KR20190100287A - 펌프 장치 - Google Patents

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KR20190100287A
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bearing
motor
impeller
casing
sensor
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KR1020197021425A
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요시노리 오지마
다카히코 오가와
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은, 펌프 장치에 관한 것이다. 펌프 장치는, 영구 자석(5)이 매설된 임펠러(1)와, 임펠러(1)를 수용하는 펌프 케이싱(2)과, 복수의 고정자 코일(6B)을 갖는 모터 고정자(6)와, 모터 고정자(6)를 수용하는 모터 케이싱(3)과, 임펠러(1)를 지지하는 베어링 조립체(10)와, 베어링 조립체(10)의 진동을 검출하는 진동 센서(30)와, 진동 센서(30)에 접속된 제어 장치(29)를 구비한다. 제어 장치(29)는, 진동 센서(30)에 의해 검출된 진동으로부터 진동의 변화율을 계산하여, 진동의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터 고정자(6)로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행한다.

Description

펌프 장치
본 발명은, 펌프 장치에 관한 것이다.
모터와 펌프가 일체적으로 구성된 캔드 모터 펌프는, 회전축과 펌프 케이싱 사이의 간극을 밀봉하기 위한 축봉 장치를 필요로 하지 않으므로, 액체의 누설은 일어나지 않는다. 따라서, 캔드 모터 펌프는, 액체의 누설을 피해야 하는 분야에서 널리 사용되고 있다. 또한, 반도체 제조 장치 등, 장치 전체를 소형화하는 현장에서는, 장소를 취하지 않는 액시얼 갭형 PM 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프가 바람직하게 사용된다.
도 18은 모터 펌프를 도시하는 단면도이다. 도 18에 도시하는 모터 펌프는 액시얼 갭형 PM 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프이다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 모터 펌프는, 복수의 영구 자석(105)이 매설된 임펠러(101)와, 이들 영구 자석(105)에 작용하는 자력을 발생시키는 모터 고정자(106)와, 임펠러(101)를 수용하는 펌프 케이싱(102)과, 모터 고정자(106)를 수용하는 모터 케이싱(103)과, 임펠러(101)의 레이디얼 하중 및 스러스트 하중을 지지하는 베어링 조립체(110)를 구비하고 있다. 모터 고정자(106) 및 베어링 조립체(110)는, 임펠러(101)의 흡입측에 배치되어 있다.
임펠러(101)는 단일의 베어링 조립체(110)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 베어링 조립체(110)는 액체의 동압을 이용한 미끄럼 베어링(동압 베어링)이다. 이 베어링 조립체(110)는, 서로 완만하게 결합되는 회전측 베어링(111)과 고정측 베어링(112)의 조합으로 구성된다. 회전측 베어링(111)은 임펠러(101)에 고정되어 있고, 고정측 베어링(112)은 모터 케이싱(103)에 고정되어 있다.
임펠러(101)로부터 토출된 액체의 일부는, 임펠러(101)와 모터 케이싱(103) 사이의 미소한 간극을 통과하여 베어링 조립체(110)로 유도된다. 회전측 베어링(111)이 임펠러(101)와 함께 회전하면, 회전측 베어링(111)과 고정측 베어링(112) 사이에 액체의 동압이 발생하고, 이에 의해 임펠러(101)가 베어링 조립체(110)에 의해 비접촉으로 지지된다.
일본 특허 공개 평11-299195호 공보 일본 특허 공개 제2010-174670호 공보
베어링 조립체(110)로 유도된 액체 중에는 이물이 포함되어 있는 경우가 있어, 이 이물이 베어링 조립체(110)의 간극, 즉, 회전측 베어링(111)과 고정측 베어링(112) 사이에 가득 차는 경우가 있다. 이와 같이, 베어링 조립체(110)의 간극에 이물이 가득 찬 상태에서 모터 펌프를 계속 운전하면, 베어링 조립체(110)가 파손되어 버릴 우려가 있다. 최악의 경우, 모터 펌프가 고장나 버릴 우려가 있다.
이송되는 액체가 존재하지 않는 상태에서, 모터 펌프가 운전되면, 회전측 베어링(111)과 고정측 베어링(112) 사이에 액체가 도입되지 않아, 회전측 베어링(111)은 고정측 베어링(112)에 직접 접촉할 우려가 있다. 이러한 상태에서, 모터 펌프를 계속 운전하면, 회전측 베어링(111)은 고정측 베어링(112)으로 미끄럼 이동해 버려, 회전측 베어링(111)과 고정측 베어링(112) 사이에 마찰열이 발생해 버린다. 결과적으로, 베어링 조립체(110)가 시징에 의해 파손되어 버릴 우려가 있다. 최악의 경우, 모터 펌프가 고장나 버릴 우려가 있다.
상술한 문제는, 도 18에 도시하는 모터 펌프에만 한정되는 것이 아니라, 다른 구조를 갖는 캔드 모터 펌프에도 일어날 수 있다. 예를 들어, 펌프부와 모터부를 구비하는 캔드 모터 펌프가 있다. 이러한 캔드 모터 펌프는 액체가 그 내부를 순환하는 구조를 갖고 있다. 이하, 캔드 모터 펌프를 모터 펌프라고 칭하는 경우가 있다. 펌프부의 펌프 케이싱 내에 흡입된 액체의 일부는 모터부로 유도되어, 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 회전축에 고정된 회전측 부재 사이의 간극을 흐른다. 이와 같이 하여, 액체는, 베어링을 냉각 및 윤활시키고, 다시 모터부로부터 펌프부로 유도된다.
그러나 이 모터부로 유도된 액체 중에 이물이 포함되어 있으면, 이물은 베어링과 회전측 부재 사이의 간극에 가득 차는 경우가 있다. 이와 같이, 이물이 가득 찬 상태에서 모터 펌프를 계속 운전하면, 베어링이 파손되어 버릴 우려가 있다. 최악의 경우, 모터 펌프가 고장나 버릴 우려가 있다.
또한, 이송되는 액체가 존재하지 않는 상태에서, 모터 펌프가 운전되면, 베어링과 회전측 부재 사이에 액체가 도입되지 않아, 베어링이 회전측 부재에 직접 접촉할 우려가 있다. 이러한 상태에서, 모터 펌프를 계속 운전하면, 회전측 부재는 베어링에 미끄럼 이동해 버려, 베어링과 회전측 부재 사이에 마찰열이 발생해 버린다. 결과적으로, 베어링이 시징에 의해 파손되어 버릴 우려가 있다. 최악의 경우, 모터 펌프가 고장나 버릴 우려가 있다.
본 발명은, 상술한 종래의 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 베어링 조립체의 간극, 또는 베어링과 회전측 부재 사이의 간극에 이물이 가득 차도, 베어링 조립체 또는 베어링의 파손을 방지할 수 있는 펌프 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 종래의 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 액체가 존재하지 않는 상태에서의 모터 펌프의 운전에 의해, 베어링 조립체 또는 베어링이 파손되는 것을 방지할 수 있는 펌프 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태는, 영구 자석이 매설된 임펠러와, 상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과, 복수의 고정자 코일을 갖는 모터 고정자와, 상기 모터 고정자를 수용하는 모터 케이싱과, 상기 임펠러를 지지하는 베어링 조립체와, 상기 베어링 조립체의 진동을 검출하는 진동 센서와, 상기 진동 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 진동 센서에 의해 검출된 진동으로부터 진동의 변화율을 계산하여, 상기 진동의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치이다.
바람직한 양태는, 상기 모터 고정자에 전류를 공급하는 인버터 장치를 더 구비하고, 상기 역치는 제1 역치이고, 상기 제어 장치는, 상기 인버터 장치에 접속되어 있고, 상기 인버터 장치로부터 상기 모터 고정자에 공급되는 전류의 변화율을 계산하여, 상기 진동의 변화율이 상기 제1 역치보다 크고, 또한 상기 전류의 변화율이 제2 역치를 초과하여 증가한 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고, 상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고, 상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고, 상기 진동 센서는 상기 모터 케이싱의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고, 상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고, 상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고, 상기 진동 센서는 상기 고정측 베어링의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 한다.
다른 양태는, 영구 자석이 매설된 임펠러와, 상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과, 복수의 고정자 코일을 갖는 모터 고정자와, 상기 모터 고정자를 수용하는 모터 케이싱과, 상기 임펠러를 지지하는 베어링 조립체와, 상기 베어링 조립체로부터 발생하는 소리를 검출하는 소리 센서와, 상기 소리 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 소리 센서에 의해 검출된 소리로부터 소리의 변화율을 계산하여, 상기 소리의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치이다.
바람직한 양태는, 상기 모터 고정자에 전류를 공급하는 인버터 장치를 더 구비하고, 상기 역치는 제1 역치이고, 상기 제어 장치는, 상기 인버터 장치에 접속되어 있고, 상기 인버터 장치로부터 상기 모터 고정자에 공급되는 전류의 변화율을 계산하여, 상기 소리의 변화율이 상기 제1 역치보다 크고, 또한 상기 전류의 변화율이 제2 역치를 초과하여 증가한 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양태는, 영구 자석이 매설된 임펠러와, 상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과, 복수의 고정자 코일을 갖는 모터 고정자와, 상기 모터 고정자를 수용하는 모터 케이싱과, 상기 임펠러를 지지하는 베어링 조립체와, 상기 베어링 조립체의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 온도 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 온도 센서에 의해 검출된 온도로부터 온도의 변화율을 계산하여, 상기 온도의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치이다.
바람직한 양태는, 상기 모터 고정자에 전류를 공급하는 인버터 장치를 더 구비하고, 상기 역치는 제1 역치이고, 상기 제어 장치는, 상기 인버터 장치에 접속되어 있고, 상기 인버터 장치로부터 상기 모터 고정자에 공급되는 전류의 변화율을 계산하여, 상기 온도의 변화율이 상기 제1 역치보다 크고, 또한 상기 전류의 변화율이 제2 역치를 초과하여 감소한 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고, 상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고, 상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고, 상기 온도 센서는 상기 모터 케이싱의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고, 상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고, 상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고, 상기 온도 센서는 상기 고정측 베어링의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양태는, 임펠러와, 상기 임펠러가 고정된 회전축과, 상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과, 상기 회전축을 회전시키는 모터와, 상기 모터를 수용하는 모터 케이싱과, 상기 회전축을 지지하는 베어링과, 상기 베어링의 물리량을 검출하는 물리량 센서와, 상기 물리량 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 물리량 센서에 의해 검출된 물리량으로부터 물리량의 변화율을 계산하여, 상기 물리량의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치이다.
