一種用於菸葉烘烤的換熱裝置的製作方法

2023-06-29 02:48:01

專利名稱：一種用於菸葉烘烤的換熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及換熱技術，特別涉及一種用於菸葉烘烤的換熱裝置。
背景技術：
菸葉需經過一定溫度和時間的烘烤後，才能製得符合標準要求的烤菸。 目前菸葉烘烤中常用的設備包括換熱裝置和烤菸房，其中換熱裝置包括燃燒 爐和金屬換熱器。所述燃燒爐用煤作為燃料，燃燒產生的高溫煙氣通過所述 換熱器與烤菸房中的空氣進行熱交換，使烤菸房的溫度升高，從而對烤菸房 中的菸葉進行烘烤。
由於換熱裝置中的換熱器採用金屬材質，存在以下缺點
1、 金屬長時間會發生鏽蝕，鏽蝕的氧化鐵微粒會隨空氣一起被送至烤 煙房造成汙染，同時造成換熱器使用壽命縮短和增加運行成本；
2、 金屬外表面需塗保護漆，在高溫煙氣與空氣的熱交換過程中，保護 漆會逐漸軟化揮發，形成微量有機成分，將有害雜質送至烤菸房造成汙染；
3、 由於金屬材料蓄熱能力低，當燃燒爐的熱源燃燒發生波動時，換熱 過程也會緊跟著發生波動，造成烤菸房溫度不穩定或不易控制，造成燃煤浪 費；
4、 金屬結構緻密，換熱面積較小，節能效果不明顯。

發明內容
有鑑於此，本發明提供一種用於菸葉烘烤的換熱裝置，該換熱裝置能夠 為烤菸房提供潔淨、穩定的烘烤循環熱風，並具備較好的節能效果。 本發明的技術方案是這樣實現的
一種用於菸葉烘烤的換熱裝置，關鍵在於，該換熱裝置包括燃燒爐和無機非金屬材料的換熱器；
所述燃燒爐為中空結構，開有煙氣出口；
所述無機非金屬材料的換熱器為中空結構，開有煙氣入口和排氣口；所述 煙氣入口與所述煙氣出口對接。
較佳地，所述燃燒爐包括爐膛和爐箅；
所述爐膛為中空結構，底部為活動的可調節閘板，側壁上開有爐門，頂部 為可拆卸爐頂板，該爐頂板上開有煙氣出口； 所述爐篦固定於所述爐膛的中空部分。
較佳地，所述爐膛頂部設置有支撐件，支撐起承載所述無機非金屬材料的-換熱器的託板，該託板在所述煙氣入口與所述煙氣出口的對接處設置有開口。
較佳地，所述無機非金屬材料的換熱器包括無機非金屬材料的換熱管、 板夾套和密封隔板；
所述無機非金屬材料的板夾套包括兩塊中空立方體結構的夾板，其中一塊 夾板底部開有與所述煙氣出口對接的煙氣入口 ，另 一塊夾板頂部開有排氣口 ；
所述無機非金屬材料的換熱管為兩根以上、且分層布置；所述換熱管的兩 端分別固定在兩塊夾板相對的兩個側壁上按照換熱管分布位置所開的孔中；
所述無機非金屬材料的密封隔板固定在所述夾板的中空部分；每兩個分別 固定在兩塊夾板中空部分、且位置相鄰的所述密封隔板，分別位於一層換熱管 的上部和下部。
較佳地，所述夾板上還分布有安裝孔;
所述無機非金屬材料的換熱器還包括固定件，其兩端分別安裝在兩個夾 板上的兩個安裝孔中。
較佳地，所述排氣口連接煙自。
較佳地，所述換熱裝置還包括熱風交換室；
所述熱風交換室為中空立方體結構，容置所述燃燒爐和無機非金屬材料的 換熱器；
所述熱風交換室的一個側壁上設置有供無機非金屬材料的換熱器加熱後的空氣進入烤菸房的軸流風機風口 ，和供烤菸房中的空氣回流的迴風口 ；
所述熱風交換室的另一個側壁上設置有供所述爐門穿出的第一開口 、和供
