JP7357356B2 - 排水ポンプ - Google Patents

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、排水ポンプ（ドレンポンプ）が用いられている（特許文献１参照）。

排水ポンプは、モータと、モータを支持するモータケースと、モータケースの下方に配置されるポンプ本体とを有している。ポンプ本体には、ハウジングの下端部に吸込口が設けられ、側部に吐出口が設けられている。ハウジングの中に設けられたポンプ室の内部には、モータによって回転する回転羽根が収容されている。回転羽根は、モータの駆動軸に連結される軸部と、軸部の外周部から放射方向に延びる複数の平板状の大径羽根とを有している。なお、ハウジングの上部には、モータの駆動軸が貫通する貫通孔が形成されている。

モータを駆動して回転羽根を高速で回転させると、ドレンパンに溜まったドレン水が吸込口から吸い上げられポンプ室に流入し、ポンプ室のドレン水が回転する回転羽根によって遠心力を得て吐出口より吐出される。そして、吐出口から排出されたドレン水は、配管を介して室外へ排出される。

特許第６３０４９９０号公報

ところで、ドレン水の排水が終了し、排水ポンプの回転羽根の回転が停止すると、配管内に残留しているドレン水の一部が吐出口出口から吐出口に入り、更に吐出口入口からポンプ室に入る。つまりドレン水の一部が排水ポンプに逆流する。以後、逆流するドレン水を、適宜戻り水と呼ぶ。このように、排水ポンプが停止し、戻り水が排水ポンプに逆流する際に騒音が発生する場合があり、対策が求められていた。

本発明は、停止時の戻り水による騒音を低減可能な排水ポンプを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明による排水ポンプは、モータと、上部が開口し下端部に吸込口が設けられるとともに側部にドレン配管を接続するための吐出口が設けられたハウジング、前記モータに連結された回転羽根、及び中央部に貫通孔を有しかつ前記ハウジングの上端部に取り付けられたカバーを備えたポンプ本体と、を有し、前記ハウジング及び前記カバーによりポンプ室が画定された排水ポンプであって、前記吐出口における吐出口出口の端部に、前記ドレン配管からの戻り水が前記吐出口出口に流入することを妨げる凸部が設けられ、前記吐出口出口の前記端部の径方向外側部は、前記吐出口の軸線と直角をなす端面として形成されることを特徴としている。

この排水ポンプにおいて、前記凸部は、前記吐出口出口の前記端部における前記径方向内側部に設けられ、前記端部の径方向外側部より前記ポンプ室からの排水時の下流側に突出していてもよい。

また、凸部は、環状に設けられていてもよい。

更に、前記凸部と前記径方向外側部とは、段差状に形成されていてもよい。

また、前記凸部は、前記径方向外側部から突出するにしたがって縮径するテーパ状に形成されていてもよい。

更に、前記凸部と、前記径方向外側部との間には、該径方向外側部より前記凸部の突出方向と反対側に凹んだ凹部が形成されていてもよい。

本発明によれば、停止時の戻り水による騒音を低減可能な排水ポンプを提供できる。

本発明の実施形態に係る排水ポンプを示す縦断面図である。 ハウジングを、吐出口の中心線を通る面で切断して示す断面図である。 吐出口出口における凸部の変形例１を示す拡大断面図である。 吐出口出口における凸部の変形例２を示す拡大断面図である。 吐出口出口における凸部の変形例３を示す拡大断面図である。 吐出口出口における凸部の変形例４を示す拡大断面図である。 ドレン配管から吐出口出口への戻り水の流入が、凸部により妨げられている状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施形態に係る排水ポンプ１０は、モータ１２と、ポンプ本体２０とを有する。モータ１２はポンプ本体２０の上方に設けられており、モータ１２とポンプ本体２０との間には、モータ１２を支持するモータケース３０が設けられている。ポンプ本体２０は、一例として合成樹脂製であって、ハウジング４０と、回転羽根５０と、カバー３２とを備えている。

