(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施の形態に係るポンプ装置1を、
図1乃至
図6を用いて説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係るポンプ装置1の構成を示す正面図、
図2はポンプ装置1の構成を示す上面図、
図3はポンプ装置1の構成を示す側面図、
図4はポンプ装置1に用いられる制御盤10の構成を一部分解して示す斜視図、
図5は制御盤10に用いられるファン装置25の構成を下方から示す斜視図、
図6は制御盤10に用いられるインバータ23の構成を示す平面図である。なお、
図1中、Fは空気の流れを示す。
【0014】
図1乃至
図3に示すように、ポンプ装置1は、ベース4と、ベース4の上部を覆うカバー5と、複数のポンプ6と、ポンプ6に接続さるモータ7と、ポンプ6に接続された吐出管8と、吐出管8に接続されたアキュムレータ9と、制御盤10と、を備えている。なお、説明の便宜上、
図1及び
図3において、カバー5を二点鎖線で示すとともに、
図2においては、カバー5を省略してポンプ装置1を示す。
【0015】
ベース4は、方形状、さらに言えば長方形の板状に形成され、その上部に、カバー5、ポンプ6、アキュムレータ9及び制御盤10を固定可能に形成されている。ベース4は、例えば、方形枠状に形成された基部に、平板状の板材が固定されることで形成される。
【0016】
カバー5は、ベース4の上部に設けられ、ポンプ6、モータ7、吐出管8、アキュムレータ9及び制御盤10を覆うことが可能に形成されている。カバー5は、ベース4と対向する面が開口する箱状に形成される。具体的には、カバー5は、ベース4の枠部と略同一形状の四角筒状に形成された側壁11と、側壁11の上端部を閉塞する天壁12と、を備えている。
【0017】
カバー5は、側壁11の一面が開閉可能に形成されている。カバー5は、
図1に示すように、側壁11の上端に、例えば長方形状の開口部13が形成されている。具体的には、側壁11は、対向する一対が、他の対向する一対よりも長く形成されている。短く形成された一対の側壁11の一方は、開閉可能に、例えば、ヒンジ部等を介して他の側壁11に固定されている。また、側壁11は、当該長く形成された一対の側壁11の上端、及び、開閉可能な側壁11と対向する側壁11の上端に開口部13が形成されている。天壁12は、例えば、その外面が側壁11の外面よりも突出して形成される。換言すると、天壁12は、主面の形状がベース4と略同一形状であって、且つ、ベース4よりも若干大に形成されている。
【0018】
ポンプ6は、例えば、その軸心が横方向に配置される所謂横置きポンプである。一対のポンプ6は、ベース4上に並列に配置されるとともに、その吐出口6aが吐出管8に接続される。
【0019】
モータ7は、ポンプ6に固定されるとともに、制御盤10に接続される。
【0020】
吐出管8は、一対のポンプ6の吐出口6aにそれぞれ接続され、ポンプ6の吐出口6aからの流路を合流部8aで合流させる合流管である。吐出管8は、合流部8aの一次側のそれぞれに設けられた逆止弁8bを備える。
【0021】
アキュムレータ9は、所定の圧力を蓄圧可能に形成され、ポンプ6の二次側に設けられる。アキュムレータ9は、例えば、ポンプ6の二次側である吐出管8の合流部8aに接続される。
【0022】
制御盤10は、筐体21と、筐体21内に設けられた制御基板22と、筐体21内に設けられた複数の電気部品と、筐体21内に設けられ、その一部が外部に露出するインバータ23と、インバータ23を筐体21に固定する取付部材24と、筐体21の外部に設けられたファン装置25と、を備えている。
【0023】
筐体21は、前面及び背面が開口する方体状の箱体31と、箱体31の前面を覆う前面板32と、箱体31の背面に固定された箱体31の背面を覆う背面板33と、を備えている。前面板32は、その上端縁又は下端縁の一方、本実施形態においては下端縁に、箱体31に接続されるヒンジ部34を有し、当該ヒンジ部34を支点に回動可能に形成されている。
【0024】
前面板32は、ヒンジ部34を支点に回動することで、箱体31の前面の開口を開閉する。
【0025】
背面板33は、インバータ23を取り付け可能に形成されている。背面板33は、箱体31に溶接や締結部材等により固定されている。背面板33は、取付部材24を固定する第1固定部36と、ファン装置25を取り付ける第2固定部37と、を備えている。第1固定部36は、インバータ23を挿入可能、且つ、取付部材24を係合又はボルト等による締結によってインバータ23を固定可能な開口部である。
図4及び
図6に示すように、第1固定部36は、その中間部から下端部にインバータ23が配置されるとともに、インバータ23が取り付けられたときに、その上端部に筐体21内と連通する開口部36aが形成される。第2固定部37は、締結部材53が締結可能なねじ穴である。
