專利名稱：泵和介質(zhì)循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泵，它包括合成樹脂制的轉(zhuǎn)子以及鄰近轉(zhuǎn)子配置的轉(zhuǎn)子殼體，在該殼體和轉(zhuǎn)子之間形成間隙，以便提高通過(guò)將水添加到溶液中得到的介質(zhì)的壓力，并且還涉及利用泵的介質(zhì)循環(huán)裝置。
在采用上述泵的情況下，例如由合成樹脂制成轉(zhuǎn)子，以便降低其重量。然而，如果介質(zhì)中含有水分，合成樹脂制成的轉(zhuǎn)子由于介質(zhì)中包含水分而膨脹，殼體和轉(zhuǎn)子之間的間隙尺寸會(huì)改變，因此，不能達(dá)到預(yù)期的泵的性能。因此，需要控制轉(zhuǎn)子的膨脹。公開的3-115794號(hào)日本專利申請(qǐng)公開了一種用于抑制合成樹脂制成的轉(zhuǎn)子膨脹的材料。為了抑制由于在介質(zhì)中包含的水分引起的膨脹，利用將苯酚芳烷基樹脂和填充劑與苯酚樹脂混合得到的材料制造轉(zhuǎn)子。
然而，上述常規(guī)轉(zhuǎn)子用于強(qiáng)制提供介質(zhì)的泵，該介質(zhì)具有的水分含量比率按重量計(jì)高達(dá)約0.5％。在介質(zhì)包含引起輕金屬腐蝕的溶液的情況下，序號(hào)為63-12504的日本專利公報(bào)中公開了通過(guò)將水添加到溶液中直到介質(zhì)中的水分含量比率約高達(dá)15％，可以使輕金屬耐腐蝕。然而，當(dāng)將在公開的序號(hào)為3-115794的日本專利申請(qǐng)中公開的泵應(yīng)用于具有如上所述的大的水分含量的介質(zhì)時(shí)，抗膨脹性能不足且不能達(dá)到預(yù)期的泵的性能。
因此，希望即使當(dāng)利用合成樹脂制轉(zhuǎn)子的泵強(qiáng)制提供一種具有相對(duì)大的水分含量比率的介質(zhì)時(shí)，也能達(dá)到良好的泵的性能。然而在采用這種泵的情況下，轉(zhuǎn)子和殼體之間的間隙尺寸很大地影響泵性能。因此，為了保證良好的泵性能，需要保證最小間隙尺寸。然后，根據(jù)最小間隙尺寸，可以確定由于膨脹引起的轉(zhuǎn)子尺寸變化率的上限制。另一方面，為了提高輕金屬的耐腐蝕能力，不可避免地要確定介質(zhì)的水分含量比率的自由度，即按照相對(duì)大的數(shù)值的添加水量的增加范圍，以及需要選擇制成轉(zhuǎn)子的合成樹脂，使得相對(duì)于由于上述膨脹引起的轉(zhuǎn)子的尺寸變化率，介質(zhì)中的水分含量比率的自由度可以相對(duì)較大。
本發(fā)明在于解決上述問(wèn)題，提供一種泵，能夠在相對(duì)增加介質(zhì)中的水分含量比率自由度時(shí)得到良好的泵性能；以及提供利用該泵的介質(zhì)循環(huán)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，在采用一包含固定的殼體和在該殼體中旋轉(zhuǎn)的，由合成樹脂制成的轉(zhuǎn)子的泵中，殼體和轉(zhuǎn)子鄰近配置，在它們之間形成一個(gè)間隙，以便提高通過(guò)將水添加到溶液中得到的介質(zhì)的壓力，該轉(zhuǎn)子由合成樹脂制成，使得對(duì)于具有水分含量比率按重量計(jì)為10％或更低的介質(zhì)，轉(zhuǎn)子的尺寸變化率降低到0.15％或更低。根據(jù)為得到良好的泵性能所需的轉(zhuǎn)子與殼體之間間隙的最小尺寸考慮可預(yù)計(jì)的尺寸公差和熱膨脹，能夠確定由于水分引起的膨脹所引起的轉(zhuǎn)子尺寸變化率的上限。當(dāng)使用合成樹脂將尺寸變化率降低至0.15％或更低時(shí)，介質(zhì)中水分含量比率的上限值可確定在按重量計(jì)10％。因而，能夠充分提高介質(zhì)中的水分含量，同時(shí)維持良好的泵性能。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，能夠降低泵的重量，同時(shí)通過(guò)充分增加介質(zhì)中水分含量比率提高輕金屬耐腐蝕能力，因?yàn)槌伺c介質(zhì)接觸的轉(zhuǎn)子以外的泵的至少一部分是由易受到溶液腐蝕的輕金屬制成的。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，轉(zhuǎn)子是由甲階(酚醛樹脂)型的酚醛樹脂制成的。根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HHR的甲階(酚醛樹脂)型高熱酚醛樹脂，或是等效于在JIS-K-6915中的PM-HM-R的甲階(酚醛樹脂)型耐熱和耐沖擊的酚醛樹脂。
甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂是以玻璃纖維作基體的不含氨的酚醛樹脂，在溶液中具有小的尺寸變化和小的強(qiáng)度變化，在耐溶液的穩(wěn)定性方面是優(yōu)異的。因此，能夠降低轉(zhuǎn)子即泵的重量，此外，具有優(yōu)良的耐久性。此外，甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂能夠?qū)⒂捎谒忠鸬呐蛎洺潭染S持在很低的水平，因此，對(duì)于一種具有高水分含量比率的介質(zhì)，為了改進(jìn)對(duì)輕金屬的耐腐蝕能力，可以大大降低轉(zhuǎn)子的尺寸變化率，這種尺寸變化率大大改變由于膨脹引起的殼體和轉(zhuǎn)子之間的間隙尺寸，因此，能夠得到預(yù)期的泵性能。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，上述泵裝在一閉合回路中，用于使通過(guò)將水添加到具有對(duì)輕金屬有腐蝕作用的溶液中得到的介質(zhì)循環(huán)，至少構(gòu)成閉合回路的一部分并接觸該介質(zhì)的部分是由輕金屬制成的。根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，介質(zhì)循環(huán)裝置包含一低壓閉合回路。根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)方面，介質(zhì)循環(huán)裝置包含一吸收型冷卻單元或一對(duì)流體吸收型循環(huán)裝置。
即使至少其中一部分閉合回路是由輕金屬制成的，通過(guò)利用能夠強(qiáng)制提供高水分含量比率的介質(zhì)的且具有良好泵性能的泵，可改善輕金屬的耐腐蝕性能。
根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)方面，作為一種用于吸收型冷卻單元的介質(zhì)的一部分的溶液是由含氟的醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物構(gòu)成的。
通過(guò)利用作為一種冷卻劑的含氟醇類以及作為一種吸收劑的雜環(huán)有機(jī)化合物，可以保證用于一種吸收型冷卻單元中的循環(huán)介質(zhì)所需的性能，例如低可燃性、高熱效率、不結(jié)晶性優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高冷卻能力。雖然，含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物對(duì)輕金屬具有強(qiáng)腐蝕性，但通過(guò)將水添加到溶液中可減弱腐蝕性。
根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)方面，該泵是一種粘性(摩擦型)泵。這種粘性泵很難引起氣蝕，因此，能夠使在用作低壓回路的吸收型冷卻單元中的氣蝕的發(fā)生降至最小。即使產(chǎn)生氣蝕，由于轉(zhuǎn)子是由合成樹脂制成的，也能夠利用合成樹脂的彈性，通過(guò)吸收由于氣蝕引起的氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊，使轉(zhuǎn)子耐沖擊。
結(jié)合附圖通過(guò)對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的如下詳細(xì)介紹，使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更加清楚。


圖1到6表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是表示固定型家用空調(diào)機(jī)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖；圖2是沿圖3中的線2-2所取的粘性(摩擦型)泵的剖視圖；圖3是沿圖2中的線3-3所取的該泵的剖視圖；圖4是在圖2中的橢圓部分4內(nèi)的部分的放大視圖；圖5是表示泵效率和水分含量比率與尺寸變化率的相互關(guān)系的曲線圖；以及圖6是表示由于膨脹引起的尺寸變化率與水分含量比率的相互關(guān)系的曲線圖。
首先，在圖1中，用于固定型家用空調(diào)機(jī)的吸收型冷卻單元包含蒸發(fā)器5、吸收器6、兩級(jí)式第一和第二發(fā)生器7和8、第一精餾器或局部冷凝器9、第二精餾器或局部冷凝器10、冷凝器11、第一和第二熱交換器12和13，該冷卻單元組裝到低壓閉合回路系統(tǒng)中。
蒸發(fā)器5存儲(chǔ)致冷劑，吸收器6存儲(chǔ)含有吸收劑的一種吸收溶液。蒸發(fā)器5和吸收器6彼此連接，保持在絕對(duì)壓力約為30mmHg(毫米汞柱)下的低壓條件下，其中利用蒸發(fā)器5使致冷劑蒸發(fā)，利用吸收器6中的吸收溶液吸收該致冷劑。
用于使鹽水循環(huán)的管路5a設(shè)在蒸發(fā)器5中，通過(guò)由鹽水得到蒸發(fā)熱，致冷劑變?yōu)榈蛪褐吕鋭┱羝?。進(jìn)而，在蒸發(fā)器5中的致冷劑由泵P1由蒸發(fā)器5中排出，所排出的致冷劑中只有一小部分提供到第二精餾器10，其余的大部分致冷劑利用在蒸發(fā)器5中的噴射裝置(未表示)噴射到管路5a上。
在吸收器6中，由于致冷劑蒸汽被吸收溶液所吸收，產(chǎn)生吸收熱。然而，由于與通過(guò)設(shè)在吸收器6中的管路6a循環(huán)的鹽水進(jìn)行熱交換，該吸收溶液被冷卻，因此，加速在吸收器6中的致冷劑蒸汽的吸收以及在蒸發(fā)器5中的致冷劑蒸發(fā)。此外，利用泵P2將在吸收器6中的吸收劑溶液由吸收器6中排出，并利用在吸收器6中的未表示的噴射裝置噴射到管路6a上。
