專利名稱：流體冰制備方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備流體冰的方法，同時本發(fā)明還涉及采用該方法制備流體冰的直O(jiān)背景技術(shù)
流體冰，又稱為泥狀冰或冰漿，是顆粒狀冰晶與水溶液如淡水、鹽水或海水組成的 均勻兩相混合物。近年來，流體冰的產(chǎn)生與應(yīng)用在制冰界引起廣泛關(guān)注。流體冰是由細小冰 顆粒與水構(gòu)成的混合物，由于流體冰制取過程中在固體傳熱面上無冰層產(chǎn)生，實現(xiàn)完全流 動換熱，是動態(tài)制冰范疇，因為動態(tài)制冰過程傳熱溫差小，制取流體冰的熱力性能系數(shù)可比 制取塊冰提高近一倍。此外，由于所制取的流體冰具有蓄冷密度大、傳熱性能良好，可流動 性與可泵送性等顯著優(yōu)點，發(fā)達國家正在大力開發(fā)基于動態(tài)制冰技術(shù)的冰蓄冷設(shè)備，日本、 美國等國家已將其用于冰蓄冷空調(diào)技術(shù)中，初步顯示了其優(yōu)越的性能。同時，流體冰技術(shù)也 是當今世界漁業(yè)生產(chǎn)與加工行業(yè)中最有潛力和最受關(guān)注的高科技制冷保鮮技術(shù)。目前的流 體冰基本都是利用對水或水溶液直接降溫冷卻產(chǎn)生的，需要專門的流體冰制備設(shè)備，這些 裝置為了避免冰晶在冷卻壁面上結(jié)晶通常采用刮削除冰、碰撞除冰、真空制冰和水與冷媒 直接接觸等方法，雖然能實現(xiàn)流體冰的持續(xù)產(chǎn)出，但使制冰設(shè)備的結(jié)構(gòu)復雜、成本高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流體冰制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在制備流體冰時 需要專門的流體冰制備設(shè)備，而造成制冰設(shè)備的結(jié)構(gòu)復雜、成本高的問題。同時，本發(fā)明的 目的還在于提供使用該方法制備流體冰的裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的流體冰制備方法采用如下技術(shù)方案一種流體冰制備 方法，該方法包括如下步驟a.利用制冰機產(chǎn)出固體碎冰，并通過加料器將產(chǎn)出的固體碎冰送入射流泵的被吸流 體進口中；b.通過流體泵給水加壓并將加壓后的有壓水由射流泵的弓I射流體進口送入射流泵 使有壓水通過射流泵的噴嘴噴出形成射流將固體碎冰卷入射流泵，有壓水與固體碎冰在射 流泵中進行能量和動量交換，在能量和動量的交換過程中固體碎冰融化并與有壓水混合形 成流體冰。
所述固體碎冰為冰片或顆粒狀冰塊。
所述的水為來冷水機組的冷水。
所述的水為常溫水。
本發(fā)明的流體冰制備裝置采用如下技術(shù)方案一種流體冰制備裝置，該流體冰制備裝置包括射流泵，射流泵的引射流體進口通過流 體泵與冷水機組的出水口和/或常溫水池通過水管連通，所述冷水機組的出口處的水管上 設(shè)置有冷水開關(guān)閥，所述常溫水水池的出水口處的水管上設(shè)置有常溫水開關(guān)閥，射流泵的被吸流體進口通過加料器與制備固體碎冰的制冰機的出口相連。
所述的流體泵與射流泵之間設(shè)置有進水調(diào)節(jié)閥。
所述制冰機與加料器之間設(shè)置有進料調(diào)節(jié)閥。
所述的射流泵出料口處設(shè)置有流體冰調(diào)節(jié)閥。
所述射流泵的出料口與流體冰蓄存器相連。
本發(fā)明通過射流泵將已經(jīng)加壓的水和固體碎冰混合使有壓水與固體碎冰之間進 行能量和動量交換，在兩者的能量和動量的交換過程中，固體碎冰融化并與有壓水充分混 合形成流體冰，在這個過程中，混合物的溫度不會進一步降低，再加上混合物具有一定的動 量，在流動的沖刷下，射流泵的壁上不會結(jié)晶，射流泵的內(nèi)部容積不會減小，可持續(xù)產(chǎn)出流 體冰。同時，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，不需要配備專門的設(shè)備即可制冰，設(shè)備成本低，制冰效率 尚ο
本發(fā)明將來自冷水機組的冷水用于制作流體冰，將冷量儲存在流體冰中，可將傳 統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)改造成蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)用電負荷的轉(zhuǎn)移和降低空調(diào)系統(tǒng)的運行成本。
