一种提高换热效率及冷量利用率的换热器的制作方法

1.本发明涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种提高换热效率及冷量利用率的换热器。


背景技术：

2.空气中含有大量的水分，尤其空气在被压缩之后，相对湿度将变得更大，如果不采取任何措施，水分会锈蚀、损坏用气设备。目前，市场上的干燥机的器件多为分体结构，相互之间通过管道连接，此种结构的干燥机，容易出现管道锈蚀的问题，因锈蚀而产生的锈渣易堵塞管道，且由于采用管道连接，使得干燥机体积较大，重量重、占用空间大，给使用者带来诸多不便。
3.冷干机是冷冻式干燥机的简称，在气体干燥领域中，冷干机运用十分广泛，其原理是通过换热将气体中的水分冷冻至露点以下，使之从气体中析出。传统式冷干机在气体经过冷冻干燥后出来的温度都会很低，普遍都是在2-10℃之间，由于温度过低，在用户使用时冷冻的气体会迅速与外界常温大气(10-35℃)相交汇，此时就会有冷气体遇热的现象而产生大量的水雾状况，给被加工的产品带来了污染，精度不够，也给昂贵的加工设备带来了一定的损坏。同时受限于换热部件换热效率的制约，导致设备占用空间大，能耗高。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种提高换热效率及冷量利用率的换热器，用以提高换热效率、降低设备占用体积、提高被处理气体的干燥程度。
5.为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了一种提高换热效率及冷量利用率的换热器，包括机壳，所述的机壳内设置有均为密闭腔体的预冷腔、换热冷凝腔、气水分离腔和套设于预冷腔外部的换热夹套，所述的换热冷凝腔设置于预冷腔的下方，所述的气水分离腔设置于换热冷凝腔的右侧，所述的预冷腔内设置有多个沿左右水平方向依次设置且沿垂直方向延伸的第一折流板，第一折流板的前后边缘均与预冷腔的前后内壁密封连接，所述的第一折流板为多个设置于预冷腔顶面上的第一上折流板和多个设置于预冷腔底面上的第一下折流板，机壳的上部的最右侧设置有连通预冷腔的第一进气管，预冷腔底面的最左侧设置有连通换热冷凝腔的第一通气管，
6.换热冷凝腔内设置有多个沿左右水平方向依次设置且沿垂直方向延伸的第二折流板，第二折流板的前后边缘均与换热冷凝腔的前后内壁密封连接，所述的第二折流板为多个设置于换热冷凝腔顶面上的第二上折流板和多个设置于换热冷凝腔底面上的第二下折流板，第二上折流板和第二下折流板交底间隔设置，换热冷凝腔的右侧壁的底部设置有连通气水分离腔的第二通气管，换热冷凝腔内设置有沿水平方向设置的制冷剂蒸发盘管，制冷剂蒸发盘管上套装有换热翅板，换热翅板包括沿垂直方向设置的基板，基板与换热冷凝腔的前后内壁相平行，基板的前表面和后表面均设置有沿垂直方向交错设置的波纹板，相邻的波纹板的波峰在水平方向交错设置，换热冷凝腔内设置有多个沿前后方向依次贴合
设置的换热翅板，多个贴合的换热翅板形成一个沿水平方向延伸的换热翅板排片，换热翅板排片将换热冷凝腔分隔为上下两个腔体，
7.所述的气水分离腔内设置有多个沿垂直方向依次设置的集水组件，所述的集水组件包括锥台套筒和锥形顶，锥台套筒的底部边缘的形状与气水分离腔的截面形状相同，且锥台套筒的底部边缘与对应侧的气水分离腔的内壁密封连接，锥形顶通过支柱设置于锥台套筒的上部，气水分离腔的顶部设置有连通换热夹套内腔的第三通气管，
8.所述的换热夹套的内腔内设置有螺旋气道，换热夹套的顶部设置有排气管。
9.所述的第一上折流板和第一下折流板交底间隔设置，第一上折流板的底部与预冷腔的底面之间形成气流通道，第一下折流板的顶部与预冷腔的顶面形成气流通道。
10.位于最右侧的第一折流板为第一上折流板，该第一上折流板与预冷腔的右侧壁形成预冷腔进气通道，第一进气管连通预冷腔进气通道，位于最左侧的第一折流板为第一下折流板，该第一下折流板与预冷腔的左侧壁形成预冷腔出气通道，第二通气管连通预冷腔出气通道。
11.所述的第二上折流板的底部与换热冷凝腔的底面之间形成气流通道，第二下折流板的顶部与换热冷凝腔的顶面形成气流通道。
12.位于最左侧的第二折流板为第二上折流板，该第二上折流板与换热冷凝腔的左侧壁形成换热冷凝腔进气通道，第二进气管连通换热冷凝腔进气通道，位于最右侧的第二折流板为第二下折流板，该第二下折流板与预冷腔的右侧壁形成换热冷凝腔出气通道，第二通气管连通预冷腔出气通道。
