JP2019100319A - 排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】揚水能力を効果的に高めつつ騒音を抑制できる排水ポンプ用回転羽根およびこの排水ポンプ用回転羽根を有する排水ポンプを提供する。【解決手段】排水ポンプ１の回転羽根３０は、軸部３１と、軸部３１から放射方向に延びる複数の大径羽根３３と、大径羽根３３の下端に連結された複数の小径羽根３４と、を有している。環状部材３６により、複数の大径羽根３３の下端が連結され、環状部材３６の中央の開口に複数の小径羽根３４が挿通されている。回転羽根３０は、隣り合う大径羽根３３の間の空間が側方に開放されており、大径羽根前面３３ａに、それに沿って流れる水の上昇を抑制する上昇流抑制部５０が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプに関する。

室内の天井に設置する空気調和機は、室内熱交換器の表面で凝縮したドレン水を受け入れるドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出する排水ポンプ（ドレンポンプ）と、を有している。このような排水ポンプは、ドレン水を吸い上げる排水ポンプ用回転羽根を有している。

排水ポンプの一例が、特許文献１に開示されている。この排水ポンプは、ドレン水を吸い上げて排出する回転羽根を有している。この回転羽根は、大径羽根と、小径羽根と、大径羽根と小径羽根との間に設けられ中央に開口部（孔）が形成された環状の円盤と、大径羽根の外周縁を連結する壁部材とを有している。この排水ポンプは、壁部材によって、動作を停止したときに吐出口側から吸入口側に流れる戻り水が緩衝され、スムーズに吸入口側へ落下する。そのため、戻り水がポンプハウジングの上部から噴出することがなくなる。

特許第３３１７８０８号公報

特許文献１に開示されている排水ポンプにおいて、吸い上げられたドレン水は、大径羽根によって回転方向に押され遠心力によって側方へ向かうが、壁部材に突き当たり上方に放出される。そのため、この排水ポンプは、ドレン水に与えられる遠心力が相対的に小さく、揚水能力が特段高いものではなかった。そして、回転羽根においてこのような壁部材のない構成を採用することでドレン水の側方への放出を可能として、遠心力をより大きくすることが可能となる。しかしながら、それでもドレン水の一部は上方に流れてしまうことがあり、より多くのドレン水に遠心力を与える点で改善が望まれていた。また、上方に流れるドレン水は、回転羽根の回転により吸い込まれた空気と混ざり合って気泡を生じ、騒音の原因にもなる。

そこで、本発明の目的は、揚水能力を効果的に高めつつ騒音を抑制できる排水ポンプ用回転羽根およびこの排水ポンプ用回転羽根を有する排水ポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る排水ポンプ用回転羽根は、排水ポンプに用いられる回転羽根であって、軸部と、前記軸部から放射方向に延びる複数の大径羽根と、前記大径羽根の下端に連結された複数の小径羽根と、前記複数の大径羽根の下端を連結しかつ前記複数の小径羽根が挿通される開口が中央に設けられた環状部材と、を有し、隣り合う前記大径羽根の間の空間が側方に開放されており、前記大径羽根における回転方向前方を向く面に、当該面に沿って流れる水の上昇を抑制する上昇流抑制部が設けられていることを特徴とする。

本発明においては、前記上昇流抑制部が、前記放射方向に延びる少なくとも１つ以上の凸条部であることが好ましい。

本発明においては、前記上昇流抑制部が、前記軸部の軸心方向と交差する少なくとも１つ以上の板部材であることが好ましい。

本発明においては、前記上昇流抑制部が、下方を向くように傾斜した面、または、下方を向く面であることが好ましい。

本発明においては、隣り合う前記複数の大径羽根の間に配置され、前記放射方向に延びる複数の補助羽根をさらに有し、前記補助羽根における回転方向前方を向く面に、当該面に沿って流れる水の上昇を抑制する上昇流抑制部が設けられていることが好ましい。

上記課題を解決するため、本発明の他の一態様に係る排水ポンプは、上記排水ポンプ用回転羽根と、前記回転羽根を収容するハウジングと、前記回転羽根を回転させるモータと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、大径羽根における回転方向前方を向く面に、当該面に沿って流れる水の上昇を抑制する上昇流抑制部が設けられている。このようにしたことから、大径羽根によって回転方向に押される水が上方に流れることを抑制し、側方により多くの水が流れるようにすることができる。そのため、より多くの水に遠心力を与えて揚水能力を効果的に高めるとともに、気泡の発生を減少させて騒音を抑制することができる。

