JP2019120158A - Pump device - Google Patents

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隆行 黒沼
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Abstract

To provide a pump device that can cope with handled liquid having a relatively high temperature without upsizing the device.SOLUTION: A pump device comprises a tank in which handled liquid having an insulation property is stored, and a pump installed in the tank. The pump comprises an impeller in which a magnet is embedded, a motor stator arranged at a position opposed to the magnet, a pump casing housing the impeller, and a motor casing housing the motor stator. The motor casing is opened so that a winding of the motor stator is immersed in the handled liquid.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ポンプ装置に関する。   The present invention relates to a pump device.

従来、半導体製造装置等の外部装置を冷却または温度調整するために使用される取扱液（熱媒体）は、取扱液が貯留されるタンクから外部装置の熱交換部までポンプによって循環される。   Conventionally, a handling liquid (heat medium) used to cool or temperature control an external device such as a semiconductor manufacturing device is circulated by a pump from a tank in which the handling liquid is stored to a heat exchange portion of the external device.

このようなポンプは、タンクの外部（タンクの側部もしくは下部）に設置されることが多いため、特にタンクの側部に設置される場合等、装置全体が大型化する傾向にある。特許文献１には、ポンプのモータ部分がタンクの上部に設置された縦型多段式のポンプが開示されている。   Such a pump is often installed outside the tank (side or lower part of the tank), so the entire apparatus tends to be large, especially when installed on the side of the tank. Patent Document 1 discloses a vertical multistage pump in which a motor portion of the pump is installed at the top of a tank.

また、取扱液（熱媒体）としてフッ素系の絶縁性液体が使用される場合、取扱液自体が高価であり、また、半導体製造工場には製造プロセスで使用される有毒なガスを検知するためにガス検知器が設置されており、取扱液の漏洩が発生するとガス検知器を誤検知させてしまうことがある。そのため、取扱液を循環させるポンプとして、液体の漏洩を起こさないキャンドモータポンプが使用される事例がある。   In addition, when a fluorine-based insulating liquid is used as a handling liquid (heat medium), the handling liquid itself is expensive, and in order to detect a toxic gas used in a production process in a semiconductor production plant. A gas detector is installed, and when the handling liquid leaks, the gas detector may be erroneously detected. Therefore, there is a case where a canned motor pump which does not cause liquid leakage is used as a pump for circulating the handling liquid.

しかしながら、キャンドモータポンプでは、モータの発熱を取扱液で冷却する構造となっているため、取扱液の循環温度が比較的高い場合等、モータの温度が高くなってしまう。そのため、モータを外部から強制冷却するためのエアパージが必要となることがあり、装置全体がさらに大型化する傾向にある。   However, in the canned motor pump, since the heat generation of the motor is cooled by the handling liquid, the temperature of the motor becomes high when the circulating temperature of the handling liquid is relatively high. Therefore, an air purge may be required to forcibly cool the motor from the outside, which tends to further increase the size of the entire apparatus.

特開２００６−３３０９０１号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-330901

本発明は、以上のような点を考慮して創案されたものである。本発明の目的は、装置全体を大型化させることなく比較的高温の取扱液に対応可能なポンプ装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above points. An object of the present invention is to provide a pump device that can handle relatively high temperature handling fluid without increasing the size of the entire device.

本発明の第１の態様に係るポンプ装置は、
絶縁性の取扱液が貯留されるタンクと、
前記タンク内に設置されるポンプと、
を備え、
前記ポンプは、
磁石が埋設される羽根車と、
前記磁石に対向する位置に配置されるモータ固定子と、
前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記モータ固定子を収容するモータケーシングと、
を有し、
前記モータケーシングは、前記モータ固定子の巻線が前記取扱液に浸漬されるように開口している。 The pump device according to the first aspect of the present invention is
A tank in which insulating handling liquid is stored,
A pump installed in the tank;
Equipped with
The pump is
An impeller in which a magnet is embedded;
A motor stator disposed at a position facing the magnet;
A pump casing for accommodating the impeller;
A motor casing for housing the motor stator;
Have
The motor casing is open so that the winding of the motor stator is immersed in the handling liquid.

このような態様によれば、ポンプがタンク内に設置されているため、装置全体を小型化できる。また、モータケーシングが開口していてモータ固定子の巻線がタンク内の取扱液に浸漬されるため、巻線を取扱液により直接冷却することができ、巻線の冷却効率が向上する。これにより、巻線の温度上昇を低減できるため、ポンプ能力の増加や、取扱液温の上限を引き上げることが可能である。   According to such an aspect, since the pump is installed in the tank, the entire apparatus can be miniaturized. In addition, since the motor casing is open and the winding of the motor stator is immersed in the handling liquid in the tank, the winding can be directly cooled by the handling liquid, and the cooling efficiency of the winding is improved. As a result, since the temperature rise of the winding can be reduced, it is possible to increase the pump capacity and to raise the upper limit of the handling fluid temperature.

また、このような態様によれば、従来のモータケーシングの一部や電源接続部に使用していた防水型コネクタが不要になる等、筐体を簡素化することができ、コストダウンが可能である。また、モータを気流により冷却する従来の事例に比べて、エアパージが不要となるため、省エネ効果が得られ、装置を小型化でき、冷却フィンやマニホールドなどの部品点数を削減でき、かつ空気流量制御が不要となる等、装置全体の簡略化が可能である。   Moreover, according to such an aspect, the housing can be simplified, for example, the waterproof connector used in a part of the conventional motor casing and the power supply connection portion becomes unnecessary, and the cost can be reduced. is there. Also, compared with the conventional case where the motor is cooled by the air flow, air purge is not required, so an energy saving effect can be obtained, the apparatus can be miniaturized, the number of parts such as cooling fins and manifolds can be reduced, and air flow control It is possible to simplify the entire device, such as

さらに、このような態様によれば、ポンプがタンク内に設置されて取扱液中に浸漬されることと、タンクが二重の筐体の役割をすることから、騒音低減が可能である。   Furthermore, according to such an aspect, noise can be reduced because the pump is installed in the tank and immersed in the handling liquid, and the tank serves as a double case.