所述可調節閘板穿出的第二開口 ，頂部設置有供所述煙囪穿出的第三開口 。
較佳地，所述煙自的出口處和所述熱風交換室的側壁上安裝有溫度控制熱電阻。
較佳地，所述無機非金屬材料的換熱器，為膨脹係數小於5.0x0-V《的陶 資耐火換熱器；
所述燃燒爐為耐火搗打材料的預製件，或者為金屬焊接件。 較佳地，所述燃燒爐和所述非金屬材料的換熱器為一體成型結構。 可見，本發明所提供的換熱裝置中包括無機非金屬材料的換熱器，由於 無機非金屬材料耐腐蝕，所以使用很長時間也不會發生鏽蝕，從而避免了鏽
蝕後的汙染物隨空氣一起被送至烤菸房造成汙染；又由於無機非金屬材料表
面光滑，無需在外表面塗保護漆，所以在高溫煙氣與空氣的熱交換過程中，
不會發生表面材料軟化揮發、將有害雜質送至烤菸房的問題；還由於無機非 金屬材料的蓄熱能力高，即使燃燒爐的熱源燃燒發生波動，也能提供穩定. 滿足使用要求的循環熱風，節約了燃煤；最後由於無機非金屬材料的結構特 點，使得換熱面積較大，節能效果明顯。


圖1為本發明實施例中換熱裝置的剖面結構示意圖； 圖2為圖1中所示燃燒爐和換熱器的立體結構示意圖； 圖3為圖1中所示燃燒爐的局部側視圖； 圖4為圖1所示板夾套中一塊夾板開孔側壁的正面視圖； 圖5為本發明實施例中煙氣流向示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細i兌明。
圖1為本發明實施例中換熱裝置的剖面結構示意圖，圖1中的箭頭代表
煙氣流向。圖2為圖1中所示燃燒爐和換熱器的立體結構示意圖，其中為圖 示清楚內部結構，圖2中還進行了局部剖視。參考圖1和圖2，該換熱裝置 包括熱風交換室3、燃燒爐5和無機非金屬材料的換熱器4。 燃燒爐5包括爐膛51和爐箅52。其中，
爐膛51為中空結構，底部為活動的可調節閘板514 (圖2中未示出)， 側壁上開有爐門511,頂部為可拆卸的爐頂板，該爐頂板上開有煙氣出口 513。爐膛51的頂部還設置有支撐件1S1和182 (圖1中未示出)， 一端安 裝在燃燒爐5上，另一端支撐起一個承載換熱器4的水平託板19。
爐箅52固定於爐膛51的中空部分，用於承載從爐門511送入的燃煤。 上述燃燒爐5為耐火搗打料構成的預製件或金屬焊接件。 圖3為圖1中所示燃燒爐的局部側視圖，可以看出當調節可調節閘板 514的位置時，就可以改變實線箭頭所指的助燃風入口的大小，助燃風入口 用於鼓入助燃風，從而使爐箅52上承載的燃煤充分燃燒。上述助燃風入口 還可以作為出灰口，清理燃煤燃燒後形成的爐灰。
無機非金屬材料的換熱器4包括無機非金屬材料的換熱管6、板夾套 7和密封隔板8。在本發明實施例中，上述無機非金屬材料為膨脹係數小於 5.0x10-6/K的陶瓷耐火材料，例如鋁矽質、鋁鎂質、粘土質、莫來石質、堇 青石質、堇青石-莫來石質和碳化矽質等，換熱器4為利用這些無機非金屬 材料的高溫燒成製品。其中，
板夾套7包括兩塊中空立方體結構的夾板，其中一塊夾板底部開有煙氣 入口 71，該煙氣入口 71與爐膛51上的煙氣出口 513對接，另一塊夾板頂 部開有供煙氣排出的排氣口 72，該排氣口 72還連接有一個煙囪9。板夾套 7的其中一塊夾板上還設置有清灰口 17。這兩塊夾板上還分布有安裝孔73, 通過將固定件74的兩端分別安裝在兩塊夾板上的一個安裝孔中，固定兩塊 夾板的位置。安裝孔73和固定件74的數量可以任意設置。板夾套7放置在所述水平託板19上，該水平託板19上設置有開口 (圖2中未示出)，以便
