JP2005226548A - ドレンポンプ及びそれを備えた空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ドレンポンプの高揚程化を図る。
【解決手段】 ドレンポンプ108は、ポンプケーシング181と、羽根車182とを備えている。ポンプケーシング181は、下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口181aと、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口181bとを有している。羽根車182は、ポンプケーシング181内を鉛直方向に延びるように配置される軸部191と、軸部191の外周側に放射状に配置される複数の主羽根192と、主羽根192の下側に配置される補助羽根194と、主羽根192と補助羽根194との間に配置され中央に開口部193aを有する円板状の受皿部193とを有しており、軸部191を中心として回転する。そして、主羽根192の外周部は、羽根車182の回転方向又は反回転方向に向かって曲がった形状を有している。
【選択図】 図8
【解決手段】 ドレンポンプ108は、ポンプケーシング181と、羽根車182とを備えている。ポンプケーシング181は、下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口181aと、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口181bとを有している。羽根車182は、ポンプケーシング181内を鉛直方向に延びるように配置される軸部191と、軸部191の外周側に放射状に配置される複数の主羽根192と、主羽根192の下側に配置される補助羽根194と、主羽根192と補助羽根194との間に配置され中央に開口部193aを有する円板状の受皿部193とを有しており、軸部191を中心として回転する。そして、主羽根192の外周部は、羽根車182の回転方向又は反回転方向に向かって曲がった形状を有している。
【選択図】 図8
Description
本発明は、ドレンポンプ及びそれを備えた空気調和装置に関する。
空気調和装置においては、冷房運転時やドライ運転時に熱交換器において発生するドレン水を排出するためにドレンポンプが設けられることがある。このようなドレンポンプは、例えば、図1、図2及び図3に示される天井埋込型の空気調和装置1に内蔵されている。ここで、図1は、空気調和装置1の外観斜視図(天井は省略)である。図2は、空気調和装置1の概略側面断面図であって、図3のA−A断面図である。図3は、空気調和装置1の概略平面断面図であって、図2のB−B断面図である。
空気調和装置1は、内部に各種構成機器を収納するケーシング2と、ケーシング2の下側に配置された化粧パネル3とを備えている。具体的には、空気調和装置1のケーシング2は、空調室の天井Uに形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル3は、天井Uの開口に嵌め込まれるように配置されている。ケーシング2の内部には、主に、化粧パネル3の吸入口31を通じて空調室内の空気をケーシング2内に吸入して外周方向に吹き出す送風機4と、送風機4の外周を囲むように配置された熱交換器6とが配置されている。化粧パネル3には、空調室内の空気を吸入する吸入口31と、ケーシング2内から空調室内に空気を吹き出す吹出口32とが形成されている。
熱交換器6の下側には、熱交換器6において発生するドレン水を受けるためのドレンパン7が配置されている。ドレンパン7は、ケーシング2の下部に装着されている。ドレンパン7は、化粧パネル3の吸入口31に連通するように形成された吸入孔71と、化粧パネル3の吹出口32に対応するように形成された吹出孔72と、熱交換器6の下側に形成されドレン水を受けるドレン受け溝73とを有している。また、ドレンパン7の吸入孔71には、吸入口31から吸入される空気を送風機4の羽根車41へ案内するためのベルマウス5が配置されている。そして、ドレンパン7のドレン受け溝73のうち熱交換器6が配置されていない部分(具体的には、吹出孔72間)には、ドレン受け溝73に溜まったドレン水をケーシング2外に排出するドレンポンプ8が配置されている。ドレンポンプ8は、ケーシング2外に配置された排出管(図示せず)を介して接続されている。
このようなドレンポンプ8は、図4に示されるように、主として、下端部にドレン吸込口81aと側部にドレン吐出口81bとを有するポンプケーシング81と、ポンプケーシング81内に配置されておりポンプケーシング81内を鉛直方向に延びる軸部91を中心として回転する羽根車82と、ポンプケーシング81の上側に配置されており羽根車82の軸部91を回転駆動させるモータ83とを備えている。モータ83の側面には、空気調和装置1のケーシング2にドレンポンプ8を取り付けるためのモータ取付金具89が装着されている。ここで、図4は、従来のドレンポンプ8の側面図(ポンプケーシング81の断面を図示)である。また、羽根車82の軸部91の回転軸線をP−P(図5参照)とする。
ポンプケーシング81は、主として、上部に開口を有しており羽根車82の側方を囲むように配置されたケーシング本体84と、ケーシング本体84の上部の開口を覆うように配置されたケーシング蓋85と、ケーシング本体84とケーシング蓋85との間をシールするためのシール部材86とから構成されている。ケーシング本体84は、下方に向かうにつれて縮径する円筒形状の本体部84aと、本体部84aの下端部から下方に向かって延びており下端部にドレン吸込口81aを有する管状の吸い上げ部84bと、本体部84aの側部に形成されたドレン吐出口81bから側方に向かって延びる管状の吐出ノズル部84cとを有している。本体部84aは、図6に示されるように、平面視において、回転軸線P−Pを中心とする円形の内周面を有している。そして、ドレン吐出口81bは、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口している。また、吐出ノズル部84cは、図3に示されるように、その一部が空気調和装置1のケーシング2の側板を貫通している。ケーシング蓋85は、主として、略中央に大気とポンプケーシング81内と連通する貫通孔からなる空気導入部85aを有している。ここで、図6は、従来のドレンポンプ8の平面図(モータ83及びケーシング蓋85を省略して図示)である。
羽根車82は、図5及び図6に示されるように、主として、モータ83の駆動軸に連結された軸部91と、本体部84a内に配置された主羽根92と、主羽根92の下側に配置された補助羽根94と、主羽根92と補助羽根94との間に配置されており中央に環状の貫通孔からなる開口部93aを有する円板状の受皿部93とから構成されている。ここで、図5は、図4のポンプケーシング81付近を示す拡大図である。
軸部91は、空気導入部85a内を貫通し、軸部91の外周面とケーシング蓋85の空気導入部85aの内周面との間に隙間が形成されるように配置されている。主羽根92は、例えば、軸部91の外周面から放射状に延びる4つの第1羽根95と、各第1羽根95の円周方向間において受皿部93の開口部93aの外周縁部から放射状に延びる4つの第2羽根96とから構成されている。第1羽根95の上端部の高さ位置(以下、図5に示されるように、開口部93aの上端面から第1羽根95及び第2羽根96の羽根高さを羽根高さHとする)は、その内周部から外周部まで同じ高さである。また、第2羽根96の上端部の羽根高さHは、その内周部から外周部まで第1羽根95と同じ高さである。受皿部93は、本体部84aの縮径部分に沿うように配置されており、その外周縁部から上方に向かって延びる環状の仕切部93bが主羽根92の外周縁部を結ぶように配置されている。補助羽根94は、吸い上げ部84b内に配置されており、軸部91の外周面から放射状に延びる4つの羽根である。
このような構成を有するドレンポンプ8では、モータ83を駆動すると、羽根車82が所定の方向に回転される。すると、吸い上げ部84bの一部がドレンパン7のドレン受け溝73に溜まったドレン水の水面よりも下まで水没されているため、ドレン受け溝73に溜まったドレン水は、補助羽根94によって、ドレン吸込口81aから吸い込まれ、吸い上げ部84b内を上昇して、本体部84aまで到達する。そして、本体部84aまで到達したドレン水は、羽根車82の主羽根92によって昇圧された後、吐出ノズル部84cを介してドレン吐出口81bから空気調和装置1のケーシング2に外に吐出される。具体的には、ドレン吐出口81bから吐出されたドレン水は、ケーシング2外に配置されており吐出ノズル部84cに接続された排出管を介して排出される。ここで、本体部84aまで上昇した水面は、羽根車82の受皿部93により、ほぼ上下に分断され、ドレン水の流れが制限されるように一部せき止められ、主羽根92に接するドレン水が吐出されることとなる。
しかも、ドレンポンプ8は、発停することなく、水位h(図5参照)により、吐出流量が調節できるようになっている。すなわち、ドレンポンプ8は、水位hが低下すると吐出流量が減少し、水位hが上昇すると吐出流量が増加するようなる。そして、水位hがある水位まで上昇すると、最大の吐出流量に到達し、それ以上水位hが上昇しても、吐出流量が変化しなくなる。このため、熱交換器6におけるドレン水の発生量が変化する場合であっても、ドレン水の発生量と吐出流量とがバランスする水位で安定して運転が行われることになる。
