WO2020158215A1 - 排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプ - Google Patents

排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプ Download PDF

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blade
drainage pump
water
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克司 佐藤
友也 加藤
十蔵 新小田
雄太 西山
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株式会社不二工機
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/14—Pumps raising fluids by centrifugal force within a conical rotary bowl with vertical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
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    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
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    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/10—Kind or type
    • F05D2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a drainage pump used in an indoor unit of an air conditioner, and a rotary blade for a drainage pump included in the drainage pump.
  • Patent Document 1 discloses an example of a drainage pump used in such an air conditioner.
  • Fig. 10 shows a rotary blade used in the drainage pump of Patent Document 1.
  • 10A to 10C are an enlarged perspective view, a plan view and a front view of a part of the rotary blade.
  • the rotary blade 930 includes a plurality of flat-plate large-diameter blades 933 provided at equal angular intervals and a plurality of flat-plate-shaped auxiliary blades 935 provided between adjacent large-diameter blades 933. ..
  • the large diameter blade 933 and the auxiliary blade 935 are connected at their lower ends by an annular connecting portion 936 having an opening 937 at the center.
  • a columnar water flow direction restricting portion 938 is provided at the outer end portion 933c of the large diameter blade 933. Similarly, a water flow direction restricting portion 938 is provided at the outer end portion 935c of the auxiliary blade 935.
  • the rotary vane 930 restricts the flow of water by the water flow direction restricting portion 938 to realize high quietness.
  • an object of the present invention is to provide a rotary vane for a drainage pump and a drainage pump having the same, which can effectively improve noise reduction.
  • a rotary vane for a drainage pump includes a shaft portion, a plurality of large-diameter blades extending in a radial direction from the shaft portion, and lower end portions of the plurality of large-diameter blades.
  • a rotary vane for a drain pump having a plurality of small-diameter blades continuously connected to each other, and an annular connecting portion that connects the lower ends of the plurality of large-diameter blades, It is characterized in that it has a water flow drawing-in restricting portion which is provided at a lower portion and protrudes outward at least one of in a radial direction and a rearward in a rotational direction from an upper portion of the outer end portion.
  • the present invention further has a plurality of auxiliary blades arranged between the plurality of large-diameter blades, is provided at a lower portion of an outer end portion of the auxiliary blade, and is radially outward from an upper portion of the outer end portion and It is preferable to have a water flow drawing-in restricting portion that projects to at least one of the rear side in the rotation direction.
  • the water flow restricting portion is formed in an oval shape or an elliptical shape in a plan view.
  • the water flow restricting portion is formed in a wedge shape having an upper surface that is inclined upward as it goes from the front to the rear in the rotation direction.
  • a drainage pump is a housing having a suction pipe provided with a suction port facing downward, a rotary blade housed in the housing, and the rotary blade. And a motor for rotating the drain pump, wherein the rotary vanes are the rotary vanes for the drain pump.
  • the large-diameter blade has a water flow drawing-in restricting portion which is provided at a lower portion of an outer end portion thereof and which protrudes at least one of an outer side in a radial direction and a rearward direction in a rotation direction from an upper portion of the outer end portion.
  • the water flow restricting portion guides the flow of water passing through the outer end of the large-diameter blade toward the lower portion toward the radially outer side or the rear side in the rotation direction. Therefore, it is possible to prevent the flow of water that passes through the lower portion of the outer end portion of the large diameter blade from being largely drawn to the rear side of the large diameter blade.
  • the drainage pump of the present embodiment is, for example, for discharging drain water collected in a drain pan of an indoor unit of an air conditioner to the outside.
  • this drainage pump is not limited to drain water discharge, but can be used for discharge of various liquids, pumping up, and the like. The same applies to the drainage pump of the second embodiment described later.
  • FIG. 1 is a diagram showing a drainage pump according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a front view including a partial cross-sectional view of a lower portion of a drainage pump taken along a plane passing through an axis of a discharge pipe.
  • FIG. 2 is a diagram showing rotary vanes used in the drainage pump of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a part of the rotary blade of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the noise levels of the drainage pump of FIG. 1 and the conventional drainage pump.
  • FIG. 5 is a figure which shows the structure of the modification of the rotary blade of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of another modified example of the rotary blade of FIG. 2, 3, 5, and 6A to 6C are a perspective view, a plan view, and a front view, respectively.
  • the drainage pump 1 of this embodiment includes a housing 10, a cover 20, a rotary blade 30 that is a rotary blade for a drainage pump, and a motor 40.
  • the housing 10, the cover 20 and the rotary vanes 30 are made of synthetic resin.
  • the housing 10 integrally has a main body 11, a suction pipe 16, and a discharge pipe 18.
  • the main body portion 11 includes a bottom wall portion 12 having an inverted truncated cone shape, and a peripheral wall portion 13 continuously provided on the outer peripheral edge of the bottom wall portion 12.
  • the suction pipe 16 extends downward from the center of the bottom wall portion 12.
  • a suction port 17 facing downward is provided at the lower end of the suction pipe 16.
  • the discharge pipe 18 extends laterally (rightward in FIG. 1) from the peripheral wall portion 13.
  • a discharge port 19 that faces the side is provided at the tip of the discharge pipe 18.
  • the peripheral wall portion 13 of the main body portion 11 is provided with a discharge pipe inlet 15 which is an inlet to the discharge pipe 18.
