一種結構改良的冷凍乾燥機的製作方法

2023-10-18 00:06:49 1

專利名稱：一種結構改良的冷凍乾燥機的製作方法
技術領域：
本實用新型與冷凍乾燥機有關，尤指一種可大幅提升熱交換效能，以及可有效減少溫室效應產生的結構改良的冷凍乾燥機。
背景技術：
常用的冷凍乾燥機主要由一冷媒管路串聯一蒸發器、一壓縮機、一冷凝器及一膨脹閥，以構成一熱交換系統，並利用於蒸發器中設有一氣水分離器，而可將經過冷凝器加熱後再由蒸發器凝結空氣中的水氣進行分離，以獲得乾燥冷空氣。但是，一般冷凍乾燥機的冷凝器大多利用額外架設的風扇或冷卻水塔等冷卻設備，而可對冷凝器中的冷媒進行熱交換，然而風扇運轉時不僅會產生噪音聲響，且其與冷凝器進行熱交換後所排出的熱空氣(溫室氣體)，還會造成溫室效應而導致地球暖化，再者，利用風扇間接冷卻所達成的熱交換效率也不夠理想。而冷卻水塔在架設上不僅會造成冷凍乾燥機的整體體積大幅增加，在架設時還須考慮其冷卻管路的接設方式，且冷卻水塔的設置相當耗佔空間，並須額外的提供冷卻水源，因此其設置成本較高。發明內容本實用新型目的之一，在於提供一種結構改良的冷凍乾燥機，其具有可大幅提升熱交換效能，並進而可有效降低壓縮機負載，從而達到延長壓縮機使用壽命以及省電的功效。本實用新型的另一目的，在於提供一種結構改良的冷凍乾燥機，其具有可有效減少溫室效應產生的功效。為達前述的目的，本實用新型提供一種凍乾燥機改良結構，主要由一冷媒管路串聯一蒸發器、一壓縮機、一冷凝器及一膨脹閥，以構成一冷媒循環迴路，該蒸發器呈中空殼狀，並於該蒸發器前端設有一進氣口，後端則設有一氣水分離器，該氣水分離器具有向外延伸的一供氣管路及一排水管路，而由該進氣口進入該蒸發器的氣體與流經該蒸發器的冷媒進行熱交換後降溫，經該氣水分離器分離出冷空氣與低溫冷卻水，冷空氣沿該供氣管路輸出，低溫冷卻水則排入該排水管路中； 而該冷凝器內部具有一冷媒流通空間，並在該冷媒流通空間設有一以上與該排水管路相連通的內管，使經該排水管路進入該內管的低溫冷卻水，可用以與流經該冷凝器的冷媒進行熱交換。更進一步地，該蒸發器的進氣口還與一預熱單元相接，使進入該蒸發器中的氣體會先受該預熱單元的加熱後，再經該進氣口進入該蒸發器中。較好地，該冷媒流通空間設有多個呈交錯間隔設置的柵板。較佳地，該冷凝器具有一冷媒入口、一冷媒出口、一冷卻水入口及一冷卻水出口，該冷媒入口與該冷媒出口分別與該冷凝器內部的冷媒流通空間相通，而該冷卻水入口分別與該各內管一端及該排水管路相通，該冷卻水出口則與該各內管的另一端相通，且在該冷卻水出口設有一壓力控制閥，該壓力控制閥可用以偵測該冷媒流通空間中的冷媒壓力，並據以決定該冷卻水出口的啟閉時間。本實用新型具有以下優點:可大幅提升熱交換效能，並進而有效降低壓縮機負載，從而達到延長壓縮機使用壽命以及省電的功效，且可大幅提升熱交換效能，並進而可有效降低壓縮機負載，從而達到延長壓縮機使用壽命以及省電的功效。

圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是本實用新型冷媒循環迴路的流路圖圖3是本實用新型使用時其氣體與低溫冷凝水的流路圖具體實施方式
