專利名稱：冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)。
上述種類的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種冷凍機(jī)，其通常被用來從給定的壓縮空氣流或者其他種類的壓縮氣體流中除濕。在這點(diǎn)上，盡管以下描述將涉及的是壓縮空氣，但是應(yīng)該可以理解為延伸至包括和應(yīng)用于需要除濕的其他種類的壓縮氣體或者壓縮氣體的混合物。
背景技術(shù)：
壓縮空氣所呈現(xiàn)的濕度一般被認(rèn)為是管道系統(tǒng)腐蝕和過早破壞的主要原因，其最終導(dǎo)致使用壓縮空氣的機(jī)器故障或者完全不能使用。因此，在壓縮氣體被供應(yīng)給使用它的機(jī)器和設(shè)備之前，除濕的需求就升高了。
在傳統(tǒng)的操作模式下，一個(gè)冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)通常按照這一原理工作，即使得濕氣(水蒸氣)冷凝而將進(jìn)入干燥機(jī)的壓縮空氣冷卻。
干燥機(jī)實(shí)質(zhì)上包括一個(gè)熱回收裝置，或者一個(gè)氣-氣熱交換器，和實(shí)際上作為一對(duì)熱交換器工作的一個(gè)蒸發(fā)器。
當(dāng)在隨后的敘述中涉及一個(gè)熱交換器組時(shí)，這就意味著把上述的熱回收裝置和蒸發(fā)器當(dāng)作一個(gè)集合。
待干燥的壓縮空氣最初是在熱回收裝置的一個(gè)預(yù)冷部分內(nèi)預(yù)冷的；接著從所述的氣-氣熱交換器的預(yù)冷部分排出，并在蒸發(fā)器的冷卻部分內(nèi)進(jìn)一步冷卻直到它達(dá)到一個(gè)期望的露點(diǎn)。
通過制冷劑介質(zhì)在蒸發(fā)器的一個(gè)蒸發(fā)部分內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生了這種冷卻效果，借助于這個(gè)效果，這個(gè)蒸發(fā)的制冷劑介質(zhì)在制冷回路中流動(dòng)。
在這種情況下，經(jīng)過第一處的熱回收裝置和第二處的蒸發(fā)器的冷卻，壓縮空氣到達(dá)一個(gè)空氣冷凝器或者一個(gè)冷凝物分離器，在這里冷凝的水蒸氣與空氣分離。所得到的冷凝物接著通過一個(gè)適時(shí)提供的冷凝物排出裝置排出。
離開冷凝物分離器的空氣流接著流經(jīng)制冷回路最初的熱回收裝置，進(jìn)入一個(gè)加熱部分，以便通過與流入干燥機(jī)的壓縮空氣進(jìn)行換熱而產(chǎn)生預(yù)冷效果。
從現(xiàn)有技術(shù)中已知有利用不同技術(shù)獲得的許多種類的氣-氣熱交換器和蒸發(fā)器。特別是現(xiàn)有技術(shù)中已知有許多冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其熱回收裝置中的預(yù)冷和加熱部分，以及空氣的冷卻部分和蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑介質(zhì)的蒸發(fā)部分都全部分翅片化以提高熱交換器組的效率和緊湊性。
就此而論，這里引用的可以是例如美國(guó)專利號(hào)為5845505和6085529中描述的熱交換器組。
在這些公開的內(nèi)容中，熱回收裝置和蒸發(fā)器是分別制造，然后再連接在一起形成一個(gè)熱交換器組的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的就是提供一種非常緊湊的也就是對(duì)空間要求低的冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱交換效率提高的冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用了明顯降低的費(fèi)用制造的熱交換器組的冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，這些目的可在一個(gè)結(jié)合了隨附權(quán)利要求中所敘述的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)中實(shí)現(xiàn)。


總之，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)行特點(diǎn)和與結(jié)構(gòu)相關(guān)的特點(diǎn)以及它的優(yōu)于相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將通過下述經(jīng)由關(guān)于附圖的非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述而更容易地理解，這些附解了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)新原理制造的用于冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)的熱交換器組，其中圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)的示意圖；圖2是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具有對(duì)流熱交換過程的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)的一個(gè)熱交換器組的示意圖；圖3a是圖2所示熱交換器組的一個(gè)立面右側(cè)、不同斷面的透視詳圖；圖3b是一個(gè)圖2所示熱交換器組的一個(gè)熱交換疊板的分解圖；
