JP5982911B2 - ポンプ、ポンプシステム、ポンプの制御方法及び冷却システム - Google Patents

Description

本願は、ポンプ、ポンプシステム、ポンプの制御方法及び冷却システムを開示する。

各種の通信を司る通信機器や、各種の情報処理を司る情報処理機器の中には、流体の循環によって冷却を行う冷却システムを設けたものがある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−２２８２３７号公報

流体を流動させるポンプの一種として、羽根車を駆動するターボ型のポンプがある。ターボ型のポンプの場合、羽根車が流路に配置される。よって、ポンプが停止すると、回転を止めた羽根車が流路の障害物となり、流路の圧力損失を増大させる。

例えば、冗長性を向上する目的や流量を増加する目的で複数のポンプを直列に設けた場合に、複数のポンプのうち１つのポンプが停止すると、停止したポンプの羽根車が障害物となり、他のポンプの運転が阻害される。また、例えば、設計上、流路の構造が流体の自然流を期待できるものである場合に、停止したポンプの羽根車が自然流を阻害する障害物になり得る。そこで、例えば、停止したポンプをバイパスするバイパス路を設けることが考えられる。しかし、バイパス路を形成するためのパイプやバルブ等の部材が増大し、流路が複雑になる。

そこで、本願は、ポンプの羽根車が流路の障害物となることを回避することができるポンプ、ポンプシステム、ポンプの制御方法及び冷却システムを提供することを課題とする。

本願は、下記のポンプを開示する。
流体を流動させる羽根車と、
前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部と、
前記羽根車の駆動時に前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記羽根車を前記収容部に収容する制御部と、を備える、
ポンプ。

また、本願は、下記のポンプシステムを開示する。
流体を流動させる羽根車と、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部とをそれぞれ有し、前記流路に直列に設けた複数のポンプと、
前記複数のポンプのうち運転するポンプの羽根車を前記流路に配置し、前記複数のポンプのうち停止するポンプの羽根車を、前記停止するポンプの前記収容部に収容する制御部と、を備える、
ポンプシステム。

また、本願は、下記の冷却システムを開示する。
発熱機器を有する装置と、
前記発熱機器の熱を放熱する熱交換手段と、
前記発熱機器と前記熱交換手段との間で、前記発熱機器を冷却する流体を循環させる流路と、
前記流体を流動させる羽根車と、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部とをそれぞれ有し、前記流路に直列に設けた複数のポンプと、
前記複数のポンプのうち運転するポンプの羽根車を前記流路に配置し、前記複数のポンプのうち停止するポンプの羽根車を、前記停止するポンプの前記収容部に収容する制御部と、を備える、冷却システム。

上記ポンプ、ポンプシステム、ポンプの制御方法及び冷却システムであれば、ポンプの羽根車が流路の障害物となることを回避することができる。

実施形態に係るポンプの構造を示した図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した部位のポンプの断面図である。 羽根車に取り付けられている永久磁石の取り付け状態を示した図である。 図１の符号Ｂで示した部位を拡大したポンプの構造図である。 図５は、図１のＣ−Ｃ線で切断した部位のポンプの断面図である。 電磁石部の電気的な接続部分を示した図である。 電磁石部とモータと羽根車との位置関係を示した図である。 羽根車が電磁石部に引き寄せられた時のポンプの内部構造を示した図である。 図１のＤ−Ｄ線で切断した部位のポンプの断面図である。 電磁石部の磁極の極性を反転可能にするモータ回路を示した図である。 電子部品を有するユニットを実装した通信装置を示した図である。 第一適用例に係る冷却システムの構成図である。 制御装置が実行する制御フローの第一例を示した図である。 ポンプのモータの交換作業を示した図である。 制御装置が実行する制御フローの第二例を示した図である。 制御フローの第二例を実行する制御装置が行うサブルーチンの処理フローを示した図である。 タンク内の液体を移送する移送システムを示した図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の一態様を例示したものであり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

＜ポンプの実施形態＞
図１は、本実施形態に係るポンプ１の構造を例示した図である。本実施形態に係るポンプ１は、羽根車の回転により流体を流動させるターボ型のポンプである。すなわち、ポンプ１は、流体を流動させる羽根車２０を備えている。

羽根車２０は、ポンプケーシング３０内に配置されており、ポンプケーシング３０内を満たす流体を流動させる。羽根車２０が流動させる流体は、液体および気体の何れであってもよい。羽根車２０は、ポンプケーシング３０に取り付けられたモータケーシング６０内に設置されるモータ６１の回転動力で駆動し、流体を流動させる。

