(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動軸に連結される回転羽根と、その下端部に吸込口を設けると共にその上部側方に吐出口を設けたモータの駆動軸に連結される回転羽根と、上記回転羽根を収容するハウジングとを有する排水ポンプにおいて、上記回転羽根は、モータの駆動軸に連結される軸部と、軸部から放射方向に設けられる複数の板状の大径羽根と、上記大径羽根の下部に軸方向に設けられる複数の板状の小径羽根と、上記大径羽根の下縁部を連結する中空部を有する円盤状の環状部材と、上記円盤状の環状部材の外縁部にあって上記大径羽根の外周縁を連結する円筒状壁部材とからなり、吐出口の中心から吐出口の上縁部までの高さ寸法に対して上記円筒状壁部材の上縁部までの高さ位置の比を６０％から１００％になる位置に形成したことを特徴とする排水ポンプ。
【請求項２】
上記円筒状壁部材の内側において、上記大径羽根の中間に配設された補助羽根が上記円盤状の環状部材上に立設されていることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ。
【請求項３】
上記大径羽根の上縁部が上記円筒状壁部材の上縁部に露出していることを特徴とする請求項１に記載の排出ポンプ。
【請求項４】
上記補助羽根はその上縁部が上記円筒状壁部材の上縁部に露出していることを特徴とする請求項２記載の排水ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水ポンプ、特に空調機に装備される排水ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調機の室内ユニットは、冷房運転時に熱交換器に空気中の水分が凝縮して付着し、熱交換器の下方に設けられるドレンバン内に滴下する。このドレンバン内に溜ったドレン水を排水するために排水ポンプが装備される。この排水ポンプに関しては、従来各種のものが提案されており、この種のポンプとして次のものがある。即ち、下部に吸込口を形成し、上部を開口すると共に、側方に吐出口を設けたハウジング内に羽根を回転自在に設け、この羽根をハウジングの開口の上部にカバーを介して固定したモータにより回転させている。そのモータの回転軸は、カバーを回転自在に貫通して羽根の軸部に連結され、上記カバーには大気とハウジングとを連通する貫通穴が設けられている。これにより、モータを駆動して、羽根が回転すると、ドレンバン内に貯溜したドレン水は、吸込口の羽根の下端から吸込まれ、ハウジング内面に沿って揚水され、ケーシングの吐出口から外部に吐出される。
【０００３】
この種、排水ポンプに用いられている羽根の構成として、特開平９−６８１８５号公報に開示されているものがある。即ち、図１３は、従来の排水ポンプの全体構成を示す一部を断面とした正面図である。全体を符号１で示す排水ポンプは、モータ１０と、モータ１０に対して下方にブラケット２０を介してとりつけられるポンプ本体３０とを有する。ブラケット２０は、ポンプハウジングの上部部材であるカバー３２と一体に形成され、カバー３２はシール部材３４を介してハウジング４０に連結される。ハウジング４０は、プラスチックでつくられるもので、吸込口４２、ポンプ室４４、吐出口４６を有する。
【０００４】
ハウジング４０内に装備される回転羽根５０は、軸部５２と、軸部５２の中心軸を中心として径方向へ突出する複数の平板からなる小径羽根５４を有する。図では４枚の小径羽根５４を有する。軸部５２は、カバー３２の中央に形成される貫通穴３６を通ってモータ１０側へ突出し、軸部５２に設けた穴にモータ１０の駆動軸１２が挿入される。軸部５２の上面には水切円板１４をとりつけて、カバー３２の貫通穴３６から噴出するドレン水がモータ１０側へ飛散するのを防止する。
【０００５】
回転羽根５０の小径羽根５４は、ハウジング４０のパイプ状の吸込口４２内に挿入される。吸込口４２の吸込端部４３は、開口端に向かって内径寸法が絞られるテーパ面に形成されており、小径羽根５４の先端部も先細りのテーパ面５６に形成されている。ハウジング４０のポンプ室４４内には回転羽根５０の大径羽根６０が収容される。
【０００６】
図１４は回転羽根５０の側面図、図１５は図１４のＢ部の詳細図、図１６は回転羽根５０の上面図、図１７（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図１５のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面の一部を示す図である。
