ポンプ設備
【課題】設備の構成を簡素化することで、信頼性が向上するポンプ設備を提供する。
【解決手段】ポンプ３と、ポンプ３を設置するための建屋８のハウジング８ａと、空気流入口１１を介してハウジング８ａ内に外部の空気を流入させるようにした換気設備１０と、ハウジング８ａ内に設置されたポンプ３を駆動する駆動機４とを備えるポンプ設備１であって、換気設備１０の送風機３による送風で冷却される冷却器１４と、冷却器１４と駆動機４との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路１５とを備える冷却機構２０によって、送風機３の送風を利用して、ポンプ３の運転時に動作することで熱を発生する駆動機４を冷却するようにしたポンプ設備１である。
【解決手段】ポンプ３と、ポンプ３を設置するための建屋８のハウジング８ａと、空気流入口１１を介してハウジング８ａ内に外部の空気を流入させるようにした換気設備１０と、ハウジング８ａ内に設置されたポンプ３を駆動する駆動機４とを備えるポンプ設備１であって、換気設備１０の送風機３による送風で冷却される冷却器１４と、冷却器１４と駆動機４との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路１５とを備える冷却機構２０によって、送風機３の送風を利用して、ポンプ３の運転時に動作することで熱を発生する駆動機４を冷却するようにしたポンプ設備１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川における内水を排水するための排水機場などに設置されるポンプ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川における内水を排水するためのポンプ設備を備える排水機場がある。この排水機場が備えるポンプ設備は、特許文献１に示すように、排水すべき水が溜められる（流入する）水槽と、該水槽内に設置したポンプとを備えており、ポンプの運転によって、水槽内の水を排水するようになっている。
【０００３】
ところで、上記のポンプ設備には、ポンプを駆動する駆動機や該駆動機を制御する制御装置など、ポンプの運転時に熱を発生する各種の機器が設置されている。このようなポンプ設備では、これら熱を発生する機器を自然放熱だけでは十分に冷却しきれない場合、それらを冷却するための冷却機構が必要になる。従来の冷却機構は、ポンプを駆動する駆動機とは異なる駆動源で動作するいわゆる別置の送風機と、熱を発生する機器との間で循環する冷却媒体（冷却水や冷却油）を冷却するための冷却器（ラジエータ）とを備えており、別置の送風機で冷却器に風を送ることで、冷却媒体を介して熱を発生する機器を冷却するように構成されている。
【０００４】
また、熱を発生する機器を冷却する冷却機構の他の例としては、ポンプ設備に冷却水槽を設置し、該冷却水槽からの冷却水をポンプ設備内で熱を発生する機器に送ることで、熱を発生する機器を冷却するものがある。なお、機器を冷却して温度が上昇した冷却水は、排水するか、クーリングタワーなどで冷却して再利用する方式が用いられている。しかしながらこの冷却水槽かクーリングタワーを用いる冷却方式では、ポンプ設備の設備構成が複雑になるとともに、設置スペースなども広く必要となることから、近年は、上記のような送風機を備える冷却機構の方が多く採用されている。
【特許文献１】特開２００３−７４３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなポンプ設備を備える排水機場では、通常、ポンプの予備機を備えていないので、ポンプ設備の機器に故障などの異常が発生すると、ポンプの運転を停止せざるを得ない。すると、内水の排水機能が停止することになるため、周辺地域の浸水被害につながるおそれがある。そのため、ポンプ設備に異常が発生する確率を出来るだけ低く抑える必要がある。
【０００６】
しかしながら、上記のような送風機で冷却器を冷却する冷却機構では、別置の送風機や冷却機構に関連する他の機器を設置しているため、ポンプ設備が備える機器の点数が多くなり、設備が複雑になる。するとその分、ポンプ設備に故障などの異常が発生する確率が高くなり、ポンプ設備の信頼性が低下する。また、ポンプ設備が備える機器の点数の増加に伴い、ポンプ設備の維持管理や保守点検の負担も大きくなる。
【０００７】
その一方で、従来のポンプ設備では、上記の送風機などの機器を備える冷却機構や、ポンプが設置されているハウジング内の換気を行う換気設備など、ポンプの周辺設備において、機器の共用化を図ることができる余地がある。したがって、可能な部分において機器の共用化を進めれば、ポンプ設備に設置する機器の点数を従来よりも少なくしたり、設置する機器の構成を簡素化し効率良く運用することにより、建設コストや維持管理・運転経費などのランニングコストの低減を図ることができる。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、設備の構成を簡素化することで、信頼性、経済性が向上するポンプ設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明のポンプ設備は、ポンプと、ポンプを設置するための建屋のハウジングと、ハウジング内の換気を行う換気設備と、ハウジング内に設置されポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、熱を発生する機器を冷却する冷却機構とを備え、冷却機構は、ハウジング内の換気を行う換気設備による風を利用して熱を発生する機器を冷却することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ポンプの運転時に熱を発生する機器を冷却する冷却機構が備える機器と、ハウジング内の換気を行う換気設備が備える機器とを共用することができるので、ポンプ設備の構成を簡素化することができる。したがって、ポンプ設備に故障などの異常が発生する確率を低く抑え、効率良く運用することができ、ポンプ設備の信頼性が向上する。また、熱を発生する機器を屋外の冷たい外気により直接冷却することが可能となり、冷却効果を高めることができる。
【００１１】
なお、前記換気設備は、ハウジングの内外を連通する通気口と、通気口を介してハウジング内を通気するための送風機とを備え、冷却機構は、送風機の送風で冷却される冷却器と、熱を発生する機器と冷却器との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路とを備え、送風機の送風で冷却媒体を冷却することで、熱を発生する機器の冷却を行う。
【００１２】
この構成によれば、ハウジング内の換気を行う換気設備の送風機を、熱を発生する機器の冷却に共用できるので、熱を発生する機器の冷却専用の送風機を設置する必要がなくなり、冷却機構の構成を簡素化することが可能となる。また、送風機だけでなく、サイレンサー、電源ケーブル、操作制御機構なども共用・簡素化できるので、ポンプ設備全体が簡素化される。
【００１３】
さらに、前記冷却器を前記ハウジングの外部に設置して、前記冷却器が外気に曝されることによる自然放熱と、前記送風機の送風による強制冷却との両方により除熱されるようにしてもよい。
【００１４】
一般に、ポンプ設備においては、発熱源となる機器が設置されている関係上、ハウジング内の温度は外気よりも５℃〜１０℃程度高い温度になっている。しかしながら、上記の構成によれば、ハウジング内よりも温度が低い外気を利用して熱を発生する機器を冷却できるので、その冷却効果をより高めることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の別の態様では、ポンプと、ポンプを設置するための建屋のハウジングと、ポンプを駆動する駆動機又は減速機と、ハウジング内に設置されポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、熱を発生する機器を冷却する冷却機構とを備え、冷却機構は、駆動機又は減速機の回転軸から取り出した動力で動作する送風機を備え、該送風機の送風を利用して、熱を発生する機器の冷却とハウジング内の換気とを同時に行うことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、送風機を動作させるためのモータなどの駆動手段が不要になるので、熱を発生する機器を冷却する冷却機構の構成をさらに簡素化することが可能となる。したがって、ポンプ設備に故障などの異常が発生する確率を低く抑えることができ、ポンプ設備の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
また、さらに本発明の別の態様として、前記ポンプ設備において、ポンプを設置するための建屋のハウジングと、ハウジング内とは隔てられた空間で外気を流通させる外気流通路とを備え、送風機と冷却器とを外気流通路内に設置し、冷却器をハウジングの外気で冷却して、冷却器の放熱を外気流通路を介してハウジングの外部に放出するようにしても構わない。
【００１８】
この構成によれば、冷却器の放熱をハウジングの外部に放出できるので、ハウジング内の温度上昇を抑えることができる。
【００１９】
