專利名稱：冰漿制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種動態(tài)制備冰漿的冰漿制備裝置。
背景技術(shù)：
長久以來，冰在空調(diào)、保鮮以及エ業(yè)加工過程中都有著廣泛的應(yīng)用，尤其值得ー提的是，隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，造成了電カ供應(yīng)緊張，電網(wǎng)負(fù)荷不平衡現(xiàn)象日益突出，日用電峰谷差和年用電峰谷差増大。冰蓄冷成為ー種重要的解決方法，有著重要的節(jié)能意義。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(xì)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，因此動態(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(dá)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(dāng)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木。為了提高制冰效率，申請?zhí)枮?00720100037. 7的中國專利說明書公開了一種高濃度流化冰的制冰系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包括一立式雙缸套冰結(jié)晶器，該結(jié)晶器包括內(nèi)缸和套在內(nèi)缸外側(cè)并與內(nèi)缸的外壁共同形成有流動制冷劑的制冷劑蒸發(fā)室的密閉外壁。外壁上端設(shè)置有制冷劑出口，下端設(shè)置有制冷劑入口 ；內(nèi)缸上下兩端位于外壁的外端，內(nèi)缸的下端設(shè)置有制冰用水溶液的入ロ，上端設(shè)置有流體冰流出ロ。該實用新型創(chuàng)造的制冷系統(tǒng)包括制冷壓縮機(jī)、冷凝換熱器、熱カ膨脹閥、與設(shè)置在立式雙缸套冰結(jié)晶器外部的制冷劑蒸發(fā)器，制冷壓縮機(jī)的出口端與冷凝換熱器的ー個端ロ相連，冷凝換熱器的另ー個端ロ通過熱カ膨脹閥與制冷劑蒸發(fā)器的制冷劑入口相連，制冷劑蒸發(fā)器的制冷劑出口與制冷壓縮機(jī)的制冷劑進(jìn)ロ相連，該實用新型創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)簡單，制冰效率高、故障率低、可直接用鹽溶液制得高濃度流化冰，但是，該實用新型創(chuàng)造的制冷系統(tǒng)的冷量還有進(jìn)一歩利用的空間，并且在制冰過程中，冰晶容易結(jié)在內(nèi)缸壁上，致使制冰的有效空間減小。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能量利用率高、制冰效率高的冰漿制備裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案ー種冰漿制備裝置，包括結(jié)晶器，所述的結(jié)晶器包括載冷劑流通通道，所述載冷劑流通通道在流動方向上分為第一制冷段和第二制冷段，第一制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第一級蒸發(fā)器，第二制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第二級蒸發(fā)器，兩級蒸發(fā)器分別用于與制冷機(jī)組相連，所述載冷劑流通通道靠近第一制冷段的端ロ為載冷劑進(jìn)ロ，靠近第二制冷段的端ロ為載冷劑出ロ，兩制冷段之間設(shè)置有進(jìn)水通道。所述的進(jìn)水通道上連通設(shè)置有一氣液噴嘴，該氣液噴嘴的氣體進(jìn)ロ用干與空氣壓縮機(jī)的出口相連，液體進(jìn)ロ用干與水管相連。所述氣液噴嘴包括外管，外管的后端ロ為液體進(jìn)ロ，前端ロ為氣體出ロ，外管內(nèi)固定設(shè)置有內(nèi)管，內(nèi)管的后端固定在外管的管壁上并且內(nèi)管的后端ロ與液體進(jìn)ロ連通，內(nèi)管的前端ロ為液體出口，內(nèi)管的前段與外管之間具有氣體通道，外管上設(shè)置有與氣體通道連通的氣體進(jìn)ロ。