(57)【要約】【課題】円筒状の吸込み口１２をドレンパン内に入れて、吸込み口１２内の小羽根２２を回転させることで水を吸込み口１２内に吸い込むようにした排水ポンプにおいて、空気の吸入を防止して、静音性を確保する。【解決手段】吸込み口１２の内部の中程に内径と絞る狭径部１２ａを設ける。狭径部１２ａの位置は、小羽根２２の下端部２２１から、小羽根２２の全長の３０％〜５０％の位置とする。狭径部１２ａにより吸込み口１２と小羽根２２との間隙を狭めることにより、水量をコントロールし、バランス時でもドレンパン内の水位を確保し、空気の吸入を防止する。狭径部１２ａでの逆流によりスライムの付着も防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部に円筒状の吸込み口が形成され上部側面に吐出口が形成されたポンプ本体と、該ポンプ本体内に回動可能に配設されるインペラと、該インペラを回転させるモータとを備え、前記インペラは前記モータの駆動軸に連結されるシャフト部と、前記シャフト部の下方に軸線方向に沿って延びる複数の板状の小羽根と、前記シャフト部と前記小羽根との間で流体を前記ポンプ本体の内周側に導く遠心力作用部とを有し、前記小羽根を前記吸込み口内で回転させることにより、該吸込み口から流体を吸い込んで前記吐出口から流体を吐出するようにした排水ポンプにおいて、
前記吸込み口の内壁の上下方向の略中央の一部に、該吸込み口の下端及び上端の内径より内径を小さくした狭径部が形成されていることを特徴とする排水ポンプ。
【請求項２】
前記小羽根の下端部から前記狭径部までの距離が、前記小羽根の前記吸込み口内における全長に対して３０％〜５０％の距離となっていることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気調和機のドレンパンに溜まった水を排水するのに適した排水ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機用の排水ポンプとして、例えば実開平６−６７８８７号公報（特許文献１）、特許第３５２４６１１号公報（特許文献２）及び特許３５１１０４４号公報（特許文献３）に開示されたものがある。この種の排水ポンプはポンプ室の下部に形成された円筒状の吸込み口内に例えば十字状の小羽根（補助羽根）を配置し、この小羽根を回転することで吸込み口からドレンパンの水を吸引するものである。そしてこの吸込み口の形状は一般的にはストレートか最下端を少し狭めるかの２種類が主流である（特許文献１または特許文献２参照）。このような形状は、どちらの場合も排水量を優先しドレンパンに残る水を最小限にするには、効果のある形状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−６７８８７号公報
【特許文献２】特許第３５２４６１１号公報
【特許文献３】特許第３５１１０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バランス時、すなわち、水の出入りがない状態で排水ポンプとその先の配管にドレン水が満たされている状態の時は、吸込み口の近傍で空気を吸込む可能性がある。特にＤＣモータを使用した排水ポンプ（ドレンポンプ）ではその傾向が大きい。これは、ＤＣモータでは負荷が減ると回転数が上がるためである。また、高揚程での排水量でその排水ポンプの能力が決まるが、低揚程の時は負荷が減り低揚程時に必要な回転数を上回る回転数となり排水量が吐出し量限界まで増えてしまい、それが騒音振動の要因になっていた。
【０００５】
前記特許文献１及び特許文献２の様に、排水ポンプの吸込み口をストレートにしたものと下端部を少し狭めたものを比較すると、狭めたものの方が排水量が多くなり、バランス時に空気を吸込む可能性が多くなる傾向にある。例えば、図１１に示すように、吸込み口の下端部に狭径部を形成したものでは、ドレンパンの水は吸込み口の下端部の近くになり、この下端部の水面近傍で空気の吸込みが生じる。特にＤＣモータを使用した場合は負荷が減ると回転数が増加するので顕著に現れている。
【０００６】
本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、排水ポンプの吸い込み口での空気の吸い込みを低減して静音化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の排水ポンプは、下端部に円筒状の吸込み口が形成され上部側面に吐出口が形成されたポンプ本体と、該ポンプ本体内に回動可能に配設されるインペラと、該インペラを回転させるモータとを備え、前記インペラは前記モータの駆動軸に連結されるシャフト部と、前記シャフト部の下方に軸線方向に沿って延びる複数の板状の小羽根と、前記シャフト部と前記小羽根との間で流体を前記ポンプ本体の内周側に導く遠心力作用部とを有し、前記小羽根を前記吸込み口内で回転させることにより、該吸込み口から流体を吸い込んで前記吐出口から流体を吐出するようにした排水ポンプにおいて、前記吸込み口の内壁の上下方向の略中央の一部に、該吸込み口の下端及び上端の内径より内径を小さくした狭径部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の排水ポンプは、請求項１に記載の排水ポンプであって、前記小羽根の下端部から前記狭径部までの距離が、前記小羽根の前記吸込み口内における全長に対して３０〜５０％の距離となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の排水ポンプによれば、吸込み口内の狭径部の位置を下端部から小羽根下端部よりもモータ側にずらす事、すなわち、吸込み口の円筒空間の途中の内径を絞る事により、小羽根の吸込む量を狭径部で二分することで、排水量を適正な量にコントロールする事を可能になり、バランスしているときのドレンパンの水位も上昇し、下端部で空気を吸い込む事が無くなり、静音性が得られる。また、狭径部での逆流によりスライムの付着も防止できる。