圖3c是一個(gè)本發(fā)明熱交換器組詳細(xì)的部分透視圖；圖4是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的用于冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)的一個(gè)熱交換器組的示意圖，該熱交換器組在熱回收裝置內(nèi)具有結(jié)合叉流(cross-flow)和對(duì)流(counter-flow)的熱交換過程，在蒸發(fā)器內(nèi)具有對(duì)流熱交換過程；圖5是圖4所示熱交換器組的一個(gè)熱交換疊板的分解圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)在熱回收裝置內(nèi)具有叉流熱交換過程和在蒸發(fā)器內(nèi)具有對(duì)流熱交換過程的用于冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)的一個(gè)熱交換器組的示意圖；圖7是圖6所示熱交換器組的一個(gè)熱交換疊板的分解圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具有叉流熱交換過程的用于冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)的一個(gè)熱交換器組的示意圖；圖9是圖8所示熱交換器組的一個(gè)熱交換疊板的分解圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的以并列方式排列的兩個(gè)干燥機(jī)壓縮氣體入口和出口連接件的軸測(cè)圖；圖11是關(guān)于兩個(gè)分別用于連接圖10所示的入口和出口連接件的入口和出口歧管的側(cè)剖視圖；圖12是圖11所示的歧管的第一個(gè)實(shí)施例的前剖視圖；圖12b是圖11所示的歧管的第二個(gè)實(shí)施例的前剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，可注意到按照現(xiàn)有技術(shù)示意性地圖解了一個(gè)冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，在其中待干燥的壓縮氣體流進(jìn)一個(gè)入口管12′，并以干燥狀態(tài)從一個(gè)出口管14′流出。
如同在前言中已經(jīng)闡明的，現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮氣體干燥機(jī)由以下組成包括一個(gè)氣-氣熱交換器20′，其包括一個(gè)用于待干燥壓縮氣體預(yù)冷部分22′；一個(gè)用于已干燥的壓縮氣體的加熱部分24′，一個(gè)具有用于壓縮氣體的冷卻部分32′和用于流經(jīng)一個(gè)制冷回路40′的制冷劑介質(zhì)的蒸發(fā)部分34′的蒸發(fā)器30′；此外，干燥機(jī)還包括一個(gè)冷凝物分離器50′。
現(xiàn)有技術(shù)中干燥機(jī)的不同部分基本上是由單元構(gòu)成，即部件是被組合在一起的。
參看圖2到12b，本發(fā)明的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)由一個(gè)熱交換器組10組成，該熱交換器組10中依次包括一個(gè)氣-氣熱交換器或一個(gè)熱回收裝置20以及一個(gè)蒸發(fā)器30。
氣-氣熱交換器20有一個(gè)用于待干燥壓縮氣體的預(yù)冷部分22和一個(gè)用于已干燥壓縮氣體的加熱部分24。
蒸發(fā)器30依次包括一個(gè)用于壓縮氣體的冷卻部分32和一個(gè)用于流經(jīng)一個(gè)制冷回路40的制冷劑介質(zhì)的蒸發(fā)部分34；此外，干燥機(jī)還包括一個(gè)冷凝物分離器50。在本發(fā)明熱交換器組10的示意性的表示中，熱交換過程是以對(duì)流模式發(fā)生的。
本發(fā)明的熱交換器組10包括兩個(gè)熱交換器，也就是熱回收裝置20和蒸發(fā)器30，這兩個(gè)熱交換器是作為一個(gè)整體的組件以一個(gè)單片結(jié)構(gòu)制造。
這能使熱交換器組結(jié)構(gòu)內(nèi)的部件數(shù)量減少，結(jié)果可以獲得一個(gè)非常緊湊的干燥機(jī)結(jié)構(gòu)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣體干燥機(jī)，可使分隔物或者隔板件在數(shù)量和總長(zhǎng)度并從而在重量上顯著減少。