所述的氣液噴嘴通過氣液噴嘴座與進(jìn)水通道連通，所述載冷劑流通通道的第一制冷段和第二制冷段通過氣液噴嘴座連通，氣液噴嘴座內(nèi)設(shè)置有延伸至兩端的內(nèi)通道，第一制冷段和第二制冷段分別固定在氣液噴嘴座的兩端并均與氣液噴嘴座的內(nèi)通道連通，所述進(jìn)水通道設(shè)置在氣液噴嘴座的側(cè)面上，進(jìn)水通道與氣液噴嘴座的內(nèi)通道連通，所述氣液噴嘴固定安裝在進(jìn)水通道中。所述載冷劑流通通道上設(shè)置有壓縮氣體的導(dǎo)入ロ，所述導(dǎo)入ロ處于載冷劑流通通道上第一制冷段的端頭部位，所述壓縮氣體的導(dǎo)入口用干與空氣壓縮機(jī)相連。 所述壓縮氣體的導(dǎo)入口通過充氣噴嘴用干與空氣壓縮機(jī)相連。本實用新型的第一級蒸發(fā)器先在第一制冷段上對載冷劑進(jìn)行冷卻，將載冷劑冷卻到-5°C以下，-15°C以上，得到低溫制冷劑，被第一級蒸發(fā)器冷卻后的載冷劑流經(jīng)兩個制冷段之間的進(jìn)水通道處時會得來自進(jìn)水通道的水，水進(jìn)入載冷劑后隨載冷劑一起流到第二制冷段內(nèi)被第二級蒸發(fā)器進(jìn)ー步冷卻。水與載冷劑換熱結(jié)晶得到流體冰。由于形成冰晶的水是在兩制冷段之間噴入載冷劑中的，與載冷劑流通通道的側(cè)壁接觸的大部分都是載冷劑，水是通過與載冷劑換熱而結(jié)晶的，因此，載冷劑流通通道的側(cè)壁上不會出現(xiàn)厚厚的冰層，制冰的有效空間不會減小。本實用新型的水是采用水與壓縮氣體的氣液混合物的方式噴入的，氣液混合物是通過氣液噴嘴導(dǎo)入載冷劑流通通道的，氣液噴嘴具有內(nèi)外兩個流道，外側(cè)為壓縮氣體流道，內(nèi)側(cè)為水流道，高速氣體裹挾水噴入換熱管內(nèi)，水在噴嘴ロ還沒來得吸收冷量就被噴入載冷劑中了，可以防止水在噴嘴ロ處結(jié)冰導(dǎo)致冰堵。并且氣體的導(dǎo)入會對流體產(chǎn)生擾動作用，防止水在載冷劑流通通道的側(cè)壁上結(jié)冰，并且液體的擾動會提高換熱效率。本實用新型的載冷劑流通通道上在第一制冷段的端頭部位設(shè)置有壓縮氣體的導(dǎo)入口，由導(dǎo)入口導(dǎo)入的壓縮氣體對載冷劑進(jìn)行攪拌、震蕩，改善載冷劑在管內(nèi)的流動狀態(tài)，強化第一級蒸發(fā)器的換熱，提高換熱效率，優(yōu)化能量的利用。

圖I是本實用新型的冰漿制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中的充氣噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I中的氣液噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖I中的裝配有充氣噴嘴的充氣噴嘴座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖I中的裝配有氣液噴嘴的氣液噴嘴座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
ー種冰漿制備方法的實施例，該方法采用兩級冷卻的方式進(jìn)行冰漿的制備，利用載冷劑與制冷劑進(jìn)行換熱，再將載冷劑含有的冷量傳遞給水使得水結(jié)晶形成冰漿，該方法具體包括如下步驟首先，對載冷劑進(jìn)行第一級冷卻，在ー級冷卻的過程，根據(jù)不同的需要將載冷劑冷卻到_5°C以下，-15°C以上，得到低溫載冷劑；然后，向溫度已降低的載冷劑中噴入水；這里水是以小水滴的形式噴入的；最后，對噴入水后的載冷劑進(jìn)行ニ級冷卻，再此冷卻過程中噴入的水滴與載冷劑進(jìn)行換熱結(jié)晶產(chǎn)生冰晶，并持續(xù)冷卻，使水全部結(jié)晶形成冰漿。該方法還在第一級冷卻階段中向載冷劑中通入壓縮氣體，壓縮氣體使得載冷劑產(chǎn)生擾動，強化換熱效果，提高換熱效率，同時使得載冷劑的溫度平衡，讓載冷劑被均勻冷卻。 在第二級冷卻過程中也向載冷劑中通入了壓縮氣體，這里的壓縮氣體是通過氣液混合物的方式與水一起噴入的，通過氣液噴嘴將水和壓縮氣體一同噴入載冷劑中，為載冷劑提供制冰的原料，同吋，壓縮氣體與水同時噴入會將水打散使水形成水滴，方便冰漿的形成并且防止水結(jié)成大的冰塊堵塞氣液噴嘴4的噴嘴ロ。本實施例中的載冷劑可以是鹽水，こニ醇溶液，油類或醇類物質(zhì)。本實施例中的水可以是自來水也可以是純凈水。