあげることができるので、ポンプ装置100の運転範囲を拡大することができる。
In this way, the first stage diffuser 21 and the intermediate diffusers 22A, 22B also function as heat radiating members for transmitting and dissipating the heat generated in the motor stators 6A, 6B, 6C to the treated liquid. As a result, a cooling device (for example, a cooling fin or a cooling fan) required in a conventional motor pump is not required, so that it is possible to suppress an increase in the size of the pump device 100 and increase in manufacturing cost. Furthermore, since the upper limit of the temperature of the handling liquid flowing into the pump device 100 can be raised, the operating range of the pump device 100 can be expanded.
初段ディフューザー21、および中間ディフューザー22A,22Bを形成する材料は任意である。しかしながら、初段ディフューザー21、および中間ディフューザー22A,22Bは、熱を効率よく取扱液に放散するために、高い熱伝導率を有する材料から形成されるのが好ましい。例えば、初段ディフューザー21、および中間ディフューザー22A,22Bは、ステンレススチールなどの金属から形成される。一実施形態では、初段ディフューザー21、および中間ディフューザー22A,22Bは、樹脂から形成されてもよい。
The first stage diffuser 21 and the intermediate diffusers 22A, 22B may be made of any material. However, the first stage diffuser 21 and the intermediate diffusers 22A, 22B are preferably formed from a material having high thermal conductivity in order to efficiently dissipate heat to the liquid to be handled. For example, the first stage diffuser 21 and the intermediate diffusers 22A, 22B are made of metal such as stainless steel. In one embodiment, the first stage diffuser 21 and the intermediate diffusers 22A, 22B may be formed from resin.
図7は、さらに他の実施形態に係るポンプ装置の概略断面図である。図7に示すポンプ装置100も、モータ固定子6A,6B,6Cを効率的に冷却する構成を備えている。なお、本実施形態で特に説明しない構成は、上述した実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a pump device according to yet another embodiment. The pump device 100 shown in FIG. 7 also has a configuration that efficiently cools the motor stators 6A, 6B, and 6C. Note that configurations that are not particularly explained in this embodiment are the same as those in the above-described embodiment, and therefore, redundant explanation will be omitted.
図7に示すポンプ装置100のポンプユニット1A,1B,1Cは、それぞれ、ディフューザー21,22A,22Bの代わりに、モータ室33A,33B,33Cに取扱液を流入させるための少なくとも1つのモータ室入口孔を有している。本実施形態では、モータ室33A,33B,33Cに取扱液が流入するため、モータ固定子6A,6B,6Cの固定子コイル24A,24B,24Cがショートしないように、取扱液は、絶縁性を有する液体(例えば、フッ素系の絶縁性液体)である。
Pump units 1A, 1B, and 1C of the pump device 100 shown in FIG. 7 each have at least one motor chamber inlet for flowing the handled liquid into the motor chambers 33A, 33B, and 33C instead of the diffusers 21, 22A, and 22B. It has holes. In this embodiment, since the handling liquid flows into the motor chambers 33A, 33B, and 33C, the handling liquid has insulation properties so that the stator coils 24A, 24B, and 24C of the motor stators 6A, 6B, and 6C do not short-circuit. (e.g., a fluorine-based insulating liquid).
一実施形態では、固定子コイル24A,24B,24Cの巻線として、耐水絶縁電線を用いてもよい。この場合は、モータ室33A,33B,33Cに導電性を有する取扱液(例えば、水)が流入しても、固定子コイル24A,24B,24Cがショートすることはない。耐水絶縁電線は、巻線自体が防液性(防水性)を有する電線の総称である。耐水絶縁電線は、例えば、銅線などの導体の外周面に被覆されたエナメルなどの絶縁性材料層と、該絶縁性材料層の外周面にさらに被覆された樹脂層とを有する。この樹脂層は、耐水絶縁性能に優れる樹脂から構成される。このような樹脂は、例えば、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、または、ポリプロピレン等)である。
In one embodiment, water-resistant insulated wires may be used as the windings of the stator coils 24A, 24B, and 24C. In this case, even if a conductive handling liquid (for example, water) flows into the motor chambers 33A, 33B, 33C, the stator coils 24A, 24B, 24C will not be short-circuited. Water-resistant insulated wire is a general term for wires whose windings themselves are liquid-proof (waterproof). A water-resistant insulated wire includes, for example, an insulating material layer such as enamel coated on the outer peripheral surface of a conductor such as a copper wire, and a resin layer further coated on the outer peripheral surface of the insulating material layer. This resin layer is made of resin that has excellent water-resistant insulation performance. Such a resin is, for example, a polyolefin resin (eg, polyethylene, crosslinked polyethylene, polypropylene, etc.).
一実施形態では、各固定子コイル24A,24B,24Cの巻線全体を、絶縁性を有する樹脂でモールドしてもよい。このような構成でも、モータ室33A,33B,33Cに流入した、導電性を有する取扱液によって、固定子コイル24A,24B,24Cがショートすることはない。さらに、この実施形態では、固定子コイル24A,24B,24Cの巻線として、耐水絶縁電線よりも安価な絶縁被覆電線を用いることができる。
In one embodiment, the entire winding of each stator coil 24A, 24B, 24C may be molded with an insulating resin. Even with such a configuration, the stator coils 24A, 24B, 24C will not be short-circuited due to the conductive handling liquid that has flowed into the motor chambers 33A, 33B, 33C. Furthermore, in this embodiment, insulated covered electric wires, which are cheaper than water-resistant insulated electric wires, can be used as the windings of the stator coils 24A, 24B, and 24C.
図7に示すポンプ装置100の初段ポンプユニット1Aには、モータ室33Aに取扱液を流入させるための環状の開口孔37Aが形成されている。開口孔37Aによって、モータケーシング3Aのモータ室33Aが吸込ケーシング4に形成された吸込流路4cと連通する。したがって、吸込ケーシング4の吸込流路4cを流れる取扱液の一部は、開口孔37Aを介してモータ室33Aに流入し、該モータ室33Aを満たす。すなわち、開口孔37Aは、吸込口4aから吸い込まれた取扱液をモータ室33Aに流入させるモータ室入口孔として機能する。モータ固定子6Aは、吸込流路4cから開口孔37Aを通ってモータ室33Aに流入した取扱液に浸漬される。
An annular opening hole 37A is formed in the first stage pump unit 1A of the pump device 100 shown in FIG. 7 for allowing the handling liquid to flow into the motor chamber 33A. The motor chamber 33A of the motor casing 3A communicates with the suction passage 4c formed in the suction casing 4 through the opening hole 37A. Therefore, a part of the handling liquid flowing through the suction channel 4c of the suction casing 4 flows into the motor chamber 33A through the opening hole 37A and fills the motor chamber 33A. That is, the opening hole 37A functions as a motor chamber entrance hole through which the handling liquid sucked from the suction port 4a flows into the motor chamber 33A. The motor stator 6A is immersed in the handling liquid that has flowed into the motor chamber 33A from the suction channel 4c through the opening hole 37A.
モータ固定子6Aに発生した熱は、モータ室33Aを満たした取扱液に伝わり、該取扱液の温度を上昇させる。しかしながら、ポンプ装置100の運転中、モータ室33A内の取扱液は、常に吸込ケーシング4の吸込流路4cを流れるより低温の取扱液と直接的に熱交換を行い(図7の黒塗り矢印参照)、これにより、モータ固定子6Aが冷却される。
The heat generated in the motor stator 6A is transmitted to the handling liquid filling the motor chamber 33A, increasing the temperature of the handling liquid. However, during operation of the pump device 100, the handled liquid in the motor chamber 33A always directly exchanges heat with the lower temperature handled liquid flowing through the suction passage 4c of the suction casing 4 (see the black arrow in FIG. 7). ), thereby cooling the motor stator 6A.
同様に、2段目ポンプユニット1Bには、モータ室33Bに取扱液を流入させるための環状の開口孔(モータ室入口孔)37Bが形成され、開口孔37Bによって、モータケーシング3Bのモータ室33Bが連通流路26Aと連通する。3段目ポンプユニット1Cには、モータ室33Cに取扱液を流入させるための環状の開口孔(モータ室入口孔)37Cが形成され、開口孔37Cによって、モータケーシング3Cのモータ室33Cが連通流路26Bと連通する。2段目ポンプユニット1Bのモータ室33B、および3段目ポンプユニット1Cのモータ室33Cには、それぞれ、開口孔37B,37Cを介して取扱液が流入し、該モータ室33B,33C内のモータ固定子6B,6Cが取扱液に浸漬される。ポンプ装置100の運転中、モータ室33B,33C内の取扱液は、常に連通流路26A,26Bを流れるより低温の取扱液と直接的に熱交換を行うので、モータ固定子6B,6Cが冷却される。
Similarly, the second stage pump unit 1B is formed with an annular opening hole (motor chamber inlet hole) 37B for allowing the handled liquid to flow into the motor chamber 33B. communicates with the communication channel 26A. The third stage pump unit 1C is formed with an annular opening hole (motor chamber inlet hole) 37C for allowing the handled liquid to flow into the motor chamber 33C. It communicates with the road 26B. The handling liquid flows into the motor chamber 33B of the second stage pump unit 1B and the motor chamber 33C of the third stage pump unit 1C through the opening holes 37B and 37C, respectively, and the motor in the motor chambers 33B and 33C flows into the motor chamber 33B of the second stage pump unit 1B and the motor chamber 33C of the third stage pump unit 1C. Stators 6B and 6C are immersed in the handling liquid. During operation of the pump device 100, the handling liquid in the motor chambers 33B, 33C always directly exchanges heat with the lower temperature handling liquid flowing through the communication channels 26A, 26B, so that the motor stators 6B, 6C are cooled. be done.
このように、本実施形態では、各ポンプユニット1A,1B,1Cに、開口孔(モータ室入口孔)37A,37B,37Cを設けるといった簡易な構成で、モータ固定子6A,6B,6Cを効率的に冷却することができる。その結果、従来のモータポンプで必要とされた冷却装置(例えば、冷却フィンまたは冷却ファン)が不要となるため、ポンプ装置100の大型化および製造コストの上昇を抑制することができる。さらに、ポンプ装置100に流入する取扱液の温度の上限値をあげることができるので、ポンプ装置100の運転範囲を拡大することができる。
In this way, in this embodiment, the motor stators 6A, 6B, 6C can be efficiently operated with a simple configuration in which the opening holes (motor chamber inlet holes) 37A, 37B, 37C are provided in each pump unit 1A, 1B, 1C. can be cooled down. As a result, a cooling device (for example, a cooling fin or a cooling fan) required in a conventional motor pump is not required, so that it is possible to suppress an increase in the size of the pump device 100 and increase in manufacturing cost. Furthermore, since the upper limit of the temperature of the handling liquid flowing into the pump device 100 can be raised, the operating range of the pump device 100 can be expanded.
図7に示す例では、モータ室入口孔として機能する開口孔37Aは、環形状を有する1つの孔であり、吸込流路4cに連通している。しかしながら、本実施形態はこの例に限定されない。例えば、図8に示すように、モータ室入口孔として機能する複数の(図8では、6つの)開口孔37Aを吸込ケーシング4のケーシング本体4bの底壁に設けてもよい。複数の開口孔37Aをケーシング本体4bの底壁に設ける場合は、開口孔37Aの数、位置、断面形状、および大きさ(例えば、直径)は任意であるが、開口孔37Aをケーシング本体4bの周方向に沿って等間隔で配置するのが好ましい。さらに、モータ室入口孔として機能する1つのまたは複数の開口孔37Aを、モータケーシング3Aの液体流路3Aaに連通させてもよい。
In the example shown in FIG. 7, the opening hole 37A functioning as the motor chamber entrance hole is one hole having an annular shape, and communicates with the suction flow path 4c. However, this embodiment is not limited to this example. For example, as shown in FIG. 8, a plurality of (six in FIG. 8) opening holes 37A functioning as motor chamber entrance holes may be provided in the bottom wall of the casing body 4b of the suction casing 4. When a plurality of opening holes 37A are provided in the bottom wall of the casing body 4b, the number, position, cross-sectional shape, and size (for example, diameter) of the opening holes 37A are arbitrary; It is preferable to arrange them at equal intervals along the circumferential direction. Furthermore, one or more opening holes 37A functioning as motor chamber inlet holes may be communicated with the liquid flow path 3Aa of the motor casing 3A.
同様に、モータ室入口孔として機能する複数の開口孔37Bと、モータ室入口孔として機能する複数の開口孔37Cを、それぞれ、初段ポンプユニット1Aのポンプケーシング2Aの底壁と、2段目ポンプユニット1Bのポンプケーシング2Bの底壁に設けてもよい。開口孔37Bの数、位置、断面形状、および大きさ(例えば、直径)は任意であるが、複数の開口孔37Bは、ポンプケーシング2Aの周方向に沿って等間隔で配置されるのが好ましい。同様に、開口孔37Cの数、位置、断面形状、および大きさ(例えば、直径)は任意であるが、複数の開口孔37Cは、ポンプケーシング2Bの周方向に沿って等間隔で配置されるのが好ましい。さらに、モータ室入口孔として機能する1つのまたは複数の開口孔37Bを、モータケーシング3Bの液体流路3Baに連通させてもよく、モータ室入口孔として機能する1つのまたは複数の開口孔37Cを、モータケーシング3Cの液体流路3Caに連通させてもよい。
Similarly, a plurality of opening holes 37B functioning as motor chamber inlet holes and a plurality of opening holes 37C functioning as motor chamber inlet holes are connected to the bottom wall of the pump casing 2A of the first stage pump unit 1A and the second stage pump, respectively. It may be provided on the bottom wall of the pump casing 2B of the unit 1B. Although the number, position, cross-sectional shape, and size (e.g., diameter) of the opening holes 37B are arbitrary, it is preferable that the plurality of opening holes 37B are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the pump casing 2A. . Similarly, the number, position, cross-sectional shape, and size (for example, diameter) of the opening holes 37C are arbitrary, but the plurality of opening holes 37C are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the pump casing 2B. is preferable. Furthermore, one or more opening holes 37B functioning as a motor chamber inlet hole may be communicated with the liquid flow path 3Ba of the motor casing 3B, and one or more opening holes 37C functioning as a motor chamber inlet hole may be communicated with the liquid flow path 3Ba of the motor casing 3B. , it may be communicated with the liquid flow path 3Ca of the motor casing 3C.
本実施形態では、上述した案内部材15によって、吸込口4aを通過した取扱液が開口孔(モータ室入口孔)37Aを通過するように積極的に案内される。したがって、案内部材15によって、開口孔37Aの上方に常に低温の取扱液の流れが作り出され、これにより、モータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。
In this embodiment, the handling liquid that has passed through the suction port 4a is actively guided by the guide member 15 described above so that it passes through the opening hole (motor chamber entrance hole) 37A. Therefore, the guide member 15 always creates a flow of low-temperature handling liquid above the opening hole 37A, thereby efficiently cooling the motor stator 6A.
図9は、図7に示すポンプ装置の変形例を説明するための概略断面図である。図9は、初段ポンプユニット1Aのモータケーシング3Aの一部を拡大して示している。図示はしないが、初段ポンプユニット1A以降のポンプユニット1B,1Cのポンプケーシング3B,3Cも図9に示す構成と同様の構成を有していてもよい。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining a modification of the pump device shown in FIG. 7. FIG. 9 shows a part of the motor casing 3A of the first stage pump unit 1A in an enlarged manner. Although not shown, the pump casings 3B and 3C of the pump units 1B and 1C after the first-stage pump unit 1A may also have the same configuration as that shown in FIG. 9.
図9に示すように、モータケーシング3Aは、内筒30Aと、該内筒30Aの半径方向外側に配置される外筒31Aと、内筒30Aおよび外筒31Aを連結する隔壁32Aと、を備えている。内筒30Aは、略円筒形状を有しており、その中心部には上記した流路3Aaが形成されている。外筒31Aも略円筒形状を有しており、隔壁32Aは環形状を有している。この隔壁32Aは、羽根車14Aとモータ固定子6Aとの間に位置しており、モータ固定子6Aが発生する回転磁界は、隔壁32Aを通って羽根車14Aの永久磁石5Aに到達する。
As shown in FIG. 9, the motor casing 3A includes an inner cylinder 30A, an outer cylinder 31A disposed radially outward of the inner cylinder 30A, and a partition wall 32A connecting the inner cylinder 30A and the outer cylinder 31A. ing. The inner cylinder 30A has a substantially cylindrical shape, and the above-described flow path 3Aa is formed in the center thereof. The outer cylinder 31A also has a substantially cylindrical shape, and the partition wall 32A has an annular shape. This partition 32A is located between the impeller 14A and the motor stator 6A, and the rotating magnetic field generated by the motor stator 6A passes through the partition 32A and reaches the permanent magnet 5A of the impeller 14A.
