JP4737701B2 - 空気調和機用排水ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の室内ユニットのドレンパンに溜まるドレンを外部に排出するための排水ポンプにおいて、ポンプの羽根からモータ側に水が侵入しないようにするための水切り板を備えた排水ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内ユニットにおいては、蒸発用熱交換器の表面で凝縮した水分が滴下するため、この水滴をドレンパンに受け、排水ポンプで外部に排出することが行われている。排水ポンプはモータで駆動され、この排水ポンプユニットは室内ユニットのケーシング内の空所に配置される。
【０００３】
上記排水ポンプ０１においては、図１０に示すように、ポンプ本体０２と蓋体０３とをＯリング０４を介してネジ（図示しない）で締め付け固定、又はネジ等を使用しないスナップフィット形状（図示しない）を利用して固定し、その間に形成されるポンプ室０５内に羽根０６を装着している。ポンプ本体０２の下端開口０７の下方にドレンパン（図示しない）が対向して設けられている。羽根０６の上端部には回転軸０８が、蓋体０３の空気導入口０１０を貫通して上方へ突出しており、ポンプ本体０２の上方のホルダー０１１に固定されているモータ０１２の軸受０１３を介して連結されている。モータ０１２を駆動して羽根０６を回転することによりドレンパン内のドレンを吸引し、ポンプ本体の吐出口０９からドレンパイプを通して外部に排出している。
【０００４】
このような排水ポンプにおいては、図１１に示すように、ポンプ本体内で羽根０６を高速回転し、ドレンポンプ内のドレンを攪拌し、その遠心力によってドレンはポンプ本体０２の内周面に押しつけられた状態で羽根０６とともに回転し、遠心力によって上昇する。この時、ポンプ本体０２の蓋体０３の空気導入口０１０から中心部に空気を導入することにより、回転するドレン水の中心側表面に自由表面を形成し、吐出口０９部分でこの速度エネルギーを圧力エネルギーに変換し、吐出口０９から排水している。
【０００５】
上記排水ポンプにおいては、ポンプ室０５の中心部に空気を導入するため、ポンプ本体０２の蓋体０３の中心部の回転軸０８を通す空気導入口０１０を大きく形成しているため、ポンプ室内の一部のドレンはこの空気導入口０１０からポンプ室外に出ることがあり、特に、回転軸０８の回転による遠心力によって、内部のドレン水が回転軸０８の表面を伝わって上昇し、ポンプ室外に出るとともに、更に、回転軸を駆動しているモータ０１２の内部にまで侵入し、モータ０１２の作動不良の原因となる。
【０００６】
また、前述のように、排水ポンプ０１の運転停止時においては、ポンプ本体内で羽根０６の回転を停止すると吐出口０９に連接した排水チューブ（図示しない）に溜っているドレンが一気に吐出口０９から排水ポンプ０１に流下してくる。その際に、ドレンはポンプ本体０２を瞬時に満たし、下端開口０７からドレンパンへ排出されるものと蓋体０３に設けられた空気導入口０１０からポンプ室外に排出されるものとに２分される。ポンプ本体０２の下端開口０７からドレンパンへ流れ出ようとしたドレンは、その際にドレンパンの残水を押出し、下端開口０７を塞ぐので、回転軸０８を通す空気導入口０１０にドレンと配管内の残りの空気が一時的に集中する。その時にポンプ室０５から回転軸０８に沿って空気導入口０１０からドレンが間歇泉のように吹き上げることがある。
【０００７】
その対策として、図１２に示すように、従来から、ポンプ本体０２の蓋体０３の中心を貫通して伸びる回転軸０８に溝０１５を設け、円盤状の合成樹脂製、特に難燃性合成樹脂製水切り板０１６を嵌合して、ポンプ室内から回転軸０８の外周を伝わって上昇してくるドレンを水切り板０１６の下面から外周に導き、この部分に生じる大きな遠心力によって振り飛ばし、また、水切り板外周に至ったドレンが、水切り板０１２の上面から回転軸方向に伝わることがないようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の円盤状の合成樹脂製水切り板においては、ポンプ本体の蓋体の中心を貫通して伸びる回転軸に溝加工をして水切り板を回転軸に嵌合しないと回転軸の振動等により水切り板がずれて回転軸を通す空気導入口を閉鎖したり、回転軸の回転時に音を発生したりすることがあり、ポンプ室内から回転軸の外周を伝わって上昇してくるドレンを十分排出することができなかった。特に、水切り板を難燃性合成樹脂製にする要求が高いが、コストが高くなり、燃焼すると有毒ガスが発生することにより、使用が制限されていた。また、合成樹脂製水切り板では十分肉厚を薄くすることができないので、モータ部とポンプ部との間隔を小さくして排水ポンプを小型化することができない。
