JPH10299686A

JPH10299686A - 排水ポンプ及び空気調和機

Info

Publication number: JPH10299686A
Application number: JP9113766A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Imai; 正幸今井; Takashi Endo; 高史遠藤; Tatsushi Ninomiya; 達志二宮
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1997-05-01
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-05-01
Also published as: JP3708671B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排水ポンプを極力小形でかつ簡易な構造とし
て高効率化と軽量化を図り、周波数によるトルク変動を
除去するとともに、排水ポンプの起動時や停止時のモー
タを制御して、空気調和機の小型化・静音化を図る。【解決手段】下端部に設けた吸水口１１１と上部側面
に設けた排水口１１２とを有するケース１１と、上記ケ
ース１１内に回転自在に納められた回転体１２と、上記
回転体１２を回転させるモータ１３とを備える排水ポン
プ１において、ポンプ起動時又は停止時に上記モータ１
３を徐々に回転速度を上昇又は下降するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に結露し
た凝縮水を排出する排水ポンプ、特に天井裏設置型の空
気調和機に適した排水ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の天井取付型空気調和機の排水ポン
プ部分の構造を、図６に示す。排水ポンプ１´は、ケー
ス１１´と、回転体１２´と、モータ１３´とを備えて
いる。

【０００３】ケース１１´は、下端部に設けられた吸水
口１１１´と上部側面に設けられた排水口１１２´とを
有している。回転体１２´は、ケース１１´内に回転自
在に納められており、三角板上をしたインペラ１２１´
を同軸状に取付けていて、このインペラ１２１´のボス
´部分に設けた軸孔に、縦向きに設置したモータ１３´
の駆動軸１３１´が軸嵌されている。モータ１３´は、
回転体１２´を回転させる駆動源であり、交流モータ
（例えばくま取りモータ）が使用されている。ドレンパ
ン２´は、熱交換器の表面に結露して落下する凝縮水
（ドレン水）を一時的に貯留しており、ドレンパン２´
内の水面が吸水口１１１´を塞ぐ水位に達した状態で、
モータ１３´を駆動させると、インペラ１２１´の高速
回転に伴って、その下端に接触した水が遠心力によって
インペラ１２１´に沿いながら上昇して排水口１１２´
の位置に達し、排水管１１６´を介して空気調和機の外
に排出されるようになっている。

【０００４】従来の排水ポンプ１´は、起動時における
停止状態から定常回転になるまでの時間又は定常状態か
ら停止するまで時間については、なるべく早く定常回転
にする又は停止するようにしていた。このため、これら
の時間における排水ポンプ１´の振舞について、あまり
考慮されていなかった。

【０００５】例えば、空気調和機の運転を始めると、冷
媒によって冷された空気調和機の表面に結露したドレン
水２１´はドレンパン２´に貯留される。そして、ドレ
ンパン２´に一定量貯留されたドレン水２１´は排水ポ
ンプ１´の吸水口１１１´に達すると、モータ１３´に
より回転する回転羽根１２１´に触れて揚水され、排水
口１１２´及び排水管１１６´より室内ユニット外に排
出されるようになる。その際、ドレン水２１´が排水ポ
ンプ１´内へ急激に入り込み、回転羽根１２１´に多量
の空気が混入したドレン水２１´が当たり、排水ポンプ
１´は、異常音や振動を発生する。また、空気調和機の
運転をやめると、排水ポンプ１´の排水管１１６´に残
っている水が戻り水となってポンプ排出口１１２´より
逆流し、ケース１１´からあふれてモータ１３´を濡ら
してしまったり、戻り水により、排水管１１６´、排水
口１１２´、吸水口１１１´を通りドレンパン２´に戻
る過程で、水の流れる音が生じて騒音の原因になってい
た。