図9に示すように、隔壁32Aには、開口孔40Aが形成されている点で図7に示すモータケーシング3Aと異なる。なお、発明の理解を深めるために、図7では、図9に示す開口孔40A(および、開口孔40B,40Cも)点線で示している。隔壁32Aに形成された開口孔40Aによって、モータ室33Aがポンプケーシング2Aに形成された羽根車14Aの収容空間と連通する。
As shown in FIG. 9, the motor casing 3A differs from the motor casing 3A shown in FIG. 7 in that an opening hole 40A is formed in the partition wall 32A. In order to deepen the understanding of the invention, in FIG. 7, the aperture 40A (and the apertures 40B and 40C shown in FIG. 9) are indicated by dotted lines. The motor chamber 33A communicates with the housing space of the impeller 14A formed in the pump casing 2A through the opening hole 40A formed in the partition wall 32A.
羽根車14Aから吐き出された取扱液の圧力は、羽根車14Aに吸い込まれる前の取扱液(すなわち、流路4c,3Aa,10Aaを流れる取扱液)の圧力よりも高い。したがって、羽根車14Aから吐き出された取扱液の一部は、開口孔40Aを通って、取扱液で満たされたモータ室33Aに流入することができる。すなわち、本実施形態では、隔壁32に形成された開口孔40Aが羽根車14Aから吐出された取扱液(すなわち、吸込口4aから吸い込まれた取扱液)をモータ室33Aに流入させるためのモータ室入口孔として機能する。
The pressure of the handled liquid discharged from the impeller 14A is higher than the pressure of the handled liquid before being sucked into the impeller 14A (that is, the handled liquid flowing through the channels 4c, 3Aa, and 10Aa). Therefore, a part of the handling liquid discharged from the impeller 14A can flow into the motor chamber 33A filled with the handling liquid through the opening hole 40A. That is, in this embodiment, the opening hole 40A formed in the partition wall 32 serves as a motor chamber for allowing the handling liquid discharged from the impeller 14A (that is, the handling liquid sucked from the suction port 4a) to flow into the motor chamber 33A. Functions as an entrance hole.
本実施形態では、開口孔(モータ室入口孔)40Aを通ってモータ室33Aに流入した取扱液によって、モータ室33Aを満たしていた取扱液が開口孔37Aを通って、吸込ケーシング4の吸込流路4cに押し出される。すなわち、上述した開口孔37Aは、開口孔40Aからモータ室33に流入した取扱液よって吸込流路4cに排出される取扱液のモータ室出口孔として機能する。このような構成によれば、羽根車14Aが回転している間、すなわち、ポンプ装置100の運転中は、モータ室33A内の取扱液が、常に、開口孔40Aから流入した低温の取扱液と入れ替えられる。したがって、より効率的にモータ固定子6Aを冷却することができる。
In this embodiment, the handling liquid that has filled the motor chamber 33A flows through the opening hole (motor chamber inlet hole) 40A into the motor chamber 33A, and the handling liquid flows into the suction casing 4 through the opening hole 37A. It is pushed out to path 4c. That is, the above-mentioned opening hole 37A functions as a motor chamber outlet hole for the handling liquid that flows into the motor chamber 33 from the opening hole 40A and is discharged into the suction channel 4c. According to such a configuration, while the impeller 14A is rotating, that is, while the pump device 100 is operating, the handled liquid in the motor chamber 33A is always mixed with the low-temperature handled liquid that has flowed in from the opening hole 40A. Can be replaced. Therefore, the motor stator 6A can be cooled more efficiently.
隔壁32に形成された開口孔40Aの数も任意である。例えば、隔壁32Aは、1つの環状の開口孔40Aのみを有していてもよいし、2つ以上の開口孔40Aを有していてもよい。複数の開口孔40Aが隔壁32Aに形成される場合は、開口孔40Aを隔壁32Aの周方向に沿って等間隔で配置するのが好ましい。一実施形態では、開口孔40Aの数は固定子コイル24Aの数に一致し、各固定子コイル24Aに対して1つの開口孔40Aが割り当てられる。
The number of opening holes 40A formed in the partition wall 32 is also arbitrary. For example, the partition wall 32A may have only one annular opening hole 40A, or may have two or more opening holes 40A. When a plurality of opening holes 40A are formed in the partition wall 32A, it is preferable that the opening holes 40A are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the partition wall 32A. In one embodiment, the number of apertures 40A matches the number of stator coils 24A, with one aperture 40A being assigned to each stator coil 24A.
図10は、さらに他の実施形態に係るポンプ装置の概略断面図である。図10に示すポンプ装置100は、初段ポンプユニット1Aと、該初段ポンプユニット1Aに続く2段目ポンプユニット1Bとを有している。本実施形態では、2段目ポンプユニット1Bが複数のポンプユニット1A,1Bのうちの最も後段に位置するポンプユニットである。図示はしないが、ポンプ装置100は、2段目ポンプユニット1Bに続くさらなるポンプユニット1を有していてもよい。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a pump device according to yet another embodiment. A pump device 100 shown in FIG. 10 includes a first stage pump unit 1A and a second stage pump unit 1B following the first stage pump unit 1A. In this embodiment, the second stage pump unit 1B is the pump unit located at the rearmost stage among the plurality of pump units 1A and 1B. Although not shown, the pump device 100 may include a further pump unit 1 following the second stage pump unit 1B.
図10に示すポンプ装置100は、ポンプユニット1A,1Bに駆動回路7A,7Bがそれぞれ内蔵されている点で図7に示すポンプ装置100と異なる。駆動回路7A,7Bをポンプ装置100に内蔵することにより、駆動回路7A,7Bを収容する箱体を別途用意する必要がなくなる。また、ポンプ装置100のメンテナンスが容易になる。
The pump device 100 shown in FIG. 10 differs from the pump device 100 shown in FIG. 7 in that drive circuits 7A and 7B are built into pump units 1A and 1B, respectively. By incorporating the drive circuits 7A, 7B into the pump device 100, there is no need to separately prepare a box body for accommodating the drive circuits 7A, 7B. Furthermore, maintenance of the pump device 100 becomes easier.
駆動回路7Aは、回路ケーシング27Aに収容されており、駆動回路7Bは、回路ケーシング27Bに収容されている。回路ケーシング7Bは、以下で説明する回路ケーシング7Aと同様の構成を有しているため、その重複する説明を省略する。
The drive circuit 7A is housed in a circuit casing 27A, and the drive circuit 7B is housed in a circuit casing 27B. Since the circuit casing 7B has the same configuration as the circuit casing 7A described below, the redundant description thereof will be omitted.
回路ケーシング27Aは、内筒27Aaと、該内筒27Aaの半径方向外側に配置される外筒27Abと、内筒27Aaおよび外筒27Abを連結する底壁27Acと、を備えている。内筒27Aaは、略円筒形状を有しており、その中心部には取扱液の流路27Adが形成されている。外筒27Abも略円筒形状を有しており、底壁27Acは環形状を有している。駆動回路7Aは、内筒27Aa、外筒27Ab、および底壁27Acで囲まれた駆動回路室27Aeに収容されている。本実施形態では、駆動回路7Aは、インバータ装置であり、環形状を有している。以下では、駆動回路7Aを「インバータ装置7A」と称することがあり、回路ケーシング27Aを「インバータケーシング27A」と称することがあり、駆動回路室27Aeを「インバータ室27Ae」と称することがある。同様に、駆動回路7Bを「インバータ装置7B」と称することがあり、回路ケーシング27Bを「インバータケーシング27B」と称することがあり、駆動回路室27Beを「インバータ室27Be」と称することがある。
The circuit casing 27A includes an inner cylinder 27Aa, an outer cylinder 27Ab arranged radially outside the inner cylinder 27Aa, and a bottom wall 27Ac connecting the inner cylinder 27Aa and the outer cylinder 27Ab. The inner cylinder 27Aa has a substantially cylindrical shape, and a flow path 27Ad for handling liquid is formed in the center thereof. The outer cylinder 27Ab also has a substantially cylindrical shape, and the bottom wall 27Ac has an annular shape. The drive circuit 7A is housed in a drive circuit chamber 27Ae surrounded by an inner tube 27Aa, an outer tube 27Ab, and a bottom wall 27Ac. In this embodiment, the drive circuit 7A is an inverter device and has a ring shape. Hereinafter, the drive circuit 7A may be referred to as the "inverter device 7A," the circuit casing 27A may be referred to as the "inverter casing 27A," and the drive circuit chamber 27Ae may be referred to as the "inverter chamber 27Ae." Similarly, the drive circuit 7B may be referred to as the "inverter device 7B," the circuit casing 27B may be referred to as the "inverter casing 27B," and the drive circuit chamber 27Be may be referred to as the "inverter chamber 27Be."
インバータケーシング27Aは、吸込ケーシング4とモータケーシング3Aとの間に挟まれており、上記した吸込流路4cは、インバータケーシング27Aに形成された流路27Adに連結される。流路27Adは、さらにモータケーシング3Aに形成された流路3Aa、および軸受10Aに形成された流路10Aaに一列に連結される。吸込口4aから吸い込まれて、吸込ケーシング4の吸込流路4cを流れた取扱液は、インバータケーシング27Aの流路27Ad、モータケーシング3Aの流路3Aa、および軸受10Aの流路10Aaを直線状に流れて羽根車14Aの液体入口に吸い込まれる。
The inverter casing 27A is sandwiched between the suction casing 4 and the motor casing 3A, and the above-described suction passage 4c is connected to a passage 27Ad formed in the inverter casing 27A. The flow path 27Ad is further connected in a line to a flow path 3Aa formed in the motor casing 3A and a flow path 10Aa formed in the bearing 10A. The handling liquid that is sucked in from the suction port 4a and flows through the suction passage 4c of the suction casing 4 flows in a straight line through the passage 27Ad of the inverter casing 27A, the passage 3Aa of the motor casing 3A, and the passage 10Aa of the bearing 10A. The liquid flows and is sucked into the liquid inlet of the impeller 14A.
インバータ装置7Aは、パワー素子(例えば、IGBTなどのスイッチング素子)を有しており、該パワー素子を用いて固定子コイル24Aに供給する電流のタイミングを制御する。インバータ装置7Aは、パワー素子を集約したパワー素子モジュール29Aを有している。
The inverter device 7A has a power element (for example, a switching element such as an IGBT), and uses the power element to control the timing of the current supplied to the stator coil 24A. The inverter device 7A has a power element module 29A in which power elements are integrated.
初段ポンプユニット1Aを運転すると、主として、インバータ装置7Aのパワー素子から熱が発生する。すなわち、インバータ装置7Aの主要発熱源は、パワー素子である。本実施形態では、インバータ装置7Aの主要発熱源であるパワー素子をパワー素子モジュール29Aに集約している。
When the first stage pump unit 1A is operated, heat is mainly generated from the power element of the inverter device 7A. That is, the main heat source of the inverter device 7A is the power element. In this embodiment, the power elements that are the main heat generating sources of the inverter device 7A are integrated into the power element module 29A.
図10に示すように、インバータ装置7Aは、上述した初段ディフューザー21が固定される壁面とは反対側の面に接触している。より具体的には、インバータ装置7Aのパワー素子モジュール29Aが、初段ディフューザー21が固定される吸込ケーシング4のケーシング本体4bの底壁の外面に接触している。インバータ装置7A、特に、パワー素子モジュール29Aで発生した熱は、ケーシング本体4bを介して初段ディフューザー21に伝わる。初段ディフューザー21は、吸込流路4cを流れる取扱液に接触しているので、インバータ装置7Aからケーシング本体4bを介して初段ディフューザー21に伝えられた熱は取扱液に効率よく放散される。その結果、インバータ装置7Aを効率よく冷却することができる。
As shown in FIG. 10, the inverter device 7A is in contact with the surface opposite to the wall surface to which the above-described first stage diffuser 21 is fixed. More specifically, the power element module 29A of the inverter device 7A is in contact with the outer surface of the bottom wall of the casing body 4b of the suction casing 4 to which the first stage diffuser 21 is fixed. Heat generated in the inverter device 7A, particularly the power element module 29A, is transmitted to the first stage diffuser 21 via the casing body 4b. Since the first stage diffuser 21 is in contact with the handled liquid flowing through the suction channel 4c, the heat transferred from the inverter device 7A to the first stage diffuser 21 via the casing body 4b is efficiently dissipated to the handled liquid. As a result, the inverter device 7A can be efficiently cooled.
さらに、モータ固定子6Aがインバータケーシング27Aに接触している。より具体的には、モータ固定子6Aの突起25Aの先端がインバータケーシング27Aの底壁27Acの外面に接触している。モータ固定子6Aで発生した熱は、突起25Aからインバータケーシング27Aに伝わる。インバータケーシング27Aは、流路27Adを流れる取扱液に接触しているので、モータ固定子6Aの突起25Aからインバータケーシング27Aに伝えられた熱は取扱液に効率よく放散される。その結果、モータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。
Further, the motor stator 6A is in contact with the inverter casing 27A. More specifically, the tip of the protrusion 25A of the motor stator 6A is in contact with the outer surface of the bottom wall 27Ac of the inverter casing 27A. Heat generated by the motor stator 6A is transmitted to the inverter casing 27A from the protrusion 25A. Since the inverter casing 27A is in contact with the handling liquid flowing through the flow path 27Ad, the heat transferred from the protrusion 25A of the motor stator 6A to the inverter casing 27A is efficiently dissipated to the handling liquid. As a result, the motor stator 6A can be efficiently cooled.
同様に、2段目ポンプユニット1Bのインバータ装置7Bは、上述した中間ディフューザー22Aが固定される壁面とは反対側の面に接触している。より具体的には、インバータ装置7Bのパワー素子モジュール29Bは、中間ディフューザー22Aが固定される初段ポンプユニット1Aのポンプケーシング2Aの底壁の外面に接触している。このような構成により、インバータ装置7B、特に、パワー素子モジュール29Bで発生した熱は、モータケーシング3Aを介して中間ディフューザー22Aに伝わり、該中間ディフューザー22Aから連通流路26Aを流れる取扱液に放散される。その結果、インバータ装置7Bを効率よく冷却することができる。
Similarly, the inverter device 7B of the second stage pump unit 1B is in contact with the surface opposite to the wall surface to which the above-mentioned intermediate diffuser 22A is fixed. More specifically, the power element module 29B of the inverter device 7B is in contact with the outer surface of the bottom wall of the pump casing 2A of the first stage pump unit 1A to which the intermediate diffuser 22A is fixed. With this configuration, the heat generated in the inverter device 7B, particularly the power element module 29B, is transmitted to the intermediate diffuser 22A via the motor casing 3A, and is dissipated from the intermediate diffuser 22A to the handling liquid flowing through the communication channel 26A. Ru. As a result, the inverter device 7B can be efficiently cooled.
さらに、モータ固定子6Bの突起25Bの先端も、インバータケーシング27Bの底壁27Bcの外面に接触しており、モータ固定子6Bの突起25Bからインバータケーシング27Bに伝えられた熱は、インバータケーシング27Bの流路27Bdを流れる取扱液に効率よく放散される。その結果、モータ固定子6Bを効率よく冷却することができる。
Furthermore, the tip of the protrusion 25B of the motor stator 6B is also in contact with the outer surface of the bottom wall 27Bc of the inverter casing 27B, and the heat transferred from the protrusion 25B of the motor stator 6B to the inverter casing 27B is transferred to the inverter casing 27B. It is efficiently diffused into the handling liquid flowing through the flow path 27Bd. As a result, the motor stator 6B can be efficiently cooled.
本実施形態では、初段ディフューザー21、および中間ディフューザー22Aは、インバータ装置7A,7Bで発生した熱を取扱液に伝えて放散するための放熱部材としても機能する。その結果、従来のモータポンプで必要とされた冷却装置(例えば、冷却フィンまたは冷却ファン)が不要となるため、ポンプ装置100の大型化および製造コストの上昇を抑制することができる。さらに、ポンプ装置100に流入する取扱液の温度の上限値をあげることができるので、ポンプ装置100の運転範囲を拡大することができる。
In this embodiment, the first stage diffuser 21 and the intermediate diffuser 22A also function as heat radiating members for transmitting and dissipating the heat generated in the inverter devices 7A and 7B to the treated liquid. As a result, a cooling device (for example, a cooling fin or a cooling fan) required in a conventional motor pump is not required, so that it is possible to suppress an increase in the size of the pump device 100 and increase in manufacturing cost. Furthermore, since the upper limit of the temperature of the handling liquid flowing into the pump device 100 can be raised, the operating range of the pump device 100 can be expanded.
