CN101957112B - 制冰装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制冰装置，包括：制冷剂回路系统，制冷剂回路系统内封闭有可循环流动的制冷剂；载冷剂旁路系统，包括制冰部件，载冷剂旁路系统内封闭有可循环流动的载冷剂，载冷剂在载冷剂旁路系统内循环流动时始终呈液态；热交换器，由制冷剂回路系统和载冷剂旁路系统共有，并且，用于在流经制冷剂回路系统的节流装置下游侧的制冷剂和流经载冷剂旁路系统的制冰部件下游侧的载冷剂之间进行热交换；制冰部件绕旋转轴可旋转地设置，制冰部件上具有与水接触的冰形成表面。本发明通过采用始终处于液态的载冷剂进行制冰，该装置只要在制冰部件的载冷剂进、出口处设置常见的机械密封件即可，很好解决了滚筒式制冰装置在旋转制冰时的制冷剂泄漏问题。

Description

制冰装置
技术领域
本发明属于制冷设备领域，涉及的是一种滚筒式制冰装置，适用于制海水冰或淡水冰，特别为制淡水冰中的磷片冰和雪的一种制冷设备。
背景技术
目前的滚筒式制冰机系统多种多样，性能各有所长，但是其根本制冷原理都是利用制冷系统中的蒸发器直接旋转进行制冰，蒸发器外表面即为冰形成表面。我们知道，蒸发器中的制冷剂在制冷蒸发时，其形态大多为气态，如果不能把整个回路密封住，制冷剂就会存在泄露问题，所以对一般中小型制冷设备而言，现有技术中的制冷剂回路系统中的制冷剂都是完全被密封的。而滚筒式制冰机在制冰时，蒸发器需要不断的绕着旋转轴旋转，蒸发器处的制冷剂进口和出口处就不可能密封死。所以蒸发器的制冷剂进、出口处在与制冰装置的其他管路相连接时，必须使用密封元件进行密封。但是由于现有技术中的密封元件仅能对液态密封达到较好的效果，而对一些小分子直径的气态物质很难保证完全密封，尤其是这些气态物质还在不断的运动中，更加难达到好的密封效果。正是因为无法找到可靠的密封元件的这个原因，现有的滚筒式制冰机大都存在制冷剂的泄露问题，而且这种泄露都是不可人为控制的，用户无法得知什么时候需要补给制冷剂。这种弊端在制冰机处于野外或海上作业时，影响非常严重。
发明内容
为克服已有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种无制冷剂泄露问题的制冰装置。
为达到上述的发明目的，本发明采用的技术方案是：一种制冰装置，包括：
制冷剂回路系统，包括压缩机、冷凝器、节流装置，所述的制冷剂回路系统内封闭有可循环流动的制冷剂；
载冷剂旁路系统，包括循环泵、制冰部件，所述的载冷剂旁路系统内封闭有可循环流动的载冷剂，所述的载冷剂为在载冷剂旁路系统内循环流动时始终呈液态的载冷剂；
热交换器，由制冷剂回路系统和载冷剂旁路系统共有，并且，用于在流经制冷剂回路系统的节流装置下游侧的制冷剂和流经载冷剂旁路系统的制冰部件下游侧的载冷剂之间进行热交换；
所述的制冰部件绕旋转轴可旋转地设置，所述的制冰部件上具有与水接触的冰形成表面。
优选地，所述的制冰部件包括一制冰筒，该制冰筒绕所述的旋转轴可旋转地设置，所述的制冰筒的外表面为与水接触的冰形成表面。
优选地，所述的制冰筒为内筒和外筒组成的套筒式结构，所述的载冷剂从所述的内筒和外筒之间的夹层流过。
优选地，所述的制冰部件上设置有载冷剂进口和载冷剂出口，所述的载冷剂进口和载冷剂出口位于所述的制冰筒上，并且所述的载冷剂进口和载冷剂出口设置在所述的制冰筒的同一侧。
优选地，所述的制冰部件的周围固定设置有刮冰部件，该刮冰部件包括至少一个刮冰刀，所述的刮冰刀的刃部紧靠所述的制冰部件上的冰形成表面，当所述的制冰部件旋转时，所述的刮冰刀能将凝结在所述的制冰部件上的冰刮下。
优选地，所述的载冷剂为在0℃至零下20℃时呈液态的载冷剂。
优选地，所述的载冷剂为在0℃至零下40℃时呈液态的载冷剂。
优选地，所述的载冷剂为食品安全级载冷剂。
优选地，所述的载冷剂为丙三醇。
优选地，所述的冷凝器为风冷式冷凝器。
优选地，所述的制冷剂回路系统中具有将所述的压缩机、冷凝器、节流装置、换热器连接到该制冷剂回路系统中的互连结构。
优选地，所述的载冷剂旁路系统中具有将所述的循环泵、制冰部件、换热器连接到该载冷剂旁路系统中的互连结构。
