JP3511044B2 - ドレン排水ポンプ - Google Patents
ドレン排水ポンプInfo
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Description
空調機の室内ユニットの熱交換器表面等で結露するドレ
ンを機外に排水するのに好適なドレン排水ポンプに関す
る。
の熱交換器の表面には空気の冷却により多量の結露を生
じるので、このドレンを機外に排水する必要がある。そ
のために、一般に、空調機の底部にドレンを収集するド
レンパンを設け、ここに排水ポンプを取り付け、この排
水ポンプを適宜運転し、ドレンを機外、あるいは室外に
排水するようにしている。そして、そのための排水ポン
プとして各種のものが用いられている。
て、特開平9−145085号公報に記載されているよ
うなものが知られている。これを図11、図12により
説明すると、このドレン排水ポンプは、ポンプ本体10
0と同ポンプ本体100のポンプ室120内に回転可能
に配設されたインペラ200とで構成されている。ポン
プ本体100はその上部を覆うカバー101を有すると
ともに、ポンプ本体100は円筒形のハウジング110
により構成されるポンプ室120とを有し、ポンプ室1
20の中央下部に下端部が吸込口150を形成する吸込
管140とポンプ室120の上部側面に水平方向に延び
吐出口170を形成する吐出管160とが設けられてい
る。さらに、カバー101の上部にモ−タ180が取り
付けらている。
を嵌入可能な嵌入孔を上端部に形成されたシャフト部2
10とシャフト部210から放射方向に設けられた板状
の複数の主翼220と、主翼220の下方に設けられて
いる補助羽根290と、主翼220の外周と補助羽根2
90に連設しシャフト部210と空隙230を隔てて設
けられたドレン水ガイド部250とを備え、ドレン水ガ
イド部250は下面を逆円錐面240に形成されるとと
もに、上面にインペラ200の回転方向と反対の垂直面
260から隣接する主翼220におけるインペラ200
の回転方向垂直面270に至るまで連続的に上方に傾斜
するガイド面280が形成されている。符号290は、
ドレン水ガイド部250の下方に設けられた補助羽根を
示している。
ラ200がポンプ室120内で回転すると、ポンプ本体
100の吸込管140の底部開口に接するドレンパン
(図示せず)のドレンが吸込口150より吸引されてポ
ンプ室120に吸上げられ、補助羽根290の回転によ
って撹拌され、遠心力を付与されてポンプ室120の逆
円錐形内面に沿って上昇する。この時、ポンプ室120
内にはカバー101の中心部上方の開口111から外気
が導入されるので、ポンプ室120内のドレン水はその
中心がほぼ放物面をなす自由面を形成する。
遠心力を付与されてポンプ室120の逆円錐形内面に沿
って上昇するドレン水は、ドレン水ガイド部250の下
面の逆円錐形面240に案内されつつ更にポンプ室12
0の内面に沿って上昇し、ドレン水ガイド部250とポ
ンプ室120の内壁との間を上昇する。それによりこの
ドレン水は主翼220によって高速で撹拌されることと
なり、ドレン水には大きな速度エネルギ−が与えられ、
その速度エネルギ−はポンプ室120の内壁を押圧する
圧力エネルギ−に変換され、ドレン水は、ポンプ室12
0の上方側面の吐出口170から外部に排出される。
従来のドレン排水ポンプでは、回転する主翼220の遠
心力によってドレン水に速度エネルギ−を与え、中心部
に外気を導入する構成となっているため、ドレン水は空
気と混合した状態で主翼220に撹拌されることとな
り、気泡が発生する。特に低揚程での運転では負荷が小
さくなるため、ポンプ室内の自由表面は、ポンプ室内の
圧力が低くなることと主翼220の回転数が増加するこ
ととにより遠心力で半径方向外側へ広げられる。その結
果、主翼220によって自由表面が乱され気泡が発生す
る。この気泡が主翼220やポンプ室の内壁等に衝突
し、騒音や振動が大きくなるなどの課題がある。
善により、エアコンの運転音の低騒音化が進み、エアコ
ンで使用するドレンポンプの運転音も改善されてきた。
また、最近はエアコンの小型化、薄型化が進み、エアコ
ンの性能改善以外に施工上の自由度も重要視されてきて
