CN203534011U

CN203534011U - 一种多功能高效海水流态冰机

Info

Publication number: CN203534011U
Application number: CN201320706091.1U
Authority: CN
Inventors: 张荣珊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-09
Filing date: 2013-11-09
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2023-11-09

Abstract

本实用新型提供一种多功能高效海水流态冰机，其包括冰水分离器、中央控制器以及结构对称设置的第一机组与第二机组。中央控制器电性连接冰水分离器、第一机组与第二机组。每个机组包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、冰晶生成器、气液分离器、调速电机、自吸式水泵。冰晶生成器设置有蒸发器和位于该蒸发器的管壁上的刮冰器，蒸发器由气液分离器与压缩机的入口连通，压缩机的出口经由冷凝器与蒸发器连通，膨胀阀安装在连通冷凝器与蒸发器的管道上，蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、膨胀阀构成制冷剂循环回路，而冰晶生成器的另一侧通过自吸式水泵吸入海水，冰晶生成器、冰水分离器构成海水循环回路。调速电机用于启动冰晶生成器。

Description

一种多功能高效海水流态冰机

技术领域

本实用新型涉及一种多功能高效海水流态冰机。

背景技术

流态冰技术简介：国外对流态冰的定义是，含有大量悬浮冰晶粒子（平均尺寸不超过lmm）的固液两相溶液称之为冰浆(Ice Slurry)。又名颗粒流冰(SlurryIce)、液冰(Liquid IceTM)、流态冰(FluidIce)、流动冰(FloIceTM)、盐水冰(BinaryIceTM)、泵送冰(Pumpable Ice)。目前国内大多数人叫做流态冰(FluidIce)。严格地说，一些厂家所谓流态冰机生产的“流态冰”，都不是真正意义上的流态冰。流态冰定义有两个关键点：1)、冰晶粒子平均尺寸不超过lmm；2)、呈絮状的固液两相溶液。

一些厂家所谓的海水冰机，其产品的设计，决定了不能生产流态海水冰，其所谓的“流态海水冰”形成过程都不符合流态冰形成原理，当然也出不了真正的流态海水冰。他们出来的都是片状海冰搅碎后和海水的混合物。

流态冰因其具有良好的流动性，冰晶相变时释放巨大的冷量（冰的潜热为334kJ/kg，约为水的比热容的80倍），广泛用于海产品保鲜、冰蓄冷空调、矿井降温、保鲜运输等。流态海水冰用于鱼类保鲜，优点更为突出。因冷却速度极高，有效的抑制鱼体内的细菌繁殖。只要用10分钟即可将鱼的温度从刚捕获时的常温降到-2度。与其它冰种不同，高浓度冰晶细小圆滑，无尖角，在接触冷却过程中不会对鱼表皮造成任何损伤。利用原域海水制冰对海产品保鲜，能显著提升产品品质，同时节约淡水资源，降低成本。

流态冰(FluidIce)作为新兴技术，是近二十年北美、欧洲、日本等地区的国家研究的重点，技术研究、产品开发、推广应用，各方面发展都很快。在加拿大、日本、美国、冰岛、挪威等国家，陆地上流态冰保鲜的技术应用已形成规模，并已成功用于船上金枪鱼、鳕鱼、沙丁鱼、龙虾等的保鲜。在远洋捕捞，提升产品品质、节能环保、提高效率等方面，流态冰技术是未来发展的方向。

流态冰技术在国内主要用在冰蓄冷空调，已建成和正在建的冰蓄冷空调系统共计约300项（现在广州能研所和核电合作，用于蓄能工程）。关于海产品利用流态冰保鲜技术还没真正投入使用。主要原因是产品开发不完善，性价比、能效比、操控维护、设备安装、后期保养等方面不能满足渔船的要求。

实用新型内容

针对这些问题，本实用新型开发一种满足上述要求的多功能高效海水流态冰机。

本实用新型是这样实现的，一种多功能高效海水流态冰机，其包括冰水分离器、中央控制器以及结构对称设置的第一机组与第二机组；该中央控制器电性连接冰水分离器、第一机组与第二机组；每个机组包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、冰晶生成器、气液分离器、调速电机、自吸式水泵；该冰晶生成器设置有蒸发器和位于该蒸发器的管壁上的刮冰器，该蒸发器经由该气液分离器与该压缩机的入口连通，该压缩机的出口经由该冷凝器与该蒸发器连通，该膨胀阀安装在连通该冷凝器与该蒸发器的管道上，该蒸发器、该气液分离器、该压缩机、该冷凝器、该膨胀阀构成制冷剂循环回路，而该冰晶生成器的另一侧通过该自吸式水泵吸入海水，该冰晶生成器、该冰水分离器构成流态冰循环回路；该调速电机用于启动该冰晶生成器。

