專利名稱：用于冷媒回收與清洗系統的過濾裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型乃關于一種新穎之回收與清洗系統過濾裝置，藉著改良此系統中的一組前油分離器與熱交換器的結構可使回收與清洗之速度加倍。
鑒于地球上空之臭氧層破洞快速地增加，1991年南極上之破洞約為二千萬平方公里，1992年迅速擴至二千三百萬平方公里。美國科學家也證明此破洞乃由地上所使用之氟氯碳化物(CFC)升空所致者，使陽光中的紫外線無法過濾，造成動物白內障、皮膚癌與免疫系統破壞者加速增加，人類正快速的自毀地球。因此于1987年，世界四十余國簽署了蒙特婁議定書，預定在本世紀結束前廢止使用所有CFC與其它破壞臭氧層之物質。而汽車空調系統所使用之CFC冷媒將于1995年12月31日前禁止使用。臺灣現有汽車數約三百七十萬輛，已鼓勵將現有各式冷媒如R12與R22等換裝成不會破壞臭氧層的R134a，因此換裝時間相當緊迫。然依目前的技術來看，似乎無法達成此目標。
臺灣工業(yè)研究院已發(fā)展出冷媒回收裝置與充填系統，并已獲得專利。其特征為將鋼瓶中的液態(tài)冷媒導入冷媒空氣熱交換器中，藉吸收空氣的熱量蒸為氣態(tài)，再充灌到冷凍空調系統中。截至目前，其技術已移轉給四家民間業(yè)者生產。然實際上使用時發(fā)現仍有問題必須克服，如回收速率太慢等，與壓縮機因溫度過高而產生停機情形。
先有技術的裝置如


圖1所示，茲抄錄參照該案說明書第六頁至八頁之一段(其中有錯誤之處已經修正)。
圖1顯示該冷媒回收及充填設備之系統圖。而汽車之空調或其它冷凍空調系統圖未示，回收冷媒至冷媒儲存容器10，或將冷媒儲存容器10之冷媒充填至汽車之空調系統。其設備主要包括一交接管路20、一冷媒流向控制裝置30、一壓縮裝置40、一抽真空裝置50、一熱交換器60、一凈化裝置80及一集中排氣裝置70。
其中交接管路20乃由低壓軟管21與高壓軟管22所構成，用以連接至冷凍系統(未圖示)。
冷媒流向控制裝置30系由冷媒管路與電磁閥31、32、33、34、35、36、37與38所構成，于電磁閥32、33、34與36之間設一止逆閥39，用以控制冷媒之流向。且冷媒流向控制裝置30系與交接管路20及冷媒儲存器10連接。
冷媒壓縮裝置40主要由殼管圈式液氣分離／熱交換器41及壓縮機42所構成，于液氣分離／熱交換器41與壓縮機42之間設置前油分離器43，用以分離回收之冷媒中的冷凍油，于壓縮機42之后，設置另一后油分離器44，將壓縮機出口之冷媒中的冷凍油導回壓縮機。且冷媒壓縮裝置40系與冷媒流向控制裝置30連接。
抽真空裝置50(例如真空泵浦)系藉由止逆閥51而與冷媒流向控制裝置30連接，用以抽除冷凍空調系統中的不凝氣體。
熱交換器60可為一種空氣／冷媒熱交換器，其一端系與冷媒流向控制裝置30連接，同時藉由止逆閥61而與冷媒壓縮裝置40連接。而熱交換器60之另一端系經由冷媒流向控制裝置30而與冷媒儲存器10連接。
