过冷水连续制取装置的制作方法

专利名称：过冷水连续制取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及涉及动态制冰技术，具体是一种过冷水连续制取装置。
背景技术：
过冷水制冰系统通常包括过冷却装置、过冷解除装置和蓄冰槽，其原理是过冷却装置利用制冷主机提供的冷量将普通水冷却至过冷状态(零度以下的过冷水)，接着过冷水通过过冷解除装置(也称为促晶器)解除过冷状态，形成零度的冰水混合物(冰浆)，最后冰浆储存于蓄冰槽中，用于制冷系统的制冷和其他用冰的场合。这种制冰方式可以实现连续化和快速化制冰。过冷水制冰关键的技术之一是确保流过过冷却装置的液体具有尽可能大的过冷度，但同时又必须保证过冷液体不能在流出热交换器之前生成冰晶，否则过冷却装置(换热器)将被堵塞甚至破坏。为实现这个目的，中国发明专利说明书CN101551177B公开了一种提高水过冷度的方法和采用该方法的过冷装置，其中该装置包括过冷器内管和过冷器外管，过冷器内管穿设于过冷器外管的外侧，过冷器内管与过冷器外管之间形成封闭的载冷剂腔，过冷器外管的上部设有载冷剂进口，过冷器外管的下部设有载冷剂出口，过冷器内管中为过冷水的通道，过冷器内管设置有过冷水进口和过冷水出口，过冷器外管套装有磁场装置，磁场装置包括永久磁铁，电磁线圈和用于固定电磁线圈的固定杆。永久磁铁对内管中的水施加静磁场，而电磁线圈则对内管中的水施加交变磁场。由于静磁场和交变磁场的叠加磁场加强了分子的热运动，使得本应开始结晶的水分子进入过冷却状态，从而增加水的过冷度，防止结冰。虽然上述装置可以在一定程度上提高水的过冷度，但是由于该装置的固有缺陷，导致该过冷装置仍不可避免产生冰堵先生。这是由于为了获得较佳的热交换效果，过冷器内管一般是由传热系数高的金属材质制造的，内管本身会对磁场产生屏蔽作用，影响实际穿透水体的磁力线，磁场很难有效地约束水分子的热运动行为使其保持过冷状态，还不能够很好地提高水的过冷度，因此发生冰堵的机率大。

实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种不易发生冰堵的过冷水连续制取装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用的第一技术方案是一种过冷水连续制取装置，包括导电材质外管，其设有过冷水进口和过冷水出口 ；导电材质内管，其以相对于外管绝缘方式设置在外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口 ；高压静电装置，其静电输出端与内管连接，接地端与外管连接。改进之一所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，载冷剂管进口和载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中。改进之二 该装置包括多个所述内管，所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，该载冷剂管进口和该载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，各个所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中。改进之三所述内管为螺旋管管型。改进之四所述静电输出端包括集电荷壳体、放电体和密封底座，集电荷壳体和放电体为导电材料部件，密封底座为绝缘材料部件，集电荷体与密封底座形成封闭的放电内腔，放电体穿设在密封底座中，且其位于放电内腔部分的端部与集电荷体保持一定的距离，集电荷体与所述内管连接，放电体与所述高压静电装置的非接地电极连接。为解决上述技术问题，本实用新型采用的第二技术方案是一种过冷水连续制取装置，包括导电材质外管，其设有过冷水进口和过冷水出口 ；导电材质内管，其以相对于外管绝缘方式设置在外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口 ；电极棒，其以相对外管和内管绝缘方式设置在所述外管中；高压静电装置，其静电输出端与内管连接，接地端与外管、电极棒连接。改进之一该装置包括多个所述内管，所述电极棒设置在所述外管的中心，该多个所述内管均匀分布在所述电极棒周围。改进之二 所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，该载冷剂管进口和该载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中；此外，所述电极棒穿设在其中一密封端盖中。