制造熱交換器組(用一個(gè)單一疊板的爐內(nèi)銅焊代替兩個(gè)、小型的隔板件、消除了焊接兩個(gè)疊板的需要)所需的勞動(dòng)力在很大程度上減少了，因此干燥機(jī)的全部分成本也相應(yīng)地降低。
另外，考慮到需要獲得一個(gè)在結(jié)構(gòu)上更緊湊熱交換器組10，冷凝物分離器50更適宜接近蒸發(fā)器30設(shè)置，如圖2、4、6和8所示。
圖3a舉例說明了一個(gè)本發(fā)明用于待干燥壓縮氣體的熱交換器組10。
熱交換器組10包括多個(gè)熱交換疊板80，熱交換疊板80使壓縮氣體首先經(jīng)歷預(yù)冷過程，接下來是干燥壓縮氣體的冷卻過程，最后是一個(gè)加熱過程。
參見圖3b，每一個(gè)疊板80包括多個(gè)附著在薄金屬片板的翅片。這里所用的術(shù)語翅片或者翅片板意味著在金屬片板上裝備有優(yōu)選用鋁制成并具有適合形狀的翅片，以確保獲得更高的熱交換效率。
然而，可以很容易地理解，既使提供不同種類的形狀，例如利用凸起或者類似物增加熱交換器壁的熱交換面積應(yīng)該理解為落在了本發(fā)明的范圍內(nèi)。總之，上述翅片焊接到薄的鋁金屬片板89上。
通過拉制薄金屬片板得到一個(gè)垂直和水平表面的形狀，從而獲得翅片或者凸起，其中，水平表面位于兩個(gè)彼此之間間隔幾毫米的板之間，然而代表實(shí)際壓形的垂直表面，也就是說翅片的外形具有這樣的一個(gè)幾何形狀，以至于其能限定流動(dòng)通道和增加熱交換表面面積以及經(jīng)過這里的空氣流紊流流動(dòng)。
因此，通過將翅片的水平表面錫焊或焊接到金屬片板89而造成和限定出使空氣和制冷劑介質(zhì)流經(jīng)的“通道”或者管道。
通常，第一翅片或者帶有翅片或者凹凸板21的管道的數(shù)量是“n”，而第二和第三翅片或者帶有翅片或者凹凸板31和33的數(shù)量是“n+1”，這樣第一翅片21的每一個(gè)管道與相鄰布置的第二和第三翅片31和33的兩個(gè)管道進(jìn)行換熱。通過薄金屬片板89和翅片的水平以及垂直面進(jìn)行熱交換。
很容易得知，形成熱交換器組10的疊板80的數(shù)量就是它自身的數(shù)量“n”，也就是說，它等于第一翅片21的數(shù)量，并大致地與待處理的氣體的流動(dòng)速度成比例。
要將“n”個(gè)疊板80連接起來，需要完善熱交換器組10的就是增加一個(gè)金屬片板89來完善所有的入口，出口和熱交換管道。
每一個(gè)疊板80構(gòu)成熱回收裝置20的一部分以及蒸發(fā)器30的一部分。
每一個(gè)疊板80包括一個(gè)附著在金屬片板89的第一翅片或者凸起21，該金屬片板89的相反的一側(cè)附著有第二和第三翅片或者凸起31和33。
此外，每一個(gè)疊板80還包括多個(gè)適時(shí)地附著在多個(gè)翅片的隔板件。
這里所使用的術(shù)語“隔板件”應(yīng)該理解為金屬棒，優(yōu)選的用鋁棒，它們的橫截面為正方形或者矩形，并且它的一側(cè)等于翅片板垂直面的高度。這些棒相應(yīng)于翅片板的水平面被焊接到金屬片板89的兩個(gè)相反側(cè)。
上述的多個(gè)隔板件與多個(gè)翅片和金屬片板89一起，不僅僅適合確定前述的用于壓縮氣體和制冷劑介質(zhì)通過的管道，也適合確定用于所述氣體和制冷劑介質(zhì)的入口和出口管道。優(yōu)選地，所述多個(gè)隔板件包括部件81、部件82、部件83和至少另外兩個(gè)垂直延伸的部件88。
第一翅片板21的水平面和部件83、88是布置在同一個(gè)平面上的，并附著于金屬片板89，這樣沿著一連串的用于待干燥壓縮氣體的入口管26能限定一連串的管道84。
翅片板33和31布置在與第一個(gè)翅片板21的平面相鄰的第二平面上，翅片板31和33彼此靠近。在這些翅片板之間設(shè)置有隔板件81，隔板件81沿著所述部件88和金屬片板89確定一個(gè)接近翅片板33延伸的管道27，一個(gè)接近翅片板31延伸的管道36，和管道85以及86。從翅片板31和部件81的距離優(yōu)選為幾厘米。
此外，部件82接近翅片板31布置，至于部件81的相反側(cè)，從而和所述至少兩個(gè)部件88和金屬片板89中的一個(gè)共同限定一個(gè)用于制冷劑介質(zhì)的入口和出口管道35、36。從翅片板31至部件81和82的距離一般為幾毫米。
因此，待干燥的壓縮氣體流進(jìn)入口管道26，并在此移動(dòng)與金屬片板89接觸，接著進(jìn)入管道84，通過管道84移動(dòng)與第一翅片板21的表面以及金屬片板89中不被第一翅片板21覆蓋的那些面接觸，直到它最后從第一翅片板21的一個(gè)端部部分28流出。
壓縮氣體接著流經(jīng)一個(gè)冷凝物分離器50，并導(dǎo)入管道27，隨后流經(jīng)一個(gè)管道86，在這里進(jìn)行換熱，并因此對(duì)流進(jìn)管道84上部分的壓縮氣體進(jìn)行預(yù)冷。結(jié)果流進(jìn)管道86上部分的壓縮氣體在從翅片板33的端部離開熱交換疊板80之前被加熱。
