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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrverbindung, die zum Verbinden
von Kältemittelrohren miteinander
in einem Kühlkreis
benutzt wird, oder insbesondere eine Konstruktion zur hermetischen Verbindung
einer Luftseite und einer Kältemittelseite durch
zwei hermetische Dichtelemente.
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2. Beschreibung des technischen
Hintergrundes
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Es
ist eine herkömmliche
Rohrverbindung dieser Art für
den Kühlkreis
erhältlich,
die ein männliches
Verbindungselement 100 und ein weibliches Verbindungselement 110 zur
Verbindung der Kältemittelrohre
aufweist, wie in 7A dargestellt.
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Das
weibliche Verbindungselement 110 enthält an seinem Innenumfang eine
zylindrisch ausgebildete Passausnehmung 111. Das männliche
Verbindungselement 100 enthält einen zylindrisch ausgebildeten
Passvorsprung 101 und einen angrenzend an den Passvorsprung 101 ausgebildeten
und einen kleineren Außendurchmesser
als der Passvorsprung 101 aufweisenden gestuften Abschnitt 102. Ein
O-Ring 120, der ein zweites hermetisches Dichtelement bildet
und in der mit der Kältemittelseite
in Verbindung stehenden Richtung angeordnet ist, und ein Stützring 130,
der ein erstes hermetisches Dichtelement bildet, das in der mit
der Luftseite in Verbindung stehenden Richtung angeordnet ist, sind
nebeneinander in dem gestuften Abschnitt 102 eingepasst.
Der Außenumfang
des Passvorsprungs 101, des O-Rings 120 und des
Stützrings 130 passt
in die Passausnehmung 111, um dadurch die Luftseite und die
Kältemittelseite
hermetisch zu verschließen.
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Der
Stützring 130 ist
ein hermetischer Dichtring zum Verhindern des Verschiebens (Herausfahrens)
des O-Rings 120 und ist durch schräges Schneiden eines PTFE (Polytetrafluorethylen)-Materials
gebildet. Der Stützring 130 ist
mit einer ersten Stirnfläche
davon gegen den an dem männlichen Verbindungselement 100 ausgebildeten
Presspassungswandabschnitt 103 gedrückt angeordnet.
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Als
Ergebnis wird mit dem von der Kältemittelseite
auf eine erste Stirnfläche
des O-Rings 120 angrenzend an den Stützring 130 ausgeübten Kältemitteldruck
die erste Stirnfläche
des Stützrings 130 gegen
den Presspassungswandabschnitt 103 gedrückt und plastisch verformt,
wodurch der Spalt zwischen der Passausnehmung 111 und dem
Passvorsprung 101 ausgefüllt wird. Auf diese Weise wird
ein Verschieben des O-Rings zu der Niederdruckseite verhindert,
während
gleichzeitig ein hermetisches Verschließen der Kältemittelseite und der Luftseite gewährleistet
wird (siehe JIS (Japanese Industrial Standard) B2407: Stützring für O-Ring).
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In
dem überkritischen
Kühlkreis
mit einem Kohlendioxidkältemittel
wurde jedoch festgestellt, dass ein Gummimaterial oder Harzmaterial
beim Kontakt mit dem oder Eintauchen in das Kohlendioxidkältemittel
im überkritischen
Zustand eine höhere Permeabilität als mit
dem herkömmlichen
Freonkältemittel
oder einem Ersatzfreonkältemittel
besitzt.
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Bei
dem oben beschriebenen Aufbau hat der Stützring 130 aus PTFE
(Polytetrafluorethylen)-Harzmaterial einen vergleichsweise hohen
Permeabilitätskoeffizienten
gegenüber
einem Kohlendioxidkältemittel
im überkritischen
Zustand. Wie in 7B dargestellt,
gibt es deshalb das Problem, dass das Kohlendioxidkältemittel
durch den O-Ring 120 und den Stützring 130 durch den
Kältemitteldruck
zu der Atmosphäre
austritt. Da der Stützring 130 durch
einen Schrägschnitt
gebildet ist, tritt ferner das Problem des Kältemittelaustritts aus der
schrägen Schnittfläche trotz
einer hohen Montierbarkeit auf.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der oben beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Rohrverbindung für einen Kühlkreis vorzusehen, in welcher
das zu der Luftseite führende
erste hermetische Dichtelement aus einem gegenüber einem Kohlendioxidkältemittel
weniger durchlässigen Kunststoffmaterial
gebildet ist, um einen Kältemittelaustritt
zu minimieren.
