特許 7473357 給水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】給水装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 13/06 20060101AFI20240416BHJP

   F04D 13/14 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

F04D13/06 E

F04D13/14

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020026445

(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公開番号】P2021131057

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2022-10-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】小西 康貴

【審査官】森 秀太

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１９５９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０２６４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １３／０６

Ｆ０４Ｄ １３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のキャンドモータポンプと、
前記複数のキャンドモータポンプを連結する連結管と、を備え、
前記複数のキャンドモータポンプのそれぞれは、モータケーシングを備えており、
前記モータケーシングは、その両端に形成された、液体を通過させる流通孔を有しており、かつモータを収容しており、
複数のモータケーシングは、前記連結管で連通されており、
前記複数のキャンドモータポンプは、前記複数のキャンドモータポンプのうち、一方のキャンドモータポンプの運転を開始し、かつ他方のキャンドモータポンプの運転を停止して、昇圧された前記液体を、前記連結管を通過させて、運転停止中のキャンドモータポンプに流れ込ませる、単独交互運転を行うように構成されている、給水装置。

【請求項2】

前記モータケーシングは、前記モータケーシングの一端を構成するエンドカバーを備えており、
前記複数のキャンドモータポンプのそれぞれは、前記連結管を、前記エンドカバーに形成された前記流通孔に連結させる連通カバーを備えている、請求項１に記載の給水装置。

【請求項3】

前記モータケーシングは、前記モータを取り囲んで配置され、かつ前記エンドカバーに接続されたモータフレームを備えており、
前記連通カバーは、前記エンドカバーおよび前記モータフレームを覆っており、
前記連結管は、前記エンドカバーとは反対側の位置で、前記連通カバーに接続されている、請求項２に記載の給水装置。

【請求項4】

前記モータケーシングは、前記モータのモータロータと前記モータのモータステータとの間に配置された、非導電性のキャンを備えている、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の給水装置。

【請求項5】

前記モータケーシングは、前記キャンを補強する補強管を備えている、請求項４に記載の給水装置。

【請求項6】

前記補強管は、円筒形状を有し、かつ前記モータステータの両側に配置された２つの分割フレームから構成されている、請求項５に記載の給水装置。

【請求項7】

給水装置であって、
複数のキャンドモータポンプと、
前記複数のキャンドモータポンプを連結する連結管と、を備え、
前記複数のキャンドモータポンプのそれぞれは、モータケーシングを備えており、
前記モータケーシングは、その両端に形成された、液体を通過させる流通孔を有しており、かつモータを収容しており、
複数のモータケーシングは、前記連結管で連通されており、
前記給水装置は、
前記複数のキャンドモータポンプに接続された吸込管および吐出管と、
前記吸込管および前記吐出管に接続されたバイパス管と、を備えており、
前記連結管は、前記バイパス管に接続されている、給水装置。

【請求項8】

前記給水装置は、前記複数のキャンドモータポンプに隣接して配置されたインバータを備えている、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の給水装置。

【請求項9】

前記給水装置は、前記複数のキャンドモータポンプの間で運転を切り替えることにより、前記複数のキャンドモータポンプに混入した異物を除去するように構成されている、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の給水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

キャンドモータポンプは、以下に説明する特徴的な構造を有している。
（１）キャンドモータポンプは、メカニカルシールなどの軸封装置を必要としない構造を有しているため、液体の漏洩に起因する故障を軽減することができる。
（２）キャンドモータポンプは、その内部を循環する液体でモータを冷却する構造を有しているため、モータを冷却するためのファンを備える必要はない。したがって、キャンドモータポンプは、低騒音化を実現することができる。
（３）キャンドモータポンプは、玉軸受よりも長寿命なすべり軸受を用いることが可能であるため、キャンドモータポンプの全体の長寿命化を実現することができる。さらに、すべり軸受を有するキャンドモータポンプは、静音性を維持しつつ、高回転速度で運転可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－２０９９７６号公報

