CN102052813B - 小型化二元冰发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了小型化二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路泵、制冷管、换热装置、储液箱，并且管道的管路内部具有冰浆液，其中：换热装置为螺旋降温器；螺旋降温器与储冰箱相连；储冰箱与螺旋降温器相接触的部分的内侧设有螺旋刮刀；螺旋刮刀经传动轴与电动机相连；储冰箱内装有冰浆液。采用上述结构，储冰箱与螺旋降温器相接触的部分由于温度较低，会不断析出冰晶，经电机带动旋转的螺旋刮刀挂下后悬浮在冰浆液内，连续形成二元冰。
Description
技术领域
本发明涉及小型制冷蓄冷装置，尤其涉及小型化二元冰发生器。
背景技术
二元冰是一种具有相当前途的供冷介质。近年来，二元冰(或称为冰浆，Ice Slurry)的制作研究与应用越来越引起制冰界的注重。二元冰通常是由直径为50～100μm的冰晶颗粒与水构成的混合物，它的优点是流动性好，可用泵进行输送，由于在制冰过程中固体传热面上无冰层产生，实现完全流动换热，因此制冰过程传热系数大，传热温差小，系统的COP提高较明显。由于二元冰冰晶颗粒很小，因此可以达到很高的冰表面积，若用二元冰进行冰蓄冷，无疑可使冰蓄冷技术更为经济有效，不但能够实现制冰热力效率高，而且还可以实现较小的融冰温差和很高的融冰速率。二元冰除适合于冰蓄冷空调外，还可以使许多化工或其它行业里略高于0℃的用冷场合也能够实现大规模冰蓄冷。然而，运输小批量水产品、亲鱼、鱼卵等，若采用大型二元冰设备往往过于浪费，因此，新型的适合小批量运输的二元冰制冷装置的研究具有一定的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术提供一种噪音小、结构新颖紧凑、产生冰晶颗粒小、能连续形成二元冰冰浆的小型化二元冰发生器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：小型化二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路泵、制冷管、换热装置、储液箱，并且管道的管路内部具有冰浆液，其中：换热装置为螺旋降温器；螺旋降温器与储冰箱相连；储冰箱与螺旋降温器相接触的部分的内侧设有螺旋刮刀；螺旋刮刀经传动轴与电动机相连；储冰箱内装有冰浆液。采用上述结构，储冰箱与螺旋降温器相接触的部分由于温度较低，会不断析出冰晶，经电机带动旋转的螺旋刮刀挂下后悬浮在冰浆液内，连续形成二元冰。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：螺旋刮刀具有至少两把呈辐射状排布的刮刀片；刮刀片制有刀口和与刀口位置相反的尖锐的整流角；刮刀片的刀体呈圆弧形。圆弧形刮刀片能减小噪音。旋转的螺旋刮刀表面由于局部真空而产生气泡，当这些气泡破裂时就产生噪声。本设计能使产生的气泡沿着圆弧形刮刀片移向整流角，使得气泡聚集变大，减少气泡数量，而大气泡不易破裂，在水中恢复非真空状态后又会变小消失。
制冷管为套管结构，并且该套管结构的内管与外管之间具有用于热交换的低温热交换液，并且低温热交换液的冰点低于冰浆液的冰点；制冷管的外侧设有半导体制冷片。半导体制冷片经低温热交换液与冰浆液交换热量，因此该过程中低温热交换液不应过冷而凝固，故采用冰点更低的低温热交换液。
螺旋降温器的内部空腔为螺旋结构；冰浆液自外部螺旋向内侧流动，并经螺旋降温器中心制有的通孔流出。采用螺旋结构并使冰浆液自外部螺旋向内侧流动能使得储冰箱与螺旋降温器相接触的部分的外侧更容易结冰，使得相应螺旋刮刀的刀口充分起到刮冰的作用，而相对中心的位置由于没有刀口，因此当已经在外侧完成换热的冰浆液流经中心位置时温度已经开始升高，产生冰颗粒的机会就较少，可防止产生较大的并颗粒。
冰浆液含有纯净水和占纯净水质量分数0.1％至0.4％的纳米颗粒，作为冰晶凝结的核心。
冰浆液为质量分数为10％至50％的丙三醇水溶液；低温热交换液为质量分数为20％至66％的丙三醇水溶液；冰浆液的丙三醇浓度低于低温热交换液的丙三醇浓度。
电动机固定设置在储冰箱上方。
由于本发明小型化二元冰发生器采用了具有小型化二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路泵、制冷管、换热装置、储液箱，并且管道的管路内部具有冰浆液，其中：换热装置为螺旋降温器；螺旋降温器与储冰箱相连；储冰箱与螺旋降温器相接触的部分的内侧设有螺旋刮刀；螺旋刮刀经传动轴与电动机相连；储冰箱内装有冰浆液。采用上述结构，储冰箱与螺旋降温器相接触的部分由于温度较低，会不断析出冰晶，经电机带动旋转的螺旋刮刀挂下后悬浮在冰浆液内，能连续形成二元冰。
附图说明
图1为本发明实施例管路结构示意图；
图2为本发明实施例螺旋降温器剖视结构示意图；
图3为本发明实施例螺旋刮刀主视结构示意图；
图4为本发明实施例制冷管结构示意图。
具体实施方式
以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
