JP4023254B2

JP4023254B2 - Electric pump device

Info

Publication number: JP4023254B2
Application number: JP2002244186A
Authority: JP
Inventors: 智孝本多; 道夫大和田; 正敏田辺
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: JP2004084508A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動式の電動ポンプ装置は、ケーシング内に収容した羽根車を電動機により回転させてポンプ作用を行うポンプ部と、このポンプ部で加圧した水を蓄水して水栓に給水する圧力タンクと、この圧力タンク内の圧力（蓄水量）に応じて前記電動機の運転／停止を制御する制御装置と、ポンプカバーを備え、前記ポンプ部と制御装置を前記圧力タンクの上部に位置させて設置し、これらを前記ポンプカバーで覆うように該ポンプカバーを前記圧力タンクの上部に設置する構成である。
【０００３】
圧力タンクは、深絞り加工用普通鋼板を使用して絞り加工によって形成したドラム部と鏡板を溶接結合して構成し、ポンプカバーを支持用のカバー支持リングで略固定化し取り付けることにより、ポンプカバーの取り付け安定性，圧力タンクへの傷付き防止，振動・騒音の低減および輸送時の積載荷重をポンプ本体と梱包箱に分散させるように構成している。
【０００４】
また、圧力タンクを形成する深絞り加工用普通鋼板は、絞り加工における伸びが良いことから、ドラム部の天井部を球冠形状に絞り込んだ後に該球冠部を更にポンプ部取り付け用に凸部張り出し、天井部の大部分を平面形状に加工することができた。
【０００５】
更に、普通鋼板製の圧力タンクは、取り付けボルトを圧力タンクの内面から外側に突出すように挿入し、取り付けボルトの取り付け根元をプロジェクション溶接で固定し、その取り付けボルトに螺合するナットでポンプ部や電動機を締め付けて固定していた。
【０００６】
更に、普通鋼板製の圧力タンクは、前記取り付けボルト以外にも、電源線を固定するブッシュを取り付けるブッシュ座や圧力タンク内の圧力を検知する圧力スイッチを取り付けるための導圧管も溶接して取り付けている。
【０００７】
しかしながら、このような普通鋼板製の圧力タンクは、内面および外面を防錆用の塗装を施すことが必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように普通鋼板を絞り加工して形成したドラム部と鏡板を溶接結合して構成した圧力タンクは、各種部品の取り付け座を一体的に形成したり、取り付けボルトを起立させた状態で溶接して固定したり、導圧管を溶接して取り付けたりすることができた。
【０００９】
しかしながら、このような普通鋼板製の圧力タンクは、内面および外面を防錆のために塗装することが必要であることから、生産性が悪く、また、塗装に不備があると腐食して寿命が短くなる問題がある。
【００１０】
塗装しなくても錆びない圧力タンクは、ステンレス鋼板を使用して形成することにより得ることができるが、ステンレス鋼板は絞り加工時の加工硬化が大きくなり、天井部（頭部）を球冠形状に絞り込んだ後に亀裂防止のために該球冠部を部分的な凹部押し込み形状としなければならず、部品取付けのために天井部の大部分を平面形状とすることが困難である。
【００１１】
従って、このように天井部の大部分を平面形状に成形できないステンレス鋼板製の圧力タンクでは、ポンプ部やその他の部品を座り良く搭載して固定することが難いという問題がある。
【００１２】
ステンレス鋼板製の圧力タンクにすると、隙間腐食防止や、溶接の熱影響による組織変化により孔食腐食に至ることを防止するために、圧力タンクの内面からの溶接による部品（取り付けボルトや導圧管や電源線固定用のブッシュ座など）の固定は避けなければならない。
【００１３】
本発明の目的は、生産性が良く、長寿命の圧力タンクを使用すると共に各種の部品を前記圧力タンクの上部に安定した姿勢で取り付けることができる電動ポンプ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケーシング内に設けた羽根車を電動機により回転させてポンプ作用を行うポンプ部と、このポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、前記電動機の運転を制御する制御装置と、ポンプカバーを備え、前記ポンプ部と制御装置を前記圧力タンクの上側に位置させて設置し、これらを前記ポンプカバーで覆うように該ポンプカバーを前記圧力タンクの上部に設置する電動ポンプ装置において、
前記圧力タンクをステンレス鋼板で構成し、ポンプ部や制御装置を取り付ける平坦部とポンプカバー受け部を形成した固定基板を前記圧力タンクの上面を覆うように該圧力タンクに被せて設置し、この固定基板の前記ポンプカバー受け部に前記ポンプカバーを搭載し、前記固定基板に、前記平坦部として、前記制御装置で発生した高調波の放出を抑制する高調波抑制リアクトルの取付座を設け、または、アース線を取り付けるアース取付金具を取り付ける取付座を設けたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本発明の実施の形態の特徴を分かり易くするために従来の電動ポンプ装置を対比しながら説明する。図１〜図５は本発明の電動ポンプ装置の実施の形態を示し、図６〜図８は従来の電動ポンプ装置を示している。
【００１６】
図１〜図５に示すように、本発明の実施の形態における電動ポンプ装置は、圧力タンク１と、この圧力タンク１の上に設置した固定基板２００と、この固定基板２００上に設置したポンプ部２と気水分離室部３と吸込室部４と吸込継手５と吐出ニップル６と圧力センサー７と制御装置８と、これらを覆うポンプカバー９と、前記ポンプ部２により揚水して圧力タンク１に蓄水した水を水栓へ給水する給水配管を接続するために該圧力タンク１の側面に設けた吐出フランジ１０と、設置用の脚部１０１と、電源線１０２を備える。
【００１７】