由于采用了上述技术方案，使得本发明的制冰装置克服了以往直接使用制冷剂制冷时在机械密封件的轴封处泄露的问题，通过采用载冷剂替代了制冷剂直接进入动密封系统。由于载冷剂在循环流动过程中始终是处于液态，所以在制冰部件的载冷剂进、出口的轴密封处只要采用能实现液态动密封的机械密封件就可，因此，本发明的技术方案通过液密封取代原先必须要采用气密封的手段，很好的解决了泄漏问题。此装置适合各种需要碎冰或冰雪场合使用。
附图说明
附图1为本发明的制冰装置的原理图；
其中：1、压缩机；2、风冷式冷凝器；3、干燥过滤器；4、节流装置；5、热交换器；51、外壳体；52、蒸发盘管；6、循环泵；7、制冰筒；8、动力驱动装置；9、旋转轴；10、制冷剂回路系统；20、载冷剂旁路系统。
具体实施方式
图1表示的是包含本发明技术方案的一个实施例原理图：
如图所示，该制冰装置包含两条循环系统，位于左侧的为普通的制冷剂回路系统10，该系统包括压缩机1，风冷式冷凝器2，干燥过滤器3，节流装置4，热交换器5。热交换器5包括外壳体51和位于外壳体51内部的蒸发盘管52。压缩机1、风冷式冷凝器2、干燥过滤器3、节流装置4以及热交换器5之间具有形成制冷剂回路系统10的互连结构。具体为：压缩机1的出气口与风冷式冷凝器2的冷凝管出口相连接，冷凝器2的冷凝管的出口与干燥过滤器3的进口端相连接，干燥过滤器3的进口端与节流装置4的进口端相连接，节流装置4出口端与热交换器5内的蒸发盘管52的进口端相连接，蒸发盘管52的出口端与压缩机1的进气口连接。风冷式冷凝器2用于冷凝在压缩机1中被压缩的制冷剂；节流装置4用于对风冷式冷凝器2所冷凝的制冷剂进行减压；热交换器5用于将在节流装置4中被减压的制冷剂进行蒸发；干燥过滤器3设置在风冷式冷凝器2与节流装置4之间，用于去除制冷剂中的水分和杂质。制冷剂依次流过压缩机1、风冷式冷凝器2、干燥过滤器3、节流装置4、热交换器5的蒸发盘管52、再流入压缩机1，以此流动顺序不断循环流动。
位于右侧的为载冷剂旁路系统20，该载冷剂旁路系统20中，载冷剂选用在制冰过程中始终呈液态的载冷剂，即在载冷剂旁路系统20内流动时始终呈液态状的载冷剂，例如：在需要制海水冰时，可以选用在0℃至零下40℃时保持呈液态的载冷剂；而如果只需制取普通的淡水冰时，可选用制载冷剂在0℃至零下20℃始终保持液态的载冷剂。载冷剂最好选用食品安全剂载冷剂，如丙三醇、恰当浓度的盐水等。
载冷剂旁路系统20中具有用于驱使载冷剂在旁路系统中不断循环流动的循环泵6、能制冰的制冰部件。制冰部件的核心部分为制冰筒7，制冰筒7绕旋转轴9可旋转的设置。循环泵6直接用电力驱动，制冰筒7与动力驱动装置8相连接。动力驱动装置8可以是电机通过机械零件传递，也可以直接通过其他外动力，比如直接用减速机，制冰筒7在动力驱动装置8的驱动下，能绕着旋转轴9旋转。制冰筒7优选用内筒、外筒组成的套筒式结构，其中，外筒选用导热良好的钢筒。载冷剂在流过制冰筒7时，从内、外套筒之间的夹层流过，制冰筒7的外表面上为与水接触的冰形成表面。制冰筒7上具有供载冷剂流进、流出的载冷剂进口和载冷剂出口，载冷剂进口和载冷剂出口最好位于旋转轴9的同一侧设置，并且在载冷剂进口和载冷剂出口处选用机械密封件密封来实现液态载冷剂的动态密封要求。热交换器5的外壳体51的出口端与循环泵6的进口端相连接，循环泵6的出口端与制冰筒7的载冷剂进口相连接，制冰筒7的载冷剂出口与热交换器5的外壳体51的进口相连接。载冷剂依次流过循环泵6、制冰筒7、热交换器5的外壳体51、再流入循环泵6，以此流动顺序不断循环流动。
上述制冷剂回路系统10中的制冷剂和载冷剂盘路系统20中的载冷剂在流过热交换器5内时进行热量交换。具体为：制冷剂8在蒸发盘管52内蒸发时吸收位于蒸发盘管8外部的外壳体51内的载冷剂的热量，载冷剂被冷却。
另外，为了使得在制冰装置工作时，制冰筒7外表面上的凝结好的冰能被及时刮下，在制冰筒7的外表面上固定设置刮冰部件，此刮冰部件上设有刮冰刀，刮冰刀的刀刃紧靠制冰筒7的外表面，这样当外表面上凝结有冰的制冰筒7在转动时，刮冰刀的刀刃就能很轻松的将这些冰或雪刮下。刮冰刀的刀刃与制冰筒7的外表面的接触紧密度最好设置成可调的，这样可以根据需要制冰或制雪来调节二者的接触紧密度。在制冰筒7外表面下方还设置有水槽，用于向制冰筒表面提供制冰用水源。水槽由专门的供水口供水。作为补充，还可选用喷洒水方式或其他易于在制冰筒7表面均匀供给水的方式。