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Die
oben genannte Aufgabe wird durch Einsetzen technischer Maßnahmen
gemäß dem ersten bis
fünften
Aspekt der Erfindung gelöst.
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Insbesondere
ist gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung eine Rohrverbindung zum Verbinden von
Kältemittelrohren
in einem Kühlkreis
mit einem männlichen
Verbindungselement (10) und einem weiblichen Verbindungselement
(20) vorgesehen, wobei
das weibliche Verbindungselement
(20) eine an seinem Innenumfang zylindrisch ausgebildete
Passausnehmung (24) enthält,
das männliche
Verbindungselement (10) einen zylindrisch ausgebildeten
Passvorsprung (14) und einen an dem vorderen Ende des Passvorsprungs
(14) ausgebildeten und einen kleineren Außendurchmesser
als der Passvorsprung (14) aufweisenden gestuften Abschnitt
(13) enthält,
das
männliche
Verbindungselement (10) und das weibliche Verbindungselement
(20) derart sind, dass ein erstes hermetisches Dichtelement
(30), dessen erste Stirnfläche in der mit der Luft in
Verbindung stehenden Richtung angeordnet ist, und ein zweites hermetisches
Dichtelement (31), dessen andere Stirnfläche in der
mit dem Kältemittel
in Verbindung stehenden Richtung angeordnet ist, angrenzend aneinander
in dem gestuften Abschnitt (13) eingepasst sind,
die
Außenumfangsabschnitte
des Passvorsprungs (14), des ersten hermetischen Dichtelements
(30) und des zweiten hermetischen Dichtelements (31)
in die Passausnehmung (24) eingepasst sind, um dadurch
ein hermetisches Verschließen
der Kältemittelseite
und der Luftseite zu gewährleisten,
und
das zweite hermetische Dichtelement (31) aus einem elastischen
Material mit einer hohen Blasenfestigkeit gegenüber dem Kohlendioxidkältemittel
gebildet ist, und das erste hermetische Dichtelement (30)
die Funktion eines Stützrings
hat und einen kleineren Permeabilitätskoeffizienten gegenüber dem
Kohlendioxidkältemittel
als das zweite hermetische Dichtelement (31) besitzt, wobei
das erste hermetische Dichtelement (30) aus einem Kunstharzmaterial
gebildet ist, das unter dem auf das zweite hermetische Dichtelement
(31) ausgeübten
Druck der Kältemittelseite
plastisch verformt werden kann.
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Das
erste hermetische Dichtelement (30) ist als ein Endlosring
mit einem Querschnitt in der Form eines im Wesentlichen Rechtecks,
eines im Wesentlichen Polygons oder eines im Wesentlichen Halbkreises
gebildet.
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Das
männliche
Verbindungselement (10) enthält einen Presspassungswandabschnitt
(12) in Druckkontakt mit der ersten Stirnfläche des
in den gestuften Abschnitten (13) eingepassten ersten hermetischen
Dichtelements (30). Das erste hermetische Dichtelement
(30) hat einen Querschnitt eines im Wesentlichen Rechtecks,
eines im Wesentlichen Polygons oder eines im Wesentlichen Halbkreises und
ist in einer solchen Form ausgebildet, dass die Kontaktfläche der
gegen den Presspassungswandabschnitt (12) gedrückten ersten
Stirnfläche größer als
die Kontaktfläche
der durch das zweite hermetische Dichtelement (31) kontaktierten
anderen Stirnfläche
ist.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung ist das in der mit der Luftseite
in Verbindung stehenden Richtung angeordnete erste hermetische Dichtelement (30)
aus einem plastisch verformbaren Kunstharzmaterial mit einem kleineren
Permeabilitätskoeffizienten als
das zweite hermetische Dichtelement (31) eines elastischen
Materials gebildet. So kann der Permeabilitätskoeffizient gegenüber einem
Kohlendioxidkältemittel
im überkritischen
Zustand im Vergleich zu dem herkömmlichen
PTFE (Polytetrafluorethylen)-Material deutlich reduziert werden.
