CN106440887B - 食品烘烤用换热器及换热散热一体式预热烘烤设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品烘烤用换热器，所述食品烘烤用换热器，包括顶板、底板、侧板和设置在顶板和底板之间的换热隔板，所述换热隔板固定在侧板上，所述换热隔板将顶板和底板之间的空间分隔为多个媒介层，所述换热隔板由金属箔或金属片制成。还公开了一种换热散热一体式预热烘烤设备，包括烘烤箱体，烘烤箱体内部空间的下部设有微孔布风器，所述微孔布风器与冷媒出口相连，热媒进口通过导流管与烘烤箱体的内部空间的上部连通，所述冷媒进口处设有鼓风机，所述热媒出口处设有引风机。本发明整个换热系统不占用任何额外空间，充分利用壳体结构，使之成为烘烤设备的底盘加温设备、烘烤设备下部的绝热保温设备以及利用废气回收热能的预热器设备。

Description

食品烘烤用换热器及换热散热一体式预热烘烤设备

技术领域

本发明涉及一种食品烘烤设备，具体涉及一种食品烘烤用换热器及换热散热一体式预热烘烤设备。

背景技术

目前，现有的食品加工烘烤设备能够利用燃烧器燃烧产生的热量对食品进行加工，为了充分利用燃烧热量，减少热量散失，需要增设换热器作为新鲜空气预热器，现有的密闭加温设备的预热器均为外置型。由燃烧产生的废气将鼓入的新鲜空气进行预热，从而将废气中的热量回收到新鲜空气中，供设备进一步利用。这种烘烤设备内部除了热源产生热能外，其余结构均为散热结构，无法提供额外热能；预热器为传统类型换热器，与烘烤设备分离布置，占用外部空间，且管道热损巨大，效率低下；空气输入系统与烘烤设备分离，除高温密闭问题外，与原系统内热流场不一致，可导致燃烧不充分，从而浪费能源。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种食品烘烤用换热器及换热散热一体式预热烘烤设备。本发明采用的技术手段如下：

一种换热散热一体式预热烘烤设备，包括烘烤箱体，所述烘烤箱体内设有燃烧器，所述烘烤箱体的底部设有食品烘烤用换热器，所述食品烘烤用换热器包括顶板、底板、侧板和设置在顶板和底板之间的换热隔板，所述顶板朝向烘烤箱体的内部空间，所述换热隔板固定在侧板上，所述换热隔板将顶板和底板之间的空间分隔为多个媒介层，其中热媒层和冷媒层间隔设置，最上层的媒介层为热媒层，最下层的媒介层为冷媒层，所述底板上设有与最下层的冷媒层连通的冷媒进口和与最下层的热媒层连通的热媒出口，最上层的热媒层处设有热媒进口，最上层的冷媒层处设有冷媒出口，所述换热隔板由金属片制成，所述烘烤箱体内部空间的下部设有微孔布风器，所述微孔布风器与所述冷媒出口相连，所述热媒进口通过导流管与烘烤箱体的内部空间的上部连通，所述冷媒进口处设有鼓风机，所述热媒出口处设有引风机。

进一步地，所述热媒层设有将热媒层分隔为条形回转流道的分隔条Ⅰ，所述冷媒层设有将冷媒层分隔为条形回转流道的分隔条Ⅱ。

进一步地，所述分隔条Ⅰ为纵向设置，所述分隔条Ⅱ为横向设置，所述分隔条Ⅰ和分隔条Ⅱ为槽形铝合金条，所述槽形铝合金条的开槽侧朝向侧面设置。

进一步地，所述换热隔板通过高温胶粘接在侧板上。

进一步地，所述烘烤箱体内部空间的上部设有微孔吸风器，所述热媒进口通过导流管与所述微孔吸风器相连。

进一步地，所述微孔布风器设置在食品烘烤用换热器上方的两侧。

进一步地，所述烘烤箱体上方设有保温层，所述导流管的外部设有保温套。

进一步地，所述烘烤箱体的内侧壁上设有保温板，所述保温板包括金属外壳和填充于金属外壳内的珍珠岩，所述金属外壳朝向烘焙设备内部的一面材质为镜面不锈钢。

进一步地，所述鼓风机和引风机分别通过风道管与换热器相连，所述风道管上设有插缝，所述插缝内插有风门插片，所述风门插片上设有过风开孔，所述风门插片的两端设有用于将风门插片固定在风道管上的固定耳。

