專(zhuān)利名稱(chēng)：用于冷媒回收與清洗系統(tǒng)的過(guò)濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型乃關(guān)于一種新穎之回收與清洗系統(tǒng)過(guò)濾裝置，藉著改良此系統(tǒng)中的一組前油分離器與熱交換器的結(jié)構(gòu)可使回收與清洗之速度加倍。
鑒于地球上空之臭氧層破洞快速地增加，1991年南極上之破洞約為二千萬(wàn)平方公里，1992年迅速擴(kuò)至二千三百萬(wàn)平方公里。美國(guó)科學(xué)家也證明此破洞乃由地上所使用之氟氯碳化物(CFC)升空所致者，使陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)無(wú)法過(guò)濾，造成動(dòng)物白內(nèi)障、皮膚癌與免疫系統(tǒng)破壞者加速增加，人類(lèi)正快速的自毀地球。因此于1987年，世界四十余國(guó)簽署了蒙特婁議定書(shū)，預(yù)定在本世紀(jì)結(jié)束前廢止使用所有CFC與其它破壞臭氧層之物質(zhì)。而汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)所使用之CFC冷媒將于1995年12月31日前禁止使用。臺(tái)灣現(xiàn)有汽車(chē)數(shù)約三百七十萬(wàn)輛，已鼓勵(lì)將現(xiàn)有各式冷媒如R12與R22等換裝成不會(huì)破壞臭氧層的R134a，因此換裝時(shí)間相當(dāng)緊迫。然依目前的技術(shù)來(lái)看，似乎無(wú)法達(dá)成此目標(biāo)。
臺(tái)灣工業(yè)研究院已發(fā)展出冷媒回收裝置與充填系統(tǒng)，并已獲得專(zhuān)利。其特征為將鋼瓶中的液態(tài)冷媒導(dǎo)入冷媒空氣熱交換器中，藉吸收空氣的熱量蒸為氣態(tài)，再充灌到冷凍空調(diào)系統(tǒng)中。截至目前，其技術(shù)已移轉(zhuǎn)給四家民間業(yè)者生產(chǎn)。然實(shí)際上使用時(shí)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題必須克服，如回收速率太慢等，與壓縮機(jī)因溫度過(guò)高而產(chǎn)生停機(jī)情形。
先有技術(shù)的裝置如


圖1所示，茲抄錄參照該案說(shuō)明書(shū)第六頁(yè)至八頁(yè)之一段(其中有錯(cuò)誤之處已經(jīng)修正)。
圖1顯示該冷媒回收及充填設(shè)備之系統(tǒng)圖。而汽車(chē)之空調(diào)或其它冷凍空調(diào)系統(tǒng)圖未示，回收冷媒至冷媒儲(chǔ)存容器10，或?qū)⒗涿絻?chǔ)存容器10之冷媒充填至汽車(chē)之空調(diào)系統(tǒng)。其設(shè)備主要包括一交接管路20、一冷媒流向控制裝置30、一壓縮裝置40、一抽真空裝置50、一熱交換器60、一凈化裝置80及一集中排氣裝置70。
其中交接管路20乃由低壓軟管21與高壓軟管22所構(gòu)成，用以連接至冷凍系統(tǒng)(未圖示)。
冷媒流向控制裝置30系由冷媒管路與電磁閥31、32、33、34、35、36、37與38所構(gòu)成，于電磁閥32、33、34與36之間設(shè)一止逆閥39，用以控制冷媒之流向。且冷媒流向控制裝置30系與交接管路20及冷媒儲(chǔ)存器10連接。
冷媒壓縮裝置40主要由殼管圈式液氣分離／熱交換器41及壓縮機(jī)42所構(gòu)成，于液氣分離／熱交換器41與壓縮機(jī)42之間設(shè)置前油分離器43，用以分離回收之冷媒中的冷凍油，于壓縮機(jī)42之后，設(shè)置另一后油分離器44，將壓縮機(jī)出口之冷媒中的冷凍油導(dǎo)回壓縮機(jī)。且冷媒壓縮裝置40系與冷媒流向控制裝置30連接。
抽真空裝置50(例如真空泵浦)系藉由止逆閥51而與冷媒流向控制裝置30連接，用以抽除冷凍空調(diào)系統(tǒng)中的不凝氣體。