さらに、前記熱を発生する機器は、前記ポンプを駆動する駆動機、減速機、前記駆動機及び／又は減速機の動作を制御する制御装置、前記ポンプの軸受、のうちの少なくともいずれかであってもよい。
【００２０】
さらに、前記ポンプ設備では、一のポンプ設備に、ポンプと熱を発生する機器と冷却機構とからなる組を複数組設置すると共に、ポンプ設備に設置する送風機の台数をポンプの台数よりも多くし、各ポンプをいずれかの送風機に対応させ、各ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器の冷却をいずれかの送風機で行うように構成し、さらに、対応するポンプが無い送風機を、他の送風機に異常が発生した際の予備冷却用の送風機として用いるようにしてもよい。
【００２１】
この場合、予備冷却用の送風機の送風で冷却される予備冷却器と、各冷却機構が備える各冷却媒体流路と予備冷却器とを接続する予備循環路と、該予備循環路における各冷却媒体循環路との間に設けた開閉弁と、を備え、いずれかの送風機に異常が発生した場合に、該異常が発生した送風機に対応する冷却媒体循環路との間の開閉弁を開いて予備循環路に冷却媒体を導くことで、予備冷却用の送風機で、異常が発生した送風機に対応する熱を発生する機器を冷却するようにしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、いずれかの送風機による送風ができなくなっても、予備冷却用の送風機を用いて熱を発生する機器を冷却することが可能となる。したがって、送風機に故障などの異常が発生した場合でもポンプを停止させずに済むので、ポンプ設備の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ポンプ設備の機器の点数を減らすなどしてポンプ設備の構成を簡素化でき、且つ冷却効果を高めることができるので、ポンプ設備の信頼性、経済性、及び機能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１は、河川における内水の排水を行う排水機場などに設置される設備である。このポンプ設備１は、排水すべき水を溜める（水が流入する）水槽２と、水槽２内に設置したポンプ３とを備えている。また、水槽２の上部には、床７ａと床７ｂとからなる二段の床が設けられており、上段の床７ｂ上には、ポンプ３を駆動する駆動機４と、駆動機４の駆動軸４ａに連結された減速機５とが設置されている。減速機５には、ポンプ３のポンプ軸３ａが連結されている。駆動機４を駆動すると、減速機５を介してポンプ３のポンプ軸３ａが回転し、ポンプ３によって水槽２内の水が揚水される。駆動機４には、電動機やディーゼルエンジンなどが用いられ、ポンプ３の運転の際に、駆動機４や減速機５は熱を発生する。
【００２５】
駆動機４や減速機５を含むポンプ設備１の構成機器は、水槽２の上部に設置された建屋８のハウジング８ａ内に配置されている。ハウジング８ａには、換気設備１０が設けられている。換気設備１０は、ハウジング８ａの側壁の異なる箇所に設けた、空気流入口（通気口）１１と空気流出口（通気口）２２とを備えている。空気流入口１１には、空気流入ダクト１２が設置され、空気流入ダクト１２内には、送風機１３が設置されている。モータ１３ａにより、送風機１３を駆動することにより、外気は空気流入口１１から空気流入ダクト１２を通ってハウジング８ａ内に強制的に外気を流入するようになっている。一方、空気流出口２２には、送風機は設置されていない。したがって、本実施形態の換気設備１０は、強制給気・自然排気でハウジング８ａ内の換気を行う場合の一例である。なお、換気方式としては、換気設備１０以外にも、排気側にも送風機を設置する強制給気・強制排気方式としても構わない。
【００２６】
空気流入ダクト１２内には、冷却媒体を冷却するための冷却器（ラジエータ）１４が設置されている。冷却器１４は、空気流入ダクト１２内の送風機１３の下流側に設置されている。冷却器１４と駆動機４との間には、これらの間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路１５が設けられている。ここでの冷却媒体としては、冷却水や冷却油などが用いられる。駆動機４には、冷却媒体循環路１５内の冷却媒体を送液する送液手段が設置されている。送液手段には、駆動機４内に設置された送液用ポンプ１５ａが用いられる。この送液用ポンプ１５ａは、駆動軸４ａの軸端に連結された軸端ポンプ又は電動機掛ポンプなどである。
【００２７】
上記の冷却器１４と冷却媒体循環路１５と送液用ポンプ１５ａと送風機１３とで、駆動機４を冷却する冷却機構２０が構成されている。この冷却機構２０では、送風機１３の送風で冷却器１４を冷却し、冷却媒体循環路１５を循環する冷却媒体との間で熱交換を行い、この冷却媒体によって駆動機４を冷却する。すなわち、冷却機構２０は、ハウジング８ａ内を換気する換気設備１０を利用して、冷たい外気により熱を発生する機器である駆動機４を冷却するようになっている。
【００２８】
また、空気流入ダクト１２内には、別の冷却器１６が設置されている。この冷却器１６と減速機５との間には、これらの間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路１７が設けられている。また、冷却媒体循環路１７の冷却媒体を送液する送液手段が設置されている。送液手段には、減速機５に設置された送液用ポンプ１７ａが用いられる。上記の冷却器１６と冷却媒体循環路１７と送液用ポンプ１７ａと送風機１３とで、減速機５を冷却するための冷却機構２１が構成されている。
【００２９】
このポンプ設備１によれば、冷却機構２０及び冷却機構２１は、換気設備１０が備える送風機１３の送風で駆動機４や減速機５を冷却するように構成したので、冷却機構２０と冷却機構２１と換気設備１０とで、送風機１３を共用することができる。したがって、冷却機構２０，２１や換気設備１０の機器の設置数を減らすことができるので、その分、ポンプ設備１の構成を簡素化することができる。これにより、ポンプ設備１に故障などの異常が発生する確率を低く抑えることができ、ポンプ設備１の信頼性が向上する。なお、送風機１３だけでなく、送風機１３に関連する機器として、例えば、空気流入ダクト１２内にサイレンサー（図示せず）などを設置する場合は、これらの機器も共用されることになるので、その点においてもポンプ設備１の構成を簡素化することが可能となる。
【００３０】
一般に、上記のようなポンプ設備１においては、駆動機４や減速機５などの発熱により、ハウジング８ａ内の温度は外気の温度よりも約５〜１０℃高い温度となっている。したがって、本実施形態の冷却機構２０，２１では、ハウジング８ａ内の温度よりも低い温度である外気で駆動機４や減速機５を冷却することになるので、それらの冷却効果を高めることが可能となる。なお、温度の低い外気で冷却媒体を冷却すれば、必要となる冷却風量が小さくなるため、送風機１３は、ハウジング８ａ内の換気に必要な送風能力さえ備えていれば、その容量をあまり大きくする必要が無い。このため、設置する送風機１３は比較的小型のもので足りるので、その点においてもポンプ設備１の構成の簡素化、建設コストの低減が可能となる。
【００３１】
ここで、ハウジング８ａの空気流入口１１及びその周辺の他の構成例について説明する。図２は、空気流入口１１及びその周辺の他の構成例を示す図である。なお、図２では、冷却器１４と冷却器１６のうち冷却器１４のみを図示し、該冷却器１４を例に説明するが、以下の冷却器１４についての説明は冷却器１６にも適用できるものである。同図（ａ）では、空気流入ダクト１２の流入端１２ａをハウジング８ａの側壁から外部に突出させている。そして、空気流入ダクト１２の側壁から出ている部分に送風機１３と冷却器１４とを設置している。これにより、冷却器１４がハウジング８ａの外部に配置され、冷却器１４がハウジング８ａの外気の温度に曝されるので、外気に曝されることによる自然放熱と送風機１３の送風による強制冷却との二つの冷却効果により、効果的に冷却されるようになる。
【００３２】
また、図２（ｂ）では、空気流入ダクト１２をハウジング８ａの側壁から突出させず、空気流入ダクト１２の流入端１２ａを側壁の外面と一致させている。これは、ポンプ設備１を降雪量が多い地域に設置するときの積雪の問題や、建坪率などの建築条件により、ハウジング８ａの側壁から建屋８の外部に構造物を突出させることができない場合の対応として採用されるものである。
【００３３】
また、一般にハウジング８ａ内の換気を行う送風機１３は、換気の効率などを考慮してハウジング８ａ内の比較的高い位置に設けられることが多い。その場合、何らかの要因で冷却器１４内に空気が入り込むと、冷却器１４内を冷却媒体がスムーズに流れなくなり、冷却媒体の冷却が不十分あるいは不能になるおそれがある。そのような場合は、図２（ｃ）に示すように、冷却器１４内の上部（天端部などの空気が溜まり易い部分）に、空気抜き用の弁１４ａを設置するとよい。この空気抜き用の弁１４ａは、自動空気抜き弁とすることもできる。
【００３４】
図２（ｄ）では、空気流入ダクト１２とは別に、外気を流通させる外気流通路１８を設置し、この外気流通路１８内に、送風機１３とは別の送風機１９と冷却器１４とを設置している。こうして、ハウジング８ａ内の換気に用いる送風機１３とは別の送風機１９で冷却器１４を冷却し、冷却後の温度の高い空気をハウジング８ａ内に排出せず屋外に排出して、ハウジング８ａ内の室温の上昇を抑えるようにしても良い。