ここで、ドレンポンプ8の本体部84a内では、水位hが低下するにつれて、主羽根92の軸部91と同心円状に空気層(図5及び図6の気液界面X参照)が拡大するため、主羽根92の送水仕事をすることが可能な有効面積が小さくなり、ドレンポンプ8の吐出流量が減少する。逆に、水位hが上昇すると、空気層が縮小するため、主羽根92の送水仕事をすることが可能な有効面積が大きくなり、ドレンポンプ8の吐出流量が増加する。このように、従来のドレンポンプ8は、水位hにより吐出流量を調節することができる構造になっている(例えば、特許文献1、2、3及び4参照。)。
特開平10−115294号公報
特開2000−80996号公報
特開2000−240581号公報
特開2001−342984号公報
ところで、例えば、吐出ノズル部84cに接続された排出管の設置条件(配管長さ、内径や高さ等)によっては、背圧が小さくなることがある。このような場合には、ドレンポンプ8の揚程が低くなるため、主羽根92の軸部91と同心円状に空気層が拡大することになる。
上記のようなドレンポンプ8は、一般に、羽根車が完全に水没した型式のポンプと異なり、主羽根92が配置された部分に空気と水との気液界面が形成されるため、ポンプ効率が低く、運転音が大きい。そして、この運転音は、主として、主羽根92が空気層を掻き混ぜることによって発生しており、空気層が主羽根92の外周側に拡大するほど加速度的に大きくなる。特に、低揚程時には、空気と水との気液界面(図5及び図6の気液界面Y参照)が周速度の高い外周部まで拡大するため、非常に大きな運転音が発生する。この運転音は、空気調和装置1の送風機4が低風量の場合や空調室内が静かな場合に特に問題になる。
上記のようなドレンポンプ8は、一般に、羽根車が完全に水没した型式のポンプと異なり、主羽根92が配置された部分に空気と水との気液界面が形成されるため、ポンプ効率が低く、運転音が大きい。そして、この運転音は、主として、主羽根92が空気層を掻き混ぜることによって発生しており、空気層が主羽根92の外周側に拡大するほど加速度的に大きくなる。特に、低揚程時には、空気と水との気液界面(図5及び図6の気液界面Y参照)が周速度の高い外周部まで拡大するため、非常に大きな運転音が発生する。この運転音は、空気調和装置1の送風機4が低風量の場合や空調室内が静かな場合に特に問題になる。
また、上記とは逆に、吐出ノズル部84cに接続された排出管の設置条件(配管長さ、内径や高さ等)により、背圧が大きくなるような場合には、ドレンポンプの高揚程化が必要になる。
しかし、上記のようなドレンポンプ8は、一般に、高揚程、低流量のポンプ特性を有している。これは、羽根車82を構成する主羽根92が放射状に延びる羽根形状を有し、また、ポンプケーシング81の本体部84aが羽根車82の軸部91と同心円状の内周面を有しており、主として、羽根車82の回転により与えられた遠心力によって昇圧するようになっていることに起因している。このため、ドレンポンプ8をさらに高揚程化しようとする場合には、主羽根92の外径を大きくする方法や羽根車82の回転数を高くする方法が考えられるが、このような方法を採用すると、羽根車82の周速度が大きくなるため、運転音も大きくなるという問題がある。また、モータ83やポンプケーシング81が大型化してしまうため、例えば、空気調和装置1内に設置できないという問題が生じる。
しかし、上記のようなドレンポンプ8は、一般に、高揚程、低流量のポンプ特性を有している。これは、羽根車82を構成する主羽根92が放射状に延びる羽根形状を有し、また、ポンプケーシング81の本体部84aが羽根車82の軸部91と同心円状の内周面を有しており、主として、羽根車82の回転により与えられた遠心力によって昇圧するようになっていることに起因している。このため、ドレンポンプ8をさらに高揚程化しようとする場合には、主羽根92の外径を大きくする方法や羽根車82の回転数を高くする方法が考えられるが、このような方法を採用すると、羽根車82の周速度が大きくなるため、運転音も大きくなるという問題がある。また、モータ83やポンプケーシング81が大型化してしまうため、例えば、空気調和装置1内に設置できないという問題が生じる。
本発明の課題は、水位により吐出流量を調整することが可能なドレンポンプにおいて、大型化することなく高揚程化を図ることにある。
請求項1に記載のドレンポンプは、ケーシングと、羽根車とを備えている。ケーシングは、下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口と、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口とを有している。羽根車は、ケーシング内を鉛直方向に延びるように配置される軸部と、軸部の外周側に放射状に配置される複数の主羽根と、主羽根の下側に配置される補助羽根と、主羽根と補助羽根との間に配置され中央に開口を有する円板状の受皿部とを有しており、軸部を中心として回転する。そして、主羽根の外周部は、羽根車の回転方向又は反回転方向に向かって曲がった形状を有している。
このドレンポンプでは、主羽根の外周部が羽根車の回転方向又は反回転方向に向かって曲がった形状を有しているため、羽根車の回転により与えられた遠心力によって昇圧する作用に加えて、羽根車により水に速度エネルギーを与えて加速し羽根車の外周側に放出し、ケーシングの側部において速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用を得ることができる。これにより、主羽根の外径を大きくする方法や羽根車の回転数を高くする方法を採用する必要がなくなるため、ドレンポンプを大型化することなく、高揚程化を図ることができる。
請求項2に記載のドレンポンプは、請求項1において、主羽根の外周部が羽根車の回転方向に向かって曲がった形状を有している。
このドレンポンプでは、主羽根の外周部が回転方向に向かって曲がった形状を有しているため、反回転方向に向かって曲がった形状にする場合よりも、大きな速度エネルギーを水に与えて加速することができるようになる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
このドレンポンプでは、主羽根の外周部が回転方向に向かって曲がった形状を有しているため、反回転方向に向かって曲がった形状にする場合よりも、大きな速度エネルギーを水に与えて加速することができるようになる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項3に記載のドレンポンプは、請求項1又は2において、ドレン吐出口が羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するようにケーシングの側部に設けられている。
このドレンポンプでは、ドレン吐出口が羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するようにケーシングの側部に設けられているため、ケーシングの側部において、羽根車の外周側に放出された水の速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用を高めることができる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
このドレンポンプでは、ドレン吐出口が羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するようにケーシングの側部に設けられているため、ケーシングの側部において、羽根車の外周側に放出された水の速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用を高めることができる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項4に記載のドレンポンプは、請求項3において、ケーシングの側部は、羽根車の外周縁部を囲んでいる。ケーシングの側部と羽根車の外周縁部との隙間は、ドレン吐出口において最大となるように回転方向に徐々に大きくなっている。
このドレンポンプでは、ケーシングの側部がディフューザー形状を有しているため、ケーシングの側部において、羽根車の外周側に放出された水の速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用をさらに高めることができる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
このドレンポンプでは、ケーシングの側部がディフューザー形状を有しているため、ケーシングの側部において、羽根車の外周側に放出された水の速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用をさらに高めることができる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項5に記載のドレンポンプは、請求項1〜4のいずれかにおいて、複数の主羽根は、羽根車の外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が少なくなるように配置されている。