本発明の第２の態様に係るポンプ装置は、第１の態様に係るポンプ装置であって、
前記ポンプの吸込側には、前記モータケーシングが開口する位置を前記取扱液が通過するように前記取扱液を案内するガイドが配置されている。 A pump device according to a second aspect of the present invention is the pump device according to the first aspect, wherein
On the suction side of the pump, a guide for guiding the handling fluid is disposed so that the handling fluid passes through the position where the motor casing opens.

このような態様よれば、取扱液が、モータケーシングが開口する位置を通過するようにガイドによって案内され、モータ固定子の巻線の近傍にて、巻線の発熱により取扱液の温度が上昇しても、温度が上昇した取扱液がその場に滞留しないため、取扱液による巻線の冷却効率をさらに上げることができる。   According to this aspect, the handling liquid is guided by the guide so as to pass through the position where the motor casing opens, and the temperature of the handling liquid rises due to the heat generation of the winding near the winding of the motor stator. However, since the temperature-increased handling liquid does not stay in place, the cooling efficiency of the winding by the handling liquid can be further increased.

本発明の第３の態様に係るポンプ装置は、第１または２の態様に係るポンプ装置であって、
前記ポンプの吸込口は、前記モータ固定子より高い高さ位置に配置されている。 A pump device according to a third aspect of the present invention is the pump device according to the first or second aspect, wherein
The suction port of the pump is disposed at a height position higher than the motor stator.

このような態様によれば、ポンプの正常な運転中はモータ固定子の巻線を取扱液に浸漬させて直接冷却させる状態を保つことができる。   According to this aspect, it is possible to immerse the winding of the motor stator in the handling liquid and directly cool it during normal operation of the pump.

本発明の第４の態様に係るポンプ装置は、第３の態様に係るポンプ装置であって、
前記モータ固定子に供給される電流を監視し、前記モータ固定子に供給される電流が所定のしきい値より小さくなる場合には、前記モータ固定子への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行する制御部をさらに備える。 A pump device according to a fourth aspect of the present invention is the pump device according to the third aspect, wherein
The current supplied to the motor stator is monitored, and if the current supplied to the motor stator becomes smaller than a predetermined threshold value, the current supply to the motor stator is stopped and an alarm is issued. The control unit further includes a control unit that executes at least one operation of the information.

このような態様によれば、巻線が取扱液に浸漬されておらず、巻線を取扱液により効率的に冷却できていない場合に、ポンプの運転を継続して巻線の温度を過大に上昇させてしまうことを防止できる。   According to this aspect, when the winding is not immersed in the handling liquid and the winding can not be efficiently cooled by the handling liquid, the pump operation is continued to make the temperature of the winding excessive. It is possible to prevent it from being raised.

本発明によれば、装置を大型化させることなく比較的高温の取扱液に対応可能なポンプ装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pump apparatus which can respond to a comparatively high temperature handling liquid can be provided, without enlarging an apparatus.

図１は、第１の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a pump device according to a first embodiment. 図２は、図１に示すポンプ装置のポンプを拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a pump of the pump device shown in FIG. 図３は、図２に示すポンプを吸込側から見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the pump shown in FIG. 2 as viewed from the suction side. 図４は、第２の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a configuration of a pump device according to a second embodiment.

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings attached to this specification, for the sake of easy-to-understand illustration, the scale, vertical and horizontal dimensional ratio, etc. are appropriately changed from those of a real thing and exaggerated.

図１は、第１の実施形態に係るポンプ装置１の構成を示す概略図である。図１に示すように、ポンプ装置１は、タンク１０と、タンク１０内に設置されるポンプ２０と、を備えている。   FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a pump device 1 according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the pump device 1 includes a tank 10 and a pump 20 installed in the tank 10.

タンク１０には、絶縁性の取扱液１１が貯留される。取扱液１１としては、たとえばフッ素系の絶縁性液体（具体的には、たとえば、フロリナート（登録商標））が用いられる。   In the tank 10, an insulating handling liquid 11 is stored. As the handling liquid 11, for example, a fluorine-based insulating liquid (specifically, for example, Fluorinert (registered trademark)) is used.

図示された例では、タンク１０の下部側壁には送り配管１４が挿設されており、ポンプ２０の吐出配管２０ｃは継手１５を介して送り配管１４に接続されている。タンク１０内での配管の接続・切り離しを容易にするために、継手１５としては、ユニオン継手またはフェルール継手が好ましく用いられる。ポンプ２０の吐出配管２０ｃから吐き出される取扱液１１は、送り配管１４を通って不図示の外部装置へと送り出される。   In the illustrated example, the feed pipe 14 is inserted into the lower side wall of the tank 10, and the discharge pipe 20 c of the pump 20 is connected to the feed pipe 14 via the joint 15. In order to facilitate connection and disconnection of piping in the tank 10, a union joint or a ferrule joint is preferably used as the joint 15. The handling liquid 11 discharged from the discharge pipe 20 c of the pump 20 is sent to an external device (not shown) through the feed pipe 14.

また、タンク１０の天井には戻り配管１３が挿設されており、不図示の外部装置を通過して熱交換を行った取扱液１１は、戻り配管１３を通ってタンク１０の内部へと戻されて貯留される。   Further, a return pipe 13 is inserted in the ceiling of the tank 10, and the handling liquid 11 which has been subjected to heat exchange after passing through an external device (not shown) is returned to the inside of the tank 10 through the return pipe 13. Are stored.

