特開 2024-137216 ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137216

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/10 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

F04B49/10 311

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048656

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】玉川 充

(72)【発明者】

【氏名】濱田 憲

(72)【発明者】

【氏名】疋田 開士

【テーマコード（参考）】

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H145AA06

3H145AA23

3H145AA42

3H145BA41

3H145CA19

3H145CA24

3H145CA25

3H145CA28

3H145DA03

3H145EA34

(57)【要約】

【課題】製造コストの増加を抑制しつつ、汎用的なモータの駆動により結露防止できるポンプ装置を提供すること。
【解決手段】ポンプ装置は、ポンプと、モータファンを有し、前記ポンプを駆動させるモータと、前記モータに設けられ、前記モータを可変速制御する制御部と、環境の情報を検出する検出装置と、を備え、前記制御部は、前記検出装置で検出した前記環境の情報から、結露を検出又は推定し、前記結露を検出又は推定したときに、結露防止運転により前記モータを駆動する。また、必要に応じて、前記モータ及び前記制御部を覆うカバーを備えることもできる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプと、
モータファンを有し、前記ポンプを駆動させるモータと、
前記モータに設けられ、前記モータを可変速制御する制御部と、
環境の情報を検出する検出装置と、を備え、
前記制御部は、前記検出装置で検出した前記環境の情報から、結露を検出又は推定し、前記結露を検出又は推定したときに、結露防止運転により前記モータを駆動する、ポンプ装置。

【請求項2】

前記モータ及び前記制御部を覆うカバーをさらに備える、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項3】

前記検出装置は、前記結露を直接検出する漏水検出装置である、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項4】

前記検出装置は湿度検出装置であり、
前記制御部は、前記モータの停止中に前記検出装置で検出した湿度が予め設定した湿度値である第一閾値よりも高い場合に、前記結露を推定する、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項5】

前記検出装置は、前記モータの内部、又は、前記制御部の内部に設けられた温度検出装置であり、
前記制御部は、前記モータの停止中に、前記検出装置で第一設定時間毎に温度を検出し、前記検出装置で検出した前記温度と前記モータ停止中の最大温度との温度差が予め設定した温度差である第二閾値よりも低い場合に、前記結露を推定する、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項6】

前記検出装置は、外部機器と通信し、前記環境の情報としての前記外部機器から気象情報を取得する、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項7】

駆動した前記モータの停止後に、前記モータの駆動時間に応じた時間、又は、予め設定した第二設定時間の間、前記結露防止運転を行わない、請求項１に記載のポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可変速制御を行うモータで駆動するポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ポンプ装置において、モータ等の電気部品に結露が生じると、故障の要因となる。このため、ポンプ装置の結露を防止できる技術が求められている。例えば、雰囲気温度とモータ温度との差により、モータコイルへ起動電圧未満の電圧を印加・非印加にて制御することで、モータの結露防止を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、三相駆動可変速制御によりモータを駆動するポンプ装置において、停止時に三相可変速制御を単相運転して、その単相出力を交流モータに印加することで、結露防止する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

【0004】

また、モータをポッティングすることで、モータの内部に結露防止を行う技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

【0005】

また、モータを設置する時に、最下部となる部分に孔を開けて、発生した結露水を溜まらない様にモータ外に排出する技術も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭63-162984号公報

【特許文献2】特開平3-230781号公報

【特許文献3】特開2007-236098号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

可変速制御によりモータを駆動ポンプ装置において、結露防止運転について、本来は設置環境ごとに最適な動作方法は異なる。しかしながら、設置環境毎に、結露防止を最適化すると、部品点数の増加や制御プラグラム等を要することになり、製造コストが増加する。そこで、製造コストの増加を抑制しつつ、を実現させることが求められる。

【0008】

そこで、本発明は、製造コストの増加を抑制しつつ、汎用的なモータの駆動により結露防止できるポンプ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】

【0009】

本発明の一態様によれば、ポンプ装置は、ポンプと、ファンを有し、前記ポンプを駆動させるモータと、前記モータに設けられ、前記モータを可変速制御する制御部と、環境の情報を検出する検出装置と、を備え、前記制御部は、前記検出装置で検出した前記環境の情報から、結露を検出又は推定し、前記結露を検出又は推定したときに、結露防止運転により前記モータを駆動する。また、必要に応じて、前記モータ及び前記制御部を覆うカバーを備えることもできる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、製造コストの増加を抑制しつつ、汎用的なモータの駆動により結露防止できるポンプ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るポンプ装置の構成の一例を示すブロック図。

【図2】同ポンプ装置の構成を一部断面で示す側面図。

【図3】同ポンプ装置のモータ及び制御部の構成を上方から示す斜視図。

【図4】同モータ及び制御部の構成を、モータのファンカバーを省略して上方から示す斜視図。

【図5】同モータ及び制御部の構成を下方から示す斜視図。

【図6】同ポンプ装置の結露検出の一例を示す流れ図。

【図7】同ポンプ装置の結露検出の他の例を示す流れ図。

【図8】同ポンプ装置の結露検出の他の例を示す流れ図。

【図9】同ポンプ装置の結露防止運転の一例を示す流れ図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態に係るポンプ装置１の例を、図１乃至図９を用いて説明する。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１の構成の一例を示すブロック図、図２は、ポンプ装置１の構成を示すとともに、カバー２４を断面で示す側面図である。図３は、ポンプ装置１のモータ２１及び制御部２３の構成を上方から示す斜視図であり、図４は、モータ２１及び制御部２３の構成を、モータ２１のファンカバー３６を省略して上方から示す斜視図である。図５は、モータ２１及び制御部２３の構成を下方から示す斜視図である。図６は、ポンプ装置１の結露検出の一例を示す流れ図であり、図７は、ポンプ装置１の結露検出の他の例を示す流れ図、図８は、ポンプ装置１の結露検出の他の例を示す流れ図である。図９は、ポンプ装置１の結露防止運転の一例を示す流れ図である。

