JP5325651B2 - 液体排出装置 - Google Patents

Description

本発明は液体排出装置に関し、特に、冷却システムに用いる液体排出装置、例えば、エアコン用の排水ポンプに関するものである。

冷却システムの作動工程において、エアコンの運転（冷却、吸湿）の際に、熱交換器による周囲の空気の冷却作用により、熱交換器の表面に大量な凝縮水が生じる。凝縮水は一定程度が集まると、熱交換器下方の凝縮水の収集皿に滴り落ちるので、収集皿に液体排出装置を装着して、収集皿の凝縮水を室外へ排出する必要がある。

図１に従来技術における液体排出装置の構成を示す。

図１に示すように、該液体排出装置は、ポンプボディと、ポンプボディ内に装着される羽根車２ａと、ポンプボディの外部に設置される駆動電動機４ａとを含む。

ポンプボディは、上ポンプボディ３ａと下ポンプボディ１ａとを含み、上ポンプボディ３ａと下ポンプボディ１ａは密封状態で接続され、その接続部にシールリング１０ａが設置され、上ポンプボディ３ａと下ポンプボディ１ａの内部にポンプ室２３ａが形成され、下ポンプボディ１ａの下端には液入口１１ａがあり、該液入口１１ａはポンプ室２３ａに連通している。下ポンプボディ１ａの側壁には液出口１２ａがあり、該液出口１２ａはポンプ室２３ａに連通している。また、羽根車２ａはポンプ室２３ａ内に装着されており、羽根車２ａの上部には羽根車２ａと固定接続される回転軸７ａがあり、回転軸７ａは上ポンプボディ３ａ上部の軸孔６ａを貫通して、駆動電動機４ａの出力軸と固定接続されている。

駆動電動機４ａの出力軸が回転すると、羽根車２ａの回転軸７ａにより羽根車２ａが回転し、排水動作を実現する。

液体排出装置が作動すると、該回転軸７ａは回転運動するので、該液体排出装置において、回転軸７ａと軸孔６ａとの間には一定の隙間がある。これにより、羽根車２ａは開放式のポンプ室２３ａ内で作動していることがわかる。そのため、該液体排出装置が作動する際に、ポンプ室２３ａ内の圧力損失が大きい。また、液体排出装置の作動原理によりわかるように、回転軸７ａと軸孔６ａとの間には隙間が存在するので、該液体排出装置の排水効率が低下する。なお、ポンプ室内の液体が溢れ出すことを考慮すると、製品構成上、排水装置と圧力平衡装置を設置する必要がある。従って、排水ポンプの部品の構成は複雑になる。

また、液体排出装置が作動する際には、ポンプ室２３ａ内の圧力を制御してポンプ室２３ａにおける水が回転軸７ａと軸孔６ａとの隙間から流れ出すことを防止する必要がある。また、液体排出装置の作動を停止する場合、出水管の水がポンプ室２３ａ内に回り込むと、ポンプ室２３ａ内の水が回転軸７ａと軸孔６ａとの隙間から吹き出し、駆動電動機４ａに飛びはね、大きな安全性の問題を招くことになる。

また、駆動電動機４ａとポンプボディは別体式の構成であるので、該液体排出装置の体積が大きくなり、装着空間を広く占有してしまう。

前記の事情に対して、本発明が解決しようとする技術的課題は、使用過程において、排水効率が高く、排水量が大きく全体の体積が小さく、ポンプ室は密封構成であり、排水過程において飛びはねによる駆動電動機の安全性の問題がない液体排出装置を提供することである。

本発明が提供する液体排出装置は、液入口と液出口を有するポンプボディと、羽根車と、駆動装置とを備え、前記駆動装置は固定子と回転子とを含む液体排出装置であって、
前記回転子と前記固定子とを離間させる間隔ケースをさらに備え、
前記間隔ケースは、前記ポンプボディと密封接続され、前記間隔ケースのインナーチェンバーと前記ポンプボディのインナーチェンバーとは密閉されたポンプ室を構成し、
前記回転子と羽根車は前記ポンプ室の内部に設けられ、前記固定子は前記ポンプ室の外部に設けられ、
前記回転子は回転子磁石鋼と回転体とを含み、前記回転子磁石鋼が前記回転体に包まれており、
前記回転子と前記羽根車とが別体に形成され、該回転子の前記回転体と前記羽根車とが固定接続されることにより、前記回転子は前記羽根車を従動させて回転可能であり、
前記回転体の下端面における該回転体の中心軸から離れた部位に、前記回転磁石鋼に達しない深さの第１の凹溝を有すると共に、前記羽根車の上端面における前記第１の凹溝に対応する位置に前記回転体に向けて突出する第１の突起を有し、該第１の突起が前記第１の凹溝のサイズに合致して係合することにより前記回転体と前記羽根車とが固定接続されていることを特徴とする。

