KR100291071B1 - 냉각시스템에누설탐지첨가제를주입하는방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누설탐지 첨가제(48)를 함유하는 기판을 이용하여 누설탐지 첨가제를 밀폐형 냉각 시스템(10)내로 주입하는 방법에 관한 것이다. 소정량의 첨가제(48)는 누설탐지 첨가제(48)를 흡수 및 방출시킬 수 있지만 냉각제 또는 시스템 윤활제와는 반응하지 않는 기판물질로 이루어진 호스트 조각(52)위로 주입되어 흡수된다. 상기 호스트 조각(52)은 건조백(40)내에 설치된 후 냉각 시스템(10)의 탈수기(30)내에 설치된다. 냉각 시스템(30)은 조립, 충전 및 동작되고, 이에 의해 건조백(40)을 통하여 흐르는 냉각제 및 시스템 윤활제는 첨가제(48)를 냉각제 및 시스템 윤활제와 혼합시킨다. 선택적인 구체예에 의하면, 기판은 냉각 시스템의 다양한 부품내에서 하나의 필터로서 사용되도록 제작된다.

Description

냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법
냉각제의 손실이 시스템의 냉각 용량을 저하시킨다는 근본적인 이유와, 냉각제 자체가 대기중으로 배출될 때 잠재적인 위험 또는 악영향의 성분들이기 때문에 밀폐형 시스템에서 누설을 파악할 필요성이 계속적으로 존재하였다. 특히, 클로로플루오로카본(CFC) 및 하이드로클로로플루오로카본(HCFC) 냉각제의 제조 및 사용은 점진적인 제거, 및 그 사이에서의 재생 및 순환을 위해 계획된다.
냉각 시스템에서 누설을 파악 및 탐지하기 위해 다양한 방법들이 사용되었다. 냉각제가 천천히 누설되는 것은 근본적으로 조용하며 눈으로 식별할 수 없기 때문에, 상기 방법들은 할라이드 토치(torches), 전자 센서, 외부 조인트를 냉각제와 반응하는 물질로 코팅하는 방법 및 시스템으로부터 연료가 누출되는 장소들을 파악할 수 있도록 다양한 종류의 염료를 냉각장치에 주입하는 방법을 포함하였다.
냉각 시스템에서의 누설을 탐지하기 위해 가장 효율적인 방법중 하나로서,본 발명에 따라 실시되는 바람직한 방법은 시스템 윤활유, 또는 시스템 윤활유와 냉각제의 혼합물에 용해되지 않는 유효량의 형광염료 화합물을 냉각 시스템에 주입하는 단계를 포함한다. 상기 염료 화합물은 냉각회로 전체에서 냉각제 및 윤활유와 함께 순환하며, 이러한 순환은 누설장소에서 냉각제와 윤활유를 배출시키는 것과 함께 이루어진다. 냉각 시스템이 자외선에 노출될 때, 심지어 소량의 염료 화합물도 누설의 가시적인 탐지를 가능케 하는 밝은 형광색이다. 미합중국 특허 제 5,149,453호는 냉각 시스템에서 그러한 누설탐지 방법을 개시하고 있다.
형광 염료를 이용하는 상술한 누설탐지 방법을 실행할 경우, 염료가 냉각 시스템내로 주입될 때 형광염료 첨가제는 냉각 시스템의 외부와 접촉되지 않도록 주의해야 한다. 만약 염료 첨가제가 그 시스템의 외부상에 부주의하게 뿌려지거나 또는 문질러진다면, 부주의한 외부접촉의 결과로서 누설장소와 형광 사이를 구별하는 것이 어려워지게 된다. 이는 염료 첨가제가 새로이 조립된 자동차에서 에어컨디셔너의 품질보증 시험에 사용되는 경우에 있어서 특별히 중요한 것인데, 그 이유는 에어컨디셔닝 시스템의 최종 조립은 자동차 조립라인에서 통상 완료되며, 그 후 상기 시스템이 냉각제와 누설탐지 첨가제로 충진된 다음 상기 첨가제를 순환시키도록 작동됨으로써 자외선하에서 누설이 가시화되기 때문이다. 상기 냉각제, 윤활제 및 염료가 빠져나가는 것을 방지하기 위한 주의를 기울이는 반면, 조립 및 충진공정의 성격은 의류 또는 도구에 부주의한 오염을 만든다. 형광을 만드는데는 매우 낮은 농도의 염료가 필요하기 때문에, 에어컨디셔닝 시스템의 외부상에 뿌려지거나 문질러진 염료, 염료 냉각제 또는 오일은 잘못된 누설장소를 지적할 수 있다.