【文献】特開平９－１９５９７５号公報

【文献】特開２００７－３２７４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

キャンドモータポンプは、上述したような特徴を有しているため、キャンドモータポンプを給水装置に採用することが望ましい。しかしながら、一般的なキャンドモータポンプの冷却構造は複雑であり、キャンドモータポンプの製造コストがかかってしまう。

【0005】

そこで、本発明は、シンプルな冷却構造を有するキャンドモータポンプを備える給水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】

【0006】

一態様では、複数のキャンドモータポンプと、前記複数のキャンドモータポンプを連結する連結管と、を備える給水装置が提供される。前記複数のキャンドモータポンプのそれぞれは、モータケーシングを備えており、前記モータケーシングは、その両端に形成された、液体を通過させる流通孔を有しており、かつモータを収容しており、複数のモータケーシングは、前記連結管で連通されている。

【0007】

一態様では、前記モータケーシングは、前記モータケーシングの一端を構成するエンドカバーを備えており、前記複数のキャンドモータポンプのそれぞれは、前記連結管を、前記エンドカバーに形成された前記流通孔に連結させる連通カバーを備えている。
一態様では、前記モータケーシングは、前記モータを取り囲んで配置され、かつ前記エンドカバーに接続されたモータフレームを備えており、前記連通カバーは、前記エンドカバーおよび前記モータフレームを覆っており、前記連結管は、前記エンドカバーとは反対側の位置で、前記連通カバーに接続されている。
一態様では、前記モータケーシングは、前記モータのモータロータと前記モータのモータステータとの間に配置された、非導電性のキャンを備えている。

【0008】

一態様では、前記モータケーシングは、前記キャンを補強する補強管を備えている。
一態様では、前記給水装置は、前記複数のキャンドモータポンプに接続された吸込管および吐出管と、前記吸込管および前記吐出管に接続されたバイパス管と、を備えており、前記連結管は、前記バイパス管に接続されている。
一態様では、前記給水装置は、前記複数のキャンドモータポンプに隣接して配置されたインバータを備えている。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、キャンドモータポンプとしての特徴（すなわち、（１）液体の漏洩防止、（２）低騒音化の実現、（３）高回転速度での運転可能）を有する給水装置をシンプルな冷却構造で実施することができ、結果として、給水装置の製造に係るコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】給水装置の一実施形態を示す図である。

【図2】ポンプ装置の断面図である。

【図3】ポンプ装置の運転時におけるポンプ装置内の液体の流れを示す図である。

【図4】複数のポンプ装置を連結する連結管を示す図である。

【図5】給水装置の他の実施形態を示す図である。

【図6】給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。

【図7】連通カバーの他の実施形態を示す図である。

【図8】連通カバーのさらに他の実施形態を示す図である。

【図9】連結管の他の実施形態を示す図である。

【図10】３台のポンプ装置を備える給水装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、給水装置の一実施形態を示す図である。図１に示す実施形態では、給水装置１は、オフィスビルや集合住宅などの建物への給水に使用される給水装置である。給水装置１は、水道本管などの供給源に接続されている。給水装置１は、建物の内部に配置された給水器具（例えば蛇口）に連結されており、供給源からの搬送液（例えば、水）を昇圧して建物の給水器具に供給する。

【0012】

図１に示すように、給水装置１は、複数のポンプ装置（図１に示す実施形態では、２台）２Ａ，２Ｂと、各ポンプ装置２Ａ，２Ｂに接続された吸込管（すなわち、吸込ヘッダ）３および吐出管（すなわち、吐出し集合管）４と、これら吸込管３および吐出管４に接続されたバイパス管５と、各ポンプ装置２の可変速運転の一例であるインバータ６と、各ポンプ装置２Ａ，２Ｂの運転を制御する制御部７と、を備えている。図示しないが、給水装置１は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの吐出圧力を一定期間保持する圧力タンクと、吐出管４に取り付けられた吐出側圧力センサと、吸込管３に取り付けられた吸込側圧力センサと、を備えている。これら給水装置１の構成要素は、キャビネット（図示しない）に収容されてもよい。以下、本明細書において、ポンプ装置２Ａ，２Ｂを区別せずに、単にポンプ装置２と呼ぶことがある。

