專利名稱：余熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種對(duì)空氣壓縮機(jī)所產(chǎn)生的 多余熱量進(jìn)行回收再利用的裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，空氣壓縮機(jī)被廣泛運(yùn)用于多種生產(chǎn)制造領(lǐng)域?？諌簷C(jī) 就將空氣經(jīng)過除塵過濾后，由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)內(nèi)，在壓縮過程中與噴入的冷卻 油相混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮腔內(nèi)排入油氣分離器，進(jìn)而得到高溫高壓的油和氣。 為了消除過熱對(duì)機(jī)組的損壞，這些高溫高壓的油和氣必須進(jìn)過冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，否則，壓 縮機(jī)乃至整個(gè)機(jī)組將會(huì)被過熱而燒毀。其中，壓縮空氣在經(jīng)過冷卻后，進(jìn)入使用系統(tǒng)或直接 排放到環(huán)境中，而壓縮后的高溫高壓的油在經(jīng)過冷卻后，通過返回管路進(jìn)入下一輪循環(huán)。在 上述這樣一個(gè)過程當(dāng)中，高溫高壓的油和氣攜帶著大量的熱量進(jìn)入各自的冷卻系統(tǒng)接受冷 卻，與此同時(shí)，大量的熱能在毫無價(jià)值的情況下被消極的轉(zhuǎn)化，或者是直接排放到大氣環(huán)境 中。這樣不僅浪費(fèi)大量的熱能資源，而且還給人類環(huán)境造成了 “熱污染”。響應(yīng)節(jié)約型社會(huì)積極政策，解決上述“熱污染”給人類社會(huì)帶來的不利影響，對(duì)壓 縮機(jī)所產(chǎn)生的大量余熱進(jìn)行回收再利用，是本技術(shù)領(lǐng)域工作人員共同所面對(duì)的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，能夠大量回 收利用壓縮機(jī)所產(chǎn)生的余熱，快速獲得較高溫度的生產(chǎn)和生活用熱水的余熱回收裝置。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種余熱回收裝置，包括壓縮機(jī)組和熱交換器，所述熱交換器通過余熱油管和余 熱氣管與所述壓縮機(jī)組相連，在所述熱交換器上還設(shè)有冷水進(jìn)口和熱水出口，其特征在于 在所述熱交換器的內(nèi)部兩端還分別設(shè)有一個(gè)以上由隔板隔成的密閉的水熱交換室，所述兩 端的水熱交換室之間還設(shè)有兩根或兩根以上水循環(huán)熱交換管，在所述熱交換器內(nèi)還設(shè)有冷 水進(jìn)管和熱水出管，所述冷水進(jìn)管的一端與所述冷水進(jìn)口相連，所述冷水進(jìn)管的另一端與 所述水熱交換室相連；所述熱水出管的一端與所述水熱交換室相連，所述熱水出管的另一 端與所述熱水出口相連。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于在所述壓縮機(jī)組中的油氣分離器上還設(shè)有油管三 通閥和氣管三通閥，在所述熱交換器殼體上還分別設(shè)有入油三通閥、出油三通閥、入氣口和 出氣口。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還在于所述油管三通閥的一個(gè)出口通過油管與所述壓 縮機(jī)組的油冷卻系統(tǒng)相連，所述油管三通閥的另一個(gè)出口通過所述余熱油管與所述入油三 通閥的一個(gè)入口相連；所述氣管三通閥的一個(gè)出口通過氣管與所述壓縮機(jī)組的氣冷卻系統(tǒng)相連，所述氣 管三通閥的另一個(gè)出口通過所述余熱氣管與所述入氣口相連。