又熱交換器60之另一端可藉由膨脹閥62而與冷媒流向控制裝置30連接，同時經由止逆閥63、干燥器80、視窗81及集中排氣裝置70而與冷媒儲存容器10連接。膨脹閥62系在對冷凍空調系統施行氣態(tài)冷媒充填時，對由冷媒儲存容器10中流出的液態(tài)冷媒作更有效地降壓及節(jié)流，使冷媒在熱交換器60中完全氣化。干燥器80系用以分離回收冷媒中的雜質、水及酸，視窗81上的濕度指示器可判斷干燥器是否須更換。而集中排氣裝置70系由壓力計71、壓力控制開關72、電磁閥73及貯液器74構成，用以將由冷凍空調系統回收的冷媒中的不凝結氣體經由壓力控制開關72及電磁閥73排除，以避免不凝結氣體的累積或不凝結進入冷凝儲存器10，而回收率及壓縮機42的效率降低，且集中排氣裝置70之貯液器74用以集中已液化的冷媒，然后送至冷媒儲存器10。
考慮到專利實施案效果不彰，如發(fā)生溫度過高使壓縮機停機與回收速率太慢等問題，本實用新型的目在于提供一種用于冷媒回收與清洗系統的過濾裝置，其中一、重新設計傳統液氣分離／熱交換器41的結構，充分使用原來盤旋銅管內之小空間，使盤旋銅管由原來之一層增加為兩層，使由壓縮機出來的高溫高壓氣態(tài)冷媒冷卻，將其熱量傳給在熱交換器中之冷媒，使在進入壓縮機之前能充分氣化(因為液態(tài)冷媒會使壓縮機嚴重受損)。二、改變傳統油分離器的結構，使其結構簡化，以節(jié)省成本，并改變內部結構，使傳統結構中進口與出口銅管所套接之纖細濾網管加長，并使其穿過分隔板，使冷凍油之油滴容易滴流出至筒底，且當液體流向出口側時，撞擊擋板，使臟物或臟油掉下，以提高分離冷凍油的效果。(注此處分離出來的冷凍油是臟油，因此需予以排棄。)根據本實用新型的一種用于冷媒回收與清洗系統的過濾裝置，含一組殼管圈式熱交換器與前油分離器；該冷媒回收與清洗系統，依次包括一交接管路，一殼管圈式熱交換器，一前油分離器，一壓縮機，一后油分離器，一空氣／冷媒熱交換器，一集中排氣裝置，一干燥器與一冷媒儲存筒；其中殼管圈式熱交換器之外體為筒狀，其中入口管與出口管分別為供由后油分離器來之冷媒進出之用，由筒頂進出，而筒壁一側開有另一入口管，使由交接管路來之低溫冷媒可經由此管流入筒內，再由筒頂之出口管流出至前油分離器，其特征為由后油分離器來的盤旋管圈由筒頂入口管依向下的方向盤旋至底，進入內圈后，由下而上盤旋出出口管，以利用有限空間達成最大熱交換的效果，使冷媒充分受熱為氣態(tài)再進入前油分離器；該前油分離器，含一外殼為筒狀，內以水平分隔板分為上下二空間，該分隔板上而有二縫，而上部空間再以另一垂直隔板分開為左右二空間，此隔板之兩側切割后，使板上產生二垂直縫隙，由此處切割之片推向進口端之空間，使進口側之冷媒流至出口側時撞擊該二切割之片，使冷凍油或臟物掉下，積于筒底由孔排出；有一進口管由筒頂穿過入左空間，一鐵細過濾網導管套在管上，一出口管則穿過筒頂伸至右空間，再套上一纖細過濾網導管，此套在進口管上之纖細過濾網導管穿過分隔板上之縫伸出至下空間內，并將導管尾反撬，以利油滴下至筒底，而套在出口管上之纖細過濾網導管穿過分隔板上之另一縫后，折向一側使其封閉，使油滴無法逆流；同時此前油分離器之筒應有一適當的長度，使得該二導管尾與積于筒底被分離之冷凍油油面之間保持一定的距離，防止冷凍油被壓縮機吸走帶入該壓縮機中損及壓縮機。
以下結合附圖詳述本實用新型。
圖1為所述已有專利案之系統管線圖。
圖2為本實用新型簡化之系統管線圖。
圖3A為傳統之液氣分離／熱交換器管路之立體圖。
圖3B為本實用新型之液氣分離／熱交換器之立體圖。
圖4A為本實用新型之前油分離器之分解圖。
圖4B為本實用新型之前油分離器筒頂部分之側視圖。
圖2之系統為本申請人之實用新型，其數字所指元件可延用
