JP7367982B2 - 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入れるドレンパンが装備される。このドレンパン内のドレン水を室外へ排水するため、排水ポンプ（ドレンポンプ）が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

この排水ポンプは、モータと、ポンプ本体と、よりなっている。ポンプ本体は、上部が開口し下端部に吸込口が設けられるとともに略円筒形状の内周壁により構成される側部に吐出口が設けられたハウジングと、モータに連結された回転羽根と、中央部に貫通孔を有しかつハウジングの上端部に取り付けられたカバーとを備えている。また、ハウジング及びカバーによりポンプ室が画定されている。吐出口はポンプ室に開口する吐出口入口を備えている。

特開２０１６－１１３９４１号公報

しかしながら、上記した従来例において、ハウジングを成型する金型の抜き構造の関係で、吐出口入口がポンプ室に開口する部分（出隅部分）には、鋭角、直角、又は鈍角の角部が形成される。そのため、排水ポンプの作動時にポンプ室から吐出口入口へドレン水が流入して排水される際に、当該境界部分で損失が生じていると考えられる。

本発明は、排水効率の向上が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ると共に、前記吐出口は前記ポンプ室に開口する吐出口入口を備えた排水ポンプであって、前記ポンプ室は、前記ハウジング及び前記カバーが接合されることにより構成される略円筒形状の内周面を有し、前記吐出口入口は、前記ポンプ室の前記内周面のうち前記ハウジングと前記カバーの接合部位に開口しており、前記ポンプ室の内周面のうち前記ハウジングにより構成される内周面と、前記吐出口の内面との境界に位置する角部が面取りされ、前記ハウジングのうち前記カバーと接合する部位には、前記内周面の上縁位置から前記ハウジングの径方向外側に広がり前記ハウジングの径方向に幅を有する段部が形成され、前記吐出口入口の一部を構成するハウジング側部分の上方は、前記ハウジングに対して前記段部に開口し、前記角部の面取り幅は、前記段部の幅以下に設定されていることを特徴としている。

この排水ポンプにおいて、前記ハウジングの前記接合部位には、前記内周面の上縁位置から前記ハウジングの径方向外側に広がり前記ハウジングの径方向に幅を有する段部が形成され、前記吐出口入口の上方は、前記ハウジングに対して前記段部に開口し、前記角部の面取り幅は、前記段部の幅以下に設定されていていてもよい。更に、前記カバーにより構成される内周面と、前記吐出口の内面と境界に位置する角部が面取りされていてもよい。更に、前記角部において、前記ポンプ室から前記吐出口入口への排水の流れの上流側に位置する部位の面取り幅が、下流側に位置する部位の面取り幅よりも大きくてもよい。

本発明によれば、排水効率の向上が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。 ハウジングを示す斜視図である。 吐出口入口のハウジング側部分を示す拡大斜視図である。 ハウジング及びカバーを、吐出口の中心線を通る面で切断して示す断面図である。 （Ａ）は、図４におけるＡ部を示す拡大断面図である。（Ｂ）は、図５（Ａ）に対する変形例を示す拡大断面図である。 ハウジングを示す平面図である。 図６におけるＢ部を示す拡大平面図である。 吐出口入口のハウジング側部分の変形例１を示す、図７に相当する平面図である。 吐出口入口のハウジング側部分の変形例２を示す、図７に相当する平面図である。 吐出口入口のハウジング側部分の変形例３を示す、図３に相当する斜視図である。 吐出口入口のハウジング側部分の変形例４を示す、図３に相当する斜視図である。

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とを備えており、ハウジング４０とカバー３２とが接合されることにより略円筒形状の内周面４４Ａを有するポンプ室４４を構成する。

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を備え、側方に向かって突出している。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（図示せず）が取り付けられる。図２に示すように、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２４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の上段部１９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２４（図２）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（図示せず）が配置される。

図３に示すように、ハウジング４０のうちカバー３２と接合する部位には段部１８が形成されている。段部１８は、ハウジング４０の内周面４０Ａの上縁位置からハウジング４０の径方向外側に広がり、該ハウジング４０の径方向に幅Ｗ（図７）を有している。図５に示すように、ハウジング４０にカバー３２を取り付けたとき（即ち、ハウジング４０とカバー３２とが接合されたとき）、段部１８にはカバー３２の下端３２Ｂが当接又は近接対向するようになっている。ポンプ室４４の内周面４４Ａは、ハウジング４０の内周面４０Ａ及びカバー３２の内周面３２Ａにより構成される。吐出口入口４８の一部を構成するハウジング４０側部分の上方は、該ハウジング４０に対して段部１８に開口している。これにより、段部１８は、ハウジング４０を平面視した際、完全な円環状ではなく吐出口入口４８の部分において不連続となる円弧状、或いはＣ字状に形成されることとなり、ハウジング４０とカバー３２とが接合された状態において、吐出口入口４８は、ハウジング４０により形成される内周面４０Ａとカバー３２により形成される内周面３２Ａとの接合部位を跨いでポンプ室４４の内周面４４Ａに開口するように位置する。