図10に示すように、初段ポンプユニット1Aは、インバータケーシング27Aの流路27Adに配置された放熱フィン(放熱部材)50Aを有していてもよい。同様に、2段目ポンプユニット1Bは、インバータケーシング27Bの流路27Bdに配置された放熱フィン(放熱部材)50Bを有していてもよい。放熱フィン50Bは、放熱フィン50Aと同様の構成を有するので、その重複する説明を省略する。
As shown in FIG. 10, the first stage pump unit 1A may have a heat radiation fin (heat radiation member) 50A arranged in a flow path 27Ad of an inverter casing 27A. Similarly, the second stage pump unit 1B may have a heat radiation fin (heat radiation member) 50B arranged in the flow path 27Bd of the inverter casing 27B. The radiation fin 50B has the same configuration as the radiation fin 50A, so a redundant explanation thereof will be omitted.
放熱フィン50Aは、インバータケーシング27Aの内筒27Aaの内面から流路27Adに突出する板部材である。放熱フィン50Aは、インバータ装置7Aおよびモータ固定子6Aから発生した熱をインバータケーシング27Aの内筒27Aaを介して流路27Adを流れる取扱液に放散することができる。したがって、放熱フィン50Aによって、インバータ装置7Aおよびモータ固定子6Aをさらに効率よく冷却することができる。
The radiation fin 50A is a plate member that protrudes from the inner surface of the inner cylinder 27Aa of the inverter casing 27A into the flow path 27Ad. The radiation fins 50A can radiate heat generated from the inverter device 7A and the motor stator 6A to the handled liquid flowing through the flow path 27Ad via the inner cylinder 27Aa of the inverter casing 27A. Therefore, the inverter device 7A and the motor stator 6A can be further efficiently cooled by the radiation fins 50A.
放熱フィン50Aは、熱を効率よく取扱液に放散するために、高い熱伝導率を有するのが好ましい。例えば、放熱フィン50Aは、ステンレススチールなどの金属から形成される。
The radiation fins 50A preferably have high thermal conductivity in order to efficiently dissipate heat to the liquid to be handled. For example, the radiation fins 50A are made of metal such as stainless steel.
図11に示すように、放熱フィン50Aは、インバータケーシング27Aの内筒27Aaの周方向に均等に配置されるのが好ましい。図11では、8つの放熱フィン50Aがインバータケーシング27Aの内筒27Aaの内面に設けられる例が示されているが、放熱フィン50Aの数は任意である。
As shown in FIG. 11, the radiation fins 50A are preferably arranged evenly in the circumferential direction of the inner cylinder 27Aa of the inverter casing 27A. Although FIG. 11 shows an example in which eight radiation fins 50A are provided on the inner surface of the inner cylinder 27Aa of the inverter casing 27A, the number of radiation fins 50A is arbitrary.
さらに、放熱フィン50Aは、インバータケーシング27Aの流路27Ad内の取扱液の流れを乱さないように、流路27Adにおける取扱液の流れ方向に平行に延びるのが好ましい。図10では、流路27Adにおける取扱液の流れ方向は、羽根車14Aの軸心方向に平行な方向である。
Furthermore, it is preferable that the radiation fins 50A extend parallel to the flow direction of the handling liquid in the flow path 27Ad so as not to disturb the flow of the handling liquid in the flow path 27Ad of the inverter casing 27A. In FIG. 10, the flow direction of the handled liquid in the flow path 27Ad is a direction parallel to the axial direction of the impeller 14A.
図12は、さらに他の実施形態に係るポンプ装置の概略断面図である。図12に示すポンプ装置100も、インバータ装置7A,7Bおよびモータ固定子6A,6Bを効率的に冷却する構成を備えている。なお、本実施形態で特に説明しない構成は、図10に示す実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a pump device according to yet another embodiment. Pump device 100 shown in FIG. 12 also has a configuration that efficiently cools inverter devices 7A, 7B and motor stators 6A, 6B. Note that configurations that are not particularly described in this embodiment are the same as those in the embodiment shown in FIG. 10, and thus redundant description thereof will be omitted.
図12に示すポンプ装置100は、ディフューザー21,22Aの代わりに、インバータ室27Ae,27Beに取扱液を流入させるための少なくとも1つのインバータ室入口孔を有している。本実施形態では、インバータ室27Ae,27Beに取扱液が流入するため、インバータ装置7A,7Bがショートしないように、取扱液は、絶縁性を有する液体(例えば、フッ素系の絶縁性液体)である。
The pump device 100 shown in FIG. 12 has at least one inverter chamber inlet hole for allowing the treated liquid to flow into the inverter chambers 27Ae, 27Be instead of the diffusers 21, 22A. In this embodiment, since the handling liquid flows into the inverter chambers 27Ae and 27Be, the handling liquid is an insulating liquid (for example, a fluorine-based insulating liquid) so that the inverter devices 7A and 7B do not short-circuit. .
一実施形態では、各インバータ装置7A,7Bの全体を、絶縁性を有する樹脂でモールドしてもよい。この場合は、インバータ室27Ae,27Beに導電性を有する取扱液(例えば、水)が流入しても、インバータ装置7A,7Bがショートすることはない。
In one embodiment, each inverter device 7A, 7B may be entirely molded with an insulating resin. In this case, even if a conductive handling liquid (for example, water) flows into the inverter chambers 27Ae, 27Be, the inverter devices 7A, 7B will not be short-circuited.
本実施形態でも、特に説明しない限り、インバータケーシング7Bは、以下で説明するインバータケーシング7Aと同様の構成を有しているため、その重複する説明を省略する。
In this embodiment as well, unless otherwise specified, the inverter casing 7B has the same configuration as the inverter casing 7A described below, and thus the duplicated explanation will be omitted.
図12に示す初段ポンプユニット1Aには、インバータ室27Aeに取扱液を流入させるための複数の開口孔53Aが形成されている。より具体的には、複数の開口孔53Aは、吸込ケーシング4のケーシング本体4bの底壁に形成されている。複数の開口孔53Aは、好ましくは、吸込ケーシング4の周方向に沿って等間隔で配置される。開口孔53Aによって、インバータケーシング27Aのインバータ室27Aeが吸込ケーシング4の吸込流路4cと連通する。したがって、吸込ケーシング4の吸込流路4cを流れる取扱液の一部は、開口孔53Aを介してインバータ室27Aeに流入し、該インバータ室27Aeを満たす。すなわち、開口孔53Aは、吸込口4aから吸い込まれた取扱液をインバータ室27Aeに流入させるインバータ室入口孔として機能する。インバータ装置7Aは、吸込流路4cから開口孔53Aを通ってインバータ室27Aeに流入した取扱液に浸漬される。
A plurality of opening holes 53A are formed in the first stage pump unit 1A shown in FIG. 12 for allowing the treated liquid to flow into the inverter chamber 27Ae. More specifically, the plurality of opening holes 53A are formed in the bottom wall of the casing body 4b of the suction casing 4. The plurality of opening holes 53A are preferably arranged at equal intervals along the circumferential direction of the suction casing 4. The inverter chamber 27Ae of the inverter casing 27A communicates with the suction passage 4c of the suction casing 4 through the opening hole 53A. Therefore, a part of the handled liquid flowing through the suction channel 4c of the suction casing 4 flows into the inverter chamber 27Ae through the opening hole 53A and fills the inverter chamber 27Ae. That is, the opening hole 53A functions as an inverter chamber inlet hole through which the handling liquid sucked from the suction port 4a flows into the inverter chamber 27Ae. The inverter device 7A is immersed in the handling liquid that has flowed into the inverter chamber 27Ae from the suction channel 4c through the opening hole 53A.
インバータ装置7Aに発生した熱は、インバータ室27Aeを満たした取扱液に伝わり、該取扱液の温度を上昇させる。しかしながら、ポンプ装置100の運転中、インバータ室27Ae内の取扱液は、常に吸込ケーシング4の吸込流路4cを流れるより低温の取扱液と直接的に熱交換を行い、これにより、インバータ装置7Aが冷却される。
The heat generated in the inverter device 7A is transmitted to the handling liquid filling the inverter chamber 27Ae, increasing the temperature of the handling liquid. However, during operation of the pump device 100, the handled liquid in the inverter chamber 27Ae always directly exchanges heat with the lower temperature handled liquid flowing through the suction passage 4c of the suction casing 4, and as a result, the inverter device 7A cooled down.
さらに、モータ固定子6Aの突起25Aの先端がインバータケーシング27Aの底壁の外面に接触しているので、モータ固定子6Aで発生した熱は、突起25Aからインバータケーシング27Aに伝わる。インバータケーシング27Aのインバータ室27Ae内は、取扱液で満たされているので、モータ固定子6Aの突起25Aからインバータケーシング27Aに伝えられた熱はインバータ室27Ae内の取扱液に効率よく放散される。その結果、モータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。
Furthermore, since the tip of the protrusion 25A of the motor stator 6A is in contact with the outer surface of the bottom wall of the inverter casing 27A, the heat generated in the motor stator 6A is transmitted from the protrusion 25A to the inverter casing 27A. Since the inverter chamber 27Ae of the inverter casing 27A is filled with the liquid to be handled, the heat transferred from the protrusion 25A of the motor stator 6A to the inverter casing 27A is efficiently dissipated to the liquid in the inverter chamber 27Ae. As a result, the motor stator 6A can be efficiently cooled.
同様に、2段目ポンプユニット1Bには、インバータ室27Beに取扱液を流入させるための複数の開口孔(インバータ室入口孔)53Bが形成され、開口孔53Bによって、インバータケーシング27Bのインバータ室27Beが初段ポンプユニット1Aの連通流路26Aと連通する。2段目ポンプユニット1Bのインバータ室27Beには、開口孔53Bを介して取扱液が流入し、該インバータ室27Be内のインバータ装置7Bが取扱液に浸漬される。ポンプ装置100の運転中、インバータ室27Be内の取扱液は、常に連通流路26Aを流れるより低温の取扱液と直接的に熱交換を行うので、インバータ装置7Bが冷却される。さらに、モータ固定子6Bの突起25Bの先端がインバータケーシング27Bの底壁の外面に接触しているので、モータ固定子6Bで発生した熱は、突起25Bからインバータケーシング27Bを介してインバータ室27Be内の取扱液に効率よく放散される。その結果、モータ固定子6Bを効率よく冷却することができる。
Similarly, the second stage pump unit 1B is formed with a plurality of opening holes (inverter chamber inlet holes) 53B for allowing the handled liquid to flow into the inverter chamber 27Be. communicates with the communication channel 26A of the first stage pump unit 1A. The handling liquid flows into the inverter chamber 27Be of the second stage pump unit 1B through the opening hole 53B, and the inverter device 7B in the inverter chamber 27Be is immersed in the handling liquid. During operation of the pump device 100, the handled liquid in the inverter chamber 27Be always directly exchanges heat with the lower temperature handled liquid flowing through the communication channel 26A, so that the inverter device 7B is cooled. Furthermore, since the tip of the protrusion 25B of the motor stator 6B is in contact with the outer surface of the bottom wall of the inverter casing 27B, the heat generated in the motor stator 6B is transferred from the protrusion 25B through the inverter casing 27B into the inverter chamber 27Be. is efficiently dissipated into the handling liquid. As a result, the motor stator 6B can be efficiently cooled.
図12に示す実施形態では、初段ポンプユニット1Aは、吸込流路4cに連通し、インバータ室入口孔として機能する複数の開口孔53Aを有しているが、本実施形態はこの例に限定されない。例えば、初段ポンプユニット1Aは、インバータ室入口孔として機能する1つの開口孔53Aを有していてもよい。さらに、インバータ室入口孔として機能する1つのまたは複数の開口孔53Aを、インバータケーシング27Aの流路27Aeと連通させてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 12, the first stage pump unit 1A has a plurality of opening holes 53A that communicate with the suction flow path 4c and function as inverter chamber inlet holes, but the present embodiment is not limited to this example. . For example, the first stage pump unit 1A may have one opening hole 53A that functions as an inverter chamber entrance hole. Furthermore, one or more opening holes 53A functioning as inverter chamber inlet holes may be communicated with the flow path 27Ae of the inverter casing 27A.
同様に、2段目ポンプユニット1Bは、連通流路26Aに連通し、インバータ室入口孔として機能する複数の開口孔53Bを有しているが、本実施形態はこの例に限定されない。例えば、初段ポンプユニット1Bは、インバータ室入口孔として機能する1つの開口孔53Bを有していてもよい。さらに、インバータ室入口孔として機能する1つのまたは複数の開口孔53Bを、インバータケーシング27Bの流路27Beと連通させてもよい。
Similarly, the second stage pump unit 1B has a plurality of opening holes 53B that communicate with the communication channel 26A and function as inverter chamber entrance holes, but the present embodiment is not limited to this example. For example, the first stage pump unit 1B may have one opening hole 53B that functions as an inverter chamber entrance hole. Furthermore, one or more opening holes 53B functioning as inverter chamber entrance holes may be communicated with the flow path 27Be of the inverter casing 27B.
このように、本実施形態では、各ポンプユニット1A,1Bに開口孔(インバータ室入口孔)53A,53Bを設けるといった簡易な構成で、インバータ装置7A,7B、およびモータ固定子6A,6Bを効率的に冷却することができる。その結果、従来のモータポンプで必要とされた冷却装置(例えば、冷却フィンまたは冷却ファン)が不要となるため、ポンプ装置100の大型化および製造コストの上昇を抑制することができる。さらに、ポンプ装置100に流入する取扱液の温度の上限値をあげることができるので、ポンプ装置100の運転範囲を拡大することができる。
In this way, in this embodiment, the inverter devices 7A, 7B and the motor stators 6A, 6B can be efficiently operated with a simple configuration in which the opening holes (inverter chamber inlet holes) 53A, 53B are provided in each pump unit 1A, 1B. can be cooled down. As a result, a cooling device (for example, a cooling fin or a cooling fan) required in a conventional motor pump is not required, so that it is possible to suppress an increase in the size of the pump device 100 and increase in manufacturing cost. Furthermore, since the upper limit of the temperature of the handling liquid flowing into the pump device 100 can be raised, the operating range of the pump device 100 can be expanded.
図12に示す実施形態では、上述した案内部材15によって、吸込口4aを通過した取扱液が開口孔(インバータ室入口孔)53Aを通過するように積極的に案内される。したがって、案内部材15によって、開口孔53Aの上方に常に低温の取扱液の流れが作り出され、これにより、インバータ装置7Aおよびモータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。さらに、インバータケーシング27Aのインバータ室27Aeに満たされた取扱液によって、インバータ装置7Aの全体を直接冷却することができる。そのため、インバータ装置7Aは、その内部にパワー素子モジュール29Aを配置してもよい。同様に、インバータ装置7Bは、その内部にパワー素子モジュール29Bを配置してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 12, the handling liquid that has passed through the suction port 4a is actively guided by the guide member 15 described above so as to pass through the opening hole (inverter chamber entrance hole) 53A. Therefore, the guide member 15 always creates a flow of low-temperature handling liquid above the opening hole 53A, thereby efficiently cooling the inverter device 7A and the motor stator 6A. Furthermore, the entire inverter device 7A can be directly cooled by the handling liquid filled in the inverter chamber 27Ae of the inverter casing 27A. Therefore, the inverter device 7A may have the power element module 29A disposed therein. Similarly, the inverter device 7B may have a power element module 29B disposed therein.
図13は、図12に示すポンプ装置の変形例を説明するための概略断面図である。図13は、初段ポンプユニット1Aのインバータケーシング27Aおよびモータケーシング3Aを拡大して示している。図示はしないが、初段ポンプユニット1A以降のポンプユニット1Bのインバータケーシング27Bおよびモータケーシング3Bも図13に示す構成と同様の構成を有していてもよい。特に説明しない本実施形態の構成は、図12に示すポンプ装置100の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining a modification of the pump device shown in FIG. 12. FIG. 13 shows an enlarged view of the inverter casing 27A and motor casing 3A of the first stage pump unit 1A. Although not shown, the inverter casing 27B and motor casing 3B of the pump units 1B after the first stage pump unit 1A may also have the same configuration as that shown in FIG. 13. The configuration of this embodiment, which will not be particularly described, is the same as the configuration of the pump device 100 shown in FIG. 12, and thus the redundant explanation will be omitted.
