專利名稱：用于致冷系統(tǒng)部件的改進沖洗的制作方法
技術領域：
本申請涉及用于清洗致冷系統(tǒng)如空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于從這種系統(tǒng)沖洗污物的系統(tǒng)。
背景技術：
空調(diào)和致冷設備可能遭受災難性的故障，諸如壓縮機馬達燒毀。這些故障可以在密封的系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生污物，這些污物可以包括酸、污泥和微粒。
為了保護被修復的系統(tǒng)不會遭受再一次的故障，通常使用溶劑沖洗這種系統(tǒng)中的熱交換器或其它部件以除去該污物。過去所選擇的溶劑是R11。然而，由于CFC和HCFC已經(jīng)表現(xiàn)出會引起臭氧層的減少，所以不再為了該目的而使用R11。R141b仍然可以該方式加以利用，但R141的生產(chǎn)在2003年停止，因此需要另一種沖洗溶劑。
新的沖洗溶劑與現(xiàn)在可用的設備的結合是不夠的。關于一類設備的典型問題在于溶劑的重復使用，這導致污物從一個空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個空調(diào)系統(tǒng)中。另一種方法使用簡單的沖洗，這使得溶劑會意外地噴射到使用它的工人身上。從要待清洗部件上清除該溶劑也是費時的。
有許多機器用于致冷劑的回收、再循環(huán)或再生。這些機器沒有被設計用作沖洗機且不提供足夠的沖洗服務。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明提供一種用于清洗空調(diào)或致冷系統(tǒng)的部件的方法，其在溶劑正被使用時進行溶劑的清潔和再循環(huán)。廣泛地說，本發(fā)明用來使液態(tài)溶劑涌過空調(diào)部件以從部件除去污物。然后使吸收了污物的溶劑蒸發(fā)，接著從蒸發(fā)的溶劑中除去污物以便從溶劑中清除污物，然后使清潔的溶劑液化和再循環(huán)以再次用于沖洗部件中。因而，溶劑被連續(xù)清潔和重新用于沖洗，溶劑不會隨著每次使用而被污染得越來越嚴重。在完成部件的清洗之后，能回收留在部件中的溶劑，且能將從溶劑中分離出來的污物進行清除處理。還提供了一種用于執(zhí)行上述方法的裝置。


在結合附圖閱讀時可以更好地理解上述概要和下面的詳細說明，為了闡明本發(fā)明，在附圖中示出了一個優(yōu)選實施方式，然而，可以理解本發(fā)明不局限于所示的確切布置。
圖1是用于用于空調(diào)和致冷設備的沖洗機的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種用于沖洗空調(diào)和致冷系統(tǒng)以及部件的方法和裝置，并且將參考圖1描述本發(fā)明。概括地，用如虛線內(nèi)所示的裝置10實現(xiàn)本發(fā)明，該裝置10將溶劑從封閉的供給箱12輸送到待清洗的空調(diào)部件14。在通過部件14后，溶劑吸收了被溶解了的油和其它污物(共同稱為“油”)，然后溶劑通到裝置10的其它部件，在那里清洗掉溶劑中的污物，并且溶劑最終返回到來源箱12以供進一步使用。本發(fā)明的方法是用于實現(xiàn)至少下列內(nèi)容的多循環(huán)系統(tǒng)清洗部件14、清除由溶劑收集的污物、以及回收清潔的溶劑以重新使用。因而，將看到本發(fā)明提供了清潔溶劑的連續(xù)來源，如下文中更詳細的描述。
