JP4600854B2 - ドレン排水ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水ポンプ、特に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。
【０００２】
【従来の技術】
空調機の冷房運転時には、室内ユニット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。
【０００３】
このようなドレン排水ポンプの１例として、図１１、図１２に示すように、ドレン排水ポンプ１００は、ポンプ本体１０２とモータ１１３とを備え、ポンプ本体１０２は、内面が中空の円筒形のポンプ室１０１を備えるとともに、ポンプ室１０１には下端に吸入口１０３が形成され、上方の側部に排出口１０４が形成されている。排出口１０４には排出管（図示せず）が連結されている。
ポンプ本体１０２の上方開口部には、Ｏリング１０６を介して止めネジ及びスナップフィット（図示せず）によりカバー１０８が固定されている。カバー１０８の中央には水切り部１０９が形成されており、水切り部１０９の上方中心部には開口１１０が形成されている。
【０００４】
カバー１０８の上面は、ポンプ室１０１から漏出したドレンを貯留するために皿型に形成されている。符号１０８ａはカバー１０８の上面を皿型に形成するために突設された周壁を示している。更に、カバー１０８の上面に、支柱１１２が突設され、この支柱１１２にはモータ１１３が固定されている。
【０００５】
モータ１１３の回転軸１１４は、下方に突出してカバー１０８の開口１１０を貫通し、ポンプ室１０１に配設されているインペラ１２０に固定されていて、モータ１１３の駆動時には、回転軸１１４を介してインペラ１２０がポンプ室１０１内で回転するようになっている。回転軸１１４の開口１１０の上方には水切り板１１５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１２０の上方から回転軸１１４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。
【０００６】
ポンプ本体１０２を形成する円筒状のハウジング１２２とカバー１０８との接合部分１０７に、Ｏリング挿入溝１２３が形成され、このＯリング挿入溝１２３にＯリング１０６が挿入配置されていて、径方向シール形式でポンプ本体１０２とカバー１０８との間をシールし気密性を確保するようになっている。
【０００７】
このドレン排水ポンプ１００は、ポンプ本体１０２を円筒状のハウジング１２２で形成し、該円筒状のハウジング１２２の上方の側部に排出口１０４を設ける構成となっているため、ハウジング１２２とカバー１０８との接合部分１０７が図１１に示すように、必然的に排出口１０４よりもモータ１１３側となる構成となっている。したがって、Ｏリング挿入溝１２３も、当然に排出口１０４よりもモータ１１３側に形成されることになる。
【０００８】
前記従来のドレン排水ポンプ１００では、インペラ２００がポンプ室１０１内で回転すると、ポンプ本体１０２の下端に設けられている吸込口１０３に連通するドレンパン（図示せず）のドレンがポンプ室１０１に吸上げられ、補助羽根２００ａの回転によって撹拌され、遠心力を付与されてポンプ室１０１の逆円錐形内面に沿って上昇する。この時、ポンプ室１０１内にはカバー１０８の中心部上方の開口１１０から外気が導入されるので、ポンプ室１０１内のドレン水はその中心がほぼ放物面をなす自由表面（後述の図９、１０に符号１２０で示す）を形成する。
【０００９】
補助羽根２００ａの回転によって撹拌され、遠心力を付与されてポンプ室１０１の逆円錐形内面に沿って上昇するドレン水は、更にポンプ室１０１の内面に沿って上昇し、インペラ２００によって高速で撹拌されて大きな速度エネルギーが与えられ、その速度エネルギーはポンプ室１０１の内壁を押圧する圧力エネルギーに変換され、ドレン水は、ポンプ室１０１の上方側面の排出口１０４から外部に排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、前記構成のドレン排水ポンプでは、図９と図１０とにより後述するように、排水高さ（揚程）によって、自由表面の大きさが変化する。
