CN106679174B - 高温热风炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高温热风炉，包括：燃烧室、高温加热室及中温加热室。燃烧室包括生物质燃烧池及烟气腔，烟气腔与生物质燃烧池连通。高温加热室包括主烟道、二次冷风加热腔、设置于二次冷风加热腔的后端的二次冷风进出腔、设置于高温加热室的前端的二次冷风折返腔、以及二次冷风入口和二次热风出口。主烟道与燃烧室的烟气腔连通，主烟道与二次冷风换热后将烟气排出至中温加热室。中温加热室包括集烟腔、一次热风出口、一次冷风入口、烟气排出口、围绕集烟腔的外壁设置的一次冷风换热腔、以及围绕集烟腔的内壁设置于中温加热室的前端的一次冷风折返室，一次冷风折返室通过若干根一次冷风加热管与一次冷风换热腔连通。

Description

高温热风炉

技术领域

本发明涉及热能利用技术领域，尤其涉及一种气体燃烧、加热设备。

背景技术

热风炉于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。热风炉为通用性热风装置，可以与各种物料的干燥设备配套使用，广泛用于农业、化工、化肥、饲料、建材、医药、食品、冶金等领域的产品干燥，还可以用于各种设施的加热以及库房除湿等。

如中国专利申请第201510099728.9号揭示的一种直接式生物质燃料热风炉，其包括：燃烧机，被构造成燃烧燃料以产生高温烟气；高温净化装置，被构造成接收来自燃烧机的高温烟气并在其内的温度高于1000℃的情况下除去高温烟气中包含的微粒粉尘；和混风装置，被构造成将来自高温净化装置的除尘后的高温烟气与外来空气进行混合以产生用于干燥物料的热风，其中高温净化装置内设置有多个挡墙，所述多个挡墙被设置成引起来自燃烧机的高温烟气在高温净化装置内产生旋流，并在温度超过1000℃时发红、发粘以捕集高温烟气中包含的微粒粉尘。然而，该专利申请的直接式生物质燃料热风炉的处理过程复杂且处理成本高，得到的热风仍难以达到所需的净化水平。

又如中国专利申请第201410344006.0号揭示的一种心形换热管多管式高温热风炉，包括炉体、设置在炉体内的燃烧室、除尘室和换热室，炉体两侧分别设有进风口和出风口，出风口上端设有进风室，炉体与换热室之间有夹层空间，该夹层空间为余热回风道，余热回风道一端与进风口连通，另一端与进风室连通，换热室内设有多根水平贯穿换热室的心形换热管，心形换热管的心形尖部朝下，两个心形斜边为受热面，换热室内垂直轴向设有多块挡板，换热室侧面设有连通换热管的气室，换热室内上半部分的换热管与进风室连通，换热室内下半部分的换热管与出风口连通，换热室上方设有烟气进气腔和烟气出气腔，烟气进气腔与气室连通，烟气进气腔和烟气出气腔通过多根水平设置的热风管连接，烟气出气腔上连接排气管。然而，该专利申请的心形换热管多管式高温热风炉采用加热元件加热得到所需热风，处理成本高且电资源消耗大，不适合大规模应用。

再如中国专利申请第201110181124.0号揭示的一种燃液化气式高温热风炉，燃烧炉上端设有余热回风道，余热回风道连通到燃烧炉的内层热风腔室，再经外层热风腔室连通到热风出风口；燃烧炉的炉膛经热风管连通到燃烧炉的热风出风腔室，热风出风腔室经风管和引风机连通到热风缓冲腔室，热风缓冲腔室经管道连通到余热回风道；燃烧炉的燃烧室内，在底盘上均布有若干个液化气燃烧头，间隔着液化气燃烧头在底盘上设有自然风进风管，进风管的底端穿过底盘并开口，进风管的顶端伸进并悬设在燃烧炉的炉膛内。然而，该燃液化气式高温热风炉无法根据需求不同进行调节得到不同温度的热风，应用范围较窄。

因此，提供一种能够大量加热冷风、得到不同所需温度热风并充分利用热能的设备成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够大量加热冷风、得到不同所需温度热风并充分利用热能的设备。

