CN117570615A - 一种流态冰制取器、装置及制取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种流态冰制取器、装置及制取方法，流态冰制取器包括壳体、换热管及搅拌器；壳体为圆柱形空腔结构，两端设置端盖，与壳体的本体活动密封；换热管设置在壳体内部，沿壳体轴线方向平行布置；流入壳体的冰水在所述换热管内流动，与在壳体与换热管外部所围成密封空间循环流动的低温载冷剂或制冷剂，通过换热管进行换热，冰水持续降低温度；搅拌器深入换热管内腔，与换热管同轴布置，换热管和/或搅拌器，沿所述换热管的轴线方向相互转动，搅拌流入所述换热管内腔中的冰水；同时还提供一种用于流态冰制取器的装置及方法；使用该方案，通过本技术方案，能达到在简化结构的基础上，以较小的能耗实现快速、高效、可靠地制取流态冰的目的。

Description

一种流态冰制取器、装置及制取方法

技术领域

本发明涉及制冰技术领域，尤其涉及一种流态冰制取器、装置及制取方法。

背景技术

用人工制冷的方法将水冷冻制冰是现代制冷技术的一个重要领域。

人造冰可以制成各种形状的，有块状冰、管状冰、片状冰、板冰、颗粒冰及冰晶。其中冰晶是 0.5~5mm大小的单个冰晶体悬浮在水或水溶液中，形成一种浆状物，具有很好的流动性，因此行业中也将冰晶称为“流态冰”或“冰浆”。

人造冰广泛用于食品冷冻保鲜、化工过程降温、捕捞水产、冷冻保鲜、屠宰胴体冰水冷却、混凝土加冰搅拌、冰蓄冷空调系统等。

另外，由于水结冰过程对凝固到冰晶中的物质分子种类具有选择性的特性，因此可以将结冰过程应用于海水淡化、液体食品的浓缩、净化与提纯方面。

随着制冰方法的创新所导致的制冰成本降低，装置制冰能力大型化、人造冰及制冰技术还会得到更加广泛的应用。

目前，被广泛应用的几种制冰方法和技术有盐水制冰、桶式快速制冰、板式制冰、管状 制冰、片冰制冰、颗粒制冰和冰晶制冰等几种。其中盐水制冰主要用于制取 25~125kg/块的大冰块，该方法以低温盐水为载冷剂，制冰耗时长且耗电量大，是一种最古老的的制冰方法。

管式制冰、板式制冰、片冰及颗粒制冰等几种方法都称为快速制冰，其明显的特点就是以制冷剂直接蒸发吸热作为冷源，制冷剂蒸发温度可以较低，制冷速度比盐水制冷快。以上几种制冰方法的一个共同特点是水在传热表面上冻结成冰，且随着结冰过程的进行，冰层逐渐加厚，导致制冰冷量穿过，冰层的传热阻力越来越大，而部分制冷机型还需要间歇性地以热气方式脱冰消耗一定量的冷量。

总体上影响了上述几种制冰方法的制冰效率和能量消耗，即表明上述制冰方式制冰耗电量大、生产成本高。

另外，几种快速制冰方式的制冰机单机换热面积受结构影响，通常都比较小，单机制冰能力也不可能做得很大。

制冰领域中比较特殊的一类是冰晶制冰，冰晶是在制冰过程中使水或某种水溶液冷冻降温，使水或水溶液的整体温度降到冰点以下，形成过冷水或过冷水溶液，然后直接在水或水溶液中冻结生成冰晶，冰晶直径通常在 0.5~5mm，后期会长得更大。在水或水溶液中生成的冰晶随水或水溶液一起流出制冷换热器，流出制冷换热器的过冷水或过冷水溶液中的冰晶将会继续长大或生成新的冰晶颗粒。

通过冰晶颗粒来吸收过冷水或过冷水溶液中的冷量以消除其过冷状态，消除了过冷状态的这种冰晶与水或水溶液的混合物也称为流态冰（或冰浆）。

流态冰具有优良的流动性，非常便于用泵输送到用冰的地方使用，根据用途不同，也可以将冰晶从水或水溶液中分离出来挤压成所需的形状使用。

目前，全球已有的冰晶制冰方法有两种，一种是以日本开发的过冷水方式为代表；另一 种则是以美国（0axin公司）的行星摆杆式冰晶制冰方式为代表，这两种制冰方式在原理是上有较大的区别。

过冷水方式制冰晶是将待制冰的原料水用泵输送到制冷换热器内（通常采用板式换热器），在要求的足够短的时间内将制冰水冷冻到要求的过冷温度。

达到过冷温度的制冰水须及时排出换热器进入到一容器中，处于过冷状态的制冰水不稳定，将在制冰水中生成冰晶颗粒消除过冷状态。

从而获得含有冰晶的冰水混合物，将冰水分离后的水再用泵输送到制冷换热器中冷冻，重复上述的制冰晶的过程。

过冷水法制冰晶的两个关键点是：精准控制冰水出制冷换热器的过冷度和严格控制冰水在换热器内的停留时间，过冷水法制冰晶采用板式换热器作为制冷换热器既有优势，也有明显的缺点。

其优势是板式换热器的制冰水的通道容积小，制冰水在通道内的停留时间短，且通道形状有利于提高制冰水的湍流效果，因而可以具有很高的传热效率。

其缺点是复杂的通道形状易造成制冰水在整个通道内流动不均匀及局部的流动死角。一旦制冰水在换热器内某处出现过度冷冻或制冰水在换热器内某处 停留时间过长，都将会在制冷换热器内出现结冰点。

一旦某处出现结冰点，其周围的制冰水流动状态将进一步恶化，出现恶性循环，结冰状况迅速扩展，以致在换热器的整个冰水流道出现冰堵，使制过冷水的换热过程无法继续下去；一旦出现这种状况，必须将制冷换热器停止制冷，对其进行热水融冰处理以消除冰堵，方能继续进行制过冷水的操作。

由于出现水堵这一不确定性难以以技术上彻底杜绝，导致以这一技术原理为基础的过冷水冰晶机无法长时间稳定可靠地运行。

另一方面出于对可能出现的制冷换热器流道产生的冰堵的担心，不可能将过冷水的过冷度设置得过大，这也影响了制冷换热器制冷能力的发挥和制冰效率的提高。

以上几方面无法克服的问题影响了过冷水冰晶机的商业化应用。

冰晶制冰的另一种方式是行星摆杆方式。

该方式有针对性地解决了采用板式换热器制冷作为制冷换热器出现的冰堵导致系统无法稳定运行的问题。

该方式采用壳管式换热器作为制冷换热器，液体制冷剂在换热管外的壳程内蒸发吸热制冷，制冰水在换热管内流动被冷冻制冰。

为了防止在换热管内壁上结冰，行星摆杆冰晶制冷方式在换热管内设置了一根摆杆，该摆杆既可沿换热管内壁公转，同时又贴着换热管内壁滚动作为随机自转。行星摆杆不断地扫过换热器内壁，防止在换热管内壁上结冰。

行星摆杆式冰晶机解决了板式换热器过冷水冰晶 机存在的可能发生冰堵的问题。

行星摆杆式冰晶机的摆杆的公转需要动力驱动，因此其复杂的传动系统也带来一系列难以克服的问题。

行星摆杆式冰晶机需要在每根换热管内设置一根摆杆，且摆杆是垂直悬挂在垂直布置的换热管上口的曲柄上，每根摆杆都需要一个由电机经过复杂的驱动盘带动众多的曲柄，最终驱动悬挂在曲柄盘上的长孔内的摆杆在换热管内作自由浮动的公转和自转。