制冷劑介質(zhì)進(jìn)入管道35并被導(dǎo)入管道85，在這里進(jìn)行換熱，并因此冷卻流進(jìn)導(dǎo)管84較低部分的壓縮氣體。因此，可以很清楚看出涉及翅片板31的部分作為一個(gè)蒸發(fā)器30工作，由于制冷劑介質(zhì)蒸發(fā)，因此壓縮氣體被冷卻，從而涉及翅片板33的疊板80的部分作為一個(gè)熱回收裝置20工作。
每一個(gè)管道84設(shè)有一個(gè)適用于壓縮氣體的入口26，該壓縮氣體被導(dǎo)向預(yù)冷部分22，所述的壓縮氣體接著繼續(xù)流經(jīng)蒸發(fā)器30直到它到達(dá)出口28。從這個(gè)出口，冷卻的壓縮氣體一旦從冷凝物中分離出來，就經(jīng)一個(gè)入口27被傳送入熱回收裝置20的一個(gè)后加熱部分，最后經(jīng)過部分29從同一個(gè)熱回收裝置排出，因而離開熱交換疊板80。
圖4示意地說明了本發(fā)明的一個(gè)熱交換器組10，其中蒸發(fā)器內(nèi)的熱交換過程以對(duì)流模式發(fā)生，熱回收裝置中的熱交換過程以對(duì)流和叉流組合的模式發(fā)生。
實(shí)際上，在氣-氣熱交換器20內(nèi)，加熱部分24被細(xì)分成三個(gè)部分，也就是其內(nèi)的流動(dòng)垂直于預(yù)冷部分22的第一部分24a，與所述的預(yù)冷部分22平行并以相反的方向流動(dòng)(對(duì)流)的第二部分24b和其內(nèi)的流動(dòng)又變?yōu)榇怪庇陬A(yù)冷部分22的第三部分24c。
與圖2舉例說明的實(shí)施例相比，在熱交換器組10中，可選擇的是將空氣入口12和出口14交換。這樣沒有翅片的入口部分26和27實(shí)際上已被取消，因而盡管絕對(duì)的對(duì)流熱交換模式在所有情況下優(yōu)于混流模式，仍提高了疊板80的機(jī)械強(qiáng)度。
圖5舉例說明了如圖4所示的熱交換器組的一個(gè)熱交換疊板的分解圖，其中金屬片板89仍未標(biāo)明。加熱部分24的翅片以三片的形式制定，這三片被與水平軸成相同的角度α(例如45°)分隔而成入口翅片33被定向成能使空氣流垂直于管道84內(nèi)流動(dòng)的方向；接下來是翅片34，其被定向成使空氣流流動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°以至于產(chǎn)生一個(gè)平行于管道84內(nèi)流動(dòng)的方向，最后一個(gè)翅片與前述的翅片33相等，但是鏡像于另外傾斜的切削平面。
從部分28流出的空氣，在流經(jīng)冷凝物分離器50之后，從部分25流入加熱部分24，并連續(xù)流經(jīng)管道86a、86b和86c，直到最后從部分29流出。在圖3b所示的限定管道84的隔板件83布置在管道86c之上。
圖6舉例說明了本發(fā)明的一個(gè)熱交換器組10，其中蒸發(fā)器內(nèi)的熱交換過程以對(duì)流模式發(fā)生，熱回收裝置內(nèi)的熱交換過程以叉流模式發(fā)生。
事實(shí)上，在氣-氣熱交換器20內(nèi)，加熱部分24內(nèi)的流動(dòng)垂直于預(yù)冷部分22內(nèi)的流動(dòng)。
與圖2舉例的實(shí)施例相比，即使在該熱交換器組10內(nèi)，可選擇的是將空氣入口12與出口14交換。這樣，沒有翅片的入口部分26和27實(shí)際上已被取消，因而盡管絕對(duì)的對(duì)流熱交換模式在所有情況下優(yōu)于混流模式，仍提高了疊板80的機(jī)械強(qiáng)度。該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是加熱部分24的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單和隔板件數(shù)量進(jìn)一步減少。
圖7舉例說明了圖6所示熱交換器組的一個(gè)熱交換疊板的分解圖，其中金屬片板89還是沒有示出。所提供的加熱部分24的翅片33是一個(gè)單片的，單一結(jié)構(gòu)，并被定向?yàn)榭墒箍諝饬鞔怪庇诠艿?4內(nèi)的空氣流。
從部分28流出的空氣在流經(jīng)冷凝物分離器50以后，通過流經(jīng)管道86從部分25流進(jìn)加熱部分24，直到最后從部分29流出。在圖3b內(nèi)顯示的限定管道84的隔板件83以這種情形布置在管道86上。
圖8舉例說明了本發(fā)明的一個(gè)熱交換器組10，其中蒸發(fā)器和熱回收裝置內(nèi)發(fā)生的熱交換過程都是叉流模式。
從圖9的例子可清楚的看出該熱交換器組10是怎樣用一個(gè)單片制造的，很明顯，這比類似的現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器有顯著的節(jié)約效果。
下列表中比較了本發(fā)明與由美國(guó)專利號(hào)為5845505和6085529組成的現(xiàn)有技術(shù)，突出了一些基本的差別

需要爐內(nèi)銅焊的片數(shù)、翅片的數(shù)量和隔板件的數(shù)量的同時(shí)減少導(dǎo)致相應(yīng)的加工和勞動(dòng)成本的減少。至于所涉及的隔板件，也可由于部件88的省去致使使用材料的減少而產(chǎn)生一個(gè)節(jié)約效果。
圖10舉例說明了本發(fā)明的兩個(gè)以并列方式布置的熱交換器組10，其中入口管12和出口管14各自具有共面布置并以相同中心距等同間隔的入口連接件13和出口連接件15。
