(57)【要約】【課題】冷却効果を十分に発揮でき、且つ小型化に適したキャビネット型の給水装置を提供することを目的とする。【解決手段】ポンプ１１、１２と、ポンプケーシングの吸込側及び吐出側に接続された配管と、モータ１３、１４と、インバータ装置２１、２２と、モータ１３、１４を制御する制御部とを、一体的にキャビネット１０内に収容したキャビネット型の給水装置において、インバータ装置２１、２２はインバータ素子と制御部が搭載された基板部２１−１、２２−１と、熱を冷却するフィン部２１−２、２２−２と、冷却を促進させる冷却促進ファン２１−３、２２−３を具備する構成であり、インバータ装置２１、２２をそのフィン部２１−２、２２−２をキャビネットの側板に密着させて取り付けた。これによりキャビネット１０の側板自体が冷却体となり、インバータ装置２１、２２の冷却が更に促進される。【選択図】図１
2005054730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加圧して送水するポンプと、該ポンプのケーシングの吸込側及び吐出側に接続された配管と、前記ポンプを駆動するモータと、該モータに電力を供給するインバータ装置と、前記モータを制御する制御部とを、一体的にキャビネット内に収容したキャビネット型の給水装置において、
前記インバータ装置はインバータ素子と前記制御部が搭載された基板部と、該基板部で発生する熱を冷却するフィン部と、冷却を促進させる冷却促進ファンを具備する構成、又は前記基板部のみを具備する構成、又は前記基板部とフィン部を具備する構成であり、
前記インバータ装置を、その基板部又はフィン部を前記キャビネットの側板に密着させて取り付けたことを特徴とするキャビネット型の給水装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキャビネット型の給水装置において、
前記キャビネットの側板は、該キャビネットの扉側面であることを特徴とするキャビネット型の給水装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のキャビネット型の給水装置において、
前記キャビネットの側面に吸気口、排気口を設け、該排気口から外気を該キャビネット内に強制的に導入し、キャビネット内に放熱される熱と熱交換させ、前記排気口から排気させることを特徴とするキャビネット型の給水装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のキャビネット型の給水装置において、
前記インバータ装置は前記基板部と、前記フィン部とを具備する構成であり、前記キャビネットの側面に吸気口、排気口を設け、前記吸気口から外気を強制的に前記フィン部に導入し、該フィン部で放熱される熱と熱交換させ、前記排気口から排気させることを特徴とするキャビネット型の給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は給水装置、特にポンプ、吸込み配管、吐出し配管、駆動用モータ、インバータ装置等を一体的にキャビネット内に収容したキャビネット型の給水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記給水装置は、例えば水道本管又は受水槽に接続され、水道本管又は受水槽からの水を所定圧に加圧して集合住宅・ビル等の末端の需要者に給水を行う。このため給水装置には、ポンプと、そのポンプケーシングの吸込側、及び吐出側に接続された配管と、配管内の圧力を検出する圧力センサ類と、圧力タンク等を備えている。ここで、圧力タンクはその内部にポンプで加圧された水を蓄えることで、ポンプの頻繁な起動停止を防止し、供給水圧を常に必要な圧力に保持する作用を果たしている。また、ポンプを駆動するモータと、該モータに電力を供給するインバータ装置等の駆動電源回路と、ポンプの運転を制御する電気制御回路とを備え、これらは上記配管と共に、キャビネット内に収容されている。
【０００３】
例えば水道本管に接続され、末端需要者における給水水圧を所定圧に保つように末端圧力一定制御方式及び吐出し圧力一定制御方式を採用する給水装置においては、時々刻々に変動するポンプ流入圧力に対して末端需要者に常に一定の水圧の給水ができるように、インバータ装置等によりポンプを駆動する誘導モータ及びＤＣＢＬ（直流ブラシレスモータ）に可変周波数・電圧の交流及び直流電力を供給し、回転速度制御を行っている。
【０００４】
このような給水装置においては、インバータ装置が必須であるが、インバータ装置は電力半導体素子を備えるため、モータの駆動電流により発熱する。このため、何らかの冷却手段が必要であり、従来から下記の各種冷却方法が採用されてきた。
【０００５】
インバータ装置を水冷ジャケットに搭載する方法がある。この方法によれば、水冷ジャケットに通水して冷却するため、冷却の効率が高く、放熱部の面積を小さくすることが可能である。しかしながら、水冷のための配管が必要となり、更に過熱時のみ水冷するためには温度センサ、水路を開閉するための電磁弁等の専用部品が必要となり、コスト上昇と共に、余分な配管が必要となる。このため、全体としての給水装置の小型コンパクト化に支障となり、更にメンテナンスも必要となる。
【０００６】
