JP6310908B2 - 流体用除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵システムから流体を除去するための除去装置に関する。

除去装置は、流体が流れる冷却装置およびコンプレッサを備える。該装置は、流体が流れる複数の相互接続されたパイプライン要素を有するパイプライン・アセンブリを備える。パイプライン・アセンブリは、流体注入口と流体排出口とを有する。流体は、通例、凝縮性気体でよい。冷却装置は、凝縮性気体をプロセスから引き込むコンプレッサを冷却する役割を果たす。例えば、空調装置のような空調システムや冷蔵システムのメンテナンスにおいて除去装置の用途が存在する。冷却装置の基本原理によれば、前もって圧縮された流体が、流体注入口を通ってパイプライン・アセンブリを流れ、同流体は、該アセンブリを流れる際に凝結する。当該プロセスにおいて、流体排出口から液体として排出されるまでに外界に対し熱が発せられる。

冷却装置を清掃またはメンテナンスする目的で、あるいは、様々な凝縮性液体が別のプロセスにて混合されることを防止するため、流体はパイプライン・アセンブリから完全に除去されなければならない。冷却装置を清掃する方法としてすすぎ洗い法が知られている。すすぎ洗い法では、被圧洗浄流体、例えば空気、がパイプライン・アセンブリ中に流される。その後、パイプライン・アセンブリは別の流体性冷媒で満たされる。このため、先ず冷媒をパイプライン・アセンブリから汲み上げ、その後、清掃用気体をパイプラインに注ぎ入れるための追加的なポンプおよびバルブが必要となる。

本発明の目的は、冷蔵システムから流体を除去するための清掃容易な除去装置を提供することにある。本発明の除去装置は、請求項１の特徴により規定される。

該発明によれば、パイプライン・アセンブリは、パイプライン要素の上方に配された流体注入口およびパイプライン要素の下方に配された流体排出口を備えた複数の相互接続されたパイプライン要素を有し、各パイプライン要素は、水平面に対して角αをなして下方に傾斜しており、流体排出口が開放された状態においては、流体注入口から入った流体は全て自動的に重力により流体排出口へ向けて移動する。これに関し、角αは、１度から４度の範囲とすることが可能であり、好ましくは、２度から３度であり、特に好ましくはおよそ２．５度である。パイプライン要素が傾斜した構成のため、流体は順次的に通過して、流体排出口が開放された状態においては追加的なポンプまたはバルブを要さずに重力の影響により流れ出ることができる。流体注入口および／または流体排出口が開放された構成においては、つまり、パイプライン・アセンブリ内部が大気圧である構成においては、流体は、好ましくは、液体冷媒である。除去装置を動かしたりまたは傾けたりすることを要さずに、流体は、流体排出口から完全に流れ出ることができる。

パイプライン要素は、好ましくは、直線状であり、流体の流れの方向に沿って順々に配される。これに関し、パイプライン要素は、それぞれの上端に積み上げることができる。流体の流れの方向に沿って順々に配されるパイプライン要素は、互いに角βだけ傾いていることが好ましい。角βは、１度から９度の範囲とすることが可能であり、好ましくは、３度から７度であり、特に好ましくはおよそ５度である。一般的な冷媒に関し、流体をパイプライン要素から均一にかつ完全に排出するために有利な流速が得られる。

流体の流れの方向に沿って順々に配されたパイプライン要素は、水平面に対し角γだけ傾いた平面に含まれるように配されたＵ形状接続用パイプで接続されることが好ましい。ここで、角γは、１０度から５０度の範囲とすることが可能であり、好ましくは、２５度から３５度であり、特に好ましくはおよそ３０度である。そうすることで、流体排出口が開放され大気圧が広く行き渡っていれば、流体は、湾曲した接続用パイプから完全に流れ出る。

パイプライン要素は、互いに平行な２つの異なる平面に含まれるように積み上げられて配されることが有利である。当該２つの平面は、鉛直面および水平面の両者に対し傾いている。これらの面の鉛直面に対する傾き角δは、好ましくは、５度から３５度であり、より好ましくは、１５度から２５度であり、特に好ましくはおよそ２０度である。これに関し、流体の流れの方向に沿って順々に配されたパイプライン要素は、上記の２つの平面に含まれるように配される。そうすることで、流体排出口が開放された状態において流体を完全に流し出すことが可能なパイプライン要素の空間を取らない配置が実現される。