圖11和圖12圖示了一個(gè)入口歧管16和一個(gè)出口歧管18，它們借助于系緊螺栓60緊固到所述的入口連接件13和出口連接件15，該系緊螺栓60經(jīng)過同一個(gè)連接件13和15上的盲孔62，以及歧管16和18自身上的孔64。
歧管16和18有一連串的側(cè)開口17，作為與并列排列的熱交換器組10的連接件13和15的補(bǔ)充并與其數(shù)量相同，該側(cè)開口17的數(shù)量也可依次多于圖10所舉例的兩個(gè)。
每一個(gè)歧管16和18都設(shè)有法蘭連接配件66、67，借助于系緊螺栓68緊固。在連接件13和15以及歧管16和18的側(cè)開口17之間設(shè)有密封裝置69，而密封裝置69設(shè)在用法蘭連接的連接配件66、67和歧管16和18之間。
此外，在法蘭連接配件66、67的相反側(cè)，一個(gè)盲板70密封每一個(gè)歧管16和18。該盲板70借助于系緊螺栓68固定，其中在歧管16和18以及板70之間放置與密封裝置69相同種類的密封裝置。
熱交換器組10內(nèi)的熱交換過程可以下邊所描述的不同模式發(fā)生。
實(shí)際上，圖2、4、6和8例舉了不同的實(shí)施例，其中熱回收裝置和蒸發(fā)器(即，熱交換)以不同模式工作。如圖2中這兩個(gè)裝置都以對(duì)流模式換熱；圖4中熱回收裝置以對(duì)流和叉流混合的模式換熱，而蒸發(fā)器以對(duì)流模式換熱；圖6中熱回收裝置以叉流模式換熱，而蒸發(fā)器內(nèi)是以對(duì)流模式換熱；圖8中熱回收裝置和蒸發(fā)器都是以叉流模式換熱。
另外，本發(fā)明提供另一個(gè)實(shí)施例，雖末在附圖中顯示，但是很容易從上邊所述的熱回收裝置導(dǎo)出，其中熱回收裝置以對(duì)流模式換熱，而蒸發(fā)器內(nèi)熱交換是以對(duì)流和叉流的混合模式進(jìn)行換熱。
通過實(shí)例，現(xiàn)在可描述出在圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例的熱交換過程是怎樣設(shè)計(jì)以至于能獲得一個(gè)絕對(duì)對(duì)流熱交換模式。
第一翅片21、金屬片板89和隔板件系列在它們之間所包括的空間內(nèi)限定了一系列用于待干燥壓縮氣體流經(jīng)的通道。類似地，第二和第三翅片31和33、金屬片板89和隔板件系列在它們之間所包括的空間內(nèi)限定了一系列用于蒸發(fā)的制冷劑介質(zhì)和已壓縮空氣各自流經(jīng)的通道，當(dāng)其流經(jīng)冷凝物分離器50時(shí)分別被加熱。
待預(yù)冷的壓縮空氣和待加熱的壓縮氣體以相互相反的方向分別流經(jīng)第一翅片21的接近入口26的部分和翅片33，從而產(chǎn)生一個(gè)純對(duì)流模式的熱交換過程。所述第一翅片21的接近入口26的部分和翅片33分別形成了待干燥氣體的預(yù)冷部分22和已干燥氣體的熱回收裝置20的加熱部分24。
待干燥的壓縮空氣和蒸發(fā)的制冷劑介質(zhì)以相互相反的方向分別流經(jīng)第一個(gè)翅片21靠近出口28的部分以及第二個(gè)翅片31，這樣產(chǎn)生一個(gè)以純對(duì)流模式發(fā)生的熱交換過程；第一個(gè)翅片21靠近出口28的部分以及第二個(gè)翅片31分別形成蒸發(fā)器30的冷卻部分32和蒸發(fā)部分34。
這樣，僅僅提供一個(gè)單一的翅片，即用來提供預(yù)冷部分22和加熱部分24的翅片板，不需要提供任何通路或者類似的通道，就能確保一個(gè)非常緊湊的結(jié)構(gòu)。
另一方面，應(yīng)該注意到預(yù)冷部分的入口26、加熱部分的入口27以及用于制冷劑介質(zhì)的入口35和出口36都沒有翅片，這點(diǎn)可在圖3a和3b中清楚地看出。
這實(shí)際上保證了壓縮氣體和制冷劑介質(zhì)都能沿著通道均勻地分布。
此外，為了提高入口和出口部分域的機(jī)械強(qiáng)度，考慮到進(jìn)入熱交換器組10的壓縮氣體的壓力比離開同一個(gè)熱交換器組10的壓縮氣體的壓力高，更優(yōu)選的方法是將翅片33布置在入口部分域26上，進(jìn)一步考慮到由于預(yù)冷回路與加熱回路交替布置，通道26的壁壓靠在翅片33上，這樣使其處于一個(gè)被壓縮的工作狀態(tài)。
其中一個(gè)特別的實(shí)施例里，為了增加部分域26和27的機(jī)械強(qiáng)度而不影響介質(zhì)的分布，干燥機(jī)在部分域26和27包含一個(gè)非常稀疏的也就是少的翅面，由于該翅面可通過例如金屬片板壓制形成，所以可形成彼此之間能大幅度間隔的柱形形狀的翅片。
這樣，銅焊或者焊接的表面不僅能增加它的熱交換系數(shù)，同時(shí)也能增加這樣形成的通道的機(jī)械強(qiáng)度。因此能使同一通道在受到壓力時(shí)尤其是受到壓縮應(yīng)力時(shí)能更容易，更有效地抵抗住流經(jīng)的壓縮氣體或者制冷劑介質(zhì)施加的壓力。
本發(fā)明另一方面涉及如圖3所示的彼此互相結(jié)合以并列方式布置的幾個(gè)熱交換器組。
這樣，可提供一種能讓一個(gè)熱交換器組提供實(shí)際上形成的多容量的模塊結(jié)構(gòu)。