圧力タンク１は、ステンレス鋼板を絞り加工して形成したドラム部１１と合成樹脂を成型して形成した鏡板１２を巻締め結合して構成する。圧力タンク１を構成するドラム１１は、素材であるステンレス鋼板が絞り加工時の加工硬化が大きいことから、天井部（頭部）を球冠形状（半球状）に絞り込んだ後に亀裂防止のために該天井部に部分的な押し込み凹部を形成する。
【００１８】
このような圧力タンク１のドラム部１１の天井部には部品を安定した姿勢で取り付けるための平坦面を形成することが困難であることから、圧力タンク１とは別部材の固定基板２００を該圧力タンク１の上面の少なくとも一部を覆うように被せて設置する。この固定基板２００は、詳細は後述するが、その上部に各種の部品を安定な姿勢に搭載して設置する平坦部（取付座や固定座）や受け部を備える。
【００１９】
ポンプ部２は、羽根車２１と、この羽根車２１を収容するケーシング２２と、このケーシング２２の前面を閉じるケーシングカバー２３と、前記羽根車２１を回転させる電動機２４を備え、前記固定基板２００上に設置する。前記ケーシング２２は、吸込口部２２１と吐出口部２２ｂ２備える。前記電動機２４は、連続的に変速する回転速度制御を実現するために好都合なインバータ駆動電動機を使用する。このポンプ部２は、ウェスコポンプと称される形式のものである。なお、この実施の形態では、代表的なポンプであるウェスコポンプを例示するが、本発明はウェスコポンプに限定されるものではない。また、電動機２４は、給電波形制御（位相制御や間歇給電など）によって実質的に連続的な変速制御を行うことができる誘導電動機を使用しても良い。
【００２０】
気水分離室部３は、ポンプ部２のケーシング２２における吐出口部２２２に連通するように該ケーシング２２にねじ止めして固定し、吐出ニップル６を介して圧力タンク１の流入口に連通させる。この気水分離室３は、上部に、ねじ込み式の呼び水給水用栓３１を備える。この呼び水給水用栓３１は、取り外して気水分離室部３内に呼び水を給水した後に再び取り付けるように使用する。
【００２１】
給水室部４は、吸い込み側流路内に逆止弁４１を備え、ポンプケーシング２２の吸込口部２２１と吸込継手５を連通するように取り付ける。前記逆止弁４１は、吸込口部２２１からケーシング２２内への水の流れを許すが、その逆向きの流れを阻止するように作動する。
【００２２】
吸込継手５は、揚水配管を接続するものであり、固定基板２００に取り付けて固定する。
【００２３】
吐出ニップル６は、気水分離室部３と圧力タンク１を接続する。
【００２４】
圧力センサ７は、圧力タンク１内の圧力を検出することができるように吐出ニップル６に接続して取り付ける。この圧力センサ７は、圧力タンク１内の圧力に比例した圧力検出信号を発生する特性のものであり、図示説明は省略するが、例えば、電気コイルと該磁気コイルに作用する磁気コアを備え、磁気コアを圧力タンク１内の圧力に応動させて該圧力に応じて電気コイルへの作用の程度を変えることにより該電気コイルのインダクタンスの大きさを変化させ、このインダクタンスの大きさに応じて変化する電気信号を圧力検出信号として出力するように構成する。
【００２５】
制御装置８は、前記圧力センサ７から出力される圧力検出信号を入力し、入力した圧力検出信号に応じて前記ポンプ部２の電動機２４の運転／停止と運転時の回転速度を変速制御する。電動機２４としてインバータ駆動電動機を使用する構成では、この制御装置８は、電動機２４に給電するインバータを内蔵し、圧力センサ７から入力する圧力検出信号に応じてインバータ出力電圧の発生の有無（電動機２４の運転／停止に相当）およびインバータ出力電圧の大きさや周波数の変更（電動機２４の回転速度の変速に相当）の制御を実行する。
【００２６】
ポンプカバー９は、圧力タンク１の上の固定基板２００上に設置した前記ポンプ部２と気水分離室部３と吸込室部４と吸込継手５と吐出ニップル６と圧力センサー７と制御装置８を覆うように該固定基板２００に取り付ける。
【００２７】
吐出フランジ１０は、圧力タンク１内の蓄水を水栓に給水する給水配管を接続するために該圧力タンク１の下部に位置するようにドラム部１１の側面に取り付ける。
【００２８】
脚部１０１は、合成樹脂を成型して圧力タンク１の鏡板１２とは別体に形成し、この鏡板１２の外側の外周縁部と該鏡板１２とドラム部１１の巻締め結合部の外周縁に嵌着することにより圧力タンク１の底部に取り付けるように構成する。
【００２９】
この電動ポンプ装置の揚水及び蓄水運転は、ポンプ部２の電動機２４を運転して羽根車２１を回転させることにより行う。まず、自吸運転を行い、自吸運転が終了すると揚水運転に移行する。
【００３０】
自吸運転では、ケーシング２２内の羽根車２１の回転によって吐出口部２２２から気水分離室部内３の呼び水が還流して空気分を吐出ニップル６から圧力タンク１内へ排出する。これにより、ケーシング２２の吸込口部２２１から上流側の空気が徐々に抜けて水が満たされて行く。そして、全部に水が満たされると自吸運転が終了して揚水運転に移行する。
【００３１】
揚水運転では、吸い上げた水を吐出ニップル６を通して圧力タンク１内に蓄水し、吐出フランジ１０を介して給水配管に送り出す。かかる揚水運転で、給水配管につながる水栓（流路）が閉じられると、圧力タンク１内の圧力が上昇する。圧力センサ７は、この圧力を圧力検出信号に変換して出力する。そして、制御装置８は、圧力センサ７から出力される圧力検出信号に基づいて電動機２４の運転／停止および回転速度の制御を実行する。
【００３２】
次に、この実施の形態における電動ポンプ装置の動作について、図５を参照して具体的に説明する。
【００３３】
運転待機（圧力タンク１内の圧力が上限値以上でポンプ部２の電動機２４が停止している）状態において、Ｔ１で水栓を開いて水を使い始めると、圧力タンク１に蓄水された水が流出して圧力センサー７の圧力検出信号（圧力タンク１内の圧力）が（ｃ）のように徐々に低下し、ポンプ吐出圧力も（ｂ）のように徐々に低下する。そして、運転開始圧力（下限値）に到達した時点Ｔ２で電動機２４の運転を開始して揚水する。水栓の開度、つまり水の使用量と揚水量の差に応じて圧力タンク１内の蓄水量（圧力）が増減して圧力センサー７から出力される圧力検出信号が変化することから、制御装置８は、この圧力検出信号を参照して電動機２４の回転速度を変速することにより、ポンプ吐出圧力（ｂ）を一定値に保持するような運転制御を実行する。