【0013】

本実施形態では、ポンプ装置２は、直立姿勢で配置された立軸ポンプ装置であるが（図１および図２の上下左右方向参照）、一実施形態では、ポンプ装置２は、横向き姿勢で配置された横軸ポンプ装置であってもよい。

【0014】

図１に示すように、吸込管３は、各ポンプ装置２の吸込口８に接続された吸込分岐部３Ａ，３Ｂを備えている。吸込分岐部３Ａには、開閉弁１０が取り付けられており、吸込分岐部３Ｂには、開閉弁１１が取り付けられている。吐出管４は、各ポンプ装置２の吐出口９に接続された吐出分岐部４Ａ，４Ｂを備えている。吐出分岐部４Ａには、開閉弁１２および逆止弁１４が取り付けられており、吐出分岐部４Ｂには、開閉弁１３および逆止弁１５が取り付けられている。

【0015】

図１に示す実施形態では、給水装置１は、直結給水装置である。一実施形態では、ポンプ装置２は、バイパス管５を備えていない給水装置に適用されてもよい。バイパス管５は、ポンプ装置２を運転せずに、給水装置１に流入する液体の圧力のみで給水を可能にするために設けられている。バイパス管５は、ポンプ装置２を迂回して配置されている。より具体的には、バイパス管５の上流側端部は吸込管３に接続されており、バイパス管５の下流側端部は吐出管４に接続されている。バイパス管５には、逆止弁１６が取り付けられている。

【0016】

図１に示す実施形態では、ポンプ装置２は、キャンドモータポンプである。キャンドモータポンプは、液体がその内部を通過する構造を有している。２台のポンプ装置２は同一の構造を有しているため、以下、一方のポンプ装置２の構造について、図面を参照して説明する。

【0017】

図２は、ポンプ装置２の断面図である。図２に示すように、ポンプ装置２は、ポンプＰと、このポンプＰを駆動するためのモータ部Ｍと、から構成されている。ポンプＰは、液体を移送するための羽根車２０と、羽根車２０が固定された回転軸（主軸）２２と、羽根車２０を収容するポンプケーシング２４と、を備えている。

【0018】

図２に示す実施形態では、ポンプＰは、複数（すなわち、４つ）の羽根車２０を備えた多段ポンプである。一実施形態では、ポンプＰは、単数の羽根車２０を備えた単段ポンプであってもよい。

【0019】

ポンプケーシング２４の高圧側の開口部にはケーシングカバー２５が固定されている。回転軸２２はケーシングカバー２５を貫通して延びている。ケーシングカバー２５には、ポンプケーシング２４内に吸い込まれた液体の一部をモータ部Ｍとの間で通過させる流通孔（言い換えれば、流入孔）２６が形成されている。羽根車２０の回転によって昇圧された液体の一部は、これら複数の流入孔２６を通ってモータ部Ｍに導かれる。図２では、２つの流入孔２６が描かれているが、流入孔２６の数は本実施形態には限定されない。

【0020】

ポンプ装置２は、回転軸２２を回転させるモータ３０と、回転軸２２を回転可能に支持するすべり軸受３１，３２と、モータ３０を収容するモータケーシング３５と、を備えている。ケーシングカバー２５は、モータケーシング３５の構成要素の一部である。

【0021】

モータ３０は、回転軸２２に固定されたモータロータ３６と、モータロータ３６の周囲に配置されたモータステータ３７と、を備えている。モータステータ３７は、ステータコア３７ａと、ステータコア３７ａに巻かれた複数のコイル３７ｂと、を備えている。複数のコイル３７ｂはモータロータ３６を囲むように配置されている。

【0022】

回転軸２２は、モータ３０の両側に配置されたすべり軸受３１，３２によって回転可能に支持されている。図１に示す実施形態では、すべり軸受３１は、モータ３０の下方に配置されており、すべり軸受３２は、モータ３０の上方に配置されている。すべり軸受３１は、回転軸２２のラジアル荷重およびアキシャル荷重を支持する軸受である。すべり軸受３２は、ラジアル荷重を受けるが、アキシャル荷重を積極的には受けない。なお、ポンプ装置２の始動時には、すべり軸受３２は、エンドカバー３８（後述する）に押し付けられる場合がある。すべり軸受３１とモータロータ３６との間には、スラスト板３３が配置されており、すべり軸受３２とモータロータ３６との間には、スラスト板３４が配置されている。

