[发明专利]气体直接接触式冰浆生成器

说明书

技术领域

本发明涉及能源空调领域，尤其涉及一种气体直接接触式冰浆生成器。

背景技术

气体直接接触法冰浆制取系统[专利号ZL 2009 1 0102116.5]将空气、氮气等环境友好工质作为载冷剂与制冰溶液直接接触换热制取冰浆。采用气体作为载冷剂能够降低系统投资和维护成本，同时避免了液态载冷剂溶入制冰溶液造成蓄冷液体污染的问题。

但是，前述冰浆制取系统存在着以下问题：1.冰浆生成器喷口处制冰溶液过冷后冰晶聚集严重，极易发生冰堵，影响系统稳定运行；2.冰浆生成器含冰率（IPF）升高时，载冷气体和制冰溶液的对流换热效果减弱，影响系统换热效率；3.系统运行阶段制冰溶液从喷口处大量泄漏，维护成本提高。因此，考虑在冰浆生成器内部加入动态旋转部件实现防止冰堵的作用和冰浆输运。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种气体直接接触式冰浆生成器。

气体直接接触式冰浆生成器包括同心环喷头、除冰器、搅拌器、传动轴、出冰口、驱动电机；生成器本体下端设有同心环喷头，生成器本体中心设有传动轴，传动轴上设有搅拌器，生成器本体上方设有驱动电机，生成器本体上部侧壁设有出冰口，传动轴上端与驱动电机相连，传动轴下端与除冰器相连，除冰器包括支架和除冰刀片，支架下表面垂直设有除冰刀片，支架设有1～3条臂，除冰刀片下端伸入同心环喷头的环形流道，支架单臂的除冰刀片数量与同心环喷头的环形流道数相同，生成器本体内盛有制冰溶液。

本发明与现有普通冰浆生成器相比具有的有益效果是：

1）采用旋转刀片的结构，通过机械方法，防止制冰溶液在喷口处过冷形成冰晶聚集，有效地解决了冰堵问题。因此制冰溶液不需要添加任何防冻剂（用水即可），节约系统的投资成本；另外载冷气体的要求温度范围更加广泛，便于今后冰浆制取系统匹配液化天然气（LNG）温度范围的冷源。

2）利用液泛原理，采用狭长的同心环流道作为喷口，当气流速度达到某一临界值时制冰溶液将不会通过喷口向下泄漏；在同心环流道载冷气体入口处装配截止阀，将极大地减少制冰溶液在系统启、停阶段的泄漏，降低了制冰系统维护成本。

3）冰浆生成器中含冰率（IPF）升高时，制冰溶液中载冷气体运动阻力增大，与制冰溶液对流换热效果减弱，采用搅拌器结构增加制冰溶液中冰浆的流动，并将生成的冰浆及时输送到冰浆生成器以外，控制含冰率，能够有效的增强换热效果。

附图说明

图1是气体直接接触式冰浆生成器的结构示意图；

图2是本发明的同心环喷头俯视图；

图3是本发明的同心环喷头左视图；

图4是本发明的三臂除冰器俯视图；

图5是本发明的单臂除冰器的结构示意图；

图中，同心环喷头1、除冰器2、搅拌器3、传动轴4、出冰口5、驱动电机6、支架7、除冰刀片8。

具体实施方式

如图所示，气体直接接触式冰浆生成器包括同心环喷头1、除冰器2、搅拌器3、传动轴4、出冰口5、驱动电机6；生成器本体下端设有同心环喷头1，生成器本体中心设有传动轴4，传动轴4上设有搅拌器3，生成器本体上方设有驱动电机6，生成器本体上部侧壁设有出冰口5，传动轴4上端与驱动电机6相连，传动轴4下端与除冰器2相连，除冰器2包括支架7和除冰刀片8，支架7下表面垂直设有除冰刀片8，支架7设有1～3条臂，除冰刀片8下端伸入同心环喷头1的环形流道，支架7单臂的除冰刀片8数量与同心环喷头1的环形流道数相同，生成器本体内盛有制冰溶液。

本发明的工作原理为：载冷气体通过同心环喷头1通入冰浆生成器内部与制冰溶液发生换热。根据液泛原理，当气流速度足够大时，制冰溶液将不会通过喷头向下泄漏。除冰刀片2探入到环形流道之中，由传动轴4连接的驱动电机6带动旋转，可以阻止制冰溶液过冷后形成的冰晶在喷口部位聚集，防止了冰堵的发生。搅拌器3通过传动轴4和驱动电机6相连，由驱动电机6带动旋转，将生成的冰浆通过出冰口5及时排出冰浆生成器之外，保持冰浆生成器中的含冰率（IPF）在理想范围，同时保持内部制冰溶液和冰浆处于流动状态，有利于维持载冷气体和制冰溶液的对流换热效果。