図13に示す実施形態では、インバータ室入口孔として機能する複数の開口孔53Aがインバータケーシング27Aの内筒27Aaに形成されている。インバータ室27Aeには、インバータケーシング27Aの流路27Adを流れる取扱液が流入する。
In the embodiment shown in FIG. 13, a plurality of opening holes 53A functioning as inverter chamber entrance holes are formed in the inner cylinder 27Aa of the inverter casing 27A. The handling liquid flowing through the flow path 27Ad of the inverter casing 27A flows into the inverter chamber 27Ae.
さらに、インバータケーシング27Aの底壁27Acには、少なくとも1つの開口孔54Aが形成されている。図13に示すように、モータケーシング3Aは、インバータケーシング27Aに連結されている。より具体的には、モータケーシング3Aは、インバータケーシング27Aの底壁27Acに連結されている。したがって、開口孔54Aによって、モータ室33Aがインバータ室27Aeと連通する。底壁27Acに形成された開口孔54Aは、インバータ室27Ae内の取扱液をモータケーシング3Aのモータ室33Aに流入させるための少なくとも1つの連通孔として機能する。
Furthermore, at least one opening hole 54A is formed in the bottom wall 27Ac of the inverter casing 27A. As shown in FIG. 13, motor casing 3A is connected to inverter casing 27A. More specifically, motor casing 3A is connected to bottom wall 27Ac of inverter casing 27A. Therefore, the motor chamber 33A communicates with the inverter chamber 27Ae through the opening hole 54A. The opening hole 54A formed in the bottom wall 27Ac functions as at least one communication hole for causing the handling liquid in the inverter chamber 27Ae to flow into the motor chamber 33A of the motor casing 3A.
モータ固定子6Aで発生した熱は、連通孔54Aを介して、モータ室33Aに流入した取扱液に伝わり、さらに、インバータ室27Ae内の取扱液に伝わる。しかしながら、インバータ室27Ae内の取扱液は、常にインバータケーシング27Aの流路27Adを流れるより低温の取扱液と直接的に熱交換を行うので、インバータ装置7Aおよびモータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。なお、本実施形態では、モータ固定子6Aの全体がモータ室33Aを満たした取扱液によって冷却される。そのため、モータ固定子6Aの突起25Aを省略することができる。
The heat generated in the motor stator 6A is transmitted to the handling liquid that has flowed into the motor chamber 33A via the communication hole 54A, and further to the handling liquid in the inverter chamber 27Ae. However, since the handled liquid in the inverter chamber 27Ae always directly exchanges heat with the lower temperature handled liquid flowing through the flow path 27Ad of the inverter casing 27A, it is not possible to efficiently cool the inverter device 7A and the motor stator 6A. Can be done. In this embodiment, the entire motor stator 6A is cooled by the handling liquid that fills the motor chamber 33A. Therefore, the protrusion 25A of the motor stator 6A can be omitted.
連通孔として機能する開口孔54Aの代わりに、モータケーシング3Aの内筒30Aに、上述した開口孔37A(図13の点線参照)を設けてもよい。開口孔37Aは、モータケーシング3Aの流路3Aaを流れる取扱液をモータ室33Aに流入させるモータ室入口孔として機能する。この場合、インバータ室27Aeは、インバータケーシング27Aの流路27Adから開口孔53Aから流入する取扱液によって満たされ、モータ室33Aは、モータケーシング3Aの流路3Aaから開口孔37Aを介して流入する取扱液で満たされる。
Instead of the opening hole 54A functioning as a communication hole, the above-mentioned opening hole 37A (see the dotted line in FIG. 13) may be provided in the inner cylinder 30A of the motor casing 3A. The opening hole 37A functions as a motor chamber inlet hole through which the handling liquid flowing through the flow path 3Aa of the motor casing 3A flows into the motor chamber 33A. In this case, the inverter chamber 27Ae is filled with handling liquid flowing from the flow path 27Ad of the inverter casing 27A through the opening hole 53A, and the motor chamber 33A is filled with handling liquid flowing from the flow path 3Aa of the motor casing 3A through the opening hole 37A. filled with liquid.
一実施形態では、モータケーシング3Aの隔壁32Aに、開口孔40Aを形成してもよい。上述したように、羽根車14Aから吐き出された取扱液の圧力は、羽根車14Aに吸い込まれる前の取扱液(すなわち、流路4c,27Ad,3Aa,10Aaを流れる取扱液)の圧力よりも高い。したがって、羽根車14Aから吐き出された取扱液の一部は、開口孔40Aを通って、取扱液で満たされたモータ室33Aに流入し、さらに、インバータ室27Aeに流入することができる。すなわち、本実施形態でも、隔壁32Aに形成された開口孔40Aが羽根車14Aから吐出された取扱液(すなわち、吸込口4aから吸い込まれた取扱液)をモータ室33Aに流入させるためのモータ室入口孔として機能する。
In one embodiment, an opening hole 40A may be formed in the partition wall 32A of the motor casing 3A. As described above, the pressure of the handled liquid discharged from the impeller 14A is higher than the pressure of the handled liquid before being sucked into the impeller 14A (i.e., the handled liquid flowing through the channels 4c, 27Ad, 3Aa, and 10Aa). . Therefore, a part of the handling liquid discharged from the impeller 14A can flow into the motor chamber 33A filled with the handling liquid through the opening hole 40A, and further into the inverter chamber 27Ae. That is, in this embodiment as well, the opening hole 40A formed in the partition wall 32A serves as a motor chamber for allowing the handling liquid discharged from the impeller 14A (that is, the handling liquid sucked from the suction port 4a) to flow into the motor chamber 33A. Functions as an entrance hole.
開口孔(モータ室入口孔)40Aを通ってモータ室33Aに流入した取扱液によって、モータ室33Aを満たしていた取扱液が連通孔54Aを通って、インバータケーシング27Aのインバータ室27Aeに押し出される。連通孔54Aを介してインバータ室27Aeに流入した取扱液は、インバータ室27Aeを満たしていた取扱液を開口孔53Aを介してインバータケーシング27Aの流路27Adに押し出す。すなわち、上述した開口孔53Aは、連通孔54Aからインバータ室27Aeに流入した取扱液よってインバータケーシング27Aの流路27Adに排出される取扱液のインバータ室出口孔として機能する。このような構成によれば、羽根車14Aが回転している間、すなわち、ポンプ装置100の運転中は、モータ室33Aおよびインバータ室27Ae内の取扱液が、常に、開口孔40Aから流入した低温の取扱液と入れ替えられる。したがって、より効率的にモータ固定子6Aおよびインバータ装置7Aを冷却することができる。
By the handling liquid that has flowed into the motor chamber 33A through the opening hole (motor chamber inlet hole) 40A, the handling liquid that has filled the motor chamber 33A is pushed out through the communication hole 54A and into the inverter chamber 27Ae of the inverter casing 27A. The handling liquid that has flowed into the inverter chamber 27Ae through the communication hole 54A pushes out the handling liquid that had filled the inverter chamber 27Ae through the opening hole 53A into the flow path 27Ad of the inverter casing 27A. That is, the above-mentioned opening hole 53A functions as an inverter chamber outlet hole for the handling liquid that flows into the inverter chamber 27Ae from the communication hole 54A and is discharged to the flow path 27Ad of the inverter casing 27A. According to such a configuration, while the impeller 14A is rotating, that is, while the pump device 100 is operating, the handled liquid in the motor chamber 33A and the inverter chamber 27Ae is always kept at a low temperature flowing through the opening hole 40A. It can be replaced with the handling liquid. Therefore, the motor stator 6A and the inverter device 7A can be cooled more efficiently.
図14に示すように、インバータケーシング27Aは、開口孔54Aが開口孔53Aに接続された大きな開口孔を有していてもよい。このような構成により、インバータ室27Aeおよびモータ室33Aに取扱液を同時にかつ容易に導くことが可能となる大きな開口孔を初段ポンプユニット1Aに設けることができる。
As shown in FIG. 14, the inverter casing 27A may have a large opening hole in which the opening hole 54A is connected to the opening hole 53A. With such a configuration, the first stage pump unit 1A can be provided with a large opening hole that allows the handled liquid to be simultaneously and easily guided to the inverter chamber 27Ae and the motor chamber 33A.
図15は、図13に示すポンプ装置の他の変形例を説明するための概略断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図13に示す実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining another modification of the pump device shown in FIG. 13. The configuration of this embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiment shown in FIG. 13, so the redundant explanation will be omitted.
図15に示す実施形態では、インバータケーシング27Aの少なくとも1つの開口孔(インバータ室入口孔)53Aは、吸込ケーシング4に形成された流路4cに開口している。この開口孔53Aによって、インバータケーシング27Aのインバータ室27Aeは流路4cに連通し、流路4cを流れる取扱液がインバータ室27Aeに流入する。インバータ室27Aeは、流路4cから開口孔53Aを通って流入した取扱液によって満たされる。
In the embodiment shown in FIG. 15, at least one opening hole (inverter chamber inlet hole) 53A of the inverter casing 27A opens to a flow path 4c formed in the suction casing 4. Through this opening hole 53A, the inverter chamber 27Ae of the inverter casing 27A communicates with the flow path 4c, and the handling liquid flowing through the flow path 4c flows into the inverter chamber 27Ae. The inverter chamber 27Ae is filled with the handling liquid that has flowed from the flow path 4c through the opening hole 53A.
さらに、インバータ室27Aeに流入した取扱液は、開口孔(連通孔)54Aを通ってモータ室33Aに流入し、該モータ室33Aを満たす。本実施形態では、インバータ室27Ae内の取扱液は、常に吸込ケーシング4の流路4cを流れるより低温の取扱液と直接的に熱交換を行うので、インバータ装置7Aおよびモータ固定子6Aを効率よく冷却することができる。
Further, the handling liquid that has flowed into the inverter chamber 27Ae flows into the motor chamber 33A through the opening hole (communication hole) 54A and fills the motor chamber 33A. In this embodiment, the handling liquid in the inverter chamber 27Ae always directly exchanges heat with the lower temperature handling liquid flowing through the flow path 4c of the suction casing 4, so that the inverter device 7A and the motor stator 6A can be efficiently operated. Can be cooled.
図13を参照して説明した実施形態と同様に、連通孔として機能する開口孔54Aの代わりに、モータケーシング3Aの内筒30Aに、上述した開口孔37A(図15の点線参照)を設けてもよい。開口孔37Aは、モータケーシング3Aの流路3Aaを流れる取扱液をモータ室33Aに流入させるモータ室入口孔として機能する。
Similar to the embodiment described with reference to FIG. 13, the above-mentioned opening hole 37A (see dotted line in FIG. 15) is provided in the inner cylinder 30A of the motor casing 3A instead of the opening hole 54A functioning as a communication hole. Good too. The opening hole 37A functions as a motor chamber inlet hole through which the handling liquid flowing through the flow path 3Aa of the motor casing 3A flows into the motor chamber 33A.
さらに、モータケーシング3Aの隔壁32Aに、開口孔40Aを形成してもよい。この場合、隔壁32Aに形成された開口孔40Aが羽根車14Aから吐出された取扱液(すなわち、吸込口4aから吸い込まれた取扱液)をモータ室33Aに流入させるためのモータ室入口孔として機能する。羽根車14Aから吐き出された取扱液の一部は、開口孔40Aを通って、取扱液で満たされたモータ室33Aに流入し、さらに、開口孔54Aを介してインバータ室27Aeに流入することができる。
Furthermore, an opening hole 40A may be formed in the partition wall 32A of the motor casing 3A. In this case, the opening hole 40A formed in the partition wall 32A functions as a motor chamber inlet hole for allowing the handling liquid discharged from the impeller 14A (that is, the handling liquid sucked from the suction port 4a) to flow into the motor chamber 33A. do. A part of the handling liquid discharged from the impeller 14A passes through the opening hole 40A, flows into the motor chamber 33A filled with handling liquid, and further flows into the inverter chamber 27Ae through the opening hole 54A. can.
開口孔(モータ室入口孔)40Aを通ってモータ室33Aに流入した取扱液によって、モータ室33Aを満たしていた取扱液が連通孔54Aを通って、インバータケーシング27Aのインバータ室27Aeに押し出される。連通孔54Aを介してインバータ室27Aeに流入した取扱液は、インバータ室27Aeを満たしていた取扱液を開口孔53Aを介してインバータケーシング27Aの流路27Adに押し出す。したがって、開口孔40Aをモータケーシング3Aの隔壁32Aに設けた場合は、上述した開口孔53Aは、連通孔54Aからインバータ室27Aeに流入した取扱液よってインバータケーシング27Aの流路27Adに排出される取扱液のインバータ室出口孔として機能する。このような構成によれば、羽根車14Aが回転している間、すなわち、ポンプ装置100の運転中は、モータ室33Aおよびインバータ室27Ae内の取扱液が、常に、開口孔40Aから流入した低温の取扱液と入れ替えられる。したがって、より効率的にモータ固定子6Aおよびインバータ装置7Aを冷却することができる。
By the handling liquid that has flowed into the motor chamber 33A through the opening hole (motor chamber inlet hole) 40A, the handling liquid that has filled the motor chamber 33A is pushed out through the communication hole 54A and into the inverter chamber 27Ae of the inverter casing 27A. The handling liquid that has flowed into the inverter chamber 27Ae through the communication hole 54A pushes out the handling liquid that had filled the inverter chamber 27Ae through the opening hole 53A into the flow path 27Ad of the inverter casing 27A. Therefore, when the opening hole 40A is provided in the partition wall 32A of the motor casing 3A, the above-mentioned opening hole 53A is used for handling liquid that flows into the inverter chamber 27Ae from the communication hole 54A and is discharged into the flow path 27Ad of the inverter casing 27A. Functions as an inverter chamber outlet hole for liquid. According to such a configuration, while the impeller 14A is rotating, that is, while the pump device 100 is operating, the handled liquid in the motor chamber 33A and the inverter chamber 27Ae is always kept at a low temperature flowing through the opening hole 40A. It can be replaced with the handling liquid. Therefore, the motor stator 6A and the inverter device 7A can be cooled more efficiently.
図16は、上述した実施形態に係るポンプ装置100が搭載された給水装置の一例を示す模式図である。給水装置は、例えば、オフィスビルやマンションなどの建物に水を供給するための装置である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a water supply device equipped with the pump device 100 according to the embodiment described above. The water supply device is, for example, a device for supplying water to buildings such as office buildings and condominiums.
図16に示す給水装置200は、上述した実施形態に係るポンプ装置100を備えている。本実施形態では、上述した制御部8は給水装置200全体の動作を制御する制御部として使用される。ポンプ装置100の初段ポンプユニット1Aの吸込ケーシング4の吸込口4aは、吸込管219を介して水道本管209に接続されている。ポンプ装置100の最も後段に位置するポンプユニット1Cに形成された吐出口16は排水管220を介して給水管207に接続されている。この給水管207は、図示しない建物の給水栓(蛇口など)に連通している。
A water supply device 200 shown in FIG. 16 includes the pump device 100 according to the embodiment described above. In this embodiment, the control unit 8 described above is used as a control unit that controls the operation of the entire water supply device 200. The suction port 4a of the suction casing 4 of the first stage pump unit 1A of the pump device 100 is connected to the water main pipe 209 via a suction pipe 219. A discharge port 16 formed in the pump unit 1C located at the rearmost stage of the pump device 100 is connected to a water supply pipe 207 via a drain pipe 220. This water supply pipe 207 communicates with a water supply valve (faucet, etc.) of a building (not shown).
図16では、各ポンプユニット1A,1B,1Cの運転速度を調整する駆動回路7A,7B,7Cの図示を省略しているが、これら駆動回路7A,7B,7Cは、各ポンプユニット1A,1B,1Cの外部に配置されていてもよいし(図3(a)乃至図3(c)参照)、各ポンプユニット1A,1B,1Cに内蔵されていてもよい(図10、図12、図13、図14、および図15参照)。
In FIG. 16, illustration of drive circuits 7A, 7B, 7C that adjust the operating speed of each pump unit 1A, 1B, 1C is omitted, but these drive circuits 7A, 7B, 7C are , 1C (see FIGS. 3(a) to 3(c)), or may be built into each pump unit 1A, 1B, 1C (FIGS. 10, 12, 1C). 13, FIG. 14, and FIG. 15).