【0023】

モータケーシング３５は、すべり軸受３１を支持するケーシングカバー２５と、すべり軸受３２を支持するエンドカバー３８と、ケーシングカバー２５とエンドカバー３８との間に配置されたモータフレーム３９と、を備えている。

【0024】

モータフレーム３９は、ケーシングカバー２５およびエンドカバー３８の両方に接続されている。ケーシングカバー２５は、モータフレーム３９の一方の開口端を閉じており、エンドカバー３８は、モータフレーム３９の他方の開口端を閉じている。エンドカバー３８は、モータ３０の反ポンプ側（本実施形態では、上方）に配置されており、ケーシングカバー２５は、モータ３０のポンプ側（本実施形態では、下方）に配置されている。モータフレーム３９の内周面には、モータステータ３７が固定されている。

【0025】

図２に示すように、モータロータ３６とモータステータ３７との間には、円筒状のキャン（ステータキャン）４０がモータロータ３６を取り囲むように配置されている。モータステータ３７は、モータフレーム３９とキャン４０との間に配置されており、キャン４０の外周面に固定されている。モータロータ３６、モータステータ３７、およびキャン４０は同心状に配置されている。モータステータ３７は、モータフレーム３９、ケーシングカバー２５、エンドカバー３８、およびキャン４０により形成されたステータ室ＳＣ内に配置されている。

【0026】

モータロータ３６には、円筒状のキャン（ロータキャン）４１が配置されている。キャン４１は、モータロータ３６を覆っており、キャン４０に対向して配置されている。

【0027】

モータステータ３７のコイル３７ｂに電流を流すと、モータステータ３７に磁界が形成され、この磁界により、モータロータ３６が回転する。図２に示す実施形態では、キャン４０，４１は、導電性を有しない非導電性部材（例えば、樹脂）から構成されている。導電性部材から構成されたキャンを備えるキャンドモータポンプでは、モータの駆動によって、キャン内部に渦電流が流れて、損失（キャン損）が発生する。この損失は、モータ効率に悪影響を与える。図２に示す実施形態では、キャン４０，４１は、非導電性部材から構成されているため、渦電流は、発生しない。したがって、ポンプ装置２は、キャンを導電性部材から構成した場合と比較して、上記損失を削減することができる。

【0028】

モータロータ３６は、回転軸２２を通じて羽根車２０を回転させる。羽根車２０が回転軸２とともに回転すると、液体は吸込口８からポンプケーシング２４内に吸い込まれ、羽根車２０の回転により昇圧された後、吐出口９から吐き出される。

【0029】

図３は、ポンプ装置２の運転時におけるポンプ装置２内の液体の流れを示す図である。図３の矢印に示すように、ポンプケーシング２４内に吸い込まれた液体の一部は、ケーシングカバー２５に形成された流入孔２６を通ってモータ部Ｍに導かれる。液体の一部は、すべり軸受３１と回転軸２２との間の僅かな隙間を通過して、すべり軸受３１を冷却および潤滑する。

【0030】

流入孔２６を通過した液体は、キャン４０に囲まれた空間Ｃ１を流れる（図３の矢印参照）。液体がキャン４０に囲まれた空間Ｃ１を流れると、キャン４０には、液体の圧力が作用する。キャン４０が低い強度を有する非導電性部材（例えば、樹脂）から構成されている場合、キャン４０は、液体の圧力によって、その半径方向外側に向かって変形するおそれがある。そこで、図３に示す実施形態では、モータケーシング３５は、キャン４０を補強する補強管４２を備えている。

【0031】

図３に示すように、補強管４２は、高い強度を有する金属部材から構成されており、キャン４０の外周面に固定されている。より具体的には、補強管４２は、円筒形状を有する２つの分割フレーム４２Ａ，４２Ｂから構成されている。分割フレーム４２Ａ，４２Ｂは、ステータコア３７ａの両側に配置されている。分割フレーム４２Ａはエンドカバー３８に隣接して配置されており、分割フレーム４２Ｂはケーシングカバー２５に隣接して配置されている。キャン４０の外側に配置された補強管４２は、キャン４０の変形を防止する。

