一种使用甲醇燃料的高效热风炉的制作方法

1.本实用新型涉及烟草烤制领域，具体为一种使用甲醇燃料的高效热风炉。


背景技术：

2.烤房是烟叶烘烤中必不可少的专业设备，现有的密集型烟叶烤房采用固定式的砖混结构，使用的能源主要还是以煤炭为燃料。由于燃煤、燃生物质颗粒的燃烧产物含有烟尘和焦油，所以燃烧产生的高温烟气必须经过换热器进行热交换才能得到清洁热风，再用清洁热风对烟叶进行烘烤。这种使用换热器的间接热风炉不仅会导致热损失，降低能源利用率，更因为炉膛和换热器体量较大，还导至热风炉热惯性大，致使热风温度控制误差较大。目前密集烤房热风炉都是间接式热风炉，其中使用的换热器技术主要有两种类型，一种是砖混结构的炉膛上安装换热的烟管(金属或陶瓷)组成，另一种是相对先进的是采用全金属结构，将换热器和炉体两部分组成整体。这两种类型的换热器都存在换热器内极易产生结垢，导致使用过程热效率逐渐下降，必需经常打开换热器进行清理。为了节省燃料，前几年国外试验用天然气热风炉，不用热交换器，燃烧产生的烟气和空气混合后的热风直接进入烤房中烘烤烟叶，发现烟气中的有害物质和烟叶中的生物碱反应，严重影响烟叶品质。由于甲醇燃料达到完全燃烧状态下，其燃烧产物仅为co2和h2o，十分洁净，可以用来烘烤烟叶，但目前的烤房难以在不同的工艺下对甲醇燃料进行充分利用，且甲醇燃料的燃烧装置很难对甲醇进行完全燃烧，这导致能源被浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种使用甲醇燃料的高效热风炉，可以克服目前的烤房难以在不同的工艺下对甲醇燃料进行充分利用，且甲醇燃料的燃烧装置很难对甲醇进行完全燃烧的技术问题。
4.本实用新型的使用甲醇燃料的高效热风炉，包括：
5.炉体，所述炉体围成封闭空间，所述炉体具有通向烤房内部空间的热风出口；
6.燃烧室，位于所述炉体围成的封闭空间内；
7.燃烧器，所述燃烧器的一端从炉体外伸入所述燃烧室内将甲醇燃料燃烧产生的火焰喷入所述燃烧室内；
8.换热器，位于所述炉体围成的封闭空间内且位于所述燃烧室的上方，所述换热器包括换热壳体，所述换热器的换热壳体内设有多个上下排列的隔层将换热壳体围成的空间分隔成为多个相互独立的换热空间，每个换热空间内设有一排所述换热管，每排换热管的一端与换热壳体之间形成进风通道，另一端与换热壳体之间形成出风通道，一排换热管的出风通道与上方相邻排换热管的进风通道相通且上下对齐，所述燃烧室与位于最下方的进风通道相通将甲醇燃料燃烧产生的高温气体送入所述换热器，所述换热器的外壳为导热外壳对其周围的空气进行加热，所述换热器还包括与最上方的出风通道相通的出风管，所述出风管设有三通阀，所述换热器还包括外排管，所述外排管一端位于炉体外，一端穿过炉体
与所述三通阀的一个口相通，所述三通阀的另一个口与所述炉体围成的封闭空间相通。
9.作为优选，所述换热器设有接收其换热壳体内产生的冷凝水的平衡器和与所述平衡器连通的排水管，排水管一端位于所述换热器内，另一端穿过所述换热器的换热壳体和炉体将换热器内产生的冷凝水排出至炉体外。
10.作为优选，换热器的换热壳体内形成三个上下排列的换热空间，所述燃烧室为筒形，所述燃烧器伸入所述燃烧室的一端内，所述燃烧室的另一端与位于最下方的进风通道相通。
11.作为优选，所述封闭空间被分隔成位于下方的热源空间和位于上方的热风室，所述炉体内还设有将热源空间内的热风输送至热风室的循环装置，所述燃烧室和所述换热器位于所述热源空间内，炉体还设有将炉体外的冷空气送入热源空间的补风装置，所述热风出口与所述热风室相通。