바람직한 양태는, 상기 펌프 케이싱의 고압측의 개구부에 고정된 케이싱 커버를 더 구비하고, 상기 모터 케이싱은, 상기 케이싱 커버의 반대측에 배치된 엔드 커버를 구비하고 있고, 상기 베어링은, 상기 케이싱 커버에 장착된 제1 베어링과, 상기 엔드 커버에 장착된 제2 베어링을 구비하고 있고, 상기 물리량 센서는, 상기 케이싱 커버의 내부에 매립된 제1 물리량 센서와, 상기 엔드 커버의 내부에 매립된 제2 물리량 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 펌프 케이싱의 고압측의 개구부에 고정된 케이싱 커버를 더 구비하고, 상기 모터 케이싱은, 상기 케이싱 커버의 반대측에 배치된 엔드 커버를 구비하고 있고, 상기 베어링은, 상기 케이싱 커버에 장착된 제1 베어링과, 상기 엔드 커버에 장착된 제2 베어링을 구비하고 있고, 상기 물리량 센서는, 상기 제1 베어링의 내부에 매립된 제1 물리량 센서와, 상기 제2 베어링의 내부에 매립된 제2 물리량 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 제어 장치와 상기 모터에 전류를 공급하는 인버터 장치를 구비한 제어 유닛을 더 구비하고, 상기 펌프 케이싱, 상기 모터 케이싱, 및 상기 제어 유닛은, 상기 회전축의 축선 방향을 따라 직렬적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태는, 상기 물리량 센서는, 상기 베어링의 진동을 검출하는 진동 센서, 상기 베어링으로부터 발생하는 소리를 포착하는 소리 센서, 및 상기 베어링의 온도를 검출하는 온도 센서로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
제어 장치는, 베어링 조립체의 진동의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행할 수 있다. 따라서, 베어링 조립체 사이의 간극에 이물이 가득 차도, 베어링 조립체의 파손을 방지할 수 있다.
제어 장치는, 베어링 조립체로부터 발생하는 소리의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행할 수 있다. 따라서, 베어링 조립체 사이의 간극에 이물이 가득 차도, 베어링 조립체의 파손을 방지할 수 있다.
제어 장치는, 베어링 조립체의 온도의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행할 수 있다. 본 발명에 따르면, 액체가 존재하지 않는 상태에서의 모터 펌프의 운전에 의한 베어링 조립체의 파손을 방지할 수 있다.
제어 장치는, 베어링의 물리량의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행할 수 있다. 따라서, 베어링과 회전측 부재 사이의 간극에 이물이 가득 차도, 베어링의 파손을 방지할 수 있다. 게다가, 액체가 존재하지 않는 상태에서의 모터 펌프의 운전에 의한 베어링의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 펌프 장치의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 진동 센서의 배치 개소의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 3은 진동 센서의 배치 개소의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 4는 진동 센서의 배치 개소의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 5는 펌프 장치의 전체 구성을 도시하는 모식도이다.
도 6은 펌프 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 7은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 8은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 9는 온도 센서의 배치 개소의 일 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 10은 온도 센서의 배치 개소의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 11은 온도 센서의 배치 개소의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 12는 펌프 장치의 전체 구성을 도시하는 모식도이다.
도 13은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 14는 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 15는 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 16은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 17은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 18은 모터 펌프를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.
도 1은 펌프 장치의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 이 펌프 장치는, 모터와 펌프가 일체적으로 구성된 모터 펌프(50)를 구비하고 있다. 도 1에 도시하는 모터 펌프(50)는 액시얼 갭형 PM 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 모터 펌프(50)는, 복수의 영구 자석(5)이 매설된 임펠러(1)와, 이들 영구 자석(5)에 작용하는 자력을 발생시키는 모터 고정자(6)와, 임펠러(1)를 수용하는 펌프 케이싱(2)과, 모터 고정자(6)를 수용하는 모터 케이싱(3)과, 모터 케이싱(3)의 개구 단부를 폐쇄하는 엔드 커버(4)와, 임펠러(1)의 레이디얼 하중 및 스러스트 하중을 지지하는 베어링 조립체(10)를 구비하고 있다.
모터 고정자(6) 및 베어링 조립체(10)는, 임펠러(1)의 흡입측에 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 복수의 영구 자석(5)이 마련되어 있지만, 본 발명은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 복수의 자극이 착자된 하나의 영구 자석을 사용해도 된다. 구체적으로는, S극과 N극이 교대로 착자된, 복수의 자극을 갖는 하나의 환상의 영구 자석을 사용해도 된다.
펌프 케이싱(2)과 모터 케이싱(3) 사이에는 시일 부재로서의 O링(9)이 마련되어 있다. O링(9)을 마련함으로써, 펌프 케이싱(2)과 모터 케이싱(3) 사이로부터 액체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
모터 케이싱(3)에는, 흡입구(15a)를 갖는 흡입 포트(15)가 액밀적으로 연결되어 있다. 이 흡입 포트(15)는 플랜지 형상을 갖고 있고, 도시하지 않은 흡입 라인에 접속된다. 흡입 포트(15), 모터 케이싱(3), 및 베어링 조립체(10)의 중심부에는, 각각 액체 유로(15b, 3a, 10a)가 형성되어 있다. 이들 액체 유로(15b, 3a, 10a)는 1열로 연결되어, 흡입구(15a)로부터 임펠러(1)의 액체 입구까지 연장되는 하나의 액체 유로를 구성한다. 액체 유로(15b, 3a, 10a)는, 임펠러(1)의 액체 입구에 연통되어 있다.
본 실시 형태에 관한 모터 펌프(50)는, 영구 자석(5) 및 모터 고정자(6)가 이들 액체 유로(15b, 3a, 10a)를 따라 배치되는 액시얼 갭형 PM 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프이다.
펌프 케이싱(2)의 측면에는, 토출구(16a)를 갖는 토출 포트(16)가 마련되어 있고, 회전하는 임펠러(1)에 의해 승압된 액체는, 토출구(16a)를 통해 토출된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 모터 펌프(50)는, 흡입구(15a)와 토출구(16a)가 직교하는, 이른바 엔드 톱형 모터 펌프이다.
임펠러(1)는, 미끄러지기 쉽고, 또한 마모되기 어려운 비자성 재료로 형성되어 있다. 예를 들어, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)나 PPS(폴리페닐렌술피드) 등의 수지나, 세라믹이 적합하게 사용된다. 펌프 케이싱(2) 및 모터 케이싱(3)(엔드 커버(4)를 포함함)도 임펠러(1)와 동일한 재료로 형성할 수 있다.
임펠러(1)는 단일의 베어링 조립체(10)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 베어링 조립체(10)는 유체의 동압을 이용한 미끄럼 베어링(동압 베어링)이다. 이 베어링 조립체(10)는, 서로 완만하게 결합되는 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12)의 조합으로 구성된다. 회전측 베어링(11)은, 임펠러(1)에 고정되어 있고, 임펠러(1)의 유체 입구를 둘러싸도록 배치되어 있다. 고정측 베어링(12)은, 모터 케이싱(3)에 고정되어 있고, 회전측 베어링(11)의 흡입측에 배치되어 있다. 이 고정측 베어링(12)은, 원통 형상의 원통부(13)와, 원통부(13)로부터 외측으로 돌출되는 플랜지부(14)를 갖고 있다. 원통부(13)는 회전측 베어링(11)의 축 방향으로 연장되어 있다. 원통부(13) 및 플랜지부(14)는 일체적으로 구성되어 있다.
원통부(13)는 임펠러(1)의 레이디얼 하중을 지지하는 레이디얼면(외주면)(12a)을 갖고 있고, 플랜지부(14)는 임펠러(1)의 스러스트 하중을 지지하는 스러스트면(측면)(12b)을 갖고 있다. 레이디얼면(12a)은 임펠러(1)의 축심과 평행하고, 스러스트면(12b)은 임펠러(1)의 축심에 대해 수직이다. 회전측 베어링(11)은 고정측 베어링(12)의 원통부(13)의 주위에 배치되어 있다.
회전측 베어링(11)은, 고정측 베어링(12)의 레이디얼면(12a)에 대향하는 내면(11a)과, 내면(11a)과는 반대측의 외면(11b)와, 내면(11a)과 외면(11b) 사이를 연장하는 측면(11c)을 갖고 있다. 회전측 베어링(11)의 측면(11c)은 고정측 베어링(12)의 스러스트면(12b)에 대향하고 있다. 회전측 베어링(11)의 내면(11a)과 레이디얼면(12a) 사이, 및 회전측 베어링(11)의 측면(11c)과 스러스트면(12b) 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있다. 회전측 베어링(11)과 임펠러(1) 사이에는 도시하지 않은 시일 부재가 마련되어 있고, 회전측 베어링(11)은 임펠러(1)에 액밀적으로 고정되어 있다. 마찬가지로, 고정측 베어링(12)과 모터 케이싱(3) 사이에는 도시하지 않은 시일 부재가 마련되어 있고, 고정측 베어링(12)은 모터 케이싱(3)에 액밀적으로 고정되어 있다.
임펠러(1)로부터 토출된 유체의 일부는, 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 미소한 간극을 통과하여 베어링 조립체(10)로 유도된다. 회전측 베어링(11)이 임펠러(1)와 함께 회전하면, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이에 유체의 동압이 발생하고, 이에 의해 임펠러(1)가 베어링 조립체(10)에 의해 비접촉으로 지지된다. 고정측 베어링(12)은, 직교하는 레이디얼면(12a) 및 스러스트면(12b)에 의해 회전측 베어링(11)을 지지하고 있으므로, 임펠러(1)의 틸팅은 베어링 조립체(10)에 의해 제한된다.
모터 고정자(6)는, 고정자 코어(6A)와, 복수의 고정자 코일(6B)을 갖고 있다. 이들 복수의 고정자 코일(6B)은 환상으로 배열되어 있다. 임펠러(1) 및 모터 고정자(6)는 베어링 조립체(10) 및 흡입구(15a)와 동심 형상으로 배열되어 있다.
고정자 코일(6B)에는, 리드선(25)이 접속되어 있고, 모터 케이싱(3)의 외면에는 커넥터(27)가 설치되어 있다. 고정자 코일(6B)은, 리드선(25) 및 커넥터(27)를 통해 인버터 장치(26)에 접속되어 있다. 인버터 장치(26)는, 전원(28)에 접속되어 있고, 또한 인버터 장치(26)의 동작을 제어하는 제어 장치(29)에도 접속되어 있다.
이 인버터 장치(26)는, 전류를 모터 고정자(6)의 고정자 코일(6B)에 공급하여, 모터 고정자(6)에 회전 자계를 발생시킨다. 이 회전 자계는 임펠러(1)에 매설되어 있는 영구 자석(5)에 작용하여, 임펠러(1)를 회전 구동시킨다. 임펠러(1)의 토크는 모터 고정자(6)에 공급되는 전류의 크기에 의존한다. 임펠러(1)에 가해지는 부하가 일정한 한, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류는 대략 일정하다.
