JP3539763B2 - 可変速ポンプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は可変速ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変速ポンプ装置について、図６を参照して説明する。図６において、１は電源である。この電源１から供給される電力は動力回路２を介してモ−タ３に接続される。このモ−タ３によりポンプ４が駆動される。
【０００３】
このポンプ４の入口には吸液管５が接続され、出口には給液管６が接続されている。
この給液管６には管内を流れる液体の圧力を検出する圧力検出手段７が設けられている。この圧力検出手段７で検出された圧力信号ｐは制御部１０に出力される。
【０００４】
この制御部１０は圧力検出手段７からの圧力信号ｐとを比較し、圧力が目標圧力に近づくよう、可変速制御手段１７内の制御回路１２に、速度信号ｆを出力する。
【０００５】
制御回路１２は、速度信号ｆに対応した回転数で可変速モ−タ３を運転するように動力回路２を制御する。
また、電源１は可変速制御手段１３の電源１４に接続されている。
【０００６】
また、１５は冷却フィン、１６は冷却ファン、１７は制御盤、１３は可変制御手段である。
次に、従来の動作について説明する。動力回路２は、電源１からの電力を、可変速モータ３を任意の回転数で運転させるように変換し、可変速モータ３に供給している。
【０００７】
そして、ポンプ運転中は、動力回路２は内部損失により、発熱する。この発熱が、動力回路２の許容温度を越えないよう、冷却フィン１５を設け、冷却ファン１６で強制冷却している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来では、冷却ファン１６の寿命が、一般的には２〜３年と短かったため、冷却ファン１６の定期的な交換が必要となり、維持費のコストアップとなっていた。
【０００９】
しかし、冷却ファン１６の交換を行わないと、冷却ファンが寿命で停止し、動力回路２が異常発熱し、可変速制御手段１３が停止してしまうという問題があった。
【００１０】
また、冷却ファン１６を回すことにより、電気料金の増大や、騒音の増大となった。特に、ポンプの運転頻度が少ない用途で、冷却ファンが常時運転しているときは、ポンプの消費電力に比べ、冷却ファンの消費電力は大きく、電気料金への影響は大きくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は冷却ファンを不要にすることにより、冷却ファンの寿命による可変速制御手段の停止や、交換費用や、電気料金の増大や、騒音の増大を防止することができる可変速ポンプ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる可変速ポンプ装置は、ポンプの回転数を任意回転数にする可変速制御手段を備えた可変速ポンプ装置において、上記可変速制御手段をポンプの揚水で冷却する冷却手段と、上記可変速制御手段の内部回路を外気と遮断するための遮断部材と、ポンプ停止中も常時微小の熱拡散をし、結露しにくい回路側に設けた外部端子とを具備するとともに、上記冷却手段は、ポンプ停止後は、速やかに冷却作用が停止するようにポンプの揚液の一部を通過させる構成であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係わる可変速ポンプ装置の遮断部材は樹脂等の絶縁材とすることにより上記可変制御手段の内部回路を外気と遮断するようにしていることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
請求項１において、可変速制御手段をポンプの揚水で冷却するようにしたので、従来冷却のために用いていたファンを使用する必要がない。このため、電気料金の削減や騒音の増大を防止することができる。さらに、冷却手段は揚水の一部を通過させる構成であるため、ポンプ停止後に速やかに冷却作用を停止させることができる。
【００１７】
請求項２において、遮断部材を樹脂等の絶縁材とすることにより可変制御手段の内部回路と外気との遮断を効率良く行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の一実施例に係わる可変速ポンプ装置について説明する。図１は可変速ポンプ装置の全体的なブロック図である。図１において、１は電源である。この電源１は端子ａ、動力回路２２、端子ｃを介してモ−タ３に供給される。このモ−タ３によりポンプ４が駆動される。
【００１９】
このポンプ４の入口には吸液管５が接続され、出口には給液管６が接続されている。
この給液管６には管内を流れる液体の圧力を検出する圧力検出手段７が設けられている。この圧力検出手段７で検出された圧力信号ｐは制御部１０に出力される。
【００２０】
