JPH1082395A

JPH1082395A - ポンプおよび媒体循環装置

Info

Publication number: JPH1082395A
Application number: JP8236498A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Takayama; 克彦高山; Toshihiro Kameda; 敏洋亀田; Tetsuhiro Okada; 哲浩岡田; Eiji Yamazaki; 英治山崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-31
Also published as: US6126386A; EP0828081A1; CN1186178A; EP0828081B1; KR19980024310A; CN1137333C; KR100270219B1; DE69720891T2; DE69720891D1

Abstract

(57)【要約】【課題】固定のハウジングと合成樹脂製のロータとが相
互間に間隙を形成して隣接配置されて成り、水分を含む
媒体を圧送せしめるポンプにおいて、媒体の水分含有率
の自由度を比較的大きくしつつ充分なポンプ性能が得ら
れるようにする。【解決手段】水分含有率が１０重量％以下である媒体に
対して、ロータの寸法変化率が０．１５％以下となる合
成樹脂で該ロータが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相互間に間隙を形
成して合成樹脂製のロータおよびハウジングが隣接配置
されて成り、溶液に水を添加して成る媒体を昇圧せしめ
るポンプ、ならびに該ポンプを用いた媒体循環装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】このようなポンプにおいて、ロータは、
たとえば軽量化のために合成樹脂により形成されるので
あるが、媒体に水分が含まれていると、合成樹脂製のロ
ータが媒体に含まれる水分によって膨潤し、ハウジング
およびロータ間の間隙寸法が変化することにより所望の
ポンプ性能が得られなくなるおそれがあり、ロータの膨
潤を抑える必要がある。そこで、合成樹脂から成るロー
タの膨潤を抑えるものとして、特開平３−１１５７９４
号公報で開示されたものがあり、このものでは、燃料に
含まれる水分による膨潤を抑えるために、フェノール樹
脂にフェノールアラルキル樹脂および充填材が配合され
て成るものを材料としてロータが形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、水分含有率が最大０．５重量％程度である燃
料を圧送するポンプを対象とするものである。しかる
に、たとえば軽金属に対して腐食作用がある溶液を含む
媒体の場合には、媒体の水分含有率が最大１５重量％程
度となるまで溶液に水を添加することにより軽金属に耐
腐食性を付与し得ることが、特公昭６３−１２５０４号
公報に開示されており、そのように水分含有率の大きな
媒体に対して上記特開平３−１１５７９４号公報で開示
されたポンプを適用したのでは、充分な耐膨潤性が得ら
れず、所望のポンプ性能が得られない。

【０００４】そこで、合成樹脂製のロータを用いたポン
プで、水分含有率を比較的大きくした媒体を圧送する場
合でも充分なポンプ性能が得られるようにすることが望
まれるのであるが、このようなポンプにあってはロータ
およびハウジング間の間隙寸法がポンプ性能に大きく影
響するものであり、充分なポンプ性能を得るためには、
最小間隙寸法を確保することが必要であり、その最小間
隙寸法に基づき、膨潤に起因したロータの寸法変化率の
上限値を設定することができる。一方、軽金属の耐腐食
性を高めるためには、媒体の水分含有率の自由度、すな
わち添加水分量の増量幅を比較的大きく設定することが
不可避であり、上述の膨潤に起因したロータの上限寸法
変化率に対して、媒体の水分含有率の自由度を比較的大
きくし得るようにロータを形成する合成樹脂を選定する
ことが必要である。

【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、媒体の水分含有率の自由度を比較的大きくし
つつ充分なポンプ性能が得られるようにしたポンプ、な
らびにそのポンプを用いた媒体循環装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明によれば、固定のハウジングと
該ハウジング内で回転作動する合成樹脂製のロータとが
相互間に間隙を形成して隣接配置されて成り、溶液に水
を添加して成る媒体を昇圧せしめるポンプにおいて、水
分含有率が１０重量％以下である媒体に対して、ロータ
の寸法変化率が０．１５％以下となる合成樹脂で該ロー
タが形成される。

【０００７】水分による膨潤に起因したロータの寸法変
化率の上限は、充分なポンプ性能を得るためにロータお
よびハウジング間の間隙で必要とされる最小寸法に基づ
いて、予め想定し得る寸法公差および熱膨張等を考慮し
て設定可能なものであり、そのロータの寸法変化率が
０．１５％以下となる合成樹脂を用いたときに、媒体の
水分含有率の上限値が１０重量％と設定することが可能
であることにより、充分なポンプ性能を維持しつつ媒体
の水分含有率を充分高めることができる。

