JP2001342984A - 排水ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調装置の室内ユニットに装備される排水ポ
ンプの低騒音化を図る。 【解決手段】 排水ポンプ１は、ポンプ本体１０内に収
容される羽根部材１００を有し、羽根部材１００はモー
タ５０により駆動される。ポンプが作動すると、ドレイ
ンパン６０内のドレイン水Ｄ_１は、吸込口１２からポン
プ室１６内に入り、吐出口１４からホース７０を介して
排水される。ポンプ揚程Ｈ_１が変化すると、ポンプ室内
の羽根部材１００の周囲に形成される気液境界面の形状
も変化する。羽根部材１００の形状を改良し、全ての揚
程においても低騒音化を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置に装備さ
れてドレイン水の排水に使用される排水ポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の排水ポンプは、下部に吸入口
を、上部側面に吐出口を有するポンプ本体内に板状の羽
根を有する回転体を収容し、この回転体をモータにより
駆動して排水を行うもので、大きな揚程を必要とはしな
いが、空調装置の室内ユニットに備えられるので、静か
な運転が必要とされる。特開平８−１８９６６２号公報
には、本出願人が提案した低騒音の排水ポンプが開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の排水ポンプに
あっては、回転する羽根の内周に、水と空気との境界面
が形成される。この気液境界面の形成は、運転条件、特
にポンプ揚程により変化し、騒音の発生量も変化する。
本発明は、揚程が変化しても、騒音発生を低い状態に保
つことができる排水ポンプを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の排水ポンプは、下端部に吸入口を設け、
上部側面に吐出口を設けたポンプ本体と、ポンプ本体に
回転自在に納められる回転体と、回転体を駆動するモー
タとからなり、上記回転体は、モータの出力軸に連結さ
れるシャフト部と、シャフト部から半径方向に延びる板
状の大径羽根と、大径羽根の下部に連結される出力軸方
向に延びる小径羽根と、内径部が大径羽根の外径部に接
する円筒部材と、円筒部材の下部に設けられて大径羽根
の下縁部に接する中空部を有する底面部材とを備え、上
部円筒部材はその厚さが上記回転体の回転により生じる
気液境界面を上記円筒部材上に位置する如く設定されて
いることを特徴とする。さらに本発明の好ましい実施の
形態は、上記円筒部材の厚さは、上記大径羽根の外径寸
法に対する上記円筒部材の厚さ寸法が約５％〜約１１％
に設定されていることを特徴とする。

【０００５】また、大径羽根の外縁部は、円筒部材の内
面から内面と平行に立ち上がるか、又は、大径羽根の外
縁部は、円筒部材の平面と平行に内径側に切り込まれ、
切り込まれた平面の端部から上方に立ち上がるものであ
る。

【０００６】そして、大径羽根の立ち上がり部が垂直
面、円弧面、又はテーパー面を形成するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される排水
ポンプの使用状態を示す説明図である。全体を符号１で
示す排水ポンプは、ポンプ本体１０と、ポンプ本体１０
内に装備される羽根部材１００を駆動するモータ５０を
有する。ポンプ本体１０は、内部にポンプ室１６が形成
され、ポンプ室１６に吸込口１２と吐出口１４が連通さ
れる。

【０００８】例えば、空調装置の室内ユニットに設けら
れるドレインパン６０は、室内ユニット内で発生するド
レイン水Ｄ_１を収容する。排水ポンプ１は、このドレイ
ンパン６０内のドレイン水Ｄ_１を吸水し、吐出口１４に
連結されるホース７０を介してドレイン水をユニット外
へ排出する。この時の排水ポンプ１の揚程Ｈ_１は、ドレ
イン水の量やユニットの設置個所等により変化する。

【０００９】図２は、ポンプ部の詳細を示す平面図と断
面図である。ポンプ本体１０の上部は開口しており、羽
根部材１００を挿入した後に蓋部材３０をポンプ本体１
０に結合する。蓋部材３０は、中央に羽根部材１００の
シャフト１１０が貫通する貫通穴３２を有する。この貫
通穴３２を通って、ドレイン水が噴出する場合があるの
で、シール部材３４を設けてモータ５０側への水の飛散
を防止する。