【0026】
制御基板22は、前面板32に配置される。制御基板22は、例えば、モータ7及びポンプ6の運転制御等のソフトウェアを記憶可能なメモリと、ポンプ6の流量情報や吐出圧力情報を入力可能な入力部と、メモリ及び入力部等の情報からポンプ6の運転を制御する制御部と、を備えている。
【0027】
複数の電気部品は、例えば、漏電ブレーカー、ノイズフィルタ、直流リアクトル、及び、冷却ファン等であり、例えば、背面板33の内面側に固定される。
【0028】
インバータ23は、モータ7に信号線を介して接続される。本実施の形態においては、インバータ23は、2つ設けられ、一対のモータ7にそれぞれ接続される構成を用いて説明する。また、インバータ23は、制御基板22の制御部からの運転指令に基づいてモータ7を駆動することで、ポンプ6を低速運転及び可変速制御運転が可能に形成されている。
【0029】
インバータ23は、モータ7の回転速度を可変可能に形成されている。インバータ23は、温度、例えば発熱部41の温度を検出可能に形成されている。インバータ23は、温度サーマル及び電子サーマルを有する。インバータ23は、これら温度サーマル及び電子サーマルの故障を防止するために、検出した温度に基づいて、ポンプ6を低出力により駆動する機能、及び、ポンプ6の駆動を停止する機能、並びに、当該停止状態を、例えば前面板32等に設けられた表示部に表示する機能を有している。
【0030】
インバータ23は、その一方側の端部に配置されたヒートシンク41aが外表面に形成された発熱部(発熱体)41と、発熱部41に設けられた冷却ファン42と、を備えている。
【0031】
インバータ23は、箱状に形成され、一部が、具体的には発熱部41及び冷却ファン42が背面板33から外部に突出して配置され、他部が背面板33の内部に配置される。インバータ23は、取付部材24を介して背面板33に固定される。
【0032】
例えば、発熱部41は、ヒートシンク41aの面方向が重力方向に沿って延設される。また、発熱部41は、その外面と取付部材24の内面との間に所定の隙間が形成される。
【0033】
冷却ファン42は、発熱部41の下部に固定される。冷却ファン42は、例えば、その送風方向が背面板33の面方向に直交する方向に配置される。冷却ファン42は、制御基板22に接続され、インバータ23の温度や筐体21内の温度に基づいてその駆動及び停止の制御がなされる。インバータ23は、第1固定部36の一部に設けられる。具体的には、インバータ23は、冷却ファンが第1固定部36の下方に配置され、発熱部41が第1固定部36の中間部に配置される。
【0034】
取付部材24は、例えば、インバータ23の発熱部41及び冷却ファン42を固定可能、且つ、背面板33に固定可能に形成されている。取付部材24は、冷却ファン42の送風方向に開口部24aを備えている。
【0035】
ファン装置25は、送風装置であり、その一次側の空気を二次側に送風可能に形成されている。ファン装置25は、背面板33に設けられ、重力方向に対して傾斜する方向であって、且つ、天壁12に向かって送風可能に形成されている。換言すると、ファン装置25は、天壁12の面方向に対して所定の角度の方向で、天壁12に向かって送風可能に形成されている。ファン装置25は、例えば、その送風方向が、天壁12の面方向に対して40°乃至50°の角度、例えば45°に設定されている。
【0036】
ファン装置25は、外郭部材51と、ファン52と、外郭部材51を背面板33に固定する締結部材53と、を備えている。外郭部材51は、一端が開口するとともに、その一面が当該一面の対向面に対して傾斜する箱状に形成されている。より具体的には、外郭部材51は、取付面55と、取付面55と対向して形成された傾斜面56と、取付面55及び傾斜面56間に設けられた側面57と、を備えている。また、外郭部材51は、取付面55及び傾斜面56の間の幅が狭い側の端部に天井面58を備え、取付面55及び傾斜面56の間の幅が広い側が開口して形成される。
【0037】
取付面55は、その一部に締結部材53を挿入可能な挿入孔55aを備えている。取付面55は、背面板33と当接可能に形成されている。また、取付面55は、その下端部が第1固定部36の開口部36aの上端に配置されるか、又は、開口部36aと対向する位置が開口して形成される。
【0038】
傾斜面56は、ファン52を固定可能に形成されている。傾斜面56は、その一部に開口部56aが形成されている。傾斜面56は、外郭部材51が背面板33に固定されたときに、傾斜面56の面方向がファン装置25の送風方向と直交する方向に延設されるように、背面板33及び取付面55に対して所定の角度で形成されている。例えば、背面板33が、ベース4に対向するように重力方向に対して5°傾斜して配置されるときは、例えば、傾斜面56は取付面55に対して50°の傾斜角度で傾斜する。