【００３４】
Ｔ３にて水の使用量を減じて揚水量が使用量より多くなると圧力タンク１内の蓄水量が増加して圧力が上昇し、圧力センサー７の圧力検出信号が上昇するので、制御装置８は、電動機２４の回転速度を減じてポンプ吐出圧力を一定に保持するように制御する。同様に、Ｔ４で水の使用量を増加させた場合、Ｔ５で水の使用量を一定とした場合も、各々の状況に応じて圧力センサー７の圧力検出信号が変化することから、制御装置８は、この圧力検出信号に応じて電動機２４の回転速度を変えてポンプ吐出圧力を一定とする運転制御を実行する。
【００３５】
そして、Ｔ６にて水栓を閉じて水の使用を終了すると、圧力タンク１への蓄水量が急増して圧力センサー７から出力される圧力検出信号が急上昇するので、制御装置８は、電動機２４の回転速度を急速に減速する。その後、水使用の有無を判定するために、Ｔ７において電動機２４の回転速度を若干上げた後、Ｔ８からＴ９間で電動機２４の回転速度を一定に保持し、この間、圧力センサー７の圧力検出信号が低下方向への変化がないことを確認してＴ９で電動機２４の回転を停止して待機状態とする。
【００３６】
次に、この実施の形態における電動ポンプ装置の特徴について説明する。
まず、従来の電動ポンプ装置について、図６〜図８を参照して説明する。
圧力タンク３００のドラム部３０１は、素材が深絞り加工用普通鋼板であることから、伸びが良く、加工硬化も少ないために、天井部（頭部）を球冠形状（球状）に絞り込んだ後に球状をなす天井部を更に凸状に張り出させてポンプ部３１０の電動機３１１を取り付ける取り付け用の平面部３０２を形成することができる。この平面部３０２は、ドラム部３０１の天井部の大部分を占める大きさである。
【００３７】
この平面部３０２にポンプ部３１０の電動機３１１を取り付ける取り付けボルト３２１，３２２は、平面部３０２に穴をあけ、ドラム部３０１の内側から取り付けボルト３２１，３２２を挿入して平面部３０２上に起立させ、この取り付けボルト３２１，３２２の付け根をプロジェクション溶接にてドラム部３０１に固定している。
【００３８】
また、電動機３１１等に電力を供給する電源用電線を固定する電線用ブッシュを取り付ける支持座３３１および圧力スイッチ３４１を取り付ける導圧管３４２は、圧力タンク３００のドラム部３０１に溶接にて固定している。
【００３９】
このように構成したドラム部３０１の下部の開口部には、鏡板３０３を嵌着して両者を溶接結合している。その後、圧力タンク３００の内外面を合成樹脂焼付塗装を施して防錆することにより該圧力タンク３００を部品として完成するようにしている。
【００４０】
これに対して、本発明の実施の形態における電動ポンプ装置は、溶接工程および塗装工程を省略するために、圧力ポンプ１をステンレス鋼板を絞り加工て形成したドラム部１１と合成樹脂を成型して形成した鏡板１２を巻締め結合して構成している。
【００４１】
そして、ステンレス鋼板を絞り加工して形成するドラム部１１は、その天井部に各種部品を安定した姿勢で取り付ける平坦面を形成することが困難であることから、圧力タンク１とは別部材の固定基板２００を圧力タンク１の上面の少なくとも一部を覆うように被せて設置し、この固定基板９上に各種部品を取り付けるように構成している。
【００４２】
この固定基板２００は、図４に示すように、ポンプ部２における電動機２４の取付座として機能させる平坦部２０１，２０２およびボルト通し穴２０３，２０４と、電動機２４の荷重受座として機能させる平坦部２０５を備える。平坦部２０１，２０２は電動機２４の取付脚２４１，２４２をボルト，ナット２０６，２０７で締め付けて固定するように使用し、平坦部２０５は、電動機２４の後部を載置して該電動機２４の荷重の一部（主として後部の荷重）を受けるように使用する。従って、電動機２４は、この３個所の平坦部によって座り良く、安定した姿勢で堅固に取り付けることができる。
【００４３】
固定基板２００は、更に、電動機２４の回転速度を変速する制御装置８の取付座として機能させる平坦部２０８と止めねじボスとして機能させる平坦部２０９を備える。平坦部２０８は、制御装置８を座り良く搭載するように使用し、平坦部２０９は、平坦部２０８に搭載した制御装置８を固定する止めねじ２１０を螺着するために使用する。従って、制御装置８は、平坦部２０８上に安定した姿勢で堅固に取り付けることができる。
【００４４】
固定基板２００は、更に、制御装置８において発生する高調波の放出を抑制する高調波抑制リアクトル８１の取付座として機能させる平坦部２１１と止めねじ穴２１２，２１３を備える。平坦部２１１は、高調波抑制リアクトル８１を座り良く搭載するように使用し、止めねじ穴２１２，２１３は、平坦部２１１に搭載した高調波抑制リアクトル８１を固定する止めねじ２１４を螺着するために使用する。従って、高調波抑制リアクトル８１は、平坦部２１１上に安定した姿勢で堅固に取り付けることができる。
【００４５】
固定基板２００は、更に、吸込継手５の取付座として機能させる平坦部２１５およびボルト通し穴２１６，２１７を備える。平坦部２１５は、吸込継手５を座り良く搭載するように使用し、ボルト通し穴２１６，２１７は、平坦部２１５に搭載した吸込継手５をボルト，ナット２１８，２１９で締め付けて固定するように使用する。従って、吸込継手５は、平坦部２１５に安定した姿勢で堅固に取り付けることができる。
【００４６】
固定基板２００は、更に、電源線１０２を固定する固定座として機能させる平坦部２２０と止めねじ穴２２１と、アース線を取り付けるアース取付金具を取り付ける取付座として機能させる平坦部２２２と止めねじ穴２２３を備える。平坦部２２０と止めねじ穴２２１は、電源線１０２を固定する固定具１０２１を止めねじ２２４によって取り付けて固定するように使用し、平坦部２２２と止めねじ穴２２３は、図示説明は省略するが、アース線を取り付けるためのアース取付金具を止めねじによって取り付けるように使用する。従って、電気配線関係も容易且つ安定した姿勢で確実に取り付けることが可能である。
【００４７】
また、この固定基板２００は、気水分離室３と圧力タンク１を接続する吐出ニップル６を貫通させる吐出ニップル貫通窓２２５を備える。