:首先，請搭配參閱圖1，本實用新型提供一種結構改良的冷凍乾燥機，主要由一冷媒管路I I串聯一蒸發器2 1、一壓縮機3 1、一冷凝器4 I及一膨脹閥5 I，以構成一冷媒循環迴路，其中:該蒸發器2 I呈中空殼狀，而位於該蒸發器2 I內部的冷媒管路I I呈連續彎折狀，並在位於該蒸發器2 I內部的冷媒管路I I外部設有一導熱件I 2，另在該蒸發器2 I前端設有一進氣口 2 2 ,後端設有一氣水分離器2 3,且該氣水分離器2 3具有向外延伸的一供氣管路2 3 I及一排水管路2 3 2，而由該進氣口 2 2進入該蒸發器2 I的氣體可與流經該蒸發器2 I的冷媒進行熱交換後降溫，並經該氣水分離器2 3分離出冷空氣與低溫冷卻水，冷空氣可沿該供氣管路2 3 I輸出使用，低溫冷卻水則排入該排水管路2 3 2中。在本實施例中，該蒸發器2 I的進氣口 2 2還與一預熱單元2 4相接，使進入該蒸發器2 I中的氣體會先受該預熱單元2 4的加熱後，再經該進氣口 2 2進入該蒸發器2 I中，其中該預熱單元2 4可利用電熱或熱交換方式對進入的氣體進行一加熱動作。該冷凝器4 I呈中空殼狀，其內部具有一冷媒流通空間4 2，並於該冷媒流通空間4 2設有多個未與該冷媒流通空間4 2相通的內管4 3，以及多個呈交錯間隔設置的柵板4 4，且該冷凝器4 I具有一冷媒入口 4 I 1、一冷媒出口 4 I 2、一冷卻水入口 4 I 3及一冷卻水出口4 I 4，該冷媒入口4 I I與該冷媒出口4 I 2分別與該冷凝器4 I內部的冷媒流通空間4 2相通，而該冷卻水入口4 I 3分別與各該內管4 3—端及該排水管路2 3 2相通，該冷卻水出口 4 I 4則與各該內管4 3之另一端相通，使該排水管路2 3 2中的低溫冷卻水得經該冷卻水入口4 I 3進入各該內管4 3中。於本實施例中，該冷卻水出口4 I 4設有一壓力控制閥4 5，該壓力控制閥4 5可用以偵測該冷媒流通空間4 2中的冷媒壓力，並據以決定該冷卻水出口 4 I 4的啟閉時間。而如圖2所示，本實用新型在該壓縮機3 I實際運作時，利用該壓縮機3 I壓縮產生高溫高壓的氣態冷媒，流入該冷凝器4 I因排熱而凝結成高壓中溫的液態冷媒，再經該膨脹閥5 I減壓成低壓低溫的液態冷媒後，流入該蒸發器2 I內吸收熱能而蒸發成低壓低溫的氣態冷媒，接著再被該壓縮機3 I吸入以構成一冷媒循環迴路。接著請繼續搭配參閱圖3，由上述的冷媒循環迴路，使受該預熱單元2 4的加熱後再進入該蒸發器2 I中的氣體，可與該蒸發器2 I中的冷媒進行熱交換並以降溫，接著以該氣水分離器2 3而可將經該蒸發器2 I凝結的空氣分離出冷空氣及低溫冷卻水，冷空氣將沿該氣水分離器2 3之供氣管路2 3 I向外排出以供使用，而低溫冷卻水則沿該氣水分離器2 3的排水管路2 3 2，通過該冷凝器4 I的冷卻水入口 4 I 3，再進入於該冷凝器4 I中的各該內管4 3中，並由此即可與流經該冷凝器4 I冷媒流通空間4 2中的冷媒進行熱交換。而本實用新型利用該氣水分離器2 3所分離出的水份同樣經過該蒸發器2 I凝結的熱交換作用，因此可具有較低的水溫(約8 I O °C)，並利用該排水管路2 3 2將該氣水分離器2 3所分離出的低溫冷卻水回收導入該冷凝器4 I的各內管4 3中，且由該冷凝器4 I之冷媒流通空間4 2中設有複數個呈間隔交錯設置之柵板4 4，以增加位於該冷媒流通空間4 2中的冷媒與各內管4 3接觸的時間，而可大幅提升其熱交換效率，並由此即可有效降低該壓縮機3 I的負載，從而達到延長該壓縮機使用壽命以及省電的功效。