本發(fā)明屬于壓縮空氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種空壓機(jī)節(jié)能裝置。

背景技術(shù)：

空壓機(jī)是一種產(chǎn)生壓縮空氣的裝置，壓縮空氣廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程。為獲得壓縮空氣，需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗一定量的能源。而根據(jù)熱力學(xué)原理，壓縮機(jī)進(jìn)口空氣溫度越高，單位質(zhì)量的空氣消耗的壓縮功就越多，能耗就越高。此外，同樣根據(jù)熱力學(xué)原理和工程實(shí)踐，空氣被壓縮后，溫度顯著升高，壓縮比較高時(shí)，溫度會升高到影響壓縮機(jī)安全運(yùn)行的程度。為降低壓縮機(jī)能耗，同時(shí)也為保護(hù)壓縮機(jī)，工程上在獲得壓縮空氣時(shí)，常采用多級壓縮、中間冷卻的方法，使壓縮過程接近等溫壓縮，壓縮機(jī)每一級進(jìn)氣溫度都被冷卻到接近常溫，從而降低壓縮功耗，節(jié)約能源。此外，由于空氣中含有水蒸汽，壓縮過程中空氣中的水蒸汽也連同空氣一同被壓縮，然后在冷卻過程中大部分水蒸汽冷凝成液體排出，但是在空氣壓縮過程中，水蒸汽也一同被壓縮，白白消耗了壓縮功。因此，在壓縮空氣系統(tǒng)中，對壓縮機(jī)進(jìn)氣進(jìn)行冷卻、降溫，同時(shí)卻除其中所含的部分水蒸汽，可以從兩個(gè)方面降低壓縮機(jī)功耗，節(jié)約能源。由于冷卻塔等自然冷源不能提供溫度足夠低的冷卻水，因此壓縮空氣系統(tǒng)中常規(guī)的冷卻措施效果有限，為進(jìn)一步提高冷卻效果，降低壓縮空氣系統(tǒng)能耗，有必要采用溫度更低的冷源對空氣進(jìn)行冷卻。但為獲得低于自然冷源的低溫也需要消耗能源，這就成為矛盾。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們進(jìn)行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種螺桿式空氣壓縮機(jī)熱能回收利用節(jié)能系統(tǒng)[申請?zhí)枺?01320087924.0]，包括：螺桿式空氣壓縮機(jī)和熱交換器；進(jìn)口和螺桿式空氣壓縮機(jī)連通，第一出口和熱交換器連通的第一溫控閥，第一溫控閥的第二出口和螺桿式空氣壓縮機(jī)連通；與熱交換器連通的風(fēng)冷卻器，風(fēng)冷卻器的出口與螺桿式空氣壓縮機(jī)連通；供水裝置，通過電磁閥與熱交換器的進(jìn)水口相連通，當(dāng)螺桿式空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，電磁閥開啟；保溫水箱，與熱交換器的出水口連通等。