12.作为优选，所述封闭空间还包括位于所述燃烧室下方的混风空间，所述高效热风炉还设有与所述混风空间相通的内置换热器和/或烤房废气余热回收装置，所述内置换热器与补风装置相通对补风装置送入的冷空气进行预热，所述烤房废气余热回收装置包括与烤房的内部相通的废气通道和与所述补风装置相通的补风通道，所述废气通道环绕所述补风通道设置。
13.作为优选，所述补风装置和烤房废气余热回收装置的废气通道均设有风量调节装置，所述热风炉还包括控制器，所述控制器与补风装置的风量调节装置、烤房废气余热回收装置的废气通道的风量调节装置和烤房内的湿度检测器分别连接根据所述湿度检测器传来的数据控制所述补风装置的风量调节装置和废气通道的风量调节装置。
14.作为优选，所述燃烧器包括燃烧器本体，所述燃烧器本体具有接收甲醇燃料气体并将空气与甲醇燃料气体混合的腔室，所述燃烧器本体具有与其腔室相通的喷头，所述燃烧器还包括位于所述燃烧器本体外的筒形的二次风筒，所述二次风筒与所述燃烧器本体的外壁之间构成二次风流道，所述二次风筒设有连通二次风流道与外部的二次风引射孔，所述燃烧器还包括筒形的回燃室，所述回燃室与所述二次风筒连接在所述喷头的下游形成回燃区。
15.作为优选，所述燃烧器本体的腔室包括在甲醇燃料气体流动的方向上依次排列的一次风引入区、预混引射区、增压区、喷出区，其中所述喷出区位于所述喷头内，所述燃烧器还包括喷嘴，所述喷嘴固定于所述燃烧器本体的一端与所述一次风引入区相通将甲醇燃料气体喷入所述燃烧器本体的腔室内，所述二次风流道与所述增压区和喷出区相对。
16.作为优选，所述燃烧器还包括将甲醇燃料泵入所述燃烧器本体的腔室内的燃料泵，所述燃料泵包括变频活塞连续流量调整器，所述热风出口或烤房设有温度检测器，所述热风炉还包括控制器，所述控制器与所述燃料泵的变频活塞连续流量调整器和温度检测器分别根据所述温度检测器传来的温度控制所述变频活塞连续流量调整器。
17.作为优选，所述热风炉还包括位于所述热源空间内的支架，所述燃烧室与所述换热器安装在所述支架上。
18.本实用新型的甲醇燃料的高效热风炉与现有技术相比具有以下有益效果：
19.1、通过本实用新型的高效热风炉，在三通阀与外排管相同的情况下，甲醇燃料燃烧产生的高温气体通过换热器的外壁对炉体内的空气进行加热，加热后的空气形成热风被
送入烤房，此时为换热模式，在此模式下，换热器内形成多层换热空间，高温气体在换热器内进行多行程流动，提供了充分的换热面积和换热时间，且换热器的壳体为导热壳体，因此可进行充分的换热。在三通阀与炉体内的封闭空间相通的情况下，甲醇燃料燃烧产生的高温气体直接进入炉体空间，同时通过换热器的外壁也会对炉体内的空气进行加热形成热风，热风与高温气体被混合在一起送往烤房，此时为直热模式，在直热模式下，高温气体中的co2和h2o对烟叶烘烤中的黄变阶段有利，对烤烟品质提升作用明显，且co2浓度提高对干燥果蔬保持营养和风味有积极作用。通过本实用新型的高效热风炉，可以根据不同的需求，在不同的阶段选择不同的模式，因而更适用于农产品的烘烤。
20.2、高效热风炉还设有与混风空间相通的内置换热器和烤房废气余热回收装置，烤房废气还具有一定温度，进入烤房废气余热回收装置可对炉体外进入的冷空气进行预加热，从而可利用烤房废气的余热。控制器连接根据湿度检测器传来的数据控制烤房废气余热回收装置的风量调节装置，如此可使得烤房内的湿度保持在设定的范围内，使其更适于该阶段的烘烤，在不同的烘烤阶段，可设置不同范围的湿度。