在本發(fā)明的清洗循環(huán)中，空調(diào)系統(tǒng)的部件14(未示出空調(diào)系統(tǒng)的其它部件)的污物被清洗掉。例如，部件14可以是空調(diào)或致冷單元的冷凝器或熱交換器，在所述空調(diào)或致冷單元中，壓縮機馬達燒毀，使得壓縮機中的油過熱并產(chǎn)生污物。部件14通常與空調(diào)系統(tǒng)的剩余部件斷開(例如在流路上斷開，而不必將其從安放的機艙中拆下)，使得它能流體連通地連接到裝置10?？蛇x擇地，也能將空調(diào)系統(tǒng)的各種連接部件或整個系統(tǒng)連接到裝置10。
用于清洗部件的溶劑優(yōu)選是含氫氟烴(HFC)，如HFC-245fa，其存儲在來源箱12中，優(yōu)選在來源箱12中容納了1到100磅之間的溶劑(便攜式箱一般容納大約10磅)。來源箱12也充當回收箱來容納經(jīng)再循環(huán)的但是經(jīng)清洗的溶劑。該箱12具有若干連接件，蒸氣和液體能通過這些連接件移入和移出該箱。在所示的實施方式中，液體輸出閥16連接到箱12內(nèi)部的導管，以從箱的底部附近接收液態(tài)溶劑；連接有閥18以接收再循環(huán)溶劑；另一個連接件20能從箱12的上部接收蒸氣，該連接件20優(yōu)選在箱處設有閥(未示出)。通過使用已知的閥，諸如具有液體輸出功能和蒸氣輸出功能的Y型閥，能將閥的數(shù)量減到最少。
部件14流體連通地連接到裝置10以便能使液態(tài)溶劑涌過該部件，以除去任何污物。箱12中的溶劑通過可連接到部件14的流體管道22被引導到部件14，且溶劑通過另一個可連接到裝置10的流體管道24離開部件14。流體管道22和24可以包括如所示的閥以打開和關閉溶劑的流動，且優(yōu)選包括容易操作的軟管26或管狀部分，流體管道22和24還包括透明部分、半透明部分或某種類型的觀察窗，以便能在視覺上監(jiān)視溶劑的流動。部件14優(yōu)選連接到裝置10以便用溶劑流中的溶劑對其進行沖洗，溶劑流與在正常使用中通過部件14的正常的致冷劑流反向。因而，呈液態(tài)形式的溶劑從箱12經(jīng)過部件14，溶劑在部件14處吸收污物，即攜帶有蠟、泥土、細粒和其它碎片的油，這些污物是由正常磨損和災難性故障引起的。
然后，離開部件14的溶劑蒸發(fā)成氣態(tài)形式，離開呈液態(tài)形式的油，以便從氣態(tài)溶劑中除去油。這通過如下方法實現(xiàn)使攜帶有來自于部件14的污物(油)的溶劑經(jīng)過節(jié)流閥28，溶劑在該節(jié)流閥28處開始蒸發(fā)，然后經(jīng)過蒸發(fā)器30以完成蒸發(fā)過程。優(yōu)選為電磁閥的旁通閥36允許在回收循環(huán)過程中繞過膨脹閥，這在下面進一步描述。
蒸發(fā)器30可以是組合的三線圈單元，其中兩個線圈用作冷凝器32，這在下面進一步描述，一個線圈用作蒸發(fā)器30，以允許蒸發(fā)器30和冷凝器32之間的熱傳遞。風扇34將空氣吹過蒸發(fā)器30和冷凝器32以加強熱交換。任何適當布置的熱交換器都可使用。膨脹閥入口側(cè)上的過濾器38是優(yōu)選的以除去顆粒。
冷蒸氣溶劑從蒸發(fā)器32傳到螺旋式油分離器40，該油分離器40將任何油滴和碎片(污物)從溶劑蒸氣中分離以進行收集，這在下面進一步描述。可以使用本領域中已知的任何合適類型的分離器。該油分離器具有排油閥42以連接到排油瓶44，該排油閥42優(yōu)選是電磁閥，其操作在下面描述。
蒸氣接著經(jīng)過過濾器/干燥器46，在此處去除任何殘留有顆粒的水滴?？梢允褂萌魏魏线m的吸附型干燥器。該過濾器/干燥器也可以具有從溶劑中除去酸的能力。
接著，蒸氣傳到壓縮機48，該壓縮機48將蒸氣壓縮成熱蒸氣。當熱蒸氣離開壓縮機48時，它會隨其帶走一些用于潤滑壓縮機48的壓縮機用油。位于壓縮機下游的油分離器50從熱蒸氣中除去任何這種油，并且將這些油通過回油電磁閥52返回到壓縮機48，回油電磁閥52可以是周期性地或間歇性地工作，或者以已知的方式工作。