【０００６】また、排水ポンプ１´に使用されるモータ
１３´として、交流モータ（くま取りモータ）を使用し
ているため、以下のような改善すべき問題点が挙げられ
る。１）排水ポンプは、天井裏の狭い空間に室内ユニッ
トを設置する空気調和機に用いられるのであるが、交流
モータを用いるため効率が悪く、その構造上外形が嵩張
ることとなり、上記ポンプ自体の大型化と重量化を招
き、しいては空気調和機の小型化を妨げている。２）交
流モータを使用することから、周波数によるトルク変動
が発生しやすく、このため振動が発生し、騒音の原因と
なり空気調和機の静音化を妨げている。これらを解決す
るために直流モータを使用する排水ポンプも提案されて
いるが（例えば、特開平６−１９３５８２号公報）、排
水ポンプの起動時や停止時については考慮されてはいな
かった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記排水ポンプを極力小形でかつ簡易な構造として
高効率化と軽量化を図り、周波数によるトルク変動を除
去するとともに、排水ポンプの起動時や停止時について
も考慮することにより、上述の不都合をもたらす問題を
解消して、空気調和機の小型化・静音化を実現できるよ
うにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
下端部に設けた吸水口と上部側面に設けた排水口とを有
するケースと、上記ケース内に回転自在に納められた回
転体と、上記回転体を回転させるモータとを備える排水
ポンプにおいて、上記モータは、ポンプ起動時に徐々に
回転速度を上昇するものである排水ポンプである。ま
た、本発明は、上記モータは、ポンプ起動時に断続的に
回転速度を上昇するものである排水ポンプである。そし
て、本発明は、下端部に設けた吸水口と上部側面に設け
た排水口を有するケースと、上記ケース内に回転自在に
納められた回転体と、上記回転体を回転させるモータと
を備える排水ポンプにおいて、上記モータは、ポンプ停
止時に徐々に回転速度を下降するものである排水ポンプ
である。更に、本発明は、上記モータは、ポンプ停止時
に断続的に回転速度を下降するものである排水ポンプで
ある。また、本発明は、上記モータは、直流モータであ
る排水ポンプである。そして、本発明は、室内ユニット
側の熱交換機と、上記熱交換機の表面に結露したドレン
水を貯水するドレンパンと、上記ドレンパンのドレン水
を排水する上記排水ポンプとを備える空気調和機であ
る。

【０００９】

【作用】ポンプ起動時に徐々に回転速度を上昇するモー
タを使用するので、羽根回転数を停止状態から徐々に定
常回転数に立ち上げることができる。このため、排水ポ
ンプ内の空気と水のキャビテーションは緩和され、ドレ
ン水がポンプ内へ急激に入り込み回転羽根に多量の空気
が混入したドレン水が当たることなく徐々に揚程するこ
とができるので、揚程し排水を開始するまでの間、排水
ポンプは異常音や振動を発生することはない。

【００１０】また、ポンプ停止時に徐々に回転速度を下
降するモータを使用するので、羽根回転数を定常回転数
から停止状態に徐々に下げることができる。このため、
排水管からの戻り水が少しずつドレンパンに戻り、戻り
水が噴出することはなく、排水ポンプ連通口より噴出し
てモータを濡らすことはない。そして、戻り水が排水管
・ポンプ内・吸込口を通りドレンパンに戻る過程で生じ
る水の流れる音もなくなり、耳ざわりな戻り水音の発生
を防止することができる。

【００１１】なお、直流モータを使用すれば、交流モー
タに比較して構造上外形が嵩張ることはなく、更に、徐
々に低速回転や減速回転となるように制御することもで
き、例えば使用する直流の電圧値を調整することによ
り、容易に実行することができて、排水ポンプの小型
化、軽量化や低振動騒音とすることが可能であり、空気
調和機の室内ユニットの小型化・軽量化や静音化が実現
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態を説明
する。以下、本発明の排水ポンプ及びそれを用いた空気
調和機の室内ユニットの要部の一実施例について、第１
図〜第５図を用いて説明する。

【００１３】本実施例の排水ポンプ１は、ケース１１
と、回転体１２と、モータ１３とを備えている。ケース
１１は、下端部に設けられた吸水口１１１と上部側面に
設けられた排水口１１２とを有している。吸水口１１１
は、ドレンパン２内のドレン水２１中に浸漬されてい
る。ドレン水２１は、空気調和機３に結露して落下する
ことにより、ドレンパン２内に貯留される。また、上記
排水ポンプ１のケース１１の上方の位置にはモータとし
て直流ブラシレスモータ１３が配置されており、その駆
動軸１３１はケース１１の内部へと導入されている。回
転体１２は、ケース１１内に回転自在に納められてお
り、三角板上をしたインペラ（回転羽根）１２１はモー
タの駆動軸１３１に同軸状に取り付けられており、この
インペラ１２１のボス部分に設けた軸孔に、縦向きに設
置したモータ１３の駆動軸１３１を軸嵌させている。駆
動軸１３１の先端部には、揚水手段としての回転羽根１
２１が取着されており、この回転羽根１２１の回転によ
って、ドレンパン２内のドレン水２１を上記吸水口１１
１から汲上げ、上記排水口１１２を経由して外部へと排
出し得るようになされている。モータ１３はネジ１１４
にて筒状の受け部材１１３に固定されており、そして、
受け部材１１３は直流ブラシレスモータ１３とケース１
１との間に設けられ、消音ボックスを兼用している。な
お、１１５は水切りであって、排水ポンプ１の運転を止
めたとき、排水口１１２に接続された排水管１１６の水
が戻り、受け部材１１３と回転羽根１２１の駆動軸１３
１間の気体均圧空間より吹き出す水がモータ１３にかか
るのを防止する目的で取付けられたものである。

