JP5707086B2 - 排水ポンプ - Google Patents
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Description
本発明は空調機の室内ユニットに装備される排水ポンプに関する。
空調機の室内ユニットは、冷房運転時に熱交換器に空気中の水分が凝縮して付着し、熱交換器の下方に設けられるドレンパン内に滴下する。このドレンパン内に溜ったドレン水を排水するために排水ポンプが装備される。
図７は下記の特許文献１等に開示されている従来の排水ポンプの一例の要部断面図である。この排水ポンプでは、ポンプハウジング１００’内に収容された回転羽根２００’が回転すると、ドレン水がポンプハウジング１００’の下端部に設けられた吸込口１１０’から吸い込まれ、ポンプハウジング１００’の上部側面に設けられた吐出口１２０’から吐出される。吐出されたドレン水は吐出口１２０’に接続された配管（図示せず）を介して上方に導かれた後、側方に導かれて室外に排水される。
上記従来の排水ポンプにおいては、吐出口１２０’に接続された配管からポンプハウジング１００’へ逆流しようとする戻り水の圧力が吸込口１１０’側に作用し、吐出効率が減殺されるという問題がある。
本発明の目的は、上記問題点を解消する排水ポンプを提供することにある。
本発明の目的は、上記問題点を解消する排水ポンプを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の排水ポンプは、モータと、該モータの駆動軸に連結される回転羽根と、該回転羽根を収容するポンプハウジングとを備え、前記ポンプハウジングは、下端部に設けられる吸込口と、上部に設けられる吐出口とを有し、前記回転羽根は、前記モータの駆動軸に連結される軸部と、該軸部の外周から径方向へ延びる複数の大径羽根と、該大径羽根の下縁部に連続して形成される小径羽根と、該大径羽根の外周部を連結する円筒壁部材と、前記大径羽根と前記円筒壁部材の下縁部に接続される円盤部材とを有する排水ポンプであって、前記円盤部材は、前記円筒壁部材の外径よりも大きな外径を有することにより、その外周部が前記ポンプハウジングの内壁面に近接するとともに前記ポンプハウジング内のポンプ室を吸込側ポンプ室と吐出側ポンプ室とに仕切るものであり、前記円盤部材は、前記円盤部材の中央部に設けられた貫通穴と、前記貫通穴より外周側に配置され前記円盤部材の下側の空間と上側の空間とを連通する流路穴を有しており、前記回転羽根が回転している状態で前記下側の空間の水は前記流路穴を通過して前記上側の空間に流入するが前記上側の空間の水は前記流路穴を通過しないように構成されていることを特徴とする。
なお、前記円盤部材の外周部の側面及び底面と前記ポンプハウジングの内壁面との間に断面Ｌ字形の間隙を形成するようにすることで、配管からの戻り水の圧力が吸込口に作用しにくくなるので、吐出効率をさらに向上することができる。
また、前記円盤部材と前記ポンプ室の内壁面との間の間隙は吐出する流体の動粘度、ポンプの排水能力等に応じて設定されるが、例えば２ｍｍ以下に設定することができる。
なお、前記円盤部材の外周部の側面及び底面と前記ポンプハウジングの内壁面との間に断面Ｌ字形の間隙を形成するようにすることで、配管からの戻り水の圧力が吸込口に作用しにくくなるので、吐出効率をさらに向上することができる。
また、前記円盤部材と前記ポンプ室の内壁面との間の間隙は吐出する流体の動粘度、ポンプの排水能力等に応じて設定されるが、例えば２ｍｍ以下に設定することができる。
本発明の排水ポンプは、ポンプハウジング内部が円盤部材によって吸込側空間と吐出側空間とに仕切られているため、大径羽根の遠心力を効率良くドレン水に伝達することが可能となる。また、吐出口に接続される配管からの戻り水の圧力（損失）が吸込口に作用しにくくなり、吸込みの効率も上がるので、吐出効率が向上する。
図１は、本発明の一実施形態である排水ポンプの全体構成を示す一部破断側面図、図２は図１の要部の断面図、図３は回転羽根の平面図及び側面図である。
全体を符号１で示す排水ポンプは、ポンプユニット１０とモータユニット２０を備える。モータユニット２０は、モータ３０を上部ケース４０と下部ケース５０で挟み込んだ構造を有し、上部ケース４０と下部ケース５０は締結部４２により着脱自在に結合される。モータ３０は、出力軸３２と電力の供給を受けるためのリード線３４を有する。
