CN104487626A - 带有适用多种溶剂的制冷系统的干洗机 - Google Patents

Abstract

一种干洗机，带有洗涤和干燥循环还有制冷系统，具有：容纳衣物等的滚筒(300)，用于存储第一洗涤循环的第一溶剂的第一溶剂箱(601)，用于存储第二洗涤循环的第二溶剂的第二溶剂箱(602)，可操作连接到第一溶剂箱(601)的第一水分离器(401)，可操作连接到第二溶剂箱(602)的第二水分离器(402)，以及可操作连接到第一和第二水分离器一端还有滚筒的溶剂回收系统(100)。制冷系统包含：第一热交换系统(4)，第二热交换系统(3)，存储制冷剂的制冷箱(1)，以及用于冷却制冷剂的风扇(9)。干洗机被如此配置，从而不同的溶剂可独立地使用在同一机器中用于不同的洗涤循环，而不需要手动更换溶剂或系统清理。

Description

带有适用多种溶剂的制冷系统的干洗机

相关申请交叉引用

该正式申请根据35U.S.C.§119(e)要求美国临时申请61/664750的优先权，2012年6月27日提出的标题为“干洗机”，其内容包含在这里作为引用。

技术领域

本发明一般涉及利用制冷系统对干洗机进行干燥循环的干洗机。

背景技术

第一代干洗机无非是水分离器，其使用代替水的干洗溶剂还有独立的蒸汽加热和水冷却干燥机。在干燥循环期间这些机器并不回收蒸发的溶剂而仅仅把它释放到空气中，这有着严重的环境影响。

干洗机的下一代版本具有蒸发溶剂并将蒸发后的溶剂传送到冷却管上从而回收溶剂的系统，因此相当一部分蒸发后的溶剂将被凝结回洗涤器中。

干洗技术演化的再一步骤是在用作洗涤脱水机的同一机器中进行干燥循环。当使用全氯乙烯溶剂(“perc”)时该系统是足够的，但仍然有大量的溶剂损失到空气中。

为了增强溶剂的回收，制冷单元被添加到机器中，其中制冷单元被用来冷却溶剂蒸汽并且容许较高的溶剂回收。该系统工作得相当好，直到联邦和地方机构确定“perc”烟雾是有害的并且逐步淘汰这些机器。

进入市场的备选溶剂基本上是烃类溶剂或它们的混合物，其需要较长的洗涤时间并且更难干燥。业界尝试使用相同的当时正在使用的干燥技术，但是洗涤和干燥需要的时间更长。

另一种传统的干洗机使用空气冷却、热泵干燥系统，其具有较高的效率但也有缺陷。机器往往被过度加热，因为空气冷却不能使用干洗工厂中的高环境温度进行降温，同时热泵往往需要较长时间建立起工作温度，使得干洗循环时间更长。

此外，传统的干洗机在机器中仅采用一种类型的溶剂，尽管根据负载不同可能需要不同类型的溶剂。例如，通常使用的烃类溶剂对具有皮质或金属珠子或容易掉色的服装有效。

然而，有污迹的服装通常需要更强的溶剂。为了更换溶剂，需要手动将当前的溶剂从溶剂箱和机器的其它部件中清理出去以防止溶剂被混合。在溶剂更换过程中，操作者可被暴露在有害的溶剂烟雾中。由于单个干洗系统中包含的手动更换溶剂的不便性，通常有两个分开的干洗机用于不同的溶剂，一个用于较强的溶剂而另一个用于较弱的溶剂。

因此，能够解决传统干洗机缺陷的新一代干洗机是值得期待的。

发明内容

根据本发明的一个实施例，带有洗涤和干燥循环的干洗机具有：容纳衣物等的滚筒，用于存储第一溶剂的第一溶剂箱，用于存储第二溶剂的第二溶剂箱，可操作连接到第一溶剂箱的第一水分离器，可操作连接到第二溶剂箱的第二水分离器，以及可操作连接到第一和第二水分离器还有滚筒的溶剂回收系统。

溶剂回收系统包含制冷系统，其包含：第一热交换系统，第二热交换系统，存储制冷剂的制冷剂箱，以及用于冷却制冷剂的风扇。

洗涤循环每次使用第一或第二溶剂箱中的任一种溶剂，并且干燥循环利用加热后的空气来蒸发使用在洗涤循环中的溶剂。干洗机被如此配置，从而第一和第二溶剂可独立地使用在同一机器中用于不同的洗涤循环，而不需要手动更换溶剂或系统清理。