由于上述复杂的运动方式和传动系统，导致了如下问题： 换热管直径过大，影响了制冰水在换热管内的流动状态和换热效率。

摆杆的运动惯性大，限制了与之匹配的换热管的数量和每根换热管的长度。进而限制了 单台行星摆杆冰晶制冰机的换热面积的大小。

由于行星摆杆驱动系统传动链较长，运动副数量较多（多达几十甚至几百运动副），且所有运动副都是滑动摩擦副，一旦其中某个运动副出现问题，整个运动系统都将卡死而无法正常运转，固而行星摆杆驱动系统运行的可靠性大打折扣。

受上述诸多限制因素的影响，行星摆杆方式只能在小型冰晶制冰机上应用，目前投入商业应用的冰晶制冷机的最大换热面积也只有 25m²，制冷能力为 117kw，制冷能力为30t冰/ 24 小时。

即使在这样的小型冰晶机上，行星摆杆系统被卡死的故障也时有发生，单机制冰能力 无法做得更大。

基于制冰技术对社会经济所具有的重要意义，以及冰晶在制冰领域的重要作用和广阔的应用前景，开发一种结构简单，运行可靠且能可靠地实现制取流态冰的技术，显得十分有必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明专利提出了一种流态冰制取器、装置及方法，冰水在流态冰制取器中的换热管内流动，低温载冷剂或者节流的制冷剂在换热管外与冰水之间进行换热，采取换热管和/或搅拌器，沿换热管的轴线方向相互转动，搅拌流入换热管内腔中的冰水的方式，提高冰水与低温载冷剂或蒸发制冷剂之间的换热效率，达到在简化结构的基础上，以较小的能耗实现快速、高效、可靠地实现制取流态冰的目的。

为实现上述目的，首先本发明提供一种流态冰制取器，包括壳体、换热管及搅拌器，所述壳体为圆柱形空腔结构，两端设置端盖，与所述壳体的本体同轴线活动密封连接；所述换热管设置在壳体内部，沿所述壳体轴线方向平行布置；流入所述壳体的冰水在所述换热管内流动，与在所述壳体与换热管外部所围成密封空间循环流动的低温载冷剂或制冷剂，通过所述换热管进行换热，冰水持续降低温度并未过冷水，并产生流态冰；所述搅拌器深入换热管内腔，与换热管同轴布置，所述换热管和/或搅拌器，沿所述换热管的轴线方向相互转动，搅拌流入所述换热管内腔中的冰水。

进一步地，所述换热管外壁设置换热肋片，所述肋片绕换热管螺旋设置，或者沿换热管轴线方向平行设置；所述换热管的一侧端面活动密封，所述密封端面附近外壁设置冰水流入通孔，所述冰水流入通孔用于冰水流入换热管内腔。

进一步地，换热管密封钣活动固定所述换热管两端，所述换热管密封钣边缘，密封固定在壳体内部；活动固定的所述换热管外壁套装第2转动密封装置，所述第2转动密封装置活动固定在换热管密封钣对应的通孔内，所述换热管密封钣通孔与换热管同轴设置，流入所述壳体的冰水的冲力推动换热管转动。

进一步地，还对应所述换热管设置多台驱动电机，所述驱动电机活动固定在壳体一端的端盖外侧，所述驱动电机的驱动轴，与穿过端盖延伸至对应换热管密封端面的转动轴同轴活动固定，所述驱动电机转速可调，用于驱动所述换热管正反向转动。

进一步地，所述搅拌器包括搅拌叶片及固定轴；所述搅拌叶片为框架方形结构，外面覆盖搅拌网，所述搅拌叶片弹性或刚性固定在固定轴上；所述搅拌叶片沿固定轴均匀固定，分为平直型、三叶型、四叶型或五叶型。

进一步地，所述搅拌器的固定轴沿换热管开口方向延伸至壳体内部，通过插入对应设置在固定支架上的通孔固定，所述通孔与对应换热管的轴线同轴设置，所述固定支架固定在所述壳体内部；所述固定轴的固定方式，包括所述固定轴插入活动放置在通孔内的第1转动密封装置内腔的活动固定，以及所述固定轴直接插入固定支架上通孔的焊接固定，所述活动固定、焊接固定方式择一选用。

进一步地，与所述固定支架活动固定的搅拌器，还设置驱动轮，所述驱动轮设置在换热管密封端面外侧或内侧，设置在外侧时，所述搅拌器的固定轴面向密封端面方向延伸，穿过密封端面插入同轴设置的所述驱动轮固定孔固定；设置在内侧时，所述固定轴延伸插入位于换热管内腔中的驱动轮固定孔固定；所述驱动轮用于冰水流入换热管腔体时，通过推动所述驱动轮转动，带动所述搅拌器转动搅拌冰水。

进一步地，换热管密封钣直接固定所述换热管两端，所述换热管密封钣边缘，密封固定在壳体内部；直接固定的所述换热管插入换热管密封钣上对应的通孔内，胀接或者焊接加工，与所述固定支架活动固定的搅拌器组合使用。

上述流态冰制取器，采取换热管和/或搅拌器，沿换热管的轴线方向相互转动，搅拌流入所述换热管内腔中的冰水的方式，提高冰水与低温载冷剂或蒸发制冷剂之间的换热效率，至少达到：结构简单，通过搅拌器与换热管之间转动，有效清除换热管内可能的流态冰堵塞，提高换热效率，实现可靠制取流态冰的效果。

本发明还提供一种流态冰制取装置，包括采取上述流态冰制取器、制冷设备及冰水分离器；

所述流态冰制取器、制冷设备及冰水分离器通过管路互相连通；

所述制冷设备为侧处风结构，包括翅片式冷凝器、冷凝风扇、压缩机、膨胀阀，以及气液分离器或壳管式蒸发器；

侧处风结构的所述制冷设备，通过隔钣隔为上下层，所述翅片式冷凝器放置在上层侧面位置，所述冷凝风扇设置在翅片式冷凝外侧；所述压缩机、气液分离器或壳管式蒸发器、膨胀阀放置在下层，所述压缩机、气液分离器或壳管式蒸发器固定在底座上，所述膨胀阀设置在下层上部空间中；

所述压缩机排气管与翅片式冷凝器的集气管连通，所述翅片式蒸发器的集液管与膨胀阀进口连通；

采取制冷剂蒸发方式制取流态冰时，使用所述气液分离器，所述气液分离器用于完成蒸发气态制冷剂的气液分离；所述膨胀阀出口通过液体截止阀，与所述冰浆制取器的载冷/制冷剂流入口连通，所述冰浆制取器的载冷/制冷剂流出口，通过气体截止阀最终与气液分离器的进口连通，所述气液分离器的出口与压缩机吸气管连通；

采取载冷剂换热方式制取流态冰时，使用所述壳管式蒸发器，所述壳管式蒸发器用于载冷剂的降温；所述膨胀阀出口与壳管式蒸发器的制冷剂进液管连通，所述壳管式蒸发器的制冷剂出气管与压缩机回气管连通；

节流的液态制冷剂在所述壳管式蒸发器的换热管中流动，与流入所述壳管式蒸发器的载冷剂进行蒸发换热，变为低温载冷剂后最终循环在所述流态冰制取器的壳体及换热管所围成密封空间内流动，持续降低在所述流态冰制取器换热管中流动的冰水温度，成为过冷水；

所述壳管式蒸发器的进水管，最终与流态冰制取器的载冷/制冷剂流出口连通，所述壳管式蒸发器的出水管，通过循环水泵与所述流态冰制取器的载冷/制冷剂流入口连通；

所述冰水分离器用于从流态冰制取器流出，混合有流态冰的冰水分离；所述冰水分离器为柜式结构，包括浮球阀、分离器换热管及冰水泵；所述冰水分离器上部设置分离器冰水进口，中部位置设置过滤网，用于过滤流态冰，过滤的流态冰集中收集后使用；所述冰水储存槽设置在冰水分离器上部，用于经过所述过滤器过滤的冰水储存；所述浮球阀设置在冰水储存槽上部，外接补充水源管路，用于制取流态冰的水源补充。