与现有技术比较，本发明所述的食品烘烤用换热器及换热散热一体式预热烘烤设备具有以下优点：

1、换热器对整个烘烤箱体起到绝热保温的作用，最上层为燃烧废气首先进入的热媒层，在与冷媒层进行换热的同时，向烘烤箱体内散热，形成换热与散热结合的预热器结构，充分利用燃烧废气的热量；

2、换热器的最外层为低温新鲜空气最先进入的冷媒层，温度较低，因此换热器的外层向空气中散发的热量极少，减少热量的散失；

3、整个换热系统不占用任何额外空间，充分利用壳体结构，使之成为烘烤设备的底盘加温设备、烘烤设备下部的绝热保温设备以及利用废气回收热能的预热器设备；

4、可提高烘烤设备底盘温度150℃，大大减少了下部热源设备的工作压力，提升进气温度近200℃，使预热效率高于其它类型的预热器，使底盘与外界接触部分与外界的温度差低于10℃，大大减少了系统向外散失的热量，换热器的换热效率可达到85％以上。

附图说明

图1是本发明实施例所述的食品烘烤用换热器的结构示意图。

图2是本发明实施例中下数第一层媒介层(冷媒层)的结构示意图。

图3是本发明实施例中下数第二层媒介层(热媒层)的结构示意图。

图4是本发明实施例中下数第三层媒介层(冷媒层)的结构示意图。

图5是本发明实施例中下数第四层媒介层(热媒层)的结构示意图。

图6是本发明实施例中下数第五层媒介层(冷媒层)的结构示意图。

图7是本发明实施例中下数第六层媒介层(热媒层)的结构示意图。

图8是图1的俯视图。

图9是本发明实施例所述的换热散热一体式预热烘烤设备的立体结构示意图(视线进入方向的两个面箱体外壳未画出)。

图10是图9另一视角的结构示意图(视线进入方向的两个面箱体外壳未画出)。

图11是本发明实施例所述的换热散热一体式预热烘烤设备的立体结构示意图(不含烘烤箱体)。

图12是本发明实施例所述的风道管和风门插片的结构示意图。

图13a至图13c为不同过风开孔的风门插片的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示，一种食品烘烤用换热器100，包括顶板101、底板102、侧板103和设置在顶板101和底板102之间的换热隔板104，所述换热隔板104固定在侧板103上，所述换热隔板104将顶板101和底板102之间的空间分隔为多个媒介层，媒介层的层数可以根据需要设定，本实施例以六层为例进行说明。其中热媒层105和冷媒层106间隔设置，本实施例共设有三层热媒层105和三层冷媒层106，最上层的热媒层105和中间的热媒层105的尾端相互连通，中间的热媒层105和最下层的热媒层105的首端相互连通，相应地，冷媒层106也是首端、尾端依次连通为S形整体通道。最上层的媒介层为热媒层105，最下层的媒介层为冷媒层106，所述底板102上设有与最下层的冷媒层106连通的冷媒进口107和与最下层的热媒层连通的热媒出口108，最上层的热媒层105处设有热媒进口109，最上层的冷媒层106处设有冷媒出口110，所述换热隔板104由金属箔制成，可以为铝箔或铜箔，也可以由金属片制成，可以为铝、铜或钢的薄片。最上层为燃烧废气首先进入的热媒层105，在与冷媒层106进行换热的同时，向烘烤箱体内散热，形成换热与散热结合的预热器结构，充分利用燃烧废气的热量；最下层为低温新鲜空气最先进入的冷媒层106，温度较低，因此换热器的外层向空气中散发的热量极少，减少热量的散失。