因此，在该实施例中，第一热交换系统加热空气用于干燥循环，第二热交换系统冷却和凝结被加热后的空气蒸发的溶剂。凝结后的溶剂通过第一水分离器，在那里水被分离，如果是凝结后的溶剂是第一溶剂，随后被收集在第一溶剂箱中。凝结后的溶剂通过第二水分离器，并且如果凝结后的溶剂是第二溶剂，随后被收集在第二溶剂箱中。

在根据本发明的另一实施例中，带有洗涤循环和干燥循环的干洗机包含：滚筒，用于存储第一溶剂的第一溶剂箱，可操作连接到第一溶剂箱的第一水分离器，用于存储第二溶剂的第二溶剂箱，可操作连接到第二溶剂箱的水分离器，可操作连接到第一水分离器和滚筒的第一溶剂回收系统，可操作连接到第二水分离器和滚筒的第二溶剂回收系统，以及制冷系统，其中制冷系统包含：第一热交换系统，第二热交换系统，第三热交换系统，第四热交换系统，用于存储制冷剂的制冷剂箱，以及用于冷却制冷剂的风扇。

洗涤循环每次使用第一溶剂或第二溶剂，并且干燥循环利用加热后的空气来蒸发使用在洗涤循环中的第一或第二溶剂。

第一热交换系统当第一溶剂使用在洗涤循环时加热空气用于干燥循环，第二热交换系统冷却和凝结被第一热交换系统加热的空气蒸发的第一溶剂，第三热交换系统当第二溶剂使用在洗涤循环时加热空气用于干燥循环，并且第四热交换系统冷却和凝结被第三热交换系统加热的空气蒸发的第二溶剂。第一和第二溶剂分别通过第一或第二水分离器，并且分别被收集到第一或第二溶剂箱中。

干洗机能够独立地分别地操作第一溶剂和第二溶剂，从而一种溶剂与另一种溶剂之间潜在的污染可被最小化。

在根据本发明的再一实施例中，带有洗涤和干燥循环的干洗机包含：滚筒，用于存储第一溶剂的第一溶剂箱，可操作连接到第一溶剂箱的第一水分离器，用于存储第二溶剂的第二溶剂箱，可操作连接到第二溶剂箱的第二水分离器，用于存储第三溶剂的第三溶剂箱，可操作连接到第三溶剂箱的第三水分离器，可操作连接到第一和第二水分离器还有滚筒的第一溶剂回收系统，可操作连接到第三水分离器和滚筒的第二溶剂回收系统，以及制冷系统，其中制冷系统包含：第一热交换系统，第二热交换系统，第三热交换系统，第四热交换系统，用户存储制冷剂的制冷剂箱，以及用于冷却制冷剂的风扇。洗涤循环可每次使用第一、第二和第三溶剂中的任一种，并且干燥循环可利用加热后的空气来蒸发使用在洗涤循环中的溶剂。

第一热交换系统当第一或第二溶剂使用在洗涤循环时加热空气用于干燥循环，第二热交换系统冷却和凝结被第一热交换系统加热的空气蒸发的溶剂，第三热交换系统当第三溶剂使用在洗涤循环时加热空气用于干燥循环，并且第四热交换系统冷却和凝结被第三热交换系统加热的空气蒸发的第三溶剂。

凝结后的第一、第二或第三溶剂分别通过第一、第二或第三水分离器，并且分别被收集在第一、第二或第三溶剂箱中，从而在机器中形成独立和分开的溶剂循环。

在实施例中，干洗机可具有升热器，其可用来加热空气用于干燥循环。用于升热器的热能量可由接收自外部锅炉的蒸汽供应。然而，根据本发明的其它实施例可具有独立的内部加热器来供应热量给升热器。内部加热器可以是电加热器或小型锅炉。

在实施例中，干洗机具有制冷剂冷却系统，当制冷剂箱达到预设温度时其冷却制冷剂箱，从而防止机器关闭。制冷剂冷却系统可被配置成当制冷剂箱达到另一预设温度时被关掉。制冷剂箱的温度是指在箱体测量到的温度或者制冷剂离开箱体的温度。