図２は、タンク１０内に設置されるポンプ２０を拡大して示す断面図である。図２に示すように、ポンプ２０は、磁石（永久磁石）２２が埋設される羽根車２１と、磁石２２に対向する位置に配置されるモータ固定子２３と、羽根車２１を収容するポンプケーシング２４と、モータ固定子２３を収容するモータケーシング２５と、を有している。ポンプケーシング２４およびモータケーシング２５の接液部は、取扱液１１に耐える材料、たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂から形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the pump 20 installed in the tank 10 in an enlarged manner. As shown in FIG. 2, the pump 20 includes an impeller 21 in which a magnet (permanent magnet) 22 is embedded, a motor stator 23 disposed at a position facing the magnet 22, and a pump casing that accommodates the impeller 21. And a motor casing 25 accommodating the motor stator 23. The wetted portion of the pump casing 24 and the motor casing 25 is formed of a material resistant to the handling liquid 11, for example, a resin such as PPS (polyphenylene sulfide) or PEEK (polyether ether ketone).

図２に示すように、モータ固定子２３およびモータケーシング２５は、羽根車２１の吸込側に配置されており、モータケーシング２５が吸込口２０ａを画成している。モータケーシング２５と羽根車２１との間には、羽根車２１のラジアル荷重およびスラスト荷重を支持する軸受組立体２６が配置されている。   As shown in FIG. 2, the motor stator 23 and the motor casing 25 are disposed on the suction side of the impeller 21, and the motor casing 25 defines a suction port 20 a. Between the motor casing 25 and the impeller 21, a bearing assembly 26 for supporting the radial load and the thrust load of the impeller 21 is disposed.

図２に示すように、モータケーシング２５および軸受組立体２６の中心部には、それぞれ液体流路が形成されている。これらの液体流路は一列に連結され、吸込口２０ａから羽根車２１の液体入口まで延びる１つの液体流路を構成している。これらの液体流路は、羽根車２１の液体入口に連通している。   As shown in FIG. 2, liquid flow paths are formed in central portions of the motor casing 25 and the bearing assembly 26 respectively. These liquid flow paths are connected in a row, and constitute one liquid flow path extending from the suction port 20 a to the liquid inlet of the impeller 21. These liquid flow paths communicate with the liquid inlet of the impeller 21.

本実施の形態に係るポンプ２０は、磁石２２およびモータ固定子２３がこれら液体流路に沿って配置されるアキシャルギャップ型ＰＭモータを搭載したポンプである。   The pump 20 which concerns on this Embodiment is a pump carrying the axial gap type PM motor by which the magnet 22 and the motor stator 23 are arrange | positioned along these liquid flow paths.

図２に示すように、ポンプケーシング２４の側面には、吐出口２０ｂを有する吐出配管２０ｃが設けられている。回転する羽根車２１によって昇圧された液体は、吐出配管２０ｃを通って吐出口２０ｂから吐き出される。なお、本実施の形態に係るポンプ２０は、吸込口２０ａと吐出口２０ｂとが直交する、いわゆるエンドトップ型ポンプである。   As shown in FIG. 2, a discharge pipe 20 c having a discharge port 20 b is provided on the side surface of the pump casing 24. The liquid pressurized by the rotating impeller 21 is discharged from the discharge port 20b through the discharge pipe 20c. The pump 20 according to the present embodiment is a so-called end top pump in which the suction port 20a and the discharge port 20b are orthogonal to each other.

羽根車２１は、滑りやすく、摩耗しにくく、かつ取扱液１１に耐える非磁性材料から形成されている。たとえば、羽根車２１の材質としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂や、セラミックスが好適に用いられる。ポンプケーシング２４およびモータケーシング２５も、羽根車２１と同じ材料から形成することができる。   The impeller 21 is made of nonmagnetic material that is slippery, hard to wear, and resistant to the handling liquid 11. For example, as a material of the impeller 21, a resin such as PPS (polyphenylene sulfide), PEEK (polyether ether ketone), or ceramics is preferably used. The pump casing 24 and the motor casing 25 can also be formed from the same material as the impeller 21.

羽根車２１は、単一の軸受組立体２６によって回転自在に支持されている。この軸受組立体２６は、流体の動圧を利用した滑り軸受（動圧軸受）である。この軸受組立体２６は、互いに緩やかに係合する回転側軸受２６ａおよび固定側軸受２６ｂの組み合わせから構成される。   The impeller 21 is rotatably supported by a single bearing assembly 26. The bearing assembly 26 is a sliding bearing (dynamic pressure bearing) utilizing the dynamic pressure of fluid. The bearing assembly 26 is composed of a combination of a rotary bearing 26a and a stationary bearing 26b which are loosely engaged with each other.

回転側軸受２６ａは、羽根車２１に固定されており、羽根車２１の流体入口を囲むように配置されている。固定側軸受２６ｂは、モータケーシング２５に固定されており、回転側軸受２６ａの吸込側に配置されている。この回転側軸受２６ａは、回転側軸受２６ａの軸方向に延びる円筒部と、円筒部から外側に突出するフランジ部とを有している。   The rotation side bearing 26 a is fixed to the impeller 21 and disposed so as to surround the fluid inlet of the impeller 21. The fixed bearing 26b is fixed to the motor casing 25 and disposed on the suction side of the rotating bearing 26a. The rotation side bearing 26a has a cylindrical portion extending in the axial direction of the rotation side bearing 26a, and a flange portion protruding outward from the cylinder portion.