由于吸收致冷劑蒸汽使在吸收器6中的吸收溶液中的吸收劑濃度下降，吸收能力下降。因此，為了通過(guò)將致冷劑蒸汽與吸收溶液分離來(lái)恢復(fù)吸收溶液的吸收能力，利用泵P3由吸收器6排出的稀釋的溶液送入第一發(fā)生器7。
第一發(fā)生器7連同第二發(fā)生器8以及第一和第二精餾器9和10構(gòu)成一種雙效果式發(fā)生器。第一發(fā)生器7裝有一個(gè)燃燒器14。由吸收器輸出的稀釋溶液由燃燒器14加熱并在第一級(jí)發(fā)生器7沸騰，以及由沸騰的稀釋溶液產(chǎn)生的致冷劑蒸汽被引到第一精餾器9。通過(guò)與流經(jīng)設(shè)在第一精餾器9中的管路9a的鹽水進(jìn)行熱交換使致冷劑蒸汽冷卻，維持在致冷劑蒸汽中的吸收劑部分與致冷劑蒸汽相分離并返回到第一發(fā)生器7。因此，濃度上升的中間溶液在第一發(fā)生器7的底部暫停，該中間溶液被引到第二發(fā)生器8。
通過(guò)第一精餾器9的致冷劑蒸汽仍然具有相對(duì)高的溫度并被引到第二發(fā)生器8。在第二發(fā)生器8，利用由第一精餾器9提供的致冷劑蒸汽加熱該中間溶液，并將在第二發(fā)生器8中產(chǎn)生的致冷劑蒸汽引入到第二精餾器10。因此，在第二精餾器10中，通過(guò)與流經(jīng)設(shè)在第二精餾器10中的管路10a的鹽水進(jìn)行熱交換使致冷劑蒸汽冷卻，維持在致冷劑蒸汽中的吸收劑部分與致冷劑蒸汽相分離并返回到第二發(fā)生器8，具有高濃度的加濃溶液留在第二發(fā)生器8的底部，該加濃溶液返回到吸收器6，并再次用作吸收溶液。
第一熱交換器12使在由第二發(fā)生器8返回到吸收器6的加濃溶液與利用泵P3由吸收器6引來(lái)的稀釋溶液之間進(jìn)行熱交換。由第二發(fā)生器8輸出的溫度相對(duì)高的加濃溶液被第一熱交換器12冷卻并返回到吸收器6，由吸收器6輸出的具有相對(duì)低溫度的稀釋溶液被第一熱交換器12初步加熱。此外，第二熱交換器13使得在由第一熱交換器12引到第一發(fā)生器7的稀釋溶液和由第一發(fā)生器7送到第二發(fā)生器8的中間溶液之間進(jìn)行熱交換。利用第二熱交換器13進(jìn)一步加熱該稀釋溶液并輸送到第一發(fā)生器7，利用第二熱交換器13冷卻該中間溶液并送到第二發(fā)生器8。
通過(guò)第二精餾器10的致冷劑蒸汽被引入到冷凝器11，以及利用減壓閥15減壓的致冷劑蒸汽由第二發(fā)生器8引入到冷凝器11，因此，引入到冷凝器11的致冷劑蒸汽的純度例如升高至約99.8％，并由冷凝器11相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇16的冷卻空氣來(lái)冷卻，因此，致冷劑蒸汽在冷凝器11中冷凝為一種致冷劑溶液，并經(jīng)過(guò)減壓閥17由蒸發(fā)器5回收。
雖然，由蒸發(fā)器5回收的致冷劑如上所述具有很高的純度，輕微混有致冷劑的吸收劑會(huì)在很長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間范圍內(nèi)積聚在蒸發(fā)器5中，因此，在蒸發(fā)器5中的致冷劑的純度慢慢下降。因此，利用泵P1由蒸發(fā)器5排出的很少部分的致冷劑被送到第二精餾器10，并與由在第二精餾器10中的中間溶液產(chǎn)生的致冷劑蒸汽一起進(jìn)行處理，以便提高致冷劑的純度。
泵P4的吸入口連接到蒸發(fā)器5的管路5a。此外，吸收器6的管路6a連接到第二精餾器10的管路10a的一端，管路10a的另一端經(jīng)過(guò)三通選擇閥18連接到第一精餾器9的管路9a的一端，并且經(jīng)過(guò)三通選擇閥18還連接到該管路9a旁通的旁通管路9b。三通選擇閥18可以在將管路10a連通到管路9a的狀態(tài)以及將管路10a連接到旁通管路9b的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，因此可以控制是否使鹽水通過(guò)第一精餾器9的管路9a循環(huán)。管路9a和旁通管路9b連接到泵P5的吸入口。
通過(guò)蒸發(fā)器5的管路5a循環(huán)的鹽水被冷卻，這是因?yàn)橛捎谠谡舭l(fā)器5中的致冷劑的蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸發(fā)潛熱被除去，通過(guò)吸收器6的管路6a、第二精餾器10的管路10a以及第一精餾器9的管路9a循環(huán)的鹽水，由于與吸收溶液和致冷劑蒸汽進(jìn)行熱交換而被加熱。因此，如上所述的經(jīng)冷卻的鹽水和經(jīng)加熱的鹽水利用4通選擇閥21和22交替轉(zhuǎn)換，分別提供到設(shè)在室內(nèi)單元19中的管路19a和設(shè)在散熱器或適宜的熱交換器20中的管路20a中。即，能夠調(diào)節(jié)環(huán)境，使得在冷卻運(yùn)行階段將冷卻的鹽水提供到室內(nèi)單元19中的管路19a，以及利用未表示的風(fēng)扇將由管路19a冷卻的空氣提供到室內(nèi)，被加熱的鹽水在加熱運(yùn)行階段提供到室內(nèi)單元19中的管路19a。
