專利名稱:單種熱源遠紅外輻射對流復(fù)合烘爐的制作方法
本實用新型涉及一種改進的遠紅外烘爐，特別是一種僅采用單種熱源即能實現(xiàn)在爐內(nèi)同時產(chǎn)生輻射及對流的復(fù)合烘爐。它是一種適用于加熱范圍在5℃－300℃的低溫工業(yè)加熱爐。
在各個領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛地使用著烘烤爐、加熱爐，這類設(shè)備的加熱方式有多種，根據(jù)傳熱學理論分析及長期實踐證明單純采用以熱風對流為主的加熱方式，特點是溫度場及加熱效果均勻，但烘干時間長，熱效率低；若單純采用遠紅外輻射為主的加熱方式，特點是熱交換效率高，干燥時間短，但被加熱空間溫度場不均勻，對形狀復(fù)雜的被加熱物件有照射陰影。為對上述加熱方式進行改進完善，七十年代后，國際上提出了在爐內(nèi)同時采用輻射及對流復(fù)合加熱的理論，到目前為止，國內(nèi)外已制造出采用這種復(fù)合加熱先進工藝的多種類型設(shè)備，如《特開昭50－28055》專利中所描述的特殊遠紅外輻射干燥機，《特開昭50－58625》專利中所描述的涂料干燥裝置，以及如我國南京汽車制造廠、沈陽轎車制造廠等單位近期正采用的這類先進復(fù)合加熱工藝設(shè)備。以上所述這些設(shè)備，除了其它共同特點以外，其中一個明顯的共同特點是為實現(xiàn)在爐內(nèi)同時產(chǎn)生輻射及對流雙重效應(yīng)，所采用的都是兩種熱源，即一種熱源提供輻射熱，另一種熱源提供對流熱。本實用新型目的是要提供一種只須采用單種熱源即能在爐內(nèi)同時產(chǎn)生輻射及對流雙重熱效應(yīng)的改進結(jié)構(gòu)烘爐，這種經(jīng)改進的烘爐具有能夠提高熱效率、節(jié)能顯著、爐體結(jié)構(gòu)緊湊合理。烘干產(chǎn)品質(zhì)量可靠等優(yōu)點。
根據(jù)近代經(jīng)典傳熱學理論計算可知，一般加熱爐內(nèi)的熱源，隨著工作溫度的增高，按普朗克公式，輻射熱能按元件表面增值的4次方增率遞增；對流熱能只按溫度增加線性關(guān)系遞增。當溫度為100℃時，輻射熱能與對流熱能的比值E輻／E對＝0.66；當溫度達到300℃時E輻／E對＝7.4其比差值隨溫度升高而遞增情況詳見下表
由上表可以發(fā)現(xiàn)在低溫范圍內(nèi)(300℃以內(nèi))，爐內(nèi)熱源同時可產(chǎn)生熱能比差不大的可供利用的有效輻射熱及對流熱，特別是在200℃時E輻／E對＝1.04、幾乎相等。這就是本發(fā)明在低溫范圍內(nèi)，僅采用單種熱源可實現(xiàn)復(fù)合加熱的設(shè)計依據(jù)。
本實用新型的任務(wù)是這樣實現(xiàn)的設(shè)計一個長方體箱形爐，一般以高／長／寬＝1／0.55／0.5為宜。爐體各面(包括爐門)設(shè)有保溫層。在除了爐門外的另外三個立面上，在保溫層內(nèi)壁與爐膛壁之間，相隔50－100毫米寬距離，使之在這三個立面上都形成通道，每個通道都與安裝在爐頂部的強制循環(huán)系統(tǒng)及爐底部的熱風進口孔相通聯(lián)，在爐膛三個豎壁上，每個壁上開有多排水平輻射窗口，輻射窗口形狀大小與緊鑲在其上的管式遠紅外加熱元件相近，管式遠紅外加熱元件的鑲裝位置是在熱風通道內(nèi)，緊貼在輻射窗口上，從輻射窗口射出的紅外輻射角應(yīng)不小于120°，輻射角越接近180°越好。