JP2009036167A

JP2009036167A - 排水ポンプ

Info

Publication number: JP2009036167A
Application number: JP2007203258A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kume; 義之久米; Tomoya Kato; 友也加藤; Masayuki Imai; 正幸今井
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】ドレン管からポンプ部へ逆流するドレン水がポンプ部から溢れて飛散する場合でも、ドレン水がモータ部の出力軸へ接触するのを確実に防止することができる排水ポンプを提供する。
【解決手段】モータ部の出力軸６には、回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１との間において筒状カバー２１が装着されており、筒状カバー２１は、胴部２２の両端から延びる薄肉筒部２３，２３が回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１の下面１６ａに押し当てられることによって、出力軸６の該当部分をシールしている。モータ部のコイルの絶縁が破壊されて出力軸６が帯電するようなことがあっても、排水ポンプの稼働停止時にドレン管から逆流するドレン水が水切り板１１に向かって飛散するときに、出力軸６にドレン水が触れることがないので、出力軸６及びドレン水を通じた電流漏れが生じるのを防止することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、排水ポンプに関し、特に、空調機器の室内機に組み込まれ、冷房時や除湿時において空気中の水蒸気が凝縮して発生するドレンを室外に排出するのに用いられる排水ポンプに関する。

従来、業務用等の大型の空調機器においては、屋外に配置された室外機と、天井等にビルトインされた室内機とからなるセパレータ型のものが提供されている。図５は、従来のセパレータ型の空調機器の設置例を示す概略図である。図５に示すように、セパレータ型の空調機器３１は、圧縮機３４と凝縮器３５とを備える室外機３２、及び膨張弁３６と蒸発器３７とを内蔵した室内機３３を冷媒用配管３８で接続して構成されている。室外機３２において圧縮機３４で圧縮された気体冷媒が凝縮器３５で冷却されて液体冷媒となり、この液体冷媒が室内機３３に供給されて膨張弁３６で圧力が低下され、蒸発器３７で気化するときに気化熱として熱を奪うことで周囲の空気を冷却する。なお、図中の矢印は空調機器３１を循環する冷媒の流れる方向を示す。

ここで、空調機器３１の室内器３３においては、冷房・除湿運転時に室内空気中の水分が蒸発器３７に触れて、蒸発器３７のフィンの表面上に凝縮して付着し、付着した水分は蒸発器３７の下方に設けられたドレンパン３９内に滴下する。建物の天井構造４５においては、通常、立上がり部４６が存在しており、ビルトインされた室内機３３の場合、ドレンパン３９に溜まったドレン水を、当該立上がり部４６を越えて室外に排水する必要がある。そのため、ドレンパン３９内のドレン水を強制的に排水するために排水ポンプ１が設けられており、排水ポンプ１によってドレン管４０に送出されたドレン水は、高さＨを有する立上がり管４０ａによって立上がり部４６を越えて送られ、その後、傾斜配管部４１を通じて室外に排水されている。

図６は排水ポンプ１の一部を断面で示す側面図である。図６に示すように、排水ポンプ１は、モータ部２とポンプ部３とを備えており、モータ部２は、ステータ４及びロータ５を有しており、ロータ５の出力軸６がモータ部２の下方に配置されているポンプ部３内に延びている。ポンプ部３は、ポンプハウジング７と、ポンプハウジング７内に内蔵された回転羽根８とを備えている。ポンプハウジング７の上方は蓋部９で覆われており、蓋部９には出力軸６が上方から貫通する貫通孔１０が形成されている。出力軸６は、その下端においてポンプ部３内で回転羽根８に連結されており、回転羽根８を駆動する。ポンプハウジング７には、ポンプ部３からドレン水の排水のためのドレン管４０（図５参照）が接続されている。出力軸６によって回転される回転羽根８は、ドレンパン３９内のドレン水を吸い上げ、吸い上げたドレン水をドレン管４０に送出する。