임펠러(1)가 회전하면, 액체는 흡입구(15a)로부터 임펠러(1)의 액체 입구에 도입된다. 액체는 임펠러(1)의 회전에 의해 승압되어, 토출구(16a)로부터 토출된다. 임펠러(1)가 액체를 이송하고 있는 동안, 임펠러(1)의 배면은 승압된 액체에 의해 흡입측으로(즉, 흡입구(15a)를 향해) 압박된다. 베어링 조립체(10)는, 임펠러(1)의 흡입측에 배치되어 있으므로, 임펠러(1)의 스러스트 하중을 흡입측으로부터 지지한다.
임펠러(1)의 회전에 의해 이송되는 액체 중에 이물이 포함되어 있으면, 베어링 조립체(10)에 이물이 진입할 우려가 있다. 베어링 조립체(10)에 진입한 이물이 베어링 조립체(10)의 간극(더 구체적으로는, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이의 간극)에 가득 차면, 임펠러(1)의 회전이 저해되어 버려, 베어링 조립체(10)에 비정상적인 진동이 발생한다. 마찬가지로, 액체 중에 포함되는 이물은 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 간극에 가득 찰 우려가 있다. 이 경우에도, 임펠러(1)의 회전이 저해되어, 베어링 조립체(10)에 비정상적인 진동이 발생한다.
이와 같이, 베어링 조립체(10)의 간극(및/또는 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 간극)에 이물이 가득 찬 상태에서, 모터 펌프(50)를 계속 운전하면, 베어링 조립체(10)가 파손되거나, 모터 펌프(50)가 고장나 버릴 우려가 있다. 그래서 도 1에 도시하는 바와 같이, 베어링 조립체(10)에 인접하는 모터 케이싱(3)의 내부에는, 베어링 조립체(10)의 진동을 검출하는 진동 센서(진동 검출기)(30)가 배치되어 있다. 진동 센서(30)는, 예를 들어 접촉형 진동 센서이다. 진동 센서(30)의 일례로서, 스트레인 게이지 등의 가속도 센서를 채용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)과 엔드 커버(4) 사이의 위치에 있어서, 고정측 베어링(12)측의 모터 케이싱(3)의 내부에 매립되어 있다. 더 구체적으로는, 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)의 근방에 위치하고 있다. 이와 같이, 고정측 베어링(12)의 바로 근처에 위치하는 진동 센서(30)는, 베어링 조립체(10)의 진동을 더 확실하게 검출할 수 있다.
베어링 조립체(10)의 진동을 더 확실하게 진동 센서(30)에 전파하기 위해, 베어링 조립체(10)는, 진동을 전파하기 쉬운 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 베어링 조립체(10)는, 세라믹이나 금속 등의 경질 재료로 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 하나의 진동 센서(30)가 마련되어 있다. 그러나 진동 센서(30)의 수는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 2개 이상의 진동 센서가 마련되어도 된다. 복수의 진동 센서(30)를 마련하는 경우, 이들 복수의 진동 센서(30)는 고정측 베어링(12)의 주위 방향을 따라 등간격으로 배치되어도 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 진동 센서(30)는 신호선(32)에 접속되어 있고, 신호선(32)은 커넥터(27)를 통해 센서 케이블(31)에 접속되어 있다. 센서 케이블(31)은 제어 장치(29)에 접속되어 있다. 이와 같이, 진동 센서(30)는, 신호선(32) 및 센서 케이블(31)을 통해 제어 장치(29)에 접속되어 있다. 진동 센서(30)는, 단일의 배선에 의해 제어 장치(29)에 접속되어도 된다.
본 실시 형태에서는, 진동 센서(30)는, 모터 케이싱(3)의 내부에 배치되어 있고, 신호선(32)은 모터 케이싱(3)의 내부, 엔드 커버(4)의 내부, 및 모터 고정자(6)가 배치된 공간을 통해 커넥터(27)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에 따르면, 진동 센서(30) 및 신호선(32)은 모터 펌프(50)의 운전에 의해 이송되는 액체가 침입하지 않는 영역에 배치되어 있으므로, 특별한 방수 가공을 실시할 필요는 없어, 비교적 용이하게 진동 센서(30)를 배치할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따르면, 신호선(32)은, 모터 고정자(6)가 배치된 공간에서 연장되어 있으므로, 리드선(25) 및 센서 케이블(31)은, 커넥터(27)를 통해 용이하게 인버터 장치(26) 및 제어 장치(29)에 각각 접속된다.
진동 센서(30)의 배치 개소는, 베어링 조립체(10)의 진동을 검출할 수 있으면, 도 1에 도시하는 배치 개소에 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)과 모터 고정자(6) 사이의 위치에 있어서, 모터 케이싱(3)의 내부에 매립되어도 된다.
다른 실시 형태에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)의 플랜지부(14)의 내부에 매립되어도 된다. 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)의 스러스트면(12b)측, 즉, 고정측 베어링(12)의 스러스트면(12b)의 근방에 위치하고 있다.
또 다른 실시 형태에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)의 원통부(13)의 내부에 매립되어도 된다. 진동 센서(30)는, 고정측 베어링(12)의 레이디얼면(12a) 측, 즉, 고정측 베어링(12)의 레이디얼면(12a)의 근방에 위치하고 있다.
또 다른 실시 형태에서는, 진동 센서(30)는, 모터 케이싱(3)과 고정측 베어링(12) 사이에 배치되어도 된다. 즉, 모터 케이싱(3)에 접촉하는 고정측 베어링(12)의 표면에 오목부(도시 생략)를 형성하여, 이 오목부에 진동 센서(30)를 배치해도 된다. 고정측 베어링(12)에 접촉하는 모터 케이싱(3)의 표면에 오목부(도시 생략)를 형성하여, 진동 센서(30)가 고정측 베어링(12)에 접촉하도록, 이 오목부에 진동 센서(30)를 배치해도 된다.
상술한 바와 같이, 고정측 베어링(12)은 액밀적으로 모터 케이싱(3)에 고정되어 있으므로, 액체는 고정측 베어링(12)과 모터 케이싱(3) 사이로부터 침입하지 않는다. 따라서, 진동 센서(30)를 모터 케이싱(3)과 고정측 베어링(12) 사이에 배치해도, 진동 센서(30)는 액체에 접촉하지 않는다.
모터 케이싱(3)의 표면에 홈(도시 생략)을 형성하고, 신호선(32)을 이 홈에 배치해도 된다. 즉, 신호선(32)은, 모터 케이싱(3)의 표면에 형성된 홈을 통해, 진동 센서(30)에 접속되어도 된다. 또한, 신호선(32)은, 엔드 커버(4)를 관통 하는 일 없이, 모터 고정자(6)와 엔드 커버(4) 사이에 연장되어도 된다.
상술한 바와 같이, 베어링 조립체(10)에 진입한 이물이 베어링 조립체(10)의 간극에 가득 차면, 베어링 조립체(10)에 비정상적인 진동이 발생한다. 진동 센서(30)에 의해 검출된 베어링 조립체(10)의 진동은 전기 신호로 변환되어, 제어 장치(29)로 보내진다. 제어 장치(29)는, 진동 센서(30)에 의해 검출된 진동을 측정하고, 측정된 진동으로부터 소정 기간당 베어링 조립체(10)의 진동의 변화율을 계산하도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 소정 기간마다, 당해 소정 기간당 진동의 변화율을 계산한다.
제어 장치(29)는, 진동 센서(30)에 의해 검출된 진동에 기초하여, 베어링 조립체(10)의 진동의 이상 레벨을 결정하도록 구성되어 있다. 진동의 이상 레벨은, 예를 들어 다음과 같이 정의할 수 있다. 즉, 미리, 모터 펌프(50)를 정상적으로 운전하고 있을 때의 진동으로부터 얻어지는 평균값 등의 값을 기준값으로 하여, 진동의 변화율이 이 기준값을 소정의 횟수만큼 초과하였을 때, 제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 진동의 이상 레벨을 결정한다. 일 실시 형태에서는, 진동의 변화율이 소정의 설정값보다 커진 경우, 제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 진동의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 기준값 및 설정값은 동일한 값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전 개시 후, 소정의 시간동안, 베어링 조립체(10)의 진동을 측정하여, 과거의 진동 측정값과 현재의 진동의 측정값의 편차의 값이 소정의 규정값보다 커진 경우, 제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 진동의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이 경우, 진동의 변화율은 상기 편차의 값이다. 또 다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 이 편차의 값이 소정의 허용값을 초과한 횟수나 편차량에 기초하여 진동의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 규정값 및 허용값은 동일한 값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 진동의 변화율에 기초하여, 베어링 조립체(10)의 진동의 이상 레벨, 즉, 베어링 조립체(10)의 간극(더 구체적으로는, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이의 간극)에 이물이 가득 차 있는지 여부를 판단한다. 이들 간극에 이물이 가득 차 있지 않으면, 진동의 변화율은 실질적으로 0이다.
베어링 조립체(10)에 진입한 이물이 베어링 조립체(10)의 간극에 가득 차면, 베어링 조립체(10)는 크게 진동한다. 진동 센서(30)는, 이 큰 진동을 검출하고, 제어 장치(29)는, 진동 센서(30)에 의해 검출된 진동에 기초하여 베어링 조립체(10)의 진동의 변화율을 계산하여, 이 계산된 진동의 변화율과 소정의 역치를 비교한다. 여기서, 소정의 역치라 함은, 상술한 값(기준값을 초과한 횟수, 설정값, 규정값, 허용값을 초과한 횟수나 편차량 등)의 총칭을 의미한다.
제어 장치(29)는, 계산된 진동의 변화율이 역치보다 큰 경우는, 진동의 이상 레벨을 결정하고, 모터 펌프(50)의 운전 정지, 즉, 모터 고정자(6)로의 전류의 공급을 정지한다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 인버터 장치(26)에 지령을 내려, 모터 고정자(6)로의 전류의 공급을 정지한다. 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전을 정지함과 함께 경보를 발해도 되고, 또는 경보만을 발해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 상술한 바와 같이, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행할 수 있다. 따라서, 베어링 조립체(10)의 파손이나 모터 펌프(50)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 간극에 이물이 가득 차도, 제어 장치(29)는 상술한 동작과 마찬가지의 동작을 실행할 수 있다.
이물이 베어링 조립체(10)의 간극(및/또는 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 간극)에 가득 차면, 임펠러(1)에 가해지는 부하가 상승하여, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류가 상승한다. 제어 장치(29)는, 모터 고정자(6)에 공급하는 전류를 감시하여, 소정 기간당 전류의 변화율을 계산하도록 구성되어도 된다. 일 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 소정 기간(예를 들어, 1개월)마다, 당해 소정 기간당 전류의 변화율을 계산한다.