【００４８】
このような平坦部を備える固定基板２００は、合成樹脂を成型することによって形成する。ステンレス鋼板とは違って任意の形状に形成することができるので、天井部の大部分を使用して任意の形態の平坦部を容易に設けることができる。
【００４９】
また、合成樹脂製の固定基板２００は、断熱性に優れているので、電動機２４，制御装置８，高調波抑制リアクトル８１等の電気部品で発生した熱が圧力タンク１に伝播するのを抑制する。ステンレス鋼板製の圧力タンク１は、使用する水の水質によっては腐食が発生する恐れがある。腐食の発生および進行は、温度が高くなる程活発になる傾向があることから、電気部品で発生した熱が圧力タンク１に伝播しないように断熱する機能をもつ合成樹脂製の固定基板２００は、腐食防止の面からも極めて有効な部品である。また、圧力タンク１と各電気部品の温度差により、各電気部品への結露水付着も防止することができることから、電気部品の保護にもなる。
【００５０】
更に、固定基板２００は、圧力タンク１と各搭載部品を空間的に隔離するので、お互いのもらい錆を防止することができ、各部品の長寿命化につながる。
【００５１】
また、固定基板２００は、ポンプカバー９の取付座として機能するポンプカバー受け部２２６と止めねじボス２２７を備える。このポンプカバー受け部２２６は、固定基板２００の外周縁部に環状の凹形の溝を形成して構成する。このポンプカバー受け部（溝）２２６は、合成樹脂を成型して固定基板２００を形成するときに一体的に形成することにより、部品数を少なくすることができると共に丈夫に形成することができ、更には、固定基板２００の全体的な強度を高めるように機能する。
【００５２】
ポンプカバー９は、その外周下端部を前記ポンプカバー受け部２２６の溝に嵌入するように載置して取り付けることにより、安定した姿勢で確実に取り付けることができる。そして、ポンプカバー９の側面から貫通させた止めねじ（図示省略）を前記止めねじボス２２７に螺着して該ポンプカバー９を固定する。
【００５３】
このようなポンプカバー９の安定した確実な取り付け支持により、圧力タンク１への傷付き防止，振動・騒音の低減および積載荷重をポンプ本体と梱包箱に分散させることができるため、大幅な工数低減と梱包の簡略化を図ることができ、コスト低減に非常に有効な手段となる。
【００５４】
ポンプカバー９は、鋼板等で形成した強度的に丈夫な部材である。輸送時に梱包箱が重ね積みされても破損すること無く耐えることができる。また、固定基板９は合成樹脂製であるが、その大部分がポンプカバー９によって覆われることになり、従って、外表面が直射日光や風雨にさらされるのが少なく、耐候性の面で好都合である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、圧力タンクをステンレス鋼板で構成し、ポンプ部や制御装置を取り付ける平坦部とポンプカバー受け部を形成した固定基板を前記圧力タンクの上面を覆うように該圧力タンクに被せて設置し、この固定基板の前記ポンプカバー受け部に前記ポンプカバーを搭載するように取り付け、前記固定基板に、前記平坦部として、前記制御装置で発生した高調波の放出を抑制する高調波抑制リアクトルの取付座を設け、または、アース線を取り付けるアース取付金具を取り付ける取付座を設ける構成であるので、生産性が良く、長寿命の圧力タンクを使用すると共に各種の部品を前記圧力タンクの上部に安定した姿勢に取り付けることができる電動ポンプ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電動ポンプ装置の縦断正面図である。
【図２】図１に示した電動ポンプ装置の右側面図である。
【図３】図１に示した電動ポンプ装置のポンプカバーを外して該電動ポンプ装置を上から見た平面図である。
【図４】図１に示した電動ポンプ装置における固定基板の斜視図である。
【図５】図１に示した電動ポンプ装置の運転開始から停止するまでを時系列的に示した運転特性図である。
【図６】従来の電動ポンプ装置の縦断正面図である。
【図７】図６に示した電動ポンプ装置の右側面図である。
【図８】図６に示した電動ポンプ装置における圧力タンクの縦断側面図である。
【符号の説明】
１…圧力タンク、１１…ドラム部、１２…鏡板、２…ポンプ部、２４…電動機、５…吸込継手、８…制御装置、８１…高調波抑制リアクトル、９…ポンプカバー、２００…固定基板、２０１，２０２，２０８，２０９，２１１，２１５，２２０，２２２…平坦部、２０３，２０４，２１６，２１７…ボルト通し穴、２１２，２１３，２２１，２２３…止めねじ穴、２２５…吐出ニップル貫通窓、２２６…ポンプカバー受け部、２２７…止めねじボス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric pump device.
[0002]
[Prior art]
An automatic electric pump device includes a pump unit that rotates an impeller housed in a casing by an electric motor to perform a pump action, a pressure tank that stores water pressurized by the pump unit and supplies the water to a faucet. A control device that controls operation / stop of the electric motor according to the pressure (water storage amount) in the pressure tank, and a pump cover, and the pump unit and the control device are located above the pressure tank. The pump cover is installed on the upper part of the pressure tank so as to cover them with the pump cover.
