一種多功能高效海水流態(tài)冰的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其包括冰水分離器、中央控制器以及結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置的第一機(jī)組與第二機(jī)組。中央控制器電性連接冰水分離器、第一機(jī)組與第二機(jī)組。每個(gè)機(jī)組包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、冰晶生成器、氣液分離器、調(diào)速電機(jī)、自吸式水泵。冰晶生成器設(shè)置有蒸發(fā)器和位于該蒸發(fā)器的管壁上的刮冰器，蒸發(fā)器由氣液分離器與壓縮機(jī)的入口連通，壓縮機(jī)的出口經(jīng)由冷凝器與蒸發(fā)器連通，膨脹閥安裝在連通冷凝器與蒸發(fā)器的管道上，蒸發(fā)器、氣液分離器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥構(gòu)成制冷劑循環(huán)回路，而冰晶生成器的另一側(cè)通過自吸式水泵吸入海水，冰晶生成器、冰水分離器構(gòu)成海水循環(huán)回路。調(diào)速電機(jī)用于啟動(dòng)冰晶生成器。
【專利說明】一種多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]流態(tài)冰技術(shù)簡介:國外對(duì)流態(tài)冰的定義是，含有大量懸浮冰晶粒子(平均尺寸不超過Imm)的固液兩相溶液稱之為冰楽；(Ice Slurry)。又名顆粒流冰(Slurry Ice)、液冰(Liquid IceTM)、流態(tài)冰(FluidIce)、流動(dòng)冰(FloIceTM)、鹽水冰(Binary IceTM)、泵送冰(Pumpable Ice)。目前國內(nèi)大多數(shù)人叫做流態(tài)冰(FluidIce)。嚴(yán)格地說,一些廠家所謂流態(tài)冰機(jī)生產(chǎn)的“流態(tài)冰”，都不是真正意義上的流態(tài)冰。流態(tài)冰定義有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):1)、冰晶粒子平均尺寸不超過Imm ；2)、呈絮狀的固液兩相溶液。
[0003]一些廠家所謂的海水冰機(jī)，其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，決定了不能生產(chǎn)流態(tài)海水冰，其所謂的“流態(tài)海水冰”形成過程都不符合流態(tài)冰形成原理，當(dāng)然也出不了真正的流態(tài)海水冰。他們出來的都是片狀海冰攪碎后和海水的混合物。
[0004]流態(tài)冰因其具有良好的流動(dòng)性，冰晶相變時(shí)釋放巨大的冷量(冰的潛熱為334kJ/kg，約為水的比熱容的80倍)，廣泛用于海產(chǎn)品保鮮、冰蓄冷空調(diào)、礦井降溫、保鮮運(yùn)輸?shù)?。流態(tài)海水冰用于魚類保鮮，優(yōu)點(diǎn)更為突出。因冷卻速度極高，有效的抑制魚體內(nèi)的細(xì)菌繁殖。只要用10分鐘即可將魚的溫度從剛捕獲時(shí)的常溫降到-2度。與其它冰種不同，高濃度冰晶細(xì)小圓滑，無尖角，在接觸冷卻過程中不會(huì)對(duì)魚表皮造成任何損傷。利用原域海水制冰對(duì)海產(chǎn)品保鮮，能顯著提升產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)節(jié)約淡水資源，降低成本。
[0005]流態(tài)冰(FluidIce)作為新興技術(shù)，是近二十年北美、歐洲、日本等地區(qū)的國家研究的重點(diǎn)，技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)、推廣應(yīng)用，各方面發(fā)展都很快。在加拿大、日本、美國、冰島、挪威等國家，陸地上流態(tài)冰保鮮的技術(shù)應(yīng)用已形成規(guī)模，并已成功用于船上金槍魚、鱈魚、沙丁魚、龍ife下等的保鮮。在遠(yuǎn)洋捕榜，提升廣品品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保、提聞效率等方面，流態(tài)冰技術(shù)是未來發(fā)展的方向。
