專利名稱:逆螺旋熱交換節(jié)能熱處理方式及實用型的制作方法
該種熱處理方法是一種新型的節(jié)能熱處理方式，可廣泛用于多種部門對固、液、氣體物質(zhì)實行節(jié)能熱處理、熱加工或熱作用，以期達(dá)到各種不同的效果或目的。
一、結(jié)構(gòu)特點被處理物沿著金屬或非金屬片材所圍成的一條逆螺旋式(因該式是以螺旋途徑進(jìn)入中心后，再逆原螺旋方向而出，故我們定義為逆螺旋式)通道。熱源置于螺旋中心(圖1)通道兩側(cè)有側(cè)蓋以絕熱，防止熱量外泄。
其結(jié)構(gòu)形式有立式、臥式、罩式、碗式和并列式。
立式-螺旋隔片平行于地面。
臥式-螺旋隔片垂直于地面。
罩式-外形是一個罩樣半球，平面在下，以球心為螺旋扇頂點。螺旋扇從底部逐漸旋向頂部，再從頂部逆螺旋而出到底部，圍出截面呈扇形的螺旋通道，熱源置于立軸處(見圖2)。
碗式-結(jié)構(gòu)與罩式一樣，只是位置倒轉(zhuǎn)象碗樣、平面在上。
并列式-正、逆螺旋通道是并列分層間隔排列的。
熱源依處理對象的不同可以是電熱能(如電熱器、電弧、電感應(yīng)等)、電磁波熱能(如紅外線、遠(yuǎn)紅外線、微波、超聲波、光幅射等熱能(如各種燃料的燃燒、蒸氣、各種廢熱等)、化學(xué)熱能(如反應(yīng)熱、電化學(xué)反應(yīng)熱)和原子能等各種熱源。
二、節(jié)能原理待處理的物質(zhì)依次或連續(xù)從進(jìn)口沿螺旋通道逐漸移向螺旋中心時，不斷吸收熱源的熱能和逆向移動的經(jīng)過熱處理的物質(zhì)的余熱、溫度越來越高，逐漸達(dá)到預(yù)期的熱處理效果或目的，然后繞過中心。以逆螺旋方向逐漸移向出口，在逆程中，余熱逐漸傳遞給正向進(jìn)入的物質(zhì)，從而達(dá)到下面一種節(jié)能熱處理過程
把中心的熱源改為冷源則成為冷處理、加工或冷作用方式。
三、被處理物的傳送方式氣、液態(tài)或膠體、物質(zhì)只需使進(jìn)口端的壓力大于出口端的壓力即可，液體膠體的可使液體放置高于熱處理器而流下或加裝輸液泵。
氣體可從有壓貯氣罐或用壓氣機(jī)壓入。
固體的傳送方法可用吊運(yùn)式、推拉式、底鏈?zhǔn)?、?cè)鏈?zhǔn)健⒓喪?、電磁式和氣墊式等。
吊運(yùn)式該方式用于臥式或碗式結(jié)構(gòu)，螺旋通道的頂部有吊軌、或吊索。被處理的物品吊于通道內(nèi)沿吊軌或吊索傳送，動力源可分散裝于吊上或裝在出入口推拉。
推拉式該方式用于臥式碗式或罩式結(jié)構(gòu)，螺旋通道的底部有軌道，被處理物品可放置于沿軌道前進(jìn)的類似火車的“列車”上，動力源可置于出入口推拉。
底鏈?zhǔn)皆摲绞接糜谂P式結(jié)構(gòu)，通道底部有軌道，“列車”底部有齒鏈或齒道，其下有與之咬合的齒輪驅(qū)動“列車”前進(jìn)，驅(qū)動齒輪可多個分散安裝。
側(cè)鏈?zhǔn)皆摲绞接糜诹⑹健⑴P式、碗式、罩式均可，“列車”沿軌道運(yùn)行，其側(cè)面有齒鏈，驅(qū)動齒輪中心置于隔層處，驅(qū)動齒輪同時與正逆兩通道的側(cè)鏈相咬合，當(dāng)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動時，則同時帶動兩通道的“列車”相逆向運(yùn)動，驅(qū)動齒輪可多個分散安裝。
棘輪式該方式采用五種結(jié)構(gòu)形式均可，傳送方式與上兩式基本相同，只是用棘輪和棘爪分別代替齒鏈和齒輪。
電磁式該方式用于臥式，“列車”底部與通道底部分別裝有電磁鐵，結(jié)構(gòu)形式與直線馬達(dá)相仿，也可以做成磁墊式，通電后在電磁鐵的相互作用下，推動“列車”前進(jìn)。
