CN111059052A - 射流余温制冷除水空压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空压机技术领域，尤其涉及一种射流余温制冷除水空压机。本发明，包括驱动连接的空压机主机和电机，空压机主机连通有用于输出高压气体的空压机出气管道，还包括可与空压机出气管道内部气体发生热交换的余热制冷系统，余热制冷系统包括具有进气口、出气口和引射口的射流喷射器，进气口与加压器相连通，出气口与换热器相连通，引射口与蒸发单元相连通，换热器远离出气口的一端连通有气液分离器，气液分离器的出气端与供气单元相连通，气液分离器的出液端通过输送泵与蒸发单元相连通。本发明利用余热制冷系统与压机出气管道内的高压气流发生热交换，实现了余热的二次利用，节约能源。

Description

射流余温制冷除水空压机

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，尤其涉及一种射流余温制冷除水空压机。

背景技术

空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机，通常是电动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置，空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机，速度式压缩机，容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。

现在常用的空气压缩机有活塞式空气压缩机，螺杆式空气压缩机、离心式压缩机以及滑片式空气压缩机等等，但现有技术中的空气压缩机压缩后输出的高压气流往往具有较高温度，较高的温度中蕴含有大量的余热，不进行回收利用会造成能源的浪费。

例如，中国实用新型专利公开了一种螺杆活塞空气压缩机[申请号：201220655938.3]，该实用新型包括外壳，所述外壳内设有螺杆压缩机、第一电动机、控制柜、一级冷却风扇、一级散热器、油气分离器、过滤器、电磁阀、二级冷却风扇、二级散热器、活塞压缩机、第二电动机以及缓冲罐；所述第一电动机与螺杆压缩机连接，所述螺杆压缩机设有进气端和出气端，所述螺杆压缩机的进气端上设有进气阀，所述螺杆压缩机的出气端与油气分离器连接，所述油气分离器通过第一管道与一级冷却风扇、一级散热器以及缓冲罐连接；所述缓冲罐通过第二管道与活塞压缩机的进气端连接，活塞压缩机与第二电动机连接，活塞压缩机出气端与二级冷却风扇和二级散热器连接；所述电磁阀设置在第一管道和第二管道之间。

该实用新型具有稳定性高、噪音低、机体体积小、工作可靠性强的优势，但其仍未解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种射流余温制冷除水空压机。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种射流余温制冷除水空压机，包括驱动连接的空压机主机和电机，所述空压机主机连通有用于输出高压气体的空压机出气管道，还包括可与空压机出气管道内部气体发生热交换的余热制冷系统，所述余热制冷系统包括具有进气口、出气口和引射口的射流喷射器，所述进气口与加压器相连通，所述出气口与换热器相连通，所述引射口与蒸发单元相连通，所述加压器远离进气口的一端连通有内部储存有制冷介质的供气单元，所述空压机出气管道贯穿过供气单元且空压机出气管道的外表面与供气单元内储存的制冷介质相贴合，所述换热器远离出气口的一端连通有气液分离器，所述气液分离器的出气端与供气单元相连通，所述气液分离器的出液端通过输送泵与蒸发单元相连通。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述蒸发单元包括一端与输送泵相连通，另一端与引射口相连通的蒸发器；所述供气单元包括一端与气液分离器相连通，另一端与加压器相连通的供气罐，制冷介质位于供气罐内。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述空压机出气管道包括依次连通的进气段、换热段和出风排水段，所述进气段与空压机主机相连通，所述换热段位于供气罐内，所述出风排水段一端与换热段相连通，另一端延伸至供气罐外。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述换热段为盘管且沿供气罐的轴心线方向延伸。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，还包括与出风排水段相连通的排水管，所述排水管上设有可打开或关闭排水管的控制阀，所述排水管远离出风排水段的一端朝竖直向下或倾斜向下的方向延伸，所述出风排水段远离换热段的一端朝竖直向上或倾斜向上的方向延伸。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述换热段与排水管之间的夹角α为90-150度，所述换热段与出风排水段之间的夹角β为90-150度。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述蒸发单元包括至少两个相互并联的蒸发器，所述蒸发器一端通过电磁阀与输送泵相连通，另一端通过电磁阀与引射口相连通，每个蒸发器上还设有用于检测蒸发器内部温度的温度表；所述供气单元包括至少两个相互并联的供气罐，所述供气罐一端通过电磁阀与气液分离器相连通，另一端通过电磁阀与加压器相连通，每个供气罐上还设有用于检测蒸发器供气罐内部压强的压力表。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述射流喷射器包括内部具有喷射空腔的外壳体，所述喷射空腔一端与进气口相连通，另一端与出气口相连通，所述引射口贯通外壳体的侧壁与喷射空腔相连通，所述引射口由靠近喷射空腔的一端向远离喷射空腔的一端发生靠近进气口方向的倾斜，所述引射口的轴心线与喷射空腔轴心线的夹角为10-40度。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，所述外壳体靠近出气口的一端可拆卸连接有呈中空圆柱形的套管，所述套管内具有侧壁与套管轴心线相平行的整流空腔，当套管连接至外壳体上时，所述喷射空腔通过出气口与整流空腔相连通，所述套管的轴心线与喷射空腔的轴心线相重合。