【０００７】
回転羽根５０は軸部５２と、軸部５２の外周部から放射状に外方へ延びる平板状の大径羽根６０とを備え、大径羽根６０の下縁部はテーパ状に形成され、この下縁部は中空部６３を有する円盤状の環状部材６２で連結される。大径羽根６０の下方には小径羽根５４が設けられる。大径羽根６０及び小径羽根５４は樹脂により一体的に構成され、それぞれ４枚の平板であるが、その枚数は適宜に選択される。大径羽根６０の間には補助羽根６８が設けられる。この補助羽根６８によりポンプの揚程を高くすることができる。軸部５２の中心には、モータの駆動軸を挿入するための穴５３が設けてあり、また、小径羽根５４の先端部は先細りのテーパ面５６に形成される。このテーパ面５６の傾斜角は、例えば４５度に形成されている。
【０００８】
小径羽根５４は回転方向に対して円弧状の面取り部５７が形成される。この円弧状の面取り部５７は、小径羽根の厚さ寸法にほぼ等しい曲率半径を有し、この面取り部５７を設けることによって、吸込口４２内のドレン水の掻き混ぜによる騒音が減少し、小径羽根５４の回転によりドレン水はスムーズにポンプ室４４内に引き上げられる。
【０００９】
大径羽根６０と補助羽根６８の外周端は円筒状壁部材６４によって連結される。円筒状壁部材６４はその高さが大径羽根６０と補助羽根６８の上縁部の高さ寸法より低くして設けられている。さらに、円筒状壁部材６４の上縁部の内側には、円弧状の面取り部７０が形成されている。かかる円筒状壁部材６４によれば、大径羽根６０の回転により液体内から発生した気泡の流れが、吐出口４６へスムーズに流れ、気泡のカバー３２の底面３５への衝突が緩和され、騒音が減少すると共に排水ポンプが停止したときに、吐出口４６からケーシング内のポンプ室４４へ戻る水が円筒状壁部材６４に突き当たり、円筒状壁部材６４の緩衝により徐々に拡散され、戻り水に起因する騒音も低減されるのである。しかも、上記円弧状の面取り部７０は、例えば円筒状壁部材６４の板厚寸法にほぼ等しい曲率半径を有し、この円弧状の面取り部７０を設けることによって、大径羽根６０や補助羽根６８の回転によって半径方向に流れるエネルギーを付与されたドレン水は、円筒状壁部材６４の上縁部をスムーズに乗り越えて、低騒音化が実現できる。
【００１０】
円筒状壁部材６４の下端部は、大径羽根６０と補助羽根６８の下縁部を連結する環状部材６２に環状連結される。なお、図では、円筒状壁部材６４と環状部材６２とは一体的に構成されている場合を示しているが、それらを別体で構成してよいのは勿論である。この環状部材６２により、吸込口４２から上昇してくるドレン水の液面がほぼ上下に分断され、大径羽根に接する水の量が減少し、気泡の発生が減少することとなる。この環状部材６２の内周部側は回転羽根の中心部との間に開口部６３を有する。大径羽根６０と補助羽根６８の下縁部は小径羽根６４に向かって傾斜する形状に形成され、環状部材６２もこの傾斜に合わせて皿状に形成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の排水ポンプの構成において、円筒状壁部材の上縁の高さが大径羽根の上縁の高さより低く形成されることにより騒音を低減することが可能となるが、騒音の低下をより効果的に発揮させることについては、格別の配慮がなされていなかった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、円筒状壁部材の高さと吐出口との関係を定めることにより、騒音の低減を可能にする排水ポンプを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、円筒状壁部材の高さと吐出口の位置関係につき、騒音レベルを低く抑えるべく種々の研究を重ねた。その結果、両者の高さ寸法を所定の関係に設定すればいいことを見出すに至った。
【００１３】
