CN110542206A - 一种间接热风炉 - Google Patents
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Abstract
本发明述及一种间接热风炉。该热风炉按工艺要求设计有冷风进口、热风出口、烟气进口、烟气出口、支持板及压力阀等；所述热风炉主体为方形结构，一侧为空气的进出口，空气由设备底部进入换热仓，换热后，由顶部排出，烟气盘管进出口设置于间接热风炉壳体的另一侧，烟气进入盘管后通过烟气导流仓循环，与空气换热，并设置折流板将换热仓内的空气流道延长；其特征在于：所述热风炉分为两层，内部为烟气‑空气换热的换热仓部分，外部为保温层，所述内部的换热仓包括内流空气的壳程流道和内流烟气的换热盘管，壳程空气流道由换热仓壁面及折流板组成；每层空气流道通过空气导流仓连接，空气导流仓与换热仓外壁面焊接，由换热仓壁面向外延伸。
Description
技术领域
本发明涉及药品和食品等类别产品加工的烘干设备，例如一种间接热风炉,尤其适用于以天然气为燃烧工质的间接热风炉。
背景技术
燃气式热风炉是一种通过高温烟气对药品和食品等产品进行烘干加工的烘干设备。燃气式热风炉使用场合受到一定限制。对不允许被污染的物料进行烘干时，多采用间接式热风炉。间接热风炉的工作原理是通过高温烟气加热空气流道，流道内表面与空气进行换热，保证空气不会受到烟气的污染，而被加热的空气直接对物料进行烘干。热风炉的燃料逐渐转变为以天然气为主的清洁型能源。天然气燃烧产物中存在水蒸气。当温度较高时，水蒸气为气态，与空气换热后，水蒸气温度降低，从而发生相变。
张志广在“一种全自动间接换热式热风炉(参见CN207702730U,2018-08-07.)”中提出了“一种间接热风炉”：圆筒形的炉型，一端为烟气进口连接炉膛，烟气进入换热器后从侧面排出，冷空气由侧面的进口进入，沿流道流至热风炉的另一端排出。但该设计的间接热风炉空气流道较窄，且流程较短，容易造成出口热空气流量小，换热不充分等技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的间接热风炉。它通过改变热风炉内部换热组件的结构，在矩形壳体内部排布换热盘管，并通过折流板将壳程分为适当的层，空气在壳程侧壁面与折流板组成的流道内流动，从而大大延长冷空气的流动路径，提高了热风炉的工作效率，同时对水蒸气相变产生的液态水进行处理。本发明具有结构简单，燃料利用率高等优点。
为解决现有技术的不足，本发明采用如下设计方案：设计一种间接热风炉，该热风炉的外形为长方体，其特征在于：本间接热风炉设计有烟气-空气换热的换热仓，外部包裹保温层，保温层起保温及保护换热仓的作用；所述换热仓分为内流空气的壳程流道和内流烟气的换热盘管，壳程空气流道由换热仓壁面及折流板组成，从下至上共分四层，折流板与换热仓内壁通过焊接的方式连接；为保证换热仓内烟气盘管受热均匀，且空气在流动过程中不会形成换热死角，每层空气流道通过空气导流仓连接，空气导流仓与换热仓外壁面焊接，由换热仓壁面向外延伸。
所述换热盘管在空气流道内充分排布，每层空气流道内布置4-6层换热盘管，每层换热盘管的加工余量保证安装10-21列盘管，根据实际加工情况调整。在单层空气流道内，每列盘管为一组，烟气通过导流仓由一组或多组盘管流至下一组或下几组，在一层空气流道内交替流动，流至本层最后一组或多组盘管后，通过导流仓进入下一层盘管，直至流出换热仓。
所述换热仓分为内流空气的壳程流道和内流烟气的换热盘管，壳程空气流道由换热仓壁面及折流板组成，从下至上共分为四层，每层空气流道通过导流仓连接，使空气在流道内部呈“Z”字型流动，空气在流道内垂直冲刷换热盘管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1设有除湿过滤装置，提高了工作效率。本申请热风炉的冷风进口设有除湿过滤装置，结构简单，工作可靠，除湿过滤装置内部可更换过滤芯；过滤芯通过右侧的滑道插入热风炉内部，主要目的是使进入换热仓的空气足够干燥，这样出口处的热风在对物料进行烘干的时候，就能携带走更多的水分。使用一段时间后，可将过滤芯从滑道中取出，进行清洁，同时更换干燥剂，保证了其工作效果。
2确保换热效果。本发明换热仓内流动的空气以及盘管内的烟气在总体流动趋势上呈对向流动，盘管内烟气的温度沿冷空气的流动方向逐渐升高，从而保证空气在流动过程中的换热效果。