  • the housing 10 has a space inside which a rotary vane 30 described later is arranged, and the pump chamber 25 is formed (delimited) by surrounding the space together with the cover 20.
  • the cover 20 has a substantially cylindrical shape, the lower end of which is fitted into the upper opening of the main body 11 of the housing 10 and is fixedly attached to the housing 10 by a snap fit mechanism (not shown).
  • a bracket 22 is attached to the upper end of the cover 20 via a locking portion 21.
  • the bracket 22 is provided with a mounting portion 23 for mounting the drainage pump 1 to another device.
  • a motor 40 for rotating the rotary blade 30 is housed in the cover 20.
  • the rotary blade 30 is rotatably housed in the pump chamber 25. As shown in FIGS. 2 and 3, the rotary blade 30 includes a shaft portion 31, a plurality of large diameter blades 33, a plurality of small diameter blades 34, a plurality of auxiliary blades 35, a connecting portion 36, and a plurality of water streams. It has a direction regulation part 38 and a plurality of water flow drawing-in regulation parts 39.
  • the large-diameter blade 33, the small-diameter blade 34, and the auxiliary blade 35 are formed in a flat plate shape. In this embodiment, there are four large-diameter blades 33, four small-diameter blades 34, and four auxiliary blades 35. A configuration in which the auxiliary blade 35 is omitted may be adopted.
  • the rotary blade 30 is rotated counterclockwise around the shaft portion 31 in FIG.
  • the shaft portion 31 is formed in a cylindrical shape and is passed through a through hole 24 provided at the center of the cover 20.
  • a mounting hole 32 is provided at the upper end of the shaft portion 31.
  • the drive shaft 41 of the motor 40 is fitted into the mounting hole 32.
  • the plurality of large-diameter blades 33 extend in the radial direction (outward in the radial direction) from the outer peripheral surface of the shaft portion 31.
  • the plurality of large-diameter blades 33 are arranged at equal angular intervals (90° intervals in this embodiment) around the shaft portion 31.
  • the plurality of small-diameter blades 34 are continuously provided at the lower end of each large-diameter blade 33 near the shaft portion 31.
  • the small-diameter blade 34 extends downward from a portion that is continuous with the large-diameter blade 33.
  • the plurality of small-diameter blades 34 are inserted in the suction pipe 16.
  • the plurality of small-diameter blades 34 are arranged at equal angular intervals (90° intervals in the present embodiment) around the shaft portion 31.
  • the plurality of auxiliary blades 35 are arranged on a connecting portion 36 described later.
  • the auxiliary blade 35 is arranged in the middle of the large diameter blades 33 that are adjacent to each other in the rotation direction.
  • the auxiliary blade 35 extends in the radial direction from the inner peripheral edge of the connecting portion 36.
  • the auxiliary blade 35 is not connected to the shaft portion 31.
  • the connecting portion 36 has an inverted truncated cone shape, and is formed in an annular shape having an opening 37 in the center.
  • the connecting portion 36 connects the respective lower ends of the large-diameter blades 33 and the auxiliary blades 35 to each other.
  • the water flow direction restricting portion 38 is formed in a columnar shape whose plan view shape (transverse sectional shape) is an ellipse.
  • the plan view shape of the water flow direction restricting portion 38 is an elliptical shape in which the diameter toward the front in the rotational direction is larger than the diameter toward the rear.
  • the water flow direction restricting portion 38 is provided as an end portion (outer end portion 33c) radially outward of the large-diameter blade 33 and the auxiliary blade 35 so as to extend in the vertical direction.
  • the upper end portion of the water flow direction restricting portion 38 provided on the large diameter blade 33 projects above the upper end portion 33 b of the large diameter blade 33.
  • the large-diameter blade 33 With the water flow direction restricting portion 38, in the vicinity of the corner where the upper end portion 33b and the outer end portion 33c intersect when the rotating blade 30 is rotated, the flow of water through the upper end portion 33b and the outer end portion are increased. A three-dimensional collision with the flow of water passing through the portion 33c is suppressed. This makes it possible to reduce the occurrence of turbulence by making the flow of water in the vicinity of the corner two-dimensional, and suppress the inclusion of bubbles in the flow of water.
  • the water flow direction restricting portion 38 provided on the auxiliary blade 35 also has the same function.
  • the water flow drawing-in restricting portion 39 has an oval shape in plan view, and the upper surface 39a is formed in a substantially wedge shape that inclines upward as it goes from the front to the rear in the rotation direction.
  • the water flow draw-in restricting portion 39 is integrally provided below the water flow direction restricting portion 38 provided in the large diameter blade 33 and the auxiliary blade 35.
  • the plan view shape of the water flow draw-in restricting portion 39 projects outward in the radial direction and rearward in the rotational direction from the plan view shape of the water flow direction restricting portion 38, and the diameter toward the front in the rotational direction is closer to the rear. It is a larger oval. That is, the water flow draw-in restricting portion 39 projects radially outward and rearward in the rotational direction from the upper part of the water flow direction restricting portion 38, which is the outer end portion 33c of the large diameter blade 33 and the outer end portion 35c of the auxiliary blade 35.
  • the plan view shape of the water flow drawing-in restricting portion 39 may be another shape such as an ellipse, a rectangle, or a triangle, as long as it is not against the object of the present invention.