用上述模塊結(jié)構(gòu)，將入口歧管16和出口歧管18分別連接到入口連接件13和出口連接件15，這樣做能使總尺寸連同裝配所需的勞動(dòng)力一起減少。
歧管16和18通過擠壓形成，然后加工成能最快速最容易地分別結(jié)合到壓縮氣體的入口和出口連接件13和15。
每一個(gè)具有以并列方式排列互相連接的熱交換器組10的干燥機(jī)具有兩個(gè)歧管16和18。每一個(gè)歧管具有一定數(shù)量的側(cè)開口17，側(cè)開口的數(shù)量等于互相連接的熱交換器組10的數(shù)量。
歧管16和18根據(jù)實(shí)際結(jié)合在一起的熱交換器組10的數(shù)量來切割長(zhǎng)度。
利用一個(gè)合適的用每一個(gè)入口連接件13和每一個(gè)出口連接件15的墊圈19來確保熱交換器組10和歧管16和18之間的液密密封。另外，例如可以通過四個(gè)用于每一個(gè)連接件13或者15的系緊螺栓60來固定歧管與不同連接件的連接，并擰進(jìn)同一個(gè)連接件13和15的盲孔62內(nèi)。
為了使歧管16和18連接到待干燥壓縮氣體的入口管和已干燥壓縮氣體的出口管，每一個(gè)這樣的歧管的端蓋側(cè)設(shè)有以法蘭連接的配件66、67。在設(shè)有所述法蘭連接配件66的相反側(cè)，相反地每一個(gè)歧管16和18通過盲板70被密封。
特定地，法蘭連接配件66通過一個(gè)短的圓柱形管形成，在法蘭連接配件66的端部、相對(duì)于同一個(gè)管沿外部焊有兩個(gè)穿孔的板，這些板的穿孔和管的外徑一樣大。
這些板其中一個(gè)設(shè)有一連串的孔，這些孔借肋于相應(yīng)的系緊螺栓68在相反側(cè)用來把法蘭連接配件66緊固到歧管16或者18以及盲板上。另一個(gè)板典型的是一個(gè)用來作為一個(gè)連接壓縮氣體的入口和出口管的法蘭。
相反地，法蘭連接配件67由一個(gè)單獨(dú)的法蘭組成，這個(gè)法蘭用做壓縮氣體入口和出口管的連接件，其中設(shè)有借肋于上述系緊螺栓68起到緊固作用的向外的擴(kuò)孔。
這樣，由于防松螺母安裝在上述擴(kuò)孔內(nèi)，用于緊固系緊螺栓的防松螺母將不再是障礙，即受到可能存在的使用者的一個(gè)假角(counter-flange)的影響。
由于前面已經(jīng)陳述過，在位于設(shè)有上述的法蘭連接配件66、67相反側(cè)的歧管16和18的端部部分因?yàn)槊ぐ?0而封閉，末端部分上依次設(shè)有相同數(shù)量的孔以作為法蘭連接配件66、67的穿孔板。這些盲板70上的孔相應(yīng)于所述穿孔板上的孔，這樣能使系緊螺栓68插入其中。
公知的，以叉流模式發(fā)生的熱交換過程的效率在很大程度上是相當(dāng)?shù)偷?。由于這種熱交換一般發(fā)生在壓縮氣體干燥機(jī)內(nèi)，當(dāng)相互交叉的兩個(gè)介質(zhì)的出口溫度也就是當(dāng)介質(zhì)的出口溫度由于加熱必須高于由于冷卻的介質(zhì)溫度時(shí)，被認(rèn)為是非常正確的。
例如，進(jìn)入預(yù)冷部分的壓縮空氣的入口溫度為35℃和進(jìn)入氣-氣熱交換器的加熱部分的入口溫度為3℃時(shí)，如果采用一個(gè)叉流式熱交換過程，即使將大的熱交換面與獨(dú)特的復(fù)雜翅片或者帶翅片模式結(jié)合使用，也很難獲得一個(gè)高于25到26℃的加熱部分出口溫度。
對(duì)于相同的熱交換表面、相同程度的壓力損失或者流動(dòng)阻力，采用本發(fā)明的對(duì)流式熱交換過程以及采用傳統(tǒng)類的翅片，空氣流相反地以可能超過30℃的溫度離開加熱部分，因此回收熱的量增加20％或者更多，或許通過極度減少壓力損失，離開所述加熱部分的溫度會(huì)達(dá)到25到26℃。
類似地，當(dāng)采用與以叉流模式工作的蒸發(fā)器相同的熱交換面和相同的壓力損失時(shí)，由于下面所述經(jīng)常發(fā)生在壓縮氣體的干燥機(jī)內(nèi)，所以即使以純對(duì)流模式工作的蒸發(fā)器采用傳統(tǒng)類型的翅片，它也能夠使空氣的出口溫度和蒸發(fā)制冷劑介質(zhì)的溫度之間的差距減少，尤其當(dāng)該制冷劑介質(zhì)是一個(gè)在恒溫下(例如R407c有大約6℃的下降)不會(huì)蒸發(fā)的混合氣體以及當(dāng)考慮到將返回到壓縮機(jī)的液體制冷劑數(shù)量減到最少而希望制冷劑介質(zhì)本身過熱時(shí)。最后的結(jié)果就是得到一個(gè)提高的制冷循環(huán)的熱動(dòng)力系數(shù)，也就是說COP(代表性能系數(shù))。
由于對(duì)流模式實(shí)現(xiàn)了熱交換過程效率的提高，考慮到為了獲得一個(gè)與叉流熱交換器來實(shí)現(xiàn)的同樣級(jí)別的性能，可通過簡(jiǎn)單地采用由傳統(tǒng)種類的翅片或者帶翅片的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。
從上述與附圖有關(guān)的描述中闡明的，可以很容易地得出本發(fā)明所描述的圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)事實(shí)上被認(rèn)為是非常有用和有利的。