【００３５】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかるポンプ設備を説明する。なお、本実施形態のポンプ設備の説明や図面においては、第１実施形態と共通する構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。以下の他の実施形態においても同様とする。図３は、本発明の第２実施形態にかかるポンプ設備１−２の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−２が備える駆動機４は、電動機である。そしてポンプ設備１−２には、駆動機４の回転数を制御する回転数制御装置（制御装置）３１がハウジング８ａ内に設置されている。ここでの回転数制御装置３１は、インバータ制御装置やセルビウス制御装置などである。回転数制御装置３１は、駆動機４と電気的に接続され、駆動機４の回転数等を運転制御するようになっている。回転数制御装置３１は、ポンプ３の運転を制御することにより熱を発生する。
【００３６】
本実施形態の冷却機構２３は、回転数制御装置３１を冷却するように構成されている。冷却機構２３は、空気流入ダクト１２内に設置された冷却器３２と、回転数制御装置３１と冷却器３２との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路３３と、冷却媒体循環路３３の冷却媒体を送液する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。この冷却機構２３は、送風機１３の送風で冷却器３２を冷却することで、冷却媒体との間で熱交換が行われ、該冷却媒体が冷却され回転数制御装置３１を冷却する。駆動機（電動機）４の出力が大きい場合などは、駆動機４の回転数を制御する回転数制御装置３１には、高圧インバータ制御盤などが用いられる。この高圧インバータ制御盤は、動作時の発熱量が多いため、盤内で発生した熱を自然放熱させるだけでは必要な冷却量が賄えない場合があるが、本実施形態の冷却機構２３を用いることにより十分な冷却が可能となる。
【００３７】
すなわち、従来は別途の補機設備として、冷却水による冷却設備（冷却水槽、冷却水ポンプ、クーリングタワーなどを有する冷却設備）を備え、この冷却設備で回転数制御装置３１を冷却する必要があった。しかしながら、このような冷却水による冷却設備を備えると、ポンプ設備の構成が非常に大掛かりになってしまう。この点、本実施形態のポンプ設備１−２によれば、換気設備１０の送風機１３を利用して回転数制御装置３１の冷却が行えるので、回転数制御装置３１の発熱量が多くても、上記のような補機設備を設ける必要がない。これにより、ポンプ設備１−２の構成を大幅に簡素化できるので、その経済性・維持管理性・信頼性の向上が可能となる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図４は、本発明の第３実施形態にかかるポンプ設備１−３の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−３では、ポンプ３を駆動する駆動機４は、巻線型電動機である。そして、巻線型電動機の回転数を制御する回転数制御用の液体抵抗器３４がハウジング８ａの床７ａ上に設置されている。液体抵抗器３４はポンプ３の運転の際に、駆動機（巻線型電動機）４の動作に伴って発生する熱を冷却するように構成されている。
【００３９】
すなわち、冷却機構２４は、空気流入ダクト１２内に設置された冷却器３５と、液体抵抗器３４と冷却器３５との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路３６と、冷却媒体循環路３６の冷却媒体を送液する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。冷却機構２４は、送風機１３の送風で冷却器３５を冷却することで、冷却媒体を介して液体抵抗器３４を冷却するようになっている。
【００４０】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図５は、本発明の第４実施形態にかかるポンプ設備１−４の概略側断面図である。同図に示すように、ポンプ設備１−４のポンプ３には、ポンプ軸３ａを回転自在に支承するための軸受６が設置されている。軸受６は、ポンプ３の運転の際にポンプ軸３ａの回転に伴って熱を発生する。本実施形態の冷却機構２５は、軸受６を冷却するように構成されている。
【００４１】
すなわち、冷却機構２５は、空気流入ダクト１２内に設置された冷却器３７と、軸受６と冷却器３７との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路３８と、冷却媒体循環路３８の冷却媒体を送液（循環）する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。冷却機構２５は、送風機１３の送風で冷却器３７を冷却することで、冷却媒体との間で熱交換が行われ、冷却された冷却媒体を介して軸受６を冷却する。
【００４２】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図６は、本発明の第５実施形態にかかるポンプ設備１−５の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−５は、駆動機４又は減速機５の駆動軸（回転軸）４ａから取り出した動力で動作する送風機３９を備えている。本実施形態の冷却機構２６は、この送風機３９の送風を利用してポンプ３の軸受６を冷却するように構成されている。
【００４３】
すなわち、冷却機構２６は、送風機３９の送風があたる位置に設置された冷却器４０と、軸受６と冷却器４０との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路４１と、冷却媒体循環路４１の冷却媒体を送液する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。冷却機構２６は、送風機３９の送風で冷却器４０を冷却することで、冷却媒体を介して軸受６を冷却する。
【００４４】
本実施形態のポンプ設備１−５では、駆動軸４ａの軸端から取り出された動力で動作する送風機３９で熱を発生する機器を冷却し、かつハウジング８ａ内の換気を行うため、冷却用及び換気用として、モータなどの駆動手段を備えた別置の送風機を設ける必要がなくなる。このように、別置の送風機が不要となることで、ポンプ設備１−５の機器の点数を減らすことができる。また、送風機用のモータなどの駆動手段が不要になることで、その分、ポンプ設備１−５の構成を簡素化することが可能となる。したがって、ポンプ設備１−５に故障などの異常が発生する確率が低くなり、ポンプ設備１−５の信頼性が向上する。なお、本実施形態では、ポンプ３の運転時に熱を発生する機器として、ポンプ３の軸受６を挙げ、該軸受６を冷却機構２６で冷却する場合を説明したが、これ以外にも、熱を発生する機器には、上記の駆動機４や減速機５あるいは制御装置３１などもあり、本実施形態の冷却機構２６は、それらを冷却するように構成してもよい。また、図６においては、冷却機構２６を冷却した後の空気をダクト２９により直接屋外に排風しているが、これ以外にも、ダクト２９を設けずに直接屋内に排風する方式としても構わない。
【００４５】
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図７は、本発明の第６実施形態にかかるポンプ設備１−６の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−６は、駆動機４又は減速機５の駆動軸４ａから取り出した動力で動作する送風機４２を備えている。さらに、ハウジング８ａの内部とは隔離された空間で外気を流通させる外気流通路４３を備えている。外気流通路４３は、流入口４３ａと流出口４３ｂとがハウジング８ａの外部に連通する外気流通ダクト４３で構成されている。そして、外気流通ダクト４３内に送風機４２が設置されている。
【００４６】
また、外気流通ダクト４３内には、通風時の送風機４２の駆動音を敷地境界で規制値以下になるように減音するためのサイレンサー４５が設置されている。サイレンサー４５は、設置を省略することも可能である。なお、外気流通ダクト４３の流入口４３ａと流出口４３ｂとは、ハウジング８ａの側壁に設けられていて、外気流通ダクト４３の本体部分は、ハウジング８ａの内部に配置されている。
【００４７】
本実施形態の冷却機構２７は、回転数制御装置３１を冷却するように構成されている。冷却機構２７は、外気流通ダクト４３内の送風機４２の下流側に設置された冷却器４４と、回転数制御装置３１と冷却器４４との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路４６と、冷却媒体循環路４６の冷却媒体を送る送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。これにより、冷却器４４をハウジング８ａの外気で冷却すると共に、冷却器４４からの放熱をハウジング８ａの外部に放出するようにしている。
【００４８】