上述的方案在一定程度上改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)的部分問題，但是，該方案還至少存在以下缺陷：只采用風(fēng)冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻效果差、壓縮功耗大等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種設(shè)計(jì)合理，降低壓縮能耗的空壓機(jī)節(jié)能裝置。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是針對上述問題，提供一種設(shè)計(jì)合理，使用效果好的空壓機(jī)節(jié)能裝置的使用方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：本發(fā)明的空壓機(jī)節(jié)能裝置，包括與壓縮機(jī)的進(jìn)氣端相連接的進(jìn)氣處理系統(tǒng)，與壓縮機(jī)出氣端連接的熱交換系統(tǒng)，其特征在于：熱交換系統(tǒng)雙向連接于噴射式冷卻系統(tǒng)，噴射式冷卻系統(tǒng)雙向連接于進(jìn)氣處理系統(tǒng)。進(jìn)氣處理系統(tǒng)的設(shè)置不僅去除空氣中的塵粒等雜質(zhì)還降低了進(jìn)入空氣的溫度、濕度，減少了壓縮功耗，熱交換系統(tǒng)加上噴射式冷卻系統(tǒng)的設(shè)置提高了熱量的吸收和利用。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，噴射式冷卻系統(tǒng)包括依次連接的噴嘴、吸氣室和擴(kuò)壓室，噴嘴的進(jìn)氣端與熱交換系統(tǒng)連接，擴(kuò)壓室與冷凝器連接，冷凝器分別連接于熱交換系統(tǒng)和進(jìn)氣處理系統(tǒng),吸氣室和進(jìn)氣處理系統(tǒng)連接。噴嘴、吸氣室和擴(kuò)壓室的設(shè)置通過先提高速度、降低壓力，然后吸入更多的流體，最后提高壓力、降低速度的方式進(jìn)行冷卻處理，縮短了冷卻時(shí)間。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，吸氣室和擴(kuò)壓室之間設(shè)有混合室。混合室的流體和來自吸氣室的流體的接觸面積。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，冷凝器與熱交換系統(tǒng)之間設(shè)有工質(zhì)泵；冷凝器與進(jìn)氣處理系統(tǒng)之間設(shè)有工質(zhì)調(diào)節(jié)閥和膨脹閥。工質(zhì)泵的設(shè)置提高了流動(dòng)速度，調(diào)節(jié)閥和膨脹閥的設(shè)置增加了調(diào)節(jié)、降壓的作用。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，進(jìn)氣處理系統(tǒng)包括依次相連的過濾網(wǎng)、蒸發(fā)器和擋水板，蒸發(fā)器與吸氣室連接。通過過濾進(jìn)氣的雜質(zhì)，并對進(jìn)氣進(jìn)行除濕、降溫操作，降低了壓縮功耗，延長了壓縮機(jī)的使用壽命。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，熱交換系統(tǒng)包括與壓縮機(jī)出氣端連接的蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器分別與噴射式冷卻系統(tǒng)和壓縮機(jī)連接。蒸汽發(fā)生器的設(shè)置提高了對壓縮后的空氣的熱量的吸收、利用。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，熱交換系統(tǒng)還包括連接于壓縮機(jī)與蒸汽發(fā)生器之間的油循環(huán)子系統(tǒng)。對于壓縮機(jī)采用潤滑油時(shí)，通過油循環(huán)子系統(tǒng)增加了對壓縮后的潤滑油的熱量的吸收，同時(shí)延長了壓縮機(jī)的使用壽命。

在上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置中，油循環(huán)子系統(tǒng)包括從壓縮機(jī)出口端流出的油氣混合流體流往蒸汽發(fā)生器方向的連接上的油氣分離器和進(jìn)油調(diào)節(jié)閥、從蒸汽發(fā)生器流出的已分離的油流往壓縮機(jī)方向的連接上的至少一個(gè)出油調(diào)節(jié)閥和油過濾器。結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝維修，操作方便。

本空壓機(jī)節(jié)能裝置的使用方法，本方法包括下述步驟：A、進(jìn)氣處理：進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣在進(jìn)入之前先進(jìn)入進(jìn)氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除濕處理；B、換熱：讓壓縮機(jī)中的壓縮后的空氣進(jìn)入熱交換系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除濕處理，使壓縮后的空氣與壓縮前的空氣保持等溫，同時(shí)吸收熱量后的熱交換系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入噴射式冷卻系統(tǒng)；C、噴射冷卻：分別來自進(jìn)氣處理系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)的蒸汽在進(jìn)入噴射式冷卻系統(tǒng)后，先后通過加速降壓、擴(kuò)壓加速來冷卻處理。操作簡便，冷卻效果好。

上述的空壓機(jī)節(jié)能裝置的使用方法中，步驟B中，當(dāng)壓縮機(jī)采用潤滑油潤滑時(shí)，壓縮后的潤滑油通過油循環(huán)子系統(tǒng)進(jìn)入蒸汽發(fā)生器后進(jìn)行冷卻處理。提高了熱利用率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本空壓機(jī)節(jié)能裝置及其使用方法的優(yōu)點(diǎn)在于：進(jìn)氣處理系統(tǒng)的設(shè)置不僅去除空氣中的塵粒等雜質(zhì)同時(shí)使壓縮機(jī)進(jìn)氣得到冷卻、除濕，降低了壓縮能耗，熱交換系統(tǒng)加上噴射式冷卻系統(tǒng)的設(shè)置提高了熱量的吸收和利用，同時(shí)壓縮能耗進(jìn)一步降低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1提供了本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)有油循環(huán)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2提供了本發(fā)明實(shí)施例中的不設(shè)有油循環(huán)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，壓縮機(jī)1、噴嘴11、吸氣室12、混合室13、擴(kuò)壓室14、冷凝器15、工質(zhì)泵5、工質(zhì)調(diào)節(jié)閥6、膨脹閥7、蒸汽發(fā)生器3、過濾網(wǎng)8、蒸發(fā)器9、擋水板10、進(jìn)油調(diào)節(jié)閥16、出油調(diào)節(jié)閥17、油氣分離器2。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