作为上述方案的进一步改进，该蒸发器管壁厚度为1.2mm。

作为上述方案的进一步改进，蒸发器材料采用双相不锈钢薄板，优选地，为采用厚度为1.2mm的双相不锈钢薄板

作为上述方案的进一步改进，该刮冰器包括螺旋叶片、弹性件；该螺旋叶片的一侧为刃口，该螺旋叶片相对的另一侧设置有该弹性件。

优选地，该刃口为刮刀线型刃口。

作为上述方案的进一步改进，该调速电机设置有过热保护电路。

作为上述方案的进一步改进，该调速电机设置有过载保护电路。

相较于现有技术，本实用新型多功能高效海水流态冰机制冰过程节能、高速、高效、多功能、适应性强；系统设计人性化；系统设备由两个独立机组组成，采用“备份”形式设计，避免因故障、维修、保养造成系统完全停机。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例多功能高效海水流态冰机的结构示意图。

图2是图1中多功能高效海水流态冰机的刮冰器的局部结构示意图。

主要符号说明：冰水分离器1、中央控制器2、第一机组3、第二机组4、压缩机5、冷凝器6、膨胀阀7、冰晶生成器8、气液分离器9、调速电机10、自吸式水泵11、蒸发器12、刮冰器13、螺旋叶片14、弹性件15、刃口16。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实用新型公开一种多功能高效海水流态冰机，该多功能高效海水流态冰机包括冰水分离器1、中央控制器2以及结构对称设置的第一机组3与第二机组4。中央控制器2电性连接冰水分离器1、第一机组3与第二机组4，从而能系统地控制冰水分离器1、第一机组3与第二机组4的运行。

第一机组3与第二机组4采用“备份”形式设计，就是两机组的管道设计、控制线路、压缩机、元器件、功率、外壳等完全相同。每个机组包括压缩机5、冷凝器6、膨胀阀7、冰晶生成器8、气液分离器9、调速电机10、自吸式水泵11。

冰晶生成器8设置有蒸发器12和位于蒸发器12的管壁上的刮冰器13，蒸发器12由该气液分离器9与该压缩机5的入口连通，该压缩机5的出口由该冷凝器6与蒸发器12连通，该膨胀阀7安装在连通该冷凝器6与该蒸发器12的管道上，该蒸发器12、该气液分离器9、该压缩机5、该冷凝器6、该膨胀阀7构成制冷剂循环回路。而该冰晶生成器8的另一侧通过该自吸式水泵11吸入海水，冰晶生成器8、冰水分离器1构成海水循环回路。蒸发器12采用PLC程序控制，可以形成不同浓度的流态冰，也可以形成固态冰。

请结合图2，其为刮冰器13的局部结构示意图。刮冰器13包括螺旋叶片14、弹性件15。螺旋叶片14的一侧为刃口16，螺旋叶片14相对的另一侧设置有该弹性件15。该刃口16采用刮刀线型刃口。弹性件15的作用是保证冰晶颗粒大小不超1mm，其原理是在蒸发器12管壁上，冰晶形成前，刮冰器13对管壁压力很小；冰晶形成后，刮冰器13对管壁的压力随着冰晶颗变粒由小变大，压力逐渐增大，弹性件15随着压力的增大会进步一收缩，螺旋叶片14轴向移动靠近蒸发器12管壁，刃口16将蒸发器12管壁的冰晶从管壁剥离与过冷海水分离。刮冰器13对管壁的压力随着管壁的冰晶逐步剥离而逐渐减弱，弹性件15随着压力的减弱会进步一展开，螺旋叶片14轴向移动远离蒸发器12管壁，刃口16慢慢离开管壁甚至停止刮冰。因而刮冰器13对管壁的压力随着冰晶颗变粒由小变大，压力逐渐增大时，弹性件15的外径逐渐增大，反之逐渐减小，从而确保刃口16吃入冰晶的深度基本保持在1mm以内，从而保证刮下的冰晶颗粒大小不超1mm。

该调速电机10用于启动该冰晶生成器8，优选地，该调速电机10可设置有过热保护电路、过载保护电路。

制冷剂R22经该压缩机5压缩后，再经冷凝器6散热，由膨胀阀7减压进入冰晶生成器8的蒸发器12，低温低压的制冷剂R22在蒸发器12的一侧气化吸热，从而使另一侧的海水（自吸式水泵11吸入海水）急剧变冷形成冰晶，部分海水形成过冷水。刮冰器13将蒸发器12管壁的冰晶从管壁剥离及过冷海水分离。冰晶生成器8里的冰浆进入冰水分离器1。