ポンプ設備１−６によれば、冷却器４４をハウジング８ａの外部の空気で冷却すると共に、冷却器４４からの放熱をそのままハウジング８ａの外部に放出できるので、回転数制御装置３１の冷却効果を高めることができる。また、ハウジング８ａ内の温度上昇を抑えることができる。ハウジング８ａ内の温度上昇が抑えられることで、ハウジング８ａ内を換気する換気設備１０において送風機１３の容量を小さくできるので、その分、ポンプ設備１−６の構成を簡素化し、経済性を向上させることができる。なお、本実施形態では、ポンプ３の運転時に動作することで熱を発生する機器として、駆動機４の回転数を制御する回転数制御装置３１を挙げ、この回転数制御装置３１を冷却機構２７で冷却する場合を説明したが、これ以外にも、熱を発生する機器には、上記の駆動機４や減速機５あるいはポンプ３の軸受６などもあり、本実施形態の冷却機構２７は、それらを冷却するように構成してもよい。
【００４９】
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図８は、本発明の第７実施形態にかかるポンプ設備１−７の構成を示す図である。同図に示すポンプ設備１−７は、第１実施形態のポンプ設備１において、一のポンプ設備１に、ポンプ３と駆動機４及び減速機５とを備える組を複数組設置すると共に、ハウジング８ａ内を換気する換気設備１０の送風機１３を複数台設置している。そして、一のポンプ設備１に設置する送風機１３の台数をポンプ３の台数よりも多くし（図では、ポンプ３を３台設置して、送風機１３を４台設置している。）、さらに、各ポンプ３をいずれかの送風機１３に対応させるようにしている。つまり、各送風機１３で冷却される冷却器１４といずれかの駆動機４とを冷却媒体循環路１５で接続することで、各送風機１３をいずれかの駆動機４の冷却に用いるように構成している。
【００５０】
その上で、対応するポンプが無い送風機１３を、他の送風機１３に異常が発生した際に、予備冷却用の送風機１３−２として用いるように構成している。すなわち、予備冷却用の送風機１３−２で冷却される予備冷却器１４−２を設置し、予備冷却器１４−２と各冷却媒体循環路１５とを連通接続する予備循環路２８を設けている。また、予備循環路２８における各冷却媒体循環路１５との間には、開閉弁２８ａを設置している。
【００５１】
これにより、いずれかの送風機１３に故障などの異常が発生した場合、その送風機１３に対応する予備循環路２８の開閉弁２８ａを開くことにより、冷却媒体循環路１５内の冷却媒体を予備循環路２８に流入させて、予備冷却器１４−２に導くことができる。こうして、予備冷却器１４−２が予備冷却用の送風機１３−２で冷却されることにより、故障した送風機１３に対応する冷却媒体循環路１５の冷却媒体が冷却されるので、対応する駆動機４の冷却が継続される。これにより、対応するポンプ３の運転を継続することができるようになる。
【００５２】
熱を発生する機器を送風機１３で冷却する冷却方式では、送風機１３がポンプ３に対して１対１の関係（いわゆる専属補機の関係）にあると、いずれかのポンプ３に対応する送風機１３が故障した場合、熱を発生する機器の冷却が行えなくなるので、当該ポンプ３を停止しなければならない。しかしながら、本実施形態のポンプ設備１−７によれば、いずれかの送風機１３の故障の際には、予備冷却用の送風機１３−２を用いて熱を発生する機器の冷却を継続することが可能となる。したがって、送風機１３に故障などの異常が発生した場合でもポンプ３の運転を停止させずに済むので、ポンプ設備１−７の信頼性が向上する。
【００５３】
なお、上記では、本実施形態のポンプ設備１−７の構成を第１実施形態のポンプ設備１に適用する場合を説明したが、本実施形態のポンプ設備１−７の構成は、第２実施形態以降の他の実施形態のポンプ設備にも適用することが可能である。
【００５４】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記各実施形態では、ポンプ設備１〜１−７が備えるポンプ３が立軸ポンプである場合を説明したが、本発明のポンプ設備が備えるポンプは、他の型式のポンプであっても構わない。したがって、上記の立軸ポンプ以外にも、例えば、渦巻きポンプや横軸ポンプを採用してもよい。また、上記実施形態では、ポンプ３を駆動する駆動機４の駆動軸４ａに減速機５が連結されている場合を説明したが、本発明のポンプ装置は、必ずしも減速機を備えていなくてもよい。
【００５５】
また、上記各実施形態では、ハウジング８ａの換気設備１０は、給気側に送風機１３を設置しており、強制給気・自然排気方式で換気を行う場合を説明したが、本発明のポンプ設備が備える換気設備は、これ以外にも、排気側に送風機を設置することで、自然給気・強制排気方式で換気を行うものでもよい。その場合は、排気側の送風機の送風を利用して熱を発生する機器を冷却すればよい。
【００５６】
また、上記各実施形態で示すポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器の例は一例であり、上記したもの以外にも、ポンプ設備が備える各種機器のうち、ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器であれば、本発明の冷却機構による冷却の対象とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図２】空気流入口の他の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図８】本発明の第７実施形態にかかるポンプ設備の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１〜１−７ ポンプ設備
２ 水槽
３ ポンプ
４ 駆動機
４ａ 駆動軸（回転軸）
５ 減速機
６ 軸受
８ 建屋
８ａ ハウジング
１０ 換気設備
１１ 空気流入口
１２ 空気流入ダクト
１３ 送風機
１４ 冷却器（ラジエータ）
１４−２ 予備冷却器
１５ 冷却媒体循環路
１６ 冷却器（ラジエータ）
１７ 冷却媒体循環路
１８ 外気流通路
１９ 送風機
２０ 冷却機構
２１ 冷却機構
２２ 空気流出口
２３ 冷却機構
２４ 冷却機構
２５ 冷却機構
２６ 冷却機構
２７ 冷却機構
２８ 予備循環路
２８ａ 開閉弁
３１ 回転数制御装置（制御装置）
３２ 冷却器（ラジエータ）
３３ 冷却媒体循環路
３４ 液体抵抗器
３５ 冷却器（ラジエータ）
３６ 冷却媒体循環路
３７ 冷却器（ラジエータ）
３８ 冷却媒体循環路
３９ 送風機
４０ 冷却器（ラジエータ）
４１ 冷却媒体循環路
４２ 送風機
４３ 外気流通路（外気流通ダクト）
４４ 冷却器
４５ サイレンサー
４６ 冷却媒体循環路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川における内水を排水するための排水機場などに設置されるポンプ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川における内水を排水するためのポンプ設備を備える排水機場がある。この排水機場が備えるポンプ設備は、特許文献１に示すように、排水すべき水が溜められる（流入する）水槽と、該水槽内に設置したポンプとを備えており、ポンプの運転によって、水槽内の水を排水するようになっている。
【０００３】
ところで、上記のポンプ設備には、ポンプを駆動する駆動機や該駆動機を制御する制御装置など、ポンプの運転時に熱を発生する各種の機器が設置されている。このようなポンプ設備では、これら熱を発生する機器を自然放熱だけでは十分に冷却しきれない場合、それらを冷却するための冷却機構が必要になる。従来の冷却機構は、ポンプを駆動する駆動機とは異なる駆動源で動作するいわゆる別置の送風機と、熱を発生する機器との間で循環する冷却媒体（冷却水や冷却油）を冷却するための冷却器（ラジエータ）とを備えており、別置の送風機で冷却器に風を送ることで、冷却媒体を介して熱を発生する機器を冷却するように構成されている。
【０００４】
また、熱を発生する機器を冷却する冷却機構の他の例としては、ポンプ設備に冷却水槽を設置し、該冷却水槽からの冷却水をポンプ設備内で熱を発生する機器に送ることで、熱を発生する機器を冷却するものがある。なお、機器を冷却して温度が上昇した冷却水は、排水するか、クーリングタワーなどで冷却して再利用する方式が用いられている。しかしながらこの冷却水槽かクーリングタワーを用いる冷却方式では、ポンプ設備の設備構成が複雑になるとともに、設置スペースなども広く必要となることから、近年は、上記のような送風機を備える冷却機構の方が多く採用されている。
【特許文献１】特開２００３−７４３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなポンプ設備を備える排水機場では、通常、ポンプの予備機を備えていないので、ポンプ設備の機器に故障などの異常が発生すると、ポンプの運転を停止せざるを得ない。すると、内水の排水機能が停止することになるため、周辺地域の浸水被害につながるおそれがある。そのため、ポンプ設備に異常が発生する確率を出来るだけ低く抑える必要がある。
【０００６】