熱交換器60可為一種空氣／冷媒熱交換器，其一端系與冷媒流向控制裝置30連接，同時(shí)藉由止逆閥61而與冷媒壓縮裝置40連接。而熱交換器60之另一端系經(jīng)由冷媒流向控制裝置30而與冷媒儲(chǔ)存器10連接。
又熱交換器60之另一端可藉由膨脹閥62而與冷媒流向控制裝置30連接，同時(shí)經(jīng)由止逆閥63、干燥器80、視窗81及集中排氣裝置70而與冷媒儲(chǔ)存容器10連接。膨脹閥62系在對(duì)冷凍空調(diào)系統(tǒng)施行氣態(tài)冷媒充填時(shí)，對(duì)由冷媒儲(chǔ)存容器10中流出的液態(tài)冷媒作更有效地降壓及節(jié)流，使冷媒在熱交換器60中完全氣化。干燥器80系用以分離回收冷媒中的雜質(zhì)、水及酸，視窗81上的濕度指示器可判斷干燥器是否須更換。而集中排氣裝置70系由壓力計(jì)71、壓力控制開(kāi)關(guān)72、電磁閥73及貯液器74構(gòu)成，用以將由冷凍空調(diào)系統(tǒng)回收的冷媒中的不凝結(jié)氣體經(jīng)由壓力控制開(kāi)關(guān)72及電磁閥73排除，以避免不凝結(jié)氣體的累積或不凝結(jié)進(jìn)入冷凝儲(chǔ)存器10，而回收率及壓縮機(jī)42的效率降低，且集中排氣裝置70之貯液器74用以集中已液化的冷媒，然后送至冷媒儲(chǔ)存器10。
考慮到專(zhuān)利實(shí)施案效果不彰，如發(fā)生溫度過(guò)高使壓縮機(jī)停機(jī)與回收速率太慢等問(wèn)題，本實(shí)用新型的目在于提供一種用于冷媒回收與清洗系統(tǒng)的過(guò)濾裝置，其中一、重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)液氣分離／熱交換器41的結(jié)構(gòu)，充分使用原來(lái)盤(pán)旋銅管內(nèi)之小空間，使盤(pán)旋銅管由原來(lái)之一層增加為兩層，使由壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓氣態(tài)冷媒冷卻，將其熱量傳給在熱交換器中之冷媒，使在進(jìn)入壓縮機(jī)之前能充分氣化(因?yàn)橐簯B(tài)冷媒會(huì)使壓縮機(jī)嚴(yán)重受損)。二、改變傳統(tǒng)油分離器的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，以節(jié)省成本，并改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中進(jìn)口與出口銅管所套接之纖細(xì)濾網(wǎng)管加長(zhǎng)，并使其穿過(guò)分隔板，使冷凍油之油滴容易滴流出至筒底，且當(dāng)液體流向出口側(cè)時(shí)，撞擊擋板，使臟物或臟油掉下，以提高分離冷凍油的效果。(注此處分離出來(lái)的冷凍油是臟油，因此需予以排棄。)根據(jù)本實(shí)用新型的一種用于冷媒回收與清洗系統(tǒng)的過(guò)濾裝置，含一組殼管圈式熱交換器與前油分離器；該冷媒回收與清洗系統(tǒng)，依次包括一交接管路，一殼管圈式熱交換器，一前油分離器，一壓縮機(jī)，一后油分離器，一空氣／冷媒熱交換器，一集中排氣裝置，一干燥器與一冷媒儲(chǔ)存筒；其中殼管圈式熱交換器之外體為筒狀，其中入口管與出口管分別為供由后油分離器來(lái)之冷媒進(jìn)出之用，由筒頂進(jìn)出，而筒壁一側(cè)開(kāi)有另一入口管，使由交接管路來(lái)之低溫冷媒可經(jīng)由此管流入筒內(nèi)，再由筒頂之出口管流出至前油分離器，其特征為由后油分離器來(lái)的盤(pán)旋管圈由筒頂入口管依向下的方向盤(pán)旋至底，進(jìn)入內(nèi)圈后，由下而上盤(pán)旋出出口管，以利用有限空間達(dá)成最大熱交換的效果，使冷媒充分受熱為氣態(tài)再進(jìn)入前油分離器；該前油分離器，含一外殼為筒狀，內(nèi)以水平分隔板分為上下二空間，該分隔板上而有二縫，而上部空間再以另一垂直隔板分開(kāi)為左右二空間，此隔板之兩側(cè)切割后，使板上產(chǎn)生二垂直縫隙，由此處切割之片推向進(jìn)口端之空間，使進(jìn)口側(cè)之冷媒流至出口側(cè)時(shí)撞擊該二切割之片，使冷凍油或臟物掉下，積于筒底由孔排出；有一進(jìn)口管由筒頂穿過(guò)入左空間，一鐵細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管套在管上，一出口管則穿過(guò)筒頂伸至右空間，再套上一纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管，此套在進(jìn)口管上之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管穿過(guò)分隔板上之縫伸出至下空間內(nèi)，并將導(dǎo)管尾反撬，以利油滴下至筒底，而套在出口管上之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管穿過(guò)分隔板上之另一縫后，折向一側(cè)使其封閉，使油滴無(wú)法逆流；同時(shí)此前油分離器之筒應(yīng)有一適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，使得該二導(dǎo)管尾與積于筒底被分離之冷凍油油面之間保持一定的距離，防止冷凍油被壓縮機(jī)吸走帶入該壓縮機(jī)中損及壓縮機(jī)。
以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型。
圖1為所述已有專(zhuān)利案之系統(tǒng)管線(xiàn)圖。
圖2為本實(shí)用新型簡(jiǎn)化之系統(tǒng)管線(xiàn)圖。
圖3A為傳統(tǒng)之液氣分離／熱交換器管路之立體圖。
圖3B為本實(shí)用新型之液氣分離／熱交換器之立體圖。
圖4A為本實(shí)用新型之前油分離器之分解圖。
圖4B為本實(shí)用新型之前油分離器筒頂部分之側(cè)視圖。
圖2之系統(tǒng)為本申請(qǐng)人之實(shí)用新型，其數(shù)字所指元件可延用
圖1的，因此系統(tǒng)已另案申請(qǐng)專(zhuān)利，不再贅述，然本實(shí)用新型之標(biāo)的一組熱交換器與前油分離器除可應(yīng)用于圖2之系統(tǒng)，亦適用于前專(zhuān)利案(即
圖1)之系統(tǒng)中。此二圖僅供參考之用，以了解本實(shí)用新型熱交換器與前油分離器在系統(tǒng)中之位置，對(duì)于系統(tǒng)之功能不再贅述。
圖3A所示為前專(zhuān)利案或傳統(tǒng)所用之液氣／熱交換器41，或稱(chēng)之為殼管式熱交換器，其外形一般為圓筒柱狀，其接進(jìn)出銅管情形如圖3B所示本實(shí)用新型相同，因此予以省略，其內(nèi)為單層之盤(pán)旋螺管，即銅管由上而下，僅繞一圈再往上，送出至筒外。
而本實(shí)用新型所改進(jìn)者如圖3B所示，其外形與傳統(tǒng)者相同，為筒柱狀容器，主要區(qū)別為內(nèi)部筒管比傳統(tǒng)者多繞一圈，使由后油分離器44(參考圖3之管線(xiàn)圈)進(jìn)入熱交換器41之管411自外進(jìn)入，穿過(guò)筒頂由上而下的方向盤(pán)旋，而流出之管412則進(jìn)入內(nèi)層，再由下而上由筒頂流出，而筒側(cè)壁有一進(jìn)口管413，乃由高壓軟管22或低壓軟管21而來(lái)者，進(jìn)入此熱交換器后，冷媒升溫，由筒頂之出口管414流出，再進(jìn)入前油分離器。雖然增加一層會(huì)使成本增高，且在有限的內(nèi)層空間再繞一層盤(pán)管，有其技術(shù)上的難度，然而測(cè)試結(jié)果，本實(shí)用新型熱交換的效果大大提高，同時(shí)造成下述兩種良好之效果一、使欲進(jìn)入前油分類(lèi)離器43(將再進(jìn)入壓縮機(jī))的液態(tài)冷媒，不論以前是液態(tài)或氣態(tài)，能充分在熱交換器中受熱成為氣態(tài)，因?yàn)槿缬幸簯B(tài)冷媒進(jìn)入壓縮機(jī)中，將導(dǎo)致壓縮機(jī)嚴(yán)重受損。