また、好ましくは、前記ポンプボディの下端部および前記間隔ケースのトップ部にそれぞれ装着凹部が設けられ、前記回転子と羽根車は軸方向にスルーホールがあり、該スルーホール内に固定軸が設けられ、該固定軸の一方の端部は前記ポンプボディの下端部の装着凹部内に配置され、他方の端部は前記間隔ケースのトップ部の装着凹部内に配置されている。

また、好ましくは、前記固定軸には少なくとも一つの軸受けが設けられ、該軸受けは前記固定軸と係合する。

また、好ましくは、前記軸受けは水潤滑軸受けである。

また、好ましくは、前記間隔ケースと前記ポンプボディの接続部にシールリングが設けられている。

また、好ましくは、前記間隔ケースのトップ部の内壁に、中心に近い位置に、ボス部があり、該ボス部に装着凹部が設置されている。

また、好ましくは、前記ポンプボディの下端部の内壁に、中心に近い位置に、ボス部があり、該ボス部に装着凹部が設置され、前記ポンプボディの下端部に、前記装着凹部に対して環状に配布された複数の開口からなる液入口を具有する。

従来技術と比べて、本発明が提供する液体排出装置は間隔ケースを備え、該間隔ケースは、前記駆動装置の固定子と回転子を離間させ、前記間隔ケースは、前記ポンプ室と密封接続され、一つの密閉されたポンプ室を構成する。前記駆動装置の回転子と前記羽根車は、該ポンプ室内に装着され、前記駆動装置の固定子は、該ポンプ室外に装着される。従って、液体排出装置が作動する時、前記羽根車は密閉された環境で作動しているので、従来技術における羽根車と軸孔との隙間による圧力損失の問題を回避することができ、該液体排出装置の排水効率が向上する。また、ポンプ室は密封構造であるので、内部の液体が溢れることがなく、排水装置と圧力平衡装置を設置する必要がなく、部品の構成が簡単であり、液体が駆動電動機に飛びはねて大きな安全性の問題を引き起こすこともあり得ない。

従来技術では液体排出装置の構成を示す図 本発明に記載の液体排出装置の第１の実施の形態の構成を示す図 図２におけるＡ−Ａ線から見た断面図 図２に示すポンプボディに関わる実施の形態の構成の平面図 図４に示すポンプボディの斜視図 本発明に記載の間隔ケースに関わる実施の形態の構成を示す図 本発明に記載の液体排出装置の第２の実施の形態の構成を示す図 本発明に記載の液体排出装置の第３の実施の形態の構成を示す図 本発明に記載の液体排出装置の第４の実施の形態の回転子の構成を示す図

当業者が本発明の技術案をさらによく理解できるよう、以下に図面と具体的な実施の形態を組み合わせて、本発明に対してより詳細に説明する。

図２は本発明に記載の液体排出装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。図３は図２におけるＡ−Ａ線から見た断面図である。

図２および図３に示すように、本実施例に提供された液体排出装置は、ポンプボディ１と、羽根車２と、駆動装置３０と、間隔ケース５とを備える。ポンプボディ１の下端部に液入口１１があり、その側壁に液出口１２（図２に示す）があり、ポンプボディ１は開口インナーチェンバー１３を有する。駆動装置３０は、ハウジング３及び、ハウジング３内に装着される固定子４と間隔ケース５に設置された回転子６とを含み、該液体排出装置は、更に、羽根車２と回転子６の軸方向における貫通孔内に設けられた固定軸７及び、該固定軸７の両端に設けられた軸受け８とガスケット９とを含む。

間隔ケース５は、固定子４と回転子６とを離間させる。本実施例では、間隔ケース５の外縁は、ハウジング３の開口端の縁と密封接続され、固定子４は、間隔ケース５の外壁とハウジング３により形成されるチェンバー３１内に設けられ、回転子６は、間隔ケース５のインナーチェンバー５１の中に設けられる。