また、吐出口入口４８の一部を構成するハウジング４０側部分は、略Ｕ字形に形成されている。換言すれば、吐出口４６のうち、吐出口入口４８に近い部位では、内面５６が断面Ｕ字状に形成されている。具体的には、内面５６は、平面状の一対の側面５６Ａと、該側面５６Ａの下端同士を繋ぐ例えば円弧状の底面５６Ｂとで構成されている。側面５６Ａは、吸込口４２の軸線方向と平行に形成されている。これは、吐出口入口４８の部分の内面５６を成型する際に、上型（図示せず）を吸込口４２の軸線方向の上方に抜くことを考慮したものである。吸込口４２の軸線は、後述する回転羽根５０の回転軸５０ＣＬ（図１）に相当する。吐出口４６は、吐出口入口４８より下流側において円形断面に変化してもよい。また、吐出口４６の下流側の断面積は、吐出口入口４８の断面積より大きくてもよい。

図２から図６に示すように、吐出口入口４８のハウジング４０側部分の角部１６は面取りされている。この角部１６は、吐出口入口４８のうちハウジング４０の内周面４０Ａと、吐出口４６の内面５６との境界に位置する部位である。角部１６の面取りは、例えば断面円弧形のいわゆるＲ面とされている。尚、本明細書において「面取り」とは、角を有した出隅部に切削加工や塑性加工等の面取り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可塑性材料から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。実際は面取り加工を施していない後者においても、説明の都合上、「角部を面取りしたもの」、「角部の面取り」等の表現を用いることがある。

図５（Ａ）に示される例では、吐出口入口４８のカバー３２側部分を構成するカバー３２の下端の角部５４が面取りされていないが、排水効率の更なる向上のため、図５（Ｂ）に示すように、該角部５４が吐出口入口４８のハウジング４０側部分の角部１６と同様に面取りされていてもよい。これにより、カバー３２により構成される内周面３２Ａと吐出口４６の内面５６との境界に位置する角部５４についても面取りされることとなる。また、図示は省略するが、カバー３２の一部に、段部１８から吐出口入口４８のハウジング４０側部分の上部に入り込む突出部を設け、この突出部に吐出口５６の底面５６Ｂと線対称となる円弧状の天井面を設けることで、吐出口入口４８の形状を円形とすることも可能である。更に、この突出部の角部を面取りしてもよい。このように、角部１６，５４は、ハウジング４０とカバー３２を跨いで形成されることとなり、これにより角部１６，５４の少なくとも一部が面取りされた構成を有する。

図６、図７に示すように、角部１６の面取り幅（曲率半径）Ｒは、段部１８の幅Ｗ以下に設定されている。面取り幅Ｒの最小値は、例えば０．２ｍｍである。図示の例では面取り幅Ｒが幅Ｗより小さいが、面取り幅Ｒが幅Ｗと同じであってもよい。また、ハウジング４０の平面視での角部１６の面取り幅Ｒは、吐出口入口４８の両側で等しく設定されている。

なお、排水効率の更なる向上のため、図８に示す変形例１のように、角部１６において、ポンプ室４４から吐出口入口４８へのドレン水の流れＦの上流側に位置する部位の面取り幅Ｒ１が、下流側に位置する部位の面取り幅Ｒ２よりも大きくてもよい。この場合、ドレン水の流れＦの上流側に位置する部位の面取り幅Ｒ１が比較的大きいため、ドレン水が吐出口入口４８に円滑に流入し易い。また、ドレン水の流れＦの下流側に位置する部位の面取り幅Ｒ２が比較的小さいため、ドレン水が吐出口入口４８を通り過ぎて再びポンプ室４４内を周回することが抑制される。また、図９に示す変形例２のように、角部１６の面取りは、断面円弧形のＲ面に限られず、断面平面形のいわゆるＣ面であってもよい。

更に、吐出口入口４８のハウジング４０側部分は略Ｕ字形に限られず、図１０に示す変形例３のように、略四角形であってもよい。この場合、断面円形の吐出口４６が、吐出口入口４８において略四角形に開口する構成となる。また、吐出口入口４８の４辺のうち、段部１８の延長上にある一辺を除くハウジング４０側部分の三辺の角部１６が面取りされている。上型（図示せず）を吸込口４２の軸線（後述する回転羽根５０の回転軸５０ＣＬの方向）の上方に抜く構成において、このような形状の吐出口入口４８のハウジング４０側部分を成型することが可能である。また、図１０の変形例３に代え、図１１に示す変形例４のように、吐出口４６を断面円形状とすると共に、吐出口入口４８のうち下半円部分が面取りされた構成であってもよい。これにより、吐出口４６と吐出口入口４８との連続性が増し、より効率的にドレン水の排水を行うことができる。