【0032】

図３に示すように、エンドカバー３８は、キャン４０の内部を流れる液体をモータケーシング３５の外部に通過させる流通孔（言い換えれば、流出孔）４６を有している。図３では、２つの流出孔４６が描かれているが、流出孔４６の数は本実施形態には限定されない。キャン４０の内部を流れる液体は、流出孔４６を通じて、モータケーシング３５の外部に流出する。このようにして、流入孔２６および流出孔４６を有するモータケーシング３５は、液体の通過を許容する。液体の一部は、すべり軸受３２と回転軸２２との間の僅かな隙間を流れて、すべり軸受３２を冷却および潤滑する。

【0033】

図４は、複数のポンプ装置２を連結する連結管５０を示す図である。図４では、給水装置１は、２台のポンプ装置２Ａ，２Ｂを備えている。図４に示すように、給水装置１は、複数のポンプ装置２Ａ，２Ｂを連結する連結管５０を備えている。複数のモータケーシング３５は、連結管５０で連通されている。言い換えれば、連結管５０は、運転中のポンプ装置２のモータケーシング３５に導入された液体を停止中のポンプ装置２のモータケーシング３５に供給する構造を有している。

【0034】

図３および図４に示すように、ポンプ装置２は、連結管５０をモータケーシング３５の流出孔４６に連通（連結）させる連通カバー５１を備えている。図３および図４に示す実施形態では、連通カバー５１は、モータケーシング３５の全体を覆うカップ形状を有しており、連通カバー５１の開口端５１ａは、ケーシングカバー２５に接続されている。連通カバー５１とケーシングカバー２５との間には、Ｏリングなどのシール部材５３が配置されている。シール部材５３は、連通カバー５１とモータケーシング３５との間の隙間を流れる液体の漏洩を防止する。

【0035】

連通カバー５１は、連結管５０が接続可能な接続孔５１ｂを有しており、連結管５０は、この接続孔５１ｂに接続されている。図３および図４に示す実施形態では、接続孔５１ｂは、エンドカバー３８とは反対側の位置に配置されている。言い換えれば、接続孔５１ｂは、連通カバー５１の下部に形成されている。

【0036】

樹脂から構成されたキャン４１の熱伝導率は低いため、液体がキャン４１に接触しても、ロータ３６は、キャン４１を介して効率的には冷却されない。しかしながら、ロータ３６は、熱伝導率の高い材料（例えば、金属）から構成された回転軸２２に固定されているため、ロータ３６から発生した熱は、回転軸２２を通じて放出される。その一方で、キャン４０が樹脂から構成されている場合、液体がキャン４０に接触しても、モータステータ３７は、キャン４０を介して効率的には冷却されない。

【0037】

そこで、本実施形態では、モータフレーム３９は、熱伝導率の高い金属部材（例えば、非導電性部材の一例である樹脂よりも熱伝導率の高い金属部材）から構成されている。エンドカバー３８の流出孔４６から流出した液体は、モータケーシング３５と連通カバー５１との間の空間Ｃ２を流れて、熱伝導率の高いモータフレーム３９に接触する。モータステータ３７は、モータフレーム３９の内周面に固定されているため、モータステータ３７は、モータフレーム３９を介して冷却される。

【0038】

モータケーシング３５と連通カバー５１との間の空間Ｃ２を流れた液体は、連通カバー５１の接続孔５１ｂを通じて、連結管５０に流れ込む。図４に示す実施形態では、２台のポンプ装置２は、単独交互運転を行うように構成されている。したがって、一方のポンプ装置２が運転中である場合、他方のポンプ装置２は停止中である。連結管５０は、２台のポンプ装置２を連結しているため、運転中のポンプ装置２において、昇圧された液体は、連結管５０を通過して、停止中のポンプ装置２に流れ込む。