間隔ケース５の外縁はポンプボディ１の開口端の縁と密封接続され、本実施例では、間隔ケース５とポンプボディ１との接続部にシールリング１０が設けられている。これにより、間隔ケース５とポンプボディ１との接続部の密封性を保証することができる。また、他の密封構造も採用可能である。これによりわかるように、間隔ケース５のインナーチェンバー５１はポンプボディ１のインナーチェンバー１３と共に密閉されたポンプ室２３を構成する。また、羽根車２と回転子６は該ポンプ室２３内に設けられている。固定軸７は、羽根車２と回転子６の軸方向の貫通孔に設けられ、固定軸７の上端は間隔ケース５のトップ部の接続部に設けられ、固定軸７の下端はポンプボディ１の下端部の液出口１１部の接続部に設けられている。

回転子６は回転子磁石鋼６１と回転体６２とを含み、回転子磁石鋼６１が回転体６２の内部に包まれて、羽根車２と回転子６の回転体６２と一体に構成されている。回転子６が回転すると、羽根車２はそれに従動されて固定軸７の周りを回転することができる。

該液体排出装置に電源を入れると、固定子４により回転磁場が生じる。該回転磁場により、回転子６は固定軸７の周りに回転して、更に羽根車２を回転させる。回転している羽根車２はポンプ室２３内の空気を排出して、また、外部大気圧の作用で、水は液入口１１からポンプ室２３内に入り、その後液出口１２から排出される。このようにして、排水作業を終了する。

前記の実施例では、固定子４は回転磁場を生じるために用いられる。固定子４は、固定子コア４１と、固定子絶縁スリーブ４２と、固定子巻線４３とを含む。固定子コア４１は、表面に絶縁塗料が被布された複数のケイ素鋼板が重ねられ詰め込まれて構成されている。また、固定子絶縁スリーブ４２は、固定子コア４１に開けられた溝に設けられて、固定子巻線４３はエナメル線で構成され、固定子絶縁スリーブ４２の外部に巻き付けられている。

回転子６の作用は、回転磁場の作用によりトルクを得ることである。回転子６は回転子磁石鋼６１と回転体６２を含む。本実施例では、回転子磁石鋼６１は環状のスリーブで構成されている。回転体６２は円柱体の構造である。回転子磁石鋼６１は回転体６２の内部に包み込まれ、回転体６２は間隔ケース５のインナーチェンバー５１に装着されている。回転体６２が該インナーチェンバー５１にて回転できるように、回転体６２の外壁と間隔ケース５のインナーチェンバー５１の内壁との間には一定の隙間が空いている。回転子６は固定子４が生じる回転磁場を切ることにより誘導起電力と電流を生じ、回転磁場の作用により付勢されて、回転子６は回転する。

羽根車２は、具体的には、羽根車ホルダ２１と、羽根車ホルダ２１に固定された羽根２２とを備え、羽根車ホルダ２１は、回転子６の回転体６２に固定接続されている。本実施例では、羽根車２は、回転子６と一体に構成されている。射出成形の方法により、回転子磁石鋼６１と、回転体６２と、羽根車ホルダ２１及び羽根２２とは、一体に構成できる。また、回転子磁石鋼６１は回転体６２の内部に包まれることにより、回転子６は水環境においても作動できる。そして、回転体６２の回転に従動して、羽根車２が回転することができる。

羽根車２と回転子６は軸方向における貫通孔を備え、該貫通孔内に固定軸７が設けられ、該固定軸７の一方の端部はポンプボディ１の下端部に設けられ、他方の端部は間隔ケース５のトップ部に設けられている。固定軸７の両端に軸受け８が設けられ、該軸受け８の内周面は固定軸７と係合し、軸受け８の外周面は羽根車２両端の凹溝に係止されている。本実施例では、軸受け８には水潤滑型の軸受けが採用され、固定軸７はセラミックス材料からなるが、他の材料を採用してもよい。排水装置作動時には、直接に水で潤滑してもよい。

固定軸７の両端には、軸受け８に近い外側にガスケット９が設置され、該ガスケット９は、固定軸８と係合する。

また、ハウジング３内の上部に近い位置に、制御駆動機４０が設けられている。該制御駆動機４０はセンサー無しの駆動技術を採用している。該制御駆動機４０は、固定子巻線６３と接続され、液体排出装置に対して変速制御を行うことができる。