しかしながら、上記のような送風機で冷却器を冷却する冷却機構では、別置の送風機や冷却機構に関連する他の機器を設置しているため、ポンプ設備が備える機器の点数が多くなり、設備が複雑になる。するとその分、ポンプ設備に故障などの異常が発生する確率が高くなり、ポンプ設備の信頼性が低下する。また、ポンプ設備が備える機器の点数の増加に伴い、ポンプ設備の維持管理や保守点検の負担も大きくなる。
【０００７】
その一方で、従来のポンプ設備では、上記の送風機などの機器を備える冷却機構や、ポンプが設置されているハウジング内の換気を行う換気設備など、ポンプの周辺設備において、機器の共用化を図ることができる余地がある。したがって、可能な部分において機器の共用化を進めれば、ポンプ設備に設置する機器の点数を従来よりも少なくしたり、設置する機器の構成を簡素化し効率良く運用することにより、建設コストや維持管理・運転経費などのランニングコストの低減を図ることができる。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、設備の構成を簡素化することで、信頼性、経済性が向上するポンプ設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明のポンプ設備は、ポンプと、ポンプを設置するための建屋のハウジングと、ハウジング内の換気を行う換気設備と、ハウジング内に設置されポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、熱を発生する機器を冷却する冷却機構とを備え、冷却機構は、ハウジング内の換気を行う換気設備による風を利用して熱を発生する機器を冷却することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ポンプの運転時に熱を発生する機器を冷却する冷却機構が備える機器と、ハウジング内の換気を行う換気設備が備える機器とを共用することができるので、ポンプ設備の構成を簡素化することができる。したがって、ポンプ設備に故障などの異常が発生する確率を低く抑え、効率良く運用することができ、ポンプ設備の信頼性が向上する。また、熱を発生する機器を屋外の冷たい外気により直接冷却することが可能となり、冷却効果を高めることができる。
【００１１】
なお、前記換気設備は、ハウジングの内外を連通する通気口と、通気口を介してハウジング内を通気するための送風機とを備え、冷却機構は、送風機の送風で冷却される冷却器と、熱を発生する機器と冷却器との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路とを備え、送風機の送風で冷却媒体を冷却することで、熱を発生する機器の冷却を行う。
【００１２】
この構成によれば、ハウジング内の換気を行う換気設備の送風機を、熱を発生する機器の冷却に共用できるので、熱を発生する機器の冷却専用の送風機を設置する必要がなくなり、冷却機構の構成を簡素化することが可能となる。また、送風機だけでなく、サイレンサー、電源ケーブル、操作制御機構なども共用・簡素化できるので、ポンプ設備全体が簡素化される。
【００１３】
さらに、前記冷却器を前記ハウジングの外部に設置して、前記冷却器が外気に曝されることによる自然放熱と、前記送風機の送風による強制冷却との両方により除熱されるようにしてもよい。
【００１４】
一般に、ポンプ設備においては、発熱源となる機器が設置されている関係上、ハウジング内の温度は外気よりも５℃〜１０℃程度高い温度になっている。しかしながら、上記の構成によれば、ハウジング内よりも温度が低い外気を利用して熱を発生する機器を冷却できるので、その冷却効果をより高めることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の別の態様では、ポンプと、ポンプを設置するための建屋のハウジングと、ポンプを駆動する駆動機又は減速機と、ハウジング内に設置されポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、熱を発生する機器を冷却する冷却機構とを備え、冷却機構は、駆動機又は減速機の回転軸から取り出した動力で動作する送風機を備え、該送風機の送風を利用して、熱を発生する機器の冷却とハウジング内の換気とを同時に行うことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、送風機を動作させるためのモータなどの駆動手段が不要になるので、熱を発生する機器を冷却する冷却機構の構成をさらに簡素化することが可能となる。したがって、ポンプ設備に故障などの異常が発生する確率を低く抑えることができ、ポンプ設備の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
また、さらに本発明の別の態様として、前記ポンプ設備において、ポンプを設置するための建屋のハウジングと、ハウジング内とは隔てられた空間で外気を流通させる外気流通路とを備え、送風機と冷却器とを外気流通路内に設置し、冷却器をハウジングの外気で冷却して、冷却器の放熱を外気流通路を介してハウジングの外部に放出するようにしても構わない。
【００１８】
この構成によれば、冷却器の放熱をハウジングの外部に放出できるので、ハウジング内の温度上昇を抑えることができる。
【００１９】
さらに、前記熱を発生する機器は、前記ポンプを駆動する駆動機、減速機、前記駆動機及び／又は減速機の動作を制御する制御装置、前記ポンプの軸受、のうちの少なくともいずれかであってもよい。
【００２０】
さらに、前記ポンプ設備では、一のポンプ設備に、ポンプと熱を発生する機器と冷却機構とからなる組を複数組設置すると共に、ポンプ設備に設置する送風機の台数をポンプの台数よりも多くし、各ポンプをいずれかの送風機に対応させ、各ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器の冷却をいずれかの送風機で行うように構成し、さらに、対応するポンプが無い送風機を、他の送風機に異常が発生した際の予備冷却用の送風機として用いるようにしてもよい。
【００２１】
この場合、予備冷却用の送風機の送風で冷却される予備冷却器と、各冷却機構が備える各冷却媒体流路と予備冷却器とを接続する予備循環路と、該予備循環路における各冷却媒体循環路との間に設けた開閉弁と、を備え、いずれかの送風機に異常が発生した場合に、該異常が発生した送風機に対応する冷却媒体循環路との間の開閉弁を開いて予備循環路に冷却媒体を導くことで、予備冷却用の送風機で、異常が発生した送風機に対応する熱を発生する機器を冷却するようにしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、いずれかの送風機による送風ができなくなっても、予備冷却用の送風機を用いて熱を発生する機器を冷却することが可能となる。したがって、送風機に故障などの異常が発生した場合でもポンプを停止させずに済むので、ポンプ設備の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ポンプ設備の機器の点数を減らすなどしてポンプ設備の構成を簡素化でき、且つ冷却効果を高めることができるので、ポンプ設備の信頼性、経済性、及び機能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１は、河川における内水の排水を行う排水機場などに設置される設備である。このポンプ設備１は、排水すべき水を溜める（水が流入する）水槽２と、水槽２内に設置したポンプ３とを備えている。また、水槽２の上部には、床７ａと床７ｂとからなる二段の床が設けられており、上段の床７ｂ上には、ポンプ３を駆動する駆動機４と、駆動機４の駆動軸４ａに連結された減速機５とが設置されている。減速機５には、ポンプ３のポンプ軸３ａが連結されている。駆動機４を駆動すると、減速機５を介してポンプ３のポンプ軸３ａが回転し、ポンプ３によって水槽２内の水が揚水される。駆動機４には、電動機やディーゼルエンジンなどが用いられ、ポンプ３の運転の際に、駆動機４や減速機５は熱を発生する。
【００２５】
駆動機４や減速機５を含むポンプ設備１の構成機器は、水槽２の上部に設置された建屋８のハウジング８ａ内に配置されている。ハウジング８ａには、換気設備１０が設けられている。換気設備１０は、ハウジング８ａの側壁の異なる箇所に設けた、空気流入口（通気口）１１と空気流出口（通気口）２２とを備えている。空気流入口１１には、空気流入ダクト１２が設置され、空気流入ダクト１２内には、送風機１３が設置されている。モータ１３ａにより、送風機１３を駆動することにより、外気は空気流入口１１から空気流入ダクト１２を通ってハウジング８ａ内に強制的に外気を流入するようになっている。一方、空気流出口２２には、送風機は設置されていない。したがって、本実施形態の換気設備１０は、強制給気・自然排気でハウジング８ａ内の換気を行う場合の一例である。なお、換気方式としては、換気設備１０以外にも、排気側にも送風機を設置する強制給気・強制排気方式としても構わない。
【００２６】
空気流入ダクト１２内には、冷却媒体を冷却するための冷却器（ラジエータ）１４が設置されている。冷却器１４は、空気流入ダクト１２内の送風機１３の下流側に設置されている。冷却器１４と駆動機４との間には、これらの間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路１５が設けられている。ここでの冷却媒体としては、冷却水や冷却油などが用いられる。駆動機４には、冷却媒体循環路１５内の冷却媒体を送液する送液手段が設置されている。送液手段には、駆動機４内に設置された送液用ポンプ１５ａが用いられる。この送液用ポンプ１５ａは、駆動軸４ａの軸端に連結された軸端ポンプ又は電動機掛ポンプなどである。