本実施形態の給水装置200は、水道本管209の圧力を利用し、必要に応じて増圧することで建物の各給水栓に水を供給するように構成される。このタイプの給水装置200は、吸込側が水道本管209に直結されているので、直結型給水装置と呼ばれる。ただし、本発明は本実施形態に限定されず、給水装置200は、吸込側が受水槽に接続された受水槽型給水装置であってもよい。
The water supply device 200 of this embodiment is configured to supply water to each water tap in a building by using the pressure of the water main 209 and increasing the pressure as necessary. This type of water supply device 200 is called a direct-connected water supply device because the suction side is directly connected to the water main 209. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the water supply device 200 may be a water tank type water supply device whose suction side is connected to a water tank.
図16に示す給水装置200は、水を加圧するための複数のポンプユニット1A,1B,1Cを有するポンプ装置100と、ポンプ装置100の最も後段に位置するポンプユニット1Cの吐出し側に配置された逆止弁222と、逆止弁222の吐出し側に配置されたフロースイッチ224と、フロースイッチ224の吐出し側に配置された吐出し圧力センサ226および圧力タンク223を備えている。
The water supply device 200 shown in FIG. 16 includes a pump device 100 having a plurality of pump units 1A, 1B, and 1C for pressurizing water, and a pump unit 1C located at the rearmost stage of the pump device 100, which is arranged on the discharge side. A flow switch 224 disposed on the discharge side of the check valve 222, a discharge pressure sensor 226 and a pressure tank 223 disposed on the discharge side of the flow switch 224.
逆止弁222およびフロースイッチ224は、排水管220に取り付けられている。吐出し圧力センサ226および圧力タンク223は、排水管220に接続されている。逆止弁222は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cの全てが停止しているときの水の逆流を防止するための弁である。フロースイッチ224は複数のポンプユニット1A,1B,1Cを流れる水の流量を検出する流量検出器である。本実施形態におけるフロースイッチ224は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cから吐き出された水の流量が所定の値以下にまで低下したことを検出する。一実施形態として、フロースイッチ224は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cに流入する水の流量を検出してもよい。
A check valve 222 and a flow switch 224 are attached to the drain pipe 220. Discharge pressure sensor 226 and pressure tank 223 are connected to drain pipe 220. The check valve 222 is a valve for preventing backflow of water when all of the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C are stopped. The flow switch 224 is a flow rate detector that detects the flow rate of water flowing through the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C. The flow switch 224 in this embodiment detects that the flow rate of water discharged from the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C has decreased to a predetermined value or less. In one embodiment, the flow switch 224 may detect the flow rate of water flowing into the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C.
吐出し圧力センサ226は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cの吐出し圧力を測定するための水圧測定器である。圧力タンク223は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cが停止している間の吐出し圧力を保持するための圧力保持器である。
The discharge pressure sensor 226 is a water pressure measuring device for measuring the discharge pressure of the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C. The pressure tank 223 is a pressure holder for holding the discharge pressure while the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C are stopped.
各ポンプユニット1A,1B,1Cには、電源(商用電源)9からそれぞれ延びる電力線(リード線)17A,17B,17Cが接続されている。電力線17A,17B,17Cには、漏電遮断器(Earth Leakage Circuit Breaker:ELB)238がそれぞれ設けられている。
Power lines (lead wires) 17A, 17B, 17C extending from a power source (commercial power source) 9 are connected to each pump unit 1A, 1B, 1C. Earth leakage circuit breakers (ELBs) 238 are provided on the power lines 17A, 17B, and 17C, respectively.
図示はしないが、駆動回路7A,7B,7Cが各ポンプユニット1A,1B,1Cの外部に配置される場合は、駆動回路7A,7B,7Cは、それぞれ、漏電遮断器238と各ポンプユニット1A,1B,1Cの間の電力線17A,17b,17Cに配置される。
Although not shown, if the drive circuits 7A, 7B, 7C are arranged outside each pump unit 1A, 1B, 1C, the drive circuits 7A, 7B, 7C are connected to the earth leakage breaker 238 and each pump unit 1A. , 1B, and 1C on power lines 17A, 17b, and 17C.
ポンプユニット1A,1B,1Cは、それぞれ、ポンプユニット1A,1B,1Cの温度を測定する温度センサ18A,18B,18Cを有している。図9、図12、図13、図14、および図15に示すように、温度センサ18Aは、例えば、モータ固定子6Aに取り付けられている。同様に、温度センサ18B,18Cも、それぞれ、モータ固定子6B,6Cに取り付けられている。温度センサ18A,18B,18Cは、その測定値を制御部8に送る。
Pump units 1A, 1B, and 1C have temperature sensors 18A, 18B, and 18C that measure the temperatures of pump units 1A, 1B, and 1C, respectively. As shown in FIGS. 9, 12, 13, 14, and 15, the temperature sensor 18A is attached to, for example, the motor stator 6A. Similarly, temperature sensors 18B and 18C are also attached to motor stators 6B and 6C, respectively. The temperature sensors 18A, 18B, and 18C send their measured values to the control unit 8.
さらに、図9、図12、図13、図14、および図15に示すように、初段ポンプユニット1Aは、該初段ポンプユニット1Aの振動を検知する振動センサ20Aを有していてもよい。振動センサ20Aは、初段ポンプユニット1Aの運転時に発生する振動を検出する。振動センサ20Aは、例えば、振動の振幅(大きさ)、向き、および/または加速度を検出可能なセンサである。本実施形態では、振動センサ20Aは、モータケーシング3Aの内筒30Aに配置されており、制御部8に接続されている。振動センサ20Aは、その測定値を制御部8に送る。同様に、2段目ポンプユニット1B、および3段目ポンプユニット1Cも、それぞれ、2段目ポンプユニット1Bの運転時に発生する振動、および3段目ポンプユニット1Cの運転時に発生する振動を測定する振動センサを有していてもよい。これら振動センサも制御部8に接続されており、その測定値を制御部8に送る。
Furthermore, as shown in FIGS. 9, 12, 13, 14, and 15, the first stage pump unit 1A may include a vibration sensor 20A that detects vibrations of the first stage pump unit 1A. The vibration sensor 20A detects vibrations generated during operation of the first stage pump unit 1A. The vibration sensor 20A is, for example, a sensor capable of detecting the amplitude (magnitude), direction, and/or acceleration of vibration. In this embodiment, the vibration sensor 20A is arranged in the inner cylinder 30A of the motor casing 3A, and is connected to the control section 8. The vibration sensor 20A sends its measured value to the control unit 8. Similarly, the second-stage pump unit 1B and the third-stage pump unit 1C also measure the vibrations that occur during the operation of the second-stage pump unit 1B and the vibrations that occur during the operation of the third-stage pump unit 1C, respectively. It may also include a vibration sensor. These vibration sensors are also connected to the control section 8 and send their measured values to the control section 8.
制御部8は、給水装置200の運転に必要な各種設定値、およびプログラムを記憶した第1記憶装置227と、第1記憶装置227に記憶されたプログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置(例えばCPU)228とを備えている。フロースイッチ224、吐出し圧力センサ226、および温度センサ18A,18B,18Cは、制御部8に信号線によって接続されている。上記振動センサ(図9、図12、図13、図14、および図15に示す振動センサ20A参照)がポンプユニット1A,1B,1Cにそれぞれ設けられる場合は、これら振動センサも信号線によって制御部8に接続される。
The control unit 8 includes a first storage device 227 that stores various setting values and programs necessary for operating the water supply device 200, and a processing device that executes calculations according to instructions included in the programs stored in the first storage device 227. (for example, a CPU) 228. The flow switch 224, the discharge pressure sensor 226, and the temperature sensors 18A, 18B, and 18C are connected to the control unit 8 by signal lines. When the vibration sensors described above (see vibration sensors 20A shown in FIGS. 9, 12, 13, 14, and 15) are provided in the pump units 1A, 1B, and 1C, these vibration sensors are also connected to the control unit by signal lines. Connected to 8.
各ポンプユニット1A,1B,1Cの駆動回路7A,7B,7Cは、通信線230によって制御部8に接続されている。通信線230の一端は、制御部8の通信ポート226に接続される。通信線230の他端は、ポンプ装置100に設けられたポンプユニット1A,1B,1Cの数に応じて分岐され、各駆動回路7A,7B,7Cに接続される。制御部8と各駆動回路7A,7B,7Cは、各種指令や各種設定値の送受信のための通信を行う。
The drive circuits 7A, 7B, and 7C of each pump unit 1A, 1B, and 1C are connected to the control section 8 by a communication line 230. One end of the communication line 230 is connected to the communication port 226 of the control unit 8. The other end of the communication line 230 is branched according to the number of pump units 1A, 1B, 1C provided in the pump device 100, and connected to each drive circuit 7A, 7B, 7C. The control unit 8 and each of the drive circuits 7A, 7B, and 7C perform communication for transmitting and receiving various commands and various setting values.
制御部8は、以下に説明する自動運転による給水を行う。自動運転では、複数のポンプユニット1A,1B,1Cは、初段ポンプユニット1Aが最初に起動され、その後、残りのポンプユニット1B,1Cが基本的に交互に始動されるように制御部8によって制御される。複数のポンプユニット1A,1B,1Cの全てを停止するときは、最後に初段ポンプユニット1Aが停止される。制御部8は、初段ポンプユニット1A以外のポンプユニット1B,1Cのそれぞれの運転回数や停止時間が平準化されるようにこれらポンプユニット1B,1Cの運転を制御する。制御部8は、初段ポンプユニット1A以外のポンプユニットの台数や並列運転する台数を、給水装置200の運転に必要な設定値として記憶するとよい。
The control unit 8 performs water supply through automatic operation, which will be described below. In automatic operation, the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C are controlled by the control unit 8 so that the first-stage pump unit 1A is started first, and then the remaining pump units 1B and 1C are basically started alternately. be done. When all of the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C are stopped, the first stage pump unit 1A is stopped last. The control unit 8 controls the operation of the pump units 1B and 1C other than the first-stage pump unit 1A so that the number of times of operation and the stop time of each of the pump units 1B and 1C other than the first stage pump unit 1A are equalized. The control unit 8 may store the number of pump units other than the first-stage pump unit 1A and the number of pump units operated in parallel as set values necessary for operation of the water supply device 200.
次に、図17および図18を参照して、給水装置200の運転動作の一例を説明する。図17は、図16に示す給水装置200に搭載されたポンプ装置100の始動動作の一例を説明するためのフローチャートであり、図18は、図16に示す給水装置200に搭載されたポンプ装置100の停止動作の一例を説明するためのフローチャートである。
Next, an example of the operation of the water supply device 200 will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG. 17 is a flowchart for explaining an example of the starting operation of the pump device 100 installed in the water supply device 200 shown in FIG. 16, and FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of a stopping operation.
図17に示すように、全てのポンプユニット1A,1B,1Cが停止状態にあるときに、制御部8は、所定の始動条件が成立したか否かを監視している(ステップ1参照)。例えば、制御部8は、吐出し圧力センサ226によって測定される吐出し圧力が所定の始動圧力以下であるか否かを監視している。全てのポンプユニット1A,1B,1Cが停止状態にあるときに建物内の水が使用されると、圧力タンク223内に保持されている水が建物に供給される。圧力タンク223は、ポンプユニット1A,1B,1Cの頻繁な起動停止を防止し、且つ給水圧力の変化を円滑に保つ作用をする。建物内でさらに水が使用されると、圧力タンク223内の水が少なくなり、結果として吐出し圧力が所定の始動圧力以下に低下する。制御部8は、所定の始動圧力を予め記憶しており、吐出し圧力が所定の始動圧力以下まで低下したときに、所定の始動条件が成立したと決定する。
As shown in FIG. 17, when all the pump units 1A, 1B, and 1C are in a stopped state, the control unit 8 monitors whether a predetermined starting condition is satisfied (see step 1). For example, the control unit 8 monitors whether the discharge pressure measured by the discharge pressure sensor 226 is equal to or lower than a predetermined starting pressure. When water in the building is used when all pump units 1A, 1B, 1C are in a stopped state, the water held in the pressure tank 223 is supplied to the building. The pressure tank 223 functions to prevent frequent starting and stopping of the pump units 1A, 1B, and 1C, and to maintain smooth changes in water supply pressure. As more water is used in the building, the water in the pressure tank 223 decreases, resulting in the discharge pressure dropping below the predetermined starting pressure. The control unit 8 stores a predetermined starting pressure in advance, and determines that the predetermined starting condition is satisfied when the discharge pressure decreases to a predetermined starting pressure or less.
所定の始動条件が成立すると(ステップ1のYES参照)、制御部8は、最初に、初段ポンプユニット1Aを始動させる(ステップ2参照)。この理由は、初段ポンプユニット1Aは、該初段ポンプユニット1Aに続く2段目ポンプユニット1Bまで前記取扱液を所望の流量で移送可能な吸込性能を有するからである。制御部8は、始動時の初段ポンプユニット1Aの運転速度を、給水装置200の運転に必要な設定値として記憶するとよい。
When the predetermined starting condition is satisfied (see YES in step 1), the control section 8 first starts the first stage pump unit 1A (see step 2). The reason for this is that the first stage pump unit 1A has suction performance that allows the handling liquid to be transferred at a desired flow rate to the second stage pump unit 1B following the first stage pump unit 1A. It is preferable that the control unit 8 stores the operating speed of the first-stage pump unit 1A at startup as a set value necessary for operating the water supply device 200.
初段ポンプユニット1Aの運転中に、制御部8は、吐出し圧力センサ226から送られる吐出し圧力の測定値に基づいて推定末端圧力一定制御または吐出圧力一定制御を実行する。吐出圧力一定制御では、吐出し圧力が所定の目標値(設定圧力)を維持するように一定に制御される。推定末端圧力一定制御で制御部8は、吐出し圧力の目標値を適切に変化させることにより、建物内の末端の給水栓での水圧(末端圧)が所定の圧力(設定圧力)を維持するように制御する。
During operation of the first stage pump unit 1A, the control unit 8 executes estimated terminal pressure constant control or discharge pressure constant control based on the measured value of the discharge pressure sent from the discharge pressure sensor 226. In the constant discharge pressure control, the discharge pressure is controlled to be constant so as to maintain a predetermined target value (set pressure). In the estimated terminal pressure constant control, the control unit 8 maintains the water pressure (terminal pressure) at the terminal water faucet in the building at a predetermined pressure (set pressure) by appropriately changing the target value of the discharge pressure. Control as follows.
初段ポンプユニット1Aの運転中に給水先での水の需要が増えると、制御部8は、待機中のポンプユニット1B,1Cのいずれかを追加運転する。具体的には、制御部8は、初段ポンプユニット1Aを始動した後で、次ポンプユニットを追加運転するか否かを決定するための条件が成立したか否かを監視している(ステップ3参照)。以下では、次ポンプユニットを追加運転するか否かを決定するための条件を「次ポンプユニット始動条件」と称する。制御部8は、次ポンプユニット始動条件を、給水装置200の運転に必要な設定値として予め記憶している。
If the demand for water at the water supply destination increases while the first-stage pump unit 1A is in operation, the control section 8 additionally operates one of the standby pump units 1B and 1C. Specifically, after starting the first stage pump unit 1A, the control unit 8 monitors whether a condition for determining whether or not to additionally operate the next pump unit is satisfied (step 3). reference). Hereinafter, the conditions for determining whether or not to additionally operate the next pump unit will be referred to as "next pump unit starting conditions." The control unit 8 stores the next pump unit starting condition in advance as a set value necessary for operation of the water supply device 200.
次ポンプユニット始動条件は、例えば、初段ポンプユニット1Aの運転速度、または吐出し圧力センサ226によって測定される吐出し圧力である。初段ポンプユニット1Aの運転中に、給水先での水の需要が増えると、初段ポンプユニット1Aの運転速度が増加する。制御部8は、次ポンプユニット始動条件として初段ポンプユニット1Aの運転速度のしきい値を予め記憶している。制御部8は、初段ポンプユニット1Aの運転速度がしきい値を超えると、次ポンプユニット始動条件が成立したと決定する。
The next pump unit starting condition is, for example, the operating speed of the first stage pump unit 1A or the discharge pressure measured by the discharge pressure sensor 226. If the demand for water at the water supply destination increases during operation of the first stage pump unit 1A, the operating speed of the first stage pump unit 1A increases. The control unit 8 stores in advance a threshold value of the operating speed of the first stage pump unit 1A as a next pump unit starting condition. When the operating speed of the first stage pump unit 1A exceeds the threshold value, the control unit 8 determines that the next pump unit starting condition is satisfied.
