(57)【要約】      （修正有）【課題】水位に応じて自動的に起動・停止をおこなうポンプの駆動制御回路を形成する半導体素子の放熱性を高めることにより、ポンプ装置の小型化と出力の向上を図ることが出来る自動運転型ポンプを提供する。【解決手段】ポンプ本体１と、ポンプ本体に連結された送水用配管に固定した端子箱１８と、端子箱内に設置したポンプモータの駆動制御回路と、水位を検出して駆動制御回路へ入力する水位センサとから、水位に応じて自動的に起動、停止を行う様に自動運転型ポンプを構成する。具体的な構成は、ポンプ本体１と、ポンプ本体の吐水口１６に連結した配管接続用短管１７と、配管接続短管に固定した取付台１８ａ及び取付台に着脱自在に取付した蓋体とから成る端子箱１８と、前記取付台に支持固定した半導体と蓋体側に固定した制御部とから成るモータの駆動制御回路と、接水又は非接水を検出して検出信号を駆動制御回路の制御部へ入力する水位センサと、を基本構成とする。従って発熱の多い半導体が短管内を流通する水により冷却される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ本体と、ポンプ本体に連結された送水用配管に固定した端子箱と、端子箱内に設置したポンプモータの駆動制御回路と、水位を検出して駆動制御回路へ入力する水位センサとから構成したことを特徴とする水位に応じて自動的に起動、停止を行う自動運転型ポンプ。
【請求項２】
ポンプ本体と、ポンプ本体の吐水口に連結した配管接続用短管と、配管接続短管に固定した取付台とこれに着脱自在に取付した蓋体とから成る端子箱と、前記取付台に支持固定した半導体と蓋体側に固定した制御部とから成るモータの駆動制御回路と、接水又は非接水を検出して検出信号を駆動制御回路の制御部へ入力する水位センサとから構成したことを特徴とする水位に応じて自動的に起動・停止を行う自動運転型ポンプ。
【請求項３】
端子箱の取付台を、配管接続用短管の外表面へ溶接又は外表面に溶接された支持板へ固定する構成とした請求項２に記載の自動運転型ポンプ。
【請求項４】
端子箱に、電源供給テーブル及びモータ給電ケーブルの引出孔を設けた請求項２に記載の自動運転型ポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水位に応じて自動的に起動、停止を行う自動運転型ポンプの改良に関するものであり、ポンプ本体のヘッドカバーの内部に設置しているモータの駆動制御回路を、ポンプ吐水口に連結した配水管へ固定した端子箱内に設置することにより、ポンプ駆動制御装置の駆動制御回路を形成する半導体素子の放熱性を高めて、ポンプ出力の増加と小型化に対応できるようにした自動運転型ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータ駆動式の自動運転型ポンプでは、水位検知センサと制御盤を用いて水位に応じたポンプの自動的運転を行うようにしており、モータ出力が5.5ｋｗを超える大型ポンプの殆どは、ポンプ本体とその運転制御盤とは独立して設置されている。
【０００３】
しかし、モータ出力が5.5ｋｗ以下の小型ポンプにあっては、ポンプの小型化や取扱性の点から制御盤に対応する駆動制御回路をポンプ本体内に収容し、これにより自動運転型ポンプの小型、軽量化が図られている。
【０００４】
図６は、従前の駆動制御回路をポンプ本体１内に収納するようにした自動運転型ポンプの一例を示すものであり、ポンプケーシング２、モータフレーム３、モータ４、ヘッドカバー５等からポンプ本体１を形成すると共に、ヘッドカバー５の内部にモータ４の駆動制御回路６を設ける構成としたものである。
尚、図６に於いて、７は軸受、８は電源・制御用ケーブルである。
【０００５】
上記図５の自動運転型ポンプは、駆動制御回路６をヘッドカバー５内に収納しているため、制御盤を別置する構成のポンプ装置に比較して、ポンプ装置の大幅な小型化を図ることが出来る。
しかし、ヘッドカバー５内に収納した駆動制御回路６は、モータ４の発熱によって加熱され易く、水中で使用される水中ポンプのような場合でも、駆動制御回路６の温度が相当に上昇する。
【０００６】
即ち、駆動制御回路６を構成する機器類、特に駆動制御回路を構成する半導体素子は、素子自体が発熱するうえモータの発熱の影響を受け易いため、大容量ポンプの駆動制御回路６に於いては、スイッチング用半導体素子に代えてリレー等を使用せざるを得なくなると云う問題がある。
【０００７】
また、図６のポンプに於ける駆動制御回路６の冷却性能を改善するために、図７に示すように、冷却用水路ケーシング９をヘッドカバー５とモータフレーム３との間に介設し、ポンプ加圧水の一部を冷却水道路１０を介して冷却用水路ケーシング９へ導入する構成としたものが開発されている。
【０００８】
しかし、上記図７の如き構成とした場合には、ポンプ本体１の大型化及び構造の複雑化等を招くうえ、冷却用水路ケーシング９内で冷却水のつまりを生ずる危険があり、駆動制御回路６の冷却性能を高めるための基本的な解決策としては、多くの問題が残されている。
【０００９】
上述のように、駆動制御回路６をポンプ本体１のヘッドカバー５の内部に設ける構造とした場合には、ポンプ容量の増加と共にモータの負荷電流による半導体の発熱が大となるうえ、モータの発熱が直に駆動制御回路６を構成する半導体素子へ伝わると云う問題が生ずる。
