JP3711998B2 - ドレンポンプ及びそれを備えた空気調和装置 - Google Patents

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１４、図１５及び図１６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１４は、空気調和装置１の外観斜視図（天井は省略）である。図１５は、空気調和装置１の概略側面断面図であって、図１６のＡ−Ａ断面図である。図１６は、空気調和装置１の概略平面断面図であって、図１５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３０８が配置されている。ドレンポンプ３０８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３０８は、図１７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を中心として回転可能な羽根車３８２と、ポンプケーシング８１の上側に配置されており羽根車３８２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３０８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１７は、従来のドレンポンプ３０８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３８２の軸部９１の回転軸線をＰ−Ｐ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８４ｂ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。吐出ノズル部８４ｃは、図１６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。

羽根車３８２は、図１８及び図１９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３９２と、主羽根３９２の下側に配置された補助羽根９４と、主羽根３９２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１８は、図１７のポンプケーシング８１付近を示す拡大図である。図１９は、従来のドレンポンプ３０８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。

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３９２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３９５と、各第１羽根３９５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３９６とから構成されている。第１羽根３９５の上端部の高さ位置（以下、図１８に示されるように、開口部９３ａの上端面から第１羽根３９５及び第２羽根３９６の上端部までの高さを羽根高さＨ１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３９６の上端部の羽根高さＨ１は、その内周部から外周部まで第１羽根３９５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３９２の外周縁部を結ぶように配置されている。仕切部９３ｂの上端部は、主羽根３９２の上端部よりも低い位置に配置されている（以下、図１８に示されるように、開口部９３ａの上端面から受皿部９３の仕切部９３ｂの上端部までの高さを受皿高さＨ２とする）。すなわち、主羽根３９２の上端部は、羽根車３８２の側面視において、仕切部９３ｂの上端部よりも上側に突出している。また、仕切部９３ｂの外形寸法Ｄは、主羽根３９２の外径とほぼ同じ又はわずかに小さくなっている。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３０８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しているため、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、主羽根３９２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、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３９２に接するドレン水が吐出されることとなる（例えば、特許文献１、２、３及び４参照。）。

しかも、ドレンポンプ３０８は、発停することなく、水位ｈ（図１８参照）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３０８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３０８の本体部８４ａ内では、水位ｈが低下するにつれて、主羽根３９２の軸部９１と同心円状に空気層（図１８及び図１９の気液界面Ｘ参照）が拡大するため、主羽根３９２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３０８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３９２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３０８の吐出流量が増加する。このように、従来のドレンポンプ３０８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。

また、例えば、ドレン吐出口８１ｂ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３０８の揚程が低くなるため、主羽根３９２の軸部９１と同心円状に空気層が拡大することになる。
このようなドレンポンプ３０８は、一般に、羽根車が完全に水没した型式のポンプに比べて、主羽根３９２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３９２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３９２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１８及び図１９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。

これに対して、仕切部９３ｂの上端部の上を気液界面Ｙがスムーズに流れるようにすることで運転音を小さくすることを目的として、図２０に示されるように、主羽根３９２（具体的には、第１及び第２羽根３９５、３９６）の外周部に、仕切部９３ｂの上端部よりも上側の部分（すなわち、羽根高さＨ１と受皿高さＨ２との間の部分）のみに傾斜部３９５ａ、３９６ａを設けた羽根車３８２を採用したものもあるが、この場合でも、運転音を十分に小さくすることができない。
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

本発明の課題は、低揚程時におけるドレンポンプの運転音を小さくすることにある。

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、軸部の外周側に配置されており外周部が外周縁部に向かうにつれて羽根高さが小さくなるように傾斜している主羽根と、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いる。受皿部は、その外周縁部から上方に向かって延びる環状の仕切部をさらに有している。主羽根の外周縁部は、仕切部の上端部よりも低い位置に配置されている。

このドレンポンプでは、周速度の高い主羽根の外周縁部が仕切部の上端部よりも低い位置に配置されているため、低揚程時に、空気と水との気液界面が周速度の高い外周部まで拡大する場合においても、気液界面と主羽根の外周部との衝突を緩和することができて、運転音を小さくすることができる。特に、低揚程の運転条件とともに、低水位の運転条件が重なる場合には、効果的に運転音を小さくすることができる。

しかも、仕切部の上端部よりも低い位置に配置されている部分が、周速度の高く運転音への影響が大きい主羽根の外周縁部であるため、主羽根の外周縁部の近傍における気液界面と主羽根との衝突を緩和しつつ、運転音への影響が比較的小さい主羽根の内周部については気液界面と主羽根との衝突を緩和する効果を小さくして、主羽根の送水仕事をすることが可能な有効面積を確保するようにしているため、ドレンポンプの性能の低下を極力抑えることができる。