【0039】
ファン52は、傾斜面56に固定されることで、天壁12に対して所定の角度、例えば45°を有する方向に、天壁12に向かって送風可能に形成されている。ファン52は、第1固定部36の開口部36a、及び、発熱部41の上部を覆うように配置される。
【0040】
締結部材53は、例えばビスである。締結部材53は、取付面55の挿入孔55aに挿入されるとともに、背面板33の第2固定部37に螺合されることにより、外郭部材51を背面板33に固定可能に形成されている。
【0041】
このようなポンプ装置1は、
図1乃至
図3に示すように、ベース4の長手方向の一端側であって、且つ、開閉可能なカバー5の側壁11に対向する位置に、カバー5と前面板32が対向するように、制御盤10が配置される。また、ポンプ装置1は、制御盤10の背面側に、その軸心が制御盤10の背面板33の面方向に沿ってポンプ6及びモータ7が所定の間隔で並列に配置される。また、ポンプ装置1は、ポンプ6間に吐出管8が配置されるとともに、ポンプ6及びモータ7間にアキュムレータ9が配置される。これにより、ポンプ装置1は、長手方向の一端側に制御盤10が、他端側に一のポンプ6及びモータ7がベース4上に配置される。
【0042】
このように構成されたポンプ装置1によれば、制御盤10は、インバータ23の発熱部41を冷却ファン42によって冷却可能となる。また、制御盤10は、
図1に示す矢印Fのように、発熱部41の冷却によって加熱された空気の一部又は全部、及び、筐体21内の空気がファン装置25によって、所定の角度で天壁12に向かって送風される。これにより、筐体21内の空気及び発熱部41の冷却によって加熱された空気は、カバー5内を循環することとなる。また、その一部がカバー5の開口部13から外部に移動する。
【0043】
カバー5内を循環する空気は、ポンプ6を通過するときに、ポンプ6及び吐出管8と接触することで、ポンプ6で供給する流体と熱交換がなされる。例えば、ポンプ装置1を冷水の供給に用いる場合には、空気が効率よく熱交換される。ポンプ装置1を給湯用に用いる、即ち温水の供給に用いる場合であっても、温水が発熱部41や筐体21内の電子部品よりも温度が低い場合には、空気が熱交換される。このような熱交換がなされた空気の一部が、再び発熱部41を通過することで、効率よく発熱部41の冷却が可能となる。
【0044】
また、加熱された空気は、開口部13から外部に移動することで、その内部の熱が逃がされ、カバー5内の温度が低下する。特に、カバー5の開口部13は、上方に設けられることで、加熱された空気が上方に溜まるって、当該溜まった空気が開口部13から排出される。また、ファン装置25により天壁12に向かって送られた空気は、一部がカバー5内を対流し、他部は天壁12に沿って側壁11に向かって移動することから、天壁12から開口部13間での空気の流れを生じさせることが可能となる。このため、ポンプ装置1は、加熱した空気を効率よく排出することが可能となる。
【0045】
このように構成されたポンプ装置1によれば、インバータ23の発熱部41及び冷却ファン42の上方、並びに、筐体21の内部と連通する開口部36aを覆うようにファン装置25を制御盤10に設ける構成とすることで、発熱部41を通過する空気の流れ、及び、筐体21内から外部への空気の流れを形成することが可能となる。これにより、制御盤10の内部及びインバータ23の発熱部41の放熱性を向上することが可能となる。また、第1固定部36の開口部36aを介して筐体21内の放熱も可能となり、筐体21の大型化を防止することが可能となる。
【0046】
また、ポンプ装置1によれば、ベース4上に配置したポンプ6、モータ7、吐出管8、アキュムレータ9及び制御盤10をカバー5で覆う構成としても、ファン装置25をカバー5の天壁12に対して所定の角度で送風することで、カバー5内に空気の流れを発生させることが可能となる。天壁12に対して制御盤10から所定の角度で送風することで、カバー5内で空気が循環することが可能となり、加熱された空気が一部に留まることを防止可能となるとともに、ポンプ6及び吐出管8を通過することで、ポンプ6及び吐出管8を流れる流体と熱交換を行うことが可能となる。
【0047】
また、天壁12に向かって送風することで、その一部が天壁12に沿って移動することで、カバー5の開口部13から加熱された空気を排出することが可能となる。このため、ポンプ装置1は、カバー5で制御盤10やモータ7等の発熱する構成部材を覆う構成としても、効率よく放熱することが可能となる。
【0048】
これらのように、ポンプ装置1は、制御盤10の放熱性及びカバー5内の放熱性を向上させることが可能となり、カバー5内の空間容積を増大させる必要がなく、ポンプ装置1の小型化を維持したまま、高い放熱性を有することが可能となる。なお、天壁12を側壁11の外周面から突出する構成、換言すると天壁12をベース4よりも大きい構成とすることで、天壁12により開口部13を覆うことが可能となり、側壁11の開口部13からカバー5内に、雨や塵埃が侵入することも防止可能となる。
