专利名称：用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压缩空气干燥机的换热器。
背景技术：
目前，以冷冻方式对压缩空气进行干燥处理的冷干机的换热器包括两个容器，一 个是预冷换热器，另一个是制冷换热器(低温容器，设置有蒸发器的容器)。也就是说，预 冷换热器采用独立于蒸发器的结构形式。预冷换热器为一个容器，用于对压缩空气进行预 冷；蒸发器设置在另一制冷换热器内，对预冷后的压缩空气再制冷，使得压缩空气中的多余 的水分在低温下凝结，而完成对压缩空气的干燥。由于需要在两个容器内进行热交换，其制 造成本相对较高；另外，低温容器处于常温下，因此需保温处理，不但增加了成本，也浪费了 一部分能量。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种将预冷和制冷在一个容器内完成、成本低廉又节能 的用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器。本实用新型的用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器，在一封闭容器内具有相 分隔的预冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，预冷腔环绕在制冷腔的外周；制冷腔内 设置有蒸发器；预冷腔的腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口和与制冷腔相通的排气 口 ；预冷换热管穿过预冷腔，其一端与制冷腔相通，另一端接出气口。本实用新型的有益效果使用时，由相串联的蒸发器、膨胀阀、冷凝器、制冷压缩机 组成的制冷系统(属于现有技术)工作，蒸发器对在制冷腔内流过的压缩空气制冷干燥，被 干燥后的温度较低的压缩空气然后经预冷换热管、出气口排出。温度较低的压缩空气通过 预冷换热管时，与通过进气口进入到预冷腔内的温度较高的压缩空气进行热交换，对其进 行预冷。预冷后的压缩空气，再经排气口进入制冷腔内，与蒸发器内的冷媒进行热交换，压 缩空气即被制冷干燥。由于本实用新型的预冷腔和制冷腔融合在一个容器内；而且，制冷腔 设置在预冷腔的中心部，制冷腔的外周无需设置保温处理；同时，干燥后的温度较低的压缩 空气直接进入预冷换热管对温度较高的压缩空气进行预冷，不但节省了制造成本，也降低 了能量损耗，达到了节能效果。上述的螺旋预冷式换热器，预冷换热管包括两部分，一部分预冷换热管的一端与 制冷腔相通，另一部分预冷换热管的一端接出气口 ；这两部分预冷换热管的另一端相通。这 样可以使得温度较低的压缩空气先经过一部分预冷换热管与预冷腔内温度较高的压缩空 气进行热交换，再流经另一部分预冷换热管再次与预冷腔内温度较高的压缩空气进行热交 换，使得热交换更加充分，增强对压缩空气的预冷效果。上述的螺旋预冷式换热器，在预冷腔内设置有用于对从进气口进入预冷腔内的压 缩空气进行导向、使得其沿预冷腔轴向成螺旋形流动的导流板，将容器分隔成预冷腔和制 冷腔的分隔筒的外壁与容器内壁均与导流板接触；沿预冷腔的轴向方向，进气口和排气口分别开在预冷腔腔壁的两端。这样，从进气口进入预冷腔内的温度较高的压缩空气只能够 沿着导流板绕着预冷腔的轴向成螺旋形流动，因此，可充分与预冷换热管内的干燥后的压 缩空气进行换热，增强了换热效果。由于导流板成螺旋形，其制造比较难，成本较高，为此，作为进一步改进，上述的螺 旋预冷式换热器，所述导流板和分隔筒均是由沿着预冷腔轴向相接触的多个导流板组件和 分隔筒组件组合而成，每个分隔筒组件的外周具有一个与该分隔筒组件一体成型的、环绕 分隔筒一周的导流板组件。这样，成一体的分隔筒组件和导流板组件特别适合于以塑料进 行模塑成型，进一步降低制造成本。分隔筒组件之所以要环绕分隔筒一周，主要原因是为了 制造的方便，尤其是为了模塑时脱模方便。上述的螺旋预冷式换热器，预冷换热管沿着平行于预冷腔的轴向方向穿过预冷腔。