このドレンポンプでは、羽根車の内周部における主羽根の羽根枚数が外周部における主羽根の羽根枚数よりも少なくなっているため、主羽根の内周部における水の流れの抵抗が主羽根の外周部における抵抗よりも小さくなる。これに伴い、羽根車において形成される空気層が主羽根の内周部から外周部に向かって拡大しにくくなる。これにより、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
このドレンポンプでは、羽根車の内周部における主羽根の羽根枚数が外周部における主羽根の羽根枚数よりも少なくなっているため、主羽根の内周部における水の流れの抵抗が主羽根の外周部における抵抗よりも小さくなる。これに伴い、羽根車において形成される空気層が主羽根の内周部から外周部に向かって拡大しにくくなる。これにより、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
請求項6に記載のドレンポンプは、請求項1〜5のいずれかにおいて、受皿部は、中央の開口よりも外周側において受皿部の上側の空間と下側の空間とを連通させる隙間からなる連通部を有している。
このドレンポンプでは、受皿部が中央の開口よりも外周側において受皿部の上側の空間と下側の空間とを連通させる隙間からなる連通部を有しているため、受皿部の上側の空間と受皿部の下側の空間との圧力差が緩和されるようになる。これにより、羽根車において形成される空気層が主羽根の内周部から外周部に拡大するのが抑えられるため、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
このドレンポンプでは、受皿部が中央の開口よりも外周側において受皿部の上側の空間と下側の空間とを連通させる隙間からなる連通部を有しているため、受皿部の上側の空間と受皿部の下側の空間との圧力差が緩和されるようになる。これにより、羽根車において形成される空気層が主羽根の内周部から外周部に拡大するのが抑えられるため、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
請求項7に記載の空気調和装置は、熱交換器と、熱交換器で発生したドレン水を溜めるためのドレンパンと、ドレンパンに溜まったドレン水を排出する請求項1〜6のいずれかに記載のドレンポンプとを備えている。
この空気調和装置では、大型化することなく高揚程化を図ることが可能なドレンポンプを採用しているため、空気調和装置内の限られたスペースに容易に設置できる。
この空気調和装置では、大型化することなく高揚程化を図ることが可能なドレンポンプを採用しているため、空気調和装置内の限られたスペースに容易に設置できる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項1にかかる発明では、ドレンポンプを大型化することなく、高揚程化を図ることができる。
請求項2にかかる発明では、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項3にかかる発明では、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項1にかかる発明では、ドレンポンプを大型化することなく、高揚程化を図ることができる。
請求項2にかかる発明では、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項3にかかる発明では、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項4にかかる発明では、さらに高揚程化を図ることができる。
請求項5にかかる発明では、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
請求項6にかかる発明では、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
請求項7にかかる発明では、ドレンポンプを空気調和装置内の限られたスペースに容易に設置できる。
請求項5にかかる発明では、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
請求項6にかかる発明では、高揚程化を図りつつ運転音を小さくすることができる。
請求項7にかかる発明では、ドレンポンプを空気調和装置内の限られたスペースに容易に設置できる。
以下、本発明にかかるドレンポンプ及びそれを備えた空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
(1)ドレンポンプの構成及び動作
図7及び図8に空気調和装置1(図1〜図3参照)等に使用される本発明の一実施形態にかかるドレンポンプ108を示す。ここで、図7は、本発明の一実施形態にかかるドレンポンプ108のポンプケーシング181付近を示す拡大図である。図8は、本発明の一実施形態にかかるドレンポンプ108の平面図(モータ83及びケーシング蓋185を省略して図示)である。尚、ドレンポンプ108は、羽根車182及びケーシング181を除いて、従来のドレンポンプ8と同じ構成であるため、説明を省略する。
(1)ドレンポンプの構成及び動作
図7及び図8に空気調和装置1(図1〜図3参照)等に使用される本発明の一実施形態にかかるドレンポンプ108を示す。ここで、図7は、本発明の一実施形態にかかるドレンポンプ108のポンプケーシング181付近を示す拡大図である。図8は、本発明の一実施形態にかかるドレンポンプ108の平面図(モータ83及びケーシング蓋185を省略して図示)である。尚、ドレンポンプ108は、羽根車182及びケーシング181を除いて、従来のドレンポンプ8と同じ構成であるため、説明を省略する。
ポンプケーシング181は、主として、上部に開口を有しており羽根車182の側方を囲むように配置されたケーシング本体184と、ケーシング本体184の上部の開口を覆うように配置されたケーシング蓋85と、ケーシング本体184とケーシング蓋85との間をシールするためのシール部材86とから構成されている。ケーシング本体184は、下方に向かうにつれて縮径する円筒形状の本体部184aと、本体部184aの下端部から下方に向かって延びており下端部にドレン吸込口181aを有する管状の吸い上げ部184bと、本体部184aの側部に形成されたドレン吐出口181bから側方に向かって延びる管状の吐出ノズル部184cとを有している。尚、ポンプケーシング181は、ケーシング本体184を除いて、従来のドレンポンプ8のポンプケーシング81と同じ構成であるため、説明を省略する。
ケーシング本体184の本体部184aは、従来のドレンポンプ8の本体部84aと同様に、図8に示されるように、羽根車182の平面視において、回転軸線P−Pを中心とする円形の内周面を有している。すなわち、本体部184aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部184aの側部の内周面と羽根車182の仕切部193bの外周面との隙間)は、従来のドレンポンプ8の本体部184aと同様に、本体部184aの全周にわたって同じ距離である。しかし、ドレン吐出口181bは、従来のドレンポンプ8のドレン吐出口81bと異なり、羽根車182の回転方向(図8の矢印R参照)に沿ってドレン水を吐出するように開口している。このため、羽根車182によって隙間Cに放出された水は、本体部184aと吐出ノズル部184cとの接続部分のうち羽根車182の回転方向側の部分(以下、舌部184dとする)から羽根車182の回転方向に沿って流れて、ドレン吐出口181bから吐出されることになる。
羽根車182は、主として、モータ83の駆動軸に連結された軸部191と、本体部184a内に配置された主羽根192と、主羽根192の下側に配置された補助羽根194と、主羽根192と補助羽根194との間に配置されており中央に環状の貫通孔からなる開口部193aを有する円板状の受皿部193とから構成されている。尚、羽根車182は、主羽根192及び受皿部193を除いて、従来のドレンポンプ8の羽根車82と同じ構成であるため、説明を省略する。
主羽根192は、例えば、軸部191の外周面から放射状に延びる4つの第1羽根195と、第1羽根195の円周方向間において受皿部193の開口部193aの外周縁部近傍から放射状に延びる4つの第2羽根196と、第1羽根195と第2羽根96との円周方向間において第2羽根196の内周端部よりも外周側の位置から放射状に延びる8つの第3羽根197とから構成されている。すなわち、主羽根192は、その外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が少なくなるように配置されている。本実施形態において、最外周部おける羽根枚数は第1、第2及び第3羽根195、196、197を全て含む16枚であり、第3羽根197の内周端部から第2羽根196の外周端部までの領域における羽根枚数は第1及び第2羽根195、196のみを含む8枚であり、最内周部における羽根枚数は第1羽根195のみを含む4枚であり、主羽根192は羽根車182の外周部から内周部に向かって3段階に羽根枚数が少なくなるように配置されている。尚、主羽根192を構成する第1、第2及び第3羽根95、196、197の枚数や配置は、上記の枚数や配置に限定されるものではなく、種々の枚数や配置を採用可能である。また、第1、第2及び第3羽根195、196、197の外周部は、羽根車182の回転方向(図8のR方向)に向かって曲がった形状を有している。この曲げ形状としては、種々の形状が採用可能であるが、本実施形態においては、羽根車182の外径(図8の外径D参照)に対して約0.05倍〜0.2倍程度の曲率半径(図8の曲率半径r参照)を有する円弧形状の円弧部195a、196a、197aが設けられている。また、第1、第2及び第3羽根195、196、197の上端部の高さ位置(以下、図7に示されるように、開口部193aの上端面から第1、第2及び第3羽根195、196、197の羽根高さを羽根高さHとする)は、その内周部から外周部まで同じ高さである。