제어 장치(29)는, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류에 기초하여, 전류의 이상 레벨을 결정하도록 구성되어 있다. 전류의 이상 레벨은, 예를 들어 다음과 같이 정의할 수 있다. 즉, 미리, 모터 펌프(50)를 정상적으로 운전하고 있을 때의 전류값으로부터 얻어지는 평균값 등의 값을 기준값으로 하여, 전류의 변화율이 이 기준값을 소정의 횟수만큼 초과하였을 때, 제어 장치(29)는, 전류의 이상 레벨을 결정한다. 일 실시 형태에서는, 전류의 변화율이 소정의 설정값보다 커진 경우, 제어 장치(29)는, 전류의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 기준값 및 설정값은 동일한 값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전 개시 후, 소정의 시간동안 전류값을 측정하여, 과거의 전류 측정값과 현재의 전류의 측정값의 편차의 값이 소정의 규정값보다 커진 경우, 제어 장치(29)는, 전류의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이 경우, 전류의 변화율은 상기 편차의 값이다. 또 다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 이 편차의 값이 소정의 허용값을 초과한 횟수나 편차량에 기초하여 전류의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 규정값 및 허용값은 동일한 값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
제어 장치(29)는, 전류의 변화율에 기초하여, 전류의 이상 레벨, 즉, 베어링 조립체(10)의 간극(더 구체적으로는, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이의 간극)에 이물이 가득 차 있는지 여부를 판단한다. 이들 간극에 이물이 가득 차 있지 않으면, 전류의 변화율은 실질적으로 0이다.
베어링 조립체(10)에 진입한 이물이 베어링 조립체(10)의 간극에 가득 차면, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류가 상승한다. 제어 장치(29)는, 전류의 변화율과 소정의 역치를 비교한다. 여기서, 소정의 역치라 함은, 상술한 값(기준값을 초과한 횟수, 설정값, 규정값, 허용값을 초과한 횟수나 편차량 등)의 총칭을 의미한다.
도 5는 펌프 장치의 전체 구성을 도시하는 모식도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 인버터 장치(26)는, 전원(28)으로부터 공급된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터부(40)와, 변환된 직류 전력을 원하는 주파수를 갖는 교류 전력으로 변환하는 인버터부(41)와, 인버터부(41)의 스위칭 소자의 ON-OFF 동작을 지령하는 신호를 인버터부(41)로 보내는 구동 제어부(42)를 구비하고 있다. 인버터부(41)에는, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부(48)가 마련되어 있다.
제어 장치(29)는, 계산된 진동의 변화율을 기억하는 기억 장치(35)와, 기억 장치(35)에 기억된 진동의 변화율과 소정의 역치(제1 역치)를 비교하는 비교기(36)와, 인버터 장치(26)의 인버터부(41)의 전류 검출부(48)에 접속된 기억 장치(45)와, 기억 장치(45)에 기억된 전류의 변화율과 소정의 역치(제2 역치)를 비교하는 비교기(46)를 구비하고 있다. 기억 장치(45)는 계산된 전류의 변화율을 기억하도록 구성되어 있다.
제어 장치(29)는, 비교기(36, 46)가 접속된 센서 신호 처리부(47)와, 인버터 장치(26)의 구동 제어부(42)의 동작을 제어하는 컨트롤부(43)와, 경보를 발보하는 비상 신호 발신기(44)를 더 구비하고 있다. 비교기(36, 46)는 센서 신호 처리부(47)의 입력측에 접속되어 있고, 컨트롤부(43) 및 비상 신호 발신기(44)는 센서 신호 처리부(47)의 출력측에 접속되어 있다. 컨트롤부(43)는, 모터 펌프(50)의 기동 신호 및 정지 신호를 구동 제어부(42)로 보내도록 구성되어 있다.
센서 신호 처리부(47)는, 진동의 변화율이 소정의 역치(제1 역치)보다 크고, 또한 전류의 변화율이 소정의 역치(제2 역치)를 초과하여 증가한 경우, 이상 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 컨트롤부(43)가 센서 신호 처리부(47)로부터 출력된 이상 신호를 받으면, 컨트롤부(43)는 구동 제어부(42)에 지령을 내리고, 구동 제어부(42)는 모터 고정자(6)로의 전류의 공급을 정지한다. 이와 같이 하여, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전, 즉, 임펠러(1)의 회전을 정지시킨다. 비상 신호 발신기(44)가 센서 신호 처리부(47)로부터 출력된 이상 신호를 받으면, 비상 신호 발신기(44)는 경보를 발한다.
본 실시 형태에 따르면, 제어 장치(29)는, 진동의 변화율 및 전류의 변화율에 기초하여, 모터 펌프(50)의 운전의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행한다. 따라서, 제어 장치(29)는, 이물이 베어링 조립체(10)의 간극(및/또는 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 간극)에 가득 찬 것을 더 확실하게 판단할 수 있다.
도 6은 펌프 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서, 상술한 실시 형태와 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 진동 센서(30) 대신에 소리 센서(마이크로폰)(60)를 마련해도 된다. 소리 센서(60)는, 신호선(62) 및 센서 케이블(61)을 통해 제어 장치(29)에 접속되어 있다. 베어링 조립체(10)의 간극에 이물이 가득 차면, 베어링 조립체(10)로부터 이음(더 구체적으로는, 모터 펌프(50)의 정상 운전 시의 소리와는 상이한 비정상적으로 큰 소리 및/또는 모터 펌프(50)의 정상 운전 시의 소리의 주파수와는 상이한 주파수를 갖는 소리)이 발생한다.
소리 센서(60)는 베어링 조립체(10)로부터 발생하는 소리를 포착하여, 소리를 전기 신호로 변환한다. 소리는 전기 신호로서 제어 장치(29)로 송신된다. 제어 장치(29)는, 소리 센서(60)에 의해 포착된 소리의 음압 레벨과 주파수를 측정하여, 소정 기간당 음압 레벨 및 소정 기간당 주파수의 변화율을 계산한다. 즉, 제어 장치(29)는 소리의 변화율을 계산한다. 제어 장치(29)는, 소리의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터 고정자(6)로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행한다. 여기서, 소정의 역치는 이미 설명한 상기 값과 동일한 의미를 갖는다.
제어 장치(29)는, 소리의 변화율이 소정의 역치(제1 역치)보다 크고, 또한 전류의 변화율이 소정의 역치(제2 역치)를 초과하여 증가한 경우에, 상술한 동작을 실행해도 된다.
도 7은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서, 상술한 실시 형태와 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 진동 센서(30) 및 소리 센서(60)의 양쪽을 마련해도 된다. 이 경우, 제어 장치(29)는, 계산된 진동의 변화율이 소정의 역치(제1 역치)보다 크고, 또한 계산된 소리의 변화율이 소정의 역치(제2 역치)보다 큰 경우에, 상술한 동작을 실행해도 된다.
제어 장치(29)는, 진동의 변화율이 소정의 역치(제1 역치)보다 크고, 또한 소리의 변화율이 소정의 역치(제2 역치)보다 크고, 또한 전류의 변화율이 소정의 역치(제3 역치)를 초과하여 증가한 경우에, 상술한 동작을 실행해도 된다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.
도 8은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 이 펌프 장치는, 모터와 펌프가 일체적으로 구성된 모터 펌프(50)를 구비하고 있다. 도 8에 도시하는 모터 펌프(50)는 액시얼 갭형 PM 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 모터 펌프(50)는, 복수의 영구 자석(5)이 매설된 임펠러(1)와, 이들 영구 자석(5)에 작용하는 자력을 발생하는 모터 고정자(6)와, 임펠러(1)를 수용하는 펌프 케이싱(2)과, 모터 고정자(6)를 수용하는 모터 케이싱(3)과, 모터 케이싱(3)의 개구 단부를 폐쇄하는 엔드 커버(4)와, 임펠러(1)의 레이디얼 하중 및 스러스트 하중을 지지하는 베어링 조립체(10)를 구비하고 있다.
모터 고정자(6) 및 베어링 조립체(10)는, 임펠러(1)의 흡입측에 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 복수의 영구 자석(5)이 마련되어 있지만, 본 발명은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 복수의 자극이 착자된 하나의 영구 자석을 사용해도 된다. 구체적으로는, S극과 N극이 교대로 착자된, 복수의 자극을 갖는 하나의 환상의 영구 자석을 사용해도 된다.
펌프 케이싱(2)과 모터 케이싱(3) 사이에는 시일 부재로서의 O링(9)이 마련되어 있다. O링(9)을 마련함으로써, 펌프 케이싱(2)과 모터 케이싱(3) 사이로부터 액체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
모터 케이싱(3)에는, 흡입구(15a)를 갖는 흡입 포트(15)가 액밀적으로 연결되어 있다. 이 흡입 포트(15)는 플랜지 형상을 갖고 있고, 도시하지 않은 흡입 라인에 접속된다. 흡입 포트(15), 모터 케이싱(3), 및 베어링 조립체(10)의 중심부에는, 각각 액체 유로(15b, 3a, 10a)가 형성되어 있다. 이들 액체 유로(15b, 3a, 10a)는 1열로 연결되어, 흡입구(15a)로부터 임펠러(1)의 액체 입구까지 연장되는 하나의 액체 유로를 구성한다. 액체 유로(15b, 3a, 10a)는, 임펠러(1)의 액체 입구에 연통되어 있다.
본 실시 형태에 관한 모터 펌프(50)는, 영구 자석(5) 및 모터 고정자(6)가 이들 액체 유로(15b, 3a, 10a)를 따라 배치되는 액시얼 갭형 PM 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프이다.
펌프 케이싱(2)의 측면에는, 토출구(16a)를 갖는 토출 포트(16)가 마련되어 있고, 회전하는 임펠러(1)에 의해 승압된 액체는, 토출구(16a)를 통해 토출된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 모터 펌프(50)는, 흡입구(15a)와 토출구(16a)가 직교하는, 이른바 엔드 톱형 모터 펌프이다.
임펠러(1)는, 미끄러지기 쉽고, 또한 마모되기 어려운 비자성 재료로 형성되어 있다. 예를 들어, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)나 PPS(폴리페닐렌술피드) 등의 수지나, 세라믹이 적합하게 사용된다. 펌프 케이싱(2) 및 모터 케이싱(3)(엔드 커버(4)를 포함함)도 임펠러(1)와 동일한 재료로 형성할 수 있다.
