專(zhuān)利名稱：制薄片冰機(jī)器的高效蒸發(fā)器盤(pán)管的制作方法
發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及制冰機(jī)，尤其是涉及制薄片冰機(jī)器(flakeice-making machine)。
發(fā)明的背景技術(shù)薄片冰被廣泛地用在食品工業(yè)中，特別是用在海產(chǎn)品工業(yè)中，將捕獲物冰凍以保鮮，同時(shí)將它運(yùn)輸給顧客。使用現(xiàn)在作為相當(dāng)普通的技術(shù)的制薄片冰機(jī)器來(lái)制造薄片冰。然而，現(xiàn)有的制薄片冰機(jī)器具有它們的缺點(diǎn)，下面列出了一些i.因?yàn)閭鹘y(tǒng)的滿溢式(flooded type)淡水制薄片冰機(jī)器必須和大型的液體分離器(實(shí)際上它是壓力容器)一起開(kāi)動(dòng)，該液體分離器的作用是將蒸發(fā)液體和蒸氣分開(kāi)，從而保證沒(méi)有液體回流到壓縮機(jī)，所以傳統(tǒng)的滿溢式淡水制薄片冰機(jī)器體積太大并且太重。此外，由內(nèi)和外壁構(gòu)成的傳統(tǒng)的滿溢式的蒸發(fā)器缸體實(shí)際上是一個(gè)壓力容器。作為壓力容器，內(nèi)外壁都必須由很厚的金屬制造，以承受高壓。在常溫(也就是當(dāng)壓縮機(jī)不工作時(shí))和接近-25℃的工作溫度下，由于不夠厚度的金屬的膨脹(高溫時(shí))和收縮(低溫時(shí))，壓力將會(huì)引起容器形狀的嚴(yán)重改變，所以該容器的直徑越大(更大容量的缸體)，需要承受制冷劑的高壓的金屬就越厚。因?yàn)樵摫诓勘仨氂梅浅：竦慕饘僦圃煲猿惺芨邏?，所以熱傳?dǎo)效率大大降低。這樣，選擇用于該壁部的金屬必須是很好的熱傳導(dǎo)體，例如鋁或者銅，但是它們又較軟，強(qiáng)度不足以承受高壓，使得碳鋼是最好的選擇。但是碳鋼易于生銹，會(huì)影響耐久性并且導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的不衛(wèi)生。如果用例如不銹鋼這樣更加耐久且防銹的材料來(lái)代替碳鋼，那么因?yàn)椴讳P鋼是比碳鋼差很多的導(dǎo)體，所以冷凍效率降低很多。由于在傳統(tǒng)型式中需要的不銹鋼的厚度要和壓力容器吻合的概念，使得冷凍無(wú)效進(jìn)一步惡化。
ii.為了避免碳鋼生銹，傳統(tǒng)的內(nèi)部直接膨脹型淡水制薄片冰機(jī)器和傳統(tǒng)的滿溢式淡水制薄片冰機(jī)器的缸體內(nèi)壁的碳鋼表面鍍敷一薄層鉻。然而，這不但只是增加了生產(chǎn)成本，而且耗時(shí)，并且制造起來(lái)較慢，還有，由于在冷凍表面上連續(xù)的刮冰力作用，當(dāng)磨掉該薄層鉻時(shí)碳鋼暴露并且易于生銹，這樣就不能延長(zhǎng)其壽命。
iii.如果使用傳統(tǒng)的方法將海水冷凍成薄片冰，那么生產(chǎn)者沒(méi)有別的選擇，只有使用不銹鋼作為蒸發(fā)器的壁部，因?yàn)橹挥幸患?jí)不銹鋼是防銹的。在這些情況下，必須使用巨大容量的壓縮機(jī)單元來(lái)補(bǔ)償?shù)偷睦鋬鲂剩纱嗽黾恿松a(chǎn)成本。
iv.從傳統(tǒng)的滿溢式蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)中的油也會(huì)不時(shí)帶來(lái)問(wèn)題，尤其是當(dāng)液面控制裝置或者由于泄漏導(dǎo)致制冷劑短缺不能正確地保持液面水平的時(shí)候。
v.液錘-在傳統(tǒng)型式的頂部進(jìn)口、底部出口的內(nèi)部直接膨脹的制薄片冰機(jī)器中，關(guān)閉操作使用在下面的液體泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)保證當(dāng)重新開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有制冷劑殘留在蒸發(fā)器中。然而在沒(méi)有通知突然引起機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力故障、短路或者其他干擾的情況下，由于重力的作用，所有未蒸發(fā)的制冷劑將停留沉降并收集在底部出口區(qū)域，當(dāng)重新開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)超過(guò)恒溫膨脹閥的響應(yīng)和收集器的處理能力的大量制冷劑將立即洶涌地返回壓縮機(jī)，立刻導(dǎo)致該氣體壓縮機(jī)的閥和活塞的嚴(yán)重?fù)p壞。