[0010]图1是冷冻式压缩空气干燥机的示意图[0011]图2是螺旋预冷式换热器的示意图[0012]图3是螺旋预冷式换热器(去掉出气管8等零部件)的示意图[0013]图4是螺旋预冷式换热器(去掉盖板等零部件)的立体图[0014]图5是螺旋预冷式换热器的主视图[0015]图6是图5的左视图[0016]图7是分隔筒、导流板、隔板等零部件的结合立体示意图[0017]图8是分隔筒、导流板、隔板等零部件的主视图[0018]图9是一体的分隔筒组件和导流板组件立体示意图[0019]图10是一体的分隔筒组件和导流板组件的主视图[0020]图11是蒸发器等零部件的示意图[0021]图12是蒸发器等零部件的立体示意图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。参见图1所示的冷冻式压缩空气干燥机包括螺旋预冷式换热器100，排水阀200， 冷凝器300，热力膨胀阀400，制冷压缩机500，干燥过滤器600，冷媒等。参见图2、3，螺旋预冷式换热器100具有一个圆筒形容器1，容器1的筒口处与一 个带底板3的环形隔板2的周边密封相接。盖板4与隔板2的左侧端面相接；在底板3与 盖板4之间有一个隔条5，隔条5将底板3与盖板4之间的空间隔离成不相通的分隔成出气 腔6和过渡腔7。盖板上设置的出气管8与出气腔6相通。参见图2、7，底板3的右侧与分隔筒9的左端密封接触。分隔筒9是一个带底的圆 筒，其伸入到与其同轴的圆筒形容器1内部。在底板3与分隔筒9相接触的圆形区域的外 部的底板3上开有圆形通孔10。部分通孔10与出气腔6相通，这部分通孔10也就是出气 口 101 ；另一部分通孔10与过渡腔7相通，这一部分通孔10为过渡口 102。在底板3与分 隔筒9相接触的圆形区域内的底板3上开有过渡孔11，过渡孔11与过渡腔7相通。[0026]在分隔筒9底部的周边与容器1的内壁之间具有环形的下隔板12。下隔板12、分 隔筒9底部与容器1的筒底11围成了一个筒底腔13。在下隔板12上开有多个圆形孔14。分隔筒9内空间即为制冷腔15，环绕在制冷腔15的外周的空间即为环形预冷腔 16。分隔筒9内(制冷腔内)设置有蒸发器17。蒸发器17属于现有技术，它主要包括翅 片172以及穿过翅片172的冷媒管171。冷媒管171的两端穿过过渡孔11、过渡腔7伸出 盖板4。容器1的左侧腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口 18，分隔筒9靠近底部的筒 壁上开有与制冷腔15相通的排气口 19。在预冷腔内16设置有用于对从进气口 18进入预冷腔内的压缩空气进行导向、使 得压缩空气沿预冷腔轴向成螺旋形流动的导流板20。导流板20在分隔筒外壁、容器内壁之 间，并与它们接触。参加图8-10，导流板20和分隔筒9均是由沿着分隔筒9轴向相接触的多个导流板 组件201和分隔筒组件91组合而成，每个分隔筒组件91的外周具有一个与该分隔筒组件 一体成型的、环绕分隔筒一周的导流板组件201。每个导流板组件201上均有开有孔202。 该一体的导流板组件和分隔筒组件通过注塑制成。注塑制成的导流板组件和分隔筒组件沿 分隔筒9轴向相接即可得到导流板20和分隔筒9，简化了生产制造导流板20的难度，降低 了生产成本。穿过预冷腔16的预冷换热管21均与分隔筒9轴向相平行。预冷换热管21的左 端伸入到底板3上的圆形通孔10(出气口 101和过渡口 102)内，右端伸入到下隔板12上 的圆形孔14内，中间部分穿过导流板组件201上的孔202。左端伸入到过渡口 102内的预冷换热管21通过过渡腔7、过渡孔11与制冷腔15 相通，这部分预冷换热管21为初级预冷换热管211 ；左端伸入到出气口 101内的预冷换热 管21通过出气腔6与出气管8相通，这部分预冷换热管21为次级预冷换热管212。初级预 冷换热管211的右端和次级预冷换热管212的右端通过下隔板12上的圆形孔14、筒底腔 13相通。参见图3、11、12，在制冷腔15内，有多片垂直于分隔筒9轴向的上折流板22和下 折流板23。上折流板22的上部与分隔筒9内壁接触，下部与分隔筒9内壁之间有下间隙 24 ；下折流板23的下部与分隔筒9内壁接触，上部与分隔筒9内壁之间有上间隙25 ；上折 流板22和下折流板23相错排列。这样，压缩空气在经过制冷腔时，只能依次通过下间隙24 和上间隙25，使得压缩空气形成折流流动。冷媒管171穿过各上折流板22和下折流板23。 