全体を符号１で示す排水ポンプは、ポンプユニット１０とモータユニット２０を備える。モータユニット２０は、モータ３０を上部ケース４０と下部ケース５０で挟み込んだ構造を有し、上部ケース４０と下部ケース５０は締結部４２により着脱自在に結合される。モータ３０は、出力軸３２と電力の供給を受けるためのリード線３４を有する。
ポンプユニット１０は、ポンプハウジング１００を備え、ポンプハウジング１００は下端部に吸込口１１０、上部側面に吐出口１２０を有し、内部にポンプ室１３０が形成されている。下部ケース５０とポンプハウジング１００の間にはシール部材７０が装着される。
ポンプ室１３０内には回転羽根２００が配設されている。回転羽根２００はモータ３０の出力軸３２に連結される取付軸２１０を有する。取付軸２１０は下部ケース５０の貫通穴５２を貫通し、その上端には貫通穴５２から噴出するドレン水がモータ３０側へ飛散するのを防止するために水切板６０が取り付けられる。
取付軸２１０は、その下部から半径方向に放射状に延びる複数の大径羽根２３０を有し、これら大径羽根２３０の外周縁は円筒壁部材２６０で連結されている。また、回転羽根２００は、各大径羽根２３０の下縁部から吸込口１１０の下端部に向けて延びる小径羽根２２０を有している。
さらに回転羽根２００は、円筒壁部材２６０の下縁部に連結される円盤部材２４０を備える。この円盤部材２４０は中央に貫通穴２５２を有し、大径羽根２３０の下縁部は円盤部材２４０に接続されるとともに一部が貫通穴２５２から下方に突出し、小径羽根２２０に連結されている。４枚の大径羽根２３０の中間部には円筒壁部材２６０から円盤部材２４０に沿って径方向内側に延びる中間羽根２３０ａが設けられている。
円盤部材２４０の外周部はポンプ室１３０の内壁面との間に微小な間隙Ｇ１を有して近接しており、ポンプ室１３０を吸込側ポンプ室１３０ａと吐出口ポンプ室１３０ｂとに区分している。間隙Ｇ１は、排水する流体の動粘度、ポンプの排水能力等に応じて設定されるもので、その大きさは特に限定されないが、例えば、２ｍｍ以下の寸法に設定される。そして、本実施形態では、円盤部材２４０が大径羽根２３０と中間羽根２３０ａとの間に合計８個の円形の流路穴２５０を有する。なお、流路穴２５０の個数や形状は特に限定されるものではなく、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すような形状にすることもできる。
次に本発明の排水ポンプの作用を説明する。
回転羽根２００は、モータ３０によって、例えば毎分２８００回転等の回転速度でポンプ室１３０内で駆動される。回転羽根２００が回転している状態において、吸込側ポンプ室１３０ａ内の水は回転羽根２００で上向きの力を与えられているために円盤部材２４０に形成された流路穴２５０を通過するが、吐出側ポンプ室１３０ｂ内の水は、回転羽根２００が回転しているために、流路穴２５０を通過しない。このような作用については、流体の粘度が高くなるほど顕著になる。
回転羽根２００は、モータ３０によって、例えば毎分２８００回転等の回転速度でポンプ室１３０内で駆動される。回転羽根２００が回転している状態において、吸込側ポンプ室１３０ａ内の水は回転羽根２００で上向きの力を与えられているために円盤部材２４０に形成された流路穴２５０を通過するが、吐出側ポンプ室１３０ｂ内の水は、回転羽根２００が回転しているために、流路穴２５０を通過しない。このような作用については、流体の粘度が高くなるほど顕著になる。
ポンプ室１３０は、回転羽根２００の円盤部材２４０で吸込側ポンプ室１３０ａと吐出側ポンプ室１３０ｂに仕切られているので、ポンプ室１３０内の流体に対して効率よく遠心力を伝達し、揚程を与えることができる。また、吐出口１２０に接続された配管からポンプ室１３０に戻ろうとする戻り水の圧力が概ね円盤部材２４０で受け止められ、吸込口１１０には殆ど作用しないので、吸込み効率を向上することもできる。よって、吐出効率を向上することができるものである。
図５は、本発明の排水ポンプの効果を示す実験結果のグラフであり、横軸はドレン水の動粘度、縦軸はポンプ締切揚程である。カーブＣ１は従来の排水ポンプの特性を示し、カーブＣ２は本発明の排水ポンプの特性を示す。動粘度の高い流体にあっては、本発明の排水ポンプの締切揚程が高いことが実験により確認された。