【００１０】
請求項２の排水ポンプによれば、請求項１の効果に加えて、効果的に静音性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態の排水ポンプの一部縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の排水ポンプの要部拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の排水ポンプのインペラの平面図、側面図及び底面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の排水ポンプの外観側面図及び外観上面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の排水ポンプの作用を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施形態の排水ポンプにおける狭径部の位置と騒音の計測結果を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態の排水ポンプにおける吸込み口及び狭径部を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態の排水ポンプにおける吸込み口及び狭径部を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態の排水ポンプにおける吸込み口及び狭径部を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の排水ポンプにおける吸込み口及び狭径部を示す図である。
【図１１】従来の排水ポンプの作用及び問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の排水ポンプの実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の排水ポンプの一部縦断面図、図２は第１実施形態の排水ポンプの要部拡大断面図、図３は第１実施形態の排水ポンプのインペラの平面図、側面図及び底面図、図４は第１実施形態の排水ポンプの外観側面図及び外観上面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１の図面における上下に対応する。この実施形態の排水ポンプは、ポンプ本体１を有し、ポンプ本体１は中空の円筒形のポンプ室１１、下端に円筒状の吸込み口１２、側部に吐出口１３を備えている。なお、吐出口１３には図示しない排出管が連結されている。ポンプ室１１内には図３に示すインペラ２が配設されている。ポンプ本体１の上方開口部には、モータ３のモータケース３１が固定されている。モータケース３１はポンプ室１１の内周壁近傍に垂下する壁３１ａ有し、このモータケース３１の中央には水切り部３１ｂが形成され、さらに水切り部３１ｂの上方中心部には開口３１ｃが形成されている。なお、この実施形態のモータ３は三相ＤＣブラシレスモータである。
【００１３】
また、モータ３の駆動軸３２は下方に突出してモータケース３１の開口３１ｃを貫通している。そして、この駆動軸３２にインペラ２が固定されている。図３に示すように、インペラ２は、モータ３の駆動軸３２に連結されるシャフト部２１を有するとともに、このシャフト部２１の下方に軸線方向に沿って延びる４枚の板状の小羽根２２を有している。また、シャフト部２１と小羽根２２との間には、略逆円錐状に形成されたドーナツ状の中空円錐板２３を有しており、この中空円錐板２３上には軸線方向に延びた多数の角柱状の大径羽根２４を有している。
【００１４】
インペラ２の小羽根２２は、吸込み口１２内に配置されており、この小羽根２２の下端部２２１は吸込み口１２の下端部１２１から僅かに吸込み口１２内に位置している。そして、吸込み口１２の内側には、その内壁の上下方向の略中央の一部に、吸込み口１２の下端部１２１と上端部１２２の内径より内径を小さくした狭径部１２ａが形成されている。この第１実施形態では、狭径部１２ａから吸込み口１２の下端部１２１まではテーパ面となっている。このように、吸込み口１２の形状は、狭径部１２ａが小羽根２２の下端部２２１よりもモータ３側に位置し、小羽根２２の揚水力を二分する位置にある。
【００１５】
以上の構成により、モータ３の駆動によりインペラ２が回転し、吸込み口１２内で小羽根２２が回転することにより、ドレンパンの水が吸込み口１２内に上昇し、その水が遠心力により中空円錐板２３側に移動する。そして、この中空円錐板２３と大径羽根２４によりポンプ室１１内の水が回転し、その遠心力により水が吐出口１３から吐出される。このとき、大径羽根２４はその角柱部が同一方向を向いて配置されており、インペラ２の回転時に角柱部の一つの面で水をかくのと、一つの角でかくのを繰り返す事により、円滑な水の流れを作り出す。この中空円錐板２３と大径羽根２４が遠心力作用部に相当する。
【００１６】
