一種提高水過冷度的方法及其應用和採用該方法的裝置的製作方法
2023-05-03 08:03:16 2
專利名稱：一種提高水過冷度的方法及其應用和採用該方法的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提高水過冷度的方法及其應用和採用該方法的裝置。
背景技術：
過冷水動態製冰是一種新的製冰方式。與傳統的靜態製冰方式相比，傳熱效率高，能耗 低；而製取的動態冰(冰漿)可以用泵直接輸送，減小了系統管路尺寸。目前該方法存在的 問題是如何提高水的過冷度，從而防止水在過冷器中結冰發生冰堵。已有的提高過冷度的方 法包括超聲波法(ZL200520066480.8)、表面塗層法(00103341.7)等，都不能很好的控制水 的過冷度。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種用交變磁場作用於過冷水，引起水分子 的振動，從而使其在一定的溫度下也不會結冰的提高水過冷度的方法及其應用和採用該方法 的裝置。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種提高水過冷度的方法，它由靜磁場和交變磁場疊加產生一個單一方向磁場，其中靜 磁場在1-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5%到 15%;交變電磁場作用於水分子上，誘導水分子內磁矩產生規則排列，以利於水分子內 電子的運動，提高熱傳導性能，使熱量迅速在水內傳遞；在水被冷卻的過程中施加磁場 作用，在水分子到達過冷態後，進一步冷卻從而提高水的過冷度。
所述靜磁場由永久磁鐵或者恆定電流通過電磁線圈產生；交變磁場可由交變磁場或交變 電場或電磁輻射直接產生。
所述交變磁場的頻譜範圍在lkHz到1000kHz。
一種提高水過冷度的方法在過冷水連續法生產冰漿中的應用，在通常的過冷器上加上 電磁場，調整電磁場強度，可控制及提高過冷水過冷度，從而解決冰堵。
一種採用提高水過冷度方法的過冷裝置，該裝置包括過冷器內管，過冷器內管外部 是過冷器外管，過冷器外管的上部設有冷水進口，過冷器外管的下部設有過冷水出口， 過冷器內管中充有冷媒；所述過冷器外管上套裝磁場裝置，該裝置包括永久磁鐵和電磁 線圈。
本發明所述磁場由靜磁場和交變磁場疊加產生的單一方向磁場，靜磁場要求在l-20000Gs 之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5%到15%。靜磁場可由 永久磁鐵或者恆定電流通過電磁線圈產生；交變磁場可由交變磁場、交變電場或電磁輻射直 接產生。磁場頻譜範圍在lkHz到1000kHz。交變磁場作用於分子上，會誘導分子內磁矩產 生規則排列，有利於分子內電子的運動，從而能夠提高熱傳導性能，從而熱量能夠迅速 在水內傳遞。在水被冷卻的過程中施加磁場作用，水分子會很快到達過冷態。而進一步 的冷卻會使過冷水開始凍結。當自由水分子被冷卻的時候，隨著溫度的降低，其熱運動 逐漸變弱'。當溫度接近零度的時候，熱運動變得更弱。此時由於電子旋轉所引起的熱運 動就佔據統治地位。然而，由於電子自旋的成對出現，其對熱運動的影響通常被相互削 弱了。因此自由的水分子被固定在氫鍵上，冰晶開始形成。但是，在施加單一方向電磁 場的情況下，由於電子自旋都變為同向，此時由於電子自旋引起的熱運動不是被相互削 弱，反而相互增強，從而增強了分子的熱運動。當溫度被降低到通常冰晶開始形成的時 候，由於磁場對分子熱運動的加強此時結晶並沒有開始，水分子被帶到一個過冷狀態， 而且其過冷度比通常結冰所需過冷度更低。當溫度再進一步降低，冰晶才開始形成。因 而單一方向的磁場作用於過冷水，可以增加水的過冷度，防止結冰。
將該方法應用於過冷水連續法生產冰漿，其實施實例如下在通常的過冷器上加上磁場，調整磁場強度和頻率，可控制及提高過冷水過冷度，從而解決冰堵問題。
本發明的有益效果是方法簡單，可有效提高過冷水的過冷度，從而防止冰堵現象
的發生。
圖l為本發明的結構示意圖。
