JPH08144996A - 排水ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調装置等に装備される排水ポンプの小型化
と低騒音化を図る。 【構成】 排水ポンプ１Ａのポンプ本体１０は、ポンプ
室１２、吸込口１５、吐出口１７を有する。本体１０内
に装備される回転羽根１００は、ポンプ本体１０の上部
に配設されるモータに連結され、シャフト１１０と、４
枚の大径羽根１２０を有する。大径羽根１２０の下方に
は小径羽根１３０が形成され、吸込口の液体を上昇させ
る。大径羽根１２０の下縁部は円盤１５０で連結され
る。円盤１５０は中空部を有し、吸込口から上昇する液
面をせき止めて分割する。円盤１５０の上部で大径羽根
１２０に接触する液体の量は少なくなり、回転羽根の受
ける負荷は軽減される。同時に気泡も少なくなり、騒
音、振動も低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、排水ポンプ、特に空
調装置のドレ−ン水を溜めるドレ−ンタンクに取り付け
られ、ドレ−ンを外部へ排水するドレ−ンポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の用途に使用する空調装置用
排水ポンプとして、例えば実公平３−３５９１５号公
報、実開平６−６０７９５号公報に示す液体排出用ポン
プが知られている。この液体排出用ポンプは、内面の直
径が徐々に増大する曲面で小径側に吸込口を、また大径
側に吐出口を有したポンプ本体と、ポンプ本体の内面に
接しないような間隙を有して回転する回転羽根とから構
成されている。

【０００３】そして、液体が回転羽根の先端に接する水
位となった際に駆動する電動モ−タにより回転羽根が所
定の方向へ回転されると、回転羽根の先端部に付着した
液体は、回転羽根の外径およびポンプ本体の内径が上方
に向かって徐々に大きくなっているため、ポンプ本体内
を上方へ流動するにしたがって液体に作用する遠心力が
徐々に大きくなることにより所定の揚程力を保ってい
る。上述した実開平６−６０７９５号公報のものは、ポ
ンプの回転軸から放射状に突出する４枚又は６枚の羽根
板を有し、その偶数羽根板を奇数羽根板の下半分をカッ
トした羽根形状を有する。また、実開平５−３８３８５
号公報は４枚の回転羽根の下部に細径の湾曲羽根を有す
る排水ポンプを開示している。同様に、実開平６−６７
８８７号公報は２枚又は４枚の大径羽根の下部に２枚又
は４枚の小径羽根を有する排水ポンプを開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１６は、例えば４枚
の大径羽根と４枚の小径羽根を備えた排水ポンプの構造
を示す。排水ポンプ１はポンプ本体１０と、ポンプ本体
１０の上部を覆うカバ−３０を有する。ポンプ本体１０
は円筒形のハウジング１１により形成されるポンプ室１
２と、ポンプ室１２の中央下部に設けられる吸込口１５
を形成する吸込管１４と、ポンプ室から水平方向に延び
る吐出口１７を形成する吐出管１６とを有する。

【０００５】図示しないモ−タの出力軸に取り付けられ
る回転体である回転羽根４０は、軸４２と軸４２に連結
されるポンプ室１２内に収容される４枚の大径羽根４４
と、大径羽根４４の下方にあって吸込管１４内に収容さ
れる４枚の小径羽根４６とを有する回転羽根４０の軸４
２とカバ−３０との間に貫通口３２とがあり、その上部
には水のはね出しを防ぐシ−ト３４が回転軸に取り付け
られる。

【０００６】図１６の（Ａ）は、回転羽根４０部の上面
図であって、回転羽根４０がポンプ室内で矢印方向に回
転し、排水を行っている状態を示す。実験用にポンプ本
体とカバ−を透明の樹脂で作成し、回転羽根４０による
排水の状態を観察した結果を模式的に図示すると図１６
の（Ａ）のようになり、回転羽根４０の大径羽根４４の
周囲に符号Ｇ₁で示すように気泡が発生していることが
判明した。この気泡は、回転羽根やポンプ室の内壁面、
吸込管の内壁面等に衝突して騒音や振動等の発生原因と
なる。本発明は、気泡の発生を低減する回転羽根を備え
た排水ポンプを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の排水ポンプにお
いては、下端部に吸入口を設け、上部側面に吐出口を設
けたポンプ本体と、上記ポンプ本体内に回転自在に納め
られた回転する回転体と、上記回転体を回転させるモー
タとからなり、上記回転体は、モータの出力軸に連結さ
れるシャフト部と、シャフト部から放射方向に設けられ
る板状の大径羽根と、大径羽根の下部に出力軸方向に設
けられた板状の小径羽根と、上記大径羽根と小径羽根と
の間に上記吸入口から吐出口に流れる液体の流れを一部
せき止めて流れを制限する円盤を備え、この円盤は中空
部を有する。