Als Ergebnis kann die Menge des durch das erste hermetische Dichtelement
(30) und das zweite hermetische Dichtelement (31)
austretenden Kältemittels
minimiert werden.
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Ferner
kann, da das erste hermetische Dichtelement (30) aus einem
plastisch verformbaren Kunstharzmaterial gebildet ist, der zwischen
der Passausnehmung (24) und dem ersten hermetischen Dichtelement
(30) erzeugte Spalt durch den Kältemitteldruck von dem zweiten
hermetischen Dichtelement (31) für eine verbesserte Hermetizität positiv gefüllt werden.
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Im
Vergleich zu der herkömmlichen
Konstruktion des Schrägschnitts
ist das erste hermetische Dichtelement (30) als ein Endlosring
ohne Nähte
ausgebildet, und deshalb kann der Kältemittelaustritt, der sonst
durch die Nähte
verursacht werden könnte,
beseitigt werden.
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Da
die Kontaktfläche
mit dem Presspassungswandabschnitt (12) reduziert ist,
wird die Belastung auf die erste Stirnfläche erhöht, wodurch die Hermetizität in der
Grenzfläche
mit dem Presspassungswandabschnitt (12) verbessert wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Rohrverbindung für den Kühlkreis
vorgesehen, bei welcher das erste hermetische Dichtelement (30)
aus einem Kunstharzmaterial mit einer thermischen Verformungstemperatur
von bevorzugt etwa 60° oder
weniger entsprechend Regel A des JIS (Japanese Industrial Standard)
K7191-2 gebildet ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung ist eine Rohrverbindung für den Kühlkreis
vorgesehen, bei welcher das erste hermetische Dichtelement (30)
einen Außendurchmesser
besitzt, der bevorzugt etwa 1,0 bis 1,03 mal so groß wie der
Innendurchmesser der Passausnehmung (24) ist.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung ist eine Rohrverbindung für den Kühlkreis
vorgesehen, bei welcher das erste hermetische Dichtelement (30)
aus einem Element gebildet ist, das ausgewählt ist aus PA11 (Nylon 11),
PA12 (Nylon 12) und HDPE (hochdichtes Polyethylen). Im vierten Aspekt
der Erfindung ist das zweite hermetische Dichtelement (31) aus
einem elastischen Material, wie beispielsweise IIR, H-NBR oder EPDM
gebildet, das eine hohe Blasenfestigkeit gegenüber dem Kohlendioxidkältemittel besitzt.
Nichtsdestotrotz haben die erstgenannten Materialien einen Permeabilitätskoeffizienten
gegenüber
dem Kohlendioxidkältemittel
kleiner als die letztgenannten Materialien, und deshalb kann der
Kältemittelaustritt
durch Durchdringen im Vergleich zu einem herkömmlichen PTFE (Polytetrafluorethylen) – Material
deutlich reduziert werden.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung ist eine Rohrverbindung für den Kühlkreis vorgesehen, bei welcher
der Kühlkreis
der überkritische
Kühlkreis
mit dem Kohlendioxidkältemittel
ist. Im fünften Aspekt
der Erfindung wird das Kunstharzmaterial mit einem kleinen Permeabilitätskoeffizienten
bevorzugt für
den überkritischen
Kühlkreis
verwendet.