【0039】

図４に示すように、２台のポンプ装置２は、同一の構造を有している。停止中のポンプ装置２に流れ込んだ液体は、連通カバー５１とモータケーシング３５との間の空間Ｃ２を上昇し、エンドカバー３８の流通孔（すなわち、流出孔）４６を通じて、キャン４０に囲まれた空間Ｃ１を下降する。さらに、液体は、ケーシングカバー２５に形成された流通孔（すなわち、流入孔）２６を通じて、ポンプＰまで流れ、複数の羽根車２０および吸込口８を通過して、吸込管３に戻される。

【0040】

このように、一方のポンプ装置２が運転されると、吸込管３を流れる液体は、運転中のポンプ装置２に流入し、モータ部Ｍを通過して、モータ３０を冷却する。モータ３０を冷却した液体は、停止中のポンプ装置２に流れ込み、モータ部ＭおよびポンプＰをこの順に流れて、吸込管３に戻される。

【0041】

このように、給水装置１は、複数のポンプ装置２を連結する連結管５０を備えるだけの簡単な構造で、ポンプ装置２を冷却することができる。一般的なキャンドモータポンプでは、回転軸の中心に貫通孔を形成し、この貫通孔を通じて、モータを冷却する（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような貫通孔を回転軸に形成することは、容易ではない。特に、多段ポンプを採用したキャンドモータポンプでは、回転軸の長さは、長くなってしまい、結果として、貫通孔を形成することは、より一層容易ではない。

【0042】

キャンドモータポンプが回転軸に形成された貫通孔を通じて、液体を循環させる構成を有している場合、液体は、回転軸の内部と、ステータとロータとの間の隙間と、の間を流れる。したがって、ステータキャンを樹脂のような熱伝導率の低い材料から構成した場合、ステータを効果的に冷却することができない。

【0043】

本実施形態によれば、給水装置１は、２台のポンプ装置２を連結する連結管５０を備えているため、ポンプ装置２は、回転軸２２に液体の通過を許容する貫通孔を有する必要はない。さらに、キャン４０を樹脂のような熱伝導率の低い材料から構成したとしても、ステータ３７は、モータフレーム３９を通じて効果的に冷却される。したがって、キャンドモータポンプとしての特徴（すなわち、（１）液体の漏洩防止、（２）低騒音化の実現、（３）高回転速度での運転可能）を有する給水装置１をシンプルな冷却構造で実施することができる。このような構造を有するポンプ装置２では、回転軸２２に貫通孔を形成する必要はないため、より段数の多い多段ポンプを採用することができる。さらに、給水装置１（より具体的には、ポンプ装置２）の製造に係るコストを低減することができる。

【0044】

運転中のポンプ装置２から排出される液体は、モータ３０の熱によって加熱されており、この加熱された液体（加熱液体）は、停止中のポンプ装置２に流れ込む。停止中のポンプ装置２に流れ込む加熱液体は、停止中のポンプ装置２の温度低下を防止することができる。ポンプ装置２が運転されると、ポンプ装置２の構成要素の温度は上昇し、ポンプ装置２の運転が停止されると、ポンプ装置２の構成要素の温度は低下する。この温度上昇および温度低下の繰り返しにより、ポンプ装置２の構成要素は、温度疲労の影響を受けて、破損するおそれがある。本実施形態によれば、給水装置１は、温度疲労に起因するポンプ装置２の構成要素の破損を防止することができ、長寿命化を実現することができる。

【0045】

図５は、給水装置１の他の実施形態を示す図である。図５に示すように、インバータ６の冷却を目的として、インバータ６をポンプ装置２Ａ，２Ｂ（特に、連通カバー５１，５１）に隣接するように配置してもよい。図５に示す実施形態では、インバータ６は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの上に配置されている。インバータ６は、インバータ要素６ａと、インバータ要素６ａを収容するインバータケース６ｂと、を備えている。図５に示す実施形態では、インバータケース６ｂは、連通カバー５１，５１上に載置されている。このような配置により、給水装置１は、インバータ６が受ける温度疲労の影響をより確実に排除することができる。