预设温度可以是大约70-100°F，优选为80-90°F。制冷剂冷却系统可包含存储冷却剂的冷却剂箱，其用来冷却制冷剂箱。

当风扇提供充足的冷却用于制冷剂时，冷却剂可被制冷系统冷却。

附图说明

附图描述了优选的实施例，虽然没有给出通常在传统干洗机中使用的部件或结构，但却可被本领域技术人员在缺少这些部件和结构的情况下很容易地理解。

图1是描述根据本发明的优选实施例的干洗机的示意图，其中使用了两个溶剂箱和一个溶剂回收系统。

图2是描述根据本发明的另一优选实施例的干洗机的示意图，其中使用了两个溶剂箱和两个溶剂回收系统。

图3是描述根据本发明的再一优选实施例的干洗机的示意图，其中使用了三个溶剂箱和两个溶剂回收系统。

图4是描述根据本发明的优选实施例的制冷系统的示意图。

图5是描述根据本发明的另一优选实施例的制冷系统的示意图。

具体实施方式

在图1中，描述了根据本发明的优选实施例的干洗机。干洗机包含：溶剂回收系统100，容纳需要被干洗的服装的滚筒300，分别容纳两种不同溶剂的两个溶剂箱601、602，两个水分离器401、402，两个分开的泵701、702，至少两个过滤系统201、201，一个纽扣收集器500。当服装被放置到滚筒中进行干洗时，根据用户的选择或设置溶剂从溶剂箱601或者602被供应到筒中。

当存储在溶剂箱601中的第一溶剂被选择时，泵701将溶剂从溶剂箱传输至过滤段201，在那里溶剂被过滤出杂质包括染色。

图中给出的泵的位置仅仅是描述性的目的，本领域技术人员可容易地优化该位置用于更好的或更合适的干洗机的操作。

筒300可操作连接到溶剂回收系统100，从而溶剂回收系统中加热的空气可循环到筒中，并且被加热后的空气从筒蒸发的溶剂可循环到溶剂回收系统中，在那里溶剂可被凝结和回收。

筒300可任选地具有纽扣收集器500，其在洗涤循环中收集重的杂质例如纽扣。

溶剂回收系统可分别操作连接到两个水分离器401和402，401和402可分别操作连接到两个溶剂箱601和602。

溶剂回收系统具有制冷系统，其包含两个分开的热交换系统------一个加热空气用于干燥循环而另一个冷却和凝结在干燥循环中蒸发的溶剂从而容许溶剂的回收。制冷系统没有在图1中描述。

当存储在溶剂箱601和602中的两种溶剂通过两个独立的路线循环在干洗机中时，他们仍旧经过公共的部件例如滚筒、溶剂回收系统和纽扣收集器。来自干洗循环的一种溶剂的少量残余可与来自另一干洗循环的其它溶剂接触。

因此，该系统更适于其中少量溶剂可被混合而不影响干洗机的操作或维护的情况。例如，可使用化学上相同溶剂不同浓度的溶剂。在特定情况下，化学上不同的两种溶剂也可被使用，因为他们化学上可比较，或者可能玷污在随后的干洗操作中使用的第二溶剂的第一溶剂的量可能不影响干洗操作或者另一干洗操作的溶剂使用。

然而对某些溶剂来说，在它们相应的干洗循环之间更完全的分离是值得期待的。图2中描述的干洗机可适于这样的情况。

图2中的干洗机相似的地方是有两组分开的溶剂箱、水分离器、泵和过滤系统。但是该干洗机具有两个分开的溶剂回收系统101、102，其分别连接到两组分开的溶剂箱(601、602)、水分离器(401、402)、泵(701、702)和过滤系统(201、202)。

两个溶剂回收系统可具有两个分开的制冷系统，但可共享带有额外热交互系统的单个制冷系统。例如，制冷系统可具有制冷剂箱和风扇，但有两组分开的热交换系统用于两种不同的溶剂。

可选地，制冷系统可仅具有单组热交换系统，但是两个溶剂回收系统可具有两个分开的室分别位于同一组热交换系统附近，从而空气的加热或溶剂的凝结可由同一组热交换系统引起。例如，溶剂回收系统具有线圈型室，其可选地围绕同一热交换系统绕行。

相应地，当本发明的实施例为了相同的目的即加热或冷却而以多个热交换系统的形式进行描述时，这样的多个热交换系统物理上包含单独的一个热交换系统或少量个热交换系统，提供与多个热交换系统的个数相同次数的传说中的功能。

不同的溶剂被用于不同的干洗机。例如，烃类溶剂和硅类溶剂。然而也可以使用多种不同的溶剂。使用不同的溶剂并不影响本发明的范围。

在图3中，干洗机具有三种溶剂箱603、604、605但是具有两个溶剂回收系统103、104。在该实施例中，一个溶剂回收系统104致力于特定的溶剂箱605，而另一溶剂回收系统103可操作连接到其它两个溶剂箱603、604。干洗机可具有三个过滤系统203、204、205，其分别连接到三个溶剂箱。