  • the water flow drawing-in restricting portion 39 has an oval shape, a swirl (separation flow) of water separated from the side surface 39b is generated at a position near the rear side of the side surface 39b. Therefore, the water flow F2 is drawn from the upper surface 39a toward the side surface 39b, and then largely bulges outward so as to bypass the separated flow.
  • the water flow drawing-in restricting portion 39 expands the water flow F2 passing through the lower part of the water flow direction restricting portion 38, which is the outer end portion 33c of the large-diameter blade 33, to the outside and is drawn inward in the radial direction. Regulate.
  • the flow of water that passes through the upper portion of the water flow direction restricting portion 38 (schematically indicated by the arrow F1 in FIG. 3) and the flow of water F2 that passes through the lower portion of the water flow direction restricting portion 38 are the auxiliary blades 35 immediately after the large diameter blades 33. It is possible to suppress radial deviation on the water scraping surface 35a.
  • the inventors of the present invention use the drainage pump 1 of the present embodiment (first embodiment) and the drainage pump having a conventional rotary blade shown in FIG. The relationship with the size was verified. The verification result is shown in FIG. As shown in the graph of FIG. 4, the drainage pump of the first embodiment produces less noise and is quieter than the drainage pump of the conventional example regardless of the head.
  • the rotary blade 30 of the drainage pump 1 of the present embodiment is provided below the water flow direction regulating portion 38 which is the outer end portion 33c of the large diameter blade 33 and the outer end portion 35c of the auxiliary blade 35, and the water flow direction regulation is performed. It has a water flow drawing-in restricting portion 39 projecting radially outward and rearward in the rotational direction from the portion 38. By doing so, the water flow pulling-in restricting portion 39 guides the water flow F2 passing through the lower part of the water flow direction restricting portion 38 radially outward and rearward in the rotational direction.
  • FIG. 5 shows a rotary blade 30A that is a modified example of the rotary blade 30.
  • the rotary blade 30A of this modified example has an upper end having the same height as the large-diameter blade 33 and the auxiliary blade 35 in place of the water flow direction restricting portion 38 (that is, the upper end is above the large-diameter blade 33 and the auxiliary blade 35). It has the same configuration as the rotating blade 30 described above, except that it has a columnar water flow direction restricting portion 38A (which does not project to the inside).
  • FIG. 6 shows a rotary blade 30B which is another modified example of the rotary blade 30.
  • the rotary blade 30B of the other modified example has the same configuration as the rotary blade 30 described above except that the water flow direction restricting portion 38 is omitted.
  • the rotary blade 30A and the rotary blade 30B of these modified examples also have the same operational effects as the rotary blade 30 described above.
  • FIG. 7 is a diagram showing rotary vanes included in the drainage pump according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a part of the rotary blade of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a modified example of the rotary blade of FIG. 7.
  • 7A to 9C are a perspective view, a plan view and a front view, respectively.
  • the same components as those in the above-described first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the drainage pump (not shown) of this embodiment has a housing 10, a cover 20, a rotary blade 130 that is a rotary blade for a drainage pump, and a motor 40, like the drainage pump 1 of the first embodiment. doing.
  • the rotary vanes 130 are rotatably housed in the pump chamber 25.
  • the rotary blade 130 includes a shaft portion 31, a large diameter blade 33, a small diameter blade 34, an auxiliary blade 35, a connecting portion 36, a water flow direction restricting portion 38, and a water flow pulling restricting portion 139. ..
  • the rotary vane 130 has the same configuration as the rotary vane 30 except that the rotary vane 30 described in the first embodiment has a water flow pulling-in restricting part 139 having a different shape in place of the water flow pulling-in restricting part 39.
  • the water flow drawing-in restricting portion 139 is formed in a columnar shape whose plan view shape (transverse cross-sectional shape) is slightly larger than the water flow direction restricting portion 38 and which is lower in height than the water flow direction restricting portion 38.
  • the upper surface 139a of the water flow restricting portion 139 is formed to be parallel to a plane orthogonal to the axial direction of the shaft portion 31.
  • the water flow drawing-in restricting portion 139 is integrally provided below the water flow direction restricting portion 38 provided in the large diameter blade 33 and the auxiliary blade 35.
  • the plan view shape of the water flow draw-in restricting portion 139 projects radially outward and the rotation direction rear side from the plan view shape of the water flow direction restricting portion 38, and the diameter toward the front in the rotation direction is closer to the rear. It is a larger oval. That is, the water flow draw-in restricting portion 139 projects radially outward and rearward in the rotational direction from the upper part of the water flow direction restricting portion 38 which is the outer end portion 33c of the large diameter blade 33 and the outer end portion 35c of the auxiliary blade 35.
  • the plan view shape of the water flow restricting portion 139 may be another shape such as an elliptical shape, a rectangular shape, or a triangular shape, as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the water flow drawing-in restricting portion 139 provided on the large-diameter blade 33 also has the same function.
  • the water flow drawing-in restricting portion 139 has an oval shape, a swirl (separation flow) of water separated from the side surface 139b is generated at a position near the rear of the side surface 139b. Therefore, the water flow F2 greatly expands outward so as to bypass the separated flow.
  • the water flow drawing-in restricting portion 139 expands the water flow F2 passing through the lower part of the water flow direction restricting portion 38, which is the outer end portion 33c of the large-diameter blade 33, to the outside and is drawn inward in the radial direction. Regulate.
