CN104083892B - 涡旋式捕水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡旋式捕水装置，由一体式换热片盘旋而成，一体式换热片包括：让水蒸气进入的湿空气通道，紧邻湿空气通道的过滤单元，制冷单元，用于将水蒸气中的水分转化为液态水，液态水收集单元，用于收集液态水，排水单元，位于液态水收集单元的底部，用于将液态水收集单元中的水排出，还包括绝热单元，紧贴于制冷单元的外侧，由绝热材料填充，用于制冷单元同外界环境的绝热保温，本发明提供的涡旋式捕水装置，不仅可以高效的将真空冷却过程中产生的水蒸气快速捕捉并收集起来，而且因采用换热片盘旋的方式大大减小整个捕水器的外形尺寸，同时水蒸气和捕水装置的接触时间长，使得换热效率提高，从而提高了整套制冷系统的能效比。

Description

涡旋式捕水装置

技术领域

本发明属于蒸发器领域，具体涉及一种涡旋式捕水装置。

背景技术

真空冷却是食品生产过程中的第一道保鲜工序，它的效果直接影响甚至决定了食品在之后的冷链环节中的保存质量，这就对真空预冷机的性能提出了较高的要求，它必须将食品在尽可能短的时间内降到所需的温度，从而避开细菌的生长旺盛期。真空预冷机的正常工作离不开真空泵的无障碍运行，而水蒸气是真空泵在运行过程中的重要影响因素，若水蒸气进入真空泵中，会溶于润滑油中，使润滑条件恶化，加大磨损和油耗，使得真空泵性能降低，所以，真空冷却装置对水分有严格限制。

目前的真空冷却机大多是采用制冷机组的蒸发器来捕捉真空室内蒸发的水分，从而保证真空泵的正常运行。但是，现有的捕水器不仅体积大，而且捕水效果差，换热性能也非常不理想，为真空冷却技术的推广制造了很大障碍。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，目的在于通过提供一种由一个一体式换热片盘旋组成的涡旋式捕水装置，进一步提高目前捕水装置的捕水效果及换热性能，同时缩小其体积。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一种涡旋式捕水装置，其特征在于：

所述涡旋式捕水装置由一体式换热片盘旋而成，一体式换热片包括：让水蒸气进入的湿空气通道，紧邻湿空气通道的过滤单元，用于过滤水蒸气中的杂质，制冷单元，包含至少两根毛细制冷管，用于将水蒸气中的水分转化为液态水，液态水收集单元，一侧紧邻于过滤单元，另一侧紧邻于制冷单元，用于收集液态水，排水单元，位于液态水收集单元的底部，用于将液态水收集单元中的水排出。

本发明提供的涡旋式捕水装置，还可以具有这样的特征：其中，一体式换热片还包括：绝热单元，紧贴于制冷单元的外侧，由绝热材料填充，用于制冷单元同外界环境的绝热保温。

本发明提供的涡旋式捕水装置，还可以具有这样的特征，还包括：和排水单元连接的液态水蓄存单元，用于暂时蓄存排水单元排出的液态水。

本发明提供的涡旋式捕水装置，还可以具有这样的特征：一体式换热片的上下两端均用绝热材料覆盖。

本发明提供的涡旋式捕水装置，还可以具有这样的特征：毛细制冷管中充有制冷剂，制冷剂通过冷水机组进行温度控制。

发明作用与效果

根据本发明提供的涡旋式捕水装置，由一体式换热片盘旋而成，一体式换热片包含湿空气通道、过滤单元、制冷单元、液态水收集单元、排水单元、和排水单元相连的液态水蓄存单元以及绝热单元，水蒸气在真空泵的驱动下进入湿空气通道，在制冷单元的驱动下，水蒸气通过过滤单元进入液态水收集单元，通过和制冷单元中的制冷剂换热，被冷凝成液态水，而后在重力以及运行方式产生的离心力的作用下和干空气分离，最后通过位于液态水凝集装置底部的排水单元被排入液态水蓄存单元中；本发明提供的涡旋式捕水装置，不仅可以高效的将真空冷却过程中产生的水蒸气快速捕捉并收集起来，而且因采用换热片盘旋的方式大大减小整个捕水器的外形尺寸，同时水蒸气和捕水装置的接触时间长，使得换热效率提高，从而提高了整套制冷系统的能效比。

附图说明

图1是本发明的实施例中涡旋式捕水装置的外观结构示意图；

图2是本发明的实施例中一体式换热结构的纵向截面结构示意图；以及

图3是本发明的实施例中涡旋式捕水装置的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

图1为实施例中涡旋式捕水装置的外观结构示意图。

如图1所示，涡旋式捕水装置100由一体式换热片200盘旋而成。

图2为实施例中一体式换热片的纵向截面结构示意图。

如图2所示，一体式换热结构200包括：湿空气通道1，过滤单元2，液态水凝集单元3、排水单元4、制冷单元5、绝热单元6以及液态水蓄存单元7；湿空气通道1为水蒸气进入涡旋式捕水装置100的通道，过滤单元2和湿空气通道1紧邻，是由纤维介质、滤网、海绵等组成的过滤板，液态水凝集单元3一侧和过滤单元2紧邻，另一侧和制冷单元5紧邻，液态水凝集单元3的底端为排水单元4，排水单元4将液态水凝集单元3中的液态水排出至液态水蓄存单元7中，制冷单元5包含至少两根毛细制冷管51，毛细制冷管51以一定间距在制冷单元5中上下排列，毛细管51中充有循环流动的制冷剂，绝热单元1紧贴制冷单元5，主要由绝热材料填充，用于制冷单元5同外界环境的绝热保温，同时一体式换热片200的上下两端均用绝热材料进行覆盖，保证一体式换热结构200和外界环境绝热。