いる。その結果、ドレン排水ポンプに要求される性能
も、より高揚程化と運転音の低音化が必要になってきて
いる。即ち、エアコンの施工性を向上させるために、高
揚程化が必要になり、更にエアコンのドレン排水口より
直接機外へ排水される場合は、低揚程化も求められ、い
ずれの場合も静音化が合わせて必要になっている。
題を解決するために、下端部に吸込口が形成され上部側
面に吐出口が形成されたポンプ本体と、該ポンプ本体内
に回動可能に配設されるインペラと、該インペラを回転
させるモ−タとを備え、前記インペラが、前記モ−タの
出力軸に連結されるシャフト部と、該シャフト部の軸線
方向に向かって延び内端部が前記シャフト部から離れて
位置するように配設された複数の羽根を有し、前記シャ
フト部の下方に軸方向に沿って板状の補助羽根が取り付
けられるとともに前記各羽根の下端部と連結されて、前
記補助羽根との間に中空部を有するドレンガイド面が形
成されたドレン排水ポンプにおいて、前記羽根の外周
に、均一な高さを有するドレン水整流環が前記シャフト
部から一定半径を隔てて前記ドレンガイド面の外周縁に
立設され、前記ドレン水整流環の内側に、上面に形成さ
れたガイド面が前記羽根におけるインペラの回転方向と
は反対側の垂直面から隣接する羽根における前記インペ
ラの回転方向の垂直面に至るまで連続的に上方に傾斜す
る形状に形成されているドレン水ガイド部が設けられ、
前記のドレン水整流環と該ドレン水整流環の内側に設け
たドレン水ガイド部との協働作用により、ドレン水に気
泡が発生するのを抑制し、騒音、振動の低減を可能にし
て課題解決の手段としている。
水ガイド部を形成されたドレン水整流環を設けたことに
より、遠心力によって半径方向外側に広げられた自由表
面が羽根外周で撹拌されることが無くなり、気泡の発生
が抑制される。また、ドレン水ガイド部によって羽根に
よるドレン水を円滑に排水させることが可能となる。
て説明する。図1乃至図4は、本発明の第一実施形態を
示すもので、図1はその全体を一部断面で示す側面図、
図2はインペラの上面図、図3はインペラの斜視図、図
4はインペラの正面図である。この第一実施形態のドレ
ン排水ポンプも、前記従来のドレン排水ポンプとほぼ同
一の構成のポンプ本体2を備えている。すなわち、内面
が中空の円筒形のポンプ室1を備えるポンプ本体2は、
下端に吸入口3を有し、上方の側部に排出口4を備え、
排出口4には排出管(図示せず)が連結されている。ポ
ンプ本体2の上方開口部には、Oリング6を介してスナ
ップフィット(図示せず)により蓋体8が固定されてい
る。蓋体8の中央には水切り部9が形成されており、水
切り部9の上方中心部には開口10が形成され、この開
口10の下端部には、内面が下方に曲げられた水切り面
部11が形成されている。
支柱12にはモータ13が固定されている。モータ13
の回転軸14は下方に突出して蓋体8の開口10を貫通
し、後に詳述するインペラ20に固定されていて、モー
タ13の駆動時には、回転軸14を介してインペラ20
がポンプ室1内で回転するようになっている。回転軸1
4の開口10の上方には水切り板15が取り付けられて
おり、ポンプ停止時のドレンホース内の戻り水がインペ
ラ20の上方から回転軸14の外周を伝わって上昇し、
モータ内にドレン水が入ることを防止する構成となって
いる。
に、インペラ20に、モータ13の回転軸14に連結さ
れるシャフト部21が設けられており、このシャフト部
21の軸線方向に向かって延びるとともに、内端部がシ
ャフト部21から離れて位置するように8枚の羽根(主
翼)22が配設されている。更に、シャフト部21の下
方に軸方向に沿って、略長方形の2枚の板体を互いに十
字状に結合して形成した補助羽根29が取り付けられる
とともに各羽根22の下端部と連結されて、補助羽根2
9との間に中空部23を有するドレンガイド面24が設
けられている。シャフト部21の頂端部に回転軸14の
下端部を嵌入可能な孔21aが形成されている。符号3
0は羽根部材の外周に前記モ−タの回転軸から一定半径
を隔てて配設されたリング状のドレン水整流環を示して
おり、このドレン水整流環30は羽根の外周にシャフト
部21から一定半径を隔ててドレンガイド面24の外周
縁に立設されている。そして、ドレン水整流環30の内
側に、ドレン水ガイド部25が設けられている。このド
レン水整流環30は後述の垂直面27と同じ高さの環状
周壁で構成されており、その内側に、ドレン水ガイド部
25が一体的に設けられている。
リング状のドレン水整流環30の内面に形成されてお
り、このドレン水ガイド部25は、その上面に形成され
たガイド面28を備えていて、このガイド面28は羽根
22におけるインペラ20の回転方向とは反対側の垂直
面26から隣接する羽根22におけるインペラの回転方
向の垂直面27に至るまで連続的に上方に傾斜する形状
に形成されている。つまり、ドレン水ガイド部25は、
垂直面26,27と、インペラ20の回転方向とは反対
側の垂直面26から、隣接する羽根22におけるインペ
ラの回転方向の垂直面27に至るまで連続的に上方に傾
斜するガイド面(傾斜面)28とによって構成されてい
る。そして、この実施形態のものではガイド面28を8
個備えている。
フト部21から離れて配設されている。すなわち、リン
グ状のドレン水ガイド部25の内側に、上記シャフト部
21の軸心方向に向かって延びるとともに、内端部がシ
ャフト部21から離れて位置する8枚の羽根22が取り
付けられている。
体をほぼ逆円錐状に形成されたドーナツ状のドレンガイ
ド板により連結されて、前記ドレンガイド面24を構成
しており、補助羽根29との間に中空部23が形成され
ている。そして、ドレンガイド面24の内端縁は、補助
羽根29で支持される構成となっている。ポンプ室1の
底面1a(図1)も、ドレンガイド面24とほぼ類似の
逆円錐状に形成されている。
環30の内側にリング状のドレン水ガイド部が設けられ
ている。換言すれば、シャフト部21から一定半径を隔
ててリング状のドレン水整流環30が設けられ、このド
レン水整流環30の内側にリング状のドレン水ガイド部
25が設けられ、このドレン水ガイド部25にインペラ
20の回転方向とは反対側の垂直面26から隣接する羽
根部材22におけるインペラの回転方向の垂直面27に
至るまで連続的に上方に傾斜するガイド面28が設けら
れた構成となっていて、ドレンガイド面24、ドレン水
ガイド部25、ドレン水整流環30、羽根22、補助羽
根29及びシャフト部21は、合成樹脂材の一体成形に
より形成されてインペラ20を構成している。
内で回転するとき、ポンプ室1の下端の吸入口3よりド
レンパンのドレン水が上方まで溜まっていると、そのド
レン水はインペラ20の補助羽根29の回転によって撹
拌され、遠心力を付与されてポンプ室1の逆円錐形底面
1aに沿って上昇する。この時、ポンプ室1内には、蓋
8の中心部上方の開口10から大気圧が導入されるの
で、ポンプ室内のドレン水はその中心が略放物面をなす
自由表面が形成される。この点は前記の従来のものと同
様である。
プ室1の内面に沿って上昇するドレン水は、補助羽根2
9の上方に形成されたドレン水ガイド部25の下面のド
レンガイド面24に案内されつつ更にポンプ室1の内面
に沿って上昇し、ドレン水ガイド部25とポンプ室1の
内壁との間を上昇するが、この行程時、羽根22の外周
にドレン水ガイド部25が形成されているドレン水整流
環30の作用により、遠心力によって半径方向外側に広
げられた自由表面を羽根外周が撹拌されることが無くな
り、気泡の発生を抑制することができ、その結果、騒
音、振動の低減が可能となる。また、ドレン水ガイド部
25が、羽根22によるドレン水の水流がドレン水整流
環30にぶつかり、流れが乱れるのを抑制するよう作用
して、円滑な排水を行うことが可能となる。
水ポンプによれば、ドレン水整流環30と該ドレン水整
流環30の内側に設けたドレン水ガイド部25とが協働
して、ドレン水に気泡が発生するのを抑制して騒音、振
動の低減を可能とするとともに、羽根22によりドレン
水の水流がドレン水整流環30に衝突して乱流となるの
を抑制して円滑な排水を可能とするなどの効果を得るこ
とができる。
V,50/60Hzの条件下でこの実施形態のドレン排
水ポンプを無響箱の中に設置し、マイクをテスター上面
より50cmに位置させて騒音計によって、揚程を変え
て測定した。その測定結果は、図5(a),(b)に示