モータ６１の回転動力は、モータ６１によって回転される電磁石部４０が発生する磁気を介して、羽根車２０へ伝達される。すなわち、羽根車２０は、電磁石部４０の磁気により、電磁石部４０に追従して回転する永久磁石２４を有している。永久磁石２４が電磁石部４０の動きに追従して回転することにより、羽根車２０が駆動する。

羽根車２０が内置されるポンプケーシング３０内には、ポンプ１の運転中に羽根車２０が配置されるポンプ室流路３３が設けられている。ポンプ室流路３３は、流体の流路の一部を形成する。ポンプ室流路３３には、ポンプケーシング３０内に流入する流体が流通する配管と、ポンプケーシング３０内から流出する流体が流通する配管とが接続されている。

また、ポンプケーシング３０内には、ポンプ室流路３３に隣接して設けられ、ポンプ室流路３３に連通する収容部３１が、ポンプ室流路３３を挟んで電磁石部４０と対峙する位置、すなわち、ポンプ室流路３３の図１における下側の位置に設けられている。収容部３１は、羽根車２０を収容可能な大きさを有している。

また、ポンプケーシング３０内には、羽根車２０を軸支する回転軸３２が設けられている。回転軸３２は、ポンプケーシング３０内の中心部に配置され、ポンプケーシング３０内の下部に位置する収容部３１内と、ポンプケーシング３０内の上部に位置するポンプ室流路３３内との間に延在する。回転軸３２の下端は収容部３１の底面に固定され、回転軸３２の上端はポンプ室流路３３の天面に固定されている。回転軸３２は、羽根車２０が軸方向へ摺動可能な外周面３４を有しており、外周面３４により羽根車２０を軸支する。よって、羽根車２０は、回転軸３２に沿って摺動し、ポンプケーシング３０内の収容部３１と、ポンプ室流路３３との何れの部位へも移動可能である。

また、ポンプケーシング３０は、ポンプケーシング３０の外側面に取り付けられている配管の接続部分を除いて密閉されている。よって、ポンプケーシング３０内の流体が、配管の接続部分以外から漏洩する可能性が抑制される。

また、ポンプ１には、モータ回路５０が設けられている。モータ回路５０は、本願でいう制御部の一例である。モータ回路５０は、モータ６１や電磁石部４０へ供給する電力を制御する電気回路であり、電源５１や開閉器５２を有している。開閉器５２は、外部から入力される制御信号に従い、電源５１からモータ６１および電磁石部４０へ供給する電力を制御する。すなわち、開閉器５２は、ポンプ１をオンとする制御信号が入力されると、電源５１からモータ６１及び電磁石部４０へ電力を供給し、モータ６１を始動すると共に電磁石部４０を励磁状態にする。また、開閉器５２は、ポンプ１をオフとする制御信号が入力されると、電源５１からモータ６１及び電磁石部４０へ供給している電力を遮断し、モータ６１を停止すると共に電磁石部４０を非励磁状態にする。

図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した部位のポンプ１の断面図である。羽根車２０は、回転軸３２が挿通される貫通孔２１を回転中心部に設けた円筒状の軸受２２と、軸受２２の外周側面から放射状に広がる複数の羽根２３とを有する。よって、羽根車２０が軸受２２を中心に回転すると、ポンプケーシング３０内に満たされている流体を羽根２３が上流から下流へ押し出すことによって、流体を流す。

図３は、羽根車２０に取り付けられている永久磁石２４の取り付け状態を例示した図である。羽根車２０は、電磁石部４０（図１参照）が配置されている側の端部に、貫通孔２１の周囲を周回する環状の永久磁石２４を有している。永久磁石２４は、電磁石部４０に近い側の端部がＮ極またはＳ極の何れかの極性の磁極を形成し、電磁石部４０から遠い側の端部が電磁石部４０に近い側の端部と反対の極性の磁極を形成している。なお、羽根車２０には、永久磁石２４に代わり、鉄等の残留磁化の小さい磁性体が取り付けられていてもよい。

図４は、図１の符号Ｂで示した部位を拡大したポンプ１の構造図である。また、図５は、図１のＣ−Ｃ線で切断した部位のポンプ１の断面図である。電磁石部４０は、モータ６１の駆動軸６２に固定されており、モータ６１の駆動軸６２と共に回転する。また、電磁石部４０は、磁性体４１、コイル４２、カバー４３、電極受け溝４４（＋），４４（−）、導電性リング４５（＋），４５（−）を備える。磁性体４１は、円盤状の磁性体であり、モータ６１の駆動軸６２に取り付けられている。コイル４２は、磁性体４１の外周側面を周回するように磁性体４１に巻きつけられている。カバー４３は、磁性体４１やコイル４２を収容する円盤状のカバーである。電極受け溝４４（＋），４４（−）は、カバー４３の外周側面を、互いに平行に周回する溝である。導電性リング４５（＋），４５（−）は、電極受け溝４４（＋），４４（−）のそれぞれに嵌められた導電性のリングである。