固定側軸受２６ｂの円筒部は羽根車２１のラジアル荷重を支持するラジアル面を有しており、フランジ部は羽根車２１のスラスト荷重を支持するスラスト面を有している。ラジアル面は羽根車２１の軸心と平行であり、スラスト面は羽根車２１の軸心に対して垂直である。回転側軸受２６ａは、固定側軸受２６ｂの円筒部の周囲に配置されている。   The cylindrical portion of the fixed bearing 26 b has a radial surface for supporting the radial load of the impeller 21, and the flange portion has a thrust surface for supporting the thrust load of the impeller 21. The radial surface is parallel to the axial center of the impeller 21, and the thrust surface is perpendicular to the axial center of the impeller 21. The rotation side bearing 26a is disposed around the cylindrical portion of the fixed side bearing 26b.

羽根車２１から吐き出された取扱液１１の一部は、羽根車２１とモータケーシング２５との間の微小な隙間を通って、軸受組立体２６に導かれる。回転側軸受２６ａが羽根車２１とともに回転すると、回転側軸受２６ａと固定側軸受２６ｂとの間に流体の動圧が発生し、これにより、羽根車２１が軸受組立体２６によって非接触に支持される。固定側軸受２６ｂは、直交するラジアル面およびスラスト面により回転側軸受２６ａを支持しているので、羽根車２１の傾動は軸受組立体２６により制限される。   A portion of the handling liquid 11 discharged from the impeller 21 is guided to the bearing assembly 26 through a minute gap between the impeller 21 and the motor casing 25. When the rotating bearing 26a rotates with the impeller 21, a dynamic pressure of fluid is generated between the rotating bearing 26a and the fixed bearing 26b, whereby the impeller 21 is supported by the bearing assembly 26 in a noncontact manner. Ru. Since the stationary bearing 26 b supports the rotating bearing 26 a by the radial surface and the thrust surface orthogonal to each other, tilting of the impeller 21 is limited by the bearing assembly 26.

モータ固定子２３は、コア２３ａと、複数の巻線（コイル）２３ｂとを有している。これら複数の巻線２３ｂは環状に配置されている。羽根車２１およびモータ固定子２３は、軸受組立体２６および吸込口２０ａと同心状に配置されている。   The motor stator 23 has a core 23a and a plurality of windings (coils) 23b. The plurality of windings 23b are annularly arranged. The impeller 21 and the motor stator 23 are disposed concentrically with the bearing assembly 26 and the suction port 20a.

モータ固定子２３の巻線２３ｂには、結線基板２３ｄを介してリード線２３ｃが接続されている。図１を参照し、タンク１０の上部側壁には、電源コネクタ１２が取り付けられており、モータ固定子２３の巻線２３ｂは、リード線２３ｃ、結線基板２３ｄおよび電源コネクタ１２を介してインバータ装置３に電気的に接続されている。インバータ装置３は、電源２に接続されており、さらに、インバータ装置３の動作を制御する制御装置（制御部）４にも接続されている。   A lead 23c is connected to the winding 23b of the motor stator 23 via a connection board 23d. Referring to FIG. 1, power connector 12 is attached to the upper sidewall of tank 10, and winding 23b of motor stator 23 is connected to inverter device 3 through lead 23c, connection board 23d and power connector 12. Are connected electrically. The inverter device 3 is connected to the power supply 2 and is further connected to a control device (control unit) 4 that controls the operation of the inverter device 3.

このインバータ装置３は、電流をモータ固定子２３の巻線２３ｂに供給して、モータ固定子２３に回転磁界を発生させる。この回転磁界は羽根車２１に埋設されている磁石２２に作用し、羽根車２１を回転駆動する。羽根車２１のトルクは、モータ固定子２３に供給される電流の大きさに依存する。羽根車２１にかかる負荷が一定である限り、モータ固定子２３に供給される電流は概ね一定である。   The inverter device 3 supplies a current to the winding 23 b of the motor stator 23 to cause the motor stator 23 to generate a rotating magnetic field. The rotating magnetic field acts on a magnet 22 embedded in the impeller 21 to rotationally drive the impeller 21. The torque of the impeller 21 depends on the magnitude of the current supplied to the motor stator 23. As long as the load on the impeller 21 is constant, the current supplied to the motor stator 23 is substantially constant.

羽根車２１が回転すると、タンク１０内に貯留された取扱液１１は、吸込口２０ａから羽根車２１の液体入口に導入される。取扱液１１は、羽根車２１の回転によって昇圧され、吐出口２０ｂから吐き出される。羽根車２１が取扱液１１を移送している間、羽根車２１の背面は昇圧された液体によって吸込側に（すなわち吸込口２０ａに向かって）押圧される。軸受組立体２６は、羽根車２１の吸込側に配置されているので、羽根車２１のスラスト荷重を吸込側から支持する。   When the impeller 21 rotates, the handling liquid 11 stored in the tank 10 is introduced into the liquid inlet of the impeller 21 from the suction port 20 a. The handling liquid 11 is pressurized by the rotation of the impeller 21 and discharged from the discharge port 20 b. While the impeller 21 transfers the handling liquid 11, the back surface of the impeller 21 is pressed to the suction side (that is, toward the suction port 20a) by the pressurized liquid. Since the bearing assembly 26 is disposed on the suction side of the impeller 21, the bearing assembly 26 supports the thrust load of the impeller 21 from the suction side.

本実施の形態では、図１および図２に示すように、モータケーシング２５は、モータ固定子２３の巻線２３ｂが取扱液１１に浸漬されるように開口している。符号２５ａは、モータケーシング２５の開口を示している。モータケーシング２５は、ポンプ２０の吸込側（図面上側）に開口している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the motor casing 25 is opened so that the winding 23 b of the motor stator 23 is immersed in the handling liquid 11. Reference numeral 25 a indicates the opening of the motor casing 25. The motor casing 25 is open at the suction side (upper side in the drawing) of the pump 20.