上述的流态冰制取装置，采取本发明的流态冰制取器、制冷设备及冰水分离器，循环制取流态冰，整个装置所需要的设备较少，有效保证了装置设备的运行可靠性，至少能达到高效、可靠地制取流态冰的效果。

本发明还提供一种采用上述流态冰制取装置，用于制取流态冰制取方法，步骤为：

步骤S1 ：经过所述冰水分离器分离的0℃的冰水，通过所述冰水泵，泵入流态冰制取器中，循环流入所述换热管中；

步骤S2: 通过所述制冷设备的壳管式蒸发器制取的-10～-4℃的载冷剂，或者冷凝后经过节流的液态制冷剂，流入所述流态冰制取器的壳体及换热管所围成密封空间内，在所述换热管和/或搅拌器，沿所述换热管的轴线方向相互转动下，不断搅拌流入所述换热管内腔中的冰水，载冷剂或节流的液态制冷剂与在所述换热管中流动的冰水进行换热，冰水温度持续降低，成为过冷水，不断产生流态冰，从所述流态冰制取器中流出；

步骤S3:从所述流态冰制取器中流出的混合有流态冰的冰水，流入所述冰水分离器中，过滤的冰水则通过所述冰水泵，泵入流态冰制取器中循环制取流态冰；

步骤S4: 经过所述冰水分离器的分离的流态冰，提供终端用户使用，融化的冰水则循环提供所述流态冰制取器制取流态冰。

步骤S5;完成流态冰的制取后，需要停止工作时，所述制冷设备停止工作，所述流态冰制取器停止制取流态冰，所述冰水分离器停止流态冰的分离。

采取上述方法制取流态冰，能至少达到以较为简单的操作步骤，实现连续可靠制取流态冰的效果。

附图说明

图1为本发明流态冰制取器第1实施例原理图。

图2为本发明流态冰制取器第2实施例原理图。

图3 为本发明流态冰制取器第3实施例原理图。

图4为本发明应用第1实施例流态冰制取器的流态冰制取装置工作原理图。

图5为本发明应用第2实施例流态冰制取器的流态冰制取装置工作原理图。

图6 为本发明应用第3实施例流态冰制取器的流态冰制取装置工作原理图。

图7 为本发明搅拌器固定主视原理图A。

图8 为本发明搅拌器固定主视原理图B。

图9为本发明搅拌器采用钢性结构的平直型搅拌叶结构原理图。

图10为本发明搅拌器采用弹性结构的平直型搅拌叶结构原理图。

图11为本发明搅拌器采用钢性结构的三叶型搅拌叶结构原理图。

图12为本发明搅拌器采用钢性结构的四叶型搅拌叶结构原理图。

图13为本发明搅拌器采用钢性结构的五叶型搅拌叶结构原理图。

图14为本发明放入换热管内腔中刚性结构的四叶型搅拌器工作截面示意图A。

图15为本发明放入换热管内腔中弹性结构的四叶型搅拌器工作截面示意图B。

图16为本发明放入换热管内腔中刚性结构的四叶型搅拌器工作截面示意图C。

图17为发明放入流态冰制取工艺流程图。

图中，1-流态冰制取器、11-第1端盖、111-冰水流入口、12-本体、121-载冷/制冷剂流入口、122-第1密封钣、123-均流板、124-第2密封钣、125-固定支架、126-载冷/制冷剂流出口、13-换热管、131-换热肋片、132-冰水流入通孔、133-驱动轮、134-密封端面、135-第2转动密封装置、14-搅拌器、141-搅拌叶片、1411-框条、142-固定轴、1421-第1转动密封装置、1411-框架、1412-搅拌网、1413-固定弹簧、15-第2端盖、151-流态冰流出口、16-驱动电机、2-制冷设备、21-翅片式冷凝器、22-冷凝风扇、23-压缩机、24A-气液分离器、24B-壳管式蒸发器、25-膨胀阀、26-循环水泵、3-冰水分离器、31-浮球阀、32-分离器换热管、33-冰水泵。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1～图3所示，一种流态冰制取器1，包括壳体、换热管13及搅拌器14，壳体为圆柱形空腔结构，两端设置第1端盖11、第2端盖15，与壳体的本体12同轴线活动密封连接，活动密封连接一般采取螺栓等紧固件，分别穿过第1端盖11与接触的本体12一端法兰通孔，以及第2端盖15与接触的本体12另一端法兰通孔，活动固定，或者其它合适活动固定结构。

第1端盖11的侧面设置冰水流入口111，冰水流入口111的轴线与本体12的轴线垂直设置；实际使用中，即可以与本体12的轴线交汇垂直设置，也可以沿本体12的切线方向垂直设置。

在第2端盖15的顶部中部位置，设置流态冰流出口151，流态冰流出口151的轴线与壳体的本体12同轴线，且与换热管13的轴线平行设置。

换热管12设置在壳体的本体12内部，沿壳体的本体12的轴线方向平行布置；流入壳体的冰水在换热管13内流动，与在壳体与换热管13外部所围成密封空间循环流动的低温载冷剂，或经过节流蒸发的制冷剂，通过换热管13进行换热，冰水持续降低温度变为过冷水，产生流态冰。

搅拌器14深入换热管13内腔，与换热管13同轴布置，换热管13和/或搅拌器14，沿换热管13的轴线方向相互转动，搅拌流入换热管13内腔中的冰水。

换热管13和/或搅拌器14相互转动，可有以下三种组合选择：

组合1，换热管13固定，搅拌器14转动；

组合2：换热管13转动，搅拌器14转动；

组合3：换热管13转动，搅拌器14固定。

上述3种组合分别应用于3种实施例，具体为：

1.实施例1：应用组合1，见图1。

实施例1中，换热管13固定，搅拌器14转动。

设置在壳体的本体12内部的换热管13，上下延伸穿过均流板123通孔，一端延伸穿过第1密封钣122的通孔，另外一端延伸至第2密封钣124的通孔，与第2密封钣124外表面齐平。

换热管13直接固定方式为：换热管13通过膨接固定，即换热管13胀管后，其外壁分别紧紧压紧第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124的通孔内壁，从而实现与第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124的直接固定连接，除膨胀固定方式外，也可以采取比如焊接固定等方式固定。

加工时，可以采取先顺序固定第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124后，然后再插入换热管13膨接固定，或者换热管13先膨接或焊接固定1密封钣122、均流板123、第2密封钣124后，再整体插入壳体内腔中固定，以及其它合适的加工方式。

第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124与壳体为圆形结构，第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124的外直径与本体12内腔直径一致，插入时，第2密封钣124外壁紧贴本体12内壁即可，当然，也可以采取其它合适的固定方式。

第1密封钣122设置在本体12一端，第1密封钣122外平面与本体12端面齐平；固定支架125设置在本体12的另外一端，固定支架125外平面与本体12端面齐平，第2密封钣124设置在固定支架125上部附近，第1密封钣122、第2密封钣124、换本体12及换热管13之间围成一个密闭空间。

当然，也可以将第2密封钣124设置在本体12的另外一端，第2密封钣124外平面与本体12端面齐平，而将固定支架125向下设置在第2端盖15的腔体中，这样设置便于通过打开第2端盖15，从第2端盖15方向抽出设置在换热管13中的搅拌器14，检查及跟换搅拌器14损坏零部件。

