通过引射雾化制取颗粒冰的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种通过引射雾化制取颗粒冰的装置及方法，该装置包括循环增压风机（１）、制冷机蒸发器（２）、引射管（３）、给水箱（４）、颗粒冰收集器（５）和过滤器（６）；其中，所述循环增压风机（１）的出口与制冷机蒸发器（２）的　进口相连，制冷机蒸发器（２）的出口与引射管（３）的进气端相连，引射管（３）的出口与颗粒冰收集器（５）的进口端相连，颗粒冰收集器（５）的出口端与循环增压风机（１）的进气端相连，过滤器（６）设置在颗粒冰收集器（５）内部，给水箱（４）连接在引射管（３）的进水口处，且该进水口处设置在引射管（３）的最小截面处。该装置及方法降低了制冰过程的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过引射雾化制取颗粒冰的新方法，通过水在空气中雾化并迅速 受冷冻结的方法制得小尺寸的冰颗粒，这将极大地增加气液两相间的换热面积，进一步强 化换热，提高制冰效率，降低制冰能耗。本专利技术属于制冰

技术介绍
制冰技术广泛应用于众多的方面，如蓄冷空调，食品冷冻，鱼类保鲜以至混凝土冷 却等。当前制冰主要以制取块冰为主，即，使水在低温固体表面冻结成冰。由于冰的导热 系数比金属的导热系数小两个数量级(如0°c时铜和铝的导热系数分别为401 Wm-I-K-I 和236 W*m-1*K-1，而冰的导热系数仅为2 ff-m-1-K-l),因此在静态制冰时当冰层在固体传 热面上形成后将产生很大的传热热阻，管内制冷剂蒸发温度降低，传热温差增大，制冰能耗 升高，制冰速度也随冰层厚度的增加而变慢，这将显著地降低制冰系统的制冰效率。为了避免以上因结冰厚度的增加而引起的热阻加大问题，本专利技术是使液体在气体 中雾化并在其中冻结，由于雾化的水滴的直径很小(能达到毫米级以下)，故其相对换热面 积将大大的增加(如果把直径为IOmm的冰颗粒分解成直径为0. Imm的冰粒，其表面积会增 大100倍)，有效地避免了静态制冰中由于冰块厚度而引起的冰层热阻问题，大大强化了制 冰过程的传热，降低了制冰能耗。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种，让 水在气体中雾化冻结，极大的减小了结冰颗粒的直径，克服了液体在固体表面冻结时因结 冰厚度的增加而导致冰的导热热阻的增大、相对换热面积的减少、制冰效率的降低，进而使 能耗增大的缺点。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案通过引射雾化制取颗粒 冰的装置该装置包括循环增压风机、制冷机蒸发器、引射管、给水箱、颗粒冰收集器和过滤 器该装置包括循环增压风机、制冷机蒸发器、引射管、给水箱、颗粒冰收集器和过滤器；其 中，所述循环增压风机的出风口与制冷机蒸发器的进风口相连，制冷机蒸发器的出风口与 引射管的进气端相连，引射管的出口与颗粒冰收集器的进端相连，颗粒冰收集器的出气端 与循环增压风机的进气端相连，过滤器设置在颗粒冰收集器内部，给水箱连接在引射管的 进水口处，且该进水口处设置在引射管的最小截面处。所述的通过引射雾化制取颗粒冰的装置的制取颗粒冰的方法包括如下步骤所述通过引射雾化制取颗粒冰的装置以循环载冷介质与制冷机蒸发器进行换热冷却， 形成低温空气，而后进入引射管并在其最小截面附近形成负压，将给水箱中的水吸入并引 射，将其雾化成水滴，水滴在冷气流中迅速被冻结成冰颗粒，与气流一起进入颗粒冰收集 器，在颗粒冰收集器中通过过滤器的过滤与气流分离，被储存于颗粒冰收集器，气流通过循 环增压风机再次进入制冰机蒸发器进行下一循环。所述水滴的粒径为0. 5mm。循环载冷介质可以是空气、氮气或其它气体。用气体作为载冷介质，并通过文丘里管将水引射雾化，通过气体与雾化后的液滴进行换热，并将液滴冻结成冰颗粒。有益效果该方法制取颗粒冰可有广泛用途，可用与食品的冷藏、鱼类保鲜、冰蓄 冷等领域。由于该方法传热面积大，所需的制冰温差小，系统热效率高，与制取块冰相比，可 以大大降低制冰过程的能耗。与现有制取颗粒冰的方法相比，该方法设备简单，成本低，整个系统中无转动部 件，运行可靠，并可实现大规模制冰。附图说明图1是制冰循环流程图。其中循环增压风机1、制冷机蒸发器2、引射管3、给水 箱4、颗粒冰收集器5、过滤器6。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。根据传热理论可知，加大换热温差、减小粒径以增大相对换热面积是增加换热量 的两种途径。