排水ポンプ１の運転停止時には、立上がり管４０ａ（図１参照）に溜まったドレン水がその重力によってドレン管４０を逆流し、排水ポンプ１の蓋体９に形成されている貫通孔１０から上方に吹き出すことがある。貫通孔１０から吹き出すドレン水がモータ部３へ飛散するのを防止するため、出力軸６には、蓋体９の上方の位置に、円板状の水切り板１１が嵌着されている。なお、モータ部２において出力軸６には、円筒部１３とその一端に形成された円環板状のフランジ部１４とから成る樹脂製のカラー１２が取り付けられており、水切り板１１が出力軸６を上昇してモータ部２のケーシング１５に接触するのを防止している。

モータ部２のステータ４において、ロータ５と一体の出力軸６は、ケーシング１５に設けられた軸受１６，１７を介して支持されている。また、巻回されたコイル１８を絶縁テープ１８ａで覆う樹脂製のボビン１９と、ボビン１９の内部を貫通するとともにモータ部２のケーシング１５の外側に配設される鉄心２０とを備えている。コイル１８に通電することにより、ステータ４には電磁石が形成される。

ところで、巻回されているコイル１８を覆うボビン１９は肉厚が２ｍｍ未満の樹脂製であり、樹脂の劣化等に起因してボビン割れが生じることがある。ボビン割れによって、覆われているコイル１８の基礎絶縁が無効となるときには、事実上、絶縁が破壊されていてコイル１８からの導電経路（図６中の矢印付き経路Ｓ１）が形成される。コイル１８が巻かれる鉄心２０とロータ５の隙間は３．５ｍｍ程度未満であるため、この隙間も導電経路（図６中の矢印付き経路Ｓ２）となる。出力軸６は金属製であるため、ロータ５と接触している出力軸６はやはり導電経路（図６中の矢印付き経路Ｓ３）となる。このように、排水ポンプ１の出力軸６は、コイル１８からのこれら導電経路Ｓ１〜Ｓ３を通じて帯電する可能性がある。排水ポンプ１の運転停止によって、ドレン管４０の立上がり管４０ａ内のドレン水が逆流して水切り板１１に向かって飛散するとき、飛散水が排水ポンプ１の帯電した出力軸６に触れることは、次の電源投入時の漏電の可能性やモータ部２の作動不良の原因になるなど、好ましいことではない。なお、基礎絶縁の破壊によって帯電した出力軸６は充電部として扱われ、ＩＥＣ６０３３５−１やＪＩＳＣ９３３５−１には「通常の使用で接触可能となっている又はなる可能性のある導電性液体は充電部と直接接触してはならない」と規定されており、この規格に適合するように対策を施す必要がある。
特開２０００−２４０５８１号公報

そこで、ドレンパンに溜まったドレン水を排水する排水ポンプにおいて、モータ部の出力軸に設けられた水切り部材の下側の構造を、当該出力軸とドレン水との接触を防止する構造にする点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、逆流するドレン水がポンプ部から溢れて吹き出す場合でも、飛散するドレン水がモータ部の出力軸に接触するのを防止することができる排水ポンプを提供することである。

上記の課題を達成するため、この発明による排水ポンプは、ステータ及びロータを有するモータ部と、前記ロータの出力軸が上方から貫通する貫通孔が形成されているポンプハウジング及び前記ポンプハウジング内に内蔵され且つ前記出力軸で駆動される回転羽根を有するポンプ部とを備え、前記ポンプハウジングに前記ポンプ部からドレン水の送出のためのドレン管が接続されており、前記出力軸には、前記ドレン管から前記ポンプハウジングに逆流するドレン水が前記貫通孔から前記モータ部に向かって飛散するのを防止する水切り部材が設けられている排水ポンプであって、前記出力軸の周面における前記回転羽根の上端部と前記水切り部材との間の部位をシールするシール部材を設けたことを特徴としている。

この発明による排水ポンプは、上記のように構成されているので、万一、コイルの絶縁が破壊されてモータ部の出力軸が帯電するようなことがあっても、排水ポンプの稼働停止時にドレン管からポンプ部に逆流するドレン水がポンプ部の貫通孔から水切り部材に向かって飛散するときに、モータ部の出力軸における水切り部材と回転羽根の上端部との間の部位に水が付着することがないため、出力軸からの電流漏れが生じるのを防止することができる。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による排水ポンプの実施形態を説明する。図１はこの発明による排水ポンプの第１実施形態の要部を示す断面図、図２は図１に示すシール部材の自由状態を示す側面図である。本実施形態の排水ポンプの要部以外の構造は、図６に示す排水ポンプの場合と同様であるので、同じ要素には同じ符号を付すことで、再度の説明を省略する。