부가적으로, 사용될 수 있는 염료의 수는 염료가 농축액내에 위치하도록 하기 위해서 충분히 용해가능한 염료들로 한정된다. 상기 농축액은 염료를 냉각 시스템내로 주입하기 위해 필요하다. 더구나, 상기 농축액은 전체 냉각 시스템과 혼합될 때 자외선 조명하에서 충분히 형광적일 수 있도록 충분한 농도의 염료를 가져야 한다.
결과적으로, 시스템의 초기 충진전에 누설탐지 염료를 에어컨디셔닝 시스템내로 주입하는 방법을 제공하는 것이 바람직한데, 이러한 방법은 에어컨디셔너 외부에 대한 염료의 부주의한 접촉 가능성을 궁극적으로 제거해주며 사용될 수 있는 염료들의 선택 가능성을 증가시키기 때문이다.
그러한 이유 때문에, 본 발명의 목적은 시스템이 냉각제로 충진되기 전에 누설 탐지염료 첨가제가 에어컨디셔닝 또는 다른 냉각 시스템내에 설치되는 방법을 제공하는 것이다. 상기 누설탐지 염료는 시스템의 외부상에 염료가 부주의하게 접촉하는 위험을 줄이고 충진후 품질조절 누설시험을 가능하도록 하기 위하여 시스템이 충진되어 작동된 직후 냉각제로 방출되고, 시스템내에서 잔존하여 후속적인 누설탐지를 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템이 완전히 조립되기 전에 누설탐지 염료 첨가제가 에어컨디셔닝 시스템의 하나의 부품내에 저장 및 설치될 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 예측가능한 농도의 염료가 주입될 수 있도록 냉각제 또는 시스템 윤활제의 초기 충진량에 비례하는 특정량의 염료 첨가제를 미리 설치하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 첨부된 도면을 참고하면 더욱 명백해질 것이다.
본 발명은 일반적으로 에어컨디셔닝(air conditioning) 또는 다른 냉각 시스템에서 누설량을 탐지하는 것에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 누설탐지 염료들을 고체 또는 반고체 형태로 그 시스템내로 주입하는 방법을 포함한 누설탐지 염료를 시스템내로 주입하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 응축기와 증발기 사이에 리시버-탈수기를 이용하는 자동차 에어컨디셔너의 기본 냉각 시스템의 개략도,
도 2는 자동차내에 설치된 주요부품을 나타내는 자동차 에어컨디셔너 시스템의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 염료-웨이퍼를 포함하는 건조백이 설치된 리시버-탈수장치의 단면도,
도 4는 염료가 흡수된 기판이 필터 부품으로 설치되어 있고 캐이스와 건조코아 부분을 절단해서 본 인-라인 고체코아 필터-탈수기의 단면도,
도 5는 염료가 흡수된 기판이 프리-필터 부품으로 설치되어 있고 대체가능한 카트리지를 갖는 필터-탈수기의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 펠렛 형태의 염료를 함유하는 건조백이 그 내부에 설치되어 있는 리시버-탈수장치의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 파우더 형태의 염료를 함유하는 건조백이 그 내부에 설치되어 있는 리시버-탈수장치의 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 슬러리 형태의 염료를 함유하는 건조백이 그 내부에 설치되어 있는 리시버-탈수장치의 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 필터백내에 파우더 형태의 염료를 함유하는 건조백이 그 내부에 설치되어 있는 리시버-탈수장치의 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 하나의 캡슐내에 파우더 형태의 염료를 함유하는 건조백이 그 내부에 설치되어 있는 리시버-탈수장치의 단면도.
본 발명은 에어컨디셔닝 또는 다른 냉각 시스템에 누설탐지 염료 첨가제를 주입하는 개선된 방법을 제공한다. 명료함을 위하여 본 발명은 에어컨디셔닝 시스템에 대해 설명되지만, 다른 냉각 시스템에도 적용될 수 있다.
소정의 누설탐지 첨가제가 에어컨디셔닝 시스템의 하나의 부품내에 설치된다. 누설탐지 첨가제는 냉각제 및 시스템 윤활제에 용해될 수 있다. 에어컨디셔닝 시스템은 소정의 누설탐지 첨가제를 함유하는 부품을 포함시켜 조립된다. 상기 에어컨디셔닝 시스템은 냉각제로 충진된다. 냉각제는 에어컨디셔닝 시스템내에서 순환하여 누설탐지 첨가제를 냉각제 및 시스템 윤활제로 배출시킨다.