【０００９】
従って、本発明は、従来のような合成樹脂製、特に難燃性合成樹脂製水切り板に代えて不燃性で薄い形状にしうる金属製水切り板に代替するとともにドレンが回転軸方向に伝わることがないように金属製水切り板にドレン反転部を設け、回転軸の溝加工を不要にし、不燃化と水切り板の板厚の薄肉化によって簡単な構造で、ドレンポンプの水切りを行うことができるとともに、モータ部とポンプ部との間隔を小さくすることができ、また、蓋体の空気導入口と水切り板との距離を、水切り板が空気導入口の外側に平行に延びる寸法（平行部寸法）以上にとるか、又は平行部寸法を極力小さくすることで、水切り板と蓋体との表面の水膜を回避することができ、ポンプ機能が阻害されることがないようにした空気調和機用排水ポンプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、ポンプ本体と該ポンプ本体に固定された蓋体とで形成される排水ポンプのポンプ室内で回転する羽根とモータ間の回転軸に水切り板を設けた空気調和機用排水ポンプにおいて、前記水切り板は金属製円盤からなり、その下面にドレン反転部を形成した空気調和機用排水ポンプであって、前記蓋体の空気導入口と前記水切り板との間の距離をＡ、前記水切り板と前記モータの軸受部との距離をＢ、前記水切り板が前記空気導入口の外側に平行に延びる長さ、即ち、前記水切り板の直径をＤ、前記空気導入口の直径をＣとするとき、（Ｄ−Ｃ）／２（前記水切り板の半径と前記空気導入口の半径との差）をＡ’とすると、Ｂ≧Ａ≧２Ａ’の条件を備えるものである。
【００１１】
本発明は、上記のように構成したので、金属加工による抜け止め防止作用を有するプッシュナット構造を具備した円盤の下面に反転部が形成され、水切り板を固定するための溝が不要になり、汎用性の部品を使用することができるので、コストダウンになる。また、水切り板を薄肉にすることによって、取り付けスペースが削減され、モータ部とポンプ部との間を接近することができるので、排水ポンプがコンパクトになり、小型化が図られる。これに加えて、蓋体の空気導入口と水切り板との距離を、水切り板が空気導入口の外側に平行に延びる寸法（平行部寸法）以上にとるか、又は平行部寸法を極力小さくしたので、水切り板と蓋体との表面の水膜を回避することができ、ポンプ機能が阻害されることがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本考案の実施例を図面に沿って説明する。図ｌ、図２に示すように、空調機の室内ユニットにおける蒸発器の表面に生じるドレンは、図示しない下方のドレンパンに集められ、そのドレンパンのドレンは、ドレンポンプ１のポンプ本体２内の羽根６がモータ１２により回転する時、ポンプ本体２下部の吸込み口７から吸引されポンプ室５内に入る。ポンプ室５内のドレンは、羽根６の回転により撹伴され、運動エネルギーを与えられ、その遠心力によってドレンはポンプ本体２の内周面に押しつけられた状態で羽根６とともに回転し、遠心力によって上昇する。この時、ポンプ本体２の蓋体３の空気導入口１０からポンプ室５の中心部に空気を導入することにより、回転するドレン水の中心側表面に自由表面を形成している。このドレン水は、吐出口９の部分で速度エネルギーを圧力エネルギーに変換し、吐出口９に連接した図示しないドレンホースに排出している。
【００１３】
上記ドレンポンプ１においては、ポンプ室５の中心部に空気を導入するため、ポンプ本体の空気導入口１０からポンプ室５内のドレン水が飛び出すことがあり、更には、ポンプ室５内のドレン水が高速で回転する回転軸の外周に沿って遠心力で上昇し、空気導入口１０から出て更に上昇しようとする。このドレンがモータ４内に入ることを防止するため、回転軸１０における蓋体の空気導入口１０とモータ１２の軸受け１３との間に回転軸８に円盤状の水切り板１６を固定している。なお、４はＯリング、１１はホルダーである。