図１に示す排水ポンプでは、回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１との間に、シール部材として、ゴム等の弾性材から成る筒状カバー２１が配設されている。図２に拡大して示すように、筒状カバー２１は、出力軸６の周面を覆う比較的肉厚の胴部２２と、胴部２２の両端部分から軸方向に延びるとともに軸方向に圧縮された状態でラッパ状に変形をする薄肉筒部２３，２３とから成っており、内部に出力軸６の軸径と略同じ寸法の孔径Ｄを有する軸孔２１ａが形成されている。

出力軸６には、カラー１２、水切り部材としての水切り板１１、筒状カバー２１、及び回転羽根８の順に組付けされる。筒状カバー２１は、軸孔２１ａに出力軸６を通すことで出力軸６に装着されるが、出力軸６への組付け時の寸法設定によって軸方向に圧縮された状態となる。即ち、回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１の下面１１ａとの間の設定寸法Ｌは、筒状カバー２１の自由長さＬ０（図２参照）よりも短い。それゆえ、筒状カバー２１は、出力軸６への組付け時には、設定寸法Ｌと自由長さＬ０との寸法差に基づいて、軸方向に圧縮された状態で装着される。薄肉筒部２３，２３は、この圧縮力に基づいて、先端側ほど径方向に広がったラッパ状に変形をする。

出力軸６への組付けの際の圧縮力に基づいて、薄肉筒部２３，２３は、回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１の下面１１ａとに押し当てられ、出力軸６における回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１の下面１１ａとの間で露出していた部位をシールする。なお、水切り板１１が出力軸６に対して上下動をしても、かかるシールが維持されるように設定寸法Ｌと自由長さＬ０との寸法差（Ｌ−Ｌ０）が決められている。

したがって、ドレン管４０（図５参照）を逆流するドレン水がポンプ部３の貫通孔Ｌ１０から噴出して水切り板１１の方向に飛散しても、回転羽根８の上端部８ａと水切り板１１の下面１１ａとの間において、出力軸６にドレン水が触れることはなく、仮にコイル１８の絶縁破壊によって出力軸６が帯電するようなことがあっても、出力軸６からドレン水を通じての漏電を防止することができる。

次に、図３及び図４を参照して、この発明による排水ポンプの第２実施形態を説明する。図３はこの発明による排水ポンプの第２実施形態の要部を示す断面図、図４は図３に示すシール部の拡大図である。本実施形態の要部以外の構造は、図６に示す実施形態と同様であるので、同じ要素には同じ符号を付すことで再度の説明を省略する。

本実施形態の排水ポンプにおいて、シール部材は、Ｏリング等の、ゴム等の弾性材から成る環状リング２５である。

回転羽根８の上端部８ｂには、最外側の環状端面２７を残して上方ほど広がった円錐面２８が形成されており、円錐面２８と出力軸６の周面６ａとの間にテーパ状の環状凹部２６が形成されている。環状リング２５は、環状凹部２６内に配置される。

出力軸６には、カラー１２、水切り板１１、環状リング２５、及び回転羽根８の順に組付けされる。環状リング２５は、出力軸６を通すことで出力軸６に装着されるが、出力軸６への組付け時の寸法設定によって軸方向に圧縮された状態となる。即ち、回転羽根８の上端部８ｂの円錐面２８と水切り板１１の下面１１ａと出力軸６の周面６ａとの間の設定寸法は、出力軸６に装着された環状リング２５を環状凹部２６内に収容して組付けた時に、出力軸６の周面６ａ、水切り板１１の下面１１ａ、及び円錐面２８の三つの面に対して、それぞれリング状当接部分２５ａ，２５ｂ，２５ｃにおいて当接し圧縮された状態となる。なお、この組付け時において、回転羽根８の上端部８ｂと水切り板１１の下面１１ａとの間には隙間Ｇが形成されていてもよい。