また、このドレンポンプでは、主羽根の外周部の羽根高さが外周縁部に向かうにつれて低くなるように形成されており、主羽根の外周部において、主羽根の送水仕事をすることが可能な有効面積がさらに確保されやすくなっているため、ドレンポンプの性能の低下をさらに抑えることができる。
これにより、このドレンポンプでは、ポンプ性能の低下を抑えつつ、低揚程時の運転音を小さくすることができる。

請求項２に記載のドレンポンプは、請求項１において、主羽根の外周縁部は、仕切部の内周面よりも内周側に配置されている。
このドレンポンプでは、主羽根の外周縁部が受皿部の仕切部の内周面よりも内周側に配置されており、主羽根の直径が受皿部の内周面の直径よりも小さくなっているため、主羽根の外周縁部における気液界面と主羽根との衝突を緩和する効果を高めることができる。

請求項３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、軸部の外周側に配置される主羽根と、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いる。主羽根は、その内周縁部から外周縁部に向かって羽根高さが低くなるように形成されている。

このドレンポンプでは、主羽根の羽根高さがその内周縁部から外周縁部に向かって低くなっているため、低揚程時に、空気と水との気液界面が周速度の高い外周部まで拡大する場合、及び、低揚程時に、水位が上昇して水位が低い場合よりも気液界面が内周部に位置する場合のいずれにおいても、気液界面と主羽根との衝突を緩和することができる。
これにより、このドレンポンプでは、水位の変化により気液界面の位置が変化する場合においても、低揚程時の運転音を小さくすることができる。

請求項４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、軸部の外周側に配置される主羽根と、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いる。主羽根は、少なくとも外周部に、羽根高さが凹凸状に変化する凹凸部が形成されている。

このドレンポンプでは、周速度の高い主羽根の外周部に凹凸部が形成されているため、低揚程時に、空気と水との気液界面が周速度の高い外周部まで拡大する場合においても、気液界面と主羽根の外周部との衝突を緩和することができて、運転音を小さくすることができる。特に、低揚程の運転条件とともに、低水位の運転条件が重なる場合には、効果的に運転音を小さくすることができる。

しかも、凹凸部が主羽根の内周部にも形成されている場合には、低揚程時に、空気と水との気液界面が周速度の高い外周部まで拡大する場合、及び、低揚程時に、水位が上昇して水位が低い場合よりも気液界面が内周部に位置する場合のいずれにおいても、気液界面と主羽根との衝突を緩和することができる。
これにより、このドレンポンプでは、水位の変化により気液界面の位置が変化する場合においても、低揚程時の運転音を小さくすることができる。

請求項５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１〜４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、低揚程時の運転音が小さいドレンポンプをドレンパンに溜まったドレン水の排出に使用しているため、空気調和装置全体の騒音を小さくすることができる。

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、低揚程時の運転音を小さくすることができる。
請求項２にかかる発明では、主羽根の外周部における気液界面と主羽根との衝突を緩和する効果を高めることができる。
請求項３にかかる発明では、低揚程時の運転音を小さくすることができる。

請求項４にかかる発明では、低揚程時の運転音を小さくすることができる。
請求項５にかかる発明では、空気調和装置全体の騒音を小さくすることができる。

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。
［第１実施形態］
（１）ドレンポンプの構成及び動作
図１及び図２に空気調和装置１（図１４〜図１６参照）等に使用される本発明の第１実施形態にかかるドレンポンプ８を示す。ここで、図１は、本発明の第１実施形態にかかるドレンポンプ８のポンプケーシング８１付近を示す拡大図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかるドレンポンプ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。尚、ドレンポンプ８は、羽根車８２を除いて、従来のドレンポンプ３０８と同じ構成であるため、説明を省略する。

羽根車８２は、主として、モータ８３の駆動軸に連結された軸部９１と、ポンプケーシング８１の本体部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、羽根車８２は、主羽根９２を除いて、従来の羽根車３８２と同じ構成であるため、説明を省略する。

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。尚、主羽根９２を構成する第１羽根９５及び第２羽根９６の枚数は、上記の枚数に限定されるものではなく、種々の枚数が選択可能である。

第１羽根９５の上端部の高さ位置（以下、図１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の高さを羽根高さＨ１とする）は、外周部に形成された傾斜部９５ａを除いて、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Ｈ１は、外周部に形成された傾斜部９６ａを除いて、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。しかも、従来のドレンポンプ３０８の主羽根３９２と同様に、主羽根９２の傾斜部９６ａを除く部分は、羽根車８２の側面視において、仕切部９３ｂの上端部（具体的には、受皿高さＨ２）よりも上側に突出している。