본 발명의 바람직한 또 다른 구체예에 있어서, 염료 첨가제에 흡수될 수 있는 물질로 이루어진 기판은 시스템내의 정해진 위치에 따른 형태를 갖는 하나의 조각(swatch)로 절단되고, 특정량의 염료 첨가제가 상기 조각위에 배치되어 그 내부로 흡수된다. 예를들면, 건조백 내부에서 사용하기 위한 하나의 구체예에서, 멜라민으로 처리된 폴리에스테르 펠트로 이루어진 조각은 원형 웨이퍼를 형성할 수 있도록 절단된다. 첨가제가 흡수된 웨이퍼는 건조백내로 삽입되어 그후 상기 건조백은 에어컨디셔닝 시스템의 탈수장치내에 설치된다. 에어컨디셔닝 시스템이 이의 부품들로 조립되고, 냉각제로 충진되고 작동되어 시스템을 통하여 냉각제와 시스템 윤활제를 순환시킬 때, 냉각제와 시스템 윤활제는 상기 건조백을 통하여 유동되어 염료를 용해시킨다.
또 다른 구체예에 의하면, 기판은 예를들면 대체가능한 필터-드라이어 카트리지에서와 같이, 또는 고체-코아 드라이어를 가지는 필터 부품으로서 사용될 수 있다. 이 구체예에 있어서, 직조된 또는 섬유질의 메쉬물질은 상기 드라이어의 필터 부품의 형상으로 절단되어, 이의 염료 첨가제가 냉각제로 방출된 후 입자 필터로서의 기능을 계속한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에 의하면, 누설 탐지 첨가제는 복수의 고체 입자들을 갖는데, 여기서 상기 첨가제는 시스템 윤활유내에서 0.1%보다 크거나 동일한 용해도를 갖는다. 누설탐지 첨가제는 파우더, 펠렛 또는 슬러리 형태를 갖는다.
본 발명의 바람직한 구체예에 의하면, 누설탐지 첨가제는 형광염료 화합물 또는 조성물이다. 고체 입자들을 갖는 누설탐지 염료는 필터백내에 위치할 수 있는데, 여기서 밀봉된 필터백은 냉각 시스템의 하나의 부품내에 삽입된다.
첨부된 도면을 좀 더 상세히 참고하면, 도 1은 자동차 에어컨디셔너의 기본적인 밀폐형 냉각회로(10)를 도시한 것으로, 상기 냉각회로에 의해 자동차 내부의 공기가 냉각 및 건조된다. 도 2는 자동차(12)내에 설치되어 있는 시스템(10)의 좀 더 상세하게 도시한 도면이다.
R-12 또는 좀 더 최근에는 R-134a와 같은 냉각제(14)는 에어컨디셔닝/냉각시스템내에서 가압하에서 순환된다. 각 싸이클에서, 냉각제는 액상에서 기상으로 그리고 다시 액상으로 변화되어, 승객 칸(16)으로부터 열을 흡수하여 승객 칸의 외부로 열을 방출시킨다.
좀 더 구체적으로는, 에어컨디셔닝 시스템(10)은 하나의 증발장치(18)를 갖는데, 상기 증발장치에 보조냉각된 액체 냉각제가 들어가 승객 칸의 따뜻한 공기로부터 열을 팽창 및 흡수하여 증발시킨다. 승객 칸(16)의 따뜻한 공기는 도 2에 도시된 바와 같이 도관(ducting)을 경유하여 증발기(18)로 연결되고, 그 결과 냉각 및 건조된 공기는 승객 칸내로 재순환된다. 승객 칸으로부터 열을 흡수한 후, 냉각 가스는 흡입에 의해 증발기로부터 압축기(20)로 이동되는데, 상기 압축기는 냉각가스를 압축하며 이에 의해 그 압력과 온도를 상승시킨다. 고압의 고온 증기는 하나의 응축기(22)를 통과하는데, 여기서 증기는 핀-코일(24)을 통하여 흐름으로써 거대한 냉각면 영역에 노출되는데, 상기 핀-코일위로 외부공기가 빠른 속도로 불어져 증기로부터 열을 멀리 운반시킨다. 상기 냉각제(14)는 응축온도로 냉각되고, 이의 응축열을 방출하며 여전히 고압에서 고온의 액체로 다시 상변화된다. 상기 냉각제(14)는 열평형 팽창밸브(28)를 통과함으로써 싸이클이 종료되는데, 상기 팽창밸브는 저압이 증발기(18)로 흡입될 때 고압의 액체 냉각제(14)를 계측하게 된다.