  • the flow of water that passes through the upper portion of the water flow direction restricting portion 38 (schematically indicated by the arrow F1 in FIG. 3) and the flow of water F2 that passes through the lower portion of the water flow direction restricting portion 38 are the auxiliary blades 35 immediately after the large diameter blades 33. It is possible to suppress radial deviation on the water scraping surface 35a.
  • FIG. 9 shows a rotary blade 130A which is a modified example of the rotary blade 130.
  • the upper end has the same height as the large diameter blade 33 and the auxiliary blade 35 in place of the water flow direction restricting portion 38 (that is, the upper end is above the large diameter blade 33 and the auxiliary blade 35).
  • It has the same configuration as the above-mentioned rotary vane 130 except that it has a columnar water flow direction restricting portion 38A (which does not project to the inside).
  • the rotary blade 130 of the second embodiment and the rotary blade 130A of the modified example thereof also have the same effects as the rotary blade 30 of the first embodiment described above.
  • the water flow restricting portions 39 and 139 are configured to project outward in the radial direction and rearward in the rotational direction from the water flow restricting portion 38 which is the outer end portion 33c of the large diameter blade 33. It is not limited to this.
  • the water flow draw-in restricting portion may be configured to project at least either radially outward or rearward in the rotational direction from the outer end portions of the large-diameter blade and the auxiliary blade, as long as the object of the present invention is not violated.

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Abstract

【要約】 【課題】静音性を効果的に高めることができる排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプを提供する。 【解決手段】排水ポンプ（１）の回転羽根（３０）は、大径羽根（３３）の外側端部（３３ｃ）および補助羽根（３５）の外側端部（３５ｃ）にある水流方向規制部（３８）の下部に設けられた水流引き込み規制部（３９）を有する。水流引き込み規制部（３９）は、水流方向規制部（３８）より径方向外方および回転方向後方に突出している。水流引き込み規制部（３９）によって、大径羽根（３３）の水流方向規制部（３８）の下部寄りを通る水の流れ（Ｆ２）が、径方向外側および回転方向後側に導かれる。 【選択図】　図３

Description

排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプ
　本発明は、例えば、空気調和機の室内ユニット等に用いられる排水ポンプ、および、この排水ポンプが有する排水ポンプ用回転羽根に関する。
　空気調和機の室内ユニットでは、冷房運転時に空気中の水分が凝縮して熱交換器に付着する。熱交換器に付着した水分は水滴となってドレンパンに落下する。そして、ドレンパンに溜まった水（ドレン水）は、排水ポンプによって室内ユニット外部に排出される。このような空気調和機に用いられる排水ポンプの一例が特許文献１に開示されている。
