CN102072605B - 射流式二元冰发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了射流式二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路的泵、储液箱、连接有制冷机的制冷管和储冰箱，并且管道的管路内部具有冰浆液，其具有：泵为增压泵；位于储液箱和制冷管内的冰浆液压力为0.1MPa至4MPa，冰浆液位于制冷管射流出口附近的温度为-5℃至4℃；制冷管射流出口上安装有能限制储液箱和制冷管内的冰浆液压力的节流阀；储液箱上制有能单向通入气体或液体的单向输入装置。其具有噪音小、产生冰晶颗粒小而均匀；冰浆液由于具有大量低温的二氧化碳，从而具有抑菌作用，并且对鱼有休眠作用；采用射流式制冰，能快速、大量制造二元冰冰浆等多种优点。
Description
技术领域
本发明涉及制冷蓄冷装置，尤其涉及射流式二元冰发生器。
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，可用增压泵进行输送，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结构新颖、噪音小、产生冰晶颗粒小、冰浆液具有抑菌作用、能连续大量形成二元冰冰浆的射流式二元冰发生器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：射流式二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路的泵、储液箱、连接有制冷机的制冷管和储冰箱，并且管道的管路内部具有冰浆液，其具有：泵为增压泵；位于储液箱和制冷管内的冰浆液压力为0.1MPa至4MPa，冰浆液位于制冷管射流出口附近的温度为-5℃至4℃；制冷管射流出口上安装有能限制储液箱和制冷管内的冰浆液压力的节流阀；储液箱上制有能单向通入气体或液体的单向输入装置。冰浆液经增压泵增压后进入储液箱和制冷管内，由于压力较高，因此，冰浆液为液态。并且，储液箱通入的二氧化碳溶入冰浆液形成低温高压的饱和二氧化碳溶液。当溶有大量二氧化碳的冰浆液从节流阀中喷出时，压力骤降，在二氧化碳析出、冰浆液结冰的共同作用下，冰浆液中形成冰晶，产生二元冰。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：单向输入装置通入的为压力为0.1MPa至4MPa的二氧化碳或溶有二氧化碳的液体。较大的压力能增加二氧化碳的溶解度，在随后的降压过程中，由于溶解度的相应减小，能加剧二氧化碳的析出，形成微小的气泡，进而减小二元冰冰晶的粒径。也可以采用制冰催化剂使冰浆液溶解有更高的二氧化碳。
储冰箱内侧设有螺旋刮刀，节流阀的喷射方向朝着螺旋刮刀与储冰箱相接触的部分；螺旋刮刀经传动轴与电动机相连。节流阀的喷射使含有二元冰冰晶颗粒的冰浆液向储冰箱的内表面容易积聚冰晶，在该位置设置螺旋刮刀，能分散冰晶颗粒，防止冰晶聚集而颗粒变大，从而能有效改善冰浆液的流动性。
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换热液，并且低温换热液的冰点低于冰浆液的冰点。制冷机经低温换热液与冰浆液交换热量，因此该过程中低温换热液不应过冷而凝固，故采用冰点更低的低温换热液。
由于本发明射流式二元冰发生器采用了增压泵；位于储液箱和制冷管内的冰浆液压力为0.1MPa至4MPa，冰浆液位于制冷管射流出口附近的温度为-5℃至4℃；制冷管射流出口上安装有能限制储液箱和制冷管内的冰浆液压力的节流阀；储液箱上制有能单向通入气体或液体的单向输入装置等结构，其具有噪音小、产生冰晶颗粒小而均匀；冰浆液由于具有大量低温的二氧化碳，从而具有抑菌作用，并且对鱼有休眠作用；采用射流式制冰，能快速、大量制造二元冰冰浆等多种优点。
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刮刀主视结构示意图；
图3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：增压泵1、制冷管2、、节流阀21、储冰箱3、电动机31、传动轴31a、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、制冰催化剂7、制冷机8、低温换热液8a。
实施例：参照图1至图3，射流式二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路的泵、储液箱4、连接有制冷机8的制冷管2和储冰箱3，并且管道的管路内部具有冰浆液6，其具有：泵为增压泵1；位于储液箱4和制冷管2内的冰浆液6压力为0.1MPa至4MPa，本实施例优选2Mpa，冰浆液6位于制冷管2射流出口附近的温度为-5℃至4℃，本实施例优选0℃；制冷管2射流出口上安装有能限制储液箱4和制冷管2内的冰浆液6压力的节流阀；储液箱4上制有能单向通入气体或液体的单向输入装置。冰浆液6经增压泵1增压后进入储液箱4和制冷管2内，由于压力较高，因此，冰浆液6为液态。并且，储液箱4通入的二氧化碳溶入冰浆液6形成低温高压的饱和二氧化碳溶液。当溶有大量二氧化碳的冰浆液6从节流阀中喷出时，压力骤降，在二氧化碳析出、冰浆液6结冰的共同作用下，冰浆液6中形成冰晶，产生二元冰。
单向输入装置通入的为压力为0.1MPa至4MPa的二氧化碳或溶有二氧化碳的液体，本实施例优选参数为2.5Mpa。较大的压力能增加二氧化碳的溶解度，在随后的降压过程中，由于溶解度的相应减小，能加剧二氧化碳的析出，形成微小的气泡，进而减小二元冰冰晶的粒径。也可以采用制冰催化剂7使冰浆液6溶解有更高的二氧化碳。
储冰箱3内侧设有螺旋刮刀5，节流阀的喷射方向朝着螺旋刮刀5与储冰箱3相接触的部分；螺旋刮刀5经传动轴31a与电动机31相连。节流阀的喷射使含有二元冰冰晶颗粒的冰浆液6向储冰箱3的内表面容易积聚冰晶，在该位置设置螺旋刮刀5，能分散冰晶颗粒，防止冰晶聚集而颗粒变大，从而能有效改善冰浆液6的流动性。
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换热液8a，并且低温换热液8a的冰点低于冰浆液6的冰点。制冷机8经低温换热液8a与冰浆液6交换热量，因此该过程中低温换热液8a不应过冷而凝固，故采用冰点更低的低温换热液8a。
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 (3)
1.射流式二元冰发生器，包括经管道依次相连并形成回路的泵、储液箱(4)、连接有制冷机(8)的制冷管(2)和储冰箱(3)，并且管道的管路内部具有冰浆液(6)，其特征是：所述的泵为增压泵(1)；所述的位于储液箱(4)和制冷管(2)内的冰浆液(6)压力为0.1MPa至4MPa，冰浆液(6)位于制冷管(2)射流出口附近的温度为-5℃至4℃；所述的制冷管(2)射流出口上安装有能限制所述的储液箱(4)和制冷管(2)内的冰浆液(6)压力的节流阀；所述的储液箱(4)上制有能单向通入气体或液体的单向输入装置；所述的单向输入装置通入的为压力为0.1MPa至4MPa的二氧化碳或溶有二氧化碳的液体；所述的储冰箱(3)内侧设有螺旋刮刀(5)，所述的节流阀的喷射方向朝着所述的螺旋刮刀(5)与储冰箱(3)相接触的部分；所述的螺旋刮刀(5)经传动轴(31a)与电动机(31)相连。
2.根据权利要求1所述的射流式二元冰发生器，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所述的射流式二元冰发生器，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换热液(8a)，并且所述的低温换热液(8a)的冰点低于所述的冰浆液(6)的冰点。
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