二、由后油分離器44流進(jìn)此熱交換器41的高溫冷媒可以充分地把熱量傳給由汽車(chē)接收來(lái)存于熱交換器中之冷媒，使本身降溫，這也使冷媒回收機(jī)整體的溫度降低，不至使壓縮機(jī)過(guò)熱而跳機(jī)停擺。
如圖4A與4B所示，前油分離器43之外殼為筒柱狀，內(nèi)部以水平之分隔板435分為上下二空間，此分隔板上有二縫43A、43B，而上部空間中再以另一垂直隔437分開(kāi)為左右二空間，此隔板437之兩側(cè)垂直切割后，將切割片推向進(jìn)口端之左空間，隔板上因而產(chǎn)生了二垂直縫隙43C與43D(在43C之相對(duì)側(cè)，并圖4A中之432遮住)，這樣可使進(jìn)口側(cè)(左空間)之冷媒流至出口側(cè)時(shí)碰撞由垂直縫隙43C與43D處突出之切割片，有助于使冷凍油與臟物掉下；此外，有一進(jìn)口管431由筒頂壁穿過(guò)進(jìn)入左空間，并有一纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管432套于其上，一出口管433則穿過(guò)筒頂伸至右空間，再套上一纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管434。筒底并設(shè)有一排油口430，以排出冷凍油。與傳統(tǒng)者相比，此前油分離器之特征為1、此套在進(jìn)口管431上之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管432穿過(guò)分隔板435上之縫43A，并伸出進(jìn)入下空間，再將其尾端反蹺，以利冷凍油滴排至筒底；而傳統(tǒng)者并未伸入下空間內(nèi)，且其尾端被封住。
2、套在出口管433上之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管434穿過(guò)分隔板435上之另一縫43B進(jìn)入下空間后封閉之，并折向一側(cè)，使油滴無(wú)法逆流；而傳統(tǒng)者亦未伸入下空間內(nèi)。
在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使此前油分離器之圓筒應(yīng)有一適當(dāng)?shù)母叨?，使得分隔?35與積于筒底被分離之冷凍油的油面保持一定的空間，防止油積太多時(shí)碰到濾網(wǎng)導(dǎo)管尾時(shí)，會(huì)被壓縮機(jī)吸走進(jìn)入壓縮機(jī)中。
如上述，與前案相比可知，本實(shí)用新型之前油分離器43設(shè)計(jì)的決竅即套在進(jìn)口管431與出口管433纖細(xì)濾網(wǎng)狀導(dǎo)管432與434皆比前案者長(zhǎng)，并設(shè)計(jì)成穿過(guò)分隔板435(前案者較短，且不穿過(guò)分隔板)，且進(jìn)口管432之纖細(xì)濾網(wǎng)尾端反折往上蹺，而出口管者折向一側(cè)。
后油分離器44之作用是使分離后的冷凍油再經(jīng)油管45回流入壓縮機(jī)中，(如圖3A所示)使壓縮機(jī)可以長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，不虞有失冷凍油之顧慮，因其結(jié)構(gòu)為習(xí)知，不再贅述。
經(jīng)測(cè)試結(jié)果，前專(zhuān)利案之冷媒回收速度約為每分鐘300克，但本方案歷經(jīng)無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)與挫折，如上所述，發(fā)現(xiàn)改變殼管圈式熱交換器與前油分離器之結(jié)構(gòu)后，冷媒回收的速度居然躍升至每分鐘600克。并且冷凍油分離之效果大大改善。
本實(shí)用新型之熱交換器因冷熱冷媒進(jìn)出之原故，可能會(huì)有冷凍油停留在熱交換器之筒中，且不能確保在熱交換之后，流出至壓縮機(jī)的冷媒是純氣態(tài)或者不含冷凍油，因此在此熱交換器與壓縮機(jī)之間加裝一前油分離器是必備的。并且此熱交換器與前油分離器二者之容積與管徑的大小，息息相關(guān)，在設(shè)計(jì)整個(gè)回收系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)認(rèn)知此二者乃是一體。若單單選用二者之一配合傳統(tǒng)之系統(tǒng)，則無(wú)法達(dá)到預(yù)期之效果，因此申請(qǐng)人認(rèn)為此二乃不可分割。