　特許文献１の排水ポンプに用いられる回転羽根を図１０に示す。図１０（ａ）～（ｃ）は、この回転羽根の一部分を拡大した斜視図、平面図および正面図である。回転羽根９３０は、等角度間隔で設けられた複数の平板状の大径羽根９３３と、隣り合う大径羽根９３３の間に設けられた複数の平板状の補助羽根９３５と、を有している。大径羽根９３３および補助羽根９３５は、それぞれの下端部が中央に開口９３７が設けられた円環状の連結部９３６によって連結されている。
　大径羽根９３３の外側端部９３３ｃには、柱状の水流方向規制部９３８が設けられている。補助羽根９３５の外側端部９３５ｃにも同様に水流方向規制部９３８が設けられている。回転羽根９３０は、水流方向規制部９３８により水の流れを規制して、高い静音性を実現している。
特許６３７５２８５号
　回転羽根９３０が回転すると、大径羽根９３３の回転方向前方を向く水掻き面９３３ａにぶつかった水は、大径羽根９３３の上端部９３３ｂおよび外側端部９３３ｃを通って大径羽根９３３の後側に回り込む。このとき、大径羽根９３３の後側には主に上端部９３３ｂから水が供給されることから、大径羽根９３３の背面近傍では上端部９３３ｂ寄りの部分に比べて下端部寄りの部分の負圧が大きくなる。そのため、大径羽根９３３の外側端部９３３ｃの上部寄りを通る水の流れ（図１０において矢印ｆ１で模式的に示す）より下部寄りを通る水の流れ（図１０において矢印ｆ２で模式的に示す）が径方向内方に大きく引き込まれて、水の流れｆ１と水の流れｆ２とが径方向にずれてしまうことがある。これにより、大径羽根９３３の直後の補助羽根９３５の水掻き面９３５ａにおいて、上端部９３５ｂ寄りの部分と下端部寄りの部分において水のぶつかる位置に差異が生じて振動が発生し、騒音の原因となるおそれがある。
　そこで、本発明は、静音性を効果的に高めることができる排水ポンプ用回転羽根およびそれを有する排水ポンプを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る排水ポンプ用回転羽根は、軸部と、前記軸部から径方向に延びる複数の大径羽根と、前記複数の大径羽根の下端部に連設された複数の小径羽根と、前記複数の大径羽根の下端部を連結する円環状の連結部と、を有する排水ポンプ用回転羽根であって、前記大径羽根の外側端部の下部に設けられ、当該外側端部の上部より径方向外方および回転方向後方の少なくとも一方に突出する水流引き込み規制部を有することを特徴とする。
　本発明において、前記複数の大径羽根の間に配置された複数の補助羽根をさらに有し、前記補助羽根の外側端部の下部に設けられ、当該外側端部の上部より径方向外方および回転方向後方の少なくとも一方に突出する水流引き込み規制部を有することが好ましい。
　本発明において、前記水流引き込み規制部は、平面視形状が長円形または楕円形に形成されていることが好ましい。
　本発明において、前記水流引き込み規制部は、回転方向前方から後方に向かうにしたがって上方に向かうように傾斜する上面を有するくさび状に形成されていることが好ましい。
　上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る排水ポンプは、下方に向く吸込口が設けられた吸込管を有するハウジングと、前記ハウジングに収容された回転羽根と、前記回転羽根を回転させるモータと、を有する排水ポンプであって、前記回転羽根が、上記排水ポンプ用回転羽根である。
　本発明によれば、大径羽根の外側端部の下部に設けられ、当該外側端部の上部より径方向外方および回転方向後方の少なくとも一方に突出する水流引き込み規制部を有する。このようにしたことから、水流引き込み規制部によって、大径羽根の外側端部の下部寄りを通る水の流れが、径方向外方または回転方向後方に導かれる。そのため、大径羽根の外側端部の下部寄りを通る水の流れが、大径羽根の後側に大きく引き込まれることを抑制することができる。したがって、大径羽根の直後の水掻き面において、上端部寄りの部分と下端部寄りの部分への水のぶつかり具合に差異が生じることを抑制することができ、振動に起因する騒音を抑えて、静音性を効果的に高めることができる。
本発明の第１実施例に係る排水ポンプを示す図である。 図１の排水ポンプに用いられる回転羽根を示す図である。 図２の回転羽根の一部分を拡大した図である。 図１の排水ポンプと従来の排水ポンプとの騒音の大きさを示すグラフである。 図２の回転羽根の変形例の構成を示す図である。 図２の回転羽根の他の変形例の構成を示す図である。 本発明の第２実施例に係る排水ポンプが有する回転羽根を示す図である。 図７の回転羽根の一部分を拡大した図である。 図７の回転羽根の変形例の構成を示す図である。 従来の排水ポンプが有する回転羽根を示す図である。
（第１実施例）
　以下、本発明の第１実施例に係る排水ポンプの構成について図１～図６を参照して説明する。本実施例の排水ポンプは、一例として、空気調和機の室内ユニットのドレンパンに溜まったドレン水を外部に排出するためのものである。もちろん、この排水ポンプの用途は、ドレン水の排出に限られず、各種液体の排出や汲み上げなどに用いることができる。後述する第２実施例の排水ポンプも同様である。
　図１は、本発明の第１実施例に係る排水ポンプを示す図である。図１は、具体的には、排水ポンプの下部を吐出管の軸線を通る面で切断した部分断面図を含む正面図である。図２は、図１の排水ポンプに用いられる回転羽根を示す図である。図３は、図２の回転羽根の一部分を拡大した図である。図４は、図１の排水ポンプと従来の排水ポンプとの騒音の大きさを示すグラフである。図５は、図２の回転羽根の変形例の構成を示す図である。図６は、図２の回転羽根の他の変形例の構成を示す図である。図２、図３、図５および図６の（ａ）～（ｃ）は、順に斜視図、平面図および正面図である。
　図１に示すように、本実施例の排水ポンプ１は、ハウジング１０と、カバー２０と、排水ポンプ用回転羽根である回転羽根３０と、モータ４０と、を有している。本実施例において、ハウジング１０、カバー２０および回転羽根３０は、合成樹脂製である。