[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還在于所述入油三通閥與所述出油三通閥之間通過橋 接油管相連接；所述出油三通閥還通過所述余熱油管與所述壓縮機(jī)組的油冷卻系統(tǒng)相連；所述出氣口通過所述余熱氣管與所述壓縮機(jī)組的氣冷卻系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還在于在所述熱交換器內(nèi)還設(shè)有余熱氣內(nèi)管，所述余 熱氣內(nèi)管的一端與所述入氣口相連，所述余熱氣內(nèi)管的另一端與所述出氣口相連；所述余熱氣內(nèi)管在所述熱交換器內(nèi)與所述冷水進(jìn)管緊密相貼；所述余熱氣內(nèi)管出氣的一端穿過所述隔板處于所述水熱交換室內(nèi)與所述出氣口 相連。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還在于所述冷水進(jìn)口與所述熱水出口均設(shè)置在所述熱 交換器的同一端；所述入油三通閥、出油三通閥、入氣口和出氣口均設(shè)置在所述熱交換器上與所述 冷水進(jìn)口和所述熱水出口相互垂直的同一側(cè)。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還在于在所述熱交換器內(nèi)部，所述冷水進(jìn)口與所述熱 水出口所在的一端，所述水熱交換室的數(shù)量總是比另一端所述水熱交換室的數(shù)量少一個(gè)；在所述熱交換器內(nèi)部，所述水循環(huán)熱交換管的數(shù)量總是隨著所述水熱交換室的增 加以雙數(shù)遞增。本實(shí)用新型具有的有益效果是；通過在熱交換器內(nèi)部設(shè)置水熱交換室和水循環(huán)熱 交換管，使得高溫高壓的氣和油在進(jìn)入熱交換器內(nèi)部以后，便能完全充分的與冷水進(jìn)行熱 交換，不僅速度快，而且水溫可以到達(dá)極限值。

圖1為本實(shí)用新型余熱回收裝置的整體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型余熱回收裝置中的熱交換器2內(nèi)設(shè)有三個(gè)水熱交換室時(shí)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型余熱回收裝置中的熱交換器2內(nèi)設(shè)有五個(gè)水熱交換室時(shí)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型余熱回收裝置中的熱交換器2內(nèi)設(shè)有七個(gè)水熱交換室時(shí)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解， 下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1所示，一種余熱回收裝置，包括壓縮機(jī)組1和熱交換器2，在壓縮機(jī)組1中 的油氣分離器11上分別設(shè)置有油管三通閥12和氣管三通閥13 ；在熱交換器2的殼體上分 別設(shè)置有入油三通閥21、出油三通閥22、入氣口 23、出氣口 24，以及冷水進(jìn)口 25和熱水出 口 26。其中，冷水進(jìn)口 25與熱水出口 26設(shè)置在熱交換器2的同一端，冷水進(jìn)口 25通過水 管與自來水相連，熱水出口 26通過水管與保溫水箱相連。入油三通閥21、出油三通閥22、 入氣口 23和出氣口 24均設(shè)置在熱交換器2的殼體上與冷水進(jìn)口 25和熱水出口 26相互垂
4直的同一側(cè)。在熱交換器2的內(nèi)部兩端還分別設(shè)有一個(gè)以上由不銹鋼隔板隔成的密閉的水熱 交換室27，用以引導(dǎo)水在熱交換器2內(nèi)的流動(dòng)。兩端的水熱交換室27之間通過兩根或兩根 以上的水循環(huán)熱交換管28相互交錯(cuò)連通，其中，在熱交換器2的內(nèi)部，當(dāng)冷水進(jìn)口 25和熱 水出口 26所在的一端水熱交換室27的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，另一端水熱交換室27的數(shù)量就為兩 個(gè)；在熱交換器2的內(nèi)部，當(dāng)冷水進(jìn)口 25和熱水出口 26所在的一端水熱交換室27的數(shù)量 為兩個(gè)時(shí)，另一端水熱交換室27的數(shù)量就為三個(gè)，以此類推，冷水進(jìn)口 25與熱水出口 26所 在的一端，水熱交換室27的數(shù)量總是要比另一端的數(shù)量少一個(gè)。