專利名稱：流體重整系統(tǒng)的制作方法
流體重整系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種用于重整流體(一般為潤(rùn)滑劑)的流體再生裝置，它是用于如車輛引擎或液壓系統(tǒng)的機(jī)械。處理旁通油流且可串聯(lián)現(xiàn)有全流量濾油器而作業(yè)的油再生裝置為已知的。這種用于引擎、馬達(dá)、液壓技術(shù)、動(dòng)力傳輸?shù)鹊难b置因?yàn)樗蓱騽⌒缘卦黾訐Q油間隔而廣受歡迎。本發(fā)明部分地涉及一種油再生裝置，它相較于現(xiàn)有裝置，具有強(qiáng)化的效率。本發(fā)明的第一方面提供了一種用于流體重整系統(tǒng)的蒸發(fā)頭，包含共同界定蒸發(fā)室的散熱板與外罩，及用于加熱散熱板的加熱元件，其中加熱元件設(shè)置于散熱板之上或其側(cè)邊，及所述板與外罩是分離的，且所述板對(duì)外罩絕熱。本發(fā)明的第二方面提供了一種流體重整系統(tǒng)，包含上述蒸發(fā)頭。凈油系統(tǒng)適用于包括合成及半成的多種潤(rùn)滑油。該系統(tǒng)能有效地移除有害污染物，從而明顯地延長(zhǎng)油使用壽命。系統(tǒng)可移除尺寸小至1微米的固態(tài)污染物，也具有通過(guò)蒸發(fā)效應(yīng)而移除流體及氣體污染物的能力；結(jié)果為防止酸性污染物累積?，F(xiàn)已證明，該系統(tǒng)用于引擎應(yīng)用可將油耗降低75%，且在液壓應(yīng)用可將油耗降低超過(guò)90%，對(duì)全流量(標(biāo)準(zhǔn)) 過(guò)濾器的消耗也有相應(yīng)的降低。雖然過(guò)濾對(duì)于任何清凈系統(tǒng)均為重要部分，但移除固態(tài)粒子還不夠充分。它需要蒸發(fā)以移除液態(tài)及氣態(tài)污染物。本發(fā)明的系統(tǒng)依照兩個(gè)基本原理而作業(yè)過(guò)濾及蒸發(fā)。顯然雖然過(guò)濾方面已被相當(dāng)良好地證實(shí)，但蒸發(fā)能力仍需要大幅的改良及發(fā)展；因而本專利申請(qǐng)案是針對(duì)該領(lǐng)域。具體而言，蒸發(fā)頭是使油薄膜在經(jīng)加熱(蒸發(fā))表面區(qū)域上流動(dòng)而移除液體及氣體污染物。實(shí)際上，系統(tǒng)確保相對(duì)小的油體積在(相對(duì))大表面積上流動(dòng)，因而產(chǎn)生“薄膜蒸發(fā)效應(yīng)”，它確保將液體與氣體污染物快速地釋放到大氣中。過(guò)濾器一般包含未漂白棉。它不僅提供良好的實(shí)體上微粒狀濾油器，也包括易被酸侵襲的蛋白質(zhì)而有助于化學(xué)過(guò)濾。系統(tǒng)可形成旁通系統(tǒng)、全流量系統(tǒng)、或兩者的組合的一部分。它可監(jiān)測(cè)所調(diào)節(jié)流體的流動(dòng)狀況。例如可使用感應(yīng)器測(cè)量油的介電常數(shù)(或相對(duì)電容率)。油介電常數(shù)與油質(zhì)量(或退化)之間有密切的關(guān)聯(lián)。它可將該信息局部地或通訊地(例如電子地)傳輸，而可在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。散熱板可為一般截頭圓錐形。外罩板可為一般截頭圓錐形。所述板可通過(guò)抗熱及抗油性墊圈而對(duì)外罩絕熱。加熱元件可為電熱元件。加熱元件可被包裝于散熱板中。所述板可調(diào)整成在使用時(shí)接收來(lái)自下方的流體，然后使流體從經(jīng)加熱蒸發(fā)表面上流出。所述板可包括可使流體通過(guò)而進(jìn)入蒸發(fā)室的環(huán)形孔口。外罩可包括用于釋放污染物的排放口。本發(fā)明現(xiàn)在參考附圖舉例而更特定地說(shuō)明，其中


