JP6375285B2

JP6375285B2 - 排水ポンプ

Info

Publication number: JP6375285B2
Application number: JP2015225819A
Authority: JP
Inventors: 克司佐藤; 直也大木; 真聖杉野; 友也加藤
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2035-11-18
Also published as: KR102526206B1; JP2017096104A; EP3171032B1; EP3171032A1; CN106989068A; KR20170058253A; CN106989068B

Description

本発明は、排水ポンプに関し、特に空気調和機の室内熱交換器で凝縮した水を受け入れるドレンパン内のドレン水を室外に排水するのに好適な排水ポンプに関し、特に静音性の高い排水ポンプを提供するものである。

従来、室内の天井に埋込む形式の空気調和機においては、空気調和機の室内熱交換器の表面で凝縮したドレン水を受けるドレンパンが装備されている。このドレンパン内のドレン水を室外へ排水するためには、排水ポンプ（ドレンポンプ）が用いられている。

以下、本願出願人が既に出願し公開されている空気調和機に用いられる排水ポンプを従来技術として説明する。図５は、従来の排水ポンプの一部を破断して示す正面図であり、図６（ａ）は、図５に示す排水ポンプに用いられている回転羽根の一例の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す回転羽根の正面図である。また、図７は図６に示す回転羽根の要部拡大図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面縦断面図、図７（ｃ）は斜め上方から見た斜視図である。なお、本明細書において「上側又は上方」「下側又は下方」及び「内側又は内方」「外側又は外方」等との用語は、説明の理解の容易さのために、図７（ｃ）に示すｘｙｚ座標軸の方向及び回転羽根の回転軸を基準とする位置関係を相対的に示すものであり、絶対的な方向としての意味合いを持つものではない。つまり、「上側又は上方」及び「下側又は下方」とは、図７（ｃ）のｚ座標軸に沿って上方又は下方を意味し、「内側又は内方」及び「外側又は外方」とは、図７（ｃ）のｘ座標軸に沿って図７（ｃ）の右方向又は左方向を意味する。また、矢印ｘｙ，ｙｚ等で水流を示しているが、その矢印の向う側を下流、反対側を上流として用いている。

全体を符号１で示す排水ポンプは、モータ１０と、モータ１０にブラケット２０を介して取り付けられるポンプ本体３０とを有する。ポンプ本体３０はプラスチック製であって、上部が開口したハウジング４０と、ハウジング４０の上部開口を覆うカバー３２とを備えている。ハウジング４０は、下端部に開口部４３を有するパイプ状の吸込口４２、内部に形成されているポンプ室４４、及び側方に向かって突出する吐出口４６を有している。カバー３２は、ブラケット２０と一体的に形成されており、ハウジング４０との間にシール部材３４を挟みこんだ状態でハウジング４０と連結されている。

ハウジング４０のポンプ室４４内には、モータ１０によって回転する回転羽根５０が収容される。回転羽根５０は、軸部５２と、軸部５２の外周部から放射方向に延びる複数（図示の例では４枚）の平板状の大径羽根６０と、各大径羽根６０の下端縁部に連結されるとともに吸込口４２に挿入される複数（大径羽根６０と同数の４枚）の平板状の小径羽根５４とを有している。

軸部５２は、カバー３２の中央に形成された貫通孔３６を貫通してモータ１０側へ突出しており、軸部５２の中心軸に沿って設けた穴５３にモータ１０の駆動軸１２が挿入されて固定されている。軸部５２の上面には、水切円板１４が取り付けられており、この水切円板１４は、カバー３２の貫通孔３６からドレン水が噴出したとしても、モータ１０側へ飛散するのを防止する。

各大径羽根６０の下端縁部は、内径側に下傾斜するテーパ状に形成されており、この各下端縁部は、中央に開口部５７を有する円盤状の環状部材５６により連結されている。また、隣り合う大径羽根６０，６０の間には、補助羽根７０（図６（ａ）、図示の例では４枚）が環状部材５６から立設して設けられており、この補助羽根７０と大径羽根６０とによりポンプの揚程を確保することができる。各大径羽根６０と各補助羽根７０の外側縁部は環状平坦面５５によって連結されている。環状平坦面５５の上端縁部の位置は、大径羽根６０と補助羽根７０の上端縁部の位置より低くされている。
排水ポンプ１は、その吸込口４２が図示されないドレンパンに溜まったドレン水の表面よりも下側となるように適宜設置される。そして、モータ１０を駆動して回転羽根５０を回転（例えば矢印Ｒ方向（図６（ａ））させれば、ドレンパンに溜まったドレン水が吸込口４２から吸い上げられ、ポンプ室４４を介して吐出口４６より吐出される。