図６は、電磁石部４０とモータ回路５０との電気的な接続部分を例示した図である。コイル４２は、一端が導電性リング４５（＋）に電気的に接続され、他端が導電性リング４５（−）に電気的に接続されている。また、導電性リング４５（＋）は、モータケーシング６０に取り付けられている電磁石電極（ブラシという場合もある）４７（＋）と接触している。導電性リング４５（−）も、導電性リング４５（＋）と同様、モータケーシング６０に取り付けられている電磁石電極４７（−）と接触している。電磁石電極４７（＋）は、バネ４６（＋）により、導電性リング４５（＋）に押圧されている。電磁石電極４７（−）も、バネ４６（−）により、導電性リング４５（−）に押圧されている。電磁石電極４７（＋），４７（−）は、モータ回路５０に接続されている。よって、モータ回路５０から電気が供給されると、電磁石電極４７（＋），４７（−）および導電性リング４５（＋），４５（−）を経由してコイル４２に電気が流れる。

図７は、電磁石部４０とモータ６１と羽根車２０との位置関係を例示した図である。モータ６１が回転すると、モータ６１の駆動軸６２に固定されている電磁石部４０が回転する。電磁石部４０が回転すると、導電性リング４５（＋）が電磁石電極４７（＋）と電気的に接触した状態で回転し、導電性リング４５（−）が電磁石電極４７（−）と電気的に接触した状態で回転する。よって、モータ６１が回転状態であっても、モータ回路５０からコイル４２への給電が行われ、コイル４２を励磁することが可能である。

また、コイル４２を励磁した状態でモータ６１を回転させると、コイル４２の磁気を受ける永久磁石２４に渦電流が生じ、永久磁石２４に発生する渦電流とコイル４２が発生する磁界との相互作用により羽根車２０が駆動する。

ところで、電磁石部４０は、電磁石部４０の羽根車２０に近い側の端部の磁極が、永久磁石２４の電磁石部４０に近い側の端部の磁極と反対の極性となるように、コイル４２の向き、コイル４２を流れる電流の方向、或いは永久磁石２４の向きが調整されている。よって、電磁石部４０に電流を流し、電磁石部４０を励磁状態にすると、永久磁石２４が取り付けられている羽根車２０が回転軸３２に沿って移動し、電磁石部４０に引き寄せられる。なお、永久磁石２４の代わりに、鉄等の残留磁化の小さい磁性体が羽根車２０に取り付けられている場合、電磁石部４０の羽根車２０に近い側の端部の磁極の極性は、Ｎ極とＳ極の何れであってもよい。

図８は、羽根車２０が電磁石部４０に引き寄せられた時のポンプ１の内部構造を例示した図である。電磁石部４０を励磁状態にすると、羽根車２０が図８に示すように電磁石部４０に引き寄せられる。また、電磁石部４０を非励磁状態にすると、羽根車２０を電磁石部４０に引き寄せていた磁気が減少し、図１に示したように、羽根車２０が自重により収容部３１へ移動する。すなわち、本実施形態に係るポンプ１は、電磁石部４０のコイル４２を流れる電流を制御することにより、羽根車２０をポンプ室流路３３内へ配置したり、収容部３１へ収容したりすることが可能である。

本実施形態に係るポンプ１であれば、羽根車２０をポンプ室流路３３内へ配置したり、収容部３１へ収容したりすることが可能となるため、停止した羽根車２０が流路の障害物となることを回避することができる。

これを、図１を参照して説明する。「停止」を示す制御信号により開閉器５２が「開」状態となり、モータ６１、および電磁石部４０への給電が遮断される。すると、羽根車２０は停止し、図１に示すように、収容部３１へ収容された状態となり、羽根車２０は、流路の障害物となることが回避される。
図９は、図１のＤ−Ｄ線で切断した部位のポンプ１の断面図である。ポンプ１を運転しない場合に、羽根車２０を収容部３１へ収容すれば、ポンプ室流路３３から羽根車２０が無くなる。すると、ポンプ１のポンプケーシング３０に流入し、ポンプ室流路３３を通過してポンプケーシング３０から流出する流体は、羽根車２０が障害物となることなく、その流路が確保できる。