甚至本發(fā)明的其他實(shí)施例，即使沒以更有效的對(duì)流熱交換模式部分或者全部分的工作，仍然被認(rèn)為是有利的。這是因?yàn)檫@些實(shí)施例可受益于熱回收裝置和蒸發(fā)器都有可能制作成為一個(gè)單片的、整體的組件(圖5、7和9)。
因此可以完全并有效的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明前邊所指出的目的。當(dāng)然可以很容易地得出僅作為不受限制的實(shí)例，本發(fā)明冷凍式壓縮干燥機(jī)可以包含多種不同于上文根據(jù)附圖所描述和舉例說明的情形，并且在不脫離附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，與干燥機(jī)不同部分的結(jié)構(gòu)有關(guān)的指示材料也可不同。
權(quán)利要求
1.一種冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)包括一個(gè)熱交換器組(10)，該熱交換器組包括一個(gè)氣-氣熱交換器(20)，一個(gè)蒸發(fā)器(30)，一個(gè)冷凝物分離器(50)和至少一個(gè)制冷回路(40)，其中，所述的氣-氣熱交換器(20)內(nèi)設(shè)有一個(gè)在進(jìn)入所述熱交換器組(10)的待干燥壓縮氣體混合物之間進(jìn)行熱交換的預(yù)冷部分(22)，和一個(gè)用于從冷凝物分離器(50)排出的已干燥氣體混合物的加熱部分(24)；所述的蒸發(fā)器(30)內(nèi)設(shè)有一個(gè)在從氣-氣熱交換器(20)排出的待干燥壓縮氣體混合物之間進(jìn)行熱交換的冷卻部分(32)，和一個(gè)所述的壓縮氣體的混合物被冷卻到一個(gè)期望露點(diǎn)的，用于制冷劑介質(zhì)的蒸發(fā)部分(34)，其特征在于所述的熱交換器組(10)包括一套翅片板或者凹凸板(21、31、33)，這些板彼此之間堆疊并連接以產(chǎn)生若干用于所述氣體的對(duì)流和/或叉流和/或混合流流動(dòng)的通道，并且所述熱交換器組是一個(gè)單件的、整體式組件。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述的熱交換器組(10)包括多個(gè)熱交換疊板(80)。
3.如權(quán)利要求2所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，每一個(gè)疊板(80)包括多個(gè)借助于金屬片板(89)放置并保持在一起的翅片板或者凹凸板。
4.如權(quán)利要求3所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)翅片板或者凹凸板包括一個(gè)第一翅片板或者凹凸板(21)，一個(gè)第二翅片板或者凹凸板(31)和一個(gè)第一翅片板或者凹凸板(33)。
5.如權(quán)利要求4所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，每一個(gè)疊板(80)包括多個(gè)隔板件和金屬片板(89)，其與所述多個(gè)翅片板連接以限定熱交換器的入口、出口和熱交換管道。
6.如權(quán)利要求5所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)隔板件包括一個(gè)部件(81)、一個(gè)部件(82)、一個(gè)部件(83)和至少兩個(gè)部件(88)。
7.如權(quán)利要求6所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，第一個(gè)翅片板(21)、部件(83)、所述至少兩個(gè)部件(88)和金屬片板(89)都以第一平面或者列布置，以至于限定一系列用于待干燥壓縮氣體的入口管道(26)和一系列熱交換管道(84)。
8.如權(quán)利要求7所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，第二和第三翅片板(31、33)以第二平面或者列彼此接近地布置，隔板件(81)與所述至少兩個(gè)部件(88)和金屬片板(89)連接并置于第二和第三翅片板之間以限定一個(gè)靠近翅片板(33)延伸的管道(27)，一個(gè)靠近翅片板(31)延伸的管道(36)以及熱交換管道(85、86)。
9.如權(quán)利要求8所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，部件(82)在部件(81)的相反側(cè)，靠近翅片板(31)布置，并連接所述至少兩個(gè)部件(88)和金屬片板(89)來限定一個(gè)用于制冷劑介質(zhì)的入口管道(35)。
10.如權(quán)利要求9所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，第一、第二和第三翅片板(21、31、33)與部件(81、82、83、88)和金屬片板(89)連接以形成一個(gè)整體式組件。
