专利名称:单种热源远红外辐射对流复合烘炉的制作方法
本实用新型涉及一种改进的远红外烘炉，特别是一种仅采用单种热源即能实现在炉内同时产生辐射及对流的复合烘炉。它是一种适用于加热范围在5℃－300℃的低温工业加热炉。
在各个领域的工业生产中，广泛地使用着烘烤炉、加热炉，这类设备的加热方式有多种，根据传热学理论分析及长期实践证明单纯采用以热风对流为主的加热方式，特点是温度场及加热效果均匀，但烘干时间长，热效率低；若单纯采用远红外辐射为主的加热方式，特点是热交换效率高，干燥时间短，但被加热空间温度场不均匀，对形状复杂的被加热物件有照射阴影。为对上述加热方式进行改进完善，七十年代后，国际上提出了在炉内同时采用辐射及对流复合加热的理论，到目前为止，国内外已制造出采用这种复合加热先进工艺的多种类型设备，如《特开昭50－28055》专利中所描述的特殊远红外辐射干燥机，《特开昭50－58625》专利中所描述的涂料干燥装置，以及如我国南京汽车制造厂、沈阳轿车制造厂等单位近期正采用的这类先进复合加热工艺设备。以上所述这些设备，除了其它共同特点以外，其中一个明显的共同特点是为实现在炉内同时产生辐射及对流双重效应，所采用的都是两种热源，即一种热源提供辐射热，另一种热源提供对流热。本实用新型目的是要提供一种只须采用单种热源即能在炉内同时产生辐射及对流双重热效应的改进结构烘炉，这种经改进的烘炉具有能够提高热效率、节能显著、炉体结构紧凑合理。烘干产品质量可靠等优点。
根据近代经典传热学理论计算可知，一般加热炉内的热源，随着工作温度的增高，按普朗克公式，辐射热能按元件表面增值的4次方增率递增；对流热能只按温度增加线性关系递增。当温度为100℃时，辐射热能与对流热能的比值E辐／E对＝0.66；当温度达到300℃时E辐／E对＝7.4其比差值随温度升高而递增情况详见下表
由上表可以发现在低温范围内(300℃以内)，炉内热源同时可产生热能比差不大的可供利用的有效辐射热及对流热，特别是在200℃时E辐／E对＝1.04、几乎相等。这就是本发明在低温范围内，仅采用单种热源可实现复合加热的设计依据。
本实用新型的任务是这样实现的设计一个长方体箱形炉，一般以高／长／宽＝1／0.55／0.5为宜。炉体各面(包括炉门)设有保温层。在除了炉门外的另外三个立面上，在保温层内壁与炉膛壁之间，相隔50－100毫米宽距离，使之在这三个立面上都形成通道，每个通道都与安装在炉顶部的强制循环系统及炉底部的热风进口孔相通联，在炉膛三个竖壁上，每个壁上开有多排水平辐射窗口，辐射窗口形状大小与紧镶在其上的管式远红外加热元件相近，管式远红外加热元件的镶装位置是在热风通道内，紧贴在辐射窗口上，从辐射窗口射出的红外辐射角应不小于120°，辐射角越接近180°越好。管式远红外加热元件在从辐射窗口向炉膛内进行辐射的同时，在热风通道内使强制循环系统中风机所驱动的空气，自上而下流动时不断被加热，形成对流热风，对流热风汇流到炉底部空腔后通过热风进口孔进入炉膛，然后自下而上对被加热物件进行热交换，降温后热风继续上升进入强制循环系统，根据不同加热工艺要求，或是由炉顶部排气筒排入大气(如烘烤含易燃易爆气体物件工艺需排放废气)，或是再次进入热风通道继续被加热循环使用。被加热物件可由一个根据被加热物件形状尺寸相适应的多层架的平台车直接推进炉内，关上炉门后即可开始加热。若为了完全消除辐射阴影还可设计成在炉底设置一个由外部操纵的旋转工作台，物件进入炉后，在缓慢旋转中进行辐射及对流加热，这样加热效果更佳。旋转台尺寸应以旋转时，物件不碰到炉膛壁为准。为了增加炉膛内热风对流的换热面积並使之形成紊流，同时增加辐射的折射效应，炉膛壁由压制成横向波纹的金属板做成，特别是由铝板制成。炉内温度监测及控制，强制循环系统均由另外一个单独的控制柜自动控制，控制柜属通用技术与本发明特征无直接关系，不再详细描述。对于用于烘干可产生易燃易爆气体物件用途的加热炉，在设计时同时需采用防爆电机及防爆控制工艺。根据上述发明特点及加热温度适应范围，该复合加热炉，通过温度控制及辐射对流按比例调整设计成适应不同领域用途的系列化工业烘炉。在喷漆烘干、食品粮食干燥、造纸、印染烘干、橡胶塑料制品固化、药物、化工产品及金属低温热处理等领域内将有很好的应用前景。
