專利名稱：用于壓縮空氣干燥機(jī)的螺旋預(yù)冷式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮空氣干燥機(jī)的換熱器。
背景技術(shù)：
目前，以冷凍方式對(duì)壓縮空氣進(jìn)行干燥處理的冷干機(jī)的換熱器包括兩個(gè)容器，一 個(gè)是預(yù)冷換熱器，另一個(gè)是制冷換熱器(低溫容器，設(shè)置有蒸發(fā)器的容器)。也就是說，預(yù) 冷換熱器采用獨(dú)立于蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式。預(yù)冷換熱器為一個(gè)容器，用于對(duì)壓縮空氣進(jìn)行預(yù) 冷；蒸發(fā)器設(shè)置在另一制冷換熱器內(nèi)，對(duì)預(yù)冷后的壓縮空氣再制冷，使得壓縮空氣中的多余 的水分在低溫下凝結(jié)，而完成對(duì)壓縮空氣的干燥。由于需要在兩個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行熱交換，其制 造成本相對(duì)較高；另外，低溫容器處于常溫下，因此需保溫處理，不但增加了成本，也浪費(fèi)了 一部分能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將預(yù)冷和制冷在一個(gè)容器內(nèi)完成、成本低廉又節(jié)能的用 于壓縮空氣干燥機(jī)的螺旋預(yù)冷式換熱器。本發(fā)明的用于壓縮空氣干燥機(jī)的螺旋預(yù)冷式換熱器，在一封閉容器內(nèi)具有相分隔 的預(yù)冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，預(yù)冷腔環(huán)繞在制冷腔的外周；制冷腔內(nèi)設(shè)置 有蒸發(fā)器；預(yù)冷腔的腔壁上開有與壓縮空氣源相通的進(jìn)氣口和與制冷腔相通的排氣口 ；預(yù) 冷換熱管穿過預(yù)冷腔，其一端與制冷腔相通，另一端接出氣口。本發(fā)明的有益效果使用時(shí)，由相串聯(lián)的蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器、制冷壓縮機(jī)組成 的制冷系統(tǒng)(屬于現(xiàn)有技術(shù))工作，蒸發(fā)器對(duì)在制冷腔內(nèi)流過的壓縮空氣制冷干燥，被干燥 后的溫度較低的壓縮空氣然后經(jīng)預(yù)冷換熱管、出氣口排出。溫度較低的壓縮空氣通過預(yù)冷 換熱管時(shí)，與通過進(jìn)氣口進(jìn)入到預(yù)冷腔內(nèi)的溫度較高的壓縮空氣進(jìn)行熱交換，對(duì)其進(jìn)行預(yù) 冷。預(yù)冷后的壓縮空氣，再經(jīng)排氣口進(jìn)入制冷腔內(nèi)，與蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒進(jìn)行熱交換，壓縮空 氣即被制冷干燥。由于本發(fā)明的預(yù)冷腔和制冷腔融合在一個(gè)容器內(nèi)；而且，制冷腔設(shè)置在預(yù) 冷腔的中心部，制冷腔的外周無需設(shè)置保溫處理；同時(shí)，干燥后的溫度較低的壓縮空氣直接 進(jìn)入預(yù)冷換熱管對(duì)溫度較高的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)冷，不但節(jié)省了制造成本，也降低了能量損 耗，達(dá)到了節(jié)能效果。上述的螺旋預(yù)冷式換熱器，預(yù)冷換熱管包括兩部分，一部分預(yù)冷換熱管的一端與 制冷腔相通，另一部分預(yù)冷換熱管的一端接出氣口 ；這兩部分預(yù)冷換熱管的另一端相通。這 樣可以使得溫度較低的壓縮空氣先經(jīng)過一部分預(yù)冷換熱管與預(yù)冷腔內(nèi)溫度較高的壓縮空 氣進(jìn)行熱交換，再流經(jīng)另一部分預(yù)冷換熱管再次與預(yù)冷腔內(nèi)溫度較高的壓縮空氣進(jìn)行熱交 換，使得熱交換更加充分，增強(qiáng)對(duì)壓縮空氣的預(yù)冷效果。上述的螺旋預(yù)冷式換熱器，在預(yù)冷腔內(nèi)設(shè)置有用于對(duì)從進(jìn)氣口進(jìn)入預(yù)冷腔內(nèi)的壓 縮空氣進(jìn)行導(dǎo)向、使得其沿預(yù)冷腔軸向成螺旋形流動(dòng)的導(dǎo)流板，將容器分隔成預(yù)冷腔和制 冷腔的分隔筒的外壁與容器內(nèi)壁均與導(dǎo)流板接觸；沿預(yù)冷腔的軸向方向，進(jìn)氣口和排氣口