在上述的射流余温制冷除水空压机中，还包括固定连接的机壳和底座，所述空压机主机和电机均设置在底座上，所述机壳上设有换气扇，所述换气扇位于空压机主机的正上方。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明利用余热制冷系统与压机出气管道内的高压气流发生热交换，实现了余热的二次利用，节约能源。

2、本发明在实现余热二次利用的同时降低了气流的温度，使得其中蕴含的高温水蒸气凝结为水滴，并通过排水管储存、排出，保证了空压机输出气体的干燥。

3、本发明利用以空压机余热作为驱动热源，驱动射流喷射器以促进蒸发单元内的介质蒸发，实现制冷，这样具有较好的制冷效果。

4、本发明一个射流喷射器可同时对接多组蒸发器，对接多组供气罐，保证了制冷的连续性，提高了制冷效率。

5、本发明的射流喷射器包括可拆卸连接的套管，可根据需要选择套管以改变整流空腔的大小及长度，改变喷射出气体的流速及规则程度，以适应不同使用场景下的需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是实施例1中余热制冷系统的结构示意图；

图3是实施例2中余热制冷系统的结构示意图；

图4是射流喷射器的剖视图；

图5是本发明部分结构的剖视图；

图中：射流喷射器1、加压器2、蒸发单元3、供气单元4、空压机出气管道5、气液分离器6、输送泵7、换热器8、进气口11、出气口12、引射口13、喷射空腔14、外壳体15、套管16、整流空腔17、蒸发器31、温度表32、供气罐41、压力表42、进气段51、换热段52、出风排水段53、空压机主机100、电机200、余热制冷系统300、排水管400、控制阀500、机壳600、底座700、换气扇800。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种射流余温制冷除水空压机，结合图1和图2所示，包括驱动连接的空压机主机100和电机200，其中，空压机主机100可以是喷油螺杆式空压机，可以是无油螺杆式空压机还可以是离心机式空压机，所述空压机主机100连通有用于输出高压气体的空压机出气管道5，还包括可与空压机出气管道5内部气体发生热交换的余热制冷系统300，所述余热制冷系统300包括具有进气口11、出气口12和引射口13的射流喷射器1，所述进气口11与加压器2相连通，所述出气口12与换热器8相连通，所述引射口13与蒸发单元3相连通，所述加压器2远离进气口11的一端连通有内部储存有制冷介质的供气单元4，所述空压机出气管道5贯穿过供气单元4且空压机出气管道5的外表面与供气单元4内储存的制冷介质相贴合，所述换热器8远离出气口12的一端连通有气液分离器6，所述气液分离器6的出气端与供气单元4相连通，所述气液分离器6的出液端通过输送泵7与蒸发单元3相连通，其中，蒸发单元3可以是一端与输送泵7相连通，另一端与引射口13相连通的蒸发器31，供气单元4可以是一端与气液分离器6相连通，另一端与加压器2相连通的供气罐41，制冷介质位于供气罐41内。

本发明，使用时，电机200驱动空压机主机100对空气进行压缩，压缩后的空气通过空压机出气管道5排出，空压机出气管道5内的高温气体与供气罐41内的制冷介质发生热交换，制冷介质优选为易挥发的液体介质，例如可以是乙醇，也可以是具有两种或多种不同成分的混合物，例如可以是氨水，热交换后，部分换热介质受热气化，气体经加压器2加压后通过进气口11进入射流喷射器1内，由于气体流速较大，会在引射口13处产生一个负压，使得蒸发器31内的换热介质迅速蒸发，从而实现制冷，气体由出气口12排出至换热器8换热冷凝，换热器8优选为翅片式换热器，翅片式换热器具有较大的换热面积，具有较好的换热效果和换热效率，气液混合物进入气液分离器6被分离，液体部分由输送泵7输送至蒸发器31内，气体部分被输送至供气罐41内，从而完成一个循环，故本发明利用以空压机余热作为驱动热源，驱动射流喷射器1以促进蒸发单元3内的介质蒸发，实现制冷，这样具有较好的制冷效果的同时，也实现了对空压机余热的二次利用，提高了能源利用率。