【０００８】また請求項２記載の発明によれば、ロータ
以外で媒体に接触する部分の少なくとも一部が、前記溶
液による腐食作用を受ける軽金属から成ることにより、
媒体の水分含有率を充分高めることによって軽金属の耐
腐食性を高めつつ、ポンプの軽量化を図ることができ
る。

【０００９】請求項３記載の発明によれば、ロータが、
レゾール形フェノール樹脂で形成され、また請求項４記
載の発明によれば、レゾール形フェノール樹脂が、ＪＩ
Ｓ−Ｋ−６９１５のＰＭ−ＨＨ−Ｒに相当するレゾール
形高位熱用フェノール樹脂、またはＪＩＳ−Ｋ−６９１
５のＰＭ−ＨＭ−Ｒに相当するレゾール形耐熱及び衝撃
用フェノール樹脂である。

【００１０】レゾール形フェノール樹脂は、ガラス繊維
をベースとしたアンモニアフリータイプのフェノール樹
脂であり、溶液に対する寸法変化および強度変化が小さ
く、耐溶液安定性に優れたものであり、ロータすなわち
ポンプの軽量化を図った上で優れた耐久性を得ることが
可能となる。しかもレゾール形フェノール樹脂は、水分
による膨潤度を極めて低いレベルに維持することができ
るものであり、軽金属の耐腐食性を高めるべく水分含有
率を高めた媒体に対しても、膨潤によってハウジングお
よびロータ間の間隙寸法を大きく変化せしめるロータの
寸法変化率を極力小さくし得るので、所望のポンプ性能
を得ることが可能となる。

【００１１】請求項５記載の発明によれば、上記ポンプ
が、軽金属に対して腐食作用がある溶液に水を添加して
成る媒体を循環せしめる閉鎖回路に設けられ、該閉鎖回
路の一部を構成して媒体に接触する部位の少なくとも一
部が軽金属から成り、請求項６記載の発明によれば、媒
体循環装置が低圧閉鎖回路で構成され、請求項７記載の
発明によれば、媒体循環装置が吸収式冷凍装置である。

【００１２】閉鎖回路の少なくとも一部が軽金属で構成
されていても、水分含有率の高い媒体を充分なポンプ性
能で圧送し得るポンプを用いることにより、軽金属の耐
腐食性が高められる。

【００１３】請求項８記載の発明によれば、吸収式冷凍
装置で用いられる媒体の一部である溶液が、含フッ素ア
ルコールおよび複素環状有機化合物から成るものであ
る。

【００１４】冷媒としての含フッ素アルコールと、吸収
剤としての複素環状有機化合物とを用いることにより、
吸収式冷凍装置の循環媒体として要求される性能、すな
わち低燃焼性、高熱効率、非結晶性、優れた熱安定性お
よび高冷凍能力を得ることができる。ところで、含フッ
素アルコールおよび複素環状有機化合物は、軽金属に対
する腐食性が強いものであるが、溶液に水を添加するこ
とにより腐食性を弱めることが可能となる。

【００１５】請求項９記載の発明によれば、ポンプがウ
エスコ式ポンプである。このウエスコ式ポンプは、キャ
ビテーションを生じ難いものであり、低圧回路である吸
収式冷凍装置において、キャビテーションの発生を極力
抑えることができ、キャビテーションが発生したとして
もロータが合成樹脂製であることから、キャビテーショ
ンの発生に伴なって気泡が潰れたときの衝撃を合成樹脂
の弾力で吸収するようにして耐衝撃性をロータに持たせ
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

【００１７】図１ないし図６は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は定置式家庭用空調装置の構成を示す
系統図、図２はウエスコ式ポンプの縦断側面図で図３の
２−２線に沿う断面図、図３は図２の３−３線断面図、
図４は図２の４部拡大図、図５は寸法変化率に対するポ
ンプ効率ならびに水分含有率の関係を示す図、図６は水
分含有率に対する膨潤による寸法変化率の関係を示す図
である。

【００１８】先ず図１において、定置式家庭用空調装置
が備える吸収式冷凍装置は、蒸発器５、吸収器６、２段
式の第１および第２再生器７，８、第１分縮器９、第２
分縮器１０、凝縮器１１、ならびに第１および第２熱交
換器１２，１３を有して、低圧閉鎖回路系に構成され
る。

【００１９】蒸発器５には冷媒が、また吸収器６には吸
収剤を含む吸収液がそれぞれ収容されている。蒸発器５
および吸収器６は、相互に連結されてたとえば絶対圧３
０ｍｍＨｇ程度の低圧環境下に保持されており、蒸発器
５で冷媒の蒸発が、また吸収器６で吸収液による冷媒の
吸収がそれぞれ行なわれる。