【0014】

ポンプ装置１は、水を圧送し、貯水槽等や建造物等の供給先に給水する。ポンプ装置１は、陸上に設置される陸上用であり、例えば、屋外に設置される。

【0015】

図１及び図２に示すように、ポンプ装置１は、モータ２１と、ポンプ２２と、モータ２１を可変速駆動制御する制御部２３と、少なくとも、モータ２１及び制御部２３の側方及び上方を覆うカバー２４と、を備える。また、図１に示すように、ポンプ装置１は、カバー２４内の結露を検出又は推定するためのカバー２４内の構成部品内に結露が生じるか否かの判定を行うための環境の情報を取得する検出装置としての第一センサ２５と、モータ２１及びポンプ２２を制御するために必要な情報を取得する第二センサ２６と、を備える。例えば、環境の情報とは、ポンプ装置１を設置した設置場所における湿度、温度等であってもよく、ポンプ装置１のカバー２４内の温度、湿度等であってもよく、モータ２１及び／又は制御部２３の内部又は外面の湿度、温度等であってもよく、また、カバー２４内の構成部品内のいずれかに生じた結露であってもよい。

【0016】

ポンプ装置１は、回転電機であるモータ２１により、回転機械であるポンプ２２を駆動する回転機械装置である。ポンプ装置１は、モータ２１にポンプ２２が連結され、制御部２３を構成する複数の構成部品がモータ２１の異なる複数箇所に固定される。また、ポンプ装置１は、モータ２１及びポンプ２２が、ボルト等の締結部材９９により固定されるとともに、制御部２３の構成部品がモータ２１に、ビスやボルト等の締結部材９９により固定される。

【0017】

モータ２１は、回転電機である。モータ２１は、例えば、三相永久磁石搭載同期電動機、又は、三相誘導電動機である。

【0018】

モータ２１は、制御部２３によって駆動制御される。図４乃至図１４に示すように、モータ２１は、モータ軸３１と、外周面に放熱部材としてのモータ放熱フィン３２ａを複数有するモータケーシング３２と、モータケーシング３２内に固定される固定子と、モータ軸３１が固定される回転子と、を備える。また、モータ２１は、軸方向の一端部に設けられるモータファンである外扇ファン３５と、モータケーシング３２に固定され、外扇ファン３５を覆うファンカバー３６と、を有する。モータ２１は、内部配線である電力線を介して制御部２３に接続される。また、例えば、モータ２１は、モータケーシング３２のポンプ２２が接続される側とはモータ軸３１の軸方向で反対側に、制御部２３の構成要素の一部が配置される部品カバー５３で覆われた実装空間を有する。

【0019】

モータ軸３１は、モータケーシング３２の軸方向で両端から突出する駆動軸である。モータ軸３１の両端には、直接又は間接的に、モータ軸３１の回転に伴って回転する回転体が接続される。本実施形態において、モータ軸３１の一端は、ポンプ２２のインペラ２２ｂに接続され、モータ軸３１の他端は、外扇ファン３５に接続される。

【0020】

モータケーシング３２は、金属材料で形成されたモータフレームである。モータケーシング３２は、例えば、円筒状に形成されるとともに、外周面の一部に、軸方向に延びるモータ放熱フィン３２ａが複数形成される。モータケーシング３２は、外周面の周方向の一部に、モータ放熱フィン３２ａが設けられず、制御部２３の構成の一部が固定される取付面を有する。

【0021】

図３乃至図５に示すように、例えば、モータケーシング３２は、有底円筒状に形成された第一フレーム３２Ａと、第一フレーム３２Ａの開口を閉塞する第二フレーム３２Ｂと、を備える。

【0022】

第一フレーム３２Ａは、ポンプ２２側が開口し、そして、外扇ファン３５側が閉塞する。第一フレーム３２Ａは、複数のモータ放熱フィン３２ａ及び外周面に取付面３２ｂが形成される。また、第一フレーム３２Ａには、端面に形成された、モータ軸３１の他端を挿通する第一開口、第一フレーム３２Ａを第二フレーム３２Ｂに固定するボルト等の締結部材９９が挿通する複数の第一挿通孔部３２ｄが形成される。

【0023】

第二フレーム３２Ｂは、第一フレーム３２Ａのポンプ２２側の開口を閉塞する。第二フレーム３２Ｂには、中央にモータ軸３１の一端が挿通する第二開口及び第一フレーム３２Ａを固定するボルト等の締結部材９９が挿通する複数の第二挿通孔部３２ｊが形成される。