[0003]
The pressure tank is constructed by welding and joining the drum part formed by drawing using a normal steel plate for deep drawing and the end plate, and the pump cover is fixed and attached with a cover support ring for support. Mounting stability, prevention of damage to the pressure tank, reduction of vibration and noise, and load capacity during transportation are distributed to the pump body and packing box.
[0004]
In addition, the deep drawing ordinary steel plate forming the pressure tank has good elongation in drawing, so that after the ceiling of the drum part is squeezed into a spherical crown shape, the spherical crown part is further convex for mounting the pump part. Overhang and most of the ceiling could be processed into a flat shape.
[0005]
Furthermore, the pressure tank made of ordinary steel plate is inserted so that the mounting bolt protrudes outward from the inner surface of the pressure tank, the mounting base of the mounting bolt is fixed by projection welding, and the nut is screwed into the mounting bolt. And the motor was fastened and fixed.
[0006]
Furthermore, in addition to the mounting bolts, the pressure tank made of ordinary steel plate is also welded with a bushing seat for mounting a bush for fixing the power line and a pressure guiding tube for mounting a pressure switch for detecting the pressure in the pressure tank. Yes.
[0007]
However, such a pressure tank made of ordinary steel plate needs to be coated for rust prevention on the inner surface and the outer surface.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, the pressure tank constructed by welding and joining the drum part formed by drawing ordinary steel plate and the end plate is welded in a state where the mounting seats for various parts are integrally formed or the mounting bolts are raised. It was possible to fix it or to weld the pressure guide tube.
[0009]
However, such a pressure tank made of ordinary steel plate has a poor productivity because the inner and outer surfaces need to be coated for rust prevention. There is a problem of shortening.
[0010]
A pressure tank that does not rust even if it is not painted can be obtained by using a stainless steel plate, but the stainless steel plate has a greater work hardening during drawing, and the ceiling (head) has a spherical crown shape. In order to prevent cracking, the crown portion must be made into a partially recessed indentation shape after being narrowed down to the top, and it is difficult to make most of the ceiling portion into a planar shape for mounting components.
[0011]
Therefore, in a pressure tank made of a stainless steel plate in which most of the ceiling portion cannot be formed into a planar shape in this way, there is a problem that it is difficult to satisfactorily mount and fix the pump portion and other parts.
[0012]
In the case of a pressure tank made of stainless steel plate, in order to prevent crevice corrosion and to prevent pitting corrosion due to structural changes due to the thermal effects of welding, parts by welding from the inner surface of the pressure tank (such as mounting bolts, pressure pipes, Fixing of the power seat (bush seat, etc.) must be avoided.
[0013]
It is an object of the present invention to provide an electric pump device that uses a pressure tank with good productivity and a long life and can attach various components to the upper portion of the pressure tank in a stable posture.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a pump unit that rotates an impeller provided in a casing by an electric motor to perform a pump action, a pressure tank that stores water pressurized by the pump unit, and a control device that controls the operation of the electric motor. And an electric pump device in which the pump unit and the control device are installed on the upper side of the pressure tank, and the pump cover is installed on the upper part of the pressure tank so as to cover them with the pump cover. In
The pressure tank is made of a stainless steel plate, and a fixed board on which a flat part for attaching a pump unit and a control device and a pump cover receiving part is formed is placed on the pressure tank so as to cover the upper surface of the pressure tank, and this fixing is performed. The pump cover is mounted on the pump cover receiving portion of the substrate, and the fixed substrate is provided with a mounting seat for a harmonic suppression reactor that suppresses the emission of harmonics generated by the control device as the flat portion, or A mounting seat for mounting a ground mounting bracket for mounting the ground wire is provided .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to make the features of the embodiment of the present invention easier to understand, a conventional electric pump device will be described in comparison. 1 to 5 show an embodiment of an electric pump device of the present invention, and FIGS. 6 to 8 show a conventional electric pump device.
[0016]
As shown in FIGS. 1 to 5, the electric pump device according to the embodiment of the present invention includes a pressure tank 1, a fixed substrate 200 installed on the pressure tank 1, and a pump installed on the fixed substrate 200. Part 2, air / water separation chamber 3, suction chamber 4, suction joint 5, discharge nipple 6, pressure sensor 7, control device 8, pump cover 9 covering these, and pump unit 2 to pump water and pressure tank 1 is provided with a discharge flange 10 provided on the side surface of the pressure tank 1, an installation leg 101, and a power line 102 in order to connect a water supply pipe for supplying water stored in 1 to the faucet.
[0017]
The pressure tank 1 is configured by winding and joining a drum portion 11 formed by drawing a stainless steel plate and a mirror plate 12 formed by molding a synthetic resin. The drum 11 constituting the pressure tank 1 has a large work hardening at the time of drawing of the stainless steel plate as a raw material, so that the ceiling (head) is squeezed into a spherical crown shape (hemisphere) to prevent cracking. A partial pushing recess is formed in the ceiling.
[0018]
Since it is difficult to form a flat surface for mounting components in a stable posture on the ceiling portion of the drum portion 11 of the pressure tank 1, the fixed substrate 200, which is a separate member from the pressure tank 1, is provided. The pressure tank 1 is installed so as to cover at least a part of the upper surface. As will be described in detail later, the fixed substrate 200 includes a flat portion (mounting seat or fixed seat) and a receiving portion on which various components are mounted in a stable posture.
[0019]
The pump unit 2 includes an impeller 21, a casing 22 that houses the impeller 21, a casing cover 23 that closes the front surface of the casing 22, and an electric motor 24 that rotates the impeller 21. Install in. The casing 22 includes a suction port portion 221 and a discharge port portion 22b2. The electric motor 24 uses a convenient inverter-driven electric motor in order to realize a rotational speed control that continuously shifts. The pump unit 2 is of a type called a Wesco pump. In this embodiment, a Wesco pump that is a representative pump is illustrated, but the present invention is not limited to a Wesco pump. Further, the electric motor 24 may be an induction motor that can perform substantially continuous shift control by power supply waveform control (phase control, intermittent power supply, etc.).