與此同時(shí)，水循環(huán)熱交換 管28的數(shù)量總是隨著水熱交換室27的增加而以雙數(shù)遞增，即，在熱交換器2的內(nèi)部，水熱 交換室27 —端的數(shù)量為一個(gè)，另一端的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，水循環(huán)熱交換管28的數(shù)量為兩根， 當(dāng)水熱交換室27 —端的數(shù)量為兩個(gè)，另一端的數(shù)量為三個(gè)時(shí)，水循環(huán)熱交換管28的數(shù)量就 為四根，以此類推。在熱交換器2的內(nèi)部還設(shè)置有冷水進(jìn)管29和熱水出管230，其中，冷水進(jìn)管29的 一端與冷水進(jìn)口 25相連，冷水進(jìn)管29的另一端與水熱交換室27相連；熱水出管230的一 端與水熱交換室27相連，熱水出管230的另一端與熱水出口 26相連。這樣，冷水在進(jìn)入熱 交換器2內(nèi)部以后，首先通過冷水進(jìn)管29被送至熱交換器2內(nèi)部一端的一個(gè)水熱交換室27 內(nèi)，進(jìn)行一次熱交換；然后再由一根水循環(huán)熱交換管28引入到熱交換器2內(nèi)部另一端的水 熱交換室27內(nèi)，進(jìn)行二次熱交換；再由另一根水循環(huán)熱交換管28引入到熱交換器2內(nèi)部原 一端的水熱交換室27內(nèi)，進(jìn)行三次熱交換，如此反復(fù)往返，經(jīng)多次熱交換后最終由熱水出 管230將得到的高溫?zé)崴畬?dǎo)出熱交換器2內(nèi)，流進(jìn)保溫水箱。在熱交換器2的內(nèi)部還設(shè)置有余熱氣內(nèi)管231，余熱氣內(nèi)管231的一端與入氣口 23相連，余熱氣內(nèi)管231的另一端與出氣口 24相連接。其中，余熱氣內(nèi)管231在熱交換器 2內(nèi)與冷水進(jìn)管29緊密相貼，這樣便于將余熱氣內(nèi)管231內(nèi)的高溫氣體的熱量預(yù)先傳遞給 冷水進(jìn)管29內(nèi)的冷水。并且余熱氣內(nèi)管231出氣的一端穿過上述隔板處于水熱交換室27 的內(nèi)部再與出氣口 24相連。這樣就會(huì)使得換熱更加充分。油管三通閥12的一個(gè)出口通過油管3與壓縮機(jī)組1中的油冷卻系統(tǒng)14相連，油 管三通閥12的另一個(gè)出口通過余熱油管4與入油三通閥21的一個(gè)入口相連，入油三通閥 21上的一個(gè)出口與出油三通閥22上的一個(gè)入口之間通過橋接油管5相連接，出油三通閥 22還通過余熱油管4與壓縮機(jī)組1中的油冷卻系統(tǒng)14相連。這樣，在需要進(jìn)行熱交換時(shí)， 便可以讓余熱油管4中的高溫?zé)嵊瓦M(jìn)入熱交換器2內(nèi)，在不需要進(jìn)行熱交換時(shí)，余熱油管4 中的油便可以沿著橋接油管5返回到壓縮機(jī)組1中的油冷卻系統(tǒng)14中。氣管三通閥13的一個(gè)出口通過氣管6與壓縮機(jī)組1的氣冷卻系統(tǒng)15相連，氣管 三通閥13的另一個(gè)出口通過余熱氣管7與入氣口 23相連。出氣口 24通過余熱氣管7與 壓縮機(jī)組1中的氣冷卻系統(tǒng)15相連。接下來結(jié)合圖2所示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型中，熱交換器2內(nèi)設(shè)有三個(gè)水熱交換 室時(shí)，冷水與高溫油和氣進(jìn)行熱交換的具體過程在熱交換器2的內(nèi)部兩端分別設(shè)有水熱交換室271、水熱交換室272和水熱交換室 273。