CN109098980B - 热交换式风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能源回收利用设备技术领域，具体涉及一种热交换式风机，包括：叶轮，设置于风机壳内部，套设于叶轮轴上与其传动连接，叶轮轴从第一轴孔穿入风机壳内部；增速装置，设置于风机壳一侧，包括壳体、若干行星轮、太阳轮和行星架，叶轮轴的一端与太阳轮传动连接；皮带轮，设置于增速装置远离风机壳的一侧，与行星架传动连接；换热器，包括换热器壳体，换热器壳体内部设置有盘管式的换热管，换热管中心位置贯穿设置有换热器轴，包括前轴和后轴，换热管的进口端与前轴相连通，换热管的出口端与后轴相连通；两个旋转接头分别设置于换热器轴的两端。本发明能够将换热器与风机结合的换热设备精简了设备结构，减小了占地面积。

Description

热交换式风机
技术领域
本发明涉及能源回收利用设备技术领域，具体涉及一种热交换式风机。
背景技术
随着国内环保形式的严峻，以及能源利用的紧张情况，对余热的利用越来越受到社会的关注。以往的风机，仅可以提供送风或引风的效果，对于换热的需求要另外再加一套换热系统，因此增加了工艺流程，使的生产过程中的故障率及维修率比较高；并且因为占地面积大，在一些空间有限的区域很难安装。其次换热系统的换热效率较低，不能充分的把余热回收利用。
发明内容
本发明提供一种热交换式风机，用以提供一种能够将余热回收装置与风机结合的换热设备。
本发明提供一种热交换式风机，包括：
风机壳，与地面或工作台固定连接，所述风机壳为横置的圆柱形结构，其内部设置有腔体，所述风机壳侧壁设置有出风口，其左右两端面中心位置分别设置有第一轴孔和第一通风口；
叶轮，设置于所述风机壳内部，所述叶轮套设于叶轮轴上与其传动连接，所述叶轮轴从所述第一轴孔穿入所述风机壳内部，所述叶轮轴为空心轴；
增速装置，为行星减速器式结构，设置于所述风机壳一侧，与地面或工作台固定连接，包括壳体、若干行星轮、太阳轮和行星架，所述叶轮轴的一端与所述太阳轮传动连接；
皮带轮，设置于所述增速装置远离所述风机壳的另一侧，与所述行星架传动连接，所述皮带轮通过皮带与驱动电机传动连接；
换热器，包括横置圆柱形的换热器壳体，为空心结构，左右两端分别设置有通风口，所述换热器壳体的一侧面与所述风机壳相连接，所述换热器壳体内部设置有盘管式的换热管，所述换热管中心位置贯穿设置有换热器轴，其贯穿所述皮带轮、所述增速装置、所述风机壳、所述叶轮和所述换热管的中心，并于所述皮带轮传动连接，包括前轴和后轴，所述换热器轴为空心轴管，所述前轴与所述后轴之间不连通，所述换热管的进口端与所述前轴相连通，所述换热管的出口端与所述后轴相连通；
两个旋转接头，分别设置于所述换热器轴的两端，所述换热器轴与所述旋转接头，转动且密闭连接，设置于所述前轴一端的所述旋转接头的另一端与热媒输入口相连接，设置于所述后轴一端的所述旋转接头的另一端与热媒的回收口相连接；
轴承座，其内部设置有轴承，所述后轴穿过所述轴承座，所述轴承座位于所述旋转接头与所述换热器之间，与地面或工作台固定连接。
作为优选，所述风机壳侧壁出风口处设置有出风管，所述出风管与所述风机壳侧壁相切设置且竖直向上。