　ハウジング１０は、本体部１１と、吸込管１６と、吐出管１８と、を一体に有している。本体部１１は、逆円錐台形状を有する底壁部１２と、底壁部１２の外周縁に連設された周壁部１３と、を有している。吸込管１６は、底壁部１２の中心から下方に延びている。吸込管１６の下端には、下方に向く吸込口１７が設けられている。吐出管１８は、周壁部１３から側方（図１の右方向）に延びている。吐出管１８の先端には、側方を向く吐出口１９が設けられている。本体部１１の周壁部１３には、吐出管１８への入口となる吐出管入口１５が設けられている。
　ハウジング１０は、その内側に後述する回転羽根３０が配置される空間を有しており、当該空間をカバー２０とともに囲むことでポンプ室２５を形成（画定）している。
　カバー２０は、略円筒形状を有し、その下端部がハウジング１０の本体部１１の上部開口と嵌合されて、図示しないスナップフィット機構によりハウジング１０に固定して取り付けられる。カバー２０の上端部には、係止部２１を介してブラケット２２が取り付けられている。ブラケット２２には、排水ポンプ１を他の機器に取り付けるための取付部２３が設けられている。カバー２０には、回転羽根３０を回転させるモータ４０が収容されている。
　回転羽根３０は、ポンプ室２５に回転可能に収容されている。回転羽根３０は、図２および図３に示すように、軸部３１と、複数の大径羽根３３と、複数の小径羽根３４と、複数の補助羽根３５と、連結部３６と、複数の水流方向規制部３８と、複数の水流引き込み規制部３９と、を有している。大径羽根３３、小径羽根３４および補助羽根３５は、平板状に形成されている。本実施例においては、大径羽根３３、小径羽根３４および補助羽根３５を４枚ずつ有している。なお、補助羽根３５を省略した構成を採用してもよい。回転羽根３０は、図２（ｂ）において軸部３１を中心に反時計方向に回転される。
　軸部３１は、円柱状に形成されており、カバー２０の中央に設けられた貫通孔２４に通されている。軸部３１の上端部には取付穴３２が設けられている。取付穴３２は、モータ４０の駆動軸４１が嵌合されている。
　複数の大径羽根３３は、軸部３１の外周面から放射方向（径方向外方）に延びている。複数の大径羽根３３は、軸部３１を中心に等角度間隔（本実施例においては９０度間隔）で配置されている。
　複数の小径羽根３４は、各大径羽根３３の下端部における軸部３１寄りの部分に連設されている。小径羽根３４は、大径羽根３３との連設部分から下方に延びている。複数の小径羽根３４は、吸込管１６に挿入されている。複数の小径羽根３４は、軸部３１を中心に等角度間隔（本実施例においては９０度間隔）で配置されている。
　複数の補助羽根３５は、後述する連結部３６上に配置されている。補助羽根３５は、回転方向に隣り合う大径羽根３３の中間に配置されている。補助羽根３５は、連結部３６の内周縁から放射方向に延びている。補助羽根３５は、軸部３１とは接続されていない。
　連結部３６は、逆円錐台形状を有し、中央に開口３７が設けられた円環状に形成されている。連結部３６は、各大径羽根３３および各補助羽根３５のそれぞれの下端部を互いに連結している。
　水流方向規制部３８は、平面視形状（横断面形状）が長円形となる柱状に形成されている。本実施例において、水流方向規制部３８の平面視形状は、回転方向前方寄りの径が後方寄りの径より大きい長円形である。水流方向規制部３８は、大径羽根３３および補助羽根３５の径方向外方寄りの端部（外側端部３３ｃ）として上下方向に延在して設けられている。大径羽根３３に設けられた水流方向規制部３８の上端部は、大径羽根３３の上端部３３ｂより上方に突出している。大径羽根３３に水流方向規制部３８を設けることで、回転羽根３０が回転された際に上端部３３ｂおよび外側端部３３ｃが交わる角部近傍において、上端部３３ｂを通る水の流れと外側端部３３ｃを通る水の流れとが三次元的な衝突をすることを抑制する。これにより、当該角部近傍での水の流れを二次元的として乱流の発生を減らし、水の流れに気泡が混じることを抑制できる。補助羽根３５に設けられた水流方向規制部３８も同様の作用を有する。
　水流引き込み規制部３９は、平面視形状が長円形でかつ上面３９ａが回転方向前方から後方に向かうにしたがって上方に向かうように傾斜する略くさび状に形成されている。水流引き込み規制部３９は、大径羽根３３および補助羽根３５に設けられた水流方向規制部３８の下部に一体的に設けられている。
　本実施例において、水流引き込み規制部３９の平面視形状は、水流方向規制部３８の平面視形状より径方向外方および回転方向後方に張り出しており、回転方向前方寄りの径が後方寄りの径より大きい長円形である。すなわち、水流引き込み規制部３９は、大径羽根３３の外側端部３３ｃおよび補助羽根３５の外側端部３５ｃである水流方向規制部３８の上部より径方向外方および回転方向後方に突出している。なお、水流引き込み規制部３９の平面視形状は、本発明の目的に反しない限り、楕円形や長方形、三角形などの他の形状でもよい。
　次に、大径羽根３３に設けられた水流引き込み規制部３９の作用について、図３を参照して説明する。なお、補助羽根３５に設けられた水流引き込み規制部３９も同様の作用を有する。
　回転羽根３０が回転すると、吸込口１７から吸込管１６を通ってポンプ室２５に水が吸い上げられる。そして、ポンプ室２５において、大径羽根３３の回転方向前方を向く水掻き面３３ａにぶつかった水は、一部が大径羽根３３の上端部３３ｂを通って大径羽根３３の後側に流れ、他の一部が大径羽根３３の外側端部３３ｃを通って大径羽根３３の後側に流れる。このとき、大径羽根３３の後側には主に上端部３３ｂから水が供給されることから、大径羽根３３の背面近傍では上端部寄りの部分に比べて下端部寄りの部分の負圧が大きくなる。
