(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により回転駆動される複数台のポンプと、該ポンプに流体を導く配管類と、前記ポンプを制御する制御装置とを備えたポンプ装置において、
前記ポンプと、前記配管類と、前記制御装置とを密閉構造のカバー内に収納し、
前記ポンプは、電動機を内蔵し、その全外周に流路を有している全周流型インラインポンプであり、
前記制御装置を前記ポンプの主配管から分岐した冷却配管内の冷却水により冷却するように配置し、前記冷却配管の一端は吐出配管のポンプ吐出口とその下流側に設置された逆止弁の間に接続され、他端は流入配管に接続されていて、
前記冷却配管中に電磁弁を設け、該電磁弁の開閉を前記ポンプの始動、停止と連動させ、
前記冷却配管中に絞り機構を設け、前記冷却水の水量を調整するようにしたことを特徴とする低騒音型ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１におけるポンプ装置において、前記冷却配管中に定流量弁を設け、前記冷却水の流量を一定に保つようにしたことを特徴とする低騒音型ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１におけるポンプ装置において、前記冷却配管を当該ポンプ台数に相当する数を設置したことを特徴とする低騒音型ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はポンプ装置の騒音を低減させることができる低騒音型ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明が対象とするポンプ装置は、主として共同住宅、学校、ホテル等のように水道本管水圧では給水圧力が不足する建物に給水する場合に使用される。ポンプ装置は水道本管または水道本管の水を貯水する受水槽と連結して加圧給水を行う。ポンプ装置は、運転時の機械音や水流音等の低騒音化、設置面積の小スペース化、メンテナンス時の作業性の良好性または装置自体の信頼性等が要求される。
【０００３】
図１２は従来のポンプ装置を示す図である。図１２に示すとおり、ポンプ装置の騒音対策としては、ポンプ装置Ｐをカバー１で覆う方法や、カバー１の内面にグラスウール等の吸音材２を貼り内部の音圧を低下させる方法が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のポンプ装置にあっては、ポンプ装置内部の電動機、半導体部品、電気コード等への熱的な保護を目的とし、電動機、インバータ、サイリスタ、トライアック等から発する熱をカバー外部に放散するために、図１２に示すように、カバー１及び吸音材２に開口部３を設け自然換気を行う方法や、換気扇４等による強制換気を行う方法等により内部温度の上昇を抑制せざるをえなかった。この場合、吸音材２は保温の効果も有するため、開口部３の面積が拡大し、開口部３に設けるサイレンサ等の発声防止器５も大型化し、音の伝播を断つことは困難であった。
【０００５】
また、自然換気による方法ではカバー内部の雰囲気温度を均一に保つことは困難であり、熱的な保護の必要な部品を設置する位置が限定された。また強制換気による方法ではエネルギーの損失となるばかりでなく、換気扇自体が消耗部品となり信頼性の低下につながった。
【０００６】
一方、制御装置６は、制御部品間の電気配線接続端子部や外部への電気配線端子等の充電部を有するため、図１２に示すように専用のケース７を有しており、ポンプ装置のカバーと二重構造をとっていた。このため放熱効果はさらに低下し、周囲温度の上昇時や連続運転時などの悪条件下では過熱する恐れがあった。またカバー内部機器への配線は、カバーの分解及び制御装置用ケースの開閉をともない作業性が良好とは言えなかった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもので、ポンプ装置からの騒音、振動を密閉構造のカバー等で遮断するとともに、内部の温度上昇を抑えて信頼性を向上させ、メンテナンス性を向上させることができる低騒音型ポンプ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため本発明は、電動機により回転駆動される複数台のポンプと、該ポンプに流体を導く配管類と、前記ポンプを制御する制御装置とを備えたポンプ装置において、前記ポンプと、前記配管類と、前記制御装置とを密閉構造のカバー内に収納し、前記ポンプは、電動機を内蔵し、その全外周に流路を有している全周流型インラインポンプであり、前記制御装置を前記ポンプの主配管から分岐した冷却配管内の冷却水により冷却するように配置し、前記冷却配管の一端は吐出配管のポンプ吐出口とその下流側に設置された逆止弁の間に接続され、他端は流入配管に接続されていて、前記冷却配管中に電磁弁を設け、該電磁弁の開閉を前記ポンプの始動、停止と連動させ、前記冷却配管中に絞り機構を設け、前記冷却水の水量を調整するようにしたことを特徴とするものである。