均流板123设置在上述密闭空间中，第1密封钣122、第2密封钣124之间位置处，距离第1密封钣122外平面距离大概为换热管13总长度的1/4～1/3处。

通过设置均流板123，将密闭空间隔成上下两个腔体，上下两个腔体通过均流板123上均布的均流通孔连通。

在密闭空间上部位置的本体12上，设置载冷/制冷剂流入口121，在密闭空间下部位置的本体12上，设置载冷/制冷剂流出口126；载冷/制冷剂流入口121与第1密封钣122、均流板123及换热管13上部围成的腔体连通，载冷/制冷剂流出口126与均流板123、换热管13下部及第2密封钣124围成的腔体连通。

外界载冷或者节流的液态制冷剂，通过载冷/制冷剂流入口121流入密闭空间中，经过均流板123上的均流设置的均流通孔，均匀分流后流入密闭空间下部继续换热，最终通过载冷/制冷剂流出口126流出密闭空间。

密闭空间的上部腔体，即第1密封钣122、均流板123及换热管13上部围成的腔体，可以作为静压腔使用，外部流入的载冷剂，或者节流的制冷剂，流速降低，动压减少，静压增大，经过静压腔调节后，可通过均流孔，实现对载冷剂或者节流的液态制冷剂更均匀的二次分流，满足与在换热管13腔体流动的冰水更均匀的换热，提高换热效率。

同时在密闭空间的上部腔体中，载冷剂或者节流的液态制冷剂与设置在该腔体中的换热管13中流动冰水进行初级换热，同时经过均流通孔的均匀分流的载冷剂或者节流的液态制冷剂，继续与设置在该腔体中的换热管13段中流动冰水，进行次级换热。

通过上下两级腔体的设置，能有效避免布置在不同位置上换热管13之间换热不均匀问题，从而达到在不同位置上换热管13腔体中流动的冰水，进行初级、次级的有序高效均匀换热，实现制取颗粒均匀的流态冰目的。

第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124及固定支架125外边缘与本体12内壁密封固定；第1密封钣122及第2密封钣124外边缘与本体12内壁采取焊接固定等方式处理。

用于固定换热管3的第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124上的固定通孔同轴设置；固定支架125的固定通孔与换热管13同轴线设置，固定支架125的固定通孔用于固定搅拌器14的固定轴142。

第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124与换热管13的固定，可以根据需求，选择比如胀管、转动轴套等固定方式固定。

进行膨接加工的换热管13，其外壁紧紧贴合在第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124的通孔内壁上，结构牢固，不易于松脱，当然，还可以采取其它合适的加工方式。

第1密封钣122的换热管13延伸至第1端盖11与本体12活动密封的空间中，此时在换热管顶部端面，活动设置密封端面134，密封端面134可通过紧固件，与换热管13端口面的凸出平面活动密封连接，或者采取其它合适方式活动连接，比如密封端面134整体设置为螺母，通过换热管13端部外壁设置螺纹，采取螺母连接等方式固定。

在换热管密封端面134附近，伸出第1密封钣122部分与密封端面134之间，设置冰水流入通孔132。

换热管13伸出第1密封钣122部分至密封端面134之间管段，缩口设置，缩口至端部平面尺寸与密封端面134的尺寸一致后，再与密封端面134活动密封连接。

从冰水流入口111流入的冰水，通过换热管13缩口的倾斜管壁上的四周，均匀设置的冰水流入通孔132，流入换热管13的内腔中，以一定的夹角互相形成向下冲击的冰水流，互相撞击后，向下切斜的推力，可分解为与换热管轴线垂直的分力及同换热管轴线平行的向下推动的分力。

换热管13的轴线垂直的分力推动冰水互相撞击，而同换热管13的轴线平行的向下推动的分力在冰水重力的作用下，推动冰水向下流动；经过互相组撞击的冰水使的流场处于不稳定状态，能有效增大冰水与外壁流动的载冷剂或者节流的液态制冷剂之间的换热，提高制取流态冰的效率。

除采取换热管13缩口结构形式外，还可以在换热管口处设置支撑架结构，在支撑架顶端面与密封端面134活动连接等结构方式，支撑架之间形成的间隙可作为冰水流入通孔132使用。

当然，为简化结构，换热管13也可以不设置收缩管段，而是等管径延伸，在顶部与密封端面134活动密封连接，同时在伸出第1密封钣122部分与密封端面134之间的四周管壁上，均匀设置冰水流入通孔132，冰水流入通孔132可以垂直换热管13轴线设置，或者向下倾斜设置，倾斜角度一般优选为30～45°，或者其它合适倾斜角度设置。

此外，还可以沿等管径延伸的换热管13的切线方向设置冰水流入通孔132，或者其它合适的方向设置冰水流入通孔132。

冰水流入通孔132可以为圆形、椭圆形、方形或者其它合适的方便加工的形状。

可以在换热管内腔的搅拌器14的搅拌轴142上，面对冰水流入汇总冲击面上固定设置辅助转动装置，利用冰水流入时所产生的与换热管13的轴线垂直的分力，推动辅助转动装置转动，通过驱动轴142带动搅拌器14转动。

助转动装置可以设置为合适角度倾斜的风扇叶片等结构，通过冰水撞击风扇叶片推定搅拌器14转动。

搅拌器14结构见图7～图13。

搅拌器14包括搅拌叶片141及固定轴142。

搅拌叶片141为框架方形结构，由互相垂直固定的框条1411构成；背向搅拌轴142，且面向换热管13内壁的框条1411外侧的框条1411，沿其长度方向可以设置向外尖锐凸起的条状刀片，当然，也可以不设置条状刀片而采取框条1411的平面结构。

在框条1411围成的框架外面覆盖搅拌网1412；框条1411、搅拌网1412可以选择金属材料，或者非金属材料，比如尼龙材料等；搅拌网1412规格可以根据使用需求选择合适目数的网，通过搅拌网1412转动增加冰水或者混合有流态冰的冰水之间的扰动，提高流态冰的制取效率。

搅拌叶片141一侧固定在固定轴142上；固定方式有两种，具体为：

一种为搅拌叶片141一侧框条1411与固定轴142进行刚性固定，比如可采取焊接固定方式固定，或者采取紧固件活动固定；

另外一种通过设置固定弹簧1413连接的弹性固定，固定弹簧1413一端固定在面向搅拌轴142的搅拌叶片141的框条1411上，另外一端固定在固定轴142上，固定弹簧1413可以在沿框条1411中部设置一条，或者沿框条1411均匀设置多条，采取固定弹簧1413设置的搅拌叶片141，可以在外力作用下，推动搅拌叶片141向外移动，通过设置在外侧框条1411外端面上的条状刀片，或框条1411端面用于刮去附在换热管13内壁上的冰，避免内壁结冰导致换热效率下降外，同时随推动搅拌叶片41的力变化，所产生的绕搅拌轴142来回的抖动，增加附近冰水的流动扰度，从而提高换热效率。

固定在固定轴142的搅拌叶片141，一般设置在冰水流入通孔132到换热管13下部流出口之间的空间内；搅拌叶片141最外侧距离换热管13的内管壁之间距离，一般设置为3～10㎜左右。

上述的设置可利用换热管13的上部间隙空间，有利于从四周冰水流入通孔132流入的冰水，充分撞击后膨胀，减少冰水的流速以提高静压，实现增加向下流动时的扰度同时，增加向下流动的推力，从而达到在降低冰水流动时的动能损失基础上，提高换热效率的目的。

当然，搅拌叶片141也可以向上延伸至冰水流入通孔132空间，且距离换热管13的内管壁之间距离，也可以调整为其它更合适的参数，以满足实际使用需要。

搅拌叶片141向上延伸至冰水流入通孔132空间，流入冰水流入通孔132的冰水也可推动搅拌叶片141转动。

搅拌叶片141规格为平直型、三叶型、四叶型或五叶型，搅拌叶片141沿固定轴142均匀固定。

平直型、三叶型、四叶型或五叶型的设置，见图9～图13，其中图9为刚性固定结构，图10为设置固定弹簧1413的结构，图11～图13为刚性固定结构的其它形状的搅拌叶片141，也可以设置固定弹簧1413的结构，不再赘述。