しかして、本発明に係る排水ポンプは、モータの駆動軸に連結される回転羽根と、その下端部に吸込口を設けると共にその上部側方に吐出口を設けたモータの駆動軸に連結される回転羽根と、上記回転羽根を収容するハウジングとを有する排水ポンプにおいて、上記回転羽根は、モータの駆動軸に連結される軸部と、軸部から放射方向に設けられる複数の板状の大径羽根と、上記大径羽根の下部に軸方向に設けられる複数の板状の小径羽根と、上記大径羽根の下縁部を連結する中空部を有する円盤状の環状部材と、上記円盤状の環状部材の外縁部にあって上記大径羽根の外周縁を連結する円筒状壁部材とからなり、吐出口の中心から吐出口の上縁部までの高さ寸法に対して上記円筒状壁部材の上縁部までの高さ位置の比を６０％から１００％になる位置に形成したことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係る排水ポンプの好ましい具体的態様としては、前記円筒状壁部材の内側には、補助羽根が円盤状の環状部材の上に立設されていることを特徴とする。
【００１５】
前述の如く構成された本発明に係る排水ポンプは、吐出口の中心から吐出口の上縁部までの高さ寸法に対して、円筒状壁部材の高さ寸法が６０％から１００％になる位置に配置したことにより、排出ポンプから生ずる騒音の効果的な低減が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明による排水ポンプの実施の形態について説明する。なお、実施の形態を説明するに当って、従来例と同一の機能を奏する物は同一符号を付して説明し、また該実施の形態においては、モータは従来例と同一であるので、説明は省略し、ポンプ本体を構成する回転羽根の構成のみを示す。
図１は、ポンプ本体を構成する回転羽根の一実施形態の正面図、図２は図１の矢印Ｐ方向から見た上面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＤ−Ｄ断面図、図５は図２のＧ−Ｇ断面図、図６は図４のＥ−Ｅ断面図、図７は図１のＦ部の詳細図、図８は図７のＨ−Ｈ断面図である。
【００１７】
回転羽根５０は、プラスチックを成形して作られるものであって、平板状の複数枚、例えば４枚の小径羽根４１０を有する。この小径羽根の上部はテーパ部４１１を介して複数枚、例えば４枚の大径羽根４５０に連結される。
【００１８】
大径羽根４５０の中心部には、円柱状の軸部４２０が設けてあり、軸部４２０は中心に有底の穴４３０を有する。この穴４３０にモータの出力軸（図示せず）を圧入して、モータの回転力を回転羽根５０に伝達する。
大径羽根４５０の下縁部は、円盤状の環状部材４６０で覆われる。この環状部材４６０の中心部には、開口部４６２が形成される。
【００１９】
円盤状の環状部材４６０の外周縁は、円筒状壁部材４７０に連結される。この壁部材４７０は、大径羽根４５０の外縁部を連結し、円筒状壁部材４７０の上縁部４７２は、大径羽根４５０の上縁部４５１より低く形成されるものである。
【００２０】
円筒状壁部材４７０の内側に４枚の補助大径羽根４５２が設けられる。補助羽根４５２は、４枚の大径羽根４５０の中間に配設され、円盤状の環状部材４６０の開口４６２の方向に延びて立設される。図６に示す実施形態では、その内径側の縁部４５４は、円盤状の環状部材４６０の開口部４６２の位置の近傍まで延びる形状を有する。
補助羽根４５２の上縁部４５３の高さ位置は、大径羽根４５０の上縁部４５１の高さ位置に合わせられると共に、大径羽根４５０の上縁部４５１及び補助羽根４５２の上縁部４５３は円筒状壁部材４７０の上縁部４７２より露出する。この露出した部分は、回転羽根の最大揚程を確保することに寄与する。また大径羽根と補助羽根はそのいずれかの上縁部のみが露出してもよい。
【００２１】
図７及び図８は、小径羽根４１０の下端部に形成されるテーパ部４１２と、小径羽根４１０の外縁部に形成される円弧状の面取り４１４の形状を示す。
本発明の排水ポンプに装備される回転体である羽根は、以上のような形状、構造を有し、軽量な回転体を構成する。したがって、振動、騒音の少ない揚水が達成できる。
【００２２】
図９は、排水ポンプのポンプ本体３０の一実施形態を示す正面図であり、図１〜図８に示す回転羽根５０を有し、吐出口４６の内径口の中心線に対して回転羽根５０の高さ位置を変化させたときに、排水ポンプの騒音・最大揚程の特性の変化を実験するのに用いたものであり、図１０は図９の矢印Ｙ方向から見た吐出口４６を示す図である。
吐出口４６の内径部は、ハウジング側の小径部４６ａから出口の大径部４６ｂまでテーパー状に流路が拡がる形状を有する。
小径部４６ａの直径寸法は５ｍｍに設定されているので、中心線から小径部４６ａの上縁までの距離Ｈ1は２．５ｍｍとなる。