如圖1至2所示，本空壓機(jī)節(jié)能裝置，包括與壓縮機(jī)1的進(jìn)氣端相連接的進(jìn)氣處理系統(tǒng)，與壓縮機(jī)1出氣端連接的熱交換系統(tǒng)，其特征在于：熱交換系統(tǒng)雙向連接于噴射式冷卻系統(tǒng)，噴射式冷卻系統(tǒng)雙向連接于進(jìn)氣處理系統(tǒng)，進(jìn)氣處理系統(tǒng)的設(shè)置不僅去除空氣中的塵粒等雜質(zhì)還降低了進(jìn)入空氣的溫度、濕度，減少了壓縮功耗，熱交換系統(tǒng)加上噴射式冷卻系統(tǒng)的設(shè)置提高了熱量的吸收和利用。

具體地，這里的噴射式冷卻系統(tǒng)包括依次連接的噴嘴11、吸氣室12和擴(kuò)壓室14，噴嘴11的進(jìn)氣端與熱交換系統(tǒng)連接，擴(kuò)壓室14與冷凝器15連接，冷凝器15分別連接于熱交換系統(tǒng)和進(jìn)氣處理系統(tǒng),吸氣室12和進(jìn)氣處理系統(tǒng)連接，噴嘴11、吸氣室12和擴(kuò)壓室14的設(shè)置通過先提高速度、降低壓力，然后吸入更多的流體，最后提高壓力、降低速度的方式進(jìn)行冷卻處理，縮短了冷卻時(shí)間；這里的吸氣室和擴(kuò)壓室14之間設(shè)有混合室13，混合室13的設(shè)置增加了來自噴嘴11的流體和來自吸氣室12的流體的接觸面積；這里的冷凝器15與熱交換系統(tǒng)之間設(shè)有工質(zhì)泵5；冷凝器15與進(jìn)氣處理系統(tǒng)之間設(shè)有工質(zhì)調(diào)節(jié)閥6和膨脹閥7，工質(zhì)泵5的設(shè)置提高了流動(dòng)速度，調(diào)節(jié)閥6和膨脹閥7的設(shè)置增加了調(diào)節(jié)、降壓的作用；這里的進(jìn)氣處理系統(tǒng)包括依次相連的過濾網(wǎng)8、蒸發(fā)器9和擋水板10，蒸發(fā)器9與吸氣室12連接，通過過濾進(jìn)氣的雜質(zhì)，并對進(jìn)氣進(jìn)行除濕、降溫操作，降低了壓縮功耗，延長了壓縮機(jī)1的使用壽命。

進(jìn)一步地，這里的熱交換系統(tǒng)包括與壓縮機(jī)1出氣端連接的蒸汽發(fā)生器3，蒸汽發(fā)生器3分別與噴射式冷卻系統(tǒng)和壓縮機(jī)1連接，蒸汽發(fā)生器3的設(shè)置提高了對壓縮后的空氣的熱量的吸收、利用；這里的熱交換系統(tǒng)還包括連接于壓縮機(jī)1與蒸汽發(fā)生器3之間的油循環(huán)子系統(tǒng)，對于壓縮機(jī)1采用潤滑油時(shí)，通過油循環(huán)子系統(tǒng)將油導(dǎo)入蒸汽發(fā)生器3，增加了對壓縮后的潤滑油的熱量的吸收，同時(shí)延長了壓縮機(jī)1的使用壽命；這里的油循環(huán)子系統(tǒng)包括從壓縮機(jī)1出口端流出的油氣混合流體流往蒸汽發(fā)生器3方向的連接上的油氣分離器2和進(jìn)油調(diào)節(jié)閥16、從蒸汽發(fā)生器3流出的已分離的油流往壓縮機(jī)1方向的連接上的至少一個(gè)出油調(diào)節(jié)閥17和油過濾器4，結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝維修，操作方便，優(yōu)選地油過濾器4后可再設(shè)置一個(gè)出油調(diào)節(jié)閥17。