作为优选，所述叶轮轴嵌套于所述太阳轮内侧，与其传动连接，若干所述行星轮环绕设置于所述太阳轮外侧，与其相啮合，所述行星轮均设置于所述行星架的安装盘上，若干所述行星轮外侧与所述壳体内侧齿盘相啮合，所述安装盘的另一侧设置有连接轴套，中心设置有贯穿所述连接轴套与所述安装盘的通孔，所述皮带轮中心位置贯穿设置有通孔，所述连接轴套嵌套于所述皮带轮的通孔内，与其传动连接，所述前轴包括依次连接的第一轴段、第二轴段和第三轴段，其外直径逐渐增大，内孔径相同，所述第一轴段嵌套于所述连接轴套内与其传动连接，所述叶轮轴靠近所述行星架的一端内侧设置有安装轴承的第一台阶面，所述第一轴段与所述第二轴段的接合处与所述第一台阶面相对齐，所述第一轴段与所述叶轮轴之间设置有第一轴承，所述第一轴承侧面与所述第一台阶面相接触，所述叶轮轴靠近所述叶轮的一端内侧设置有安装轴承的第二台阶面，所述第二轴段与所述第三轴段的接合处与所述第二台阶面相对齐，所述第二轴段与所述叶轮轴之间设置有第二轴承，所述第二轴承侧面与所述第二台阶面相接触，所述后轴包括依次连接的第四轴段和第五轴段，其外直径逐渐减小，所述第四轴段与所述第三轴段相连接，其外径相同，内部不连通，所述第五轴段与所述第一轴段外径相同。
作为优选，所述第三轴段外侧平行设置有第一分流管，所述第一分流管与所述第三轴段侧壁相连接，并与其内部相连通，所述第四轴段外侧平行设置有第二分流管，所述第二分流管与所述第四轴段侧壁相连接并与其内部相连通，若干所述换热管并排套设于所述换热器轴外侧，所述换热管包括第一盘管和第二盘管，所述第一盘管与所述第二盘管所在平面平行并且在最外圈处通过U形管相连接，所述第一盘管的另一端与所述第一分流管管壁相连接，与其内部相连通，所述第二盘管的另一端与所述第二分流管管壁相连接，与其内部相连通。
本发明提供一种将换热器与风机结合的换热设备精简了设备结构，减小了占地面积，同时将风机的叶轮增速装置的输出端相连接，将换热管与增速装置的动力输入端相连接，使得换热管与叶轮同向转动，保证了进入风机的气体换热均匀，同时由于增速装置的作用使得叶轮的转速高于所述换热器的转速，从而为进入风机的气体提供一个初始转动惯量，提高了风机的使用效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一个实施例中热交换式风机结构示意图；
图2为本发明一个实施例中增速装置及换热器轴结构示意图；
图3为本发明一个实施例中换热器结构示意图；
图4为本发明一个实施例中风机壳结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种热交换式风机，包括：
风机壳1，与地面或工作台固定连接，所述风机壳1为横置的圆柱形结构，其内部设置有腔体，所述风机壳1侧壁设置有出风口，其左右两端面中心位置分别设置有第一轴孔2和第一通风口3；
叶轮4，设置于所述风机壳1内部，所述叶轮4套设于叶轮轴5上与其传动连接，所述叶轮轴5从所述第一轴孔2穿入所述风机壳1内部，所述叶轮轴5为空心轴；
增速装置6，为行星减速器式结构，设置于所述风机壳1一侧，与地面或工作台固定连接，包括壳体6-1、若干行星轮6-2、太阳轮6-3和行星架6-4，所述叶轮轴5的一端与所述太阳轮6-3传动连接；
皮带轮7，设置于所述增速装置6远离所述风机壳1的另一侧，与所述行星架6-4传动连接，所述皮带轮7通过皮带与驱动电机传动连接；
换热器8，包括横置圆柱形的换热器壳体9，为空心结构，左右两端分别设置有通风口，所述换热器壳体9的一侧面与所述风机壳1相连接，所述换热器壳体9内部设置有盘管式的换热管10，所述换热管10中心位置贯穿设置有换热器轴11，其贯穿所述皮带轮7、所述增速装置6、所述风机壳1、所述叶轮4和所述换热管10的中心，并于所述皮带轮7传动连接，包括前轴11-1和后轴11-2，所述换热器轴11为空心轴管，所述前轴11-1与所述后轴11-2之间不连通，所述换热管10的进口端与所述前轴11-1相连通，所述换热管10的出口端与所述后轴11-2相连通；