在使用上述固定型家用空調(diào)機(jī)的吸收型冷卻或加熱單元的情況下，為了減少空調(diào)機(jī)的重量，至少某些組件例如蒸發(fā)器5、吸收器6、第一發(fā)生器7、第二發(fā)生器8、第一精餾器9、第二精餾器10、冷凝器11、第一和第二熱交換器12和13、泵P1、P2、P3以及彼此連接這些組件5至13以及P1至P3的管路由輕金屬制成。
為了降低空調(diào)機(jī)的重量和尺寸，如上所述，有效地采用輕金屬如鋁、鎂、鋁合金、鎂合金或鈦合金。此外，像上述鋁合金一樣，使用各種合金，例如Al-Cu-Mg、Al-Mg、Al-Si-Mg-Ni、Al-Mg-Cr、Al-Si-Mg或Al-Cu-Mg-Zn合金。
此外，通過(guò)上述吸收型冷卻單元循環(huán)的介質(zhì)是通過(guò)將水添加到用作致冷劑的含氟醇類以及用作吸收劑的雜環(huán)有機(jī)化合物制成的溶液而得到的。
對(duì)于含氟醇類、最好采用沸點(diǎn)在40℃～120℃之間的含氟醇類。此外，從吸收型冷卻單元的冷卻能力的觀點(diǎn)出發(fā)，最好采用具有全氟烴基例如三氟甲基或五氟烷基的醇類，以及特別適宜采用含氟的乙醇或含氟的丙醇，例如2，2，2-三氟-1-乙醇(沸點(diǎn)73.6℃)或2，2，3，3，3-五氟-1-丙醇(沸點(diǎn)80.7℃)。
最好，用作吸收劑的雜環(huán)有機(jī)化合物是一種由咪唑利啶(imidazolidine)、噻唑或匹利咪啶(Pylimidine)形成的衍生物。作為一種咪唑利啶衍生物，最好利用具有如下化學(xué)分子式的物質(zhì)。
在上述化學(xué)式中，R1、R2，R3代表獨(dú)立具有1到4氫原子或碳原子的烷基，R4代表具有1到4碳原子的烷基。
首先，最好使用1，3-二甲基-2-咪唑利啶、1，3-二乙基-2-咪唑利啶、1，3-二丙基-2-咪唑利啶、或1，3-二丙基-4-甲基-2-咪唑利啶。特別適于采用1，3-二甲基-2-咪唑利啶、或1，3-二丙基-2-咪唑利啶，因?yàn)樗鼈冏鳛槲談┰跓峤粨Q性能方面是優(yōu)異的。
通過(guò)利用由含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物制成的上述溶液，可以實(shí)現(xiàn)用于吸收型冷卻單元的循環(huán)介質(zhì)所需的性能，例如低可燃性、高熱效率、不結(jié)晶性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性以及高冷卻能力。然而，含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物對(duì)輕金屬有強(qiáng)腐蝕作用，不過(guò)通過(guò)將水添加到溶液中可以削弱對(duì)輕金屬的腐蝕。
對(duì)于用于作為一種低壓閉合回路系統(tǒng)的吸收型冷卻單元的泵P1、P2和P3，最適宜采用一種粘性(摩擦型)泵，其能使由于在低壓回路中的低壓作用而易于產(chǎn)生的氣蝕降至最少。此外，可以采用齒輪泵或次擺線泵。另外，離心泵、滾子葉輪泵之類用作供給鹽水的泵P4和P5。
下面參照?qǐng)D2到4介紹上述粘性泵的結(jié)構(gòu)。該粘性泵裝有輕金屬殼體25和以可旋轉(zhuǎn)方式容納在殼體25中的合成樹脂轉(zhuǎn)子26，其中轉(zhuǎn)子26利用鍵29連接到電動(dòng)機(jī)27的轉(zhuǎn)軸28上。
殼體25包含殼體主體30和利用多個(gè)螺栓32、32，…連接的蓋板31。電動(dòng)機(jī)27安裝在殼體主體30的對(duì)側(cè)，蓋板31和軸承33置于轉(zhuǎn)軸28和殼體主體30之間。
圓盤形轉(zhuǎn)子26利用鍵29連接到轉(zhuǎn)軸28上，使兩側(cè)接近并面向殼體主體30和蓋板31，并且轉(zhuǎn)子26外周沿的兩側(cè)設(shè)有沿圓周方向分別處于相等的間隔的大量的導(dǎo)葉槽26a和26a…。此外，一流道34形成在殼體主體30和蓋板31之間，該流道34容納轉(zhuǎn)子26處周邊上的各導(dǎo)葉槽26a…和26a。流道34形狀像圓弧，該流道34從在沿圓周方向的一端處的吸入口34a直到在沿圓周方向的另一端處的排出口34b面向轉(zhuǎn)子26的外周沿的約80％，對(duì)于殼體25設(shè)有隔板35，它接近和面對(duì)轉(zhuǎn)子26外周沿的其余的約20％，以便分開吸入口34a和排出口34b。
此外，流道34的大部分構(gòu)成為具有相同流道面積的泵唧流道。沿圓周方向在流道34的一端形成吸入口34a，是一個(gè)加大的流道，其中的流道面積大于處于圍繞轉(zhuǎn)軸28的軸線的中心角(例如45°)范圍內(nèi)的泵唧流道的流道面積，此外，在距吸入口34a的中心角β(例如30°)范圍內(nèi)流道34的成形使得從用作加大流道的吸入口34a到泵唧流道的流道面積不是突然變化的。因此，殼體主體30連接到一連接到吸入口34a的吸入側(cè)連接管36上，使得該管36在與轉(zhuǎn)軸28的軸線垂直的平面內(nèi)向外延伸，以及蓋板31連接到與排放口34b的排放側(cè)連接的連接管37上，使得管37與轉(zhuǎn)軸28的軸線平行向外延伸。
