凝縮水除去ポンプ用導管

专利摘要:
凝縮水除去ポンプ用の導管（５１）であって、末端部に輪郭形成されたリム（５３、５４）がある管状部材（４７）を備え、リムが、その一部のみが管状部材の軸に対して垂直な、管状部材の最末端部に位置する面にあるように輪郭形成されている、導管（５１）を開示する。スリットを有する弾性膜（５２）が、管状部材の内部を横切って延在し、水が導管を通るように引き込まれる場合に、開放して水が通過することができるように構成される。管（５５）と、管に結合された自己発熱型サーミスタ（５６）と、水の存在を示す、自己発熱型サーミスタの動作パラメータを凝縮水除去ポンプに中継する中継手段（６９）と、を備える、センサ及び吸上げ管一体アセンブリ（５０）もまた開示する。センサ及び吸上げ管一体アセンブリは、内径が２０ｍｍのパイプ内に適合するような寸法である。
公开号:JP2011510253A
申请号:JP2010542689
申请日:2009-01-20
公开日:2011-03-31
发明作者:ブライアン，；ハウワード グローバー，
申请人:チャールズ・オーステン・パンプス・リミテッドＣｈａｒｌｅｓ Ａｕｓｔｅｎ Ｐｕｍｐｓ Ｌｔｄ．；
IPC主号:F24F13-22

专利说明:

[0001] 本発明は、空調システムから排水を除去するために採用される凝縮水除去ポンプと用いられる導管に関する。]
背景技術

[0002] 空調システムは、より快適な生活環境又は職場環境を提供するために、暖気を取り込み、より低温の空気を排出する。空気を冷却するプロセスにより熱交換器に凝縮が発生し、回収トレイ内に、その後ドレンに滴下する、一定した水の流れが生成される。]
[0003] 生成される水の量は、環境における湿度及び他の要因によって決まるが、１時間当たり１０リットルが極めて一般的である。]
[0004] 多くの空調設備、たとえば天井取付型又は壁掛け型の空調ユニットは、都合のよいドレンから離れて設置されている。これらの場合、通常、排出管を通して水を建物外部に搬送するために、自吸式凝縮水除去ポンプが採用される。こうしたポンプは、システムから排出されるように待機している水がある場合にのみ作動するように、必要時に駆動されることが好ましい。]
[0005] ポンプの運転が必要な時を検知する多くの異なる技法があり、それには、空調ユニットに入る空気とそこから出る空気との温度差を測定するものから、さまざまな種類のフロートスイッチ又は導電性プローブを使用して水位を検出するものまである。]
発明が解決しようとする課題

[0006] 凝縮水除去ポンプ及びそれらの関連するセンサを取り付ける場合、それらを容易に修理し且つ保守することができるのを確実にするように、注意しなければならない。建物によっては、１００を超えるポンプを取り付ける必要がある場合があり、これらポンプを取り付けるためにかかる時間は、事業費に著しい影響を与える可能性がある。]
[0007] 実際には、水位センサより温度差センサの方が好ましく、それは、水位センサは、特に利用できる空間が限られている場合に、取付けが困難であり且つ時間がかかる可能性があるためである。しかしながら、温度差センサは水位センサより精度が低く、圧送する水がない場合であっても、ポンプを長時間運転させたままにする可能性がある。これはエネルギーを浪費し、ポンプに摩損をもたらし、望ましくない騒音をもたらす。]
[0008] 既知の凝縮水除去ポンプに関連するさらなる問題は、水がほぼ流出した時に発生する騒音である。通常、ホースは、空調ユニットの排水管からポンプの入口まで水を搬送する。水位がホースの入口端部に達すると、水及び空気の混合体がチューブから引き上げられ、ストローで立てられる音に類似するゴボゴボ流れる（ｇｕｒｇｌｉｎｇ）音が発生する。この騒音が、使用者の苛立ち及び不満をもたらす。これは、ポンプを長期間運転し続ける際にポンプを制御するために温度差検知を用いる場合、特に問題である。]
課題を解決するための手段

