專利名稱：用于壓縮機(jī)的加壓氣體冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體冷卻器。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于來自壓縮機(jī)和/或 進(jìn)入壓縮機(jī)的加壓氣體的冷卻器。
背景技術(shù)：
與壓縮機(jī)一起使用的典型的加壓氣體冷卻器具有平行管束和圓柱狀殼體，冷卻劑 通過所述平行管束，所述圓柱狀殼體在內(nèi)端部處封閉而在外端部處開放。管束穿過開放的 端部安裝到殼體中并且這些管在外端部處連接至一蓋子，該蓋子蓋住殼體的外端部開口。 氣體入口和氣體出口安裝在殼體的側(cè)壁上，沿著殼體的縱向方向或軸向方向彼此間隔開。加壓氣體冷卻器可以例如被用于多級壓縮機(jī)系統(tǒng)的各級之間以在壓縮氣體被逐 步地壓縮時冷卻壓縮氣體。根據(jù)設(shè)計，加壓氣體冷卻器是一種管束熱交換器。蓋子具有用 于供給冷卻劑和收回冷卻劑的連接部件。在遠(yuǎn)離蓋子的冷卻管的內(nèi)端部處，一裝置使冷卻 劑偏轉(zhuǎn)以使得冷卻劑可以從其進(jìn)入殼體的同一端部流回。被冷卻的氣體的流動方向主要橫 向于管束的冷卻管。因此，冷卻劑與氣體之間的熱傳遞是交叉流動、逆向流動和順向流動的 混合。氣體入口連接部件和氣體出口連接部件可以被單獨(dú)地安裝在殼體的側(cè)壁上，并且與 連接壓縮機(jī)的管線相匹配。具有這種結(jié)構(gòu)的加壓氣體冷卻器已經(jīng)證明自己。發(fā)明目的因此，本發(fā)明的一個目的是提供一個用于壓縮機(jī)的改進(jìn)的加壓氣體冷卻器。另一個目的是提供的用于壓縮機(jī)的這種改進(jìn)的加壓氣體冷卻器克服了上述指出 的缺點(diǎn)，特別是優(yōu)化了氣體的流動分布和流動導(dǎo)引，還優(yōu)化了熱傳遞，以及減小氣體流動的 壓力損失。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，加壓氣體冷卻器具有殼體，所述殼體具有對中于一軸線上的圓柱狀 側(cè)壁、沿軸向開放的外端部和沿軸向封閉的內(nèi)端部。裝配至開放的外端部并且蓋住該開放 的外端部的蓋子在殼體端部之間承載殼體內(nèi)部的管束。這些管都以與包括殼體軸線的直徑 面成2°到10°的角度彼此平行地延伸，以使得管束沿著垂直于該直徑面的方向在殼體的 一端部處比在殼體的相對端部處更靠近殼體的側(cè)壁。加壓氣體的入口裝置和出口裝置通入 殼體，其中至少氣體的入口裝置通入殼體而到達(dá)管束在殼體相應(yīng)端部處被更寬地間隔開的 平面的一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，氣體入口連接部件的至少中心軸線橫向于殼體的縱向軸線并且徑向 偏置于殼體的縱向軸線。該軸線可以與直徑面平行。根據(jù)本發(fā)明的方案，管相對于中心軸線或直徑面的傾斜產(chǎn)生了流經(jīng)管束且環(huán)繞管 束的改進(jìn)的流動，其中壓力損失較低。而且，可實(shí)現(xiàn)通過管束的較高的氣體速度，以使得加 壓氣體冷卻器的更加緊湊的設(shè)計成為可能?？傊O(shè)備的熱傳遞特性也得以改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，氣體入口連接部件和氣體出口連接部件由于冷卻 管的有角度的方位而在比沿直徑相對的殼體位置更遠(yuǎn)離管束的位置上安裝在殼體側(cè)壁上。 