【0049】
さらに、ポンプ装置1は、放熱性が向上することから、インバータ23等の電子部品の寿命を向上させることが可能となる。また、放熱性が向上することから、インバータ23の温度が所定の温度以上に昇温することが防止可能となり、インバータ23が低出力でポンプ6の運転すること、及び、ポンプ6の駆動を停止することが防止可能となる。これにより、断水等を防止し、信頼性の高いポンプ装置1とすることが可能となる。
【0050】
上述したように、本発明の一実施の形態に係るポンプ装置1によれば、制御盤10の外部にファン装置25を設けるとともに、各構成品を覆うカバー5の天壁12に向かって所定の角度で送風する構成とすることで、ポンプ装置1及び筐体21を大型とすることなく、高い放熱性を有することが可能となる。
【0051】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、ファン装置25は、インバータ23及び開口部36aをそれぞれ覆うように、インバータ23及び開口部36aと同数設ける構成を説明したがこれに限定されず、例えば、複数のインバータ23及び開口部36aをすべて覆う1つのファン装置25であってもよい。また、ファン装置25は、一次側の空気を二次側に送風可能な構成であればよく、例えば、ルーバーファン等であってもよい。
【0052】
また、上述した例では、ポンプ6及びモータ7を2台備える構成を説明したがこれに限定されず、1台のみ有する構成であってもよく、また、2台以上有する構成であってもよい。例えば、ポンプ6及びモータ7を1台のみ設ける構成の場合には、ベース4は、正方形状であってもよい。このような場合には、制御盤10は、ベース4のいずれか一辺側に配置され、ポンプ6及びモータ7が制御盤10の背面側に配置されることで、上述した実施形態と同様の効果を有する。
【0053】
さらに、上述した例では、インバータ23を取付部材24により筐体21に取り付ける構成を説明したが、これに限定されず、発熱体が背面板33から外部に露出する構成であれば、ボルト等の締結部材によって締結する構成であってもよい。また、ファン装置25による空気の流路上にインバータ23の発熱部41を配置する構成を説明したが、インバータ23以外の構成であっても発熱する電機部品等の発熱部をファン装置25による空気の流路上に配置する構成であっても適用可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 内部と連通する開口部を背面に有する筐体と、
前記開口部に配置される発熱体と、
前記開口部及び前記発熱体の上方に設けられ、前記筐体側から離間する方向に一次側の空気を二次側に送風する送風装置と、
を備えることを特徴とする制御盤。
[2] 前記送風装置は、前記筐体の背面に固定される外郭部材と、
前記外郭部材に設けられたファンと、
を備えることを特徴とする[1]に記載の制御盤。
[3] 前記ファンは、重力方向に対して傾斜する上方向に送風可能に形成されていることを特徴とする[2]に記載の制御盤。
[4] 前記発熱体は、前記開口の一部に配置されることを特徴とする[1]に記載の制御盤。
[5] 前記筐体の背面にネジ孔が設けられ、
前記外郭部材には、前記ネジ孔と対向する孔が設けられ、
前記ネジ孔に螺合され、前記外郭部材を固定する締結部材をさらに備えることを特徴とする[2]に記載の制御盤。
[6] 方形状のベースと、
前記ベース上に配置されたポンプと、
内部と連通する開口部を背面に有する筐体、前記開口部に配置される発熱体、並びに、前記開口部及び前記発熱体の上方に設けられ、前記筐体側から離間する方向に一次側の空気を二次側に送風する送風装置、を具備する制御盤と、
を備えることを特徴とするポンプ装置。
[7] 前記送風装置は、前記筐体の背面に固定される外郭部材と、
前記外郭部材に設けられたファンと、
を備えることを特徴とする[6]に記載のポンプ装置。
[8] 前記ベースに設けられ、前記ポンプ及び前記制御盤を覆うカバーを備え、
前記ファンは、前記天壁の面方向に対して所定の角度で前記カバーの天壁に向かって送風可能に形成されていることを特徴とする[7]に記載のポンプ装置。
[9] 前記カバーは、箱状に形成され、その側壁の上端部に開口部を有することを特徴とする[8]に記載のポンプ装置。
[10] 前記制御盤は、前記ベースの一辺側に配置されることを特徴とする[8]に記載のポンプ装置。
[11] 前記発熱体は、前記開口の一部に配置されることを特徴とする[6]に記載のポンプ装置。
[12] 前記筐体の背面にネジ孔が設けられ、
前記外郭部材には、前記ネジ孔と対向する孔が設けられ、
前記ネジ孔に螺合され、前記外郭部材を固定する締結部材をさらに備えることを特徴とする[7]に記載のポンプ装置。