圖1為蒸發(fā)頭指定發(fā)展Pl的正視圖；圖2為形成蒸發(fā)頭指定發(fā)展P2的一部分的散熱板的正視圖；圖3為將圖2的散熱板與共同形成蒸發(fā)頭的外罩一起顯示的正視圖；圖4為顯示P2的外罩的下側(cè)的放大圖；圖5為共同形成蒸發(fā)頭指定發(fā)展P3的外罩(為了明確而翻轉(zhuǎn)顯示)及散熱板的正視圖；圖6為顯示P3的外罩的下側(cè)的放大圖；圖7為蒸發(fā)頭指定發(fā)展P4的側(cè)視圖；圖8為P4的底面正視圖；圖9為包括蒸發(fā)頭指定發(fā)展P5的流體重整系統(tǒng)的剖面圖；圖10顯示共同組成圖9的系統(tǒng)的蒸發(fā)頭、過(guò)濾單元及保存金屬罐的正視圖；圖11為將圖10所示的過(guò)濾單元裝入金屬罐中的正視圖；圖12為圖10及11的過(guò)濾單元的正視圖；圖13為形成圖9的蒸發(fā)頭的一部分的外罩單元的平面圖；圖14為圖9的蒸發(fā)頭的側(cè)視圖；圖15為形成圖14的蒸發(fā)頭的一部分的散熱板的正視圖；圖16為圖15的散熱板的側(cè)視圖；圖17為圖15及16的散熱板的底面圖；圖18為圖13的外罩的底面圖；及圖19為依照本發(fā)明發(fā)展P5形成的一個(gè)替代性具體實(shí)施例的蒸發(fā)頭形成的一部分的散熱板的正視圖?，F(xiàn)已發(fā)展本發(fā)明的蒸發(fā)頭，提供較現(xiàn)有系統(tǒng)顯著地改良的蒸發(fā)效應(yīng)。由研發(fā)計(jì)劃所獲得的本發(fā)明的各種具體實(shí)施例在以下詳述?，F(xiàn)已完成大量的測(cè)試計(jì)劃而達(dá)到最大蒸發(fā)效應(yīng)。圖1所示為依照原始具體實(shí)施例(為Pl)所形成的蒸發(fā)頭10。蒸發(fā)頭10包含散熱板部分15、及裝配在一起時(shí)形成蒸發(fā)室的外罩部分20。外罩20是具有安置加熱器的圓柱形外殼21。散熱板15具有在兩個(gè)徑向?qū)α⒐瓲钫舭l(fā)區(qū)17中的復(fù)數(shù)個(gè)入口 16。入口 16接收被污染流體而使它可在區(qū)的外表面上流動(dòng)。在將外罩20裝在散熱板15上時(shí)，加熱器被放置在區(qū)17的間置中。該具體實(shí)施例與已知系統(tǒng)相比更有效率，但是最終因?yàn)閬?lái)自加熱元件槽的極小熱轉(zhuǎn)移和較小的蒸發(fā)表面積，相較于近來(lái)的發(fā)展仍顯效率不足。在實(shí)驗(yàn)室使用Pl版將25公升的液壓油以2%水污染在測(cè)試時(shí)(系統(tǒng)移除水的速度為蒸發(fā)效應(yīng)的效率)，它花費(fèi)超過(guò)48 小時(shí)才將水移除。圖2至4圖示為于次一發(fā)展階段P2形成的蒸發(fā)頭110。在該具體實(shí)施例中，油是通過(guò)緊鄰電熱器121的槽122，然后在散熱板115上置中的截頭圓錐形板118上流動(dòng)而提供蒸發(fā)效應(yīng)。該系統(tǒng)在大約36小時(shí)內(nèi)移除了上述污染水。為了改良P2，使用圍繞加熱元件221的螺旋形油流動(dòng)信道圖案223而發(fā)展的蒸發(fā)頭210作為P3(如圖5及圖6所示)。該具體實(shí)施例設(shè)計(jì)成通過(guò)對(duì)流動(dòng)通過(guò)的油提供較大表面積而增加油溫。然而系統(tǒng)移除水污染(如上所述，液壓油體積的2%)的能力并無(wú)明顯的改良。從而導(dǎo)致有效蒸發(fā)的關(guān)鍵為圓錐形板的經(jīng)加熱表面的結(jié)論，因而發(fā)展如圖7及圖 8所示的P4。在該具體實(shí)施例中，蒸發(fā)頭310是由外罩320及散熱板成為整合單元而形成。油入口 319形成于依靠散熱板315中央的流動(dòng)圓柱中。對(duì)該具體實(shí)施例進(jìn)行測(cè)試，可觀察到蒸發(fā)速率確實(shí)有顯著地改良24小時(shí)將水移除。它進(jìn)一步證明，增加蒸發(fā)表面積則可改良蒸發(fā)效應(yīng)，然而也觀察到系統(tǒng)從整合的頂部外罩損失了顯著量的熱。