몇몇 시스템에 있어서, 증발기의 요구조건은 다양한 조건하에서 변화되기 때문에 팽창밸브를 통하여 계측되기 전에 액체 냉각제를 저장할 필요성이 있다. 또 다른 시스템에 있어서, 어떠한 액체도 압축기로 들어갈 수 없도록 하기 위하여증발기와 압축기 사이에 축열기를 설치하는 것이 하나의 관행이다. 하나의 시스템에서, 냉각제에서의 수분 오염은 팽창점에서 수증기를 냉동시키게 되어 냉각제의 흐름이 차단될 수 있고, 그 수증기가 냉각제와 반응하여 금속부품에 대한 내부 손상을 야기시킬 수 있는 산을 형성시킬 수 있다. 결과적으로, 도시된 구체예에서, 리시버-드라이어로도 불리는 리시버-탈수기(30)는 냉각제를 저장하여 이로부터 습기를 제거할 수 있도록 응축기(22)와 증발기(18) 사이에 배치된다. 또 다른 에어컨디셔너 시스템에 있어서, 축열기-탈수기는 냉각증기를 축적하여 이로부터 습기를 제거할 수 있도록 증발기와 압축기 사이에 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 리시버-탈수기(30)는 외부 입자들을 제거하기 위한 하나의 필터(32)와 순환 냉각제(14)로부터 습기를 제거하기 위한 건조물질(34)로 된 하나의 백(40)을 포함한다.
비록 여기에 도시되지는 않았으나, 건조 백들은 CCOT (cycling clutch orifice tube) 타입의 자동차 에어컨디셔너의 축열기에서, 그리고 VIR(Valves-in-Receiver) 타입의 에어컨디셔너의 VIR 어셈블리에서 또한 사용될 수 있으며, 또 다른 타입의 냉각 시스템에서는 냉각 회로의 다른 장소에서 발견될 수 있다는 사실은 공지되어 있다. 염료-첨가제 조각은 그러한 시스템에 사용된 건조 백 내에 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 에어컨디셔너 시스템 부품들은 엔진 칸(38)의 서로 다른 부품내에 배치되어 자동차의 여러개의 다른 부품에 부착된다. 따라서, 에어컨디셔너의 최종 조립은 자동차에 이것을 설치할 때 통상 발생되며, 상기 시스템은 이시점에야 비로서 냉각제로 충진될 수 있다. 에어컨디셔너가 조립되어 자동차내에 설치될 때, 상기 시스템은 냉각제로 충진되기 전에 공기와 습기가 제거될 수 있도록 배기된다. 상기 시스템은 시스템의 서비스 밸브를 통하여 하나의 콘테이너로부터 가압하에서 냉각제를 방출하여 시스템으로 들어가게 함으로써 충진된다.
상기 냉각제는 콘테이너 또는 서비스 호스내에서 가압하에 있기 때문에, 부주의한 이탈과 주위를 오염시킬 위험이 있다. 에어컨디셔너를 충진시키는 자동차 조립공들은 보호안경, 보호장갑 및 보호용 옷을 통상 착용하며 와이프 밸브 부속품에 레그를 사용한다. 만약 에어컨디셔너의 외부가 충진동안 냉각제 또는 염료의 이탈에 의해, 또는 오염된 의류와의 접촉에 의해 오염된다면, 이것이 문제를 일으켜 자외선 조명하에서 형광색을 띄는 냉각제내의 염료 첨가제는 잘못된 누설위치를 지적할 것이다.
본 발명은 에어컨디셔닝 시스템이 냉각제로 충진되기 전에 상기 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법을 제공하되, 그 방법은 상기 시스템이 충진 및 순환된 직후 염료가 냉각제로 방출 및 분산되도록 해준다.
염료-함유 조각(52)은 염료 첨가제에 흡수되지만 냉각제 또는 시스템 윤활제와는 반응하지 않는 기판물질로부터 제조된다. 상술한 바와 같이 건조백 내부에 사용하기 위한 바람직한 구체예에 있어서, 멜라민으로 처리된 100% 폴리에스테르 펠트 매트는 원형 디스크 또는 웨이퍼로 절단된다. 소정의 염료 첨가제가 각 웨이퍼에 제공되어 그 기판물질내로 흡수된다. 이 구체예의 경우, 웨이퍼는 직경1인치와 두께 0.315인치의 ¾ 원형 형상을 가진다. 상기 디스크는 절단공정에서 나온 느슨한 섬유 또는 펠트 잔류물이 전혀 존재하지 않도록 절단된다.