好都合には、冷却装置は、パイプライン・アセンブリのための冷却フィンを備える。各冷却フィンは、第１の直線に沿って配されて第１の平面のパイプライン要素のために供される開口部と、第１の直線と平行な第２の直線に沿って配されて第２の平面のパイプライン要素のために供される凹部と、を有する。このような冷却フィンは、互いに平行に、並んで配置されてよく、冷却フィンの開口部は、第１の平面のパイプライン要素と接触し、凹部は、パイプライン要素のいずれとも接触しない。第１の平面のパイプライン要素と冷却フィンとの間でのみ、熱伝達が生じる。第２の平面のパイプライン要素のための凹部は、冷却フィンをパイプライン・アセンブリに対して簡単に締結することを可能にする。

流れの方向から見た場合のパイプライン・アセンブリの上流部分では、冷却装置は、好都合にも、コンプレッサを備えている。コンプレッサは、パイプラインの構成の流体注入口と接続されており、その中を流体が流れる。コンプレッサを用いることで、パイプライン・アセンブリを流れる冷媒を、アセンブリを流れる前に、圧縮可能となり、そうすることで、冷媒は、アセンブリを流れる際に緩んでプロセス内の熱を吸収する。

流れの方向から見た場合のコンプレッサの上流部分、および／または、流れの方向から見た場合の流体排出口の下流部分では、好都合にも、両方向に自動閉鎖するプラグ、および／または、両方向に自動閉鎖する着脱容易な結合器（カップリング）が供される。

除去装置の等価回路図である。 上流コンプレッサと除去装置の斜視図である。 除去装置の側方断面図である。 パイプライン・アセンブリの斜視図である。 図４の矢印Ｖ方向に沿って見た場合の図である。 図４の矢印Ｖａ方向に沿って見た場合の図である。 図４の矢印Ｖｂ方向に沿って見た場合の図である。 図４の図において冷却フィンを装着した状態の図である。 図６の矢印ＶＩＩ方向に沿って見た場合の図である。 第１冷却フィンの平面図である。 第２冷却フィンの平面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１の等価回路図は、本発明による除去装置１０の例である。除去装置は、冷却装置１１と、流体の流れの方向に沿って上流に配されたコンプレッサ１４と、さらに上流に配された、両方向に自動閉鎖する着脱容易な結合器（カップリング）１６および両方向に自動閉鎖するプラグ１８と、下流に配された、両方向に自動閉鎖する着脱容易な結合器（カップリング）２０および両方向に自動閉鎖するプラグ２２と、を有する。冷却装置１１は、パイプライン・アセンブリ１２と、当該パイプライン・アセンブリにおける冷却フィン３４ａ、３４ｂとで形成される。

図４および図５に示されるように、パイプライン・アセンブリ１２は、複数の直線パイプライン要素２４、２６と、流体注入口２８と、流体排出口３０と、複数の接続用パイプ３２と、を有する。接続用パイプ３２は、それぞれ、流体を伝導可能に、連続して配された２つのパイプライン要素２４、２６を接続する。これに関し、パイプライン要素２４は、もう一つのパイプライン要素２６が順々に組み上げられている第２の平面と平行な第１の平面において順々に積み上げられている。そのため、流体の流れの方向に沿って見ると、第１の平面の、一のパイプライン要素２４は、第２の平面のパイプライン要素２６の間に配されている。流体の流れの方向に沿って見れば、第２の平面のパイプライン要素２６は、第１の平面のパイプライン要素２４の間に配されている。第１の平面の、一のパイプライン要素２４は、２つの接続用パイプ３２によって、第２の平面の、２つのパイプライン要素２６のそれぞれと接続されている。

図５に示されるように、流体の流れの方向に沿って順々に配された、相異なる平面の、隣接するパイプライン要素２４、２６は、互いに角β、つまり、およそ５度、即ち、５度または５．１度、だけ傾いている。図４の矢印ＶａおよびＶｂの方向に沿って見た、図５ａおよび図５ｂの側方図では、接続用パイプ３２の面は、水平面に対し角γ、つまり、およそ３０度、だけ傾いている。図７から分かるように、各パイプライン要素２４、２６は、水平面に対し、角α、つまり、およそ２．５度、だけ傾いている。図２および図３から分かるように、パイプライン要素２４の平面とパイプライン要素２６の平面とは、互いに平行で、かつ、鉛直面に対し、角δだけ傾けて構成されている。角δは、およそ２０度である。