结合图1和图5所示，所述空压机出气管道5包括依次连通的进气段51、换热段52和出风排水段53，所述进气段51与空压机主机100相连通，所述换热段52位于供气罐41内，所述出风排水段53一端与换热段52相连通，另一端延伸至供气罐41外，还包括与出风排水段53相连通的排水管400，所述排水管400上设有可打开或关闭排水管400的控制阀500，所述排水管400远离出风排水段53的一端朝竖直向下或倾斜向下的方向延伸，所述出风排水段53远离换热段52的一端朝竖直向上或倾斜向上的方向延伸，优选地，所述换热段52与排水管400之间的夹角α为90-150度，所述换热段52与出风排水段53之间的夹角β为90-150度，即出风排水段53的尾端向上翘起，这样方便被高压气流裹挟的部分冷凝水沿管壁回流，排水管400向下倾斜可便于冷凝水汇集至管道内，同时也可防止汇集的冷凝水被高压气流重新带出。

优选地，所述换热段52为盘管且沿供气罐41的轴心线方向延伸，这样可以增大换热面积，提高换热效果，从而提高余热的重复利用率。

如图4所示，所述射流喷射器1包括内部具有喷射空腔14的外壳体15，所述喷射空腔14一端与进气口11相连通，另一端与出气口12相连通，所述引射口13贯通外壳体15的侧壁与喷射空腔14相连通，所述引射口13由靠近喷射空腔14的一端向远离喷射空腔14的一端发生靠近进气口11方向的倾斜，优选地，所述引射口13的轴心线与喷射空腔14轴心线的夹角为10-40度，将引射口13倾斜设置，可以使蒸发器31内蒸发的气体通过引射口13进入喷射空腔14时具有一个与进气口11进气方向相同的分速度，使得两股气流更易于相互融合，防止发生气流紊乱的问题，保证了气流的稳定性。

如图4所示，所述外壳体15靠近出气口12的一端可拆卸连接有呈中空圆柱形的套管16，所述套管16内具有侧壁与套管16轴心线相平行的整流空腔17，当套管16连接至外壳体15上时，所述喷射空腔14通过出气口12与整流空腔17相连通，由于射流喷射器1端部的开口逐渐变大，直接接入至系统中气体会对系统管道侧壁形成较大的压力，故通过一个整流空腔17以调整气流的流动方向，本发明的射流喷射器1包括可拆卸连接的套管16，可根据需要选择套管16以改变整流空腔17的大小及长度，改变喷射出气体的流速及规则程度，以适应不同使用场景下的需求。

优选地，所述套管16的轴心线与喷射空腔14的轴心线相重合，这样气流在流动过程中的中心位置始终保持不变，进一步保证气流的稳定性。

如图1所示，还包括固定连接的机壳600和底座700，所述空压机主机100和电机200均设置在底座700上，所述机壳600上设有换气扇800，所述换气扇800位于空压机主机100的正上方，换气扇800可采用现有技术中常用的换气扇或排风扇的具体结构，这样在空压机压缩空气的过程中，可启动换气扇800以加速空气流通，降低空压机主机100周围环境的温度。

