CN101852560A

CN101852560A - 用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器

Info

Publication number: CN101852560A
Application number: CN 201010203359
Authority: CN
Inventors: 沈国强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2010-10-06

Abstract

本发明提供一种将预冷和制冷在一个容器内完成、成本低廉又节能的用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器。该螺旋预冷式换热器，在一封闭容器内具有相分隔的预冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，预冷腔环绕在制冷腔的外周；制冷腔内设置有蒸发器；预冷腔的腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口和与制冷腔相通的排气口；预冷换热管穿过预冷腔，其一端与制冷腔相通，另一端接出气口。

Description

用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器

技术领域

本发明涉及压缩空气干燥机的换热器。

背景技术

目前，以冷冻方式对压缩空气进行干燥处理的冷干机的换热器包括两个容器，一个是预冷换热器，另一个是制冷换热器(低温容器，设置有蒸发器的容器)。也就是说，预冷换热器采用独立于蒸发器的结构形式。预冷换热器为一个容器，用于对压缩空气进行预冷；蒸发器设置在另一制冷换热器内，对预冷后的压缩空气再制冷，使得压缩空气中的多余的水分在低温下凝结，而完成对压缩空气的干燥。由于需要在两个容器内进行热交换，其制造成本相对较高；另外，低温容器处于常温下，因此需保温处理，不但增加了成本，也浪费了一部分能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种将预冷和制冷在一个容器内完成、成本低廉又节能的用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器。

本发明的用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器，在一封闭容器内具有相分隔的预冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，预冷腔环绕在制冷腔的外周；制冷腔内设置有蒸发器；预冷腔的腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口和与制冷腔相通的排气口；预冷换热管穿过预冷腔，其一端与制冷腔相通，另一端接出气口。

本发明的有益效果：使用时，由相串联的蒸发器、膨胀阀、冷凝器、制冷压缩机组成的制冷系统(属于现有技术)工作，蒸发器对在制冷腔内流过的压缩空气制冷干燥，被干燥后的温度较低的压缩空气然后经预冷换热管、出气口排出。温度较低的压缩空气通过预冷换热管时，与通过进气口进入到预冷腔内的温度较高的压缩空气进行热交换，对其进行预冷。预冷后的压缩空气，再经排气口进入制冷腔内，与蒸发器内的冷媒进行热交换，压缩空气即被制冷干燥。由于本发明的预冷腔和制冷腔融合在一个容器内；而且，制冷腔设置在预冷腔的中心部，制冷腔的外周无需设置保温处理；同时，干燥后的温度较低的压缩空气直接进入预冷换热管对温度较高的压缩空气进行预冷，不但节省了制造成本，也降低了能量损耗，达到了节能效果。

上述的螺旋预冷式换热器，预冷换热管包括两部分，一部分预冷换热管的一端与制冷腔相通，另一部分预冷换热管的一端接出气口；这两部分预冷换热管的另一端相通。这样可以使得温度较低的压缩空气先经过一部分预冷换热管与预冷腔内温度较高的压缩空气进行热交换，再流经另一部分预冷换热管再次与预冷腔内温度较高的压缩空气进行热交换，使得热交换更加充分，增强对压缩空气的预冷效果。

上述的螺旋预冷式换热器，在预冷腔内设置有用于对从进气口进入预冷腔内的压缩空气进行导向、使得其沿预冷腔轴向成螺旋形流动的导流板，将容器分隔成预冷腔和制冷腔的分隔筒的外壁与容器内壁均与导流板接触；沿预冷腔的轴向方向，进气口和排气口分别开在预冷腔腔壁的两端。这样，从进气口进入预冷腔内的温度较高的压缩空气只能够沿着导流板绕着预冷腔的轴向成螺旋形流动，因此，可充分与预冷换热管内的干燥后的压缩空气进行换热，增强了换热效果。

由于导流板成螺旋形，其制造比较难，成本较高，为此，作为进一步改进，上述的螺旋预冷式换热器，所述导流板和分隔筒均是由沿着预冷腔轴向相接触的多个导流板组件和分隔筒组件组合而成，每个分隔筒组件的外周具有一个与该分隔筒组件一体成型的、环绕分隔筒一周的导流板组件。这样，成一体的分隔筒组件和导流板组件特别适合于以塑料进行模塑成型，进一步降低制造成本。分隔筒组件之所以要环绕分隔筒一周，主要原因是为了制造的方便，尤其是为了模塑时脱模方便。

