JP2011069257A

JP2011069257A - 排水ポンプ

Info

Publication number: JP2011069257A
Application number: JP2009219512A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Kato; 友也加藤; Shinichi Nemoto; 伸一根本; Katsushi Sato; 克司佐藤
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-04-07

Abstract

【課題】空調装置に装備される排水ポンプの騒音の低減を図る。
【解決手段】本発明の排水ポンプは、モータ１０と、モータの出力軸に連結される回転羽根１００と、回転羽根とを収容するポンプハウジング５０を有する。回転羽根１００はモータの出力軸に連結される軸部１１０と、軸部から放射方向に延びる板状の大径羽根１３０と、大径羽根と連結部を介して連結される板状の小径羽根１２２と、大径羽根の外周部を連結するリング部材１８０と、リング部材の下端部に連結される中空ディスク部材１５０を有する。そして、リング部材１８０の外側の上縁部はテーパー面２００に形成され、ポンプ室５２の上部に拡大空間５４が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水ポンプ、特には空気調和機に装備される排水ポンプに関する。

空調機の室内ユニットは、冷房運転時に熱交換器に空気中の水分が凝縮して付着し、熱交換器の下方に設けられるドレンパン内に滴下する。このドレンパン内に溜ったドレン水を排水するために排水ポンプが用いられる。この排水ポンプは、下部に吸込口を形成し、上部を開口すると共に、側方に吐出口を設けたポンプ本体であるハウジング内に羽根を回転自在に設け、この回転羽根をハウジングの開口の上部にカバーを介して固定したモータにより回転させている。そのモータの駆動軸は、カバーに形成された貫通穴を回転自在に貫通して羽根のシャフト部に連結され、モータを駆動して、羽根が回転すると、ドレンパン内に貯溜したドレン水は、吸込口の羽根の下端から吸込まれ、遠心力により、ハウジング内面に沿って揚水され、ケーシングの吐出口から外部に吐出される。

この種の排水ポンプは、例えば、本出願人に係る特許文献１、特許文献２に開示されている。

特開２００４−１３８０７５号公報特開２００７−１２７０７８号公報

この種の排水ポンプにあっては、排水ポンプの起動時に羽根の水掻きにより発生する気泡がハウジングの内壁に衝突・破裂する際にキャビテーション騒音が発生する。
本出願人は、上述した特許文献において、回転羽根を構成する円筒壁部材の上縁部の内側の形状を改良することにより騒音の低減を図る排水ポンプを提案した。
本発明の目的は、回転羽根の円筒壁部材の上縁部の外側の形状を改良して騒音の低減を図る排水ポンプを提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の排水ポンプは、基本的手段として、モータと、前記モータの出力軸に連結される回転羽根と、前記回転羽根を収容するポンプハウジングとを有し、前記ポンプハウジングはその下部に設けられた吸込口とポンプ室の円筒状の側部に設けられる吐出口とを備え、前記回転羽根は、前記モータの出力軸に連結される軸部と、前記軸部から放射方向に延びる板状の大径羽根と、前記大径羽根と連結部を介して連結され、前記吸込口内に収容される板状の小径羽根と、前記大径羽根の外周部に設けられるリング部材と、前記リング部材の下端部に連結される中心部に開口部を有するディスク部材とを備える。そして、前記リング部材の上縁部の外側はリング部材の肉厚寸法が小さくなるように形成されてポンプ室との間に拡大空間が形成されることを特徴とするものである。

本発明は、以上の構成を備えることにより、水掻き音等の運転音を低減させることができる。

本発明の排水ポンプの説明図。回転羽根の上面図（ａ）、正面図（ｂ）、下面図（ｃ）。リング部材の上端部の外側の形状を示す説明図。本発明の排水ポンプのポンプハウジングと回転羽根の要部の断面図。回転羽根１００のリング部材１８０の各部の寸法例を示す説明図。本発明の効果を示すグラフ。本発明の効果を示すグラフ。