vi.在直接膨脹蒸發(fā)器盤(pán)管中流動(dòng)的制冷劑混合物的離心力使得該制冷劑混合物和該膨脹盤(pán)管3的外壁接觸多，使該盤(pán)管內(nèi)壁14幾乎沒(méi)有更多接觸。而由此導(dǎo)致在缸體內(nèi)壁(冷凍表面較多接觸)上差的熱交換以及較差的蒸發(fā)。而這引起在與該蒸發(fā)器盤(pán)管的內(nèi)壁鄰接的缸體內(nèi)壁(用來(lái)形成冰的冷凍表面)上差的熱交換以及較差的蒸發(fā)，由此降低了形成冰的生產(chǎn)率和效率。
由于這些問(wèn)題，現(xiàn)有的內(nèi)部直接膨脹內(nèi)部型的淡水制薄片冰機(jī)器在突然停機(jī)和重新開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中已經(jīng)不能特別滿意地操作，并且除了成本高之外，也不耐用且不衛(wèi)生，效率經(jīng)常較低。因此，本發(fā)明力圖消除前述的這些缺陷或者至少將它們減到最小。下面簡(jiǎn)述提出的一些解決方案i.本發(fā)明的一個(gè)顯著的特征就是底部制冷劑進(jìn)口直接膨脹系統(tǒng)(像在半滿溢蒸發(fā)系統(tǒng)中得到的一樣，其在蒸發(fā)器盤(pán)管中能夠達(dá)到該蒸發(fā)效率)，在此，在頂部出口排出的氣體完全被蒸發(fā)，因此沒(méi)有可能損壞閥和活塞的液錘問(wèn)題。這種型式的機(jī)器能夠克服上面詳細(xì)描述的突然停機(jī)的問(wèn)題。
ii.本發(fā)明能夠使用不銹鋼缸體(cylinder)作為冷凍表面，能夠延續(xù)它的壽命，而不必像傳統(tǒng)機(jī)器一樣影響冷凍效率，這樣就消除了涉及生銹和衛(wèi)生的問(wèn)題，并且除了成本經(jīng)濟(jì)之外增加了耐久性。和碳鋼相比不銹鋼是較差的熱傳導(dǎo)體的事實(shí)是不重要且不足道的，因?yàn)楣潭ㄔ谥苯优蛎洷P(pán)管的正方形通道中的導(dǎo)流板的使用克服了這一問(wèn)題，導(dǎo)流板有助于將制冷劑流引導(dǎo)到需要的部位，從而更加有效地蒸發(fā)。
iii.導(dǎo)流板，其作為本發(fā)明最顯著的特征，用來(lái)在直接膨脹蒸發(fā)盤(pán)管的預(yù)定部位使制冷劑流偏斜，從而將制冷劑流引向即時(shí)吸熱的直接膨脹蒸發(fā)盤(pán)管的內(nèi)壁，并且在蒸發(fā)過(guò)程中即時(shí)冷凍該內(nèi)缸體11。依次地，這將冷凍蒸發(fā)器14的內(nèi)壁，從而制造更有效的用于形成冰的冷凍表面。在流向上的改變也有助于排除形成在該膨脹蒸發(fā)器的盤(pán)管內(nèi)壁上的制冷劑蒸發(fā)泡沫，并且由此提高熱交換效率，以及更快的蒸發(fā)。
iv.作為替換實(shí)施形式，本發(fā)明的制薄片冰機(jī)器也能使用碳鋼，一薄層鍍鉻表面〔像在傳統(tǒng)的內(nèi)部直接膨脹型淡水制薄片冰機(jī)器中的一樣〕與導(dǎo)流板固定在一起，從而獲得甚至好得多的冷凍效率。由于本發(fā)明不是基于像在傳統(tǒng)型式的機(jī)器中的壓力容器那樣的概念，所以缸體的壁可以用薄得多的碳鋼來(lái)制造，以代替在傳統(tǒng)的滿溢式機(jī)器中承受高壓需要的厚厚的壁部。更薄的壁進(jìn)一步提高了熱交換率，從而除了能夠得到更小、更輕、更廉價(jià)的制薄片冰機(jī)器之外，還能提供更好的蒸發(fā)和更有效地形成冰。