図３は、ポンプ２０を吸込側から見た平面図である。図３において、符号２５ａ１は、モータケーシング２５の開口２５ａの内周を示しており、符号２５ａ２は、開口２５ａの外周を示している。内周２５ａ１と外周２５ａ２との間の領域が開口２５ａである。図３に示す例では、モータケーシング２５の開口２５ａには、電源コネクタ１２から延びるリード線２３ｃを各巻線２３ｂに結線するための結線基板２３ｄが配置されており、結線基板２３ｄの外周縁および内周縁には、それぞれ、複数の切欠き２３ｅが形成されている。複数の切欠き２３ｅは、周方向に離間して（たとえば等間隔に）形成されている。タンク１０内に貯留される取扱液１１は、モータケーシング２５の開口２５ａから、結線基板２３ｄの切欠き２３ｅを通ってモータケーシング２５の内部へ流入し、巻線２３ｂが取扱液１１に直接浸漬される。   FIG. 3 is a plan view of the pump 20 as viewed from the suction side. In FIG. 3, reference numeral 25a1 indicates the inner periphery of the opening 25a of the motor casing 25, and reference numeral 25a2 indicates the outer periphery of the opening 25a. An area between the inner circumference 25a1 and the outer circumference 25a2 is an opening 25a. In the example shown in FIG. 3, a connection board 23d for connecting the lead wire 23c extending from the power supply connector 12 to each winding 23b is disposed in the opening 25a of the motor casing 25. A plurality of notches 23e are formed on the peripheral edge, respectively. The plurality of notches 23e are formed circumferentially at a distance (for example, at equal intervals). The handling liquid 11 stored in the tank 10 flows into the motor casing 25 from the opening 25a of the motor casing 25 through the notch 23e of the wiring board 23d, and the winding 23b is directly immersed in the handling liquid 11 Ru.

なお、結線基板２３ｄは必ずしも必須ではなく、結線基板２３ｄを省略して、電源コネクタ１２から延びるリード線２３ｃを各巻線２３ｂに直接結線してもよい。この場合、タンク１０内に貯留される取扱液１１は、モータケーシング２５の開口２５ａからそのままモータケーシング２５の内部へ流入し、巻線２３ｂが取扱液１１に直接浸漬される。   The connection board 23d is not necessarily essential. The connection board 23d may be omitted, and the lead wire 23c extending from the power supply connector 12 may be directly connected to each winding 23b. In this case, the handling liquid 11 stored in the tank 10 flows directly from the opening 25 a of the motor casing 25 into the inside of the motor casing 25, and the winding 23 b is directly immersed in the handling liquid 11.

ポンプ２０の運転時、モータ固定子２３の巻線２３ｂに電流が流れると、巻線２３ｂの電気抵抗により熱が発生するが、本実施の形態では、モータケーシング２５が開口していてモータ固定子２３の巻線２３ｂがタンク１０の取扱液１１に浸漬されているため、巻線２３ｂを取扱液１１により直接冷却することができ、巻線２３ｂを効率的に冷却することができる。なお、本実施の形態では、取扱液１１が電気絶縁性の液体であるため、取扱液１１に浸漬されることにより巻線２３ｂがショートすることはない。   When current flows in the winding 23b of the motor stator 23 during operation of the pump 20, heat is generated due to the electrical resistance of the winding 23b. In the present embodiment, however, the motor casing 25 is open and the motor stator Since the winding 23b of 23 is immersed in the handling liquid 11 of the tank 10, the winding 23b can be directly cooled by the handling liquid 11, and the winding 23b can be efficiently cooled. In the present embodiment, since the handling liquid 11 is an electrically insulating liquid, the winding 23b is not shorted by being immersed in the handling liquid 11.

図１および図２に示すように、ポンプ２０の吸込口２０ａは、モータ固定子２３より高い高さ位置に配置されていてもよい。これにより、ポンプ２０の動作中はモータ固定子２３の巻線２３ｂを取扱液１１に浸漬させて直接冷却させる状態を保つことができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the suction port 20 a of the pump 20 may be disposed at a height position higher than that of the motor stator 23. As a result, while the pump 20 is in operation, the winding 23b of the motor stator 23 can be immersed in the handling liquid 11 to be directly cooled.

図１を参照し、インバータ装置３の動作を制御する制御装置４は、インバータ装置３からモータ固定子２３に供給される電流を監視し、モータ固定子２３に供給される電流が所定のしきい値より小さくなる場合には、モータ固定子２３への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行する。   Referring to FIG. 1, control device 4 that controls the operation of inverter device 3 monitors the current supplied from inverter device 3 to motor stator 23, and the current supplied to motor stator 23 has a predetermined threshold. If smaller than the value, at least one of the operation of stopping the supply of the current to the motor stator 23 and the alarming is performed.

例えば、制御装置４は、電流の変化率および／または電流値の変化に基づいて、電流の異常レベル、すなわち、ドライ状態、又は液が不足する状態でポンプ２０が運転されているか否かを判断する。ポンプ２０が取扱液１１に浸漬され、ポンプ２０内に取扱液１１が存在していれば、電流の変化率および／または電流値の変化は実質的にゼロである。   For example, based on the change rate of the current and / or the change of the current value, the control device 4 determines whether the pump 20 is operated in the abnormal level of the current, that is, the dry state or the liquid shortage state. Do. If the pump 20 is immersed in the handling solution 11 and the handling solution 11 is present in the pump 20, the change rate of the current and / or the change of the current value is substantially zero.

一方、ドライ状態、又は液が不足する状態でポンプ２０が運転（空運転）されると、モータ固定子２３に供給される電流が減少する。制御装置４は、電流の変化率および／または電流値の変化と所定のしきい値とを比較する。ここで、所定のしきい値とは、以下に示す値（基準値を下回った回数、設定値、規定値、許容値を下回った回数や偏差量など）の総称を意味する。   On the other hand, when the pump 20 is operated (idle operation) in a dry state or a state in which the liquid is insufficient, the current supplied to the motor stator 23 decreases. The controller 4 compares the change rate of the current and / or the change of the current value with a predetermined threshold value. Here, the predetermined threshold means a generic name of the following values (the number of times below the reference value, the set value, the specified value, the number of times below the allowable value, the deviation amount, etc.).