根据本发明的一个方面，提供一种高温热风炉，包括：热风炉本体，热风炉本体沿纵向分段为燃烧室、高温加热室以及中温加热室。燃烧室包括设置于燃烧室下部的生物质燃烧池、以及设置于生物质燃烧池上方的烟气腔，烟气腔与生物质燃烧池连通，生物质燃烧池中生物质气化燃烧产生的烟火进入烟气腔。高温加热室包括主烟道、围绕主烟道内壁的上周缘设置于高温加热室后端的二次冷风进出腔、设置于二次冷风加热腔的后端的二次冷风进出腔、围绕主烟道内壁的上周缘设置于高温加热室的前端的二次冷风折返腔、以及设置于高温加热室顶壁的二次冷风入口和二次热风出口；主烟道与燃烧室的烟气腔连通，以利用来自燃烧室的高温烟气加热高温加热室中的二次冷风，二次冷风入口与二次冷风进出腔连通以将二次冷风吹入二次冷风进出腔，二次冷风进出腔通过二次冷风换热管与二次冷风折返腔连通，二次冷风经由一部分二次冷风换热管进入二次冷风折返腔汇集后再流经另一部分二次冷风换热管返回至二次冷风进出腔，二次冷风加热腔与二次冷风进出腔连通，二次冷风经二次冷风换热管折返换热后进入二次冷风加热腔进行环绕盘旋换热，最后经二次热风出口输送给用户，主烟道与二次冷风换热后将烟气排出至中温加热室。中温加热室包括集烟腔、围绕集烟腔的外壁设置的一次冷风换热腔、围绕集烟腔的内壁设置于中温加热室的前端的一次冷风折返室、邻近中温加热室前端壁设置于一次冷风换热腔的一次热风出口、设置于中温加热室的后端壁的一次冷风入口、以及邻近中温加热室的后端壁设置于集烟腔的烟气排出口，一次冷风入口通过一次冷风管连接至一次冷风折返室，一次冷风折返室通过若干根一次冷风加热管与一次冷风换热腔连通，使得一次冷风在折返过程中与集烟腔中的烟气进行一次换热后进入一次冷风换热腔中与集烟腔中的烟气进行二次换热，一次冷风完成二次换热后经由一次热风出口输送给用户，完成换热后集烟腔中的烟气经烟气排出口排出至环境。

可选择地，主烟道的后端封闭，高温加热室包括自主烟道的外壁向二次冷风加热腔延伸的若干根第一烟气支管。

可选择地，第一烟气支管穿过二次冷风加热腔与二次冷风加热腔的外壁和高温加热室的内壁之间形成的第一烟气区连通，使得来自主烟道的烟气在第一烟气区汇集后经由设于第一烟气区的烟气出口排出至中温加热室。

可选择地，中温加热室中的一次冷风加热腔的外壁与中温加热室的内壁之间形成烟气汇集区，来自第一烟气区中的烟气经由中温加热室前端壁上的烟气通过口进入烟气汇集区。

可选择地，中温加热室进一步包括自烟气汇集区向集烟腔延伸的若干根第二烟气支管，第二烟气支管与集烟腔连通以使烟气汇集区中的烟气进入集烟腔。

可选择地，二次热风出口邻近高温加热室的前端壁设置并且与二次冷风加热腔连通。

优选地，燃烧室进一步包括设置于燃烧室顶壁的待预热风入口、预热风抽出口、围绕烟气腔的外壁设置的预热腔以及将预热腔中的预热风抽出的预热风抽管，待预热风经由待预热风入口进入预热腔预热，预热风经预热风抽出口从预热腔抽吸至预热风抽管后输送至高温加热室的二次冷风入口。

可选择地，二次冷风进出腔内部设置有将二次冷风进出腔分隔为二次冷风流入区和二次冷风流出区的挡板，二次冷风入口连通二次冷风进出腔的二次冷风流入区，二次冷风加热腔与二次冷风进出腔的二次冷风流出区连通。

可选择地，二次冷风进出腔通过两组二次冷风换热管与二次冷风折返腔连通，二次冷风经由第一组二次冷风换热管进入二次冷风折返腔汇集后再流经第二组二次冷风换热管返回至二次冷风进出腔的二次冷风流出区。

可选择地，在二次冷风加热腔中设置有第二风机，第二风机使得二次冷风加热腔中的二次冷风围绕腔壁呈螺旋状旋转流动以使二次冷风加热腔中的二次冷风受热均匀，并延长二次冷风的换热时间。