[0020]
The steam / water separation chamber portion 3 is screwed and fixed to the casing 22 so as to communicate with the discharge port portion 222 of the casing 22 of the pump portion 2, and communicates with the inlet of the pressure tank 1 through the discharge nipple 6. . The air / water separation chamber 3 is provided with a screw-type priming water supply plug 31 at the top. The priming water supply plug 31 is used so that it is removed and reattached after priming water is supplied into the steam / water separation chamber 3.
[0021]
The water supply chamber 4 includes a check valve 41 in the suction side flow path, and is attached so that the suction port 221 of the pump casing 22 and the suction joint 5 communicate with each other. The check valve 41 allows water to flow from the suction port 221 into the casing 22 but operates to prevent the reverse flow.
[0022]
The suction joint 5 is for connecting a pumping pipe, and is attached to the fixed substrate 200 and fixed.
[0023]
The discharge nipple 6 connects the steam / water separation chamber 3 and the pressure tank 1.
[0024]
The pressure sensor 7 is connected and attached to the discharge nipple 6 so that the pressure in the pressure tank 1 can be detected. The pressure sensor 7 has a characteristic of generating a pressure detection signal proportional to the pressure in the pressure tank 1 and is not illustrated in the drawings. For example, the pressure sensor 7 includes an electric coil and a magnetic core acting on the magnetic coil. The magnetic core is moved in response to the pressure in the pressure tank 1 and the degree of action on the electric coil is changed in accordance with the pressure, thereby changing the inductance of the electric coil and changing in accordance with the inductance. An electric signal to be output is output as a pressure detection signal.
[0025]
The control device 8 receives the pressure detection signal output from the pressure sensor 7, and shifts and controls the operation / stop of the electric motor 24 of the pump unit 2 and the rotation speed during operation according to the input pressure detection signal. In a configuration in which an inverter drive motor is used as the motor 24, the control device 8 includes an inverter that supplies power to the motor 24, and whether or not an inverter output voltage is generated according to the pressure detection signal input from the pressure sensor 7 (the motor 24 And the change of the magnitude and frequency of the inverter output voltage (corresponding to shifting of the rotational speed of the electric motor 24) are executed.
[0026]
The pump cover 9 is provided on the fixed substrate 200 on the pressure tank 1, the pump / water separation chamber 3, the suction chamber 4, the suction joint 5, the discharge nipple 6, the pressure sensor 7, and the control device 8. It is attached to the fixed substrate 200 so as to cover it.
[0027]
The discharge flange 10 is attached to the side surface of the drum portion 11 so as to be positioned below the pressure tank 1 in order to connect a water supply pipe for supplying water stored in the pressure tank 1 to the faucet.
[0028]
The leg portion 101 is molded from a synthetic resin and formed separately from the end plate 12 of the pressure tank 1, and the outer peripheral edge portion of the outer end portion of the end plate 12 and the outer peripheral edge portion of the fastening portion between the end plate 12 and the drum portion 11. It attaches to and is comprised so that it may attach to the bottom part of the pressure tank 1. FIG.
[0029]
The pumping and storage operation of the electric pump device is performed by operating the electric motor 24 of the pump unit 2 and rotating the impeller 21. First, the self-priming operation is performed, and when the self-priming operation is completed, the pumping operation is started.
[0030]
In the self-priming operation, as the impeller 21 in the casing 22 rotates, the priming water in the steam / water separation chamber 3 recirculates from the discharge port 222 and discharges air from the discharge nipple 6 into the pressure tank 1. Thereby, the air on the upstream side gradually escapes from the suction port 221 of the casing 22 and is filled with water. Then, when all the water is filled, the self-priming operation is finished and the pumping operation is started.
[0031]
In the pumping operation, the sucked-up water is stored in the pressure tank 1 through the discharge nipple 6 and sent out to the water supply pipe through the discharge flange 10. In such a pumping operation, when the faucet (flow path) connected to the water supply pipe is closed, the pressure in the pressure tank 1 increases. The pressure sensor 7 converts this pressure into a pressure detection signal and outputs it. The control device 8 executes operation / stop of the electric motor 24 and control of the rotation speed based on the pressure detection signal output from the pressure sensor 7.
[0032]
Next, the operation of the electric pump device in this embodiment will be specifically described with reference to FIG.
[0033]
In the standby state (the pressure in the pressure tank 1 is equal to or higher than the upper limit value and the electric motor 24 of the pump unit 2 is stopped), the water is stored in the pressure tank 1 when the water tap is opened and the water is used at T1. Water flows out and the pressure detection signal of the pressure sensor 7 (pressure in the pressure tank 1) gradually decreases as shown in (c), and the pump discharge pressure also gradually decreases as shown in (b). Then, at the time T2 when the operation start pressure (lower limit value) is reached, the operation of the electric motor 24 is started and water is pumped up. Since the amount of stored water (pressure) in the pressure tank 1 increases or decreases according to the opening of the faucet, that is, the difference between the amount of water used and the amount of pumped water, the pressure detection signal output from the pressure sensor 7 changes. The control device 8 refers to this pressure detection signal to change the rotational speed of the electric motor 24, thereby performing operation control to maintain the pump discharge pressure (b) at a constant value.
[0034]
When the amount of water used is reduced at T3 and the amount of pumped water becomes larger than the amount used, the amount of water stored in the pressure tank 1 increases, the pressure rises, and the pressure detection signal of the pressure sensor 7 rises. Controls to reduce the rotational speed of the electric motor 24 and keep the pump discharge pressure constant. Similarly, when the amount of water used is increased at T4 or when the amount of water used is constant at T5, the pressure detection signal of the pressure sensor 7 changes according to each situation, so that the control device 8 Performs operation control for changing the rotational speed of the electric motor 24 in accordance with the pressure detection signal to make the pump discharge pressure constant.