此外，為了保持泵內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間的氣密封，在殼體主體30和蓋板31之間設(shè)有內(nèi)側(cè)和外側(cè)雙O形環(huán)38和39，以及一對(duì)沿軸線方向分布的O形環(huán)40和41設(shè)在電動(dòng)機(jī)27和殼體主體30之間。此外，在O形環(huán)38到41中間，與泵中溶液側(cè)面接觸的O形環(huán)38和40是由耐溶液腐蝕的材料例如EPDM橡膠或硅橡膠制成，在外側(cè)即空氣側(cè)的O形環(huán)39和41由具有氣密封性能例如NBR橡膠的材料制成。
在采用上述粘性泵的情況下，在轉(zhuǎn)子26的外周沿和隔板35之間形成間隙42，此外，在轉(zhuǎn)子26的一側(cè)面與殼體主體30以及蓋板31之間形成間隙43和43。因此，這些間隙42、43和43的尺寸對(duì)泵性能影響很大。此外，為了減少重量，轉(zhuǎn)子26由合成樹脂制成，并在含水的溶液中旋轉(zhuǎn)。因此，，由于水引起的轉(zhuǎn)子26的膨脹會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。然而，轉(zhuǎn)子26為一薄的圓盤，轉(zhuǎn)子26的直徑D遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)子26的厚度。因此，由于膨脹引起的轉(zhuǎn)子26的尺寸變化值，使在轉(zhuǎn)子26的外周沿和隔板35之間的間隙42的尺寸變化大于轉(zhuǎn)子26的二側(cè)與殼體25之間的間隙43和43。因此，沿徑向的轉(zhuǎn)子26的膨脹值會(huì)帶來(lái)明顯的問(wèn)題。
當(dāng)起始確定的間隙42的尺寸8(見(jiàn)圖3)為一很小的量值時(shí)，對(duì)泵性能不會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。然而，轉(zhuǎn)子26沿徑向的膨脹，使得轉(zhuǎn)子26十分接近或接觸殼體25上的隔板35，因此，可能發(fā)生摩擦或制動(dòng)。此外，當(dāng)起始確定的尺寸8增加時(shí)，在起始運(yùn)行階段不能達(dá)到預(yù)期的泵性能。
在這種狀況下，機(jī)加工容差、熱膨脹以及轉(zhuǎn)子26的膨脹以及轉(zhuǎn)子26和轉(zhuǎn)軸28之間的安裝配合都被認(rèn)為是與間隙42的尺寸8的確定有關(guān)的因素。然而，實(shí)際上，通過(guò)考慮機(jī)加工容差、熱膨脹、轉(zhuǎn)子26的膨脹能夠確定尺寸δ，并且該機(jī)加工容差值、熱膨脹值以及轉(zhuǎn)子膨脹值基本上與轉(zhuǎn)子26的外周沿直徑D成正比例，可以據(jù)此確定該尺寸δ。因此，按照泵效率的變化對(duì)于該間隙42的尺寸δ對(duì)轉(zhuǎn)子26的外周沿直徑D的變化率(2×8/D)×100(％)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到在圖5中表示的曲線。
在這一實(shí)例中，轉(zhuǎn)子26的外周沿直徑D確定在作為制造和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30到120mm范圍內(nèi)。即，當(dāng)外周沿直徑D超過(guò)120mm時(shí)，為了提高強(qiáng)度轉(zhuǎn)子26必須厚。此外，制造轉(zhuǎn)子26的步驟數(shù)例如預(yù)切削增加，并且產(chǎn)生尺寸精度的問(wèn)題。當(dāng)外周沿直徑D小于30mm時(shí)，機(jī)加工和精度方面的困難增加。
當(dāng)根據(jù)轉(zhuǎn)子26的外周沿尺寸D的上述確定范圍，將泵效率的下限確定在20％時(shí)，以及轉(zhuǎn)子26運(yùn)行在低壓(絕對(duì)壓力20到40mmHg)時(shí)，如圖5所示，尺寸變化率的上限變?yōu)?.72％。另外，為了保證防止由于轉(zhuǎn)子26與殼體25中的隔板35相接觸造成阻擋所需的尺寸δ，在圖5中示出的最小尺寸變化率為0.18％，通過(guò)由上述尺寸變化率的上限值0.72％減去最小尺寸變化率0.18％得到的數(shù)值作為一可容許的由于機(jī)加工容差、熱膨脹和膨脹引起的尺寸變化率0.54％。在這一實(shí)例中，因機(jī)加工容差和熱膨脹引起尺寸變化率的上限值是0.39％，因此，由于膨脹所引起的允許的變化率最大為0.15％。
如上所述，為了防止合成樹脂制成的轉(zhuǎn)子由于與殼體25中的隔板35相接觸而被阻擋，需要控制由于轉(zhuǎn)子26膨脹引起的尺寸變化率的最大數(shù)值為0.15％。然而，在介質(zhì)中包含的水分比率需要為一相對(duì)高的數(shù)值，以便抑制對(duì)輕金屬的腐蝕作用。因此，構(gòu)成轉(zhuǎn)子26的合成樹脂必須具有對(duì)于水分的小的膨脹率。關(guān)于這種用于制成轉(zhuǎn)子26的合成樹脂，甲階型酚醛樹脂是優(yōu)選的。