す通りである。図5の騒音比較グラフにおいて、(a)
は50Hz時を、(b)は60Hz時をそれぞれ示して
おり、各図における線Aはこの実施形態のドレン排水ポ
ンプの騒音を、線Bは前記の従来のドレン排水ポンプの
騒音をそれぞれ示している。
トによる揚程バランス(揚程と音圧との関係)の比較グ
ラフで、(a)は50Hz時を、(b)は60Hz時を
それぞれ示しており、各図における線Aはこの実施形態
のドレン排水ポンプの揚程バランスを、線Bは前記の従
来のドレン排水ポンプの揚程バランスをそれぞれ示して
いる。これらの実験結果により、この第一実施形態のド
レン排水ポンプが、騒音、揚程バランスの点において、
前記の従来のドレン排水ポンプよりも優れた効果を有す
ることが理解できる。
施形態について説明する。この第二実施形態のものは、
インペラ20が、シャフト部21の軸線方向に向かって
延び、内端部がシャフト部21から離れて位置するよう
に配設された8枚の羽根22を有し、シャフト部21の
下方に軸方向沿って十字状の補助羽根29が取り付けら
れるとともに各羽根22の下端部と連結されて、補助羽
根29との間に中空部23を有するドレンガイド面24
を有し、各羽根22の外周にシャフト部21から一定半
径を隔てて配設されたリング状のドレン水整流環30が
設けられ、該ドレン水整流環30の内側にドレン水ガイ
ド部25が設けられている点で前記の第一実施形態のも
のと同様であるが、この第二実施形態のものでは、ドレ
ン水ガイド部25が、ドレン水整流環30の内面に形成
されたシャフト部21の軸方向に沿う複数の凹溝25a
で構成されている点で前記の第一実施形態のものと構成
上相違する。このように構成したことによりこの第二実
施形態のものでは、前記第一実施形態のものの上述の作
用効果のほか、傾斜面などを形成する作業を省略できる
ので、製造コストを低くできる効果が得られる。
実施形態について説明する。この第三実施形態のもの
は、インペラ20が、シャフト部21の軸線方向に向か
って延び、内端部がシャフト部21から離れて位置する
ように配設された8枚の羽根22を有し、シャフト部2
1の下方に軸方向に沿って十字状の補助羽根29が取り
付けられるとともに各羽根22の下端部と連結されて、
補助羽根29との間に中空部23を有するドレンガイド
面24を有し、各羽根22の外周にシャフト部21から
一定半径を隔てて配設されたリング状のドレン水整流環
30が設けられ、該ドレン水整流環30の内側にドレン
水ガイド部25が設けられている点で前記の第一実施形
態のものと同様であるが、この第三実施形態のもので
は、ドレン水ガイド部25が、ドレン水整流環30の内
面に形成されたシャフト部21の軸方向に沿う複数の凸
溝25bで構成されている点で前記の第一実施形態のも
のと構成上相違する。この様に構成したことにより、こ
の第三実施形態のものでは、前記第一実施形態のものの
上述の作用効果のほか、傾斜面などを形成する作業を省
略できるので、製造コストを低くできる効果が得られ
る。
形態について説明する.この第四実施形態のものでは、
インペラ20が、シャフト部21の軸線方向に向かって
延び、内端部が前記シャフト部から離れて位置するよう
に配設された8枚の羽根22を有し、シャフト部の下方
に軸方向に沿って板状の補助羽根29が取り付けられる
とともに各羽根22の下端部と連結されて、補助羽根2
9との間に中空部23を有するドレンガイド面24が形
成され、羽根22の外周に、ドレン水整流環30がシャ
フト部21から一定半径を隔ててドレンガイド面24の
外周縁に立設され、ドレン水整流環30の内側に、ドレ
ン水ガイド部25が設けられ、ドレン水ガイド部25が
ドレン水整流環30の内面に間隔を隔てて設けられてた
複数の傾斜面28で構成されている点で前記の第一実施
形態のものと同様であるが、この第四実施形態のもので
は、補助羽根29が下方に行くにつれて横幅が減少する
三角形の一枚の板体29aで構成されている点で相違す
る。なお、この第四実施形態のものでは、ポンプ本体2
の吸込口3の形状が、補助羽根29aの形状に合わせて
逆円錐台形状3aに形成されていることはいうまでもな
い。この第四五実施形態のものでは、前記の第一実施形
態のものの上述の作用効果のほか、補助羽根29aをそ