采用該技術(shù)方案能夠顯著地減小體積和成本，提高機(jī)器的衛(wèi)生程度和壽命周期，并且增加了直接膨脹蒸發(fā)器盤(pán)管缸體，更重要的是提高了制薄片冰機(jī)器的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。根據(jù)本發(fā)明，可以期望該機(jī)器將更加持久，能夠更滿意和更有效地操作，從而更加有益于用戶且更加經(jīng)濟(jì)。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種新型的制薄片冰機(jī)器，它沒(méi)有在現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器中面臨的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制薄片冰機(jī)器，它能夠廉價(jià)地獲得，并且體積更小、更易于操作。
本發(fā)明的另一目的是提供一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易于制造和操作的制薄片冰機(jī)器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種提高整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率和生產(chǎn)率的制薄片冰機(jī)器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種衛(wèi)生和耐久的制薄片冰機(jī)器。
由一種制薄片冰機(jī)器可以獲得本發(fā)明的這些和其他目的，該制薄片冰機(jī)器包括-圓筒形蒸發(fā)器1，它具有同心地安裝的一內(nèi)缸體11和一外缸體12，從而限定在它們之間的一空腔13，所述的蒸發(fā)器具有一內(nèi)壁14；-水流分配裝置2，用于使從頂部輸入的要被冷凍的水向下流動(dòng)，并且一水流分配裝置用于將從底部和泵輸入的要被冷凍的水泵送到和配水器固定在一起的圓形水盤(pán)(water pan)，配水器的作用是將水分配給所述蒸發(fā)器1的內(nèi)壁14；安裝在所述蒸發(fā)器內(nèi)部中心的細(xì)長(zhǎng)的刮冰裝置4，其特征在于，所述的蒸發(fā)器1設(shè)有直接膨脹蒸發(fā)盤(pán)管3，該蒸發(fā)盤(pán)管3通過(guò)下面的方式形成用多個(gè)圓形金屬板繞著該缸體11的內(nèi)壁固定地焊接，并且將該金屬板的相對(duì)的邊緣分別和一金屬薄板焊接，該金屬薄板覆蓋從上到下纏繞該缸體的所有間隙，其最終的產(chǎn)品是缸體的外壁12和在所述空腔13內(nèi)的多個(gè)正方形通道63。
為了進(jìn)一步提高冷卻效率，直接膨脹蒸發(fā)盤(pán)管3的制冷劑通道(正方形通道)內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流板53，從而使制冷劑的流動(dòng)方向向直接膨脹蒸發(fā)盤(pán)管的內(nèi)壁偏斜。蒸發(fā)器盤(pán)管3的內(nèi)壁也是缸體的內(nèi)壁14，它也用作形成薄片冰的冷凍表面。
附圖的簡(jiǎn)要描述在結(jié)合附圖研究該詳細(xì)說(shuō)明之后，將清楚本發(fā)明的其他方面和它們的優(yōu)點(diǎn)。其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制薄片冰機(jī)器的剖面?zhèn)纫晥D，圖2表示在正方形通道中的制薄片冰機(jī)器的導(dǎo)流板的剖面頂視圖，在該通道內(nèi)，制冷劑蒸發(fā)和流動(dòng)。
附圖的詳細(xì)描述現(xiàn)在參考圖1和圖2，它們表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制薄片冰機(jī)器的剖面?zhèn)纫晥D和頂視圖。在本發(fā)明的最寬廣的方面中，該制薄片冰機(jī)器包括圓筒形蒸發(fā)器1，水流分配裝置2和細(xì)長(zhǎng)的刮冰裝置4。
該圓筒形蒸發(fā)器1具有內(nèi)缸體11和外缸體12，它們同心地安裝以確定在它們之間的空腔13。缸體的內(nèi)壁成為用作冷凍表面的蒸發(fā)器14的內(nèi)壁，該冷凍表面是圓形的從而限定一冷凍腔15。有利的是，為了保存熱損失，在外側(cè)使用任一公知的絕熱材料16例如聚氨酯使蒸發(fā)器1和外面隔絕。和傳統(tǒng)的制薄片冰機(jī)器不一樣，本發(fā)明的制薄片冰機(jī)器具有蒸發(fā)器1，該蒸發(fā)器配備有固定在直接膨脹蒸發(fā)器盤(pán)管3的正方形通道內(nèi)的導(dǎo)流板，該直接膨脹(direct expansion)蒸發(fā)器盤(pán)管3同心地裝在空腔13里面。
