发明名称 轨道式冰冻装置及方法
摘要 一种机器,用于持续冰冻或冷却液体以产生液浆及冷冻结晶体,其馈送液体进入垂直定向之热传管之顶端。在外管表面之冷媒流蒸发成蒸汽/泡沫流,使该液体在内管表面冷冻。一搅棒(最好是烛立式的)在内表面上旋转,以机械方式除下冷冻之结晶体及分布该液体。加至液体之添加物如乙二醇(含水)有助于清除。在一种型式时,包围外表面之一机械式流动导件产生沸腾冷媒一薄而高速之往上流动,以增加热传。一轨道式躯动器则推进该搅棒,一种型式之轨道驱动器包括一对称接于搅棒与至少一偏心曲柄之间之水平板。另一种型式之驱动器则包括一对配重,坚固耦接至热传管,配重由独立马达,经由本系统之动力设计特性,作相位同步旋转。
申请公布号 TW311981 申请公布日期 1997.08.01
申请号 TW083102945 申请日期 1994.04.02
申请人 李耀滋工程公司 发明人 何以谦;李耀滋;亚伯特.扬德;黄鸿鼎
分类号 F25C1/20 主分类号 F25C1/20
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种冰冻/冷却装置,用于冰冻或冷却液体,包含:以高热传特性之材料形成之热传管,垂直定位而带有上下端及内外表面,及适于在其内表面靠近其上端处承接要冰冻或冷却之液体,一围绕该传热管之外壳,以在该传热管之外表面于热传管与外壳之间界定一密闭之蒸发腔,冰冻装置,用以将冷媒循环通过该热传管之外表面之该腔,在此处藉由通过该热传管之液体传递热至冷媒,而使冷媒蒸发,一搅棒设于该热传管内,及驱动装置,以驱动至少该搅棒使之成轨道式运动而绕该内表面旋转以分布该液体于该内表面上,以及从该内表面上以机械方式除下因冷却而结冰或加稠之液体。2.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该液流含有一种化学剂,便于该项机械式除冰。3.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该化学剂系选自乙二醇,以乙二醇为主之溶液,丙二醇为主之溶液,牛奶,海水,醋酸镁酸钙,以及形成无水晶体之无机盐。4.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该轨道式驱动装置系耦接到该热传管及将之驱动,及其中该搅棒系由一该轨道式驱动装置联接之动力所驱动。5.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该热传管系固定不动,及该轨道式驱动装置仅驱动该搅棒。6.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,并含装置,设于该热传管之下,用以收集从该管下端出来之液流及冰冻之液体,及有装置用以再循环该收集到之液流至该热传管。7.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒系足够坚硬,俾藉其一端而自立于该热传管内。8.根据申请专利范围第7项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒亦具有充分之弹性,以在操作时可配合该内表面之不规则性。9.根据申请专利范围第7项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒具有大体为圆形之横断面。10.根据申请专利范围第9项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒具有一有凹槽之外表面。11.根据申请专利范围第7项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒具有一非圆形之横断面。12.根据申请专利范围第7项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒包括一构件,固定于该下端,具有低滑动摩擦之特征。13.根据申请专利范围第7项之冰冻/冷却装置,其中该搅棒包括一靠近其下端固定之配重,以助于该轨道式运动。14.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,并含有设于该腔内之机械装置,用以控制该冷媒流。15.根据申请专利范围第14项之冰冻/冷却装置,其中该机械式之冷媒流控制装置含有一为开口端之管状构件,设于该腔中围绕该热传管,以对该腔内之冷媒界定一对流路径。16.根据申请专利范围第15项之冰冻/冷却装置,其中该为开口端之管状构件系相对该热传管而固定,以在该热传管之外表面上产生处于蒸汽/泡沫状态之冷媒之一高速环状之冷媒流。17.根据申请专利范围第15项之冰冻/冷却装置,其中该为开口端之管状构件可因应该轨道式驱动而自由绕该热传管旋转。18.根据申请专利范围第15项之冰冻/冷却装置,其中具有多数该等热传管,各结合有数个为开口端之管状构件。19.根据申请专利范围第18项之冰冻/冷却装置,并含有机械装置,用以于该等冰冻器次组合件之间分配该冷媒。20.