13.优选的，所述的气水分离腔的底面上设置有第一排水管。
14.优选的，所述的换热冷凝腔的底面上设置有第二排水管。
15.优选的，所述的气水分离腔侧壁上设置有第三排水管，第三排水管设置于锥台套筒的外侧。
16.优选的，所述的第一进气管连接有气体过滤器。
17.所述的提高换热效率及冷量利用率的换热器的工作过程包括以下步骤：
18.s1、待干燥气体经气体过滤器从第一进气管进入预冷腔，经第一折流板导流在预冷腔内折流流动，同时，经冷却干燥的气体在换热夹套内在螺旋气道导流下向上流动，预冷腔内折流的气体由换热夹套内的气体进行预冷换热；
19.s2、经预冷后的气流经第一通气管进入换热冷凝腔，经由第二折流板导流在换热冷凝腔内折流流动，气流依次经过第二折流板间的换热翅板排片，实现多次冷凝换热，气流内的水分经冷凝形成水滴落到换热冷凝腔底部，经由第二排水管排出；
20.s3、经冷凝换热后的气流经第二通气管进入气水分离腔，气流从气水分离腔底部向上流动，依次流经各集水组件，集水组件的锥台套筒和锥形顶对流经气流内的水分进行汇集，汇集的水滴落入气水分离腔底部经第一排水管排出或落入集水组件的锥台套筒外围经第三排水管排出；
21.s4、流经气水分离腔的气流从第三通气管进入换热夹套，经螺旋气道流动过程中实现与预冷腔的气体进行复热后，经排气管排出，得到冷干复热后的干燥气体。
22.本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
23.本发明又冷干后的气体对待冷干的气体进行预冷，既能提升冷干后干燥气体的温
度，又能提升制冷剂冷能的利用效率。通过第一折流板和螺旋气道的设置提升了换热效率，提升了预冷效果。
24.通过在换热冷凝腔内设置第二折流板和换热翅板排片，实现对单一气流的多次冷凝，在保证冷凝效果的同时能够有效减小设备的体积。换热翅板表面交错设置的波纹板能够实现对气流的均匀布气，进一步提升了换热效率。
25.通过在气水分离腔设置有多个沿垂直方向依次设置的集水组件进一步提升除水效果，提升冷干气流的干燥程度。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图；
27.图2为换热翅板排片的结构示意图；
28.图3为换热翅板的主视结构示意图；
29.图4为换热翅板的局部俯视结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明实施例提供一种提高换热效率及冷量利用率的换热器，如图1所示，包括机壳1，所述的机壳1内设置有均为密闭腔体的预冷腔2、换热冷凝腔3、气水分离腔4和套设于预冷腔2外部的换热夹套5，所述的换热冷凝腔3设置于预冷腔2的下方，所述的气水分离腔4设置于换热冷凝腔3的右侧，所述的预冷腔2内设置有多个沿左右水平方向依次设置且沿垂直方向延伸的第一折流板6，第一折流板6的前后边缘均与预冷腔2的前后内壁密封连接，所述的第一折流板6为多个设置于预冷腔2顶面上的第一上折流板和多个设置于预冷腔2底面上的第一下折流板，机壳1的上部的最右侧设置有连通预冷腔2的第一进气管7，预冷腔2底面的最左侧设置有连通换热冷凝腔3的第一通气管8，
32.换热冷凝腔3内设置有多个沿左右水平方向依次设置且沿垂直方向延伸的第二折流板9，第二折流板9的前后边缘均与换热冷凝腔3的前后内壁密封连接，所述的第二折流板9为多个设置于换热冷凝腔3顶面上的第二上折流板和多个设置于换热冷凝腔3底面上的第二下折流板，第二上折流板和第二下折流板交底间隔设置，换热冷凝腔3的右侧壁的底部设置有连通气水分离腔4的第二通气管14，换热冷凝腔3内设置有沿水平方向设置的制冷剂蒸发盘管10，结合图2-图4所示，制冷剂蒸发盘管10上套装有换热翅板110，换热翅板110包括沿垂直方向设置的基板111，基板111与换热冷凝腔3的前后内壁相平行，基板111的前表面和后表面均设置有沿垂直方向交错设置的波纹板112，相邻的波纹板112的波峰在水平方向交错设置，换热冷凝腔3内设置有多个沿前后方向依次贴合设置的换热翅板110，多个贴合的换热翅板110形成一个沿水平方向延伸的换热翅板排片11，换热翅板排片11将换热冷凝腔3分隔为上下两个腔体，
33.所述的气水分离腔4内设置有多个沿垂直方向依次设置的集水组件12，所述的集