然后，來自壓縮機48的熱蒸氣經(jīng)過止回閥54到達由風扇冷卻的冷凝器32，熱蒸氣在此凝結成熱液體。然后，熱液體作為清潔溶劑通過止回閥56和箱閥18返回到來源箱12，以便在清洗循環(huán)中中再次使用。以這種方式，供給到部件14的液態(tài)溶劑被再循環(huán)并且總是清潔的以便重新使用。
一旦在清洗循環(huán)過程中部件14被充分清洗，就能執(zhí)行溶劑回收循環(huán)。為此，關閉箱12出口側(cè)上的閥，如閥58(乃至箱閥16)，以使溶劑來源與部件14隔離，并且開啟壓縮機48以從部件14除去所有溶劑。當溶劑停止流動時，表明已經(jīng)從部件14上完全除去了溶劑，流體管道22和26的透明部分使得裝置10的操作者能直觀地看到。到溶劑回收循環(huán)的最后，通過打開電磁閥36，能通過繞過膨脹閥28來加快回收過程的速度。這使得能更容易地蒸發(fā)和除去部件14中任何少量殘留溶劑。一旦所有溶劑都已回收，就能關掉壓縮機。
在清除循環(huán)過程中，將油從裝置10清除并將油收集到排油瓶44中。如圖所示，連接到箱12中的蒸氣的流體管道20通過流體管道60連接到油分離器40的入口側(cè)(蒸發(fā)器30的下游)，電磁線圈控制的閥62控制蒸氣從來源箱12到油分離器40的流動。對于清除循環(huán)，將通向部件14的閥關閉，關掉壓縮機48，將電磁線圈控制的閥62打開以使螺旋式油分離器40受到來源箱12的壓力。在排油電磁閥42打開的情況下，來自來源箱12的壓力迫使先前已除去的且保留在油分離器40中的油和污物進入排油瓶44以進行處理。在清洗循環(huán)之后立即排油被認為能從部件14收集更大部分的油。然后，可以進行回收循環(huán)。然而，如果需要的話，也可以選擇在清除循環(huán)之前完成回收循環(huán)。
如上所述，本發(fā)明所使用的優(yōu)選溶劑是HFC-245fa。也可以使用其它合適的溶劑，如HFC-245fa和反式-1、2-二氯乙烯的組合。對于HFC-245fa和反式-1、2-二氯乙烯的混合物，應該使用不易燃的混合物或不具有這兩者的閃燃點(flash point)的混合物，如重量百分比為65％的HFC-245fa和35％的反式-1、2-二氯乙烯的混合物，或重量百分比為50％的HFC-245fa和50％的反式-1、2-二氯乙烯的混合物。另一種可能的溶劑是HFC-365mfc，其在與HFC-245fa混合時可以提供不易燃的混合物，例如重量百分比為35％的HFC-365mfc和65％的HFC-245fa的混合物。然而，應當理解，本發(fā)明不局限于上述溶劑，可以使用其它溶劑，盡管這些溶劑具有某些優(yōu)選的特性或?qū)傩浴?br> 首先，用于本申請的溶劑優(yōu)選地應該沒有任何消耗臭氧的可能，第二個標準在于該溶劑是不易燃的或沒有閃燃點的。
最后，溶劑不應該有太高的沸點溫度。如果沸點溫度太高，當溶劑穿過節(jié)流閥28并且進入到蒸發(fā)器中時，其將不會充分蒸發(fā)。與其它溶劑如d-檸檬烯、n-溴丙烷和HFE-7100相比，HFC-245fa是低沸點溶劑，且被認為最適合于本申請。合適溶劑的沸點應該落入大約0℃到大約61℃的范圍內(nèi)；更優(yōu)選的范圍是大約5℃到大約55℃；以及還更優(yōu)選的范圍是大約10℃到大約45℃。如上所述，該溶劑根據(jù)DOT規(guī)則應該分類為不易燃的液體。最優(yōu)選地，溶劑沒有閃燃點和沒有可燃范圍。