受皿部193は、本体部184aの縮径部分に沿うように配置されており、その外周縁部から上方に向かって延びる環状の仕切部193bが第1、第2及び第3羽根195、196、197の外周縁部を結ぶように配置されている。本実施形態において、仕切部193bの上端部は、第1、第2及び第3羽根195、196、197の上端部とほぼ同じ高さ位置まで延びている。また、受皿部193は、受皿部193の開口部193aよりも外周側において、受皿部193の上側の空間(具体的には、第1、第2及び第3羽根195、196、197が配置された空間)と、受皿部193の下側の空間(具体的には、受皿部193と本体部184aの縮径部分との間の空間)を連通させる隙間からなる連通部193cが形成されている。本実施形態において、連通部193cは、羽根車182の平面視において、主羽根192の外周部に重なるように設けられた環状の貫通孔である。より具体的には、連通部193cは、第3羽根197の内周端部に重なるように配置されている。
本実施形態のドレンポンプ108では、主羽根192の外周部に羽根車182の回転方向(図8のR方向)に向かって曲がった形状(具体的には、第1、第2及び第3羽根195、196、197に設けられた円弧部195a、196a、197a)を有しているため、羽根車182の回転により与えられた遠心力によって昇圧する作用に加えて、羽根車182により水に速度エネルギーを与えて加速し羽根車182の外周側に放出し、ポンプケーシング181の本体部184aの側部において速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用を得ることができる。これにより、高揚程のポンプ特性を得ようとする際に、主羽根192の外径を大きくする方法や羽根車182の回転数を高くする方法を採用する必要がなくなるため、ドレンポンプを大型化することなく、高揚程化を図ることができる。
また、ドレンポンプ108では、ドレン吐出口181bが羽根車182の回転方向(図8のR方向)に沿ってドレン水を吐出するようにポンプケーシング181の本体部184aの側部に設けられているため、本体部184aの側部において、羽根車182の外周側に放出された水の速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用を高めることができる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
また、ドレンポンプ108では、羽根車182の内周部における主羽根192の羽根枚数が外周部における主羽根192の羽根枚数よりも少なくなっているため、主羽根192の内周部における水の流れの抵抗が主羽根192の外周部における抵抗よりも小さくなる。これに伴い、羽根車182において形成される空気層が主羽根192の内周部から外周部に向かって拡大しにくくなる。これにより、運転音を小さくすることができる。
さらに、ドレンポンプ108では、受皿部193が中央の開口部193aよりも外周側において受皿部193の上側の空間と下側の空間とを連通させる隙間からなる連通部193cを有しているため、受皿部193の上側の空間と受皿部の下側の空間との圧力差が緩和されるようになる。これにより、羽根車182において形成される空気層が主羽根192の内周部から外周部に拡大するのが抑えられるため、運転音を小さくすることができる。
以上のように、本実施形態のドレンポンプ108では、大型化することなく高揚程化を図るとともに、運転音を小さくすることができる。
(2)変形例1
上記のドレンポンプ108においては、主羽根192(具体的には、第1、第2及び第3羽根195、196、197)の外周部に円弧部195a、196a、197aが形成されているが、図9及び図10に示されるように、主羽根292(具体的には、第1、第2及び第3羽根295、296、297)に円弧部295a、296a、297aに加えてさらに傾斜部295b、296b、297bが形成された羽根車282を備えたドレンポンプ208にしてもよい。本変形例において、傾斜部295b、296b、297bは、第1、第2及び第3羽根295、296、297の外周部の一部を切り欠くように形成されており、外周縁部に向かうにつれて羽根高さHが低くなるように傾斜した形状を有している。しかも、傾斜部295b、296b、297bは、第1、第2及び第3羽根295、296、297の外径が仕切部193bの外形寸法Dよりも短くなるように切り欠かれている。このため、第1、第2及び第3羽根295、296、297の外周縁部は、仕切部193bの内周側で、かつ、仕切部193bの上端部よりも下側の位置で仕切部129b又は受皿部193に当接するように配置されている。尚、傾斜部295b、296b、297bは、図9に示されるような直線的に傾斜した形状であってもよいし、曲面を描くように傾斜した形状であってもよい。
(2)変形例1
上記のドレンポンプ108においては、主羽根192(具体的には、第1、第2及び第3羽根195、196、197)の外周部に円弧部195a、196a、197aが形成されているが、図9及び図10に示されるように、主羽根292(具体的には、第1、第2及び第3羽根295、296、297)に円弧部295a、296a、297aに加えてさらに傾斜部295b、296b、297bが形成された羽根車282を備えたドレンポンプ208にしてもよい。本変形例において、傾斜部295b、296b、297bは、第1、第2及び第3羽根295、296、297の外周部の一部を切り欠くように形成されており、外周縁部に向かうにつれて羽根高さHが低くなるように傾斜した形状を有している。しかも、傾斜部295b、296b、297bは、第1、第2及び第3羽根295、296、297の外径が仕切部193bの外形寸法Dよりも短くなるように切り欠かれている。このため、第1、第2及び第3羽根295、296、297の外周縁部は、仕切部193bの内周側で、かつ、仕切部193bの上端部よりも下側の位置で仕切部129b又は受皿部193に当接するように配置されている。尚、傾斜部295b、296b、297bは、図9に示されるような直線的に傾斜した形状であってもよいし、曲面を描くように傾斜した形状であってもよい。
本変形例のドレンポンプ208では、主羽根292の外周部(第1、第2及び第3羽根295、296、297)に傾斜部295b、296b、297bが形成されることによって、主羽根292の外周部における羽根高さHが低くなっており、気液界面と主羽根292の外周部との衝突を緩和することができるため、上記のドレンポンプ108において得られる効果に加えて、低揚程時に主羽根292の外周部が空気層を掻き混ぜることによって発生する運転音を小さくする効果をさらに得ることができる。
(3)変形例2
上記のドレンポンプ108においては、受皿部193に受皿部193の上側の空間と、受皿部193の下側の空間を連通させる隙間からなる連通部193cが形成されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図11に示されるドレンポンプ308のように、連通部193cを省略した受皿部393を含む羽根車382を備えるようにしてもよい。
上記のドレンポンプ108においては、受皿部193に受皿部193の上側の空間と、受皿部193の下側の空間を連通させる隙間からなる連通部193cが形成されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図11に示されるドレンポンプ308のように、連通部193cを省略した受皿部393を含む羽根車382を備えるようにしてもよい。
(4)変形例3
上記のドレンポンプ108においては、主羽根192が羽根車182の外周部から内周部に向かって3段階に羽根枚数が少なくなるように配置されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図12に示されるドレンポンプ408のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車482を備えるようにしてもよい。
上記のドレンポンプ108においては、主羽根192が羽根車182の外周部から内周部に向かって3段階に羽根枚数が少なくなるように配置されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図12に示されるドレンポンプ408のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車482を備えるようにしてもよい。
(5)変形例4
上記の変形例2の連通部193cを省略した受皿部393を有するドレンポンプ308において、図13に示されるドレンポンプ508のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車582を備えるようにしてもよい。
