CN116929115B - 高效换热***及喷油螺杆空压机 - Google Patents

Abstract

本发明属于空压机领域，提供了一种高效换热***及喷油螺杆空压机，高效换热***包括换热器，换热器包括板体、及分别设置在板体两端的第一集油管与第二集油管，板体内部交替间隔设置有若干油道与若干风道，第一集油管与第二集油管均与油道连通，第一集油管上设置有进油接头，第一集油管或者第二集油管上设置有出油接头，板体侧面设有与风道连通的进风口和出风口，进风口与进油接头相对设置，出油接头与出风口相对设置；喷油螺杆空压机，包括主机与上述的高效换热***，主机的输油口与出油接头连通，主机的排油口与进油接头连通。本高效换热***及具有其的喷油螺杆空压机具有换热效率高，噪音低的优点。

Description

高效换热***及喷油螺杆空压机

技术领域

本发明涉及空压机领域，特别涉及了一种高效换热***及喷油螺杆空压机。

背景技术

目前市场上的风冷式喷油螺杆压缩机的冷却器普遍都采用铝制翅片式换热器，润滑油在铝制翅片换热器的内通道内流动，铝制翅片换热器的侧面设计有导风罩，导风罩的进风端安装有轴流式冷却风机，轴流式冷却风机在电机的带动下旋转，冷却风机转动带动冷却风从外界，进入导风罩，再流经铝制翅片式换热器的外通道(风道)，内通道(油道)内的润滑油通过内翅片将热量传递到外通道的外翅片，然后经过对流表面传热传递到冷却风，从而带走润滑油的热量。

由于轴流风机提供的风压通常都较低，因此冷却器的厚度通常不超过120mm，因此冷却风通过的翅片表面的长度距离仅为120mm，冷却风通过翅片的时间很短，传热效率低下，来不及进行热交换就离开了冷却器外翅片的表面，另外由于螺杆压缩机机组的高度尺寸(降低成本)的考虑，往往在设计导风罩时高度距离有限，轴流式冷却风机安装在导风罩底部时风机叶片离铝制翅片式冷却器芯体的距离有限，而轴流风机在运转时，其叶片周围的风量较大，而中部区域风量很小，由于冷却器阻力的存在这就使得通过冷却器中部的风量几乎没有，冷却器中部的翅片几乎没有起到换热的效果，为了达到想要的换热效果，需要进一步增加冷却器的换热面积，从而增加机器的成本。

此外，冷却风流经的外通道的翅片是一个与外部环境直接接触的开放式结构，不仅机器的噪音较大，而且随着使用时间的增加冷却器外通道的翅片表面容易积聚大量的灰尘，增加了热阻降低换热系数，导致换热效果进一步恶化，严重时导致润滑油结焦，机器因为高温无法正常运转。

本申请所要解决的技术问题为：如何提高喷油螺杆空压机润滑油换热的效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种换热效率高和噪音小的高效换热***及喷油螺杆空压机。

本发明所采用的技术方案为：一种高效换热***，包括换热器，换热器包括板体、及分别设置在板体两端的第一集油管与第二集油管，板体内部交替间隔设置有若干油道与若干风道，第一集油管与第二集油管均与油道连通，第一集油管上设置有进油接头，第一集油管或者第二集油管上设置有出油接头，板体侧面设有与风道连通的进风口和出风口，进风口与进油接头相对设置，出油接头与出风口相对设置。

本发明的高效换热***，通过在板体内部交替设置若干油道与风道，并且风道为半封闭结构，即冷却风只能从风道的进风口进入到风道内，然后从出风口排出到外界，这样可以使得冷却风更加集中，并且在有限的空间内，尽可能地延长了冷却风与油道的接触时间、增大了接触面积，有利于降低风力的损耗，从而更加节能，而且避免外界灰尘在换热器表面积聚而影响换热效果，使得换热***整体结构也更加紧凑。