管式遠紅外加熱元件在從輻射窗口向爐膛內(nèi)進行輻射的同時，在熱風通道內(nèi)使強制循環(huán)系統(tǒng)中風機所驅(qū)動的空氣，自上而下流動時不斷被加熱，形成對流熱風，對流熱風匯流到爐底部空腔后通過熱風進口孔進入爐膛，然后自下而上對被加熱物件進行熱交換，降溫后熱風繼續(xù)上升進入強制循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)不同加熱工藝要求，或是由爐頂部排氣筒排入大氣(如烘烤含易燃易爆氣體物件工藝需排放廢氣)，或是再次進入熱風通道繼續(xù)被加熱循環(huán)使用。被加熱物件可由一個根據(jù)被加熱物件形狀尺寸相適應(yīng)的多層架的平臺車直接推進爐內(nèi)，關(guān)上爐門后即可開始加熱。若為了完全消除輻射陰影還可設(shè)計成在爐底設(shè)置一個由外部操縱的旋轉(zhuǎn)工作臺，物件進入爐后，在緩慢旋轉(zhuǎn)中進行輻射及對流加熱，這樣加熱效果更佳。旋轉(zhuǎn)臺尺寸應(yīng)以旋轉(zhuǎn)時，物件不碰到爐膛壁為準。為了增加爐膛內(nèi)熱風對流的換熱面積並使之形成紊流，同時增加輻射的折射效應(yīng)，爐膛壁由壓制成橫向波紋的金屬板做成，特別是由鋁板制成。爐內(nèi)溫度監(jiān)測及控制，強制循環(huán)系統(tǒng)均由另外一個單獨的控制柜自動控制，控制柜屬通用技術(shù)與本發(fā)明特征無直接關(guān)系，不再詳細描述。對于用于烘干可產(chǎn)生易燃易爆氣體物件用途的加熱爐，在設(shè)計時同時需采用防爆電機及防爆控制工藝。根據(jù)上述發(fā)明特點及加熱溫度適應(yīng)范圍，該復(fù)合加熱爐，通過溫度控制及輻射對流按比例調(diào)整設(shè)計成適應(yīng)不同領(lǐng)域用途的系列化工業(yè)烘爐。在噴漆烘干、食品糧食干燥、造紙、印染烘干、橡膠塑料制品固化、藥物、化工產(chǎn)品及金屬低溫熱處理等領(lǐng)域內(nèi)將有很好的應(yīng)用前景。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明圖1是本發(fā)明一種具體結(jié)構(gòu)主視剖面圖圖2是圖1的俯視剖面圖參照圖1、圖2，本實施例是一個已設(shè)計制造完畢并投入內(nèi)部使用的專用小型電機浸漆烘干的復(fù)合烘爐。一個配有單獨控制柜的箱式復(fù)合烘爐，爐體〔2〕內(nèi)各面(包括爐門)設(shè)有保溫層〔3〕。保溫層〔3〕內(nèi)填充有復(fù)合保溫材料硅酸鋁陶瓷纖維氈及玻璃絲棉，熱風通道〔9〕在除了爐門〔10〕外的另外三個立面上，由保溫層內(nèi)壁〔12〕與爐膛壁〔4〕間隔80mm形成，爐膛壁〔4〕由壓制成橫向波紋的金屬鋁板做成。在這三面爐膛壁〔4〕上，每面開有自上而下的六排水平方向的輻射窗口〔6〕，十八支管式遠紅外加熱元件〔5〕在熱風通道〔9〕內(nèi)，對應(yīng)地緊鑲在十八個輻射窗口〔6〕上，這些管式遠紅外加熱元件〔5〕，既可以從輻射窗口〔6〕中以120°的輻射角向爐膛〔11〕內(nèi)提供輻射熱，又能同時不斷加熱被爐頂部強制循環(huán)系統(tǒng)所驅(qū)動自上而下流動的空氣，形成對流熱風。熱風經(jīng)爐底部熱風進口孔〔13〕進入爐膛〔11〕內(nèi)，與被烘小型電機進行熱交換后，由通向頂部的強制循環(huán)系統(tǒng)〔1〕的管道中或是排走，或是繼續(xù)參加循環(huán)。