21.3、燃烧器的燃烧器本体设有二次风筒，当混合气体从喷头喷出时，在喷头周围形成负压，外部空气通过二次风筒形成的二次风流道被吸入回燃室与混合气体进行混合，为燃烧提供更多的氧气，这使得甲醇燃料的燃烧更充分。同时，二次风的供应量与混合气体(甲醇燃料气体和空气混合)的喷出量是成正比的，当喷出的混合气体的量较大时，二次风的供应量也随着变大，可以自动适应混合气体的量，因此无论喷出的混合气体是多少，都可完全燃烧。另外，完全燃烧相对于不完全燃烧可产生更多的co2，对烤烟品质提升作用明显，另外热风中的 co2浓度提高，对干燥果蔬保持营养和风味也有积极作用。
22.4、燃烧器还包括将甲醇燃料泵入燃烧器本体的腔室内的燃料泵，燃料泵包括变频活塞连续流量调整器，热风出口或烤房设有温度检测器，控制器与燃料泵的变频活塞连续流量调整器和温度检测器分别根据温度检测器传来的温度控制变频活塞连续流量调整器。通过调整变频活塞连续流量调整器可以调整甲醇燃料的供应量，从而调整燃烧器的功率，从而可将烤房的温度控制在设定的范围内，在不同的烘烤阶段，可设置不同的温度范围。
附图说明
23.图1为本实用新型一实施例的甲醇燃料的高效热风炉主视方向的结构示意图。
24.图2为本实用新型一实施例的甲醇燃料的高效热风炉右视方向的结构示意图。
25.图3为本实用新型一实施例的甲醇燃料的高效热风炉的燃烧器的放大结构示意图。
26.附图标记
27.1炉体，11热风室，12热源空间，13混风空间，14补风装置，15热风出口，16温度检测器，17维护保温门；
28.2燃烧室；
29.3燃烧器，31燃烧器本体，311一次风引入区，312预混引射区，313增压区，314喷出区,315一次风引射孔，32喷头，33二次风筒，331二次风引射孔，34二次风流道，35回燃室，36回燃区，37火焰，38喷嘴；
30.4换热器，41换热壳体，42隔层，43换热管，44进风通道，45出风通道，46出风管， 47
三通阀，48外排管，49排水管；
31.5内置换热器；
32.6烤房废气余热回收装置；
33.7风量调节装置；
34.8支架；
35.9控制器；
36.10循环装置。
具体实施方式
37.本实用新型提供一种用甲醇燃料的高效热风炉，如图1和图2所示，本实用新型一实施例的高效热风炉包括：炉体1、燃烧室2、燃烧器3和换热器4，其中，所述炉体1围成封闭空间，所述炉体1具有通向烤房内部空间的热风出口15，将热风炉送入烤房用于烘烤农产品。燃烧室2位于所述炉体1围成的封闭空间内，在本实施例中，燃烧室2为筒形。燃烧器3的一端从炉体1外伸入所述燃烧室2的一端内将甲醇燃料燃烧产生的火焰37喷入所述燃烧室2。
38.换热器4位于所述炉体1围成的封闭空间内且位于所述燃烧室2的上方，所述换热器4 包括换热壳体41，换热壳体41优选为金属薄壁制成，具有良好的导热效果。所述换热器4 的换热壳体41内设有多个上下排列的隔层42将换热壳体41围成的空间分隔成为多个相互独立的换热空间，每个换热空间内设有一排所述换热管43，换热管43优选为金属管，每排换热管43的一端与换热壳体41的侧壁之间形成进风通道44，另一端与换热壳体41的内壁之间形成出风通道45，一排换热管43的出风通道45与上方相邻排换热管43的进风通道44相通且上下对齐，所述燃烧室2的另一端与位于最下方的进风通道44相通将甲醇燃料燃烧产生的高温气体送入所述换热器4，图1中的箭头所示为甲醇燃料燃烧气体燃烧产生的生成物即高温气体的流向，高温气体的成分为co2和h2o。