あるいは、制御部8は、次ポンプユニット始動条件として吐出し圧力のしきい値を予め記憶していてもよい。初段ポンプユニット1Aの運転中に、給水先での水の需要が増えると、吐出し圧力が低下する。制御部8は、吐出し圧力がしきい値よりも低下したときに、次ポンプユニット始動条件が成立したと決定する。
Alternatively, the control unit 8 may previously store a threshold value of the discharge pressure as the next pump unit starting condition. During operation of the first stage pump unit 1A, when the demand for water at the water supply destination increases, the discharge pressure decreases. The control unit 8 determines that the next pump unit starting condition is satisfied when the discharge pressure falls below the threshold value.
次ポンプユニット始動条件が成立すると(ステップ3のYES参照)、制御部8は、次ポンプユニットを始動させる(ステップ4参照)。次ポンプユニットは、初段ポンプユニット1Aとは異なるポンプユニットであり、図16に示した給水装置では、2段目ポンプユニット1Bまたは3段目ポンプユニット1Cである。制御部8は、ポンプユニット1B,1Cが交互に始動されるように、2段目ポンプユニット1Bまたは3段目ポンプユニット1Cのいずれかを次ポンプユニットとして選択し、該次ポンプユニットを始動させる。
When the next pump unit starting condition is satisfied (see YES in step 3), the control section 8 starts the next pump unit (see step 4). The next pump unit is a pump unit different from the first stage pump unit 1A, and in the water supply device shown in FIG. 16, is the second stage pump unit 1B or the third stage pump unit 1C. The control unit 8 selects either the second stage pump unit 1B or the third stage pump unit 1C as the next pump unit and starts the next pump unit so that the pump units 1B and 1C are started alternately. .
初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)の運転中も、制御部8は、吐出し圧力センサ226から送られる吐出し圧力の測定値に基づいて推定末端圧力一定制御または吐出圧力一定制御を実行する。
Even while the first stage pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C) are operating, the control unit 8 performs estimated terminal pressure constant control or discharge pressure constant control based on the measured value of the discharge pressure sent from the discharge pressure sensor 226. Execute.
給水先での水の需要がさらに増えると、制御部8は、待機中のポンプユニット1C(または1B)を追加運転する。具体的には、制御部8は、初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)を起動した後で、次々ポンプユニットを追加運転するか否かを決定するための条件が成立したか否かを監視している(ステップ5参照)。以下では、次々ポンプユニットを追加運転するか否かを決定するための条件を「次々ポンプユニット始動条件」と称する。制御部8は、次々ポンプユニット始動条件を、給水装置200の運転に必要な設定値として予め記憶している。
When the demand for water at the water supply destination increases further, the control unit 8 additionally operates the pump unit 1C (or 1B) that is on standby. Specifically, after starting the first pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C), the control unit 8 determines whether conditions for determining whether to additionally operate the pump units one after another are satisfied. (See step 5). Hereinafter, the conditions for determining whether or not to additionally operate the pump units one after another will be referred to as "successive pump unit starting conditions." The control unit 8 stores in advance the pump unit starting conditions one after another as set values necessary for operation of the water supply device 200.
次々ポンプユニット始動条件は、例えば、次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度、または吐出し圧力センサ226によって測定される吐出し圧力である。初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)の運転中に、給水先での水の需要が増えると、次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度が増加する。制御部8は、次々ポンプユニット始動条件として次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度のしきい値を予め記憶している。制御部8は、次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度がしきい値を超えると、次々ポンプユニット始動条件が成立したと決定する。
The successive pump unit starting condition is, for example, the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) or the discharge pressure measured by the discharge pressure sensor 226. If the demand for water at the water supply destination increases while the first stage pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C) are operating, the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) increases. The control unit 8 stores in advance a threshold value of the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) as a successive pump unit starting condition. When the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) exceeds the threshold value, the control unit 8 determines that the pump unit start condition is satisfied one after another.
あるいは、次ポンプユニット始動条件と同様に、制御部8は、次々ポンプユニット始動条件として吐出し圧力のしきい値を予め記憶していてもよい。初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)の運転中に、給水先での水の需要が増えると、吐出し圧力が低下する。制御部8は、吐出し圧力がしきい値よりも低下したときに、次々ポンプユニット始動条件が成立したと決定する。
Alternatively, similarly to the next pump unit starting condition, the control unit 8 may previously store a threshold value of the discharge pressure as the successive pump unit starting condition. When the demand for water increases at the water supply destination during operation of the first stage pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C), the discharge pressure decreases. The control unit 8 determines that the pump unit starting conditions are satisfied one after another when the discharge pressure falls below the threshold value.
次々ポンプユニット始動条件が成立すると(ステップ5のYES参照)、制御部8は、次々ポンプユニットを始動させる(ステップ6参照)。次々ポンプユニットは、初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニットとは異なるポンプユニットである。図16に示す給水装置200で、次ポンプユニットがポンプユニット1B(または1C)の場合は、次々ポンプユニットは、ポンプユニット1C(または1B)である。
When the pump unit starting conditions are satisfied one after another (see YES in step 5), the control section 8 starts the pump units one after another (see step 6). The successive pump unit is a pump unit different from the first stage pump unit 1A and the next pump unit. In the water supply device 200 shown in FIG. 16, when the next pump unit is pump unit 1B (or 1C), the next pump unit is pump unit 1C (or 1B).
初段ポンプユニット1A、次ポンプユニット1B(または1C)、および次々ポンプユニット1C(または1B)の運転中も、制御部8は、吐出し圧力センサ226から送られる吐出し圧力の測定値に基づいて推定末端圧力一定制御または吐出圧力一定制御を実行する。
Even during operation of the first stage pump unit 1A, the next pump unit 1B (or 1C), and the next pump unit 1C (or 1B), the control unit 8 controls the discharge pressure based on the measured value of the discharge pressure sent from the discharge pressure sensor 226. Execute estimated terminal pressure constant control or discharge pressure constant control.
次に、ポンプ装置100の停止動作について図18を参照して説明する。全てのポンプユニット1A,1B,1Cが運転中に給水先での水の需要が減ると、制御部8は、次々ポンプユニット1C(または1B)の運転を停止する。具体的には、制御部8は、全てのポンプユニット1A,1B,1Cが運転を始動した後で、次々ポンプユニット1C(または1B)を停止させるか否かを決定するための条件が成立したか否かを監視している(ステップ7参照)。以下では、次々ポンプユニット1C(または1B)を停止させる否かを決定するための条件を「次々ポンプユニット停止条件」と称する。制御部8は、次々ポンプユニット停止条件を、給水装置200の運転に必要な設定値として予め記憶している。
Next, the stopping operation of the pump device 100 will be explained with reference to FIG. 18. If the demand for water at the water supply destination decreases while all the pump units 1A, 1B, and 1C are in operation, the control unit 8 stops the operation of the pump units 1C (or 1B) one after another. Specifically, after all the pump units 1A, 1B, and 1C start operating, the control unit 8 determines that the conditions for determining whether to stop the pump units 1C (or 1B) one after another are satisfied. (See step 7). Hereinafter, the conditions for determining whether to stop the pump units 1C (or 1B) one after another will be referred to as "sequential pump unit stop conditions." The control unit 8 stores in advance the conditions for stopping the pump units one after another as set values necessary for operation of the water supply device 200.
次々ポンプユニット停止動条件は、例えば、次々ポンプユニット1C(または1B)の運転速度、または吐出し圧力センサ226によって測定される吐出し圧力である。全てのポンプユニット1A,1B,1Cの運転中に、給水先での水の需要が減ると、次々ポンプユニット1C(または1B)の運転速度が減少する。制御部8は、次々ポンプユニット停止条件として次々ポンプユニット1C(または1B)の運転速度のしきい値を予め記憶している。制御部8は、次々ポンプユニット1C(または1B)の運転速度がしきい値よりも低下すると、次々ポンプユニット停止条件が成立したと決定する。
The successive pump unit stop dynamic condition is, for example, the operating speed of the successive pump unit 1C (or 1B) or the discharge pressure measured by the discharge pressure sensor 226. If the demand for water at the water supply destination decreases while all the pump units 1A, 1B, and 1C are in operation, the operating speed of the pump units 1C (or 1B) decreases one after another. The control unit 8 stores in advance a threshold value of the operating speed of the successive pump unit 1C (or 1B) as a successive pump unit stop condition. When the operating speed of the pump units 1C (or 1B) decreases below the threshold value, the control unit 8 determines that the pump unit stop condition is satisfied.
あるいは、制御部8は、次々ポンプユニット停止条件として吐出し圧力のしきい値を予め記憶していてもよい。全てのポンプユニット1A,1B,1Cの運転中に、給水先での水の需要が減ると、吐出し圧力が上昇する。制御部8は、吐出し圧力がしきい値よりも増加したときに、次々ポンプユニット停止条件が成立したと決定する。次々ポンプユニット停止条件が成立すると(ステップ7のYES参照)、制御部8は、次々ポンプユニット1C(または1B)を停止させる(ステップ8参照)。
Alternatively, the control unit 8 may store in advance a threshold value of the discharge pressure as a condition for stopping the pump units one after another. During operation of all pump units 1A, 1B, and 1C, when the demand for water at the water supply destination decreases, the discharge pressure increases. The control unit 8 determines that the pump unit stop condition is satisfied one after another when the discharge pressure increases above the threshold value. When the pump unit stop conditions are satisfied one after another (see YES in step 7), the control section 8 stops the pump units 1C (or 1B) one after another (see step 8).
次々ポンプユニット1C(または1B)を停止させた後で(すなわち、初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)の運転中に)、給水先での水の需要がさらに減ると、制御部8は、次ポンプユニット1B(または1C)を停止する。具体的には、制御部8は、次々ポンプユニット1C(または1B)を停止させた後で、次ポンプユニットを停止するか否かを決定するための条件が成立したか否かを監視している(ステップ9参照)。以下では、次ポンプユニット1B(または1C)を停止する否かを決定するための条件を「次ポンプユニット停止条件」と称する。制御部8は、次ポンプユニット停止条件を、給水装置200の運転に必要な設定値として予め記憶している。
After stopping the pump units 1C (or 1B) one after another (that is, while the first stage pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C) are in operation), if the demand for water at the water supply destination further decreases, the control unit 8 stops the next pump unit 1B (or 1C). Specifically, after stopping the pump units 1C (or 1B) one after another, the control unit 8 monitors whether a condition for determining whether to stop the next pump unit is satisfied or not. (see step 9). Hereinafter, the conditions for determining whether to stop the next pump unit 1B (or 1C) will be referred to as "next pump unit stop conditions." The control unit 8 stores the next pump unit stop condition in advance as a set value necessary for operation of the water supply device 200.
次ポンプユニット停止条件は、例えば、次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度、または吐出し圧力センサ226によって測定される吐出し圧力である。初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)の運転中に、給水先での水の需要が減ると、次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度が減少する。制御部8は、次ポンプユニット停止条件として次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度のしきい値を予め記憶している。制御部8は、次ポンプユニット1B(または1C)の運転速度がしきい値よりも低下すると、次ポンプユニット停止条件が成立したと決定する。
The next pump unit stop condition is, for example, the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) or the discharge pressure measured by the discharge pressure sensor 226. When the demand for water at the water supply destination decreases while the first stage pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C) are operating, the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) decreases. The control unit 8 stores in advance a threshold value of the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) as a next pump unit stop condition. When the operating speed of the next pump unit 1B (or 1C) falls below the threshold value, the control unit 8 determines that the next pump unit stop condition is satisfied.
あるいは、次々ポンプユニット停止条件と同様に、制御部8は、次ポンプユニット停止条件として吐出し圧力のしきい値を予め記憶していてもよい。初段ポンプユニット1Aおよび次ポンプユニット1B(または1C)の運転中に、給水先での水の需要が減ると、吐出し圧力が上昇する。制御部8は、吐出し圧力がしきい値よりも上昇したときに、次ポンプユニット停止条件が成立したと決定する。次ポンプユニット停止条件が成立すると(ステップ9のYES参照)、制御部8は、次ポンプユニット1B(または1C)を停止させる(ステップ10参照)。
Alternatively, similarly to the successive pump unit stop condition, the control unit 8 may previously store a threshold value of the discharge pressure as the next pump unit stop condition. During operation of the first stage pump unit 1A and the next pump unit 1B (or 1C), when the demand for water at the water supply destination decreases, the discharge pressure increases. The control unit 8 determines that the next pump unit stop condition is satisfied when the discharge pressure rises above the threshold value. When the next pump unit stop condition is satisfied (see YES in step 9), the control section 8 stops the next pump unit 1B (or 1C) (see step 10).
次ポンプユニット1B(または1C)を停止させた後で(すなわち、初段ポンプユニット1Aのみの運転中に)、給水先での水の使用がさらに減ると(例えば、給水先での水の使用が停止されると)、制御部8は、初段ポンプユニット1Aを停止する。具体的には、制御部8は、次ポンプユニット1Bを停止させた後で、初段ポンプユニット1Aを停止するか否かを決定するための所定の条件が成立したか否かを監視している(ステップ11参照)。以下では、初段ポンプユニット1Aを停止する否かを決定するための所定の条件を「全停止条件」と称する。制御部8は、全停止条件を、給水装置200の運転に必要な設定値として予め記憶している。
After stopping the next pump unit 1B (or 1C) (that is, while only the first pump unit 1A is in operation), if the water usage at the water supply destination further decreases (for example, the water usage at the water supply destination decreases). (when the first stage pump unit 1A is stopped), the control section 8 stops the first stage pump unit 1A. Specifically, after stopping the next pump unit 1B, the control unit 8 monitors whether a predetermined condition for determining whether to stop the first stage pump unit 1A is satisfied. (See step 11). Hereinafter, a predetermined condition for determining whether to stop the first stage pump unit 1A will be referred to as a "full stop condition". The control unit 8 stores the full stop condition in advance as a set value necessary for operation of the water supply device 200.
全停止条件は、例えば、フロースイッチ224から送信される過少流量検出信号の受信の有無である。給水先での水の使用が減っていくと、複数のポンプユニット1A,1B,1Cを流れる水の流量が低下する。フロースイッチ224は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cを流れる水の流量が所定の値以下まで低下したこと(過少流量)を検出すると、過少流量検出信号を制御部8に送る。制御部8がこの過少流量検出信号を受けとると、制御部8は、全停止条件が成立したと決定する。
The complete stop condition is, for example, whether or not an insufficient flow rate detection signal transmitted from the flow switch 224 is received. When the use of water at the water supply destination decreases, the flow rate of water flowing through the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C decreases. When the flow switch 224 detects that the flow rate of water flowing through the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C has decreased to a predetermined value or less (insufficient flow rate), it sends an insufficient flow detection signal to the control unit 8. When the control unit 8 receives this low flow rate detection signal, the control unit 8 determines that the full stop condition is satisfied.
あるいは、制御部8は、全停止条件として吐出し圧力のしきい値を予め記憶していてもよい。初段ポンプユニット1Aの運転中に、給水先での水の需要が減ると、吐出し圧力が上昇する。制御部8は、吐出し圧力がしきい値よりも上昇したときに、全停止条件が成立したと決定する。
Alternatively, the control unit 8 may previously store a threshold value of the discharge pressure as the full stop condition. During operation of the first stage pump unit 1A, when the demand for water at the water supply destination decreases, the discharge pressure increases. The control unit 8 determines that the full stop condition is satisfied when the discharge pressure rises above the threshold value.
全停止条件が成立すると(ステップ11のYES参照)、制御部8は、吐出し圧力が所定の停止圧力に達するまで初段ポンプユニット1Aの回転速度を一時的に増加させる蓄圧運転を行い、圧力タンク223に蓄圧した後に初段ポンプユニット1Aを停止させる。このような初段ポンプユニット1Aの停止動作は、小水量停止動作と呼ばれる。また、小水量停止動作にて全てのポンプユニット1A,1B,1Cが停止した状態を小水量停止状態と称する。
When the full stop condition is met (see YES in step 11), the control unit 8 performs a pressure accumulation operation in which the rotational speed of the first stage pump unit 1A is temporarily increased until the discharge pressure reaches a predetermined stop pressure, and the pressure tank After the pressure is accumulated at 223, the first stage pump unit 1A is stopped. Such a stopping operation of the first stage pump unit 1A is called a small water flow stopping operation. Further, a state in which all the pump units 1A, 1B, and 1C are stopped in the small water flow stopping operation is referred to as a small water flow stopping state.