ー種冰漿制備裝置的實施例，在圖廣5中，該冰漿制備裝置主要由ー個結(jié)晶器組成，結(jié)晶器具有ー個載冷劑流通通道8，載冷劑流通通道8在流動方向上分為第一制冷段和第二制冷段，第一制冷段與第二制冷段通過氣液噴嘴座7連通，氣液噴嘴座7內(nèi)具有內(nèi)通道，內(nèi)通道延伸到氣液噴嘴座7的兩端，第一制冷段與第二制冷段通過螺紋固定裝配在氣液噴嘴座7的兩端并分別與內(nèi)通道的兩端連通。第一制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第一級蒸發(fā)器，第二制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第二級蒸發(fā)器。第一級蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)ロ 9和制冷劑出ロ 3分別與制冷機(jī)組相連，第二級蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)ロ 6和制冷劑出ロ 5也分別與制冷機(jī)組相連，兩級蒸發(fā)器并聯(lián)設(shè)置，分別為載冷劑流通通道8內(nèi)流過的載冷劑降溫。載冷劑流通通道8靠近第一級蒸發(fā)器的端ロ為載冷劑進(jìn)ロ 10，載冷劑流通通道8靠近第二級蒸發(fā)器的一端的端ロ為載冷劑出ロ。在載冷劑進(jìn)ロ與第一蒸發(fā)器之間的載冷劑流通通道8上串設(shè)有具有內(nèi)孔的充氣噴嘴座2，載冷劑流通通道8上與充氣噴嘴座2之間通過螺紋固定連接。在氣液噴嘴座7的側(cè)壁上均布有四個進(jìn)水通道，各個進(jìn)水通道的內(nèi)端ロ均傾斜朝向第二制冷段，各個進(jìn)水通道的軸線與載冷劑流通通道8的軸線之間的夾角均為45度。各個進(jìn)水通道均與氣液噴嘴座7的內(nèi)通道連通。各個進(jìn)水通道內(nèi)分別通過螺紋固定安裝有氣液噴嘴4。氣液噴嘴4包括外管14，外管14的后端ロ為液體進(jìn)ロ 16，前端ロ為氣體出口，夕卜管14內(nèi)固定設(shè)置有內(nèi)管15，內(nèi)管15的后端固定在外管14的管壁上并且內(nèi)管15的后端ロ與液體進(jìn)ロ 16連通，內(nèi)管15的前端ロ為液體出口，內(nèi)管15的前段與外管14之間具有氣體通道，外管14上設(shè)置有與氣體通道連通的氣體進(jìn)ロ 17，其中內(nèi)管15的液體出ロ處為縮ロ結(jié)構(gòu)，外管14的氣體出口處也為縮ロ結(jié)構(gòu)。外管14上設(shè)置有與進(jìn)水通道的內(nèi)螺紋連接的外螺紋。液體出口與氣體出口均通過進(jìn)水通道與載冷劑流通通道8連通。氣體進(jìn)ロ用干與空氣壓縮機(jī)的出口相連，液體進(jìn)ロ 16用于與水管相連。在充氣噴嘴座2的側(cè)壁上均布有四個壓縮氣體的導(dǎo)入口，各個導(dǎo)入口均與充氣噴嘴座2的內(nèi)孔連通，并且各個導(dǎo)入口的軸向均與充氣噴嘴座2的內(nèi)孔軸線垂直。各個導(dǎo)入口內(nèi)分別通過螺紋固定安裝有充氣噴嘴I。氣液噴嘴4包括充氣管12，充氣管后端ロ為進(jìn)氣ロ 13，用于與空氣壓縮機(jī)的出ロ相連，充氣管的前端ロ為縮ロ結(jié)構(gòu)與導(dǎo)入口相連通，充氣管的外周面上設(shè)置有與導(dǎo)入口的內(nèi)壁上設(shè)置的螺紋固定配合的外螺紋。上述實施例中的冰漿制備裝置在工作時，將載冷劑從載冷劑進(jìn)口中導(dǎo)入載冷劑流通通道8，同時將第一級蒸發(fā)器和第二級蒸發(fā)器接入制冷系統(tǒng)中。載冷劑在第一級蒸發(fā)器中溫度降到-5°C以下，_15°C以上，然后進(jìn)入在第二級蒸發(fā)器中繼續(xù)降溫，在第一級蒸發(fā)器與第二級蒸發(fā)器之間采用氣液噴嘴4向載冷劑中噴入水，使水隨著載冷劑流向第二級蒸發(fā)器，水在第二級蒸發(fā)器中與載冷劑換熱結(jié)晶得到冰漿。在第一級蒸發(fā)器的端頭部位通過充氣噴嘴I向載冷劑中充入壓縮空氣，壓縮空氣對載冷劑進(jìn)行攪拌、震蕩，改善載冷劑在載冷劑流通通道8內(nèi)的流動狀態(tài)，強化第一級蒸發(fā)器的換熱效果，提高能量的利用率。噴入載冷劑中的水是采用氣液混合物的形式噴入的并利用氣液噴嘴4實現(xiàn)氣液混合物的噴入，這里的氣液噴嘴4設(shè)置了內(nèi)外同軸的兩個流道，外側(cè)為壓縮氣體流道，內(nèi)側(cè)為水流道，水從液體出ロ噴出，在進(jìn)入載冷劑流通通道8前霧化，形成小水滴，從氣體出ロ出來壓縮空氣裹挾著水滴進(jìn)入載冷劑流通通道8前，使得水滴在噴嘴ロ處來不及換熱結(jié) 冰，防止水在噴嘴ロ處結(jié)冰導(dǎo)致堵塞。水滴進(jìn)入載冷劑流通通道8前中，與管內(nèi)載冷劑換熱降溫，發(fā)生凝固相變，形成冰晶顆粒，冰晶顆粒在載冷劑的攜帯下借助壓縮空氣的推力流出第二級蒸發(fā)器。