圖1的，因此系統已另案申請專利，不再贅述，然本實用新型之標的一組熱交換器與前油分離器除可應用于圖2之系統，亦適用于前專利案(即
圖1)之系統中。此二圖僅供參考之用，以了解本實用新型熱交換器與前油分離器在系統中之位置，對于系統之功能不再贅述。
圖3A所示為前專利案或傳統所用之液氣／熱交換器41，或稱之為殼管式熱交換器，其外形一般為圓筒柱狀，其接進出銅管情形如圖3B所示本實用新型相同，因此予以省略，其內為單層之盤旋螺管，即銅管由上而下，僅繞一圈再往上，送出至筒外。
而本實用新型所改進者如圖3B所示，其外形與傳統者相同，為筒柱狀容器，主要區(qū)別為內部筒管比傳統者多繞一圈，使由后油分離器44(參考圖3之管線圈)進入熱交換器41之管411自外進入，穿過筒頂由上而下的方向盤旋，而流出之管412則進入內層，再由下而上由筒頂流出，而筒側壁有一進口管413，乃由高壓軟管22或低壓軟管21而來者，進入此熱交換器后，冷媒升溫，由筒頂之出口管414流出，再進入前油分離器。雖然增加一層會使成本增高，且在有限的內層空間再繞一層盤管，有其技術上的難度，然而測試結果，本實用新型熱交換的效果大大提高，同時造成下述兩種良好之效果一、使欲進入前油分類離器43(將再進入壓縮機)的液態(tài)冷媒，不論以前是液態(tài)或氣態(tài)，能充分在熱交換器中受熱成為氣態(tài)，因為如有液態(tài)冷媒進入壓縮機中，將導致壓縮機嚴重受損。
二、由后油分離器44流進此熱交換器41的高溫冷媒可以充分地把熱量傳給由汽車接收來存于熱交換器中之冷媒，使本身降溫，這也使冷媒回收機整體的溫度降低，不至使壓縮機過熱而跳機停擺。
如圖4A與4B所示，前油分離器43之外殼為筒柱狀，內部以水平之分隔板435分為上下二空間，此分隔板上有二縫43A、43B，而上部空間中再以另一垂直隔437分開為左右二空間，此隔板437之兩側垂直切割后，將切割片推向進口端之左空間，隔板上因而產生了二垂直縫隙43C與43D(在43C之相對側，并圖4A中之432遮住)，這樣可使進口側(左空間)之冷媒流至出口側時碰撞由垂直縫隙43C與43D處突出之切割片，有助于使冷凍油與臟物掉下；此外，有一進口管431由筒頂壁穿過進入左空間，并有一纖細過濾網導管432套于其上，一出口管433則穿過筒頂伸至右空間，再套上一纖細過濾網導管434。筒底并設有一排油口430，以排出冷凍油。與傳統者相比，此前油分離器之特征為1、此套在進口管431上之纖細過濾網導管432穿過分隔板435上之縫43A，并伸出進入下空間，再將其尾端反蹺，以利冷凍油滴排至筒底；而傳統者并未伸入下空間內，且其尾端被封住。
2、套在出口管433上之纖細過濾網導管434穿過分隔板435上之另一縫43B進入下空間后封閉之，并折向一側，使油滴無法逆流；而傳統者亦未伸入下空間內。
在設計時，應使此前油分離器之圓筒應有一適當的高度，使得分隔板435與積于筒底被分離之冷凍油的油面保持一定的空間，防止油積太多時碰到濾網導管尾時，會被壓縮機吸走進入壓縮機中。
如上述，與前案相比可知，本實用新型之前油分離器43設計的決竅即套在進口管431與出口管433纖細濾網狀導管432與434皆比前案者長，并設計成穿過分隔板435(前案者較短，且不穿過分隔板)，且進口管432之纖細濾網尾端反折往上蹺，而出口管者折向一側。