本發(fā)明可以通過操作常溫水開關(guān)閥和冷水開關(guān)閥實現(xiàn)冷水制冰和常溫水制冰的 切換，同時，還可以通過進水調(diào)節(jié)閥和流體冰調(diào)節(jié)閥對引射流體的流量和固體冰的流量進 行控制和調(diào)節(jié)，以便生產(chǎn)出滿足各種工業(yè)需要的具有不同含冰率的流體冰。


圖1是本發(fā)明的流體冰制備裝置的原理圖。
具體實施方式
一種流體冰制備方法的實施例1，該方法包括如下步驟a.先利用制冰機產(chǎn)出固 體碎冰，這里的固體碎冰可以是冰片也可以是顆粒狀冰塊，在實際生產(chǎn)中，固體冰內(nèi)可以含 有少量的水也可就是說可以是含冰濃度很高的冰水混合物，然后通過加料器將固體碎冰輸 送到射流泵的被吸流體進口處；這里的加料器可以是現(xiàn)有技術(shù)中的各種固體物料加料裝 置。b.將流體泵的進口與盛放常溫水的水池連通，將流體泵的出口與射流泵的引射流體進 口相連，通過流體泵給常溫水加壓，經(jīng)過流體泵加壓的有壓水進入射流泵的引射流體進口 并由射流泵的噴嘴噴出形成射流，在射流的紊動作用下，由射流泵的被吸流體進口進入的 固體碎冰不斷被卷入射流內(nèi)部，引射流體水和被吸流體固體碎冰的溫度、動能均不同，在卷 吸混合的過程中，兩種流體進行能量和動量的交換，固體碎冰融化到引射流體水中，形成細 小的冰晶，隨著混合流體在射流泵的喉管和擴散管內(nèi)的繼續(xù)流動，固體碎冰的融化過程也 不斷進行，固體碎冰不斷與引射流體混合，最終形成流體冰。
一種流體冰制備方法的實施例的實施例2，本實施例與實施例1的區(qū)別僅在于本 實施例的流體泵的進口與冷水機組的出水口相連，來自冷水機組的冷水通過流體泵的加壓 作用形成有壓水后進入射流泵中并從射流泵的噴嘴中噴出形成射流去引射固體碎冰并與 固體碎冰在射流泵中形成流體冰，由于引射流體為冷水，冷水機組常態(tài)工況生產(chǎn)出7°C水， 0°C固體碎冰與冷水的溫差較小，溶解量不多，可以形成較高含冰率的流體冰，流體冰可以 蓄存更多的冷量。
一種流體冰制備裝置的實施例，在圖1中，該流體冰制備包括射流泵，射流泵包括噴嘴5，噴嘴5的進口構(gòu)成射流泵的引射流體進口，噴嘴5的出口伸入射流泵的混合室6中， 混合室6的一端封閉，另一端與直徑較小的喉管7相連，喉管7的另一端與擴散管8相連， 擴散管8為錐形管，擴散管8的直徑較小的一端與喉管7連通，擴散管8的另一端形成射流 泵的出料口，該出料口與流體冰輸送管9連通，流體冰輸送管9的另一端與流體冰蓄存器10 的進口連通，流體冰輸送管9上設(shè)置有流體冰調(diào)節(jié)閥14，流體冰調(diào)節(jié)閥14靠近擴散管8設(shè) 置。射流泵的被吸流體進口通過加料器3與制冰機2的出口相連通，加料器3與制冰機2 之間設(shè)置有進料調(diào)節(jié)閥12。射流泵的引射流體進口通過進水調(diào)節(jié)閥13與流體泵4的出口 相連，流體泵4的進口通過水管與冷水機組1的出口相連，流體泵4與冷水機組1之間的水 管上設(shè)置有三通17，三通17的兩個開口分別與流體泵4和冷水機組1連通，三通17的另一 個開口通過水管與常溫水池11連通，常溫水池出口處的水管上設(shè)置有常溫水開關(guān)閥15，冷 水機組1的出口處設(shè)置有冷水開關(guān)閥16。
流體冰制備裝置的實施例中的流體泵通過一個三通分別與常溫水池和冷水機組 相連，根據(jù)實際需要，流體泵也可以僅與冷水機組相連。
流體冰制備裝置的實施例中設(shè)置了進水調(diào)節(jié)閥、進料調(diào)節(jié)閥以及流體冰調(diào)節(jié)閥， 這些調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)生產(chǎn)出不同含冰率的流體冰，在生產(chǎn)單一含冰率的流體冰時，也可以 不設(shè)置這些調(diào)節(jié)閥。
流體冰制備裝置的實施例中設(shè)置了流體冰蓄存器，當生產(chǎn)出來的流體冰需要直接 傳輸?shù)接帽O(shè)備中，不需要存儲起來時，也可以不設(shè)置流體冰蓄存器。
