[发明专利]用于压缩和干燥气体的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于压缩和干燥气体的设备。

背景技术

管式热交换器是已知的，其由其中一根或多根管子沿着纵向方向在第一流体的第一入口部和出口部之间以及在第二流体的第二入口部和出口部之间延伸的外壳构成，其中第一流体流动穿过这些管子并且第二流体围绕着管子流动，由此热量在这两种流体之间传递。

在已知的热交换器中，在外壳中在第二入口部和出口部之间的控件可以具有折流板，这些折流板引导第二流体流例如按照之字形图案流动。

这样，第二流体不能直接从第二入口部流向第二出口部，改善了热传递。

另外，已知的是，气体的压缩导致产生大量的热量。

目前还存在这样的热交换器，其中一部分压缩气体引导穿过热交换器的主回路，因此将其热量散发给流经热交换器的第二回路的另一种气体或流体，由此将该第二流体加热。

用于压缩和干燥气体的设备早就是已知的，这些设备由压缩设备和干燥设备构成，并且干燥设备由具有干燥剂的干燥区和再生区形成。

还存在这样的设备，其中将通过气体压缩产生出的热量回收利用。

因此，该热量例如能够用于加热引导穿过再生区的气流，从而能够降低压缩设备的总能耗。

这样的设备缺点在于整个布置比较复杂。而且，由于必须形成许多连接部，因此泄漏的危险相当大。安装成本也很高。

US2003/0188542描述了这样一种设备，其中在压缩机的中压段之后一部分压缩气体流出，然后送到吸收干燥器的再生区，之后通过冷却去除在这部分压缩气体中吸收的水分，并且在主流体流动穿过吸收干燥器的干燥区之前剩余空气在此与压缩空气的主流体一起压缩并且作为干燥的压缩空气离开该设备。

这种设备的缺点在于，在中压段之后的压缩气体其温度比在低压段之后的压缩气体低得多，从而气体的流出部分会从吸收介质吸收更少的水分，并且吸收介质不能迅速干燥。

为了回收在气体压缩时产生出的热量，需要热交换器，为此经常使用管式热交换器。

管式热交换器是已知的，其由其中一根或多根管子沿着纵向方向在第一流体的第一入口部和出口部之间以及在第二流体的第二入口部和出口部之间延伸的外壳构成，第一流体围绕着这些管子流动并且第二流体通过管子流动，由此热量在这两种流体之间传递。

在已知的热交换器中，在外壳中在第二入口部和出口部之间的空间可以具有折流板，这些折流板引导主流体流例如按照之字形图案流动。

这样，主流体不能直接从第二入口部流向第二出口部，并且改善了热传递。

发明内容

本发明的目的在于通过提供用于压缩和干燥气体的设备来针对上述一个或多个缺点和/或其它缺点提供解决方案，并且该设备包括具有低压段、高压段、压力管道和带有干燥区和再生区的吸收干燥器的多级压缩机，由此将中间冷却器设置在该低压段和高压段之间，并且该设备还设有通过上述压力管道与入口部连接的热交换器，而且上述热交换器包括具有多个腔室的外壳，这些腔室包括具有用于第一主流体的上述入口部和出口部的主腔室，第一主流体在该主腔室中在延伸穿过主腔室的管道上方或周围引导，设有穿过上述主腔室的至少两组管子，并且这些管子每根都用于引导第二或第三流体穿过主腔室以与主流体交换热量，上述第一组管子形成上述中间冷却器的冷却回路以便加热来自高压段的气体以便使得吸收干燥器再生。

本发明的优点在于该设备制造简单。

在该设备的热交换器的最简单实施方案中，主腔室由端板沿着一侧关闭，沿着主腔室的上述侧面还设有盖子以形成在盖子和端板之间的侧腔室，该侧腔室包括用于第二和第三流体的入口和出口腔室，并且将U形管固定在端板上。

在另一个更优选的实施方案中，主腔室在两侧由端板界定，并且在主腔室的两侧设有盖子以在每个相应的端板和与之相对的盖子之间形成两个侧腔室。

本发明的优点在于，所要形成的连接部更少，从而由于连接不良而导致的泄漏危险保持最低。

本发明的另一个优点在于，该设备的安装成本相当低。根据本发明的热交换器在该设备中的应用导致压缩和干燥气体的方法更有效，这当然对所提供的气体的成本产生有利的影响。

总之显而易见的是，在这种用于压缩和干燥气体的设备中的应用使得两个热交换器的功能能够结合到一个单个热交换器中，这当然节约了材料成本。

在最实际的实施方案中，压缩机被构造成具有低压段和高压段的多级压缩机，在该低压段和高压段之间设有中间冷却器，热交换器的入口部与压缩机的上述压力管道连接，并且所述第一组管子形成上述中间冷却器的冷却回路，以便加热来自高压段的气体以便使得吸收干燥器再生。