【0046】

インバータ要素６ａは、特に、温度疲労の影響を受けやすい部材である。インバータ要素６ａは、インバータ６の駆動中には、高温になる一方で、インバータ６の駆動停止中には、低温になる。特に、寒冷地では、インバータ６の駆動中と駆動停止中との間におけるインバータ素子６ａの温度差は大きくなる。このように、インバータ素子６ａの温度上昇および温度低下の繰り返しは、インバータ要素６ａの損傷の原因となる。

【0047】

図５に示す実施形態によれば、運転中のポンプ装置２と停止中のポンプ装置２との間を流れる加熱液体は、複数のポンプ装置２上に配置されたインバータ６を加熱し、インバータ素子６ａの温度差を小さくすることができる。結果として、給水装置１は、インバータ６の長寿命化を実現することができる。

【0048】

図６は、給水装置１のさらに他の実施形態を示す図である。図５に示す実施形態では、インバータ６は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの上方（接触または離間）に配置されているが、図６に示すように、インバータ６は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの側方（接触または離間）に配置されてもよい。この場合であっても、インバータ６は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂ（特に、連通カバー５１，５１）に隣接するように配置されている。

【0049】

図５および図６に示す実施形態では、ポンプ装置２Ａ，２Ｂが立軸ポンプ装置であることを前提として（図５および図６の上下左右方向参照）、インバータ６は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの上方または側方に配置されている。一実施形態では、ポンプ装置２Ａ，２Ｂが横軸ポンプ装置である場合であっても、インバータ６は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの上方または側方に配置されてもよい。

【0050】

一実施形態では、ポンプ装置２は、インバータ６が内蔵された一体型構造を有する電動機組立体を備えてもよい。電動機組立体は、モータ部Ｍとインバータ６との組み合わせからなる機械装置である。電動機組立体およびポンプＰを備えたポンプ装置２では、ポンプＰ、モータ部Ｍ、およびインバータ６は、回転軸２２の軸線ＣＬ方向に直列的に配置されている。このような構成であっても、給水装置１は、モータ部Ｍを流れる液体によって、インバータ６を冷却し、かつ温度疲労に起因するインバータ６の故障を防止することができる。

【0051】

上述したように、２台のポンプ装置２は、単独交互運転を行うように構成されている。したがって、図４に示すように、ポンプ装置２Ａが運転中であるとき、ポンプ装置２Ｂは運転停止中である。この場合、吸込管３を流れる液体は、ポンプ装置２Ａからポンプ装置２Ｂに向かって流れる（第１流れ方向）。逆に、ポンプ装置２Ａが運転停止中であるとき、ポンプ装置２Ｂは運転中である。この場合、吸込管３を流れる液体は、ポンプ装置２Ｂからポンプ装置２Ａに向かって流れる（第２流れ方向）。第１流れ方向および第２流れ方向は逆方向である。

【0052】

例えば、吸込管３を流れる液体に異物が混入している場合、ポンプ装置２内の液体の流路に異物が挟まるおそれがある。本実施形態によれば、ポンプ装置２の運転が切り替わると、液体の流れ方向は、第１流れ方向と第２流れ方向との間で切り替わり、液体は逆流する。したがって、流路に挟まった異物は、逆流する液体によって除去される。このように、給水装置１は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの間で運転を切り替えることにより、ポンプ装置２Ａ，２Ｂに混入した異物を除去することができる。

【0053】

図７は、連通カバー５１の他の実施形態を示す図である。図７では、非導電性部材であるキャン４０の代わりに、熱伝導率の高い部材（例えば、金属など）から構成されたキャン６０が設けられている。この場合、モータ３０（より具体的には、モータステータ３７）は、キャン６０の内部を流れる液体によって冷却される。したがって、エンドカバー３８の流出孔４６から流出した液体をモータフレーム３９に接触させる必要はない。結果として、図７に示すように、接続孔５１ｂを連通カバー５１の上部に配置してもよい。図７に示す実施形態では、キャン６０は熱伝導率の高い金属から構成されている。したがって、ポンプ装置２は、補強管４２を備えていない。