【００２０】蒸発器５内には、ブラインを流通させる管
路５ａが設けられており、冷媒はブラインから蒸発熱を
奪って低圧の冷媒蒸気となる。また蒸発器５の冷媒は、
ポンプＰ１によって蒸発器５から導出され、ごく一部が
第２分縮器１０に給送され、残りの大部分の冷媒が、蒸
発器５内の図示しない散布手段に導かれて前記管路５ａ
上に散布される。

【００２１】吸収器６内では、冷媒蒸気が吸収液で吸収
されることにより吸収熱が生じるが、吸収器６内に設け
られた管路６ａを流通するブラインとの熱交換により吸
収液が冷却され、それにより吸収器６での冷媒蒸気の吸
収が促進され、蒸発器５内での冷媒蒸発が加速されるこ
とになる。また吸収器６の吸収液は、ポンプＰ２により
吸収器６から導出され、吸収器６内の図示しない散布手
段に導かれて前記管路６ａ上に散布される。

【００２２】吸収器６内の吸収液は、冷媒蒸気の吸収に
よりその吸収剤濃度が低下して吸収能力が低下する。そ
こで吸収液から冷媒蒸気を分離して、吸収液の吸収能力
を回復させるために、吸収器６からポンプＰ３で導出さ
れた希液が、第１再生器７に送られる。

【００２３】第１再生器７は、第２再生器８ならびに第
１および第２分縮器９，１０とともに二重効用方式の再
生器を構成する。第１再生器７には、バーナ１４が設け
られており、このバーナ１４で加熱されることにより、
吸収器６から給送されて来た希液が第１再生器７内で沸
騰し、その沸騰により希液から生じた冷媒蒸気が第１分
縮器９に導入される。この冷媒蒸気は、第１分縮器９内
に設けられている管路９ａを流通するブラインとの熱交
換により冷却され、冷媒蒸気中に残存していた吸収剤成
分が冷媒蒸気から分離され、第１再生器７へと戻され
る。このようにして第１再生器７の底部には、濃度が高
められた中間液が溜まることになり、この中間液は第２
再生器８に導かれる。

【００２４】第１分縮器９を通過した冷媒蒸気は、依然
として比較的高温の状態にあって第２再生器８へと導か
れる。この第２再生器８では、第１分縮器９からの冷媒
蒸気によって中間液が加熱され、第２再生器８で生じた
冷媒蒸気は第２分縮器１０に導入される。而して第２分
縮器１０では、第２分縮器１０内に設けられている管路
１０ａを流通するブラインとの熱交換により冷媒蒸気が
冷却され、冷媒蒸気中に残存していた吸収剤成分が冷媒
蒸気から分離されて第２再生器８へと戻され、第２再生
器８の底部に濃度が高められた濃液が溜まり、この濃液
は吸収器６に戻されて再び吸収液として使用される。

【００２５】第１熱交換器１２は、第２再生器８から吸
収器６に戻される濃液と、吸収器６からポンプＰ３で導
かれる希液との間で熱交換を行なうものであり、第２再
生器８からの比較的高温の濃液が第１熱交換器１２で冷
却されて吸収器６に戻されるとともに、吸収器６からの
比較的低温の希液が第１熱交換器１２で予備的に加熱さ
れることになる。また第２熱交換器１３は、第１熱交換
器１２から第１再生器７に導かれる希液と、第１再生器
７から第２再生器８に送られる中間液との間で熱交換を
行なうものであり、希液は第２熱交換器１３でさらに加
熱されて第１再生器７に給送されることになり、また中
間液は、第２熱交換器１３で冷却されて第２再生器８へ
と給送されることになる。

【００２６】第２分縮器１０を通過した冷媒蒸気は凝縮
器１１に導入され、第２再生器８からは減圧弁１５で減
圧された冷媒蒸気が凝縮器１１に導入される。このよう
に凝縮器１１に導かれる冷媒蒸気の純度は、たとえば９
９．８％程度まで高められており、凝縮器１１に付設さ
れているファン１６による冷却風で冷却されることによ
り凝縮器１１内で冷媒液に凝縮され、減圧弁１７を経由
して蒸発器５に回収される。

【００２７】ところで、蒸発器５に回収される冷媒の純
度は上述のように極めて高いものであるが、ごくわずか
に混在する吸収剤が長時間の運転によって蒸発器５内に
蓄積し、蒸発器５内の冷媒純度が徐々に低下してしま
う。そこで、ポンプＰ１で蒸発器５から導出された冷媒
のごく一部が第２分縮器１０に送られ、この第２分縮器
１０において、中間液から生じる冷媒蒸気とともに冷媒
純度を上げるための処理が行なわれる。