図１は、本発明を適用する排水ポンプの説明図である。
全体を符号１で示す排水ポンプは、電動モータ１０を有し、電動モータ１０は、リード線１１を介して給電される。電動モータ１０は、ポンプハウジング５０の上部に取付けられる蓋部材３０に立設された支持柱２０に取り付けられる。

ポンプハウジング５０はプラスチックでつくられ、内部にポンプ室５２が形成される。ポンプハウジング５０の上部は円筒部７２で囲まれ、ポンプ室５２に連通される吸込口６０と吐出口８０とが一体に形成される。吸込口６０と吐出口８０の軸線は直交し、ポンプハウジング５０のテーパー状ディスク部材７０で結ばれる。
ポンプ室５２内には、回転羽根１００が配設され、ポンプ室５２の開口部は蓋部材３０で覆われる。ポンプハウジング５０と蓋部材３０との間にはシール部材４０が挿入され、ポンプ室からのドレン水の漏水が防止される。

図２は、回転羽根１００の上面図（ａ）、正面図（ｂ）、下面図（ｃ）である。
回転羽根１００は軸部１１０を有し、軸部１１０の穴１１２に電動モータ１０の出力軸１２が挿入される。軸部１１０からは放射方向に延びる４枚の板状の大径羽根１３０が設けられる。

軸部１１０と同軸線上に小径羽根軸部１２０が形成される。この小径羽根軸部１２０は軸部１１０に比べて径寸法が小さく形成され、その断面形状は丸形の他に四角形や多角形状等適宜の形状に形成される。
そして、この小径羽根軸部１２０から外方へ突出する４枚の板状の小径羽根１２２が設けられる。

小径羽根１２２の上端部は傾斜した側面を有する連結部１２４を介して大径羽根１３０に連結される。回転羽根のテーパー状のディスク部材１５０の中心部には開口部１６０が形成され、小径羽根１２２で掻き上げられた水を大径羽根１３０に導くディスク部材１５０の外側部はリング部材１８０に連結される。リング部材１８０の内側には補助羽根１７２が設けられる。また、テーパー状のディスク部材１５０の内側にも補助羽根１７０が設けられる。補助羽根の枚数は適宜に選択される。
また、大径羽根１３０の先端部はリング部材１８０の内側まで延びる構成とすることもできる。

図３は、回転羽根のリング部材１８０の上縁部の外側の形状の種々の形態を示す。
図３の（ａ）は、上縁部の外側にテーパー部２００を形成した例を示す。
本発明の回転羽根１００は、リング部材１８０の上縁部の外側にテーパー部２００を有する。このテーパー部２００によりリング部材１８０の上縁部２０２の肉厚寸法は小さくなる。
そこで、図１に示すように、ポンプ室５２の上部の空間５４が拡大される。この拡大空間５４を設けられることにより、ポンプ起動時にポンプ室５２内の水が矢印Ｆ_１に示すように回転羽根１００のリング部材１８０の内側に導入され易くなり、気液境界面が早期に安定し、回転羽根の外縁部での脈動による不連続音の低減を図ることができる。また、拡大空間５４によりリング部材１８０付近で発生する気泡の衝突・破裂が抑制され、キャビテーション騒音が低減される。

図３の（ｂ）は、リング部材１８０の上縁部の外側に円弧面２１０を形成したものである。この構成により上縁部２１２の肉厚寸法は小さくなり、ポンプ室の拡大空間部を形成するここができる。

図３の（ｃ）は、リング部材１８０上縁部の外側に段付き部２２０を形成したものである。この段付部２２０は、水平方向の面２２２と外周面２２４で形成され、上縁部２２６の肉厚寸法は小さく形成される。そこで、ポンプ室に拡大空間部を形成することができる。

図４は、本発明の排水ポンプのポンプハウジングと回転羽根の要部の断面図である。
ポンプハウジング５０の円筒部７２の内壁部７２ａと蓋部材３０の内壁部３０ａは、ポンプ室を形成するが、本発明にあっては、回転羽根１００のリング部材１８０の上縁の外周部にテーパー部２００を形成してある。
そこで、ポンプハウジングの円筒部７２の内壁部７２ａと回転羽根１００のリング部材１８０の外周面の間の距離ａはリング部材１８０の上縁部では距離ｂと大きくなり、拡大空間５４が形成される。