3分別開在預(yù)冷腔腔壁的兩端。這樣，從進(jìn)氣口進(jìn)入預(yù)冷腔內(nèi)的溫度較高的壓縮空氣只能夠 沿著導(dǎo)流板繞著預(yù)冷腔的軸向成螺旋形流動(dòng)，因此，可充分與預(yù)冷換熱管內(nèi)的干燥后的壓 縮空氣進(jìn)行換熱，增強(qiáng)了換熱效果。由于導(dǎo)流板成螺旋形，其制造比較難，成本較高，為此，作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述的螺 旋預(yù)冷式換熱器，所述導(dǎo)流板和分隔筒均是由沿著預(yù)冷腔軸向相接觸的多個(gè)導(dǎo)流板組件和 分隔筒組件組合而成，每個(gè)分隔筒組件的外周具有一個(gè)與該分隔筒組件一體成型的、環(huán)繞 分隔筒一周的導(dǎo)流板組件。這樣，成一體的分隔筒組件和導(dǎo)流板組件特別適合于以塑料進(jìn) 行模塑成型，進(jìn)一步降低制造成本。分隔筒組件之所以要環(huán)繞分隔筒一周，主要原因是為了 制造的方便，尤其是為了模塑時(shí)脫模方便。上述的螺旋預(yù)冷式換熱器，預(yù)冷換熱管沿著平行于預(yù)冷腔的軸向方向穿過預(yù)冷腔。


圖1是冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)的示意圖
圖2是螺旋預(yù)冷式換熱器的示意圖
圖3是螺旋預(yù)冷式換熱器(去掉出氣管8等零部件)的示意圖
圖4是螺旋預(yù)冷式換熱器(去掉蓋板等零部件)的立體圖
圖5是螺旋預(yù)冷式換熱器的主視圖
圖6是圖5的左視圖
圖7是分隔筒、導(dǎo)流板、隔板等零部件的結(jié)合立體示意圖
圖8是分隔筒、導(dǎo)流板、隔板等零部件的主視圖
圖9是一體的分隔筒組件和導(dǎo)流板組件立體示意圖
圖10是一體的分隔筒組件和導(dǎo)流板組件的主視圖
圖11是蒸發(fā)器等零部件的示意圖
圖12是蒸發(fā)器等零部件的立體示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖1所示的冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)包括螺旋預(yù)冷式換熱器100，排水閥200， 冷凝器300，熱力膨脹閥400，制冷壓縮機(jī)500，干燥過濾器600，冷媒等。參見圖2、3，螺旋預(yù)冷式換熱器100具有一個(gè)圓筒形容器1，容器1的筒口處與一 個(gè)帶底板3的環(huán)形隔板2的周邊密封相接。蓋板4與隔板2的左側(cè)端面相接；在底板3與 蓋板4之間有一個(gè)隔條5，隔條5將底板3與蓋板4之間的空間隔離成不相通的分隔成出氣 腔6和過渡腔7。蓋板上設(shè)置的出氣管8與出氣腔6相通。參見圖2、7，底板3的右側(cè)與分隔筒9的左端密封接觸。分隔筒9是一個(gè)帶底的圓 筒，其伸入到與其同軸的圓筒形容器1內(nèi)部。在底板3與分隔筒9相接觸的圓形區(qū)域的外 部的底板3上開有圓形通孔10。部分通孔10與出氣腔6相通，這部分通孔10也就是出氣 口 101 ；另一部分通孔10與過渡腔7相通，這一部分通孔10為過渡口 102。在底板3與分 隔筒9相接觸的圓形區(qū)域內(nèi)的底板3上開有過渡孔11，過渡孔11與過渡腔7相通。
在分隔筒9底部的周邊與容器1的內(nèi)壁之間具有環(huán)形的下隔板12。下隔板12、分 隔筒9底部與容器1的筒底11圍成了一個(gè)筒底腔13。在下隔板12上開有多個(gè)圓形孔14。分隔筒9內(nèi)空間即為制冷腔15，環(huán)繞在制冷腔15的外周的空間即為環(huán)形預(yù)冷腔 16。分隔筒9內(nèi)(制冷腔內(nèi))設(shè)置有蒸發(fā)器17。蒸發(fā)器17屬于現(xiàn)有技術(shù)，它主要包括翅 片172以及穿過翅片172的冷媒管171。冷媒管171的兩端穿過過渡孔11、過渡腔7伸出 蓋板4。容器1的左側(cè)腔壁上開有與壓縮空氣源相通的進(jìn)氣口 18，分隔筒9靠近底部的筒 壁上開有與制冷腔15相通的排氣口 19。在預(yù)冷腔內(nèi)16設(shè)置有用于對(duì)從進(jìn)氣口 18進(jìn)入預(yù)冷腔內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行導(dǎo)向、使 得壓縮空氣沿預(yù)冷腔軸向成螺旋形流動(dòng)的導(dǎo)流板20。導(dǎo)流板20在分隔筒外壁、容器內(nèi)壁之 間，并與它們接觸。