そして、傾斜部９５ａ、９６ａは、第１羽根９５及び第２羽根９６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Ｈ１が低くなるように傾斜した形状を有している。また、傾斜部９５ａ、９６ａの外周縁部は、仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されている。
また、傾斜部９５ａ、９６ａは、第１羽根９５及び第２羽根９６の外径が仕切部９３ｂの外形寸法Ｄよりも短く、さらには、仕切部９３ｂの内周面の直径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羽根９５及び第２羽根９６の外周縁部は、仕切部９３ｂの内周面よりも内周側に配置されている。尚、傾斜部９５ａ、９６ａは、図１に示されるように、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。

このような傾斜部９５ａ、９６ａが形成された主羽根９２を有するドレンポンプ８では、従来のドレンポンプ３０８の本体部８４ａ内と同様に、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が拡大する。特に、低揚程時には、空気と水との気液界面（図１及び図２の気液界面Ｙ参照）が周速度の高い外周部まで拡大する。
しかし、ドレンポンプ８では、主羽根９２の外周部に傾斜部９５ａ、９６ａが形成されることによって主羽根９２の外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されており、気液界面Ｙと主羽根９２の外周部との衝突を緩和することができるため、主羽根９２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ことができる。

しかも、仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されている部分が、周速度の高く運転音への影響が大きい主羽根９２の外周縁部であるため、主羽根９２の外周縁部の近傍における気液界面Ｙと主羽根との衝突を緩和しつつ、運転音への影響が比較的小さい主羽根９２の内周部については気液界面と主羽根との衝突を緩和する効果を小さくして、主羽根９２の送水仕事をすることが可能な有効面積を確保するようにしている。これにより、ドレンポンプ８の吐出流量の低下が抑えられて、ポンプ性能の低下を極力抑えることができる。

また、ドレンポンプ８では、主羽根９２の外周縁部が受皿部９３の仕切部９３ｂの内周面よりも内周側に配置されているため、主羽根９２の外周縁部における気液界面Ｙと主羽根９２との衝突を確実に緩和する効果を得ることができる。
さらに、ドレンポンプ８では、主羽根９２の外周部の羽根高さＨ１が外周縁部に向かうにつれて低くなるように形成されており、主羽根９２の外周部において、主羽根９２の送水仕事をすることが可能な有効面積がさらに確保されやすくなっているため、ドレンポンプ８のポンプ性能の低下をさらに抑えることができる。

このように、このドレンポンプ８では、ポンプ性能の低下を抑えつつ、低揚程時の運転音を小さくすることができる。また、このような低揚程時の運転音が小さいドレンポンプ８を空気調和装置１のドレンパン７に溜まったドレン水の排出に使用されているため、空気調和装置１全体の騒音を小さくすることができるようになり、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おいて、ドレンポンプの運転音が気になるというような問題が生じにくくなる。

（２）実験例
次に、本実施形態の傾斜部９５ａ、９６ａを有する主羽根９２を備えたドレンポンプ８と従来の主羽根３９２を備えたドレンポンプ３０８とについて、ドレンポンプ単体での運転音及びポンプ性能の一つである揚程を実測した実験結果について説明する。ここで、図３は、各種水位及び揚程の条件におけるドレンポンプ単体での運転音の実測値を示すグラフである。図４は、各種回転数における揚程の実測値を示すグラフである。また、従来のドレンポンプとしては、図１８に示される傾斜部を有しない主羽根を備えたドレンポンプ（以下、従来例１とする）と、図２０に示される仕切部９３ｂの上端部よりも上側の部分のみに形成された傾斜部３９５ａ、３９５ｂを有する主羽根を備えたドレンポンプ（以下、従来例２とする）とを準備して、運転音及び揚程の実測を行った。

従来例１のドレンポンプでは、図３に示されるように、低水位及び低揚程の場合に最も運転音が大きく（約４６ｄＢＡ）、高水位及び低揚程の場合に運転音が約４３ｄＢＡまで低下し、さらに、揚程が大きくなると、運転音が３０ｄＢＡ程度まで低下する傾向となっている。また、揚程については、図４に示されるように、回転数が増加するにつれて右肩上がりの傾向となっている。また、従来例２のドレンポンプでは、図３に示されるように、従来例１よりも低水位及び低揚程の場合の運転音が改善されるが、低水位及び低揚程の場合に最も運転音が大きく（約４２ｄＢＡ）、高水位及び低揚程の場合に運転音が約４０ｄＢＡまで低下し、さらに、揚程が大きくなると、運転音が３０ｄＢＡ程度まで低下する傾向となっている。