[0009] 本発明は、第１態様において、凝縮水除去ポンプ用の導管であって、末端部にリムがある管状部材であり、リムの一部のみが、管状部材の最末端部に位置し且つ管状部材の軸に対して垂直な面にあるように、リムが輪郭形成される、管状部材と、管状部材の内部を横切って延在する弾性膜であり、少なくとも１つのスリットを有し、スリットが、水が凝縮水除去ポンプによって導管を通るように引き込まれる場合に、開放して水が膜を通過することができるように構成される、弾性膜と、を備える導管を提供する。]
[0010] 本発明の導管は、ゴボゴボ流れることによる騒音妨害を最小限にするのに役立つ。それは、膜が、管状部材内から漏れる騒音を最小限にするのに役立ち、輪郭形成されたリムが、水及び空気の混合体が管状部材に引き込まれないようにするのに役立つためである。]
[0011] 水が圧送される際、管状部材を包囲する水位が低下する。水の表面は、表面張力により管状部材の外面にメニスカスを形成する。水位がリムを超える際、表面張力がメニスカスをリムに接触させた状態で維持するには十分でなくなる程度に水位が低下するまで、メニスカスはリムに付着する。水位がその程度まで低下した時点で、メニスカスは急に破断する。]
[0012] メニスカスがそのままである間、空気は管状部材内に入ることができない。しかしながら、メニスカスが破断すると、空気は、水の表面とリムとの間に形成される間隙を通って管状部材内に入る。本発明のリムは輪郭形成されているため、空気が流れる周辺領域は、リムが平面であり水の表面に対して水平である場合より大きくなる。したがって、リムを通過して流れる空気の速度及び圧力が低くなり、その結果、空気が、通過する際に水の表面を攪拌する可能性が低くなる。これにより、空気流に混入されその結果管状部材内に引き込まれる水の量が低減する。]
[0013] リムはいかなる所望の形状であってもよい。たとえば、傾斜した先細り又は湾曲した形状である。しかしながら、リムは、城郭形状（ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ）であることが好ましく、それは、あり得る最低水位でメニスカスを確実に破断するようにするのに役立つ。]
[0014] 好ましい例では、部材は、膜を通る騒音経路の数を最小限にするように単一スリットを備える。]
[0015] 好ましくは、膜は、騒音遮蔽効果を最大限にするために、管状部材の末端部に近接して配置される。]
[0016] １つの好ましい例では、膜は、支持部材により支持され、且つ管状部材に対して移動可能である。この例では、膜の移動を制御する弾性部材が設けられる。この構成により、膜が移動して水に対するバイパスを提供するのを可能にすることにより、スリットが閉塞した場合のセーフガードが提供される。]
[0017] 第２態様では、本発明は、凝縮水除去ポンプの入口に接続されるように構成された基端部と、水が管を通るように引き込まれ得るように構成された末端部とを有する管と、管に結合された自己発熱型サーミスタと、水の存在を示す自己発熱型サーミスタの動作パラメータを、凝縮水除去ポンプに中継するように構成された中継手段と、を備え、内径が２０ｍｍ以下であるパイプ内に適合するような寸法である、センサ及び吸上げ管が組み合わされてなる一体アセンブリを提供する。]
[0018] 本発明のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリは、限られた空間内に容易に適合させることができるため有利である。]
[0019] 好ましい例では、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリは、内径が１７ｍｍ以下であるパイプ内に適合するような寸法である。より好ましくは、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリは、現標準径の空調ユニット排水管内に適合することができるように、内径が１４ｍｍ以下であるパイプ内に適合するような寸法である。]
[0020] 自己発熱型サーミスタは、管の末端部に近接して配置されることが好ましく、それによりポンプは、水が管の末端部に近接する位置に達するまで動作し続ける。]
[0021] 好ましくは、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリは、自己発熱型サーミスタと管の基端部との間に配置された第２自己発熱型サーミスタをさらに備える。この第２自己発熱型サーミスタは、システム障害時に非常時の水位センサを提供する。]
[0022] １つの好ましい例では、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリは、自己発熱型サーミスタが周囲空気によって冷却されないように、管の少なくとも一部及び自己発熱型サーミスタを包囲するハウジングを備える。]
[0023] 管の基端部は、ホースによって凝縮水除去ポンプに接続されるように構成されることが好ましい。好ましくは、管の末端部はリムを有し、リムの一部のみが、管の最末端部に位置し且つ管の軸に対して垂直な面にあるように、リムは、管の軸方向において輪郭形成される。この構成は、水及び空気の混合体が管内に引き込まれないようにするのに役立つことにより、ゴボゴボという音を発生する流れを防止するのに役立つ。]
[0024] 別の好ましい例では、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリは、管の内部を横切って延在する弾性膜を備え、膜は少なくとも１つのスリットを有し、スリットは、水が凝縮水除去ポンプによって管内を通るように引き込まれる場合に、開放して水が膜を通過することができるように構成される。これは、膜が、騒音が管内から漏れないようにするのに役立つため有利である。]
[0025] 第３態様では、本発明は、本発明の第１態様による導管と、本発明の第２態様によるセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリとの組合せであって、導管が、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリの末端部に接続されるように構成される、組合せを提供する。]
[0026] 以下、本発明の例について以下の図面を参照して説明する。]
図面の簡単な説明