權(quán)利要求1.一種用于冷媒回收與清洗系統(tǒng)的過(guò)濾裝置，含一組殼管圈式熱交換器(41)與前油分離器(43)；該冷媒回收與清洗系統(tǒng)，依次包括一交接管路，一殼管圈式熱交換器，一前油分離器，一壓縮機(jī)，一后油分離器，一空氣/冷媒熱交換器，一集中排氣裝置，一干燥器與一冷媒儲(chǔ)存筒；其中殼管圈式熱交換器(41)之外體為筒狀，其中入口管(411)與出口管(412)分別為供由后油分離器來(lái)之冷媒進(jìn)出之用，由筒頂進(jìn)出，而筒壁一側(cè)開(kāi)有另一入口管(413)，使由交接管路來(lái)之低溫冷媒可經(jīng)由此管流入筒內(nèi)，再由筒頂之出口管(414)流出至前油分離器，其特征為由后油分離器(44)來(lái)的盤(pán)旋管圈由筒頂(436)入口管(411)依向下的方向盤(pán)旋至底，進(jìn)入內(nèi)圈后，由下而上盤(pán)旋出出口管(412)，以利用有限空間達(dá)成最大熱交換的效果，使冷媒充分受熱為氣態(tài)再進(jìn)入前油分離器(43)；該前油分離器(43)，含一外殼為筒狀，內(nèi)以水平分隔板分(435)為上下二空間，該分隔板上而有二縫(43A，43B)，而上部空間再以另一垂直隔板(437)分開(kāi)為左右二空間，此隔板之兩側(cè)切割后，使板上產(chǎn)生二垂直縫隙(43C，43D)，由此處切割之片推向進(jìn)口端之空間，使進(jìn)口側(cè)之冷媒流至出口側(cè)時(shí)撞擊該二切割之片，使冷凍油或臟物掉下，積于筒底由孔(430)排出；有一進(jìn)口管(431)由筒頂穿過(guò)入左空間，一纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管(432)套在管上，一出口管(433)則穿過(guò)筒頂伸至右空間，再套上一纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管(434)，此套在進(jìn)口管上之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管(432)穿過(guò)分隔板(435)上之縫(43A)伸出至下空間內(nèi)，并將導(dǎo)管尾反撬，以利油滴下至筒底，而套在出口管(433)上之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管(434)穿過(guò)分隔板(435)上之另一縫(43B)后，折向一側(cè)使其封閉，使油滴無(wú)法逆流；同時(shí)此前油分離器之筒應(yīng)有一適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，使得該二導(dǎo)管尾與積于筒底被分離之冷凍油油面之間保持一定的距離，防止冷凍油被壓縮機(jī)吸走帶入該壓縮機(jī)中損及壓縮機(jī)。
專(zhuān)利摘要一種使用于冷媒回收與清洗系統(tǒng)中之過(guò)濾裝置，含一組改良之殼管式熱交換器與前油分離器，使熱交換器的盤(pán)旋層數(shù)增加，并將傳統(tǒng)之油分離器簡(jiǎn)化與加長(zhǎng)，改良其中冷媒進(jìn)出口管所套之纖細(xì)過(guò)濾網(wǎng)導(dǎo)管，以過(guò)濾系統(tǒng)中冷媒之雜質(zhì)與油質(zhì)達(dá)一純凈之標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)B01D53/34GK2177518SQ9324396
公開(kāi)日1994年9月21日 申請(qǐng)日期1993年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月5日
發(fā)明者鄭榮源 申請(qǐng)人:鄭榮源