所述热媒层105设有将热媒层105分隔为条形回转流道的分隔条Ⅰ111，所述冷媒层106设有将冷媒层106分隔为条形回转流道的分隔条Ⅱ112，热媒层105和冷媒层106的边缘处设有导流挡条113，回转流道指使媒介逐步往复流动的流道。所述分隔条Ⅰ111为纵向设置，使燃烧废气在流道内往复流动由中间向两侧推进或由两侧向中间推进。所述分隔条Ⅱ112为横向设置，具体为两端设有流道口的分隔条Ⅱ112和中间设有流道口的分隔条Ⅱ112间隔设置，使新鲜空气从一端的中间进入，向两侧流动然后向中间流动，依次类推，逐渐向冷媒层106的另一端推移，或者新鲜空气先从一端的两侧进入，向中间流动，然后向两侧流动，依次类推，逐渐向冷媒层106的另一端推移。由于换热隔板104为金属箔，厚度较小，分隔条Ⅰ111和分隔条Ⅱ112在将媒介层分隔为条状流道使热交换更充分的同时，对换热隔板104，也就是金属箔起到支撑的作用，且逐层纵横交替设置，为金属箔提供网状支撑，延长使用寿命。本实施例中分隔条Ⅰ111、分隔条Ⅱ112和导流挡条113采用槽形铝合金条，开口朝向侧面设置，在有效支撑的同时，不减小换热面积和介质流通截面积。

所述换热隔板104通过高温胶粘接在侧板103上，本实施例所述的高温胶耐高温达350℃以上。

如图9至图11所示，一种换热散热一体式预热烘烤设备，包括烘烤箱体200，所述烘烤箱体200内设有燃烧器，包括上部燃烧器201和下部燃烧器(图中未画出)，本实施例中，烘烤箱体下部的燃料管穿过换热器上的通孔114与下部燃烧器相连，燃烧器的数量可以根据需要进行设定，下部燃烧器多为两个、三个或者四个，不同数量的燃烧器可以设定相应数量的通孔114，本实施例以两个下部燃烧器的情况为例进行说明。所述烘烤箱体200的底部设有本发明所述的食品烘烤用换热器100，具体配套数量可以根据需要进行设置，本实施例每个烘烤箱体200配有两套食品烘烤用换热器100，所述食品烘烤用换热器100的顶板101朝向烘烤箱体200的内部空间，向烘烤箱体内散热，形成换热与散热结合的预热器结构，充分利用燃烧废气的热量，所述烘烤箱体200内部空间的下部设有微孔布风器202，所述微孔布风器202与所述冷媒出口110相连，所述热媒进口109通过导流管203与烘烤箱体200的内部空间的上部连通，所述冷媒进口107处设有鼓风机204，所述热媒出口108处设有引风机205。

所述烘烤箱体200内部空间的上部设有微孔吸风器206，所述热媒进口109通过导流管203与所述微孔吸风器206相连(微孔吸风器206和微孔布风器202可以为相同的结构)。

所述微孔布风器202设置在食品烘烤用换热器100上方的两侧。

所述烘烤箱体200上方设有保温层207，所述导流管203的外部设有保温套。

所述烘烤箱体的内侧壁上设有保温板208，所述保温板208包括金属外壳和填充于金属外壳内的珍珠岩，所述金属外壳朝向烘焙设备内部的一面材质为镜面不锈钢。本实施例的金属外壳材质为SUS304镜面不锈钢，热源产生的红外辐射经保温板208的镜面反射后，一部分被生产物料吸收，一部分反射到其它镜面，经多次反射后最终也被物料吸收，提高物料吸收率的效果。

如图12和图13a至图13c所示，所述鼓风机204和引风机205分别通过风道管209与换热器相连，所述风道管209上设有插缝210，所述插缝210内插有风门插片211，所述风门插片211上设有过风开孔212，所述风门插片211的两端设有用于将风门插片211固定在风道管209上的固定耳213。所述插缝210的宽度比风门插片211的厚度大0-0.05㎜，优选0-0.02㎜。本实施例中，所述风门插片211的厚度为1㎜，所述插缝210的宽度为1-1.02㎜，使风门插片211与插缝210之间的缝隙极小，基本消除风量的泄漏。所述风门插片211的形状为两个相互平行的线段和两个圆弧连接形成的形状，也就是将一个圆形两端各削去一个弓形后形成的形状，圆弧部分的弧度与风道管的外弧度相应，两个圆弧的直径略大于风道管209的外径，所述过风开孔212为设置在风门插片211中间的圆形孔，所述风门插片211的两端各设有一个或两个固定耳213。所述固定耳213通过连接颈214连接在风门插片211的两端，所述连接颈214的宽度小于固定耳213的宽度，便于固定时进行弯折。使用时，选择过风开孔212面积合适的风门插片211，插入风道管209上的插缝210中，调整位置，将固定耳213进行弯折，实现风门插片211的固定，对于一共设置四个固定耳213的风门插片211，可以将同侧的两个固定耳213向不同的方向弯折，增强固定效果。在需要对过风量进行调整时，卸下原有的风门插片211，选择适合的风门插片211插入固定即可。