兩個連接部件的中心軸線橫向于殼體的縱向軸，但是徑向偏置于殼體的縱向軸線。管束的 有角度的方位在氣體的流入?yún)^(qū)和流出區(qū)中都形成了較大的空閑間隔。由于連接部件的中心 軸線的方位徑向偏置地橫向于殼體的縱向軸線，因而產(chǎn)生出流經(jīng)殼體的氣體的旋轉(zhuǎn)流動。蓋子優(yōu)選具有一端板，所述端板可附接至殼體的側(cè)壁，所述蓋子具有冷卻劑入口 和冷卻劑出口，以及被分成隔室的流體空間。關(guān)于這一點(diǎn)，如果端板和流體空間形成配置成 與外部管端裝置可松開地附接的一體焊接結(jié)構(gòu)的單元，是實(shí)用的。具有與其連接的蓋子的 管束形成加壓氣體冷卻器的可互換的插入件，該插入件例如為了清潔的目的可被拆除。該 殼體和可替換的管束可單獨(dú)地適用于具有不同尺寸的壓縮機(jī)系列的壓縮機(jī)。關(guān)于這一點(diǎn)， 涉及管束的有角度的方位的工作角也可以被修正和優(yōu)化，與此同時既保持殼體側(cè)壁的設(shè)計 結(jié)構(gòu)又保持管束的設(shè)計結(jié)構(gòu)。


參照附圖，根據(jù)下面說明，上述和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見， 附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的冷卻器的透視圖，和圖2和圖3是分別沿著圖1中II-II和III-III所示的第一直徑面和第二直徑面 的剖視圖。
具體實(shí)施例方式如從附圖中看到的，管束熱交換遞器型加壓氣體冷卻器具有管束1和圓柱狀殼體 3，該管束1包括冷卻劑循環(huán)通過其中的平行冷卻管2，該圓柱狀殼體3在軸12上對中，在一 個端部是封閉的而在其相對端部處形成用于安裝管束1的開口 4。冷卻管2都在它們的外 端部處與蓋子6的裝置5連接，該蓋子6又裝配在殼體3的開口 4上并且蓋住開口 4。蓋 子6具有用于冷卻劑的入口 7和出口 8。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的流動偏轉(zhuǎn)器9設(shè)置在冷卻管2的遠(yuǎn)離 蓋子6的內(nèi)端部處，以使得發(fā)生下述流動在冷卻管2中的一半中沿著一流動方向從蓋子6 向內(nèi)流并且在冷卻管2中的另一半中沿著相反的流動方向朝蓋子6向外流。用于要被冷卻 氣體的氣體入口連接部件10和氣體出口連接部件11在軸向偏置位置處沿切向通入殼體2 中而且彼此平行并且對稱地側(cè)接直徑面11-11，入口 7和出口 8也側(cè)接該直徑面11-11。根據(jù)圖2的剖視圖，特別明顯的是，管束1的冷卻管2的方位設(shè)置成相對于包括圓 柱狀殼體3縱向軸線12的直徑面II-II成2°到10°的小銳角α。而且，圖1和2示出了 所述兩個氣體入口連接部件10和出口連接部件11如何在下述位置處位于殼體2上所述 位置由于冷卻管2的有角度的方位而比沿徑向相反的殼體區(qū)域更遠(yuǎn)離管束1，而且這些連 接部件10、11的中心軸線從殼體3的直徑面II-II和縱向軸線12向外偏置相應(yīng)的徑向偏 置量si、s2。因此，管束2之間的間距在連接部件10和連接部件11通入殼體3的位置處 較大。蓋子6具有端板13，所述端板13可附接至殼體3的側(cè)壁的邊緣并且蓋子具有冷卻 劑入口 7和冷卻劑出口 8。蓋子6還具有主體14，該主體14形成一對隔室15和16，冷卻管