【0024】

モータ放熱フィン３２ａは、モータケーシング３２の外周面から径方向外方に立設されるとともにそれぞれモータ軸３１の軸方向に延びる板状又は柱状の部材である。複数のモータ放熱フィン３２ａは、取付面を除き、モータケーシング３２の外周面において周方向に所定のピッチで配置される。

【0025】

第一挿通孔部３２ｄは、第一フレーム３２Ａのポンプ２２側の端部の外周面の一部に設けられた突起部であり、モータ２１の軸方向に延びる、締結部材９９が挿通する孔が形成される。第一挿通孔部３２ｄは、例えば、制御部２３が取り付けられる領域を避けて、第一フレーム３２Ａのポンプ２２側の端部の外周面に、周方向に所定の間隔を空けて複数箇所、本実施形態においては３箇所に設けられる。

【0026】

第二挿通孔部３２ｊは、第二フレーム３２Ｂの外周面の一部に設けられた突起部であり、モータ２１の軸方向に延び、締結部材９９が挿入される孔が形成される。第二挿通孔部３２ｊは、例えば、第二フレーム３２Ｂの外周面であって、複数の第一挿通孔部３２ｄと対向する位置に、周方向に所定の間隔を空けて複数箇所、本実施形態においては３箇所に設けられる。

【0027】

外扇ファン３５は、モータ軸３１に固定される。外扇ファン３５は、軸方向でモータケーシング３２のポンプ２２が接続される側とは反対側のモータ軸３１に固定される。外扇ファン３５は、モータ軸３１の回転に伴って回転することで、軸方向から吸い込んだ空気を径方向でファンカバー３６に送風する。

【0028】

図３に示すように、ファンカバー３６は、例えば、軸方向でモータケーシング３２のポンプ２２が接続される側とは反対側に固定される。ファンカバー３６は、例えば、外扇ファン３５と対向する部位に設けられた、複数の通風孔３６ｃが形成された天板部３６ａと、天板部３６ａから外扇ファン３５側へと延びるスカート部３６ｂと、を備える。なお、ファンカバー３６は、制御部２３の一部が配置される部位、より具体的には、モータケーシング３２の取付面３２ｂと隣接する天板部３６ａ及びスカート部３６ｂの一部が切欠していてもよい。

【0029】

ファンカバー３６は、例えば、ボルト等の締結部材９９により、モータケーシング３２の端部に固定される。スカート部３６ｂは、天板部３６ａ側からモータケーシング３２側に向かって漸次内径が増加し、そして、モータケーシング３２側の端部において、モータ２１の軸方向に延びるとともに、モータケーシング３２の外径及び部品カバー５３の外径よりも大きく形成される。換言すると、スカート部３６ｂの一部は、テーパ状に形成される。スカート部３６ｂは、外扇ファン３５により径方向に送風された風を、テーパ状の内面によってモータ２１の軸方向の流れに変換することで、モータケーシング３２の端部に設けられた部品カバー５３の間の隙間から、軸方向でポンプ２２側に送風する。これにより、外扇ファン３５で送風された空気は、モータケーシング３２の外周面、具体例として、複数のモータ放熱フィン３２ａの間に案内される。

【0030】

実装空間は、第一フレーム３２Ａの閉塞する端面と外扇ファン３５との間に、第一フレーム３２Ａ及び部品カバー５３により形成される空間であり、制御部２３の構成要素の一部を配置する。本実施形態においては、実装空間には、コンデンサ実装用基板及びリアクトルが配置される。

【0031】

ポンプ２２は、モータ２１に接続される。ポンプ２２は、ポンプケーシング２２ａと、ポンプケーシング２２ａ内に設けられる単数又は複数のインペラ２２ｂと、ポンプケーシング２２ａを閉塞するケーシングカバー２２ｃと、を備える単段または複数段のポンプである。

【0032】

ポンプケーシング２２ａは、インペラ２２ｂを収容するポンプ室を形成する。ポンプケーシング２２ａは、ポンプ室に接続される吸込口２２ｄ及び吐出口２２ｅと、を備える。ポンプケーシング２２ａは、例えば、吸込口２２ｄ及び吐出口２２ｅに、配管に設けられたフランジ２７を固定可能に形成される。

【0033】

インペラ２２ｂは、モータ２１のモータ軸３１に直接的に接続されるか、又はモータ軸３１に継手等を介して接続された回転軸に接続される。例えば、本実施形態においては、インペラ２２ｂは、モータ軸３１に直接固定される。このようなポンプ２２は、モータ軸３１の回転に伴ってインペラ２２ｂが回転することで、流体を増圧して二次側に圧送する。

【0034】

ケーシングカバー２２ｃは、ポンプケーシング２２ａに固定され、ポンプケーシング２２ａに形成されるポンプ室の開口を閉塞する。また、ケーシングカバー２２ｃは、モータ２１に固定されることで、モータ２１をポンプケーシング２２ａに固定する。

【0035】

制御部２３は、モータ２１を可変速制御する。図４に示すように、制御部２３は、筐体５１と、モータ２１の可変速制御を行うための複数の電装品（電気部品）と、部品カバー５３と、を備える。制御部２３は、モータ２１の異なる複数箇所、本実施形態においては、２箇所に、モータ２１の可変速制御を行うための複数の電装品を分けた第一構成部品及び第二構成部品を配置することで構成される。具体例として、制御部２３は、モータ２１の側面外周部に第一構成部品が収容された筐体５１が固定され、モータ２１と一体化されるとともに、実装空間（部品カバー５３内）に第二構成部品が収容される。なお、モータ２１は実装空間（部品カバー５３）を有さずに、筐体５１内にのみ、複数の電装品を収容する構成であってもよい。