【００１０】羽根部材１００は、樹脂を成形してつくら
れ、シャフト１１０と、シャフト１１０の下部から半径
方向に延びる板状の大径羽根１３０を有する。図２の実
施例では、４枚の大径羽根１３０を有する。

【００１１】大径羽根１３０の外周縁は、円筒部材１２
０で連結される。この円筒部材１２０の下部は、半径方
向内側に折り曲げられて、底面部材１４０として一体に
連結される。底面部材１４０の中心部には、開口部１５
０が形成される。

【００１２】したがって、大径羽根１３０の下縁部は、
底面部材１４０と連結され、底面部材１４０の開口部１
５０からテーパー縁１３２として突出し、小径羽根１６
０に連結される。小径羽根１６０は４枚の板状の羽根を
構成する。４枚の大径羽根１３０の中間部に、円筒部材
１２０から底面部材１４０に沿って内側に延びる４枚の
補助大径羽根１３５を設けてある。

【００１３】この羽根部材１００を回転させて揚水を行
うと、ポンプ室内の水は仮想線Ｗ_１で示すような水と大
気の境界面、即ち気液境界面が形成される。この気液境
界面Ｗ_１は、揚程Ｈ_１により形状が変化し、揚程Ｈ_１が
高いときには、円筒部材１２０の内側に気液境界面Ｗ_１
が形成される。この状態にあっては、空気の気泡の発生
は少なく、また発生した気泡は円筒部材１２０の内側に
閉じ込められるので、気泡に起因する騒音の発生は少な
い。

【００１４】揚程Ｈ_１が小さくなると、この気液境界面
Ｗ_１が半径方向に拡がり、気泡の発生量が増加する。そ
して、この気液境界面Ｗ_１が羽根部材１００の円筒部材
１２０の上縁部に一致する近傍で、騒音が増大すること
が実験により確認された。この現象は、気液境界面付近
で発生する気泡が、円筒部材１２０上面で回転する大径
羽根１３４や補助大径羽根１３５に衝突し、気泡がつぶ
される際に騒音が発生することによるものと考えられ
る。上述した実験とその解析に基づいて、羽根部材の形
状、構造の改良を図った。

【００１５】図３は、改良された羽根２００を装備した
排水ポンプのポンプ部の平面図と断面図を示す。羽根部
材２００は、樹脂を成形してつくられ、シャフト２１０
と、シャフト２１０の下部から半径方向に延びる板状の
大径羽根１３０を有する。図の実施例では、４枚の大径
羽根２３０を有する。

【００１６】大径羽根２３０の外周縁は、円筒部材２２
０で連結される。この円筒部材２２０の下部は、半径方
向内側に折り曲げられて、底面部材２４０として一体に
連結される。底面部材２４０の中心部には、開口部２５
０が形成される。

【００１７】したがって、大径羽根２３０の下縁部は、
底面部材２４０と連結され、底面部材２４０の開口部２
５０からテーパー縁２３２として突出し、小径羽根２６
０に連結される。小径羽根２６０は４枚の板状の羽根を
構成する。４枚の大径羽根２３０の中間部に、円筒部材
２２０の内周面から底面部材２４０に沿って内側に延び
る４枚の補助大径羽根２３５を設けてある。

【００１８】図４は、円筒部材２２０の上面２２０ａと
大径羽根２３０の外側縁２３０ａとの形状、構造を示す
説明図である。この羽根２００にあっては、円筒部材２
２０の厚さ寸法ｔ_１を従来の羽根より大きくしてある。
これは、円筒部材２２０の上面２２０ａ上に形成される
気液境界面をスムーズに流し気泡の発生を抑制すること
を目的としている。

【００１９】大径羽根２３０（補助大径羽根２３５も同
様であるので説明を省略する。）は直径寸法Ｄ_１を有
し、図の（ａ）の例においては、その外縁部２３０ａ
は、円筒部材２２０の内径面２２０ｂからこれと平行に
立ち上がる形状に形成されている。

【００２０】図６は、横軸に大径羽根の外径寸法Ｄ_１に
対する円筒部材の厚さ寸法ｔ_１の割合をパーセントで示
し、例えば実用上の揚程が５００ｍｍの場合で、揚程を
例えば１００〜１５０ｍｍに設定したときの騒音の発生
量（縦軸に示す）を測定した実験結果を示す。大径羽根
の外径寸法に対して、円筒部材の厚さ寸法を約５％以上
としたときに、騒音の低減効果を得ることができること
が判明した。