上記の変形例2の連通部193cを省略した受皿部393を有するドレンポンプ308において、図13に示されるドレンポンプ508のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車582を備えるようにしてもよい。
(6)変形例5
上記のドレンポンプ108においては、ポンプケーシング181の本体部184aが、平面視において、回転軸線P−Pを中心とする円形の内周面を有しており、本体部184aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部184aの側部の内周面と仕切部193bの外周面との隙間)が全周にわたって同じ距離であるが、図14に示されるように、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681を備えたドレンポンプ608にしてもよい。本変形例において、本体部684aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部684aの側部の内周面と仕切部193bの外周面との隙間)は、最も隙間が小さい舌部184d近傍からドレン吐出口181bにおいて最大となるように回転方向に徐々に大きくなっている。
上記のドレンポンプ108においては、ポンプケーシング181の本体部184aが、平面視において、回転軸線P−Pを中心とする円形の内周面を有しており、本体部184aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部184aの側部の内周面と仕切部193bの外周面との隙間)が全周にわたって同じ距離であるが、図14に示されるように、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681を備えたドレンポンプ608にしてもよい。本変形例において、本体部684aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部684aの側部の内周面と仕切部193bの外周面との隙間)は、最も隙間が小さい舌部184d近傍からドレン吐出口181bにおいて最大となるように回転方向に徐々に大きくなっている。
本変形例のドレンポンプ608では、ポンプケーシング681の側部がディフューザー形状を有しているため、本体部684aの側部において、羽根車182の外周側に放出された水の速度エネルギーの一部を圧力エネルギーに変えることによって昇圧する作用をさらに高めることができる。これにより、さらに高揚程化を図ることができる。
(7)変形例6
上記のドレンポンプ608においては、受皿部193に受皿部193の上側の空間と、受皿部193の下側の空間を連通させる隙間からなる連通部193cが形成されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図15に示されるドレンポンプ708のように、連通部193cを省略した受皿部393を含む羽根車382を備えるようにしてもよい。
(7)変形例6
上記のドレンポンプ608においては、受皿部193に受皿部193の上側の空間と、受皿部193の下側の空間を連通させる隙間からなる連通部193cが形成されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図15に示されるドレンポンプ708のように、連通部193cを省略した受皿部393を含む羽根車382を備えるようにしてもよい。
(8)変形例7
上記のドレンポンプ608においては、主羽根192が羽根車182の外周部から内周部に向かって3段階に羽根枚数が少なくなるように配置されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図16に示されるドレンポンプ808のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車482を備えるようにしてもよい。
上記のドレンポンプ608においては、主羽根192が羽根車182の外周部から内周部に向かって3段階に羽根枚数が少なくなるように配置されているが、大幅な低騒音化が要求されない場合等においては、図16に示されるドレンポンプ808のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車482を備えるようにしてもよい。
(9)変形例8
上記の変形例6の連通部193cを省略した受皿部393を有するドレンポンプ708において、図17に示されるドレンポンプ908のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車582を備えるようにしてもよい。
上記の変形例6の連通部193cを省略した受皿部393を有するドレンポンプ708において、図17に示されるドレンポンプ908のように、第3羽根197に代えて第2羽根196の数を増やすことで、4枚の第1羽根195と12枚の第2羽根196とから構成された主羽根492を有する羽根車582を備えるようにしてもよい。
(10)変形例9
上記のドレンポンプ108、308、408、508においては、ドレン吐出口181bが羽根車の回転方向(図8、11、12、13の矢印R参照)に沿ってドレン水を吐出するように開口しているが、主羽根の外周部に円弧部を設けることのみで高揚程化を図ることができる場合等においては、図18、19、20及び21に示されるように、ドレンポンプ108、308、408、508のポンプケーシング181に代えて、従来のドレンポンプ8と同様のポンプケーシング81を採用したドレンポンプ1008、1108、1208、1308にしてもよい。
上記のドレンポンプ108、308、408、508においては、ドレン吐出口181bが羽根車の回転方向(図8、11、12、13の矢印R参照)に沿ってドレン水を吐出するように開口しているが、主羽根の外周部に円弧部を設けることのみで高揚程化を図ることができる場合等においては、図18、19、20及び21に示されるように、ドレンポンプ108、308、408、508のポンプケーシング181に代えて、従来のドレンポンプ8と同様のポンプケーシング81を採用したドレンポンプ1008、1108、1208、1308にしてもよい。
具体的には、図18に示されるドレンポンプ1008は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部195a、196a、197aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根192(具体的には、第1、第2及び第3羽根195、196、197)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車182とを備えている。図19に示されるドレンポンプ1108は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部195a、196a、197aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根192(具体的には、第1、第2及び第3羽根195、196、197)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車382とを備えている。図20に示されるドレンポンプ1208は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部195a、196aを有する主羽根492(具体的には、第1、第2羽根195、196)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車482とを備えている。図21に示されるドレンポンプ1308は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部195a、196aを有する主羽根492(具体的には、第1、第2羽根195、196)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えている。
(11)変形例10
上記のドレンポンプ108、308、408、508においては、羽根車の外周部に羽根車の回転方向(図8、11、12、13の矢印R参照)に向かって曲がった円弧部が設けられているが、図22、23、24及び25に示されるように、羽根車182、382、482、582に代えて、反回転方向に曲がった円弧部を有する羽根車1482、1582、1682、1782を採用したドレンポンプ1408、1508、1608、1708にしてもよい。
上記のドレンポンプ108、308、408、508においては、羽根車の外周部に羽根車の回転方向(図8、11、12、13の矢印R参照)に向かって曲がった円弧部が設けられているが、図22、23、24及び25に示されるように、羽根車182、382、482、582に代えて、反回転方向に曲がった円弧部を有する羽根車1482、1582、1682、1782を採用したドレンポンプ1408、1508、1608、1708にしてもよい。