【００２７】
上記の冷却器１４と冷却媒体循環路１５と送液用ポンプ１５ａと送風機１３とで、駆動機４を冷却する冷却機構２０が構成されている。この冷却機構２０では、送風機１３の送風で冷却器１４を冷却し、冷却媒体循環路１５を循環する冷却媒体との間で熱交換を行い、この冷却媒体によって駆動機４を冷却する。すなわち、冷却機構２０は、ハウジング８ａ内を換気する換気設備１０を利用して、冷たい外気により熱を発生する機器である駆動機４を冷却するようになっている。
【００２８】
また、空気流入ダクト１２内には、別の冷却器１６が設置されている。この冷却器１６と減速機５との間には、これらの間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路１７が設けられている。また、冷却媒体循環路１７の冷却媒体を送液する送液手段が設置されている。送液手段には、減速機５に設置された送液用ポンプ１７ａが用いられる。上記の冷却器１６と冷却媒体循環路１７と送液用ポンプ１７ａと送風機１３とで、減速機５を冷却するための冷却機構２１が構成されている。
【００２９】
このポンプ設備１によれば、冷却機構２０及び冷却機構２１は、換気設備１０が備える送風機１３の送風で駆動機４や減速機５を冷却するように構成したので、冷却機構２０と冷却機構２１と換気設備１０とで、送風機１３を共用することができる。したがって、冷却機構２０，２１や換気設備１０の機器の設置数を減らすことができるので、その分、ポンプ設備１の構成を簡素化することができる。これにより、ポンプ設備１に故障などの異常が発生する確率を低く抑えることができ、ポンプ設備１の信頼性が向上する。なお、送風機１３だけでなく、送風機１３に関連する機器として、例えば、空気流入ダクト１２内にサイレンサー（図示せず）などを設置する場合は、これらの機器も共用されることになるので、その点においてもポンプ設備１の構成を簡素化することが可能となる。
【００３０】
一般に、上記のようなポンプ設備１においては、駆動機４や減速機５などの発熱により、ハウジング８ａ内の温度は外気の温度よりも約５〜１０℃高い温度となっている。したがって、本実施形態の冷却機構２０，２１では、ハウジング８ａ内の温度よりも低い温度である外気で駆動機４や減速機５を冷却することになるので、それらの冷却効果を高めることが可能となる。なお、温度の低い外気で冷却媒体を冷却すれば、必要となる冷却風量が小さくなるため、送風機１３は、ハウジング８ａ内の換気に必要な送風能力さえ備えていれば、その容量をあまり大きくする必要が無い。このため、設置する送風機１３は比較的小型のもので足りるので、その点においてもポンプ設備１の構成の簡素化、建設コストの低減が可能となる。
【００３１】
ここで、ハウジング８ａの空気流入口１１及びその周辺の他の構成例について説明する。図２は、空気流入口１１及びその周辺の他の構成例を示す図である。なお、図２では、冷却器１４と冷却器１６のうち冷却器１４のみを図示し、該冷却器１４を例に説明するが、以下の冷却器１４についての説明は冷却器１６にも適用できるものである。同図（ａ）では、空気流入ダクト１２の流入端１２ａをハウジング８ａの側壁から外部に突出させている。そして、空気流入ダクト１２の側壁から出ている部分に送風機１３と冷却器１４とを設置している。これにより、冷却器１４がハウジング８ａの外部に配置され、冷却器１４がハウジング８ａの外気の温度に曝されるので、外気に曝されることによる自然放熱と送風機１３の送風による強制冷却との二つの冷却効果により、効果的に冷却されるようになる。
【００３２】
また、図２（ｂ）では、空気流入ダクト１２をハウジング８ａの側壁から突出させず、空気流入ダクト１２の流入端１２ａを側壁の外面と一致させている。これは、ポンプ設備１を降雪量が多い地域に設置するときの積雪の問題や、建坪率などの建築条件により、ハウジング８ａの側壁から建屋８の外部に構造物を突出させることができない場合の対応として採用されるものである。
【００３３】
また、一般にハウジング８ａ内の換気を行う送風機１３は、換気の効率などを考慮してハウジング８ａ内の比較的高い位置に設けられることが多い。その場合、何らかの要因で冷却器１４内に空気が入り込むと、冷却器１４内を冷却媒体がスムーズに流れなくなり、冷却媒体の冷却が不十分あるいは不能になるおそれがある。そのような場合は、図２（ｃ）に示すように、冷却器１４内の上部（天端部などの空気が溜まり易い部分）に、空気抜き用の弁１４ａを設置するとよい。この空気抜き用の弁１４ａは、自動空気抜き弁とすることもできる。
【００３４】
図２（ｄ）では、空気流入ダクト１２とは別に、外気を流通させる外気流通路１８を設置し、この外気流通路１８内に、送風機１３とは別の送風機１９と冷却器１４とを設置している。こうして、ハウジング８ａ内の換気に用いる送風機１３とは別の送風機１９で冷却器１４を冷却し、冷却後の温度の高い空気をハウジング８ａ内に排出せず屋外に排出して、ハウジング８ａ内の室温の上昇を抑えるようにしても良い。
【００３５】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかるポンプ設備を説明する。なお、本実施形態のポンプ設備の説明や図面においては、第１実施形態と共通する構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。以下の他の実施形態においても同様とする。図３は、本発明の第２実施形態にかかるポンプ設備１−２の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−２が備える駆動機４は、電動機である。そしてポンプ設備１−２には、駆動機４の回転数を制御する回転数制御装置（制御装置）３１がハウジング８ａ内に設置されている。ここでの回転数制御装置３１は、インバータ制御装置やセルビウス制御装置などである。回転数制御装置３１は、駆動機４と電気的に接続され、駆動機４の回転数等を運転制御するようになっている。回転数制御装置３１は、ポンプ３の運転を制御することにより熱を発生する。
【００３６】
本実施形態の冷却機構２３は、回転数制御装置３１を冷却するように構成されている。冷却機構２３は、空気流入ダクト１２内に設置された冷却器３２と、回転数制御装置３１と冷却器３２との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路３３と、冷却媒体循環路３３の冷却媒体を送液する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。この冷却機構２３は、送風機１３の送風で冷却器３２を冷却することで、冷却媒体との間で熱交換が行われ、該冷却媒体が冷却され回転数制御装置３１を冷却する。駆動機（電動機）４の出力が大きい場合などは、駆動機４の回転数を制御する回転数制御装置３１には、高圧インバータ制御盤などが用いられる。この高圧インバータ制御盤は、動作時の発熱量が多いため、盤内で発生した熱を自然放熱させるだけでは必要な冷却量が賄えない場合があるが、本実施形態の冷却機構２３を用いることにより十分な冷却が可能となる。
【００３７】
すなわち、従来は別途の補機設備として、冷却水による冷却設備（冷却水槽、冷却水ポンプ、クーリングタワーなどを有する冷却設備）を備え、この冷却設備で回転数制御装置３１を冷却する必要があった。しかしながら、このような冷却水による冷却設備を備えると、ポンプ設備の構成が非常に大掛かりになってしまう。この点、本実施形態のポンプ設備１−２によれば、換気設備１０の送風機１３を利用して回転数制御装置３１の冷却が行えるので、回転数制御装置３１の発熱量が多くても、上記のような補機設備を設ける必要がない。これにより、ポンプ設備１−２の構成を大幅に簡素化できるので、その経済性・維持管理性・信頼性の向上が可能となる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図４は、本発明の第３実施形態にかかるポンプ設備１−３の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−３では、ポンプ３を駆動する駆動機４は、巻線型電動機である。そして、巻線型電動機の回転数を制御する回転数制御用の液体抵抗器３４がハウジング８ａの床７ａ上に設置されている。液体抵抗器３４はポンプ３の運転の際に、駆動機（巻線型電動機）４の動作に伴って発生する熱を冷却するように構成されている。
【００３９】
すなわち、冷却機構２４は、空気流入ダクト１２内に設置された冷却器３５と、液体抵抗器３４と冷却器３５との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路３６と、冷却媒体循環路３６の冷却媒体を送液する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。冷却機構２４は、送風機１３の送風で冷却器３５を冷却することで、冷却媒体を介して液体抵抗器３４を冷却するようになっている。
