(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部に吸込口を設け上方側部に吐出口を設けたポンプ本体と、該ポンプ本体の上方にポンプ本体を被覆する覆体と、前記ポンプ本体内に収容されるインペラと該インペラを回転させるモータとからなるドレン排水ポンプにおいて、前記インペラは回転軸から放射状に形成された主羽根と、前記回転軸下方に設けられた補助羽根と、前記主羽根の外周に円筒状外周面を有するリング部と、該リング部の上面外側に設けられたリング状円周板と前記リング部と前記主羽根の下縁に連接して設けられた逆円錐面部とからなり、前記リング状円周板と逆円錐面部との外径は前記リング部の外径より大きく形成されていることを特徴とするドレン排水ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレン排水ポンプの運転時に発生する騒音を低減するようにしたインペラおよび該インペラを用いて空気調和機の室内ユニットのドレンパンに滞留するドレンを外部に排出するための空気調和機用ドレン排水ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調機の室内ユニットにおいては、冷房運転時に蒸発用熱交換器の表面に空気中の水分が凝縮して滴下するため、このドレンを周囲のごみとともにドレンパンに受け、ドレンパンにドレンおよぴごみ等を収集するとともに、ポンブの吸引口をドレンパン内に配置してドレンポンプで外部にドレンおよびごみ等を排出することが行われている。ドレンポンプはモータで駆動され、このドレンポンプユニツトは室内ユニットのケーシング内の空所に配置される。
【０００３】
上記ドレンポンブにおいては、ドレンパンに対向して下方に向けて吸込口を開口しているポンプ本体内に羽根を配置し、この羽根の上部においてポンブ本体に固定したモータの回転軸を連結し、モータを駆動して羽根を回転することによリドレンパン内のドレンを吸引し、ポンプ本体内の吐出口からドレンパイプを通して外部に排出している。
【０００４】
このようなドレンポンプにおいては、ポンプ本体内で羽根を高速回転し、ドレンを撹拌し、その遠心力によってドレンはポンプ本体の内周面に押しつけられた状態で羽根とともに回転し、遠心力によって上昇する。この時、ポンプ本体の蓋の空気導入口から中心部に空気を導入することにより、回転するドレン水の中心側表面に自由表面を形成し、吐出口部分でこの速度エネルギーを圧力エネルギーに変換し、吐出管からドレンホースに排出している。
【０００５】
上記のような作用を行うドレン排水ポンプに用いるインペラとして、本願出願人により図９に示すようなものを提案している。即ち、ポンプ本体の内周面と間隙を有して回転軸５１から放射状に主翼５２を形成すると共に回転軸５１下方に略三角形の補助羽根５３を設けており、主翼５２の外周と補助羽根５３に連接して回転軸５１と空隙５４を隔ててドレン水ガイド部５５を設け、ドレン水ガイド部５５は下面には逆円錐面５６を形成すると共に、上面には羽根の回転方向に向けて下方に傾斜したガイド面部５７を円周方向に複数個設け、主翼５２の垂直面５８に連接することによりインペラ５０を構成したものである。
【０００６】
このようなインペラを用いたドレン排水ボンブにおいて、その作動に際しては、インペラ５０がポンプ室内で回転するとき、ポンプ室の下端の吸入口よリドレンパンのドレン水が上方まで溜まっていると、そのドレンはインペラ５０の補助羽根５３の回転によって掻き回され、遠心力を付与されてポンプ室の逆円錐形内面に沿って上昇する。このとき、ポンプ室内には、蓋の中心部上方の開口から大気圧が導入されるので、ポンプ室内のドレン水はその中心が略放物面をなす自由表面が形成される。
【０００７】
この補助羽根５３によって掻き回されポンプ室の内面に沿って上昇するドレン水は、補助羽根５３の上方に形成されたドレン水ガイド部５５の下面の逆円錐面に案内され更にポンプ室の内面に沿って上昇し、ドレン水ガイド部５５とポンプ室内壁との間を上昇する。それによりこのドレン水は主翼５２によって高速で掻き回されるに至り、ドレン水には大きな速度エネルギーが与えられる。それによりドレン水は上記略放物面をなす自由表面を確実に形成し、その速度エネルギーはポンプ室内壁面を押圧する圧力エネルギーに変換され、ドレン水は、上方側面の排出口から排出管を経て機外に排出される。このとき、ドレン水は、更に、ドレン水ガイド部５５の上面に形成された下方に傾斜するガイド面５７によりドレン水を主翼５２へ案内する作用をし、ボンブ室内において形成される自由表面を安定させ、更に起動時にドレン水ガイド部５５の外周面で発生する気泡をドレン水ガイド部５５により主翼５２内に案内する作用もするので、ドレン水ガイド部５５の外周面での気泡の発生と崩壊を抑制することができ、ポンプ起動時の騒音を減少させることができる、という作用を行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなドレン排水ポンプにおいて、図９に示すようなインペラ５０を用いた際には、特にこのインペラ５０にドレン水ガイド部５５の上面にガイド面５７を形成しており、このガイド面５７により上記のようにドレン水を主翼５２へ案内する作用をなし、ポンプ室内において形成される自由表面を安定させる作用をなし、揚程を高めるものであるが、このインペラを用いた多くの実験の結果、低負荷運転である低揚程連転時においては、吸い込み量に比べて吐出量が多くなり、自由表面が通常時の主翼内周位置の形成状態から主翼外周付近に形成されこととなるため、主翼の外周部分によりドレン水に大きな速度エネルギーが与えられ、圧力変動が起こり気泡が発生し、この気泡が崩壊することを繰り返すことにより騒音が大きくなるという問題点のあることが知見された。