【００１０】
また、駆動制御回路６をヘッドカバー５等の特殊な形態を有する部材内に配置するため、使用する半導体素子自体にも特殊な型状のものが要求され、所謂汎用製品の使用が妨げられると云う問題が生ずることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２０１０９７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１０７７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１２】
本考案は、従前のポンプ本体のヘッドカバー内にモータの駆動制御回路を設ける構成とした自動運転型ポンプに於ける上述の如き問題、即ち、イ  ヘッドカバー部分の冷却性能が低いことにより、ヘッドカバー内に設けた駆動制御回路がモータによって加熱されて高温度になり易く、その結果、耐熱性が相対的に低い半導体素子等の使用が制約を受けること、ロ  ヘッドカバー部分の冷却機構を別途に設けた場合には、ポンプ本体の大型化や製品コストの上昇を招くこと、ハ  駆動制御回路を構成する半導体素子等が、駆動制御回路を収納するヘッドカバー５の形態等によって制約を受け、所謂汎用的な半導体素子の使用が困難になること等により、5.5ｋｗをこえるモータを使用するポンプにあっては、半導体素子を用いた駆動制御回路をヘッドカバー内に設けた型式の自動運転型ポンプを簡単且つ容易に、しかも経済的に製造できないと云う問題を解決し、モータ出力が5.5ｋｗをこえて11ｋｗ以下のポンプであっても，半導体素子を用いた駆動制御回路を用いて，自動運転を行えるようにした構造が簡単で安価に製造でき、しかも運転制御性に優れた水中用或いは陸上用自動運転型ポンプを提供することを考案の主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の考案は、ポンプ本体と、ポンプ本体に連結された送水用配管に固定した端子箱と、端子箱内に設置したポンプモータの駆動制御回路と、水位を検出して駆動制御回路へ入力する水位センサとを考案の基本構成とするものである。
【００１４】
請求項２の考案は、ポンプ本体と、ポンプ本体の吐水口に連結した配管接続用短管と、配管接続短管に固定した取付台及び取付台に着脱自在に取付した蓋体とから成る端子箱と、前記取付台に支持固定した半導体と蓋体側に固定した制御部とから成るモータの駆動制御回路と、接水又は非接水を検出して検出信号を駆動制御回路の制御部へ入力する水位センサと、を考案の基本構成とするものである。
【００１５】
請求項３の考案は、請求項２の考案に於いて、端子箱の取付台を、配管接続用短管の外表面へ溶接又は外表面に溶接された支持板へ固定するようにしたものである。
【００１６】
請求項４の考案は、請求項２の考案に於いて、端子箱に、電源供給テーブル及びモータ給電ケーブルの引出孔を設けるようにしたものである。
【考案の効果】
【００１７】
本願考案に於いては、ポンプ本体の吐水口に連結した配管用接続用短管に、取付台と蓋体とから成る端子箱を固定し、配管接続用短管に固定した取付台に、発熱の多い駆動制御回路を形成する半導体素子を配置すると共に、蓋体側に制御部を配置する構成としている。
その結果、発熱の多い半導体が短管内を流通する水によって効率よく冷却されることになり、半導体の寿命を伸ばすことが可能となる。また、従前のポンプ本体のヘッドカバー内に駆動制御回路を収納するようにした自動運転型ポンプの場合に比較して、ポンプ装置の大幅な小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案にかかる自動運転型ポンプの縦断面概要図である。
【図２】端子箱の取付状態を示す斜面図である。
【図３】端子箱を構成する取付台と蓋体の斜面図である。
【図４】配管接続用短管へ端子箱を構成する取付台を固定した状態の斜面図である。
【図５】蓋体の内面への制御部の取付状態を示す斜面図である。
【図６】従前の駆動制御部をポンプ本体の内部に収納するようにした自動運転型ポンプの一例を示す説明図である。
【図７】自動運転型ポンプの他の例を示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本考案の実施形態を説明する。
図１は、本考案に係る自動運転型ポンプの縦断面概要図であり、図２は、端子箱の取付状態を示す斜面図、図３は端子箱を分解した状態を示す斜面図、図４は端子箱を構成する取付台の固定状態を示す斜面図、図５は端子箱の蓋体内面側の制御部の斜面図である。
尚、図１乃至図５に於いて、前記図６及び図７と同一の部位・部材にはこれと同じ参照番号を使用するものとしている。
【００２０】
本考案に係る自動運転型ポンプは、図１〜図５に示すように、ポンプ本体１と、端子箱１８内に配設した半導体素子を用いたポンプ駆動制御装置の駆動制御回路６とからその主要部が構成されており、駆動制御回路６を構成する半導体素子２４を取付けした端子箱１８の取付台１８ａ側を、ポンプ本体１の吐水口に連結した配管へ取付け固定するようにしたことを考案の特徴とするものである。