通過(guò)采用商標(biāo)名稱為PM 9625(由Sumitomo Bakelite Co.，Ltd.制造；等效于在JIS-K-6915中的PM-HH-R)的甲階(酚醛樹脂)型高熱酚醛樹脂以及商標(biāo)名稱為PM 9630(由Sumitomo Bakelite Co.，Ltd.制造；等效于在JIS-K-6915中的PM-HM-R)的甲階型耐熱、耐沖擊酚醛樹脂對(duì)水分含量比率與因膨脹引起的尺寸變化率之間的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果表示在圖6中。在圖6中，甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂A是一種具有上述商標(biāo)名稱PM 9625的甲階(酚醛樹脂)型高熱酚醛樹脂，甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂B是一種具有上述商標(biāo)名稱PM 9630的甲階(酚醛樹脂)型耐熱耐沖擊的酚醛樹脂。
由圖6明顯看出，為了將尺寸變化率控制在0.15％或更低，可以確定水分含量比率如下，對(duì)于甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂A增加到高達(dá)17％(按重量計(jì))，對(duì)甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂B增加到高達(dá)12％(按重量計(jì))。結(jié)果表明，當(dāng)考慮容差將水分含量比率確定到按重量計(jì)10％或其以下時(shí)，可以將由于甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂制成的轉(zhuǎn)子26的膨脹引起的尺寸變化率控制到0.15％或其以下。
由本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯看出，為了控制對(duì)輕金屬的腐蝕作用同時(shí)保持固定型家用空調(diào)機(jī)的吸收型冷卻單元中的致冷劑和吸收劑的預(yù)期作用和良好的冷卻性能，最適合的水分含量比率約為5％(按重量計(jì))。此外，如上所述，可以提供水分含量比率范圍確定的自由度，以進(jìn)一步改進(jìn)耐腐蝕性能，這是因?yàn)橛捎谂蛎浺鸬某叽缱兓蕿?.15％或其以下的合成樹脂轉(zhuǎn)子26的水平含量比率可以提高到10％(按重量計(jì))。
另一方面，為了進(jìn)行比較，對(duì)由基于混合有酚醛芳烷基樹脂和填充劑(在序號(hào)為3-115794的公開的日本專利申請(qǐng)中所公開的)的酚醛樹脂的水分含量比率的膨脹引起的尺寸變化率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如在圖6中作為比較實(shí)例A和B所示的曲線。由圖6清楚看出，對(duì)于比較實(shí)例A，可以將水僅添加到水分含量比率約為2％(按重量計(jì))，以便滿足由于膨脹引起的可允許的尺寸變化率，并且為了抑制對(duì)于輕金屬的腐蝕所需的水分含量比率不能相對(duì)大。如圖6所示，不論加多少水，由于0.15％的膨脹，比較實(shí)例B都不滿足最大尺寸變化率。
下面，介紹該實(shí)施例的效用。通過(guò)將一種用作介質(zhì)的一部分的且由用作致冷劑的含氟醇類和用作吸收劑的雜環(huán)有機(jī)化合物構(gòu)成的溶液用于一種低壓閉合回路的吸收型冷卻單元，可以提供吸收型冷卻單元所需的各種性能，例如低可燃性、高熱效率、不結(jié)晶性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高的冷凍能力。
上述含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物對(duì)輕金屬具有強(qiáng)的腐蝕作用。然而，至少吸收型冷卻單元中的某些組件，例如蒸發(fā)器5、吸收器6、第一發(fā)生器7、第二發(fā)生器8、第一精餾器9、第二精餾器10、冷凝器11、第一和第二熱交換器12和13，泵P1、P2和P3以及連接這些單元5至3與P1至P3的管子是由輕金屬制成，以便降低冷卻單元的重量。通過(guò)將水添加到由含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物制成的溶液能夠抑制腐蝕，即使如上所述接觸該介質(zhì)的泵的至少一部分由輕金屬制成以便降低重量，也能抑制腐蝕。
此外，通過(guò)利用粘性泵作為構(gòu)成一低壓閉合回路的吸收型冷卻單元中的泵P1、P2和P3，可以將由于低壓而在泵P1到P3中易于引起的氣蝕降至最少，并且粘性泵P1至P3中的轉(zhuǎn)子26可由甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂制成。該甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂是一種以玻璃纖維為基體的不合氨的酚醛樹脂，由于該溶液引起的尺寸變化和強(qiáng)度變化都很小，并且在耐溶液腐蝕的穩(wěn)定性是優(yōu)異的，因此能夠有優(yōu)異的使用壽命，同時(shí)降低轉(zhuǎn)子26和殼體25的重量，即降低泵P1至P3的重量。再者，即使產(chǎn)生氣蝕，由于轉(zhuǎn)子26是由合成樹脂制成的，利用合成樹脂的柔性，通過(guò)吸收由于氣蝕現(xiàn)象當(dāng)氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊，使轉(zhuǎn)子26具有耐沖擊能力。