上述的螺旋预冷式换热器，预冷换热管沿着平行于预冷腔的轴向方向穿过预冷腔。

附图说明

图1是冷冻式压缩空气干燥机的示意图

图2是螺旋预冷式换热器的示意图

图3是螺旋预冷式换热器(去掉出气管8等零部件)的示意图

图4是螺旋预冷式换热器(去掉盖板等零部件)的立体图

图5是螺旋预冷式换热器的主视图

图6是图5的左视图

图7是分隔筒、导流板、隔板等零部件的结合立体示意图

图8是分隔筒、导流板、隔板等零部件的主视图

图9是一体的分隔筒组件和导流板组件立体示意图

图10是一体的分隔筒组件和导流板组件的主视图

图11是蒸发器等零部件的示意图

图12是蒸发器等零部件的立体示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1所示的冷冻式压缩空气干燥机包括螺旋预冷式换热器100，排水阀200，冷凝器300，热力膨胀阀400，制冷压缩机500，干燥过滤器600，冷媒等。

参见图2、3，螺旋预冷式换热器100具有一个圆筒形容器1，容器1的筒口处与一个带底板3的环形隔板2的周边密封相接。盖板4与隔板2的左侧端面相接；在底板3与盖板4之间有一个隔条5，隔条5将底板3与盖板4之间的空间隔离成不相通的分隔成出气腔6和过渡腔7。盖板上设置的出气管8与出气腔6相通。

参见图2、7，底板3的右侧与分隔筒9的左端密封接触。分隔筒9是一个带底的圆筒，其伸入到与其同轴的圆筒形容器1内部。在底板3与分隔筒9相接触的圆形区域的外部的底板3上开有圆形通孔10。部分通孔10与出气腔6相通，这部分通孔10也就是出气口101；另一部分通孔10与过渡腔7相通，这一部分通孔10为过渡口102。在底板3与分隔筒9相接触的圆形区域内的底板3上开有过渡孔11，过渡孔11与过渡腔7相通。

在分隔筒9底部的周边与容器1的内壁之间具有环形的下隔板12。下隔板12、分隔筒9底部与容器1的筒底11围成了一个筒底腔13。

在下隔板12上开有多个圆形孔14。

分隔筒9内空间即为制冷腔15，环绕在制冷腔15的外周的空间即为环形预冷腔16。分隔筒9内(制冷腔内)设置有蒸发器17。蒸发器17属于现有技术，它主要包括翅片172以及穿过翅片172的冷媒管171。冷媒管171的两端穿过过渡孔11、过渡腔7伸出盖板4。

容器1的左侧腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口18，分隔筒9靠近底部的筒壁上开有与制冷腔15相通的排气口19。

在预冷腔内16设置有用于对从进气口18进入预冷腔内的压缩空气进行导向、使得压缩空气沿预冷腔轴向成螺旋形流动的导流板20。导流板20在分隔筒外壁、容器内壁之间，并与它们接触。

参加图8-10，导流板20和分隔筒9均是由沿着分隔筒9轴向相接触的多个导流板组件201和分隔筒组件91组合而成，每个分隔筒组件91的外周具有一个与该分隔筒组件一体成型的、环绕分隔筒一周的导流板组件201。每个导流板组件201上均有开有孔202。该一体的导流板组件和分隔筒组件通过注塑制成。注塑制成的导流板组件和分隔筒组件沿分隔筒9轴向相接即可得到导流板20和分隔筒9，简化了生产制造导流板20的难度，降低了生产成本。

穿过预冷腔16的预冷换热管21均与分隔筒9轴向相平行。预冷换热管21的左端伸入到底板3上的圆形通孔10(出气口101和过渡口102)内，右端伸入到下隔板12上的圆形孔14内，中间部分穿过导流板组件201上的孔202。

左端伸入到过渡口102内的预冷换热管21通过过渡腔7、过渡孔11与制冷腔15相通，这部分预冷换热管21为初级预冷换热管211；左端伸入到出气口101内的预冷换热管21通过出气腔6与出气管8相通，这部分预冷换热管21为次级预冷换热管212。初级预冷换热管211的右端和次级预冷换热管212的右端通过下隔板12上的圆形孔14、筒底腔13相通。