図４は図２におけるポンプボディに関する実施形態の構成の平面図である。図５は図４に示すポンプボディの斜視図である。

図４及び図５に示すように、本実施例では、ポンプボディ１は茶碗状の構成であるが、類似する他のカバー状の構成としてもよい。ポンプボディ１はインナーチェンバー１３を備え、ポンプボディ１の下端部には突起部１４があり（図５に示す）、該突起部１４にポンプボディ１のインナーチェンバー１３への複数の開口１７及び固定軸ホルダ１６を備える。本実施例では、該固定軸ホルダ１６は、三つの支持アームを有し、支持アームにより、ポンプボディ１下端部の貫通孔内壁に接続し、固定軸ホルダ１６の中部にはボス部があり、該ボス部に装着凹部１８が設けられ、該装着凹部１８は、固定軸７の下端部を設置するために用いられる。また、ポンプボディ１の下端部に壁を増加し、更に壁に直接に装着凹部を設けてもよい。

本実施例では、固定軸ホルダ１６の中部における装着凹部１８の周りに三つの開口１７が配置されている。該開口１７はポンプボディ１の液入口１１を構成する。ポンプボディ１の側壁に出水管１５があり、出水管１５の軸方向には、ポンプボディ１のインナーチェンバーと連通する液出口１２がある。

図６は本発明に記載の間隔ケースに関する実施形態の構成を示す図である。

図６に示すように、本実施例では、間隔ケース５は帽子状の構成であるが、開口インナーチェンバーを有する他の類似の構成としてもよい。開口インナーチェンバー５１を備え、該間隔ケース５のトップの内壁に、中心に近い位置にボス部５２があり、該ボス部５２に装着凹部５３が設けられ、該装着凹部５３は固定軸７の上端部を設置するために用いられる。また、間隔ケース５のトップ部に壁を増加し、更に壁に直接に装着凹部を設けてもよい。

同時に、図３に示すように、間隔ケース５とハウジング３、ポンプボディ１を組み合わせる場合、間隔ケース５の外縁の上壁は、ハウジング３の開口端の端面と張り合わされる。この時、第１の環状突起５４の外壁はハウジング３の開口端の内壁と張り合わされる。間隔ケース５の外縁の下壁は、ポンプボディ１の開口端の端面と張り合わされる。更に、第２の環状突起５５の外壁はポンプボディ１の開口端の内壁に環状の隙間を空けることにより、該環状の隙間にシールリング１０を配置可能となる。それにより、間隔ケース５とポンプボディ１とは、密封性に優れたポンプ室２３を確実に形成することができる。

本発明の実施例の液体排出装置は、間隔ケース５とポンプボディ１が密封されて接続されるので、間隔ケース５とポンプボディ１とは、密閉されたポンプ室２３を形成する。羽根車２は該ポンプ室２３内に設けられている。従って、液体排出装置が作動する時、羽根車２は密閉された環境で作動するので、ポンプ室２３内の圧力損失が低減され、該液体排出装置の排水効率が向上する。加えて、ポンプ室２３は封閉構造であるので、液体が溢れず、排水装置と圧力平衡装置を配置する必要がなく、部品構成が簡単であり、排水過程においても、駆動電動機３０に飛びはねによる安全上の問題をもたらすことはない。

なお、羽根車２と回転子６は一体構成であるので、液体排出装置の体積が著しく低減され、装着使用に一層便利である。

図７は本発明に記載の液体排出装置の第２の実施形態の構成を示す図である。

図７に示すように、本発明の第１の実施の形態との相違点は、本実施例では、回転子６は、羽根車２とは別体式の構成で、回転子６の回転体６２の下端面に第１の凹溝６２１があり、該凹溝６２１は半環状の構成でもよいことである。また、円形或いは他の構成としてもよい。

羽根車２の上端面に第１の突起１９があり、該第１の突起１９は、回転体６２の下端面における第１の凹溝６２１のサイズに合致し、更に、回転子６と羽根車２とが固定接続される。また、接着剤で回転子６と羽根車２を接着固定してもよい。