【０００８】

【作用】中空部を有する円盤を大径羽根と小径羽根の間
に設けることにより、大径羽根に接する水の量が減少
し、回転体にかかる負荷が軽減するとともに、気泡の発
生も減少する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る排水ポンプの
構造を示す説明図、図２は回転羽根の斜視図、図３はポ
ンプハウジングとカバ−との接合部を示す部分断面図で
ある。全体を符号１Ａで示す排水ポンプは、ポンプ本体
１０と、ポンプ本体１０の上部を覆うカバ−３０を有す
る。ポンプ本体１０は、直径が漸次に増加する曲面で形
成される底面１２ｂを有すると共に、底面１２ｂに連続
して立ち上がるよう形成された壁１２ａを有する円筒形
のハウジング１１により構成されるポンプ室１２と、ポ
ンプ室１２の中央下部に設けられる吸込口１５を形成す
る吸込管１４と、ポンプ室から水平方向に延びる吐出口
１７を形成する吐出管１６とを有する。

【００１０】カバ−３０の上部に装備されるモ−タ５０
の出力軸５２はポンプ室内に配設される回転羽根１００
のシャフト部１１０に連結され、シャフト部１１０とカ
バー３０の間は所定の間隙を設けている。回転羽根１０
０は図２に示すように、モ−タの出力軸５２を挿入する
穴１１２を有するシャフト部１１０と、シャフト部１１
０から放射方向に設けられる板状の大径羽根１２０と、
板状の大径羽根１２０に、吸込側から吐出側に向う流れ
を一部せき止めて制限するように取付けたドーナツ状の
円盤１５０と、円盤１５０を介して大径羽根１２０の下
部に出力軸方向に設けられる板状の小径羽根１３０を有
する。即ち、大径羽根１２０と小径羽根１３０とは、大
径羽根１２０の小径羽根側の外周縁部を連結する円盤１
５０を介して接続されている。

【００１１】回転羽根１００はポンプ本体１０内に配置
され、大径羽根１２０はポンプ室１２内に及び小径羽根
１３０は吸込管１４内にそれぞれ位置している。かかる
構成により、モータ５０の駆動により回転羽根１００が
所定方向へ回転されると、小径羽根１３０で吸込口１５
から吸込まれた液体は上昇してポンプ室１２に到達し、
大径羽根１２０により吐出口１７から吐出される。この
際、円盤の存在により、上昇してくる液面がほぼ上下に
分断され、流れが制限される如く一部せき止められ、大
径羽根に接する液体は吐出されることとなる。

【００１２】本実施例においては、大径羽根１２０と小
径羽根１３０はそれぞれ４枚で構成される場合を示して
いるが、これらの羽根の枚数は４枚に限らず、適宜の枚
数に設定することができる。大径羽根１２０は、平板状
のものであって、シャフト部１１０の軸線を含む平面に
配設される。小径羽根も同様にシャフト部１１０の軸線
を含む平面に配設される。大径羽根と小径羽根は同一平
面内に配設することができるが、同一平面以外に位相を
変えて配設することもできる。大径羽根１２０に取付け
られる円盤１５０は、小径羽根１３０の接続部に設けら
れ、内側に環状の中空部１５５を有する。円盤１５０
は、シャフト部１１０の軸線に直交する平面に配設さ
れ、外径寸法は大径羽根の外径寸法とほぼ等しく、半径
方向で内径方向に延び、内周部に中空部を有する。円盤
の取付位置は、大径羽根の最も小径羽根側に設けてもよ
く、また、大径羽根の高さ方向の任意の位置に設けても
よい。

【００１３】図３は、本体ハウジング１１とカバー３０
の接合構造を示す説明図である。弁本体１０全体は合成
樹脂でつくられ、ハウジング１１の上部の外周壁１８に
は、内側に向けて突出する突起１９が設けられる。この
突起１９は、例えば直径上に対向して２個設けられる。
カバー３０も同様に合成樹脂でつくられ、カバー３０の
外周部には高さ寸法を大きくしたフランジ部３４が設け
られる。合成樹脂製の突起１９は弾性を有する。したが
って、カバー３０を突起１９に向けて押し込むことによ
って、カバー３０は弁本体のハウジング１１に嵌着さ
れ、突起１９の弾性により確実にとりつけられる。２０
はシール用のパッキンである。