＜ポンプの変形例＞
なお、電磁石部４０の永久磁石２４側の端部の磁極の数、及び永久磁石２４の電磁石部４０側の端部の磁極の数は、それぞれ１極に限定されるものでない。すなわち、ポンプ１は、電磁石部４０の永久磁石２４側の端部の磁極の数、及び永久磁石２４の電磁石部４０側の端部の磁極の数をそれぞれ複数極とし、磁石の吸引力と反発力とを利用した動力の伝達を行ってもよい。

また、羽根車２０は、自重で収容部３１へ移動するものに限定されるものでなく、例えば、バネやスポンジ等の弾性体の反力を利用して、電磁石部４０が非励磁状態のとき、収容部３１へと移動するものであってもよい。弾性体の反力を利用する場合、収容部３１は、ポンプ室流路３３の下方のみならず、ポンプ室流路３３の側方や上方へ配置することが可能である。また、電磁石部４０は、モータ６１の駆動軸６２から動力を直接的に得るものに限定されるものでなく、例えば、変速機構等の動力伝達手段を介して動力を間接的に得るものであってもよい。

このような構成では、ポンプの実装方向の自由度が増す。つまり、例えば図１に示すポンプを、紙面上側を下向きに実装することも可能となる。

また、電磁石部４０は、カバー４３の外周側面に設けられた導電性リング４５（＋），４５（−）を介してモータ回路５０と電気接続されるものに限定されない。電磁石部４０は、例えば、駆動軸６２の近傍に設けた導電性リングを介してモータ回路５０と電気接続されるものであってもよい。また、電磁石部４０は、例えば、モータ６１のロータコイルに繋がる電線を介して給電されるものであってもよい。

また、電磁石部４０とモータ回路５０との電気的な接続部分は、コイル式のバネとブラシとを組み合わせたものに限定されるものではない。電磁石部４０とモータ回路５０との電気的な接続部分は、例えば、板バネを用いたものや、ブラシ自体を板バネにしたものであってもよい。

また、ポンプ１は、モータケーシング６０とポンプケーシング３０とを別体にし、モータ６１を容易に交換可能なようにしてもよいが、ポンプケーシング３０とモータケーシング６０とを一体にしてもよい。

なお、本実施形態では、ポンプケーシング３０を円筒状の部材で図示していたが、ポンプケーシング３０はこのような形状に限定されるものではない。ポンプケーシング３０は、収容部３１とポンプ室流路３３を形成可能であれば、立方形や円錐形、その他の形状であってもよい。

また、回転軸３２の両端は、収容部３１の底面とポンプ室流路３３の天面とにそれぞれ固定されるものに限定されるものではない。回転軸３２は、例えば、一端が、収容部３１の底面またはポンプ室流路３３の天面に固定されるものであってもよい。

また、羽根車２０は、回転軸３２によって軸支されるものに限定されるものでない。羽根車２０は、例えば、回転軸３２に代わり、円筒状に形成したポンプケーシング３０の内周壁面に当接して支持されてもよい。また、羽根車２０は、例えば、磁力によりポンプケーシング３０内で支持されてもよい。

＜モータ回路の変形例＞
また、羽根車２０は、電磁石部４０の磁極の極性を反転させることにより、収容部３１へと移動するようにしてもよい。図１０は、電磁石部４０の磁極の極性を反転可能にするモータ回路１５０を例示した図である。

モータ回路１５０は、上記実施形態に係るモータ回路５０と同様、電源１５１や開閉器１５２を有している他、極性反転器１５３を有している。

開閉器１５２は、外部から入力される制御信号に従い、電源１５１からモータ６１へ供給する電力を制御する。すなわち、開閉器１５２にポンプ１をオンとする制御信号が入力されると、電源１５１からモータ６１へ電力が供給され、モータ６１が始動する。また、開閉器１５２にポンプ１をオフとする制御信号が入力されると、電源１５１からモータ６１へ供給される電力が遮断され、モータ６１が停止する。

極性反転器１５３は、電源１５１から電磁石部４０へ送られる電気の極性を反転する。すなわち、極性反転器１５３にポンプ１をオンとする制御信号が入力されると、電磁石部４０の永久磁石２４に近い側の端部の磁極の極性が、永久磁石２４の電磁石部４０に近い側の端部の磁極の極性と反対になるように電磁石部４０を励磁させる。また、極性反転器１５３にポンプ１をオフとする制御信号が入力されると、電磁石部４０の永久磁石２４に近い側の端部の磁極の極性が、永久磁石２４の電磁石部４０に近い側の端部の磁極の極性と同じになるように電磁石部４０を励磁させる。