所述换热器4的换热壳体41由导热材料制成，优选为由薄金属片制成，对其周围的空气进行加热，可获得较高的热转换效率和减少热惯性，热转换效率提高可以达到良好的节能效果，热惯性的减少可以达到温度控制及时性的良好效果。所述换热器4还包括与最上方的出风通道45相通的出风管46，所述出风管46设有三通阀47，所述换热器4还包括外排管48，所述外排管48一端位于炉体1外，一端穿过炉体1 与所述三通阀47的一个口相通，所述三通阀47的另一个口与炉体1围成的封闭空间相通。
39.通过本实用新型的高效热风炉，在三通阀47与外排管48相同的情况下，甲醇燃料燃烧产生的高温气体通过换热器4的外壁对炉体1内的空气进行加热，加热后的空气形成热风被送入烤房，此时为换热模式，在此模式下，换热器4内形成多层换热空间，高温气体在换热器4内进行多行程流动，提供了充分的换热面积和换热时间，且换热器4的壳体为导热壳体，因此可进行充分的换热。在三通阀47与炉体1内的封闭空间相通的情况下，甲醇燃料燃烧产生的高温气体直接进入炉体1空间，同时通过换热器4的外壁也会对炉体1内的空气进行加热形成热风，热风与高温气体被混合在一起送往烤房，此时为直热模式，在直热模式下，高温气体中的co2和h2o对烟叶烘烤中的黄变阶段有利，对烤烟品质提升作用明显，且co2浓度提高对干燥果蔬保持营养和风味有积极作用。通过本实用新型的高效热风炉，可以根据不同的需求，在不同的阶段选择不同的模式，因而更适用于农产品的烘烤。
40.在本实施例中，所述换热器4设有接收其换热壳体41内产生的冷凝水的平衡器(图中未示出)和与所述平衡器连通的排水管49，排水管49一端位于所述换热器4内，另一端穿过所述换热器4的换热壳体41和炉体1将换热器4内产生的冷凝水排出至炉体1外。其中的平衡器内设有水柱，可防止换热器4内的高温气体通过排水管49逸出至炉体1外部，同时也防止炉体1外部的冷空气进入换热器4内。平衡器选用现有市场上出售的平衡器，其结构为现有结构。
41.如图1和图2所示，换热器4的换热壳体41内形成三个上下排列的换热空间，因此，高温气体在换热器4内流动三个回程，增加了换热的长度，可充分进行换热，在其它实施例中，也可设置其它数量如2、4或5个换热空间。
42.如图1和图2所示，所述封闭空间被分隔成位于下方的热源空间12和位于上方的热风室 11，所述炉体1内还设有将热源空间12内的热风输送至热风室11的循环装置10，所述燃烧室2和所述换热器4位于所述热源空间12内，炉体1还设有将炉体1外的冷空气送入热源空间12的补风装置14，所述热风出口15与所述热风室11相通，循环装置10可以是风扇，为热风和高温气体提供动力，同时还将炉体1外的空气抽进炉体1内，炉体1在靠近循环装置 10的位置设有维护保温门17，该门可以打开用来对循环装置10进行检修。
43.如图2所示，所述封闭空间还包括位于所述燃烧室2下方的混风空间13，所述高效热风炉还设有与所述混风空间13相通的内置换热器54和烤房废气余热回收装置6，所述内置换热器54与补风装置14相通对补风装置14送入的冷空气进行预热，所述烤房废气余热回收装置6包括与烤房的内部相通的废气通道和与所述补风装置14相通的补风通道。烤房废气还具有一定温度，进入废气通道后，可对补风通道内的冷空气进行预加热，从而可利用烤房废气的余热。