특정량의 염료 첨가제(48)가 웨이퍼위로 계측된 다음 펠트 물질내로 흡수되어 조각(52)을 형성한다. 염료 첨가제의 양은 시스템에 주입될 냉각제 및 윤활제의 부피, 첨가제내의 염료의 농도, 누설을 식별하는데 필요한 염료의 양 및 동작에 좋지 않은 영향을 미침이 없이 시스템내에 존재할 수 있는 염료의 양에 좌우된다.
누설탐지 첨가제(48)를 절단된 디스크 또는 웨이퍼위로 계측하기 위한 방안은 기판이 누설탐지 첨가제로 완전히 포화될 정도로 누설탐지 첨가제를 기판위에 배치시키는 것이다. 이 경우, 기판의 크기는 누설탐지 첨가제의 유효량을 결정한다. 상기 기판은 누설탐지 첨가제를 기판위에 배치시키기 전 또는 후에 적절한 크기로 절단될 수 있다.
하나의 바람직한 누설탐지 또는 염료 첨가제는 스펙트로닉스 코포레이션에서 시판중인 AR-GLOR또는 FLUORO-LITER누설탐지 첨가제와 같이, 시스템 윤활유와 동일하거나 또는 냉각제 및 시스템 윤활유와 호환가능한 하나의 오일에 분해된 형광성 알킬 치환된 퍼릴렌 염료 화합물이다. 이 염료는 폴리할로게네이티드 하이드로카본 냉각제에 용해될 수 있고 장파 자외선에 의한 조명하에서 밝은 황록색의 형광을 띤다. 33온스의 R-134a 냉각제 및 7온스의 PAG 윤활유의 완전 충진된 용량을 가지는 자동차 에어컨디셔너 시스템에서, 0.014온스의 AR-GLO4/PAGR염료 첨가제가 시스템의 동작에 좋지 않은 영향을 미침이 없이 누설을 파악하는데 효과적이다. 이러한 양은 디스크상에 남아 있는 부가적인 양, 통상 10%와 함께 디스크위로 계측되고 디스크내로 흡수되어 조각(52)을 만든다. 트레이서 조각(52)은 건조백 제조업자 또는 리시버-탈수기 제조업자에게 출하하기 위하여 밀봉된 내습성 백내에 일정량(통상 1000) 충진된다.
건조물질(34)을 리시버-탈수기(30)내에 설치하기 전에, 누설탐지 첨가제(48)를 갖는 트레이서 조각(52)이 투과성 백(40)내에 배치되고 그후 건조물질(34)의 입자들이 첨가되어 그 백은 입자들을 보유하도록 밀폐된다.
그 후, 건조백(40) 자체가 리시버-탈수기(30)내에 설치된다. 밀봉된 리시버-탈수기들은 조립될 때 에어컨디셔닝 시스템내에 설치될 수 있도록 자동차 또는 엔진조립 공장으로 배송된다. 에어컨디셔닝 시스템(10)이 완전히 연결된 직후, 배기된 다음 최초 냉각제(14)로 충진된다. 시스템을 충진시켜 동작시킨 직후, 냉각제가 건조백(40)을 통하여 지나갈 때 염료가 냉각제와 혼합되어 냉각제(14)에 용해된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구체예를 도시한 것이다. 인-라인 고체코아 필터-탈수기(60)는 에어컨디셔닝 시스템의 액체 냉각라인에 사용될 수 있다. 순환되는 냉각액체는 입구측(62)으로 들어가 건조물질(66)로 이루어진 고체코아내에 형성된 개구(64)를 통과하고 미세한 메쉬 필터물질(68)과 스크린 필터(70)를 통과하여 출구측(72)으로 빠져나간다. 염료 첨가제에 흡수되지만 냉각제와는 반응하지 않는 무질서한 메쉬물질로 이루어진 기판은 필터물질(68)로서 사용될 수 있다.선택적으로, 염료 첨가제에 흡수되지만 냉각제와는 반응하지 않는 직조된 또는 스크린-메쉬물질로 이루어진 염료-함유 기판이 스크린 필터(70)로서 사용될 수 있다.
도 5는 대체가능한 카트리지(76)를 갖는 필터-탈수장치(74)를 도시한 것이다. 폴리에스테르 펠트와 같이 섬유물질로 이루어진 염료-함유 기판은 다공성 카트리지벽을 둘러싸고 있는 주변 필터물질(78)로서 사용되어 이의 염료를 냉각제로 방출시킨 후 프리-필터로서의 역할을 할 수 있다.