この制御部１０は圧力検出手段７からの圧力信号ｐとを比較し、圧力が目標圧力に近づくよう、可変速制御手段１１内の制御回路２３に速度信号ｆを出力する。この制御回路２３の詳細な構成については図４を参照して後述する。
【００２１】
この制御回路２３は動力回路２２のトランジスタの導通を制御する制御信号を出力する。この動力回路２２の詳細な構成については図２を参照して後述する。
また、ポンプ４の出口側に設けられた給液管６には冷却手段２４が設けられている。この冷却手段２４は前述した動力回路２２を冷却するために設けられている。そして、ポンプ４からの揚液は冷却手段２４の手前でバイパス管４５に分流すると共に、冷却手段２４に流れ込む。冷却手段２４内を通る揚液の容積すなわち、冷却手段２４の内容積を小さくすることによって、冷却手段２４の熱容量を小さくすることにより、ポンプ運転中は、冷却手段に流れる揚液が常に入れ替わることにより十分な冷却を行うとともに、ポンプ停止中は、冷却手段２４を通る揚液の流れが停止し、短時間の間に揚液の温度が上昇し、ポンプ停止中は冷却効果を停止する。
【００２２】
冷却手段２４の内容積を小さくし、また冷却手段２４への配管を細くするために、冷却手段２４への配管は、図１に示すように、可変速ポンプ４から給液管６への配管から分岐した配管とする。
【００２３】
また、冷却手段２４と可変速ポンプ４、給液管６とを結ぶ配管を、細い樹脂パイプなど熱を通しにくいものにすることにより、ポンプ停止時の冷却作用の停止はさらに速やかとなる。
【００２４】
以上により、ポンプ停止中は冷却手段２４の冷却作用は速やかに停止する。
次に、図２を参照して動力回路２２の詳細な構成について説明する。図２において、ダイオ−ドＤ１，Ｄ２の直列接続体、ダイオ−ドＤ３，Ｄ４の直列接続体、ダイオ−ドＤ５，Ｄ６の直列接続体が互いに並列に接続されている。
【００２５】
そして、各直列接続体のダイオ−ドの間には、電源１から出力される交流正弦波電圧が入力されている。そして、ダイオ−ドＤ５，Ｄ６の直列接続体の両端には平滑コンデンサＣ１が接続されている。
【００２６】
さらに、コンデンサＣ１の両端にはトランジスタＱ１，Ｑ２の直列接続体、トランジスタＱ３，Ｑ４の直列接続体、トランジスタＱ５，Ｑ６の直列接続体が接続されている。
【００２７】
次に、図４を参照して制御回路２３の詳細な構成について説明する。制御部１０から出力される速度信号ｆは制御回路２３内のアンプ３１，Ａ／Ｄ変換器３２，入力ポ−ト３３を介してＣＰＵ（中央処理装置）３４に出力される。
【００２８】
このＣＰＵ３４にはメモリ３５が接続されている。また、ＣＰＵ３４には出力ポ−ト３６を介してドライブ回路３７が接続されている。
次に、図５を参照して可変速ポンプ装置の外観について説明する。まず、本可変速ポンプ装置の底部には冷却手段２４が載置されている。この冷却手段２４の入力部にはポンプ４からの配管４１が接続され、その出力部には給液管６が接続されている。つまり、ポンプ４からの揚液は冷却手段２４を通り、給液管６に排出される。
【００２９】
この冷却手段２４の上には動力回路２２，制御回路２３が載置されている。この動力回路２２及び制御回路２３は周囲温度より低い温度となっても回路の充電部が結露しないように外部と遮断されている。例えば、樹脂などの絶縁物Ａを充填することにより、密閉されており、樹脂などの絶縁物の外表面が結露することはあっても、内部の充電部は結露しないようになっている。
【００３０】
また、端子台などは、外部回路との接続のため、露出しないようになっている。
第１図において、電源１からの配線は端子ａに接続され、制御部１０からの速度信号線ｆは端子ｂに接続され、可変速モータ３への配線は端子ｃに接続される。これらの端子ａ，ｂ，ｃ、は第１図のように、常に微小の発熱をしている電源回路２５の付近、すなわち、周囲温度より温度の高い位置に配置されている。
【００３１】
また、電源回路２５の微小な発熱が、冷却手段２４によって冷却され、相殺されてしまわないように、電源回路２５と冷却手段２４とは、制御回路２３を介して、互いに離れた位置に配置されている。
【００３４】
次に、上記のように構成された本発明の一実施例の動作について説明する。まず、電源１からの３相交流電力は、６個のダイオ−ドＤで整流され、直流に変換され、コンデンサＣに蓄えられる。そして、６個のトランジスタＱ１〜Ｑ６をオン／オフ制御することにより、任意の周波数の交流電力に変換され、可変速モ−タ３に出力される。
【００３５】
この可変速モ−タ３は図３に示すように、実効値が正弦波となるようにスイッチングされる。なお、図３は説明のため、粗いパルスの波形となっているが、実際は、パルスの周波数は１０数ＫHzとし、可変速モ−タ３からの電磁音が可聴域以上となるようにし、静音化をはかっている。
【００３６】
また、制御部１０からの速度信号ｆは、増幅器３１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３２でアナログ信号からデジタル信号に変換され、入力ポート３３を経由して、ＣＰＵ３４に入力される。