使用时，选择适合的风门插片211插入插缝210，进行固定，启动鼓风机204和引风机205，则新鲜空气通过鼓风机204和冷媒进口107进入图2所示的最下层的冷媒层106，并沿虚线尖头所示方向流动，直至流入图上方的两个角部，通过图4所示的角部开口进入图4所示的第二层冷媒层，并沿虚线尖头所示方向流动，直至流入图下方的中间部分，并通过图6所示的中间的开口进入图6所示的上层的冷媒层，并沿虚线尖头所示方向流动，直至流至图上方的两个角部，并通过图8所示的冷媒出口110和微孔布风器202进入烘烤箱体内，供燃烧使用。相应地，高温燃烧废气在引风机的作用下，从微孔吸风器206进入导流管203，并通过热媒进口109进入图7所示的最上层的热媒层105，并沿虚线尖头所示方向流动，直至流至图上部的中间部分，并通过开口流至图5所示的中间的热媒层105，并沿虚线尖头所示方向流动，直至流至图中所示的下部两个角部，并通过开口流至图3所示的下层的热媒层105，并沿虚线尖头所示方向流动，直至流至热媒出口108处并通过引风机流出。在上述过程中，作为冷媒的新鲜空气与作为热媒的燃烧废气进行热量的交换，使新鲜空气达到足够的温度供燃烧使用，同时降低燃烧废气的温度，避免排出气体温度过高，影响操作环境。

本实施例可提高烘烤设备底盘温度150℃，大大减少了下部热源设备的工作压力，提升进气温度近200℃，使预热效率高于其它类型的预热器，使底盘与外界接触部分与外界的温度差低于10℃，大大减少了系统向外散失的热量，换热器的换热效率可达到85％以上。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种换热散热一体式预热烘烤设备，包括烘烤箱体，所述烘烤箱体内设有燃烧器，其特征在于：所述烘烤箱体的底部设有食品烘烤用换热器，所述食品烘烤用换热器包括顶板、底板、侧板和设置在顶板和底板之间的换热隔板，所述顶板朝向烘烤箱体的内部空间，所述换热隔板固定在侧板上，所述换热隔板将顶板和底板之间的空间分隔为多个媒介层，其中热媒层和冷媒层间隔设置，最上层的媒介层为热媒层，最下层的媒介层为冷媒层，所述底板上设有与最下层的冷媒层连通的冷媒进口和与最下层的热媒层连通的热媒出口，最上层的热媒层处设有热媒进口，最上层的冷媒层处设有冷媒出口，所述换热隔板由金属片制成，所述烘烤箱体内部空间的下部设有微孔布风器，所述微孔布风器与所述冷媒出口相连，所述热媒进口通过导流管与烘烤箱体的内部空间的上部连通，所述冷媒进口处设有鼓风机，所述热媒出口处设有引风机。

2.根据权利要求1所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述热媒层设有将热媒层分隔为条形回转流道的分隔条Ⅰ，所述冷媒层设有将冷媒层分隔为条形回转流道的分隔条Ⅱ。

3.根据权利要求2所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述分隔条Ⅰ为纵向设置，所述分隔条Ⅱ为横向设置，所述分隔条Ⅰ和分隔条Ⅱ为槽形铝合金条，所述槽形铝合金条的开槽侧朝向侧面设置。

4.根据权利要求1所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述换热隔板通过高温胶粘接在侧板上。

5.根据权利要求1所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述烘烤箱体内部空间的上部设有微孔吸风器，所述热媒进口通过导流管与所述微孔吸风器相连。

6.根据权利要求1所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述微孔布风器设置在食品烘烤用换热器上方的两侧。

7.根据权利要求1所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述烘烤箱体上方设有保温层，所述导流管的外部设有保温套。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述烘烤箱体的内侧壁上设有保温板，所述保温板包括金属外壳和填充于金属外壳内的珍珠岩，所述金属外壳朝向烘焙设备内部的一面材质为镜面不锈钢。

9.根据权利要求8所述的换热散热一体式预热烘烤设备，其特征在于：所述鼓风机和引风机分别通过风道管与换热器相连，所述风道管上设有插缝，所述插缝内插有风门插片，所述风门插片上设有过风开孔，所述风门插片的两端设有用于将风门插片固定在风道管上的固定耳。