根据申请专利范围第19项之冰冻/冷却装置,其中该机械式分配装置含有顶及底壁,其等大体水平延伸于该等多支热传管之间并密封于其上以界定该腔,及第三个大体水平延伸之壁,极靠近该上方壁而间开,并与每一该等热传管作环状间开。21.根据申请专利范围第4项之冰冻/冷却装置,其中该轨道式驱动装置包含:一固定之参照构件,一支持构件,刚性耦接至该外管,安装该支持构件于该参照构件上之装置,安装之方式在允许该外管及该热传管作自由之轨道式运动,配重装置,及刚性耦接至该支持构件之装置,用以在一大致之水平面旋转该配重。22.根据申请专利范围第21项之冰冻/冷却装置,其中该安装用之装置含有至少三个大体垂直定向之载力构件,延伸于该参照构件及该支持构件之间。23.根据申请专利范围第21项之冰冻/冷却装置,其中该配重装置含有一对共平面之配重,及该旋转该配重之装置含有每一该等配重所用之独立驱动马达。24.根据申请专利范围第23项之冰冻/冷却装置,其中从该对配重之旋转中心至该冰冻/冷却之质量M(包括所有稳固装于该装置之质量)之中心之距离L大于 2,其中为该质量M之旋转半径。25.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该驱动用之装置包括有用以产生旋转运动之装置,转变该旋转运动为轨道式运动之装置,以及耦接该轨道式运动至该搅棒所用之装置。26.根据申请专利范围第25项之冰冻/冷却装置,其中该转变用之装置含一驱动轴,及至少一固定于该曲柄轴之一偏心曲柄,及该耦接用之装置包括一对平行而彼此间开之段,彼此活动式连接于该偏心曲柄与该搅棒之间。27.根据申请专利范围第1项之冰冻/冷却装置,其中该驱动装置包括有用以产生轨道式运动之装置,及以机械方式耦合该轨道式运动至该搅棒所用之装置。28.根据申请专利范围第27项之冰冻/冷却装置,其中有多个热交换管及相结合之搅棒,及其中该机械耦接装置包括至少一个刚性圈包围该搅棒和坚硬互连该圈及该搅棒之装置。29.根据申请专利范围第28项之冰冻/冷却装置,其中该产生轨道式运动之装置含两对线性致动器,各该对中之每一致动器彼此直径相对,以及将该等致动器密封隔离该腔之装置。30.一种冰冻或冷却液体之方法,包含:提供一热交换管,所用材料具有高热传特性,使该管大体垂直定向,以使有开口之上端及下端,将液体从热传管之上端引入热传管之内表面,使之往下沿该热交换管之内表面流动,沿该热交换管之外表面同时以该朝下之液流沸腾一冷媒,因之热从该液体流过热交换管而至冷媒,至少使部分冷媒发及冷却该液体而使之冰冻,及以机械方式从热交换管之内表面除下已结冰或稠化之液体,其法为置一搅棒于热交换管内,及在该热交换管之内表面以轨道式运动旋转该搅棒,该旋转同时分布该往下之液流于内表面上。31.根据申请专利范围第30项之方法,其中该液体为水,并含有将一化学剂加至该水中之步骤,以便藉产生带有粉状结构之结构而促进该机械方法之除下。32.根据申请专利范围第31项之方法,其中该添加包括于水中造成一乙二醇溶液。33.根据申请专利范围第31项之方法,其中该添加包括在该液体中溶解无机盐,以于冰冻时产生无水之结晶体。34.根据申请专利范围第30项之方法,并含有以下之步骤:收集从该热交换管之下端除下之液体及结冰之液体,及将收集之液体再循环到该热交换管中。35.根据申请专利范围第30项之方法,其中该沸腾包括在邻接该热传管之外表面,于一蒸汽/泡沫相中,使该冷媒于一烯薄而高速之流动。36.根据申请专利范围第30项之方法,其中该旋转包括刚性耦接一组配重至该热交换管,以及以相位同步转动该等配重。37.根据申请专利范围第34项之方法,其中该旋转包括对该提供,引入,沸腾,驱动及机械消除所用之机械元件之动力特性之全盘保持该相位同步。38.根据申请专利范围第30项之方法,其中该旋转包括以正向之机械方式驱动该搅棒成轨道式运动,同时保持该热传管于固定不动。图示简单说明:第一图为一依据本发明之轨道式管状冰冻/冷却装置之透视图,其多个部分已被脱除;第二-四图为第一图所示热交换管在水平剖面之每一细则图,但搅棒则具变通之横剖面;第五图为第一图所示冰冻/冷却器之另一实施例之透视图,其多个部分已被脱除,热交换管则有冷媒流套包住;第五A图为一变通之搅棒之垂直剖面简化图,此搅棒系用在包括一滑动器及重量之图一或五之实施例中;第六图系图五所示搅棒,管及冷媒套组合体之水平横剖面之细则图;第七图为一相当于图六之视图,但冷媒套可因应轨道式运动而移动;第八图为依据图一或五之冰冻/冷却装置所用之轨道式驱动之简化俯视平面图,其中冰冻/冷却装置使用七只热交换管及相关之搅棒,及该驱动包括一对直径相对正之旋转配重,稳固耦连至冰冻/冷却装置;第九图为一依据本发明之轨道式管状冰冻/冷却装置之另一实施例之透视图,其中多重之热交换管系固定的,及仅一轨道式驱动确实耦车到搅棒;第九A图大致相当于第九图,一单一之驱动马达立于外壳上之中心;第十图为依据本发明之一变通之轨道式搅棒,固定之热交换管及驱动处于水平剖面之简化图;第十一图为一适于配合图八之轨道式驱动使用之液体分布系统之简化图,部分为垂直剖面,及部分为侧面正视图;及第十二图与第十一图之视图相同,为一依照本发明轨道式驱动板及馈料分布装置之简化图。
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