次ポンプユニット1B(または1C)を停止させた後で(すなわち、ステップ10の後で)、次ポンプユニット始動条件が成立すると(ステップ3のYes参照)、制御部8は、再度、次ポンプユニット1B(または1C)を始動させる(ステップ4参照)。同様に、次々ポンプユニット1C(または1B)を停止させた後で(すなわち、ステップ8の後で)、次々ポンプユニット始動条件が成立すると(ステップ5のYes参照)、制御部8は、再度、次々ポンプユニット1C(または1B)を始動させる(ステップ6参照)。
After stopping the next pump unit 1B (or 1C) (that is, after step 10), when the next pump unit starting condition is satisfied (see Yes in step 3), the control unit 8 again controls the next pump unit. Start 1B (or 1C) (see step 4). Similarly, after stopping the pump units 1C (or 1B) one after another (that is, after step 8), when the pump unit starting conditions are satisfied one after another (see Yes in step 5), the control unit 8 again: The pump units 1C (or 1B) are started one after another (see step 6).
このように、給水装置200のポンプ装置100の自動運転制御では、所定の始動条件が成立すると、最初に初段ポンプユニット1Aが始動される。さらに、初段ポンプユニット1Aは、他のポンプユニット1B,1Cが停止された後で所定の停止条件が成立するまで、その運転を継続する。すなわち、初段ポンプユニット1Aは、最後に停止される。
In this manner, in the automatic operation control of the pump device 100 of the water supply device 200, when a predetermined starting condition is satisfied, the first stage pump unit 1A is started first. Furthermore, the first stage pump unit 1A continues its operation until a predetermined stop condition is satisfied after the other pump units 1B and 1C are stopped. That is, the first stage pump unit 1A is stopped last.
図16に示すように、制御部8は、吐出し圧力センサ226から延びる信号線が接続された圧力信号入力端子233、フロースイッチ224から延びる信号線が接続された流量信号入力端子234、および温度センサ18からそれぞれ延びる信号線が接続された温度信号入力端子235を備えている。吐出し圧力の測定値、過少流量検出信号、および各ポンプユニット1の温度の測定値は、圧力信号入力端子233、流量信号入力端子234、および温度信号入力端子235を通じて制御部8の処理装置228に入力されるようになっている。制御部8は、温度センサ18からそれぞれ送られてくるポンプユニット1の温度の測定値が上限値を超えたときは、ポンプ過熱の異常を検出したとして該当するポンプユニット1の運転を異常停止させる。
As shown in FIG. 16, the control unit 8 includes a pressure signal input terminal 233 to which a signal line extending from the discharge pressure sensor 226 is connected, a flow rate signal input terminal 234 to which a signal line extending from the flow switch 224 is connected, and a temperature Temperature signal input terminals 235 are provided to which signal lines extending from the sensors 18 are connected. The measured value of the discharge pressure, the low flow rate detection signal, and the measured value of the temperature of each pump unit 1 are sent to the processing device 228 of the control unit 8 through the pressure signal input terminal 233, the flow rate signal input terminal 234, and the temperature signal input terminal 235. It is now entered into When the measured temperature values of the pump units 1 sent from the temperature sensors 18 exceed the upper limit, the control unit 8 detects an abnormality of pump overheating and abnormally stops the operation of the corresponding pump unit 1. .
本実施形態では、異常停止は、異常が発生したポンプユニット1を強制的に運転不可能な状態にすることを言う。具体的には、運転中のポンプユニット1を異常停止させると、該ポンプユニット1は、その運転を停止させられる。停止中のポンプユニット1を異常停止させると、該ポンプユニット1は、停止状態を維持させられ、始動させることができなくなる。
In this embodiment, an abnormal stop refers to forcing the pump unit 1 in which an abnormality has occurred to become inoperable. Specifically, when the pump unit 1 in operation is abnormally stopped, the operation of the pump unit 1 is stopped. If the stopped pump unit 1 is brought to an abnormal stop, the pump unit 1 is kept in a stopped state and cannot be started.
制御部8は、電源9から延びる電力線から分岐する電力線242に接続されており、電力線242を通じて電力が制御部8に供給されるようになっている。制御部8は電源スイッチ243を備えており、この電源スイッチ243が入れられると、電力は電力線242を通じて制御部8に供給される。制御部8は、各ポンプユニット1が運転中であるかどうか(各ポンプユニット1の発停)を示すON/OFF信号である運転信号や、各ポンプユニット1などの故障を知らせる故障信号を装置外部に出力するための出力端子245をさらに備えている。
The control unit 8 is connected to a power line 242 that branches from a power line extending from the power source 9, and power is supplied to the control unit 8 through the power line 242. The control section 8 includes a power switch 243, and when the power switch 243 is turned on, power is supplied to the control section 8 through the power line 242. The control unit 8 sends an operation signal, which is an ON/OFF signal indicating whether each pump unit 1 is in operation (on/off of each pump unit 1), and a failure signal that indicates a failure of each pump unit 1, etc. It further includes an output terminal 245 for outputting to the outside.
制御部8は、さらに、各漏電遮断器238から延びる信号線が接続されたトリップ信号入力端子239備えている。漏電遮断器238が漏電を検出すると、漏電遮断器238は制御部8にトリップ信号を発する。このトリップ信号は、トリップ信号入力端子239を通じて制御部8の処理装置228に入力される。制御部8は、トリップ信号を漏電遮断器238から受信したときは、異常を検出したとして、該当するポンプユニット1の運転を異常停止させる。
The control unit 8 further includes a trip signal input terminal 239 to which a signal line extending from each earth leakage breaker 238 is connected. When the earth leakage breaker 238 detects an earth leakage, the earth leakage breaker 238 issues a trip signal to the control unit 8 . This trip signal is input to the processing device 228 of the control section 8 through the trip signal input terminal 239. When the control unit 8 receives the trip signal from the earth leakage circuit breaker 238, it determines that an abnormality has been detected and abnormally stops the operation of the corresponding pump unit 1.
さらに、駆動回路7A,7B,7Cに電流を供給する電力線17A,17B,17Cには、電流センサ(電流検出手段)251がそれぞれ配置されている。これら電流センサ251は、各ポンプユニット1に流れる電流値をそれぞれ測定している。これら電流センサ251も制御部8に接続され、電力線17A,17B,17Cを流れる電流の測定値を制御部8に送る。図16では、図が煩雑となるのを避けるために、電流センサ251から制御部8まで延びる信号線を省略している。電流センサ251によって測定された各ポンプユニット1に供給される電流値も制御部8の処理装置228に入力される。なお、駆動回路7A,7B,7Cがインバータ装置である場合は、該駆動回路7A,7B,7Cから各ポンプユニット1に供給される電流の大きさが制御部8に送られ、処理装置228に入力される。
Furthermore, current sensors (current detection means) 251 are arranged on the power lines 17A, 17B, and 17C that supply current to the drive circuits 7A, 7B, and 7C, respectively. These current sensors 251 measure the value of the current flowing through each pump unit 1, respectively. These current sensors 251 are also connected to the control unit 8 and send measured values of the currents flowing through the power lines 17A, 17B, and 17C to the control unit 8. In FIG. 16, the signal line extending from the current sensor 251 to the control unit 8 is omitted to avoid complicating the diagram. The current value supplied to each pump unit 1 measured by the current sensor 251 is also input to the processing device 228 of the control section 8 . Note that when the drive circuits 7A, 7B, and 7C are inverter devices, the magnitude of the current supplied from the drive circuits 7A, 7B, and 7C to each pump unit 1 is sent to the control section 8, and is sent to the processing device 228. is input.
制御部8は、各ポンプユニット1に供給される電流のリミット値を予め記憶しており、各ポンプユニット1に供給される電流の測定値がリミット値を超えたときは、過電流異常を検出したとして、該当するポンプユニット1を異常停止する。
The control unit 8 stores in advance the limit value of the current supplied to each pump unit 1, and detects an overcurrent abnormality when the measured value of the current supplied to each pump unit 1 exceeds the limit value. If so, the corresponding pump unit 1 is abnormally stopped.
さらに、ポンプ装置100が各ポンプユニット1の振動を測定する振動センサ20を有する場合は、これら振動センサ20も制御部8に接続され、振動の測定値を制御部8に送る。制御部8に送られた振動の測定値も処理装置228に入力される。
Furthermore, if the pump device 100 has vibration sensors 20 that measure the vibrations of each pump unit 1, these vibration sensors 20 are also connected to the control section 8 and send measured values of vibration to the control section 8. The vibration measurement values sent to the control unit 8 are also input to the processing device 228 .
各ポンプユニット1の運転状態(ポンプユニット1が正常に運転されているか否か)を、運転中のポンプユニット1に発生する振動に基づいて判断することができる。例えば、羽根車14および/または軸受10に不具合が発生すると、ポンプユニット1に発生する振動の振幅および加速度が大きくなる。そこで、制御部8は、振動センサ20から送信される振動の測定値(振動の振幅、向き、および/または加速度の測定値)が所定のしきい値を超えたときは、振動異常を検出したとして、該当するポンプユニット1を異常停止する。
The operating state of each pump unit 1 (whether or not the pump unit 1 is operating normally) can be determined based on the vibrations generated in the pump unit 1 during operation. For example, if a problem occurs in the impeller 14 and/or the bearing 10, the amplitude and acceleration of vibrations generated in the pump unit 1 will increase. Therefore, when the vibration measurement value (measurement value of vibration amplitude, direction, and/or acceleration) transmitted from the vibration sensor 20 exceeds a predetermined threshold, the control unit 8 detects a vibration abnormality. As a result, the corresponding pump unit 1 is abnormally stopped.
このように、制御部8は、各ポンプユニット1で発生した異常をポンプユニット1ごとに検出可能に構成されている。制御部8は、複数のポンプユニット1A,1B,1Cのうち、異常が発生したポンプユニット1のみを異常停止させる。建物に水を供給する給水装置200はライフラインであるため、極力断水を回避することが望まれる。本実施形態に係るポンプ装置100を備えた給水装置200によれば、異常が発生しているポンプユニット1とは異なるポンプユニット1を運転させることで、取扱液である水道水を建物に供給し続けることができる。以下では、この運転制御動作の一例を説明する。
In this way, the control section 8 is configured to be able to detect an abnormality occurring in each pump unit 1 for each pump unit 1. The control unit 8 abnormally stops only the pump unit 1 in which an abnormality has occurred among the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C. Since the water supply device 200 that supplies water to buildings is a lifeline, it is desirable to avoid water outages as much as possible. According to the water supply device 200 including the pump device 100 according to the present embodiment, by operating a pump unit 1 different from the pump unit 1 in which the abnormality has occurred, tap water, which is the handled liquid, can be supplied to the building. I can continue. An example of this operation control operation will be explained below.
制御部8は、初段ポンプユニット1A以外のポンプユニット1B,1Cで異常が発生した場合、該異常が発生したポンプユニット1B(または1C)のみを異常停止させる。異常停止させられたポンプユニット1B(または1C)が運転中である場合は、制御部8は、初段ポンプユニット1Aの運転を継続しつつ、異常停止させられたポンプユニット1B(または1C)とは異なるポンプユニット1C(または1B)を始動させる。
When an abnormality occurs in the pump units 1B and 1C other than the first-stage pump unit 1A, the control unit 8 abnormally stops only the pump unit 1B (or 1C) in which the abnormality has occurred. If the abnormally stopped pump unit 1B (or 1C) is in operation, the control unit 8 continues to operate the first stage pump unit 1A while controlling the abnormally stopped pump unit 1B (or 1C). Start a different pump unit 1C (or 1B).
異常停止させられたポンプユニット1B(または1C)が停止中である場合は、該ポンプユニット1B(または1C)を始動させることができない。この場合に、次ポンプユニット始動条件が成立すると(図14のステップ3のYes参照)、制御部8は、異常停止中のポンプユニット1B(または1C)とは異なるポンプユニット1C(または1B)を始動させる。したがって、給水装置200は、所望の流量を有する水を所望の吐出し圧力で給水先に送ることができる。
If the abnormally stopped pump unit 1B (or 1C) is currently stopped, the pump unit 1B (or 1C) cannot be started. In this case, when the next pump unit starting condition is satisfied (see Yes in step 3 of FIG. 14), the control unit 8 starts the pump unit 1C (or 1B) different from the pump unit 1B (or 1C) that is abnormally stopped. Start it. Therefore, the water supply device 200 can send water having a desired flow rate to a water supply destination at a desired discharge pressure.
異常停止させられたポンプユニットが初段ポンプユニット1Aである場合、制御部8は、全てのポンプユニット1A,1B,1Cを異常停止にする。一実施形態では、初段ポンプユニット1Aが異常停止させられた場合に、他のポンプユニット1B,1Cを運転して、給水先に水を供給してもよい。この場合、給水先に供給可能な水の流量は、所望の流量よりも小さいおそれがあるが、建物の断水を防止することができる。
When the abnormally stopped pump unit is the first stage pump unit 1A, the control section 8 abnormally stops all the pump units 1A, 1B, and 1C. In one embodiment, when the first stage pump unit 1A is abnormally stopped, the other pump units 1B and 1C may be operated to supply water to the water supply destination. In this case, although the flow rate of water that can be supplied to the water supply destination may be smaller than the desired flow rate, it is possible to prevent water outages in the building.
一実施形態では、制御部8は、過熱により各ポンプユニット1を非常停止させるための第1のしきい値を記憶しており、各ポンプユニット1に取り付けられた温度センサ18から出力されたポンプ温度の測定値がこの第1のしきい値以上になった場合は、該当するポンプユニット1を非常停止させる。
In one embodiment, the control unit 8 stores a first threshold value for causing an emergency stop of each pump unit 1 due to overheating, and the control unit 8 stores a first threshold value for causing an emergency stop of each pump unit 1 due to overheating. When the measured temperature value exceeds this first threshold value, the corresponding pump unit 1 is brought to an emergency stop.
さらに、制御部8は、第1のしきい値よりも低い第2のしきい値を予め記憶している。第1のしきい値は、ポンプユニット1が過熱により非常停止されるポンプユニット1の温度であり、例えば、60℃である。第2のしきい値は、この第1のしきい値よりも低く、例えば、50℃に設定される。温度センサ18により測定されたポンプ温度が第2のしきい値よりも高い場合、制御部8は該当するポンプユニット1に温度異常が発生したと決定して、該当するポンプユニット1のみを異常停止させる(温度停止)。
Furthermore, the control unit 8 stores in advance a second threshold value that is lower than the first threshold value. The first threshold is the temperature of the pump unit 1 at which the pump unit 1 is stopped in an emergency due to overheating, and is, for example, 60°C. The second threshold is set lower than this first threshold, for example, at 50°C. If the pump temperature measured by the temperature sensor 18 is higher than the second threshold, the control unit 8 determines that a temperature abnormality has occurred in the relevant pump unit 1, and abnormally stops only the relevant pump unit 1. (temperature stop).
さらに、制御部8は、異常停止されたポンプユニット1以外のポンプユニット1を始動して、所望の流量を有する水を所望の吐出し圧力で給水先に送り続ける。これにより、複数のポンプユニット1A,1B,1Cを水が流れるので、温度異常により異常停止されたポンプユニット1の温度をすばやく低下させることができる。
Further, the control unit 8 starts the pump units 1 other than the pump unit 1 that has been abnormally stopped, and continues to send water having a desired flow rate to the water supply destination at a desired discharge pressure. As a result, water flows through the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C, so that the temperature of the pump unit 1 that has been abnormally stopped due to temperature abnormality can be quickly lowered.
制御部8は、第2のしきい値よりも低い第3のしきい値を有していてもよい。第3のしきい値は、温度異常によって異常停止されたポンプユニット1が再運転可能となる温度であり、「復帰温度」と称されることもある。異常停止されたポンプユニット1の温度が第3のしきい値以下になると、制御部8は、該当するポンプユニット1の異常停止を解除する。これにより、全てのポンプユニット1の運転が可能となる。
The control unit 8 may have a third threshold value that is lower than the second threshold value. The third threshold is a temperature at which the pump unit 1 that has been abnormally stopped due to temperature abnormality can be restarted, and is sometimes referred to as a "return temperature." When the temperature of the pump unit 1 that has been abnormally stopped becomes equal to or lower than the third threshold value, the control section 8 cancels the abnormal stop of the pump unit 1 concerned. As a result, all pump units 1 can be operated.