另，本實用新型利用該氣水分離器2 3所分離出的低溫冷卻水，而用以與流經該冷凝器4 I冷媒流通空間4 2的冷媒進行熱交換作用，其不僅具有回收再利用而符合環保概念，更由此無須額外提供冷卻水源，且本實用新型也無須額外架設其他冷卻設備，即可達到有效冷卻該冷凝器4 I中冷媒的效果，因此更可有效縮減冷凍乾燥機的體積以及可有效降低其配置成本的優點；再者，由於輸入該冷凝器4 I內管4 3中的低溫冷卻水具有低溫的特性，因此即使與該冷凝器4 I中的冷媒進行熱交換吸熱後，再經該壓力控制閥4 5控制而由該冷卻水出口 4 I 4排出時，仍可維持在常溫(約3 O °C)狀態，因而即可有效避免對環境造成溫室效應，並符合各國對於溫室氣體排放量的規定。
權利要求1.一種結構改良的冷凍乾燥機，主要由一冷媒管路串聯一蒸發器、一壓縮機、一冷凝器及一膨脹閥，以構成一冷媒循環迴路，其特徵在於:所述蒸發器呈中空殼狀，並於所述蒸發器前端設有一進氣口，後端則設有一氣水分離器，所述氣水分離器具有向外延伸的一供氣管路及一排水管路，而由所述進氣口進入所述蒸發器的氣體與流經所述蒸發器的冷媒進行熱交換後降溫，經所述氣水分離器分離出冷空氣與低溫冷卻水，冷空氣沿該供氣管路輸出，低溫冷卻水則排入該排水管路中；而所述冷凝器內部具有一冷媒流通空間，並於該冷媒流通空間設有一以上與所述排水管路相連通的內管，使經所述排水管路進入所述內管的低溫冷卻水，可用以與流經該冷凝器的冷媒進行熱交換。
2.如權利要求1所述的結構改良的冷凍乾燥機，其特徵在於:所述蒸發器的進氣口還與一預熱單元相接，使進入所述蒸發器中的氣體會先受所述預熱單元加熱後，再經所述進氣口進入所述蒸發器中。
3.如權利要求1所述的結構改良的冷凍乾燥機，其特徵在於:所述冷媒流通空間設有多個呈交錯間隔設置的柵板。
4.如權利要求1所述的結構改良的冷凍乾燥機，其特徵在於:所述冷凝器具有一冷媒入口、一冷媒出口、一冷卻水入口及一冷卻水出口，該冷媒入口與所述冷媒出口分別與所述冷凝器內部的冷媒流通空間相通，而所述冷卻水入口分別與所述各內管一端及該排水管路相通，所述冷卻水出口則與所述各內管的另一端相通。
5.如權利要求4所述的結構改良的冷凍乾燥機，其特徵在於:所述冷卻水出口設有一壓力控制閥，所述壓力控制閥可用以偵測所述冷媒流通空間中的冷媒壓力，並據以決定該冷卻水出口的啟閉時間。
專利摘要本實用新型公開了一種結構改良的冷凍乾燥機，由一冷媒管路串聯一蒸發器、一壓縮機、一冷凝器及一膨脹閥構成，其中，在蒸發器前端設有一進氣口，後端設有一氣水分離器，氣水分離器用以將通過蒸發器降溫後的氣體分離出冷空氣與低溫冷卻水，再分別由一供氣管路及一排水管路排出，而冷凝器內部具有一冷媒流通空間，且在冷媒流通空間設有一以上與排水管路相接的內管；並由此即可利用氣水分離器所分離出的低溫冷卻水與流經冷凝器的冷媒進行熱交換。本實用新型可大幅提升熱交換效能，並進而有效降低壓縮機負載，從而達到延長壓縮機使用壽命以及省電的功效，且可大幅提升熱交換效能，並進而可有效降低壓縮機負載，從而達到延長壓縮機使用壽命以及省電的功效。
文檔編號F25B39/04GK202942799SQ20122050073
公開日2013年5月22日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者簡明堃 申請人:簡明堃