其中，水熱交換室271設(shè)于熱交換器2上冷水進(jìn)口 25與熱水出口 26所在的一端，水 熱交換室272和水熱交換室273同設(shè)于另一端。在水熱交換室271與水熱交換室272和水熱交換室273之間設(shè)有水循環(huán)熱交換管281和水循環(huán)熱交換管282。其中，水循環(huán)熱交換管 281的一端與水熱交換室272相連，水循環(huán)熱交換管281的另一端與水熱交換室271相連； 水循環(huán)熱交換管282的一端與水熱交換室271相連，水循環(huán)熱交換管282的另一端與水熱 交換室273相連。冷水進(jìn)管29的一端與冷水進(jìn)口 25相連，冷水進(jìn)管29的另一端與水熱交 換室272相連；熱水出管230的一端與水熱交換室273相連，熱水出管230的另一端與熱水 出口 26相連。首先，壓縮機(jī)組1將高溫高壓的冷卻油通過入油三通閥21送入熱交換器2內(nèi)，并 充滿水熱交換室271與水熱交換室272和水熱交換室273之間的所有空間。同時(shí)將高溫 高壓氣體通過入氣口 23送入余熱氣內(nèi)管231內(nèi)。打開冷水進(jìn)口 25使冷水進(jìn)入熱交換器2 內(nèi)，冷水在進(jìn)入熱交換器2后沿著冷水進(jìn)管29向前運(yùn)行，這時(shí)，冷水進(jìn)管29周圍的高溫?zé)?油首先與冷水進(jìn)管29內(nèi)冷水進(jìn)行熱交換，緊接著，余熱氣內(nèi)管231內(nèi)的高溫?zé)釟庖查_始與 冷水進(jìn)管29內(nèi)的冷水進(jìn)行熱交換，由于，在熱交換器2內(nèi)余熱氣內(nèi)管231與冷水進(jìn)管29緊 密相貼，所以高溫?zé)釟馀c冷水的熱交換更加充分。冷水沿著冷水進(jìn)管29進(jìn)入水熱交換室 272內(nèi)，由于水熱交換室均是由導(dǎo)熱性能較好的不銹鋼隔板隔成的，所以流進(jìn)水熱交換室 272內(nèi)水，又開始與水熱交換室272外圍的高溫?zé)嵊筒粩嗟剡M(jìn)行著熱交換。當(dāng)水熱交換室 272內(nèi)水達(dá)到一定量時(shí)，便會(huì)進(jìn)入到水循環(huán)熱交換管281內(nèi)，并會(huì)沿著水循環(huán)熱交換管281 向水熱交換室271運(yùn)行。由于水循環(huán)熱交換管281處于高溫?zé)嵊椭?，所以水在水循環(huán)熱交 換管281內(nèi)又得到了再次熱交換。然后熱交換后的水由水循環(huán)熱交換管281進(jìn)入水熱交換 室271，并在水熱交換室271內(nèi)再一次得到水熱交換室271外圍熱油的熱交換，然后進(jìn)入水 循環(huán)熱交換管282，在水循環(huán)熱交換管282內(nèi)得到再次熱交換后進(jìn)入水熱交換室273內(nèi)，同 樣，水在進(jìn)入水熱交換室273內(nèi)后又得到了一次熱交換，最后，經(jīng)過多次熱交換的水在水熱 交換室273內(nèi)進(jìn)入熱水出管230，并在熱水出管230內(nèi)得到最后一次熱交換后流出熱交換器 2。圖3與圖4描繪出了本實(shí)用新型中，熱交換器2內(nèi)設(shè)有五個(gè)和七個(gè)水熱交換室時(shí)， 冷水與高溫油和氣進(jìn)行熱交換的流程示意結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過在熱交換器內(nèi)部設(shè)置水熱交換室和水循環(huán)熱交換管，使得高溫高 壓的氣和油在進(jìn)入熱交換器內(nèi)部以后，便能完全充分的與冷水進(jìn)行熱交換，不僅速度快，而 且水溫可以到達(dá)極限值。