附图标号说明：泵1、制冷管2、半导体制冷片2a、低温热交换液2b、储冰箱3、电动机31、传动轴31a、螺旋降温器32、储液箱4、螺旋刮刀5、中心轴51、刮刀片52、刀口52a、整流角52b、冰浆液6。
实施例：参照图1至图4，小型化二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路泵1、制冷管2、换热装置、储液箱4，并且管道的管路内部具有冰浆液6，其中：换热装置为螺旋降温器32；螺旋降温器32与储冰箱3相连；储冰箱3与螺旋降温器32相接触的部分的内侧设有螺旋刮刀5；螺旋刮刀5经传动轴31a与电动机31相连；储冰箱3内装有冰浆液6。采用上述结构，储冰箱3与螺旋降温器32相接触的部分由于温度较低，会不断析出冰晶，经电机带动旋转的螺旋刮刀5挂下后悬浮在冰浆液6内，形成二元冰。
螺旋刮刀5具有至少两把呈辐射状排布的刮刀片52；刮刀片52制有刀口52a和与刀口52a位置相反的尖锐的整流角52b；刮刀片52的刀体呈圆弧形。圆弧形刮刀片52能减小噪音。旋转的螺旋刮刀5表面由于局部真空而产生气泡，当这些气泡破裂时就产生噪声。本设计能使产生的气泡沿着圆弧形刮刀片52移向整流角52b，使得气泡聚集变大，减少气泡数量，而大气泡不易破裂，在水中恢复非真空状态后又会变小消失。
制冷管2为套管结构，并且该套管结构的内管与外管之间具有用于热交换的低温热交换液2b，并且低温热交换液2b的冰点低于冰浆液6的冰点；制冷管2的外侧设有半导体制冷片2a。半导体制冷片2a经低温热交换液2b与冰浆液6交换热量，因此该过程中低温热交换液2b不应过冷而凝固，故采用冰点更低的低温热交换液2b。
螺旋降温器32的内部空腔为螺旋结构；冰浆液6自外部螺旋向内侧流动，并经螺旋降温器32中心制有的通孔流出。采用螺旋结构并使冰浆液6自外部螺旋向内侧流动能使得储冰箱3与螺旋降温器32相接触的部分的外侧更容易结冰，使得相应螺旋刮刀5的刀口52a充分起到刮冰的作用，而相对中心的位置由于没有刀口52a，因此当已经在外侧完成换热的冰浆液6流经中心位置时温度已经开始升高，产生冰颗粒的机会就较少，可防止产生较大的并颗粒。
冰浆液6含有纯净水和占纯净水质量分数0.1％至0.4％的纳米颗粒。本实施例优选纳米二氧化硅颗粒，质量分数0.3％，作为冰晶凝结的核心。
冰浆液6为质量分数为10％至50％的丙三醇水溶液；低温热交换液2b为质量分数为20％至66％的丙三醇水溶液；冰浆液6的丙三醇浓度低于低温热交换液2b的丙三醇浓度。本实施例优选冰浆液6为质量分数为30％的丙三醇水溶液，低温热交换液2b为质量分数为66％的丙三醇水溶液。
电动机31固定设置在储冰箱3上方。
尽管已结合优选的实施例描述了本发明，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对在这里列出的主题实施各种改变、同等物的置换和修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。
Claims (6)
1.小型化二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路的泵(1)、制冷管(2)、换热装置、储液箱(4)，并且管道的管路内部具有冰浆液(6)，其特征是：所述的换热装置为螺旋降温器(32)；所述的螺旋降温器(32)与储冰箱(3)相连；所述的储冰箱(3)与所述的螺旋降温器(32)相接触的部分的内侧设有螺旋刮刀(5)；所述的螺旋刮刀(5)经传动轴(31a)与电动机(31)相连；所述的储冰箱(3)内装有冰浆液(6)；所述的螺旋降温器(32)的内部空腔为螺旋结构；所述的冰浆液(6)自外部螺旋向内侧流动，并经所述的螺旋降温器(32)中心制有的通孔流出。
2.根据权利要求1所述的小型化二元冰发生器，其特征是：所述的螺旋刮刀(5)具有至少两把呈辐射状排布的刮刀片(52)；所述的刮刀片(52)制有刀口(52a)和与刀口(52a)位置相反的尖锐的整流角(52b)；所述的刮刀片(52)的刀体呈圆弧形。
3.根据权利要求1所述的小型化二元冰发生器，其特征是：所述的制冷管(2)为套管结构，并且该套管结构的内管与外管之间具有用于热交换的低温热交换液(2b)，并且所述的低温热交换液(2b)的冰点低于所述的冰浆液(6)的冰点；所述的制冷管(2)的外侧设有半导体制冷片(2a)。
4.根据权利要求1所述的小型化二元冰发生器，其特征是：所述的冰浆液(6)含有纯净水和占纯净水质量分数0.1％至0.4％的纳米颗粒。
5.根据权利要求3所述的小型化二元冰发生器，其特征是：所述的冰浆液(6)为质量分数为10％至50％的丙三醇水溶液；所述的低温热交换液(2b)为质量分数为20％至66％的丙三醇水溶液；所述的冰浆液(6)的丙三醇浓度低于所述的低温热交换液(2b)的丙三醇浓度。
6.根据权利要求5所述的小型化二元冰发生器，其特征是：所述的电动机(31)固定设置在所述的储冰箱(3)上方。
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