以上のように構成された回転羽根５０によれば、各大径羽根６０及び補助羽根７０の回転により撹拌されてドレン水内から発生した気泡を含んだ水流は、環状平坦面５５を乗り越えて吐出口４６へスムーズに流れるので、カバー３２の底面３５への気泡の衝突が緩和され、騒音が減少する。また、このような構成により、排水ポンプ１が停止したときに、吐出口４６からハウジング４０のポンプ室４４へ戻る水は、環状平坦面５５に突き当たり、環状平坦面５５への緩衝により徐々に拡散されるので、戻り水に起因する騒音の低減も図ることができる。
このような排水ポンプは、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００２−１３８９９２号公報

上記特許文献の排水ポンプにおいては、排水ポンプの静音性に対する一定の効果が確認できている。しかしながら、従来用いられている排水ポンプの回転羽根は、図７（ａ）及び図７（ｃ）に水流を矢印で示す通り、回転羽根の上縁部６２と側縁部６３の接続部分である角部Ａの近傍において、大径羽根６０及び補助羽根７０の回転方向の面である水掻き面（大径羽根６０の水掻き面６１及び補助羽根７０の水掻き面７１）によって回転羽根の上方の水流（ｙｚ方向の流れ）と外側方向の水流（ｘｙ方向の流れ）に分かれて水が掻き出されることで、回転羽根の水掻き面と反対側の面（即ち回転羽根を挟んで下流側）、特に回転羽根の上縁部６２と側縁部６３との接続部、即ち角部近傍において、異なるベクトルの水流が衝突するため、水流に乱れが生じ、周囲の空気が気泡となって混流してしまい、これが破裂することによって僅かな振動や騒音が生じることがある。このことは補助羽根においても同様である。
近年、居室内空間の更なる静寂性が望まれており、従来の排水ポンプにおいても更なる静音性改善が期待されていた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転羽根及び補助羽根の水掻き面によって掻き出される水流の特定のベクトル方向を規制し、同じベクトル成分を持った水流を作り出し、水流の乱れを抑制し水流への気泡の混流を防止し、更なる運転時の静粛性を図った排水ポンプを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明による排水ポンプは、下端部に吸込口が設けられると共に側部に吐出口が設けられたハウジングと、該ハウジング内に設けられた回転羽根と、該回転羽根を回転させるモータとを具備した排水ポンプであって、前記回転羽根は、複数の放射状の小径羽根と、当該小径羽根の上方に連続して形成された複数の大径羽根とを備え、更に複数の大径羽根の間には補助羽根を備えており、前記大径羽根及び前記補助羽根の夫々は水掻き面と、該水掻き面と接続する上縁部と、同じく前記水掻き面と接続する側縁部を有し、前記大径羽根の前記上縁部の外周端であり且つ前記側縁部の上方端である角部近傍には、前記上縁部から直立する柱状の水流方向規制部が形成され、前記水流方向規制部は、前記水掻き面によって掻き出された水を当該水流方向規制部の両脇に分流することを特徴とする。

本発明による排水ポンプは、下端部に吸込口が設けられると共に側部に吐出口が設けられたハウジングと、該ハウジング内に設けられた回転羽根と、該回転羽根を回転させるモータとを具備した排水ポンプであって、前記回転羽根は、複数の放射状の小径羽根と、当該小径羽根の上方に連続して形成された複数の大径羽根とを備え、更に複数の大径羽根の間には補助羽根を備えており、前記大径羽根及び前記補助羽根の夫々は水掻き面と、該水掻き面と接続する上縁部と、同じく前記水掻き面と接続する側縁部を有し、前記大径羽根の前記上縁部の外周端であり且つ前記側縁部の上方端である角部近傍には、前記側縁部の上方から外周へ向けて柱状の水流方向規制部が形成され、前記水流方向規制部は、前記水掻き面によって掻き出された水を当該水流方向規制部の上下に分流することを特徴とする。