后油分離器44之作用是使分離后的冷凍油再經油管45回流入壓縮機中，(如圖3A所示)使壓縮機可以長期運轉，不虞有失冷凍油之顧慮，因其結構為習知，不再贅述。
經測試結果，前專利案之冷媒回收速度約為每分鐘300克，但本方案歷經無數實驗與挫折，如上所述，發(fā)現改變殼管圈式熱交換器與前油分離器之結構后，冷媒回收的速度居然躍升至每分鐘600克。并且冷凍油分離之效果大大改善。
本實用新型之熱交換器因冷熱冷媒進出之原故，可能會有冷凍油停留在熱交換器之筒中，且不能確保在熱交換之后，流出至壓縮機的冷媒是純氣態(tài)或者不含冷凍油，因此在此熱交換器與壓縮機之間加裝一前油分離器是必備的。并且此熱交換器與前油分離器二者之容積與管徑的大小，息息相關，在設計整個回收系統時，應認知此二者乃是一體。若單單選用二者之一配合傳統之系統，則無法達到預期之效果，因此申請人認為此二乃不可分割。
權利要求1.一種用于冷媒回收與清洗系統的過濾裝置，含一組殼管圈式熱交換器(41)與前油分離器(43)；該冷媒回收與清洗系統，依次包括一交接管路，一殼管圈式熱交換器，一前油分離器，一壓縮機，一后油分離器，一空氣/冷媒熱交換器，一集中排氣裝置，一干燥器與一冷媒儲存筒；其中殼管圈式熱交換器(41)之外體為筒狀，其中入口管(411)與出口管(412)分別為供由后油分離器來之冷媒進出之用，由筒頂進出，而筒壁一側開有另一入口管(413)，使由交接管路來之低溫冷媒可經由此管流入筒內，再由筒頂之出口管(414)流出至前油分離器，其特征為由后油分離器(44)來的盤旋管圈由筒頂(436)入口管(411)依向下的方向盤旋至底，進入內圈后，由下而上盤旋出出口管(412)，以利用有限空間達成最大熱交換的效果，使冷媒充分受熱為氣態(tài)再進入前油分離器(43)；該前油分離器(43)，含一外殼為筒狀，內以水平分隔板分(435)為上下二空間，該分隔板上而有二縫(43A，43B)，而上部空間再以另一垂直隔板(437)分開為左右二空間，此隔板之兩側切割后，使板上產生二垂直縫隙(43C，43D)，由此處切割之片推向進口端之空間，使進口側之冷媒流至出口側時撞擊該二切割之片，使冷凍油或臟物掉下，積于筒底由孔(430)排出；有一進口管(431)由筒頂穿過入左空間，一纖細過濾網導管(432)套在管上，一出口管(433)則穿過筒頂伸至右空間，再套上一纖細過濾網導管(434)，此套在進口管上之纖細過濾網導管(432)穿過分隔板(435)上之縫(43A)伸出至下空間內，并將導管尾反撬，以利油滴下至筒底，而套在出口管(433)上之纖細過濾網導管(434)穿過分隔板(435)上之另一縫(43B)后，折向一側使其封閉，使油滴無法逆流；同時此前油分離器之筒應有一適當的長度，使得該二導管尾與積于筒底被分離之冷凍油油面之間保持一定的距離，防止冷凍油被壓縮機吸走帶入該壓縮機中損及壓縮機。
專利摘要一種使用于冷媒回收與清洗系統中之過濾裝置，含一組改良之殼管式熱交換器與前油分離器，使熱交換器的盤旋層數增加，并將傳統之油分離器簡化與加長，改良其中冷媒進出口管所套之纖細過濾網導管，以過濾系統中冷媒之雜質與油質達一純凈之標準。
文檔編號B01D53/34GK2177518SQ9324396
公開日1994年9月21日 申請日期1993年11月5日 優(yōu)先權日1993年11月5日
發(fā)明者鄭榮源 申請人:鄭榮源