3提高了换热效率。本发明装置内部的换热盘管采用内螺纹管，由于盘管内流动的工质为烟气，换热能力有限，使用内螺纹管不仅增加了烟气流动过程中的扰动，还增加了烟气与壁面的接触面积，提高了换热效率。
4加设折流板。本发明在换热仓内加设折流板。通过折流板将壳程的换热部分延长，从而使换热更充分。壳程部分空气流道通过导流仓连接，空气流过一层流道后进入导流仓，从而较平稳的流入下一段流道，避免在换热仓内由于空气流动而形成旋涡或换热不均。
5适用工艺范围广。本发明壳程与管程内部工作压力均为常压。为避免管程内烟气流速过快而产生音爆等问题，烟气进口进入换热仓后，由一根支管改为四根支管支撑。故本发明的管程可在工质较高流速的工况下运行。
6可避免凝结水对换热系统的影响。本发明间接热风炉利用压力阀对换热后产生的凝结水进行处理，可避免凝结水对换热系统的影响。
附图说明
图1为本发明间接热风炉一种实施例的整体结构主视图；
图2为本发明间接热风炉一种实施例的整体结构左视图；
图3为本发明间接热风炉一种实施例的内螺纹支管结构的剖面示意图。
图中，1-冷风进口、2-热风出口、3-烟气进口、4-烟气出口、5-换热盘管、6-折流板、7-烟气导流仓、8-空气导流仓、9-换热仓、10-保温层、11-风机、12-除湿过滤装置、13-燃烧炉膛、14-压力阀。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明做进一步详细说明，但本申请并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本发明设计的间接热风炉(简称热风炉，参见图1-2)外形为长方体。其特征在于：长方体外壳底部设置冷风(冷空气)进口1，冷风进口1为矩形通道，与换热仓9壁面焊接连接，宽度与换热仓焊接面一致，高度约占焊接面1/4。由冷风进口1向换热仓延伸一定距离设置一层较薄的除湿过滤装置12，从换热仓9延伸至保温层10外；冷空气通过风机11吹入换热仓9，所述换热仓9内部设置折流板6，换热仓9左右侧壁面与折流板组成换热流道；空气在流道内呈“Z”字型从下向上流动，通过空气导流仓8的连接均匀冲刷换热盘管5，空气与烟气完成换热后经由热风出口2排出；换热盘管5进出口均在一侧；烟气进口3及烟气出口4均设置在冷风进口1的右侧，具体位置可参见图1虚线及图2，其与换热仓9的连接方式为焊接，烟气进口3与燃烧炉膛13通过焊接直接连接，烟气由燃烧炉膛13提供，烟气从顶部烟气进口3流入换热盘管5，换热后经由底部的烟气出口4排出，凝结水在烟气出口汇聚后通过与压力阀14连接的管口流出；换热盘管均采用内螺纹管，在换热仓内盘管均位于每一层空气流道的中间并通过烟气导流仓7连接，在每一层空气流道内，排布10列，每列为4根。
所述换热盘管5与热风炉换热仓外壳连接方式为焊接。烟气进口3设计成矩形通道，在入口端通过接口与燃烧炉膛13连接。
所述换热仓9的外壁面布置烟气导流仓7，烟气导流仓7由换热仓9外壁面向外延伸。由于气体换热能力较弱，因而单纯增加换热面积效果不明显，内螺纹管在增加换热面积的同时，还对管程内流动的烟气产生影响，破坏管道内烟气流动过程形成的热边界层，使烟气中的热量有效的传递出来。
所述换热盘管在空气流道内充分排布，每层空气流道内布置4层换热盘管，每层换热盘管共计10列，可根据实际加工情况调整。在顶层空气流道内，烟气经由烟气进口流入换热盘管，通过烟气导流仓与换热盘管在本层空气流道内交替流动，流至本层最后一列换热盘管后，通过烟气导流仓进入下一层。烟气在换热盘管内交替流动，流过四层空气流道后由烟气出口排出。
所述空气导流仓由换热仓向外延伸，使空气稳定流过换热盘管。
关键点在于：所述内螺纹支管的设计，折流板的排布，以及空气导流仓的运用。烟气在盘管内流动时可加其扰动，使烟气中更多的热量传递到盘管中；而换热仓内的折流板为引导冷空气流动而设置，通过对间接热风炉的结构进行调整，改变了其运作方式，使其流动距离延长，换热更加充分；空气导流仓则是为了引导空气流道内的工质沿既定路线运行，从而避免流动不畅所导致的换热能力降低。
本发明热风炉的工作原理和过程如下：间接热风炉的工作原理是利用烟气加热空气，从而对食物及药品等一系列不允许被污染的物料进行烘干。本发明通过折流板使换热仓部分的流程增加，较一般间接热风炉本发明换热面积大大增加，从而增大本发明的换热效率。烟气温度降低所产生的凝结水经由与压力阀连接的管口排出，可避免凝结水在换热盘管中残留。