環状凹部２６内への組付けの際のこれら三つの面からの圧縮力に基づいて、環状リング２５が回転羽根８の上端部８ｂの円錐面２８と水切り板１１の下面１１ａとに押し当てられるので、回転羽根８の上端部８ｂと水切り板１１の下面１１ａとの間に露出していた出力軸６の部位は、環状リング２５のリング状当接部分２５ｂ，２５ｃにおいてそれぞれ水切り板１１の下面１１ａと円錐面２８に圧接されることでシールされている。したがって、ポンプ部３の貫通孔１０から飛散するドレン水が回転羽根８の上端部８ｂと水切り板１１の下面１１ａとの間に浸入したとしても、ドレン水は出力軸６に触れることがない。水切り板１１は、出力軸６に対して上下動をしても、環状リング２５の弾性変形範囲内に相当する移動量であれば、かかるシールが維持される。

この発明による排水ポンプの第１実施形態の要部を示す断面図である。図１に示すシール部材の自由状態を示す側面図である。この発明による排水ポンプの第２実施形態の要部を示す断面図である。図３に示すシール部の拡大図である。セパレータ型の空調機器における排水ポンプの設置例を示す概略図である。従来の排水ポンプの一部を断面で示す側面概略図である。

符号の説明

１排水ポンプ２モータ部
３ポンプ部４ステータ
５ロータ
６出力軸６ａ周面
７ポンプハウジング
８回転羽根８ａ，８ｂ回転羽根の上端部
９蓋部１０貫通孔
１１水切り板（水切り部材）１１ａ下面
１２カラー
１３円筒部１４フランジ部
１５ケーシング１６，１７軸受
１８コイル１８ａ絶縁テープ
１９ボビン２０鉄心
２１筒状カバー２１ａ軸孔
２２胴部２３薄肉筒部
２５環状リング２５ａ，２５ｂ，２５ｃリング状当接部分
２６環状凹部２７環状端面
２８円錐面
３１空調機器３２室外機
３３室内機３４圧縮機
３５凝縮器３６膨張弁
３７蒸発器３９ドレンパン
４０ドレン管４０ａ立上がり管
４１傾斜配管部４５天井構造
４６立上がり部
Ｄ孔径Ｇ隙間
Ｈ高さＳ１〜Ｓ３導電経路
Ｌ設定寸法Ｌ０自由長さ

Claims

ステータ及びロータを有するモータ部と、前記ロータの出力軸が上方から貫通する貫通孔が形成されているポンプハウジング及び前記ポンプハウジング内に内蔵され且つ前記出力軸で駆動される回転羽根を有するポンプ部とを備え、前記ポンプハウジングに前記ポンプ部からドレン水の送出のためのドレン管が接続されており、前記出力軸には、前記ドレン管から前記ポンプハウジングに逆流するドレン水が前記貫通孔から前記モータ部に向かって飛散するのを防止する水切り部材が設けられている排水ポンプにおいて、
前記出力軸の周面における前記回転羽根の上端部と前記水切り部材との間の部位をシールするシール部材を設けたことを特徴とする排水ポンプ。
前記シール部材は、ゴム等の弾性材から成り、前記回転羽根の上端部と前記水切り部材とに当接して前記出力軸の軸線方向に圧縮された状態で前記出力軸に装着される筒状カバーであることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ。
前記筒状カバーは、前記出力軸の周面を覆う胴部と、前記胴部の両端部分から軸方向に延びるとともに軸方向に圧縮された状態でラッパ状に変形をする薄肉筒部とから成ることを特徴とする請求項２に記載の排水ポンプ。
前記回転羽根の上端部には、前記出力軸との間に上方に向かって拡径するテーパ状の環状凹部が形成されており、前記環状凹部内に弾性を有する環状リングが挿入され、前記出力軸の周面、前記水切り部材の下面、及び前記環状凹部のテーパ斜面に押し当てられていることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ。
前記回転羽根の上端部と前記水切り部材との間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の排水ポンプ。