具体的には、図22に示されるドレンポンプ1408は、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口184cを有するポンプケーシング181と、円弧部1495a、1496a、1497aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根1492(具体的には、第1、第2及び第3羽根1495、1496、1497)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車1482とを備えている。図23に示されるドレンポンプ1508は、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口184cを有するポンプケーシング181と、円弧部1495a、1496a、1497aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根1492(具体的には、第1、第2及び第3羽根1495、1496、1497)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車1582とを備えている。図24に示されるドレンポンプ1608は、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口184cを有するポンプケーシング181と、円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692(具体的には、第1、第2羽根1495、1496)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車1682とを備えている。図25に示されるドレンポンプ1708は、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口184cを有するポンプケーシング181と、円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692(具体的には、第1、第2羽根1495、1496)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車1782とを備えている。
(12)変形例11
上記のドレンポンプ1408、1508、1608、1708においては、ポンプケーシング181の本体部184aが、平面視において、回転軸線P−Pを中心とする円形の内周面を有しており、本体部184aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部184aの側部の内周面と仕切部193bの外周面との隙間)が全周にわたって同じ距離であるが、変形例5、6、7及び8のドレンポンプ608、708、808、908(図14、15、16及び17参照)のように、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681を備えたドレンポンプ1808、1908、2008、2108にしてもよい。
上記のドレンポンプ1408、1508、1608、1708においては、ポンプケーシング181の本体部184aが、平面視において、回転軸線P−Pを中心とする円形の内周面を有しており、本体部184aの側部と羽根車182の外周縁部との隙間C(具体的には、本体部184aの側部の内周面と仕切部193bの外周面との隙間)が全周にわたって同じ距離であるが、変形例5、6、7及び8のドレンポンプ608、708、808、908(図14、15、16及び17参照)のように、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681を備えたドレンポンプ1808、1908、2008、2108にしてもよい。
具体的には、図26に示されるドレンポンプ1808は、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、円弧部1495a、1496a、1497aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根1492(具体的には、第1、第2及び第3羽根1495、1496、1497)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車1882とを備えている。図27に示されるドレンポンプ1908は、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、円弧部1495a、1496a、1497aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根1492(具体的には、第1、第2及び第3羽根1495、1496、1497)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車1982とを備えている。図28に示されるドレンポンプ2008は、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692(具体的には、第1、第2羽根1495、1496)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車2082とを備えている。図29に示されるドレンポンプ2108は、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692(具体的には、第1、第2羽根1495、1496)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車2182とを備えている。
(13)変形例12
上記のドレンポンプ1408、1508、1608、1708においては、ドレン吐出口181bが羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口しているが、主羽根の外周部に円弧部を設けることのみで高揚程化を図ることができる場合等においては、図30、31、32及び33に示されるように、ドレンポンプ1408、1508、1608、1708のポンプケーシング681に代えて、従来のドレンポンプ8と同様のポンプケーシング81を採用したドレンポンプ2208、2308、2408、2508にしてもよい。
上記のドレンポンプ1408、1508、1608、1708においては、ドレン吐出口181bが羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口しているが、主羽根の外周部に円弧部を設けることのみで高揚程化を図ることができる場合等においては、図30、31、32及び33に示されるように、ドレンポンプ1408、1508、1608、1708のポンプケーシング681に代えて、従来のドレンポンプ8と同様のポンプケーシング81を採用したドレンポンプ2208、2308、2408、2508にしてもよい。
具体的には、図30に示されるドレンポンプ1008は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部1495a、1496a、1497aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根1492(具体的には、第1、第2及び第3羽根1495、1496、1497)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車1482とを備えている。図31に示されるドレンポンプ2308は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部1495a、1496a、1497aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根1492(具体的には、第1、第2及び第3羽根1495、1496、1497)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車1582とを備えている。図32に示されるドレンポンプ2408は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692(具体的には、第1、第2羽根1495、1496)と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車1682とを備えている。図33に示されるドレンポンプ2508は、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692(具体的には、第1、第2羽根1495、1496)と連通部193cを有しない受皿部393とから構成される羽根車1782とを備えている。
(14)実験例
次に、本実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプにおいて、主羽根の外周部に設けられた円弧部及び回転方向に沿ってドレン水を吐出するように設けられたドレン吐出口の存在が揚程に与える影響について実測した実験結果について説明する。ここで、図34は、羽根車の周速度と揚程の関係を示すグラフである。そして、図34の白抜きの菱形のプロットは、図35に示されるドレンポンプ2608、すなわち、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、外周部に円弧部を有していない主羽根2692(具体的には、第1、第2羽根2695、1696)と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車2682とを備えたドレンポンプにおける周速度と揚程の関係を示している。図34の×形のプロットは、図21に示されるドレンポンプ1308、すなわち、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。図34の黒塗りの丸形のプロットは、図13に示されるドレンポンプ508、すなわち、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口181bを有するポンプケーシング181と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。
