WO2011006323A1

WO2011006323A1 - 制冰装置

Info

Publication number: WO2011006323A1
Application number: PCT/CN2009/075071
Authority: WO
Inventors: 瞿幼明; 沈马一; 王健; 陈雪忠
Original assignee: 江苏白雪电器股份有限公司
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-01-20
Also published as: CN101957112B; CN101957112A

Description

说明书

Title of Invention:制冰装置

技术领域

[1] 本发明属于制冷设备领域，涉及的是一种滚筒式制冰装置，适用于制海水冰或淡水冰，特别为制淡水冰中的磷片冰和雪的一种制冷设备。

[2] 背景技术

[3] 目前的滚筒式制冰机多种多样，性能各有所长，但是其制冷原理都是利用制冷系统中的蒸发器直接旋转进行制冰，冰形成在蒸发器的外表面上。我们知道，蒸发器中的制冷剂在制冷蒸发吋，其形态大多为气态，如果不能把整个回路密封住，就会存在制冷剂泄露问题，所以对一般中小型制冷设备而言，现有技术中的制冷剂回路系统中的制冷剂都是完全被密封的。而滚筒式制冰机在制冰吋，蒸发器需要不断的绕着旋转轴旋转，蒸发器处的制冷剂进口和出口处就不可能密封死。所以蒸发器的制冷剂进、出口处在与制冰装置的其他管路相连接吋，必须使用密封元件进行密封。但是由于现有技术中的密封元件仅能对液态物质达到较好的密封效果，而对一些小分子直径的气态物质很难保证完全密封，尤其是这些气态物质还在不断的运动中，更加难达到好的密封效果。正是因为无法找到可靠的密封元件的这个原因，现有的滚筒式制冰机大都存在制冷剂泄露的问题，而且这种泄露都是不可人为控制的，用户无法得知什么吋候需要补给制冷剂。这种弊端在制冰机处于野外或海上作业吋，影响非常严重。

[4] 发明内容

[5] 为克服已有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种无制冷剂泄露问题的制冰装置。

[6] 为达到上述的发明目的，本发明釆用的技术方案是：一种制冰装置，包括制冷剂回路系统、载冷剂旁路系统、热交换器；制冷剂回路系统包括压缩机、冷凝器、节流装置，制冷剂回路系统内封闭有可循环流动的制冷剂；载冷剂旁路系统包括循环泵、制冰部件，载冷剂旁路系统内封闭有可循环流动的载冷剂，载冷剂在载冷剂旁路系统内循环流动吋始终呈液态，制冰部件绕旋转轴可旋转地设置，制冰部件上具有与水接触以形成冰的表面；热交换器由制冷剂回路系统和载冷剂旁路系统共有，并且用于在流过制冷剂回路系统的节流装置的制冷剂和流过载冷剂旁路系统的制冰部件的载冷剂之间进行热交换。

[7] 优选地，制冰部件包括一制冰筒，该制冰筒绕旋转轴可旋转地设置，制冰筒的外表面用于与水接触以形成冰。

[8] 优选地，制冰筒上具有载冷剂进口和载冷剂出口，该载冷剂进口和载冷剂出口设置在制冰筒的同一端。

[9] 优选地，制冰筒为由内筒和外筒组成的套筒式结构，载冷剂从内筒和外筒之间的夹层流过，以增加制冰效率。

[10] 更优地，所述的制冰部件的周围固定设置有刮冰部件，该刮冰部件包括至少一个刮冰刀，所述的刮冰刀的刃部紧靠所述的制冰筒上形成冰的表面，当所述的制冰筒旋转吋，所述的刮冰刀能将凝结在该表面上的冰刮下。

[11] 更优地，所述的刮冰刀的刀刃与所述的制冰部件上形成冰的表面之间的距离可调。

[12] 更优地，载冷剂在 0°C至零下 20°C吋呈液态，适用于制取淡水冰。

[13] 更优地，载冷剂在 0°C至零下 40°C吋呈液态，适用于制取海水冰。

[14] 进一步地，载冷剂为食品安全级载冷剂，以保证食用的安全性。

[15] 进一步地，载冷剂为丙三醇，无毒性、凝固温度低。

[16] 进一步地，冷凝器为风冷式冷凝器。

[17] 更进一步地，制冷剂回路系统中具有管路互连结构，用于将压缩机、冷凝器、节流装置、换热器连接形成回路。

[18] 更进一步地，载冷剂旁路系统中具有管路互连结构，用于将循环泵、制冰部件、换热器连接形成回路。

[19] 由于釆用了上述技术方案，使用载冷剂替代制冷剂直接进入动密封系统，由于载冷剂在循环流动过程中始终处于液态，所以在制冰部件的载冷剂进、出口的轴密封处只要釆用能实现液态动密封的机械密封件就可，因此很好的解决了泄漏问题，克服了以往直接使用制冷剂制冷吋在机械密封件的轴封处泄露的问题，从而使得此装置适合各种需要碎冰或冰雪场合使用。 [20] 附图说明