如圖6所示，上述甲階(酚醛樹脂)型酚醛樹脂能夠?qū)⒃诮橘|(zhì)中包含的相對(duì)大的量的水分引起的膨脹程度維持在很低的水平，從而改進(jìn)輕金屬的耐腐蝕能力。因此，通過(guò)使由于膨脹令殼體25和轉(zhuǎn)子26之間的間隙顯著變化的轉(zhuǎn)子26的尺寸變化率降至最少，可以保證預(yù)期的泵性能。
在使用上述粘性泵的情況下，考慮機(jī)加工容差、熱膨脹和轉(zhuǎn)子26的膨脹來(lái)確定在轉(zhuǎn)子26外周沿和隔板35之間形成的氣隙42的尺寸δ。在這種情況下，如在圖5的關(guān)系曲線中所表示的，由于膨脹引起的尺寸變化率的允許數(shù)值是0.15％，如在圖6的關(guān)系曲線中所表示的，要滿足允許值為0.15％，介質(zhì)中的水分含量比率的最大值確定為10％(按重量計(jì))。因此，能夠通過(guò)將足夠的水添加到溶液中來(lái)抑制介質(zhì)對(duì)輕金屬的腐蝕，將由于膨脹而改變的轉(zhuǎn)子26和殼體25之間的間隙尺寸維持在一允許值的范圍內(nèi)，并保證預(yù)期的泵性能。
上面介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例?？梢赃M(jìn)行各種改進(jìn)，只要它們沒(méi)有脫離在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種泵，包含合成樹脂制成的以及在固定的殼體中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該殼體和轉(zhuǎn)子鄰近配置同時(shí)在它們之間形成間隙，以便提高通過(guò)將水添加到溶液中得到的介質(zhì)的壓力，其中轉(zhuǎn)子是由合成樹脂制成的，使得對(duì)于水分含量比率按重量計(jì)為10％或更低下的介質(zhì)，轉(zhuǎn)子的尺寸變化率為0.15％或更低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其中泵中的非轉(zhuǎn)子部分的與介質(zhì)接觸的至少一部分是由易受到該溶液腐蝕的輕金屬制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵，其中的轉(zhuǎn)子是由甲階型酚醛樹脂制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HH-R的甲階型高熱酚醛樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HM-R的甲階型耐熱耐沖擊酚醛樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任何之一的泵，該泵裝在一閉合回路介質(zhì)循環(huán)裝置中，用于循環(huán)通過(guò)將水添加到對(duì)輕金屬腐蝕的溶液中得到的介質(zhì)，構(gòu)成閉合回路并接觸該介質(zhì)的各組件中的至少一部分是由輕金屬制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵，其中的介質(zhì)循環(huán)裝置包含一低壓閉合回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵，其中的介質(zhì)循環(huán)裝置是吸收型冷卻單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泵，其中作為該介質(zhì)一部分的溶液是由含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物制成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵，其中泵是一粘性泵。
11.一種泵，其中的介質(zhì)有一種腐蝕性溶液，將水添加到該溶液中用以降低介質(zhì)的腐蝕性，該泵包含一固定的殼體和安裝在殼體中的可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，在殼體和轉(zhuǎn)子之間形成的間隙維持在最小值以保證泵效率，其中的轉(zhuǎn)子是由具有耐濕特性的合成樹脂制成的，使得對(duì)于水分含量比率大于2％且小于17％的介質(zhì)，轉(zhuǎn)子的尺寸變化率為0.15％或更低。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵，其中泵中非轉(zhuǎn)子部分的接觸該介質(zhì)的至少一部分是由易受該溶液腐蝕的輕金屬制成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的泵，其中的轉(zhuǎn)子是由甲階型酚醛樹脂制成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HH-R的甲階型高熱酚醛樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是一種等效于在JIS-K-6915中的PM-HM-R的甲階型耐熱耐沖擊酚醛樹脂，其中介質(zhì)的水分含量比率小于12％。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到15任何之一的泵，其中的介質(zhì)的水分含量比率約在5％到10％之間。