次に、本実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプにおいて、主羽根の外周部に設けられた円弧部及び回転方向に沿ってドレン水を吐出するように設けられたドレン吐出口の存在が揚程に与える影響について実測した実験結果について説明する。ここで、図34は、羽根車の周速度と揚程の関係を示すグラフである。そして、図34の白抜きの菱形のプロットは、図35に示されるドレンポンプ2608、すなわち、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、外周部に円弧部を有していない主羽根2692(具体的には、第1、第2羽根2695、1696)と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車2682とを備えたドレンポンプにおける周速度と揚程の関係を示している。図34の×形のプロットは、図21に示されるドレンポンプ1308、すなわち、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。図34の黒塗りの丸形のプロットは、図13に示されるドレンポンプ508、すなわち、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口181bを有するポンプケーシング181と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。
図34によれば、円弧部を有しない主羽根2692を備えたドレンポンプ2608の揚程に比べて、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492を備えたドレンポンプ1308の方が高揚程のポンプ特性を有していることがわかる。また、本体部84aの側部から半径方向に向かって開口したドレン吐出口81bを有するポンプケーシング81を備えたドレンポンプ1308の揚程に比べて、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口181bを有するポンプケーシング181を備えたドレンポンプ508の方が高揚程のポンプ特性を有していることがわかる。
以上のように、図34から、主羽根の外周部に円弧部を設けること、及び、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するようにドレン吐出口181bを開口させることによって、高揚程化を図ることができることがわかる。
次に、本実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプにおいて、主羽根の外周部に設けられた円弧部が回転方向に向かって曲がっている場合(前傾している場合)の揚程と反回転方向に向かって曲がっている場合(後傾している場合)の揚程との差異について実測した実験結果について説明する。ここで、図36は、羽根車の周速度と揚程の関係を示すグラフである。そして、図36の黒塗りの丸形のプロットは、図17に示されるドレンポンプ908、すなわち、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。図36の黒塗りの三角形のプロットは、図29に示されるドレンポンプ2108、すなわち、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、外周部に反回転方向に向かって曲がった円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車1782とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。
次に、本実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプにおいて、主羽根の外周部に設けられた円弧部が回転方向に向かって曲がっている場合(前傾している場合)の揚程と反回転方向に向かって曲がっている場合(後傾している場合)の揚程との差異について実測した実験結果について説明する。ここで、図36は、羽根車の周速度と揚程の関係を示すグラフである。そして、図36の黒塗りの丸形のプロットは、図17に示されるドレンポンプ908、すなわち、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。図36の黒塗りの三角形のプロットは、図29に示されるドレンポンプ2108、すなわち、本体部684aの側部がディフューザー形状を有するポンプケーシング681と、外周部に反回転方向に向かって曲がった円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車1782とを備えたドレンポンプの周速度と揚程の関係を示している。
図36によれば、反回転方向に向かって曲がった円弧部1495a、1496aを有する主羽根1692を備えたドレンポンプ2108の揚程に比べて、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492を備えたドレンポンプ908の方が高揚程のポンプ特性を有していることがわかる。
以上のように、図36から、主羽根の外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部を設けることによって、より高揚程化を図ることができることがわかる。
以上のように、図36から、主羽根の外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部を設けることによって、より高揚程化を図ることができることがわかる。
次に、本実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプにおいて、受皿部に設けられた連通部及び外周部から内周部に向かって羽根枚数が少なくなるように配置された主羽根の存在が空気層の最大直径に与える影響について実測した実験結果について説明する。ここで、図37は、揚程と空気層の最大直径との関係を示すグラフである。尚、空気層の最大直径は、羽根外径に対する比としてグラフ上に示されている。このため、空気層が主羽根の外周縁部まで達した場合には縦軸の値は1となり、空気層がほとんど発生していない場合には縦軸の値は羽根車の軸部の寸法に対応する値である0.2となる。
そして、図37の×形のプロットは、図13に示されるドレンポンプ508、すなわち、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口181bを有するポンプケーシング181と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196aを有する主羽根492と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車582とを備えたドレンポンプの揚程と空気層の最大直径との関係を示している。図37の白抜きの菱形のプロット及び黒塗りの三角形のプロットは、図11に示されるドレンポンプ308、すなわち、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口181bを有するポンプケーシング181と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196a、197aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根192と連通部を有しない受皿部393とから構成される羽根車382とを備えたドレンポンプの揚程と空気層の最大直径との関係を示している。ここで、図37の白抜きの菱形のプロットは羽根車382の外径Dが40mmの場合を示しており、図37の黒塗りの三角形のプロットは羽根車382の外径Dが50mmの場合を示しており、ほぼ同様の傾向を示している。図37の黒塗りの丸形のプロットは、図8に示されるドレンポンプ108、すなわち、羽根車の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように開口したドレン吐出口181bを有するポンプケーシング181と、外周部に回転方向に向かって曲がった円弧部195a、196a、197aを有し外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根192と連通部193cを有する受皿部193とから構成される羽根車182とを備えたドレンポンプの揚程と空気層の最大直径との関係を示している。