上記実施形態に係るポンプ１を本変形例に係るモータ回路１５０に接続すると、ポンプをオンとする制御信号が入力された場合に、羽根車２０が磁気の吸引力で電磁石部４０に引き寄せられる。また、ポンプをオフとする制御信号が入力された場合に、羽根車２０が磁気の反発力により電磁石部４０から押し離される。

よって、上記実施形態に係るポンプ１を本変形例に係るモータ回路１５０に接続すれば、上述したモータ回路５０を使った場合に比べて、羽根車２０を速やかに収容部３１へ収容することが可能である。

このような構成では、ポンプの実装方向の自由度が増す。つまり、例えば図１に示すポンプを、紙面上側を下向きに実装することも可能となる。
また、本変形例に係るモータ回路１５０を用いる場合、羽根車２０を移動させるための電磁石部を、モータ６１から羽根車２０へ回転動力を伝達する電磁石部４０と別途設けることも可能である。

なお、本変形例に係るモータ回路１５０には、ポンプ１をオフとする制御信号が入力されてから一定時間経過後に、電磁石部４０の電流を遮断する開閉器を更に追加してもよい。電磁石部４０の電流を遮断する開閉器を更に追加すれば、ポンプ１の停止中に電磁石部４０に流れる電流を遮断することができる。羽根車２０は、収容部３１に収容された後に、電磁石部４０を流れる電流を遮断しても、羽根車２０の自重により、収容部３１に留まる。

この構成により、図１を用いてで説明した実施例と比べて、羽根車２０をより早く収容部３１に移動させることができ、停止した羽根車２０が流路の障害物となる時間を短くできる。

＜ポンプの第一適用例＞
以下、上記の図１乃至図１０を用いて説明した実施形態に係るポンプ１の第一適用例について説明する。図１１は、発熱機器の一例である電子部品１０１を有するユニット１０２を実装した通信装置１００を例示した図である。各種のデータを通信する通信装置１００は、社会インフラとしての側面があるため、冗長性が求められる場合がある。よって、電子部品１０１を冷却する冷却システムにも冗長性が求められる。そこで、本第一適用例は、上記実施形態に係るポンプ１を以下のように適用している。

図１２は、本第一適用例に係る冷却システム１０６の構成図である。冷却システム１０６は、本願でいうポンプシステムの一例である。冷却システム１０６は、上記実施形態に係るポンプ１に相当するポンプ１Ａ，１Ｂと熱交換器１０３と循環流路１０４と制御装置１０５とを備えている。制御装置１０５は、各ポンプ１Ａ，１Ｂにそれぞれ備わっているモータ回路５０へ制御信号を送る。冷却システム１０６は、循環流路１０４の途中に設置されている電子部品１０１から流体の一種である冷却媒体で熱を除去し、熱交換器１０３を介して系外へ放熱する。ポンプ１Ａ，１Ｂは、循環流路１０４上に直列に設置されている。よって、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂの少なくとも何れかのポンプが運転状態であれば、循環流路１０４を冷却媒体が循環する。

なお、冷却媒体は、流体になり得る液体または気体の何れであってもよいが、液体の方が発熱機器を効果的に冷却可能である。また、冷却システム１０６は、上記実施形態に係るポンプ１を循環流路１０４上に２台のみならず、１台のみ又は３台以上設けてもよい。

＜制御装置が実行する制御フローの第一例＞
図１３は、制御装置１０５が実行する制御フローの第一例を例示した図である。

（ステップＳ１０１）通信装置１００が起動されると、制御装置１０５は、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂのうち何れか一方のポンプ（以下、１台目のポンプという）を起動する。起動した１台目のポンプでは、電磁石部４０が励磁状態になり、羽根車２０が収容部３１からポンプ室流路３３へ移動する。また、ポンプ室流路３３へ移動した羽根車２０は、モータ６１によって回転する電磁石部４０から磁気を介して伝達される動力により、ポンプ室流路３３内で駆動する。

（ステップＳ１０２）制御装置１０５は、１台目のポンプの異常の有無を監視する。ポンプの異常の有無は、ポンプの状態を表す各種のパラメータに基づいて判定することができる。ポンプの状態を表すパラメータとしては、例えば、循環流路１０４を流れる冷却媒体の流量、モータ６１の電流、モータ６１あるいは羽根車２０の回転数、電磁石部４０の電流値等が挙げられる。

（ステップＳ１０３）制御装置１０５は、１台目のポンプの異常を検知すると、１台目のポンプを停止する。停止した１台目のポンプでは、電磁石部４０が非励磁状態になり、羽根車２０がポンプ室流路３３から収容部３１へ移動する。これにより、１台目のポンプの入口と出口とを繋ぐポンプケーシング３０内の冷却媒体の流路が確保される。換言すると、１台目のポンプの羽根車２０は、冷却媒体の循環の妨げとはならなくなる。なお、収容部３１へ移動した羽根車２０は、電磁石部４０から磁気を介して伝達されていた動力を失い、駆動を停止する。