ところで、前記の従来のドレン排水ポンプでは、ハウジング１２２とカバー１０８との接合部分が、排出口１０４よりもモータ１１３側となる構成となっている。
【００１１】
前記接合部分１０７がこのような位置であると、接合部分に配設されている０リング１０６の下側の隙間（図１２に符号Ｚで示す）に空気と排水との混合する部分が形成されてしまう。排水高さ（揚程）によって自由表面の大きさが変化すると、自由表面の大きさの違いによって、前記の隙間に空気と排水との出入りがあり、このことが水掻き音の発生の原因となっている、という課題がある。
【００１２】
このほか、前記接合部分１０７は、ポンプ室内のインペラよりもモータ側を流れる流路における乱流発生の原因ともなっている。一方、前記従来の構成のドレン排水ポンプでは、前記接合部分１０７の部品寸法バラツキがそのまま前記隙間となって現れる構成であるため、前記隙間をなくすることは不可能であり、結局従来の構成を採用している限り、接合部分１０７の隙間の存在による騒音の抑制は不可能である、という課題がある。
【００１３】
特に、近年の住宅やオフィスの住環境の改善により、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一層の静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も合わせて必要になっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、ポンプ部とポンプ部の上方に配設されたモータ部とを備えるとともに、前記ポンプ部のポンプ室に前記モータ部のモータで駆動されるインペラが配設されたドレン排水ポンプにおいて、前記ポンプ室をその上面部及び周壁部をポンプ本体で形成すれる一方、ポンプ室の下面部を前記周壁部の下縁面に接合可能な上縁面を有する底面体により形成し、前記底面体の中央部に吸込口を下方に突出し、前記ポンプ本体の側面に吐出口を配設するとともに、ポンプ本体の前記周壁部に前記ポンプ室と前記吐出口とを連通する連絡通路を形成し、前記ポンプ本体と底面体との接合部分に０リング挿入溝を形成し、前記ポンプ本体と底面体との接合部分を、ドレン排水ポンプの排水時に発生する気液の境界である自由表面の液中に常に沈む位置に設けて、接合部分に配設されている０リングの下側の隙間での空気と排水との入れ替わり現象をなくすることにより、当該隙間での水掻き音の発生を防止して騒音、振動の低減を図ることによって課題解決の手段としている。
【００１５】
前記の本発明によれば、ポンプ本体と底面体との接合部分を、ドレン排水ポンプの排水時に発生する気液の境界である自由表面の液中に常に沈む位置に設ける構成としたことにより、ポンプ本体と底面体との接合部分に配設されている０リングの下側の隙間に、空気と排水とが入れ替わる現象をなくすることができ、その結果、当該隙間での水掻き音の発生と乱流の発生とを防止して、騒音・振動の低減を図ることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１乃至図１０は、本発明の一実施形態に係るドレン排水ポンプを示すもので、図１はその全体を示す正面図、図２は同側面図、図３は同平面図、図４は同底面図、図５は同ポンプ部を断面で示す側面図、図６は図５のＡ矢部の拡大図、図７は図６のＢ矢視図、図８は図５のＣ矢部の拡大図、図９は高揚程時の自由表面を示すポンプ部の断面図、図１０は低揚程時の自由表面を示すポンプ部の断面図である。
【００１７】