図37によれば、主羽根492を備えたドレンポンプ508の空気層の最大直径に比べて、主羽根の羽根枚数が3段階に少なくなるように配置された主羽根192を備えたドレンポンプ308の空気層の最大直径の方が低揚程の領域(図37の揚程0.5〜1.5mH2Oの領域)で空気層が拡大しにくくなっていることがわかる。また、連通部を有しない受皿部393を備えたドレンポンプ308の空気層の最大直径に比べて、連通部193cを有する受皿部193を備えたドレンポンプ108の空気層の最大直径の方が中程度の揚程の領域(図37の揚程1.0〜3.0mH2Oの領域)で空気層が拡大しにくくなっていることがわかる。
以上のように、図37から、受皿部に設けられた隙間からなる連通部を設けること、及び、外周部から内周部に向かって羽根枚数が少なくなるように主羽根を配置することによって、空気層が外周部へ拡大するのが抑えられるため、運転音を小さくすることができることがわかる。
(15)他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(15)他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(A)
前記実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプ108、208、408、608、808、1008、1208、1408、1608、1808、2008、2208、2408において、連通部は、環状の貫通孔からなるものであったが、例えば、図38に示されるように、受皿部2793の開口部193aよりも外周側において、羽根車2782の平面視において、第1、第2及び第3羽根195、196、197の回転方向間に設けられた円形の貫通孔からなる複数の連通部2793cを設けるようにしてもよい。この場合であっても、受皿部2793の上側の空間と、受皿部2793の下側の空間とを連通させることができるため、受皿部193の上側の空間と受皿部の下側の空間との圧力差が緩和されるようになり、羽根車182において形成される気液界面が主羽根192の外周部に拡大するのを抑える効果が得られる。
前記実施形態及びその変形例にかかるドレンポンプ108、208、408、608、808、1008、1208、1408、1608、1808、2008、2208、2408において、連通部は、環状の貫通孔からなるものであったが、例えば、図38に示されるように、受皿部2793の開口部193aよりも外周側において、羽根車2782の平面視において、第1、第2及び第3羽根195、196、197の回転方向間に設けられた円形の貫通孔からなる複数の連通部2793cを設けるようにしてもよい。この場合であっても、受皿部2793の上側の空間と、受皿部2793の下側の空間とを連通させることができるため、受皿部193の上側の空間と受皿部の下側の空間との圧力差が緩和されるようになり、羽根車182において形成される気液界面が主羽根192の外周部に拡大するのを抑える効果が得られる。
(B)
上記のドレンポンプ208では、ドレンポンプ108の主羽根192の外周端部に傾斜部295b、296b、297bを設けられた主羽根292を備えているが、上記他の変形例にかかるドレンポンプにおいても、主羽根の外周端部に傾斜部を設けて、主羽根292と同様な形状にしてもよい。
上記のドレンポンプ208では、ドレンポンプ108の主羽根192の外周端部に傾斜部295b、296b、297bを設けられた主羽根292を備えているが、上記他の変形例にかかるドレンポンプにおいても、主羽根の外周端部に傾斜部を設けて、主羽根292と同様な形状にしてもよい。
例えば、図39に示されるドレンポンプ2808のように、ドレンポンプ508の羽根車582を構成する主羽根492(具体的には、第1、第2羽根195、196)の外周部に傾斜部295b、296bを設けた主羽根2892(具体的には、具体的には、第1、第2羽根295、296)を有する羽根車2882を備えるようにしてもよい。
また、図40に示されるドレンポンプ2908のように、ドレンポンプ1308の羽根車582を構成する主羽根492(具体的には、第1、第2羽根195、196)の外周部に傾斜部295b、296bを設けた主羽根2892(具体的には、具体的には、第1、第2羽根295、296)を有する羽根車2982を備えるようにしてもよい。
また、図40に示されるドレンポンプ2908のように、ドレンポンプ1308の羽根車582を構成する主羽根492(具体的には、第1、第2羽根195、196)の外周部に傾斜部295b、296bを設けた主羽根2892(具体的には、具体的には、第1、第2羽根295、296)を有する羽根車2982を備えるようにしてもよい。
これにより、低揚程時に主羽根の外周部が空気層を掻き混ぜることによって発生する運転音を小さくする効果を得ることができる。
本発明を利用すれば、ドレンポンプの高揚程化を図ることができる。
1 空気調和装置
6 熱交換器
7 ドレンパン
108〜2508、2708〜2908 ドレンポンプ
81、181、681 ポンプケーシング(ケーシング)
81a、181a ドレン吸込口
81b、181b ドレン吐出口
182〜582、1482〜1782、2782〜2982 羽根車
191 軸部
192、292、492、1492、1692、2892 主羽根
193、393、2793 受皿部
193a 開口部(開口)
193c、2793c 連通部
194 補助羽根
C 隙間
6 熱交換器
7 ドレンパン
108〜2508、2708〜2908 ドレンポンプ
81、181、681 ポンプケーシング(ケーシング)
81a、181a ドレン吸込口
81b、181b ドレン吐出口
182〜582、1482〜1782、2782〜2982 羽根車
191 軸部
192、292、492、1492、1692、2892 主羽根
193、393、2793 受皿部
193a 開口部(開口)
193c、2793c 連通部
194 補助羽根
C 隙間
Claims (7)
- 下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口(81a、181a)と、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口(81b、181b)とを有するケーシング(81、181、681)と、
前記ケーシング内を鉛直方向に延びるように配置される軸部(191)と、前記軸部の外周側に放射状に配置される複数の主羽根(192、292、492、1492、1692、2892)と、前記主羽根の下側に配置される補助羽根(194)と、前記主羽根と前記補助羽根との間に配置され中央に開口(193a)を有する円板状の受皿部(193、393、2793)とを有し、前記軸部を中心として回転する羽根車(182〜582、1482〜1782、2782、2892)とを備え、
前記主羽根の外周部は、前記羽根車の回転方向又は反回転方向に向かって曲がった形状を有している、
ドレンポンプ(108〜2508、2708〜2908)。 - 前記主羽根(192、292、382、492、2892)の外周部は、前記羽根車(182〜582、2782〜2982)の回転方向に向かって曲がった形状を有している、請求項1に記載のドレンポンプ(108〜1308、2708〜2908)。
- 前記ドレン吐出口(181b)は、前記羽根車(182〜582、1482〜1782、2782、2882)の回転方向に沿ってドレン水を吐出するように前記ケーシング(181、681)の側部に設けられている、請求項1又は2に記載のドレンポンプ(108〜908、1408〜2108、2708、2808)。
- 前記ケーシング(681)の側部は、前記羽根車(182〜582、1482〜1782)の外周縁部を囲んでおり、
前記ケーシングの側部と前記羽根車の外周縁部との隙間(C)は、前記ドレン吐出口(181b)において最大となるように回転方向に徐々に大きくなっている、請求項3に記載のドレンポンプ(608〜908、1808〜2108)。 - 前記複数の主羽根(192〜382、1482、1582、2782)は、前記羽根車の外周部における羽根枚数よりも内周部における羽根枚数が少なくなるように配置されている、請求項1〜4のいずれかに記載のドレンポンプ(108〜308、608、708、1008、1108、1408、1508、1808、1908、2208、2308、2708)。
- 前記受皿部(193、2793)は、前記中央の開口(193a)よりも外周側において前記受皿部の上側の空間と下側の空間とを連通させる隙間からなる連通部(193c、2793c)を有している、請求項1〜5のいずれかに記載のドレンポンプ(108、208、408、608、808、1008、1208、1408、1608、1808、2008、2208、2408、2708)。
- 熱交換器(6)と、
前記熱交換器で発生したドレン水を溜めるためのドレンパン(7)と、
前記ドレンパンに溜まったドレン水を排出する請求項1〜6のいずれかに記載のドレンポンプ(108〜2508、2708〜2908)と、
を備えた空気調和装置(1)。
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2004
- 2004-02-13 JP JP2004036152A patent/JP2005226548A/ja active Pending
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