CN1826188A - 用于致冷系统部件的改进冲洗 - Google Patents

Abstract

一种清洗空调或致冷系统的部件(14)的方法和装置(10)，其用来使液态溶剂涌过部件(14)以从部件除去污物。使涌过部件(14)的溶剂蒸发，接着从蒸发的溶剂中除去污物以便从溶剂中清除污物，然后使蒸发的清洁溶剂液化以及再次用液态溶剂冲洗部件(14)。

Description

用于致冷系统部件的改进冲洗

相关申请

本申请要求2003年5月22日申请的美国临时申请No.60/473316的优先权，其特此在此引入作为参考。

技术领域

本申请涉及用于清洗致冷系统如空调系统的系统，并且更具体地涉及用于从这种系统冲洗污物的系统。

发明背景

空调和致冷设备可能遭受灾难性的故障，诸如压缩机马达烧毁。这些故障可以在密封的系统内产生污物，这些污物可以包括酸、污泥和微粒。

为了保护被修复的系统不会遭受再一次的故障，通常使用溶剂冲洗这种系统中的热交换器或其它部件以除去该污物。过去所选择的溶剂是R11。然而，由于CFC和HCFC已经表现出会引起臭氧层的减少，所以不再为了该目的而使用R11。R141b仍然可以该方式加以利用，但R141的生产在2003年停止，因此需要另一种冲洗溶剂。

新的冲洗溶剂与现在可用的设备的结合是不够的。关于一类设备的典型问题在于溶剂的重复使用，这导致污物从一个空调系统转移到另一个空调系统中。另一种方法使用简单的冲洗，这使得溶剂会意外地喷射到使用它的工人身上。从要待清洗部件上清除该溶剂也是费时的。

有许多机器用于致冷剂的回收、再循环或再生。这些机器没有被设计用作冲洗机且不提供足够的冲洗服务。

发明内容

因而，本发明提供一种用于清洗空调或致冷系统的部件的方法，其在溶剂正被使用时进行溶剂的清洁和再循环。广泛地说，本发明用来使液态溶剂涌过空调部件以从部件除去污物。然后使吸收了污物的溶剂蒸发，接着从蒸发的溶剂中除去污物以便从溶剂中清除污物，然后使清洁的溶剂液化和再循环以再次用于冲洗部件中。因而，溶剂被连续清洁和重新用于冲洗，溶剂不会随着每次使用而被污染得越来越严重。在完成部件的清洗之后，能回收留在部件中的溶剂，且能将从溶剂中分离出来的污物进行清除处理。还提供了一种用于执行上述方法的装置。

附图说明

在结合附图阅读时可以更好地理解上述概要和下面的详细说明，为了阐明本发明，在附图中示出了一个优选实施方式，然而，可以理解本发明不局限于所示的确切布置。

图1是用于用于空调和致冷设备的冲洗机的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于冲洗空调和致冷系统以及部件的方法和装置，并且将参考图1描述本发明。概括地，用如虚线内所示的装置10实现本发明，该装置10将溶剂从封闭的供给箱12输送到待清洗的空调部件14。在通过部件14后，溶剂吸收了被溶解了的油和其它污物(共同称为“油”)，然后溶剂通到装置10的其它部件，在那里清洗掉溶剂中的污物，并且溶剂最终返回到来源箱12以供进一步使用。本发明的方法是用于实现至少下列内容的多循环系统：清洗部件14、清除由溶剂收集的污物、以及回收清洁的溶剂以重新使用。因而，将看到本发明提供了清洁溶剂的连续来源，如下文中更详细的描述。

在本发明的清洗循环中，空调系统的部件14(未示出空调系统的其它部件)的污物被清洗掉。例如，部件14可以是空调或致冷单元的冷凝器或热交换器，在所述空调或致冷单元中，压缩机马达烧毁，使得压缩机中的油过热并产生污物。部件14通常与空调系统的剩余部件断开(例如在流路上断开，而不必将其从安放的机舱中拆下)，使得它能流体连通地连接到装置10。可选择地，也能将空调系统的各种连接部件或整个系统连接到装置10。

用于清洗部件的溶剂优选是含氢氟烃(HFC)，如HFC-245fa，其存储在来源箱12中，优选在来源箱12中容纳了1到100磅之间的溶剂(便携式箱一般容纳大约10磅)。来源箱12也充当回收箱来容纳经再循环的但是经清洗的溶剂。该箱12具有若干连接件，蒸气和液体能通过这些连接件移入和移出该箱。在所示的实施方式中，液体输出阀16连接到箱12内部的导管，以从箱的底部附近接收液态溶剂；连接有阀18以接收再循环溶剂；另一个连接件20能从箱12的上部接收蒸气，该连接件20优选在箱处设有阀(未示出)。通过使用已知的阀，诸如具有液体输出功能和蒸气输出功能的Y型阀，能将阀的数量减到最少。

部件14流体连通地连接到装置10以便能使液态溶剂涌过该部件，以除去任何污物。箱12中的溶剂通过可连接到部件14的流体管道22被引导到部件14，且溶剂通过另一个可连接到装置10的流体管道24离开部件14。流体管道22和24可以包括如所示的阀以打开和关闭溶剂的流动，且优选包括容易操作的软管26或管状部分，流体管道22和24还包括透明部分、半透明部分或某种类型的观察窗，以便能在视觉上监视溶剂的流动。部件14优选连接到装置10以便用溶剂流中的溶剂对其进行冲洗，溶剂流与在正常使用中通过部件14的正常的致冷剂流反向。因而，呈液态形式的溶剂从箱12经过部件14，溶剂在部件14处吸收污物，即携带有蜡、泥土、细粒和其它碎片的油，这些污物是由正常磨损和灾难性故障引起的。

然后，离开部件14的溶剂蒸发成气态形式，离开呈液态形式的油，以便从气态溶剂中除去油。这通过如下方法实现：使携带有来自于部件14的污物(油)的溶剂经过节流阀28，溶剂在该节流阀28处开始蒸发，然后经过蒸发器30以完成蒸发过程。优选为电磁阀的旁通阀36允许在回收循环过程中绕过膨胀阀，这在下面进一步描述。

蒸发器30可以是组合的三线圈单元，其中两个线圈用作冷凝器32，这在下面进一步描述，一个线圈用作蒸发器30，以允许蒸发器30和冷凝器32之间的热传递。风扇34将空气吹过蒸发器30和冷凝器32以加强热交换。任何适当布置的热交换器都可使用。膨胀阀入口侧上的过滤器38是优选的以除去颗粒。

冷蒸气溶剂从蒸发器32传到螺旋式油分离器40，该油分离器40将任何油滴和碎片(污物)从溶剂蒸气中分离以进行收集，这在下面进一步描述。可以使用本领域中已知的任何合适类型的分离器。该油分离器具有排油阀42以连接到排油瓶44，该排油阀42优选是电磁阀，其操作在下面描述。

蒸气接着经过过滤器/干燥器46，在此处去除任何残留有颗粒的水滴。可以使用任何合适的吸附型干燥器。该过滤器/干燥器也可以具有从溶剂中除去酸的能力。

接着，蒸气传到压缩机48，该压缩机48将蒸气压缩成热蒸气。当热蒸气离开压缩机48时，它会随其带走一些用于润滑压缩机48的压缩机用油。位于压缩机下游的油分离器50从热蒸气中除去任何这种油，并且将这些油通过回油电磁阀52返回到压缩机48，回油电磁阀52可以是周期性地或间歇性地工作，或者以已知的方式工作。

然后，来自压缩机48的热蒸气经过止回阀54到达由风扇冷却的冷凝器32，热蒸气在此凝结成热液体。然后，热液体作为清洁溶剂通过止回阀56和箱阀18返回到来源箱12，以便在清洗循环中中再次使用。以这种方式，供给到部件14的液态溶剂被再循环并且总是清洁的以便重新使用。

一旦在清洗循环过程中部件14被充分清洗，就能执行溶剂回收循环。为此，关闭箱12出口侧上的阀，如阀58(乃至箱阀16)，以使溶剂来源与部件14隔离，并且开启压缩机48以从部件14除去所有溶剂。当溶剂停止流动时，表明已经从部件14上完全除去了溶剂，流体管道22和26的透明部分使得装置10的操作者能直观地看到。到溶剂回收循环的最后，通过打开电磁阀36，能通过绕过膨胀阀28来加快回收过程的速度。这使得能更容易地蒸发和除去部件14中任何少量残留溶剂。一旦所有溶剂都已回收，就能关掉压缩机。

在清除循环过程中，将油从装置10清除并将油收集到排油瓶44中。如图所示，连接到箱12中的蒸气的流体管道20通过流体管道60连接到油分离器40的入口侧(蒸发器30的下游)，电磁线圈控制的阀62控制蒸气从来源箱12到油分离器40的流动。对于清除循环，将通向部件14的阀关闭，关掉压缩机48，将电磁线圈控制的阀62打开以使螺旋式油分离器40受到来源箱12的压力。在排油电磁阀42打开的情况下，来自来源箱12的压力迫使先前已除去的且保留在油分离器40中的油和污物进入排油瓶44以进行处理。在清洗循环之后立即排油被认为能从部件14收集更大部分的油。然后，可以进行回收循环。然而，如果需要的话，也可以选择在清除循环之前完成回收循环。

如上所述，本发明所使用的优选溶剂是HFC-245fa。也可以使用其它合适的溶剂，如HFC-245fa和反式-1、2-二氯乙烯的组合。对于HFC-245fa和反式-1、2-二氯乙烯的混合物，应该使用不易燃的混合物或不具有这两者的闪燃点(flash point)的混合物，如重量百分比为65％的HFC-245fa和35％的反式-1、2-二氯乙烯的混合物，或重量百分比为50％的HFC-245fa和50％的反式-1、2-二氯乙烯的混合物。另一种可能的溶剂是HFC-365mfc，其在与HFC-245fa混合时可以提供不易燃的混合物，例如重量百分比为35％的HFC-365mfc和65％的HFC-245fa的混合物。然而，应当理解，本发明不局限于上述溶剂，可以使用其它溶剂，尽管这些溶剂具有某些优选的特性或属性。

首先，用于本申请的溶剂优选地应该没有任何消耗臭氧的可能，第二个标准在于该溶剂是不易燃的或没有闪燃点的。

最后，溶剂不应该有太高的沸点温度。如果沸点温度太高，当溶剂穿过节流阀28并且进入到蒸发器中时，其将不会充分蒸发。与其它溶剂如d-柠檬烯、n-溴丙烷和HFE-7100相比，HFC-245fa是低沸点溶剂，且被认为最适合于本申请。合适溶剂的沸点应该落入大约0℃到大约61℃的范围内；更优选的范围是大约5℃到大约55℃；以及还更优选的范围是大约10℃到大约45℃。如上所述，该溶剂根据DOT规则应该分类为不易燃的液体。最优选地，溶剂没有闪燃点和没有可燃范围。

本发明的方法的一种用途是清洗汽车空调系统的部件。认为，作为溶剂的HFC-245fa的优选流速的范围在每分钟大约0.1到大约10磅之间，对于汽车空调或较小的致冷系统的清洗来说，优选在每分钟0.1到2磅之间。在本方法的一个具体试验中，在清洗汽车冷凝器时，溶剂的流速估计为每分钟0.6到0.7磅的HFC-245fa。对于清洗更大的系统如一些屋顶空调系统，取决于系统的总体积而需要更大的流量。

如上所述，节流阀28使得来自该部件的溶剂蒸发。该阀打开的程度对于本发明设备的功能是至关重要的。在25℃和1巴的情形下，已发现如果将阀调节到4英寸水银柱，则很好地产生油分离作用。然而，有利的是，让该阀自动地操作以在压缩机入口处提供一定水平的过热，例如1到15℃的过热。在工业中能实现这种过热的各种电子装置是已知的，其能用于本发明。使用设计成与本发明的溶剂一起使用的TXV阀也是可能的。可从Sporlan Valve Company，Parker-HannifinCorp.和其它供应商处获得设计用于各种致冷剂的TXV阀。使用标准方法，这些供应商能提供用于这些优选溶剂的TXV阀。

尽管可以理解在图1中示出的电磁阀对于自动系统是有用的，但也可以对于手动系统使用手动阀。还可以理解，该装置的各种部件可以利用现有技术中已知的合适阀和连接器与流体管道相连接，该流体管道诸如是金属导管和管道。

在本发明的方法的一个试验中，设置了具有HFC-134a空调系统的汽车，该空调系统已经历了压缩机烧毁。致冷剂已经泄漏。将发生故障的压缩机拆下，将与上述相似的装置连接到空调系统的冷凝器。然后用溶剂HFC-245fa冲洗冷凝器10分钟，然后该装置一直运行直到从冷凝器除去全部HFC-245fa。通向汽车和来自汽车的管线是透明的，所以容易看到溶剂何时停止流动，溶剂停止流动表明从冷凝器上完全除去了溶剂。从集油箱排出的油是黄绿色的，其中带有一些黑的颗粒。

在另一个试验中，从汽车上拆下汽车的冷凝器并用溶剂清洗该冷凝器。将八十(80)克Mr.Goodwrench润滑剂(聚乙二醇)注入冷凝器中，然后将空气吹入冷凝器中以使得该油遍及该冷凝器。然后将装有油的冷凝器连接到本发明的冲洗机，开启该装置。溶剂HFC-245fa流过冷凝器。在10分钟之后，停止溶剂的流动并开始回收循环。在该循环的过程中，使压缩机运行并使残留在冷凝器中的溶剂返回到供给箱。然后，从油分离器中排出油。回收了八十(80)克的油。之前和之后称冷凝器的重量，发现冷凝器具有相同的重量，这表明全部油和溶剂都被从冷凝器中除去了。

在又一个试验中，将40克矿物油加到汽车的冷凝器，然后将空气吹入冷凝器中以使得该油遍及该冷凝器，然后将装有油的冷凝器连接到本发明的冲洗机。然后开启该装置。在该试验中的溶剂是HFC-245fa(65％的重量百分比)和反式-1，2二氯乙烯(35％的重量百分比)的混合物，其是不易燃的混合物。该溶剂流过冷凝器。在10分钟之后，停止溶剂的流动并开始回收循环，在该循环的过程中，使压缩机运行并使残留在冷凝器中的溶剂返回到供给箱。然后，从油分离器中排出油，回收了四十克的油。之前和之后称冷凝器的重量，发现冷凝器具有相同的重量，这表明全部油和溶剂都被从冷凝器中除去了。这里看到，本发明能用来冲洗较老的汽车空调系统的部件，这种汽车空调系统使用碳氢化合物润滑剂，例如是带有致冷剂如R-12的矿物油或烷基苯油。带有增溶剂(如反式-1，2二氯乙烯)的溶剂(如HFC-245fa)适合于冲洗这种系统。

因而可以看到，通过持续的再蒸馏和在溶剂沸腾接近室温时从该部件快速除去溶剂，本发明允许溶剂的重新使用。在使用不易燃的HFC-245fa时，这种机器可以是自动的，且可以使得该操作通过推动一次按钮来完成。装置10可以是带有轮子的便携式单元，溶剂箱12可容易地连接到便携式单元，或者该装置10也可以是固定单元。

与现有已知设备的方法和装置形成对比，本发明的方法和装置在使溶剂再循环回到部件之前从溶剂中除去污物。本发明的另一个优点在于，与使用较高沸点的溶剂如酯、庚烷或柠檬烯相比，在适合于本发明的溶剂如HFC-245fa的组合物和该装置的情况下，从部件除去溶剂所需的时间减少大约百分之30到50。

在不背离本发明范围的情况下，可以对具体描述的实施方式进行改变和改进，本发明仅仅由所附权利要求的范围限定。

Claims (27)

1.一种清洗空调或致冷系统的部件的方法，所述方法包括下列步骤：

(a)使液态溶剂涌过所述部件以从该部件除去污物；

(b)使在步骤(a)中涌过所述部件的溶剂蒸发；

(c)从在步骤(b)中蒸发的所述溶剂中除去污物，以便从所述溶剂中清除污物；

(d)使所述清洁的蒸发的溶剂液化；

(e)重新用所述液化溶剂冲洗所述部件；以及

(f)以连续的过程执行步骤(a)到(e)。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂的沸点范围在大约10℃到大约45℃。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂的沸点范围在大约5℃到大约55℃。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂的沸点范围在大约0℃到大约61℃。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂包括HFC-245fa。

6.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

(h)在步骤(d)之后以及在步骤(e)中的重新使用之前，将所述清洁的液化溶剂存储在存储箱中。

7.如权利要求6所述的方法，还包括下列步骤：

(i)在清洗所述部件后，停止步骤(a)、(e)和(f)，同时继续步骤(b)、(c)、(d)和(h)以从部件去除溶剂。

8.如权利要求7所述的方法，还包括下列步骤：

(j)清除在步骤(c)中除去的污物。

9.如权利要求8所述的方法，其中在步骤(i)之前执行步骤(j)。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂包括含氢氟烃。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述溶剂包括不易燃的含氢氟烃。

12.一种使用溶剂清洗空调或致冷系统的部件并且回收并清洁所述溶剂以重新使用的方法，所述方法包括下列步骤：

(a)提供液态溶剂的来源；

(b)使来自所述来源的液态溶剂涌过待清洗部件，其中所述溶剂可以吸收污物；

(c)蒸发在步骤(b)之后已经离开所述部件的液态溶剂，使得所述溶剂变成气态的；

(d)从所述气态溶剂中除去所述污物，从而清洁所述溶剂；

(e)压缩在步骤(d)中已经被清洁的所述气态溶剂；

(f)将所述压缩的气态溶剂凝结冷凝成液体；以及

(g)将所述液态溶剂返回到所述来源以重新使用。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

(h)在清洗所述部件之后，将所述溶剂来源与所述部件隔离，以停止溶剂进入所述部件；以及

(i)继续步骤(c)到(g)以从部件中回收任何残留的溶剂。

14.如权利要求12所述的方法，还包括：

(h)停止所述步骤(a)到(g)；以及

(i)使用来自液态溶剂的所述来源的压力强迫清除在步骤(d)中除去的污物。

15.如权利要求12所述的方法，其中通过引导所述溶剂通过膨胀阀和蒸发器来执行步骤(c)。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述溶剂包括HFC-245fa。

17.如权利要求12所述的方法，其中所述方法是自动方法。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述溶剂的沸点范围在大约10℃到大约45℃。

19.如权利要求1所述的方法，其中所述待清洗部件来自包括烃油的空调或致冷系统。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述溶剂包括反式-1，2二氯乙烯。

21.一种使用溶剂从空调或致冷系统的部件清除污物并且回收并清洁所述溶剂以重新使用的装置，所述装置包括：

要涌过所述部件的液态溶剂的来源，所述来源可流体连通地连接到所述部件以将溶剂输送到该部件；

用于在溶剂涌过所述部件之后接收溶剂的膨胀阀，所述膨胀阀可流体连通地连接到所述部件以从该部件接收溶剂；

流体连通地连接到所述膨胀阀的蒸发器，用于接收已经离开膨胀阀的溶剂并使该溶剂蒸发；

流体连通地连接到所述蒸发器的分离器，用于从所述蒸发的溶剂中除去所述污物，从而清洁所述溶剂；

流体连通地连接到所述分离器的压缩机，用于压缩所述蒸发的溶剂；

流体连通地连接到所述压缩机的冷凝器，用于将所述溶剂冷凝成液体，所述冷凝器可流体连通地连接到液态溶剂的所述来源，以使所述溶剂返回到该来源。

22.如权利要求21所述的装置，还包括流体管道，其将液态溶剂的所述来源中的蒸气空间连接到所述分离器，以便能从所述来源向所述分离器施加压力以从所述分离器清除污物。

23.如权利要求21所述的装置，其中所述装置构造成用这样的溶剂运行，即该溶剂包括含氢氟烃且其沸点温度的范围为大约0℃到大约61℃。

24.如权利要求23所述的装置，其中所述元件构造成用这样的溶剂运行，即该溶剂的沸点温度的范围为大约10℃到大约45℃。

25.如权利要求21所述的装置，还包括旁通流体管道和阀，该阀构形成允许所述溶剂绕过所述膨胀阀。

26.如权利要求12所述的方法，其中所述溶剂包括含氢氟烃。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述溶剂包括含氢氟烃且是不易燃的。

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