參加圖8-10，導(dǎo)流板20和分隔筒9均是由沿著分隔筒9軸向相接觸的多個(gè)導(dǎo)流板 組件201和分隔筒組件91組合而成，每個(gè)分隔筒組件91的外周具有一個(gè)與該分隔筒組件 一體成型的、環(huán)繞分隔筒一周的導(dǎo)流板組件201。每個(gè)導(dǎo)流板組件201上均有開有孔202。 該一體的導(dǎo)流板組件和分隔筒組件通過注塑制成。注塑制成的導(dǎo)流板組件和分隔筒組件沿 分隔筒9軸向相接即可得到導(dǎo)流板20和分隔筒9，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)制造導(dǎo)流板20的難度，降低 了生產(chǎn)成本。穿過預(yù)冷腔16的預(yù)冷換熱管21均與分隔筒9軸向相平行。預(yù)冷換熱管21的左 端伸入到底板3上的圓形通孔10(出氣口 101和過渡口 102)內(nèi)，右端伸入到下隔板12上 的圓形孔14內(nèi)，中間部分穿過導(dǎo)流板組件201上的孔202。左端伸入到過渡口 102內(nèi)的預(yù)冷換熱管21通過過渡腔7、過渡孔11與制冷腔15 相通，這部分預(yù)冷換熱管21為初級(jí)預(yù)冷換熱管211 ；左端伸入到出氣口 101內(nèi)的預(yù)冷換熱 管21通過出氣腔6與出氣管8相通，這部分預(yù)冷換熱管21為次級(jí)預(yù)冷換熱管212。初級(jí)預(yù) 冷換熱管211的右端和次級(jí)預(yù)冷換熱管212的右端通過下隔板12上的圓形孔14、筒底腔 13相通。參見圖3、11、12，在制冷腔15內(nèi)，有多片垂直于分隔筒9軸向的上折流板22和下 折流板23。上折流板22的上部與分隔筒9內(nèi)壁接觸，下部與分隔筒9內(nèi)壁之間有下間隙 24 ；下折流板23的下部與分隔筒9內(nèi)壁接觸，上部與分隔筒9內(nèi)壁之間有上間隙25 ；上折 流板22和下折流板23相錯(cuò)排列。這樣，壓縮空氣在經(jīng)過制冷腔時(shí)，只能依次通過下間隙24 和上間隙25，使得壓縮空氣形成折流流動(dòng)。冷媒管171穿過各上折流板22和下折流板23。 上折流板22和下折流板23分別通過上固定桿26和下固定桿27相連。分隔筒9下部的筒壁上開有排水口(未示出)，容器1的下部的筒壁上開有總排水
n 28。使用時(shí)，由相串聯(lián)的蒸發(fā)器17、熱力膨脹閥400、干燥過濾器600、冷凝器300、制冷 壓縮機(jī)500組成的制冷系統(tǒng)(屬于現(xiàn)有技術(shù))工作。通過進(jìn)氣口 18進(jìn)入到預(yù)冷腔16內(nèi)的 溫度較高的壓縮空氣在導(dǎo)流板的導(dǎo)引下，壓縮空氣沿預(yù)冷腔16的軸向成螺旋形流動(dòng)，經(jīng)排 氣口 19進(jìn)入制冷腔15，在折流板的作用下折流流動(dòng)，然后經(jīng)過渡孔11進(jìn)入過渡腔7，再流 經(jīng)初級(jí)預(yù)冷換熱管211進(jìn)入到筒底腔13，最后經(jīng)次級(jí)預(yù)冷換熱管212進(jìn)入出氣腔6，經(jīng)出氣
5管8排出。圖2中箭頭示出了壓縮空氣流動(dòng)的方向。通過進(jìn)氣口 18進(jìn)入的溫度較高的壓縮空氣流過預(yù)冷腔16時(shí)，與預(yù)冷換熱管 21 (包括初級(jí)預(yù)冷換熱管211和次級(jí)預(yù)冷換熱管212)進(jìn)行熱交換，初級(jí)預(yù)冷換熱管211和 次級(jí)預(yù)冷換熱管212內(nèi)溫度較低的壓縮空氣對(duì)預(yù)冷腔16內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)冷。預(yù)冷后 的壓縮空氣，再經(jīng)排氣口進(jìn)入制冷腔15內(nèi)，與蒸發(fā)器的冷媒進(jìn)行熱交換，壓縮空氣即被制 冷干燥。蒸發(fā)器17對(duì)在制冷腔15內(nèi)流過的壓縮空氣制冷干燥，被干燥后的溫度較低的壓 縮空氣先后經(jīng)初級(jí)預(yù)冷換熱管211、次級(jí)預(yù)冷換熱管212、出氣口排出。溫度較低的壓縮空 氣通過預(yù)冷換熱管時(shí)，與通過進(jìn)氣口進(jìn)入到預(yù)冷腔內(nèi)的溫度較高的壓縮空氣進(jìn)行熱交換， 對(duì)其進(jìn)行預(yù)冷。