また、特許文献１に示すように、モータとポンプとを同一の回転軸上に配置し、モータの回転軸の一端にポンプロータを取付け、他端にはファンを取付け、モータ回転によるファンの回転に伴う気流により、キャビネット内の冷却された空気をインバータ装置の放熱フィンに向うように構成したものがある。この給水装置は小型コンパクト化に適し、キャビネット内に循環流を形成でき、これにより全体的な冷却効果が得られるが、ポンプやモータが大型となり、モータやインバータ装置からの発熱量が大きくなると、十分な冷却効果が得られないという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２１０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、キャビネット型の給水装置の冷却方法には、水冷方式と空冷方式があるが、水冷方式はコスト高になると共に、小型化の支障となり、更に水冷部を構成する機器のメンテナンスも必要となるという問題がある。また、特許文献１に記載の空冷式のものはポンプ容量の小さいキャビネット型の給水装置では有効であるが、ポンプ容量が大きくなり、駆動モータが大きくなると十分な冷却効果を得られないという問題がある。本発明はこのような問題点を除去し、冷却効果を十分に発揮でき、且つ小型化に適したキャビネット型の給水装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、水を加圧して送水するポンプと、該ポンプのケーシングの吸込側及び吐出側に接続された配管と、ポンプを駆動するモータと、該モータに電力を供給するインバータ装置と、モータを制御する制御部とを、一体的にキャビネット内に収容したキャビネット型の給水装置において、インバータ装置はインバータ素子と制御部が搭載された基板部と、該基板部で発生する熱を冷却するフィン部と、冷却を促進させる冷却促進ファンを具備する構成、又は基板部のみを具備する構成、又は基板部とフィン部を具備する構成であり、インバータ装置をその基板部又はフィン部をキャビネットの側板に密着させて取り付けたことを特徴とする。このように、インバータ装置をそのフィン部をキャビネットの側板に密着させて取り付けることにより、キャビネットの側板自体が冷却体となり、インバータ装置の冷却が更に促進される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のキャビネット型の給水装置において、キャビネットの側板は、該キャビネットの扉側面であることを特徴とする。このように、インバータ装置をそのフィン部をキャビネットの側板に密着させて取り付けることにより、キャビネットの扉は通常該扉を開閉する空間に面して配置されているから、風通しがよく放熱効果が優れているから、インバータ装置の冷却が更に促進される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のキャビネット型の給水装置において、キャビネットの側面に吸気口、排気口を設け、該排気口から外気を該キャビネット内に強制的に導入し、キャビネット内に放熱される熱と熱交換させ、排気口から排気させることを特徴とする。このようにキャビネット内に外気を導入し、該キャビネット内で放熱される熱と熱交換させ、排気させることにより、インバータ装置やモータから放熱される熱を効率良くキャビネット外に放熱することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のキャビネット型の給水装置において、インバータ装置は基板部と、フィン部とを具備する構成であり、キャビネットの側面に吸気口、排気口を設け、吸気口から外気を強制的にフィン部に導入し、該フィン部で放熱される熱と熱交換させ、排気口から排気させることを特徴とする。このようにフィン部に強制的に外気を導入し、該フィン部で放熱される熱と熱交換させ、排気させることにより、インバータ装置から放熱される熱を効率良くキャビネット外に放熱することができる。また、この際、外気の導入と伴に、塵芥等も多少導入され、フィン表面に付着しても大きな支障にはならない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大容量のキャビネット型の給水装置でも、構成が簡単で、冷却効果が十分に発揮でき、且つ小型化が可能なキャビネット型の給水装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１乃至図２は本発明に係る給水装置の構成を示す図で、図１はキャビネット内の機器の配置構成を示す側面図、図２はキャビネット内の機器の配置構成を示す正面図である。
【００１４】
図において、１０はキャビネットであり、該キャビネット１０内には、ポンプ１１、１２が配置されている。ポンプ１１、１２はその回転軸が鉛直方向に配置され、ポンプケーシングの上部側にそれぞれモータ１３、１４が配置されている。そして、ポンプ１１、１２の吸込口１１ａ、１２ａは吸込管１５に接続され、吸込管１５は逆止弁を介して吐出集合管１６に接続されている。この逆止弁は、例えば水道本管に接続された吸込管１５の流入水圧が充分に高い場合にはポンプ１１、１２を介さず給水でき、流入側の圧力が低い場合には逆流を防止するためのものである。なお、この逆止弁は吸込管１５に内蔵されている場合と、内蔵されていない場合がある。吐出集合管１６には加圧水を蓄圧する圧力タンク１７が接続されている。圧力タンク１７は、加圧水を蓄圧することでポンプ１１、１２の頻繁な起動停止を防止し、且つ給水圧力を円滑に一定に保つ作用をする。
【００１５】
吸込管１５には、ストレーナ１８、逆流防止装置１９が接続され、該吸込管１５の吸込口１５ａは図示しない水道本管等の管路に接続されている。吐出集合管１６の吐出口１６ａは図示しない末端需要者側への配管管路に接続される。キャビネット１０の内底部に設けた架台２０にはポンプ１１、１２及び吸込管１５、吐出集合管１６等の各種配管類及び弁類がゴムパッド２４などの防振装置を介して固定されている。