水组件12包括锥台套筒121和锥形顶122，锥台套筒121的底部边缘的形状与气水分离腔4的截面形状相同，且锥台套筒121的底部边缘与对应侧的气水分离腔4的内壁密封连接，锥形顶122通过支柱设置于锥台套筒121的上部，气水分离腔4的顶部设置有连通换热夹套5内腔的第三通气管，
34.所述的换热夹套5的内腔内设置有螺旋气道51，换热夹套5的顶部设置有排气管13。
35.所述的第一上折流板和第一下折流板交底间隔设置，第一上折流板的底部与预冷腔2的底面之间形成气流通道，第一下折流板的顶部与预冷腔2的顶面形成气流通道。
36.位于最右侧的第一折流板6为第一上折流板，该第一上折流板与预冷腔2的右侧壁形成预冷腔2进气通道，第一进气管7连通预冷腔2进气通道，位于最左侧的第一折流板6为第一下折流板，该第一下折流板与预冷腔2的左侧壁形成预冷腔2出气通道，第二通气管14连通预冷腔2出气通道。
37.所述的第二上折流板的底部与换热冷凝腔3的底面之间形成气流通道，第二下折流板的顶部与换热冷凝腔3的顶面形成气流通道。
38.位于最左侧的第二折流板9为第二上折流板，该第二上折流板与换热冷凝腔3的左侧壁形成换热冷凝腔3进气通道，第二进气管连通换热冷凝腔3进气通道，位于最右侧的第二折流板9为第二下折流板，该第二下折流板与预冷腔2的右侧壁形成换热冷凝腔3出气通道，第二通气管14连通预冷腔2出气通道。
39.优选的，所述的气水分离腔4的底面上设置有第一排水管61。
40.优选的，所述的换热冷凝腔3的底面上设置有第二排水管62。
41.优选的，所述的气水分离腔4侧壁上设置有第三排水管63，第三排水管63设置于锥台套筒121的外侧。
42.优选的，所述的第一进气管7连接有气体过滤器。
43.所述的提高换热效率及冷量利用率的换热器的工作过程包括以下步骤：
44.s1、待干燥气体经气体过滤器从第一进气管7进入预冷腔2，经第一折流板6导流在预冷腔2内折流流动，同时，经冷却干燥的气体在换热夹套5内在螺旋气道51导流下向上流动，预冷腔2内折流的气体由换热夹套5内的气体进行预冷换热；
45.s2、经预冷后的气流经第一通气管8进入换热冷凝腔3，经由第二折流板9导流在换热冷凝腔3内折流流动，气流依次经过第二折流板9间的换热翅板排片11，实现多次冷凝换热，气流内的水分经冷凝形成水滴落到换热冷凝腔3底部，经由第二排水管62排出；
46.s3、经冷凝换热后的气流经第二通气管14进入气水分离腔4，气流从气水分离腔4底部向上流动，依次流经各集水组件12，集水组件12的锥台套筒121和锥形顶122对流经气流内的水分进行汇集，汇集的水滴落入气水分离腔4底部经第一排水管61排出或落入集水组件12的锥台套筒121外围经第三排水管63排出；
47.s4、流经气水分离腔4的气流从第三通气管进入换热夹套5，经螺旋气道51流动过程中实现与预冷腔2的气体进行复热后，经排气管13排出，得到冷干复热后的干燥气体。
48.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排
除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。
49.本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
50.本发明又冷干后的气体对待冷干的气体进行预冷，既能提升冷干后干燥气体的温度，又能提升制冷剂冷能的利用效率。通过第一折流板6和螺旋气道51的设置提升了换热效率，提升了预冷效果。
51.通过在换热冷凝腔3内设置第二折流板9和换热翅板排片11，实现对单一气流的多次冷凝，在保证冷凝效果的同时能够有效减小设备的体积。换热翅板110表面交错设置的波纹板112能够实现对气流的均匀布气，进一步提升了换热效率。
52.通过在气水分离腔4设置有多个沿垂直方向依次设置的集水组件12进一步提升除水效果，提升冷干气流的干燥程度。
53.本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征，均可以以任何方式组合。
54.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
55.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。