工作原理：

本裝置運(yùn)行時(shí)，潤滑油隨高溫高壓空氣從壓縮機(jī)1排出后，進(jìn)入油分離器2，潤滑油與空氣分離后，經(jīng)進(jìn)油調(diào)節(jié)閥16進(jìn)入蒸汽發(fā)生器3，放出熱量加熱工質(zhì)，工質(zhì)被汽化，潤滑油被冷卻、溫度降低，再經(jīng)出油調(diào)節(jié)閥17、油過濾器4回到壓縮機(jī)1低壓側(cè)，回到壓縮機(jī)1內(nèi)，發(fā)揮潤滑降噪冷卻等作用；分離掉潤滑油后的壓縮空氣進(jìn)入蒸汽發(fā)生器3降溫、除濕后，送入壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)；蒸汽發(fā)生器3內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)管道進(jìn)入噴射式冷卻系統(tǒng)，先在噴嘴11內(nèi)加速、壓力降低后，進(jìn)入吸氣室12，卷吸來自蒸發(fā)器9的蒸汽，兩股蒸汽進(jìn)入混合段13混合后，進(jìn)入擴(kuò)壓段14，壓力升高、速度降低，之后進(jìn)入冷凝器15，被空氣或冷卻水冷卻后變?yōu)橐后w，液體分成兩股，其中一股經(jīng)工質(zhì)調(diào)節(jié)閥16后再經(jīng)膨脹閥7節(jié)流、降壓，進(jìn)入蒸發(fā)器9吸熱蒸發(fā)，變?yōu)槠w后進(jìn)入吸氣室12，另一股經(jīng)工質(zhì)泵5打入蒸汽發(fā)生器3產(chǎn)生蒸汽，蒸汽經(jīng)噴嘴11增速降壓后進(jìn)入吸氣室12，卷吸來自蒸發(fā)器9的蒸汽；空氣被壓縮前先流經(jīng)過濾網(wǎng)8，去除塵粒等雜質(zhì)后流過蒸發(fā)器9，在蒸發(fā)器9內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)吸熱作用下被冷卻，溫度、濕度均降低，降溫、除濕后的空氣經(jīng)擋水板10進(jìn)入壓縮機(jī)1的吸氣口進(jìn)行壓縮，產(chǎn)生壓縮空氣。

本空壓機(jī)節(jié)能裝置的使用方法，包括下述步驟：A、進(jìn)氣處理：進(jìn)入壓縮機(jī)1的空氣在進(jìn)入之前先進(jìn)入進(jìn)氣處理系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除濕處理；B、換熱：讓壓縮機(jī)1中的壓縮后的空氣進(jìn)入熱交換系統(tǒng)進(jìn)行降溫、除濕處理，使壓縮后的空氣與壓縮前的空氣保持等溫，同時(shí)吸收熱量后的熱交換系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入噴射式冷卻系統(tǒng)；C、噴射冷卻：分別來自進(jìn)氣處理系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)的蒸汽在進(jìn)入噴射式冷卻系統(tǒng)后，先后通過加速降壓、擴(kuò)壓加速來冷卻處理，操作簡便，冷卻效果好。

進(jìn)一步地，步驟B中，當(dāng)壓縮機(jī)1采用潤滑油潤滑時(shí)，壓縮后的潤滑油通過油循環(huán)子系統(tǒng)進(jìn)入蒸汽發(fā)生器3后進(jìn)行冷卻處理，提高了熱利用率。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了壓縮機(jī)1、噴嘴11、吸氣室12、混合室13、擴(kuò)壓室14、冷凝器15、工質(zhì)泵5、工質(zhì)調(diào)節(jié)閥6、膨脹閥7、蒸汽發(fā)生器3、過濾網(wǎng)8、蒸發(fā)器9、擋水板10、進(jìn)油調(diào)節(jié)閥16、出油調(diào)節(jié)閥17、油氣分離器2等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。