44.在本实施例中，所述补风装置14和烤房废气余热回收装置6的废气通道均设有风量调节装置7(图中未示出)，所述热风炉还包括控制器9，所述控制器9与补风装置14的风量调节装置7、烤房废气余热回收装置6的废气通道的风量调节装置7和烤房内的湿度检测器(图中未示出)分别连接根据所述湿度检测器传来的数据控制所述补风装置14的风量调节装置7 和废气通道的风量调节装置7，如此可使得烤房内的湿度保持在设定的范围内，使其更适于该阶段的烘烤，在不同的烘烤阶段，可设置不同范围的湿度。
45.在本实施例中，如图3所示，所述燃烧器3包括燃烧器本体31，所述燃烧器本体31具有接收甲醇燃料气体并将空气与甲醇燃料气体混合的腔室，所述燃烧器本体31具有与其腔室相通的喷头32，所述燃烧器3还包括位于所述燃烧器本体31外的筒形的二次风筒33，所述二次风筒33与所述燃烧器本体31的外壁之间构成二次风流道34，所述二次风筒33设有连通二次风流道34与外部的二次风引射孔331，所述燃烧器3还包括筒形的回燃室35，所述回燃室35与所述二次风筒33连接在所述喷头32的下游形成回燃区36。当混合气体从喷头32 喷出时，在喷头32周围形成负压，外部空气通过二次风流道34被吸入回燃室35与混合气体进行混合，为燃烧提供更多的氧气，这使得甲醇燃料的燃烧更充分。同时，二次风的供应量与混合气体(甲醇燃料气体和空气混合)的喷出量是成正比的，当喷出的混合气体的量较大时，二次风的供应量也随着变大，可以自动适应混合气体的量，因此无论喷出的混合气体是多少，都可完全燃烧。另外，完全燃烧相对于不完全燃烧可产生更多的co2，对烤烟品质提升作用明显，另外热风中的co2浓度提高，对干燥果蔬保持营养和风味也有积极作用。
46.如图3所示，所述燃烧器本体31的腔室包括在甲醇燃料气体流动的方向上依次排列的一次风引入区311、预混引射区312、增压区313、喷出区314，其中所述喷出区314位于所述喷头32内，燃烧器本体31设有连通外部和一次风引入区311的一次风引射孔315，所述燃烧器3还包括喷嘴38，所述喷嘴38固定于所述燃烧器本体31的一端与所述一次风引入区311 相通将甲醇燃料气体喷入所述燃烧器本体31的腔室内，所述二次风流道34与所述增压区313 和喷出区314相对。当喷嘴38将甲醇燃料气体喷入燃烧器本体31的腔室内时，一次风引入区311产生负压，将周围的空气通过一次风引射孔315吸入腔室内，空气与甲醇燃料气体在预混引射区312混合，在增压区313至喷出区314的方向上腔室的内径逐渐缩小，混合空气通过喷嘴38喷出，喷出时通过上述二次风筒33引入二次风。
47.在本实施例中，所述燃烧器3还包括将甲醇燃料泵入所述燃烧器本体31的腔室内的燃料泵(图中未示出)，所述燃料泵包括变频活塞连续流量调整器(图中未示出)，所述热风出口 15或烤房(图中未示出)设有温度检测器16，所述控制器9与所述燃料泵的变频活塞连续流量调整器和温度检测器16分别根据所述温度检测器16传来的温度控制所述变频活塞连续流量调整器。通过调整变频活塞连续流量调整器可以调整甲醇燃料的供应量，从而调整燃烧器 3的功率，从而可将烤房的温度控制在设定的范围内，在不同的烘烤阶段，可设置不同的温度范围。
48.如图2所示，所述热风炉还包括位于所述热源空间12内的支架8，所述燃烧室2与所述换热器4安装在所述支架8上。
49.以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出的各种修改或等同替换也落在本实用新型的保护范围内。