为固定同轴深入换热管13内腔中的搅拌器14，搅拌器14的固定轴142沿换热管13的下部开口方向延伸至壳体内腔，即本体12内腔中，通过设置在壳体内腔的固定支架125活动固定。

设置在壳体内腔的固定支架125活动固定，一般可采取比如固定支架125上与壳体内腔之间紧固件连接等方式，或者在壳体内壁上设置环形凸台，固定支架125上部贴合环形凸台的下表面，固定支架125的下表面与壳体端面齐平后，再用紧固件活动固定等方式，如果将固定支架125向下设置在第2端盖15的腔体中，此时即可采取上述环形凸台活动连接方式，不过贴合面变为环形凸台的上表面，也可采取焊接固定等方式固定。

本实施例1的活动固定方式，为采取向下延伸搅拌器14的固定轴142的外壁端部，套入第1转动密封装置1421固定，然后第1转动密封装置1421外表面套入固定支架125的固定通孔中，实现第1转动密封装置1421固定在固定支架125上的目的，此时通过固定支架125的固定支撑，搅拌器14的搅拌叶片141，可绕固定轴142来回转动。

第1转动密封装置1421可采用密封轴承，或者密封轴套等合适的结构，实现固定在第1转动密封装置1421上的固定轴142的顺畅来回转动。

同时，为利用从冰水流入口111流入冰水的流动推力，推动搅拌器14转动，固定轴142还向上延伸穿过密封端面134，同时在密封端面134的外侧，还同轴线方向上设置驱动轮133，延伸的固定轴142插入驱动轮133的固定孔固定。

驱动轮133结构类似水车，通过水流的撞击推动水车转动。

驱动轮133显圆柱体形状，其外表面沿轴线平行方向均匀设置多条驱动轮叶片，冰水撞击叶片时能推动驱动轮133转动，带动固定轴142转动从而驱动搅拌叶片141转动，实现搅拌器14的搅拌叶片141绕固定轴142来回转动的目的。

穿过密封端面134的固定轴142 ，可以采取上述第1转动密封装置1421固定方式，实现固定轴142与密封端面134的活动固定，具体固定方式同上固定轴142向下延伸时的结构，不再赘述。

固定轴142采取双活动固定方式，能大大增强搅拌器14转动时的支撑强度。

当然，驱动轮133除设置在密封端面134外侧，也可以设置在密封端面134内侧，换热管13的腔体内部，靠近密封端面134位置处，此时向上延伸的固定轴142，无须穿过密封端面134，而仅仅穿过驱动轮133的固定孔，固定即可。

除设置驱动轮133外，也可在固定轴142的底部，即固定支架125外侧，设置防水电机，通过防水电机带动固定轴142旋转，防水电机要求同驱动电机16。

为进一步地提高换热效率，优选地，可在换热管13的外壁设置换热肋片131，换热肋片131绕换热管13螺旋设置，或者沿换热管13轴线方向平行设置。

除设置换热肋片131外，也可以在换热管13的外壁设置环形螺纹，或者其它形状的凸起、凹槽，以增大换热面积提高换热效率。

当然，换热管13的外壁也可以不设置换热肋片131。

在实施例1中，换热管13固定设置，搅拌器14转动设置，搅拌器14转动设置，利用冰水的流动所产生的推力推动驱动轮133，驱动固定轴142转动，从而带动搅拌叶141转动，通过搅拌在换热管14内流动流态冰及冰水混合物方式，增加流动的扰度，能有效提高换热效率，并在此基础上，采取固定弹簧1413结构的搅拌叶片141，利用搅拌器14转动所产生的离心力，推动搅拌叶片141向外移动，刮去附在换热管13内壁上的冰，以及随推动搅拌叶片41的力变化所产生来回的抖动，增加局部冰水的扰动，可进一步提高换热效率，达到更快速制取流态冰的目的。

2.实施例2：应用组合2，见图2。

实施例2中，换热管13转动，搅拌器14转动。

相对于实施例1，搅拌14要求同1，不同之处在于换热管13能转动，驱动轮133设置在换热管13内腔中，换热管13伸出第1密封钣122段为等管径延伸，不采用缩口段，当然，也可以采取缩口段设置。

为保证换热管13转动，将实施例1中直接固定的第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124通孔上，增加第2转动密封装置135设置，实现活动固定，而非胀管等方式直接固定。

具体活动固定为，在换热管13的上述对应外壁位置上，分别套装第2转动密封装置135，让第2转动密封装置135固定在外壁上，同时第2转动密封装置135的外壁活动套入第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124对应通孔内，安装完成的换热管13，可通过流入壳体的冰水的冲力.推动换热管13转动，实现活动固定的目的。

第2转动密封装置135可以采取第1转动密封装置1421的结构，比如轴承、轴套等结构，为避免载冷剂或制冷剂，与流动冰水或混合有流态冰冰水之间的泄露，需要活动固定在第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124上的第2转动密封装置135上密封处理，采取密封措施既可以使用现有密封轴承，也可以在换热管13与第2转动密封装置135接触面之间合适的位置上，采取填充密封填料并压紧密封填料等方式密封，或者采取其它合适的密封结构。

第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124通孔与换热管13同轴设置。

上述的活动固定为换热管13能在冰水的推定下转动的固定，并非可拆卸的活动固定，当需要拆卸时，可设置第1密封钣122、均流板123、第2密封钣124的通孔直径应大于换热肋片131的外直径，此时可通过先打开第1端盖11、第2端盖15，拆卸固定支架125并抽出搅拌器14后，从换热管13顶部向下敲击方式，或者开口的端部向上敲击方式拆卸，以实现对损坏的第2转动密封装置135的维修或者更换。

为实现换热管13的正反向转动，进一步提高换热效率，优选地，还对应换热管13设置多台驱动电机16，驱动电机16与换热管13一一对应设置，驱动电机16的驱动轴与对应的换热管13同轴线设置。

驱动电机16活动固定在壳体一端的端盖外侧，活动固定在第1端盖11的外部的驱动电机16，可采取在第1端盖11外侧设置活动固定架等方式实现活动固定。

驱动电机16的驱动轴，与穿过第1端盖11延伸至对应换热管13的密封端面134的转动轴同轴活动固定，驱动电机16转速可调，用于驱动换热管13正反向转动。

驱动电机16为防水电机，可选择变频电机，比如直流变频电机等。

穿过第1端盖11延伸至对应换热管的密封端面134的转动轴，一端与密封端面134端面同轴线固定，可采取焊接固定或者螺纹活动固定，另外一端穿过第1端盖11后，与驱动电机16的驱动轴活动连接，活动连接方式可采取比如法兰的等合适的活动连接方式，实现驱动电机与伸出第1端盖11的转动轴拆卸活动固定。

当然，驱动电机16的驱动轴与转动轴，也可以同轴设置，提高传动效率，不过拆卸时需要整体拆卸驱动电机16，工序显得有点麻烦。

延伸出第1端盖11的转动轴，可设置第2转动密封装置135，第2转动密封装置135的外壁活动固定在第1端盖11对应的通孔内壁上，实现更高效的传动转动目的，或者只设置密封的轴套。

通过驱动电机16的设置，可以确保通过驱动电机16转动，通过延伸的转动轴带动换热管16转动，由于驱动电机16与换热管16之间的对应设置，可以根据实际需求，采取以下组合方式使用：