【００１４】
図３に示すように、水切り板１６は、薄肉金属製、例えばステンレス又はバネ用鉄製円盤１６１からなり、回転軸８の直径より小さい直径を有し回転軸８を挿通する中心孔１６２が形成され、中心孔１６２の外周に沿って所定幅の円周部にわたって中心孔１６２に向かって放射状に形成された複数のスリット１６３が設けられている。これにより複数の爪部１６４が設けられ、水切り板１６を回転軸８に下方から挿通すると、押し込んだ水切り板１６の薄肉金属製ばねの作用と複数の爪部１６４の抜け止め作用によって回転軸８と締結し保持するとともに複数の爪部１６４が下方にわん曲して円盤１６１の下面にドレン反転部１６５を形成するので、図２に示すように、ポンプ室５から排出されたドレンは、空気導入口１０から水切り板１６の下面のドレン反転部１６５に誘導されその遠心力で外周に振り飛ばされ、再びドレンパンに戻る。
【００１５】
上記実施例においては、水切り板１６の形状を円盤形のものとしたが、そのほか各種の形状を採用することができ、その際、例えば、水切り板１６の下面に渦巻き状の突起を羽根として形成してもよい。
【００１６】
ここで、水切り板１６の外径、肉厚等の形状、回転軸８の貫通している空気導入口１０の径、空気導入口１０と水切り板１６との距離、水切り板１６とモータ軸受部１３との距離を小さくすることによって、ポンプ部とモータ部とを接近することができ、空気調和機用排水ポンプを小型化することができるが、水切り板１２とポンプ部との距離が近すぎると、水切り板１６と蓋体３との平行部分にドレンが付着し、その表面張力により水切り板１６と蓋体３との表面に水膜が形成されるので、ポンプ室内に空気が導入できなくなりポンプ機能が失なわれる。この現象はモータが回転して回転軸が回転し、水切り板１６が回転しても、水切り板１６と蓋体３との間隔が特定の値で発生する。
【００１７】
そこで、水切り板１６の水切り作用が奏する条件について検討する。図５、図６に示すように、空気導入口の直径ФをＣ、水切り板の直径ФをＤ、モータ軸受部の直径ФをＥとすると、Ｃ＜Ｄ且つＥ＜Ｄの関係にある。実験によると、本発明の金属製水切り板１６においては、水切り板が空気導入口１０の外側に平行に延びる長さＡ’、即ち、（Ｄ−Ｃ）／２（水切り板の半径と空気導入口の半径との差）が０．５ｍｍ、従来の合成樹脂製水切り板においては、水切り板が空気導入口の外側に平行に延びる長さが１．５ｍｍであるとき、空気導入口と水切り板との距離Ａが、本発明の金属製水切り板においては、０．５ｍｍ以下、従来の合成樹脂製水切り板においては、１．５ｍｍ以下であると、水膜が形成されてポンプ機能を果たさなかった。
【００１８】
即ち、空気導入口と水切り板との距離をＡ、水切り板とモータ軸受部との距離をＢ、水切り板が空気導入口の外側に平行に延びる長さ、即ち、（Ｄ−Ｃ）／２（水切り板の半径と空気導入口の半径との差）をＡ’とすると、Ａが２Ａ’以下であると、水切り板１６と蓋体３との表面に水膜が形成される。それゆえ、水切り板１６と蓋体３との表面の水膜を回避するには、空気導入口１０と水切り板１６との距離を、水切り板１６が空気導入口１０の外側に平行に延びる寸法（平行部寸法）以上にとるか、又は平行部寸法を極力小さくするかである。即ち、その条件はＢ≧Ａ≧２Ａ’である。この条件を満たすことにより、モータ部とポンプ部との間隔Ｙ（図１０）をＸ（図１）に接近することができるので、排水ポンプがコンパクトになり、小型化が可能になる。
【００１９】
水切り板１６と蓋体３との表面の水膜を回避するための他の実施例として、水切り板が空気導入口の外側に平行に延びる寸法（平行部寸法）を小さくするのみならず、平行部寸法をなくするために、例えば、図７に示すように、蓋体３の上部を面取り２０したり、図８に示すように、蓋体の内周面に段差２１を設けたり、図９に示すように、蓋体３の上部を段差と面取り２２したりすることもできる。また、空気導入口１０と水切り板１６との距離を、水切り板１６が空気導入口１０の外側に平行に延びる寸法（平行部寸法）以下にしても、上記のような実施例においても水切り板１６と蓋体３との表面の水膜の形成を回避することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したので、（１）水切り板は金属製であるので、水切り板を固定するための溝が不要になり、汎用性の部品を使用することができるので、コストダウンになる。