　ここで、大径羽根３３の外側端部３３ｃを通る水の流れに着目する。外側端部３３ｃの下部寄りを通る水の流れ（図３において矢印Ｆ２で模式的に示す）は、水流引き込み規制部３９の上面３９ａに沿って徐々に上方に向かう。そのため、上面３９ａに沿う水の流れＦ２により水流引き込み規制部３９の側面３９ｂ近傍への水の供給が少なくなり当該側面３９ｂ近傍に負圧が生じる。これにより、上面３９ａに沿う水の流れＦ２は上面３９ａの途中から側面３９ｂ側に向かって引き寄せられる。
　また、水流引き込み規制部３９が長円形であることから、側面３９ｂの後方寄りの箇所には側面３９ｂから剥離した水の渦（剥離流）が生じる。そのため、水の流れＦ２は、上面３９ａから側面３９ｂ側に引き寄せられたあと、剥離流を迂回するように外側に大きく膨らむ。
　このように、水流引き込み規制部３９は、大径羽根３３の外側端部３３ｃである水流方向規制部３８の下部寄りを通る水の流れＦ２を外側に膨らませて、径方向内方に引き込まれることを規制する。これにより、水流方向規制部３８の上部寄りを通る水の流れ（図３において矢印Ｆ１で模式的に示す）と下部寄りを通る水の流れＦ２とが、大径羽根３３の直後の補助羽根３５の水掻き面３５ａ上で径方向にずれてしまうことを抑制することができる。
　本発明者らは、本実施例の排水ポンプ１（第１実施例）および図１０に示す従来の回転羽根を有する排水ポンプ（従来例）を用いてドレン水を吐出したときの揚程と騒音の大きさとの関係について検証した。検証結果を図４に示す。図４のグラフが示すように、第１実施例の排水ポンプは揚程にかかわらず従来例の排水ポンプより騒音が小さく静音性が向上している。
　以上より、本実施例の排水ポンプ１の回転羽根３０は、大径羽根３３の外側端部３３ｃおよび補助羽根３５の外側端部３５ｃである水流方向規制部３８の下部に設けられ、水流方向規制部３８より径方向外方および回転方向後方に突出する水流引き込み規制部３９を有する。このようにしたことから、水流引き込み規制部３９によって、水流方向規制部３８の下部寄りを通る水の流れＦ２が、径方向外方および回転方向後方に導かれる。そのため、水流方向規制部３８の下部寄りを通る水の流れＦ２が、大径羽根３３の後側および補助羽根３５の後側に大きく引き込まれることを抑制することができる。したがって、大径羽根３３の直後の補助羽根３５の水掻き面３５ａにおいて、上端部寄りの部分と下端部寄りの部分への水のぶつかり具合に差異が生じることを抑制することができる。補助羽根３５の直後の大径羽根３３の水掻き面３３ａにおいても同様である。よって、振動に起因する騒音を抑えて、静音性を効果的に高めることができる。
　図５に回転羽根３０の変形例である回転羽根３０Ａを示す。この変形例の回転羽根３０Ａは、水流方向規制部３８に代えて、上端部が大径羽根３３および補助羽根３５と同じ高さとなる（すなわち、上端部が大径羽根３３および補助羽根３５より上方に突出していない）柱状の水流方向規制部３８Ａを有すること以外は、上述した回転羽根３０と同一の構成を有する。
　また、図６に回転羽根３０の他の変形例である回転羽根３０Ｂを示す。この他の変形例の回転羽根３０Ｂは、水流方向規制部３８を省略したこと以外は、上述した回転羽根３０と同一の構成を有する。
　これら変形例の回転羽根３０Ａおよび回転羽根３０Ｂにおいても、上述した回転羽根３０と同様の作用効果を奏する。
（第２実施例）
　以下、本発明の第２実施例に係る排水ポンプが有する回転羽根の構成について図７～図９を参照して説明する。
　図７は、本発明の第２実施例に係る排水ポンプが有する回転羽根を示す図である。図８は、図７の回転羽根の一部分を拡大した図である。図９は、図７の回転羽根の変形例の構成を示す図である。図７～図９の（ａ）～（ｃ）は、順に斜視図、平面図および正面図である。本実施例の説明において、上述した第１実施例と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施例の排水ポンプ（図示なし）は、第１実施例の排水ポンプ１と同様に、ハウジング１０と、カバー２０と、排水ポンプ用回転羽根である回転羽根１３０と、モータ４０と、を有している。
　回転羽根１３０は、ポンプ室２５に回転可能に収容されている。回転羽根１３０は、軸部３１と、大径羽根３３と、小径羽根３４と、補助羽根３５と、連結部３６と、水流方向規制部３８と、水流引き込み規制部１３９と、を有している。回転羽根１３０は、第１実施例で説明した回転羽根３０において、水流引き込み規制部３９に代えて、それとは形状の異なる水流引き込み規制部１３９を有する以外は、回転羽根３０と同じ構成を有する。
　水流引き込み規制部１３９は、平面視形状（横断面形状）が水流方向規制部３８よりひと回り大きい長円形でかつ水流方向規制部３８より高さの低い柱状に形成されている。水流引き込み規制部１３９の上面１３９ａは軸部３１の軸方向と直交する平面と平行となるように形成されている。水流引き込み規制部１３９は、大径羽根３３および補助羽根３５に設けられた水流方向規制部３８の下部に一体的に設けられている。
　本実施例において、水流引き込み規制部１３９の平面視形状は、水流方向規制部３８の平面視形状より径方向外側および回転方向後側に張り出しており、回転方向前方寄りの径が後方寄りの径より大きい長円形である。すなわち、水流引き込み規制部１３９は、大径羽根３３の外側端部３３ｃおよび補助羽根３５の外側端部３５ｃである水流方向規制部３８の上部より径方向外方および回転方向後方に突出している。なお、水流引き込み規制部１３９の平面視形状は、本発明の目的に反しない限り、楕円形や長方形、三角形などの他の形状でもよい。
　次に、大径羽根３３に設けられた水流引き込み規制部１３９の作用について、図８を参照して説明する。なお、補助羽根３５に設けられた水流引き込み規制部１３９も同様の作用を有する。