【００２８】蒸発器５の管路５ａにはポンプＰ４の吸入
口が接続される。また吸収器６の管路６ａは、第２分縮
器１０における管路１０ａの一端に接続され、該管路１
０ａの他端は、第１分縮器９における管路９ａの一端に
三方切換弁１８を介して接続されるとともに、管路９ａ
を迂回するバイパス管路９ｂに三方切換弁１８を介して
接続される。この三方切換弁１８は、前記管路１０ａを
管路９ａに接続する状態と、管路１０ａをバイパス管路
９ｂに接続する状態とを切換可能であり、第１分縮器９
の管路９ａにブラインを流通せしめるか否かを調整可能
である。而して管路９ａおよびバイパス管路９ｂはポン
プＰ５の吸入口に接続される。

【００２９】ところで、蒸発器５の管路５ａを流通する
ブラインは、蒸発器５で冷媒の蒸発による蒸発潜熱を奪
われて冷却されるものであり、また吸収器６の管路６
ａ、第２分縮器１０の管路１０ａ、ならびに第１分縮器
９の管路９ａを流通するブラインは、吸収液および冷媒
蒸気との熱交換により加熱されるものである。而して、
上述のように冷却されたブライン、ならびに加熱された
ブラインは、室内機１９内に設けられた管路１９ａなら
びに顕熱交換器２０内に設けられた管路２０ａに、四方
切換弁２１，２２により択一的に切換えられて供給され
る。すなわち冷房時には室内機１９の管路１９ａに冷却
されたブラインが供給され、図示しないファンにより管
路１９ａで冷却された空気を室内に吹出すようにするこ
とができ、また暖房時には、室内機１９の管路１９ａに
加熱されたブラインが供給されるようにすればよい。

【００３０】このような定置式家庭用空調装置における
吸収式冷凍装置において、その構成機器、すなわち蒸発
器５、吸収器６、第１再生器７、第２再生器８、第１分
縮器９、第２分縮器１０、凝縮器１１、第１および第２
熱交換器１２，１３、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３ならびに
それらの機器５〜１３，Ｐ１〜Ｐ３を相互に結ぶパイプ
等の少なくとも一部は、軽量化のために軽金属により形
成される。

【００３１】この軽金属としては、アルミニウム、マグ
ネシウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金および
チタン合金等が、軽量、小型化を図る上で有効に用いら
れる。しかも上記アルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｎｉ
系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｒ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−
Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系等の各種合金系が好適に用いられ
る。

【００３２】また上記吸収式冷凍装置の内部を循環せし
める媒体は、冷却媒体としての含フッ素アルコールおよ
び吸収剤としての複素環状有機化合物から成る溶液に水
を添加して作製される。

【００３３】含フッ素アルコールとしては、沸点が４０
〜１２０℃であるものが好ましい。また吸収式冷凍装置
の冷凍能力の観点からはトリフルオロメチル基やペンタ
フルオロエチル基などのペルフルオロアルキル基を有す
るアルコールが望ましく、２，２，２−トリフルオロ−
１−エタノール（沸点７３．６℃）、２，２，３，３，
３−ペンタフルオロ−１−プロパノール（沸点８０．７
℃）などの含フッ素エタノールまたは含フッ素プロパノ
ールが特に好ましい。

【００３４】吸収剤である複素環状有機化合物は、イミ
ダゾリドン、チアゾールおよびピリジミン等の各誘導体
であることが望ましく、イミダゾリドン誘導体として
は、下記化学式で示されるものが好ましい。

【００３５】

【化１】

【００３６】なお上記化学式において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ
³は、独立に水素原子または炭素数１〜４のアルキル基
を、Ｒ⁴は炭素数１〜４のアルキル基を示すものであ
る。

【００３７】なかでも、１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリドン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリドン、
１，３−ジプロピル−２−イミダゾリドンまたは１，３
−ジプロピル−４−メチル−２−イミダゾリドンが好ま
しく、吸収剤としての熱交換性能に優れている点で、
１，３−ジメチル−２−イミダゾリドンまたは１，３−
ジプロピル−２−イミダゾリドンを用いることが特に好
ましい。

【００３８】このような含フッ素アルコールおよび複素
環状有機化合物から成る溶液を用いることにより、吸収
式冷凍装置の循環媒体として要求される性能、すなわち
低燃焼性、高熱効率、非結晶性、優れた熱安定性および
高冷凍能力を得ることができるのであるが、含フッ素ア
ルコールおよび複素環状有機化合物は、軽金属に対する
腐食性が強いものである。しかるに、前記溶液に水を添
加することにより軽金属に対する腐食性を弱めることが
可能となる。