三个溶剂箱系统可具有两个分开的制冷系统，但可共享带有额外热交换系统的单个制冷系统，如图2所描述。

参考图4描述了制冷系统，制冷剂箱1存储制冷剂，被风扇9冷却，其通过空气凝结机6循环空气。制冷剂压缩器5压缩制冷剂，在那里制冷剂的温度上升。加热和施压后的制冷剂被供应给热交换系统4用来加热使用在干燥循环中的空气。在另一热交换系统3中，制冷剂蒸发提供较低的温度环境。在干燥循环中蒸发的溶剂经受热交换系统3并被凝结。蒸发器2，其中制冷剂也蒸发，可被用来降低存储在溶剂箱中的溶剂或使用在洗涤循环中的溶剂的温度。

风扇9独自地可能不能足够快的冷却制冷剂，促使制冷剂箱的温度上升。当温度达到临界温度，整个制冷系统会关闭。为了防止制冷剂箱的温度上升超出临界温度，可围绕制冷剂箱1提供制冷剂冷却系统。

制冷剂冷却系统可使用冷却剂或干洗剂来冷却箱体。冷却剂可存储在分开的冷却剂箱38、38a中。图5中的冷却剂可被蒸发器2a冷却。

水可用作冷却剂，其可从外部水供应提供，而无需单独的水箱。

制冷剂冷却系统可被配置成当温度达到预设温度时开启。预设温度可以是大约70-100°F，优选80-90°F。

用于干燥循环的加热后的空气可在升热器7的辅助下进一步被加热。升热器加热空气所需的热能量可通过图5中所示的利用蒸汽的外部源供应。

图4中描述的干洗机包含用于升热器的内部加热源10例如电加热器。加热器可直接加热升热器或供应热蒸汽给升热器。

本文使用的术语“溶剂”意思是单个溶剂或者两个或多个溶剂的混合物。术语“不同溶剂”描述的是浓度、化学组成或两者都有的不同的溶剂。

尽管上面已经讨论了多个示例性的方面和实施例，本领域技术人员应该能理解其中的某些修改、排列、增加和减少的组合。因此后文所附权利要求和之后引入的权利要求旨在解释包含所有这样的修改、排列、增加或减少的组合，而不背离其真实的意义和范围。

Claims (20)

1.一种干洗机，带有洗涤循环和干燥循环的，包含：

滚筒；

用于存储第一溶剂的第一溶剂箱；

可操作连接到所述第一溶剂箱的第一水分离器；

用于存储第二溶剂的第二溶剂箱；

可操作连接到所述第二溶剂箱的第二水分离器；以及

可操作连接到所述第一和第二水分离器还有所述滚筒的溶剂回收系统，所述溶剂回收系统包含制冷系统，其中所述制冷系统包含：第一热交换系统和第二热交换系统，用于存储制冷剂的制冷剂箱，以及用于冷却所述制冷剂的风扇，

其中所述洗涤循环每次使用所述第一溶剂或所述第二溶剂，并且所述干燥循环利用加热后的空气来蒸发使用在所述洗涤循环中的溶剂；以及

其中所述第一热交换系统加热空气用于所述干燥循环；所述第二热交换系统冷却和凝结被所述加热后的空气蒸发的所述溶剂；所述凝结后的溶剂通过所述第一水分离器，并且当所述凝结后的溶剂是所述第一溶剂时被收集在所述第一溶剂箱中；以及所述凝结后的溶剂通过所述第二水分离器，并且当所述凝结后的溶剂是所述第二溶剂时被收集在所述第二溶剂箱中。

2.根据权利要求1的所述干洗机，还包含加热空气用于所述干燥循环的升热器。

3.根据权利要求2的所述干洗机，还包含向所述升热器供应热能量的电加热器。

4.根据权利要求2的所述干洗机，其中用于所述升热器的热能量由使用蒸汽的外部热源供应。

5.根据权利要求1的所述干洗机，还包含制冷剂冷却系统，其中所述制冷剂冷却系统当所述制冷剂箱达到预设温度时被开启。

6.根据权利要求5的所述干洗机，其中所述预设温度大约在70-100°F之间。

7.根据权利要求5的所述干洗机，还包含存储冷却剂的冷却剂箱，其中所述制冷剂冷却系统利用所述冷却剂来冷却所述制冷剂箱。

8.一种干洗机，带有洗涤循环和干燥循环，包含：

滚筒；

用于存储第一溶剂的第一溶剂箱；

可操作连接到所述第一溶剂箱的第一水分离器；

用于存储第二溶剂的第二溶剂箱；

可操作连接到说述第二溶剂箱的第二水分离器；

可操作连接到所述第一水分离器和所述滚筒的第一溶剂回收系统；

可操作连接到所述第二水分离器和所述滚筒的第二溶剂回收系统；以及

制冷系统，其中所述制冷系统包含：第一热交换系统，第二热交换系统，第三热交换系统，第四热交换系统，用于存储制冷剂的制冷剂箱，以及用于冷却所述制冷剂的风扇，

其中所述洗涤循环每次使用所述第一溶剂或所述第二溶剂，并且所述干燥循环利用加热后的空气来蒸发使用在所述洗涤循环中的所述溶剂；以及

其中所述第一热交换系统当所述第一溶剂用于所述洗涤循环时加热空气用于所述干燥循环；所述第二热交换系统冷却和凝结被所述第一热交换系统加热的空气蒸发的所述第一溶剂；所述第三热交换系统当所述第二溶剂用于所述洗涤循环时加热空气用于所述干燥循环，并且所述第四热交换系统冷却和凝结被所述第三热交换系统加热的空气蒸发的所述第二溶剂；所述第一或第二溶剂分别通过所述第一或第二水分离器，并且分别被收集在所述第一或第二溶剂箱中。

9.根据权利要求8的所述干洗机，还包含加热空气用于所述干燥循环的升热器。

10.根据权利要求9的所述干洗机，还包含向所述升热器供应热能量的电加热器。

11.根据权利要求9的所述干洗机，其中用于所述升热器的热能量由使用蒸汽的外部热源供应。

12.根据权利要求8的所述干洗机，还包含制冷剂冷却系统，其中所述制冷剂冷却系统当所述制冷剂箱达到预设温度时被开启。

13.根据权利要求12的所述干洗机，其中所述预设温度大约在70-100°F之间。

14.根据权利要求8的所述干洗机，其中所述第一溶剂是烃类溶剂并且所述第二溶剂是硅类溶剂。

15.根据权利要求8的所述干洗机，还包含：容纳第三溶剂的第三溶剂箱和第三水分离器，所述第三水分离器可操作连接到所述第一溶剂回收系统和所述第三溶剂箱。

16.一种干洗机，带有洗涤循环和干燥循环，包含：

滚筒；

用于存储第一溶剂的第一溶剂箱；

可操作连接到所述第一溶剂箱的第一水分离器；

用于存储第二溶剂的第二溶剂箱；

可操作连接到所述第二溶剂箱的第二水分离器；

用于存储第二溶剂的第三溶剂箱；

可操作连接到所述第三溶剂箱的第三水分离器；

可操作连接到所述第一和第二水分离器还有所述滚筒的第一溶剂回收系统，

可操作连接到所述第三水分离器和所述滚筒的第二溶剂回收系统；以及

制冷系统，其中所述制冷系统包含：第一热交换系统，第二热交换系统，第三热交换系统，第四热交换系统，用于存储制冷剂的制冷剂箱，以及用于冷却所述制冷剂的风扇，

其中所述洗涤循环每次使用第一、第二和第三溶剂之一，并且所述干燥循环利用加热后的空气来蒸发使用在所述洗涤循环中的所述溶剂；以及

其中所述第一热交换系统当所述第一或第二溶剂用于所述洗涤循环时加热空气用于所述干燥循环；所述第二热交换系统冷却和凝结被所述第一热交换系统加热的空气蒸发的所述溶剂；所述第三热交换系统当所述第三溶剂用于所述洗涤循环时加热空气用于所述干燥循环，所述第四热交换系统冷却和凝结被所述第三热交换系统加热的空气蒸发的所述第三溶剂；所述凝结后的第一、第二或第三溶剂分别通过所述第一、第二或第三水分离器并且分别被收集在所述第一、第二或第三溶剂箱中。

17.根据权利要求16的所述干洗机，还包含加热空气用于所述干燥循环的升热器。

18.根据权利要求17的所述干洗机，还包含向所述升热器供应热能量的电加热器。

19.根据权利要求16的所述干洗机，还包含制冷剂冷却系统，其中所述制冷剂冷却系统当所述制冷剂箱的温度达到预设温度时被开启。

20.根据权利要求16的所述干洗机，其中所述第一和第二溶剂是烃类溶剂并且所述第三溶剂是硅类溶剂。