の平面において、下方ほど幅が狭くなる三角形に形成し
たことにより、補助羽根29aの回転によりポンプ室1
の内面に沿って上昇するドレン水に作用する遠心力が、
ドレン水の上昇するにしたがって次第に増大し、ポンプ
の吐出能力を増すという作用効果が奏される。
施形態について説明する。この第五実施形態のものは、
前記の第一実施形態の変形例に相当するもので、インペ
ラ20を構成する8枚の羽根22の内、1枚おきに、4
枚の羽根22aがそれらの各内端部をシャフト部21ま
で延長されてシャフト部21に取り付けられている点
で、第一実施形態のものと構成上相違しているが、この
外の構成および作用効果において異なるところはない。
本体2の内壁とインペラ20との間隙は3mm以下、好
ましくは1.5mm〜2.0mmが適切である。
次のような効果が得られる。 (1)ドレン水整流環30と該ドレン水整流環30の内
側に設けたドレン水ガイド部25とが協働して、ドレン
水に気泡が発生するのを抑制することができる。 (2)上記(1)により、騒音、振動の低減が可能とな
る。 (3)羽根によりドレン水の水流がドレン水整流環に衝
突して乱流となるのを抑制するので、円滑な排水が可能
となる。 (4)補助羽根をその平面において、下方ほど幅が狭く
なる三角形に形成したことにより、補助羽根の回転によ
りポンプ室の内面に沿って上昇するドレン水に作用する
遠心力が、ドレン水の上昇するにしたがって次第に増大
し、ポンプの吐出能力を増加することが可能となる。
プの全体を一部断面で示す側面図である。
との騒音比較試験結果を示すグラフで、(a)は50H
z運転時を、(b)は60Hz運転時を示している。
との揚程バランス比較試験結果を示すグラフで、(a)
は50Hz運転時を、(b)は60Hz運転時を示して
いる。
排水ポンプのインペラの斜視図、(b)は同平面図、
(c)は同側面図である。
排水ポンプのインペラの斜視図、(b)は同平面図、
(c)は同側面図である。
水ポンプの全体を一部断面で示す側面図である。
排水ポンプの全体を一部断面で示す側面図である。
示す側面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 下端部に吸込口が形成され上部側面に吐
出口が形成されたポンプ本体と、該ポンプ本体内に回動
可能に配設されるインペラと、該インペラを回転させる
モ−タとを備え、前記インペラが、前記モ−タの出力軸
に連結されるシャフト部と、該シャフト部の軸線方向に
向かって延び内端部が前記シャフト部から離れて位置す
るように配設された複数の羽根を有し、前記シャフト部
の下方に軸方向に沿って板状の補助羽根が取り付けられ
るとともに前記各羽根の下端部と連結されて、前記補助
羽根との間に中空部を有するドレンガイド面が形成され
たドレン排水ポンプにおいて、 前記羽根の外周に、均一な高さを有するドレン水整流環
が前記シャフト部から一定半径を隔てて前記ドレンガイ
ド面の外周縁に立設され、前記ドレン水整流環の内側
に、上面に形成されたガイド面が前記羽根におけるイン
ペラの回転方向とは反対側の垂直面から隣接する羽根に
おける前記インペラの回転方向の垂直面に至るまで連続
的に上方に傾斜する形状に形成されているドレン水ガイ
ド部が設けられていることを特徴とするドレン排水ポン
プ。 - 【請求項2】 前記ドレン水ガイド部が、ドレン水整流
環の内面に設けられた前記シャフト部の軸方向に沿う複
数の凹溝で構成されている請求項1記載のドレン排水ポ
ンプ。 - 【請求項3】 前記ドレン水ガイド部が、ドレン水整流
環の内面に設けられた前記シャフト部の軸方向に沿う複
数の凸溝で構成されている請求項1記載のドレン排水ポ
ンプ。 - 【請求項4】 前記補助羽根が、略長方形の2枚の板体
を互いに十字状に結合して形成されている請求項1記載
のドレン排水ポンプ。 - 【請求項5】 前記補助羽根が、その平面において下方
ほど幅が狭くなる三角形に形成されている請求項1記載
のドレン排水ポンプ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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