該復(fù)合烘爐實施主要技術(shù)參數(shù)如下爐體外形尺寸 長×寬×高＝1600×1500×2800(毫米)爐膛尺寸 長×寬×高＝1200×900×1600(毫米)額定功率 12瓩額定電壓 380伏相 數(shù) 3頻 率 50赫茲額定溫度 200度(攝氏)空爐升溫時間 1小時本實施例內(nèi)部使用后，與原來一臺同等容量的舊電爐相比，功率為原來的1／3，每爐烘干時間縮短8小時，節(jié)約電500度左右，按單臺電機定子烘干耗電折算，每件產(chǎn)品可節(jié)電2.5度，按年產(chǎn)2萬臺計算，全年至少節(jié)電2萬5千度，特別是電機烘烤質(zhì)量顯著提高，用該爐烘干的電機，潮態(tài)絕緣強度、耐壓指標，經(jīng)測試已達到國家標準和國際(IEC)標準。其節(jié)能效果、經(jīng)濟效益、社會效益從此實施例已可見一斑。
權(quán)利要求
1.一種遠紅外輻射對流復(fù)合烘爐，由爐體[2]爐門[10]、爐膛[11]、保溫層[3]、強制循環(huán)系統(tǒng)[1]、熱風進口孔板[7]、熱源[5]組成，其特征是使爐內(nèi)同時產(chǎn)生輻射及對流復(fù)合加熱效應(yīng)的熱源，僅采用單種熱源-一種管式遠紅外元件[5]，在除爐門[10]外的爐膛三個立面上，在保溫層內(nèi)壁[12]與爐膛壁[4]之間相隔一段距離，構(gòu)成熱風通道[9]，在三面爐膛壁[4]上，開有多排水平方向輻射窗口[6]，在熱風通道一側(cè)，每個輻射窗口[6]上緊裝鑲一支管式遠紅外元件[5]。
2.如權(quán)利要求
1所規(guī)定的遠紅外輻射對流復(fù)合烘爐，其特征是形成熱風通道〔9〕的保溫層壁〔12〕與爐膛壁〔4〕之間的距離是50－100毫米。
3.如權(quán)利要求
1所規(guī)定的遠紅外輻射對流復(fù)合烘爐，其特征是爐膛壁〔4〕由壓制成橫向波紋的金屬板制成。
4.如權(quán)利要求
3所規(guī)定的遠紅外輻射對流復(fù)合烘爐，其特征是爐膛壁〔4〕由 鋁板制成。
5.如權(quán)利要求
1、2、3、4所規(guī)定的遠紅外輻射對流復(fù)合烘爐，其特征是爐底部安裝有一個可控制的旋轉(zhuǎn)工作臺。
專利摘要
本實用新型公開了一種僅需采用單種熱源即能在爐內(nèi)同時產(chǎn)生輻射及對流效應(yīng)的復(fù)合烘爐。該爐屬于適于加熱50°-300℃范圍內(nèi)的低溫工業(yè)加熱爐。由于只采用單種熱源，使這種改進的烘爐具有熱效率高、節(jié)能效果顯著，結(jié)構(gòu)緊湊合理，烘烤質(zhì)量可靠等優(yōu)點。它可以廣泛被應(yīng)用于如噴漆烘干、食品糧食加工干燥、造紙、印染烘干、橡膠塑料制品固化、藥物化工及低溫金屬熱處理等領(lǐng)域。
文檔編號F27B5/00GK86207666SQ86207666
公開日1987年9月9日 申請日期1986年10月6日
發(fā)明者黃大茂, 許應(yīng)濤, 楊英明 申請人:黃大茂導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan