CN100513957C - 谷物干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于谷物干燥的装置，该装置主要包括热风辐射仓和位于其中的热源发生器，其中所述热源发生器包括脉动燃烧器和红外辐射器。本发明的谷物干燥装置联合运用了脉动燃烧、红外辐射和热风对流对谷物同时进行高温、高频震荡气流的旁热式红外辐射和高频热风对流联合加热。与传统方法相比，本装置燃耗率低、电耗率低，而干燥降水速率提高，大大提高了干燥效率。

Description

谷物干燥装置

技术领域

本发明涉及一种干燥装置，更具体地说，涉及一种采用脉动燃烧器为初始热源联合运用远红外辐射和对流加热的谷物干燥装置。

背景技术

谷物干燥研究是农产品加工领域一项重要的研究内容，有着非常广阔的应用市场和前景。传统的谷物干燥常采用机械式热风干燥的方法，存在干燥时间长、能耗高、易污染，干燥后谷物品质低，常出现热损伤，对水稻进行干燥时还会造成较高的爆腰率，适口性差、出米率低等缺点。

远红外辐射干燥方式以电磁波的形式将能量传递出去，具有直接速热、干净卫生、节能省时，占地面积小等优点，但存在着能耗大，需电加热等缺点。热风对流干燥方式作为一种广泛应用的传统干燥方式，以空气作为加热介质与谷物接触进行热质传递，具有烘干均匀、工艺成熟、热源广泛等优点，但存在着干燥效率低，易污染等不足。脉动燃烧器可产生高温清洁脉动气流性的干燥热源，具有燃烧强度大、燃烧完全排放污染小和热效率高传热系数大等优点，但存在着工作噪声大的缺点。

旁热式红外辐射与热风对流谷物干燥技术是2000年后日本农协结合四家谷物干燥器厂家联合开发的一种新型谷物干燥机，它是将脉动燃烧器与远红外辐射结合起来的谷物干燥设备，但该机因为采用0#柴油燃烧器为干燥热源，采用结构复杂的柴油燃烧器，制造成本高，燃烧不完全，有油烟。而且由于采用柴油为燃料，用于对流干燥时的气流不可避免的会被柴油造成一定程度的污染，故该种设备在单位能耗、干燥效率、清洁卫生等指标上都存在缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的旨在提供一种干燥效率高、能耗低、清洁卫生的谷物干燥装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种采用脉动燃烧器为初始热源联合运用远红外辐射和对流加热对谷物进行干燥的装置，对谷物同时进行高温、高频震荡气流的旁热式红外辐射和高频热风对流的联合加热干燥。

本发明采用如下技术方案：

本发明的谷物干燥装置包括热风辐射仓和位于热风辐射仓内的热源发生器，其中所述的热源发生器包括筒状的红外辐射器和套装在红外辐射器内的脉动燃烧器。

其中所述的脉动燃烧器包括燃烧室、吹扫风机和控制系统，其中燃烧室为右端密闭的空心圆柱体件，在靠近密闭端的柱面圆周上布置有火花塞、空气阀和燃气供给系统的接口，所述燃烧室左端连接有尾管，所述吹扫风机的出风口正对着空气阀，所述控制系统的输出线分别与所述火花塞、吹扫风机和燃气供给系统连接。

其中所述的空气阀与燃气供给系统为垂直布置，所述火花塞的中轴线与空气阀的中轴线之间的夹角为135度。

所述的脉动燃烧器由尾管、燃烧室、火花塞、空气阀、吹扫风机、控制系统和燃气供给系统构成。脉动燃烧器产生的高温高频高能气流冲击到辐射器内，形成具有高热传递效率的紊流，将热能快捷地传递到辐射器金属管壁上。传递了部分热能的气流仍具有150-300℃的温度最后从辐射器的次红外辐射管尾口排出，经与冷风混合后对谷物进行热风对流干燥，实现了热源再利用和能源节省。

其中所述的红外辐射器包括固定连接在一起的主红外辐射管和次红外辐射管。

其中所述的红外辐射器的基质是不锈钢，管壁上涂有具有热发射性能的高温涂料。如三氧化二铁系列的NH型高温涂料。

本发明谷物干燥装置的工作原理为：由U形钢质红外辐射器将脉动燃烧器产生的高温脉冲热能分解为可同时高效利用于干燥的远红外辐射能和热风能；通过将一脉动燃烧器尾管与一U形钢质红外辐射器元件嵌套装配的方法利用脉动燃烧器产生的高温、高频震荡尾气对元件进行旁热式加热，进而利用高温辐射元件对谷物进行红外辐射加热、干燥；同时，也利用由红外辐射器排出的高频震荡、低污染成分含量的尾气与新鲜空气混合后的低温、高频震荡气体对谷物进行对流加热、干燥。

本发明还提供了所述谷物干燥装置的使用方法，它包括以下步骤：谷物被倒入料仓后缓慢下移，此时红外辐射器产生的远红外辐射能经孔板照射到到谷物上进行干燥，同时，脉动燃烧器产生的高温热风能与从进风口吸取的冷风混合后，形成温度适宜的热气流充满了热风辐射仓，该热气流经孔板穿过谷物对其进行干燥，最后到达排风仓，从引风口排出，干燥后的谷物经出料口排出。

(三)有益效果

本发明联合运用脉动燃烧、红外辐射和热风对流对谷物同时进行高温、高频震荡气流的旁热式红外辐射和高频热风对流的联合加热及干燥的，实现优势互补，具有优越干燥性能。经对利用本方法研制出的谷物干燥机样机进行测定表明，与日本开发的旁热式红外辐射与热风对流谷物干燥设备比较，本发明的谷物干燥装置有如下优点：

(1)由于采用高燃烧效率、高传热效率的脉动燃烧器尾气作为热源，较之利用燃油炉尾气作为热源其干燥过程的能耗降低，热效率提高(能耗降低约20％，对流换热热效率提高近20％)。

(2)由于采用低污染物质(CO，NO_x)排放的脉动燃烧器尾气作为热源，较之利用稳定燃烧炉尾气作为热源其干燥后产品的污染程度降低(CO排放降低至50％，NO_x排放降低至1％)。而且由于混合了适量的新鲜空气进行低温对流干燥，有力的保证了谷物干燥后的品质。

(3)脉动燃烧器结构简单、成本低，没有额外设备投入。

附图说明

图1是本发明谷物干燥装置的主剖视图；

图2是图1所示谷物干燥装置的A-A方向剖视图；

图3是本发明谷物干燥装置中热源发生器的结构示意图；

图4是本发明谷物干燥装置中脉动燃烧器的结构示意图；

图5是本发明谷物干燥装置中红外辐射器的结构示意图。

其中，1为热源发生器、2为进风口、3为引风口、4为箱体、5为料仓、7为孔板、8为热风辐射仓、9为出料口、10为基座、11为排风仓、31为脉动燃烧器、32为红外辐射器、33为螺栓、41为尾管、42为燃烧室、43为火花塞、44为空气阀、45为吹扫风机、46为控制系统、47为燃气供给系统、53为主红外辐射管、54为次红外辐射管。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明谷物干燥装置的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。

如1和图2所示，本发明的谷物干燥装置是包括热源发生器1、进风口2、引风口3、箱体4、料仓5、孔板7、热风辐射仓8、出料口9、基座10和排风仓11。其中箱体4固定在基座10上，孔板7将箱体4的内部空间隔分为料仓5、热风辐射仓8和排风仓11；进风口2固定在箱体4的左侧面与次红外辐射管54(见图5)管口相对应，并与热风辐射仓8相通，引风口3固定在箱体4的右侧面与排风仓11相通；热源发生器1固定在箱体4内，并调整使之位于热风辐射仓8内的中间位置。

如图3所示，其中的热源发生器1包括红外辐射器32和套装在红外辐射器32内的脉动燃烧器31。

如图4所示，其中的脉动燃烧器31包括尾管41、燃烧室42、火花塞43、空气阀44、吹扫风机45、控制系统46、燃气供给系统47。其中燃烧室42为右端密闭的空心圆柱体件，靠近密闭端的柱面圆周上布置着火花塞43、空气阀44和燃气供给系统47的接口，空气阀44的纵轴线与燃气供给系统47的接口中轴线之间的夹角为90度，火花塞43与空气阀44的中轴线之间的夹角为135度；燃烧室42左端连接所述尾管41，吹扫风机45正对着空气阀44；控制系统46的三根输出线分别连接所述火花塞43、吹扫风机45和燃气供给系统47。

如图5所示，其中的红外辐射器32是由主红外辐射管53和次红外辐射管54经焊接固定组成的不锈钢U型双筒结构，管壁上涂有具有热发射性能的高温涂料，选定的是南京航空航天大学研制的三氧化二铁系列的NH型高温涂料。

如图1和2所示，本发明的谷物干燥装置的使用方法是：热源发生器1产生的远红外辐射能经孔板7照射到到谷物6上进行干燥。同时，热源发生器1产生的高温热风能与从进风口2吸取的冷风混合后，形成温度适宜的热气流充满了热风辐射仓8，该热气流经孔板7穿过谷物6对其进行干燥，最后到达排风仓11，从引风口3被抽风机排出。谷物被倒入料仓5后缓慢下移，下移过程中被同时进行远红外辐射和热风对流干燥，干燥后的谷物经出料口9排出。

经对利用本方法研制出的谷物干燥机样机进行测定表明，与传统的谷物干燥装置相比，本装置燃耗率可降低25％，电耗率可降低18％，而干燥降水速率却可提高60％，达1.28％/小时，大大提高了干燥效率。

Claims (4)

1、一种谷物干燥装置，包括热风辐射仓(8)和位于热风辐射仓(8)内的热源发生器(1)，其特征在于所述热源发生器(1)包括：脉动燃烧器(31)，产生高温脉冲热能，并把所述热能传输给红外辐射器(32)；筒状的红外辐射器(32)，用于将脉动燃烧器(31)产生的高温脉冲热能分解为用于干燥的远红外辐射能和热风能；所述的脉动燃烧器(31)套装在红外辐射器(32)内，所述脉动燃烧器(31)包括燃烧室(42)、吹扫风机(45)和控制系统(46)，其中所述的燃烧室(42)为右端密闭的空心圆柱体件，在靠近密闭端的柱面圆周上布置有火花塞(43)、空气阀(44)和燃气供给系统(47)的接口，所述燃烧室(42)左端连接有尾管(41)，所述吹扫风机(45)的出风口正对着空气阀(44)，所述控制系统(46)的输出线分别与所述火花塞(43)、吹扫风机(45)和燃气供给系统(47)连接，所述空气阀(44)与燃气供给系统(47)垂直布置，所述火花塞(43)的中轴线与空气阀(44)的中轴线之间的夹角为135度。

2、如权利要求1所述的谷物干燥装置，其特征在于所述与脉动燃烧器连接的红外辐射器(32)包括固定连接在一起的主红外辐射管(53)和次红外辐射管(54)。

3、如权利要求2所述的谷物干燥装置，其特征在于所述红外辐射器(32)的基质是不锈钢，管壁上涂有具有热发射性能的高温涂料。

4、如权利要求3所述的谷物干燥装置，其特征在于其中的高温涂料是三氧化二铁系列的NH型高温涂料。

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