임펠러(1)는 단일의 베어링 조립체(10)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 베어링 조립체(10)는 유체의 동압을 이용한 미끄럼 베어링(동압 베어링)이다. 이 베어링 조립체(10)는, 서로 완만하게 결합되는 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12)의 조합으로 구성된다. 회전측 베어링(11)은, 임펠러(1)에 고정되어 있고, 임펠러(1)의 유체 입구를 둘러싸도록 배치되어 있다. 고정측 베어링(12)은, 모터 케이싱(3)에 고정되어 있고, 회전측 베어링(11)의 흡입측에 배치되어 있다. 이 고정측 베어링(12)은, 원통 형상의 원통부(13)와, 원통부(13)로부터 외측으로 돌출되는 플랜지부(14)를 갖고 있다. 원통부(13)는 회전측 베어링(11)의 축 방향으로 연장되어 있다. 원통부(13) 및 플랜지부(14)는 일체적으로 구성되어 있다.
원통부(13)는 임펠러(1)의 레이디얼 하중을 지지하는 레이디얼면(외주면)(12a)을 갖고 있고, 플랜지부(14)는 임펠러(1)의 스러스트 하중을 지지하는 스러스트면(측면)(12b)을 갖고 있다. 레이디얼면(12a)은 임펠러(1)의 축심과 평행하고, 스러스트면(12b)은 임펠러(1)의 축심에 대해 수직이다. 회전측 베어링(11)은 고정측 베어링(12)의 원통부(13)의 주위에 배치되어 있다.
회전측 베어링(11)은, 고정측 베어링(12)의 레이디얼면(12a)에 대향하는 내면(11a)과, 내면(11a)과는 반대측의 외면(11b)와, 내면(11a)과 외면(11b) 사이를 연장하는 측면(11c)을 갖고 있다. 회전측 베어링(11)의 측면(11c)은, 고정측 베어링(12)의 스러스트면(12b)에 대향하고 있다. 회전측 베어링(11)의 내면(11a)과 레이디얼면(12a) 사이, 및 회전측 베어링(11)의 측면(11c)과 스러스트면(12b) 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있다. 회전측 베어링(11)과 임펠러(1) 사이에는 도시하지 않은 시일 부재가 마련되어 있고, 회전측 베어링(11)은 임펠러(1)에 액밀적으로 고정되어 있다. 마찬가지로, 고정측 베어링(12)과 모터 케이싱(3) 사이에는 도시하지 않은 시일 부재가 마련되어 있고, 고정측 베어링(12)은 모터 케이싱(3)에 액밀적으로 고정되어 있다.
임펠러(1)로부터 토출된 유체의 일부는, 임펠러(1)와 모터 케이싱(3) 사이의 미소한 간극을 통과하여 베어링 조립체(10)에 유도된다. 회전측 베어링(11)이 임펠러(1)와 함께 회전하면, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이에 유체의 동압이 발생하고, 이에 의해 임펠러(1)가 베어링 조립체(10)에 의해 비접촉으로 지지된다. 고정측 베어링(12)은, 직교하는 레이디얼면(12a) 및 스러스트면(12b)에 의해 회전측 베어링(11)을 지지하고 있으므로, 임펠러(1)의 틸팅은 베어링 조립체(10)에 의해 제한된다.
모터 고정자(6)는, 고정자 코어(6A)와, 복수의 고정자 코일(6B)을 갖고 있다. 이들 복수의 고정자 코일(6B)은 환상으로 배열되어 있다. 임펠러(1) 및 모터 고정자(6)는, 베어링 조립체(10) 및 흡입구(15a)와 동심 형상으로 배열되어 있다.
고정자 코일(6B)에는, 리드선(25)이 접속되어 있고, 모터 케이싱(3)의 외면에는, 커넥터(27)가 설치되어 있다. 고정자 코일(6B)은, 리드선(25) 및 커넥터(27)를 통해 인버터 장치(26)에 접속되어 있다. 인버터 장치(26)는, 전원(28)에 접속되어 있고, 또한 인버터 장치(26)의 동작을 제어하는 제어 장치(29)에도 접속되어 있다.
이 인버터 장치(26)는, 전류를 모터 고정자(6)의 고정자 코일(6B)에 공급하여, 모터 고정자(6)에 회전 자계를 발생시킨다. 이 회전 자계는 임펠러(1)에 매설되어 있는 영구 자석(5)에 작용하고, 임펠러(1)를 회전 구동한다. 임펠러(1)의 토크는 모터 고정자(6)에 공급되는 전류의 크기에 의존한다. 임펠러(1)에 가해지는 부하가 일정한 한, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류는 대략 일정하다.
임펠러(1)가 회전하면, 액체는 흡입구(15a)로부터 임펠러(1)의 액체 입구에 도입된다. 액체는 임펠러(1)의 회전에 의해 승압되어, 토출구(16a)로부터 토출된다. 임펠러(1)가 액체를 이송하고 있는 동안, 임펠러(1)의 배면은 승압된 액체에 의해 흡입측으로(즉, 흡입구(15a)를 향해) 압박된다. 베어링 조립체(10)는, 임펠러(1)의 흡입측에 배치되어 있으므로, 임펠러(1)의 스러스트 하중을 흡입측으로부터 지지한다.
액체가 존재하지 않는 상태에서, 모터 펌프가 운전되면, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이에 액체가 도입되지 않아, 회전측 베어링(11)은 고정측 베어링(12)에 미끄럼 이동해 버려, 베어링 조립체(10)에 마찰열이 발생해 버린다. 이러한 드라이 상태에서 모터 펌프를 계속 운전하면, 베어링 조립체(10)는, 액체에 의해 냉각되지 않아, 베어링 조립체(10)의 온도는 계속 상승한다. 결과적으로, 베어링 조립체(10)이 시징에 의해 파손되거나, 모터 펌프(50)가 고장나 버릴 우려가 있다. 그래서 도 8에 도시하는 바와 같이, 베어링 조립체(10)에 인접하는 모터 케이싱(3)의 내부에는, 베어링 조립체(10)의 온도를 검출하는 온도 센서(온도 검출기)(70)가 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)과 엔드 커버(4) 사이의 위치에 있어서, 고정측 베어링(12)측의 모터 케이싱(3)의 내부에 매립되어 있다. 더 구체적으로는, 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)의 근방에 위치하고 있다. 이와 같이, 고정측 베어링(12)의 바로 근처에 위치하는 온도 센서(70)는, 베어링 조립체(10)의 온도를 더 확실하게 검출할 수 있다.
베어링 조립체(10)의 온도를 더 확실하게 온도 센서(70)에 전달하기 위해, 베어링 조립체(10)는 열전도율이 높은 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 베어링 조립체(10)는 세라믹이나 금속 등의 재료로 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 하나의 온도 센서(70)가 마련되어 있다. 그러나 온도 센서(70)의 수는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 2개 이상의 온도 센서가 마련되어도 된다. 복수의 온도 센서(70)를 마련하는 경우, 이들 복수의 온도 센서(70)는 고정측 베어링(12)의 주위 방향을 따라 등간격으로 배치되어도 된다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 온도 센서(70)는 신호선(72)에 접속되어 있고, 신호선(72)은 커넥터(27)를 통해 센서 케이블(71)에 접속되어 있다. 센서 케이블(71)은 제어 장치(29)에 접속되어 있다. 이와 같이, 온도 센서(70)는, 신호선(72) 및 센서 케이블(71)을 통해 제어 장치(29)에 접속되어 있다. 온도 센서(70)는, 단일의 배선에 의해 제어 장치(29)에 접속되어도 된다.
본 실시 형태에서는, 온도 센서(70)는, 모터 케이싱(3)의 내부에 배치되어 있고, 신호선(72)은, 모터 케이싱(3)의 내부, 엔드 커버(4)의 내부, 및 모터 고정자(6)가 배치된 공간을 통해 커넥터(27)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에 따르면, 온도 센서(70) 및 신호선(72)은, 모터 펌프(50)의 운전에 의해 이송되는 액체가 침입하지 않는 영역에 배치되어 있으므로, 특별한 방수 가공을 실시할 필요는 없어, 비교적 용이하게 온도 센서(70)를 배치할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따르면, 신호선(72)은, 모터 고정자(6)가 배치된 공간에서 연장되어 있으므로, 리드선(25) 및 센서 케이블(71)은, 커넥터(27)를 통해 용이하게 인버터 장치(26) 및 제어 장치(29)에 각각 접속된다.
온도 센서(70)의 배치 개소는, 도 8에 도시하는 배치 개소에 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)과 모터 고정자(6) 사이의 위치에 있어서, 모터 케이싱(3)의 내부에 매립되어도 된다.
다른 실시 형태에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)의 플랜지부(14)의 내부에 매립되어도 된다. 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)의 스러스트면(12b)측, 즉, 고정측 베어링(12)의 스러스트면(12b)의 근방에 위치하고 있다.
또 다른 실시 형태에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)의 원통부(13)의 내부에 매립되어도 된다. 온도 센서(70)는, 고정측 베어링(12)의 레이디얼면(12a)측, 즉, 고정측 베어링(12)의 레이디얼면(12a)의 근방에 위치하고 있다.
또 다른 실시 형태에서는, 온도 센서(70)는, 모터 케이싱(3)과 고정측 베어링(12) 사이에 배치되어도 된다. 즉, 모터 케이싱(3)에 접촉하는 고정측 베어링(12)의 표면에 오목부(도시 생략)를 형성하고, 이 오목부에 온도 센서(70)를 배치해도 된다. 고정측 베어링(12)에 접촉하는 모터 케이싱(3)의 표면에 오목부(도시 생략)를 형성하고, 온도 센서(70)가 고정측 베어링(12)에 접촉하도록, 이 오목부에 온도 센서(70)를 배치해도 된다.
상술한 바와 같이, 고정측 베어링(12)은 액밀적으로 모터 케이싱(3)에 고정되어 있으므로, 액체는 고정측 베어링(12)과 모터 케이싱(3) 사이로부터 침입하지 않는다. 따라서, 온도 센서(70)를 모터 케이싱(3)과 고정측 베어링(12) 사이에 배치해도, 온도 센서(70)는 액체에 접촉하지 않는다.
모터 케이싱(3)의 표면에 홈(도시 생략)을 형성하고, 신호선(72)을 이 홈에 배치해도 된다. 즉, 신호선(72)은, 모터 케이싱(3)의 표면에 형성된 홈을 통해, 온도 센서(70)에 접속되어도 된다. 또한, 신호선(72)은, 엔드 커버(4)를 관통하는 일 없이, 모터 고정자(6)와 엔드 커버(4) 사이에서 연장되어도 된다.
상술한 바와 같이, 드라이 상태에서 모터 펌프(50)가 운전되면, 베어링 조립체(10)에 마찰열이 발생한다. 온도 센서(70)에 의해 검출된 베어링 조립체(10)의 온도는 전기 신호로 변환되어, 제어 장치(29)로 보내진다. 제어 장치(29)는, 온도 센서(70)에 의해 검출된 온도를 측정하고, 측정된 온도로부터 소정 기간당 베어링 조립체(10)의 온도 변화율을 계산하도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 소정 기간마다, 당해 소정 기간당 온도의 변화율을 계산한다.
제어 장치(29)는, 온도 센서(70)에 의해 검출된 온도에 기초하여, 베어링 조립체(10)의 온도의 이상 레벨을 결정하도록 구성되어 있다. 온도의 이상 레벨은, 예를 들어 다음과 같이 정의할 수 있다. 즉, 미리, 모터 펌프(50)를 정상적으로 운전하고 있을 때의 온도로부터 얻어지는 평균값 등의 값을 기준값으로 하여, 온도의 변화율이 이 기준값을 소정의 횟수만큼 초과하였을 때, 제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 온도의 이상 레벨을 결정한다. 일 실시 형태에서는, 온도의 변화율이 소정의 설정값보다 커진 경우, 제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 온도의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 기준값 및 설정값은 동일값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전 개시 후, 소정의 시간동안, 베어링 조립체(10)의 온도를 측정하여, 과거의 온도 측정값과 현재의 온도의 측정값의 편차의 값이 소정의 규정값보다 커진 경우, 제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 온도의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이 경우, 온도의 변화율은 상기 편차의 값이다. 또 다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 이 편차의 값이 소정의 허용값을 초과한 횟수나 편차량에 기초하여 온도의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 규정값 및 허용값은 동일값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
제어 장치(29)는, 베어링 조립체(10)의 온도 변화율에 기초하여, 베어링 조립체(10)의 온도의 이상 레벨, 즉, 베어링 조립체(10)에 마찰열이 발생하고 있는지 여부를 판단한다. 바꾸어 말하면, 제어 장치(29)는, 드라이 상태에서 모터 펌프(50)가 운전되고 있는지 여부를 판단한다. 모터 펌프(50)가 적절하게 액체를 이송하고 있으면, 즉, 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이의 간극에 액체가 적절하게 존재하고 있으면, 베어링 조립체(10)의 온도의 변화율은 실질적으로 0이다.
상술한 바와 같이, 베어링 조립체(10)에 액체가 존재하고 있지 않은 상태에서 모터 펌프(50)를 계속 운전하면, 베어링 조립체(10)의 온도는, 마찰열에 의해 비정상적으로 상승한다. 온도 센서(70)는, 이 비정상적인 온도를 검출하고, 제어 장치(29)는, 온도 센서(70)에 의해 검출된 온도에 기초하여 베어링 조립체(10)의 온도 변화율을 계산하여, 이 계산된 온도의 변화율과 소정의 역치를 비교한다. 여기서, 소정의 역치라 함은, 상술한 값(기준값을 초과한 횟수, 설정값, 규정값, 허용값을 초과한 횟수나 편차량 등)의 총칭을 의미한다.
제어 장치(29)는, 계산된 온도의 변화율이 역치보다 큰 경우는, 온도의 이상 레벨을 결정하고, 모터 펌프(50)의 운전 정지, 즉, 모터 고정자(6)로의 전류의 공급을 정지한다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 인버터 장치(26)에 지령을 내려, 모터 고정자(6)로의 전류의 공급을 정지한다. 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전을 정지함과 함께 경보를 발해도 되고, 또는 경보만을 발해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 온도 센서(70)는 베어링 조립체(10)의 마찰열에 기인하는 온도 상승을 검출하고, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행할 수 있다. 이와 같이, 온도 센서(70)를 사용함으로써, 모터 펌프(50)에 의해 이송되는 액체의 유량을 감시하는 등, 간접적인 수단을 사용하는 일 없이, 직접적으로 베어링 조립체(10)의 파손이나 모터 펌프(50)의 고장을 방지할 수 있다.
드라이 상태에서 모터 펌프(50)가 운전되면, 모터 펌프(50)의 동력은 감소하므로, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류가 감소한다. 즉, 액체가 존재하지 않는 경우, 임펠러(1)에 가해지는 부하는 최소가 되므로, 전류는 최소가 된다. 제어 장치(29)는, 모터 고정자(6)에 공급하는 전류를 감시하여, 소정 기간당 전류의 변화율을 계산하도록 구성되어도 된다. 일 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 소정 기간(예를 들어, 1개월)마다, 당해 소정 기간당 전류의 변화율을 계산한다.
제어 장치(29)는, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류에 기초하여, 전류의 이상 레벨을 결정하도록 구성되어 있다. 전류의 이상 레벨은, 예를 들어 다음과 같이 정의할 수 있다. 즉, 미리, 모터 펌프(50)를 정상적으로 운전하고 있을 때의 전류값으로부터 얻어지는 평균값 등의 값을 기준값으로 하여, 전류의 변화율이 이 기준값을 소정의 횟수만큼 하회하였을 때, 제어 장치(29)는, 전류의 이상 레벨을 결정한다. 일 실시 형태에서는, 전류의 변화율이 소정의 설정값보다 작아진 경우, 제어 장치(29)는 전류의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 기준값 및 설정값은 동일한 값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전 개시 후, 소정의 시간동안, 전류값을 측정하여, 과거의 전류 측정값과 현재의 전류의 측정값의 편차의 값이 소정의 규정값보다 작아진 경우, 제어 장치(29)는, 전류의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이 경우, 전류의 변화율은 상기 편차의 값이다. 또 다른 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 이 편차의 값이 소정의 허용값을 하회한 횟수나 편차량에 기초하여 전류의 이상 레벨을 결정해도 된다. 이들 규정값 및 허용값은 동일한 값이어도 되고, 또는 상이한 값이어도 된다.
제어 장치(29)는, 전류의 변화율에 기초하여, 전류의 이상 레벨, 즉, 드라이 상태에서 모터 펌프(50)가 운전되고 있는지 여부를 판단한다. 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이의 간극에 액체가 적절하게 존재하고 있으면, 베어링 조립체(10)의 전류의 변화율은 실질적으로 0이다.
드라이 상태에서 모터 펌프(50)가 운전되면, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류가 감소한다. 제어 장치(29)는, 전류의 변화율과 소정의 역치를 비교한다. 여기서, 소정의 역치라 함은, 상술한 값(기준값을 하회한 횟수, 설정값, 규정값, 허용값을 하회한 횟수나 편차량 등)의 총칭을 의미한다.
도 12는 펌프 장치의 전체 구성을 도시하는 모식도이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 인버터 장치(26)는, 전원(28)으로부터 공급된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터부(40)와, 변환된 직류 전력을 원하는 주파수를 갖는 교류 전력으로 변환하는 인버터부(41)와, 인버터부(41)의 스위칭 소자의 ON-OFF 동작을 지령하는 신호를 인버터부(41)로 보내는 구동 제어부(42)를 구비하고 있다. 인버터부(41)에는, 모터 고정자(6)에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부(48)가 마련되어 있다.
제어 장치(29)는, 계산된 온도의 변화율을 기억하는 기억 장치(75)와, 기억 장치(75)에 기억된 온도의 변화율과 소정의 역치를 비교하는 비교기(76)와, 인버터 장치(26)의 인버터부(41)의 전류 검출부(48)에 접속된 기억 장치(45)와, 기억 장치(45)에 기억된 전류의 변화율과 소정의 역치를 비교하는 비교기(46)를 구비하고 있다. 기억 장치(45)는 계산된 전류의 변화율을 기억하도록 구성되어 있다.
제어 장치(29)는, 비교기(76, 46)가 접속된 센서 신호 처리부(47)와, 인버터 장치(26)의 구동 제어부(42)의 동작을 제어하는 컨트롤부(43)와, 경보를 발보하는 비상 신호 발신기(44)를 더 구비하고 있다. 비교기(76, 46)는 센서 신호 처리부(47)의 입력측에 접속되어 있고, 컨트롤부(43) 및 비상 신호 발신기(44)는 센서 신호 처리부(47)의 출력측에 접속되어 있다. 컨트롤부(43)는, 모터 펌프(50)의 기동 신호 및 정지 신호를 구동 제어부(42)에 보내도록 구성되어 있다.
센서 신호 처리부(47)는, 온도의 변화율이 소정의 역치(제1 역치)보다 크고, 또한 전류의 변화율이 소정의 역치(제2 역치)를 초과하여 감소한 경우, 이상 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 컨트롤부(43)가 센서 신호 처리부(47)로부터 출력된 이상 신호를 받으면, 컨트롤부(43)는 구동 제어부(42)에 지령을 내리고, 구동 제어부(42)는 모터 고정자(6)로의 전류의 공급을 정지한다. 이와 같이 하여, 제어 장치(29)는, 모터 펌프(50)의 운전, 즉, 임펠러(1)의 회전을 정지시킨다. 비상 신호 발신기(44)가 센서 신호 처리부(47)로부터 출력된 이상 신호를 받으면, 비상 신호 발신기(44)는 경보를 발한다.
본 실시 형태에 따르면, 제어 장치(29)는, 온도의 변화율 및 전류의 변화율에 기초하여, 모터 펌프(50)의 운전의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행한다. 모터 펌프(50)는 고온의 액체를 이송하는 경우가 있다. 따라서, 이 고온의 액체가 회전측 베어링(11)과 고정측 베어링(12) 사이의 간극에 도입되면, 온도 센서(70)는 베어링 조립체(10)의 비정상적인 온도 상승을 검출하고, 결과적으로 제어 장치(29)는 오작동을 일으킬 가능성이 있다. 본 실시 형태에 따르면, 제어 장치(29)는, 더 확실하게 베어링 조립체(10)에 마찰열이 발생하고 있는 것을 판단할 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 도면에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.
도 13은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 13에 도시하는 실시 형태에서는, 펌프 장치는, 엔드 커버(4)에 고정된 제어 유닛(200)을 구비하고 있다. 제어 유닛(200)은 인버터 장치(26)와 제어 장치(29)를 구비하고 있다. 또한, 도 13에서는, 인버터 장치(26) 및 제어 장치(29)의 도시는 생략되어 있다. 환상 형상을 갖는 제어 유닛(200)은, 엔드 커버(4)에 장착된 흡입 포트(15)를 둘러싸도록, 흡입 포트(15)와 동심 형상으로 배치되어 있다. 제어 유닛(200)은, 커넥터(27) 및 리드선(25)을 통해 전원(28)에 접속되어 있다.
펌프 케이싱(2), 모터 케이싱(3), 및 제어 유닛(200)은, 흡입구(15a)로부터 임펠러(1)의 액체 입구까지 연장되는 하나의 액체 유로를 구성하는 액체 유로(15b, 3a, 10a)의 유로 방향을 따라 직렬적으로 배치되어 있다.