在冷凍腔15的頂部安裝一水流分配裝置2。該水流分配裝置2包括主軸21；圓形水盤(pán)22分配管23，它們均勻地成角度間隔開(kāi)。這樣，可以均勻地引導(dǎo)將被冷凍的水并向下與在蒸發(fā)器1的內(nèi)壁14上的薄板中上升的制冷劑逆流，以便更好地進(jìn)行熱交換，從而得到更有效的冷凍。
細(xì)長(zhǎng)的刮冰裝置4包括裝在蒸發(fā)器1的冷凍腔15內(nèi)部中心的心軸41，支架42和由堅(jiān)硬的不銹鋼制成的刮冰刀片43。為了容易地維修和更換，該刀片43可拆卸地安裝到支架42上，而該支架被安裝到可旋轉(zhuǎn)的心軸41上。為了這些目的和衛(wèi)生以及伴隨較少維修地運(yùn)行較長(zhǎng)的壽命，選擇堅(jiān)硬的不銹鋼用于刮冰裝置4。
現(xiàn)在參考圖2，圖2表示在該膨脹蒸發(fā)盤(pán)管的正方形通道內(nèi)的導(dǎo)流板。提供低效冷卻的現(xiàn)有技術(shù)的制薄片冰機(jī)器的多個(gè)顯著缺陷中的一個(gè)就在于蒸發(fā)器?，F(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器的蒸發(fā)器包括內(nèi)缸體和外缸體，從而限定一蒸發(fā)腔。設(shè)置進(jìn)口裝置和出口裝置，用于引入和排出制冷劑。厚厚的金屬壁、阻止熱交換的較大尺寸和大容量滿溢式的蒸發(fā)腔導(dǎo)致少的制冷劑蒸發(fā)。另外，離心力的作用也引起更多的制冷劑和直接膨脹蒸發(fā)器的外壁接觸，而不是內(nèi)壁接觸，由此導(dǎo)致低效制冷。在本發(fā)明中，優(yōu)選直接膨脹的型式。為了在本發(fā)明中改進(jìn)蒸發(fā)流，該蒸發(fā)器6設(shè)有膨脹盤(pán)管3，該膨脹盤(pán)管在冷凍腔65的底部具有進(jìn)口裝置51，在冷凍腔65的頂部具有出口裝置52。將該膨脹蒸發(fā)盤(pán)管5同心地固定并焊接形成圓筒形蒸發(fā)器6的正方形通道63。
為了進(jìn)一步提高冷卻效率，在膨脹盤(pán)管(3)中設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板(53)。在確定的部位將多個(gè)導(dǎo)流板53均勻地間隔開(kāi)并且傾斜一預(yù)定的角度，從而將制冷劑流引向冷凍面也即蒸發(fā)器6的內(nèi)壁64。在本發(fā)明中，原則上優(yōu)選正方形截面的膨脹盤(pán)管3，以便容易地安裝導(dǎo)流板。
由于其固有的防銹特性，所以選擇不銹鋼作為內(nèi)部的缸體壁3和導(dǎo)流板53的材料，從而確保衛(wèi)生并且比以前持久。
回來(lái)參考圖1和2，進(jìn)入在底部的進(jìn)口裝置51的制冷劑將向上流到在頂部的出口裝置52。隨著制冷劑向上流動(dòng)，沿著蒸發(fā)器1的內(nèi)壁14的路線，由導(dǎo)流板53將該制冷劑偏斜。這帶來(lái)了兩個(gè)效果。第一，除了具有更好的熱交換效率、更容易操作并且由恒溫膨脹閥控制外，可以獲得直接膨脹半滿溢(semi-flooded)蒸發(fā)效果，從而離開(kāi)頂部的出口裝置52的制冷劑被完全蒸發(fā)，因此消除了在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)瞬間停止的情況下可能損壞壓縮機(jī)的閥和活塞的液錘(liquid hammer)。第二，由于制冷劑流朝向內(nèi)壁64的偏斜，可以得到更好的接觸和蒸發(fā)，并且現(xiàn)在具有高得多的冷卻效果，即形成更多的冰7。作為替換實(shí)施形式，能夠引導(dǎo)制冷劑從頂部流到底部，但是由于重力的作用，里面有較少的制冷劑，更干燥，所以效率較低。