（ステップＳ１０４）制御装置１０５は、１台目のポンプを停止した後、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂのうち今まで運転を停止していた何れか他方のポンプ（以下、２台目のポンプという）を起動する。起動した２台目のポンプでは、羽根車２０がポンプ室流路３３内へ移動し、羽根車２０がポンプ室流路３３内で駆動する。１台目のポンプの停止により、１台目のポンプの入口と出口とを繋ぐポンプケーシング３０内の冷却媒体の流路は確保されている。よって、２台目のポンプの起動により、循環流路１０４内を冷却媒体が正常に循環する。

制御装置１０５が本第一適用例に係る制御フローを実行すれば、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂのうち、停止中の何れかのポンプを予備機として用いることができる。このため、何らかの理由により複数のポンプを直列に設けざるを得ない場合であっても、ポンプをバイパスする経路を設けることなく、冷却システム１０６の冗長性を確保することができる。

また、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂのそれぞれに備わっている羽根車２０は、磁気を介して伝達される動力で駆動する。すなわち、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂには、一般的なポンプに用いられる動力伝達軸や軸封シールが存在しない。そこで、ポンプ１のポンプケーシング３０と、モータケーシング６０とを分離可能な構成としておくことができる。そして、１台目のポンプの異常の原因が、例えば、１台目のポンプのモータ６１によるものであった場合、２台目のポンプを停止することなく、１台目のポンプのモータ６１を交換、修理することが可能である。

図１４は、１台目のポンプのモータ６１の交換作業を例示した図である。１台目のポンプのモータ６１が故障した場合、故障したモータ６１をモータケーシング６０と共に取り外す。そして、正常なモータ６１を取り付ける。ポンプケーシング３０は、ポンプケーシング３０の外周面に取り付けられている配管の接続部分を除いて密閉されている。よって、モータ６１やモータケーシング６０をポンプケーシング３０から取り外しても、ポンプケーシング３０内を流れる冷却媒体が漏れる可能性は低い。また、ポンプ１Ｂを運転した状態で、ポンプ１Ａを修理することができる。

ポンプの故障原因の多くは、モータ等の電気部品の故障や、モータの軸受、軸封部の摩耗である。しかし、上記実施形態に係るポンプ１は、電磁石部４０から磁気を介して伝達される動力で羽根車２０を駆動し、流体を流している。よって、上記実施形態に係るポンプ１は、軸封部が無い分だけ故障の確率も低い。また、仮にポンプケーシング３０内の部品が故障した場合であっても、羽根車２０が収容部３１に収容されれば、故障したポンプを放置したまま他のポンプを運転し続け、冷却システム１０６の冷却機能を維持することが可能である。

＜制御装置が実行する制御フローの第二例＞
図１５は、制御装置１０５が実行する制御フローの第二例を例示した図である。

（ステップＳ２０１）通信装置１００が起動すると、図１１の制御装置１０５は、電子部品１０１の温度を監視する。電子部品１０１の温度は、例えば、電子部品１０１の近傍に設置する不図示の温度センサの信号や、或いは電子部品１０１が自ら出力する電子部品１０１の温度データから得ることができる。図１２に示す冷却システム１０６は、ポンプ１Ａとポンプ１Ｂの両方が停止した状態であっても、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂが循環流路１０４の障害物とはならない。よって、循環流路１０４が冷却媒体の自然流を期待できる設計となっている場合に、自然流を阻害する可能性が小さい。

（ステップＳ２０２）制御装置１０５は、電子部品１０１の温度が、１台目のポンプを起動する場合の温度として予め設定された値になると、１台目のポンプを起動する。

（ステップＳ２０３）制御装置１０５は、２台目のポンプを起動した後、電子部品１０１の温度を監視する。

（ステップＳ２０４）制御装置１０５は、電子部品１０１の温度が、２台目のポンプを起動する場合の温度として予め設定された値になると、２台目のポンプを起動する。

（ステップＳ２０５）また、制御装置１０５は、電子部品１０１の温度が、１台目のポンプを起動する場合の温度として予め設定された値を下回ると、１台目のポンプを停止する。

（ステップＳ２０６）また、制御装置１０５は、電子部品１０１の温度が、２台目のポンプを起動する場合の温度として予め設定された値を下回ると、２台目のポンプを停止する。