【0036】

筐体５１は、電装箱を構成する。筐体５１は、図２乃至図５に示すように、第一ケース６１と、第二ケース６２と、を備える。

【0037】

第一ケース６１は、ビスやボルト等の締結部材９９によりモータケーシング３２に固定される。第一ケース６１は、所定の深さを有する矩形の皿状又は椀状に形成された第一胴部７１と、第一胴部７１の開口する開口端の外周縁に形成された第一フランジ７２と、を備える。第一胴部７１は、例えば、パッキンを介して、モータケーシング３２に固定される。第一フランジ７２は、例えば、矩形環状に形成される。第一フランジ７２は、締結部材９９により、第二ケース６２に固定される。

【0038】

第二ケース６２は、例えば、熱伝導率の高い金属材料、例えば、アルミニウム等により形成される。第二ケース６２は、所定の深さを有する矩形の皿状又は椀状に形成された第二胴部８１と、第二胴部８１の開口する開口端の外周縁に形成された第二フランジ８２と、を備える。

【0039】

第二胴部８１は、外面に形成された複数の放熱フィン８１ａと、内面に形成され、第一構成部品の一部と当接する当接部と、を有する。

【0040】

放熱フィン８１ａは、モータ２１の軸方向、及び、軸方向に直交する方向のそれぞれに傾斜する、一方向に延びる突起である。複数の放熱フィン８１ａは、所定の間隔を空けて、並んで配置される。放熱フィン８１ａは、筐体５１内の第一構成部品の放熱部として構成される。当接部は、第二胴部８１の内面から突出する平板状の突起であり、ボルトやビス等の締結部材によって、当接する電装品を固定可能に形成される。

【0041】

第二フランジ８２は、例えば、第一ケース６１の第一フランジ７２と同形状に形成される。第二フランジ８２は、パッキンを介して、第一フランジ７２に、締結部材９９により固定される。

【0042】

このような制御部２３は、例えば、図１に示すように、通信部９１、入力部９２、インターフェース９３、表示部９４、設定部９５、インバータユニット９６、メモリ９７及びプロセッサ９８を備える。制御部２３は、通信部９１によって外部機器２００と無線通信を行い、情報の送受信を行う。また、制御部２３は、通常制御としてモータ２１の可変速制御を行うとともに、結露を検出又は推定し、結露防止制御として、モータ２１（ポンプ２２）を通常制御よりも低い回転数で駆動する。

【0043】

通信部９１は、プロセッサ９８により制御され、無線通信技術を用いて、外部端末等の外部機器２００と通信可能な任意の通信インターフェースである。通信部９１は、例えば、通信モジュール又は通信基板等として実装されていてもよい。通信モジュールは、例えばコネクタを介して制御部２３の制御基板に着脱自在に設けられてもよい。具体的には、通信部９１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈｅ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙの規格（以下、ＢＬＥ規格ともいう））、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣ等の近距離無線通信技術、及び、ＬＴＥ（登録商標）等の携帯電話回線を含めた汎用無線通信技術やｓｉｇｆｏｘ（登録商標）等の専用無線通信技術等を含む遠距離無線通信技術等の無線通信技術を用いて、外部機器２００に接続できる。

【0044】

ここで、外部機器２００は、管理サーバ、ＰＣやタブレット端末等の外部端末等のＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、表示機器、入力機器及び通信機器を有するコンピュータである。

【0045】

入力部１６２は、例えば、ボタンを含む操作パネル、タッチパネル、キーボード、マウス、等のユーザ入力を受け付ける装置と、圧力センサ、マイクロフォン、カメラなどのセンサとの、少なくともいずれかを有する。入力部１６２は、パラメータ設定、各運転モードの設定等の任意のユーザからの指令であるユーザ入力を受け付ける装置である。入力部９２からの電気信号はバスを介してプロセッサ９８に供給される。

【0046】

インターフェース９３は、第一センサ２５及び第二センサ２６や、外部端末等が電気的に接続可能な端子又は回路である。また、インターフェース９３は、ポンプ装置１の一次側又は二次側に受水槽を設け、受水槽の液面制御をする電極棒を設ける構成とする場合には、該電極棒が電気的に接続される。

【0047】

表示部９４は、各種データを表示する。表示部９４としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ等の情報を表示できる任意のディスプレイや、発光により情報を表示するＬＥＤ等の発光素子が用いられる。

【0048】

設定部９５は、制御に関するパラメータのうち、読み出しパラメータを取得するための電気的な接続状態を物理的に設定する入力部である。設定部９５としては、例えば、ディップスイッチ又はジャンパーピン等が適宜用いられてもよい。なお、入力部９２が設定部９５の機能を有する構成であってもよい。