本発明の１態様によれば、前記各冷却配管中に定流量弁を設け、冷却水の流量を一定に保つようにしたことを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記冷却配管を当該ポンプ台数に相当する数を設置したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明は、ポンプ装置を密閉構造のカバーで覆うことが可能になり、ポンプ装置の音、振動のカバー外部への伝播を遮断することが可能である。また、制御装置をポンプの主配管から分岐した冷却配管内の冷却水により水冷するため、制御装置の温度上昇が少ないので、カバー内の温度上昇が少なく、耐久性に優れ、維持メンテナンス性にも優れたポンプ装置とすることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明に係る低騒音型ポンプ装置の実施例および参考例について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の参考例の全体構成を示す図である。低騒音型ポンプ装置は、電動機１６により回転駆動させるポンプ８と、ポンプ８へ流体を導く流入配管９と、ポンプ８から流体を導く吐出配管１０とにより流路を構成している。低騒音型ポンプ装置は、さらにこれら流路を構成する部品８，９，１０を搭載するベース１１と、ポンプ８の動作を制御する流量スイッチ等の制御部品１２と、ポンプ８を制御する制御装置１４と、ベース１１とともに密閉構造を形成するとともにポンプ８，流入配管９，吐出配管１０を収納するカバー１５を具備している。
【００１１】
前記ポンプ８は電動機１６を内蔵する全周流型インラインポンプであり、電動機１６の全外周に流路を有している。電動機１６は水冷式であり、電動機１６より発する熱は流体とともにカバー１５の外部に放散され、カバー１５の内部には熱を滞留させることはほとんどない。
また、回転体である電動機１６の外周が流体で覆われているため、電動機１６の発生音がこの流体に吸収される。従って、ポンプ８自体が防音効果を有する。
【００１２】
図２は冷却装置の全体構成を示す図である。図２に示されるように、制御装置１４内のトライアックやサイリスタ等の位相角を制御するスイッチング素子、周波数を制御するインバータ等の発熱体１７は、熱伝導率の高い放熱体１８に密着して配置されている。放熱体１８の内部には冷却配管１９が発熱体１７の直近を通るように埋め込まれている。冷却配管１９の一端は、吐出配管１０のポンプ吐出口とその下流側に設置された逆止弁２０の間に接続され、他端は流入配管９に接続されている。
【００１３】
発熱体１７の発熱量が大きいポンプ運転時には、吐出配管１０は流入配管９より高圧になる。従って、冷却水となる液体は冷却配管１９内を吐出配管１０より流入配管９に流れる。また、ポンプ停止時には吐出配管１０の冷却水取り出し部は流入配管９と同じ圧力となるため、冷却水は流れないが、このとき発熱体１７はほとんど熱を発しないので冷却効果は必要ない。
【００１４】
図３はポンプを複数台設置した場合の冷却装置の構成を示す図である。図３に示すように、ポンプが複数台の場合には、冷却配管１９は当該本数設置され、各冷却配管１９の一端は各ポンプの吐出口とその下流側に設置された逆止弁２０の間に接続され、他端は合流して流入配管９に接続されている。
このとき、各ポンプ運転時に発熱する発熱体１７に各ポンプからの冷却配管１９を対応させ、放熱体１８の内部には冷却配管１９が発熱体１７の直近を通過するように埋め込まれている。この結果、常に放熱体１８内部の最高温度部を冷却するので、冷却効果が向上する。
【００１５】
図４はポンプを複数台設置した場合の冷却装置の他の例を示す図である。ポンプが複数台の場合、冷却配管の本数が増大して配管が複雑になり、ポンプ装置全体が大型化する。従って、図４に示すように、各ポンプ吐出口より分岐した冷却配管１９を一本に合流させる。このときポンプを１台のみ運転した場合のことを考慮し、冷却水が他のポンプ吐出口に流入しないように、それぞれの冷却配管１９に逆止弁２１を設ける。
【００１６】
図５は本発明の実施例であり、図４に示す参考例の変形例であり、逆止弁２１の代替として電磁弁２２を設けたものである。電磁弁２２はポンプ運転時には開、ポンプ停止時には閉となる動作を行う。この電磁弁２２の動作には、タイマーを設定し、電磁弁閉とするタイミングをポンプ停止時より、一定時間遅らせることにより発熱体１７、放熱体１８に残存する熱を吸収する。
【００１７】
図６は図４に示す参考例の別の変形例である。図６に示すように、電磁弁２２を冷却配管１９内に入れた場合には、各ポンプ吐出側に設置した逆止弁２０の下流側より１本の冷却配管１９にて冷却することができる。この方法によれば、冷却水はポンプ運転時には前述と同様な理由で流れ、ポンプ停止時には電磁弁２２により流路を断たれ流れない。従って、吐出配管１０内の圧力低下を防ぐことができる。このように、冷却配管中に電磁弁を設置した場合には、多様な配管系が設定可能であり、ポンプ装置の部品は位置の自由度が増し、コンパクト化が実現できる。
【００１８】
冷却水の還流によってエネルギーの損失を生じるが、冷却配管１９の放熱体内部の設置位置、長さ、配管径等が固定されている場合、冷却効果は冷却配管１９の内部を流れる冷却水の水量によるところが大きい。またこの流量は吐出配管１０と流入配管９間の圧力差により決定されるので、ポンプの種類、運転点により水量を調整しエネルギー損失を抑制する必要がある。図７は冷却水の環流によるエネルギー損失を抑制する実施例を示す図である。本装置では、図７に示すように、冷却配管１９の一部に仕切弁２３を設置している。この仕切弁２３は冷却配管１９を流れる水量を調節する機能を有しており、エネルギー損失を抑えることができる。