为解决上述技术问题，本实用新型采用的第三技术方案是一种过冷水连续制取装置，包括导电材质外管，其设有过冷水进口和过冷水出口 ；导电材质内管，其以相对于所述外管绝缘方式设置在所述外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口；电极棒，其以相对外管和内管绝缘方式设置在所述外管中；高压静电装置，其静电输出端与所述电极棒连接，接地端与外管、所述内管连接。改进之一该装置包括多个所述电极棒，所述内管设置在所述外管的中心，该多个所述电极棒均匀分布在所述内管周围。改进之二 所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，载冷剂管进口和载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中；此外，所述电极棒穿设在其中一密封端盖中。为解决上述技术问题，本实用新型采用的第四技术方案是一种过冷水连续制取装置，包括外管，其内壁上设有第一导电层；设置在外管中的内管，其外壁上设有第二导电层，该第一导电层与第二导电层相互绝缘；高压静电装置，其静电输出端与内管的第二导电层连接，接地端与外管的第一导电层连接。与现有技术相比，有益效果是本实用新型的外管、密封端盖与内管之间形成密闭的过冷水通道。水进入外管后，将与内管进行热交换而冷却降温，同时由于内管与外管之间高压静电场的作用，使得水降至0°以下而不结冰，最后以过冷状态(-rc至-5°c)流出外管。本实用新型可以有效地提高了水的过冷度，持续稳定地输出温度为-1°C至-5°C的过冷水，解决了现有过冷装置存在的过冷度不足(达不到实际应用水平)和冰堵的技术问题。

[0019]图I为实施例一的结构示意图。图2为实施例一的高压静电装置的静电输出端结构示意图。图3为实施例二的结构示意图。图4为图3沿A-A方向的剖视图。图5为实施例三的结构示意图。图6为图5沿B-B方向的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 实施例一如图I所示，本实施例的过冷水连续制取装置包括导电材质外管10导电材质内管20和高压静电装置30，该高压静电装置30的静电输出端31与内管20连接，接地端32与外管10连接。外管10和内管20可以采用铁、铜、铝、不锈钢等金属导电材料，也可以采用石墨等非金属导电材料，或者少保证内管20的外壁表面以及过冷器外管10的内壁表面覆盖有的导电层。该外管10上设有过冷水进口 11和过冷水出口 12。水既可以从过冷水进口 11流入，经过冷水出口 12流出；也可以从过冷水出口 12流入，经过冷水入口流出。该内管20以相对于外管10绝缘方式设置在外管10中，并设有载冷剂进口 21和载冷剂出口 22，内管20为载冷剂输送通道，为外管10中水提供热交换的冷量。本实施例的内管20采用铜管，为防止阳极腐蚀高压静电装置的静电输出端接负极。若内管20采用其他耐阳极腐蚀的材料，静电输出端也可以接正极。外管10、密封端盖40与内管20之间形成密闭的过冷水通道。水进入外管10后，将与内管20进行热交换而冷却降温，同时由于内管20与外管10之间高压静电场的作用，使得水降至0°以下而不结冰，最后以过冷状态(-1°C至_5°C)流出外管10。本实用新型可以有效地提高了水的过冷度，持续稳定地输出温度为-1°C至_5°C的过冷水，解决了现有过冷装置存在的过冷度不足(达不到实际应用水平)和冰堵的技术问题。高压静电场诱导液体过冷的原理是高压静电场作用于过冷水，破坏了自然状态下的缔合水分子，水分子在高压静电场中形成水偶极子，并以氢键的形式相互偶联形成具有一定结构的、大小不同的缔合态水分子，其正电极端朝向阴极，负电极端朝向阳极并依次首尾相连。当温度被降低到通常冰晶开始形成温度时，由于高压静电场对分子的作用而此时结晶并没有开始，水分子被带到一个更高的过冷状态。为了将内管20绝缘地(相对外管10绝缘)设置在外管10中，外管10上设有载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14，载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14设有绝缘材质的密封端盖40，内管20的一端穿设在载冷剂管进口 13的密封端盖40中，另一端则穿设在载冷剂管出口 14的密封端盖40中。本实施例中密封端盖40采用聚四氟乙烯、环氧树脂等绝缘材料。密封端盖40起到密封外管10和支撑固定内管20的双重作用。由于内管20是绝缘的，因此外管10与内管20之间相互隔离并绝缘，为生成高压静电场创造基础条件。