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Die
in Klammern gesetzten Bezugsziffern zu allen oben beschriebenen
Einrichtungen bezeichnen die Entsprechung zu den speziellen Einrichtungen
in den später
beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Darin
zeigen:
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1 einen Längsschnitt
eines allgemeinen Aufbaus einer Rohrverbindung für den Kühlkreis gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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1B eine Explosionsdarstellung
eines allgemeinen Aufbaus einer Rohrverbindung für den Kühlkreis gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine vergrößerte Darstellung
des in 1A gezeigten
Teils A;
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3 eine Darstellung zur Erläuterung
der Art und Weise, in welcher das Kältemittel durch den O-Ring 31 und
den Stützring 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dringt;
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4 ist ein Kennzeichendiagramm
der Beziehung zwischen dem Material und der Kältemittelaustrittsmenge in
verschiedenen Kombinationen des O-Rings 31 und des Stützrings 30;
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5 ein Kennzeichendiagramm
der Beziehung zwischen dem Material und der Kältemittelaustrittsmenge in
verschiedenen Kombinationen des aus IIR gebildeten O-Rings 31 und
des Stützrings 30;
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6A einen Längsschnitt
des Stützrings 30 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6B einen Längsschnitt
des Stützrings 30 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6C einen Längsschnitt
des Stützrings 30 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6D einen Längsschnitt
des Stützrings 30 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7A einen Längsschnitt
eines allgemeinen Aufbaus der herkömmlichen Rohrverbindung für den Kühlkreis;
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7B eine vergrößerte Ansicht
des in 7A gezeigten
Teils A.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Eine
Rohrverbindung für
den Kühlkreis
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend Bezug nehmend auf 1 bis 5 erläutert. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel
dieser Erfindung auf eine Rohrverbindung, durch welche die Kältemittelrohre
für den
Kühlkreis
mit dem Kohlendioxidkältemittel
koaxial verbunden sind.
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Diese
Verbindung weist ein männliches
Verbindungselement 10 und ein weibliches Verbindungselement 20 auf,
wie in 1A und 1B dargestellt. Das weibliche
Verbindungselement 20 hat ein Ende offen und das andere
Ende mit dem nicht dargestellten Kältemittelrohr verbunden. Ein
zylindrisch geformter Kältemittelpfad 21 und
eine Passausnehmung 24 sind an dem Innenumfang des weiblichen Verbindungselements 20 ausgebildet.
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Das
männliche
Verbindungselement 10 enthält einen an einem Ende davon
zylindrisch ausgebildeten Passvorsprung 14 sowie einen
zylindrisch ausgebildeten und sich zu dem vorderen Ende von dem Passvorsprung 14 erstreckenden
gestuften Abschnitt 13. Der Innenumfang des männlichen
Verbindungselements 10 ist mit einem Kältemittelpfad 11 ausgebildet,
und das andere Ende des männlichen
Verbindungselements ist mit dem nicht dargestellten Kältemittelrohr
verbunden. Der gestufte Abschnitt 13 hat einen kleineren
Außendurchmesser
als der Passvorsprung 14. Der Teil des gestuften Abschnitts 13 näher zu dem
Passvorsprung 14 ist mit einem Presspassungswandabschnitt 12 ausgebildet,
gegen den eine erste Stirnfläche
des später
beschriebenen ersten hermetischen Dichtelements 30 gedrückt wird.
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Ein
Stützring 30,
der das erste hermetische Dichtelement bildet und in der mit der
Luftseite in Verbindung stehenden Richtung angeordnet ist, und ein das
zweite hermetische Dichtelement bildender O-Ring 31, der
auf der Kältemittelseite
angeordnet ist, sind angrenzend aneinander an den gestuften Abschnitt 13 eingepasst.
Der Außenumfang
des Passvorsprungs 14, des Stützrings 30 und des O-Rings 31 ist
in die Passausnehmung 24 des weiblichen Verbindungselements 20 eingepasst,
um dadurch eine Hermetizität
zwischen der Kältemittelseite und
der Luftseite zu erzielen. Das männliche
Verbindungselement 10 und das weibliche Verbindungselement 20 sind
miteinander durch ein Befestigungselement wie beispielsweise eine
nicht dargestellte Schraube verbunden.
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Der
O-Ring 31, der in der mit der Kältemittelseite in Verbindung
stehenden Richtung angeordnet ist, ist aus einem hermetischen Dichtelement
eines elastischen Materials, wie beispielsweise Gummi oder insbesondere
ein Element ausgewählt
aus IIR, H-NBR und EPDM, mit einer hohen Blasenfestigkeit, das durch
Blasen, die durch Kontakt mit oder Eintauchen in Kohlendioxid im überkritischen
Zustand (den Zustand, in dem die Flüssigkeit und das Gas eine einzige
Phase annehmen) kaum beeinflusst wird, gebildet.
