CN104397191A - 一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置，包括外桶，排烟管外套桶，排烟管，射流发生器，燃烧器底座，循环泵和惰性粒子；其特征是外桶整体放置于燃烧器底座上，外桶底侧壁处设有排料管，上侧壁设置有与循环泵进口侧相连的接口；循环泵出口与射流发生器的腔体相连通；排烟管、排烟管外套桶、射流发生器与外桶为同轴式安装，排烟管贯穿外桶并与底面连接，排烟管外套桶设置于射流发生器上部，并与射流发生器之间有缝隙；排烟管内填物安装于排烟管内部。在液固两相流的高速冲刷作用下，加热面不易被易结焦物质附着和沉积，同时，液固两相流能及时带走加热量，避免加热面附近的局部高温和过热，实现了防焦抑垢的效果。

Description

一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置

技术领域

本发明涉及一种浆液加热设备，具体的说是一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置。

背景技术

豆浆营养丰富，老少皆宜，是中国百姓传统早餐食品。豆浆食用前需加热煮沸用以灭酶脱腥并实现高温灭菌。目前，豆浆加热装置普遍采用传统加热锅具，在豆浆加热过程中，锅体直接接触火焰的部位由于局部过热度较大，导致锅内豆浆发生结焦现象。豆浆在锅底的焦糊不仅影响豆浆的口感和品质，同时清理焦垢费时费力，降低了生产效率。

针对食物高温易结焦的问题，国内进行了相关研究，取得了不同的效果。CN1102613909提出了一种金属粉末烧结涂层不粘锅，保持烹饪食物与锅体之间有一层油膜，使烹饪食物处于半悬浮状态，食物与锅体不会产生局部紧密接触而达到不粘锅的效果。CN202355173U提出了一种复底锅，锅身由两层导热系数不同的导热材料复合而成，利用不同材料导热系数不同实现锅底与锅身温度一致，从而防止油烟及糊锅现象发生。CN202587424U提出了一种陶瓷加热元件的豆浆机。CN102807793A公布了利用聚四氟乙烯与聚苯硫醚原料制备不粘锅涂层的方法。以上专利技术从不同角度对炊具的防焦抑垢问题及方法进行了研究并取得了积极效果。

然而，利用氟有机物在锅表面喷布涂层，温度大于250℃时会分解产生毒性并污染食物，不利于人体健康，陶瓷、搪瓷制造的不粘锅，虽有不粘效果，但制造使用过程中存在易碎易损等问题。为了解决豆浆加热过程中存在的上述问题，本发明提出了一种基于液固两项流的防焦抑垢型豆浆加热装置。

发明内容

根据现有技术的不足，我们做研究和开发，提出一种液固液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置；具体技术方案如下：

一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置，包括外桶，排烟管外套桶，排烟管，射流发生器，燃烧器底座，循环泵和惰性粒子；外桶整体放置于燃烧器底座上，外桶底侧壁处设有排料管，上侧壁设置有与循环泵进口侧相连的接口；循环泵出口与射流发生器的腔体相连通；排烟管、排烟管外套桶、射流发生器与外桶为同轴式安装，排烟管贯穿外桶并与底面连接，排烟管外套桶设置于射流发生器上部，并与射流发生器之间有缝隙。所述射流发生器为双套管组成的半封闭式腔体结构，射流发生器内管与外管同轴上端面平齐，二者间顶部环面密封，射流发生器下部圆形端面与外桶内地面接触并密封，排烟管同轴式贯穿射流发生器的内管，射流发生器腔体内管管径为1.1倍的排烟管外径，射流发生器内管高度为外管高度的50％～80％。

所述排烟管外套桶直径为排烟管外径的1.2倍，排烟管外套桶下端面与射流发生器上表面的缝隙宽度为0.1倍排烟管外径。

所述外桶上壁管口和排料口管口设置有金属过滤网，网眼尺寸小于惰性粒子尺寸。

所述排烟管内设置有螺旋形翅片或柱状规整填料。

所述液固两相防焦抑垢型豆浆加热运行前，将惰性粒子散放在射流发生器上表面。装置加热运行时，惰性粒子在外桶内循环并冲刷加热面。

具体装置、运行和效果等详细说明如下：

外桶外形优选为圆桶形结构，整体放置于燃烧器底座上，底侧壁处设有排料管，排料管上安装有截止阀，外桶上部侧壁位置开设圆形接口，并与循环泵的进口侧相连；所述排料管及外桶上部侧壁的圆形接口均安设金属过滤网，网眼尺寸小于惰性粒子直径，以阻止惰性粒子进入循环泵或随煮沸豆浆排出；所述排烟管与外桶同轴式安装，贯穿外桶底面并与外桶底面连接。所述射流发生器为双套管组成的半封闭式腔体结构，射流发生器内管与外管同轴上端面平齐，二者间顶部环面进行密封，内管管径为1.1倍的排烟管外径，内管高度为外管高度的50％～80％，外管底部端面与外桶下底面接触并密封，排烟管同轴式贯穿射流发生器的内管。所述循环泵用于将外桶顶部的豆浆加压输送至射流发生器的腔体内，循环泵的进口侧与外桶顶部的圆形接口连接，出口侧与射流发生器腔体相连通。所述排烟管外套桶直径为1.2倍排烟管外径，排烟管外套桶高度为0.6～0.8倍的外桶高度，排烟管外套桶与排烟管间采用三个顶针进行定位，定位高度应保证排烟管外套桶下部圆形端面与射流发生器上顶面形成0.1倍排烟管外径的缝隙，以便于惰性粒子由此缝隙进入排烟管外套桶与排烟管之间的环隙。所述惰性粒子置于外桶内并始终保持在外桶内部循环，惰性粒子材料为无毒、耐磨、耐高温的固体颗粒，直径为3～10mm。所述燃烧器底座内部设有圆柱形燃烧腔体，腔体内置燃烧器，下部设有空气进口。

其中较优地，所述外桶、排烟管、射流发生器的材质均采用食品级不锈钢，外桶外壁包覆保温材料。

其中较优地，所述排烟管内填加螺旋形翅片，或柱状规整填料，用以增加排烟管烟气侧的换热面积。

其中较优地，所述惰性粒子的密度与豆浆密度相接近。

其中较优地，所述燃烧器底座内置的燃烧器具备点火及熄火保护功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在射流发生器形成的液固两相流的高速冲刷作用下，加热面不易被易结焦物质附着和沉积，同时，液固两相流能及时带走加热量，避免加热面附近的局部高温和过热，实现了防焦抑垢的效果；

2)豆浆携带着惰性粒子不断高速冲刷排烟管外壁，液固两相流强烈扰动并破坏传热边界层，强化了过程的传热效果；排烟管置于豆浆内部，增加了传热面积，并充分回收了燃烧尾气余热，提高了能源效率；

3)豆浆加热过程不存在结焦变性问题，较好的保证了豆浆的品质和风味，避免了停机清焦等问题，可实现连续化作业生产，提高了生产效率。

附图说明

图1为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置主视图；

图2为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置俯视图；

图3为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置的射流发生器的主视图；

图4为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置的射流发生器的俯视图；

图5为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置烟气流程示意图；

图6为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置液相流程示意图；

图7为液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置固相流程示意图；

图中，1为外桶，2为排烟管外套桶，3为排烟管，4为惰性粒子，5为射流发生器，6为燃烧器底座，7为排烟管内填物，8为循环泵，9为排料管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、图2所示，一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置由外桶1，排烟管外套桶2，排烟管3，惰性粒子4，射流发生器5，燃烧器底座6，排烟管内填物7，循环泵8，排料管9组成。

所述外桶1外形为圆桶形结构，桶体外径为300mm，高为1000mm，外桶上侧壁位置处开设圆形接口，并与循环泵8的进口侧相连，外桶底侧壁处设有排料管9，排料管上设有截止阀，外桶1整体置于燃烧器底座6上，外桶外侧壁包覆保温材料。

所述排料管9及外桶1上侧壁圆形接口的管口处均安设金属过滤网，以阻止惰性粒子随成品热豆浆排出或进入循环泵。所述燃烧器底座6为圆柱形结构，内设燃烧腔体，燃烧腔体内置燃烧器，下部设有空气进口，燃烧器具备自动点火及熄火保护功能。

所述排烟管3外径为100mm，与外桶1同轴式安装，贯穿外桶1的底面并与外桶连接。

如图3、图4所示，所述射流发生器5为双套管组成的半封闭式腔体结构，外管直径为298mm，高度为20mm，内管直径为110mm，高度为10mm，内管与外管上顶面平齐并将二者间的顶面进行环面密封。射流发生器5外管下部环形端面与外桶1底面接触并密封，与排烟管3同轴安装。所述循环泵8的进口侧与外桶1上部侧壁的圆形接口连接，出口侧与射流发生器5的腔体连通。

所述排烟管外套桶2的外径为120mm，高度为700mm，排烟管外套桶2与排烟管3同轴式安装，并与排烟管3间形成宽度为10mm的液固两相的射流通道，在排烟管外套桶的上侧使用三个定位顶针将其与排烟管进行定位与固定，保证二者间的同轴，同时保证排烟管外套桶2的下部端面与射流发生器5的上表面的缝隙高度为10mm。所述惰性粒子4置于外桶1内并始终保持在外桶内部循环，材料选用黄豆。所述排烟管内填物7选用螺旋片，螺旋片螺距为80mm。

本发明的工作原理如下：

本发明所述的一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置启动运行后，如图5～图7所示，燃料在燃烧器底座6的燃烧腔内燃烧，高温烟气沿排烟管3及排烟管内填物7(螺旋片)旋转向上流动，并不断加热排烟管3外的豆浆，排烟管3内的螺旋片增长了烟气流程，并增大了烟气侧换热面积，排烟管3内燃烧尾气排至室外。外桶1内的豆浆在循环泵8的作用下，由外桶上侧壁圆形接口处引出，经循环泵8增压后输送至射流发生器5的腔体内，并经排烟管3与射流发生器5内管间形成的环形缝隙沿排烟管3的外壁高速向上喷射，并进入排烟管外套桶2内，射流将使得射流发生器5与排烟管外套桶2之间缝隙处形成负压，在文丘里效应的作用下，大量惰性粒子4被卷吸并跟随豆浆进入排烟管外套桶2与排烟管3形成的环形缝隙，并不断冲刷排烟管3的加热面；自环形缝隙喷出后的惰性粒子4在重力的作用下回落至射流发生器5的上表面并进入下一次循环。豆浆被煮沸后经由外桶1底侧壁的排料管9排出。

本发明所述的一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置，高速运动的液固两相流不断的冲刷排烟管加热面，强化了豆浆加热的传热过程，阻止了结焦物的附着与积累，降低了加热面附近的局部高温和过热，避免了加热表面的结焦积垢。豆浆加热过程不存在结焦变性问题，较好的保证了豆浆的品质和风味。装置具有升温迅速、加热均匀、易于维护等特点。

尽管上文结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种液固两相防焦抑垢型豆浆加热装置，包括外桶，排烟管外套桶，排烟管，射流发生器，燃烧器底座，循环泵和惰性粒子；其特征是外桶整体放置于燃烧器底座上，外桶底侧壁处设有排料管，上侧壁设置有与循环泵进口侧相连的接口；循环泵出口与射流发生器的腔体相连通；排烟管、排烟管外套桶、射流发生器与外桶为同轴式安装，排烟管贯穿外桶并与底面连接，排烟管外套桶设置于射流发生器上部，并与射流发生器之间有缝隙。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，射流发生器为双套管组成的半封闭式腔体结构，射流发生器内管与外管同轴上端面平齐，二者间顶部环面密封，射流发生器下部圆形端面与外桶内底面接触并密封，排烟管同轴式贯穿射流发生器的内管，射流发生器腔体内管管径为1.1倍的排烟管外径，射流发生器内管高度为外管高度的50％～80％。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，排烟管外套桶直径为排烟管外径的1.2倍，排烟管外套桶下端面与射流发生器上表面的缝隙宽度为0.1倍排烟管外径。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，外桶上壁管口和排料口管口设置有金属过滤网，网眼尺寸小于惰性粒子尺寸。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，排烟管内设置有螺旋形翅片或柱状规整填料。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，液固两相防焦抑垢型豆浆加热运行前，将惰性粒子散放在射流发生器上表面，装置加热运行时，惰性粒子在外桶内循环并冲刷加热面。