[0027] 壁掛け型空調ユニットの概略図である。
本発明による、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリの略断面図である。
９０°の角度で回転した図２の消音器のリムの概略図である。
別のリム構成の概略図である。
本発明による、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリの第２実施形態の略断面図である。] 図２
実施例

[0028] 図１は、凝縮水トレイ２０を備える壁掛け型空調ユニット１０を示し、凝縮水トレイ（トレイ）２０内には、冷却フィン（図示せず）から凝縮水が滴下する。１４ｍｍ内径の排水管３０が、凝縮水トレイ２０からプラスチック製のケーシング４０を通って、天井５の上方の空隙まで延在している。天井空隙には、排出管６１を通して外部ドレンに凝縮水を圧送するために、自吸式凝縮水除去ポンプ６０が配置されている。] 図１
[0029] 排水管３０内に、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０が配置されている。ホース６５が、吸上げ管５５（図２参照）の基端部４９をポンプ６０の入口に接続しており、ケーブル６９が、自己発熱型サーミスタ５６、５７（図２参照）をポンプ６０の制御回路にコネクタ６７を介して接続している。] 図２
[0030] ここで図２を参照すると、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０では、ハウジング５９内に吸上げ管５５が配置されている。ハウジング５９内では、第１自己発熱型サーミスタ５６及び第２自己発熱型サーミスタ５７がケーブル６９によって支持されており、ケーブル６９は、クリップ（図示せず）によって吸上げ管５５の外面に固定されている。第１自己発熱型サーミスタ５６は、吸上げ管５５の末端部４８に近接して配置されており、第２自己発熱型サーミスタは、吸上げ管５５の長さに沿っておよそ中間に配置されている。] 図２
[0031] 自己発熱型サーミスタ５６、５７には、ともに、ケーブル６９を介して各々およそ２０ｍＡの小さい電流が供給される。水が存在しない場合、自己発熱型サーミスタは高温であり、それらの電気抵抗は高い。逆に、水が存在する場合、自己発熱型サーミスタは水によって冷却され、それらの電気抵抗は低下する。自己発熱型サーミスタの電気抵抗は、管３０内の水の有無を示す、ケーブル６９を介してポンプ制御回路に中継され得る動作パラメータである。]
[0032] センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０は、消音導管５１をさらに備えており、それは、吸上げ管５５の末端部４８に接続された管状部材４７を備えている。水が第１自己発熱型サーミスタ５６及び第２自己発熱型サーミスタ５７に届くように、ハウジング５９と消音導管５１との間に間隙５８が配置されている。]
[0033] 消音導管５１は、城郭形状の輪郭形成されたリム５３、５４を有しており、リム５３の下方部分は、管状部材４７の軸に対して垂直な面において消音導管５１の最末端部に配置され、リム５４の上方部分は、管状部材４７の軸に対して垂直な面に配置されるが、吸上げ管５５の基端部寄りに配置されている。図３は、図２に示す図に対して９０°でリム５３、５４の別の図を示す。吸上げ管５５及びホース６５内からの騒音が漏れないのに役立つように、管状部材４７の内部を横切って弾性膜５２が延在している。弾性膜５２は、スリット（図示せず）を有しており、それは、水がポンプ６０によって吸上げ管５５を通して吸い上げられる時に、開放して水が膜を通過することができるように構成されている。空気が吸上げ管５５を通って引き出される時、スリットは実質的に閉鎖したままであり、それにより、吸上げ管５５及びホース６５内からの騒音が漏れないようにするのに役立つ。] 図２ 図３
[0034] 使用時、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０は、空調ユニット１０の排水管３０内において懸吊されている。凝縮水が、凝縮水トレイ２０によって回収され、排水管３０内に流れ込み、そこで、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０の下端に達する。最初は、ポンプ６０は動作しておらず、そのため、排水管３０内の水位は、第１自己発熱型サーミスタ５６に達するまで上昇し続ける。水位が第１自己発熱型サーミスタ５６に達した時点で、自己発熱型サーミスタ５６の電気抵抗は低下し、ポンプのスイッチが入る。]