【００１６】
キャビネット１０の内側面には、インバータ装置２１、２２が配置されている。ここでインバータ装置２１はモータ１３に図示しないケーブルを介して可変周波数・電圧の交流電力を供給することでモータ１３を可変速駆動する。また、インバータ装置２２はモータ１４に図示しないケーブルを介して可変周波数・電圧の交流電力を供給することでモータ１４を可変速駆動する。モータ１３とポンプ１１は同一の回転軸線上に配置され、同様にモータ１４とポンプ１２は同一の回転軸線上に配置されている。なお、２３は制御盤である。
【００１７】
図３はインバータ装置２１の構成例を示す図で、図３（ａ）は下側面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は左側面図である。図示するように、インバータ装置２１はインバータ素子部（電力半導体素子）及び制御部が搭載された基板部２１−１と、該基板部２１−１から発生する熱を放熱するフィン部２１−２とが一体に構成され、冷却を促進させる冷却促進ファン２１−３がフィン部２１−２の端部に設けられている。なお、インバータ装置２２も上記インバータ装置２１と同一の構成であるからその説明は省略する。
【００１８】
インバータ装置２１はそのフィン部２１−２をキャビネット１０の側板に密着させて取り付けられている。また、インバータ装置２２も、そのフィン部２２−２をキャビネット１０の側板に密着させて取り付けられている。ポンプ１１、１２の運転中、即ちモータ１３、１４の運転中に冷却促進ファン２１−３、２２−３を回転させるとキャビネット１０内の空気は強制的にフィン部２１−２、２２−２内を流れるので、フィン部２１−２、２２−２のフィンから放熱される熱と熱交換され、キャビネット１０内に流出する。
【００１９】
このように、インバータ装置２１、２２をそのフィン部２１−２、２２−２をキャビネット１０の側板に密着させて取り付けることにより、キャビネット１０の側板自体が冷却体となり、フィン部２１−２、２２−２内のフィンから直接熱を奪うのでインバータ装置の冷却が更に促進される。
【００２０】
通常、このような給水装置のキャビネット１０には、観音開きの扉が取付けられており、このような観音扉の手前は、扉を開閉するための空間となっており、風通しがよくなっている。そこで、このような扉の裏面に上記インバータ装置２１、２２をそのフィン部２１−２、２２−２を密着させて取り付けることにより、この扉自体が放熱作用の優れた冷却体となるから、インバータ装置の冷却が更に促進される。
【００２１】
また、インバータ装置２１が上記のようにインバータ素子部及び制御部が搭載された基板部２１−１と、該基板部２１−１から発生する熱を放熱するフィン部２１−２とが一体に構成されている場合、図４に示すように、フィン部２１−２をキャビネット１０の側板１０ａに密着させて取り付けると共に、キャビネット１０の側板１０ａに吸気口２５、排気口２６を設け、更に該吸気口２５及び排気口２６とインバータ装置２１のフィン部２１−２の空気流入口及び流出口をそれぞれ連通させるダクト２７、２８を設ける。冷却促進ファン２１−３により、吸気口２５からダクト２７を通してフィン部２１−２内に外気を導入し、該フィン部２１−２で放熱された熱と熱交換し、ダクト２８を通して排気口２６から排気させることにより、インバータ装置２１を効率良く冷却することができる。しかもこの場合、外気は基板部２１−１には流入しないから、基板部２１−１に塵芥等が浸入し、絶縁不良等の障害を発生させることもない。なお、図示は省略するが、インバータ装置２２も同様に取付け、そのフィン部２２−２に外気を導入することにより、インバータ装置２２を効率良く冷却することができる。
【００２２】
また、図示は省略するが、キャビネット１０の側板１０ａに吸気口及び排気口を設け、該吸気口からフィルタを通して、キャビネット１０内に外気を強制的に導入し、キャビネット１０内に放熱される熱と熱交換させ、排気口から排出させるようにしても、外気に伴って塵芥等が流入することなく、インバータ装置２１、２２の基板部２１−１、２２−１の電気絶縁不良等の障害の発生を抑制できる。
【００２３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るキャビネット型の給水装置のキャビネット内の機器の配置構成を示す正面図である。
【図２】本発明に係るキャビネット型の給水装置のキャビネット内の機器の配置構成を示す側面図である。
【図３】インバータ装置の構成例を示す図で、図３（ａ）は下側面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は左側面図である。
【図４】本発明に係るキャビネット型の給水装置のインバータ装置の取付け構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０      キャビネット
１１      ポンプ
１２      ポンプ
１３      モータ
１４      モータ
１５      吸込管
１６      吐出集合管
１７      圧力タンク
１８      ストレーナ
１９      逆流防止装置
２０      架台
２１      インバータ装置
２２      インバータ装置
２３      制御盤
２４      ゴムパッド
２５      吸気口
２６      排気口
２７      ダクト
２８      ダクト
【図１】
2005054730.tif 000003
【図２】
2005054730.tif 000004
【図３】
2005054730.tif 000005
【図４】
2005054730.tif 000006