【００３９】低圧閉鎖回路系である上記吸収式冷凍装置
で用いられるポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３としては、低圧回
路において低圧であるが故に生じ易いキャビテーション
の発生を極力抑え得るウエスコ式ポンプが最適である
が、ギヤポンプおよびトロコイドポンプ等を用いること
も可能である。またブラインを給送するポンプＰ４，Ｐ
５としては、遠心ポンプやローラーベーンポンプ等が用
いられる。

【００４０】上記ウエスコ式ポンプの構成について、図
２ないし図４を参照しながら説明すると、該ウエスコ式
ポンプは、軽金属から成るハウジング２５と、該ハウジ
ング２５内に回転自在に収納される合成樹脂製のロータ
２６とを備え、ロータ２６は、ハウジング２５に結合さ
れる電動モータ２７の回転軸２８にキー２９を介して連
結される。

【００４１】ハウジング２５は、ハウジング主体３０
と、カバー３１とが複数のボルト３２，３２…で相互に
結合されて成るものであり、電動モータ２７はカバー３
１とは反対側でハウジング主体３０に結合され、回転軸
２８とハウジング主体３０との間に軸受３３が介設され
る。

【００４２】円盤状であるロータ２６は、その両面をハ
ウジング主体３０およびカバー３１に近接、対向させて
回転軸２８にキー２９を介して連結されるものであり、
該ロータ２６の外周部両面には、周方向に等間隔をあけ
た多数の羽根溝２６ａ…，２６ａ…がそれぞれ設けられ
る。またハウジング主体３０およびカバー３１間には、
ロータ２６の外周部の羽根溝２６ａ…，２６ａ…を臨ま
せる流路３４が形成されており、該流路３４は、周方向
一端の吸入口３４ａから周方向他端の吐出口３４ｂに至
るまでロータ２６の外周部の略８割程度を臨ませる円弧
状に形成され、ロータ２６の外周部の残余の略２割程度
を近接、対向せしめる隔壁部３５が、吸入口３４ａおよ
び吐出口３４ｂ間を区画するようにしてハウジング２５
に設けられる。

【００４３】しかも流路３４は、その大部分が流路面積
を同一としたポンプ作用流路として形成されるが、流路
３４の周方向一端の吸入口３４ａは、回転軸２８の軸線
を中心とする中心角α（たとえば４５度）の範囲で前記
ポンプ作用流路よりも流路面積を大とした拡大流路とな
るように形成され、また吸入口３４ａから中心角β（た
とえば３０度）の範囲の流路３４は、拡大流路である吸
入口３４ａから上記ポンプ作用流路に至るまでの流路面
積を急激に変化させないように形成される。而してハウ
ジング主体３０には、吸入口３４ａに連なる吸入側接続
管３６が回転軸２８の軸線に直交する平面内で外方に延
びるようにして接続され、カバー３１には、吐出口３４
ｂに連なる吐出側接続管３７が回転軸２８の軸線と平行
にして外方に延びるようにして接続される。

【００４４】またポンプ内部および外部間のシール性を
保つために、ハウジング主体３０およびカバー３１間に
は内、外二重のＯリング３８，３９が設けられ，電動モ
ータ２７およびハウジング主体３０間にも軸方向に並ぶ
一対のＯリング４０，４１が設けられる。しかも各Ｏリ
ング３８〜４１のうち、ポンプ内部の溶液に接触する側
のＯリング３８，４０は、耐溶液性を有する材料たとえ
ばＥＰＤＭゴム材またはシリコーンゴム等により形成さ
れ、外気側のＯリング３９，４１は、気密性の高い材料
たとえばＮＢＲゴム材により形成される。

【００４５】このようなウエスコ式ポンプにおいて、ロ
ータ２６の外周部と隔壁部３５との間に間隙４２が形成
されており、またロータ２６の両面とハウジング主体３
０およびカバー３１との間には間隙４３，４３が形成さ
れており、かかる間隙４２，４３，４３の寸法がポンプ
性能に大きく影響する。しかも軽量化のためにロータ２
６が合成樹脂により形成されるのに対し、ロータ２６が
水を含む溶液内で回転作動するので該ロータ２６の水に
よる膨潤が問題となるが、ロータ２６が薄肉円盤状であ
ることによりロータ２６の直径Ｄが肉厚よりもかなり大
きいことから、ロータ２６の膨潤による寸法変化量は、
ロータ２６の外周部および隔壁部３５間の間隙４２の方
が、ロータ２６の両面およびハウジング２５間の間隙４
３，４３よりも大きいので、特に問題となるのはロータ
２６の半径方向に沿う膨潤量である。