ハウジング４０は、上部が開口し下端部に吸込口４２が設けられるとともに、側部にドレン配管２６を接続するための吐出口４６が設けられている。吸込口４２は、下端部に開口部４３を有するパイプ状に形成されている。吐出口４６は、ポンプ室４４に開口する吐出口入口４８と、吐出口出口６８を備え、側方に向かって突出している。吐出口出口６８は、吐出口４６の突出側の先端に位置している。吐出口４６の突出側とは、換言すれば、排水ポンプ１０の作動時にポンプ室４４から排水されるドレン水の下流側である。この吐出口４６は、後述する回転羽根５０の回転軸５０ＣＬの径方向外側に配置されている。吐出口４６の軸線４６ＣＬは、水平方向に配置されている。また、吐出口４６の軸線４６ＣＬ上には、後述する回転羽根５０の中心に位置する軸部５２が位置している。

排水ポンプ１０の使用時において、吐出口４６には、該吐出口４６からポンプ本体２０の外部へ吐出されたドレン水を外部の排水設備等に排水するためのドレン配管２６が取り付けられる。ハウジング４０には、モータケース３０を固定するための爪部（図示せず）が例えば一対設けられている。なお、吐出口４６は、ハウジング４０に一体成形されるものに限られず、ハウジング４０とは別体で構成され、ハウジング４０に組み付けられるものであってもよい。

図２に示すように、吐出口４６における吐出口出口６８の端部に、ドレン配管２６からの戻り水が吐出口出口６８に流入することを妨げる凸部７０が設けられている。ここで、「妨げる」とは、吐出口出口６８に流入する戻り水の流れを乱し、流速を低下させることを意味し、吐出口出口６８への戻り水の流入を阻止するという意味ではない。凸部７０は、吐出口出口６８の端部における径方向内側部６８Ａに例えば環状に設けられ、端部の径方向外側部６８Ｂよりポンプ室４４からの排水時の下流側に突出している。図示の例では、吐出口４６の軸線４６ＣＬがポンプ室４４（ハウジング４０）の径方向に直線的に延びているので、凸部７０は、ポンプ室４４から遠のく方向に突出していると言い換えることもできる。なお、凸部７０は、周方向に断続的に形成されていてもよい。

凸部７０と径方向外側部６８Ｂとは、例えば段差状に形成されている。具体的には、径方向外側部６８Ｂは、吐出口４６の軸線４６ＣＬと直角をなす端面として形成されている。凸部７０は、この径方向外側部６８Ｂよりもポンプ室４４からの排水時の下流側に突出している。凸部７０の外周側の角部７０Ａは、例えば断面平面状に面取りされている。この面取りは、いわゆるＣ面である。

なお、凸部７０の形状はこれに限られない。図３に示される変形例１では、凸部７０は、径方向外側部６８Ｂから突出するにしたがって縮径するテーパ状に形成されている。換言すれば、径方向内側部６８Ａと径方向外側部６８Ｂとの間の外周面がテーパ面７２で構成されている。

また、図４に示される変形例２は、図２の例において、凸部７０の外周側の角部７０Ａを、断面円弧状に面取りしたものである。この面取りは、いわゆるＲ面である。尚、本明細書において「面取り」とは、角を有した出隅部に加工を施し当該出隅部にＲ面やＣ面を形成する場合の他、注型や射出成型等により、Ｒ面やＣ面の形状を有した出隅部を成形する場合も含む。後者においても、説明の都合上、「角部を面取りしたもの」といった表現を用いることがある。図５に示される変形例３では、凸部７０と、径方向外側部６８Ｂとの間に、該径方向外側部６８Ｂより凸部７０の突出方向と反対側に凹んだ凹部７４が形成されている。この凹部７４は、例えば環状に形成されている。またこの凹部７４の深さは、吐出口４６の軸線４６ＣＬの方向において、例えば突起部６６の位置に対応し、一例として凹部７４の底が突起部６６の最大径の位置に対応している。なお、凹部７４は、周方向に断続的に形成されていてもよい。