図８は本発明に記載の液体排出装置の第３の実施の形態の構成を示す図である。

図８に示すように、本発明の第１の実施の形態との相違点は、本実施例では、回転子６は、羽根車２と一体構成で、回転子６の回転体６２の上端部に第２の突起６２２を備え、羽根車２の下端部に第３の突起２４を備えていることである。回転体６２の上端部の第２の突起６２２は間隔ケース５トップ部の装着凹部に装着され、羽根車２の下端部の第３の突起２４はポンプボディ１下端部の装着凹部に装着される（第１の実施形態の如く）。また、装着凹部にて軸受けを設けてもいいが、ここではさらに説明しない。

図９は本発明に記載の液体排出装置の第４の実施の形態の回転子の構成を示す図である。

図９に示すように、第１の実施の形態との相違点は、本実施例では、回転子６は、回転子磁石鋼６１と、回転体６２と、密封体６３とを含む。回転子磁石鋼６１は密封体６３に包まれ、射出形成などの方法で実現できる。回転子磁石鋼６１と密封体６３は一つの単独の環状部材を構成し、密封体６３の下端部には第４の突起６３１を備え、該第４の突起６３１は環状構造であり、回転体６２は円形段状構造である。また、回転体６２の段部面上に第２の凹溝６２３を備え、該第２の凹溝６２３は環状構造であり、第４の突起６３１は、第２の凹溝６２３のサイズに合致させることにより、回転子磁石鋼６１と密封体６３とからなる環状部材を回転体６２に装着して、回転子６を構成する。また、回転体６２の円形段部に突起を設けて、密封体６３の下端部に凹溝を作ることにより、同様に回転子磁石鋼６１と密封体６３とからなる環状部材を回転体６２に装着することを実現できる。

上述の説明は本発明の好ましい実施の形態のみであり、本技術分野の普通の技術者にとって、本発明の原理から外れない前提で、若干の改善と変更を加えることもでき、これらの改善と変更も本発明の保護範囲と見なされるべきである。

Claims (7)

1. 液入口と液出口を有するポンプボディと、羽根車と、駆動装置とを備え、前記駆動装置は固定子と回転子とを含む液体排出装置であって、
   前記回転子と前記固定子とを離間させる間隔ケースをさらに備え、
   前記間隔ケースは、前記ポンプボディと密封接続され、前記間隔ケースのインナーチェンバーと前記ポンプボディのインナーチェンバーとは密閉されたポンプ室を構成し、
   前記回転子と羽根車は前記ポンプ室の内部に設けられ、前記固定子は前記ポンプ室の外部に設けられ、
   前記回転子は回転子磁石鋼と回転体とを含み、前記回転子磁石鋼が前記回転体に包まれており、
   前記回転子と前記羽根車とが別体に形成され、該回転子の前記回転体と前記羽根車とが固定接続されることにより、前記回転子は前記羽根車を従動させて回転可能であり、
   前記回転体の下端面における該回転体の中心軸から離れた部位に、前記回転磁石鋼に達しない深さの第１の凹溝を有すると共に、前記羽根車の上端面における前記第１の凹溝に対応する位置に前記回転体に向けて突出する第１の突起を有し、該第１の突起が前記第１の凹溝のサイズに合致して係合することにより前記回転体と前記羽根車とが固定接続されていることを特徴とする液体排出装置。
2. 前記ポンプボディの下端部及び前記間隔ケースのトップ部にそれぞれ装着凹部が設けられ、前記回転子と羽根車は軸方向にスルーホールがあり、該スルーホール内に固定軸が設けられ、該固定軸の一方の端部は前記ポンプボディの下端部の装着凹部内に配置され、他方の端部は前記間隔ケースのトップ部の装着凹部内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体排出装置。
3. 前記固定軸に少なくとも一つの軸受けが設けられ、該軸受けは前記固定軸と係合することを特徴とする請求項２に記載の液体排出装置。
4. 前記軸受けは水潤滑軸受けであることを特徴とする請求項３に記載の液体排出装置。
5. 前記間隔ケースと前記ポンプボディの接続部にシールリングが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体排出装置。
6. 前記間隔ケースのトップ部の内壁に、中心に近い位置にボス部があり、該ボス部に装着凹部が設置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体排出装置。
7. 前記ポンプボディの下端部の内壁に、中心に近い位置にボス部があり、該ボス部に装着凹部が設置され、前記ポンプボディの下端部に、前記装着凹部に対して環状に配布される複数の開口からなる液入口を具有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体排出装置。

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