【０００９】
したがって、本発明は、騷音の発生が減少し、しかも構造が簡単な空気調和機のドレン排水ポンプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、下端部に吸込口を設け上方側部に吐出口を設けたポンプ本体と、該ポンプ本体の上方にポンプ本体を被覆する覆体と、前記ポンプ本体内に収容されるインペラと該インペラを回転させるモータとからなるドレン排水ポンプにおいて、前記インペラは回転軸から放射状に形成された主羽根と、前記回転軸下方に設けられた補助羽根と、前記主羽根の外周に円筒状外周面を有するリング部と、該リング部の上面外側に設けられたリング状円周板と前記リング部と前記主羽根の下縁に連接して設けられた逆円錐面部とからなり、前記リング状円周板と逆円錐面部との外径は前記リング部の外径より大きく形成されているドレン排水ボンプを構成するものである。
【００１１】
本発明は、上記のように構成したので、インペラの補助羽根によって掻き回されポンプ室の内面に沿って上昇するドレン水は、補助羽根の上方に形成された逆円錐面部に案内され、更にドレン水は主羽根によって高速で掻き回されるに至り、大きな速度エネルギーが与えられ、その速度エネルギーはリング部内壁面を押圧する圧力エネルギーに変換され、上方へ排出されるが、リング状円周板の外径がリング部の外径より大きく形成されているので、自由表面が小さくなるとともにドレン水が加速される。一方、インペラの補助羽根によって掻き回され逆円錐面部とポンプ室の内面との間に沿って上昇するドレン水は、逆円錐面部の外径がリング部の外径より大きく形成されているので、整流されながらポンプ室内壁を上昇し、前記インペラの内部を上昇するドレン水と合流して側面の排出口から排出管を経て機外に排出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。第１実施例は、図１に示すように、ドレン排水ポンプ本体１は、下端部に吸込口２を設け上方側部に吐出口３を設けている。ポンプ本体１の内周面４は逆円錐形をなしている。ポンプ本体１の上方の開口にはＯリング５を介してねじにより固定される蓋体７を備え、蓋体７の中心立ち上がり部８の中心には、インペラ１０を下端に固定する回転軸１１が配置されると共に、ポンプ本体１内に形成されたポンプ室１２と大気と連通する開口１３を形成している。インペラ１０の主羽根１７の外周はポンプ本体１の内周面２と間隙を有して配置され、インペラ１０を固定する回転軸１１の上部には、蓋部７の閉口１３の上方に水切り板１４を設けている。蓋部７の上面から延びる支持軸１５にはモータ１６が固定され、回転軸１１と支持軸１５とは連結されている。
【００１３】
ポンブ本体内に収容されるインペラ１０は図２および図３に示すように、回転軸１１から放射状に形成された主羽根１７と回転軸下方に設けられた逆三角形状の補助羽根１８を備え、補助羽根１８には中央に膨出部１９が設けてられている。補助羽根１８の上端部は主羽根１７の下端縁と一体的に連結されている。主羽根１７の外周に円筒状外周面を有するリング部２０とリング部２０の上面に形成され回転軸１１に所定間隔を隔てて主羽根１７の外上面を被覆するようにリング状円周板２１が形成されている。リング部２０の下方に回転軸１１に所定間隔を隔てて主羽根１７の下縁に連接して逆円錐面部２２が形成されている。リング状円周板２１と逆円錐面部２２との外径はリング部２０の外径より大きく形成されており、逆円錐面部２２の外縁は先端部が鋭角に形成されているのが好ましい。逆円錐面部２２の中央には開口２３が形成されており、また、リング状円周板２１の中央にも開口２４が形成され、この開口２４は、逆円錐面部２２の開口２３よりも大きい。そして、インペラ１０のリング部２０に対向して吐出口３が設けられている。
【００１４】
上記構成からなるドレン排水ポンプの作動時には、図示されないドレンパン内にドレンが貯留した状態においてモータ１６が駆動されると、回転軸１１を介してインペラ１０が回転し、ドレンパン内のドレン水はポンプ室の内面に沿って上昇し、補助羽根１８の上方に形成された逆円錐面部２２に案内され、更にドレン水は主羽根１７によって高速で掻き回されるに至り、大きな速度エネルギーが与えられ、その速度エネルギーはリング部２０内壁面を押圧する圧力エネルギーに変換され、リング状円周板２１を乗り越えて上方へ排出されるが、リング状円周板２１の外径がリング部の外径より大きく形成されているので、自由表面が小さくなるとともに空気を残して排出されるためドレン水が加速される。一方、インペラ１０の補助羽根１８によって掻き回され逆円錐面部２２とポンプ室１２の内面との間に沿って上昇するドレン水は、逆円錐面部２２の外径がリング部２０の外径より大きく形成されているので、整流されながらポンプ室内壁を上昇し、前記インペラの内部を上昇するドレン水と合流して側面の吐出口３から排出管（図示せず）を経て機外に排出される。
【００１５】