この実施形態のドレン排水ポンプは、ポンプ部Ｐとポンプ部Ｐの上方に配設されたモータ部Ｍとを備えており、ポンプ部Ｐはポンプ室１とポンプ室１内に配設され、モータ部Ｍのモータ１３で駆動されるインペラ−２０（補助羽根２０ａを含む）により構成されている。
【００１８】
図５に示すように、ポンプ室１は、その上面部７Ａ及び周壁部７Ｂを、平面視円形のポンプ本体７により形成され、その下面部は、円形の下縁面に接合可能な円形の上縁面２Ａを有する底面体２により形成されている。
【００１９】
ポンプ本体７は、中心部に回転軸１４の貫通可能な開口１０を形成された立ち上がり部７ａを備え、平面視円形状の上面部７Ａと、上面部７Ａの外周縁に形成された周壁部７Ｂとにより形成されている。この上面部７Ａはポンプ室１の上面部を形成し、周壁部７Ｂはポンプ室１の深さとほぼ同じ寸法の高さに設定されていて、前述の通り、ポンプ室１の周壁部を形成する。
【００２０】
底面体２は、平面視が円形の上縁面２Ａを有するとともに、中心部に向かって下方に傾斜する底面部２Ｂを有する逆円錐形内面を有し、底面部２Ｂの外径部に前記円形の上縁面２Ａが形成されており、底面部２Ｂの中心部下面に、吸込口３が下方に向かって突出されている。
【００２１】
ポンプ室１の組み立ては、底面体２の上方からポンプ本体７を嵌合することにより行われる。底面体２の外縁部に係合突起２ｃが設けられている。一方、ポンプ本体７の周壁部７Ｂの下端部よりの内面には、係合突起２ｃに係合する係合受け７ｃが設けられていて、ポンプ室１の組み立て時、係合突起２ｃと係合受け７ｃとが係合して、底面体２とポンプ本体７とを一体化できるようになっている。
符号４１は端子部を示す。
【００２２】
ポンプ本体７の側面（周壁部７Ｂ）に、吐出口４が配設されている。この実施形態では、ポンプ本体７の周壁部７Ｂにポンプ室１と吐出口４とを連通する連絡通路１６が形成されている。
【００２３】
ポンプ本体７の周壁部７Ｂは、ポンプ室１の深さとほぼ同じ寸法の高さに設定されている。したがって、ポンプ本体７と底面体２との接合部分１９が、ポンプ室１と吐出口４とを連通する連絡通路１６よりも吸込口３側寄り、即ち、連絡通路１６よりも下方に位置する構成となっている。その結果、この実施形態では、ポンプ本体７と底面体２との接合部分１９が、ドレン排水ポンプの排水時に発生する気液の境界である自由表面１２０が、図９、図１０に示すように、液中に常に沈む位置に設けられることになる。
そして、ポンプ本体７と底面体２との接合部分１９に、０リング挿入溝２３が形成され、この０リング挿入溝２３に０リング６が挿入されていて、接合部分１９をシールする構成となっている。
【００２４】
ポンプ室１の内部に、インペラ２０が回転可能に配設され、ポンプ本体７の上方に、インペラ２０の駆動用モータ１３が、ポンプ本体７の上面に立設された一対のモータガイド３９に支持されて取り付けられている。符号１４はモータ１３の回転軸を示しており、回転軸１４は、ポンプ本体７の上面部７Ａの中心部に形成された開口１０を貫通してその下端部をインペラ２０に接続されている。また回転軸１４には水切り板１５が取り付けられている。インペラ２０の下面中央部に、補助羽根２０ａが下方向にかって突出するように一体的に設けられいる。そして、この補助羽根２０ａは吸込口３に位置するようになっている。
【００２５】
この実施形態のドレン排水ポンプでは、モータ１３としてＤＣモータが用いられている。モータ１３は偏平形状に形成されており、その上下面を２枚の薄板状のカバー３３ａ，３３ｂにより覆われて、モータ部Ｍが形成されている。各カバー３３ａ，３３ｂの回転軸１４の突出されている面及びその反対面（背面）には回転軸１４を中心とした同心円状の凹部がそれぞれ形成されており、これら各凹部にそれぞれ蜜に嵌合してモータ１３とカバー３３ａ，３３ｂとの位置合わせを行うための凸部３２がカバー３３ａ，３３ｂに形成されている。
【００２６】
前記の位置合わせの後、上下のカバー３３ａ，３３ｂ同志をボルト４０で締め付けることで、モータ１３とカバー３３ａ，３３ｂとの位置合わせを容易に行うことができ、ドレン排水ポンプの組み立て易さを向上できるようになっている。