權(quán)利要求1.ー種冰漿制備裝置，包括結(jié)晶器，其特征在于所述的結(jié)晶器包括載冷劑流通通道，所述載冷劑流通通道在流動方向上分為第一制冷段和第二制冷段，第一制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第一級蒸發(fā)器，第二制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第二級蒸發(fā)器，兩級蒸發(fā)器分別用于與制冷機(jī)組相連，所述載冷劑流通通道靠近第一制冷段的端ロ為載冷劑進(jìn)ロ，靠近第二制冷段的端ロ為載冷劑出口，兩制冷段之間設(shè)置有進(jìn)水通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冰漿制備裝置，其特征在于所述的進(jìn)水通道上連通設(shè)置有一氣液噴嘴，該氣液噴嘴的氣體進(jìn)ロ用于與空氣壓縮機(jī)的出ロ相連，液體進(jìn)ロ用于與水管相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冰漿制備裝置，其特征在于所述氣液噴嘴包括外管，外管的后端ロ為液體進(jìn)ロ，前端ロ為氣體出ロ，外管內(nèi)固定設(shè)置有內(nèi)管，內(nèi)管的后端固定在外管的管壁上并且內(nèi)管的后端ロ與液體進(jìn)ロ連通，內(nèi)管的前端ロ為液體出口，內(nèi)管的前段與外管之間具有氣體通道，外管上設(shè)置有與氣體通道連通的氣體進(jìn)ロ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冰漿制備裝置，其特征在于所述的氣液噴嘴通過氣液噴嘴座與進(jìn)水通道連通，所述載冷劑流通通道的第一制冷段和第二制冷段通過氣液噴嘴座連通，氣液噴嘴座內(nèi)設(shè)置有延伸至兩端的內(nèi)通道，第一制冷段和第二制冷段分別固定在氣液噴嘴座的兩端并均與氣液噴嘴座的內(nèi)通道連通，所述進(jìn)水通道設(shè)置在氣液噴嘴座的側(cè)面上，進(jìn)水通道與氣液噴嘴座的內(nèi)通道連通，所述氣液噴嘴固定安裝在進(jìn)水通道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冰漿制備裝置，其特征在于所述載冷劑流通通道上設(shè)置有壓縮氣體的導(dǎo)入ロ，所述導(dǎo)入ロ處于載冷劑流通通道上第一制冷段的端頭部位，所述壓縮氣體的導(dǎo)入口用干與空氣壓縮機(jī)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冰漿制備裝置，其特征在于所述壓縮氣體的導(dǎo)入口通過充氣噴嘴用于與空氣壓縮機(jī)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種冰漿制備裝置，包括結(jié)晶器，所述的結(jié)晶器包括載冷劑流通通道，所述載冷劑流通通道在流動方向上分為第一制冷段和第二制冷段，第一制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第一級蒸發(fā)器，第二制冷段上對應(yīng)設(shè)置有第二級蒸發(fā)器，兩級蒸發(fā)器分別用于與制冷機(jī)組相連，所述載冷劑流通通道靠近第一制冷段的端口為載冷劑進(jìn)口，靠近第二制冷段的端口為載冷劑出口，兩制冷段之間設(shè)置有進(jìn)水通道。本實用新型的第一級蒸發(fā)器先在第一制冷段上對載冷劑進(jìn)行冷卻，將載冷劑冷卻到-5℃以下，-15℃以上，被第一級蒸發(fā)器冷卻后的載冷劑流經(jīng)兩個制冷段之間的進(jìn)水通道處時會得來自進(jìn)水通道的水，水進(jìn)入載冷劑后隨載冷劑一起流到第二制冷段內(nèi)被進(jìn)一步冷卻得到流體冰。
文檔編號F25C1/00GK202452773SQ20112054707
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者徐斌, 梁坤峰, 段雪濤, 王全海, 高春艷 申請人:河南科技大學(xué)