より詳しくは、ドライ状態、又は液が不足する状態でポンプ２０が運転されると、ポンプ２０の動力が減少するため、インバータ装置３からモータ固定子２３に供給される電流が減少する。すなわち、ポンプ２０内に液体が存在しない場合、羽根車２１にかかる負荷が最小になるため、モータ固定子２３に供給される電流は最小になる。そこで、制御装置４は、モータ固定子２３に供給される電流を監視し、所定期間あたりの電流の変化率を計算する。一実施形態では、制御装置４は、所定期間（たとえば１か月）毎に、当該所定期間あたりの電流の変化率を計算してもよい。   More specifically, when the pump 20 is operated in a dry state or in a liquid shortage state, the power of the pump 20 is reduced, so the current supplied from the inverter device 3 to the motor stator 23 is reduced. That is, when there is no liquid in the pump 20, the load applied to the impeller 21 is minimized, so the current supplied to the motor stator 23 is minimized. Therefore, the control device 4 monitors the current supplied to the motor stator 23 and calculates the rate of change of the current per predetermined period. In one embodiment, the control device 4 may calculate the rate of change of current per predetermined period (for example, one month).

そして、制御装置４は、モータ固定子２３に供給される電流に基づいて、電流の異常レベル、すなわちドライ状態、又は液が不足する状態でポンプ２０が運転されているか否かを判断する。電流の異常レベルは、たとえば、次のように定義することができる。すなわち、あらかじめ、ポンプ２０を正常に運転している時の電流値から得られる平均値などの値を基準値とする。そして、この基準値を用いて供給している電流の変化率を算定する。この変化率の値が所定の回数だけ負の数となったとき、制御装置４は、電流の異常レベルを決定する。一実施形態では、電流の変化率が所定の設定値よりも小さくなった場合、制御装置４は、電流の異常レベルを決定してもよい。   Then, based on the current supplied to the motor stator 23, the control device 4 determines whether the pump 20 is operated at an abnormal level of the current, that is, in a dry state or in a state where the liquid runs out. An abnormal level of current can be defined, for example, as follows. That is, in advance, a value such as an average value obtained from the current value when the pump 20 is normally operated is used as a reference value. Then, the change rate of the supplied current is calculated using this reference value. When the value of this change rate becomes a negative number for a predetermined number of times, the control device 4 determines the abnormal level of the current. In one embodiment, the controller 4 may determine an abnormal level of current if the rate of change of current is less than a predetermined set value.

他の実施形態では、制御装置４は、ポンプ２０の運転開始後、所定の時間で、電流値を測定していき、過去の電流の測定値と現在の電流の測定値との偏差の値が所定の規定値よりも小さくなった場合、制御装置４は、電流の異常レベルを決定してもよい。この場合、電流の変化率ではなく、電流の変化を算定する。電流の変化は上記偏差の値である。さらに他の実施形態では、制御装置４は、この偏差の値が所定の許容値を下回った回数や偏差量に基づいて電流の異常レベルを決定してもよい。これら規定値および許容値は同じ値であってもよく、または異なる値であってもよい。   In another embodiment, the control device 4 measures the current value at a predetermined time after the start of operation of the pump 20, and the value of the deviation between the measured value of the past current and the measured value of the present current is If smaller than a predetermined specified value, the controller 4 may determine the abnormal level of the current. In this case, not the rate of change of current but the change of current is calculated. The change in current is the value of the above deviation. In still another embodiment, the control device 4 may determine the abnormal level of the current based on the number of times the value of the deviation falls below a predetermined allowable value or the amount of deviation. The specified value and the allowable value may be the same value or different values.

制御装置４は、電流の変化率および／または電流値の変化が所定のしきい値を超えて減少した場合、インバータ装置３へ制御信号を送信し、モータ固定子２３への電流の供給を停止させる。これにより、ポンプ２０が取扱液１１に浸漬されておらず、すなわち、モータ固定子２３の巻線２３ｂを取扱液１１により直接冷却することができない状態で、モータ固定子２３に電流が供給され、巻線２３ｂの発熱により温度が過大に上昇してしまうことを防止できる。   Control device 4 transmits a control signal to inverter device 3 and stops the supply of current to motor stator 23 when the rate of change of current and / or the change in current value decreases beyond a predetermined threshold value. Let As a result, current is supplied to the motor stator 23 in a state where the pump 20 is not immersed in the handling liquid 11, that is, the winding 23b of the motor stator 23 can not be cooled directly by the handling liquid 11. It is possible to prevent the temperature from rising excessively due to heat generation of the winding 23b.

また、制御装置４は、電流の変化率および／または電流値の変化が所定のしきい値を超えて減少した場合、モータ固定子２３への電流供給の停止に加えて、あるいはそれに代えて、非常警報を発報し、管理者に至急の対応を要請してもよい。   Further, in addition to or instead of stopping the supply of current to motor stator 23, controller 4 may reduce the rate of change of current and / or the change in current value beyond a predetermined threshold value. An emergency alert may be issued, and an administrator may be requested to take urgent action.

以上のような本実施の形態によれば、ポンプ２０がタンク１０内に設置されているため、装置全体を小型化できる。また、モータケーシング２５が開口していてモータ固定子２３の巻線２３ｂがタンク１０内の取扱液１１に浸漬されるため、巻線２３ｂを取扱液１１により直接冷却することができ、巻線２３ｂの冷却効率が向上する。これにより、巻線２３ｂの温度上昇を低減できるため、ポンプ能力の増加や、取扱液温の上限を引き上げることが可能である。   According to the present embodiment as described above, since the pump 20 is installed in the tank 10, the entire apparatus can be miniaturized. Further, since the motor casing 25 is open and the winding 23b of the motor stator 23 is immersed in the handling liquid 11 in the tank 10, the winding 23b can be directly cooled by the handling liquid 11, and the winding 23b Cooling efficiency is improved. As a result, since the temperature rise of the winding 23b can be reduced, it is possible to increase the pump capacity and to raise the upper limit of the handling liquid temperature.