17.一種泵，其中的介質(zhì)含一種腐蝕性溶液，為了將介質(zhì)的腐蝕性降低一個(gè)有效量，按重量計(jì)將至少5％的水添加到該溶液中，該泵包含固定的殼體和安裝在該殼體中的可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，為保證泵效率將殼體和轉(zhuǎn)子之間的間隙維持最小，其中的轉(zhuǎn)子是由具有耐濕性能的合成樹脂制成的，以使轉(zhuǎn)子尺寸變化率為0.15％或其以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的泵，其中的轉(zhuǎn)子是由甲階型酚醛樹脂制成的。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HH-R的甲階型高熱酚醛樹脂。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HM-R的甲階型耐熱耐沖擊酚醛樹脂。
21.一種介質(zhì)循環(huán)裝置，包含一個(gè)在閉合回路中的泵，用于使通過(guò)將水添加到對(duì)輕金屬有腐蝕性的溶液中得到的介質(zhì)循環(huán)；并且構(gòu)成閉合回路且與介質(zhì)接觸的各組件中的至少一部分是由輕金屬制成的，所述泵具有固定的殼體和由合成樹脂制成的且在殼體中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述殼體和轉(zhuǎn)子的位置使得在殼體和轉(zhuǎn)子之間形成間隙，以提高介質(zhì)壓力，其中轉(zhuǎn)子是由合成樹脂制成的，使得對(duì)于水分含量比率按重量計(jì)為10％或更低下的介質(zhì)，轉(zhuǎn)子的尺寸變化率為0.15％。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的泵，其中泵中的非轉(zhuǎn)子的與介質(zhì)接觸的至少一部分是由受該溶液腐蝕的輕金屬制成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的泵，其中的轉(zhuǎn)子是由甲階型酚醛樹脂制成的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HH-R的甲階型高熱酚醛樹脂。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的泵，其中的甲階型酚醛樹脂是等效于在JIS-K-6915中的PM-HM-R的甲階型耐熱耐沖擊酚醛樹脂。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的介質(zhì)循環(huán)裝置，其中該裝置包含低壓閉合回路。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的介質(zhì)循環(huán)裝置，其中的裝置是吸收型冷卻單元。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的介質(zhì)循環(huán)裝置，其中的作為介質(zhì)的一部分的溶液是由含氟醇類和雜環(huán)有機(jī)化合物制成的。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的介質(zhì)循環(huán)裝置，其中的泵是粘性泵。
全文摘要
一種泵,具有在固定的殼體中的合成樹脂制的轉(zhuǎn)子,殼體和轉(zhuǎn)子相鄰配置,在其間形成間隙,以強(qiáng)制提供含水分的介質(zhì),其中轉(zhuǎn)子是由甲階型合成樹脂制成的,對(duì)于水分含量比率為(按重量計(jì))10%或更低的介質(zhì),轉(zhuǎn)子的尺寸變化率為0.15%或更低,借此可以保證良好的泵性能,同時(shí)相對(duì)增加介質(zhì)中的水分含量比率的自由率,以降低介質(zhì)的腐蝕性。
文檔編號(hào)F25B41/00GK1186178SQ9711840
公開日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1997年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月6日
發(fā)明者高山克彥, 龜田敏洋, 岡田哲浩, 山崎英治 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社