[0035]
When the faucet is closed at T6 and the use of water is finished, the amount of water stored in the pressure tank 1 increases rapidly and the pressure detection signal output from the pressure sensor 7 increases rapidly. The rotational speed of 24 is rapidly reduced. Thereafter, in order to determine whether or not water is used, the rotational speed of the electric motor 24 is slightly increased at T7, and then the rotational speed of the electric motor 24 is kept constant from T8 to T9. After confirming that there is no change in the decreasing direction, at T9, the rotation of the electric motor 24 is stopped and a standby state is set.
[0036]
Next, features of the electric pump device in this embodiment will be described.
First, a conventional electric pump device will be described with reference to FIGS.
Since the material of the drum portion 301 of the pressure tank 300 is an ordinary steel plate for deep drawing, the elongation is good and the work hardening is small. Therefore, after the ceiling portion (head) is narrowed into a spherical crown shape (spherical shape) A flat surface portion 302 for mounting the electric motor 311 of the pump portion 310 can be formed by further projecting the ceiling portion having a spherical shape into a convex shape. The flat surface portion 302 has a size that occupies most of the ceiling portion of the drum portion 301.
[0037]
The mounting bolts 321 and 322 for attaching the electric motor 311 of the pump unit 310 to the flat part 302 are made to stand on the flat part 302 by making holes in the flat part 302 and inserting the mounting bolts 321 and 322 from the inside of the drum part 301. The roots of the mounting bolts 321 and 322 are fixed to the drum portion 301 by projection welding.
[0038]
Further, a support seat 331 for attaching a wire bush for fixing a power supply wire for supplying electric power to the electric motor 311 and the like, and a pressure guiding pipe 342 for attaching a pressure switch 341 are fixed to the drum portion 301 of the pressure tank 300 by welding. .
[0039]
The end plate 303 is fitted into the lower opening of the drum portion 301 configured as described above, and both are welded. Thereafter, the pressure tank 300 is completed as a component by applying a synthetic resin baking coating on the inner and outer surfaces of the pressure tank 300 to prevent rust.
[0040]
On the other hand, in the electric pump device according to the embodiment of the present invention, in order to omit the welding process and the painting process, the pressure pump 1 is formed by molding a drum portion 11 formed by drawing a stainless steel plate and a synthetic resin. The formed end plate 12 is formed by winding and joining.
[0041]
And since the drum part 11 formed by drawing a stainless steel plate is difficult to form a flat surface for attaching various parts to the ceiling part in a stable posture, a member separate from the pressure tank 1 is fixed. The substrate 200 is installed so as to cover at least a part of the upper surface of the pressure tank 1, and various components are attached to the fixed substrate 9.
[0042]
As shown in FIG. 4, the fixed substrate 200 includes flat portions 201 and 202 and bolt through holes 203 and 204 that function as mounting seats for the electric motor 24 in the pump unit 2, and flat portions that function as load receiving seats for the electric motor 24. 205. The flat portions 201 and 202 are used so that the mounting legs 241 and 242 of the electric motor 24 are fastened with bolts and nuts 206 and 207, and the flat portion 205 is mounted on the rear portion of the electric motor 24 to load the electric motor 24. It is used to receive a part (mainly rear load). Therefore, the electric motor 24 can be sat down by these three flat portions and can be firmly attached in a stable posture.
[0043]
The fixed substrate 200 further includes a flat portion 208 that functions as a mounting seat for the control device 8 that changes the rotation speed of the electric motor 24 and a flat portion 209 that functions as a set screw boss. The flat portion 208 is used so that the control device 8 can be satisfactorily mounted, and the flat portion 209 is used for screwing a set screw 210 for fixing the control device 8 mounted on the flat portion 208. Therefore, the control device 8 can be firmly mounted on the flat portion 208 in a stable posture.
[0044]
The fixed substrate 200 further includes a flat portion 211 that functions as a mounting seat for the harmonic suppression reactor 81 that suppresses the emission of harmonics generated in the control device 8 and set screw holes 212 and 213. The flat portion 211 is used so that the harmonic suppression reactor 81 can be mounted satisfactorily, and the set screw holes 212 and 213 are used to screw a set screw 214 for fixing the harmonic suppression reactor 81 mounted on the flat portion 211. Used for. Therefore, the harmonic suppression reactor 81 can be firmly attached on the flat portion 211 in a stable posture.
[0045]
The fixed substrate 200 further includes a flat portion 215 that functions as a mounting seat for the suction joint 5 and bolt through holes 216 and 217. The flat part 215 is used so that the suction joint 5 is satisfactorily mounted, and the bolt through holes 216 and 217 are used so that the suction joint 5 mounted on the flat part 215 is fastened with bolts and nuts 218 and 219 to be fixed. To do. Therefore, the suction joint 5 can be firmly attached to the flat portion 215 in a stable posture.
[0046]
The fixed substrate 200 further includes a flat portion 220 and a set screw hole 223 that function as a fixing seat for fixing the power supply line 102, and a flat portion 222 and a set screw hole 223 that function as a mounting seat for attaching a ground mounting bracket for attaching a ground wire. Is provided. The flat portion 220 and the set screw hole 221 are used so that the fixing device 1021 for fixing the power supply line 102 is attached and fixed by the set screw 224. The flat portion 222 and the set screw hole 223 are not shown in the drawing, It is used to attach the ground mounting bracket for mounting the ground wire with a set screw. Therefore, it is possible to securely attach the electrical wiring relationship with an easy and stable posture.
[0047]
Further, the fixed substrate 200 includes a discharge nipple through window 225 through which the discharge nipple 6 that connects the steam separation chamber 3 and the pressure tank 1 passes.
[0048]
The fixed substrate 200 having such a flat portion is formed by molding a synthetic resin. Since it can be formed in an arbitrary shape unlike a stainless steel plate, a flat portion having an arbitrary shape can be easily provided using the majority of the ceiling portion.