全部顺时针转动+转速定速调节、全部顺时针转动+转速变速调节、部分顺时针转动+部分逆时针转动+转速定速调节、部分顺时针转动+部分逆时针转动+转速变速调节。

除上述组合方式外，还可以采取其它组合方式，比如前段时间采取全部采取顺时针转动+转速定速调节，后段时间采取全部采取逆时针或逆时针+转速变速调节等方式，以满足高效换热的目的。

通过上述换热管13的转动调节，可有效提高与混热管13外壁接触的载冷剂或制冷剂的流动扰度，减少其换热阻力，从而提高换热效率。

在换热管13外壁设置换热肋片131的条件下，不但能有效增加换热面积，且通过换热肋片131随换热管13转动过程中的所产生局部扰动，有效避免了换热管13转动中，可能产生的局部流体死循环导致的换热效率不高等问题，进一步整体提高了换热效率，从而能更进一步提高外侧流动当然载冷剂或制冷剂与换热管13内流动的冰水或混合有流态冰的冰水之间的换热效率。

实施例2中，采取换热管13转动，搅拌器14转动组合，不但实现了换热管13外侧的高效换热，而且在通过冰水流入通孔132流入的冰水，利用驱动轮133高效推动搅拌器14转动，使的流入换热管13内腔中的冰水在换热管13转动时所产生的离心力迫使冰水靠近换热管13内壁流动基础上，通过搅拌器14的转动搅拌进一步增加了冰水之间流动扰度，从而有效提高了换热管13内腔流动冰水的换热效率。

最终整体有效提高了换热管13外部流动的载冷剂或制冷剂，与换热管13内腔流动的冰水或混合流态冰的冰水之间的换热效率。

除采取刚性结构的搅拌叶141外，对于采取弹簧结构的搅拌叶141，在冰水推动搅拌器14转动的过程中，除所产生的离心力使的弹簧结构的搅拌叶141向外移动，动态刮去附在换热管13内壁上的冰，避免内壁结冰导致换热效率下降外，同时随推动搅拌叶片41的力动态变化，使的搅拌叶141绕搅拌轴142来回的抖动，增加附近冰水的流动扰度，从而更进一步提高换热效率。

通过搅拌器14的转动，有效减少管壁到换热管中心轴线之间冰水温度差，使的在换热管13中同一截面上不同流动点之间冰水的温度差更小，温度更均匀，从而达到沿换热管13内腔流动的冰水能快速进入过冷状态，并产生颗粒更均匀的流态冰。

3.实施例3：应用组合3，见图3。

实施例3中，换热管13转动，搅拌器14固定。

换热管3转动结构见实施例2；搅拌器14固定，取消第1转动密封装置1421即可，此时搅拌器14处于不能转动状态。

搅拌器14处于不能转动状态时，取消驱动轮133设置。

处于不能转动状态设置的搅拌器14，通过换热管13转动组合，不但实现了换热管13外侧的高效换热，而且流入换热管13内腔中的冰水在换热管13转动时所产生的离心力迫使冰水靠近换热管13内壁流动基础上，通过固定设置的搅拌器14的阻挡，冰水之间流动的流层被破坏，可提高冰水之间流动扰度，也能实现提高换热管13内腔流动冰水的换热效率目的。

在固定状态下的搅拌器14，如果采取弹簧结构的搅拌叶141，也能实现搅拌叶141变形，所产生实施例2中，动态刮去附在换热管13内壁上的冰以及搅拌叶141绕搅拌轴142来回的抖动的效果，从而达到提高换热管13内腔中流动的冰水的换热效率的目的。

上述3个实施例中，采取侧重采取提高换热管13外部换热效率、换热管13内腔冰水换热效率，或者同时提高换热管13内外侧之间的换热效率的方式，达到快速制取颗粒均匀流态冰的目的。

在换热管13中的搅拌叶片141不同类型设置，见图14～16；设置刚性结构的搅拌叶片141，如图14、图16；可设置弹性结构的搅拌叶片141，如图15。

图14、图16为四叶型刚性结构，图15为四叶型弹性结构，也可以设置为其它规格的搅拌叶片141。

图14的换热管13为环形螺纹结构；图15为绕制换热肋片131结构；图16为在换热管13外表面设置凸起，沿换热管13轴线方向平行设置的结构，当然，也可以选择其它方式组合设置，以增大换热管13外表面与载冷剂或者制冷剂之间换热面积，以及换热管13转动时的扰度。

此外，实际使用时，可基于上述3个实施例换热管13与搅拌器14之间不同的组合，进行变形拓展，具体可选择的拓展为：

一级组合：部分换热管13转动，部分换换热管13固定，部分搅拌器14转动、部分搅拌器14固定；

二级组合：不同换热管13外壁分别选择设置绕制或平行设置换热肋片131、环形螺纹及其它形状的凸起、凹槽；

三级组合：部分搅拌器14采取刚性连接结构，部分搅拌器14采取弹性连接结构；

四级组合：不同位置换热管13内分别选择平直型、三叶型、四叶型或五叶型的搅拌叶片141组合。

通过上述手段的组合使用，使的具体手段的选择范围得到大幅度拓展，有效保证不同位置上的换热管13均得到高效均匀的换热，以提高制取流态冰颗粒的均匀性。

上述组合形式多样，种类繁多，比如使用载冷剂换热时，可采取：外侧的换热管13选择实施例2的结构，换热肋片131绕制，搅拌器14选择四叶型搅拌叶141的弹性连接；中间位置的换热管13选择实施例1的结构，换热肋片131平行设置，搅拌器14选择五叶型搅拌叶141的弹性连接；内层位置的换热管13选择实施例3的结构，换热管13外表设置环形螺纹螺纹，搅拌器14选择三叶型搅拌叶141的刚性连接。

除上述举例外，也可以选择其它组合，具体组合可按照上述一、二、三级的内容根据实际使用需要进行选择，这里不再赘述。

基于上述3个实施例的应用，本发明还提供一种流态冰制取装置。

本发明的流态冰制取器装置包括采取上述流态冰制取器1、制冷设备2及冰水分离器3。

制冷设备2采取侧处风结构，包括翅片式冷凝器21、冷凝风扇22、压缩机23、气液分离器24A或壳管式蒸发器24B、膨胀阀25。

侧处风结构的制冷设备2通过隔钣隔为上下层结构，翅片式冷凝器21放置在上部侧面位置，冷凝风扇22设置在翅片式冷凝21外侧；压缩机23、气液分离器24A或壳管式蒸发器24B、膨胀阀25放置在下层，压缩机23、气液分离器24A或壳管式蒸发器24B固定在底座上，膨胀阀设置在下层上部空间中。

制冷设备2除侧出风结构外，也可以设置其它合适的结构，比如顶出风结构，此时翅片式冷凝器21设置在顶部。

膨胀阀25，可以选择热力膨胀阀、电子膨胀阀或者其它合适的节流装置。

冰水分离器3为柜式结构，包括浮球阀31、分离器换热管32及冰水泵33，冰水分离器3上部设置分离器冰水进口，中部位置设置过滤网（图上未标注），用于过滤流态冰，过滤的流态冰集中收集后使用，而过滤的冰水则向下流入到设置在下部的冰水储存槽（图上未标注）中储存，浮球阀31设置在冰水储存槽上部，外接补充水源管路，用于制取流态冰的水源补充。