図６および図７は、パイプライン・アセンブリ１２に沿って、互いが平行になるように配された冷却フィン３４ａ、３４ｂを示す。ここで、図８の左冷却フィン３４ａは、図９の右冷却フィンの側方に配される。冷却フィン３４ａ、３４ｂは、それぞれ、第１の平面のパイプライン要素２４のための、穴の形をした開口部３６を備える。第２の平面のパイプライン要素２６のために、冷却フィン３４ａ、３４ｂは、それぞれ、凹部を備える。図８および図９から分かるように、開口部３６および凹部３８はそれぞれ、直線に沿って配されている。パイプライン要素２４、２６の２つの平面に対し、これら２つの直線も、互いに平行に配されている。開口部３６が、第１の平面のパイプライン要素２４の周囲を完全に囲み、熱伝導可能に接触しているのに対し、凹部３８それぞれの領域においては、パイプライン要素２４、２６との接触はなく、とりわけ、熱の移動はない。

Claims (7)

1. 冷蔵システムから流体を除去する除去装置（１０）であって、
   流体が流れる冷却装置（１１）およびコンプレッサ（１４）を有し、
   前記冷却装置は、パイプライン・アセンブリ（１２）を有し、
   前記パイプライン・アセンブリは、互いに接続された複数のパイプライン要素（２４、２６）と、前記パイプライン要素の上方に配された流体注入口（２８）と、前記パイプライン要素の下方に配された流体排出口（３０）と、を有し、
   前記コンプレッサは、前記流体の流れの方向に沿って前記冷却装置（１１）の上流に配され、前記流体が流れ、前記流体注入口（２８）と接続され、よって、圧縮された流体が上方から前記流体注入口（２８）を介して前記パイプライン要素に入り、
   前記パイプライン要素はそれぞれ、水平に対して角αの傾きで配されており、前記流体注入口（２８）から入った流体は全て、パイプライン要素内部で下方に流れ、重力によって、前記流体排出口（３０）へ向かって移動し、
   前記パイプライン要素（２４、２６）は、鉛直面および水平面に対し傾いた、互いに平行な２つの異なる平面に含まれるように配されており、
   前記パイプライン・アセンブリ（１２）は、第１の直線に沿って配された、第１の平面のパイプライン要素のための開口部（３６）、および、前記第１の直線と平行な第２の直線に沿って配された、第２の平面のパイプライン要素のための凹部（３８）を備えた冷却フィン（３４ａ、３４ｂ）を備え、ここで、第２の平面のパイプライン要素は、凹部（３８）の領域において、冷却フィン（３４ａ、３４ｂ）と熱伝導可能に接触することがなく、
   前記パイプライン要素（２４、２６）は、前記流体の流れの方向に沿って順々に配され、互いが角βをなすように傾いている、
   ことを特徴とする除去装置。
2. 請求項１に記載の除去装置（１０）であって、
   前後に配された前記パイプライン要素（２４、２６）の間の傾き角βは、１度から９度の範囲である、ことを特徴とする除去装置。
3. 請求項１または２に記載の除去装置（１０）であって、
   前記流体の流れの方向に沿って前後に配されたパイプライン要素（２４、２６）は、水平面に対して角γだけ傾いた平面に含まれるように配されたＵ形状接続用パイプ（３２）によって、互いに接続されている、ことを特徴とする除去装置。
4. 請求項３に記載の除去装置（１０）であって、
   前記接続用パイプ（３２）の前記平面の傾き角γは、前記水平面に対し、１０度から５０度である、ことを特徴とする除去装置。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載の除去装置（１０）であって、
   前記パイプライン要素（２４、２６）の前記鉛直面に対する前記傾きδは、５度から３５度である、ことを特徴とする除去装置。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載の除去装置（１０）であって、
   前記流体の流れの方向にそって前後に配されたパイプライン要素（２４、２６）は、異なる平面に含まれるように配されている、ことを特徴とする除去装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の除去装置（１０）であって、
   少なくとも１つの自動閉鎖型プラグ（１８、２２）、および／または、少なくとも１つの自動閉鎖型着脱式結合器（１６、２０）が、前記流れの方向から見て前記コンプレッサ（１４）の上流、および／または、前記流体排出口（３０）の下流に配されている、ことを特徴とする除去装置。

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