천연 또는 인조 스폰지, 소결 브라스 또는 다른 금속, 심지어 건조 비드와 같은 다른 기판물질이 상술한 기판물질을 대체할 수 있다. 기판은 다양한 형상을 가질 수 있으며 그 양과 치수는 용도에 따라 달라질 수 있다.
상술한 구체예들에서, 누설탐지 염료는 액체 누설탐지 첨가제(48)로서 시스템(10)의 하나의 부품에 첨가된다. 상기 첨가제(48)는 냉각 윤활제(시스템 윤활제)를 포함하여 용제들에 분해된 염료 화합물을 통상 포함한다. 다음의 구체예들은 고체 또는 슬러리로서 시스템(10)의 부품에 첨가된 누설탐지 염료(50)를 설명한다.
도 6을 참조하면, 리시버-탈수기(30)는 외부입자들을 제거하기 위한 하나의 필터(32)와, 순환 냉각제(14)로부터 습기를 제거하기 위한 건조물질(34)로 제조된 투과성 백(40)을 포함한다. 상기 건조물질(34)에 부가적으로, 투과성 백(40)은 누설탐지 염료(50)로 이루어진 하나의 펠렛(80)을 가진다. 상기 펠렛(80)은 불활성 성분들을 또한 포함할 수 있다.
상기 펠렛(80)의 크기는 시스템에 주입될 냉각제와 윤활제의 부피에 비례하는 적절한 양의 염료(50)와, 누설을 식별하는데 필요한 염료의 농도와, 시스템의 동작에 좋지 않은 영향을 미침이 없이 시스템에 존재할 수 있는 염료의 양을 제공하도록 정해진다.
상기 건조물질(34)의 입자들은 펠렛(80)의 삽입 전 및/또는 후 첨가될 수 있다. 백(40)은 입자들과 펠렛(80)을 보유하도록 밀폐된다.
이전의 구체예들과 유사하게, 상기 건조백(40) 자체가 리시버-탈수기(30)내에 설치된다. 에어컨디셔닝 시스템(10)이 완전히 연결된 직후 배기되어 최초 냉각제(14)로 충진된다. 상기 시스템이 충진되어 동작된 직후, 냉각제가 건조백(40)을 통과할 때 염료(50)는 냉각제(40)와 혼합되어 냉각제에 용해된다.
펠렛(80)은 리시버-탈수기(30) 주변의 다른 부품들과 같이 시스템(10)내의 다른 위치에 배치될 수 있음을 알 수 있다. 펠렛(80)이 냉각제와 윤활제에 용해되기 전에는 시스템을 통하여 펠렛(80)이 이동되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
액체 누설탐지 첨가제(48)에 용해된 염료와는 대조적으로, 고체의 염료 화합물은 시스템 윤활제에서 0.1%의 용해도만을 가질 필요가 있다. 일반적인 액체 누설탐지 첨가제에 있어서, 염료의 농도는 시스템 윤활제를 포함한 다양한 용제내에서 통상 15%-50% 범위이다. 고체 염료로서 사용된 특정 염료 화합물의 용해도는 액체 염료 첨가제에 사용된 다른 염료의 용해도보다 작은 반면, 그 결과로서 생기는 시스템(10)내의 염료의 농도는 좀 더 크다.
예를들면, 액체 시스템에서 누설탐지 첨가제의 측정량은 통상 약 0.03온스이다. 만약 누설탐지 첨가제에서 25%의 염료 농축액이 사용되었다면, 총 염료의 양은 0.075온스가 된다. 만약 완전히 충진된 시스템이 10온스의 시스템 윤활제와 용해도가 0.1%인 염료를 가졌다면, 고체 형태의 염료 0.01온스가 시스템내로 주입되며 시스템을 충진 및 순환한 직후 용해된다. 그러므로, 좀 더 낮은 용해도를 갖는 염료가 사용될 수 있으며, 그 결과 염료의 농도가 좀 더 커진다. 주입될 수 있는 염료의 양이 시스템 윤활제내의 염료의 용해도에 기초하여 계산되는 반면, 염료는 냉각제에서 또한 용해될 필요가 있음을 인식하여야 한다.