高温烟气从间接热风炉顶部的烟气进口进入，通过换热盘管在换热仓内规则的流动，管壁上的肋片提高了换热效率。在同一层空气流道内通过烟气导流仓交替流动，烟气导流仓向外延伸，两组盘管间通过一个导流仓连接，减少间接热风炉的加工量。
冷空气从设备底部的冷风进口流入，先经过除湿过滤装置。除湿过滤装置可对空气进行干燥，并使进入热风炉的空气更加清洁。空气经除湿过滤后进入换热仓，在换热盘管之间的流动通道内进行换热，流经整个盘管结构后从顶部的热风出口排出。所述的除湿过滤装置通过主管连接支管的加工方式，降低了运行时的噪音，导流仓的使用使换热更充分，且更易于加工，折流板使空气流道延长，使换热过程更加充分，从而达到节约原料，节能降耗的目的。
本发明间接热风炉的冷风进口及热风出口布置在同一面，换热盘管的进口及出口布置在其侧面，便于安置和操作。为保证空气流过换热盘管时流阻不至于太大，每根金属管间距设计按照国家标准排布，模型内盘管换热面积足以保证换热部分的需求。
本发明间接热风炉烟气盘管的出口处延伸出一根管路并设置压力阀门，烟气换热过程中产生的凝结水汇集到烟气盘管出口处，积累到一定量使压力阀开口排水，水压降低至一定程度压力阀闭合，凝结水重新积累并重复上述过程。
所述保温层材料为岩棉。
Claims (8)
1.一种间接热风炉，该热风炉按工艺要求设计有冷风进口、热风出口、烟气进口、烟气出口、换热盘管、折流板、烟气导流仓、空气导流仓、换热仓、热风炉壳体、风机、除湿过滤装置、燃烧炉膛、支持板及压力阀；所述热风炉主体为方形结构，一侧为空气的进出口，空气由设备底部进入换热仓，经换热过程后，由顶部的出口排出，所述烟气盘管进出口设置于间接热风炉壳体的另一侧，烟气进入盘管后通过烟气导流仓循环，与空气进行换热，通过设置折流板将换热仓内的空气流道延长，并增设空气导流仓，避免局部的换热不均；其特征在于：所述热风炉分为两层，内部为烟气-空气换热的换热仓部分，外部为保温层，保温层起保温及保护换热仓的作用；所述内部的换热仓包括内流空气的壳程流道和内流烟气的换热盘管，壳程空气流道由换热仓壁面及折流板组成，从下至上共分四层，折流板与换热仓内壁通过焊接的方式连接；为保证换热仓内烟气盘管受热均匀，且空气在流动过程中不会形成换热死角，每层空气流道通过空气导流仓连接，空气导流仓与换热仓外壁面焊接，由换热仓壁面向外延伸。
2.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：所述换热仓包括内流空气的壳程流道和内流烟气的换热盘管，壳程空气流道由换热仓壁面及折流板组成，每层空气流道通过导流仓连接，使空气在流道内部呈“Z”字型流动，空气在流道内垂直冲刷换热盘管。
3.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：所述换热盘管在空气流道内充分排布，每层空气流道内布置4-6层换热盘管，每层换热盘管的加工余量保证安装14-21列盘管，根据实际加工情况调整；在单层空气流道内，每列盘管为一组，烟气通过导流仓由一组盘管流至下一组，在一层空气流道内交替流动，流至本层最后一组盘管后，通过导流仓进入下一层盘管，直至流出换热仓。
4.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：所述空气导流仓由换热仓向外延伸，使空气稳定流过换热盘管。
5.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：所述空气进口及出口、烟气盘管的进口及出口均设计在热风炉的同一侧。
6.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：所述换热盘管支管为内螺纹管，外表面安装有螺旋翅片。
7.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：每根金属管间距为其管径的1.4-1.6倍。
8.根据权利要求1所述的间接热风炉，其特征在于：所述保温层材料为岩棉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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