制御装置１０５は、上述のステップＳ２０１からステップＳ２０６の処理を繰り返し実行している場合にポンプの異常を検知すると、次のようなサブルーチンを実行する。

図１６は、制御フローの第二例を実行する制御装置が行うサブルーチンの処理フローを例示した図である。

（ステップＳ３０１）制御装置１０５は、上述のステップＳ２０１からステップＳ２０６の処理を繰り返し実行している場合にポンプの異常を検知すると、予備機の有無を判定する。制御装置１０５は、例えば、ポンプ１Ａとポンプ１Ｂの何れも運転中の場合や、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂのうち停止中のポンプが故障中の場合、予備機が無いと判定する。

（ステップＳ３０２）制御装置１０５は、ステップＳ３０１の処理で予備機が有ると判定した場合、１台目のポンプを停止する。

（ステップＳ３０３）制御装置１０５は、１台目のポンプ、すなわち、異常を検知したポンプを停止した後、２台目のポンプ、すなわち、予備機としてのポンプを起動する。

（ステップＳ３０４）一方、制御装置１０５は、ステップＳ３０１の処理で予備機が無いと判定した場合、本冷却システム１０６が冷却を行うユニット１０２を停止する。

すなわち、さらなる温度上昇による電子部品１０１の破損を防ぐために、例えば、ユニット１０２への供給電力を遮断する。

制御装置１０５が本第二例に係る制御フローを実行すれば、電子部品１０１の温度に応じて適切な台数のポンプを運転できる他、ポンプ１Ａ及びポンプ１Ｂのうち、停止中の何れかのポンプを予備機として用いることも可能である。このため、ポンプの電力消費の低減と冷却システム１０６の冗長性の確保とを両立することが可能である。

＜ポンプの第二適用例＞
以下、上記実施形態に係るポンプ１の第二適用例について説明する。図１７は、タンク内の液体を移送する移送システム２００を例示した図である。移送システム２００は、本願でいうポンプシステムの一例である。上述した第一適用例では、上記実施形態に係るポンプ１を循環流路に適用していた。しかし、上記実施形態に係るポンプ１は、流体が循環する循環流路のみならず、流体が循環しない流路に適用することも可能である。

すなわち、上記実施形態に係るポンプ１は、例えば、図１７に示すように、タンク２０１Ａとタンク２０１Ｂとを配管２０２で繋いだ移送システム２００に適用することも可能である。上記実施形態に係るポンプ１を移送システム２００の配管２０２に設ければ、ポンプ１が故障した場合も、タンク２０１Ａとタンク２０１Ｂとの高低差や圧力差を利用した液体の移送が実現可能となる。

この場合も上記で説明したとおり、ポンプ１が停止してもその羽根車２０は、流体の流路の妨げとはならない、という効果がある。

なお、移送システム２００の配管２０２には、上記実施形態に係るポンプ１を複数設けてもよい。この場合、各ポンプ１を制御する制御装置は、例えば、図１３や図１５〜１６に示したフローに沿った制御を行うようにしてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ・・ポンプ：２０・・羽根車：２１・・貫通孔：２２・・軸受：２３・・羽根：２４・・永久磁石：３０・・ポンプケーシング：３１・・収容部：３２・・回転軸：３３・・ポンプ室流路：３４・・外周面：４０・・電磁石部：４１・・磁性体：４２・・コイル：４３・・カバー：４４（＋），４４（−）・・電極受け溝：４５（＋），４５（−）・・導電性リング：４６（＋），４６（−）・・バネ：４７（＋），４７（−）・・電磁石電極：５０，１５０・・モータ回路：５１，１５１・・電源：５２，１５２・・開閉器：１５３・・極性反転器：６０・・モータケーシング：６１・・モータ：６２・・駆動軸：１００・・通信装置：１０１・・電子部品：１０２・・ユニット：１０３・・熱交換器：１０４・・循環流路：１０５・・制御装置：１０６・・冷却システム：２００・・移送システム：２０１Ａ，２０１Ｂ・・タンク：２０２・・配管

Claims (9)