内管20可以采用弯管、直管或螺旋管等各种形状的液体管道，同样地，外管10也可以采用除直管以外形状的管道。若内管20可以采用螺旋管管型，可以增加热交换面积，并产生强烈的紊流，增强换热效率。[0031]本实施例可以采用多个内管20，为了固定各个内管20，可以将各个内管20的一端穿设在同一载冷剂管进口 13的密封端盖40中，另一端则穿设在同一载冷剂管出口 14的密封端盖40中，即通过同一个密封端盖40固定多个内管20 ;另外，也可以在外管10上设置多组载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14，此时各个内管20的两端则分别穿设在对应的载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14的密封端盖40中，即通过多个密封端盖40固定多个内管20。本实施例的静电输出端31采用常规的结构。如图2所示，高压静电输出端31包括集电荷壳体311、放电体312和密封底座313。其中，集电荷壳体311和放电体312采用铁、铜、铝、不锈钢等金属电导材料，或石墨等非金属电导材料；密封底座313则采用聚四氟乙烯、环氧树脂等绝缘材料。集电荷体与密封底座313形成封闭的放电内腔，放电体312穿设在密封底座313中，且与集电荷体保持一定的距离，集电荷体通过放电体312的电晕放电而获得净电荷。集电荷体直接接触相应部件，例如内管20或电极棒，而放电体312则连接高压静电装置30的非接地电极。实施例二 如图3、图4所示，本实施例的过冷水连续制取装置包括导电材质外管·10，其设有过冷水进口 11和过冷水出口 12 ;多个导电材质内管20，其以相对于外管10绝缘方式设置在外管10中，并设有载冷剂进口 21和载冷剂出口 22 ;电极棒50，其以相对外管10和内管20绝缘方式设置在外管10中；高压静电装置30，其静电输出端31与内管20连接，接地端32与外管10、电极棒50连接。如图4所示，该电极棒50设置在外管10的中心，该多个内管20则均匀分布在电极棒50周围。采用以电极棒50为中心的多内管20式结构，可以改善外管10中的静电场分布，使过冷水通道全截面都存在均匀电场力作用，在有效提高水过冷度的同时防止出现
局部结晶。与实施例一类似，为了固定内管20，本实施例的外管10上设有载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14，该载冷剂管进口 13和该载冷剂管出口 14设有绝缘材质的密封端盖40，内管20的一端穿设在载冷剂管进口 13的密封端盖40中，另一端则穿设在载冷剂管出口 14的密封端盖40中。此外，电极棒50穿设在其中一个密封端盖40中，电极棒50的一部分位于外管10的内部，另一部分位于外管10的外部并与高压静电装置30的接地端32连接。实施例三如图5、图6所示，本实施例的过冷水连续制取装置包括导电材质外管10，其设有过冷水进口 11和过冷水出口 12 ;导电材质内管20，其以相对于外管10绝缘方式设置在外管10中，并设有载冷剂进口 21和载冷剂出口 22 ;电极棒50，其以相对外管10和内管20绝缘方式设置在外管10中；高压静电装置30，静电输出端31与电极棒50连接，接地端32与外管10、内管20连接。相比之下，实施例二中高压静电装置30的静电输出端31是与内管20连接的，而本实施例高压静电装装置的静电输出端31则是与电极棒50连接。本实施例可以米用一个电极棒50或多个电极棒50。如图6所7]^，若米用多个电极棒50，则可以将内管20设置在外管10的中心，该多个电极棒50均匀分布在内管20周围，由此使得外管10中的电场分布更加均匀。为了固定内管20和电极棒50，本实施例的外管10设有载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14，载冷剂管进口 13和载冷剂管出口 14设有绝缘材质的密封端盖40，内管20的一端穿设在载冷剂管进口 13的密封端盖40中，另一端则穿设在载冷剂管出口 14的密封端盖40中；而各个电极棒50则穿设在其中一密封端盖40中。实施例四本实施例与上述三个实施例的不同之处在于夕卜管的内壁上设有第一 导电层，内管外壁上设有第二导电层，该第一导电层与第二导电层相互绝缘。若装置没有电极棒，则高压静电装置的静电输出端与内管的第二导电层连接，接地端与外管的第一导电层连接；若装置设有电极棒，则高压静电装置的静电输出端与第二导电层或电极棒连接，为保障安全，防止漏电事故，其接地端仍然与外管的第一导电层连接。