【００２７】
各モータガイド３９は、カバー３３ｂに突出形成された凸部２２の直径と同じ寸法の円弧断面を有しており、このモータガイド３９にカバー３３ｂに突出形成された凸部２２を嵌入するとき、モータガイド３９の誘導によりモータ部Ｍはガイドされ、モータ１３の回転軸１４がポンプ本体７、即ちポンプ室１のセンターに自動的に配置されるようになっている。
【００２８】
更に、この実施形態のドレン排水ポンプでは、前記の通り、ポンプ本体７と吐出口４とが一体構造に形成されていて、ポンプ本体７の周縁部の周壁部７Ｂに吐出口４をポンプ室１に連通する連絡通路１６が設けられており、ポンプ本体７の上面部７Ａは水平状の平坦面に形成されていて、ポンプ本体７の上面部７Ａに、開口１０から溢れ出たドレン水や埃などが溜まるのを防止できるようになっている。なお、ポンプ本体７の上面部７Ａを、外径方向に向かって低くなる傾斜面に形成するとき、この効果は一層顕著となる。
【００２９】
ポンプ本体７のモータ部Ｍ側の両側に、一対のホルダ−嵌合部２５が１８０°間隔で立設されている。各ホルダ−嵌合部２５には、ポンプ本体７に形成された本体係合爪（図示せず）の挿入可能な細溝が形成されている。
【００３０】
上側のカバー３３ａは、その上面のほぼ全面を板状のホルダ部５０で覆われており、このホルダ部５０には、ホルダ部５０とモータ部Ｍとの位置決めを行うために、カバー３３ａに形成された凸部に対応して円形のモータガイド穴５２が形成されている。符号５５は当該ドレン排水ポンプの取り付け用ブラケットの取り付け穴を示している。
【００３１】
前記の構成により、ホルダ部５０とモータ部Ｍとの間には位置決めがなされているため、ホルダ部５０の一対の本体係合爪（図示せず）をポンプ本体７に形成されているホルダ嵌合部２５に挿入することにより、モータ１３とポンプ本体７との位置合わせが自動的に行われることとなる。したがって、ドレン排水ポンプの組み立て工程において、両者の位置合わせを行う必要がなく、組み立て工程の効率化を図ることができる。
【００３２】
前述の実施形態のドレン排水ポンプでは、インペラ２０がポンプ室１内で回転すると、底面体２の下面に設けられている吸込口３に連通するドレンパン（図示せず）のドレンが、ポンプ室１に吸上げられ、補助羽根２０ａ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の底面部２Ｂ（逆円錐形内面）に沿って上昇する。この時、ポンプ室１内には、ポンプ本体７の中心部上方の開口１０から外気が導入されるので、ポンプ室１内のドレン水は、その中心に、図９、図１０に示すように、ほぼ放物線状の回転面をなす自由表面１２０を形成する。
【００３３】
補助羽根２０ａ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の底面部２Ｂ（逆円錐形内面）に沿って上昇するドレン水は、更にポンプ室１の内面に沿って上昇し、インペラ２０によって高速で撹拌されて大きな速度エネルギーを与えられ、その速度エネルギーが、ポンプ室１の内壁を押圧する圧力エネルギーに変換されて、ドレン水は、ポンプ室１の側面の吐出口４から外部に排出される。
【００３４】
そして、自由表面１２０は、高揚程時には、図９に示すように急激な立ち上がりの放物線面となり、また低揚程時には、図１０に示すように緩やかな立ち上がりの放物線面となる。
この実施形態では、高揚程時及び低揚程時のいずれの場合でも、図９、図１０に示すように、ポンプ本体７と底面体２との接合部分１９が、ドレン排水ポンプの排水時に発生する気液の境界である自由表面１２０よりも吸入口３側、つまり液中に常に沈む所に位置することになる。
【００３５】
その結果、この実施形態のドレン排水ポンプでは、接合部分１９のシール部の隙間ｓ（図８）での空気と排水との入れ替わり現象がなくなり、これによって高揚程時は勿論、自由表面が大きくなる低揚程時においても、運転音を低くすることが可能となる。