本発明による排水ポンプは、前記水流方向規制部は、円柱状に形成されることを特徴とする。

本発明による排水ポンプは、前記水流方向規制部は、底面を小幅部及び大幅部を有する流線型とした柱状に形成されることを特徴とする。

本発明による排水ポンプは、前記水流方向規制部は、底面を小幅部及び大幅部を有する流線型とした柱状に形成され、且つ前記側縁部の全長に亘って設けられることを特徴とする。

本発明の排水ポンプによれば、大径羽根が掻き回す水が、回転羽根の水掻き面にぶつかった後、回転羽根の上方と側方の２つの方向に対して相対的な水流となって案内されるが、この水流が回転羽根の背面（即ち下流側）において、上方の水流と側方の水流が衝突する際に図７（ｃ）で示すようなｙｚ方向のベクトルを持つ水流を規制することができ、水流のベクトルをｘｙのベクトル方向に揃えることで、乱流の発生を軽減し、水流への気泡の混流を抑止し、騒音の発生をより抑制することが可能となる。

本発明の第１実施例における排水ポンプに用いられる回転羽根の構成を示す要部拡大図であって、（ａ）平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）斜視図である。本発明の第２実施例における排水ポンプに用いられる回転羽根の構成を示す要部拡大図であって、（ａ）平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）斜視図である。本発明の第３実施例における排水ポンプに用いられる回転羽根の構成を示す要部拡大図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）他の例の平面図である。本発明の第４実施例における排水ポンプに用いられる回転羽根の構成を示す要部拡大斜視図である。従来の排水ポンプの一例を示す図である。従来の排水ポンプに用いられる回転羽根を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図６に示す回転羽根の要部拡大図であって（ａ）平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）斜視図である。本発明の第５実施例の排水ポンプの回転羽根を示す図であって、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）斜視図である。

以下、添付した図面に基づいて、本発明による排水ポンプの実施例を説明する。図１乃至図４は本発明の各実施例の回転羽根の要部を示す図であり、図７と同等の図である。これらの回転羽根は、モータの出力回転軸に取付けられ、図５に示されたような排水ポンプのポンプ室内に配置される。図１乃至図４においては、従来の構成と共通する部分には同一の符号を付してある。

（第１実施例）
図１は、本発明における排水ポンプに用いられる回転羽根（大径羽根）の第１実施例を示す図であり、図１（ａ）は回転羽根の要部を拡大した平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す回転羽根を水流の上流側から見た状態を示す断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）に示す回転羽根の斜視図である。

図１に示す排水ポンプの回転羽根５０には、図示されないドレンパン内のドレン水を排水するために、複数の大径羽根６０が等角度で設けられ、この大径羽根６０には、環状平坦面５５を超えてドレン水を掻きだすための水掻き面６１が形成されている。この水掻き面６１は、大径羽根６０が回転する方向における該大径羽根６０の一面である。
また、回転羽根５０には、図６に示されたような補助羽根（図１では図示せず）が大径羽根６０の間に等間隔に配置されている。
大径羽根６０には水掻き面６１と接続して上縁部６２が形成され、同様に水掻き面６１から側縁部６３が形成される。上縁部６２は、その外周端において側縁部６３の上端が、角部Ａによって接続している。
以降、大径羽根６０の構成について詳述するが、補助羽根においても同様の構成を成すものであり、再度の詳細な説明を省略する。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、大径羽根６０の上縁部６２の外周側に、水流方向規制部１０１を形成する。水流方向規制部１０１は円柱状に形成されており、その側面で水流を受けるように上縁部６２から直立している。このような水流方向規制部１０１を設けることで、回転羽根５０が回転してドレンパン内のドレン水を排水する際に、大径羽根６０の水掻き面６１によって掻き出された水は、水流方向規制部１０１の両脇に分流し、柱面（円柱の側面）に沿って流れる。これにより、水流は図１（ｃ）におけるｚ軸方向へ向かうことなく、ｘｙ方向に流れる。即ち水流のベクトルからｚ軸成分が抑制されることとなり、この状態で水流方向規制部１０１の背面（下流側）においてスムーズに合流する。これにより、従来の回転羽根の上縁部及び側縁部、即ち回転羽根の角部Ａ近傍において、上縁部６２に掻き出されたｙｚ方向の水流と側縁部６３に掻き出されたｘｙ方向の水流とが三次元的な衝突をすることを防止し、角部Ａ近傍ではｘｙ方向に限定した所謂二次元的な水流とすることで、合流前後における水流のベクトルの変動を最小限に抑制して、乱流の発生を軽減し、水流への気泡の混流を抑止し、騒音の発生をより抑制することを実現した。