外接的补充水源，可选择自来水、纯净水，或者冰蓄冷中释放冷量融化的冰水。

浮球阀31也可以选择电磁阀

分离器换热管32设置在冰水储存槽中，进口与载冷/制冷剂流出口126连通，出口则与气液分离器24A的进口连通，气液分离器24A的出口与压缩机23的吸气管连通。

或者分离器换热管32的出口与壳管式蒸发器24B的进水管连通。

设置在冰水储存槽下部的分离器冰水出口，通过冰水泵33与冰水流入口111连通，而分离器的冰水进口则与流态冰流出口151连通。

在冰水储存槽中设置分离器换热管32，目的用于储存在冰水储存槽中的冰水，回收从载冷/制冷剂流出口126流出，完成换热的制冷剂或制冷剂的冷量，保持或者降低储存冰水的温度。

流态冰制取装置如果采取载冷剂换热方式制取流态冰方式，制冷设备2使用壳管式蒸发器24B，而非气液分离器24A；如果采取制冷剂蒸发方式制取流态冰，此时制冷设备2则使用气液分离器24A，而非壳管式蒸发器24B。

上述3个流态冰制取器1的实施例均可用于流态冰制取装置，介绍如下：

1）基于实施例1应用的流态冰制取装置

见图4，图4实施例为采取制冷剂蒸发方式制取流态冰设置，设置了分离器换热管32。

侧处风结构的制冷设备2，压缩机23压缩的高温高压气态制冷剂，从排气管排出，通过翅片式冷凝21的集气管，流入翅片式冷凝器21的换热管中，通过冷凝风扇22的转动，强制驱动外界空气流过翅片式冷凝器21外表面进行冷凝换热，换热后得外界空气通过冷凝风扇22排到外界大气，冷凝的高压液态制冷剂，通过集液管流出翅片式冷凝21，经过膨胀阀25的节流后，通过固定在制冷设备2外侧面液体截止阀、载冷/制冷剂流入口121流入流态冰制取器1中，在由第1密封钣122、第2密封钣124、换本体12及换热管13之间围成一个密闭空间中蒸发，与换热管13内流动的冰水进行换热后，从载冷/制冷剂流出口126流出，并继续流入分离器换热管32中，与储存在冰水储存槽的冰水进行换热，吸收热量后从换热管13的出口流出，经过固定在制冷设备2外侧面气体截止阀，流入气液分离器24A，经过气液分离器24A的气液分离后，从气液分离器24A流出，从吸气管流入压缩机23中，循环压缩制冷。

当然，也可以不设置分离器换热管32，从载冷/制冷剂流出口126流出后，通过固定在制冷设备2外侧面气体截止阀，顺序流入气液分离器24A、压缩机23 。

经过冰水分离器3分流的冰水，储存在冰水储存槽中，通过冰水泵33加压，通过流态冰制取器的冰水流入口111流入流态冰制取器1中，在换热管13的内腔中流动，与节流的制冷剂进行蒸发换热后，变为过冷水制取流态冰，并从流态冰流出口151流出，流入冰水分离器3中，经过冰水分离器3的分离器分离后，冰水循环流入冰水储存槽中储存。

分离的流态冰可以用于冰蓄冷降温、饮料的冰冻等领域。

2）基于实施例2应用的流态冰制取装置

见图5，图5实施例为采取载冷剂换热方式制取流态冰设置，使用壳管式蒸发器24B，而非气液分离器器24A。

相对于图4的实施例，经过翅片式冷凝器21冷凝，膨胀阀25节流的液态制冷剂，直接流入壳管式蒸发器24B的制冷剂进液管，在壳管式蒸发器24B的换热管中，与流入壳管式蒸发器24B的载冷剂进行蒸发换热，降低载冷剂温度。

蒸发的低温气态制冷剂从壳管式蒸发器24B的制冷剂气管流出，通过压缩机吸气管，流入压缩机23中循环压缩。

降低温度的低温载冷剂，从壳管式蒸发器24B的出水管流出后，经过循环水泵26的加压，

从流态冰制取器的载冷/制冷剂流入口121流入流态冰制取器1中，在由第1密封钣122、第2密封钣124、换本体12及换热管13之间围成一个密闭空间中流动，与换热管13内流动的冰水进行换热后，从载冷/制冷剂流出口126流出，并继续流入分离器换热管32中，与储存在冰水储存槽的冰水进行换热，吸收热量后从换热管13的出口流出，从壳管式蒸发器24B的进水管，流入壳管式蒸发器24B，与节流的制冷剂循环进行蒸发换热。

3）基于实施例3应用的流态冰制取装置

见图6，图6实施例同图5一样，都采取载冷剂换热方式制取流态冰设置，使用壳管式蒸发器24B，而非气液分离器器24A，系统设置同图5，不再赘述。

所使用的载冷剂为如乙二醇、食用盐水，或者其它种类的产品。

当然，图5、图6也可以使用制冷剂蒸发方式制取流态冰设置，而图4也可以使用载冷剂换热方式制取流态冰设置。

对于流态冰制取装置，所使用的流态冰制取器1采用垂直布置，换热管13上下垂直布置，垂直设置的流态冰制取器1，可用于流态冰制取量较大的场合，比如日自制取量大于1吨以上的场合，而对于流态冰制取量较少的场合，或者受使用空间的限制，不适宜垂直布置的场合，也可以采取水平布置的方式，即将流态冰制取器1水平设置。

最后，本发明还提供一种采用上述流态冰制取装置，进行流态冰制取的方法，制取方法见图17流程图，具体制取步骤为：

步骤S1 ：经过冰水分离器3分离的0℃的冰水，通过冰水泵33，泵入流态冰制取器1中，循环流入换热管13中；

步骤S2: 通过制冷设备2的壳管式蒸发器24B制取的-10～-4℃的载冷剂，或者冷凝后经过膨胀阀25节流的液态制冷剂，流入流态冰制取器1壳体及换热管13所围成密封空间内，在换热管13和/或搅拌器14，沿换热管13的轴线方向相互转动下，不断搅拌流入换热管13内腔中的冰水，载冷剂或者节流的液态制冷剂与在换热管13中流动的冰水进行换热，冰水温度持续降低，成为过冷水，不断产生流态冰，从流态冰制取器1中流出；

步骤S3:从流态冰制取器1中流出的混合有流态冰的冰水，流入冰水分离器3中，过滤的冰水则通过冰水泵33，泵入流态冰制取器1中循环制取流态冰；

步骤S4: 经过冰水分离器3的分离的流态冰，提供终端用户使用，融化的冰水则循环提供流态冰制取器1制取流态冰；

步骤S5;完成流态冰的制取后，需要停止工作时，制冷设备2停止工作，流态冰制取器1停止制取流态冰，冰水分离器1停止流态冰的分离。

上述制取方法中，可通过调节-10～-4℃的载冷剂所需的具体温度，控制换热器13内腔中流动冰水制取流态冰颗粒均匀性及颗粒大小，比如所需要流态冰颗粒较细时，可控制在第1密封钣122、第2密封钣124、换本体12及换热管13之间围成一个密闭空间流动的载冷剂流入温度-6～-4℃，在2℃内上下波动；当所需要流态冰颗粒较粗时 ，载冷剂流入温度-10～-8℃，在4℃内上下波动。

或者通过膨胀阀25调节，控制在密闭空间流动的节流的制冷剂的蒸发温度，当需要较细流态冰时，控制蒸发温度与换热管13内腔流动的冰水之间温度差在6～8℃，当需要流态冰颗粒较粗时，控制蒸发温度与换热管13内腔流动的冰水之间温度差在8～10℃.