そして、図６に示される変形例４では、凹部７４が図５の例よりも深く形成されている。具体的には、凹部７４の深さは、吐出口４６の軸線４６ＣＬの方向において、例えば突起部６６の位置を越えている。換言すれば、凹部７４の底は、吐出口出口６８から見て突起部６６よりも遠い位置に位置している。また、変形例４では、径方向における凹部７４の幅が、変形例３よりも小さく形成されている。なお、変形例４における凹部７４の幅を変形例３と同等にしてもよい。

図１に示すように、吐出口出口６８の端部における径方向外側部６８Ｂの外周には、例えば鉤状の突起部６６が設けられている。この突起部６６は、ドレン配管２６を吐出口４６に接続した際に該ドレン配管２６の内面に食い込んで、該ドレン配管２６と吐出口出口６８の隙間から排水が漏れることを抑制する役割を有している。

図３に示すように、ハウジング４０の内面４０Ａの上縁には、段部１８が形成されている。段部１８は、ハウジング４０の内面４０Ａの位置からハウジング４０の径方向外側に広がっている。この段部１８には、後述するシール部材３４が配置される。

図１に示すように、回転羽根５０は、モータ１２に連結され、ポンプ室４４内に収容されている。この回転羽根５０は、一例として合成樹脂製であって、軸部５２と、軸部５２の外周部から回転軸５０ＣＬの放射方向（径方向外側）に延びる複数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に挿入される複数の平板状の小径羽根６１とを有している。大径羽根６０は、例えば周方向に等角度で設けられている。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、中央に扇形状とされた複数の開口部５８を有する円盤状の環状部材６２に連結されている。

吐出口４６の正面、即ち、吐出口４６の軸線４６ＣＬ上に回転羽根５０の大径羽根６０が位置するように、軸部５２に大径羽根６０が設けられている。また、環状部材６２の外周縁は、吐出口４６の内面５６の下端よりも上方で、かつ、吐出口４６の軸線４６ＣＬよりも下方に位置している。

軸部５２は、カバー３２の中央に形成された空気孔の役目を有した貫通孔３６を貫通してモータ１２側へ突出している。軸部５２の中心軸に沿って設けた穴にはモータ１２の駆動軸が挿入されて固定されている。なお、貫通孔３６と軸部５２との間には、隙間が設けられている。

軸部５２の上面には、水切円板１４が取り付けられている。この水切円板１４は、カバー３２の貫通孔３６からドレン水が吹き出したとしても、吹き出したドレン水がモータ１２へ直接的に飛散するのを防止する役目を有している。

モータケース３０は、上下に分割可能とされた筒部２２を備えており、筒部２２の上部にモータ１２が収容されている。また、筒部２２の側部には、図示しない縦長のスリット状の水抜き孔（排水用の開口）が形成されている。

図１に示すように、カバー３２は、中央部に貫通孔３６を有しかつハウジング４０の上端部に取り付けられている。具体的には、カバー３２は、例えばモータケース３０の筒部２２の下端に一体的に形成されている。また、カバー３２は、ハウジング４０の段部１８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に嵌め込まれている。爪部（図示せず）がモータケース３０に嵌合することで、カバー３２がハウジング４０に固定される。ポンプ本体２０において、ハウジング４０及びカバー３２によりポンプ室４４が画定されている。

吸込口４２の下方には、空調機器等から排出されたドレン水を一時的に溜めるドレンパン８０が配置される。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る排水ポンプ１０は、その吸込口４２の下端がドレンパン８０に溜まるドレン水の表面Ｗｓよりも下側となるように適宜設置される。そして、モータ１２を駆動して回転羽根５０を高速で回転させれば、ドレンパン８０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。吐出口４６より吐出されたドレン水は、ドレン配管２６を介して外部の排水設備等へ排出される。回転羽根５０の回転により撹拌されドレン水内から発生した気泡を含んだ水流は、ポンプ室４４内で遠心力を得て吐出口４６へスムーズに流れ、ドレン配管２６を介して外部へ排出される。