【００１９】
図８は図７に示す実施例の変形例である。図８に示す例においては、前述の冷却配管１９内を流れる水量を簡易的に設定するために、冷却配管１９内にオリフィス２４を設置している。オリフィス２４によってもポンプの種類、運転点により水量を調整しエネルギー損失を抑制することができる。
【００２０】
図９は図７に示す実施例の別の変形例を示す図である。図９に示す例においては、仕切弁、オリフィスの代替として定流量弁２５を設置している。前述のとおり、冷却水の水量は吐出配管と流入配管の圧力差で決まるが、遠心ポンプの場合、締切付近では圧力差が大きくなり、冷却水水量が増大するが、電動機の使用電流値は下がり、その結果、発熱量も低下する。大水量運転時には、圧力差が縮小し、冷却水水量は減少するが、逆に発熱量は増大する。以上のように冷却効果と発熱量が逆転するため、図９に示すように冷却配管１９に定流量弁２５を設けることにより、冷却水水量を一定に保って冷却効果をあげるとともに、冷却水還流によるエネルギー損失を最小限に抑えることができる。
【００２１】
図１０は図４に示す参考例の変形例を示す図である。図１０に示す例においては、ポンプを複数とし、図４に示す方法で冷却装置を構成し、冷却装置の各冷却配管１９に定流量弁２５を設置している。冷却配管内に定流量弁を１個設置する方法も考えられるが、この場合ポンプ２台以上が同時に運転することを考慮し、当該台数の冷却に必要な水量を確保する定流量弁を設ける必要があり、エネルギー損失の面では不利となる。従って、本装置では、各ポンプからの冷却配管１９が合流する前に１台分の冷却に必要な水量を確保する定流量弁２５を設置することにより、エネルギー損失をさらに抑制することができる。
【００２２】
図１１は本発明の他の参考例を示す図である。図１１に示す参考例においては、吐出配管１０より分岐した冷却配管１９をさらに複数の小配管２６に分岐させ、これら小配管２６を放熱体１８の内部に埋め込み、再び合流させ流入配管９に戻している。これにより、１本の大口径冷却配管と同様の流量を確保し、放熱体１８をコンパクトとし、しかも発熱体１７の近傍に全表面積の大きい冷却配管が通過するので、冷却効果が向上する。また、図１１に示す参考例においては、冷却配管１９と吐出配管１０及び冷却配管１９と流入配管９の接続部に、それぞれ脱着装置２７を設け、メンテナンス性を向上させている。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポンプ装置を密閉構造のカバーで覆うことが可能になり、ポンプ装置の騒音や振動のカバー外部への伝播を遮断することが可能である。また、カバー内の温度上昇が少ないので、耐久性に優れ、維持メンテナンス性にも優れたポンプ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る低騒音型ポンプ装置の一参考例の全体構造を示す正面図である。
【図２】本発明に係る低騒音型ポンプ装置における冷却装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】本発明に係る低騒音型ポンプ装置におけるポンプを複数台設置した場合の冷却装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明に係る低騒音型ポンプ装置におけるポンプを複数台設置した場合の他の冷却装置の構成を示す正面図である。
【図５】  本発明に係る低騒音型ポンプ装置の一実施例であり、図４に示す参考例の変形例を示す正面図である。
【図６】  図４に示す参考例の別の変形例を示す正面図である。
【図７】本発明に係る低騒音型ポンプ装置における冷却水の環流によるエネルギー損失を抑制する場合の実施例を示す正面図である。
【図８】図７に示す実施例の変形例を示す正面図である。
【図９】図７に示す実施例の別の変形例を示す正面図である。
【図１０】  図４に示す参考例の変形例を示す正面図である。
【図１１】本発明に係る低騒音型ポンプ装置におけるポンプを複数台設置した場合の他の冷却装置の構成を示す正面図である。
【図１２】従来のポンプ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
８    ポンプ
９    流入配管
１０    吐出配管
１１    ベース
１２    制御部品
１４    制御装置
１５    カバー
１６    電動機
１７    発熱体
１８    放熱体
１９    冷却配管
２０，２１，２３    逆止弁
２４    オリフィス
２５    定流量弁
２６    小配管
２７    脱着装置
【図１】
0003865416.tif 000002
【図２】
0003865416.tif 000003
【図３】
0003865416.tif 000004
【図４】
0003865416.tif 000005
【図５】
0003865416.tif 000006
【図６】
0003865416.tif 000007
【図７】
0003865416.tif 000008
【図８】
0003865416.tif 000009
【図９】
0003865416.tif 000010
【図１０】
0003865416.tif 000011
【図１１】
0003865416.tif 000012
【図１２】
0003865416.tif 000013