【００１４】図４，図５，図６は本発明の排水ポンプに
装備される回転羽根の上面図、正面図、下面図である。
全体を符号１００で示す回転羽根は、モータの出力軸が
挿入される穴１１２を有するシャフト部１１０と、シャ
フト部１１０の外周に放射状に延びる板材で形成される
４枚の大径羽根１２０を有する。大径羽根１２０の下縁
部１２２は、テーパー状に形成される。このテーパー
は、弁本体１０のポンプ室１２の底面１２ｂの曲面であ
るテーパー形状に合わせてある。なお、大径羽根は底面
１２ｂのテーパー形状に合わせずともよい。４枚の大径
羽根の下部は、円盤１５０で連結される。この円盤１５
０は平坦なリング状のもので、内周部には中空部１５５
を有する。

【００１５】大径羽根１２０の下方には、４枚の小径羽
根１３０が形成される。この小径羽根１３０も板材でつ
くられる。大径羽根との位相は一致させてもよいし、位
相は変えてもよい。小径羽根の外径寸法は、円盤１５０
の中空部１５５の内径寸法より大きく、形成される。し
たがって、小径羽根１３０でかき上げられて、大径羽根
１２０へ向けて送られる。また、回転羽根は、合成樹脂
で大径羽根・円盤及び小径羽根を一体的に成形してもよ
く、あるいは別体に構成してもよいのは勿論である。

【００１６】図１５は本発明の作用及び効果を説明する
説明図である。本発明の回転羽根１００を装備した排水
ポンプ１Ａにあっては、これを稼動させたときに、図の
（Ａ）に示すように、大径羽根１２０の周囲に形成され
る気泡Ｇ₂は、少量しか発生しない。これは円盤１５０
の存在によって、液体と気体の混合した面が分断される
ような状態になり、流れが制限される如く一部せき止め
られることによって円盤１５０の下部の境界面Ｗ₁と円
盤１５０の上部の境界面Ｗ₂に分割され、上部の境界面
Ｗ₂が、遠心力の作用により半径方向の外側に拡げられ
ることによる。この結果、大径羽根１２０に接する液体
の面接が減少する。そこで、負荷軽減されることとな
り、負荷トルクも軽減され、例えば負荷トルクは４０ｇ
ｒ−ｃｍ以下となるのである。また、大径羽根１２０に
対する液体の接触面積が小さくなることにより、気泡の
羽根への衝突も少なくなり、騒音は例えば４０ｄＢ以下
が実現でき、騒音振動が低減される。

【００１７】図７，図８，図９は、本発明の回転羽根の
他の実際例を示す上面図、正面図、下面図であり、内周
部に中空部を有する円盤がテーパーを付されて皿状に構
成されている場合を示す。即ち、全体を符号２００で示
す回転羽根は、モータ軸が挿入される穴２１２を有する
シャフト部２１０を有し、シャフト部２１０の外周に例
えば４枚の大径羽根２２０が形成され、大径羽根の下縁
部はテーパー状に係止され、この下縁部を受ける形状を
有する皿状の円盤２５０が設けられる。大径羽根２２０
の下方には、小径羽根２３０が形成される。この小径羽
根の形状は前述した実施例と同様である。

【００１８】図１０は、皿状の円盤２５０の拡大断面図
である。この円盤にあっても中央に中空部２５５を有
し、この中空部２５５の内径寸法は小径羽根２３０の外
径寸法より大きく形成される。本実施例の回転羽根を装
備する排水ポンプも先の実施例と同様の作用、効果を有
する。さらに、本実施例の回転羽根は、円盤２５０にテ
ーパーを付してあるので、羽根の停止時にも、排水が円
盤２５０に残留せずにドレーンタンク内に円滑に戻され
る。

【００１９】次に、図４〜図６の回転羽根の特徴につい
て説明する。図１１は、回転羽根の外径寸法を決定した
手法を説明する。このグラフは、横軸に回転羽根の径寸
法を、たて軸にポンプの最大揚程をとったものである。
ポンプの理論揚程Ｈは、図中の式により算出され、その
値はグラフの実線で示すカーブで示される。空調装置の
排水ポンプの場合には、熱交換器で発生する凝縮水を器
外へ排出する機能を有すればよく、大きな揚程は必要と
しない。そこで、例えば、回転羽根の設計揚程を８５０
ｍｍに設定したときには、回転羽根の直径寸法は３２．
５ｍｍとなることがわかる。排水ポンプの揚程の範囲を
考慮すると、回転羽根の直径寸法は、例えば３０〜３５
ｍｍ程度に設定することが望ましいことがわかる。

【００２０】図１２は、横軸に円盤１５０，２５０の中
空部１５５，２５５の径寸法を、たて軸に揚程をとった
ときに、中空部の寸法を変化させたときの揚程の変化を
示すグラフである。このグラフから、中空部の直径寸法
は、２０ｍｍが最適であって、１８〜２２ｍｍに設定す
ることが望ましいことがわかる。