【００３７】
ＣＰＵ３４より、速度信号ｆに応じた信号が、出力ポート３６を経由して、前述のトランジスタＴｒ１を駆動する、駆動回路３７へ出力される。すなわち、図４の駆動回路３７によって、図２の６個のトランジスタＴｒ１が所定の順序でＯＮ／ＯＦＦされ、その結果、図３に示す略正弦波の交流電圧が出力される。
【００３８】
そして、可変速モ−タ３が回転し、可変速ポンプ４が駆動される。可変速ポンプ４からの揚液の一部は、冷却手段２４に導かれる。冷却手段２４の内部は空洞となっている。冷却手段２４内を通過した後、揚液は揚液管６へと導かれる。
【００３９】
なお、上記実施例では充電露出部を、微小発熱部付近に配置したが、充電部でなくてもよい。結露が障害となるものなら何でも良い。
また、上記実施例では、微小発熱部として、電源回路２５で説明したが、発熱するものであれば電源回路以外でも良い。
【００４０】
さらに、上記実施例では、微小発熱部と冷却手段２４とを互いに遠ざけるために、両社の間に制御回路２３を配置したが、両社が熱的に離される方法であれば、他の方法でも良い。たとえば、同一面上で互いに離れているようにしても良い。
【００４１】
上記実施例では、可変速制御手段の内部回路の外気と遮断のために、樹脂などの絶縁物を充填していたが、外気と遮断できる方法であれば何でもよい。例えば、内部に空間のある密閉容器などでも良い。樹脂のかわりに任意の絶縁物を用いてもよい。
【００４２】
以上のように揚水の一部を使用した冷却手段２４により動力回路２２を冷却するようにしたので、冷却ファンを必要としないので、冷却ファンの寿命による突然の停止を防ぐことができる。また、冷却ファンの、２〜３年毎の定期的な交換も不要である。
【００４３】
また、冷却ファンを運転することによる電気料金の増大や、騒音の増大を防ぐことができる。
さらにまた、端子など外部へ露出する部分を微小発熱部付近の、周囲温度より温度の高い所へ配置したので、端子部の結露による動作不能や誤動作を防ぐことができる。
【００４４】
また、電源回路２５などの微小発熱部を、冷却部から熱的に分離したので、発熱が微小なときでも、冷却によって相殺されてしまうことが無く、十分な結露防止ができる。
【００４５】
充電部などを外部へ露出する必要性の無い、内部回路は、外部から遮蔽したので、冷却により周囲温度より低い温度になっていても、外気に触れないので結露を防ぐことができる。
【００４６】
また、冷却手段２４の熱容量を小さくしたので、ポンプ運転中は、揚液が常に入れ替わることにより十分な冷却が行え、ポンプ停止中は、短時間の間に冷却手段の温度が上がり、従って、ポンプ停止時は冷却作用が速やかに停止するのでより結露防止が容易となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、揚水の一部を使用した冷却手段により動力回路を冷却するようにしたので、冷却ファンを不要にすることにより、冷却ファンの寿命による可変速制御手段の停止や、交換費用や、電気料金の増大や、騒音の増大を防止することができる可変速ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる可変速ポンプ装置の構成を示す全体的なブロック図。
【図２】同実施例の動力回路の詳細な構成を示す回路図。
【図３】同実施例に係わり、動力回路２２から出力される正弦波の交流出力を示す波形図。
【図４】同実施例に係わり、制御回路２３の詳細な構成を示す回路図。
【図５】同装置全体の外観を示す斜視図。
【図６】従来の可変速ポンプ装置の構成を示す全体的なブロック図。
【符号の説明】
１…電源、３…モ−タ、４…ポンプ、５…吸液管、６…給液管、７…圧力検出手段、１１…可変制御手段、２２…動力回路、２３…制御回路、２４…冷却手段、４５…バイパス管、３１…アンプ、３２…Ａ／Ｄ変換器、３３…入力ポ−ト、３４…ＣＰＵ、３５…メモリ、３６…出力ポ−ト、３７…ドライブ回路、２５…電源回路。

Claims (2)

1. ポンプの回転数を任意回転数にする可変速制御手段を備えた可変速ポンプ装置において、
   上記可変速制御手段をポンプの揚水で冷却する冷却手段と、
   上記可変速制御手段の内部回路を外気と遮断するための遮断部材と、
   ポンプ停止中も常時微小の熱拡散をし、結露しにくい回路側に設けた外部端子とを具備するとともに、上記冷却手段は、ポンプ停止後は、速やかに冷却作用が停止するようにポンプの揚液の一部を通過させる構成であることを特徴とする可変速ポンプ装置。
2. 上記遮断部材は樹脂等の絶縁材とすることにより上記可変制御手段の内部回路を外気と遮断するようにしていることを特徴とする請求項１記載の可変速ポンプ装置。

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