於所述煙氣入口 71和煙氣出口 513對接。
無機非金屬材料的換熱管6為兩根以上、且分層布置，換熱管6的兩端 分別固定在兩塊夾板相對的側壁上按照換熱管6分布位置所開的孔中。在本 實施例中，為保證煙囪9的排煙溫度低於設定溫度，換熱管6的分布為5層 共25根、且5層分別位於相互平行的四個水平面上。這樣換熱管6的分布 形成小直徑的群組分布，使單位面積的空間換熱面積最大，可以達到節約燃 煤的目的，當然根據實際需要，還可以根據實驗和計算結果將換熱管6設置 為其他層數和根數。
密封隔板8的作用是使煙氣的流動方向符合預設要求，密封隔板8固定 在所述夾板的中空部分，每兩個分別固定在兩塊夾板中空部分、且位置相鄰 的密封隔板8，分別位於一層所述換熱管6的上部和下部。
圖4為圖1所示板夾套7中一塊夾板開孔側壁的正面視圖，其中實線所 示的密封隔板8固定在該夾板中，虛線所示的密封隔板8固定在另一塊夾板 中。
上述換熱器4和燃燒爐5為一體成型結構。換熱器4中的各個固定位置 處，如換熱管6與板夾套7固定、及密封隔板8固定在板夾套7中，均可以 採用陶瓷材料常用的固定方法，例如粘貼。
熱風交換室3為中空立方體結構，容置所述燃燒爐5和換熱器4。在熱 風交換室3的一個側壁上設置有供換熱器4加熱後的空氣進入烤菸房的軸流 風機風口 1,和供烤菸房中的空氣回流的迴風口 2。通過軸流風機風口 l和 迴風口 2,烤菸房中的空氣可以和熱風交換室3中由換熱器4加熱後的空氣 進行交換。熱風交換室3的另一個側壁上還設置有供燃燒爐5的爐門511穿 出的第一開口 31、和供燃燒爐5的可調節閘板514穿出的第二開口 32，頂 部設置有供所述煙囪9穿出的第三開口 33。
在本實施例中，煙囪9的出口處和熱風交換室3的側壁上還安裝有熱電 阻16，通過測量熱電阻16的熱電偶顯示^f直，可以測量當前高溫烤菸的溫度，從而進行操作控制，例如通過調整加煤量、助燃空氣量、和煙自開度等，達到穩定的符合烤菸要求的溫度。上述測量方法為現有技術中已有的方法，這裡不再贅述。
參考圖5中煙氣的流向示意圖(其中箭頭代表流向)，本發明實施例的換熱裝置的運行操作過程如下
首先，將燃煤從熱風交換室3外部的爐門511投向爐膛51，隨著燃煤的不斷衝殳入，從助燃風入口向爐膛51內鼓入助燃風，以使燃煤充分燃燒；
其次，由於燃煤燃燒，爐膛51內的空氣被加熱成熱煙氣，通過爐膛51上的煙氣出口 513及板夾套7上的煙氣入口 71進入板夾套7,由於受到右側夾板中第一塊密封隔板8的阻隔，煙氣沿最下方的第一層換熱管6流動；煙氣從第一層換熱管6流出後，由於受到左側夾板中第一塊密封隔板8的阻隔，煙氣沿第二層換熱管6流動；以此類推，煙氣的流動方向圖5中的實線箭頭所示，最終由煙囪9排出。
在上述煙氣流動過程中，熱煙氣不斷地將板夾套7和換熱管6加熱，板夾套7和換熱管6通過輻射、對流和傳導的方式將熱量不斷的提供給周圍的介質空氣，從而使介質空氣溫度升高，然後被加熱的熱空氣不間斷的送入烤菸房，形成潔淨的循環熱風。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、:等同替換以及改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種用於菸葉烘烤的換熱裝置，其特徵在於，該換熱裝置包括燃燒爐和無機非金屬材料的換熱器；所述燃燒爐為中空結構，開有煙氣出口；所述無機非金屬材料的換熱器為中空結構，開有煙氣入口和排氣口；所述煙氣入口與所述煙氣出口對接。