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Der
in der mit der Luftseite in Verbindung stehenden Richtung angeordnete
Stützring 30 ist
dagegen ein hermetisches Dichtelement, um eine Verformung des oben
beschriebenen O-Rings 31 unter dem Kältemitteldruck und eine Verschiebung
(Herausfahren) zu der Luftseite zu verhindern. Wie in 2 dargestellt, ist der Stützring 30 aus
einem ringförmigen
Kunstharzmaterial mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
gebildet. Insbesondere ist der Stützring 30 aus einem
Kunstharzmaterial wie beispielsweise PA11 (Nylon 11), PA12 (Nylon
12) oder HPDE (hochdichtes Polyethylen) mit einem kleineren Permeabilitätskoeffizienten
gegenüber
Kohlendioxid (CO2) als IIR, H-NBR oder EPDM
des oben beschriebenen O-Rings 31 gebildet.
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Die
Untersuchung der Erfinder zeigt, dass die oben beschriebenen Gummi-
und Kunstharzmaterialien einschließlich EPDM, H-NBR (Acrylonitril-Butadien-Gummi
mit einem mittelhohen Wert der kuppelnden Acrylonitrilmenge), PTFE
(Polytetrafluorethylen), IIR und PA12 (Nylon 12) eine abfallende Reihenfolge
des Permeabilitätskoeffizienten
gegenüber
Kohlendioxid haben. PA11 (Nylon 11), PA12 (Nylon 12) und HDPE (hochdichtes
Polyethylen) sind aus einem kristallinen Kunstharzmaterial mit einer dichten
Molekülstruktur
gemacht und haben deshalb hervorragende Eigenschaften als Gassperren.
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Der
Stützring 30 muss
aus einem plastisch verformbaren Kunstharzmaterial gebildet sein,
um die Verschiebung des O-Rings 31 zu verhindern. Insbesondere
muss sich das Material in einer solchen Weise verhalten, dass mit
dem auf eine erste Stirnfläche
des O-Rings 31 von der Kältemittelseite ausgeübten Kältemitteldruck
die erste Stirnfläche
des Stützrings 30 gegen
den Presspassungswandabschnitt 12 gedrückt wird, während er gleichzeitig plastisch
verformt und entlang seines Innen- und Außendurchmessers erweitert wird,
wodurch der Spalt zwischen der Passausnehmung 24 und dem Stützring 30 gefüllt wird.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist das oben beschriebene Material so gebildet, dass es eine Eigenschaft
besitzt, bei der seine thermische Verformungstemperatur bevorzugt
etwa 60° oder
weniger beträgt.
Die thermische Verformungstemperatureigenschaft wird basierend auf
Regel A des JIS K7191-2 bestimmt. Solange der auf die erste Stirnfläche des
O-Rings 31 ausgeübte
Kältemitteldruck
zum Beispiel 1,80 MPa oder mehr beträgt, wird der Stützring 30 plastisch
verformt und kann den Spalt füllen. Andererseits
hat der Stützring 30 einen
Außendurchmesser
etwas größer als
der Außendurchmesser
des O-Rings 31, und ist etwa 1,0 bis 1,03 mal so groß wie der
Innendurchmesser der Passausnehmung 24.
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Als
nächstes
wird nun die Funktionsweise der Rohrverbindung für den Kühlkreis mit dem obigen Aufbau
unter Bezugnahme auf 3 erläutert. 3 ist eine Darstellung der
Art und Weise, wie das Kohlendioxidkältemittel auf der Kältemittelseite
durch den O-Ring 31 und den Stützring 30 dringt.
Mit dem auf die erste Stirnfläche
des O-Rings 31 ausgeübten Kältemitteldruck
der Kältemittelseite
durchdringt das durch den O-Ring 31 dringende Kohlendioxidkältemittel
in einem geringeren Maß den
Stützring 30,
was einen Austritt zu der Luftseite verursacht. Durch Verwenden
eines Materials mit einem kleineren Permeabilitätskoeffizienten für den Stützring 30 als
für den O-Ring 31 kann
jedoch der Kältemittelaustritt
viel mehr als in der aus dem PTFE (Polytetrafluorethylen)-Material
gebildeten herkömmlichen
Rohrverbindung unterdrückt
werden.