[0035] 第１自己発熱型サーミスタ５６が故障した場合、第２自己発熱型サーミスタ５７が、フェールセーフとして、非常時水位検知機能を提供する。]
[0036] ポンプ６０が動作しているとき、水位は、輪郭形成されたリム５３、５４に達するまで低下する。水の表面は、表面張力により管状部材４７の外面上にメニスカスを形成する。水位がリム５３、５４を超える際、表面張力がメニスカスをリム５３、５４に接触させた状態で維持するには十分でなくなる程度に、水位が低下するまで、メニスカスは、リム５３上に付着する。水位がその程度まで低下した時点で、メニスカスは急に破断する。]
[0037] メニスカスがそのままである間、空気は管状部材４７内に入ることができない。しかしながら、メニスカスが破断すると、空気のみが、水の表面とリム５３、５４との間に形成される間隙を通って管状部材４７内に入る。]
[0038] 図４は、消音導管５１の輪郭形成されたリムに対する別の構成を示す。この例では、リム５４’の下方部分が湾曲形状である。] 図４
[0039] 図５は、本発明によるセンサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ１５０の第２実施形態を示す。可能な場合、同様の参照数字を用いて、同様の特徴を示している。] 図５
[0040] センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ１５０では、ハウジング５９内に吸上げ管５５が配置されている。ハウジング５９内では、第１自己発熱型サーミスタ５６及び第２自己発熱型サーミスタ５７がケーブル６９によって支持されている。]
[0041] センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ１５０は、消音導管１５１をさらに備えており、それは、吸上げ管５５に接続された管状部材１４７を備えている。消音導管１５１のリムは、図２、図３又は図４の任意のものに関して上述したようなものとすることができる。] 図２ 図３ 図４
[0042] 管状部材１４７内に支持リング１５５が固定されており、支持リング１５５の上に弾性膜１５２が支持されている。弾性膜１５２は、管状部材１４７の内部を横切って延在しており、スリットを有し、スリットは、水が吸上げ管５５を通って吸い上げられる時に、開放して水が膜を通過することができるように構成されている。支持リング１５５は、消音導管１５１に形成された肩部１５６に圧接されている。管状部材１４７内にコイルばね１６０が配置されている。コイルばねは、その最下端において弾性膜１５２の上面に、且つその最上端において消音導管１５１に形成されたリム１５７に圧接されている。]
[0043] コイルばね１６０の強度は、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ１５０の通常動作中、弾性膜１５２を支持リング１５５に対して適所に保持するような強度である。すなわち、弾性膜１５２のスリットに閉塞がない場合である。しかしながら、弾性膜１５２のスリットが閉塞すると、コイルばね１６０が圧縮して、弾性膜１５２が管状部材１４７内を上方に移動することが可能になり、それにより水が吸上げ管５５内に入ることが可能になる。これは、弾性膜１５２が残骸によって閉塞した場合に、追加のセーフガードを提供する。]
[0044] 別の実施形態（図示せず）では、弾性膜１５２を、支持リング１５５に固定して取り付けてもよく、支持リング１５５は、管状部材１４７に対して移動可能であってもよい。さらなる別の例（図示せず）では、支持リング１５５を、管状部材１４７内でばね式ヒンジを中心に枢動するように構成してもよい。この実施形態では、ばね式ヒンジは、通常動作中、支持リングを適所に保持するように、且つ、弾性膜のスリットが閉塞した場合に、支持リングが移動し、水が吸上げ管５５内に流れ込むことができるように、構成される。]
[0045] センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０を、空調ユニット１０の排水管３０内に配置する必要はない。望ましい場合、センサ、吸上げ管及び消音器の一体アセンブリ５０を、凝縮水トレイ２０又は除去されるべき液体の他の貯蔵器内に直接懸吊することができる。ポンプは、自吸式ポンプではなく、適切に配置された重力式ポンプであってもよい。]
[0046] 別の例（図示せず）では、消音導管５１は、吸上げ管５５の一体部分であってもよい。別法として、アセンブリ５０には消音導管５１がなくてもよい。]
[0047] さらに別の例では、消音導管５１を、温度差センサ、フロートスイッチ又は導電性プローブ等、既知のセンサアセンブリと組み合わせて使用することができる。]