流體冰制備方法與流體冰制備裝置的實施例中涉及到的射流泵為現(xiàn)有技術(shù)，射流 泵是利用射流紊動擴散作用，來傳遞能量和質(zhì)量的流體機械和混合反應(yīng)設(shè)備。它由噴嘴、喉 管、擴散管及混合室等部件組成。它的工作原理是有壓流體(液體或氣體)通過噴嘴射 出，在噴嘴口處由于射流邊界層的紊動擴散作用，與周圍被吸流體發(fā)生動量交換，這兩股流 體在喉管入口段及喉管內(nèi)混合.進行能量和質(zhì)量傳遞，于是工作流體的速度減小，被吸流體 的速度增大，兩者的速度在喉管出口處漸趨一致。流體的壓力在噴嘴出口處到喉管入口斷 面是降低的，以后逐漸增高，通過擴散管將混合流體的動能轉(zhuǎn)換成壓能，壓力進一步升高。 混合流體沿排出口被輸送到用戶去。射流泵的具體形式與尺寸各異，但基本工作原理相同， 只要能實現(xiàn)本發(fā)明目的的射流泵均可應(yīng)用。
以上實施例中的固體碎冰為冰片或是顆粒狀的小冰塊，作為這兩種冰種的擴展， 也可以采用塊狀的冰進行流體冰的生產(chǎn)，只是，在通過加料器將尺度較大的冰塊送進射流 泵前，先使冰塊破碎成小冰塊，或者與水相溶形成較小冰塊的冰水混合物，再將其送入射流泵中。
權(quán)利要求
1.一種流體冰制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟a.利用制冰機產(chǎn)出固體碎冰，并通過加料器將產(chǎn)出的固體碎冰送入射流泵的被吸流體 進口中；b.通過流體泵給水加壓并將加壓后的有壓水由射流泵的引射流體進口送入射流泵使 有壓水通過射流泵的噴嘴噴出形成射流將固體碎冰卷入射流泵，有壓水與固體碎冰在射流 泵中進行能量和動量交換，在能量和動量的交換過程中固體碎冰融化并與有壓水混合形成 流體冰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體冰制備方法，其特征在于所述固體碎冰為冰片或顆粒 狀冰塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體冰制備方法，其特征在于所述的水為來自冷水機 組的冷水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體冰制備方法，其特征在于所述的水為常溫水。
5.一種流體冰制備裝置，其特征在于該流體冰制備裝置包括射流泵，射流泵的引射 流體進口通過流體泵與冷水機組的出水口和/或常溫水池通過水管連通，所述冷水機組的 出口處的水管上設(shè)置有冷水開關(guān)閥，所述常溫水水池的出水口處的水管上設(shè)置有常溫水開 關(guān)閥，射流泵的被吸流體進口通過加料器與制備固體碎冰的制冰機的出口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5述的流體冰制備裝置，其特征在于所述的流體泵與射流泵之間設(shè) 置有進水調(diào)節(jié)閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6述的流體冰制備裝置，其特征在于所述制冰機與加料器之間 設(shè)置有進料調(diào)節(jié)閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體并制備裝置，其特征在于所述的射流泵出料口處設(shè)置 有流體冰調(diào)節(jié)閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體并制備裝置，其特征在于所述的射流泵出料口處設(shè)置 有流體冰調(diào)節(jié)閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9權(quán)利要求所述的流體冰制備裝置，其特征在于所述射流泵的出料 口與流體冰蓄存器相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體冰制備方法及其裝置，其方法包括如下步驟a.利用制冰機產(chǎn)出固體碎冰，并通過加料器將產(chǎn)出的固體碎冰送入射流泵的被吸流體進口中；b.通過流體泵給水加壓并將加壓后的有壓水由射流泵的引射流體進口送入射流泵使有壓水通過射流泵的噴嘴噴出形成射流將固體碎冰卷入射流泵的混合室，有壓水與固體碎冰在射流泵中進行能量和動量交換，在能量和動量的交換過程中固體碎冰融化并與有壓水混合形成流體冰。其裝置包括射流泵，射流泵的引射流體進口通過流體泵與冷水機組和/或者常溫水池的出水口相連，射流泵的被吸流體進口通過加料器與制備固體碎冰的制冰機的出口相連。
文檔編號F25C1/00GK102042727SQ20101057706
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者付主木, 李健, 梁坤峰, 王站成, 羅浩, 芮勝軍, 董彬, 高春艷 申請人:河南科技大學