特許 7515857 排水ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】排水ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20240708BHJP

   F04D 1/14 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 E

F04D1/14

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020091206

(22)【出願日】2020-05-26

(65)【公開番号】P2021188518

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-10-03

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110002608

【氏名又は名称】弁理士法人オーパス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克司

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 良樹

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－１５４８９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－０２１２０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０４－１０７４９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１４４６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １／１４

Ｆ０４Ｄ １１／００

Ｆ０４Ｄ ２９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、前記ハウジングに収容される回転羽根と、前記回転羽根に接続される駆動軸を有するモーターと、を有し、
前記ハウジングが、上下方向に延在する円筒形状の吸込管を有し、
前記吸込管の下端には、下方を向く吸込口と、前記吸込口を囲む環状の凹面と、が設けられ、
前記凹面の内周縁と外周縁とが同じ高さに配置されることを特徴とする排水ポンプ。

【請求項2】

前記吸込管の下端における径方向の肉厚が、２．５ｍｍ以上でかつ８ｍｍ以下である、請求項１に記載の排水ポンプ。

【請求項3】

前記凹面の径方向の幅が、前記吸込管の下端における径方向の肉厚と同じである、請求項１または請求項２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水の排出に用いられる排水ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に従来の排水ポンプの一例が開示されている。特許文献１の排水ポンプは、ハウジングと、ハウジングに収容された回転羽根と、を有している。ハウジングは、上下方向に延在する吸込管を有している。吸込管の下端には、下方を向く吸込口が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５４２２２７７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

排水ポンプは、吸込口を通じてドレンパンに溜まったドレン水を吸い上げる。しかしながら、吸込口とドレンパンとの間に隙間を設ける必要があるため、全てのドレン水を吸い上げることができない。そのため、ドレンパンにドレン水が残留して、スライムが発生してしまうことがあった。

【0005】

そこで、本発明の目的は、ドレンパンに残留するドレン水の量を低減できる排水ポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、排水ポンプの吸込管に着目し、ドレン水を排出する排水動作においてドレンパンからドレン水を吸い上げることができなくなった状態、すなわち、吸い上げたドレン水が落下せずにハウジング内に保持された状態（以下「バランス状態」という）のときに、表面張力によってドレン水の水面から吸込管の下端までドレン水が立ち上がり、ドレン水の水面位置が吸込管の下端より低くなることを見出した。そこで、本発明者らは、吸込管の形状について鋭意検討を行い、本発明を想到するに至った。

【0007】

上記課題を解決するため、本発明に係る排水ポンプは、ハウジングと、前記ハウジングに収容される回転羽根と、前記回転羽根に接続される駆動軸を有するモーターと、を有し、前記ハウジングが、上下方向に延在する円筒形状の吸込管を有し、前記吸込管の下端には、下方を向く吸込口と、前記吸込口を囲む環状の凹面と、が設けられ、前記凹面の内周縁と外周縁とが同じ高さに配置されることを特徴とする。

【0008】

本発明において、前記吸込管の下端における径方向の幅（肉厚）が、２．５ｍｍ以上でかつ８ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明において、前記凹面の径方向の幅が、前記吸込管の下端における径方向の肉厚と同じであることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の排水ポンプは、上下方向に延在する円筒形状の吸込管を有している。そして、吸込管の下端に、下方を向く吸込口と、吸込口を囲む環状の凹面と、が設けられている。このようにしたことから、排水ポンプは、凹面によって高い表面張力がドレン水に作用しドレン水をより高い位置まで立ち上げることができる。そのため、排水ポンプは、水面がより低い位置となるまでドレン水を吸い上げることができ、ドレンパンに残留するドレン水の量を効果的に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施例に係る排水ポンプを示す図である。

【図2】図１の排水ポンプの吸込管の下端の拡大断面図である。

【図3】バランス状態の排水ポンプにおける吸込管の下端に対する水面位置を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施例に係る排水ポンプについて、図１、図２を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施例に係る排水ポンプを示す図である。図１（ａ）は、排水ポンプの断面図である。図１（ａ）において、ハウジングおよびモーターケースのみ断面で示している。図１（ｂ）は、吸込管を下方から見た図である。図２は、図１の排水ポンプの吸込管の下端の拡大断面図である。