本発明の第１実施例に係る排水ポンプを示す図である。 図１の排水ポンプが有する回転羽根を示す図である。 上昇流抑制部の断面形状を模式的に示す図である。 本発明の第２実施例に係る排水ポンプで用いられる回転羽根を示す図である。 本発明の第３実施例に係る排水ポンプで用いられる回転羽根を示す図である。 本発明の第４実施例に係る排水ポンプで用いられる回転羽根を示す図である。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例に係る排水ポンプの構成について図１〜図３を参照して説明する。本実施例に係る排水ポンプは、一例として、空気調和機の室内ユニットのドレンパン内に溜まったドレン水を外部に排出するためのものである。もちろん、この排水ポンプの用途は、ドレン水の排出に限られず、各種液体の排出や汲み上げなどに用いることができる。

図１は、本発明の第１実施例に係る排水ポンプを示す図であり、詳細には、排水ポンプの下部について吐出管の軸線を通る面で切断した部分断面図を含む正面図である。図２は、図１の排水ポンプが有する回転羽根を示す図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、順に斜視図、平面図および正面図である。図３は、上昇流抑制部の断面形状を模式的に示す図である。詳細には、図３（ａ）は第１実施例の上昇流抑制部（断面半円形状の凸条部）の断面を模式的に示す図である。図３（ｂ）〜図３（ｆ）は、図３（ａ）の変形例の上昇流抑制部の断面を模式的に示す図であり、順に、断面矩形状の凸条部、断面三角形状の凸条部、断面半円形状の２つの凸条部、下方を向くように傾斜した面、および、下方を向く面である。

図１に示すように、第１実施例の排水ポンプ１は、ハウジング１０と、カバー２０と、回転羽根３０と、モータ部４０と、上昇流抑制部５０と、を有している。本実施例において、ハウジング１０、カバー２０、回転羽根３０および上昇流抑制部５０は、合成樹脂製である。

ハウジング１０は、本体部１１と、吸込管１６と、吐出管１８とを一体に有している。本体部１１は、逆円錐台形状を有する底壁部１２と、底壁部１２の外周縁に連接された周壁部１３と、を有している。吸込管１６は、底壁部１２の中心から下方に延びており、下方に向く吸込口１７を有している。吐出管１８は、周壁部１３から側方（図１の左方向）に延び、側方を向く吐出口１９を有している。本実施例において、吐出管１８は、側方に直線状に延びているが、これに限定されるものではない。例えば、吐出口が上方を向く略Ｌ字状や円弧状に形成されていてもよい。本体部１１の周壁部１３の内周面１４には、吐出管１８への入口となる吐出管入口１５が設けられている。

ハウジング１０は、その内側に後述する回転羽根３０が配置される空間を有しており、当該空間をカバー２０とともに囲むことでポンプ室２５を形成（画定）している。

カバー２０は、略円板形状を有し、ハウジング１０の本体部１１の上部開口と嵌合されて、ハウジング１０に取り付けられる。カバー２０は、その中央に設けられた貫通孔２４に回転羽根３０の軸部３１が挿通されており、後述するモータ部４０のモータ駆動軸４２が軸部３１に連結されている。

回転羽根３０は、排水ポンプ用回転羽根であって、ポンプ室２５内に回転可能に収容されている。回転羽根３０は、軸部３１と、大径羽根３３と、小径羽根３４と、環状部材３６、３８と、を有している。回転羽根３０は、略平板状に形成された大径羽根３３および小径羽根３４を複数枚有しており、本実施例においてはそれぞれ４枚ずつ有している。

軸部３１は、円柱状に形成され、後述するモータ部４０のモータ駆動軸４２が嵌合される図示しない取付穴が上端部に設けられている。

複数の大径羽根３３は、軸部３１の外周面から放射方向（径方向）に延びている。複数の大径羽根３３は、回転方向に等間隔で配置されている。隣り合う大径羽根３３の間の空間は側方に開放されている。本実施例において、大径羽根３３における回転方向Ｒ前方を向く大径羽根前面３３ａ、および、回転方向Ｒ後方を向く大径羽根後面３３ｂは、平面状に形成されている。大径羽根３３は、それぞれの径方向外側端部がハウジング１０の周壁部１３の内周面１４と対向するようにポンプ室２５内に配置されている。

複数の小径羽根３４は、各大径羽根３３の下端における径方向内側部分に連結されている。下方寄りに設けられた環状部材３６は、円板形状を有し、中央に開口３７が設けられている。環状部材３６は、各大径羽根３３の下端における径方向外側部分を互いに連結している。上方寄りに設けられた環状部材３８は、円板形状を有し、中央に開口３９が設けられている。環状部材３８は、各大径羽根３３の上端における径方向外側部分を互いに連結している。小径羽根３４は、環状部材３６の開口３７を通り、吸込管１６に挿入されている。