図５に示すように、吸込み口１２から吸入される水の流れは、狭径部１２ａと小羽根２２との間を通る水により吐出口１３に向かう通常の流れとなる。しかし、狭径部１２ａのために一部は逆方向（ドレンパン側）に向か特有の流れとなり、排水量は少なくなって、排水量を適正な量にコントロールできる。これにより、バランスしている時、ドレンパンにある程度の水位を保持することができ、前掲の図１１で説明した従来のように空気を吸い込むことがなく、静音化が図れる。また、この特有な流れにより、バランス時も吸込み口１２の下端部１２１の周辺に水の流れが常に存在するという事であり、一般的に浮遊して蓄積されるどろどろしたゲル状のスライムが付着しにくくなる。また、沈殿しかけたドレンパンのゴミを巻き上げて吸込み、そのまま外に流してしまうこともできる。狭径部を形成せずに、単純に小羽根を短くした場合は逆流によるスライムの付着防止が出来ず、かえって吸込み口内に水の不動部が出来てしまい、吸込み口を塞ぐ可能性があるが、本発明ではこのようなことがない。
【００１７】
なお、この実施形態では、ポンプ本体１の外周の垂上する壁１４と、モータケース３１の垂下する壁３１ａとがラビリンス構造を構成しており、これにより、外部からのゴミや洗浄液等からモータ３の軸受けを守り、水かき音を外に逃がさないようになっている。また、モータケース３１の上端には、角度が不等ピッチになった取り付け部３ａ，３ｂ，３ｃが形成されており、これによって誤取付け防止の効果が得られる。
【００１８】
次に第１実施形態における要部の寸法について説明する。図２に示すように、小羽根２２の長さＬ１は１６ｍｍであり、小羽根２２の下端部２２１から狭径部１２ａまでの長さＬ２はＬ１の３０％〜５０％である。吸込み口１２の下端部１２１から小羽根２２の下端部２２１までの長さＬ３は１．５ｍｍである。吸込み口１２の下端部１２１の開口径はφ１２．５ｍｍであり、狭径部１２ａから吸込み口１２の下端部１２１まではテーパ面は２０°の角度で開いている。また、小羽根２２の幅Ｌ４は８ｍｍ、狭径部１２ａの内側（ポンプ室１１側）の傾斜角度は４５°であり、この狭径部１２ａの内端部と小羽根２２との隙間Ｌ５は、小羽根２２の幅Ｌ４の２５％の二分の一である。また、小羽根２２の厚さＬ６は２ｍｍである。なお、厚みＬ６は幅Ｌ４の１８％〜２５％が望ましい。
【００１９】
図５は、第１実施形態における狭径部１２ａの位置を変化させたときの、狭径部１２ａの位置と騒音の関係の計測結果を示すグラフである。縦軸は騒音値（デシベル）、横軸は小羽根２２の端部２２１から狭径部１２ａまでの距離Ｌ２の小羽根２２の全長Ｌ１に対する百分率（％）である。また、各グラフは揚程（ポンプが水を揚げる高さ）が異なる場合に対応し、揚程が１５０ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍ、８００ｍｍ、１２００ｍｍの場合を示している。このうち、揚程の常用範囲は５００ｍｍ〜８００ｍｍであり、この常用範囲において、狭径部１２ａの位置を３０％〜５０％とすると、静音効果があることが判る。特に狭径部１２ａの位置を３７％〜４５％とするとよい。
【００２０】
第１実施形態では狭径部１２ａから吸込み口１２の下端部１２１までをテーパ面となる形状としているが、図７〜図１１に示す第２〜第５実施形態のようにしてもよい。なお、これらの第２〜第５実施形態においても、吸込み口１２の狭径部以外の構造は第１実施形態と同様である。
【００２１】
図７に示す第２実施形態では、吸込み口１２の狭径部１２ｂは、内側（ポンプ室１１側）と外側の傾斜角度が４５°で中心側先端角度を９０°としたものである。すなわち、この狭径部１２ｂの内側と外側は同じ内径（狭径部より大きい径）となっている。図８に示す第３実施形態では、吸込み口１２の狭径部１２ｃは、中心側に断面円弧状に突出した形状としたものである。この場合も径部１２ｃの内側と外側は同じ内径（狭径部より大きい径）となっている。図９に示す第４実施形態では、吸込み口１２の狭径部１２ｄは、その付け根部分にカーブを付けたものであり、水の流れがスムースになる。図１０に示す第５実施形態の吸込み口１２の狭径部１２ｅは、内側（ポンプ室１１側）と外側の傾斜角度が４５°でかつ、狭径部１２ｅの内側の内径Ａよりも外側の内径Ｂの方を大きくしたものである。
【００２２】
これらの各実施形態でも狭径部１２ｂ〜１２ｅの位置を第１実施形態と同様にすることにより、この第１実施形態と同様な静音効果が得られる。また、スライムも付着しにくくなる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、遠心力作用部は中空円錐板２３上に角柱状の大径羽根２４を設けた構造となっているが、例えば特許文献３のように中空円錐板上に板状の複数の羽根を設けた構造でもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１              ポンプ本体
２              インペラ
１１            ポンプ室
１２            吸込み口
１２ａ〜１２ｅ  狭径部
１３            吐出口
２２            小羽根
２２１          下端部
３              モータ
３１            駆動軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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