【００２１】図１３は横軸に円盤１５０，２５０の肉厚
の厚さ寸法を、たて軸に揚程をとったときに、円盤の肉
厚を変化させたときの揚程の変化を示すグラフである。
このグラフから円盤の厚さ寸法は、１〜２ｍｍ程度に設
定することが望ましいことがわかる。もっとも、円盤の
肉厚寸法は、円盤の材質や要求される機械的な強度等の
要求を考慮して決定する必要がある。

【００２２】図１４は、回転羽根とポンプハウジングの
間のクリアランス寸法を示すグラフである。横軸には回
転羽根とハウジングの各間隙寸法の変化を、たて軸に揚
程の変化を示す。間隙寸法の変化は、グラフに示すよう
に揚程に影響を与える。そこで、これらのグラフに基づ
いて、回転羽根とポンプハウジングの間の間隙寸法を設
定すればよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明の排水ポンプは以上のように、ポ
ンプ本体内にあって、モータにより駆動される回転羽根
は、複数の大径羽根と、大径羽根の下方に配設される複
数の小径羽根により構成される。そして、大径羽根の下
縁部は円盤により連結され、円盤の内側には中空部が形
成されている。この構成により、吸込口内で回転する小
径羽根から大径羽根に向けて上昇してくる液面は、円盤
によって上下にほぼ分割されるような状態になり、大径
羽根に接する液体は吐出される。この作用によって、大
径羽根に作用される液体の量が減少し、羽根にかかる負
荷も軽減される。また、気泡の発生量も低減し、騒音も
低減される等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水ポンプの説明図。

【図２】本発明の回転羽根の斜視図。

【図３】本発明のポンプ本体とカバーの連結構造を示す
説明図。

【図４】本発明の回転羽根の上面図。

【図５】本発明の回転羽根の正面図。

【図６】本発明の回転羽根の下面図。

【図７】本発明の回転羽根の他の実施例を示す上面図。

【図８】本発明の回転羽根の他の実施例を示す正面図。

【図９】本発明の回転羽根の他の実施例を示す下面図。

【図１０】円盤の断面図。

【図１１】回転羽根の直径と揚程の関係を示すグラフ。

【図１２】円盤の中空部の径と揚程の関係を示すグラ
フ。

【図１３】円盤の肉厚と揚程の関係を示すグラフ。

【図１４】回転羽根とポンプ本体との間隙と揚程の関係
を示すグラフ。

【図１５】本発明の排水ポンプの作用を示す説明図。

【図１６】従来の排水ポンプの作用を示す説明図。

【符号の説明】

１，１Ａ 排水ポンプ １０ ポンプ本体 １２ ポンプ室 １５ 吸込口 １７ 吐出口 １９ 突起 ３０ カバー ５０ モータ ５２ モータ駆動軸 １００ 回転羽根 １１０ シャフト １２０ 大径羽根 １３０ 小径羽根 １５０ 円盤 １５５ 中空部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端部に吸入口を設け、上部側面に吐出
   口を設けたポンプ本体と、 上記ポンプ本体内に回転自在に納められた回転する回転
   体と、 上記回転体を回転させるモータとからなり、 上記回転体は、モータの出力軸に連結されるシャフト部
   と、シャフト部から放射方向に設けられる板状の大径羽
   根と、大径羽根の下部に出力軸方向に設けられた板状の
   小径羽根と、上記大径羽根と小径羽根との間に中空部を
   有する円盤とを備えることを特徴とする排水ポンプ。
2. 【請求項２】 直径が漸次に増加する曲面で形成される
   底面を有するポンプ室と、ポンプ室の小径側に設けられ
   る吸込口と、ポンプ室の大径側に設けられる吐出口を有
   するポンプ本体と、該ポンプ本体の上端開口部を閉塞す
   るカバーと、該カバーの上方に配置される駆動用モータ
   と、このモータ駆動軸に取り付けられる前記ポンプ本体
   内でポンプ本体に対して間隙を保持して回転される回転
   体とを設けた排水ポンプにおいて、 上記回転体は、モータの出力軸に連結されるシャフト部
   と、シャフト部から径方向に延びる板状の大径の羽根
   と、大径羽根の下方に設けられて吸込口内で回転する小
   径羽根とを有し、各大径羽根の外周縁部を連結する中空
   部を有する円盤を備えることを特徴とする排水ポンプ。
3. 【請求項３】 大径羽根は、シャフト部の軸線を含む平
   面内に配設され、円盤はシャフト部の軸線に直交する平
   面内に配設されることを特徴とする請求項１又は２記載
   の排水ポンプ。
4. 【請求項４】 前記中空部を有する円盤は、ポンプ室の
   底面の曲面にならう傾斜面で形成されることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の排水ポンプ。