上昇流抑制部５０は、大径羽根３３の大径羽根前面３３ａに、大径羽根３３と一体に設けられている。第１実施例において、上昇流抑制部５０は、軸部３１の外周面から大径羽根３３の径方向外側端部まで（すなわち放射方向に）延びる１本の凸条である。上昇流抑制部５０は、図３（ａ）に示すように、全体にわたって縦断面（図２（ｃ）のＸ−Ｘ線に沿う断面）が半円形状となるように形成されている。なお、この上昇流抑制部５０に代えて、図３（ｂ）に示す縦断面が矩形状の凸条からなる上昇流抑制部５１や、図３（ｃ）に示す縦断面が三角形状の凸条からなる上昇流抑制部５２を採用してもよい。または、上記上昇流抑制部５０に代えて、図３（ｄ）に示すように、複数本の凸条からなる上昇流抑制部５３を採用してもよい。

または、図３（ｅ）に示すように、大径羽根前面３３ａが上端から下端にわたる山形状の縦断面を有しており、凸条の上記上昇流抑制部５０に代えて、下方を向くように傾斜した面５４ａからなる上昇流抑制部５４を採用してもよい。または、図３（ｆ）に示すように、大径羽根前面３３ａがノコギリ刃形状の縦断面を有しており、凸条の上記上昇流抑制部５０に代えて、下方を向く面５５ａからなる上昇流抑制部５５を採用してもよい。図３（ｅ）の下方を向くように傾斜した面５４ａは、放射方向に延び、回転羽根３０の回転軸Ｌとなす角αが１５度となる。角αは１０度≦α≦４５度の範囲内が好ましい。図３（ｆ）の下方を向く面５５ａは、放射方向に延び、回転羽根３０の回転軸Ｌとなす角βが９０度となる。

モータ部４０は、モータケース４１に収容され、モータケース４１の上端部には、係止部４３を介してブラケット４４が取り付けられている。ブラケット４４には、排水ポンプ１を他の機器に取り付けるための取付部４５が設けられている。モータ部４０は、取付部材４６によってカバー２０に固定されている。

次に、本実施例の排水ポンプ１の動作（作用）について説明する。

モータ部４０により回転羽根３０が回転されると、ドレン水が吸込口１７からポンプ室２５内に吸い上げられる。ポンプ室２５内のドレン水は、大径羽根３３によって回転方向Ｒに押されて径方向外側に向かい遠心力が生じる。このとき、ドレン水の一部が上方に流れようとするが、上昇流抑制部５０に突き当たり径方向外側に導かれる。これによって、より多くのドレン水が側方に流れて遠心力が与えられる。そして、ドレン水は大径羽根前面３３ａ沿って径方向内側から外側に向かって流れてハウジング１０の周壁部１３の内周面１４に突き当たる。そして、大径羽根３３が吐出管入口１５を通過する際に、ドレン水が吐出管入口１５に流れ込み、吐出管１８を通って吐出口１９から排出される。

以上より、本実施例の排水ポンプによれば、大径羽根前面３３ａに、当該大径羽根前面３３ａに沿って流れる水の上昇を抑制する縦断面が半円形状の１本の凸条からなる上昇流抑制部５０が設けられている。このようにしたことから、大径羽根３３によって回転方向Ｒに押される水が上方に流れることを抑制し、側方により多くの水が流れるようにすることができる。そのため、より多くの水に遠心力を与えて揚水能力を効果的に高めるとともに、気泡の発生を減少させて騒音を抑制することができる。図３（ｂ）〜（ｆ）に示す上昇流抑制部５１〜５５においても同様の効果を奏する。

（第２〜第４実施例）
以下、本発明の第２〜第４実施例に係る排水ポンプに用いられる回転羽根の構成について図４〜図６を参照して説明する。

図４〜図６は、順に、本発明の第２〜第４実施例に係る排水ポンプに用いられる回転羽根を示す図であり、各図において（ａ）〜（ｃ）は、順に斜視図、平面図および正面図である。なお、第２〜第４実施例に係る排水ポンプは、上述した第１実施例に係る排水ポンプと回転羽根３０以外は同一の構成を有するため、ハウジング１０、カバー２０およびモータ部４０の図示および説明を省略する。また、図４〜図６において、上述した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施例に係る排水ポンプに用いられる回転羽根３０Ａは、上昇流抑制部５０より短い１本の凸条からなる上昇流抑制部５０Ａを有しており、それ以外は回転羽根３０と同一の構成を有している。

第２実施例の上昇流抑制部５０Ａは、大径羽根３３の大径羽根前面３３ａに、大径羽根３３と一体に設けられている。上昇流抑制部５０Ａは、放射方向に延びる１本の凸条であり、環状部材３６、３８の内周縁に対応する箇所から大径羽根３３の径方向外側端部まで延びている。上昇流抑制部５０Ａは、全体にわたって縦断面が半円形状となるように形成されている。