本發(fā)明的方法的一種用途是清洗汽車空調(diào)系統(tǒng)的部件。認為，作為溶劑的HFC-245fa的優(yōu)選流速的范圍在每分鐘大約0.1到大約10磅之間，對于汽車空調(diào)或較小的致冷系統(tǒng)的清洗來說，優(yōu)選在每分鐘0.1到2磅之間。在本方法的一個具體試驗中，在清洗汽車冷凝器時，溶劑的流速估計為每分鐘0.6到0.7磅的HFC-245fa。對于清洗更大的系統(tǒng)如一些屋頂空調(diào)系統(tǒng)，取決于系統(tǒng)的總體積而需要更大的流量。
如上所述，節(jié)流閥28使得來自該部件的溶劑蒸發(fā)。該閥打開的程度對于本發(fā)明設備的功能是至關重要的。在25℃和1巴的情形下，已發(fā)現(xiàn)如果將閥調(diào)節(jié)到4英寸水銀柱，則很好地產(chǎn)生油分離作用。然而，有利的是，讓該閥自動地操作以在壓縮機入口處提供一定水平的過熱，例如1到15℃的過熱。在工業(yè)中能實現(xiàn)這種過熱的各種電子裝置是已知的，其能用于本發(fā)明。使用設計成與本發(fā)明的溶劑一起使用的TXV閥也是可能的?？蓮腟porlan Valve Company，Parker-HannifinCorp.和其它供應商處獲得設計用于各種致冷劑的TXV閥。使用標準方法，這些供應商能提供用于這些優(yōu)選溶劑的TXV閥。
盡管可以理解在圖1中示出的電磁閥對于自動系統(tǒng)是有用的，但也可以對于手動系統(tǒng)使用手動閥。還可以理解，該裝置的各種部件可以利用現(xiàn)有技術中已知的合適閥和連接器與流體管道相連接，該流體管道諸如是金屬導管和管道。
在本發(fā)明的方法的一個試驗中，設置了具有HFC-134a空調(diào)系統(tǒng)的汽車，該空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)歷了壓縮機燒毀。致冷劑已經(jīng)泄漏。將發(fā)生故障的壓縮機拆下，將與上述相似的裝置連接到空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。然后用溶劑HFC-245fa沖洗冷凝器10分鐘，然后該裝置一直運行直到從冷凝器除去全部HFC-245fa。通向汽車和來自汽車的管線是透明的，所以容易看到溶劑何時停止流動，溶劑停止流動表明從冷凝器上完全除去了溶劑。從集油箱排出的油是黃綠色的，其中帶有一些黑的顆粒。
在另一個試驗中，從汽車上拆下汽車的冷凝器并用溶劑清洗該冷凝器。將八十(80)克Mr.Goodwrench潤滑劑(聚乙二醇)注入冷凝器中，然后將空氣吹入冷凝器中以使得該油遍及該冷凝器。然后將裝有油的冷凝器連接到本發(fā)明的沖洗機，開啟該裝置。溶劑HFC-245fa流過冷凝器。在10分鐘之后，停止溶劑的流動并開始回收循環(huán)。在該循環(huán)的過程中，使壓縮機運行并使殘留在冷凝器中的溶劑返回到供給箱。然后，從油分離器中排出油?；厥樟税耸?80)克的油。之前和之后稱冷凝器的重量，發(fā)現(xiàn)冷凝器具有相同的重量，這表明全部油和溶劑都被從冷凝器中除去了。
在又一個試驗中，將40克礦物油加到汽車的冷凝器，然后將空氣吹入冷凝器中以使得該油遍及該冷凝器，然后將裝有油的冷凝器連接到本發(fā)明的沖洗機。然后開啟該裝置。在該試驗中的溶劑是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。該溶劑流過冷凝器。在10分鐘之后，停止溶劑的流動并開始回收循環(huán)，在該循環(huán)的過程中，使壓縮機運行并使殘留在冷凝器中的溶劑返回到供給箱。然后，從油分離器中排出油，回收了四十克的油。之前和之后稱冷凝器的重量，發(fā)現(xiàn)冷凝器具有相同的重量，這表明全部油和溶劑都被從冷凝器中除去了。這里看到，本發(fā)明能用來沖洗較老的汽車空調(diào)系統(tǒng)的部件，這種汽車空調(diào)系統(tǒng)使用碳氫化合物潤滑劑，例如是帶有致冷劑如R-12的礦物油或烷基苯油。帶有增溶劑(如反式-1，2二氯乙烯)的溶劑(如HFC-245fa)適合于沖洗這種系統(tǒng)。