一方、本実施形態のドレンポンプ８では、図３に示されるように、低水位及び低揚程の場合に運転音が従来例１及び２のドレンポンプの運転音よりも小さく（約３２ｄＢＡ）、高水位及び低揚程の場合に運転音が約３７ｄＢＡまで増加し（但し、従来例１及び２のドレンポンプの同条件での運転音よりも小さい）、さらに、揚程が大きくなると、運転音が３０ｄＢＡ程度まで低下する傾向となっている。また、揚程については、図４に示されるように、従来例１のドレンポンプの揚程よりもわずかに小さくなるが、回転数が増加するにつれて右肩上がりの傾向となっている。

ここで、低水位及び低揚程の場合に運転音が従来例１のドレンポンプの運転音よりも小さくなっているのは、上記に述べたように、主羽根９２の外周部に傾斜部９５ａ、９６ａを形成したことに起因しているものと考えられる。しかも、従来例２のドレンポンプの運転音よりも小さくなっているのは、本実施形態のドレンポンプ８の主羽根９２に形成されている傾斜部９５ａ、９６ａと、従来例２のドレンポンプの主羽根に形成されている傾斜部との形状に違いに起因するものである。具体的には、本実施形態のドレンポンプ８の主羽根９２に形成されている傾斜部９５ａ、９６ａは、その外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されているが、従来例２のドレンポンプの主羽根に形成されている傾斜部３９５ａ、３９５ｂが仕切部９３ｂの上端部よりも上側の部分のみに形成されたものであることに起因している。しかも、本実施形態のドレンポンプ８では、主羽根９２の外周縁部が受皿部９３の仕切部９３ｂの内周面よりも内周側に配置されているため、主羽根９２の外周縁部における気液界面Ｙと主羽根９２との衝突を緩和する効果が高められているものと推測される。また、高水位及び低揚程の場合に運転音が増加するのは、主羽根９２の内周部が従来例１及び従来例２のドレンポンプの主羽根３９２と同じ形状であることに起因しているものと考えられる。

揚程については、主羽根９２に傾斜部９５ａ、９６ａを形成することによって、主羽根９２の送水仕事をすることが可能な有効面積が少し小さくなっているが、主羽根９２の内周部における有効面積は確保されているため、従来例１のドレンポンプの揚程よりもわずかに小さくなる程度にとどまっており、ドレンポンプ８のポンプ性能の低下が極力抑えられている。

このように、本実施形態のドレンポンプ８のように、主羽根９２の外周縁部を仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置することによって、ポンプ性能の低下を抑えつつ、低揚程時、特に、低揚程の運転条件とともに低水位の運転条件が重なる場合には、効果的に運転音を小さくすることができる効果が確認されている。
［第２実施形態］
（１）ドレンポンプの構成及び動作
図５及び図６に空気調和装置１（図１４〜図１６参照）等に使用される本発明の第２実施形態にかかるドレンポンプ１０８を示す。ここで、図５は、本発明の第２実施形態にかかるドレンポンプ１０８のポンプケーシング８１付近を示す拡大図である。図６は、本発明の第２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８５を省略して図示）である。尚、ドレンポンプ１０８は、羽根車１８２を除いて、従来のドレンポンプ３０８と同じ構成であるため、説明を省略する。

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９１と、ポンプケーシング８１の本体部８４ａ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９４と、主羽根１９２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、羽根車１８２は、主羽根１９２を除いて、従来の羽根車３８２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９１の外周面から放射状に延びる４つの第１羽根１９５と、各第１羽根１９５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１９６とから構成されている。尚、主羽根１９２を構成する第１羽根１９５及び第２羽根１９６の枚数は、上記の枚数に限定されるものではなく、種々の枚数が選択可能である。