因而發(fā)展如圖9至圖18所示的P5。改良的蒸發(fā)頭410是與過(guò)濾器金屬罐440及外殼450形成重整系統(tǒng)400 (最佳地如圖9所示)的一部分。蒸發(fā)頭410是合并分離(即分別地形成)的外罩420及截頭圓錐形散熱板415。 它將抗熱及抗油性墊圈455插入兩個(gè)部分415、420之間，以使該板對(duì)外罩絕熱。對(duì)本單元的測(cè)試證明，保留圓錐形散熱板上的熱極為有效，在小于10小時(shí)內(nèi)完成將測(cè)試油中的水完全蒸發(fā)。蒸發(fā)頭410是具有包裝于形狀為截頭圓錐板，進(jìn)而作為經(jīng)加熱蒸發(fā)板的鋁中的電熱元件421。油是在散熱板錐體下方從濾油器440流出，且因環(huán)形孔口 460而離開進(jìn)入蒸發(fā)室中，從而在經(jīng)加熱表面465上產(chǎn)生經(jīng)控制及測(cè)量的油膜流動(dòng)。在該具體實(shí)施例中共有18個(gè)直徑各為1.5毫米的孔口。氣體及液體是因蒸發(fā)而從油釋放，油現(xiàn)在由于過(guò)濾器的壓力差而處于大氣壓力， 因而氣體及液體污染物可通過(guò)安裝在蒸發(fā)室外罩420的頂部上的排放閥470而被排放至大氣。油然后通過(guò)出口 471而離開蒸發(fā)室，再因重力而回到潤(rùn)滑系統(tǒng)。被污染的油通過(guò)限流器475而進(jìn)入單元中，以確保為緩慢、經(jīng)測(cè)量的流速。油通過(guò)可更換的過(guò)濾元件440 ；由經(jīng)壓縮、未加工長(zhǎng)條棉所組成的過(guò)濾介質(zhì)則將小至1微米的固體污染物過(guò)濾。油然后通過(guò)經(jīng)加熱蒸發(fā)室480，在該處將液態(tài)污染物(如水、及燃料的揮發(fā)性有機(jī)與無(wú)機(jī)化合物)及氣態(tài)污染物(例如二氧化硫)蒸發(fā)且立即排放，即將酸前驅(qū)物在它反應(yīng)而在油中形成有害酸之前移除。H20+S02/S03 = H2SO4 水與二氧化硫、三氧化硫反應(yīng)而形成硫酸。系統(tǒng)移除H2SO4成分主動(dòng)地、預(yù)反應(yīng)。然后油因重力而流動(dòng)回到引擎油池或液壓系統(tǒng)。過(guò)濾1.尺寸小于1微米的粒子在引擎或液壓油中無(wú)磨損效應(yīng)。2.大部分高質(zhì)量引擎油在懸浮液中仍保留粒度為3-4微米的固態(tài)污染物(如污泥)。在粒度黏聚而大于該范圍時(shí)，污染物在懸浮液中沉降而在集油槽或引擎的其它區(qū)域沉積，造成對(duì)油的質(zhì)量及引擎性能的損害。蒸發(fā)
關(guān)于油清凈度，與過(guò)濾效果同樣重要為蒸發(fā)。液態(tài)及氣態(tài)污染物的移除例如(引擎油)7jC (H2O)由于冷凝或作為燃燒副產(chǎn)物而存在于油中。二氧化硫 (SO2)及三氧化硫(SO2)形式的氣體污染物也由于結(jié)合引擎的熱及壓力的燃燒過(guò)程而存在， 形成硫酸(H2SO4)。系統(tǒng)是通過(guò)蒸發(fā)室中的薄膜蒸發(fā)效應(yīng)而移除水及氣體污染物，且防止酸形成，添加物則仍保持原狀。系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中因連續(xù)地將水蒸發(fā)而具有類似的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)已對(duì)較小型引擎及液壓系統(tǒng)發(fā)展較小的版本(已知為P5微型版)。用于該目的的散熱板515如圖19所示。意外地，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)該版本在結(jié)合用于大型版本的相同加熱器而使用時(shí)特別有效。