바람직한 구체예에 의하면, 염료는 냉각제 또는 냉각 또는 시스템 윤활제에 용해될 수 있는 고체 화합물 또는 조성물인 형광 염료이다. 염료들은 다음과 같은 나프톡산신, 퍼릴린 및 나프탈렌 화합물이 가능하다:
나프토(3,2,1-kl)산신-2,8-디알킬;
3,9-퍼릴렌디알킬아세테이트;
4-알킬아미노-n-알킬-나프탈리미드;
디나프토(1,2,3-cd; 1'2'3-1m)퍼릴렌-9,18-디온, 알킬 유도체.
액체 염료들과 유사하게도, 형광 고체염료는 에어컨 또는 냉각 시스템의 동작온도에서 안정해야 하고 냉각제 또는 시스템 윤활제의 특성을 변화시켜서도 안되며 시스템의 부품들에 좋지 않은 영향을 미쳐서도 안된다.
도 7을 참조하면, 파우더 형태(82)의 누설탐지 염료(50)가 건조물질 입자들(34)과 함께 투과성 백(40)에 첨가된다. 밀봉된 투과성 백(40)은 리시버-탈수기(30)내에 설치된다. 파우더 형태(82)의 염료(50)는 시스템(10)이 충진될때 시스템(10)내에 용해된다.
도 8을 참조하면, 슬러리 형태(84)의 누설탐지 염료(50)를 갖는 리시버-탈수기(30)가 도시되어 있다. 상기 슬러리 형태(84)는 불활성 성분을 포함할 수 있다. 파우더 형태(82) 및 슬러리 형태(84)의 염료(50)는 조각(52) 및 펠렛(80)에 대해 상술한 인자들에 따른 양으로 설치된다.
원하는 375:1 희석비를 갖는 PAG 윤활유와 25% 착색제를 갖는 나프탈리미드 7온스를 가지는 하나의 시스템에서 나프탈리미드 염료를 사용하는 하나의 구체예에서, 0.0187온스의 액체 염료 첨가제와 단지 0.0047온스(부피)의 파우더 염료만이 필요하다. 상기 파우더 염료는 건조물질(34)의 입자들과 함께 도 7에서와 같은 투과성 백(40)에 직접 첨가될 수 있다. 그러한 방안에 있어서, 파우더 염료는 충분한 양의 불활성 바인더와 혼합되어 도 6에 도시된 바와 같이 일반적인 크기의 타블렛을 형성할 수 있다. 또 다른 방안은 나프탈리미드 염료 파우더를 충분한 양의 PAG 윤활제와 혼합하여 하나의 슬러리를 형성하는 것이다. 슬러리 혼합물은 도 8에 도시된 바와 같이 투과성 백(40)에 직접 첨가될 수 있다.
도 9를 참조하면, 누설탐지 염료(50)를 투과성 백(40)에 설치하는 선택적인 구체예는 파우더 형태(82)의 누설탐지 염료(50)를 필터백(90)내에 위치시키는 것이다. 필터백(90)은 밀봉된 후 건조물질 입자(34)와 함께 투과성 백(40)내에 배치된다. 상기 필터백(90)은 시스템(10)의 다른 부품들내에도 배치될 수 있음을 알 수 있다.
도 10을 참조하면, 누설탐지 염료(50)를 투과성 백(40)에 설치하는 선택적인구체예는 파우더 형태(82)의 누설탐지 염료(50)를 캡슐(94)내에 위치시키는 것이다. 캡슐(94)은 건조물질 입자(34)와 함께 투과성 백(40)내에 배치된다. 상기 캡슐(94)은 시스템(10)의 동작에 좋지 않은 영향을 미침이 없이 시스템(10)을 충진시킨 직후 시스템 윤활제에 용해되는 불활성 성분들로 이루어져 있다. 상기 캡슐(90)은 시스템(10)의 다른 부품들내에도 배치될 수 있음을 알 수 있다. 더구나, 캡슐(94)은 고체 또는 슬러리 형태의 염료(50)도 함유할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 내용은 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 다양한 염료 첨가제, 특히 장파 자외선 복사하에서 청록색의 형광을 띠는 형광성 알킬-치환된 나프탈리미드 염료 화합물로 제조된 첨가제들이 본 발명에 사용될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 냉각 시스템의 외부상에 염료가 부주의하게 접촉하는 위험을 줄이고 냉각제의 충진후 품질조절 누설시험을 가능케 하기 위하여 냉각 시스템이 충진되어 작동된 직후 냉각제로 방출되어 냉각 시스템내에서 후속적인 누설탐지를 가능케 한다.