【００３６】
また、ポンプ本体７と吐出口４とを一体構造に形成したため、ドレン排水ポンプの製作・組み立てコストの低減化が可能となるほか、ポンプ室１内での吐出口４のインペラ２０よりもモータ部Ｍ側における流路に隙間がなくなり、該流路における乱流の発生を抑えることができ、その結果、流れがスムーズになり、排水量を安定にできるとともに、乱流の発生によって生じる騒音も低減することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）ポンプ本体と底面体との接合部分がドレン排水ポンプの排水時に発生する気液の境界である自由表面よりも吸入口側、即ち、液中に常に沈む所に位置するため接合部分のシール部の隙間での空気と排水との入れ替わり現象がなくなり、これによって、自由表面が大きくなる低揚程時においても、運転音を低くすることが可能となる。
（２）ポンプ本体と吐出口とを一体構造に形成したため、ドレン排水ポンプの製作・組み立てコストの低減化が可能となるほか、ポンプ本体と吐出口とのインペラよりもモータ部側における流路に隙間がなくなり、該流路における乱流の発生を抑えることができ、その結果、流れがスムーズになり、排水量を安定できるとともに乱流の発生によって生じる騒音も低減することが可能となる。
（３）ポンプ本体の上面を平坦面に形成したことにより、ポンプ本体の上面に開口から溢れ出たドレン水や埃などが溜まるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態に係るドレン排水ポンプの全体を示す正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】同底面図である。
【図５】同ポンプ部を断面で示す側面図である。
【図６】図５のＡ矢部の拡大図である。
【図７】図６のＢ矢視図である。
【図８】図５のＣ矢部の拡大図である。
【図９】高揚程時の自由表面を示すポンプ部の断面図である。
【図１０】低揚程時の自由表面を示すポンプ部の断面図である。
【図１１】従来のドレン排水ポンプのポンプ部を断面で示す側面図である。
【図１２】図１１のＤ矢部の拡大図である。
【符号の説明】
１ ポンプ室本体
２ 底面体
２Ａ 上縁面
２Ｂ 底面部
３ 吸入口
４ 吐出口
６ ０リング
７ ポンプ本体
７Ａ 上面
７Ｂ 周縁部
９ 水切り部
１０ 開口
１３ モータ
１４ 回転軸
１５ 水切り板
１９ 接合部分
２０ インペラ
２３ ０リング挿入溝
Ｐ ポンプ部
Ｍ モータ部

Claims (3)

1. ポンプ部と該ポンプ部の上方に配設されたモータ部とを備えるとともに、前記ポンプ部のポンプ室に前記モータ部のモータにより駆動されるインペラが配設されたドレン排水ポンプにおいて、
   前記ポンプ室が、その上面部及び周壁部をポンプ本体で形成される一方、該ポンプ室の下面部を前記周壁部の下縁面に接合可能な上縁面を有する底面体で形成され、
   前記底面体の中央部に吸込口が下方に突出され、
   前記ポンプ本体の側面に吐出口が配設されるとともに、該ポンプ本体の前記周壁部に前記ポンプ室と前記吐出口とを連通する連絡通路が形成され、
   前記ポンプ本体と底面体との接合部分に０リング挿入溝が形成され、
   前記ポンプ本体と底面体との接合部分が、前記ドレン排水ポンプの排水時に発生する気液の境界である自由表面の液中に常に沈む位置に設けられていることを特徴とするドレン排水ポンプ。
2. 請求項１記載のドレン排水ポンプにおいて、前記吐出口が、前記ポンプ本体と一体構造に形成されていることを特徴とするドレン排水ポン
   プ。
3. 請求項１及び請求項２記載のドレン排水ポンプにおいて、前記ポンプ本体の上面が、平坦面に形成されていることを特徴とするドレン排水ポンプ。

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