【0013】

本実施例の排水ポンプは、例えば、空気調和機の室内ユニットのドレンパン内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。この排水ポンプの用途は、ドレン水の排出に限られず、容器内の各種液体の排出や汲み上げなどに用いることができる。

【0014】

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、回転羽根２０と、モーター３０と、モーターケース４０と、を有している。ハウジング１０、回転羽根２０およびモーターケース４０は、合成樹脂製である。

【0015】

ハウジング１０は、略逆円錐台形状の本体部１１を有している。本体部１１には、下方に延びる吸込管１２が設けられている。吸込管１２は、上下方向に直線的に延在する円筒形状を有している。吸込管１２の下端１２ｃには、下方を向く吸込口１２ａが設けられている。吸込管１２の下端１２ｃには、吸込口１２ａを囲むように配置された円環状の凹面１２ｂが設けられている。本体部１１には、側方に延びる吐出管１３が設けられている。吐出管１３は、側方を向く吐出口１３ａを有している。吐出管１３は、横方向に直線的に延在する円筒形状を有している。これ以外にも、吐出管１３は、吐出口１３ａが上方を向く略Ｌ字形状や円弧形状を有していてもよい。吸込管１２および吐出管１３は、本体部１１の内側に設けられたポンプ室１４に接続されている。

【0016】

吸込管１２の下端１２ｃにおいて、吸込管１２の外径Ｄが１６ｍｍ以上でかつ２５ｍｍ以下であることが好ましい。また、吸込管１２の下端における径方向の幅ＲＴ（肉厚）が２．５ｍｍ以上でかつ８ｍｍ以下であることが好ましい。幅ＲＴは、凹面１２ｂの幅でもある。外径Ｄが１６ｍｍより小さいと、凹面１２ｂの幅を十分に確保できず、表面張力によってドレン水Ｗにおける水面Ｗｓから立ち上がる部分Ｗａの高さＨが小さくなる。外径Ｄが２５ｍｍより大きいと吸込管１２がドレンパンに設けられるドレン水の集水桝と干渉してしまう。そして、外径Ｄを１６ｍｍ以上でかつ２５ｍｍ以下にすることで、表面張力によってドレン水Ｗの部分Ｗａの高さＨを確保しつつ吸込管１２とドレンパンの集水桝との干渉を防いで、ドレンパンに残留するドレン水Ｗをより効果的に低減できる。また、幅ＲＴが２．５ｍｍより小さいと凹面１２ｂによる高い表面張力を得られない。幅ＲＴが８ｍｍより大きいと外径Ｄが大きくなってしまい上記干渉が生じるおそれがある。

【0017】

回転羽根２０は、軸部２１と、大径羽根部２２と、小径羽根部２３と、を有している。軸部２１は、円柱形状を有している。大径羽根部２２は、軸部２１から放射状に延びる複数の平板形状の大径羽根（図示なし）を有している。大径羽根部２２は、複数の大径羽根の先端を連結する円筒形状のリング２２ａと、リング２２ａの下端に外周縁が接続された円環形状の下板２２ｂと、を有している。大径羽根部２２は、ポンプ室１４に配置されている。小径羽根部２３は、複数の大径羽根の下端から下板２２ｂの内側を通り下方に延びる複数の平板形状の小径羽根２３ａを有している。小径羽根部２３は、吸込管１２の内側に配置されている。

【0018】

モーター３０は、ハウジング１０の上方に配置されている。モーター３０は、モーター本体３１と、モーター本体３１から下方に延びる駆動軸３２と、を有している。駆動軸３２は、回転羽根２０の軸部２１に連結されている。

【0019】

モーターケース４０は、スナップフィット機構によってハウジング１０に取り付けられている。モーターケース４０は、下部ケース５０と、上部ケース６０と、を有している。

【0020】

下部ケース５０は、底壁部５１と、周壁部５４と、モーター支持部５６と、を有している。

【0021】

底壁部５１は、円板形状を有している。底壁部５１は、ハウジング１０の本体部１１の上端開口を塞ぐように配置される。底壁部５１は、本体部１１とともにポンプ室１４を画定する。底壁部５１の中央には、軸孔５１ａが設けられている。軸孔５１ａには、回転羽根２０の軸部２１が挿入される。