このＨ1に対して、吐出口の中心線に対して回転羽根５０の高さ位置、具体的には円筒状壁部材４７０の上縁部４７２の高さ寸法Ｈ2を変更して実験を行った。
【００２３】
図１１及び図１２は、図９に示すポンプ本体を用いたそれぞれ５０ヘルツ及び６０ヘルツの定格電圧のときの実験結果を表わし、寸法Ｈ2を１．０ｍｍから３．５ｍｍまで０．５ｍｍ毎に変化させたときの横軸にＨ2／Ｈ1比を示し、縦軸に騒音（dB）と締切揚程（ｍｍ）を示す特性曲線である。
【００２４】
図１１において、図中×印で結ぶ曲線で表わされる締切揚程の性能を高く維持しつつ、騒音性能は、Ｈ2／Ｈ1比が１．５／２．５のときに、揚程７００ｍｍを共に保持するドレン水の吐出時（図中△印で結ぶ曲線で表わされる）及びドレン水の吐出終了時（図中□印で結ぶ曲線で表わされる）に低下し、この騒音性能はＨ2／Ｈ1比において２．０／２．５，２．５／２．５においても維持されるが、Ｈ2／Ｈ1比が２．５／２．５のときに締切揚程が低下する。
【００２５】
図１２においても、図１１と同様の締切揚程の性能と騒音性能が示される。即ち、Ｈ2／Ｈ1比が１．５／２．０のときに高い締切揚程（図中×印で結ぶ曲線で表わされる）を維持して、騒音性能は、揚程７００ｍｍを保持するドレン水の吐出時（図中△印で結ぶ曲線で表わされる）及びドレン水の吐出終了時（図中□印で結ぶ曲線で表わされる）共に低下し、この騒音性能は、Ｈ2／Ｈ1比において２．０／２．５，２．５／２．５においても維持されるが、締切揚程はＨ2／Ｈ1比が２．５／２．５において低下する。
【００２６】
したがって、図１１及び図１２の実験結果によりＨ2／Ｈ1比が１．５／２．５以上、２．５／２．５以下、すなわち、吐出口の半径寸法に対して、吐出口の中心線から回転羽根５０の円筒状壁部材４７０の上縁部までの高さ寸法を６０％以上１００％以下の範囲に設定することにより、締切揚程性能を損なうことなく、騒音の低減効果を得ることができるのである。
【００２７】
以上述べた実施の形態においては、回転羽根５０には補助羽根を形成する場合について述べたが、本発明は補助羽根を用いない場合にも適用できるのは勿論であり、また大径羽根あるいは補助羽根は、その上縁部が円筒状壁部材の上縁部に露出しない構成の場合にも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る排水ポンプは、回転羽根の円筒状壁部材の高さと吐出口との位置関係を適宜の範囲に設定したので、締切揚程を維持しつつ騒音を低減することができる。
また、従来の排水ポンプの外形及び主要構成部分を大幅に変更することがないので、安価に騒音低減可能な排水ポンプを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水ポンプの回転羽根の正面図。
【図２】本発明の排水ポンプの回転羽根の平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図２のＧ−Ｇ断面図。
【図６】図４のＥ−Ｅ断面図。
【図７】図１のＦ部の詳細図。
【図８】図７のＨ−Ｈ断面図。
【図９】本発明の回転羽根の寸法を示す説明図。
【図１０】本発明の効果を示す特性曲線図。
【図１１】本発明の効果を示す特性曲線図。
【図１２】本発明の効果を示す特性曲線図。
【図１３】従来の排水ポンプを一部断面して示す側面図。
【図１４】図１３の回転羽根の側面図。
【図１５】図１４のＢ部の詳細図。
【図１６】図１４の回転羽根の上面図。
【図１７】図１４及び図１６に示される回転羽根の説明用断面図。
【符号の説明】
５０  回転羽根
４１０  小径羽根
４５０  大径羽根
４６０  環状部材
４７０  円筒状壁部材
【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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【図１２】
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【図１３】
0003874561.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003874561.tif 000016
【図１６】
0003874561.tif 000017
【図１７】
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