制冷腔內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水通過排水口流到容器1的下部，和預(yù)冷腔內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水 一起經(jīng)總排水口 28排出。由于本發(fā)明的預(yù)冷腔和制冷腔融合在一個(gè)容器內(nèi)；而且，制冷腔設(shè)置在預(yù)冷腔的 中心部，制冷腔的外周無需設(shè)置保溫處理；同時(shí)，干燥后的溫度較低的壓縮空氣直接進(jìn)入預(yù) 冷換熱管對(duì)溫度較高的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)冷，不但節(jié)省了制造成本，也降低了能量損耗，達(dá)到 了節(jié)能效果。本發(fā)明在蒸發(fā)器周圍形成螺旋通道以供預(yù)冷換熱，使高溫(預(yù)冷腔)部分處于常 溫下而無需保溫處理，本冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)環(huán)保、節(jié)能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具化生產(chǎn)的導(dǎo)流 板使得不同規(guī)格的系列產(chǎn)品的制造變得簡(jiǎn)單易行。
權(quán)利要求
用于壓縮空氣干燥機(jī)的螺旋預(yù)冷式換熱器，其特征是在一封閉容器內(nèi)具有相分隔的預(yù)冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，預(yù)冷腔環(huán)繞在制冷腔的外周；制冷腔內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器；預(yù)冷腔的腔壁上開有與壓縮空氣源相通的進(jìn)氣口和與制冷腔相通的排氣口；預(yù)冷換熱管穿過預(yù)冷腔，其一端與制冷腔相通，另一端接出氣口。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋預(yù)冷式換熱器，其特征是預(yù)冷換熱管包括兩部分，一部分 預(yù)冷換熱管的一端與制冷腔相通，另一部分預(yù)冷換熱管的一端接出氣口 ；這兩部分預(yù)冷換 熱管的另一端相通。
3.如權(quán)利要求1所述的螺旋預(yù)冷式換熱器，其特征是在預(yù)冷腔內(nèi)設(shè)置有用于對(duì)從進(jìn) 氣口進(jìn)入預(yù)冷腔內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行導(dǎo)向、使得其沿預(yù)冷腔軸向成螺旋形流動(dòng)的導(dǎo)流板，將 容器分隔成預(yù)冷腔和制冷腔的分隔筒的外壁與容器內(nèi)壁均與導(dǎo)流板接觸；沿預(yù)冷腔的軸向 方向，進(jìn)氣口和排氣口分別開在預(yù)冷腔腔壁的兩端。
4.如權(quán)利要求3所述的螺旋預(yù)冷式換熱器，其特征是所述導(dǎo)流板和分隔筒均是由沿 著預(yù)冷腔軸向相接觸的多個(gè)導(dǎo)流板組件和分隔筒組件組合而成，每個(gè)分隔筒組件的外周具 有一個(gè)與該分隔筒組件一體成型的、環(huán)繞分隔筒一周的導(dǎo)流板組件。
5.如權(quán)利要求3所述的螺旋預(yù)冷式換熱器，其特征是預(yù)冷換熱管沿著平行于預(yù)冷腔 的軸向方向穿過預(yù)冷腔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將預(yù)冷和制冷在一個(gè)容器內(nèi)完成、成本低廉又節(jié)能的用于壓縮空氣干燥機(jī)的螺旋預(yù)冷式換熱器。該螺旋預(yù)冷式換熱器，在一封閉容器內(nèi)具有相分隔的預(yù)冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，預(yù)冷腔環(huán)繞在制冷腔的外周；制冷腔內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器；預(yù)冷腔的腔壁上開有與壓縮空氣源相通的進(jìn)氣口和與制冷腔相通的排氣口；預(yù)冷換熱管穿過預(yù)冷腔，其一端與制冷腔相通，另一端接出氣口。
文檔編號(hào)F28F9/22GK101852560SQ201010203359
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者沈國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:沈國(guó)強(qiáng)