【００１４】かかる構成の排水ポンプ１において、ポン
プ起動時とポンプ停止時の運転について、図３〜図５に
示す実験データを用いて説明する。排水ポンプ１に直流
モータ１３を使用しているため、モータ１３の使用電圧
の値を上昇又は下降させて徐々に低速回転又は減速回転
させる。その際、連続的に制御する方法と断続的に制御
する方法がある。

【００１５】まず、回転数を制御する際に連続的に電圧
を徐々に上昇又は下降させることについて、図３及び図
４を用いて説明する。電圧上昇時、電源投入して直流電
圧を０Ｖから２１Ｖまで連続的にそして徐々に上昇させ
る。具体的には、電圧が２１Ｖになるまでに要する時間
を０、３、６、９、１２及び１５秒としてそれぞれ上昇
させる（図３（ａ）に示す。）。また、電圧下降時、直
流電圧を２１Ｖで排水ポンプを運転した後、０Ｖまで連
続的にそして徐々に下降させる。具体的には、０、３、
６、９、１２及び１５秒にてそれぞれ下降させる（図３
（ｂ）に示す。）。そして、これらの結果を図３（ｃ）
に示す。図３（ｃ）において、上昇時の測定結果を実線
で、下降時の測定結果を点線で、それぞれ示す。横軸
は、電圧上昇時間（電圧が０Ｖから２１Ｖになるまでに
要する時間）又は電圧下降時間（電圧が２１Ｖから０Ｖ
になるまでに要する時間）を表しており、縦軸は図４に
示す、ドレンパン２内のドレン水２１の水位１０ｍｍ、
揚程３００ｍｍであるときの排水ポンプ１の上方１ｍで
マイク４を使用して騒音を測定して得られた騒音値ｄＢ
（Ａ）を示す。なお、図４において、１１６は排水管、
５は電圧を制御することができる可変電源である。そし
て、排水ポンプ１の吸水口は、ドレンパン２の底面より
８ｍｍの位置に設けている。この実験データをみると、
運転起動時の騒音は、起動時に低速運転をせずに、即
ち、電圧上昇時間がほとんど０秒のときは、３８ｄＢ
（Ａ）であるが、電圧上昇時間を６秒以上にすると低下
が見られ、１２秒以上では通常運転時（０秒）と比較し
て９ｄＢ（Ａ）低下していることがわかる。また、運転
停止時は、電圧下降時間３秒にすると騒音値が低下し、
９秒以上では通常運転時（０秒）と比較して５ｄＢ
（Ａ）低下している。なお、電源５を切ると排水管１１
６内の水がドレンパン２に戻るのに約１秒必要である。

【００１６】次に、断続的に電圧を徐々に上昇又は下降
させる場合について、図５を用いて説明する。使用する
排水ポンプ１等は、図４と同じである。電圧上昇時、電
源投入後、電圧を０Ｖから１２Ｖまで連続的に上昇さ
せ、そして１２Ｖにて所定時間保ったのち、再度電圧を
２１Ｖまで連続的にそして徐々に上昇させる。具体的に
は、電圧が０Ｖから１２Ｖまでの時間を１秒、そして１
２Ｖでの時間を２秒としたのち、１２Ｖから２１Ｖまで
達する時間を１、３、５及び７秒にてそれぞれ行う（図
５（ａ）に示す。）。また、電圧下降時、電圧を２１Ｖ
でポンプを運転した後、電圧を２１Ｖから１２Ｖまで連
続的に下降させ、そして１２Ｖで所定時間保ったのち、
再度電圧を１２Ｖから０Ｖまで連続的にそして徐々に下
降させる。具体的には、電圧が２１Ｖから１２Ｖまでの
時間を１、３、５及び７秒とし、そして１２Ｖでの時間
を２秒としたのち、電源を切る（図５（ｂ）に示
す。）。その際、排水管１１６内の水がドレンパン２に
戻るのに約１秒かかった。その結果を図５（ｃ）に示
す。上昇時の測定結果を実線で、下降時の測定結果を点
線で、それぞれ示す。横軸は、電圧上昇時間（電圧が１
２Ｖから２１Ｖに達する時間）又は電圧下降時間（電圧
が２１Ｖから１２Ｖに達する時間）を表しており（括弧
内は、０Ｖから又は２１Ｖからの経過時間を示す。）、
縦軸は図４に示すような水位１０ｍｍ、揚程３００ｍｍ
の排水ポンプ１の上方１ｍのマイク４で騒音を測定した
ときの騒音値ｄＢを示す。これをみると、運転起動時の
騒音は、電圧上昇時間（電圧が１２Ｖから２１Ｖに達す
る時間）を３秒以上にて低下が見られ、５秒以上では通
常運転時（０秒）と比較して９ｄＢ（Ａ）低下している
ことがわかる。また、運転停止時は、電圧下降時間（電
圧が２１Ｖから１２Ｖに達する時間）が１秒にて騒音値
が低下し、５秒以降では通常運転時（０秒）と比較して
５ｄＢ（Ａ）低下している。