このとき、蓋部７の開口１３から中心部に空気が導入されているので、回転するドレン水の中心側表面は自由表面が形成されるが、主羽根１７に導入されたドレン水は、リング部２０の内面によって中心方向に方向を変えられるので、自由表面は少なくともリング状円周板２１の中央の開口２４よりも内側に形成されることとなる。それにより、この自由表面は高速で回転する主羽根の外周面によっては掻き回されることはなく、気泡の発生及び崩壊が生じることがなくなり、騷音の発生が防止されるとともに気泡を含まないドレン水が上方へ排出され、リング状円周板２１の外径がリング部の外径より大きく形成されているので、ドレン水が加速される。
【００１６】
一方、インペラ１０の補助羽根１８によって掻き回され逆円錐面部２２とポンプ室１２の内面との間に沿って上昇するドレン水は、整流されながらポンプ室内壁を上昇し、その圧力は、前記インペラの内部を上昇するドレン水の圧力とほぼ等しい状態で合流するので騒音を生じない。
【００１７】
本発明の第２実施例は、図４に示すように、リング状円周板２１の外径はリング部２０の外径より大きく形成され、逆円錐面部２２の外径はリング部２０の外径と等しく形成されている。これにより、インペラ１０の補助羽根１８によって掻き回され逆円錐面部２２とポンプ室１２の内面との間に沿って上昇するドレン水は、逆円錐面部２２の外径がリング部２０の外径と等しく形成されているので、層流されながら円滑にポンプ室内壁を上昇し、インペラ１０の内部を上昇するドレン水と合流して側面の吐出口３から排出管（図示せず）を経て機外に排出される。
【００１８】
本発明の第３実施例は、図５に示すように、リング状円周板２１は主羽根１７より高く形成されている。これにより、蓋部７の開口１３から中心部に空気が導入されているので、回転するドレン水の中心側表面は自由表面が形成され、主羽根１７に導入されたドレン水は、リング部２０の内面によって中心方向に方向を変えられ、自由表面は少なくともリング状円周板２１の中央の開口２４よりも内側に形成されることとなる。そして、リング状円周板２１は、主羽根１７より高く形成されているので、この自由表面は高速で回転する主羽根１７によって掻き回されることなく、気泡の発生及び崩壊が生じることがなくなり、騒音の発生が防止されるとともに気泡を含まないドレン水が上方へ排出される。
【００１９】
騒音を比較するために、電圧ＡＣ２００Ｖ、５０／６０Ｈｚの条件下で、本発明の実施例のドレン排水ポンプを無響箱（ＡＲ−３３Ｈ、リオン株式会社製）の中に設置し、マイクをテスター上面より５０ｃｍに位置させて騒音計（ＮＡ−２９、リオン株式会社製）によって、揚程、吐出量及び周波数の条件を変えて測定した。実施例１で得られた測定結果は表１に示すとおりであり、その揚程と音圧との関係は図６に示されている。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
一方、先行技術として前述したドレン排水ポンプにおいて、揚程、吐出量及び周波数の条件を変えて測定した結果は表２に示すとおりであり、その揚程と音圧との関係は図７に示されている。また、比較例として、本発明のリング状円周板２１がないドレン水排水ポンプにおいて、揚程、吐出量及び周波数の条件を変えて測定した結果は表３に示すとおりであり、その揚程と音圧との関係は図８に示されている。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【表３】
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【００２４】
表１に示した結果から明らかなように、本発明の実施例のドレン排水ポンプは、測定した揚程、流量、及び周波数にわたって先行技術のドレン排水ポンプに比べて騒音が小さくなった。なお、本発明のドレン排水ポンプにもちいるインペラの主羽根の枚数は必要揚程により２〜８の間で適宜選定することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したので、騒音が減少し、しかも構造が簡単で、特に空気調和機のドレン排水ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のドレン排水ポンプの断面図である。
【図２】本発明のドレン排水ポンプに用いるインペラの上側平面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】本発明の第２実施例のインペラの部分断面図である。
【図５】本発明の第３実施例のインペラの部分断面図である。
【図６】本発明のドレン排水ポンブの揚程と音圧との関係を示すグラフである。
【図７】先行技術のドレン排水ポンプの揚程と音圧との関係を示すグラフである。
【図８】他の排水ポンプの揚程と音圧との関係を示すグラフである。
【図９】先行技術のドレン排水ポンプの斜視図である。
【符号の説明】
１    ポンプ本体
２    吸込口
３    吐出口
７    蓋体
１０  インペラ
１１  回転軸
１６  モータ
１７  主羽根
１８  補助羽根
２０  リング部
２１  リング状円周板
２２  逆円錐面部
【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９】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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