【００４０】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図５は、本発明の第４実施形態にかかるポンプ設備１−４の概略側断面図である。同図に示すように、ポンプ設備１−４のポンプ３には、ポンプ軸３ａを回転自在に支承するための軸受６が設置されている。軸受６は、ポンプ３の運転の際にポンプ軸３ａの回転に伴って熱を発生する。本実施形態の冷却機構２５は、軸受６を冷却するように構成されている。
【００４１】
すなわち、冷却機構２５は、空気流入ダクト１２内に設置された冷却器３７と、軸受６と冷却器３７との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路３８と、冷却媒体循環路３８の冷却媒体を送液（循環）する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。冷却機構２５は、送風機１３の送風で冷却器３７を冷却することで、冷却媒体との間で熱交換が行われ、冷却された冷却媒体を介して軸受６を冷却する。
【００４２】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図６は、本発明の第５実施形態にかかるポンプ設備１−５の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−５は、駆動機４又は減速機５の駆動軸（回転軸）４ａから取り出した動力で動作する送風機３９を備えている。本実施形態の冷却機構２６は、この送風機３９の送風を利用してポンプ３の軸受６を冷却するように構成されている。
【００４３】
すなわち、冷却機構２６は、送風機３９の送風があたる位置に設置された冷却器４０と、軸受６と冷却器４０との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路４１と、冷却媒体循環路４１の冷却媒体を送液する送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。冷却機構２６は、送風機３９の送風で冷却器４０を冷却することで、冷却媒体を介して軸受６を冷却する。
【００４４】
本実施形態のポンプ設備１−５では、駆動軸４ａの軸端から取り出された動力で動作する送風機３９で熱を発生する機器を冷却し、かつハウジング８ａ内の換気を行うため、冷却用及び換気用として、モータなどの駆動手段を備えた別置の送風機を設ける必要がなくなる。このように、別置の送風機が不要となることで、ポンプ設備１−５の機器の点数を減らすことができる。また、送風機用のモータなどの駆動手段が不要になることで、その分、ポンプ設備１−５の構成を簡素化することが可能となる。したがって、ポンプ設備１−５に故障などの異常が発生する確率が低くなり、ポンプ設備１−５の信頼性が向上する。なお、本実施形態では、ポンプ３の運転時に熱を発生する機器として、ポンプ３の軸受６を挙げ、該軸受６を冷却機構２６で冷却する場合を説明したが、これ以外にも、熱を発生する機器には、上記の駆動機４や減速機５あるいは制御装置３１などもあり、本実施形態の冷却機構２６は、それらを冷却するように構成してもよい。また、図６においては、冷却機構２６を冷却した後の空気をダクト２９により直接屋外に排風しているが、これ以外にも、ダクト２９を設けずに直接屋内に排風する方式としても構わない。
【００４５】
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図７は、本発明の第６実施形態にかかるポンプ設備１−６の概略側断面図である。同図に示すポンプ設備１−６は、駆動機４又は減速機５の駆動軸４ａから取り出した動力で動作する送風機４２を備えている。さらに、ハウジング８ａの内部とは隔離された空間で外気を流通させる外気流通路４３を備えている。外気流通路４３は、流入口４３ａと流出口４３ｂとがハウジング８ａの外部に連通する外気流通ダクト４３で構成されている。そして、外気流通ダクト４３内に送風機４２が設置されている。
【００４６】
また、外気流通ダクト４３内には、通風時の送風機４２の駆動音を敷地境界で規制値以下になるように減音するためのサイレンサー４５が設置されている。サイレンサー４５は、設置を省略することも可能である。なお、外気流通ダクト４３の流入口４３ａと流出口４３ｂとは、ハウジング８ａの側壁に設けられていて、外気流通ダクト４３の本体部分は、ハウジング８ａの内部に配置されている。
【００４７】
本実施形態の冷却機構２７は、回転数制御装置３１を冷却するように構成されている。冷却機構２７は、外気流通ダクト４３内の送風機４２の下流側に設置された冷却器４４と、回転数制御装置３１と冷却器４４との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路４６と、冷却媒体循環路４６の冷却媒体を送る送液ポンプなどの送液手段（図示せず）とを備えて構成されている。これにより、冷却器４４をハウジング８ａの外気で冷却すると共に、冷却器４４からの放熱をハウジング８ａの外部に放出するようにしている。
【００４８】
ポンプ設備１−６によれば、冷却器４４をハウジング８ａの外部の空気で冷却すると共に、冷却器４４からの放熱をそのままハウジング８ａの外部に放出できるので、回転数制御装置３１の冷却効果を高めることができる。また、ハウジング８ａ内の温度上昇を抑えることができる。ハウジング８ａ内の温度上昇が抑えられることで、ハウジング８ａ内を換気する換気設備１０において送風機１３の容量を小さくできるので、その分、ポンプ設備１−６の構成を簡素化し、経済性を向上させることができる。なお、本実施形態では、ポンプ３の運転時に動作することで熱を発生する機器として、駆動機４の回転数を制御する回転数制御装置３１を挙げ、この回転数制御装置３１を冷却機構２７で冷却する場合を説明したが、これ以外にも、熱を発生する機器には、上記の駆動機４や減速機５あるいはポンプ３の軸受６などもあり、本実施形態の冷却機構２７は、それらを冷却するように構成してもよい。
【００４９】
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態にかかるポンプ設備を説明する。図８は、本発明の第７実施形態にかかるポンプ設備１−７の構成を示す図である。同図に示すポンプ設備１−７は、第１実施形態のポンプ設備１において、一のポンプ設備１に、ポンプ３と駆動機４及び減速機５とを備える組を複数組設置すると共に、ハウジング８ａ内を換気する換気設備１０の送風機１３を複数台設置している。そして、一のポンプ設備１に設置する送風機１３の台数をポンプ３の台数よりも多くし（図では、ポンプ３を３台設置して、送風機１３を４台設置している。）、さらに、各ポンプ３をいずれかの送風機１３に対応させるようにしている。つまり、各送風機１３で冷却される冷却器１４といずれかの駆動機４とを冷却媒体循環路１５で接続することで、各送風機１３をいずれかの駆動機４の冷却に用いるように構成している。
【００５０】
その上で、対応するポンプが無い送風機１３を、他の送風機１３に異常が発生した際に、予備冷却用の送風機１３−２として用いるように構成している。すなわち、予備冷却用の送風機１３−２で冷却される予備冷却器１４−２を設置し、予備冷却器１４−２と各冷却媒体循環路１５とを連通接続する予備循環路２８を設けている。また、予備循環路２８における各冷却媒体循環路１５との間には、開閉弁２８ａを設置している。
【００５１】
これにより、いずれかの送風機１３に故障などの異常が発生した場合、その送風機１３に対応する予備循環路２８の開閉弁２８ａを開くことにより、冷却媒体循環路１５内の冷却媒体を予備循環路２８に流入させて、予備冷却器１４−２に導くことができる。こうして、予備冷却器１４−２が予備冷却用の送風機１３−２で冷却されることにより、故障した送風機１３に対応する冷却媒体循環路１５の冷却媒体が冷却されるので、対応する駆動機４の冷却が継続される。これにより、対応するポンプ３の運転を継続することができるようになる。
【００５２】
熱を発生する機器を送風機１３で冷却する冷却方式では、送風機１３がポンプ３に対して１対１の関係（いわゆる専属補機の関係）にあると、いずれかのポンプ３に対応する送風機１３が故障した場合、熱を発生する機器の冷却が行えなくなるので、当該ポンプ３を停止しなければならない。しかしながら、本実施形態のポンプ設備１−７によれば、いずれかの送風機１３の故障の際には、予備冷却用の送風機１３−２を用いて熱を発生する機器の冷却を継続することが可能となる。したがって、送風機１３に故障などの異常が発生した場合でもポンプ３の運転を停止させずに済むので、ポンプ設備１−７の信頼性が向上する。
【００５３】
なお、上記では、本実施形態のポンプ設備１−７の構成を第１実施形態のポンプ設備１に適用する場合を説明したが、本実施形態のポンプ設備１−７の構成は、第２実施形態以降の他の実施形態のポンプ設備にも適用することが可能である。
【００５４】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記各実施形態では、ポンプ設備１〜１−７が備えるポンプ３が立軸ポンプである場合を説明したが、本発明のポンプ設備が備えるポンプは、他の型式のポンプであっても構わない。したがって、上記の立軸ポンプ以外にも、例えば、渦巻きポンプや横軸ポンプを採用してもよい。また、上記実施形態では、ポンプ３を駆動する駆動機４の駆動軸４ａに減速機５が連結されている場合を説明したが、本発明のポンプ装置は、必ずしも減速機を備えていなくてもよい。