因而可以看到，通過持續(xù)的再蒸餾和在溶劑沸騰接近室溫時從該部件快速除去溶劑，本發(fā)明允許溶劑的重新使用。在使用不易燃的HFC-245fa時，這種機器可以是自動的，且可以使得該操作通過推動一次按鈕來完成。裝置10可以是帶有輪子的便攜式單元，溶劑箱12可容易地連接到便攜式單元，或者該裝置10也可以是固定單元。
與現(xiàn)有已知設備的方法和裝置形成對比，本發(fā)明的方法和裝置在使溶劑再循環(huán)回到部件之前從溶劑中除去污物。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，與使用較高沸點的溶劑如酯、庚烷或檸檬烯相比，在適合于本發(fā)明的溶劑如HFC-245fa的組合物和該裝置的情況下，從部件除去溶劑所需的時間減少大約百分之30到50。
在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以對具體描述的實施方式進行改變和改進，本發(fā)明僅僅由所附權利要求的范圍限定。
權利要求
1.一種清洗空調(diào)或致冷系統(tǒng)的部件的方法，所述方法包括下列步驟(a)使液態(tài)溶劑涌過所述部件以從該部件除去污物；(b)使在步驟(a)中涌過所述部件的溶劑蒸發(fā)；(c)從在步驟(b)中蒸發(fā)的所述溶劑中除去污物，以便從所述溶劑中清除污物；(d)使所述清潔的蒸發(fā)的溶劑液化；(e)重新用所述液化溶劑沖洗所述部件；以及(f)以連續(xù)的過程執(zhí)行步驟(a)到(e)。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述溶劑的沸點范圍在大約10℃到大約45℃。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述溶劑的沸點范圍在大約5℃到大約55℃。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述溶劑的沸點范圍在大約0℃到大約61℃。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述溶劑包括HFC-245fa。
6.如權利要求1所述的方法，還包括步驟(h)在步驟(d)之后以及在步驟(e)中的重新使用之前，將所述清潔的液化溶劑存儲在存儲箱中。
7.如權利要求6所述的方法，還包括下列步驟(i)在清洗所述部件后，停止步驟(a)、(e)和(f)，同時繼續(xù)步驟(b)、(c)、(d)和(h)以從部件去除溶劑。
8.如權利要求7所述的方法，還包括下列步驟(j)清除在步驟(c)中除去的污物。
9.如權利要求8所述的方法，其中在步驟(i)之前執(zhí)行步驟(j)。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述溶劑包括含氫氟烴。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述溶劑包括不易燃的含氫氟烴。