参见图3、11、12，在制冷腔15内，有多片垂直于分隔筒9轴向的上折流板22和下折流板23。上折流板22的上部与分隔筒9内壁接触，下部与分隔筒9内壁之间有下间隙24；下折流板23的下部与分隔筒9内壁接触，上部与分隔筒9内壁之间有上间隙25；上折流板22和下折流板23相错排列。这样，压缩空气在经过制冷腔时，只能依次通过下间隙24和上间隙25，使得压缩空气形成折流流动。冷媒管171穿过各上折流板22和下折流板23。上折流板22和下折流板23分别通过上固定杆26和下固定杆27相连。

分隔筒9下部的筒壁上开有排水口(未示出)，容器1的下部的筒壁上开有总排水口28。

使用时，由相串联的蒸发器17、热力膨胀阀400、干燥过滤器600、冷凝器300、制冷压缩机500组成的制冷系统(属于现有技术)工作。通过进气口18进入到预冷腔16内的温度较高的压缩空气在导流板的导引下，压缩空气沿预冷腔16的轴向成螺旋形流动，经排气口19进入制冷腔15，在折流板的作用下折流流动，然后经过渡孔11进入过渡腔7，再流经初级预冷换热管211进入到筒底腔13，最后经次级预冷换热管212进入出气腔6，经出气管8排出。图2中箭头示出了压缩空气流动的方向。

通过进气口18进入的温度较高的压缩空气流过预冷腔16时，与预冷换热管21(包括初级预冷换热管211和次级预冷换热管212)进行热交换，初级预冷换热管211和次级预冷换热管212内温度较低的压缩空气对预冷腔16内的压缩空气进行预冷。预冷后的压缩空气，再经排气口进入制冷腔15内，与蒸发器的冷媒进行热交换，压缩空气即被制冷干燥。蒸发器17对在制冷腔15内流过的压缩空气制冷干燥，被干燥后的温度较低的压缩空气先后经初级预冷换热管211、次级预冷换热管212、出气口排出。温度较低的压缩空气通过预冷换热管时，与通过进气口进入到预冷腔内的温度较高的压缩空气进行热交换，对其进行预冷。

制冷腔内产生的冷凝水通过排水口流到容器1的下部，和预冷腔内产生的冷凝水一起经总排水口28排出。

由于本发明的预冷腔和制冷腔融合在一个容器内；而且，制冷腔设置在预冷腔的中心部，制冷腔的外周无需设置保温处理；同时，干燥后的温度较低的压缩空气直接进入预冷换热管对温度较高的压缩空气进行预冷，不但节省了制造成本，也降低了能量损耗，达到了节能效果。

本发明在蒸发器周围形成螺旋通道以供预冷换热，使高温(预冷腔)部分处于常温下而无需保温处理，本冷冻式压缩空气干燥机环保、节能，结构简单，模具化生产的导流板使得不同规格的系列产品的制造变得简单易行。

Claims

1.用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器，其特征是：在一封闭容器内具有相分隔的预冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，预冷腔环绕在制冷腔的外周；制冷腔内设置有蒸发器；预冷腔的腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口和与制冷腔相通的排气口；预冷换热管穿过预冷腔，其一端与制冷腔相通，另一端接出气口。

2.如权利要求1所述的螺旋预冷式换热器，其特征是：预冷换热管包括两部分，一部分预冷换热管的一端与制冷腔相通，另一部分预冷换热管的一端接出气口；这两部分预冷换热管的另一端相通。

3.如权利要求1所述的螺旋预冷式换热器，其特征是：在预冷腔内设置有用于对从进气口进入预冷腔内的压缩空气进行导向、使得其沿预冷腔轴向成螺旋形流动的导流板，将容器分隔成预冷腔和制冷腔的分隔筒的外壁与容器内壁均与导流板接触；沿预冷腔的轴向方向，进气口和排气口分别开在预冷腔腔壁的两端。

4.如权利要求3所述的螺旋预冷式换热器，其特征是：所述导流板和分隔筒均是由沿着预冷腔轴向相接触的多个导流板组件和分隔筒组件组合而成，每个分隔筒组件的外周具有一个与该分隔筒组件一体成型的、环绕分隔筒一周的导流板组件。

5.如权利要求3所述的螺旋预冷式换热器，其特征是：预冷换热管沿着平行于预冷腔的轴向方向穿过预冷腔。