【００４６】間隙４２の寸法δ（図３参照）の初期設定
を小さくすると、ポンプ性能上の問題は生じないが、ロ
ータ２６の半径方向に沿う膨潤によってハウジング２５
の隔壁部３５にロータ２６が、極度に近接または接触し
て、ごみ噛みを生じたり、ロックしたりする惧れがあ
り、また前記寸法δの初期設定を大きくすると、使用初
期段階において所望のポンプ性能が得られない。

【００４７】ここで、間隙４２の寸法δの設定に関連す
る因子としては、ロータ２６の加工公差、熱膨張、膨
潤、ならびにロータ２６および回転軸２８の嵌合がた等
が考えられるが、実質的には、ロータ２６の加工公差、
熱膨張および膨潤を考慮して定めればよく、その加工公
差、熱膨張量および膨潤量は、基本的にはロータ２６の
外周直径Ｄに比例するものである。そこで、ロータ２６
の外周直径Ｄに対する前記間隙４２の寸法δの変化率
（２×δ／Ｄ）×１００（％）に対するポンプ効率の変
化について実験した結果、図５で示すような曲線が得ら
れた。

【００４８】この際、ロータ２６の外周直径Ｄは、製造
上および強度上標準的な値として、３０ｍｍ〜１２０ｍ
ｍの範囲に設定されている。すなわち外周直径Ｄが１２
０ｍｍを超える場合には、強度向上のためにロータ２６
が厚肉に形成されなければならず、しかも製造にあたっ
て削り出し等の工数が増加し、寸法精度上も問題が生じ
るものであり、また外周直径Ｄが３０ｍｍ未満の場合に
は、加工および精度上の困難さが増すことになる。

【００４９】このようなロータ２６の外周直径Ｄの範囲
設定と、低圧（絶対圧で２０〜４０ｍｍＨｇ）下での使
用とに基づき、ポンプ効率の下限を２０％に設定したと
きには、図５で明らかなように、寸法変化率の上限値は
０．７２％となる。また塵埃の噛込みをも考慮して、ロ
ータ２６がハウジング２５の隔壁部３５に接触してロッ
クすることを回避するために必要とされる寸法δを確保
するための最小寸法変化率は、図５で示すように０．１
８％であり、その最小寸法変化率０．１８％を前記寸法
変化率の上限値０．７２％から減算した値が、加工公
差、熱膨張および膨潤による許容寸法変化率０．５４％
となる。ここで、加工公差および熱膨張による寸法変化
率の上限値は０．３９％であり、したがって膨潤に基づ
く許容変化率は、最大０．１５％となる。

【００５０】上述のように合成樹脂から成るロータ２６
がハウジング２５の隔壁部３５に接触してロックするこ
とを回避するためには、ロータ２６の膨潤に伴う寸法変
化率の最大値を０．１５％に抑えれば良いのであるが、
軽金属に対する腐食作用を抑えるために媒体に含まれる
水分含有率は比較的大とされるものであり、ロータ２６
を形成する合成樹脂としては、水分に対する膨潤率が小
さいものであることが必要であり、そのような合成樹脂
としてはレゾール形フェノール樹脂が好適である。

【００５１】ここで、商品名ＰＭ９６２５（住友ベーク
ライト社製、ＪＩＳ−Ｋ−６９１５のＰＭ−ＨＨ−Ｒに
相当）のレゾール形高位熱用フェノール樹脂と、商品名
ＰＭ９６３０（住友ベークライト社製、ＪＩＳ−Ｋ−６
９１５のＰＭ−ＨＭ−Ｒに相当）のレゾール形耐熱及び
衝撃用フェノール樹脂とを用いて、水分含有率に対する
膨潤による寸法変化率について実験したところ、図６で
示すような結果が得られた。この図６において、レゾー
ル形フェノール樹脂Ａが上記商品名ＰＭ９６２５のレゾ
ール形高位熱用フェノール樹脂であり、またレゾール形
フェノール樹脂Ｂが上記商品名ＰＭ９６３０のレゾール
形耐熱及び衝撃用フェノール樹脂である。

【００５２】この図６から明らかなように、寸法変化率
を０．１５％以下に抑えるためには、レゾール形フェノ
ール樹脂Ａでは１７重量％、またレゾール形フェノール
樹脂Ｂでは１２重量％まで水分含有率を増加させて設定
することが可能である。この結果から、余裕を見て水分
含有率を１０重量％以下に設定したときに、レゾール形
フェノール樹脂製のロータ２６では、そのロータ２６の
膨潤に伴う寸法変化率が０．１５％以下に抑えられるこ
とになる。