实施例2

本实施例提供一种射流余温制冷除水空压机，其具体结构与实施例1中的具体结构大体相同，不同之处在于蒸发单元3和供气单元4的具体结构，具体的说，如图3所示，所述蒸发单元3包括至少两个相互并联的蒸发器31，所述蒸发器31一端通过电磁阀与输送泵7相连通，另一端通过电磁阀与引射口13相连通，每个蒸发器31上还设有用于检测蒸发器31内部温度的温度表32；所述供气单元4包括至少两个相互并联的供气罐41，所述供气罐41一端通过电磁阀与气液分离器6相连通，另一端通过电磁阀与加压器2相连通，每个供气罐41上还设有用于检测蒸发器供气罐41内部压强的压力表42，这样可以根据温度表32测得的蒸发器31内部温度以及根据压力表42测得的供气罐41内的压强控制两端电磁阀的启闭，保证至少一个蒸发器31和至少一个供气罐41与射流喷射器1相连通，剩余蒸发器31和供气罐41可进行进液、进气或换热等操作，故本发明一个射流喷射器1可同时对接多组蒸发器31，对接多组供气罐41，保证了制冷的连续性，提高了制冷效率，同时，这样将多个热源及制冷器合并至一个制冷系统内，节省了生产成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了射流喷射器1、加压器2、蒸发单元3、供气单元4、空压机出气管道5、气液分离器6、输送泵7、换热器8、进气口11、出气口12、引射口13、喷射空腔14、外壳体15、套管16、整流空腔17、蒸发器31、温度表32、供气罐41、压力表42、进气段51、换热段52、出风排水段53、空压机主机100、电机200、余热制冷系统300、排水管400、控制阀500、机壳600、底座700、换气扇800等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种射流余温制冷除水空压机，包括驱动连接的空压机主机(100)和电机(200)，所述空压机主机(100)连通有用于输出高压气体的空压机出气管道(5)，还包括可与空压机出气管道(5)内部气体发生热交换的余热制冷系统(300)，其特征在于：所述余热制冷系统(300)包括具有进气口(11)、出气口(12)和引射口(13)的射流喷射器(1)，所述进气口(11)与加压器(2)相连通，所述出气口(12)与换热器(8)相连通，所述引射口(13)与蒸发单元(3)相连通，所述加压器(2)远离进气口(11)的一端连通有内部储存有制冷介质的供气单元(4)，所述空压机出气管道(5)贯穿过供气单元(4)且空压机出气管道(5)的外表面与供气单元(4)内储存的制冷介质相贴合，所述换热器(8)远离出气口(12)的一端连通有气液分离器(6)，所述气液分离器(6)的出气端与供气单元(4)相连通，所述气液分离器(6)的出液端通过输送泵(7)与蒸发单元(3)相连通。

2.如权利要求1所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述蒸发单元(3)包括一端与输送泵(7)相连通，另一端与引射口(13)相连通的蒸发器(31)；所述供气单元(4)包括一端与气液分离器(6)相连通，另一端与加压器(2)相连通的供气罐(41)，制冷介质位于供气罐(41)内。

3.如权利要求2所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述空压机出气管道(5)包括依次连通的进气段(51)、换热段(52)和出风排水段(53)，所述进气段(51)与空压机主机(100)相连通，所述换热段(52)位于供气罐(41)内，所述出风排水段(53)一端与换热段(52)相连通，另一端延伸至供气罐(41)外。

4.如权利要求3所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述换热段(52)为盘管且沿供气罐(41)的轴心线方向延伸。

5.如权利要求3所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：还包括与出风排水段(53)相连通的排水管(400)，所述排水管(400)上设有可打开或关闭排水管(400)的控制阀(500)，所述排水管(400)远离出风排水段(53)的一端朝竖直向下或倾斜向下的方向延伸，所述出风排水段(53)远离换热段(52)的一端朝竖直向上或倾斜向上的方向延伸。

6.如权利要求5所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述换热段(52)与排水管(400)之间的夹角α为90-150度，所述换热段(52)与出风排水段(53)之间的夹角β为90-150度。

7.如权利要求1所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述蒸发单元(3)包括至少两个相互并联的蒸发器(31)，所述蒸发器(31)一端通过电磁阀与输送泵(7)相连通，另一端通过电磁阀与引射口(13)相连通，每个蒸发器(31)上还设有用于检测蒸发器(31)内部温度的温度表(32)；所述供气单元(4)包括至少两个相互并联的供气罐(41)，所述供气罐(41)一端通过电磁阀与气液分离器(6)相连通，另一端通过电磁阀与加压器(2)相连通，每个供气罐(41)上还设有用于检测蒸发器供气罐(41)内部压强的压力表(42)。

8.如权利要求1所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述射流喷射器(1)包括内部具有喷射空腔(14)的外壳体(15)，所述喷射空腔(14)一端与进气口(11)相连通，另一端与出气口(12)相连通，所述引射口(13)贯通外壳体(15)的侧壁与喷射空腔(14)相连通，所述引射口(13)由靠近喷射空腔(14)的一端向远离喷射空腔(14)的一端发生靠近进气口(11)方向的倾斜，所述引射口(13)的轴心线与喷射空腔(14)轴心线的夹角为10-40度。

9.如权利要求8所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：所述外壳体(15)靠近出气口(12)的一端可拆卸连接有呈中空圆柱形的套管(16)，所述套管(16)内具有侧壁与套管(16)轴心线相平行的整流空腔(17)，当套管(16)连接至外壳体(15)上时，所述喷射空腔(14)通过出气口(12)与整流空腔(17)相连通，所述套管(16)的轴心线与喷射空腔(14)的轴心线相重合。

10.如权利要求1所述的射流余温制冷除水空压机，其特征在于：还包括固定连接的机壳(600)和底座(700)，所述空压机主机(100)和电机(200)均设置在底座(700)上，所述机壳(600)上设有换气扇(800)，所述换气扇(800)位于空压机主机(100)的正上方。

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