第１羽根１９５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１９５及び第２羽根１９６の高さを羽根高さＨ１とする）は、その内周縁部から外周縁部（具体的には、仕切部９３ｂの外周縁部の上端部）に向かって羽根高さＨ１が低くなるように形成されている。すなわち、第１実施形態の第１羽根９５において外周部のみに形成されていた傾斜部１９５ａが第１羽根１９５全体に形成されている。また、第２羽根１９６の上端部の羽根高さＨ１は、第１羽根１９５と同様に、その内周縁部から外周縁部に向かって羽根高さＨ１が低くなるように傾斜部１９６ａが形成されている。すなわち、第１実施形態の第２羽根９６において外周部のみに形成されていた傾斜部１９６ａが第２羽根１９６全体に形成されている。尚、第１羽根１９５及び第２羽根１９６の外周縁部は、仕切部９３ｂの上端部（具体的には、受皿高さＨ２）と同じ高さ位置に配置されており、第１実施形態の傾斜部９５ａ、９６ａのように第１羽根１９５及び第２羽根１９６の外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されていない。そして、これらの傾斜部１９５ａ、１９６ａは、主羽根１９２の内周縁部から外周縁部（具体的には、軸部９１の外周面から仕切部９３ｂの外周縁部）にわたって形成されているため、第１実施形態の傾斜部９５ａ、９６ａに比べて緩やかに傾斜している。このように、第１羽根１９５及び第２羽根１９６は、羽根高さＨ１が内周部よりも外周部において低くなっている。尚、傾斜部１９５ａ、１９６ａは、図５に示されるように、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。

このような傾斜部１９５ａ、１９６ａが形成された主羽根１９２を有するドレンポンプ１０８では、従来のドレンポンプ３０８の本体部８４ａ内と同様に、水位ｈが低下するにつれて、主羽根１９２の軸部９１と同心円状に空気層が拡大する。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。

しかし、このドレンポンプ１０８では、主羽根１９２全体に傾斜部１９５ａ、１９６ａが形成されることによって羽根高さＨ１が内周部よりも外周部において低くなっており、気液界面Ｙと主羽根１９２の外周部との衝突を緩和することができるため、主羽根１９２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ことができる。
しかも、水位ｈが上昇すると、空気層が縮小するが（図５及び図６の気液界面Ｘ参照）、この際においても、主羽根１９２全体に形成された傾斜部１９５ａ、１９６ａによって、気液界面Ｘと主羽根１９２との衝突を緩和することができて、主羽根１９２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ことができる。

このように、このドレンポンプ１０８では、低揚程時に、空気と水との気液界面が周速度の高い外周部まで拡大する場合、及び、低揚程時に、水位が上昇して水位が低い場合よりも気液界面が内周部に位置する場合のいずれにおいても、気液界面と主羽根１９２との衝突を緩和することができるため、水位の変化により気液界面の位置が変化する場合においても、低揚程時の運転音を小さくすることができる。また、このような低揚程時の運転音が小さいドレンポンプ１０８を空気調和装置１のドレンパン７に溜まったドレン水の排出に使用されているため、空気調和装置１全体の騒音を小さくすることができるようになり、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おいて、ドレンポンプの運転音が気になるというような問題が生じにくくなる。

（２）実験例
次に、本実施形態の傾斜部１９５ａ、１９６ａを有する主羽根１９２を備えたドレンポンプ１０８と従来の主羽根３９２を備えたドレンポンプ３０８とについて、ドレンポンプ単体での運転音及びポンプ性能の一つである揚程を実測した実験結果について図３及び図４を用いて説明する。

本実施形態のドレンポンプ１０８では、図３に示されるように、低水位及び低揚程の場合に運転音が従来例１及び２のドレンポンプの運転音よりも小さく（約３６ｄＢＡ、但し、第１実施形態のドレンポンプ８の同条件での運転音よりも大きい）、高水位及び低揚程の場合に運転音が約３５ｄＢＡまで減少し（しかも、第１実施形態のドレンポンプ１０８の同条件での運転音よりも小さい）、さらに、揚程が大きくなると、運転音が３０ｄＢＡ程度まで低下する傾向となっている。また、揚程については、図４に示されるように、従来例１のドレンポンプの揚程よりもわずかに小さくなる（但し、第１実施形態のドレンポンプ１０８の揚程と同程度である）が、回転数が増加するにつれて右肩上がりの傾向となっている。

ここで、低水位及び低揚程の場合に運転音が従来例１のドレンポンプの運転音よりも小さくなっているのは、上記に述べたように、主羽根１９２の外周部に傾斜部１９５ａ、１９６ａを形成したことに起因しているものと考えられる。また、第１実施形態のドレンポンプ８の運転音よりも大きくなっているのは、傾斜部１９５ａ、１９６ａが第１実施形態の傾斜部９５ａ、９６ａよりも傾斜が緩やかであり、また、主羽根１９２の外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されておらず、主羽根１９２の外周部における気液界面と主羽根１９２との衝突を緩和する効果が第１実施形態の傾斜部９５ａ、９６ａよりもやや小さいためであると考えられる。また、低水位及び低揚程の場合に運転音が従来例２のドレンポンプの運転音よりも小さくなっているのは、主羽根１９２の外周部だけでなく、主羽根１９２全体に傾斜部１９５ａ、１９６ａが形成されていることに起因しているものと考えられる。さらに、高水位及び低揚程の場合に運転音が減少するのは、主羽根９２全体に傾斜部１９５ａ、１９６ａが形成されており、従来例１及び２のドレンポンプの主羽根や第１実施形態のドレンポンプ８の主羽根９２とは異なり、主羽根１９２の内周部における気液界面と主羽根１９２との衝突を緩和する効果が得られるためであると考えられる。