ドレン水の排水が終了し、排水ポンプ１０の回転羽根５０の回転が停止すると、ドレン配管２６内に残留しているドレン水の一部が吐出口出口６８から吐出口４６に入り、更に吐出口入口４８からポンプ室４４に入る。つまり、ドレン水の一部が戻り水となって排水ポンプ１０に逆流する。本実施形態では、図７に示すように、吐出口４６における吐出口出口６８の端部に、ドレン配管２６からの戻り水が吐出口出口６８に流入することを妨げる凸部７０が設けられている。具体的には、凸部７０の外周側にはドレン配管２６との間に空間が形成されることになるため、戻り水は、その一部がこの空間に入ることによって流れを乱され、吐出口出口６８への流入が妨げられることで圧力損失が生じ、流速が低下する。これにより、戻り水は、吐出口出口６８に凸部７０が設けられていない場合と比較して運動エネルギが低下した状態で、該吐出口出口６８から吐出口４６に流入する。

これは、図３から図５に示す各変形例の場合でも同様である。図３に示す変形例１では、凸部７０が、径方向外側部６８Ｂから突出するにしたがって縮径するテーパ状に形成されており、凸部７０と径方向外側部６８Ｂとが段差状に形成された図２の構成よりも、戻り水の運動エネルギの低下が少なくなる。図５に示す変形例３及び図６に示す変形例４では、図２の構成よりも戻り水の運動エネルギの低下が大きくなる。変形例３と変形例４を比較すると、変形例４の方が、凹部７４が深くかつ径方向における凹部７４の幅が小さいので、戻り水の運動エネルギの低下が大きくなる。

このように、本実施形態によれば、凸部７０により戻り水の流速を低下させ、運動エネルギを低下させることにより、戻り水が排水ポンプ１０に逆流したときに生ずる騒音を低減できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

上記実施形態では、凸部７０が吐出口出口６８の径方向内側部６８Ａに設けられるものとしたが、凸部７０の径方向位置はこれに限られず、戻り水の吐出口出口６８への流入を妨げることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。

１０ 排水ポンプ
１２ モータ
２０ ポンプ本体
３２ カバー
３６ 貫通孔
４０ ハウジング
４０Ａ 内面
４２ 吸込口
４４ ポンプ室
４６ 吐出口
４６ＣＬ 軸線
５０ 回転羽根
６８ 吐出口出口
６８Ａ 径方向内側部
６８Ｂ 径方向外側部
７０ 凸部
７４ 凹部

Claims (5)

1. モータと、上部が開口し下端部に吸込口が設けられるとともに側部にドレン配管を接続するための吐出口が設けられたハウジング、前記モータに連結された回転羽根、及び中央部に貫通孔を有しかつ前記ハウジングの上端部に取り付けられたカバーを備えたポンプ本体と、を有し、前記ハウジング及び前記カバーによりポンプ室が画定された排水ポンプであって、
   前記吐出口における吐出口出口の端部に、前記ドレン配管からの戻り水が前記吐出口出口に流入することを妨げる凸部が設けられ、
   前記凸部は、前記吐出口出口の端部における径方向内側部に設けられ、前記端部の径方向外側部より前記ポンプ室からの排水時の下流側に突出し、
   前記吐出口出口の前記端部の前記径方向外側部は、前記吐出口の軸線と直角をなす端面として形成される排水ポンプ。
2. 前記凸部は、環状に設けられている請求項１に記載の排水ポンプ。
3. 前記凸部と前記径方向外側部とは、段差状に形成されている請求項１に記載の排水ポンプ。
4. 前記凸部は、前記径方向外側部から突出するにしたがって縮径するテーパ状に形成されている請求項２に記載の排水ポンプ。
5. 前記凸部と、前記径方向外側部との間には、該径方向外側部より前記凸部の突出方向と反対側に凹んだ凹部が形成されている請求項１又は請求項２に記載の排水ポンプ。