以下将结合附图对本发明进一步说明图1是本发明一种具体结构主视剖面图图2是图1的俯视剖面图参照图1、图2，本实施例是一个已设计制造完毕并投入内部使用的专用小型电机浸漆烘干的复合烘炉。一个配有单独控制柜的箱式复合烘炉，炉体〔2〕内各面(包括炉门)设有保温层〔3〕。保温层〔3〕内填充有复合保温材料硅酸铝陶瓷纤维毡及玻璃丝棉，热风通道〔9〕在除了炉门〔10〕外的另外三个立面上，由保温层内壁〔12〕与炉膛壁〔4〕间隔80mm形成，炉膛壁〔4〕由压制成横向波纹的金属铝板做成。在这三面炉膛壁〔4〕上，每面开有自上而下的六排水平方向的辐射窗口〔6〕，十八支管式远红外加热元件〔5〕在热风通道〔9〕内，对应地紧镶在十八个辐射窗口〔6〕上，这些管式远红外加热元件〔5〕，既可以从辐射窗口〔6〕中以120°的辐射角向炉膛〔11〕内提供辐射热，又能同时不断加热被炉顶部强制循环系统所驱动自上而下流动的空气，形成对流热风。热风经炉底部热风进口孔〔13〕进入炉膛〔11〕内，与被烘小型电机进行热交换后，由通向顶部的强制循环系统〔1〕的管道中或是排走，或是继续参加循环。
该复合烘炉实施主要技术参数如下炉体外形尺寸 长×宽×高＝1600×1500×2800(毫米)炉膛尺寸 长×宽×高＝1200×900×1600(毫米)额定功率 12瓩额定电压 380伏相 数 3频 率 50赫兹额定温度 200度(摄氏)空炉升温时间 1小时本实施例内部使用后，与原来一台同等容量的旧电炉相比，功率为原来的1／3，每炉烘干时间缩短8小时，节约电500度左右，按单台电机定子烘干耗电折算，每件产品可节电2.5度，按年产2万台计算，全年至少节电2万5千度，特别是电机烘烤质量显著提高，用该炉烘干的电机，潮态绝缘强度、耐压指标，经测试已达到国家标准和国际(IEC)标准。其节能效果、经济效益、社会效益从此实施例已可见一斑。
权利要求
1.一种远红外辐射对流复合烘炉，由炉体[2]炉门[10]、炉膛[11]、保温层[3]、强制循环系统[1]、热风进口孔板[7]、热源[5]组成，其特征是使炉内同时产生辐射及对流复合加热效应的热源，仅采用单种热源-一种管式远红外元件[5]，在除炉门[10]外的炉膛三个立面上，在保温层内壁[12]与炉膛壁[4]之间相隔一段距离，构成热风通道[9]，在三面炉膛壁[4]上，开有多排水平方向辐射窗口[6]，在热风通道一侧，每个辐射窗口[6]上紧装镶一支管式远红外元件[5]。
2.如权利要求
1所规定的远红外辐射对流复合烘炉，其特征是形成热风通道〔9〕的保温层壁〔12〕与炉膛壁〔4〕之间的距离是50－100毫米。
3.如权利要求
1所规定的远红外辐射对流复合烘炉，其特征是炉膛壁〔4〕由压制成横向波纹的金属板制成。
4.如权利要求
3所规定的远红外辐射对流复合烘炉，其特征是炉膛壁〔4〕由 铝板制成。
5.如权利要求
1、2、3、4所规定的远红外辐射对流复合烘炉，其特征是炉底部安装有一个可控制的旋转工作台。
专利摘要
本实用新型公开了一种仅需采用单种热源即能在炉内同时产生辐射及对流效应的复合烘炉。该炉属于适于加热50°-300℃范围内的低温工业加热炉。由于只采用单种热源，使这种改进的烘炉具有热效率高、节能效果显著，结构紧凑合理，烘烤质量可靠等优点。它可以广泛被应用于如喷漆烘干、食品粮食加工干燥、造纸、印染烘干、橡胶塑料制品固化、药物化工及低温金属热处理等领域。
文档编号F27B5/00GK86207666SQ86207666
公开日1987年9月9日 申请日期1986年10月6日
发明者黄大茂, 许应涛, 杨英明 申请人:黄大茂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan