JP3671064B2 - 冷媒を再生する方法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、概ね、冷媒再生装置に係り、一層詳細には、冷却水若しくは外部の電気的ヒーターを必要としない上記の如き装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒を再生するために用いられる装置に於て、そのプロセスを補助するべく水冷式若しくは空冷式コンデンサのための手段が含まれていることが慣用となっている。通常、今日の当技術分野に於ける再生装置ユニットの寸法及び容量は、普通は小さいので、ユーティリティの要件（空気、水、外部電気的ヒーターからの熱、など）は、特に問題とされていない。しかしながら、かかるユーティリティの要件は、実用上を考えた製作され得るユニットの大きさを或る限られたものに制限することとなる。冷媒再生の速度もまたこれらの装置に於て特に重要である。
【０００３】
より詳細には、今日の冷媒蒸留及び再生装置に於ては、汚染された冷媒の吸入口が蒸留チャンバへつながっており、その蒸留チャンバに於て、外部電源及びサーモスタットによって制御された電気的ヒーターが、汚染された冷媒流によって郭定された該チャンバ内の液面レベルの下方に置かれている。もちろん、チャンバには汚染物のための排出口が設けられている。かかるヒーターは、汚染された冷媒を沸騰させ、チャンバの液面レベルの上にて蒸気を生成する。その熱い蒸気は、コンプレッサへ流入し、その後水冷式のコンデンサへ流入する。コンデンサは、蒸留された冷媒を出す。水冷式コンデンサは、冷却の目的で水吸入口及び水排出口を設けることによって作動され制御される。かくして、今日の装置に於ては、汚染された冷媒を蒸発するために、冷却水（もしくは空気）と大量の外部電気的エネルギが必要とされる。ユニットが大きくなれば、更に上記の如きユーティリティ（水、空気或いはまた電気）が必要とされ、効率的に且実用的に構成され得るユニットの大きさに関して、実際上、制限が生ずることとなる。
【０００４】
上記のような今日の装置の例がタイラー（Ｔaylor ）の米国特許第４，６４６，５２７号、スタッグス（Ｓtaggs ）の米国特許第４，５３９，８１７号、ヴァン・スティーンバーグ（Ｖan Ｓteenburgh ）の米国特許第５，２４３，８３２号、ロフランド（Ｌofland）の米国特許第４，８５６，２８９号、スキューダリ（Ｓcuderi）の米国特許第４，７６６，７３３号、及びマイナー（Ｍiner）の米国特許第３，４１５，５４３号に開示されている。以上のものは、上記に指摘した欠点或いはまた制限の一つ若しくはそれ以上の幾つかの装置を開示している。
【０００５】
【発明の目的】
以上のことから、本発明の主な目的は、外部電気的ヒーターを必要としない蒸留装置を提供することである。
【０００６】
本発明の更なる目的は、冷媒を凝縮するための空冷式及び水冷式コンデンサを必要としない冷媒を再生するための蒸留過程を提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、冷媒を再生するための過程及び装置であって、冷媒蒸気が絞られて蒸留温度を制御するようになった過程及び装置を提供することである。
【０００８】
【発明の概要】
本発明のこれらの目的及びその他の目的は、冷媒を再生するための装置であって、汚染された冷媒が流れ込む蒸留チャンバを含み、チャンバに於ける液面レベルより上の蒸気が油セパレータを有するコンプレッサへ送られその後蒸留チャンバ内にある螺旋状コイル構造を通って送り返されることによって蒸留が達成されるようになった装置に於て達成される。温度制御弁が、蒸留チャンバ内の温度に応じて、コンプレッサからの流れを選択的に蒸留チャンバ内のコイルとバイパスとの間にて分割する。バイパス温度制御は、温度を蒸留された冷媒蒸気と共に水分が搬送されることを防ぐ値に維持し、且、蒸留チャンバ内に於ける正確な液面レベルを維持する。液体の冷媒のレベルは、温度及び圧力の関数であり、制御のために及びコンプレッサの液体によるスラッギングを防ぐために重要である。
【０００９】
補助コンデンサには、バイパス流と共にコイル内の液体の双方が送られ、コンプレッサにより与えられたコンプレッサ熱を除去する。コンデンサは、圧力制御弁を介して蒸留された冷媒を生成する。従って、コンプレッサの気体放出熱は、蒸留チャンバ内に於ける螺旋状コイルに於て蒸留のための熱を与える。かくして、汚染された冷媒は、コイルにより加熱され、蒸留チャンバに於ける液体の上にて蒸気を生成し、蒸気は連続的にコンプレッサへ送られ、コンプレッサは、次いで、連続的に螺旋状コイルを介して熱い気体の放出を行う。
【００１０】
本発明のその他の目的、構成及び利点は、好ましい例示的な実施例の詳細な説明と添付の図面を参照することにより明らかになるであろう。
【００１１】
【実施例】
図面より理解される如く、本発明の方法及び装置は、外部電気的ヒーターを必要とすることなく蒸留チャンバに於て汚染された冷媒を沸騰させることができる。更に、本発明の装置及び方法は、冷却水を使わずに圧縮された冷媒蒸気を凝縮することができ、冷媒蒸気を絞ることによって蒸留温度を制御することができる。
【００１２】
蒸留は、任意の汚染された冷媒（矢印１０にて示されている）を吸入口１２及び圧力調節弁１４を介して送ることにより達成される。汚染された冷媒は、概ね１６にて示された蒸留チャンバへ流入し、汚染された冷媒液２０の液面レベル１８を郭定する。汚染された液体の排出口２１が弁２３と共に設けられている。螺旋状コイル２２が汚染された冷媒液のレベル１８の下方に沈められており、熱電対２４が温度制御ユニット２６のために蒸留温度を測定するべくコイル２２の中央若しくはその近傍に配置されている。次いで、温度制御ユニットは、三方向弁２８の状態を制御し、蒸留温度は、約３０°Ｆ（−１．１℃）にて一定値に設定されることとなる。温度制御弁２８は、バイパス導管３０と共に、蒸気が蒸留チャンバ１６の液面レベル１８より上の部分３２にて集められると共に導管３４を介してコンプレッサ３６へ送られるような態様にて作動する。このことにより、コンプレッサ３６の排出口３８にて熱い気体が放出され、これらの熱い気体は、温度制御ユニット２６の制御の下で三方向弁２８を介して送られる。例えば、熱電対２４が３０°Ｆ（−１．１℃）より高い蒸留温度を示している状態では、バイパス導管３０はコンプレッサ３６からの熱い気体流を幾らか受入れることとなる。逆に、熱電対２４が例えば３０°Ｆ（−１．１℃）以下の温度を示している場合には、熱い気体流が、矢印４０にて示されている如く螺旋状コイル２２へ進む。
【００１３】
図面及び以上の説明から理解されるように、温度計２４が例えば３０°Ｆ（−１．１℃）付近の或る温度を示した際に、コンプレッサからの熱い気体は、一部はバイパス導管を沿って流れ、一部は螺旋状コイル内へ流入し、３０°Ｆ（−１．１℃）の温度を維持することとなる。
【００１４】
全ての場合に於て、バイパス導管３０を通る流れ及び螺旋状コイル２２からの流れの全ては、各々方向４２、４４に沿って、補助コンデンサ４６及び圧力調節弁４８を通過し、矢印５０により示されている蒸留された冷媒の排出流をなす。別の態様ではコンデンサ４６はコンデンサ出力温度によって制御される更なる温度制御ユニットによって制御される。
【００１５】
かくして、非常に大きな再生ユニットがあり、電気及び水若しくは空気の要件が非経済的である場合及び供給不十分である場合に於て、蒸留温度の制御を行うことにより、本発明の蒸留チャンバ内の蒸気が、更なる蒸気及び更なるコンプレッサから排出される熱い空気が生成されるよう螺旋状コイル２２による汚染された液体の加熱を行うのに用いられ、本発明による過程が継続される。外部電気的ヒーターは必要とされず、冷媒蒸気の充分な凝縮が本発明の蒸留チャンバに於て生じ、コンプレッサの仕事による熱を消散する小さな空冷式補助コンデンサ４６のみ必要となる。コンプレッサ３６は、油セパレータを含んでいる。従って冷媒を凝縮するための空冷式若しくは水冷式コンデンサは必要ではなくなる。
【００１６】
本発明の装置及び方法を用いることによって、従来の技術の容量が一日８時間の作業時間に対し約１５００ポンド（６８０．４kg）の容量であったのとは異なり、一日８時間の作業時間について約１８０００ポンド（８１６４．７kg）〜１０００００ポンド（４５３５９．２kg）までの冷媒が再生されることとなる。
【００１７】
以上の装置は、上記の態様にて冷媒を再生する過程を提供するが、上記の説明は本発明の限定として理解されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実行するための装置を含むシステムの模式図。
【符号の説明】
１０…汚染された冷媒流
１２…吸入口
１４…圧力調節弁
１６…蒸留チャンバ
１８…冷媒液の液面レベル
２０…汚染された冷媒液
２１…汚染された冷媒液の排出口
２２…螺旋状コイル
２３…弁
２４…熱電対、温度計
２６…温度制御ユニット
２８…温度制御弁、三方向弁
３０…バイパス導管
３４…導管
３６…コンプレッサ
３８…コンプレッサの排出口
４０…熱い冷媒気体流
４６…補助コンデンサ
４８…圧力調節弁
５０…蒸留された冷媒の排出流

Claims (5)

1. 冷媒を再生する方法であって、
   （ａ）汚染された冷媒液を蒸留チャンバへ供給する過程と、
   （ｂ）前記冷媒液を沸騰し前記チャンバ内の前記冷媒液の上方にて蒸気を生成する過程と、
   （ｃ）前記蒸気をコンプレッサへ導き熱い気体を形成する過程と、
   （ｄ）前記熱い気体を前記チャンバ内の液面レベルより下にある螺旋状コイル若しくは前記チャンバのバイパスへの何れかへ導く過程と、
   （ｅ）前記チャンバ内の前記冷媒液のための温度センサを設け、検知された温度を用いて前記熱い気体の流れを前記螺旋状コイル若しくは前記バイパスの何れかへ流すよう選択するための弁を制御する過程と、
   （ｆ）前記螺旋状コイル及び前記バイパスからの流れをコンデンサへ導き、蒸留された冷媒の全出力を構成する過程と、
   を含む冷媒を再生するめたの方法。
2. 請求項１による方法であって、前記冷媒液を選択的に排出する過程が含まれている方法。
3. 請求項１による方法であって、前記コンデンサが該コンデンサの出力から検知された温度を用いる更なる温度制御ユニットによって制御されている方法。
4. 冷媒の再生を提供する装置であって、液体部分と蒸気部分との双方を有する蒸留チャンバと、液体を前記液体部分へ供給するための手段と、前記蒸気部分に於ける蒸気を前記チャンバから流出させるための手段と、前記蒸気を受入れ前記蒸気を圧縮するためのコンプレッサと、前記液体部分に於ける液体のための温度検出手段と、前記温度検出手段によって制御される作動を有する温度制御ユニットと、前記温度制御ユニットによって制御される弁と、前記チャンバ内にあって前記液体を加熱し前記蒸気を惹起すための螺旋状導管と、前記弁から導かれるバイパス導管と、前記螺旋状導管と前記バイパス導管の双方から熱い気体の流れを受入れ蒸留された冷媒を出すためのコンデンサとを含む装置。
5. 請求項４による装置であって液体排出手段が前記チャンバに設けられている装置。

Images