加大温差意味着能耗的增加，本专利技术采取了水在喷管中雾化的方式来实现小 颗粒冰的制取。参见图1，本专利技术提供的通过引射雾化制取颗粒冰的装置，该装置包括循环增压风 机1、制冷机蒸发器2、引射管3、给水箱4、颗粒冰收集器5和过滤器6 ；通过引射雾化制取颗粒冰的装置包括循环增压风机1、制冷机蒸发器2、引射管3、给水 箱4、颗粒冰收集器5和过滤器6 ；其中，所述循环增压风机1的出风口与制冷机蒸发器2的 进风口相连，制冷机蒸发器2的出风口与引射管3的进气端相连，引射管3的出口与颗粒冰 收集器5的进端相连，颗粒冰收集器5的出气端与循环增压风机1的进气端相连，过滤器6 设置在颗粒冰收集器5内部，给水箱4连接在引射管3的进水口处，且该进水口处设置在引 射管3的最小截面处。本专利技术还提供了通过引射雾化制取颗粒冰的方法，该方法包括如下步骤所述通过引射雾化制取颗粒冰的装置以载冷介质与制冷机蒸发器2进行换热冷却，形 成低温空气，而后进入引射管3并在其最小截面附近形成负压，将给水箱4中的水吸入并引 射，将其雾化成水滴，水滴在冷气流中迅速被冻结成冰颗粒，与气流一起进入颗粒冰收集器 5，在颗粒冰收集器中通过过滤器6的过滤与气流分离，被储存于颗粒冰收集器5，气流通过 循环增压风机1再次进入制冰机蒸发器5进行下一循环。所述水滴的粒径为0. 5mm。循环载冷介质可以是空气、氮气或其它气体。用气体作为载冷介质，并通过文丘里管将水引射雾化，通过气体与雾化后的液滴 进行换热，并将液滴冻结成冰颗粒。具体流程如下给水箱4连接在喷管的最小截面处，系统以空气作为循环介质。来 自换热器5的低温低压空气经增压循环风机1升高压力后，进入喷管2并在最小截面处形 成负压，将给水箱4中的处于常温态的水吸入，将其雾化，使水滴在冷气流中迅速结冰，并将这些冰颗粒吹送到结冰容器3内。此过程中气流的温度升高，压力降低。高温低压的空 气流入换热器5)被冷却，然后被吸入循环风机，进入下一循环。 该方法通过雾化来降低水滴的直径，极大地增加了其相对换热表面积，该方法通 过引射雾化获得粒径极小的水滴，从而极大地增加了气液两相间的换热表面积，使传热得 到极大的强化，降低传热温差，达到节能的目的。用该方法制取颗粒冰，系统中无运动部件， 设备成本低，运行可靠，并可实现大规模制冰。权利要求一种通过引射雾化制取颗粒冰的装置，其特征在于该装置包括循环增压风机(1)、制冷机蒸发器(2)、引射管(3)、给水箱(4)、颗粒冰收集器(5)和过滤器(6)；其中，所述循环增压风机(1)的出风口与制冷机蒸发器(2)的进风口相连，制冷机蒸发器(2)的出风口与引射管(3)的进气端相连，引射管(3)的出口与颗粒冰收集器(5)的进端相连，颗粒冰收集器(5)的出气端与循环增压风机(1)的进气端相连，过滤器(6)设置在颗粒冰收集器(5)内部，给水箱(4)连接在引射管(3)的进水口处，且该进水口处设置在引射管(3)的最小截面处。2.一种如权利要求1所述的通过引射雾化制取颗粒冰的装置的制取颗粒冰的方法，其 特征在于该方法包括如下步骤所述通过引射雾化制取颗粒冰的装置以循环载冷介质与制冷机蒸发器(2)进行换热冷 却，形成低温空气，而后进入引射管(3)并在其最小截面附近形成负压，将给水箱(4)中的 水吸入并引射，将其雾化成微小的水滴，通过气体与雾化后的水滴进行换热，并将水滴迅速 冻结成微小的冰颗粒；与气流一起进入颗粒冰收集器(5)，在颗粒冰收集器中通过过滤器(6)的过滤与气流分离，被储存于颗粒冰收集器(5)，气流通过循环增压风机(1)再次进入 制冰机蒸发器(5)进行下一循环。3.根据权利要求2所述的通过引射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过引射雾化制取颗粒冰的装置，其特征在于：该装置包括循环增压风机（１）、制冷机蒸发器（２）、引射管（３）、给水箱（４）、颗粒冰收集器（５）和过滤器（６）；其中，所述循环增压风机（１）的出风口与制冷机蒸发器（２）的进风口相连，制冷机蒸发器（２）的出风口与引射管（３）的进气端相连，引射管（３）的出口与颗粒冰收集器（５）的进端相连，颗粒冰收集器（５）的出气端与循环增压风机（１）的进气端相连，过滤器（６）设置在颗粒冰收集器（５）内部，给水箱（４）连接在引射管（３）的进水口处，且该进水口处设置在引射管（３）的最小截面处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁竹林，赵乾乾，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]