CN201014657Y - 一种水的过冷态解除装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种水的过冷态解除装置，其特点是加压的过冷水从制冰罐底部导流螺旋喷嘴引入制冰罐腔内，水流与喷嘴的螺旋面撞击后射向设置在喷嘴上方的螺旋叶轮，带动叶轮旋转，切割过冷水流线，然后过冷水在向制冰罐上方继续流动中，再经历冰核发生器延伸至制冰罐内弹簧片的震动，这样过冷水受到撞击、切割和震动三重充分扰动释放冰核后，使制冰罐中过冷水与冰核之间的接触生成冰晶。本实用新型结构简单，比起单独使用冰核发生器，过冷水获得更充分的扰动和更大的相变驱动力，快速高效过渡到稳定的固态，为实现过冷水连续制冰提供了技术保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水的过冷态解除装置，通过常压下低于0℃水的过冷状态解除，形成一种雪花状的固液两相冰浆，它是过冷水动态制冰系统中必要的组件。
背景技术
冰蓄冷是我国当前积极推广和鼓励的一项重要的用电“削峰填谷”措施。而制冰技术乃是该技术发展的关键。
过冷水连续制冰是最近发展起来的一种新的制冰方式。水在过冷却器中被冷却达到过冷状态(低于0℃但仍然保持为液态)，过冷水的过冷状态消除后成为冰水混合物，其中的水被分离出来继续在系统中循环。过冷水即为常压下低于零度的水，其流动状态为亚稳态流动。亚稳相都具有较高的吉布斯自由能，结晶的热力学条件告诉我们，当新相的自由能低于旧相自由能时，旧相才能自发地转变为新相。它要使自己自由能降低，就要过渡到稳定相，就是因为这簇两者之间存在吉布斯自由能差值，即存在着相变驱动力。这个相变驱动力，可通过外界扰动破坏其平衡态而来。过冷态解除装置的作用也就是通过扰动，释放出过冷水的吉布斯自由能，使其过渡到稳定的固态。释放出的自由能也提升了固液两相态的温度，产生温度接近零度的冰晶。
常用的过冷水解除途径有下面的四种：
(1)过冷水与挡板或器壁或两部分过冷水之间发生激烈冲击.破坏过冷水的过冷状态。这种方法装置简单，易于实现，应用较为广泛。
这里有两个重要的问题需要解决，一是要防止冰晶在冲击处长大，生成冰块。冰块在融冰过程中负荷跟随性不好。另一个是要防止冰晶在蓄冰槽某处堆积，不能够在蓄冰槽中均匀分布，降低蓄冰槽的蓄冰率。
(2)使用超声波或电磁波通过过冷水流，破坏过冷水的过冷状态。
(3)利用局部超低温(比过冷水温度低很多)来解除过冷水的过冷状态，局部低温可以通过在蓄冰槽中设置小型电子制冷装置来获得，也可以通过将制冷系统中的制冷剂分流到蓄冰槽中来获得。
(4)安装在制冰罐下半部分的冰核发生器，通过带铁心的交流电磁震荡器，使延伸到制冰罐中的弹簧片震动释放冰核，于是，制冰罐中的过冷水和冰核之间通过接触产生冰晶。
上述装置存在或成本高昂、结构复杂，或扰动效果差，过冷态相变驱动力不足的弊端，影响过冷水制冰效率的提高。
发明内容
本实用新型提供一种水的过冷态解除装置，通过对过冷水的充分扰动，连续产生规则形状冰晶，并在制冰器中利用比重与水不同，自动上浮分离，最后排入储冰槽中。
本实用新型一种水的过冷态解除装置采用简单机械扰动的方式，在制冰罐的底部中央设置过冷水导流螺旋喷嘴，喷嘴的上方设置悬吊在支架中央的无动力旋转叶轮；当加压的过冷水引入导流螺旋喷嘴，射向喷嘴上方无动力旋转叶轮，经叶轮切割过冷水的流线，以及受冰核发生器延伸的弹簧片震动的共同作用，形成对过冷水的多重充分扰动，有效解除水的过冷状态，产生雪花状的冰晶。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
参见图1，1为锥形罐，2为固定在制冰罐1内壁上的支架，3为悬吊在支架2中央的无动力旋转叶轮，在外力作用下叶轮产生旋转，4为设置在制冰罐1底部中央的过冷水导流螺旋喷嘴，5为安装在制冰罐1外表面的冰核发生器，其震动弹簧片延伸至制冰罐1的内部，6为制冰罐1顶部中央的冰晶排出口。当经液泵加压的过冷水通过导流螺旋喷嘴4引入制冰罐1腔内时，水流与喷嘴4的螺旋面撞击后射向设置在螺旋喷嘴4上方的无动力旋转叶轮3，从而带动叶轮3旋转，切割过冷水流线：而受切割扰动后的过冷水在向制冰罐1上方继续流动中，再经历支架2上方的冰核发生器5的延伸到制冰罐1内的弹簧片震动；这样，过冷水在上述撞击、切割、震动三重充分扰动释放冰核后，使制冰罐1中的过冷水与冰核之间的接触产生冰晶。随着加压过冷水不断地从旋转喷嘴4处引入，重复着三重充分扰动，将连续生成规则形状水晶。利用冰晶比水的比重轻的特点，冰晶自动上浮，由制冰罐1顶部中央的排出口6排出，输送至蓄冰槽，供空调用户使用。
本实用新型实际使用时，安装在制冰罐1下部的喷嘴4、叶轮3、冰核发生器5相互间的间距，由过冷水的压力、流速、流量，以及制冰罐的大小，在实施中调整，以求得过冷水连续制冰的最佳效果。
有益效果
本实用新型通过简单的机械结构实施对过冷水的三重充分扰动，获得过冷水的足够相变驱动力，使过冷水快速、高效过渡到稳定的固态，为实现过冷水连续制冰提供了技术保障。
Claims (2)
1.一种水的过冷态解除装置，安装在制冰罐(1)下半部分，其中包括冰核发生器(5)，其特征是：
a.制冰罐(1)的底部中央设置过冷水导流螺旋喷嘴(4)；
b.在导流螺旋喷嘴(4)的上方设置悬吊在支架(2)中央的无动力旋转叶轮(3)。
2.根据权利要求1所述的一种水的过冷态解除装置，其特征是：
a.悬吊无动力旋转叶轮(3)的支架(2)固定在制冰罐(1)内壁上；
b.安装在制冰罐(1)外表面的冰核发生器(5)，位于支架(2)的上方。
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| CNU2006200480508U CN201014657Y (zh) | 2006-11-22 | 2006-11-22 | 一种水的过冷态解除装置 |
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2006
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