（２）また、水切り板を薄肉にすることによって、取り付けスペースが削減され、モータ部とポンプ部との間を接近することができるので、排水ポンプがコンパクトになり、小型化が可能になる。
（３）水切り板の下面にドレン反転部を形成したので、水切り板外周に至ったドレンが、水切り板の上面から回転軸方向に伝わることがない。
（４）空気導入口と水切り板との距離を、水切り板が空気導入口の外側に平行に延びる寸法（平行部寸法）以上にとるか、又は平行部寸法を極力小さくしたので、水切り板と蓋体との表面の水膜を回避することができ、ポンプ機能が阻害されることがない。
（５）蓋体の上部を面取りしたり、蓋体の内周面に段差を設けたり、蓋体の上部を段差と面取りを形成したので、水切り板と蓋体との表面の水膜を回避することができ、空気調和機用排水ポンプとして常に定常状態で作動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気調和機用排水ポンプの実施例の一部断面を示す側面図である。
【図２】図１の一部拡大側面図である。
【図３】図１に用いる水切り板を示し、（イ）は平面図、（ロ）は側面図である。
【図４】本発明の水切り板を回転軸に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】図１の要部拡大側面図である。
【図６】図５の一部拡大断面図である。
【図７】本発明の空気調和機用排水ポンプの他の実施例の一部断面側面図である。
【図８】本発明の空気調和機用排水ポンプの更に他の実施例の一部断面側面図である。
【図９】本発明の空気調和機用排水ポンプの更に他の実施例の一部断面側面図である。
【図１０】従来の空気調和機用排水ポンプの一部断面側面図である。
【図１１】図１０の要部拡大側面図である。
【図１２】図１０に用いる回転軸と水切り板との関係を示し、（イ）は側面図、（ロ）は斜視図である。
【符号の説明】
１ ドレンポンプ
２ ポンプ本体
３ 蓋体
５ ポンプ室
６ 羽根
７ 吸込み口
８ 回転軸
１０ 空気導入口
１２ モータ
１３ 軸受部
１６ 水切り板
１６５ ドレン反転部

Claims (5)

1. ポンプ本体と該ポンプ本体に固定された蓋体とで形成される排水ポンプのポンプ室内で回転する羽根とモータ間の回転軸に水切り板を設けた空気調和機用排水ポンプにおいて、前記水切り板は金属製円盤からなり、その下面にドレン反転部を形成した空気調和機用排水ポンプであって、前記蓋体の空気導入口と前記水切り板との間の距離をＡ、前記水切り板と前記モータの軸受部との距離をＢ、前記水切り板が前記空気導入口の外側に平行に延びる長さ、即ち、前記水切り板の直径をＤ、前記空気導入口の直径をＣとするとき、（Ｄ−Ｃ）／２（前記水切り板の半径と前記空気導入口の半径との差）をＡ’とすると、Ｂ≧Ａ≧２Ａ’の条件を備えることを特徴とする空気調和機用排水ポンプ。
2. 前記金属製円盤は、薄肉金属製からなり、前記回転軸の直径より小さい直径を有し前記回転軸を挿通する中心孔が形成され、該中心孔の外周に沿って所定幅の円周部にわたって前記中心孔に向かって放射状に形成された複数のスリットと複数の爪部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機用排水ポンプ。
3. 前記蓋体の前記空気導入口を形成する部分の上部を面取りしたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機用排水ポンプ。
4. 前記蓋体の前記空気導入口を形成する部分の内周面に段差を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機用排水ポンプ。
5. 前記蓋体の前記空気導入口を形成する部分の上部を段差と面取りしたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機用排水ポンプ。

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