　回転羽根１３０が回転すると、吸込口１７から吸込管１６を通ってポンプ室２５に水が吸い上げられる。そして、ポンプ室２５において、大径羽根３３の回転方向前方を向く水掻き面３３ａにぶつかった水は、一部が大径羽根３３の上端部３３ｂを通って大径羽根３３の後側に流れ、他の一部が大径羽根３３の外側端部３３ｃを通って大径羽根３３の後側に流れる。このとき、大径羽根３３の後側には主に上端部３３ｂから水が供給されることから、大径羽根３３の背面近傍では上端部寄りの部分に比べて下端部寄りの部分の負圧が大きくなる。
　ここで、大径羽根３３の外側端部３３ｃを通る水の流れに着目する。外側端部３３ｃの下部寄りを通る水の流れ（図８において矢印Ｆ２で模式的に示す）は、水流引き込み規制部１３９の側面１３９ｂに沿って流れる。
　また、水流引き込み規制部１３９が長円形であることから、側面１３９ｂの後方寄りの箇所には側面１３９ｂから剥離した水の渦（剥離流）が生じる。そのため、水の流れＦ２は、剥離流を迂回するように外側に大きく膨らむ。
　このように、水流引き込み規制部１３９は、大径羽根３３の外側端部３３ｃである水流方向規制部３８の下部寄りを通る水の流れＦ２を外側に膨らませて、径方向内方に引き込まれることを規制する。これにより、水流方向規制部３８の上部寄りを通る水の流れ（図３において矢印Ｆ１で模式的に示す）と下部寄りを通る水の流れＦ２とが、大径羽根３３の直後の補助羽根３５の水掻き面３５ａ上で径方向にずれてしまうことを抑制することができる。したがって、大径羽根３３の直後の補助羽根３５の水掻き面３５ａにおいて、上端部３５ｂ寄りの部分と下端部寄り（連結板３６寄り）の部分への水のぶつかり具合に差異が生じることを抑制することができる。
　図９に回転羽根１３０の変形例である回転羽根１３０Ａを示す。この変形例の回転羽根１３０Ａは、水流方向規制部３８に代えて、上端部が大径羽根３３および補助羽根３５と同じ高さとなる（すなわち、上端部が大径羽根３３および補助羽根３５より上方に突出していない）柱状の水流方向規制部３８Ａを有すること以外は、上述した回転羽根１３０と同一の構成を有する。
　第２実施例の回転羽根１３０およびその変形例の回転羽根１３０Ａにおいても、上述した第１実施例の回転羽根３０と同様の作用効果を奏する。
　上述した各実施例において、水流引き込み規制部３９、１３９は、大径羽根３３の外側端部３３ｃである水流方向規制部３８より径方向外方および回転方向後方に突出する構成であったが、これに限定されるものではない。水流引き込み規制部は、本発明の目的に反しない限り、大径羽根および補助羽根の外側端部より少なくとも径方向外方および回転方向後方のいずれか一方に突出する構成であればよい。
　上記に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。上記の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。
　１…排水ポンプ、１０…ハウジング、１１…本体部、１２…底壁部、１３…周壁部、１５…吐出管入口、１６…吸込管、１７…吸込口、１８…吐出管、１９…吐出口、２０…カバー、２１…係止部、２２…ブラケット、２３…取付部、２４…貫通孔、２５…ポンプ室、３０…回転羽根、３１…軸部、３２…取付穴、３３…大径羽根、３３ａ…水掻き面、３３ｂ…上端部、３３ｃ…外側端部、３４…小径羽根、３５…補助羽根、３５ａ…水掻き面、３５ｂ…上端部、３６…連結部、３７…開口、３８…水流方向規制部、３９…規制部、３９ａ…上面、３９ｂ…側面、４０…モータ、４１…駆動軸、９３０…回転羽根、９３３…大径羽根、９３３ａ…水掻き面、９３３ｂ…上端部、９３３ｃ…外側端部、９３５…補助羽根、９３５ａ…水掻き面、９３５ｂ…上端部、９３５ｃ…外側端部、９３６…連結部、９３７…開口、９３８…水流方向規制部、ｆ１…大径羽根の外側端部の上部寄りを通る水の流れ、ｆ２…大径羽根の外側端部の下部寄りを通る水の流れ、Ｆ１…大径羽根の外側端部の上部寄りを通る水の流れ、Ｆ２…大径羽根の外側端部の下部寄りを通る水の流れ

Claims (5)

  1. 　軸部と、前記軸部から径方向に延びる複数の大径羽根と、前記複数の大径羽根の下端部に連設された複数の小径羽根と、前記複数の大径羽根の下端部を連結する円環状の連結部と、を有する排水ポンプ用回転羽根であって、
    　前記大径羽根の外側端部の下部に設けられ、当該外側端部の上部より径方向外方および回転方向後方の少なくとも一方に突出する水流引き込み規制部を有することを特徴とする排水ポンプ用回転羽根。
  2. 　前記複数の大径羽根の間に配置された複数の補助羽根をさらに有し、
    　前記補助羽根の外側端部の下部に設けられ、当該外側端部の上部より径方向外方および回転方向後方の少なくとも一方に突出する水流引き込み規制部を有する、請求項１に記載の排水ポンプ用回転羽根。
  3. 　前記水流引き込み規制部は、平面視形状が長円形または楕円形に形成されている、請求項１または請求項２に記載の排水ポンプ用回転羽根。
  4. 　前記水流引き込み規制部は、回転方向前方から後方に向かうにしたがって上方に向かうように傾斜する上面を有する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の排水ポンプ用回転羽根。
  5. 　下方に向く吸込口が設けられた吸込管を有するハウジングと、前記ハウジングに収容された回転羽根と、前記回転羽根を回転させるモータと、を有する排水ポンプであって、
    　前記回転羽根が、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の排水ポンプ用回転羽根である、排水ポンプ。
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