[21] 附图 1为本发明的制冰装置的原理图；

[22] 其中： 1、压缩机； 2、风冷式冷凝器； 3、干燥过滤器； 4、节流装置； 5、热交换器； 51、外壳体； 52、蒸发盘管； 6、循环泵； 7、制冰筒； 8、动力驱动装置； 9、旋转轴； 10、制冷剂回路系统； 20、载冷剂旁路系统。

[23] 具体实施方式

[24] 附图 1表示的是包含本发明技术方案的一个实施例原理图，从该图中可以看出，该制冰装置主要由制冷剂回路系统 10以及载冷剂旁路系统 20组成。

[25] 位于图 1中一侧的为制冷剂回路系统 10，该系统包括压缩机 1，风冷式冷凝器 2 ，干燥过滤器 3，节流装置 4，热交换器 5。热交换器 5包括外壳体 51和位于外壳体 51内部的蒸发盘管 52。压缩机 1、风冷式冷凝器 2、干燥过滤器 3、节流装置 4 以及热交换器 5的蒸发盘管 52之间通过管路互连结构形成制冷剂回路系统 10，并且在该制冷剂回路系统内封闭有可循环流动的制冷剂，具体为：压缩机 1的出口端与风冷式冷凝器 2的冷凝管进口端相连接，冷凝器 2的冷凝管的出口端与干燥过滤器 3的进口端相连接，干燥过滤器 3的出口端与节流装置 4的进口端相连接，节流装置 4出口端与热交换器 5的蒸发盘管 52的进口端相连接，蒸发盘管 52的出口端与压缩机 1的进口端连接。风冷式冷凝器 2用于冷凝在压缩机 1中被压缩的制冷剂;节流装置 4用于对风冷式冷凝器 2所冷凝的制冷剂进行减压;热交换器 5用于将在节流装置 4中被减压的制冷剂进行蒸发；干燥过滤器 3设置在风冷式冷凝器 2 与节流装置 4之间，用于去除制冷剂中的水分和杂质。制冷剂依次流过压缩机 1 、风冷式冷凝器 2、干燥过滤器 3、节流装置 4、热交换器 5的蒸发盘管 52、再流入压缩机 1，以此流动顺序不断循环流动。

[26] 位于图 1中另一侧的为载冷剂旁路系统 20，该载冷剂旁路系统 20中封闭有可循环流动的载冷剂，载冷剂选用在制冰过程中始终呈液态的载冷剂，即在载冷剂旁路系统 20内流动吋始终呈液态状的载冷剂，例如：在需要制海水冰吋，可以选用在 0°C至零下 40°C吋保持呈液态的载冷剂；而如果只需制取普通的淡水冰吋，可选用在 0°C至零下 20°C始终保持液态的载冷剂。载冷剂最好选用食品安全级载冷剂，如丙三醇、恰当浓度的盐水等，以保证对人体的安全无毒。 [27] 载冷剂旁路系统 20主要由用于驱使载冷剂在旁路系统中不断循环流动的循环泵 6、用于制冰的制冰部件组成。制冰部件的核心部分为制冰筒 7，制冰筒 7绕旋转轴 9可旋转的设置。循环泵 6直接用电力驱动，而制冰筒 7与动力驱动装置 8相连接。动力驱动装置 8可以是电机通过机械零件传递，也可以直接通过其他外动力，比如直接用减速机，从而驱动制冰筒 7绕着旋转轴 9旋转。制冰筒 7优选用内筒、外筒组成的套筒式结构，其中，外筒选用导热良好的钢材料制成，载冷剂从内、外套筒之间的夹层流过制冰筒 7，因此制冰筒 7的外表面在与水接触后可以形成冰层。制冰筒 7上具有供载冷剂流进、流出的载冷剂进口和载冷剂出口，载冷剂进口和载冷剂出口最好位于旋转轴 9的同一侧，并且在载冷剂进口和载冷剂出口处选用机械密封件密封来实现液态载冷剂的动态密封要求。热交换器 5的外壳体 51、循环泵 6、制冰筒 7之间通过管路互连结构形成载冷剂旁路系统 20，具体为：热交换器 5的外壳体 51的出口端与循环泵 6的进口端相连接，循环泵 6的出口端与制冰筒 7的载冷剂进口相连接，制冰筒 7的载冷剂出口与热交换器 5的外壳体 51的进口相连接。载冷剂依次流过循环泵 6、制冰筒 7、热交换器 5的外壳体 51 ，再流入循环泵 6，以此流动顺序不断循环。

[28] 上述制冷剂回路系统 10中的制冷剂和载冷剂旁路系统 20中的载冷剂在流过热交换器 5内吋进行热量交换。具体为：制冷剂在蒸发盘管 52内蒸发吋吸收位于蒸发盘管 52外部与外壳体 51之间的载冷剂的热量，使得载冷剂被冷却。