揚程については、主羽根１９２に傾斜部１９５ａ、１９６ａを形成することによって、主羽根１９２の送水仕事をすることが可能な有効面積が少し小さくなっているが、主羽根９２全体に傾斜部１９５ａ、１９６ａが形成された結果、主羽根１９２の外周部における有効面積が確保されているため、第１実施形態のドレンポンプ８と同等、すなわち、従来例１のドレンポンプの揚程よりもわずかに小さくなる程度にとどまっており、ドレンポンプ１０８のポンプ性能の低下が極力抑えられている。

このように、本実施形態のドレンポンプ１０８のように、主羽根１９２全体に傾斜部１９５ａ、１９６ａを形成することによって、ポンプ性能の低下を抑えつつ、低揚程及び低水位時だけでなく、低揚程及び高水位時においても運転音を小さくすることができる効果が確認されており、結果的に、揚程や水位変化による運転音の変化も小さくなる効果が得られていることがわかる。

［第３実施形態］
（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１４〜図１６参照）等に使用される本発明の第３実施形態にかかるドレンポンプ２０８を示す。ここで、図７は、本発明の第３実施形態にかかるドレンポンプ２０８のポンプケーシング８１付近を示す拡大図である。図８は、本発明の第３実施形態にかかるドレンポンプ２０８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。尚、ドレンポンプ２０８は、羽根車２８２を除いて、従来のドレンポンプ３０８と同じ構成であるため、説明を省略する。

羽根車２８２は、主として、モータ８３の駆動軸に連結された軸部９１と、主羽根２９２の下側に配置された補助羽根９４と、主羽根２９２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、羽根車２８２は、主羽根２９２を除いて、従来の羽根車３８２と同じ構成であるため、説明を省略する。

主羽根２９２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２９５と、各第１羽根２９５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２９６とから構成されている。尚、主羽根２９２を構成する第１羽根２９５及び第２羽根２９６の枚数は、上記の枚数に限定されるものではなく、種々の枚数が選択可能である。

第１羽根２９５の上端部の高さ位置（以下、図７に示されるように、開口部９３ａの上端面から第１羽根２９５及び第２羽根２９６の高さを羽根高さＨ１とする）は、凹凸部２９５ａが形成されているため、第１羽根２９５の内周縁部から外周縁部の全体にわたって凹凸状に変化している。また、第２羽根９６の上端部の羽根高さＨ１は、凹凸部２９６ａが形成されているため、第２羽根２９６の内周縁部から外周縁部の全体にわたって凹凸状に変化している。

本実施形態において、凹凸部２９５ａ、２９６ａは、三角波形状の部分であり、その最外周部が外周縁部に向かうにつれて羽根高さＨ１が低くなるように傾斜した形状（以下、傾斜部２９５ｂ、２９６ｂとする）になっている。この傾斜部２９５ｂ、２９６ｂは、第１羽根２９５及び第２羽根２９６の外周部の一部を切り欠くように形成されており、その外周縁部が仕切部９３ｂの上端部（具体的には、受皿高さＨ２）よりも低い位置に配置されている。

また、傾斜部２９５ｂ、２９６ｂは、第１羽根２９５及び第２羽根２９６の外径が仕切部９３ｂの外形寸法Ｄよりも短く、さらには、仕切部９３ｂの内周面の直径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羽根２９５及び第２羽根２９６の外周縁部は、仕切部９３ｂの内周面よりも内周側に配置されている。尚、凹凸部２９５ａ、２９６ａの形状は、本実施形態のものに限定されず、矩形波形状や、正弦波形状等の他の形状も適用可能である。

このような傾斜部２９５ｂ、２９６ｂを有する凹凸部２９５ａ、２９６ａが形成された主羽根２９２を備えたドレンポンプ２０８では、従来のドレンポンプ３０８の本体部８４ａ内と同様に、水位ｈが低下するにつれて、主羽根２９２の軸部９１と同心円状に空気層が拡大する。特に、低揚程時には、空気と水との気液界面（図７及び図８の気液界面Ｙ参照）が周速度の高い外周部まで拡大する。