【００５５】
また、上記各実施形態では、ハウジング８ａの換気設備１０は、給気側に送風機１３を設置しており、強制給気・自然排気方式で換気を行う場合を説明したが、本発明のポンプ設備が備える換気設備は、これ以外にも、排気側に送風機を設置することで、自然給気・強制排気方式で換気を行うものでもよい。その場合は、排気側の送風機の送風を利用して熱を発生する機器を冷却すればよい。
【００５６】
また、上記各実施形態で示すポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器の例は一例であり、上記したもの以外にも、ポンプ設備が備える各種機器のうち、ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器であれば、本発明の冷却機構による冷却の対象とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図２】空気流入口の他の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態にかかるポンプ設備の概略側断面図である。
【図８】本発明の第７実施形態にかかるポンプ設備の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１〜１−７ ポンプ設備
２ 水槽
３ ポンプ
４ 駆動機
４ａ 駆動軸（回転軸）
５ 減速機
６ 軸受
８ 建屋
８ａ ハウジング
１０ 換気設備
１１ 空気流入口
１２ 空気流入ダクト
１３ 送風機
１４ 冷却器（ラジエータ）
１４−２ 予備冷却器
１５ 冷却媒体循環路
１６ 冷却器（ラジエータ）
１７ 冷却媒体循環路
１８ 外気流通路
１９ 送風機
２０ 冷却機構
２１ 冷却機構
２２ 空気流出口
２３ 冷却機構
２４ 冷却機構
２５ 冷却機構
２６ 冷却機構
２７ 冷却機構
２８ 予備循環路
２８ａ 開閉弁
３１ 回転数制御装置（制御装置）
３２ 冷却器（ラジエータ）
３３ 冷却媒体循環路
３４ 液体抵抗器
３５ 冷却器（ラジエータ）
３６ 冷却媒体循環路
３７ 冷却器（ラジエータ）
３８ 冷却媒体循環路
３９ 送風機
４０ 冷却器（ラジエータ）
４１ 冷却媒体循環路
４２ 送風機
４３ 外気流通路（外気流通ダクト）
４４ 冷却器
４５ サイレンサー
４６ 冷却媒体循環路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプと、前記ポンプを設置するための建屋のハウジングと、前記ハウジング内の換気を行う換気設備と、前記ハウジング内に設置され前記ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、前記熱を発生する機器を冷却する冷却機構と、を備えるポンプ設備であって、
前記換気設備は、前記ハウジングの内外を連通する通気口と、前記通気口を介してハウジング内を通気するための送風機とを備え、
前記冷却機構は、前記送風機の送風で冷却される冷却器と、前記熱を発生する機器と前記冷却器との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路とを備え、前記送風機の送風で前記冷却媒体を冷却することで、前記熱を発生する機器を冷却することを特徴とするポンプ設備。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ設備において、
前記冷却器を前記ハウジングの外部に設置して、前記冷却器が外気に曝されることによる自然放熱と、前記送風機の送風による強制冷却との両方により除熱されるようにしたことを特徴とするポンプ設備。
【請求項３】
ポンプと、前記ポンプを設置するための建屋のハウジングと、前記ポンプを駆動する駆動機又は減速機と、前記ハウジング内に設置され前記ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、前記熱を発生する機器を冷却する冷却機構と、を備えるポンプ設備であって、
前記冷却機構は、前記駆動機又は減速機の回転軸から取り出した動力で動作する送風機を備え、該送風機の送風を利用して、前記熱を発生する機器の冷却と前記ハウジング内の換気とを同時に行うことを特徴とするポンプ設備。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のポンプ設備において、
前記熱を発生する機器は、前記ポンプを駆動する駆動機、減速機、前記駆動機及び／又は減速機の動作を制御する制御装置、前記ポンプの軸受、のうちの少なくともいずれかであることを特徴とするポンプ設備。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプ設備において、
一のポンプ設備に、前記ポンプと前記熱を発生する機器と前記冷却機構とからなる組を複数組設置し、
さらに、予備冷却用の送風機と、前記予備冷却用の送風機の送風で冷却される予備冷却器と、前記各冷却機構が備える各冷却媒体循環路と前記予備冷却器とを接続する予備循環路と、該予備循環路における各冷却媒体循環路との間に設けた開閉弁と、を備え、
前記冷却機構が備える送風機に異常が発生した場合に、該異常が発生した送風機に対応する前記冷却媒体循環路との間の開閉弁を開いて前記予備循環路に冷却媒体を導くことで、前記予備冷却用の送風機で、前記異常が発生した送風機に対応する前記熱を発生する機器を冷却することを特徴とするポンプ設備。
【請求項１】
ポンプと、前記ポンプを設置するための建屋のハウジングと、前記ハウジング内の換気を行う換気設備と、前記ハウジング内に設置され前記ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、前記熱を発生する機器を冷却する冷却機構と、を備えるポンプ設備であって、
前記換気設備は、前記ハウジングの内外を連通する通気口と、前記通気口を介してハウジング内を通気するための送風機とを備え、
前記冷却機構は、前記送風機の送風で冷却される冷却器と、前記熱を発生する機器と前記冷却器との間で冷却媒体を循環させる冷却媒体循環路とを備え、前記送風機の送風で前記冷却媒体を冷却することで、前記熱を発生する機器を冷却することを特徴とするポンプ設備。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ設備において、
前記冷却器を前記ハウジングの外部に設置して、前記冷却器が外気に曝されることによる自然放熱と、前記送風機の送風による強制冷却との両方により除熱されるようにしたことを特徴とするポンプ設備。
【請求項３】
ポンプと、前記ポンプを設置するための建屋のハウジングと、前記ポンプを駆動する駆動機又は減速機と、前記ハウジング内に設置され前記ポンプの運転時に動作することで熱を発生する機器と、前記熱を発生する機器を冷却する冷却機構と、を備えるポンプ設備であって、
前記冷却機構は、前記駆動機又は減速機の回転軸から取り出した動力で動作する送風機を備え、該送風機の送風を利用して、前記熱を発生する機器の冷却と前記ハウジング内の換気とを同時に行うことを特徴とするポンプ設備。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のポンプ設備において、
前記熱を発生する機器は、前記ポンプを駆動する駆動機、減速機、前記駆動機及び／又は減速機の動作を制御する制御装置、前記ポンプの軸受、のうちの少なくともいずれかであることを特徴とするポンプ設備。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプ設備において、
一のポンプ設備に、前記ポンプと前記熱を発生する機器と前記冷却機構とからなる組を複数組設置し、
さらに、予備冷却用の送風機と、前記予備冷却用の送風機の送風で冷却される予備冷却器と、前記各冷却機構が備える各冷却媒体循環路と前記予備冷却器とを接続する予備循環路と、該予備循環路における各冷却媒体循環路との間に設けた開閉弁と、を備え、
前記冷却機構が備える送風機に異常が発生した場合に、該異常が発生した送風機に対応する前記冷却媒体循環路との間の開閉弁を開いて前記予備循環路に冷却媒体を導くことで、前記予備冷却用の送風機で、前記異常が発生した送風機に対応する前記熱を発生する機器を冷却することを特徴とするポンプ設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９７９２０（Ｐ２００８−２９７９２０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２０６５（Ｐ２００７−１４２０６５）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（５０６２３６８２０）株式会社 荏原由倉ハイドロテック (31)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（５０６２３６８２０）株式会社 荏原由倉ハイドロテック (31)
【Ｆターム（参考）】
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