【００５３】なお、定置式家庭用空調装置における吸収
式冷凍装置として、その冷媒および吸収剤の所望の作用
を保持して冷凍性能を充分に得た上で、軽金属に対する
腐食作用を抑えるために最適な水分含有率は、本発明者
の実験結果から約５重量％であることが判明したが、上
述のように、膨潤に伴う寸法変化率が０．１５％以下で
ある合成樹脂製のロータ２６で、水分含有率を１０重量
％まで増大し得ることにより、耐腐食性をさらに高める
ための水分含有率の増量幅に設定の自由度を持たせるこ
とができる。

【００５４】一方、比較のために、フェノール樹脂にフ
ェノールアラルキル樹脂および充填材が配合されて成る
もの（特開平３−１１５７９４号公報で開示されたも
の）について、水分含有率に対する膨潤による寸法変化
率について実験した結果、図６の比較例Ａ，Ｂで示す曲
線が得られた。これで明らかなように、膨潤による許容
寸法変化率を満足するためには、約２重量％以下の水分
含有率までしか水を添加することができず、軽金属の腐
食を抑えるために必要とする水分含有率を比較的大きく
することができない。

【００５５】次にこの実施例の作用について説明する
と、低圧閉鎖回路系である吸収式冷凍装置において、媒
体の一部である溶液を、冷媒としての含フッ素アルコー
ルと吸収剤としての複素環状有機化合物とから成るもの
としたことにより、低燃焼性、高熱効率、非結晶性、優
れた熱安定性および高冷凍能力等の吸収式冷凍装置で要
求される性能を満たすことができる。

【００５６】この含フッ素アルコールおよび複素環状有
機化合物は、軽金属に対する腐食性が強いものである。
一方、吸収式冷凍装置の構成機器、たとえば蒸発器５、
吸収器６、第１再生器７、第２再生器８、第１分縮器
９、第２分縮器１０、凝縮器１１、第１および第２熱交
換器１２，１３、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３ならびにそれ
らの機器５〜１３，Ｐ１〜Ｐ３を相互に結ぶパイプ等の
少なくとも一部が、軽量化のために軽金属により形成さ
れるのであるが、含フッ素アルコールおよび複素環状有
機化合物から成る溶液に水を添加することにより腐食性
を弱めることが可能であり、媒体に接触する部位を軽量
化のために上述のように軽金属で形成しても腐食を抑え
ることができる。

【００５７】また低圧閉鎖回路を構成する吸収式冷凍装
置で用いられるポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３をウエスコ式ポ
ンプとすることにより、低圧であるが故に生じ易い各ポ
ンプＰ１〜Ｐ３でのキャビテーションの発生を極力抑え
ることが可能であり、しかもそれらのウエスコ式ポンプ
Ｐ１〜Ｐ３においてロータ２６は、レゾール形フェノー
ル樹脂で形成される。このレゾール形フェノール樹脂
は、ガラス繊維をベースとしたアンモニアフリータイプ
のフェノール樹脂であり、溶液に対する寸法変化および
強度変化が小さく、耐溶液安定性に優れたものであるの
で、ロータ２６すなわちポンプＰ１〜Ｐ３の軽量化を図
った上で優れた耐久性を得ることが可能となる。またキ
ャビテーションが発生したとしてもロータ２６が合成樹
脂製であることから、キャビテーションの発生に伴なっ
て気泡が潰れたときの衝撃を合成樹脂の弾力で吸収する
ようにして耐衝撃性をロータ２６に持たせることができ
る。

【００５８】上記レゾール形フェノール樹脂は、軽金属
の耐腐食性を高めるべく媒体中に比較的多く含まれる水
分による膨潤度を、図６で示したように極めて低いレベ
ルに維持することができるものであり、膨潤によってハ
ウジング２５およびロータ２６間の間隙を大きく変化さ
せるロータ２６の寸法変化率を極力小さくして所望のポ
ンプ性能を得ることが可能となる。

【００５９】ところで、ウエスコ式ポンプにおいて、ロ
ータ２６の外周部と隔壁部３５との間に形成される間隙
４２の寸法δの設定にあたって、ロータ２６の加工公
差、熱膨張および膨潤を考慮して定めるのであるが、膨
潤による寸法変化率の許容値は、図５に関連して説明し
たように０．１５％であり、その許容値０．１５％を満
足するための媒体の水分含有率の最大値が、図６に関連
して説明したように、１０重量％と設定される。したが
って、軽金属の媒体による腐食作用を抑制するのに充分
な水を溶液に添加することができた上に、ロータ２６の
膨潤に起因して変化するロータ２６およびハウジング２
５間の間隙が許容値内に抑えられ、所望のポンプ性能を
得ることが可能となる。

【００６０】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、水分含有率が１０重量％以下である媒体に対して、
ロータの寸法変化率が０．１５％以下となる合成樹脂で
該ロータが形成されることにより、充分なポンプ性能を
維持しつつ媒体の水分含有率を充分高めることができ
る。