[0006]流態(tài)冰技術(shù)在國內(nèi)主要用在冰蓄冷空調(diào)，已建成和正在建的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)共計(jì)約300項(xiàng)(現(xiàn)在廣州能研所和核電合作，用于蓄能工程)。關(guān)于海產(chǎn)品利用流態(tài)冰保鮮技術(shù)還沒真正投入使用。主要原因是產(chǎn)品開發(fā)不完善，性價(jià)比、能效比、操控維護(hù)、設(shè)備安裝、后期保養(yǎng)等方面不能滿足漁船的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)這些問題，本實(shí)用新型開發(fā)一種滿足上述要求的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其包括冰水分離器、中央控制器以及結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置的第一機(jī)組與第二機(jī)組；該中央控制器電性連接冰水分離器、第一機(jī)組與第二機(jī)組；每個(gè)機(jī)組包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、冰晶生成器、氣液分離器、調(diào)速電機(jī)、自吸式水泵；該冰晶生成器設(shè)置有蒸發(fā)器和位于該蒸發(fā)器的管壁上的刮冰器，該蒸發(fā)器經(jīng)由該氣液分離器與該壓縮機(jī)的入口連通，該壓縮機(jī)的出口經(jīng)由該冷凝器與該蒸發(fā)器連通，該膨脹閥安裝在連通該冷凝器與該蒸發(fā)器的管道上，該蒸發(fā)器、該氣液分離器、該壓縮機(jī)、該冷凝器、該膨脹閥構(gòu)成制冷劑循環(huán)回路，而該冰晶生成器的另一側(cè)通過該自吸式水泵吸入海水，該冰晶生成器、該冰水分離器構(gòu)成流態(tài)冰循環(huán)回路；該調(diào)速電機(jī)用于啟動(dòng)該冰晶生成器。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該蒸發(fā)器管壁厚度為1.2mm。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，蒸發(fā)器材料采用雙相不銹鋼薄板，優(yōu)選地，為采用厚度為1.2mm的雙相不銹鋼薄板
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該刮冰器包括螺旋葉片、彈性件；該螺旋葉片的一側(cè)為刃口，該螺旋葉片相對(duì)的另一側(cè)設(shè)置有該彈性件。
[0012]優(yōu)選地，該刃口為刮刀線型刃口。
[0013]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該調(diào)速電機(jī)設(shè)置有過熱保護(hù)電路。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該調(diào)速電機(jī)設(shè)置有過載保護(hù)電路。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)制冰過程節(jié)能、高速、高效、多功能、適應(yīng)性強(qiáng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)人性化；系統(tǒng)設(shè)備由兩個(gè)獨(dú)立機(jī)組組成，采用“備份”形式設(shè)計(jì)，避免因故障、維修、保養(yǎng)造成系統(tǒng)完全停機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1中多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)的刮冰器的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]主要符號(hào)說明:冰水分離器1、中央控制器2、第一機(jī)組3、第二機(jī)組4、壓縮機(jī)5、冷凝器6、膨脹閥7、冰晶生成器8、氣液分離器9、調(diào)速電機(jī)10、自吸式水泵11、蒸發(fā)器12、刮冰器13、螺旋葉片14、彈性件15、刃口 16。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0020]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型公開一種多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，該多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)包括冰水分離器1、中央控制器2以及結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置的第一機(jī)組3與第二機(jī)組4。中央控制器2電性連接冰水分離器1、第一機(jī)組3與第二機(jī)組4，從而能系統(tǒng)地控制冰水分離器1、第一機(jī)組3與第二機(jī)組4的運(yùn)行。
[0021]第一機(jī)組3與第二機(jī)組4采用“備份”形式設(shè)計(jì)，就是兩機(jī)組的管道設(shè)計(jì)、控制線路、壓縮機(jī)、元器件、功率、外殼等完全相同。每個(gè)機(jī)組包括壓縮機(jī)5、冷凝器6、膨脹閥7、冰晶生成器8、氣液分離器9、調(diào)速電機(jī)10、自吸式水泵11。