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求余熱回收裝置，包括壓縮機(jī)組和熱交換器，所述熱交換器通過余熱油管和余熱氣管與所述壓縮機(jī)組相連，在所述熱交換器上還設(shè)有冷水進(jìn)口和熱水出口，其特征在于在所述熱交換器的內(nèi)部兩端還分別設(shè)有一個(gè)以上由隔板隔成的密閉的水熱交換室，所述兩端的水熱交換室之間還設(shè)有兩根或兩根以上水循環(huán)熱交換管，在所述熱交換器內(nèi)還設(shè)有冷水進(jìn)管和熱水出管，所述冷水進(jìn)管的一端與所述冷水進(jìn)口相連，所述冷水進(jìn)管的另一端與所述水熱交換室相連；所述熱水出管的一端與所述水熱交換室相連，所述熱水出管的另一端與所述熱水出口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收裝置，其特征在于在所述壓縮機(jī)組中的油氣分離 器上還設(shè)有油管三通閥和氣管三通閥；在所述熱交換器殼體上還分別設(shè)有入油三通閥、出油三通閥、入氣口和出氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的余熱回收裝置，其特征在于所述油管三通閥的一個(gè)出 口通過油管與所述壓縮機(jī)組的油冷卻系統(tǒng)相連，所述油管三通閥的另一個(gè)出口通過所述余 熱油管與所述入油三通閥的一個(gè)入口相連；所述氣管三通閥的一個(gè)出口通過氣管與所述壓縮機(jī)組的氣冷卻系統(tǒng)相連，所述氣管三 通閥的另一個(gè)出口通過所述余熱氣管與所述入氣口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的余熱回收裝置，其特征在于所述入油三通閥與所述出 油三通閥之間通過橋接油管相連接；所述出油三通閥還通過所述余熱油管與所述壓縮機(jī)組的油冷卻系統(tǒng)相連；所述出氣口通過所述余熱氣管與所述壓縮機(jī)組的氣冷卻系統(tǒng)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的余熱回收裝置，其特征在于在所述熱交換器內(nèi)還設(shè)有 余熱氣內(nèi)管，所述余熱氣內(nèi)管的一端與所述入氣口相連，所述余熱氣內(nèi)管的另一端與所述 出氣口相連；所述余熱氣內(nèi)管在所述熱交換器內(nèi)與所述冷水進(jìn)管緊密相貼；所述余熱氣內(nèi)管出氣的一端穿過所述隔板處于所述水熱交換室內(nèi)與所述出氣口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的余熱回收裝置，其特征在于所述冷水進(jìn)口與所述熱水 出口均設(shè)置在所述熱交換器的同一端；所述入油三通閥、出油三通閥、入氣口和出氣口均設(shè)置在所述熱交換器上與所述冷水 進(jìn)口和所述熱水出口相互垂直的同一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收裝置，其特征在于在所述熱交換器內(nèi)部，所述冷水 進(jìn)口與所述熱水出口所在的一端，所述水熱交換室的數(shù)量總是比另一端所述水熱交換室的 數(shù)量少一個(gè)；在所述熱交換器內(nèi)部，所述水循環(huán)熱交換管的數(shù)量總是隨著所述水熱交換室的增加以 雙數(shù)遞增。
專利摘要余熱回收裝置涉及余熱回收利用領(lǐng)域，包括壓縮機(jī)組和熱交換器，熱交換器通過余熱油管和余熱氣管與壓縮機(jī)組相連，在熱交換器上設(shè)有冷水進(jìn)口和熱水出口，其特征在于在熱交換器內(nèi)部兩端還設(shè)有一個(gè)以上由隔板隔成的水熱交換室，水熱交換室之間還設(shè)有兩根或兩根以上水循環(huán)熱交換管，在熱交換器內(nèi)還設(shè)有冷水進(jìn)管和熱水出管，冷水進(jìn)管的一端與冷水進(jìn)口相連，另一端與水熱交換室相連；熱水出管的一端與水熱交換室相連，另一端與熱水出口相連。有益效果是；通過在熱交換器內(nèi)部設(shè)置水熱交換室和水循環(huán)熱交換管，使得高溫高壓的氣和油在進(jìn)入熱交換器內(nèi)部以后，便能完全充分的與冷水進(jìn)行熱交換，不僅速度快，而且水溫可以到達(dá)極限值。
文檔編號(hào)F04B39/06GK201747566SQ20102027934
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者金國君 申請(qǐng)人:祐君實(shí)業(yè)發(fā)展(上海)有限公司