权利要求:

請求項1
凝縮水除去ポンプ用の導管であって、末端部にリムがある管状部材であり、前記リムの一部のみが、前記管状部材の最末端部に位置し且つ前記管状部材の軸に対して垂直な面にあるように、前記リムが形成される、管状部材と、前記管状部材の内部を横切って延在する弾性膜であり、少なくとも１つのスリットを有し、前記スリットが、水が凝縮水除去ポンプによって当該導管を通って引き込まれる場合に、開放して水が前記膜を通過することができるように構成される、弾性膜と、を具備する導管。
請求項2
前記リムが城郭形状である、請求項１に記載の導管。
請求項3
前記膜が単一スリットを備える、請求項１又は２に記載の導管。
請求項4
前記膜が、前記管状部材の前記末端部に近接して配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導管。
請求項5
前記膜が、支持部材によって支持され、且つ、前記膜が、前記管状部材に対して移動可能であり、当該導管が、前記膜の移動を制御する弾性部材をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の導管。
請求項6
凝縮水除去ポンプの入口に接続されるように配置された基端部と、水が管を通って引き込まれ得るように構成された末端部とを有する管と、前記管に結合された自己発熱型サーミスタと、水の存在を示す前記自己発熱型サーミスタの動作パラメータを、前記凝縮水除去ポンプに中継するように構成された中継手段と、を具備し、内径が２０ｍｍ以下であるパイプ内に適合するような寸法である、センサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項7
内径が１７ｍｍ以下であるパイプ内に適合するような寸法である、請求項６に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項8
内径が１４ｍｍ以下であるパイプ内に適合するような寸法である、請求項６に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項9
前記自己発熱型サーミスタが、前記管の前記末端部に近接して配置される、請求項６〜８のいずれか一項に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項10
前記自己発熱型サーミスタと前記管の前記基端部との間に配置された第２自己発熱型サーミスタをさらに具備する、請求項９に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項11
前記管の少なくとも一部及び前記自己発熱型サーミスタを包囲するハウジングをさらに具備する、請求項６〜１０のいずれか一項に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項12
前記管の基端部が、ホースによって前記凝縮水除去ポンプに接続されるように構成される、請求項６〜１１のいずれか一項に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項13
前記管の前記末端部がリムを有し、前記リムの一部のみが、前記管の軸に対して垂直であり且つ前記管の最末端部に位置する面にあるように、前記リムが前記管の軸方向において輪郭形成される、請求項６〜１２のいずれか一項に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリ。
請求項14
前記管の内部を横切って延在する弾性膜をさらに具備し、前記膜が少なくとも１つのスリットを有し、前記スリットが、水が凝縮水除去ポンプによって前記管内を通るように引き込まれる場合に、開放して水が前記膜を通過することができるように構成される、請求項６〜１３のいずれか一項に記載のセンサ及び吸上げ管一体アセンブリ。
請求項15
請求項１〜５のいずれか一項に記載の導管と請求項６〜１２のいずれか一項に記載のセンサ及び吸上げ管の一体アセンブリとの組合せであって、前記導管が、前記センサ及び吸上げ管の一体アセンブリの末端部に接続されるように構成される、組合せ。