（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では、その吸込口４２の下端がドレンパン（図示せず）に溜まる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（図示せず）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、ドレン配管を介して外部へ排出される。

本実施形態では、図７に示すように、吐出口入口４８のハウジング４０側部分が開口するハウジング４０の内周面４０Ａと、吐出口４６の内面５６との境界に位置する角部１６が面取りされているので、角部１６が面取りされていない場合と比較して、ドレン水の流れが乱れ難く、ドレン水がポンプ室４４から吐出口入口４８に円滑に流入する。このため、排水ポンプ１０の排水効率を向上させることができる。

図８に示す変形例１では、ポンプ室４４内におけるドレン水の流れＦの上流側（即ち、回転羽根５０の回転方向における後方側）に位置する部位の面取り幅Ｒ１が、下流側（即ち、回転羽根５０の回転方向における前方側）に位置する部位の面取り幅Ｒ２より大きいため、ドレン水が吐出口入口４８に円滑に流入し易い。また、ドレン水の流れＦの下流側に位置する部位の面取り幅Ｒ２が上流側に位置する部位の面取り幅Ｒ１より小さいため、ドレン水が下流側の角部１６に捕捉され易い。このため、ドレン水が吐出口入口４８を通り過ぎてポンプ室４４内を繰返し周回するロスが低減される。

図９に示す変形例２は、角部１６の面取りがＣ面とされているが、このようなＣ面であっても、角部１６に面取りがされていない場合と比較して、ドレン水がポンプ室４４から吐出口入口４８に円滑に流入することができる。また、図１０に示す変形例３では、吐出口４６が断面円形状とされる一方、吐出口入口４８のハウジング４０側部分が略Ｕ字形に形成されてその角部１６が面取りされている。したがって、吐出口４６が断面円形状とされていても、角部１６が面取りされた吐出口入口４８を経由して効率的にドレン水の排水を行うことができる。

また、図１１に示す変形例４では、吐出口４６を断面円形状とすると共に、吐出口入口４８のうち下半円部分が面取りされている。吐出口４６と吐出口入口４８との形状的連続性が増すため、より効率的にドレン水の排水を行うことができる。

［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、ハウジング４０の内周面４０Ａの上縁に、内周面４０Ａの位置からハウジング４０の径方向外側に広がり該径方向に幅を有する段部１８が形成され、吐出口入口４８の上方は、段部１８に開口するものとしたが、吐出口入口４８の上方が開口する部位は、このような段部１８に限られない。型抜き性を考慮して、吐出口入口４８の角部１６に面取りを形成することが可能であれば、吐出口入口４８の上方が他の部位に開口していてもよい。

また、角部１６のうち面取りが形成される範囲は、角部１６の全体に限られない。面取りが角部１６の一部に形成されていてもよい。

１０ 排水ポンプ
１２ モータ
１６ 角部
１８ 段部
２０ ポンプ本体
３２ カバー
３２Ａ カバーの内周面
３６ 貫通孔
４０ ハウジング
４０Ａ ハウジングの内周面
４２ 吸込口
４４ ポンプ室
４４Ａ ポンプ室の内周面
４６ 吐出口
４８ 吐出口入口
５０ 回転羽根
５６ 吐出口の内面
Ｒ 面取り幅
Ｗ 段部の幅

Claims (3)

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ると共に、前記吐出口は前記ポンプ室に開口する吐出口入口を備えた排水ポンプであって、
   前記ポンプ室は、前記ハウジング及び前記カバーが接合されることにより構成される略円筒形状の内周面を有し、
   前記吐出口入口は、前記ハウジングにより形成される内周面と前記カバーにより形成される内周面を跨いで前記ポンプ室の前記内周面に開口しており、
   前記吐出口入口のうち前記ハウジングの内周面と前記吐出口の内面との境界に位置する角部が面取りされ、
   前記ハウジングのうち前記カバーと接合する部位には、前記内周面の上縁位置から前記ハウジングの径方向外側に広がり前記ハウジングの径方向に幅を有する段部が形成され、
   前記吐出口入口の一部を構成するハウジング側部分の上方は、前記ハウジングに対して前記段部に開口し、
   前記角部の面取り幅は、前記段部の幅以下に設定されている排水ポンプ。
2. 前記吐出口入口のうち前記カバーの内周面と前記吐出口の内面との境界に位置する角部が面取りされている請求項１に記載の排水ポンプ。
3. 前記角部において、前記ポンプ室から前記吐出口入口への排水の流れの上流側に位置する部位の面取り幅が、下流側に位置する部位の面取り幅よりも大きい請求項１又は請求項２に記載の排水ポンプ。