[0049]
Moreover, since the synthetic resin fixed substrate 200 is excellent in heat insulation, it suppresses the heat generated in the electric parts such as the electric motor 24, the control device 8, the harmonic suppression reactor 81, etc. from being propagated to the pressure tank 1. . The pressure tank 1 made of stainless steel plate may corrode depending on the quality of water used. Since the occurrence and progress of corrosion tends to become more active as the temperature increases, the fixed substrate 200 made of synthetic resin having a function to insulate the heat generated in the electrical components from being transmitted to the pressure tank 1 is It is an extremely effective part from the aspect of corrosion prevention. In addition, the temperature difference between the pressure tank 1 and each electrical component can also prevent condensation from adhering to each electrical component, thus protecting the electrical component.
[0050]
Furthermore, since the fixed substrate 200 spatially isolates the pressure tank 1 and each mounted component, they can prevent each other from getting rust, leading to a long life of each component.
[0051]
The fixed substrate 200 includes a pump cover receiving portion 226 that functions as a mounting seat for the pump cover 9 and a set screw boss 227. The pump cover receiving portion 226 is configured by forming an annular concave groove on the outer peripheral edge of the fixed substrate 200. This pump cover receiving portion (groove) 226 can be formed robustly while being able to reduce the number of parts by being integrally formed when molding the synthetic resin to form the fixed substrate 200, Furthermore, it functions to increase the overall strength of the fixed substrate 200.
[0052]
The pump cover 9 can be securely attached in a stable posture by mounting and attaching the lower end of the outer periphery so as to fit into the groove of the pump cover receiving part 226. Then, a set screw (not shown) penetrated from the side surface of the pump cover 9 is screwed to the set screw boss 227 to fix the pump cover 9.
[0053]
Such a stable and reliable mounting support of the pump cover 9 prevents damage to the pressure tank 1, reduces vibration and noise, and disperses the load load between the pump body and the packing box, greatly reducing man-hours. The packaging can be simplified, which is a very effective means for cost reduction.
[0054]
The pump cover 9 is a strong member formed of steel plate or the like. Even if the packaging boxes are stacked during transportation, they can withstand without being damaged. Further, although the fixed substrate 9 is made of synthetic resin, most of the fixed substrate 9 is covered with the pump cover 9, so that the outer surface is less exposed to direct sunlight and wind and rain, which is advantageous in terms of weather resistance. is there.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, the pressure tank is made of a stainless steel plate, and a fixed substrate on which a flat portion for attaching a pump unit and a control device and a pump cover receiving portion is formed is placed on the pressure tank so as to cover the upper surface of the pressure tank. And mounting the pump cover to the pump cover receiving portion of the fixed substrate, and mounting a harmonic suppression reactor on the fixed substrate as the flat portion for suppressing the emission of harmonics generated by the control device. a seat provided, or, since the configuration of the Ru provided a mounting seat for mounting a ground mounting bracket for attaching the ground wire, stable good productivity, the various components together using a pressure tank of a long life at the top of the pressure tank It is possible to realize an electric pump device that can be attached to the posture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view of an electric pump device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the electric pump device shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view of the electric pump device as viewed from above with the pump cover of the electric pump device shown in FIG. 1 removed.
4 is a perspective view of a fixed substrate in the electric pump device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an operation characteristic diagram showing, in a time series, from the start to the stop of the operation of the electric pump device shown in FIG.
FIG. 6 is a longitudinal front view of a conventional electric pump device.
7 is a right side view of the electric pump device shown in FIG. 6. FIG.
8 is a vertical side view of a pressure tank in the electric pump device shown in FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure tank, 11 ... Drum part, 12 ... End plate, 2 ... Pump part, 24 ... Electric motor, 5 ... Suction joint, 8 ... Control apparatus, 81 ... Harmonic suppression reactor, 9 ... Pump cover, 200 ... Fixed board | substrate, 201, 202, 208, 209, 211, 215, 220, 222 ... flat part, 203, 204, 216, 217 ... bolt through hole, 212, 213, 221, 223 ... set screw hole, 225 ... discharge nipple through window, 226: Pump cover receiving portion, 227: Set screw boss.

Claims

A pump unit that rotates an impeller provided in a casing by an electric motor to perform a pump action, a pressure tank that stores water pressurized by the pump unit, a control device that controls operation of the electric motor, and a pump cover In the electric pump device in which the pump unit and the control device are positioned on the upper side of the pressure tank, and the pump cover is installed on the upper part of the pressure tank so as to cover them with the pump cover.
The pressure tank is made of a stainless steel plate, and a fixed board on which a flat part for attaching a pump unit and a control device and a pump cover receiving part is formed is placed on the pressure tank so as to cover the upper surface of the pressure tank, and this fixing is performed. The pump cover is mounted on the pump cover receiving portion of the board, and the mounting base of the harmonic suppression reactor that suppresses the emission of harmonics generated by the control device is provided as the flat portion on the fixed board. A pump device characterized.

A pump unit that rotates an impeller provided in a casing by an electric motor to perform a pump action, a pressure tank that stores water pressurized by the pump unit, a control device that controls operation of the electric motor, and a pump cover In the electric pump device in which the pump unit and the control device are positioned on the upper side of the pressure tank, and the pump cover is installed on the upper part of the pressure tank so as to cover them with the pump cover.
The pressure tank is made of a stainless steel plate, and a fixed board on which a flat part for attaching a pump unit and a control device and a pump cover receiving part is formed is placed on the pressure tank so as to cover the upper surface of the pressure tank, and this fixing is performed. A pump device, wherein the pump cover is mounted on the pump cover receiving portion of a board, and a mounting seat for mounting a ground mounting bracket for mounting a ground wire is provided on the fixed board .

3. The pump device according to claim 1 , wherein a mounting seat and a load receiving seat for the electric motor are provided as the flat portion on the fixed substrate .

The pump device according to claim 1, wherein a suction joint mounting seat is provided as the flat portion on the fixed substrate .

5. The pump device according to claim 1, wherein a fixed seat for a power line is provided as the flat portion on the fixed substrate . 6.

The pump device according to claim 1, wherein the fixed substrate is formed by molding a synthetic resin .

7. The pump device according to claim 1, wherein the pump cover receiving portion is formed by providing a concave groove into the outer peripheral edge of the fixed substrate for fitting the lower end of the outer periphery of the pump cover. .