專利名稱：用于壓縮空氣干燥機的螺旋預(yù)冷式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及壓縮空氣干燥機的換熱器。
背景技術(shù)：
目前，以冷凍方式對壓縮空氣進行干燥處理的冷干機的換熱器包括兩個容器，一 個是預(yù)冷換熱器，另一個是制冷換熱器(低溫容器，設(shè)置有蒸發(fā)器的容器)。也就是說，預(yù) 冷換熱器采用獨立于蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式。預(yù)冷換熱器為一個容器，用于對壓縮空氣進行預(yù) 冷；蒸發(fā)器設(shè)置在另一制冷換熱器內(nèi)，對預(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)，而完成對壓縮空氣的干燥。由于需要在兩個容器內(nèi)進行熱交換，其制 造成本相對較高；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，也浪費了 一部分能量。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種將預(yù)冷和制冷在一個容器內(nèi)完成、成本低廉又節(jié)能 的用于壓縮空氣干燥機的螺旋預(yù)冷式換熱器。本實用新型的用于壓縮空氣干燥機的螺旋預(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。本實用新型的有益效果使用時，由相串聯(lián)的蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器、制冷壓縮機 組成的制冷系統(tǒng)(屬于現(xiàn)有技術(shù))工作，蒸發(fā)器對在制冷腔內(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，與通過進氣口進入到預(yù)冷腔內(nèi)的溫度較高的壓縮空氣進行熱交換，對其進 行預(yù)冷。預(yù)冷后的壓縮空氣，再經(jīng)排氣口進入制冷腔內(nèi)，與蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒進行熱交換，壓 縮空氣即被制冷干燥。由于本實用新型的預(yù)冷腔和制冷腔融合在一個容器內(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，干燥后的溫度較低的壓縮 空氣直接進入預(yù)冷換熱管對溫度較高的壓縮空氣進行預(yù)冷，不但節(jié)省了制造成本，也降低 了能量損耗，達到了節(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行熱交 換，使得熱交換更加充分，增強對壓縮空氣的預(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)置有用于對從進氣口進入預(yù)冷腔內(nèi)的壓 縮空氣進行導(dǎo)向、使得其沿預(yù)冷腔軸向成螺旋形流動的導(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，進氣口和排氣口分別開在預(yù)冷腔腔壁的兩端。這樣，從進氣口進入預(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，因此，可充分與預(yù)冷換熱管內(nèi)的干燥后的壓 縮空氣進行換熱，增強了換熱效果。由于導(dǎo)流板成螺旋形，其制造比較難，成本較高，為此，作為進一步改進，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導(dǎo)流板組件和 分隔筒組件組合而成，每個分隔筒組件的外周具有一個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 行模塑成型，進一步降低制造成本。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。

[0010]圖1是冷凍式壓縮空氣干燥機的示意圖[0011]圖2是螺旋預(yù)冷式換熱器的示意圖[0012]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[0013]圖4是螺旋預(yù)冷式換熱器(去掉蓋板等零部件)的立體圖[0014]圖5是螺旋預(yù)冷式換熱器的主視圖[0015]圖6是圖5的左視圖[0016]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[0017]圖8是分隔筒、導(dǎo)流板、隔板等零部件的主視圖[0018]圖9是一體的分隔筒組件和導(dǎo)流板組件立體示意圖[0019]圖10是一體的分隔筒組件和導(dǎo)流板組件的主視圖[0020]圖11是蒸發(fā)器等零部件的示意圖[0021]圖12是蒸發(fā)器等零部件的立體示意圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。參見圖1所示的冷凍式壓縮空氣干燥機包括螺旋預(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具有一個圓筒形容器1，容器1的筒口處與一 個帶底板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。[0026]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圍成了一個筒底腔13。在下隔板12上開有多個圓形孔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)置有用于對從進氣口 18進入預(yù)冷腔內(nèi)的壓縮空氣進行導(dǎo)向、使 得壓縮空氣沿預(yù)冷腔軸向成螺旋形流動的導(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軸向相接觸的多個導(dǎo)流板 組件201和分隔筒組件91組合而成，每個分隔筒組件91的外周具有一個與該分隔筒組件 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為次級預(yù)冷換熱管212。初級預(yù) 冷換熱管211的右端和次級預(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相錯排列。這樣，壓縮空氣在經(jīng)過制冷腔時，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。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 Π 28。使用時，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500組成的制冷系統(tǒng)(屬于現(xiàn)有技術(shù))工作。通過進氣口 18進入到預(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，經(jīng)排 氣口 19進入制冷腔15，在折流板的作用下折流流動，然后經(jīng)過渡孔11進入過渡腔7，再流 經(jīng)初級預(yù)冷換熱管211進入到筒底腔13，最后經(jīng)次級預(yù)冷換熱管212進入出氣腔6，經(jīng)出氣管8排出。圖2中箭頭示出了壓縮空氣流動的方向。通過進氣口 18進入的溫度較高的壓縮空氣流過預(yù)冷腔16時，與預(yù)冷換熱管 21 (包括初級預(yù)冷換熱管211和次級預(yù)冷換熱管212)進行熱交換，初級預(yù)冷換熱管211和 次級預(yù)冷換熱管212內(nèi)溫度較低的壓縮空氣對預(yù)冷腔16內(nèi)的壓縮空氣進行預(yù)冷。預(yù)冷后 的壓縮空氣，再經(jīng)排氣口進入制冷腔15內(nèi)，與蒸發(fā)器的冷媒進行熱交換，壓縮空氣即被制 冷干燥。蒸發(fā)器17對在制冷腔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)初級預(yù)冷換熱管211、次級預(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，與通過進氣口進入到預(yù)冷腔內(nèi)的溫度較高的壓縮空氣進行熱交換， 對其進行預(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。由于本實用新型的預(yù)冷腔和制冷腔融合在一個容器內(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，干燥后的溫度較低的壓縮空氣直接進 入預(yù)冷換熱管對溫度較高的壓縮空氣進行預(yù)冷，不但節(jié)省了制造成本，也降低了能量損耗， 達到了節(jié)能效果。本實用新型在蒸發(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環(huán)保、節(jié)能，結(jié)構(gòu)簡單，模具化生產(chǎn)的 導(dǎo)流板使得不同規(guī)格的系列產(chǎn)品的制造變得簡單易行。
權(quán)利要求用于壓縮空氣干燥機的螺旋預(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)置有用于對從進 氣口進入預(yù)冷腔內(nèi)的壓縮空氣進行導(dǎo)向、使得其沿預(yù)冷腔軸向成螺旋形流動的導(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導(dǎo)流板組件和分隔筒組件組合而成，每個分隔筒組件的外周具 有一個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。
專利摘要本實用新型提供一種將預(yù)冷和制冷在一個容器內(nèi)完成、成本低廉又節(jié)能的用于壓縮空氣干燥機的螺旋預(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F28D7/00GK201697500SQ20102022773
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者沈國強 申請人:沈國強