上述温度的控制仅仅是举例，实际使用时可根据需要调节到其它合适的温度段，包括超出-10～-4℃载冷剂的温度段。

提供终端用户使用的流态冰，既可以为原始散装状态，也可以压缩至块状，比如压缩至50公斤，100公斤重的块冰，或者压缩成其它合适的形状、重量。

相对于通过流态冰压缩成块状冰，由于流态冰的颗粒较小，换热面较大，容易成冰，热阻大大低于块状冰，效率明显大于块状冰的制取。

以上实施例本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (10)

1.一种流态冰制取器，包括壳体、换热管及搅拌器，所述壳体为圆柱形空腔结构，两端设置端盖，与所述壳体的本体同轴线活动密封连接；所述换热管设置在壳体内部，沿所述壳体轴线方向平行布置；流入所述壳体的冰水在所述换热管内流动，与在所述壳体与换热管外部所围成密封空间循环流动的低温载冷剂或制冷剂，通过所述换热管进行换热，冰水持续降低温度变为过冷水，并产生流态冰；所述搅拌器深入换热管内腔，与换热管同轴布置，其特征在于，所述换热管和/或搅拌器，沿所述换热管的轴线方向相互转动，搅拌流入所述换热管内腔中的冰水。

2.如权利要求1所述的流态冰制取器，其特征在于，所述换热管外壁设置换热肋片，所述肋片绕换热管螺旋设置，或者沿换热管轴线方向平行设置；所述换热管的一侧端面活动密封，所述密封端面附近外壁设置冰水流入通孔，所述冰水流入通孔用于冰水流入换热管内腔。

3.如权利要求2的流态冰制取器，其特征在于，换热管密封钣活动固定所述换热管两端，所述换热管密封钣边缘，密封固定在壳体内部；活动固定的所述换热管外壁套装第2转动密封装置，所述第2转动密封装置活动固定在换热管密封钣对应的通孔内，所述换热管密封钣通孔与换热管同轴设置，流入所述壳体的冰水的冲力推动换热管转动。

4.如权利要求3的流态冰制取器，其特征在于，还对应所述换热管设置多台驱动电机，所述驱动电机活动固定在壳体一端的端盖外侧，所述驱动电机的驱动轴，与穿过端盖延伸至对应换热管密封端面的转动轴同轴活动固定，所述驱动电机转速可调，用于驱动所述换热管正反向转动。

5.如权利要求3所述的流态冰制取器，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌叶片及固定轴；所述搅拌叶片为框架方形结构，外面覆盖搅拌网，所述搅拌叶片弹性或刚性固定在固定轴上；所述搅拌叶片沿固定轴均匀固定，分为平直型、三叶型、四叶型或五叶型。

6.如权利要求5的流态冰制取器，其特征在于，所述搅拌器的固定轴沿换热管开口方向延伸至壳体内部，通过插入对应设置在固定支架上的通孔固定，所述通孔与对应换热管的轴线同轴设置，所述固定支架固定在所述壳体内部；所述固定轴的固定方式，包括所述固定轴插入活动放置在通孔内的第1转动密封装置内腔的活动固定，以及所述固定轴直接插入固定支架上通孔的焊接固定；所述活动固定、焊接固定方式择一选用。

7.如权利要求6的流态冰制取器，其特征在于，与所述固定支架活动固定的搅拌器，还设置驱动轮，所述驱动轮设置在换热管密封端面外侧或内侧，设置在外侧时，所述搅拌器的固定轴面向密封端面方向延伸，穿过密封端面插入同轴设置的所述驱动轮固定孔固定；设置在内侧时，所述固定轴延伸插入位于换热管内腔中的驱动轮固定孔固定；所述驱动轮用于冰水流入换热管腔体时，通过推动所述驱动轮转动，带动所述搅拌器转动搅拌冰水。

8.如权利要求2的流态冰制取器，其特征在于，换热管密封钣直接固定所述换热管两端，所述换热管密封钣边缘，密封固定在壳体内部；直接固定的所述换热管插入换热管密封钣上对应的通孔内，胀接或者焊接加工，与所述固定支架活动固定的搅拌器组合使用。

9.一种流态冰制取装置，其特征在于，包括采取上述技术要求1～8任意一项所述的流态冰制取器、制冷设备及冰水分离器；

所述流态冰制取器、制冷设备及冰水分离器通过管路互相连通；

所述制冷设备为侧处风结构，包括翅片式冷凝器、冷凝风扇、压缩机、膨胀阀，以及气液分离器或壳管式蒸发器；

侧处风结构的所述制冷设备，通过隔钣隔为上下层，所述翅片式冷凝器放置在上层侧面位置，所述冷凝风扇设置在翅片式冷凝外侧；所述压缩机、气液分离器或壳管式蒸发器、膨胀阀放置在下层，所述压缩机、气液分离器或壳管式蒸发器固定在底座上，所述膨胀阀设置在下层上部空间中；

所述压缩机排气管与翅片式冷凝器的集气管连通，所述翅片式蒸发器的集液管与膨胀阀进口连通；

采取制冷剂蒸发方式制取流态冰时，使用所述气液分离器，所述气液分离器用于完成蒸发气态制冷剂的气液分离；所述膨胀阀出口通过液体截止阀，与所述冰浆制取器的载冷/制冷剂流入口连通，所述冰浆制取器的载冷/制冷剂流出口，通过气体截止阀最终与气液分离器的进口连通，所述气液分离器的出口与压缩机吸气管连通；

采取载冷剂换热方式制取流态冰时，使用所述壳管式蒸发器，所述壳管式蒸发器用于载冷剂的降温；所述膨胀阀出口与壳管式蒸发器的制冷剂进液管连通，所述壳管式蒸发器的制冷剂出气管与压缩机回气管连通；

节流的液态制冷剂在所述壳管式蒸发器的换热管中流动，与流入所述壳管式蒸发器的载冷剂进行蒸发换热，变为低温载冷剂后最终循环在所述流态冰制取器的壳体及换热管所围成密封空间内流动，持续降低在所述流态冰制取器换热管中流动的冰水温度，成为过冷水；

所述壳管式蒸发器的进水管，最终与流态冰制取器的载冷/制冷剂流出口连通，所述壳管式蒸发器的出水管，通过循环水泵与所述流态冰制取器的载冷/制冷剂流入口连通；

所述冰水分离器用于从流态冰制取器流出，混合有流态冰的冰水分离；所述冰水分离器为柜式结构，包括浮球阀、分离器换热管及冰水泵；所述冰水分离器上部设置分离器冰水进口，中部位置设置过滤网，用于过滤流态冰，过滤的流态冰集中收集后使用；所述冰水储存槽设置在冰水分离器下部，用于经过所述过滤器过滤的冰水储存；所述浮球阀设置在冰水储存槽上部，外接补充水源管路，用于制取流态冰的水源补充。

10.一种流态冰制取方法，其特征在于，采用权利要求9所述的流态冰制取装置制取流态冰，步骤为：

步骤S1 ：经过所述冰水分离器分离的0℃的冰水，通过所述冰水泵，泵入流态冰制取器中，循环流入所述换热管中；

步骤S2: 通过所述制冷设备的壳管式蒸发器制取的-10～-4℃的载冷剂，或者冷凝后经过节流的液态制冷剂，流入所述流态冰制取器的壳体及换热管所围成密封空间内，在所述换热管和/或搅拌器，沿所述换热管的轴线方向相互转动下，不断搅拌流入所述换热管内腔中的冰水，载冷剂或节流的液态制冷剂与在所述换热管中流动的冰水进行换热，冰水温度持续降低，成为过冷水，不断产生流态冰，从所述流态冰制取器中流出；

步骤S3:从所述流态冰制取器中流出的混合有流态冰的冰水，流入所述冰水分离器中，过滤的冰水则通过所述冰水泵，泵入流态冰制取器中循环制取流态冰；

步骤S4: 经过所述冰水分离器的分离的流态冰，提供终端用户使用，融化的冰水则循环提供所述流态冰制取器制取流态冰；

步骤S5;完成流态冰的制取后，需要停止工作时，所述制冷设备停止工作，所述流态冰制取器停止制取流态冰，所述冰水分离器停止流态冰的分离。