【００６２】また請求項２記載の発明によれば、ロータ
以外で媒体に接触する部分の少なくとも一部が軽金属か
ら成り、媒体の水分含有率を充分高めることによって軽
金属の耐腐食性を高めつつ、ポンプの軽量化を図ること
ができる。

【００６３】請求項３および４記載の発明によれば、ロ
ータが、レゾール形フェノール樹脂で形成されることに
より、ロータすなわちポンプの軽量化を図った上で優れ
た耐久性を得ることができるとともに、膨潤によってハ
ウジングおよびロータ間の間隙を大きく変化せしめるロ
ータの寸法変化率を極力小さくして所望のポンプ性能を
得ることが可能となる。

【００６４】請求項５ないし７記載の発明によれば、閉
鎖回路の少なくとも一部が軽金属で構成されていても、
水分含有率の高い媒体を充分なポンプ性能で圧送し得る
ポンプを用いることにより、軽金属の耐腐食性が高めら
れる。

【００６５】請求項８記載の発明によれば、吸収式冷凍
装置で用いられる媒体の一部である溶液が、含フッ素ア
ルコールおよび複素環状有機化合物から成ることによ
り、吸収式冷凍装置の循環媒体として要求される性能、
すなわち低燃焼性、高熱効率、非結晶性、優れた熱安定
性および高冷凍能力を得ることができ、しかも溶液に水
を添加することにより腐食性を弱めることが可能とな
る。

【００６６】さらに請求項９記載の発明によれば、ポン
プをウエスコ式ポンプとすることにより、低圧回路であ
る吸収式冷凍装置において、低圧であるが故に生じ易い
キャビテーションの発生を極力抑えることができ、キャ
ビテーションが発生したとしてもロータが合成樹脂製で
あることから、キャビテーションの発生に伴なって気泡
が潰れたときの衝撃を合成樹脂の弾力で吸収するように
して耐衝撃性をロータに持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定置式家庭用空調装置の構成を示す系統図であ
る。

【図２】ウエスコ式ポンプの縦断側面図で図３の２−２
線に沿う断面図である。

【図３】図２の３−３線断面図である。

【図４】図２の４部拡大図である。

【図５】寸法変化率に対するポンプ効率ならびに水分含
有率の関係を示す図である。

【図６】水分含有率に対する膨潤による寸法変化率の関
係を示す図である。

【符号の説明】

２５・・・ハウジング２６・・・ロータ４２，４３・・・間隙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎英治埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定のハウジング（２５）と該ハウジン
グ（２５）内で回転作動する合成樹脂製のロータ（２
６）とが相互間に間隙（４２，４３）を形成して隣接配
置されて成り、溶液に水を添加して成る媒体を昇圧せし
めるポンプにおいて、水分含有率が１０重量％以下であ
る媒体に対して、ロータ（２６）の寸法変化率が０．１
５％以下となる合成樹脂で該ロータ（２６）が形成され
ることを特徴とするポンプ。
【請求項２】ロータ（２６）以外で媒体に接触する部
分の少なくとも一部が、前記溶液による腐食作用を受け
る軽金属から成ることを特徴とする請求項１記載のポン
プ。
【請求項３】ロータ（２６）が、レゾール形フェノー
ル樹脂で形成されることを特徴とする請求項１または２
記載のポンプ。
【請求項４】レゾール形フェノール樹脂が、ＪＩＳ−
Ｋ−６９１５のＰＭ−ＨＨ−Ｒに相当するレゾール形高
位熱用フェノール樹脂、またはＪＩＳ−Ｋ−６９１５の
ＰＭ−ＨＭ−Ｒに相当するレゾール形耐熱及び衝撃用フ
ェノール樹脂であることを特徴とする請求項３記載のポ
ンプ。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載のポ
ンプ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）が、軽金属に対して腐食作用
がある溶液に水を添加して成る媒体を循環せしめる閉鎖
回路に設けられ、該閉鎖回路の一部を構成して媒体に接
触する部位の少なくとも一部が軽金属から成ることを特
徴とする媒体循環装置。
【請求項６】低圧閉鎖回路で構成されることを特徴と
する請求項５記載の媒体循環装置。
【請求項７】吸収式冷凍装置であることを特徴とする
請求項６記載の媒体循環装置。
【請求項８】媒体の一部である溶液が、含フッ素アル
コールおよび複素環状有機化合物から成ることを特徴と
する請求項７記載の媒体循環装置。
【請求項９】前記ポンプ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）が、ウ
エスコ式ポンプであることを特徴とする請求項６または
７記載の媒体循環装置。