上折流板22和下折流板23分别通过上固定杆26和下固定杆27相连。分隔筒9下部的筒壁上开有排水口(未示出)，容器1的下部的筒壁上开有总排水 Π 28。使用时，由相串联的蒸发器17、热力膨胀阀400、干燥过滤器600、冷凝器300、制冷 压缩机500组成的制冷系统(属于现有技术)工作。通过进气口 18进入到预冷腔16内的 温度较高的压缩空气在导流板的导引下，压缩空气沿预冷腔16的轴向成螺旋形流动，经排 气口 19进入制冷腔15，在折流板的作用下折流流动，然后经过渡孔11进入过渡腔7，再流 经初级预冷换热管211进入到筒底腔13，最后经次级预冷换热管212进入出气腔6，经出气管8排出。图2中箭头示出了压缩空气流动的方向。通过进气口 18进入的温度较高的压缩空气流过预冷腔16时，与预冷换热管 21 (包括初级预冷换热管211和次级预冷换热管212)进行热交换，初级预冷换热管211和 次级预冷换热管212内温度较低的压缩空气对预冷腔16内的压缩空气进行预冷。预冷后 的压缩空气，再经排气口进入制冷腔15内，与蒸发器的冷媒进行热交换，压缩空气即被制 冷干燥。蒸发器17对在制冷腔15内流过的压缩空气制冷干燥，被干燥后的温度较低的压 缩空气先后经初级预冷换热管211、次级预冷换热管212、出气口排出。温度较低的压缩空 气通过预冷换热管时，与通过进气口进入到预冷腔内的温度较高的压缩空气进行热交换， 对其进行预冷。制冷腔内产生的冷凝水通过排水口流到容器1的下部，和预冷腔内产生的冷凝水 一起经总排水口 28排出。由于本实用新型的预冷腔和制冷腔融合在一个容器内；而且，制冷腔设置在预冷 腔的中心部，制冷腔的外周无需设置保温处理；同时，干燥后的温度较低的压缩空气直接进 入预冷换热管对温度较高的压缩空气进行预冷，不但节省了制造成本，也降低了能量损耗， 达到了节能效果。本实用新型在蒸发器周围形成螺旋通道以供预冷换热，使高温(预冷腔)部分处 于常温下而无需保温处理，本冷冻式压缩空气干燥机环保、节能，结构简单，模具化生产的 导流板使得不同规格的系列产品的制造变得简单易行。
权利要求用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器，其特征是在一封闭容器内具有相分隔的预冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，预冷腔环绕在制冷腔的外周；制冷腔内设置有蒸发器；预冷腔的腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口和与制冷腔相通的排气口；预冷换热管穿过预冷腔，其一端与制冷腔相通，另一端接出气口。
2.如权利要求1所述的螺旋预冷式换热器，其特征是预冷换热管包括两部分，一部分 预冷换热管的一端与制冷腔相通，另一部分预冷换热管的一端接出气口 ；这两部分预冷换 热管的另一端相通。
3.如权利要求1所述的螺旋预冷式换热器，其特征是在预冷腔内设置有用于对从进 气口进入预冷腔内的压缩空气进行导向、使得其沿预冷腔轴向成螺旋形流动的导流板，将 容器分隔成预冷腔和制冷腔的分隔筒的外壁与容器内壁均与导流板接触；沿预冷腔的轴向 方向，进气口和排气口分别开在预冷腔腔壁的两端。
4.如权利要求3所述的螺旋预冷式换热器，其特征是所述导流板和分隔筒均是由沿 着预冷腔轴向相接触的多个导流板组件和分隔筒组件组合而成，每个分隔筒组件的外周具 有一个与该分隔筒组件一体成型的、环绕分隔筒一周的导流板组件。
5.如权利要求3所述的螺旋预冷式换热器，其特征是预冷换热管沿着平行于预冷腔 的轴向方向穿过预冷腔。
专利摘要本实用新型提供一种将预冷和制冷在一个容器内完成、成本低廉又节能的用于压缩空气干燥机的螺旋预冷式换热器。该螺旋预冷式换热器，在一封闭容器内具有相分隔的预冷腔和制冷腔，制冷腔位于容器的中心部，预冷腔环绕在制冷腔的外周；制冷腔内设置有蒸发器；预冷腔的腔壁上开有与压缩空气源相通的进气口和与制冷腔相通的排气口；预冷换热管穿过预冷腔，其一端与制冷腔相通，另一端接出气口。
文档编号F28D7/00GK201697500SQ20102022773
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者沈国强 申请人:沈国强