2、 如權利要求1所述的換熱裝置，其特徵在於，所述燃燒爐包括爐膛和爐箅；所述爐膛為中空結構，底部為活動的可調節閘板，側壁上開有爐門，頂部為可拆卸爐頂板，該爐頂板上開有煙氣出口；所述爐篦固定於所述爐膛的中空部分。
3、 如權利要求2所述的換熱裝置，其特徵在於，所述爐膛頂部設置有支撐件，支撐起承載所述無機非金屬材料的換熱器的託板，該託板在所述煙氣入口與所述煙氣出口的對接處設置有開口。
4、 如權利要求1至3任一項所述的換熱裝置，其特徵在於，所述無機非金屬材料的換熱器包括無機非金屬材料的換熱管、板夾套和密封隔板；所述無機非金屬材料的板夾套包括兩塊中空立方體結構的夾板，其中一塊夾板底部開有與所述煙氣出口對接的煙氣入口 ，另 一塊夾板頂部開有排氣口 ；所述無機非金屬材料的換熱管為兩根以上、且分層布置；所述換熱管的兩端分別固定在兩塊夾板相對的兩個側壁上按照換熱管分布位置所開的孔中；所述無機非金屬材料的密封隔板固定在所述夾板的中空部分；每兩個分別固定在兩塊夾板中空部分、且位置相鄰的所述密封隔板，分別位於一層換熱管的上部和下部。
5、 如權利要求4所述的換熱裝置，其特徵在於，所述夾板上還分布有安裝孔；所述無機非金屬材料的換熱器還包括固定件，其兩端分別安裝在兩個夾板上的兩個安裝孔中。
6、 如權利要求4所述的換熱裝置，其特徵在於，所述排氣口連接煙自。
7、 如權利要求6所述的換熱裝置，其特徵在於，所述換熱裝置還包括熱風交換室；所述熱風交換室為中空立方體結構，容置所述燃燒爐和無機非金屬材料的換熱器；所述熱風交換室的一個側壁上設置有供無機非金屬材料的換熱器加熱後的空氣進入烤菸房的軸流風機風口，和供烤菸房中的空氣回流的迴風口；所述熱風交換室的另 一個側壁上設置有供所述爐門穿出的第一開口 、和供所述可調節閘板穿出的第二開口 ，頂部設置有供所述煙自穿出的第三開口 。
8、 如權利要求7所述的換熱裝置，其特徵在於，所述煙囪的出口處和所述熱風交換室的側壁上安裝有溫度控制熱電阻。
9、 如權利要求1所述的換熱裝置，其特徵在於，所述無機非金屬材料的換熱器，為膨脹係數小於5.0 x 10-6 / K的陶瓷耐火換熱器；所述燃燒爐為耐火搗打材料的預製件，或者為金屬焊接件。
10、 如權利要求1所述的換熱裝置，其特徵在於，所述燃燒爐和所述非金屬材料的換熱器為 一體成型結構。
全文摘要
本發明公開了一種用於菸葉烘烤的換熱裝置，該換熱裝置包括燃燒爐和無機非金屬材料的換熱器；所述燃燒爐為中空結構，開有煙氣出口；所述無機非金屬材料的換熱器為中空結構，開有煙氣入口和排氣口；所述煙氣入口與所述煙氣出口對接。應用本發明，能夠為烤菸房提供潔淨、穩定的烘烤循環熱風，並具備較好的節能效果。
文檔編號A24B3/10GK101473995SQ20091007685
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者潘吉慶 申請人:潘吉慶