42的相應(yīng)一半管的外端部通入所述一對隔室之一中。端板13和主體14被焊接在一起以形 成一體的單元17，管配件5可松開地附接至該一體的單元17。 由于根據(jù)本發(fā)明管束1在殼體3內(nèi)部的有角度的方位，特別是與所述的氣體入口 連接部件10和氣體出口連接部件11的布置相結(jié)合，經(jīng)過管束1的氣體的流動分布和流程 可得以改善。與具有相同結(jié)構(gòu)和相同尺寸的加壓氣體冷卻器相比，本發(fā)明的管束1被排列 成與殼體的縱向軸線平行并且對中于殼體的縱向軸上，在相同的流動壓力損失下，可使用 較高的氣體速度?？傊?，熱傳遞特性可得以改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種加壓氣體冷卻器，包括殼體，所述殼體具有對中于一軸線上的圓柱狀側(cè)壁、沿軸向開放的外端部和沿軸向封 閉的內(nèi)端部；蓋子，所述蓋子裝配至所述開放的外端部并且蓋住所述開放的外端部；管束，所述管束在所述殼體端部之間、在殼體內(nèi)部承載在蓋子上，管都以與包括殼體軸 線的直徑面成2°到10°之間的角度彼此平行地延伸，以使得所述管束沿著垂直于所述直 徑面的方向在殼體的一端部處比在殼體的相對端部處更靠近殼體的側(cè)壁；和通入所述殼體的加壓氣體的入口裝置和出口裝置，至少所述氣體入口裝置通入殼體而 到達(dá)管束在殼體相應(yīng)端部處與所述側(cè)壁更寬地間隔開的所述直徑面的一側(cè)。
2.權(quán)利要求1所述的加壓氣體冷卻器，其中所述氣體入口裝置具有與所述直徑面徑向 分隔開的中心軸線。
3.權(quán)利要求1所述的加壓氣體冷卻器，其中所述氣體出口裝置通入殼體而到達(dá)管束在 殼體相應(yīng)端部處更寬地間隔開的所述直徑面的相應(yīng)側(cè)，所述氣體入口裝置和所述氣體出口 裝置側(cè)接所述直徑面。
4.權(quán)利要求3所述的加壓氣體冷卻器，其中所述氣體入口裝置和所述氣體出口裝置都 沿切向通入殼體，大致平行于所述直徑面。
5.權(quán)利要求1所述的加壓氣體冷卻器，其中所述蓋子設(shè)置有冷卻劑入口、冷卻劑出口 和隔室，所述隔室用于將冷卻劑從所述冷卻劑入口和冷卻劑出口分配至所述管的外端部。
6.權(quán)利要求5所述的加壓氣體冷卻器，其中所述蓋子包括端板和主體，所述主體形成 所述隔室并且與所述端板一體地連接。
7.權(quán)利要求1所述的加壓氣體冷卻器，其中所述氣體入口裝置和氣體出口裝置沿軸向 彼此分隔開。
8.權(quán)利要求7所述的加壓氣體冷卻器，其中所述氣體入口裝置和氣體出口裝置對稱地 側(cè)接所述直徑面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加壓氣體冷卻器，該加壓氣體冷卻器具有殼體，該殼體具有對中于一軸線上的圓柱狀側(cè)壁、沿軸向開放的外端部和沿軸向封閉的內(nèi)端部。裝配至開放的外端部并且蓋住該開放的外端部的蓋子在所述殼體端部之間承載殼體內(nèi)部的管束。管都以與包括殼體軸線的直徑面成2°到10°之間的角度彼此平行地延伸，以使得管束沿著垂直于直徑面的方向在殼體的一端部處比在殼體的相對端部更靠近殼體的側(cè)壁。加壓氣體的入口裝置和出口裝置通入殼體，其中至少氣體入口裝置通入殼體而到達(dá)管束在殼體相應(yīng)端部處更寬地間隔開的直徑面的一側(cè)。
文檔編號F28D7/00GK102003896SQ20101025097
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者M·紹爾博恩, S·博森 申請人:阿特拉斯·科普柯能源有限公司