下面阐述一下本实施例的制冰装置的工作过程：
本装置工作时，制冷剂回路系统中的制冷剂在压缩机1中被压缩后，进入风冷式冷凝器2中被冷却，然后经过干燥过滤器3去除水分和杂质，再经过节流装置4后进入热交换器5内的蒸发盘管52内吸热蒸发，最后制冷剂再由蒸发盘管52回到压缩机1内重新压缩。载冷剂旁路系统中的载冷剂在循环泵6的作用下，在热交换器5的外壳体51内被制冷剂吸热冷却，被吸热冷却后的载冷剂而后进入制冰筒7内，载冷剂在钢管和内筒之间的夹层内流过时吸热制冷，吸热后温度升高的载冷剂回到热交换器5的外筒体51内。制冰筒7的钢管与外部水源接触，水在制冰筒7外表面被冷却为冰，并附着在制冰筒7的外筒壁上。制冰筒7在动力驱动装置8作用下自转，与刮冰刀相接触处的冰，呈冰片或雪状被刮下，并顺刮冰刀外表面滑入储冰箱。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种制冰装置，其特征在于：包括：
制冷剂回路系统，包括压缩机、冷凝器、节流装置，所述的制冷剂回路系统内封闭有可循环流动的制冷剂；
载冷剂旁路系统，包括循环泵、制冰部件，所述的载冷剂旁路系统内封闭有可循环流动的载冷剂，所述的载冷剂为在载冷剂旁路系统内循环流动时始终呈液态的载冷剂；
热交换器，由制冷剂回路系统和载冷剂旁路系统共有，并且，用于在流经制冷剂回路系统的节流装置下游侧的制冷剂和流经载冷剂旁路系统的制冰部件下游侧的载冷剂之间进行热交换；
所述的制冰部件绕旋转轴可旋转地设置，所述的制冰部件上具有与水接触的冰形成表面。
2.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰部件包括一制冰筒，该制冰筒绕所述的旋转轴可旋转地设置，所述的制冰筒的外表面为与水接触的冰形成表面。
3.根据权利要求2所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰筒为由内筒和外筒组成的套筒式结构，所述的载冷剂从所述的内筒和外筒之间的夹层流过。
4.根据权利要求2所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰部件上设置有载冷剂进口和载冷剂出口，所述的载冷剂进口和载冷剂出口位于所述的制冰筒上，并且所述的载冷剂进口和载冷剂出口设置在所述的制冰筒的同一侧。
5.根据权利要求1或2所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰部件的周围固定设置有刮冰部件，该刮冰部件包括至少一个刮冰刀，所述的刮冰刀的刃部紧靠所述的制冰部件上的冰形成表面，当所述的制冰部件旋转时，所述的刮冰刀能将凝结在所述的制冰部件上的冰刮下。
6.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂为在0℃至零下20℃时呈液态的载冷剂。
7.根据权利要求6所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂为在0℃至零下40℃时呈液态的载冷剂。
8.根据权利要求1或2或3或4或6或7所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂为食品安全级载冷剂。
9.根据权利要求8所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂为丙三醇。
10.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征在于：所述的冷凝器为风冷式冷凝器。
11.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冷剂回路系统中具有将所述的压缩机、冷凝器、节流装置、热交换器连接到该制冷剂回路系统中的互连结构。
12.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂旁路系统中具有将所述的循环泵、制冰部件、热交换器连接到该载冷剂旁路系统中的互连结构。
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