此外，本换热***还可以降低机器内部主机及风机运转所产生的噪音的外逸，由于风道属于半封闭式的结构，出风口相比于全开放式风道尺寸大大的减少，因此通过风道外逸出板体的噪音就会大大的降低。

在一些实施方式中，第一集油管内部设置有第一隔油片，第一隔油片将第一集油管分隔成多个独立的腔室。通过设置第一隔油片，将第一集油管内部分隔成多个腔室，改变一部分油道内润滑油的流动方向，从而延长润滑油在板体内流动的路径，有利于提高换热效果。

在一些实施方式中，第一隔油片的数量为一个，第一隔油片将第一集油管内部分隔成两个独立的腔室，且两个腔室所对应的油道内润滑油的流动方向相反，两个腔室分别与进油接头和出油接头连通。通过在第一集油管内部设置一个第一隔油片，将第一集油管内部分隔成两个独立的腔室，即将多个油道分成两部分，而且两部分油道的润滑油的流动方向相反，从而延长了润滑油在板体内流动的路径，有利于润滑油进行充分换热，提高换热效果。

在一些实施方式中，换热器还包括集风管，集风管设置在板体的侧面，且集风管设置在板体远离进风口的一端，进风口与一部分风道连通，另一部分风道与出风口连通，集风管连通两部分风道。通过设置集风管，对应连通两部分冷却风流通方向不同的风道，延长了冷却风在板体内流通的路径，使得冷却风与润滑油可以充分进行热交换，提升换热效果。

在一些实施方式中，第一隔油片的数量为两个或两个以上时，第二集油管内部设置有第二隔油片，第二隔油片将第二集油管内部分隔成多个独立的集油腔，板体侧面两端分别设置有集风管，集风管与风道连通，且集风管内设置有挡风片，挡风片将集风管内分隔成多个独立的集风腔。当第一隔油片的数量为两个或者两个以上时，对应地在第二集油管内设置第二隔油片，有利于延长润滑油在板体内流通的路径，为了使冷却风与润滑油可以充分进行热交换，通过在板体侧面两端设置集风管，并且在集风管内设置挡风片，可以使得冷却风在板体内流通的路径与润滑油流通路径的长度保持一致，确保换热效果。

在一些实施方式中，还包括离心风机，离心风机的出风端与进风口连通，且离心风机的进风端覆盖有过滤件。离心风机与轴流风机相比，所产生的气流风压更大，气流更加集中，通过离心风机往风道内送风，可以提升换热效果，并且通过在进风端设置过滤件，对进入的空气进行净化，避免外界杂物堵塞风道，延长换热器的使用寿命。

在一些实施方式中，离心风机的出风端连接有连接罩，连接罩连通离心风机的出风端与出风口。通过设置连接罩可以方便安装离心风机，而且可以使得从离心风机出风端的气流直接进入风道内，减少气流的损耗。

在一些实施方式中，出风口与进风口分别设置在板体的相对两侧面。通过将出风口与进风口分别设置在板体的相对两侧，可以避免从出风口吹出的气流被直接重新送往进风口，影响换热效果。

在一些实施方式中，油道的横截面为矩形、长圆形或者椭圆形中的一种，油道的长边设置在与风道相接的侧面。将油道的长边设置在与风道相接的侧面，可以增到风道与油道的接触面积，提升换热效率。

一种喷油螺杆空压机，包括主机、油气分离罐及上述高效换热***，主机的输油口与出油接头连通，主机的排气口与油气分离罐的输入口连通，油气分离罐的排油口与进油接头连通。

附图说明

图1是本发明的一较佳实施例的高效换热***的整体结构示意图；

图2为图1所示的高效换热***的另一视角结构示意图；

图3为图2所示的高效换热***中换热器的结构示意图，其中集风管未展示；

图4为图3所示的高效换热***中换热器的结构示意图，其中第一集油管与集风管作局部剖切；

图5为图3所示的高效换热***中换热器的横向剖视图。

图中：100、高效换热***；10、换热器；11、板体；111、油道；112、风道；113、进风口；114、出风口；12、第一集油管；121、第一隔油片；13、第二集油管；14、进油接头；15、出油接头；16、集风管；20、离心风机；21、连接罩。