また、本実施の形態によれば、従来のモータケーシングの一部や電源接続部に使用されていた防水型コネクタが不要になる等、筐体を簡素化することができ、コストダウンが可能である。また、モータを気流により冷却する従来の事例に比べて、エアパージが不要となるため、省エネ効果が得られ、装置を小型化でき、冷却フィンやマニホールドなどの部品点数を削減でき、かつ空気流量制御が不要となる等、装置全体の簡略化が可能である。   Further, according to the present embodiment, the housing can be simplified, for example, since the waterproof connector used for a part of the conventional motor casing and the power supply connection portion is not required, and the cost can be reduced. is there. Also, compared with the conventional case where the motor is cooled by the air flow, air purge is not required, so an energy saving effect can be obtained, the apparatus can be miniaturized, the number of parts such as cooling fins and manifolds can be reduced, and air flow control It is possible to simplify the entire device, such as

また、本実施の形態によれば、ポンプ２０がタンク１０内に設置されて取扱液１１に浸漬されることと、タンク１０が二重の筐体の役割をすることから、騒音低減が可能である。   Further, according to the present embodiment, noise can be reduced because the pump 20 is installed in the tank 10 and immersed in the handling liquid 11 and the tank 10 serves as a double casing. is there.

また、本実施の形態によれば、ポンプ２０の吸込口２０ａがモータ固定子２３より高い高さ位置に配置されているため、ポンプ２０の正常な運転中はモータ固定子２３の巻線２３ｂを取扱液１１に浸漬させて直接冷却させる状態を保つことができる。   Further, according to the present embodiment, since the suction port 20a of the pump 20 is disposed at a height position higher than the motor stator 23, the winding 23b of the motor stator 23 is operated during normal operation of the pump 20. It is possible to maintain the state of direct cooling by immersion in the handling liquid 11.

また、本実施の形態によれば、制御装置４が、モータ固定子２３に供給される電流を監視し、モータ固定子２３に供給される電流が所定のしきい値より小さくなる場合には、モータ固定子２３への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行するため、巻線２３ｂが取扱液１１に浸漬されておらず、巻線２３ｂを取扱液１１により効率的に冷却できていない場合に、ポンプ２０の運転を継続して巻線２３ｂの温度を過大に上昇させてしまうことを防止できる。   Further, according to the present embodiment, control device 4 monitors the current supplied to motor stator 23, and when the current supplied to motor stator 23 becomes smaller than a predetermined threshold value, In order to execute at least one of the operation of stopping the supply of current to motor stator 23 and the issue of alarm, winding 23 b is not immersed in handling liquid 11, and winding 23 b is treated with handling liquid 11. When the cooling can not be performed efficiently, the operation of the pump 20 can be continued to prevent the temperature of the winding 23 b from being excessively raised.

以上、第１の実施形態を詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述の実施形態に対して様々な変形を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。   The first embodiment has been described above in detail, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be added to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of a modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, with respect to parts that can be configured similarly to the above-described embodiment, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above-described embodiment are used. Omit.

図４は、第２の実施形態に係るポンプ装置１’の構成を示す概略図である。   FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of a pump device 1 'according to the second embodiment.

第２の実施の形態では、ポンプ２０の吸込側には、モータケーシング２５が開口する位置を取扱液１１が通過するように取扱液１１を案内するガイド２９が配置されている。図示された例では、ガイド２９は平板形状を有し、吸込口２０ａの上方に離間して、吸込口２０ａとモータケーシング２５の開口２５ａの両方に向き合うように配置されている。   In the second embodiment, on the suction side of the pump 20, a guide 29 for guiding the handling liquid 11 is disposed so that the handling liquid 11 passes through the position where the motor casing 25 is opened. In the illustrated example, the guide 29 has a flat plate shape, and is disposed above the suction port 20 a so as to face both the suction port 20 a and the opening 25 a of the motor casing 25.

ポンプ２０の運転を開始すると、タンク１０内の取扱液１１は、モータケーシング２５とガイド２９との間の隙間から、モータケーシング２５の開口する位置を通過して、吸込口２０ａへと吸い込まれる。   When the operation of the pump 20 is started, the handling liquid 11 in the tank 10 passes through the opening position of the motor casing 25 from the gap between the motor casing 25 and the guide 29 and is sucked into the suction port 20a.

このような態様によれば、モータ固定子２３の巻線２３ｂ近傍にて、巻線２３ｂの発熱により取扱液１１の温度が上昇しても、温度が上昇した取扱液１１がその場に滞留しないため、取扱液１１による巻線２３ｂの冷却効率をさらに上げることができる。   According to such an aspect, even if the temperature of the handling liquid 11 rises in the vicinity of the winding 23b of the motor stator 23 due to the heat generation of the winding 23b, the handling liquid 11 whose temperature rises does not stay in place Therefore, the cooling efficiency of the winding 23b by the handling liquid 11 can be further increased.

なお、上述した実施の形態では、ポンプ２０はタンク１０内に縦置き（吸込口２０ａが上向き）で設置されていたが、これに限定されず、タンク１０の形状等に応じて、ポンプ２０はタンク１０内に横置き（吸込口２０ａが横向き）で設定されていてもよい。   In the embodiment described above, the pump 20 is installed vertically in the tank 10 (the suction port 20a is directed upward), but the invention is not limited thereto. The tank 10 may be set horizontally (with the suction port 20 a facing sideways).