（第２実施例）
図２は、本発明の実施例２における回転羽根を示しており、図２（ａ）は回転羽根の要部を拡大した平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す回転羽根を水流の上流側から見た状態を示す断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）に示す回転羽根の斜視図である。第１実施例は、大径羽根６０の上縁部６２の外周側に水流方向規制部１０１を設けたが、本実施例では大径羽根６０の側縁部６３の上方側に水流方向規制部１０２を設けている。第１実施例と同様水流方向規制部１０２は円柱状に形成されており、その柱面により水流のベクトルを規制する。このような水流方向規制部１０２により、水掻き面６１によって掻き出された水流は、ｘ軸成分を抑制したｙｚ方向のベクトルとなって水流方向規制部１０２の上下に分流し、水流方向規制部１０２の背面にて合流する。このような構成であっても、角部Ａ近傍の水流のベクトルの変動を最小限に抑制するが可能である。

（第３実施例）
図３（ａ）は、本発明の第３実施例における回転羽根を示す斜視図、図３（ｂ）は同図（ａ）の平面図である。その形状は第１実施例の水流方向規制部に替えて、底面を小幅部及び大幅部を有するナス型（すなわち流線型）とした柱状部材からなる水流方向規制部１０３を用いたものである。これにより、第１実施例の円柱形状よりもスムーズな水流の規制が可能となり、騒音の抑制効果を高めることが可能となる。尚、図３（ｂ）乃至（ｅ）に示すように、水流方向規制部１０３は、大幅部と小幅部の何れを上流側に配置するか、また、如何様な傾きによって配置するかは適宜選択すればよい。

（第４実施例）
図４（ａ）は本発明の第４実施例における回転羽根を示す斜視図である。本実施例は、大径羽根６０の側縁部６３全体を底面ナス型（すなわち底面流線型）とする柱状の水流方向規制部１０４とし、水掻き面６１と一体形成したものである。第３実施例は上縁部６２と側縁部６３からなる大径羽根６０の角部Ａの水流をベクトルを規制することを目的としているが、本実施例は、水流方向規制部１０４により、側縁部６３のより下方まで水流のベクトルの規制を可能とした。このような構成により、形状は複雑化するものの、第３実施例よりも高い静音性を実現した。尚、第３実施例と同様に、水流方向規制部１０４は、大幅部と小幅部の何れを上流側に配置するか、また、如何様な傾きによって配置するかは適宜選択することが可能である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、各実施例における水流方向規制部は、その高さ方向の寸法は、回転羽根の大きさや回転速度等に応じて、その柱状部材の底面の面積や高さを適宜変更することができる。また、第１実施例に示す円柱形状の水流方向規制部１０１を、第４実施例に示す水流方向規制部１０４のように側縁部６３の全長に亘って形成するよう構成してもよい。

（第５実施例）
図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の第５実施例の排水ポンプの回転羽根を示す。図８に示す排水ポンプの回転羽根５０には、ドレンパン内のドレン水を排水する複数枚の小径羽根５４に連続した大径羽根６０が設けられ、この大径羽根６０は、その回転方向前面に、円盤状の環状部材５６の環状平坦面５５を超えてドレン水を掻きだすための水掻き面６１を形成しており、大径羽根６０の縁部の上側端縁部７７には段部７２が形成され、外側端縁部８１には段部８２が設けられている。これにより、段部７２から上側端縁部７７へ立ち上がる壁面として上側端縁部水掻き面７５Ａ，７５Ｂが形成されている。また、段部８２から外側端縁部８１の方向へ立ち上がる壁面として外側端縁部水掻き面８５が形成されている。この外側端縁部８１には、大径羽根６０の高さより僅かに高い水流方向規制部１００を形成している。

また、第５実施例においては、大径羽根６０だけではなく、補助羽根７０においても、回転方向前面に水掻き面７１を形成しており、その上側端縁部７３には段部７４が形成され、外側端縁部８３には段部８４が形成されている。また、段部７４から上側端縁部７３へ立ち上がる壁面として上側端縁部水掻き面７６が形成され、段部８４から外側端縁部８３へ立ち上がる壁面として外側端縁部水掻き面８６が形成されている。この外側端縁部８３には、大径羽根６０の外側端縁部８１と同様に、補助羽根７０の高さより僅かに高い水流方向規制部１００を形成している。