11.如權(quán)利要求1所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述熱交換器組是對(duì)流模式，并且預(yù)冷部分(22)的入口管(26)、加熱部分(24)的入口管(27)、管道(35)和管道(36)都沒有翅片，從而壓縮氣體的混合物能在流經(jīng)所述預(yù)冷部分(22)和加熱部分(24)之前的通道內(nèi)均勻的分布。
12.如權(quán)利要求11所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，在預(yù)冷部分(22)的入口管(26)和加熱部分(24)的入口管(27)之間插入幾個(gè)能幫助壓縮氣體混合物均勻分布并提高機(jī)械強(qiáng)度的部件。
13.如權(quán)利要求12所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述部件包括經(jīng)過壓拉的金屬片板以形成彼此之間充分間隔的柱形形狀的翅片。
14.如權(quán)利要求1所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，其包括至少兩個(gè)所述的以并列方式布置的熱交換器組(10)，每一個(gè)熱交換器組設(shè)有一個(gè)用于連接待處理的壓縮氣體混合物的入口管(12)的入口連接件(13)，以及一個(gè)連接用于已處理壓縮氣體混合物的出口管(14)的出口連接件(15)。
15.如權(quán)利要求14所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述入口連接件(13)和所述出口連接件(15)共平面并以相同中心距相等地間隔開。
16.如權(quán)利要求15所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述的入口連接件(13)通過一個(gè)入口歧管(16)連接，所述的出口連接件(15)通過一個(gè)出口歧管(18)連接。
17.如權(quán)利要求16所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述的入口歧管(16)和所述出口歧管(18)具有一系列側(cè)開口(17)，并借助于制動(dòng)裝置通過密封墊圈(19)依附于所述的連接件(13、15)，該側(cè)開口作為以并列方式布置的熱交換器組(10)的連接件(13、15)的補(bǔ)充并與其數(shù)量相同。
18.如權(quán)利要求17所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述保持裝置包括穿過盲孔(62)的系緊螺栓(60)，所述系緊螺栓設(shè)在所述連接件(13、15)的一個(gè)表面上，并且所述孔(64)自身設(shè)在歧管(16，18)上。。
19.如權(quán)利要求16或者17所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述每一個(gè)歧管(16、18)分別設(shè)有一個(gè)法蘭連接配件(66，67)，用于連接所述入口管(12)和出口管(14)，所述法蘭連接配件位于所述歧管(16、18)的一個(gè)端部。
20.如權(quán)利要求19所述的冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)，其特征在于，所述法蘭連接配件(66)通過一個(gè)短的圓柱形管形成，在法蘭連接配件(66)的端部、相對(duì)于同一個(gè)管沿外部連接兩個(gè)穿孔板，其穿孔和所述管的外徑一樣大，這些板之一設(shè)有一系列孔，這些孔借助于相應(yīng)的系緊螺栓(68)將法蘭連接配件(66)在相反側(cè)固定到歧管(16、18)和一個(gè)盲板(70)上，而另一個(gè)板是典型的用作壓縮氣體混合物的入口和出口管(12、14)連接件的法蘭，其中所述的盲板(70)在與設(shè)有所述的法蘭連接配件(66)的一側(cè)相對(duì)的側(cè)面上封閉歧管(16、18)。
全文摘要
冷凍式壓縮氣體干燥機(jī)包括熱交換器組10，該熱交換器組包括氣－氣熱交換器20，蒸發(fā)器30，冷凝物分離器50和至少制冷回路40，氣－氣熱交換器20中設(shè)有在進(jìn)入到所述熱交換器組10的待干燥壓縮氣體混合物之間換熱的預(yù)冷部分22，和從冷凝物分離器50排出的已干燥氣體混合物的加熱部分24，蒸發(fā)器30中設(shè)有在從氣－氣熱交換器20排出的待干燥壓縮氣體混合物之間換熱的冷卻部分32和制冷劑介質(zhì)的蒸發(fā)部分34，壓縮氣體混合物被冷卻到期望的露點(diǎn)。按照本發(fā)明，熱交換組10包括一套翅片板或者凹凸板21.31.33，這些板堆疊并彼此連接以至于能產(chǎn)成若干氣體對(duì)流流動(dòng)和/或叉流流動(dòng)和/或混合流動(dòng)的通道，所述熱交換器組是整體件。
文檔編號(hào)F28F3/02GK1721042SQ20051007887
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
發(fā)明者L·貝勒莫 申請(qǐng)人:東尼克亨特希羅斯股份公司