其中，l.冷水進口， 2.電磁線圈，3.固定杆，4.永久磁鐵，5.過冷器外管，6.過冷 器內管，7.內管進口， 8.過冷水出口， 9.內管出口。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
一種提高水過冷度的方法，它由靜磁場和交變磁場疊加產生一個單一方向磁場，其中靜 磁場在l-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5%到 15%;交變電磁場作用於水分子上，誘導水分子內磁矩產生規則排列，以利於水分子內 電子的運動，提高熱傳導性能，使熱量迅速在水內傳遞；在水被冷卻的過程中施加磁場 作用，在水分子到達過冷態後，進一步冷卻從而提高水的過冷度。
靜磁場由永久磁鐵或者恆定電流通過電磁線圈產生；交變磁場可由交變磁場或交變電場 或電磁輻射直接產生。交變磁場的頻譜範圍在lkHz到1000kHz。
提高水過冷度的方法在過冷水連續法生產冰漿中的應用，它在通常的過冷器上加上 磁場，調整磁場強度，可控制及提高過冷水過冷度，從而解決冰堵。
圖l中， 一種採用提高水過冷度方法的過冷裝置，該裝置包括過冷器內管6，過冷器 內管6外部是過冷器外管5，過冷器外管5的上部設有冷水進口 1,過冷器外管5的下 部設有過冷水出口8，過冷器內管6中充有冷媒，冷媒從內管進口7進入，從內管出口 9流出；過冷器外管5上套裝磁場裝置，該裝置包括永久磁鐵4，與固定杆3所固定的 電磁線圈2相配合。
本發明的技術方案及其應用和裝置包括但不限於上述實例，凡是採用本發明權利要 求限定的技術構思的以及在此基礎上的其他簡單變換或增添的技術方案均在本發明的 保護範圍之內。
權利要求
1.一種提高水過冷度的方法，其特徵是，它由靜磁場和交變磁場疊加產生一個單一方向磁場，其中靜磁場在1-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5％到15％；交變電磁場作用於水分子上，誘導水分子內磁矩產生規則排列，以利於水分子內電子的運動，提高熱傳導性能，使熱量迅速在水內傳遞；在水被冷卻的過程中施加磁場作用，增強水分子的熱運動，在水分子到達過冷態後，進一步冷卻從而提高水的過冷度。
2. 如權利要求1所述的提高水過冷度的方法，其特徵是，所述靜磁場由永久磁鐵或者恆 定電流通過電磁線圈產生；交變磁場可由交變磁場或交變電場或電磁輻射直接產生。
3. 如權利要求1或2所述的提高水過冷度的方法，其特徵是，所述交變磁場的頻譜範圍 在lkHz到1000kHz。
4. 一種權利要求1所述的提高水過冷度的方法在過冷水連續法生產冰槳中的應用，其 特徵是，在通常的過冷器上加上磁場，調整磁場強度，可控制及提高過冷水過冷度，從 而解決冰堵。
5. —種採用權利要求1所述提高水過冷度方法的過冷裝置，該裝置包括過冷器內管， 過冷器內管外部是過冷器外管，過冷器外管的上部設有冷水進口，過冷器外管的下部設 有過冷水出口，過冷器內管中充有冷媒；其特徵是，所述過冷器外管上套裝磁場裝置， 該裝置包括永久磁鐵，電磁線圈和電磁線圈的固定杆；固定杆由不可磁化且導熱性差的 材料加工製作。
全文摘要
本發明公開了一種提高水過冷度的方法及其應用和採用該方法的裝置。它用交變磁場作用於過冷水，引起水分子的振動，從而使其在一定的溫度下也不會結冰。其方法為它由靜磁場和交變磁場疊加產生一個單一方向磁場，其中靜磁場在1-20000Gs之間，交變磁場以靜磁場值為參考交替變化，變動幅值在靜磁場值的5％到15％；交變電磁場作用於水分子上，誘導水分子內由於電子自旋產生的磁矩呈規則排列，以利於水分子內電子的運動，提高熱傳導性能，使熱量迅速在水內傳遞；在水被冷卻的過程中施加磁場作用，可以增強水分子的熱運動，在水分子到達過冷態後，進一步冷卻從而提高水的過冷度。
文檔編號F25C1/00GK101551177SQ200910014930
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月30日 優先權日2009年4月30日
發明者匙明申, 王美霞, 趙紅霞, 莉 邵, 韓吉田 申請人:山東大學