1. 流体を流動させる羽根車と、
   前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部と、
   前記羽根車の駆動時に前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記羽根車を前記収容部に収容する制御部と、を備え、
   前記羽根車は、磁性体を有し
   前記ポンプは、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を更に備え、
   前記制御部は、前記羽根車の駆動時に前記電磁石部を励磁して前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記電磁石部の励磁を停止して前記羽根車を前記収容部に収容する、
   ポンプ。
2. 流体を流動させる羽根車と、
   前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部と、
   前記羽根車の駆動時に前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記羽根車を前記収容部に収容する制御部と、を備え、
   前記羽根車は、永久磁石を有し
   前記ポンプは、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を更に備え、
   前記制御部は、前記羽根車の駆動時に前記電磁石部の磁気の吸引力で前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記電磁石部の磁気の反発力で前記羽根車を前記収容部に収容する、
   ポンプ。
3. 前記ポンプは、前記電磁石部を回転させるモータを更に備え、
   前記制御部は、前記モータの駆動時に前記羽根車を前記流路に配置し、前記モータの駆動停止時に前記羽根車を前記収容部に収容する、
   請求項１又は２に記載のポンプ。
4. 流体を流動させる羽根車と、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部とをそれぞれ有し、前記流路に直列に設けた複数のポンプと、
   前記複数のポンプのうち運転するポンプの羽根車を前記流路に配置し、前記複数のポンプのうち停止するポンプの羽根車を、前記停止するポンプの前記収容部に収容する制御部と、を備え、
   前記羽根車は、磁性体を有し
   前記ポンプは、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を更に備え、
   前記制御部は、前記羽根車の駆動時に前記電磁石部を励磁して前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記電磁石部の励磁を停止して前記羽根車を前記収容部に収容する、
   ポンプシステム。
5. 流体を流動させる羽根車と、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部とをそれぞれ有し、前記流路に直列に設けた複数のポンプと、
   前記複数のポンプのうち運転するポンプの羽根車を前記流路に配置し、前記複数のポンプのうち停止するポンプの羽根車を、前記停止するポンプの前記収容部に収容する制御部と、を備え、
   前記羽根車は、永久磁石を有し
   前記ポンプは、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を更に備え、
   前記制御部は、前記羽根車の駆動時に前記電磁石部の磁気の吸引力で前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記電磁石部の磁気の反発力で前記羽根車を前記収容部に収容する、
   ポンプシステム。
6. 流体を流動させる羽根車の駆動時に、前記羽根車を前記流体の流路に配置し、
   前記羽根車の駆動停止時に、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部に前記羽根車を収容するポンプの制御方法であり、
   磁性体を有する前記羽根車の駆動時は、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を励磁して前記羽根車を前記流路に配置し、
   前記羽根車の駆動停止時は、前記電磁石部の励磁を停止して前記羽根車を前記収容部に収容する、
   ポンプの制御方法。
7. 流体を流動させる羽根車の駆動時に、前記羽根車を前記流体の流路に配置し、
   前記羽根車の駆動停止時に、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部に前記羽根車を収容するポンプの制御方法であり、
   永久磁石を有する前記羽根車の駆動時は、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部の磁気の吸引力で前記羽根車を前記流路に配置し、
   前記羽根車の駆動停止時は、前記電磁石部の磁気の反発力で前記羽根車を前記収容部に収容する、
   ポンプの制御方法。
8. 発熱機器を有する装置と、
   前記発熱機器の熱を放熱する熱交換手段と、
   前記発熱機器と前記熱交換手段との間で、前記発熱機器を冷却する流体を循環させる流路と、
   前記流体を流動させる羽根車と、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通
   する収容部とをそれぞれ有し、前記流路に直列に設けた複数のポンプと、
   前記複数のポンプのうち運転するポンプの羽根車を前記流路に配置し、前記複数のポンプのうち停止するポンプの羽根車を、前記停止するポンプの前記収容部に収容する制御部と、を備え、
   前記羽根車は、磁性体を有し
   前記ポンプは、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を更に備え、
   前記制御部は、前記羽根車の駆動時に前記電磁石部を励磁して前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記電磁石部の励磁を停止して前記羽根車を前記収容部に収容する、
   冷却システム。
9. 発熱機器を有する装置と、
   前記発熱機器の熱を放熱する熱交換手段と、
   前記発熱機器と前記熱交換手段との間で、前記発熱機器を冷却する流体を循環させる流路と、
   前記流体を流動させる羽根車と、前記流体の流路に隣接して設けられ、前記流路に連通する収容部とをそれぞれ有し、前記流路に直列に設けた複数のポンプと、
   前記複数のポンプのうち運転するポンプの羽根車を前記流路に配置し、前記複数のポンプのうち停止するポンプの羽根車を、前記停止するポンプの前記収容部に収容する制御部と、を備え、
   前記羽根車は、永久磁石を有し
   前記ポンプは、前記流路を挟んで前記収容部と対峙する位置に配置される電磁石部を更に備え、
   前記制御部は、前記羽根車の駆動時に前記電磁石部の磁気の吸引力で前記羽根車を前記流路に配置し、前記羽根車の駆動停止時に前記電磁石部の磁気の反発力で前記羽根車を前記収容部に収容する、
   冷却システム。

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