在一個(gè)具體實(shí)施例中，加熱器是具有以下的特征 伏特；150瓦特；6. 25 安培。它是結(jié)合較慢的限流器而使用的20公升/小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種用于流體重整系統(tǒng)的蒸發(fā)頭，其包含共同界定一蒸發(fā)室的一散熱板與一外罩， 及用于加熱所述散熱板的一加熱元件，其中所述的加熱元件設(shè)置于所述的散熱板之上或所述散熱板的側(cè)面，所述的散熱板與所述外罩是分離的，且所述的散熱板對(duì)所述外罩絕熱。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的散熱板為一般截頭圓錐形板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的外罩為一般截頭圓錐形板。
4.如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述板通過(guò)一抗熱及抗油性墊圈而對(duì)所述外罩絕熱。
5.如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的加熱元件為一電熱元件。
6.如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的加熱元件包裝于所述散熱板中。
7.如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的散熱板適合在使用中接收來(lái)自下方的流體。
8.如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的散熱板包括可使流體通過(guò)而進(jìn)入所述蒸發(fā)室的環(huán)形孔口。
9.如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭，其特征在于，所述的外罩包括用于釋放污染物的一排放口。
10.一種蒸發(fā)頭，它實(shí)質(zhì)上參考且如它所示的附圖并如上所描述。
11.一種流體重整系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含如上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的蒸發(fā)頭。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包含一過(guò)濾器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的過(guò)濾器包含一未漂白棉。
14.如權(quán)利要求11至13項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包含一保存金屬罐。
15.一種流體重整系統(tǒng)，它實(shí)質(zhì)上參考且如它所示的附圖并如上所描述。
16.一種車輛，它是具有如申請(qǐng)權(quán)利要求第11至15項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的流體重整系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于流體重整系統(tǒng)(400)的蒸發(fā)頭(410)，它包含共同界定蒸發(fā)室(480)的散熱板(415)與外罩(420)，以及用于將散熱板加熱的加熱元件(421)。加熱元件設(shè)置于散熱板之上或其側(cè)面，散熱板與外罩是分離的，且散熱板對(duì)外罩絕熱。
文檔編號(hào)B01D35/18GK102438720SQ201080017084
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者凱文·尼爾·戴維斯, 艾伯特·尼爾·戴維斯 申請(qǐng)人:工業(yè)動(dòng)力單位有限公司