しかし、このドレンポンプ２０８では、主羽根２９２の外周部に凹凸部２９５ａ、２９６ａ（具体的には、傾斜部２９５ｂ、２９６ｂ）が形成されることによって主羽根２９２の外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されており、気液界面Ｙ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、第１実施形態のドレンポンプ８と同様に、主羽根２９２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ことができる。

しかも、水位ｈが上昇すると、空気層が縮小するが（図７及び図８の気液界面Ｘ参照）、この際においても、本実施形態のように、凹凸部２９５ａ、２９６ａが主羽根２９２全体に形成されている場合には、第２実施形態のドレンポンプ１０８と同様に、凹凸部２９５ａ、２９６ａによって気液界面Ｘと主羽根２９２との衝突を緩和することができて、主羽根２９２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ことができる。

そして、このような低揚程時の運転音が小さいドレンポンプ２０８を空気調和装置１のドレンパン７に溜まったドレン水の排出に使用されているため、空気調和装置１全体の騒音を小さくすることができるようになり、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おいて、ドレンポンプの運転音が気になるというような問題が生じにくくなる。

［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。
（１）第１実施形態の変形例
第１実施形態のドレンポンプ８の羽根車８２を構成する主羽根９２では、傾斜部９５ａ、９６ａが仕切部９３ｂの内周面の直径ｄよりも短くなるように切り欠かれることによって第１羽根９５及び第２羽根９６の外周縁部が仕切部９３ｂの内周面よりも内周側に配置されているが、図９に示されるように、傾斜部９５ａ、９６ａの外周縁部が仕切部９３ｂの内周面に当接するように形成されていてもよい。

この場合でも、第１羽根９５及び第２羽根９６の外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されているため、従来例１及び２のドレンポンプよりも低揚程時の運転音を小さくできるものと推測される。
また、第１実施形態のドレンポンプ８の羽根車８２を構成する主羽根９２では、傾斜部９５ａ、９６ａが周縁部に向かうにつれて羽根高さＨ１が直線的に低くなるように傾斜した形状を有しているが、図１０に示されるように、第１羽根９５及び第２羽根９６の外周部の一部が折れ線状に切り欠かれた形状や、図１１に示されるように、第１羽根９５及び第２羽根９６の外周部の一部が鉛直方向に真っ直ぐに切り欠かれた形状であってもよい。

この場合でも、第１羽根９５及び第２羽根９６の外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されているため、従来例１及び２のドレンポンプよりも低揚程時の運転音を小さくできるものと推測される。
（２）第２実施形態の変形例
第２実施形態のドレンポンプ１０８の羽根車１８２を構成する主羽根１９２では、傾斜部１９５ａ、１９６ａが第１羽根１９５及び第２羽根１９６の内周縁部から外周縁部（具体的には、仕切部９３ｂの外周縁部の上端部）に向かって羽根高さが低くなるように形成されており、主羽根１９２全体において、気液界面Ｘ、Ｙと主羽根１９２との衝突を確実に緩和できるようにして、低揚程時の運転音を低減させているが（図３参照）、図１２に示されるように、第１実施形態の傾斜部９５ａ、９６ａと同様に、傾斜部１９５ａ、１９６ａの外周縁部が仕切部９３ｂの上端部よりも低い位置に配置されるとともに、傾斜部１９５ａ、１９６ａが仕切部９３ｂの内周面の直径ｄよりも短くなるように切り欠かれていてもよい。

この場合には、主羽根９２の外周部における気液界面と主羽根９２との衝突を緩和する効果を高めることができるようになるため、低揚程及び低水位時の運転音をさらに低減させることができるものと推測される。
（３）第３実施形態の変形例
第３実施形態のドレンポンプ２０８の羽根車２８２を構成する主羽根２９２では、傾斜部２９５ａ、２９６ａが第１羽根２９５及び第２羽根２９６の外周部の一部を第１羽根２９５及び第２羽根２９６の外径が仕切部９３ｂの外形寸法Ｄよりも短くなるように切り欠くことによって形成されており、主羽根２９２の外周部における気液界面Ｙと主羽根２９２との衝突を確実に緩和できるようにして、低揚程及び低水位時の運転音を大幅に低減させているが（図３参照）、図１３に示されるように、第１羽根２９５及び第２羽根２９６の外径を仕切部９３ｂの外形寸法Ｄよりも小さくすることなく、外周部の一部を仕切部９３ｂの外周縁部に向かって切り欠くように形成されていてもよい。

このようにすると、主羽根２９２の外周部における気液界面と主羽根２９２との衝突を緩和する効果が小さくなるが、それでも、第２実施形態のドレンポンプ１０８と同程度の運転音を小さくする効果が得られるものと推測される。