【0054】

図８は、連通カバー５１のさらに他の実施形態を示す図である。図８に示す実施形態では、連通カバー５１は、エンドカバー３８の流出孔４６を覆うカップ形状を有している。連通カバー５１の開口端５１ａは、エンドカバー３８に接続されている。図７に示す実施形態と同様に、キャン４０が熱伝導率の高い部材から構成されている場合、モータ３０は、キャン４０の内部を流れる液体によって冷却される。したがって、図８に示す実施形態では、連通カバー５１は、エンドカバー３８の流出孔４６から流出した液体を連結管５０に導入する構造を有している。

【0055】

一実施形態では、連結管５０は、流出孔４６に直接接続されてもよい。複数の流出孔４６が設けられている場合、連結管５０は、流出孔４６の数に対応する数の分岐部を有している。

【0056】

図９は、連結管５０の他の実施形態を示す図である。図９に示す実施形態では、連結管５０は、ポンプ装置２Ａ，２Ｂのみならず、バイパス管５にも接続されている。上述したように、ポンプ装置２Ａ，２Ｂは、単独交互運転を行うように構成されている。ポンプ装置２Ａ，２Ｂの運転を滑らかに切り替えるために、一方のポンプ装置２の運転が終了する直前に他方のポンプ装置２の運転が開始される場合がある。

【0057】

この場合、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの両方は、一定時間、同時に運転されるが、ポンプ装置２Ａ，２Ｂの運転によって昇圧された液体は、連結管５０を通じてバイパス管５に流れ込む。したがって、一方のポンプ装置２の運転が終了する直前に他方のポンプ装置２の運転が開始されても、連結管５０を流れる液体の流れは妨げられない。

【0058】

図１０は、３台のポンプ装置２を備える給水装置を示す図である。図１０では、図面を見やすくするために、ポンプ装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれのモータケーシング３５および連結管５０のみが描かれている。

【0059】

上述した実施形態では、２台のポンプ装置２Ａ，２Ｂを備える給水装置１について説明したが、図１０に示すように、給水装置１は、３台のポンプ装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えてもよい。一実施形態では、給水装置１は、４台以上のポンプ装置２を備えてもよい。

【0060】

図１０に示すように、連結管５０は、３台のポンプ装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接続されており、これらポンプ装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃを連結している。図１０に示す実施形態においても、交互運転時において、複数のポンプ装置２のうちの１台のポンプ装置２は、停止している。したがって、連結管５０は、運転中のポンプ装置２のモータケーシング３５に導入された液体を停止中のポンプ装置２のモータケーシング３５に供給する。結果として、給水装置１は、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0061】

３台のポンプ装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃのすべてが運転する場合がある。この場合、連結管５０をバイパス管５に接続することにより、ポンプ装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃの運転によって昇圧された液体は、連結管５０を通じてバイパス管５に流れ込む。

【0062】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0063】

１ 給水装置
２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ） ポンプ装置
３ 吸込管
３Ａ，３Ｂ 吸込分岐部
４ 吐出管
４Ａ，４Ｂ 吐出分岐部
５ バイパス管
６ インバータ
６ａ インバータ要素
６ｂ インバータケース
８ 吸込口
９ 吐出口
１０ 開閉弁
１１ 開閉弁
１２ 開閉弁
１３ 開閉弁
１４ 逆止弁
１５ 逆止弁
１６ 逆止弁
２０ 羽根車
２２ 回転軸
２４ ポンプケーシング
２５ ケーシングカバー
２６ 流通孔（流入孔）
３０ モータ
３１，３２ すべり軸受
３５ モータケーシング
３６ モータロータ
３７ モータステータ
３７ａ ステータコア
３７ｂ コイル
３８ エンドカバー
３９ モータフレーム
４０ キャン（ステータキャン）
４１ キャン（ロータキャン）
４２ 補強管
４２Ａ，４２Ｂ 分割フレーム
４６ 流通孔（流出孔）
５０ 連結管
５１ 連通カバー
５１ａ 開口端
５１ｂ 接続孔
５３ シール部材
６０ キャン（ステータキャン）
Ｐ ポンプ
Ｍ モータ部
ＳＣ ステータ室
Ｃ１ 空間
Ｃ２ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】