【0049】

インバータユニット９６は、基板と、パワー回路素子と、コンバータ回路、平滑コンデンサ及びインバータ回路を含むコンデンサ基板と、リアクトルと、ノイズフィルタと、を含む。インバータユニット９６は、モータ２１に所定周波数の交流電力を供給する。また、インバータユニット９６は、プロセッサ９８からインバータ制御信号を受け取る。インバータユニット９６は、インバータ制御信号に応じて動作する。例えば、インバータユニット９６は、運転停止信号または運転開始信号に相当するインバータ制御信号に応じて運転を停止または開始する。また、インバータユニット９６は、回転数制御信号に相当するインバータ制御信号に応じて周波数（運転周波数）を可変させてモータ２１の回転数（回転速度）を制御する。

【0050】

メモリ９７は、データの読出及び書込が可能である。メモリ９７は、プロセッサ９８によって使用されるデータ、モータ２１及びポンプ２２の運転データやモータ２１の制御に用いる各種データやプログラム等を格納する。メモリ９７は、各種データを記憶するＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ、集積回路記憶装置等である。

【0051】

メモリ９７には、制御情報として、起動圧力、停止流量、目標圧力、加速時間、減速時間、ＰＩ制御設定値、第一最大運転周波数、第二最大運転周波数、最小運転周波数といった各種制御設定値が記憶される。また、記憶装置５７には、各種処理として、通常運転として目標圧力一定制御によりモータ２１を制御するプログラム、環境の情報に基づいて結露を判定するプログラム、及び結露を判定したときに結露防止運転としてモータ２１を制御するプログラム等が記憶される。また、メモリ９７は、これら処理を行うための、各種パラメータを記憶する。ここで、結露防止運転とは、通常運転によるモータ２１の回転速度、電流値又は電力値での動作（通常動作）よりも低い回転速度、電流値又は電流値である第一設定回転速度によりモータ２１及びポンプ２２を運転することである。

【0052】

プロセッサ９８は、ＣＰＵやマイクロプロセッサ等の演算装置である。プロセッサ９８は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の専用の回路により構成されてもよい。プロセッサ９８は、メモリ９７に記憶された各種プログラムを実行することで、管理装置としての機能、例えば、モータ２１及びポンプ２２の運転情報を取得する取得部と、結露を判定する判定部と、通信部９１を制御して、運転情報、判定情報、各種プログラム及び各種パラメータ等を送受信する通信制御部と、の各機能を実現する制御部である。

【0053】

カバー２４は、モータ２１の側方及び上方、ポンプ２２の上方、並びに、制御部２３の筐体５１の側方及び上方を覆う。例えば、カバー２４は、下端が開口する矩形箱状に形成される。カバー２４は、例えば、矩形状の天板部２４ａと、天板部２４ａの周縁に設けられ、天板部２４ａから垂下する矩形筒状の周壁部２４ｂと、を備える。

【0054】

天板部２４ａは、モータ２１のファンカバー３６の天板部３６ａと、所定の距離を空けて対向する。周壁部２４ｂの一面は、制御部２３の筐体５１の第二ケース６２の第二胴部８１と所定の距離を空けて対向する。また、天板部２４ａの筐体５１と対向する一面は、筐体５１の第二胴部８１に形成される放熱フィン８１ａと離間する。例えば、天板部２４ａ及びファンカバー３６の天板部３６ａとの間の隙間は、周壁部２４ｂの一面及び第二胴部８１との間の隙間よりも大きい。

【0055】

第一センサ２５は、プロセッサ９８が結露判定処理として、カバー２４内に結露が生じていることを判定するために必要な、ポンプ装置１の設置場所の環境の情報、カバー２４内の環境の情報、又は、カバー２４内に設けられる構成要素の内部若しくは外面の環境の情報を取得する検出器である。例えば、第一センサ２５は、例えば、漏水（漏液）検知装置、湿度検出装置及び温度検出装置のうち、少なくともいずれか一つである。

【0056】

漏水検知装置は、例えば、二つの電極を含む電極部を有し、電極部に水が付着しないと開放し、電極部に水が付着することで電極間が短絡し、開放状態及び短絡状態に対応する信号を制御部２３に出力する。例えば、漏水検知装置は、モータ２１の内部又は外面の下方、制御部２３の内部又は外面の下方、筐体５１の内部や外面の下方、ポンプケーシング２２ａ及び／又はケーシングカバー２２ｃ等の、カバー２４内の下方に設けられる。例えば、漏水検知装置は、カバー内で結露が生じたときに、結露水が流れて溜まる位置に設けられる。なお、漏水検知装置は、光を結露水が溜まる位置に照射し、反射率を取得して結露水を検出するファイバーセンサを用いる構成であってもよい。

【0057】

湿度検出装置は、カバー２４内に設けられる。湿度検出装置は、カバー２４内の湿度を検出可能に形成される。湿度検出装置は、検出した湿度に対応する信号を制御部２３に出力する。なお、湿度検出装置は、モータ２１の内部又は外面、制御部２３の内部又は外面等に設けることもできる。

【0058】

温度検出装置は、モータ２１の内部若しくは外面の温度、制御部２３の内部若しくは外面の温度、カバー２４の内部の温度又は外気温を検出可能に形成される。温度検出装置は、検出した温度に対応する信号を制御部２３に出力する。