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試期間發(fā)現(xiàn)15H.P(馬力)的壓縮機(jī)單元，使用不銹鋼缸體而沒(méi)有導(dǎo)流板的制薄片冰機(jī)器每24小時(shí)制造2300kg的冰，而裝有導(dǎo)流板具有同樣功率的另一種相似的機(jī)器每24小時(shí)制造3000kg的冰。裝有碳鋼鍍鉻缸體的15H.P的傳統(tǒng)機(jī)器每24小時(shí)也能制造3000kg的冰，但是它不能持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間。雖然在上面的詳細(xì)說(shuō)明中已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和它們的好處，但是本發(fā)明不限于此，而是僅由所附的權(quán)利要求的精神和范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種制薄片冰機(jī)器，包括-圓筒形蒸發(fā)器(1)，它具有同心地安裝的一不銹鋼內(nèi)缸壁(11)和一碳鋼或者低碳鋼的外壁(12)，從而限定在它們之間的一空腔(13)，所述的蒸發(fā)器具有一內(nèi)壁(14)；-水流分配裝置(2)，用于引導(dǎo)將要被冷凍的水向下流進(jìn)在所述蒸發(fā)器(1)的內(nèi)壁(14)上的薄板中；-細(xì)長(zhǎng)的刮冰裝置(4)，它安裝在所述蒸發(fā)器(1)內(nèi)部的中心，其特征在于，所述的蒸發(fā)器(1)設(shè)有螺旋地安裝在所述空腔(13)內(nèi)的一直接膨脹蒸發(fā)盤(pán)管(3)，所述的膨脹蒸發(fā)盤(pán)管(3)具有在冷凍腔(65)底部的一進(jìn)口裝置(51)和在頂部的一出口裝置(52)。
2.如權(quán)利要求1所述的制薄片冰機(jī)器，其特征還在于，所述的膨脹蒸發(fā)盤(pán)管(3)的橫截面是正方形。
3.如權(quán)利要求2所述的制薄片冰機(jī)器，其特征還在于，所述的膨脹蒸發(fā)盤(pán)管(3)在該盤(pán)管的確定的預(yù)定部位設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流板(53)。
4.如權(quán)利要求3所述的制薄片冰機(jī)器，其特征還在于，所述的多個(gè)導(dǎo)流板(53)以相等的間隔隔開(kāi)。
5.如權(quán)利要求3所述的制薄片冰機(jī)器，其特征還在于，所述的多個(gè)導(dǎo)流板(53)相對(duì)于所述的膨脹蒸發(fā)盤(pán)管(3)的壁傾斜一預(yù)定的角度。
6.如權(quán)利要求2或3所述的制薄片冰機(jī)器，其特征還在于，所述的膨脹盤(pán)管(3)和所述的導(dǎo)流板(53)由不銹鋼制造。
7.如權(quán)利要求3所述的制薄片冰機(jī)器，其特征還在于，所述的膨脹盤(pán)管(3)和所述的導(dǎo)流板(53)也能夠由碳鋼制造，但是具有在下列方面的改進(jìn)制薄片冰機(jī)器的體積減小，由此導(dǎo)致除了能夠獲得具有和傳統(tǒng)的大體積且較貴的機(jī)器可比的效率之外，還可獲得作為更小、更輕的機(jī)器的成本經(jīng)濟(jì)且節(jié)約空間的好處。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于制造薄片冰的制薄片冰機(jī)器。該機(jī)器包括圓筒形蒸發(fā)器(1)；水流分配裝置(2)，用于引導(dǎo)將要被冷凍的水向下流進(jìn)在所述的蒸發(fā)器(1)的內(nèi)壁(14)上的薄板中；以及裝在蒸發(fā)器(1)內(nèi)部中心的細(xì)長(zhǎng)的刮冰裝置(4)。和傳統(tǒng)的薄片冰制造機(jī)器不一樣，本發(fā)明的薄片冰制造機(jī)器具有設(shè)置有膨脹盤(pán)管(3)的蒸發(fā)器(1)。為了提高工作效率，該膨脹盤(pán)管(3)還設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流板(53)。
文檔編號(hào)F25C1/14GK1447086SQ0310760
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者陸基文 申請(qǐng)人:陸基文