第一机组3与第二机组4输出的冰浆进入冰水分离器1。除冰浆外，还有过冷海水进入冰水分离器1。在冰水分离器1里，过冷海水继续形成冰晶。所有冰晶进一步形成松软的海冰颗粒，因比重较轻上浮、结团。冰水分离器1将海冰颗粒分离送到出冰口。

本实用新型具有以下优点。

1、制冰过程节能、高速、高效、多功能、适应性强。本实用新型设备在能效比方面有两大突破。

①、蒸发器12热交换壁厚突破3mm，管壁厚度为1.2mm。目前，国内流态冰设备的蒸发器，其热交换器材质一般采用304或316L不锈钢，管壁厚度一般为5mm，最薄的做到3mm。而本实用新型采用厚度为1.2mm的双相不锈钢板，滚圆，激光焊接成薄管，薄管再加工成蒸发器12，蒸发器12与刮冰器13、控制系统组成冰晶生成器8。

②、蒸发器12热交换材料采用特殊不锈钢成型，即双相不锈钢板，导热系数比316L导热率提高30％，抗点蚀能力比904L不锈钢更好，更适合海水环境。

根据傅力叶方程式Q=KA△T/d【K:导热率，W/mk；A：接触面积；d:热量传递距离；△T：温度差】。厚度减少一半，热交换量增加一倍，能效比成倍增加；导热率增加30％，能效比也增加30％。

2、系统设计人性化。本实用新型设备采用中央控制器2。渔船船员工作量很大，新设备的使用只能减轻劳动强度，绝不能增加。否则新设备没法推广。本实用新型设备在人工智能方面超前，既可以手工操控也可以远程遥控。船员在船仓睡觉时都可以控制系统。

3、多功能流态冰机由两个独立机组组成，采用“备份”形式设计，避免因故障、维修、保养造成系统完全停机。渔船远洋捕捞，分捕鱼船和运输船，他们实际是分工协作。在渔场的捕鱼船离岸几百公里，有的上千公里。这些捕鱼船捕到的鱼由收鱼船（运输船）转运回陆地渔港。捕鱼船离岸时间是十多天或一个月。捕鱼船上的设备必须保证连续运行，否则经济损失很大。系统至少由两个独立机组组成，就是避免因设备故障而中断用冰。此外，系统采用两个独立机组，也方便安装。现有的渔船空间非常有限，没有预留设备位置。国内海水冰机都采用整体式设计，在现有船上无法安装。本实用新型设备除采用独立机组设计外，每台机组还采用分体设计，将各功能模块化，在渔船上安装非常简单，做到快速拆装、快速维护、方便保养。因系统优化设计，更节省空间，性价比更高。本实用新型产品在广东阳江、汕头等渔港等到推广应用。

本实用新型用在远洋捕捞渔船上，通过程序控制（一般程序设计方式即可实现），当渔场海水盐度低于海水平均盐度3.5%时，（当渔场海水盐度≈1.9%时，即约等于平均盐度的60%），多功能高效海水流态冰机仍然产出流态海水冰或固态海水冰。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种多功能高效海水流态冰机，其特征在于：其包括冰水分离器、中央控制器以及结构对称设置的第一机组与第二机组；该中央控制器电性连接冰水分离器、第一机组与第二机组；每个机组包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、冰晶生成器、气液分离器、调速电机、自吸式水泵；该冰晶生成器设置有蒸发器和位于该蒸发器的管壁上的刮冰器，该蒸发器经由该气液分离器与该压缩机的入口连通，该压缩机的出口经由该冷凝器与该蒸发器连通，该膨胀阀安装在连通该冷凝器与该蒸发器的管道上，该蒸发器、该气液分离器、该压缩机、该冷凝器、该膨胀阀构成制冷剂循环回路，而该冰晶生成器的另一侧通过该自吸式水泵吸入海水，该冰晶生成器、该冰水分离器构成流态冰循环回路；该调速电机用于启动该冰晶生成器。

2.根据权利要求1所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该蒸发器管壁厚度为1.2mm。

3.根据权利要求1所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该蒸发器材料采用双相不锈钢薄板。

4.根据权利要求3所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该蒸发器材料采用厚度为1.2mm的双相不锈钢薄板。

5.根据权利要求1所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该刮冰器包括螺旋叶片、弹性件；该螺旋叶片的一侧为刃口，该螺旋叶片相对的另一侧设置有该弹性件。

6.根据权利要求5所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该刃口为刮刀线型刃口。

7.根据权利要求1所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该调速电机设置有过热保护电路。

8.根据权利要求1或7所述的多功能高效海水流态冰机，其特征在于：该调速电机设置有过载保护电路。