两个旋转接头12，分别设置于所述换热器轴11的两端，所述换热器轴11与所述旋转接头12，转动且密闭连接，设置于所述前轴11-1一端的所述旋转接头12的另一端与热媒输入口相连接，设置于所述后轴11-2一端的所述旋转接头12的另一端与热媒的回收口相连接；
轴承座13，其内部设置有轴承，所述后轴11-2穿过所述轴承座13，所述轴承座13位于所述旋转接头12与所述换热器8之间，与地面或工作台固定连接。
上述技术方案的工作原理为：
a.传动路径：
动力由电动机发出后，经由皮带带动皮带轮运转，从而带动换热器轴转动，使得换热管转动；皮带轮的转动同时带动行星架转动，从而带动行星轮转动，行星轮的转动再带动太阳轮转动，太阳轮的转动再带动叶轮轴转动，继而驱动叶轮旋转。
b.热媒流动路径：
热媒由热媒输入口进入旋转接头，流入换热器轴的前轴内，进入换热管进口端，再由换热管的出口端流进换热器轴的后轴，经由旋转接头流出。
c.冷媒流动路径：
冷媒为空气，在叶轮的旋转作用下，空气从换热器通气口吸入，经过换热管，再进入风机壳，从出风口吹出。
热媒在流经换热管时，将热量传递给换热管，及壳体内空气，叶轮的运转使得壳体外的空气被吸入，继而与壳体内的热空气以及换热管进行热交换，热空气再由风机壳上的出气口吹出，从而实现热交换。
上述技术方案的有益效果为：将换热器与风机结合的换热设备精简了设备结构，减小了占地面积，同时将风机的叶轮增速装置的输出端相连接，将换热管与增速装置的动力输入端相连接，使得换热管与叶轮同向转动，保证了进入风机的气体换热均匀，同时由于增速装置的作用使得叶轮的转速高于所述换热器的转速，从而为进入风机的气体提供一个初始转动惯量，提高了风机的使用效率。轴承座的设置也使得换热器轴的转动更加的稳定。
如图2和图4所示，在一个实施例中，所述风机壳1侧壁出风口处设置有出风管14，所述出风管14与所述风机壳1侧壁相切设置且竖直向上。
所述叶轮轴5嵌套于所述太阳轮6-3内侧，与其传动连接，若干所述行星轮6-2环绕设置于所述太阳轮6-3外侧，与其相啮合，所述行星轮6-2均设置于所述行星架6-4的安装盘6-41上，若干所述行星轮6-2外侧与所述壳体6-1内侧齿盘相啮合，所述安装盘6-41的另一侧设置有连接轴套6-42，中心设置有贯穿所述连接轴套6-42与所述安装盘6-41的通孔，所述皮带轮7中心位置贯穿设置有通孔，所述连接轴套6-42嵌套于所述皮带轮7的通孔内，与其传动连接，所述前轴11-1包括依次连接的第一轴段11-11、第二轴段11-12和第三轴段11-13，其外直径逐渐增大，内孔径相同，所述第一轴段11-11嵌套于所述连接轴套6-42内与其传动连接，所述叶轮轴5靠近所述行星架6-4的一端内侧设置有安装轴承的第一台阶面5-1，所述第一轴段11-11与所述第二轴段11-12的接合处与所述第一台阶面5-1相对齐，所述第一轴段11-11与所述叶轮轴5之间设置有第一轴承15，所述第一轴承15侧面与所述第一台阶面5-1相接触，所述叶轮轴5靠近所述叶轮4的一端内侧设置有安装轴承的第二台阶面5-2，所述第二轴段11-12与所述第三轴段11-13的接合处与所述第二台阶面5-2相对齐，所述第二轴段11-12与所述叶轮轴5之间设置有第二轴承16，所述第二轴承16侧面与所述第二台阶面5-2相接触，所述后轴11-2包括依次连接的第四轴段11-21和第五轴段11-22，其外直径逐渐减小，所述第四轴段11-21与所述第三轴段11-13相连接，其外径相同，内部不连通，所述第五轴段11-22与所述第一轴段11-11外径相同。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