これにより次の効果を得ることできる。
１）起動時に吸い上げた水の流路抵抗が減り、大径羽根へ水を引き込みやすくなり、気液境界面が安定する時間が短くなり、不連続音（気液境界面の脈動による音）が低減できる。
２）円筒壁部材で発生する気泡がケーシング内壁に衝突する際に発生するキャビテーション音を低減できる。

本発明の排水ポンプにあっては、特に低負荷時での騒音発生が小さくなる。
このような運転状態は、例えば、ユーザの就寝時等の周囲が静かな環境時が多い。そこで、静かな環境時に排水ポンプからの騒音の低減が図られるので、効果も大きい。

図５は、回転羽根１００のリング部材１８０の各部の寸法例を示す。
テーパー部２００の高さ寸法ｈ_１＝０．７〜６．０ｍｍ
リング部材１８０の高さ寸法ｈ_２＝１．５〜７．０ｍｍ
ｈ_１／ｈ_２＝０．１０〜０．８５
リング部材１８０の上縁部の肉厚寸法ｔ_１＝０．５〜２．０ｍｍ
リング部材１８０の肉厚寸法ｔ_２＝０．７〜２．５ｍｍ
ｔ_１／ｔ_２＝０．２０〜０．８０

図６、図７は本発明の効果を示すグラフである。
図６は、図３の（ａ）に示す回転羽根を備えたポンプの実験例を示す。
横軸に電源投入後の経過時間（秒）を、縦軸に騒音レベルをとったグラフである。
四角印で示す従来例に比べて三角印で示す本発明の回転羽根を用いたものの騒音低減の効果が明確に読みとれる。グラフ中の起動水位とは、ポンプ吸込口６０の下端面が水面より沈んだ量を表わしている。

図７は図６と同様のポンプを用いた実験例を示す。
横軸にポンプの揚程を、縦軸に騒音レベルをとったグラフである。
四角印で示す従来例に比べて三角印で示す本発明の回転羽根を用いたものの騒音低減の効果が明確に読みとれる。横軸の揚程はドレンパンの下面からの揚程をｍｍで表わしたもので、バランス水位とは、その揚程を維持したときのポンプの運転状態を示す。ドレンパンには当該排水ポンプが汲み上げる水が溜められており、該ポンプは、その下端がドレンパン下面から１０ｍｍ程度上方に位置する様に配置されている。
本発明は以上のように、実験によって騒音低減効果を得ることが判明している。

１排水ポンプ
１０電動モータ
５０ポンプハウジング
５２ポンプ室
５１拡大空間部
１００回転羽根
１２２小径羽根
１３０大径羽根
１５０ディスク部材
１８０リング部材
２００テーパー部

Claims

モータと、前記モータの出力軸に連結される回転羽根と、前記回転羽根を収容するポンプハウジングとを有し、前記ポンプハウジングはその下部に設けられた吸込口とポンプ室の円筒状の側部に設けられた吐出口とを備える排水ポンプであって、
前記回転羽根は、前記モータの出力軸に連結される軸部と、前記軸部から放射方向に延びる板状の大径羽根と、前記大径羽根と連結部を介して連結され、前記吸込口内に収容される板状の小径羽根と、前記大径羽根の外周部に設けられるリング部材と、前記リング部材の下端部に連結され中心部に開口部を有するディスク部材とを備え、
前記リング部材の上縁部の外側の形状はリング部材の肉厚寸法が小さくなる形状に形成されてポンプ室との間に拡大空間が形成されることを特徴とする排水ポンプ。
前記リング部材の上縁部の外側の形状はテーパー形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。
前記リング部材の上縁部の外側の形状は円弧形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。
前記リング部材の上縁部の外側の形状は段付形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。