可选择地，在一次冷风加热腔中设置有第一风机，第一风机使得一次冷风加热腔中的一次冷风围绕腔壁呈螺旋状旋转流动以使一次冷风加热腔中的一次冷风受热均匀，并延长一次冷风的换热时间。

可选择地，进一步包括设置于燃烧室的前端壁的燃烧机，燃烧机上开有与助燃风机相连的助燃气入口，燃烧机将燃烧产生的高温火焰喷射进入烟气腔与来自生物质燃烧池的生物质燃气混合燃烧。

优选地，燃烧机为汽油燃烧机，燃烧室的一端壁开有生物质燃料入口以将生物质燃料送入生物质燃烧池中气化燃烧。可选择地，燃烧机还可为生物质燃料、天燃气、重油等多种燃料的燃烧机。

可选择地，燃烧机可通过购买得到。

可选择地，燃烧室除了采用生物质燃烧池外，还可以替换为其它燃气、燃油的燃烧装置。

可选择地，第一烟气区的烟气出口处设有烟气风机，烟气风机使烟气管道中的烟气呈螺旋状排出。

其中，本发明中使用的术语前、后、前端、后端等描述位置关系的词语均是参照该高温热风炉的纵向方向(燃烧室、高温加热室、中温加热室由前向后的布置关系)定义。

本发明的有益效果是：(1)、本发明中的高温热风炉包括用于加热二次冷风的高温加热室和用于加热一次冷风的中温加热室，能够得到不同温度的热风；(2)、燃烧室中增设了预热腔，可以迅速高效的提高二次冷风的温度；(3)、采用生物质燃烧产生的高温烟气加热冷风，能够节省不可再生资源；(4)、高温加热室设有二次冷风进出腔和二次冷风折返腔增加二次冷风的与主烟道中的折返过程，中温加热室中设有一次冷风折返室以增加一次冷风在集烟腔中的折返过程，延长了一次冷风、二次冷风的换热时间使得换热更充分；(5)、烟气流经高温加热室和中温加热室，充分利用了高温烟气热量并降低了排出至环境的烟气温度。

附图说明

图1示出了本发明的高温热风炉的构造正视示意图。

图2示出了本发明的高温热风炉沿A-A线的剖视示意图。

图3示出了本发明高温热风炉的高温加热室的构造示意图。

图4示出了本发明高温热风炉的中温加热室的构造示意图。

具体实施方式

请参照图1及图2，根据本发明的一种非限制性实施方式，提供了一种高温热风炉，包括：热风炉本体，热风炉本体沿纵向分段为燃烧室100、高温加热室300以及中温加热室500。

燃烧室100包括设置于燃烧室100下部的生物质燃烧池110、设置于生物质燃烧池110上方的烟气腔130、设置于燃烧室的前端壁的燃烧机120、设置于燃烧室100顶壁的待预热风入口140、预热风抽出口150、围绕烟气腔130的外壁设置的预热腔160以及将预热腔160中的预热风抽出的预热风抽管170，烟气腔130与生物质燃烧池110连通，生物质燃烧池110中生物质气化燃烧产生的烟火进入烟气腔130，待预热风经由待预热风入口140进入预热腔160预热，预热风经预热风抽出口150从预热腔160抽吸至预热风抽管170后输送至高温加热室300。燃烧机120为燃气燃烧机，燃烧机120上开有与助燃风机(图未示)相连的助燃气入口122，燃烧机120将燃烧产生的高温火焰喷射进入烟气腔130与来自生物质燃烧池110的生物质燃气混合燃烧。

高温加热室300包括主烟道310、围绕主烟道310的外壁形成的二次冷风加热腔330、围绕主烟道310内壁的上周缘设置于高温加热室300后端的二次冷风进出腔360、围绕主烟道310内壁的上周缘设置于高温加热室300的前端的二次冷风折返腔370、以及设置于高温加热室300的顶壁的二次冷风入口380、二次热风出口390。