【００２１】
図１〜図５を参照して、１はポンプ本体、２はポンプケーシング、３はモータフレーム、４はモータ、５はヘッドカバー、６は駆動制御回路、７ａは上部軸受、７ｂは下部軸受、１１はメカニカルシール、１２はインペラー、１３はストレーナ、１４は撹拌羽根、１５はハンドル、１６はポンプ吐水口、１７は配管接続用短管、１８は端子箱、１９はモータ給電ケーブル、２０は電源供給ケーブル、２１は水位センサであり、配管接続用短管１７及び端子箱１８の部分を除いてその他の構成は、従前の所謂撹拌羽根付水中ポンプ（土木工事用水中サンドポンプ）等と同一のものである。
【００２２】
尚、本考案に係る自動運転型ポンプのポンプ本体１としては、如何なる構造のものであっても、或いは如何なる用途のものであってもよいことは勿論であり、本実施形態においては、株式会社桜川ポンプ製作所製の水中ポンプを使用している。
また、ポンプ本体１そのものは公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２３】
前記端子箱１８は、図２及び図３に示す如く取付台１８ａと蓋体１８ｂとから形成されており、両者は４本の固定用ボルト１８ｃにより気密に且つ分離自在に一体化されている。
【００２４】
即ち、前記取付台１８ａは四角状の金属厚板から形成されており、図４に示すように、短管１７の側面に切欠きを入れ、当該切欠き内へ取付台１８ａを差し込みして、溶接により固定されている。取付台１８ａが、短管１７内を流通する水により直に冷却されるようにするためである。また、図３に示すように、取付台１８ａの裏面側を彎曲面状に仕上げて、これにより配管接続用短管１７の外表面への接触面を多くして、短管１７内を流通する水により取付台１８ａが効率よく冷却されるようにしても良い。
【００２５】
尚、短管１７への取付台１８ａの固定は、如何なる方法であってもよく、溶接以外にボルト等による固定であってもよい。また、短管１７の外表面に取付用の支持板（図示省略）を溶接しておき、これに取付台１８ａを固定する構成としてもよい。
【００２６】
当該取付台１８ａの表面側には、後述するモータの駆動制御回路６を構成する半導体素子２４が取付固定されており、短管１７及び取付台１８ａを通して半導体素子２４の発生熱が，円滑に短管１７内を流通する水へ伝熱されることになる。
【００２７】
前記蓋体１８ｂは図３及び図４に示すように、内面側に適宜の深さを有する窪み部２２が形成されており、その底面側に駆動制御回路６を構成する制御部２３が固定されている。
【００２８】
即ち、本件自動運転ポンプの駆動制御回路６は、主としてモータの負荷電流回路を構成する半導体素子２４と負荷電流回路のオン・オフ等を制御する制御部２３とから構成されており、モータ運転時の発熱は主として前者の半導体素子２４部分から生じる。そのため、半導体２４を端子箱１８の取付台１８ａ側に設置して，流通水による冷却が図れている。
【００２９】
尚、図３及び図５において１９はモータ側への給電用ケーブル、２０は電源側ケーブル、２１は水位センサである。また、給電用ケーブル１９及び電源側ケーブル２０は、端子箱１８に設けた引出孔を通して気密に挿入又は引出しされている。
水位センサ２１は如何なる構造のものであっても良く、水位が規定位置にあるか否かを検出し、即ち、接水又は非接水を検出してその検出信号を駆動制御回路６へ出力するものであれば良い。
【００３０】
更に、前記モータの自動運転用駆動制御回路６そのものは公知の技術であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３１】
前記図１乃至図５に示した実施形態に於いては、端子箱１８をポンプ本体１の吐水口１６へ連結した配管接続用短管１７に取付け固定するようにしているが、端子箱１８の取付位置は、ポンプ本体１自体であっても、或いは、配管路のポンプ本体１から若干は離れた位置であっても良いことは勿論である。
また、使用する水位センサ２１も、如何なる種類や型式のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本考案は、水中或いは陸上で使用されるあらゆる種類の自動運転型ポンプに適用できるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１  ポンプ本体
２  ポンプケーシング
３  モータフレーム
４  モータ
５  ヘッドカバー
６  駆動制御回路
７  軸受
７ａ  上部軸受
７ｂ  下部軸受
８  電源・制御用ケーブル
９  冷却用水路ケーシング
１０  冷却水路
１１  メカニカルシール
１２  インペラー
１３  ストレーナ
１４  撹拌羽根
１５  ハンドル
１６  ポンプ吐水口
１７  配管接続用短管
１８  端子箱
１８ａ  取付台
１８ｂ  蓋体
１８ｃ  固定用ボルト
１９  モータ給電ケーブル
２０  電源供給ケーブル
２１  水位センサ
２２  窪み部
２３  制御部
２４  半導体素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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