皮带轮的转动动力同步传递给穿过其通孔的连接轴套，连接轴套将动力传递给安装盘和穿过其中心的第一轴段，安装盘的旋转带动行星轮在齿盘内转动，同时行星轮的转动也带动其中心位置的太阳轮转动，继而带动与太阳轮啮合的叶轮轴转动，使得叶轮旋转，在动力经由行星轮的纯递，使得太阳轮的转速高于行星架的转速，使得叶轮的转速高于换热管的转速，为进入风机的气体提供一个初始转动惯量，提高了风机的使用效率，叶轮轴与第一轴段和第二轴段之间分别设置有第一轴承和第二轴承，使得叶轮轴的转动更加的稳定。
如图3所示，在一个实施例中，
所述第三轴段11-13外侧平行设置有第一分流管17，所述第一分流管17与所述第三轴段11-13侧壁相连接，并与其内部相连通，所述第四轴段11-21外侧平行设置有第二分流管18，所述第二分流管18与所述第四轴段11-21侧壁相连接并与其内部相连通，若干所述换热管10并排套设于所述换热器轴11外侧，所述换热管10包括第一盘管10-1和第二盘管10-2，所述第一盘管10-1与所述第二盘管10-2所在平面平行并且在最外圈处通过U形管相连接，所述第一盘管10-1的另一端与所述第一分流管17管壁相连接，与其内部相连通，所述第二盘管10-2的另一端与所述第二分流管18管壁相连接，与其内部相连通。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
本实施例中，热媒通过第三轴段进入第一分流管，再由第一分流管流入若干并排设置的第一盘管内，再通过U形管流入第二盘管，经过第二分流管进入第四轴段流出。盘管式换热器，使得在有限空间内，换热面积达到了最大，提高了换热效率，同时第一分流管和第二分流管的设置，也使得若干换热管之间有相互独立的热媒流动通道，保证了换热的效率，多段换热管的设置也使得换热管的加工难度大大降低。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.热交换式风机，包括：风机壳(1)，与地面或工作台固定连接，所述风机壳(1)为横置的圆柱形结构，其内部设置有腔体；
叶轮(4)，设置于所述风机壳(1)内部，所述叶轮(4)套设于叶轮轴(5)上与其传动连接；
换热器(8)，包括横置圆柱形的换热器壳体(9)，为空心结构，左右两端分别设置有通风口，所述换热器壳体(9)的一侧面与所述风机壳(1)相连接，所述换热器壳体(9)内部设置有盘管式的换热管(10)；
其特征在于，还包括：
所述风机壳(1)侧壁设置有出风口，其左右两端面中心位置分别设置有第一轴孔(2)和第一通风口(3)；
所述叶轮轴(5)从所述第一轴孔(2)穿入所述风机壳(1)内部，所述叶轮轴(5)为空心轴；
增速装置(6)，为行星减速器式结构，设置于所述风机壳(1)一侧，与地面或工作台固定连接，包括壳体(6-1)、若干行星轮(6-2)、太阳轮(6-3)和行星架(6-4)，所述叶轮轴(5)的一端与所述太阳轮(6-3)传动连接；
皮带轮(7)，设置于所述增速装置(6)远离所述风机壳(1)的另一侧，与所述行星架(6-4)传动连接，所述皮带轮(7)通过皮带与驱动电机传动连接；
所述换热管(10)中心位置贯穿设置有换热器轴(11)，其贯穿所述皮带轮(7)、所述增速装置(6)、所述风机壳(1)、所述叶轮(4)和所述换热管(10)的中心，并于所述皮带轮(7)传动连接，包括前轴(11-1)和后轴(11-2)，所述换热器轴(11)为空心轴管，所述前轴(11-1)与所述后轴(11-2)之间不连通，所述换热管(10)的进口端与所述前轴(11-1)相连通，所述换热管(10)的出口端与所述后轴(11-2)相连通；