建物への断水を極力回避するために、初段ポンプユニット1Aの定格容量を、他のポンプユニット1B,1Cの定格容量よりも大きくしてもよい。さらに、初段ポンプユニット1Aに供給される電流のリミット値を、他のポンプユニット1B,1Cに供給される電流のリミット値と異ならせてもよい。例えば、初段ポンプユニット1Aに供給される電流のリミット値を他のポンプユニット1B,1Cに供給される電流のリミット値よりも小さく設定してもよい。このような措置を取ることで、初段ポンプユニット1Aを余裕を持って運転することが可能となり、初段ポンプユニット1Aの長寿命化を期待できる。
In order to avoid water outage to the building as much as possible, the rated capacity of the first stage pump unit 1A may be larger than the rated capacity of the other pump units 1B and 1C. Furthermore, the limit value of the current supplied to the first stage pump unit 1A may be different from the limit value of the current supplied to the other pump units 1B and 1C. For example, the limit value of the current supplied to the first stage pump unit 1A may be set smaller than the limit value of the current supplied to the other pump units 1B and 1C. By taking such measures, it becomes possible to operate the first stage pump unit 1A with sufficient margin, and it is expected that the life of the first stage pump unit 1A will be extended.
給水装置200のユーザーによっては、給水装置200の運転を極力継続して欲しいと希望する場合がある。この場合、制御部8は、温度センサ18Aによって測定される初段ポンプユニット1Aのポンプ温度が上記第2のしきい値に到達しても、初段ポンプユニット1Aの運転を継続させてもよい。すなわち、制御部8は、初段ポンプユニット1Aのポンプ温度が上記第1のしきい値に到達して非常停止されるまで、初段ポンプユニット1Aの運転を継続させてもよい。
Some users of the water supply device 200 may wish to continue operating the water supply device 200 as much as possible. In this case, the control section 8 may continue the operation of the first stage pump unit 1A even if the pump temperature of the first stage pump unit 1A measured by the temperature sensor 18A reaches the second threshold value. That is, the control section 8 may continue the operation of the first stage pump unit 1A until the pump temperature of the first stage pump unit 1A reaches the first threshold value and an emergency stop is performed.
図16に示すように、給水装置200に搭載されるポンプ装置100は、制御部8に接続された操作装置247をさらに備えていてもよい。本実施形態では、操作装置247は制御部8上に配置されているが、制御部8に電気的に接続されている限りにおいて、操作装置247は制御部8から離れて配置されてもよい。例えば、操作装置247は、近距離無線通信(NFC)やBLUETOOTH(登録商標)などの無線通信、または有線ネットワーク、シリアル通信などの有線通信により制御部8に接続された、表示操作可能な外部表示器(不図示)であってもよい。図16に示す操作装置247は、各ポンプユニット1の試験・停止・自動運転を選択する運転切替スイッチ252と、運転・故障を示すランプ253と、給水装置200の運転に必要な各種設定値(例えば吐出し圧力など)を制御部8に入力するための操作ボタン254を有する入力装置としての操作部255とを備えている。さらに、操作装置247は、給水や駆動回路7A,7B,7Cに関する情報を表示するための液晶ディスプレイなどからなる表示装置256を備えている。入力装置としての操作部255と、表示装置256は、一体的な構成であるが、一実施形態では、操作部255と表示装置256は離れて配置されてもよい。
As shown in FIG. 16, the pump device 100 mounted on the water supply device 200 may further include an operating device 247 connected to the control unit 8. In this embodiment, the operating device 247 is placed on the control unit 8, but as long as it is electrically connected to the control unit 8, the operating device 247 may be placed apart from the control unit 8. For example, the operating device 247 may be an external display that is connected to the control unit 8 through wireless communication such as near field communication (NFC) or BLUETOOTH (registered trademark), or wired communication such as a wired network or serial communication. It may be a container (not shown). The operating device 247 shown in FIG. 16 includes an operation selector switch 252 for selecting test/stop/automatic operation of each pump unit 1, a lamp 253 for indicating operation/failure, and various setting values ( For example, the control unit 255 includes an operation unit 255 as an input device having an operation button 254 for inputting a discharge pressure (for example, discharge pressure, etc.) to the control unit 8. Further, the operating device 247 includes a display device 256 such as a liquid crystal display for displaying information regarding the water supply and the drive circuits 7A, 7B, and 7C. The operating unit 255 as an input device and the display device 256 have an integrated configuration, but in one embodiment, the operating unit 255 and the display device 256 may be arranged separately.
運転切替スイッチ252を操作することにより、各ポンプユニット1の運転状態を切り替えることができる。具体的には、操作装置247の運転切替スイッチ252にて「自動」を選択すると、制御部8は上述した自動運転による給水を行うため、インバータ装置である駆動回路7A,7B,7Cは制御部8からの指令に従って各ポンプユニット1の運転を可変速制御する。運転切替スイッチ252にて「停止」を選択すると、制御部8は、吐出し圧力の状態にかかわらず、各ポンプユニット1の運転を停止する。また、運転切替スイッチ252にて「試験」を選択すると、ユーザーは、制御部8を介して、各ポンプユニット1を手動で運転することができる。
By operating the operation changeover switch 252, the operation state of each pump unit 1 can be switched. Specifically, when "automatic" is selected with the operation selector switch 252 of the operating device 247, the control section 8 performs water supply by automatic operation as described above, so the drive circuits 7A, 7B, and 7C, which are inverter devices, are operated by the control section. The operation of each pump unit 1 is controlled at variable speed according to the command from 8. When "stop" is selected with the operation changeover switch 252, the control section 8 stops the operation of each pump unit 1 regardless of the state of the discharge pressure. Furthermore, when "test" is selected with the operation selector switch 252, the user can manually operate each pump unit 1 via the control section 8.
また、操作部255の操作ボタン254を操作することにより、給水装置200の運転に必要な各種設定値を入力したり、駆動回路7A,7B,7Cの可変速制御で用いる設定(例えば加速時間や減速時間、ストール電流値等の可変速制御パラメータ)や表示装置256に表示する内容を変更する(切り替える)ことができるようになっている。給水装置200の運転に必要な各種設定値の例としては、吐出し圧力の設定値、各ポンプユニット1の温度に関する第1乃至第3のしきい値などが挙げられる。吐出し圧力の設定値は、具体的には、圧力一定制御の設定圧力または/および推定末端圧一定制御の設定圧力である。推定末端圧一定制御の設定圧力は、最大流量時の複数のポンプユニット1A,1B,1Cの吐出し圧力の目標値であってもよい。その他、始動条件、次ポンプユニット始動条件、次々ポンプユニット始動条件、次々ポンプユニット停止条件、次ポンプユニット停止条件、および全停止条件も給水装置200の運転に必要な各種設定値に含まれる。さらに、上記異常停止の検出パラメータも給水装置200の運転に必要な各種設定値に含まれる。
In addition, by operating the operation button 254 of the operation unit 255, various setting values necessary for operation of the water supply device 200 can be inputted, and settings used for variable speed control of the drive circuits 7A, 7B, and 7C (for example, acceleration time and Variable speed control parameters such as deceleration time and stall current value) and the content displayed on the display device 256 can be changed (switched). Examples of various set values necessary for operation of the water supply device 200 include a discharge pressure set value, first to third threshold values regarding the temperature of each pump unit 1, and the like. Specifically, the set value of the discharge pressure is a set pressure for constant pressure control and/or a set pressure for constant estimated terminal pressure control. The set pressure for the estimated terminal pressure constant control may be the target value of the discharge pressure of the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C at the maximum flow rate. In addition, starting conditions, next pump unit starting conditions, successive pump unit starting conditions, successive pump unit stopping conditions, next pump unit stopping conditions, and all stopping conditions are also included in the various setting values necessary for operation of the water supply device 200. Furthermore, the abnormal stop detection parameters described above are also included in various setting values necessary for operation of the water supply device 200.
図19は、上述した実施形態に係るポンプ装置が搭載された給水装置の他の例を示す模式図である。より具体的には、図19は、上述した実施形態に係る複数のポンプ装置100が搭載された給水装置200の一例を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図16に示す給水装置200の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。
FIG. 19 is a schematic diagram showing another example of a water supply device equipped with the pump device according to the embodiment described above. More specifically, FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a water supply device 200 equipped with a plurality of pump devices 100 according to the embodiment described above. The configuration of this embodiment, which is not particularly described, is the same as the configuration of the water supply device 200 shown in FIG. 16, and therefore, the redundant explanation will be omitted.
図19に示す各ポンプ装置100は、図16に示すポンプ装置100と同様の構成を有する複数のポンプユニット1A,1B,1Cを備えている。各ポンプ装置100の初段ポンプユニット1Aは、吸込集合管219から分岐した分岐吸込管219Aに接続されており、最も後段に位置するポンプユニット1Cは、分岐排水管220Aに接続されている。分岐排水管220Aは、排水集合管220に合流する。
Each pump device 100 shown in FIG. 19 includes a plurality of pump units 1A, 1B, and 1C having the same configuration as the pump device 100 shown in FIG. 16. The first stage pump unit 1A of each pump device 100 is connected to a branch suction pipe 219A branched from the suction collecting pipe 219, and the pump unit 1C located at the rearmost stage is connected to a branch drain pipe 220A. The branch drain pipe 220A joins the drain collection pipe 220.
各ポンプ装置100は、上記逆止弁222とフロースイッチ224を備えている。一方で、各ポンプ装置100は、共通の吐出し圧力センサ226および圧力タンク223を備えている。各ポンプ装置100の逆止弁222とフロースイッチ224は、分岐吸込管219Aに取り付けられており、各ポンプ装置100で共通の吐出し圧力センサ226および圧力タンク223は、排水集合管220に接続されている。
Each pump device 100 includes the check valve 222 and flow switch 224 described above. On the other hand, each pump device 100 includes a common discharge pressure sensor 226 and a pressure tank 223. The check valve 222 and flow switch 224 of each pump device 100 are attached to the branch suction pipe 219A, and the discharge pressure sensor 226 and pressure tank 223 common to each pump device 100 are connected to the drainage collecting pipe 220. ing.
図19に示す給水装置200は、図16を参照して説明された制御部8と同様の構成を有する制御部8を有しており、この制御部8は、各ポンプ装置100の動作を制御する。すなわち、図19に示す制御部8は、各ポンプ装置100で共通の制御部として機能する。一実施形態では、各ポンプ装置100が専用の制御部8を有していてもよい。この場合、各制御部8は、相互に情報の送受信が可能なように構成され、例えば、信号線および/または通信線で連結される。
The water supply device 200 shown in FIG. 19 has a control section 8 having the same configuration as the control section 8 described with reference to FIG. 16, and this control section 8 controls the operation of each pump device 100. do. That is, the control unit 8 shown in FIG. 19 functions as a common control unit for each pump device 100. In one embodiment, each pump device 100 may have a dedicated control 8. In this case, each control unit 8 is configured to be able to send and receive information to and from each other, and is connected by, for example, a signal line and/or a communication line.
図19に示すように、給水装置200の吸込集合管219は、受水槽206に連結され、給水装置200は、受水槽206に貯められた水道水を移送先(例えば、建物の給水栓)に移送する。受水槽206は、導入管210を介して水道管209に連結されており、水道管209を流れる水は、導入管210を通って受水槽206に移送される。
As shown in FIG. 19, the suction collecting pipe 219 of the water supply device 200 is connected to the water tank 206, and the water supply device 200 transfers the tap water stored in the water tank 206 to a destination (for example, a water tap in a building). Transport. The water tank 206 is connected to a water pipe 209 via an introduction pipe 210, and water flowing through the water pipe 209 is transferred to the water tank 206 through the introduction pipe 210.
受水槽206には、該受水槽206内の水位を検知するための水位検知器260が取り付けられている。図19に示す水位検知器260は、複数の電極棒を用いて水位を検知する電極棒式水位検知器である。水位検知器260も、制御装置8に信号線を介して接続されている。一実施形態では、水位検知器260は、フロートスイッチ式水位検知器、または超音波式水位検知器であってもよい。
A water level detector 260 for detecting the water level within the water tank 206 is attached to the water tank 206 . The water level detector 260 shown in FIG. 19 is an electrode rod type water level detector that detects the water level using a plurality of electrode rods. Water level detector 260 is also connected to control device 8 via a signal line. In one embodiment, water level detector 260 may be a float switch water level detector or an ultrasonic water level detector.
本実施形態の給水装置200は、各ポンプ装置100の複数のポンプユニット1A,1B,1Cを用いて、受水槽206に貯められた水道水を移送先に移送する。上述したように、初段ポンプユニット1Aは、該初段ポンプユニット1Aに続く2段目ポンプユニット1Bまで前記取扱液を所望の流量で移送可能な吸込性能を有する。したがって、給水装置200が受水槽206の液面よりも高い位置に設置される場合でも、水道水を移送先に移送することができる。さらに、各ポンプ装置100は、初段ポンプユニット1A以降のポンプユニット1B,1Cによって、取扱液の圧力を自在に調整することができる。したがって、移送先で要求される流量を有する水道水を所望の圧力で該移送先に移送することができる。
The water supply device 200 of this embodiment uses the plurality of pump units 1A, 1B, and 1C of each pump device 100 to transfer tap water stored in a water receiving tank 206 to a destination. As described above, the first stage pump unit 1A has suction performance that allows the handling liquid to be transferred at a desired flow rate to the second stage pump unit 1B following the first stage pump unit 1A. Therefore, even when the water supply device 200 is installed at a position higher than the liquid level of the water receiving tank 206, tap water can be transferred to the destination. Further, each pump device 100 can freely adjust the pressure of the liquid to be handled by the pump units 1B and 1C after the first stage pump unit 1A. Therefore, tap water having a flow rate required at the destination can be transferred to the destination at a desired pressure.
各ポンプ装置100は、図17および図18を参照して説明された始動動作および停止動作で運転される。さらに、制御部8は、各ポンプ装置100で発生した異常をポンプユニット1ごとに検出可能に構成されている。異常が検出されたポンプユニット1は異常停止させられるが、他のポンプユニット1を用いて水道水を、建物の給水栓などの移送先に移送することができる。したがって、建物に断水が発生することが防止される。
Each pump device 100 is operated with the starting and stopping operations described with reference to FIGS. 17 and 18. Further, the control unit 8 is configured to be able to detect abnormalities occurring in each pump device 100 for each pump unit 1. Although the pump unit 1 in which an abnormality has been detected is abnormally stopped, tap water can be transferred to a destination such as a water tap in a building using another pump unit 1. Therefore, water outage in the building is prevented.
本実施形態では、給水装置200は、このように運転される複数の(図19では、2つの)ポンプ装置100を備えている。一方のポンプ装置100が運転されているときは、他方のポンプ装置100は、予備のポンプ装置として待機状態にある。3つ以上のポンプ装置100を搭載する給水装置200は、少なくとも1つのポンプ装置100が予備ポンプ装置として待機状態にあるとよい。制御部8は、ポンプ装置100のそれぞれの運転回数や停止時間が平準化されるようにこれらポンプ装置100の運転を制御する。例えば、給水装置200が2つのポンプ装置100を有する場合は、制御部8は、これらポンプ装置100を交互に運転する。
In this embodiment, the water supply device 200 includes a plurality of (two in FIG. 19) pump devices 100 that are operated in this manner. While one pump device 100 is in operation, the other pump device 100 is on standby as a backup pump device. In the water supply device 200 equipped with three or more pump devices 100, at least one pump device 100 is preferably in a standby state as a backup pump device. The control unit 8 controls the operation of these pump devices 100 so that the number of times the pump devices 100 are operated and the stop time of each pump device 100 are equalized. For example, when the water supply device 200 has two pump devices 100, the control unit 8 operates these pump devices 100 alternately.
本実施形態に係る給水装置200によれば、各ポンプ装置100の長寿命化が期待できる。さらに、1つのポンプ装置100が運転できなくなっても、他のポンプ装置100で水道水を建物に移送することができる。したがって、建物に断水が発生することを防止することができる。
According to the water supply device 200 according to this embodiment, each pump device 100 can be expected to have a longer lifespan. Furthermore, even if one pump device 100 becomes inoperable, tap water can be transferred to the building using another pump device 100. Therefore, water outage in the building can be prevented.
一実施形態では、複数のポンプ装置100のうちの1つのポンプ装置100を非常用ポンプ装置として常に待機状態としてもよい。非常用ポンプ装置は、非常用ポンプ装置以外の全てのポンプ装置が故障したときに運転されるポンプ装置である。この場合も、建物に断水が発生することを防止することができる。
In one embodiment, one pump device 100 among the plurality of pump devices 100 may be always on standby as an emergency pump device. The emergency pump device is a pump device that is operated when all pump devices other than the emergency pump device fail. In this case as well, it is possible to prevent a water outage from occurring in the building.
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に解釈されるものである。
The embodiments described above have been described to enable those skilled in the art to carry out the invention. Various modifications of the above embodiments can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the broadest scope according to the spirit defined by the claims.