[0022]冰晶生成器8設(shè)置有蒸發(fā)器12和位于蒸發(fā)器12的管壁上的刮冰器13，蒸發(fā)器12由該氣液分離器9與該壓縮機(jī)5的入口連通，該壓縮機(jī)5的出口由該冷凝器6與蒸發(fā)器12連通，該膨脹閥7安裝在連通該冷凝器6與該蒸發(fā)器12的管道上，該蒸發(fā)器12、該氣液分離器9、該壓縮機(jī)5、該冷凝器6、該膨脹閥7構(gòu)成制冷劑循環(huán)回路。而該冰晶生成器8的另一側(cè)通過該自吸式水泵11吸入海水，冰晶生成器8、冰水分離器I構(gòu)成海水循環(huán)回路。蒸發(fā)器12采用PLC程序控制，可以形成不同濃度的流態(tài)冰，也可以形成固態(tài)冰。[0023]請(qǐng)結(jié)合圖2，其為刮冰器13的局部結(jié)構(gòu)示意圖。刮冰器13包括螺旋葉片14、彈性件15。螺旋葉片14的一側(cè)為刃口 16，螺旋葉片14相對(duì)的另一側(cè)設(shè)置有該彈性件15。該刃口 16采用刮刀線型刃口。彈性件15的作用是保證冰晶顆粒大小不超1mm，其原理是在蒸發(fā)器12管壁上，冰晶形成前，刮冰器13對(duì)管壁壓力很?。槐纬珊?，刮冰器13對(duì)管壁的壓力隨著冰晶顆變粒由小變大，壓力逐漸增大，彈性件15隨著壓力的增大會(huì)進(jìn)步一收縮,螺旋葉片14軸向移動(dòng)靠近蒸發(fā)器12管壁，刃口 16將蒸發(fā)器12管壁的冰晶從管壁剝離與過冷海水分離。刮冰器13對(duì)管壁的壓力隨著管壁的冰晶逐步剝離而逐漸減弱，彈性件15隨著壓力的減弱會(huì)進(jìn)步一展開，螺旋葉片14軸向移動(dòng)遠(yuǎn)離蒸發(fā)器12管壁，刃口 16慢慢離開管壁甚至停止刮冰。因而刮冰器13對(duì)管壁的壓力隨著冰晶顆變粒由小變大，壓力逐漸增大時(shí)，彈性件15的外徑逐漸增大，反之逐漸減小，從而確保刃口 16吃入冰晶的深度基本保持在1_以內(nèi)，從而保證刮下的冰晶顆粒大小不超1_。[0024]該調(diào)速電機(jī)10用于啟動(dòng)該冰晶生成器8，優(yōu)選地，該調(diào)速電機(jī)10可設(shè)置有過熱保護(hù)電路、過載保護(hù)電路。
[0025]制冷劑R22經(jīng)該壓縮機(jī)5壓縮后，再經(jīng)冷凝器6散熱，由膨脹閥7減壓進(jìn)入冰晶生成器8的蒸發(fā)器12，低溫低壓的制冷劑R22在蒸發(fā)器12的一側(cè)氣化吸熱，從而使另一側(cè)的海水(自吸式水泵11吸入海水)急劇變冷形成冰晶，部分海水形成過冷水。刮冰器13將蒸發(fā)器12管壁的冰晶從管壁剝離及過冷海水分離。冰晶生成器8里的冰漿進(jìn)入冰水分離器
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[0026]第一機(jī)組3與第二機(jī)組4輸出的冰漿進(jìn)入冰水分離器I。除冰漿外，還有過冷海水進(jìn)入冰水分離器I。在冰水分離器I里，過冷海水繼續(xù)形成冰晶。所有冰晶進(jìn)一步形成松軟的海冰顆粒，因比重較輕上浮、結(jié)團(tuán)。冰水分離器I將海冰顆粒分離送到出冰口。
[0027]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0028]1、制冰過程節(jié)能、高速、高效、多功能、適應(yīng)性強(qiáng)。本實(shí)用新型設(shè)備在能效比方面有兩大突破。
[0029]①、蒸發(fā)器12熱交換壁厚突破3mm,管壁厚度為1.2mm。目前，國內(nèi)流態(tài)冰設(shè)備的蒸發(fā)器，其熱交換器材質(zhì)一般采用304或316L不銹鋼，管壁厚度一般為5mm，最薄的做到3mm。而本實(shí)用新型采用厚度為1.2mm的雙相不銹鋼板，滾圓，激光焊接成薄管，薄管再加工成蒸發(fā)器12，蒸發(fā)器12與刮冰器13、控制系統(tǒng)組成冰晶生成器8。
[0030]②、蒸發(fā)器12熱交換材料采用特殊不銹鋼成型，即雙相不銹鋼板，導(dǎo)熱系數(shù)比316L導(dǎo)熱率提高30%，抗點(diǎn)蝕能力比904L不銹鋼更好，更適合海水環(huán)境。
[0031]根據(jù)傅力葉方程式Q=KA Δ T/d[K:導(dǎo)熱率，W/mk ；A:接觸面積；d:熱量傳遞距離；AT:溫度差】。厚度減少一半，熱交換量增加一倍，能效比成倍增加；導(dǎo)熱率增加30%，能效比也增加30%。
[0032]2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)人性化。本實(shí)用新型設(shè)備采用中央控制器2。漁船船員工作量很大，新設(shè)備的使用只能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，絕不能增加。否則新設(shè)備沒法推廣。本實(shí)用新型設(shè)備在人工智能方面超前，既可以手工操控也可以遠(yuǎn)程遙控。船員在船倉睡覺時(shí)都可以控制系統(tǒng)。