【００１７】なお、電圧を徐々に上昇又は下降させるの
を連続的にするのと断続的にするのとを比較すると（図
３（ｃ）及び図５（ｃ）を参照）、上昇時について騒音
が９ｄＢ（Ａ）低下するのは、連続的のときは０Ｖから
１２秒であるが、断続的のときは０Ｖから８秒であり、
また、下降時について騒音が５ｄＢ（Ａ）低下するの
は、連続的のときは２１Ｖから９秒であるが、断続的の
ときは２１Ｖから７秒であって、上昇時及び下降時とも
断続的にするほうが、騒音について低速回転又は減速回
転とする時間を少なくしても騒音が低下するという良好
な結果が得られた。

【００１８】このように、ポンプ起動時及びポンプ停止
時に徐々に低速回転又は減速回転するモータを使用する
ことにより、騒音や振動を低下させることができる。

【００１９】なお、モータの使用電圧として２１Ｖのと
きの実験データを示したが、これ以外の使用電圧のとき
でも騒音や振動を低下させることはできる。また、断続
的に電圧を上昇又は下降するときの途中の一定の電圧や
時間は、１２Ｖや２秒以外でも騒音や振動を低下させる
ことは可能である。そして、回転数を徐々に変化させる
のに電圧値を制御して実行する以外の方法も可能であ
り、使用するモータとして直流モータ以外のもの、例え
ば交流モータのときでも、その回転数を制御すれば騒音
や振動を低下させることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の排水ポンプにおいては、小型化
・軽量化及び静音化することが可能となり、空気調和機
の室外ユニットの小型化・軽量化を一層向上することが
できる。また、可変電源等により、凝縮水の発生量に応
じて、直流モータの回転数を変えることにより、効率の
よい排水ポンプを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水ポンプの一実施例の説明図。

【図２】本発明の排水ポンプを使用した空気調和機の一
例の説明図。

【図３】本発明の排水ポンプを使用したときの一例の騒
音測定データの説明図。

【図４】本発明の排水ポンプを使用したときの一例の騒
音測定の説明図。

【図５】本発明の排水ポンプを使用したときの一例の騒
音測定データの説明図。

【図６】従来の排水ポンプの説明図。

【符号の説明】

１排水ポンプ１１ケース１１１吸水口１１２排水口１１３受け部材１１４ネジ１１５水切り１１６排水管１２回転体１２１回転羽根１３モータ１３１駆動軸２ドレンパン２１ドレン水３空気調和機４マイク５電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下端部に設けた吸水口と上部側面に設け
た排水口とを有するケースと、上記ケース内に回転自在
に納められた回転体と、上記回転体を回転させるモータ
とを備える排水ポンプにおいて、上記モータは、ポンプ起動時に徐々に回転速度を上昇す
るものであることを特徴とする排水ポンプ。
【請求項２】請求項１記載の排水ポンプにおいて、上記モータは、ポンプ起動時に断続的に回転速度を上昇
するものであることを特徴とする排水ポンプ。
【請求項３】下端部に設けた吸水口と上部側面に設け
た排水口を有するケースと、上記ケース内に回転自在に
納められた回転体と、上記回転体を回転させるモータと
を備える排水ポンプにおいて、上記モータは、ポンプ停止時に徐々に回転速度を下降す
るものであることを特徴とする排水ポンプ。
【請求項４】請求項３記載の排水ポンプにおいて、上記モータは、ポンプ停止時に断続的に回転速度が下降
するものであることを特徴とする排水ポンプ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の排
水ポンプにおいて、上記モータは、直流モータであることを特徴とする排水
ポンプ。
【請求項６】室内ユニット側の熱交換機と、上記熱交
換機の表面に結露したドレン水を貯水するドレンパン
と、上記ドレンパンのドレン水を排水する排水ポンプと
を備える空気調和機において、上記排水ポンプは、請求項１〜５のいずれか１項に記載
の排水ポンプであることを特徴とする空気調和機。