具体实施方式

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做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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件的数目被称为有“多个”，它可以为两个或两个以上的任意数目。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图5，为本发明的一较佳实施例的一种高效换热***100，包括换热器10，换热器10的材质优选为铝合金材质，换热器10包括板体11、及分别设置在板体11两端的第一集油管12与第二集油管13，板体11内部交替间隔设置有若干油道111与若干风道112，第一集油管12与第二集油管13均与油道111连通，第一集油管12上设置有进油接头14，第一集油管12或者第二集油管13上设置有出油接头15，板体侧面设有与风道112连通的进风口113和出风口114，进风口113与进油接头14相对设置，出油接头15与出风口114相对设置。本申请中的高效换热***100，通过在板体11内部交替设置若干油道111与风道112，并且风道112为封闭结构，即冷却风只能从风道112的进风口113进入到风道112内，然后从出风口114排出到板体11外，这样可以使得冷却风更加集中，有利于降低风力的损耗和降低因气流撞击所产生的噪音，由于风道112相邻的油道111中流通的是液态的润滑油，液体能够在一定程度上吸收冷却风流动所产生的震动，进一步地降低了换热过程中所产生的噪音；此外，风道112的进风口113与油道111的进油接头14相对设置，这样可以确保相邻的油道111中润滑油流动的方向与风道112中冷却风流动的方向相反，换热更加高效。

在一实施例中，油道111与风道112为直通式结构，即冷却风从风道112的一端输入，从另一端输出，而且润滑油从油道111的一端输入，从另一端输出，并且相邻的风道112内冷却风流动的方向与油道111内流动的润滑油的方向相反，进油接头14与第一集油管12连通，出油接头15与第二集油管13连通。

为了在有限的空间内尽可能延长润滑油的流通的路径，使得润滑油可以能够得到充分冷却，第一集油管12内部设置有第一隔油片121，第一隔油片121将第一集油管12分隔成多个独立的腔室。通过设置第一隔油片121，将第一集油管12内部分隔成多个腔室，改变一部分油道111内润滑油的流动方向，从而延长润滑油在板体11内流动的路径，有利于提高换热效果。

如图4所示，本实施例中，第一隔油片121的数量为一个，第一隔油片121将第一集油管12内部分隔成两个独立的腔室，且两个腔室所对应的油道111内润滑油的流动方向相反，两个腔室分别与进油接头14和出油接头15连通。通过在第一集油管12内部设置一个第一隔油片121，将第一集油管12内部分隔成两个独立的腔室，即将多个油道111分成两部分，而且两部分油道111的润滑油的流动方向相反，从而延长了润滑油在板体11内流动的路径，有利于润滑油进行充分换热，提高换热效果。对应地，换热器10还包括集风管16，集风管16设置在板体的侧面，且集风管16设置在板体远离进风口113的一端，进风口113与一部分风道112连通，另一部分风道112与出风口114连通，集风管16连通两部分风道112。通过设置集风管16，对应连通两部分冷却风流通方向不同的风道112，延长了冷却风在板体11内流通的路径，使得冷却风与润滑油可以充分进行热交换，提升换热效果。

请一并参阅图1至图3，本实施例中，本高效换热***100还包括离心风机20，离心风机20的出风端与进风口113连通，且离心风机20的进风端覆盖有过滤件(图未示)。离心风机20与轴流风机相比，所产生的气流风压更大，气流更加集中，通过离心风机20往风道112内送风，可以提升换热效果，并且通过在进风端设置过滤件，对进入的空气进行净化，避免外界杂物堵塞风道112，延长换热器的使用寿命。优选地，离心风机20为带蜗壳的前倾式离心风机20。进一步地，离心风机20的出风端连接有连接罩21，连接罩21连通离心风机20的出风端与出风口114。通过设置连接罩21可以方便安装离心风机20，还可以使得从离心风机20出风端的气流直接进入风道112内，减少气流的损耗，此外，还能便于同时向多个风道112内输入冷却风。

优选地，出风口114与进风口113分别设置在板体11的相对两侧面。通过将出风口114与进风口113分别设置在板体11的相对两侧，可以避免从出风口114吹出的气流被直接重新送往进风口113，影响换热效果。

优选地，油道111的横截面为矩形、长圆形或者椭圆形中的一种，油道111的长边设置在与风道112相接的侧面。将油道111的长边设置在与风道112相接的侧面，可以增到风道112与油道111的接触面积，提升换热效率。当然，在其他实施例中，油道111的横截面形状也可以为圆形或者其他多边形，只不过换热效果较矩形、长圆形或者椭圆形稍逊色。

如图5所示，为本实施例中的高效换热***100中板体内润滑油与冷却风流动的原理图，其中实线箭头为润滑油的流动方向，虚线箭头为冷却风的流动方向。从喷油螺杆空压机的主机处输送过来的高温润滑油经过进油接头14进入到第一集油管12的其中一个腔室(以下称进油腔室，另一个腔室以下称出油腔室)，再从进油腔室进入到其中一部分油道111中(以下称输入油道111，另一部分油道111以下称输出油道111)，润滑油流经输入油道111后进入到第二集油管13内，第二集油管13充当连接输入油道111与输出油道111的通道，并且润滑油在第二集油管13内完成流动方向的转变进入到输出油道111内，再由输出油道111输送至第一集油管12内的出油腔室中，最后由出油接头15通过管道输送至空压机的主机内。与此同时，离心风机20产生的冷却气流通过连接罩21进入到板体内的其中一部分风道112内(以下称输入风道112，另一部分风道112以下称为输出风道112)，输入风道112与输入油道111间隔设置，输入风道112内的冷却气流的流动方向与输入油道111内润滑油的流动方向相反，冷却气流经过输入风道112进入到集风管16内完成气流方向的转换再输出至输出风道112内，输出风道112与输出油道111间隔设置，且输出风道112内的冷却风的流动方向与输出油道111内的润滑油流动方向相反，最终通过出风口114离开板体11内。

在其他实施例中，当第一隔油片121的数量为两个或两个以上时，第二集油管13内部设置有第二隔油片(图未示)，第二隔油片将第二集油管13内部分隔成多个独立的集油腔，板体11侧面两端分别设置有集风管16，集风管16与风道112连通，且集风管16内设置有挡风片，挡风片将集风管16内分隔成多个独立的集风腔。当第一隔油片121的数量为两个或者两个以上时，对应地在第二集油管13内设置第二隔油片，有利于延长润滑油在板体内流通的路径，为了使冷却风与润滑油可以充分进行热交换，通过在板体11侧面两端设置集风管16，并且在集风管16内设置挡风片，可以使得冷却风在板体11内流通的路径与润滑油流通路径的长度保持一致，确保换热效果。并且，出油接头15设置在第一集油管12还是第二集油管13可以根据油道111的路径进行调整，并不限定出油接头15设置在第一集油管12或者第二集油管13上。

本申请还提供了高效换热***100的一种应用实例——一种喷油螺杆空压机，喷油螺杆空压机包括主机(图未示)、油气分离罐(图未示)及上述的高效换热***100，主机的输油口与出油接头15通过管道连通，主机的排气口与油气分离罐的输入口连通，油气分离罐的排油口与进油接头14通过管道连通。具有上述高效换热***100的喷油螺杆空压机具有换热效率高，噪音低的优点。

本申请通过优化原有铝制翅片式换热器10的结构设计，将开放式风道112优化为只在两端设置开口的半封闭式风道112，在有限的空间内，尽可能地延长冷却风在换热器内流通的时间和与换热器10接触的面积，提高换热效率，另外冷却风在换热器10内的流通方向与润滑油流通方向相反，换热更加高效。与传统开放式风道相比，冷却风流经换热器10时，无需与翅片发生切割产生振动，有利于降低风噪。此外，本换热***采用半封闭式风道112，减少了风道与外界接触的面积，即使冷却器10表面产生积尘也不会对换热效果造成太大的影响。

采用带蜗壳的前倾式离心风机20作为冷却风产生源，离心风机20的出风口114直接安装在优化设计的换热器10进风口113处，省掉原来的轴流风机的导风罩，节省安装空间，降低成本，由于换热效率高采用的离心风机20的尺寸可以减少，进一步降低机器成本；同时由于省掉导风罩缩短安装时间，降低了生产成本。在离心风机20的进风端覆盖有过滤件，对进入风道112的空气进行净化，避免外界杂物堵塞风道112，确保换热效果，延长换热器10的使用寿命。

此外，本换热***还可以降低机器内部主机及风机运转所产生的噪音的外逸，由于风道112属于半封闭式的结构，出风口相比于全开放式风道尺寸大大的减少，因此通过风道112外逸出板体11的噪音就会大大的降低。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效换热***（100），包括换热器（10），其特征在于，所述换热器（10）包括板体（11）、及分别设置在板体（11）两端的第一集油管（12）与第二集油管（13），所述板体（11）内部交替并列间隔设置有若干油道（111）与若干风道（112），所述第一集油管（12）与第二集油管（13）均与油道（111）连通，所述第一集油管（12）上设置有进油接头（14），所述第一集油管（12）或者第二集油管（13）上设置有出油接头（15），所述板体侧面设有与风道（112）连通的进风口（113）和出风口（114），所述进风口（113）与进油接头（14）相对设置，所述出油接头（15）与出风口（114）相对设置，且所述出风口（114）与进风口（113）分别设置在板体（11）的相对两侧面；

还包括离心风机（20），所述离心风机（20）的出风端与进风口（113）连通，且所述离心风机的进风端覆盖有过滤件。

2.根据权利要求1所述的高效换热***（100），其特征在于，所述第一集油管（12）内部设置有第一隔油片（121），所述第一隔油片（121）将第一集油管（12）分隔成多个独立的腔室。

3.根据权利要求2所述的高效换热***（100），其特征在于，所述第一隔油片（121）的数量为一个，所述第一隔油片（121）将第一集油管（12）内部分隔成两个独立的腔室，且两个腔室所对应的油道（111）内润滑油的流动方向相反，两个所述腔室分别与进油接头（14）和出油接头（15）连通。

4.根据权利要求3所述的高效换热***（100），其特征在于，所述换热器（10）还包括集风管（16），所述集风管（16）设置在板体的侧面，且所述集风管（16）设置在板体远离进风口（113）的一端，所述进风口（113）与一部分风道（112）连通，另一部分风道（112）与出风口（114）连通，所述集风管（16）连通两部分风道（112）。

5.根据权利要求2所述的高效换热***（100），其特征在于，所述第一隔油片（121）的数量为两个或两个以上时，所述第二集油管（13）内部设置有第二隔油片，所述第二隔油片将第二集油管（13）内部分隔成多个独立的集油腔，所述板体（11）侧面两端分别设置有集风管（16），所述集风管（16）与风道（112）连通，且所述集风管（16）内设置有挡风片，所述挡风片将集风管（16）内分隔成多个独立的集风腔。

6.根据权利要求1所述的高效换热***（100），其特征在于，所述离心风机（20）的出风端连接有连接罩（21），所述连接罩（21）连通离心风机（20）的出风端与出风口（114）。

7.根据权利要求1所述的高效换热***（100），其特征在于，所述油道（111）的横截面为矩形、长圆形或者椭圆形中的一种，所述油道（111）的长边设置在与风道（112）相接的侧面。

8.一种喷油螺杆空压机，其特征在于，包括主机、油气分离罐及权利要求1至7中任意一项的高效换热***（100），所述主机的输油口与出油接头（15）连通，所述主机的排气口与油气分离罐的输入口连通，所述油气分离罐的排油口与进油接头（14）连通。