本発明の排水ポンプは以上の構成と特性を備えるので、特に空気中にオイルが多く含まれるような環境で稼動するエアコンサイクルの室内機で生じる粘度の高いドレン水を機外に排出する排水ポンプにとして用いた場合に有効である。
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図６は本発明の他の実施形態の要部の断面図である。本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略する。
本実施形態では、ポンプ室１３０の内壁面における円盤部材２４０の外周部に対向する部位に内方に張り出す段部１４０が全周に亘って形成されている。この段部１４０は、円盤部材２４０の底面と間隙Ｇ１を有して近接する水平面１４０ａと、この水平面１４０ａに直交する垂直面１４０ｂとを有しており、円盤部材２４０の外周部の側面及び底面とポンプ室１３０の内壁面との間に断面Ｌ字形の間隙が形成されている。このような構成によれば、配管からの戻り水の圧力を水平面１４０ａで受け止めることになるため、該圧力が吸込口１１０により作用しにくくなり、吐出効率を一層向上することができる。
以上、本発明の具体的な実施を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。
１ 排水ポンプ
１０ ポンプユニット
２０ モータユニット
３０ モータ
４０ 上部ケース
４２ 締結具
５０ 下部ケース
５２ 貫通穴
６０ 水切板
７０ シール部材
１００ ポンプハウジング
１１０ 吸込口
１２０ 吐出口
１３０ ポンプ室
１３０ａ 吸込側ポンプ室
１３０ｂ 吐出側ポンプ室
２００ 回転羽根
２１０ 取付軸
２２０ 小径羽根
２３０ 大径羽根
２４０ 円盤部材
２５０ 流路穴
２６０ 円筒壁部材
１０ ポンプユニット
２０ モータユニット
３０ モータ
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４２ 締結具
５０ 下部ケース
５２ 貫通穴
６０ 水切板
７０ シール部材
１００ ポンプハウジング
１１０ 吸込口
１２０ 吐出口
１３０ ポンプ室
１３０ａ 吸込側ポンプ室
１３０ｂ 吐出側ポンプ室
２００ 回転羽根
２１０ 取付軸
２２０ 小径羽根
２３０ 大径羽根
２４０ 円盤部材
２５０ 流路穴
２６０ 円筒壁部材
Claims (3)
- モータと、該モータの駆動軸に連結される回転羽根と、該回転羽根を収容するポンプハウジングとを備え、該ポンプハウジングは、下端部に設けられる吸込口と、上部に設けられる吐出口とを有し、前記回転羽根は、前記モータの駆動軸に連結される軸部と、該軸部の外周から径方向へ延びる複数の大径羽根と、該大径羽根の下縁部に連続して形成される小径羽根と、該大径羽根の外周部を連結する円筒壁部材と、前記大径羽根と前記円筒壁部材の下縁部に接続される円盤部材とを有する排水ポンプであって、前記円盤部材は、前記円筒壁部材の外径よりも大きな外径を有することにより、その外周部が前記ポンプハウジングの内壁面に近接するとともに前記ポンプハウジング内のポンプ室を吸込側ポンプ室と吐出側ポンプ室とに仕切るものであり、前記円盤部材は、前記円盤部材の中央部に設けられた貫通穴と、前記貫通穴より外周側に配置され前記円盤部材の下側の空間と上側の空間とを連通する流路穴をさらに有しており、前記回転羽根が回転している状態で前記下側の空間の水は前記流路穴を通過して前記上側の空間に流入するが前記上側の空間の水は前記流路穴を通過しないように構成されていることを特徴とする排水ポンプ。
- 前記円盤部材の外周部の側面及び底面と前記ポンプハウジングの内壁面との間に断面Ｌ字形の間隙が形成されていることを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。
- 前記円盤部材の外周部とポンプ室の内壁面との間の間隙は２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の排水ポンプ。
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