第３実施例に係る排水ポンプに用いられる回転羽根３０Ｂは、１枚の平面視扇形状の平板部材からなる上昇流抑制部５０Ｂを有しており、それ以外は回転羽根３０と同一の構成を有している。

第３実施例の上昇流抑制部５０Ｂは、大径羽根３３の大径羽根前面３３ａに、大径羽根３３と一体に設けられている。上昇流抑制部５０Ｂは、軸部３１から径方向外側端部までを半径とした中心角が３０度の平面視扇形状を有し、軸部３１の軸心方向である回転軸Ｌと直交するように配置された１枚の平板部材である。上昇流抑制部５０Ｂは、回転軸Ｌと交差するように配置されていてもよい。

第３実施例において、上昇流抑制部５０Ｂは中心角が３０度の扇形状である。これ以外にも、例えば、上昇流抑制部５０Ｂは、中心角が９０度近い扇形状に形成され、その回転方向Ｒ前方の縁部５８が、隣接する大径羽根３３の大径羽根後面３３ｂと若干の隙間を空けて当該大径羽根後面３３ｂの近傍に配置されていてもよい。または、中心角が９０度近い扇形状の平板部材が大径羽根後面３３ｂに設けられ、その回転方向Ｒ後方の縁部が、隣接する大径羽根３３の大径羽根前面３３ａと若干の隙間を空けて当該大径羽根前面３３ａの近傍に配置された構成も考えられる。

第４実施例に係る排水ポンプに用いられる回転羽根３０Ｃは、上述した第１実施例の回転羽根３０において、上方寄りに設けられた環状部材３８を省略しており、それ以外は回転羽根３０と同一の構成を有している。

これら第２〜第４実施例に係る排水ポンプにおいても、上述した第１実施例の排水ポンプと同様の効果を奏する。

上述した第１実施例では、回転羽根３０が、大径羽根３３および小径羽根３４を有する構成であったが、隣接する大径羽根３３の間に放射方向に延びる補助羽根をさらに設けた構成でもよい。さらには、補助羽根における回転方向Ｒ前方を向く補助羽根前面に、上昇流抑制部５０と同様の上昇流抑制部を設けた構成でもよい。第２〜第４実施例においても同様である。

上述した第１実施例では、回転羽根３０が、２つの環状部材３６、３８を有する構成であったが、環状部材を３つ以上有する構成でもよい。この構成においては、各環状部材間に大径羽根が配置される。第２〜第４実施例においても同様である。

上記に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…排水ポンプ、１０…ハウジング、１１…本体部、１２…底壁部、１３…周壁部、１４…内周面、１５…吐出管入口、１６…吸込管、１７…吸込口、１８…吐出管、１９…吐出口、２０…カバー、２４…貫通孔、２５…ポンプ室、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…回転羽根、３１…軸部、３３…大径羽根、３３ａ…大径羽根前面、３３ｂ…大径羽根後面、３４…小径羽根、３６、３８…環状部材、３７、３９…開口、４０…モータ部、４１…モータケース、４２…モータ駆動軸、４３…係止部、４４…ブラケット、４５…取付部、４６…取付部材、５０〜５４…上昇流抑制部、５４ａ…下方を向くように傾斜した面、５５ａ…下方を向く面、５８…縁部、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ…上昇流抑制部、Ｒ…回転方向

Claims (6)

1. 排水ポンプに用いられる回転羽根であって、
   軸部と、
   前記軸部から放射方向に延びる複数の大径羽根と、
   前記大径羽根の下端に連結された複数の小径羽根と、
   前記複数の大径羽根の下端を連結しかつ前記複数の小径羽根が挿通される開口が中央に設けられた環状部材と、を有し、
   隣り合う前記大径羽根の間の空間が側方に開放されており、
   前記大径羽根における回転方向前方を向く面に、当該面に沿って流れる水の上昇を抑制する上昇流抑制部が設けられていることを特徴とする排水ポンプ用回転羽根。
2. 前記上昇流抑制部が、前記放射方向に延びる少なくとも１つ以上の凸条部であることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ用回転羽根。
3. 前記上昇流抑制部が、前記軸部の軸心方向と交差する少なくとも１つ以上の板部材であることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ用回転羽根。
4. 前記上昇流抑制部が、下方を向くように傾斜した面、または、下方を向く面であることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ用回転羽根。
5. 隣り合う前記複数の大径羽根の間に配置され、前記放射方向に延びる複数の補助羽根をさらに有し、
   前記補助羽根における回転方向前方を向く面に、当該面に沿って流れる水の上昇を抑制する上昇流抑制部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の排水ポンプ用回転羽根。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の排水ポンプ用回転羽根と、
   前記回転羽根を収容するハウジングと、
   前記回転羽根を回転させるモータと、を有することを特徴とする排水ポンプ。