Claims (26)

  1. 냉각제 및 시스템 윤활제가 순환되는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법에 있어서,
    시스템이 조립되어 작동될 때 냉각제가 통하여 순환되는 냉각 시스템의 하나의 부품내에 냉각제 및 시스템 윤활제에 용해될 수 있는 미리 결정된 양의 누설탐지 첨가제를 배치시키는 단계;
    상기 미리 결정된 양의 누설탐지 첨가제를 포함하는 부품을 포함시켜 냉각 시스템을 조립하는 단계;
    상기 냉각 시스템을 냉각제로 충진하는 단계; 및
    상기 냉각 시스템내에서 냉각제를 순환시켜 누설탐지 첨가제를 냉각제 및 시스템 윤활제로 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 시스템의 하나의 부품내에 누설탐지 첨가제를 배치시키는 단계는 상기 누설탐지 첨가제를 흡수 및 방출시킬 수 있는 물질로 이루어진 기판을 제공하는 단계; 상기 기판위에 미리 결정된 양의 누설탐지 첨가제를 배치시켜 그 첨가제가 기판내로 흡수되도록 하는 단계; 및 시스템이 조립되어 작동될 때 냉각제가 통하여 순환되는 냉각 시스템의 하나의 부품내에 상기 첨가제가 흡수된 기판을 설치하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 시스템의 하나의 부품내에 누설탐지 첨가제를 배치시키는 단계는 상기 누설탐지 첨가제를 건조백내에 삽입하는 단계; 및 냉각제로부터 물이 제거되는 냉각 시스템의 하나의 부품내에 상기 건조백을 삽입하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 기판은 폴리에스테르 펠트 조각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 기판은 무질서한 메쉬물질 조각이고, 상기 냉각 시스템의 하나의 부품내에 기판을 설치하는 단계는 건조코아의 일단부를 가로지르는 조각을 냉각 시스템의 고체-코아 필터-드라이어 부품내에 충진함에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 기판은 직조물질이고, 상기 냉각 시스템의 하나의 부품내에 기판을 설치하는 단계는 냉각 시스템의 필터-드라이어 부품내에 스크린 필터로서 상기 직조물질을 설치함에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 기판은 미리 절단되며 유효량의 누설탐지 첨가제가 기판위에서 계측되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 누설감지 첨가제는 자외선하에서 형광을 발하며, 상기 누설탐지 첨가제가 형광을 발하게 함으로써 냉각제의 누설을 시각적으로 탐지하여 상기 냉각 시스템 내에서의 누설이 탐지될 수 있도록 상기 냉각 시스템의 외부를 자외선에 노출시키는 단계로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 기판을 누설탐지 첨가제로 완전히 포화시키는 단계; 및 유효량의 누설탐지 첨가제를 함유하도록 기판의 크기를 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 기판은 누설탐지 첨가제가 기판위에 배치되기 전에 적절한 크기로 절단되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 기판은 누설탐지 첨가제가 기판위에 배치된 후 적절한 크기로 절단되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 적어도 복수의 고체입자들을 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 0.1% 또는 그 이상의 시스템 윤활제에서의 용해도를 가지는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 시스템의 하나의 부품내에 누설탐지 첨가제를 배치시키는 단계는 상기 누설탐지 첨가제를 필터 백내에 삽입하는 단계; 상기 필터 백을 밀봉하는 단계; 및 상기 필터 백을 냉각 시스템의 하나의 부품내에 삽입하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 필터 백은 냉각제로부터 물이 제거되는 냉각 시스템의 하나의 부품내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 펠렛 형태이고, 상기 고체입자들이 상기 펠렛을 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 펠렛은 파우더 형태의 염료 농축물과 불활성 성분들로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 펠렛은 파우더 형태의 염료 농축물로 필수적으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  19. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 슬러리 형태인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 파우더 형태인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 시스템의 하나의 부품내에 누설탐지 첨가제를 배치시키는 단계는 불활성이며 시스템 윤활제에 용해될 수 있는 하나의 캡슐내에 상기 누설탐지 첨가제를 삽입하는 단계; 및 상기 캡슐을 냉각 시스템의 하나의 부품내에 삽입하는 단계의 의해 수행됨을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 냉각제 및 시스템 윤활제에 용해될 수 있는 형광성 염료 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 염료 화합물은 형광성 알킬 치환된 퍼릴렌 염료로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 염료 화합물은 형광성 알킬 치환된 나프탈리미드 염료로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 누설탐지 첨가제는 냉각 윤활유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템이 조립되어 작동될 때 냉각제가 통하여 순환되는 냉각 시스템의 부품은 탈수기인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템에 누설탐지 첨가제를 주입하는 방법.
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