12.一種使用溶劑清洗空調(diào)或致冷系統(tǒng)的部件并且回收并清潔所述溶劑以重新使用的方法，所述方法包括下列步驟(a)提供液態(tài)溶劑的來源；(b)使來自所述來源的液態(tài)溶劑涌過待清洗部件，其中所述溶劑可以吸收污物；(c)蒸發(fā)在步驟(b)之后已經(jīng)離開所述部件的液態(tài)溶劑，使得所述溶劑變成氣態(tài)的；(d)從所述氣態(tài)溶劑中除去所述污物，從而清潔所述溶劑；(e)壓縮在步驟(d)中已經(jīng)被清潔的所述氣態(tài)溶劑；(f)將所述壓縮的氣態(tài)溶劑凝結冷凝成液體；以及(g)將所述液態(tài)溶劑返回到所述來源以重新使用。
13.如權利要求12所述的方法，還包括(h)在清洗所述部件之后，將所述溶劑來源與所述部件隔離，以停止溶劑進入所述部件；以及(i)繼續(xù)步驟(c)到(g)以從部件中回收任何殘留的溶劑。
14.如權利要求12所述的方法，還包括(h)停止所述步驟(a)到(g)；以及(i)使用來自液態(tài)溶劑的所述來源的壓力強迫清除在步驟(d)中除去的污物。
15.如權利要求12所述的方法，其中通過引導所述溶劑通過膨脹閥和蒸發(fā)器來執(zhí)行步驟(c)。
16.如權利要求12所述的方法，其中所述溶劑包括HFC-245fa。
17.如權利要求12所述的方法，其中所述方法是自動方法。
18.如權利要求1所述的方法，其中所述溶劑的沸點范圍在大約10℃到大約45℃。
19.如權利要求1所述的方法，其中所述待清洗部件來自包括烴油的空調(diào)或致冷系統(tǒng)。
20.如權利要求19所述的方法，其中所述溶劑包括反式-1，2二氯乙烯。
21.一種使用溶劑從空調(diào)或致冷系統(tǒng)的部件清除污物并且回收并清潔所述溶劑以重新使用的裝置，所述裝置包括要涌過所述部件的液態(tài)溶劑的來源，所述來源可流體連通地連接到所述部件以將溶劑輸送到該部件；用于在溶劑涌過所述部件之后接收溶劑的膨脹閥，所述膨脹閥可流體連通地連接到所述部件以從該部件接收溶劑；流體連通地連接到所述膨脹閥的蒸發(fā)器，用于接收已經(jīng)離開膨脹閥的溶劑并使該溶劑蒸發(fā)；流體連通地連接到所述蒸發(fā)器的分離器，用于從所述蒸發(fā)的溶劑中除去所述污物，從而清潔所述溶劑；流體連通地連接到所述分離器的壓縮機，用于壓縮所述蒸發(fā)的溶劑；流體連通地連接到所述壓縮機的冷凝器，用于將所述溶劑冷凝成液體，所述冷凝器可流體連通地連接到液態(tài)溶劑的所述來源，以使所述溶劑返回到該來源。
22.如權利要求21所述的裝置，還包括流體管道，其將液態(tài)溶劑的所述來源中的蒸氣空間連接到所述分離器，以便能從所述來源向所述分離器施加壓力以從所述分離器清除污物。
23.如權利要求21所述的裝置，其中所述裝置構造成用這樣的溶劑運行，即該溶劑包括含氫氟烴且其沸點溫度的范圍為大約0℃到大約61℃。
24.如權利要求23所述的裝置，其中所述元件構造成用這樣的溶劑運行，即該溶劑的沸點溫度的范圍為大約10℃到大約45℃。
25.如權利要求21所述的裝置，還包括旁通流體管道和閥，該閥構形成允許所述溶劑繞過所述膨脹閥。
26.如權利要求12所述的方法，其中所述溶劑包括含氫氟烴。
27.如權利要求26所述的方法，其中所述溶劑包括含氫氟烴且是不易燃的。
全文摘要
一種清洗空調(diào)或致冷系統(tǒng)的部件(14)的方法和裝置(10)，其用來使液態(tài)溶劑涌過部件(14)以從部件除去污物。使涌過部件(14)的溶劑蒸發(fā)，接著從蒸發(fā)的溶劑中除去污物以便從溶劑中清除污物，然后使蒸發(fā)的清潔溶劑液化以及再次用液態(tài)溶劑沖洗部件(14)。
文檔編號B08B9/02GK1826188SQ200480021204
公開日2006年8月30日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權日2003年5月22日
發(fā)明者R·H·托馬斯, A·曼茨, K·D·庫克 申請人:霍尼韋爾國際公司