【００２１】これは、円筒部材１２０上面で回転する大
径羽根が存在せず、かつ気液境界面を円筒部材１２０上
に位置するように円筒部材１２０を厚く形成することで
気泡の発生を抑制し、気液境界面の気泡と水をかき混ぜ
ないことにより騒音が低減されていることに基づく。

【００２２】図４の（ｂ）は、大径羽根２３０の外縁部
２３０ｂを円弧状に形成した例を示し、図４の（ｃ）
は、大径羽根２３０の外縁部２３０ｃをテーパー状に形
成した例を示す。

【００２３】図５は、大径羽根２３０の外縁部を円筒部
材２２０の上面２２０ａと同一の平面を形成するように
変形方向内側に切り欠いて平坦面２３０ｄを形成し、こ
の平坦面２３０ｄから外縁部を形成した例を示す。図５
の（ａ）は、垂直面２３０ｅ、（ｂ）は円弧面２３０
ｆ、（ｃ）はテーパー面２３０ｇの各形状を示す。いず
れの形状においても、図６に示すような効果を得ること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の排水ポンプは以上のように、回
転体である羽根の周囲に形成される気液境界面が揚程に
より変化することを観察し、揚程の変化によって、気液
境界面での気泡の発生を抑制するように羽根の形状、構
造の改良を図ったものである。この改良により、排出ポ
ンプ全体の構造を変更することなく、運転音の静かな排
水ポンプを得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水ポンプの作用を示す説明図。

【図２】排水ポンプの気液境界面を示す説明図。

【図３】本発明の排水ポンプを示す説明図。

【図４】本発明の排水ポンプの要部を示す拡大図。

【図５】本発明の排水ポンプの要部を示す拡大図。

【図６】本発明の効果を示す説明図。

【符号の説明】

１ 排水ポンプ １０ ポンプ本体 １２ 吸込口 １４ 吐出口 １６ ポンプ室 ３０ 蓋部材 ５０ モータ ６０ ドレインパン １００ 羽根部材 １１０ シャフト部材

フロントページの続き (72)発明者 今井 正幸 東京都世田谷区等々力７丁目17番24号 株 式会社不二工機内 Ｆターム(参考） 3H033 AA01 AA18 AA20 BB01 BB06 BB11 CC01 CC03 CC04 DD01 DD06 EE06 3H035 CC01 CC04 CC06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端部に吸入口を設け、上部側面に吐出
   口を設けたポンプ本体と、ポンプ本体に回転自在に納め
   られる回転体と、回転体を駆動するモータとからなり、 上記回転体は、モータの出力軸に連結されるシャフト部
   と、シャフト部から半径方向に延びる板状の大径羽根
   と、大径羽根の下部に連結される出力軸方向に延びる小
   径羽根と、内径部が大径羽根の外径部に接する円筒部材
   と、円筒部材の下部に設けられて大径羽根の下縁部に接
   する中空部を有する底面部材とを備え、 上部円筒部材はその厚さが上記回転体の回転により生じ
   る気液境界面を上記円筒部材上に位置する如く設定され
   ていることを特徴とする排水ポンプ。
2. 【請求項２】 上記円筒部材の厚さは、上記大径羽根の
   外径寸法に対して約５％〜約１１％に設定されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。
3. 【請求項３】 大径羽根の外縁部は、円筒部材の内径面
   からこれと平行に立ち上がる請求項１又は２記載の排水
   ポンプ。
4. 【請求項４】 大径羽根の外縁部は、円筒部材の平面と
   平行に内径側に切り込まれ、切り込まれた平面の端部か
   ら上方に立ち上がる請求項１又は２記載の排水ポンプ。
5. 【請求項５】 大径羽根の立ち上がり部が垂直面を形成
   する請求項３又は４記載の排水ポンプ。
6. 【請求項６】 大径羽根の立ち上がり部が円弧面を形成
   する請求項３又は４記載の排水ポンプ。
7. 【請求項７】 大径羽根の立ち上がり部がテーパー面を
   形成する請求項３又は４記載の排水ポンプ。