[0033]3、多功能流態(tài)冰機(jī)由兩個(gè)獨(dú)立機(jī)組組成，采用“備份”形式設(shè)計(jì)，避免因故障、維修、保養(yǎng)造成系統(tǒng)完全停機(jī)。漁船遠(yuǎn)洋捕撈，分捕魚船和運(yùn)輸船，他們實(shí)際是分工協(xié)作。在漁場(chǎng)的捕魚船離岸幾百公里，有的上千公里。這些捕魚船捕到的魚由收魚船(運(yùn)輸船)轉(zhuǎn)運(yùn)回陸地漁港。捕魚船離岸時(shí)間是十多天或一個(gè)月。捕魚船上的設(shè)備必須保證連續(xù)運(yùn)行，否則經(jīng)濟(jì)損失很大。系統(tǒng)至少由兩個(gè)獨(dú)立機(jī)組組成，就是避免因設(shè)備故障而中斷用冰。此外，系統(tǒng)采用兩個(gè)獨(dú)立機(jī)組，也方便安裝?，F(xiàn)有的漁船空間非常有限，沒有預(yù)留設(shè)備位置。國內(nèi)海水冰機(jī)都采用整體式設(shè)計(jì)，在現(xiàn)有船上無法安裝。本實(shí)用新型設(shè)備除采用獨(dú)立機(jī)組設(shè)計(jì)夕卜，每臺(tái)機(jī)組還采用分體設(shè)計(jì)，將各功能模塊化，在漁船上安裝非常簡單，做到快速拆裝、快速維護(hù)、方便保養(yǎng)。因系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，更節(jié)省空間，性價(jià)比更高。本實(shí)用新型產(chǎn)品在廣東陽江、汕頭等漁港等到推廣應(yīng)用。
[0034]本實(shí)用新型用在遠(yuǎn)洋捕撈漁船上，通過程序控制(一般程序設(shè)計(jì)方式即可實(shí)現(xiàn))，當(dāng)漁場(chǎng)海水鹽度低于海水平均鹽度3.5%時(shí)，(當(dāng)漁場(chǎng)海水鹽度?1.9%時(shí)，即約等于平均鹽度的60%)，多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)仍然產(chǎn)出流態(tài)海水冰或固態(tài)海水冰。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:其包括冰水分離器、中央控制器以及結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置的第一機(jī)組與第二機(jī)組；該中央控制器電性連接冰水分離器、第一機(jī)組與第二機(jī)組；每個(gè)機(jī)組包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、冰晶生成器、氣液分離器、調(diào)速電機(jī)、自吸式水泵；該冰晶生成器設(shè)置有蒸發(fā)器和位于該蒸發(fā)器的管壁上的刮冰器，該蒸發(fā)器經(jīng)由該氣液分離器與該壓縮機(jī)的入口連通，該壓縮機(jī)的出口經(jīng)由該冷凝器與該蒸發(fā)器連通，該膨脹閥安裝在連通該冷凝器與該蒸發(fā)器的管道上，該蒸發(fā)器、該氣液分離器、該壓縮機(jī)、該冷凝器、該膨脹閥構(gòu)成制冷劑循環(huán)回路，而該冰晶生成器的另一側(cè)通過該自吸式水泵吸入海水，該冰晶生成器、該冰水分離器構(gòu)成流態(tài)冰循環(huán)回路；該調(diào)速電機(jī)用于啟動(dòng)該冰晶生成器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該蒸發(fā)器管壁厚度為 1.2mmο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該蒸發(fā)器材料采用雙相不銹鋼薄板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該蒸發(fā)器材料采用厚度為1.2mm的雙相不銹鋼薄板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該刮冰器包括螺旋葉片、彈性件；該螺旋葉片的一側(cè)為刃口，該螺旋葉片相對(duì)的另一側(cè)設(shè)置有該彈性件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該刃口為刮刀線型刃口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該調(diào)速電機(jī)設(shè)置有過熱保護(hù)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的多功能高效海水流態(tài)冰機(jī)，其特征在于:該調(diào)速電機(jī)設(shè)置有過載保護(hù)電路。
【文檔編號(hào)】F25C1/14GK203534011SQ201320706091
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月9日
【發(fā)明者】張榮珊 申請(qǐng)人:張榮珊