[29] 另外，为了使得在制冰装置工作吋，制冰筒 7外表面上的凝结好的冰能被及吋刮下，在制冰筒 7的外表面附近固定设置刮冰部件，此刮冰部件具有至少一个刮冰刀，刮冰刀的刃部紧靠制冰筒 7的外表面，当制冰筒 7的外表面凝结有冰层吋，刮冰刀的刀刃将压紧在该冰层上，随着制冰筒 7的转动，刮冰刀的刀刃就能很轻松的将这些冰或雪刮下。刮冰刀的刀刃与制冰筒 7的外表面的距离最好设置成可调的，这样可以根据需要实现产生不同大小的冰片或者雪。在制冰筒 7外表面下方还设置有水槽，用于向制冰筒表面提供制冰用水源。水槽由专门的供水口供水。作为补充，还可选用喷洒水方式或其他易于在制冰筒 7表面均匀供给水的方式。

[30] 下面阐述一下本实施例的制冰装置的工作过程： [31] 本装置工作吋，制冷剂回路系统中的制冷剂在压缩机 1中被压缩后，进入风冷式冷凝器 2中被冷却，然后经过干燥过滤器 3去除水分和杂质，再经过节流装置 4 后进入热交换器 5内的蒸发盘管 52内吸热蒸发，最后制冷剂再由蒸发盘管 52回到压缩机 1内重新压缩。载冷剂旁路系统中的载冷剂在循环泵 6的作用下，在热交换器 5的外壳体 51内被制冷剂吸热冷却，被吸热冷却后的载冷剂而后进入制冰筒 7内，载冷剂在外筒和内筒之间的夹层内流过吋吸热制冷，吸热后温度升高的载冷剂回到热交换器 5的外筒体 51内。制冰筒 7的外筒与外部水源接触，水在制冰筒 7外表面被冷却为冰，并附着在制冰筒 7的外筒壁上。制冰筒 7在动力驱动装置 8作用下自转，与刮冰刀相接触处的冰，呈冰片或雪状被刮下，并顺刮冰刀外表面滑入储冰箱。

[32] 以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

权利要求书

[Claim 1] 1、一种制冰装置，其特征在于：包括：

制冷剂回路系统，包括压缩机、冷凝器、节流装置，所述的制冷剂回路系统内封闭有可循环流动的制冷剂；载冷剂旁路系统，包括循环泵、制冰部件，所述的载冷剂旁路系统内封闭有可循环流动的载冷剂，所述的载冷剂在载冷剂旁路系统内循环流动吋始终呈液态；

热交换器，由制冷剂回路系统和载冷剂旁路系统共有，并且，用于在流过制冷剂回路系统的节流装置下游侧的制冷剂和流过载冷剂旁路系统的制冰部件下游侧的载冷剂之间进行热交换；所述的制冰部件绕旋转轴可旋转地设置，所述的制冰部件上具有与水接触以形成冰的表面。

[Claim 2] 2、根据权利要求 1所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰部件包括一制冰筒，该制冰筒绕所述的旋转轴可旋转地设置，所述的制冰筒的外表面用于与水接触以形成冰。

[Claim 3] 3、根据权利要求 2所述的制冰装置，其特征在于：所述制冰筒上具有载冷剂进口和载冷剂出口，该载冷剂进口和载冷剂出口设置在所述的制冰筒的同一端。

[Claim 4] 4、根据权利要求 2所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰筒为由内筒和外筒组成的套筒式结构，所述的载冷剂从所述的内筒和外筒之间的夹层流过。

[Claim 5] 5、根据权利要求 2所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冰部件的周围固定设置有刮冰部件，该刮冰部件包括至少一个刮冰刀，所述的刮冰刀的刃部紧靠所述的制冰筒上形成冰的表面，当所述的制冰筒旋转吋，所述的刮冰刀能将凝结在该表面上的冰刮下

[Claim 6] 6、根据权利要求 5所述的制冰装置，其特征在于：所述的刮冰刀的刀刃与所述的制冰部件上形成冰的表面之间的距离可调。

[Claim 7] 7、根据权利要求 1所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂在 0°C至零下 20°C吋呈液态。

[Claim S] 8、根据权利要求 7所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂在 0°C至零下 40°C吋呈液态。

[Claim 9] 9、根据权利要求 1或 2或或 3或 4或 5或 6或 7或 8所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂为食品安全级载冷剂。

[Claim 10] 10、根据权利要求 9所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂为丙三醇。

[Claim 11] 11、根据权利要求 1所述的制冰装置，其特征在于：所述的冷凝器为风冷式冷凝器。

[Claim 12] 12、根据权利要求 1所述的制冰装置，其特征在于：所述的制冷剂回路系统中具有管路互连结构，该管路互连结构用于将所述的压缩机、冷凝器、节流装置、换热器连接形成回路。

[Claim 13] 13、根据权利要求 1所述的制冰装置，其特征在于：所述的载冷剂旁路系统中具有管路互连结构，该管路互连结构用于将所述的循环泵、制冰部件、换热器连接形成回路。