【0059】

第二センサ２６は、モータ２１及びポンプ２２を制御するために必要な情報を取得する検出器である。第二センサ２６は、圧力センサ及び／又は流量センサである。第二センサ２６は、制御部２３に電気的に接続され、取得した圧力又は流量に対応する信号を制御部２３に出力する。圧力センサは、ポンプ２２の一次側及び／又は二次側の圧力を検出し、検出した圧力に対応する信号を制御部２３に出力する。流量センサは、ポンプ２２の一次側及び／又は二次側の流量を検出し、検出した流量に対応する信号を制御部２３に出力する。

【0060】

次に、実施形態に係るポンプ装置１の制御方法の一例を、図６乃至図９を用いて説明する。先ず、ポンプ装置１の制御方法として、第一センサ２５を用いた、結露の発生を判定する結露判定処理について説明する。なお、結露判定処理は、第一センサ２５に用いるセンサの種類により異なることから、第一例として、図６の流れ図を用いて第一センサ２５に漏水（漏液）検知装置を用いた結露判定処理を説明し、第二例として、図７の流れ図を用いて第一センサ２５に湿度検出装置を用いた結露判定処理を説明し、第三例として、図８の流れ図を用いて第一センサ２５に温度検出装置を用いた結露判定処理を説明する。

【0061】

先ず、第一例の結露判定処理を説明する。ポンプ装置１に通電中であって、且つ、モータ２１の駆動が停止しているとき、又は、モータ２１が駆動しているときに、プロセッサ９８は、漏水検知装置である第一センサ２５から漏水の信号が出力されるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。

【0062】

第一センサ２５からの漏水の信号が入力される（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）と、プロセッサ９８は、結露を検出したと判定（結露検出判定）する（ステップＳＴ１２）。具体例として、第一センサ２５である漏水検知装置の電極に水が接触して、電極間に短絡が生じると、プロセッサ９８は、結露による短絡と判定する。

【0063】

第一センサ２５から漏水の信号が入力されない場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）には、結露を検出していないと判定（結露未検出判定）する（ステップＳＴ１３）。具体例として、第一センサ２５である漏水検知装置の電極間に短絡が生じておらず、電極間が開放している場合には、プロセッサ９８は、結露が発生していないと判定する。このように、第一例の結露判定処理として、プロセッサ９８は、例えば、ポンプ装置１への通電が停止するまで、第一センサ２５の監視を行い、結露判定処理を継続する。

【0064】

なお、第一例の結露判定処理において、例えば、第一センサ２５の抵抗測定値は、短絡時と開放時におけるチャタリング防止のため、予め、抵抗差（ヒステリシス）を持たせることが好ましい。

【0065】

次に、第二例の結露判定処理を説明する。ポンプ装置１に通電中であって、且つ、モータ２１の駆動が停止しているとき、又は、モータ２１が駆動しているときに、プロセッサ９８は、湿度検出装置である第一センサ２５で検出した湿度に対応する信号を取得し、取得した湿度と、メモリ９７に予め記憶された、結露が生じる湿度値である第一閾値とを比較し、結露の発生を推定できるかを判定する（ステップＳＴ２１）。具体例として、プロセッサ９８は、第一センサ２５で検出した湿度が第一閾値よりも大きいか否かを判定する。

【0066】

第一センサ２５で検出した湿度が第一閾値よりも大きい場合（ステップＳＴ２１のＹＥＳ）には、結露が発生しているか、又は、結露が発生する虞があると推定し、推定結露を検出したと判定（推定結露検出判定）する（ステップＳＴ２２）。

【0067】

第一センサ２５で検出した湿度が第一閾値以下である場合（ステップＳＴ２１のＮＯ）には、結露が発生していない又は結露が発生する虞がほぼないと推定し、推定結露を検出していないと判定（推定結露未検出判定）する（ステップＳＴ２３）。このように、第二例の結露判定処理として、プロセッサ９８は、例えば、ポンプ装置１への通電が停止するまで、第一センサ２５で検出した湿度から、結露の発生を推定する推定結露判定処理を行う。

【0068】

なお、第二例の結露判定処理において、結露が発生すると推定する高湿度と、結露が発生しないと推定する低湿度とに、湿度差（ヒステリシス）を持たせて、チャタリング防止を行ってもよい。

【0069】

次に、第三例の結露判定処理を説明する。先ず、プロセッサ９８は、ポンプ２２を駆動し、その後、停止したと判定する（ステップＳＴ３１）と、ポンプ２２の停止直後の温度を温度検出装置である第一センサ２５により検出し、検出したポンプ２２停止直後の温度をメモリ９７に記憶する（ステップＳＴ３２）。

【0070】

次に、プロセッサ９８は、予め設定し、メモリ９７に予め記憶した第一設定時間毎に、第一センサ２５で温度を検出し、検出毎に検出した温度をメモリ９７に記憶する（ステップＳＴ３３）。例えば、プロセッサ９８は、ステップＳＴ３２で検出した、ポンプ２２の停止直後の温度を最大温度と設定し、そして、ステップＳＴ３３で検出した第一設定時間毎の検出温度を現温度として、検出毎に検出した現温度をメモリ９７に更新記憶する。

【0071】

次に、プロセッサ９８は、ポンプ２２の停止直後の温度である最大温度から、第一設定時間経過毎に検出して更新した現温度（検出温度）の温度差（最大温度－検出温度）を求め、求めた温度差と、メモリ９７に予め記憶された結露が生じる虞のある温度差である第二閾値と比較する（ステップＳＴ３４）。ここで、第二閾値としての二つの異なる温度値の差は、温度の低下量であり、空気中の水分が凝縮して結露が生じる虞がある値が予め設定される。具体例として、プロセッサ９８は、最大温度及び現温度の差が第二閾値よりも大きいか否かを判定する。

【0072】

最大温度及び現温度の差が第二閾値よりも大きい場合（ステップＳＴ３４のＹＥＳ）には、結露が発生していると推定し、推定結露を検出したと判定（推定結露検出判定）する（ステップＳＴ３５）。

【0073】

最大温度及び現温度の差が第二閾値以下である場合（ステップＳＴ３４のＮＯ）には、結露が発生していない又は結露が発生する虞がほぼないと推定し、推定結露を検出していないと判定（推定結露未検出判定）し、ステップＳＴ３３に戻る。そして、プロセッサ９８は、第一設定時間が経過したときに第一センサ２５で検出した温度を現温度（検出温度）として、ステップＳＴ３３以降の処理を行う。このように、第三例の結露判定処理として、プロセッサ９８は、設定された第一設定時間毎に定期的に、第一センサ２５で検出した温度に基づいて、結露の発生を推定する推定結露判定処理を行う。

【0074】

なお、第三の結露判定処理において、結露が発生すると推定する温度差と、結露が発生しないと推定する温度差とに、ヒステリシスを持たせて、チャタリング防止を行ってもよい。また、第三の結露判定処理は、通常のポンプ２２の停止直後が、モータ２１の発熱後であることから、余熱も残っているため、前回のポンプ運転時間に応じて、一定時間の間、又は、予め設定し、メモリ９７に記憶された第二設定時間内には行わない構成としてもよい。即ち、第三の結露判定処理は、最大温度として、ポンプ２２の停止直後に第一センサ２５で温度を検出・記憶（ステップＳＴ３１、ＳＴ３２）した後に、ポンプ運転時間（モータ駆動時間）に対応する時間、又は、第二設定時間が経過するまで第三結露判定処理を行わない冷却期間を設け、冷却期間経過後に、ステップＳＴ３３以降の処理を行う構成としてもよい。これは、冷却期間内は、モータ２１内の温度も高いため、飽和水蒸気量も多く、結露し難い状況であるためである。

【0075】

次に、ポンプ装置１の他の制御方法として、これら第一例乃至第三例のいずれかの結露判定処理において、結露検出判定（推定結露検出判定）を行った場合の、結露防止運転処理の一例を、図９の流れ図を用いて説明する。

【0076】

先ず、プロセッサ９８は、ポンプ２２の停止中（ステップＳＴ４１）に、結露判定処理を行う。プロセッサ９８は、結露判定処理において、結露検出判定又は推定結露検出判定を行う（ステップＳＴ４２）と、通常運転としての目標圧力一定制御でモータ２１及びポンプ２２を駆動させる通常動作よりも低い第一設定回転速度でモータ２１及びポンプ２２の運転を開始する（ステップＳＴ４３）。第一設定回転速度は、通常動作よりも回転速度が低いことから、モータ２１の過度な発熱が抑制されるとともに、外扇ファン３５が回転することで、図２中、矢印で示すように空気が流れる。よって、カバー２４内において、結露が新たに発生することを抑制するとともに、生じた結露水を気化させることができる。

【0077】

プロセッサ９８は、結露防止運転として、第一設定回転速度でモータ２１の駆動を継続する（ステップＳＴ４４）とともに、結露防止運転中において、結露防止運転開始から結露防止運転を行った時間が、予め設定し、メモリ９７に記憶された第三設定時間を経過する（ステップＳＴ４５）と、ポンプ２２を停止する（ステップＳＴ４６）。

【0078】

または、結露防止運転中において、プロセッサ９８は、第一例の結露判定処理を行い、結露未検出判定となる（ステップＳＴ４７）と、結露未検出判定から、予め設定し、メモリ９７に記憶された第四設定時間を経過するまで、結露防止運転を継続する。そして、プロセッサ９８は、第四設定時間を経過まで、結露検出判定とならない場合には、第四設定時間を経過した後（ステップＳＴ４８）、ポンプ２２を停止する（ステップＳＴ４６）。または、結露防止運転中において、プロセッサ９８は、第二例の結露判定処理又は第三例の結露判定処理を行い、推定結露未判定となる（ステップＳＴ４９）と、推定結露未検出判定から、予め設定し、メモリ９７に記憶された第五設定時間を経過するまで、結露防止運転を継続する。そして、プロセッサ９８は、第五設定時間を経過まで、推定結露検出判定とならない場合には、第五設定時間を経過した後（ステップＳＴ５０）、ポンプ２２を停止する（ステップＳＴ４６）。ここで、第四設定時間及び第五設定時間は、結露が発生することがないと判断できる時間、発生した結露を気化できる時間等に基づいて適宜設定できる。

【0079】

この例のように、プロセッサ９８は、結露防止運転処理を行う。なお、結露防止運転処理は、結露の発生をより防止する制御処理を行っても良い。具体例として、図９に破線の矢印で示すように、プロセッサ９８は、結露防止運転開始後、結露検出処理を行い、第三設定時間よりも短い第六設定時間を経過（ステップＳＴ６１）しても、継続して結露検出判定又は推定結露検出判定を行った場合（ステップＳＴ６２）に、第一設定回転速度から、予め設定した一定割合の回転速度、電流値又は電流値を加算した第二設定回転速度で結露防止運転する（ステップＳＴ６３）。