第５実施例において、段部７２，７４は、各大径羽根６０及び各補助羽根７０の上側端縁部７７，７３の全長に亘って形成されている。それにより、段部７２，７４は、ドレン水の水流を上方に撥ね上げて各大径羽根６０及び各補助羽根７０の上外方に案内する作用を奏する。また、段部８２，８４は、各大径羽根６０及び各補助羽根７０の外側端縁部８１，８３の全長に亘って形成されている。それにより、段部８２，８４は、ドレン水の水流を外方に撥ね上げて各大径羽根６０及び各補助羽根７０の外方に案内する作用を奏する。

本発明の第５実施例の排水ポンプにおいては、他の実施例で説明した水流方向規制部による静音化の効果に加え、大径羽根が掻き回す水が、回転羽根の水掻き面にぶつかった後、回転羽根に対して相対的な水流となって上側端縁部水掻き面及び外側端縁部水掻き面に案内されるが、この上側端縁部水掻き面及び外側端縁部水掻き面への流水の入射方向を回転羽根の水掻き面への流水の入射角と略同一の角度とすることができる。これによって回転羽根の段状に形成された案内部の前後における相対的な水流が均一となり、乱流の発生を軽減し、水流への気泡の混流を抑止し、騒音の発生をより抑制することが可能となる。また、その際に、大径羽根の水掻き面と上側端縁部水掻き面又は外側端縁部水掻き面を、所定の曲率をもって連続した曲面で形成することにより、より均一な相対的水流を達成することが可能である。このように、第５実施例の排水ポンプにおいては、より高い静音化の効果を達成することが可能となる。

１０モータ
１２駆動軸
４０ハウジング
４２吸込口
４６吐出口
５０回転羽根
５２軸部
５４小径羽根
５５環状平坦面
５６環状部材
６０大径羽根
６１水掻き面（大径羽根）
６２上縁部（大径羽根）
６３側縁部（大径羽根）
Ａ角部（大径羽根）
７０補助羽根
７１水掻き面（補助羽根）
１００，１０１〜１０４水流方向規制部

Claims

下端部に吸込口が設けられると共に側部に吐出口が設けられたハウジングと、該ハウジング内に設けられた回転羽根と、該回転羽根を回転させるモータとを具備した排水ポンプであって、
前記回転羽根は、複数の放射状の小径羽根と、当該小径羽根の上方に連続して形成された複数の大径羽根とを備え、
更に複数の大径羽根の間には補助羽根を備えており、
前記大径羽根及び前記補助羽根の夫々は水掻き面と、該水掻き面と接続する上縁部と、同じく前記水掻き面と接続する側縁部を有し、
前記大径羽根の前記上縁部の外周端であり且つ前記側縁部の上方端である角部近傍には、前記上縁部から直立する柱状の水流方向規制部が形成され、
前記水流方向規制部は、前記水掻き面によって掻き出された水を当該水流方向規制部の両脇に分流することを特徴とする排水ポンプ。
下端部に吸込口が設けられると共に側部に吐出口が設けられたハウジングと、該ハウジング内に設けられた回転羽根と、該回転羽根を回転させるモータとを具備した排水ポンプであって、
前記回転羽根は、複数の放射状の小径羽根と、当該小径羽根の上方に連続して形成された複数の大径羽根とを備え、
更に複数の大径羽根の間には補助羽根を備えており、
前記大径羽根及び前記補助羽根の夫々は水掻き面と、該水掻き面と接続する上縁部と、同じく前記水掻き面と接続する側縁部を有し、
前記大径羽根の前記上縁部の外周端であり且つ前記側縁部の上方端である角部近傍には、前記側縁部の上方から外周へ向けて柱状の水流方向規制部が形成され、
前記水流方向規制部は、前記水掻き面によって掻き出された水を当該水流方向規制部の上下に分流することを特徴とする排水ポンプ。
前記水流方向規制部は、円柱状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水ポンプ。
前記水流方向規制部は、底面を小幅部及び大幅部を有する流線型とした柱状に形成されることを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。
前記水流方向規制部は、底面を小幅部及び大幅部を有する流線型とした柱状に形成され、且つ前記側縁部の全長に亘って設けられることを特徴とする請求項１記載の排水ポンプ。