权利要求1.一种过冷水连续制取装置，其特征在于包括导电材质外管，其设有过冷水进口和过冷水出口；导电材质内管，其以相对于外管绝缘方式设置在外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口 ；高压静电装置，其静电输出端与内管连接，接地端与外管连接。
2.根据权利要求I所述的过冷水连续制取装置，其特征在于所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，载冷剂管进口和载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中。
3.根据权利要求I所述的过冷水连续制取装置，其特征在于该装置包括多个所述内管，所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，该载冷剂管进口和该载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，各个所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中。
4.根据权利要求I所述的过冷水连续制取装置，其特征在于所述内管为螺旋管管型。
5.根据权利要求I至4任一所述的过冷水连续制取装置，其特征在于所述静电输出端包括集电荷壳体、放电体和密封底座，集电荷壳体和放电体为导电材料部件，密封底座为绝缘材料部件，集电荷体与密封底座形成封闭的放电内腔，放电体穿设在密封底座中，且其位于放电内腔部分的端部与集电荷体保持一定的距离，集电荷体与所述内管连接，放电体与所述高压静电装置的非接地电极连接。
6.一种过冷水连续制取装置，其特征在于包括导电材质外管，其设有过冷水进口和过冷水出口 ；导电材质内管，其以相对于外管绝缘方式设置在外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口 ；电极棒，其以相对外管和内管绝缘方式设置在所述外管中；高压静电装置，其静电输出端与内管连接，接地端与外管、电极棒连接。
7.根据权利要求6所述的一种过冷水连续制取装置，其特征在于该装置包括多个所述内管，所述电极棒设置在所述外管的中心，该多个所述内管均匀分布在所述电极棒周围。
8.根据权利要求6或7所述的一种过冷水连续制取装置，其特征在于所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，该载冷剂管进口和该载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中；此外，所述电极棒穿设在其中一密封端盖中。
9.一种过冷水连续制取装置，其特征在于包括导电材质外管，其设有过冷水进口和过冷水出口 ；导电材质内管，其以相对于所述外管绝缘方式设置在所述外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口；电极棒，其以相对外管和内管绝缘方式设置在所述外管中；高压静电装置，其静电输出端与所述电极棒连接，接地端与外管、所述内管连接。
10.根据权利要求9所述的一种过冷水连续制取装置，其特征在于该装置包括多个所述电极棒，所述内管设置在所述外管的中心，该多个所述电极棒均匀分布在所述内管周围。
11.根据权利要求9或10所述的一种过冷水连续制取装置，其特征在于所述外管设有载冷剂管进口和载冷剂管出口，载冷剂管进口和载冷剂管出口设有绝缘材质的密封端盖，所述内管的一端穿设在载冷剂管进口的密封端盖中，另一端则穿设在载冷剂管出口的密封端盖中；此外，所述电极棒穿设在其中一密封端盖中。
12.一种过冷水连续制取装置，其特征在于包括外管，其内壁上设有第一导电层；设置在外管中的内管，其外壁上设有第二导电层，该第一导电层与第二导电层相互绝缘；高压静电装置，其静电输出端与内管的第二导电层连接，接地端与外管的第一导电层连接。
专利摘要本实用新型涉及动态制冰技术，具体是一种过冷水连续制取装置。该装置包括导电材质外管,其设有过冷水进口和过冷水出口；导电材质内管，其以相对于外管绝缘方式设置在外管中，并设有载冷剂进口和载冷剂出口；高压静电装置，其静电输出端与内管连接，接地端与外管连接。本实用新型的外管、密封端盖与内管之间形成密闭的过冷水通道。水进入外管后，将与内管进行热交换而冷却降温，同时由于内管与外管之间高压静电场的作用，使得水降至0°以下而不结冰，最后以过冷状态流出外管。本实用新型可以有效地提高了水的过冷度，持续稳定地输出温度为-1℃至-5℃的过冷水，解决了现有过冷装置存在的过冷度不足和冰堵的技术问题。
文档编号F25B21/00GK202719804SQ201220028410
公开日2013年2月6日 申请日期2012年1月21日 优先权日2012年1月21日
发明者江卫红 申请人:江卫红