【0080】

そして、ステップＳＴ４５、ステップＳＴ４７又はステップＳＴ４９以降の処理で結露防止運転を停止するまで、ステップＳＴ６１以降の処理を繰り返し行い、一定割合で回転速度、電流値又は電流値を加算することで、結露防止運転の回転速度（第二設定回転速度）を繰り返し又は所定の回数だけ補正する。このように、結露防止運転処理として、結露防止運転における回転速度を補正する構成としてもよい。また、ステップＳＴ６３において、一定割合を第一設定回転速度から加算し、回転速度を増速した場合には、次回結露防止運転をスムースに行うため、結露防止運転の停止直前の第二設定回転速度をメモリ９７に記憶し、次回以降の結露防止運転は，補正した回転速度（第二設定回転速度）の設定値を前記記憶した回転速度に変更してもよい。

【0081】

なお、実際にはモータ２１及びポンプ２２の回転速度を変化させて、モータ２１の発熱にて結露の防止を行うため、第一設定回転速度、第二設定回転速度とは、回転速度基準（ポンプ２２の回転速度又はモータ２１の運転周波数）であってもよく、電流値基準(インバータユニット９６の一次側電流値、直流中間電流値又は二次側電流値)であってもよく、電力値基準（インバータユニット９６の入力電力値（消費電力）、インバータユニット９６の出力電力値又は軸動力)であってもよい。これは、モータ２１の回転数は、回転速度、電流値及び電力値のいずれを変化させる制御としても制御できるためである。

【0082】

また、モータ２１と可変速制御を行う機器（インバータユニット９６）は、モータ２１と一体に設けられず、モータ２１やポンプ装置１と別に設けられていても良いが、可変速制御機器を含む電装箱（筐体５１）を搭載し、モータ２１だけでなく電装箱内の制御基板を含めた結露防止を行っても良い。この場合、第一センサ２５として、筐体５１に搭載された電極（漏水検出装置）、湿度検出装置又は温度検出装置を用いて、結露判定処理及び結露防止運転を行っても良い。なお、このような構成とする場合には、表示部９４における表示は、情報の表示や表示部９４の点灯、点滅等の発光状態が、通常運転と結露防止運転とにおいて区別可能に異なることが好ましい。

【0083】

上述したように、本実施形態に係るポンプ装置１によれば、結露を検出又は推定するための環境の情報を取得する第一センサ２５を設け、結露を検出又は推定したときに、通常動作よりも低い回転速度でモータ２１を駆動する結露防止運転を行う。これにより、ポンプ装置１は、製造コストの増加を抑制しつつ、汎用的なモータ２１の駆動により結露を防止することができる。

【0084】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、結露を検出又は推定するための情報を検出する検出装置として第一センサ２５を設け、この第一センサ２５で検出した環境の情報に基づいて、プロセッサ９８が結露を検出するか、又は結露を推定する例を説明したが、これに限定されない。例えば、プロセッサ９８は、検出装置として、異なる環境の情報を取得する第一センサ２５を複数有し、この異なる環境の情報に基づいて結露を検出又は推定する構成としてもよい。例えば、第一センサ２５は、湿度検出装置及び温度検出装置の二つを有する構成とし、温度及び湿度に基づいて結露を検出又は推定してもよい。

【0085】

また、プロセッサ９８は、環境の情報を取得する検出装置として、通信部９１を機能させてもよい。具体例として、プロセッサ９８は、通信部９１を制御し、外部機器２００からポンプ装置１を設置した位置に基づく環境の情報、例えば、設置位置における湿度、温度、降水確率等の気象情報を取得し、この取得した気象情報を第一センサ２５で取得する情報に加え、又は第一センサ２５で取得する情報に変えて、結露判定処理を行い、結露を推定する構成としてもよい。

【0086】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0087】

１…ポンプ装置、２１…モータ、２２…ポンプ、２２ａ…ポンプケーシング、２２ｂ…インペラ、２２ｃ…ケーシングカバー、２２ｄ…吸込口、２２ｅ…吐出口、２３…制御部、２４…カバー、２４ａ…天板部、２４ｂ…周壁部、２５…第一センサ、２６…第二センサ、２７…フランジ、３１…モータ軸、３２…モータケーシング、３２ａ…モータ放熱フィン、３２Ａ…第一フレーム、３２ｂ…取付面、３２Ｂ…第二フレーム、３２ｄ…第一挿通孔部、３２ｊ…第二挿通孔部、３５…外扇ファン、３６…ファンカバー、３６ａ…天板部、３６ｂ…スカート部、３６ｃ…通風孔、３８…実装空間、５１…筐体、５３…部品カバー、５７…記憶装置、６１…第一ケース、６２…第二ケース、７１…第一胴部、７２…第一フランジ、８１…第二胴部、８１ａ…放熱フィン、８２…第二フランジ、９１…通信部、９２…入力部、９３…インターフェース、９４…表示部、９５…設定部、９６…インバータユニット、９７…メモリ、９８…プロセッサ、９９…締結部材、１６２…入力部、２００…外部機器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】