由图1和图2所示，由一体式换热片200组成的涡旋式捕水装置200，每一圈中，绝热单元6位于最里侧，和相邻里圈的湿空气通道1相邻，因湿空气通道1的温度和制冷单元的温度存在较大差别，因此需要绝热单元6将二者隔开，以避免能量的浪费，同时，一体式换热片200的上下两端也用绝热材料覆盖，是为了避免制冷单元5同外界环境进行换热，造成能量浪费。

图3为实施例中涡旋式捕水装置的工作原理示意图。

如图3所示，涡旋式捕水装置100包含入口101和出口102，入口101位于盘旋结构的外侧，出口102位于盘旋结构的里侧，入口101和冷水机组11以及真空室12相连接，出口102和冷水机组11以及真空泵13相连接。

如图1至图3所示，真空室12中的水蒸气通过涡旋式捕水装置100的入口101进入湿空气通道1中，在温度梯度、压力梯度的驱动下，水蒸气通过过滤单元2进入到液态水凝集单元3中，通过和紧邻液态水凝集单元3的制冷单元5中的制冷剂进行换热，水蒸气被液化为液态水，液态水在自身重力以及自身运行方式产生的离心力的作用下和干空气逐渐进行分离，当水蒸气彻底被凝结后，通过液态水凝集单元3底端的排水单元4排出至液态水蓄存单元7中暂时蓄存，待系统的真空系统被解除后，将其放出，干空气被和涡旋式捕水装置100的出口102连接的真空泵13吸入并被排出装置外。

冷水机组11和制冷单元5中的制冷毛细管51的进口以及出口相连，制冷毛细管51中的制冷剂循环流动，通过冷水机组进行温度控制；因为制冷单元5的温度同湿空气通道1中水蒸气的温度存在较大温差，因此二者之间产生温度梯度，而在液态水凝集单元3中水蒸气逐渐被液化为液态水，使得其内压力较湿空气通道1中的压力小，二者之间产生压力梯度，温度梯度和压力梯度的存在有利于水蒸气接近制冷单元，进而被液化为液态水。

根据实际应用的需要，本实施例中，毛细制冷管的直径为1mm-3mm，所采用的绝热材料为聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯以及酚醛泡沫材料中的任意一种，所采用的制冷剂为R22、R410a以及R502中的任意一种；同时，在实际应用中，不同的应用场合水蒸气的处理量存在较大差别，因此一体式换热片的盘旋圈数以及制冷剂的设定温度，需根据实际处理量进行计算后确定。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的涡旋式捕水装置，由一体式换热片盘旋而成，一体式换热片包含湿空气通道、过滤单元、制冷单元、液态水收集单元、排水单元、和排水单元相连的液态水蓄存单元以及绝热单元，水蒸气在真空泵的驱动下进入湿空气通道，在制冷单元的驱动下，水蒸气通过过滤单元进入液态水收集单元，通过和制冷单元中的制冷剂换热，被冷凝成液态水，而后在重力以及运行方式产生的离心力的作用下和干空气分离，最后通过位于液态水凝集装置底部的排水单元被排入液态水蓄存单元中；本实施例提供的涡旋式捕水装置，不仅可以高效的将真空冷却过程中产生的水蒸气快速捕捉并收集起来，而且因采用换热片盘旋的方式大大减小整个捕水器的外形尺寸，同时水蒸气和捕水装置的接触时间长，使得换热效率提高，从而提高了整套制冷系统的能效比。

尽管上面对本发明说明书的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (4)

1.一种涡旋式捕水装置，其特征在于：

所述涡旋式捕水装置由一体式换热片盘旋而成，

所述一体式换热片包括：

让水蒸气进入的湿空气通道；

紧邻所述湿空气通道的过滤单元，用于过滤所述水蒸气中的杂质；

制冷单元，包含至少两根毛细制冷管，用于将所述水蒸气中的水分转化为液态水；

液态水收集单元，一侧紧邻于所述过滤单元，另一侧紧邻于所述制冷单元，用于收集所述液态水；

排水单元，位于所述液态水收集单元的底部，用于将所述液态水收集单元中的水排出；

绝热单元，紧贴于所述制冷单元的外侧，由绝热材料填充，用于所述制冷单元同外界环境的绝热保温，

其中，在所述一体式换热片的每一圈中，所述绝热单元位于最里侧，和相邻里圈的所述湿空气通道相邻，

所述涡旋式捕水装置的入口位于盘旋结构的外侧，出口位于盘旋结构的里侧。

2.根据权利要求1所述的涡旋式捕水装置，其特征在于，还包括：

和所述排水单元连接的液态水蓄存单元，用于暂时蓄存排水单元排出的所述液态水。

3.根据权利要求1所述的涡旋式捕水装置，特征在于：

其中，所述一体式换热片的上下两端均用绝热材料覆盖。

4.根据权利要求1所述的涡旋式捕水装置，其特征在于：

其中，所述毛细制冷管中充有制冷剂，所述制冷剂通过冷水机组进行温度控制。