本発明を利用すれば、低揚程時におけるドレンポンプの運転音を小さくすることができる。

本発明の第１実施形態にかかるドレンポンプのポンプケーシング付近を示す拡大図である。 本発明の第１実施形態にかかるドレンポンプの平面図（モータ及びケーシング蓋を省略して図示）である。 各種水位及び揚程の条件におけるドレンポンプ単体での運転音の実測値を示すグラフである。 各種回転数における揚程の実測値を示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかるドレンポンプのポンプケーシング付近を示す拡大図である。 本発明の第２実施形態にかかるドレンポンプの平面図（モータ及びケーシング蓋を省略して図示）である。 本発明の第３実施形態にかかるドレンポンプのポンプケーシング付近を示す拡大図である。 本発明の第３実施形態にかかるドレンポンプの平面図（モータ及びケーシング蓋を省略して図示）である。 本発明の他の実施形態にかかるドレンポンプの羽根車の側面図である。 本発明の他の実施形態にかかるドレンポンプの羽根車の側面図である。 本発明の他の実施形態にかかるドレンポンプの羽根車の側面図である。 本発明の他の実施形態にかかるドレンポンプの羽根車の側面図である。 本発明の他の実施形態にかかるドレンポンプの羽根車の側面図である。 天井埋込型の空気調和装置の外観斜視図である。 天井埋込型の空気調和装置の概略側面断面図であって、図１６のＡ−Ａ断面図である。 天井埋込型の空気調和装置の概略平面断面図であって、図１５のＢ−Ｂ断面図である。 従来のドレンポンプの側面図（ポンプケーシングの断面を図示）である。 図１７のポンプケーシング付近を示す拡大図である。 従来のドレンポンプの平面図（モータ及びケーシング蓋を省略して図示）である。 他の従来例のドレンポンプの羽根車の側面図である。

符号の説明

１ 空気調和装置
６ 熱交換器
７ ドレンパン
８、１０８、２０８ ドレンポンプ
８１ ポンプケーシング（ケーシング）
８１ａ ドレン吸込口
８１ｂ ドレン吐出口
８２、１８２、２８２ 羽根車
９１ 軸部
９２、１９２、２９２ 主羽根
９３ 受皿部
９３ａ 開口部（開口）
９３ｂ 仕切部
９４ 補助羽根
Ｈ１ 羽根高さ
Ｈ２ 受皿高さ

Claims (5)

1. 下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口（８１ａ）と、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口（８１ｂ）とを有するケーシング（８１）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（９１）と、前記軸部の外周側に配置されており外周部が外周縁部に向かうにつれて羽根高さ（Ｈ１）が低くなるように傾斜している主羽根（９２）と、前記主羽根の下側に配置される補助羽根（９４）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（９３ａ）を有する円板状の受皿部（９３）とを有する羽根車（８２）とを備え、
   前記受皿部は、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）をさらに有しており、
   前記主羽根の外周縁部は、前記仕切部の上端部よりも低い位置に配置されている、
   ドレンポンプ（８）。
2. 前記主羽根（９２）の外周縁部は、前記仕切部（９３ｂ）の内周面よりも内周側に配置されている、請求項１に記載のドレンポンプ（８）。
3. 下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口（８１ａ）と、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口（８１ｂ）とを有するケーシング（８１）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（９１）と、前記軸部の外周側に配置される主羽根（１９２）と、前記主羽根の下側に配置される補助羽根（９４）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（９３ａ）を有する円板状の受皿部（９３）とを有する羽根車（８２）とを備え、
   前記主羽根（１９２）は、その内周縁部から外周縁部に向かって羽根高さ（Ｈ１）が低くなるように形成されている、
   ドレンポンプ（１０８）。
4. 下端部にドレン水を吸い込むためのドレン吸込口（８１ａ）と、側部にドレン水を吐出するためのドレン吐出口（８１ｂ）とを有するケーシング（８１）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（９１）と、前記軸部の外周側に配置される主羽根（２９２）と、前記主羽根の下側に配置される補助羽根（９４）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（９３ａ）を有する円板状の受皿部（９３）とを有する羽根車（８２）とを備え、
   前記主羽根（２９２）は、少なくとも外周部に、羽根高さ（Ｈ１）が凹凸状に変化する凹凸部（２９５ａ、２９６ａ）が形成されている、
   ドレンポンプ（２０８）。
5. 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１〜４のいずれかに記載のドレンポンプ（８、１０８、２０８）と、
   を備えた空気調和装置（１）。

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