【0022】

周壁部５４は、円筒形状を有している。周壁部５４の下端は、底壁部５１に接続されている。周壁部５４は、底壁部５１から上方に延びるように配置されている。周壁部５４の上端には、モーター支持部５６が接続されている。

【0023】

上部ケース６０は、モーター支持部５６にスナップフィット機構によって取り付けられる。上部ケース６０は、モーター３０の上部を覆うように配置される。モーターケース４０は、モーター支持部５６と上部ケース６０との間にモーター３０を収容する。モーター３０の配線部分などの一部が、モーターケース４０の外側に配置される。

【0024】

以上より、本実施例の排水ポンプ１は、上下方向に延在する円筒形状の吸込管１２を有している。そして、吸込管１２の下端１２ｃに、下方を向く吸込口１２ａと、吸込口１２ａを囲む環状の凹面１２ｂと、が設けられている。このようにしたことから、排水ポンプ１は、表面張力によってドレン水Ｗをより高い位置まで立ち上げることができる。そのため、排水ポンプ１は、水面がより低い位置となるまでドレン水Ｗを吸い上げることができ、ドレンパンに残留するドレン水Ｗの量を効果的に低減できる。

【0025】

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ない。前述の実施例に対して、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、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0026】

本発明者らは、本発明に係る排水ポンプの実施例１および比較例１、２を用いて、バランス状態での吸込管の下端に対するドレン水の水面位置を計測し、本発明の効果について検証した。

【0027】

実施例１は、上記で説明した排水ポンプ１の構成を有する。実施例１は、吸込管の下端における外径Ｄが２０．０ｍｍである。吸込口の周囲の形状は円環状の凹面であり、吸込管の下端における径方向の幅ＲＴが４．５ｍｍである。

【0028】

比較例１は、吸込管の下端における外径Ｄおよび幅ＲＴはいずれも実施例１と同じである。しかし、比較例１は、吸込口の周囲の形状が円環状の平面であることが実施例１と異なる。比較例１は、吸込管以外は、実施例１と同一の構成を有する。

【0029】

比較例２は、吸込管の下端における外径Ｄが１６．０ｍｍであり、吸込口の周囲の形状は円環状の平面である。また、比較例２では、吸込管の下端における径方向の幅ＲＴが２．５ｍｍであり、上記比較例１の幅ＲＴよりも狭くなっている。比較例２は、吸込管以外は、実施例１と同一の構成を有する。

【0030】

実施例１および比較例１、２においてドレンパンからドレン水Ｗを排出する排水動作を行い、バランス状態となったときの吸込管の下端に対するドレン水Ｗの水面位置を計測した。実施例１および比較例１、２において水面位置を３回ずつ計測し、平均値を算出した。表１に、実施例１および比較例１、２の吸込管の構成と計測結果とを示す。図３に、計測結果を示す。図３は、バランス状態の排水ポンプにおける吸込管の下端に対する水面位置（平均値）を示すグラフである。

【0031】

【表1】

【0032】

比較例１および比較例２の計測結果から、吸込口周囲の平面の幅を大きくすることでドレン水の水面位置をより低くできることが分かった。さらに、実施例１および比較例１の計測結果から、吸込口の周囲の形状を平面から凹面にすることでドレン水の水面位置をさらに低くできることが分かった。すなわち、排水ポンプでは、吸込口の周囲の形状を円環状の凹面にすることで、円環状の平面を採用した構成に比べて、ドレン水の水面位置をより低くできる。

【0033】

このことから、実機を用いた検証でも、本発明の効果が明らかとなった。

【符号の説明】

【0034】

１…排水ポンプ、１１…本体部、１２…吸込管、１２ａ…吸込口、１２ｂ…凹面、１２ｃ…下端、１３…吐出管、１３ａ…吐出口、１４…ポンプ室、１０…ハウジング、２０…回転羽根、２１…軸部、２２…大径羽根部、２２ａ…リング、２２ｂ…下板、２３…小径羽根部、２３ａ…小径羽根、３０…モーター、３１…モーター本体、３２…駆動軸、４０…モーターケース、５０…下部ケース、５１…底壁部、５１ａ…軸孔、５４…周壁部、５６…モーター支持部、６０…上部ケース、Ｗ…ドレン水、Ｗｓ…水面、Ｗａ…ドレン水における表面から立ち上がる部分

【図1】

【図2】

【図3】