如图3所示，主烟道310与燃烧室100的烟气腔130连通，以利用来自燃烧室100的高温烟气加热高温加热室300中的二次冷风。二次冷风进出腔360内部设置有将二次冷风进出腔360分隔为二次冷风流入区361和二次冷风流出区365的挡板366。二次冷风入口380连通二次冷风进出腔360的二次冷风流入区361，二次冷风加热腔330与二次冷风进出腔360的二次冷风流出区365连通。二次冷风进出腔360通过两组二次冷风换热管与二次冷风折返腔370连通，二次冷风经由第一组二次冷风换热管367进入二次冷风折返腔370汇集后再流经第二组二次冷风换热管376返回至二次冷风进出腔360的二次冷风流出区365。二次热风出口390邻近高温加热室300的前端壁设置并且与二次冷风加热腔330连通。二次冷风经二次冷风换热管折返换热后进入二次冷风加热腔330进行环绕盘旋换热，最后经二次热风出口390输送给用户。

高温加热室300的主烟道310的后端封闭，高温加热室300还包括自主烟道310的外壁向二次冷风加热腔330延伸的若干根第一烟气支管311。第一烟气支管311穿过二次冷风加热腔330与二次冷风加热腔330的外壁和高温加热室300的内壁之间形成的第一烟气区320连通，使得来自主烟道310的烟气在第一烟气区320汇集后经由设于第一烟气区320的烟气出口325排出至中温加热室500。

如图4所示，中温加热室500包括集烟腔510、围绕集烟腔510的外壁设置的一次冷风换热腔530、围绕集烟腔510的内壁设置于中温加热室500的前端壁的一次冷风折返室540、邻近中温加热室500前端设置于一次冷风换热腔530的一次热风出口560、设置于中温加热室500的后端壁的一次冷风入口570、以及邻近中温加热室500后端壁设置于集烟腔510的烟气排出口580。中温加热室500中的一次冷风加热腔530的外壁与中温加热室500的内壁之间形成烟气汇集区520，来自第一烟气区320中的烟气经由烟气通过口522进入烟气汇集区520。中温加热室500进一步包括自烟气汇集区520向集烟腔510延伸的若干根第二烟气支管525，第二烟气支管525与集烟腔510连通以使烟气汇集区520中的烟气进入集烟腔510。

一次冷风入口570通过一次冷风管575连接至一次冷风折返室540，一次冷风折返室540与一次冷风换热腔530通过若干根一次冷风加热管550连通，一次冷风在折返过程中与集烟腔510中的烟气进行一次换热，使得一次冷风进入一次冷风换热腔530与集烟腔510中的烟气以及第二烟气支管525中的烟气进行二次换热后经由一次热风出口560输送给用户，完成换热后集烟腔510中的烟气经烟气排出口580排出至环境。

作为一种可替代实施方式一，燃烧室100进一步包括设于侧壁的废渣出口(图未示)以将生物质燃烧产生的废渣排出热风炉。

作为一种可替代实施方式二，燃烧室100可以不包括待预热风入口140、预热风抽出口150、预热腔160以及预热风抽管170。高温加热室300的二次冷风入口通过管线直接与二次风源连接。

作为一种可替代实施方式三，燃烧机120为燃油燃烧机。

作为一种可替代实施方式四，第一烟气区320的烟气出口325处设有烟气风机(图未示)，烟气风机使烟气管道中的烟气呈螺旋状排出以增加烟气在烟气管道中停留的时间。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。此外，本发明中的温度、流量、全压、浓度或时间等参数可以根据具体使用条件在本发明所公开的范围内适当选取。

Claims (10)

1.一种高温热风炉，包括：热风炉本体，所述热风炉本体沿纵向分段为燃烧室、高温加热室以及中温加热室，其特征在于：

所述燃烧室包括设置于所述燃烧室下部的生物质燃烧池以及设置于所述生物质燃烧池上方的烟气腔，所述烟气腔与所述生物质燃烧池连通，所述生物质燃烧池中生物质气化燃烧产生的烟火进入所述烟气腔；

所述高温加热室包括主烟道、围绕所述主烟道的外壁形成的二次冷风加热腔、围绕所述主烟道内壁的上周缘设置于所述高温加热室后端的二次冷风进出腔、围绕所述主烟道内壁的上周缘设置于所述高温加热室的前端的二次冷风折返腔、以及设置于所述高温加热室顶壁的二次冷风入口和二次热风出口；所述主烟道与所述燃烧室的所述烟气腔连通，以利用来自所述燃烧室的高温烟气加热所述高温加热室中的二次冷风，所述二次冷风入口与所述二次冷风进出腔连通以将二次冷风吹入所述二次冷风进出腔，所述二次冷风进出腔通过二次冷风换热管与所述二次冷风折返腔连通，二次冷风经由一部分所述二次冷风换热管进入所述二次冷风折返腔汇集后再流经另一部分所述二次冷风换热管返回至所述二次冷风进出腔，所述二次冷风加热腔与所述二次冷风进出腔连通，二次冷风经所述二次冷风换热管折返换热后进入所述二次冷风加热腔进行环绕盘旋换热，最后经所述二次热风出口输送给用户，所述主烟道与二次冷风换热后将烟气排出至所述中温加热室；以及