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Die
Beziehung zwischen den Materialien des O-Rings 31 und des
Stützrings 30 und
der Kältemittelaustrittsmenge
wurde experimentell bestätigt
und wird Bezug nehmend auf 4 und 5 erläutert. 4 zeigt Messungen des Massenverhältnisses des
Kältemittelaustritts
für jeden
Punkt der Rohrverbindung unter dem Kältemitteldruck von etwa 15
MPa bei der Umgebungstemperatur von 80°C, die sich bei den Kombinationen
von drei Arten von Gummimaterial des O-Rings 31 einschließlich H-NBR
(mittelhoher Nitrilanteil), EPDM und IIR einerseits und Kunstharzmaterialien
des Stützrings 30 einschließlich PTFE
(Polytetrafluorethylen) und PA12 (Nylon 12) andererseits zeigten.
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In
dem in 4 dargestellten
Schritt A ist nur der O-Ring 31 in dem gestuften Abschnitt
13 angeordnet, während
in Schritt B der aus dem herkömmlichen
Material des PTFE (Polytetrafluorethylen) gebildete Stützring 30 angeordnet
ist und in Schritt C PA12 (Nylon 12) gemäß der Erfindung benutzt wird. Dieser
Vergleich zeigt, dass die Kältemittelaustrittsmenge
für die
Kombination von PA12 (Nylon 12) und IIR in Schritt C am kleinsten
ist.
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5 zeigt einen Vergleich
des Kältemittelaustrittsmassenverhältnisses
von sieben Arten Kunstharzmaterial des Stützrings 30 einschließlich PA66,
PA6, PBT, HDPE (hochdichtes Polyethylen), PA11 (Nylon 11), PA12
(Nylon 12) und PTFE (Polytetrafluorethylen), wobei das Material
des O-Rings 31 auf IIR festgelegt ist. Dieser Vergleich
zeigt, dass PA11 (Nylon 11), PA12 (Nylon 12) und HDPE (hochdichtes
Polyethylen) bevorzugt sind und die geringste Kältemittelaustrittsmenge zeigen.
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Als
Ergebnis der Prüfung
der Kältemittelaustrittsmenge
in einer ähnlichen
Weise durch Auswählen
und Kombinieren von Materialien des Stutzrings 30, die
kaum eine plastische Verformung mit dem O-Ring 31 aus IIR
entwickeln, wurde auch festgestellt, dass die von diesen Kombinationen
erhaltenen Eigenschaften schlechter als jene durch die obigen Kombinationen
sind.
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Mit
der Rohrverbindung für
den Kühlkreis
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
wird ein plastisch verformbares Kunstharzmaterial mit einem kleineren
Permeabilitätskoeffizienten
als der O-Ring 31 aus einem elastischen Material wie Gummi
beim Bilden des in der mit der Luftseite in Verbindung stehenden
Richtung angeordneten Stützrings 30 verwendet,
und deshalb kann der Permeabilitäts koeffizient gegenüber dem
Kohlendioxidkältemittel
in dem überkritischen
Zustand im Vergleich zu der herkömmlichen
Rohrverbindung aus PTFE (Polytetrafluorethylen) deutlich reduziert
werden, wodurch es möglich gemacht
wird, den Kältemittelaustritt
durch den Stützring 30 und
den O-Ring 31 zu minimieren.
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Da
der Stützring 30 aus
einem plastisch verformbaren Kunstharzmaterial gebildet ist, kann
der zwischen der Passausnehmung 24 und dem Stützring 30 gebildete
Spalt ferner durch den Kältemitteldruck
von dem O-Ring 31 für
eine verbesserte Hermitizität
positiv gefüllt
werden.
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In
Anbetracht der Tatsache, dass der herkömmliche Schrägschnitt
durch einen Endlosring mit weniger Nähten als bei dem Schrägschnitt
ersetzt ist, kann auch der Kältemittelaustritt,
der sonst aus den Nähten
auftreten würde,
beseitigt werden.
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Der
Stützring 30 ist
aus einem Kunstharzmaterial mit einer thermischen Verformungstemperatur von
bevorzugt etwa 60°C
oder weniger gemäß Regel A
des JIS K7191-2 ausgebildet und wird deshalb unter dem Druck der
Kältemittelseite
einfach plastisch verformt. Als Ergebnis kann der zwischen der Passausnehmung 24 und
dem Stützring 30 gebildete Spalt
unter dem Kältemitteldruck
von dem O-Ring 31 für
eine verbesserte Hermitizität
positiv gefüllt
werden. Übrigens
wurde festgestellt, dass ein Kunstharzmaterial, das kaum plastisch
verformt wird, eine schlechtere Hermitizität besitzt.
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Der
Stützring 30 hat
einen größeren Außendurchmesser
als der O-Ring 31. Deshalb wird einerseits die Hermitizität positiv
erzielt und andererseits kann die Verschiebung des O-Rings 31 zu
der Niederdruckseite exakt verhindert werden. Ferner wird in Anbetracht
der Tatsache, dass der Außendurchmesser
des Stützrings 30 bevorzugt
1,0 bis 1,03 mal so groß wie
der Innendurchmesser der Passausnehmung 24 ist, eine hohe
Montierbarkeit in der Passausnehmung 24 sichergestellt.
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Insbesondere
ist der Stützring 30 aus
einem Element gebildet, das ausgewählt ist aus PA11 (Nylon 11),
PA12 (Nylon 12) und HDPE (hochdichtes Polyethylen). Der aus einem
dieser Materialien gebildete Stützring 30 ist
mit dem O-Ring 31 aus zum Beispiel IIR als ein elastisches
Material mit einer hohen Blasenfestigkeit gegen das Kohlendioxidkältemittel kombiniert.
So kann der Kältemittelaustritt
durch die Permeabilität
im Vergleich zu dem herkömmlichen Material
aus PTFE (Polytetrafluorethylen) deutlich reduziert werden. Auch
werden diese Materialien für den überkritischen
Kühlkreis
mit dem Kohlendioxidkältemittel
bevorzugt verwendet.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Gemäß dem oben
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
hat der Stützring 30 einen
im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Alternativ kann anstelle
des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts der Querschnitt des
Stützrings 30 im Wesentlichen
polygonal oder im Wesentlichen halbkreisförmig sein, wie in 6 dargestellt. Insbesondere
zeigt 6A den Stützring 30 mit
einer runden Form an nur einer Ecke des rechteckigen Schnitts davon
in Linie mit der runden Form des Presspassungswandabschnitts 12.
Bei dieser Konstruktion wird wie bei einer im Wesentlichen rechteckigen Form
der Stützring 30 gegen
den Presspassungswandabschnitt 12 gedrückt und plastisch verformt, während er
entlang seines Innen- und Außendurchmessers
unter dem Kältemitteldruck
erweitert wird, wodurch der Spalt gefüllt wird.
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In 6B ist der Stützring 30 als
ein im Wesentlichen Polygon mit einer trapezförmigen ersten Stirnfläche davon
in einer solchen Weise gebildet, dass die Kontaktfläche der
gegen den Presspassungswandabschnitt 12 gedrückten ersten
Stirnfläche
kleiner als die Kontaktfläche
der anderen Stirnfläche
in Kontakt mit dem O-Ring 31 ist. Gemäß dieser Konstruktion kann
die reduzierte Kontaktfläche
mit dem Presspassungswandabschnitt 12 die Belastung auf
die erste Stirnfläche
erhöhen,
wodurch die Hermitizität
der Grenze mit dem Presspassungswandabschnitt 12 verbessert
wird.
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6C zeigt eine Konstruktion,
bei welcher der Stützring 30 mit
einer Spitze und einem Boden an seiner ersten Stirnfläche gebildet
ist, um dadurch die Kontaktfläche
mit dem Presspassungswandabschnitt 12 zu reduzieren. Diese
Konstruktion hat ähnliche Wirkungen
wie der in 6B gezeigte
Aufbau. In 6D ist dagegen
die erste Stirnfläche
des Stützrings 30 als
ein Halbkreis ausgebildet, um die Kontaktfläche mit dem Presspassungswandabschnitt 12 zu
reduzieren. Diese Konstruktion hat ähnliche Effekte wie die in 6B und 6C gezeigten Konstruktionen.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Spezielle
Zahlenwerte in den Ausführungsbeispielen
sind nur Beispiele, auf welche diese Erfindung nicht beschränkt ist.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken
beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass zahlreiche
Modifikationen daran durch den Fachmann ausgeführt werden können, ohne
das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.