도 13에 도시하는 실시 형태에서는, 엔드 커버(4)에 고정된 제어 유닛(200)을 구비하는 펌프 장치는, 고정측 베어링(12)과 엔드 커버(4) 사이의 위치에 있어서, 고정측 베어링(12)측의 모터 케이싱(3)의 내부에 매립된 진동 센서(30)를 구비하고 있다. 진동 센서(30)가 접속된 신호선(32)은 제어 유닛(200)의 제어 장치(29)에 접속되어 있다. 그러나 모터 고정자(6)에 인접하도록 엔드 커버(4)에 고정된 제어 유닛(200)을 구비하는 펌프 장치의 구조는, 도 2, 도 3, 도 4, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하는 실시 형태에도 적용할 수 있다.
도 14는 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 펌프 장치는, 캔드 모터 펌프(250)를 구비하고 있다. 캔드 모터 펌프(250)는 액체가 그 내부를 순환하는 구조를 갖고 있다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 캔드 모터 펌프(250)는, 펌프부(P)와 모터부(M)로 구성되어 있다. 펌프부(P)는, 액체를 이송하기 위한 임펠러(251)와, 임펠러(251)가 고정되고, 내부에 관통하는 축 관통 구멍(252a)이 형성된 회전축(252)과, 임펠러(251)를 수용하는 펌프 케이싱(253)을 구비하고 있다. 모터부(M)는, 회전축(252)을 회전시키는 모터(260)와, 모터(260)를 수용하는 모터 케이싱(261)을 구비하고 있다. 펌프 케이싱(253) 및 모터 케이싱(261)은 회전축(252)의 축선(CL) 방향을 따라 직렬적으로 배치되어 있다.
펌프 케이싱(253)의 고압측의 개구부에는 케이싱 커버(255)가 액밀적으로 고정되어 있다. 회전축(252)은 케이싱 커버(255)를 관통하여 연장되어 있고, 임펠러(251)는 체결구(256)에 의해 회전축(252)의 선단에 고정되어 있다. 회전축(252)의 후단에는, 체결구(259)가 고정되어 있고, 이들 체결구(256, 259)에는, 회전축(252)의 축 관통 구멍(252a)에 연통되는 연통 구멍이 형성되어 있다.
케이싱 커버(255)에는, 펌프 케이싱(253) 내에 흡입된 액체의 일부를 모터부(M)로 유도하기 위한 유통 구멍(255a)이 형성되어 있다. 이 유통 구멍(255a)은, 모터(260)가 배치된 공간과 펌프 케이싱(253)의 내부를 접속한다. 따라서, 임펠러(251)의 회전에 의해 승압된 액체의 일부는, 이 유통 구멍(255a)을 통해 모터부(M)로 유도된다.
펌프 케이싱(253)은, 흡입구(257a)를 갖는 흡입 포트(257)와, 토출구(258a)를 갖는 토출 포트(258)를 구비하고 있다. 액체는, 임펠러(251)의 회전에 의해 흡입 포트(257)의 흡입구(257a)로부터 흡입되고, 토출 포트(258)의 토출구(258a)로부터 토출된다.
모터(260)는, 회전축(252)에 고정된 모터 로터(260a)와, 모터 로터(260a)의 주위에 배치된 모터 스테이터(260b)를 구비하고 있다. 인버터 장치(26)는, 전류를 모터 스테이터(260b)에 공급하여, 모터 스테이터(260b)에 회전 자계를 발생시킨다. 모터 로터(260a)는, 이 회전 자계에 의해 회전한다. 모터 로터(260a)의 회전은 회전축(252)을 통해 임펠러(251)를 회전시킨다.
모터 케이싱(261)은, 모터 스테이터(260b)를 둘러싸도록 배치된 원통 형상의 모터 프레임(270)과, 모터 프레임(270)의 양측에 장착된 프레임 측판(271, 272)과, 모터(260)에 관하여 케이싱 커버(255)의 반대측에 배치된 엔드 커버(275)를 구비하고 있다. 프레임 측판(271)은 케이싱 커버(255)에 고정되어 있고, 프레임 측판(272)은 엔드 커버(275)에 고정되어 있다. 엔드 커버(275)는 프레임 측판(272)의 개구부를 폐쇄하고 있다.
모터 로터(260a)와 모터 스테이터(260b) 사이에는, 원통 형상의 캔(262)이 모터 로터(260a)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 모터 스테이터(260b)는 모터 프레임(270)과 캔(262) 사이에 배치되어 있다. 모터 로터(260a), 모터 스테이터(260b), 및 캔(262)은 동심 형상으로 배치되어 있다.
회전축(252)은 베어링에 의해 지지되어 있다. 본 실시 형태에서는, 베어링은, 모터 로터(260a)의 양측에 배치된 제1 베어링(예를 들어, 미끄럼 베어링)(264A)과, 제2 베어링(예를 들어, 미끄럼 베어링)(264B)을 구비하고 있고, 회전축(252)은 이들 베어링(264A, 264B)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축(252)에는, 환상 형상을 갖는 스러스트판(265A, 265B)과, 원통 형상을 갖는 축 슬리브(266A, 266B)가 고정되어 있고, 스러스트판(265A, 265B) 및 축 슬리브(266A, 266B)는, 모터(260)의 양측의 위치에 있어서 회전축(252)에 고정되어 있다. 스러스트판(265A, 265B) 및 축 슬리브(266A, 266B)는, 총칭하여 회전측 부재라고 불린다.
베어링(264A)은 펌프 케이싱(253)에 인접하여 배치되어 있고, 베어링(264B)은 펌프 케이싱(253)으로부터 이격되어 배치되어 있다. 즉, 베어링(264B)은 모터(260)에 관하여 베어링(264A)의 반대측에 배치되어 있다. 베어링(264A)은, 축 슬리브(266A)와 케이싱 커버(255) 사이에 배치되어 있고, 케이싱 커버(255)에 장착되어 있다. 따라서, 베어링(264A)은 회전축(252)과 함께 회전하지 않는다. 베어링(264A)과 축 슬리브(266A) 사이에는 근소한 간극이 형성되어 있고, 베어링(264A)과 스러스트판(265A) 사이에는 근소한 간극이 형성되어 있다.
베어링(264B)은 축 슬리브(266B)와 엔드 커버(275) 사이에 배치되어 있고, 엔드 커버(275)에 장착되어 있다. 따라서, 베어링(264B)은 회전축(252)과 함께 회전하지 않는다. 베어링(264B)과 축 슬리브(266B) 사이에는 근소한 간극이 형성되어 있고, 베어링(264B)과 스러스트판(265B) 사이에는 근소한 간극이 형성되어 있다.
펌프 장치 내에 있어서의 액체의 흐름을 설명한다. 펌프 케이싱(253) 내에 흡입된 액체의 일부는, 유통 구멍(255a)을 통해 모터부(M)로 유도된다. 액체는, 베어링(264A)과 스러스트판(265A) 사이의 간극, 및 베어링(264A)과 축 슬리브(266A) 사이의 간극을 흐른다. 이와 같이 하여, 액체는 베어링(264A)을 냉각 및 윤활시킨다. 그 후, 액체는 임펠러(251)의 관통 구멍(251a)을 통해 임펠러(251) 내로 복귀된다.
모터부(M)로 유도된 액체의 일부는, 모터 로터(260a)와 캔(262) 사이의 근소한 간극을 통과하여, 베어링(264B)과 스러스트판(265B) 사이의 간극, 및 베어링(264B)과 축 슬리브(266B) 사이의 간극을 흐른다. 이와 같이 하여, 액체는 베어링(264B)을 냉각 및 윤활시킨다. 그 후, 액체는, 회전축(252)의 축 관통 구멍(252a)을 통해 펌프 케이싱(253) 내로 복귀된다.
상술한 바와 같이, 액체 중에 이물이 포함되어 있으면, 이물은 베어링(즉, 제1 베어링(264A) 및 제2 베어링(264B))과 회전측 부재(즉, 스러스트판(265A, 265B) 및 축 슬리브(266A, 266B)) 사이의 간극에 가득 차는 경우가 있다. 이와 같이, 이물이 가득 찬 상태에서 캔드 모터 펌프(250)를 계속 운전하면, 베어링이 파손되어 버릴 우려가 있다. 또한, 이송되는 액체가 존재하지 않는 상태에서, 캔드 모터 펌프(250)가 운전되면, 베어링과 회전측 부재 사이에 액체가 도입되지 않아, 베어링이 회전측 부재에 직접 접촉할 우려가 있다. 이러한 상태에서, 캔드 모터 펌프(250)를 계속 운전하면, 회전측 부재는 베어링에 미끄럼 이동해 버려, 베어링과 회전측 부재 사이에 마찰열이 발생해 버린다. 결과적으로, 베어링이 시징에 의해 파손되어 버릴 우려가 있다.
그래서, 도 14에 도시하는 바와 같이, 펌프 장치는, 베어링의 물리량을 검출하는 물리량 센서를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 물리량 센서는, 케이싱 커버(255)의 내부에 매립된 제1 물리량 센서(300A)와, 엔드 커버(275)의 내부에 매립된 제2 물리량 센서(300B)를 구비하고 있다.
제1 물리량 센서(300A)는, 케이싱 커버(255)의 내부에 있어서, 제1 베어링(264A)에 인접하여 배치되어 있다. 제2 물리량 센서(300B)는, 엔드 커버(275)의 내부에 있어서, 제2 베어링(264B)에 인접하여 배치되어 있다. 제1 물리량 센서(300A) 및 제2 물리량 센서(300B)의 배치 개소는, 제1 물리량 센서(300A)가 케이싱 커버(25)의 내부에 매립되어 있고, 제2 물리량 센서(300B)가 엔드 커버(275)의 내부에 매립되어 있으면, 도 14에 도시하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
제1 물리량 센서(300A) 및 제2 물리량 센서(300B)의 각각은, 상술한 진동 센서(30), 소리 센서(60), 또는 온도 센서(70)에 상당한다. 베어링의 물리량이라 함은, 베어링의 진동, 베어링으로부터 발생하는 소리, 또는 베어링의 온도를 의미한다.
제1 물리량 센서(300A)는, 제1 베어링(264A)의 진동을 검출하는 진동 센서, 제1 베어링(264A)으로부터 발생하는 소리를 포착하는 소리 센서, 및 제1 베어링(264A)의 온도를 검출하는 온도 센서로부터 선택된다. 제2 물리량 센서(300B)는, 제2 베어링(264B)의 진동을 검출하는 진동 센서, 제2 베어링(264B)으로부터 발생하는 소리를 포착하는 소리 센서, 및 제2 베어링(264B)의 온도를 검출하는 온도 센서로부터 선택된다. 따라서, 제1 물리량 센서(300A) 및 제2 물리량 센서(300B)는, 상이한 물리량을 검출하는 센서여도 되고, 또는 동일한 물리량을 검출하는 센서여도 된다.