所述中温加热室包括集烟腔、围绕所述集烟腔的外壁设置的一次冷风换热腔、围绕所述集烟腔的内壁设置于所述中温加热室的前端的一次冷风折返室、邻近所述中温加热室前端壁设置于所述一次冷风换热腔的一次热风出口、设置于所述中温加热室的后端壁的一次冷风入口、以及邻近所述中温加热室的后端壁设置于所述集烟腔的烟气排出口，所述一次冷风入口通过一次冷风管连接至所述一次冷风折返室，所述一次冷风折返室通过若干根一次冷风加热管与所述一次冷风换热腔连通，使得一次冷风在折返过程中与所述集烟腔中的烟气进行一次换热后进入所述一次冷风换热腔中与所述集烟腔中的烟气进行二次换热，一次冷风完成二次换热后经由所述一次热风出口输送给用户，完成换热后所述集烟腔中的烟气经所述烟气排出口排出至环境。

2.如权利要求1所述的高温热风炉，其特征在于，所述主烟道的后端封闭，所述高温加热室包括自所述主烟道的外壁向所述二次冷风加热腔延伸的若干根第一烟气支管。

3.如权利要求2所述的高温热风炉，其特征在于，所述第一烟气支管穿过所述二次冷风加热腔与所述二次冷风加热腔的外壁和所述高温加热室的内壁之间形成的第一烟气区连通，使得来自所述主烟道的烟气在所述第一烟气区汇集后经由设于所述第一烟气区的烟气出口排出至所述中温加热室。

4.如权利要求3所述的高温热风炉，其特征在于，所述中温加热室中的所述一次冷风加热腔的外壁与所述中温加热室的内壁之间形成烟气汇集区，来自所述第一烟气区中的烟气经由所述中温加热室前端壁上的烟气通过口进入所述烟气汇集区。

5.如权利要求4所述的高温热风炉，其特征在于，所述中温加热室进一步包括自所述烟气汇集区向所述集烟腔延伸的若干根第二烟气支管，所述第二烟气支管与所述集烟腔连通以使所述烟气汇集区中的烟气进入所述集烟腔。

6.如权利要求5所述的高温热风炉，其特征在于，所述二次热风出口邻近所述高温加热室的前端壁设置并且与所述二次冷风加热腔连通。

7.如权利要求1～6中任一项所述的高温热风炉，其特征在于，所述燃烧室进一步包括设置于所述燃烧室顶壁的待预热风入口、预热风抽出口、围绕所述烟气腔的外壁设置的预热腔以及将所述预热腔中的预热风抽出的预热风抽管，待预热风经由所述待预热风入口进入所述预热腔预热，预热风经所述预热风抽出口从所述预热腔抽吸至预热风抽管后输送至所述高温加热室的所述二次冷风入口。

8.如权利要求1～6中任一项所述的高温热风炉，其特征在于，所述二次冷风进出腔内部设置有将所述二次冷风进出腔分隔为二次冷风流入区和二次冷风流出区的挡板，所述二次冷风入口连通所述二次冷风进出腔的所述二次冷风流入区，所述二次冷风加热腔与所述二次冷风进出腔的所述二次冷风流出区连通。

9.如权利要求8所述的高温热风炉，其特征在于，所述二次冷风进出腔通过两组二次冷风换热管与所述二次冷风折返腔连通，二次冷风经由第一组二次冷风换热管进入二次冷风折返腔汇集后再流经第二组二次冷风换热管返回至二次冷风进出腔的二次冷风流出区。

10.如权利要求1～6中任一项所述的高温热风炉，其特征在于，进一步包括设置于所述燃烧室的前端壁的燃烧机，所述燃烧机上开有与助燃风机相连的助燃气入口，所述燃烧机将燃烧产生的高温火焰喷射进入所述烟气腔与来自所述生物质燃烧池的生物质燃气混合燃烧。