[实用新型]一种基于3D打印技术的压缩气体冷却器及冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种基于3D打印技术的压缩气体冷却器及冷却系统，该冷却器通过3D打印技术制造，包括：冷却器本体，以及集成于冷却器本体内的i级冷却液流道、i级压缩气体流道、i级压缩气体入口、i级压缩气体出口、i级冷却液入口和i级冷却液出口。其中，i级压缩气体入口和i级压缩气体出口通过i级压缩气体流道连通；i级冷却液入口和i级冷却液出口通过i级冷却液流道连通；所有冷却液流道和所有压缩气体流道均不相通。本实用新型的冷却器将冷却液流道和压缩气体流道均集成在冷却器本体上，大大减小换热器的体积，不仅集成度高，而且易于制造、故障率低。

技术领域

本实用新型涉及一种压缩气体冷却器，具体涉及一种基于3D打印技术的压缩气体冷却器及冷却系统。

背景技术

压缩机用于对空气、天然气、氢气等气体进行压缩，使其便于存储、输送或对外做功、提供动力等，广泛用于石油、化工、机械加工、动力等领域。压缩机压缩气体时对气体做功，气体会迅速升温，如不对气体进行冷却，高温压缩气不仅会影响压缩机工作效率，还会降低压缩机使用寿命，甚至烧毁压缩机关键零部件，造成压缩机损坏。

目前，压缩气体冷却器一般为管壳式换热器或板式换热器。虽然管壳式换热器结构简单，但是空间利用率低，而且体积庞大，用于多级压缩机时不利于集成，占用空间大；而板式换热器热交换时间短，换热效率低，也存在体积庞大、集成度低等不足。同时，由于生产制造工艺缺陷，传统换热器经常出现故障，发生泄漏，导致压缩气体与冷却液混合，造成压缩机效率降低，甚至损坏压缩机或动力设备。

综上所述，传统换热器具有换热效率低，占用空间大、生产制造工艺复杂、故障率高等不足，不能较好满足当前工业的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于3D打印技术的压缩气体冷却器及冷却系统，解决了现有换热器占用空间大的问题，将冷却液流道和压缩气体流道均集成在冷却器本体上，大大减小换热器的体积，不仅集成度高，而且易于制造、故障率低。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种基于3D打印技术的压缩气体冷却器，该冷却器通过3D打印技术制造，包括：冷却器本体，以及集成于所述冷却器本体内的i级冷却液流道、i级压缩气体流道、i级压缩气体入口、i级压缩气体出口、i级冷却液入口和i级冷却液出口；i＝1,……,n，n为冷却液流道、压缩气体流道、压缩气体入口、压缩气体出口、冷却液入口或冷却液出口的总数量，为正整数。

其中，所述i级压缩气体入口和i级压缩气体出口通过所述i级压缩气体流道连通；所述i级冷却液入口和i级冷却液出口通过所述i级冷却液流道连通；所有冷却液流道和所有压缩气体流道均不相通。

优选地，所述i级冷却液流道和i级压缩气体流道在所述冷却器本体内呈螺旋形布置或S形布置。

优选地，所述i级冷却液流道和i级压缩气体流道之间呈任意角度。

优选地，所述i级冷却液流道和i级压缩气体流道垂直或平行。

优选地，所述i级冷却液流道和i级压缩气体流道的横截面为圆形、椭圆形、规则或不规则的多边形。

优选地，所述规则或不规则的多边形包含：矩形、正方形和五边形中任意一种。

优选地，所述i级冷却液流道和i级压缩气体流道内设置有换热翅片。

本实用新型的另一目的是提供一种压缩气体冷却系统，该系统包括：压缩机，及一个以上所述的冷却器；其中，所述压缩机含有j级压缩结构，j＝1,……,m，m为压缩结构的总级数，为正整数；所述冷却器中压缩气体流道的总级数为其冷却级数，该系统中所有冷却器的冷却级数之和大于或等于m；j级压缩结构的气体出口和j+1级压缩机的气体入口分别与冷却器的压缩气体入口和压缩气体出口连通。

优选地，当该系统中所述冷却器的数量为一个时，则n≥m，且相邻两个压缩机之间串联所述冷却器中至少一级压缩气体流道。