본 실시 형태에서는, 펌프 장치는 제어 유닛(350)을 구비하고 있다. 제어 유닛(350)은, 상술한 제어 유닛(200)과 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 즉, 제어 유닛(350)은, 제어 장치(29) 및 인버터 장치(26)를 구비하고 있다. 제1 물리량 센서(300A)는 전기선(301)을 통해 전기적으로 제어 장치(29)에 접속되어 있고, 제2 물리량 센서(300B)는 전기선(302)을 통해 전기적으로 제어 장치(29)에 접속되어 있다.
제어 장치(29)의 구성은 상술한 구성과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(29)는, 제1 물리량 센서(300A) 및 제2 물리량 센서(300B)의 각각에 의해 검출된 물리량으로부터, 제1 물리량 센서(300A)에 대응하는 물리량의 변화율 및 제2 물리량 센서(300B)에 대응하는 물리량의 변화율을 각각 계산하고, 이들 물리량의 변화율 중 적어도 하나가 소정의 역치보다 큰 경우는, 모터(260)로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행한다.
도시하지 않았지만, 도 14에 도시하는 실시 형태에 있어서도, 인버터 장치(26)의 구성은 상술한 구성과 마찬가지이다. 따라서, 인버터 장치(26)의 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태에 따르면, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 펌프 장치는, 베어링과 회전측 부재 사이의 간극에 이물이 가득 차도, 베어링의 파손을 방지할 수 있다. 펌프 장치는, 액체가 존재하지 않는 상태에서의 캔드 모터 펌프(250)의 운전에 의해, 베어링이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 15는 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 15에서는, 펌프 장치는 모터 케이싱(261)에 접속된 제어 유닛(350)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 펌프 케이싱(253), 모터 케이싱(261), 및 제어 유닛(350)은, 회전축(252)의 축선(CL) 방향을 따라 직렬적으로 배치되어 있다. 제어 유닛(350)은 엔드 커버(275)에 고정되어 있고, 제어 유닛(350)의 외형은 모터 케이싱(261)의 외형과 동일하다.
도 16은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 16에서는, 제1 물리량 센서(300A)는 제1 베어링(264A)의 내부에 매립되어 있고, 제2 물리량 센서(300B)는 제2 베어링(264B)의 내부에 매립되어 있다. 제1 물리량 센서(300A) 및 제2 물리량 센서(300B)의 배치 개소는, 물리량 센서(300A, 300B)의 각각이 베어링(264A, 264B)의 각각의 내부에 매립되어 있으면, 도 16에 도시하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 17은 펌프 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 17에 도시하는 실시 형태에 관한 펌프 장치는, 도 15에 도시하는 실시 형태와 마찬가지로, 제어 유닛(350)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서도, 펌프 케이싱(253), 모터 케이싱(261), 및 제어 유닛(350)은, 회전축(252)의 축선(CL) 방향을 따라 직렬적으로 배치되어 있다.
지금까지 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 상이한 형태로 실시되어도 되는 것은 물론이다.
본 발명은, 펌프 장치에 이용 가능하다.
1 : 임펠러
2 : 펌프 케이싱
3 : 모터 케이싱
4 : 엔드 커버
5 : 영구 자석
6 : 모터 고정자
10 : 베어링 조립체
11 : 회전측 베어링
12 : 고정측 베어링
13 : 원통부
14 : 플랜지부
25 : 리드선
26 : 인버터 장치
28 : 전원
29 : 제어 장치
30 : 진동 센서
31, 61 : 센서 케이블
32, 62 : 신호선
35, 45 : 기억 장치
36, 46 : 비교기
40 : 컨버터부
41 : 인버터부
42 : 구동 제어부
44 : 비상 신호 발신기
45, 75 : 기억 장치
46, 76 : 비교기
47 : 센서 신호 처리부
48 : 전류 검출부
50 : 모터 펌프
60 : 소리 센서
70 : 온도 센서
71 : 센서 케이블
72 : 신호선
200 : 제어 유닛
250 : 캔드 모터 펌프
251 : 임펠러
252 : 회전축
252a : 축 관통 구멍
253 : 펌프 케이싱
255 : 케이싱 커버
255a : 유통 구멍
256 : 체결구
257 : 흡입 포트
257a : 흡입구
258 : 토출 포트
258a : 토출구
259 : 체결구
260 : 모터
260a : 모터 로터
260b : 모터 스테이터
261 : 모터 케이싱
262 : 캔
264A : 제1 베어링
264B : 제2 베어링
265A, 265B : 스러스트판
266A, 266B : 축 슬리브
270 : 모터 프레임
271, 272 : 프레임 측판
275 : 엔드 커버
300A : 제1 물리량 센서
300B : 제2 물리량 센서
301, 302 : 전기선
350 : 제어 유닛

Claims (15)

  1. 영구 자석이 매설된 임펠러와,
    상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과,
    복수의 고정자 코일을 갖는 모터 고정자와,
    상기 모터 고정자를 수용하는 모터 케이싱과,
    상기 임펠러를 지지하는 베어링 조립체와,
    상기 베어링 조립체의 진동을 검출하는 진동 센서와,
    상기 진동 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 진동 센서에 의해 검출된 진동으로부터 진동의 변화율을 계산하여, 상기 진동의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터 고정자에 전류를 공급하는 인버터 장치를 더 구비하고,
    상기 역치는 제1 역치이고,
    상기 제어 장치는, 상기 인버터 장치에 접속되어 있고, 상기 인버터 장치로부터 상기 모터 고정자에 공급되는 전류의 변화율을 계산하여, 상기 진동의 변화율이 상기 제1 역치보다 크고, 또한 상기 전류의 변화율이 제2 역치를 초과하여 증가한 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고,
    상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고,
    상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고,
    상기 진동 센서는 상기 모터 케이싱의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고,
    상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고,
    상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고,
    상기 진동 센서는 상기 고정측 베어링의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  5. 영구 자석이 매설된 임펠러와,
    상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과,
    복수의 고정자 코일을 갖는 모터 고정자와,
    상기 모터 고정자를 수용하는 모터 케이싱과,
    상기 임펠러를 지지하는 베어링 조립체와,
    상기 베어링 조립체로부터 발생하는 소리를 검출하는 소리 센서와,
    상기 소리 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 소리 센서에 의해 검출된 소리로부터 소리의 변화율을 계산하여, 상기 소리의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모터 고정자에 전류를 공급하는 인버터 장치를 더 구비하고,
    상기 역치는 제1 역치이고,
    상기 제어 장치는, 상기 인버터 장치에 접속되어 있고, 상기 인버터 장치로부터 상기 모터 고정자에 공급되는 전류의 변화율을 계산하여, 상기 소리의 변화율이 상기 제1 역치보다 크고, 또한 상기 전류의 변화율이 제2 역치를 초과하여 증가한 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  7. 영구 자석이 매설된 임펠러와,
    상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과,
    복수의 고정자 코일을 갖는 모터 고정자와,
    상기 모터 고정자를 수용하는 모터 케이싱과,
    상기 임펠러를 지지하는 베어링 조립체와,
    상기 베어링 조립체의 온도를 검출하는 온도 센서와,
    상기 온도 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 온도 센서에 의해 검출된 온도로부터 온도의 변화율을 계산하여, 상기 온도의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모터 고정자에 전류를 공급하는 인버터 장치를 더 구비하고,
    상기 역치는 제1 역치이고,
    상기 제어 장치는, 상기 인버터 장치에 접속되어 있고, 상기 인버터 장치로부터 상기 모터 고정자에 공급되는 전류의 변화율을 계산하여, 상기 온도의 변화율이 상기 제1 역치보다 크고, 또한 상기 전류의 변화율이 제2 역치를 초과하여 감소한 경우는, 상기 모터 고정자로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고,
    상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고,
    상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고,
    상기 온도 센서는 상기 모터 케이싱의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 베어링 조립체는, 고정측 베어링과, 상기 고정측 베어링의 주위에 배치되는 회전측 베어링을 구비하고 있고,
    상기 회전측 베어링은 상기 임펠러에 고정되어 있고,
    상기 고정측 베어링은 상기 모터 케이싱에 고정되어 있고,
    상기 온도 센서는 상기 고정측 베어링의 내부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  11. 임펠러와,
    상기 임펠러가 고정된 회전축과,
    상기 임펠러를 수용하는 펌프 케이싱과,
    상기 회전축을 회전시키는 모터와,
    상기 모터를 수용하는 모터 케이싱과,
    상기 회전축을 지지하는 베어링과,
    상기 베어링의 물리량을 검출하는 물리량 센서와,
    상기 물리량 센서에 접속된 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 물리량 센서에 의해 검출된 물리량으로부터 물리량의 변화율을 계산하여, 상기 물리량의 변화율이 소정의 역치보다 큰 경우는, 상기 모터로의 전류의 공급의 정지 및 경보의 발보 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 펌프 케이싱의 고압측의 개구부에 고정된 케이싱 커버를 더 구비하고,
    상기 모터 케이싱은, 상기 케이싱 커버의 반대측에 배치된 엔드 커버를 구비하고 있고,
    상기 베어링은,
    상기 케이싱 커버에 장착된 제1 베어링과,
    상기 엔드 커버에 장착된 제2 베어링을 구비하고 있고,
    상기 물리량 센서는,
    상기 케이싱 커버의 내부에 매립된 제1 물리량 센서와,
    상기 엔드 커버의 내부에 매립된 제2 물리량 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 펌프 케이싱의 고압측의 개구부에 고정된 케이싱 커버를 더 구비하고,
    상기 모터 케이싱은, 상기 케이싱 커버의 반대측에 배치된 엔드 커버를 구비하고 있고,
    상기 베어링은,
    상기 케이싱 커버에 장착된 제1 베어링과,
    상기 엔드 커버에 장착된 제2 베어링을 구비하고 있고,
    상기 물리량 센서는,
    상기 제1 베어링의 내부에 매립된 제1 물리량 센서와,
    상기 제2 베어링의 내부에 매립된 제2 물리량 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어 장치와 상기 모터에 전류를 공급하는 인버터 장치를 구비한 제어 유닛을 더 구비하고,
    상기 펌프 케이싱, 상기 모터 케이싱, 및 상기 제어 유닛은, 상기 회전축의 축선 방향을 따라 직렬적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 물리량 센서는, 상기 베어링의 진동을 검출하는 진동 센서, 상기 베어링으로부터 발생하는 소리를 포착하는 소리 센서, 및 상기 베어링의 온도를 검출하는 온도 센서로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 펌프 장치.
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