また、上述した実施の形態では、制御装置４は、モータ固定子２３に供給される電流の変化率を計算し、電流が所定のしきい値より小さくなって空運転状態にあると判定される場合、モータ固定子２３への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行するように構成されていたが、これに限定されるものではない。   Further, in the above-described embodiment, the control device 4 calculates the rate of change of the current supplied to the motor stator 23, and determines that the current is smaller than a predetermined threshold value and is in the idling state. In this case, at least one of the operation of stopping the supply of the current to the motor stator 23 and the alerting of the alarm has been performed. However, the present invention is not limited to this.

たとえば、制御装置４は、送り配管１４などに設けられた不図示の流量センサの測定値を監視し、流量が所定のしきい値より小さくなって空運転状態にあると判定される場合、モータ固定子２３への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行するように構成されてもよい。   For example, the control device 4 monitors the measurement value of a flow rate sensor (not shown) provided in the feed pipe 14 or the like, and when it is determined that the flow rate becomes smaller than a predetermined threshold and is in idle operation It may be configured to perform at least one of the operation of stopping the supply of current to the stator 23 and the alerting of an alarm.

また、たとえば、制御装置４は、タンク１０内に設けられた不図示の水位センサの測定値を監視し、タンク１０内の水位が所定のしきい値（たとえば吸込口２０ａの高さ位置）より小さくなって空運転状態にあると判定される場合、モータ固定子２３への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行するように構成されてもよい。   Further, for example, the control device 4 monitors the measurement value of a water level sensor (not shown) provided in the tank 10, and the water level in the tank 10 is higher than a predetermined threshold (for example, the height position of the suction port 20a) When it is determined that the motor stator 23 becomes smaller and in the idle state, at least one of the stop of the supply of the current to the motor stator 23 and the alarm notification may be performed.

このような態様によっても、巻線２３ｂが取扱液１１に浸漬されておらず、巻線２３ｂを取扱液１１により効率的に冷却できていない場合に、ポンプ２０の運転を継続して巻線２３ｂの温度を過大に上昇させてしまうことを防止できる。   Even in such a mode, when the winding 23 b is not immersed in the handling solution 11 and the winding 23 b can not be cooled efficiently by the handling solution 11, the operation of the pump 20 is continued to continue the winding 23 b. Can be prevented from excessively rising.

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて適宜変更・変形を加えてもよいことは言うまでもない。   The embodiment of the present invention has been described above by way of example, but the scope of the present invention is not limited to this embodiment, and appropriate changes and modifications may be made according to the purpose within the scope described in the claims. It goes without saying that it may be added.

１、１’ ポンプ装置
２ 電源
３ インバータ装置
４ 制御装置
１０ タンク
１１ 取扱液
１２ 電源コネクタ
１３ 戻り配管
１４ 送り配管
１５ 継手
２０ ポンプ
２０ａ 吸込口
２０ｂ 吐出口
２０ｃ 吐出配管
２１ 羽根車
２２ 磁石
２３ モータ固定子
２３ａ コア
２３ｂ 巻線
２３ｃ リード線
２３ｄ 結線基板
２３ｅ 切欠き
２４ ポンプケーシング
２５ モータケーシング
２５ａ 開口
２５ａ１ 開口の内周
２５ａ２ 開口の外周
２６ 軸受組立体
２６ａ 回転側軸受
２６ｂ 固定側軸受
２９ ガイド 1, 1 'Pump device 2 Power supply 3 Inverter device 4 Control device 10 Tank 11 Handling liquid 12 Power supply connector 13 Return piping 14 Feed piping 15 Joint 20 Pump 20a Suction port 20b Discharge port 20c Discharge piping 21 Impeller 22 Magnet 23 Motor stator 23a core 23b winding 23c lead wire 23d connection substrate 23e notch 24 pump casing 25 motor casing 25a opening 25a1 opening inner periphery 25a2 opening outer periphery 26 bearing assembly 26a rotation side bearing 26b fixed side bearing 29 guide

Claims (4)

絶縁性の取扱液が貯留されるタンクと、
前記タンク内に設置されるポンプと、
を備え、
前記ポンプは、
磁石が埋設される羽根車と、
前記磁石に対向する位置に配置されるモータ固定子と、
前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記モータ固定子を収容するモータケーシングと、
を有し、
前記モータケーシングは、前記モータ固定子の巻線が前記取扱液に浸漬されるように開口している
ことを特徴とするポンプ装置。 A tank in which insulating handling liquid is stored,
A pump installed in the tank;
Equipped with
The pump is
An impeller in which a magnet is embedded;
A motor stator disposed at a position facing the magnet;
A pump casing for accommodating the impeller;
A motor casing for housing the motor stator;
Have
A pump device characterized in that the motor casing is opened so that a winding of the motor stator is immersed in the handling liquid. 前記ポンプの吸込側には、前記モータケーシングが開口する位置を前記取扱液が通過するように前記取扱液を案内するガイドが配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。 The pump device according to claim 1, wherein a guide for guiding the handling fluid is disposed on the suction side of the pump so that the handling fluid passes through the position where the motor casing opens. 前記ポンプの吸込口は、前記モータ固定子より高い高さ位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。 The pump apparatus according to claim 1, wherein the suction port of the pump is disposed at a height position higher than the motor stator. 前記モータ固定子に供給される電流を監視し、前記モータ固定子に供給される電流が所定のしきい値より小さくなる場合には、前記モータ固定子への電流の供給の停止および警報の発報のうちの少なくとも１つの動作を実行する制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。 The current supplied to the motor stator is monitored, and if the current supplied to the motor stator becomes smaller than a predetermined threshold value, the current supply to the motor stator is stopped and an alarm is issued. The pump apparatus according to claim 3, further comprising a control unit that performs at least one operation of the information.
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