两个旋转接头(12)，分别设置于所述换热器轴(11)的两端，所述换热器轴(11)与所述旋转接头(12)，转动且密闭连接，设置于所述前轴(11-1)一端的所述旋转接头(12)的另一端与热媒输入口相连接，设置于所述后轴(11-2)一端的所述旋转接头(12)的另一端与热媒的回收口相连接；
轴承座(13)，其内部设置有轴承，所述后轴(11-2)穿过所述轴承座(13)，所述轴承座(13)位于所述旋转接头(12)与所述换热器(8)之间，与地面或工作台固定连接。
2.根据权利要求1所述的热交换式风机，其特征在于，所述风机壳(1)侧壁出风口处设置有出风管(14)，所述出风管(14)与所述风机壳(1)侧壁相切设置且竖直向上。
3.根据权利要求1所述的热交换式风机，其特征在于，所述叶轮轴(5)嵌套于所述太阳轮(6-3)内侧，与其传动连接，若干所述行星轮(6-2)环绕设置于所述太阳轮(6-3)外侧，与其相啮合，所述行星轮(6-2)均设置于所述行星架(6-4)的安装盘(6-41)上，若干所述行星轮(6-2)外侧与所述壳体(6-1)内侧齿盘相啮合，所述安装盘(6-41)的另一侧设置有连接轴套(6-42)，中心设置有贯穿所述连接轴套(6-42)与所述安装盘(6-41)的通孔，所述皮带轮(7)中心位置贯穿设置有通孔，所述连接轴套(6-42)嵌套于所述皮带轮(7)的通孔内，与其传动连接，所述前轴(11-1)包括依次连接的第一轴段(11-11)、第二轴段(11-12)和第三轴段(11-13)，其外直径逐渐增大，内孔径相同，所述第一轴段(11-11)嵌套于所述连接轴套(6-42)内与其传动连接，所述叶轮轴(5)靠近所述行星架(6-4)的一端内侧设置有安装轴承的第一台阶面(5-1)，所述第一轴段(11-11)与所述第二轴段(11-12)的接合处与所述第一台阶面(5-1)相对齐，所述第一轴段(11-11)与所述叶轮轴(5)之间设置有第一轴承(15)，所述第一轴承(15)侧面与所述第一台阶面(5-1)相接触，所述叶轮轴(5)靠近所述叶轮(4)的一端内侧设置有安装轴承的第二台阶面(5-2)，所述第二轴段(11-12)与所述第三轴段(11-13)的接合处与所述第二台阶面(5-2)相对齐，所述第二轴段(11-12)与所述叶轮轴(5)之间设置有第二轴承(16)，所述第二轴承(16)侧面与所述第二台阶面(5-2)相接触，所述后轴(11-2)包括依次连接的第四轴段(11-21)和第五轴段(11-22)，其外直径逐渐减小，所述第四轴段(11-21)与所述第三轴段(11-13)相连接，其外径相同，内部不连通，所述第五轴段(11-22)与所述第一轴段(11-11)外径相同。
4.根据权利要求3所述的热交换式风机，其特征在于，所述第三轴段(11-13)外侧平行设置有第一分流管(17)，所述第一分流管(17)与所述第三轴段(11-13)侧壁相连接，并与其内部相连通，所述第四轴段(11-21)外侧平行设置有第二分流管(18)，所述第二分流管(18)与所述第四轴段(11-21)侧壁相连接并与其内部相连通，若干所述换热管(10)并排套设于所述换热器轴(11)外侧，所述换热管(10)包括第一盘管(10-1)和第二盘管(10-2)，所述第一盘管(10-1)与所述第二盘管(10-2)所在平面平行并且在最外圈处通过U形管相连接，所述第一盘管(10-1)的另一端与所述第一分流管(17)管壁相连接，与其内部相连通，所述第二盘管(10-2)的另一端与所述第二分流管(18)管壁相连接，与其内部相连通。
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