氣墊式該方式用于臥式，“列車”底部有氣墊裝置，通道底部是平滑的，加入高壓氣，則氣墊使“列車”懸浮，動力源則可較輕便地驅(qū)動其前進(jìn)。
以上為傳送的幾種方式，可依被處理對象的特點及要求而采取各種相應(yīng)或綜合的傳送方式。
四、應(yīng)用及實用型該逆螺旋熱交換節(jié)能熱處理方式。適用于多種熱處理、加工或作用后，被處理物的廢熱的再利用以達(dá)到節(jié)能的目的。
根據(jù)各種不同的目的和不同的對象，可利用該方式制成多種不同的實用型。
化工上可用耐腐蝕的片材制造螺旋隔層，能廣泛用于多種化學(xué)物質(zhì)和油脂類的熱分解、熱裂、加速反應(yīng)、合成、聚合、提煉等，也可用于電解、電觸、電鍍、提純等。電液循環(huán)流動，既可提高電化學(xué)作用效果又可節(jié)能。
工業(yè)上可廣泛用于對各種物質(zhì)的熱處理、熱加工、或熱作用(如烘、烤、燒制、分離、冶煉、鍛燒和鑄造等)。
利用此法可制成生產(chǎn)中需烘干過程(如機(jī)電、造紙、紡織、印染等行業(yè))的烘干設(shè)備。
用此方式的另一種結(jié)構(gòu)型式-并列式。則可制造節(jié)能連續(xù)鑄爐或石灰、水泥、礦物、焦炭等的鍛燒、熔練爐。此式螺旋通道只需單螺旋而正、逆向通道則是上下并列間隔分層排列的，分層可以是兩層或多層，中心是燒化爐、熱熔金屬或燒過的物質(zhì)從下層流出，原料則從上層吸余熱升溫逐漸進(jìn)入燒化爐，從而達(dá)到節(jié)能鑄造、熔練或鍛燒。
利用該方式的臥式結(jié)構(gòu)可制造大型螺旋式熱交換的節(jié)能陶、瓷、磚、瓦窯、熱源置于中心、煙囪置子入口處附近余熱使坯料能充分烘干預(yù)熱，隔層可部分省去，此法適于大規(guī)?，F(xiàn)代化連續(xù)生產(chǎn)。
食品工業(yè)也可利用該方式制成各種烘、烤爐，這種爐采用立式或臥式放置，可用緊排列的長條懸掛托盤網(wǎng)狀或有孔園筒及有網(wǎng)罩的連續(xù)鋼帶盛待烘食品(如面包、糕餅等)，隔層可適當(dāng)省去;若作烤制爐可用長鐵條(或帶鉤、肋等)穿成或吊成一排排送烤。這種烘烤爐具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、勞動強(qiáng)度小、能耗低、自動化程度高和能連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點。
飲料工業(yè)上可用此方式對各種飲料、乳制品、酒類、發(fā)酵料、油脂類及藥品等實行節(jié)能滅菌或加工。可用不銹鋼或其他金屬片材制造螺旋隔層，采用立式或并列式為宜。
用罩式結(jié)構(gòu)可制作需要對固體去液的裝置熱源置于立軸處，待脫液物體沿螺旋扇圍成的通道逐漸升溫，物體內(nèi)液體受熱逐漸流出沿漏斗形扇面流回球心處?；蛭矬w內(nèi)的液體變成蒸汽從罩頂部集中引出。此種裝置可廣泛用于干餾、蒸發(fā)、(如蒸酒)、脫水、脫脂、熱解、烘干等固液分離且連續(xù)生產(chǎn)的場合。
用碗式結(jié)構(gòu)可作為浸、滲、染某種液體的設(shè)備，封閉的底部可裝藥液，處理液、膠液、染料、或漆類等;待浸滲的物質(zhì)順螺旋通道受熱經(jīng)浸滲處理后，經(jīng)出液、滴液回流后烘干。從而節(jié)能節(jié)液且連續(xù)生產(chǎn)。
以上的所有設(shè)備均可配以自動裝置控制熱源溫度、輸送速度、生產(chǎn)過程和自動監(jiān)測、顯示、報警等使設(shè)備既達(dá)最佳節(jié)能效果又能自動化連續(xù)文明生產(chǎn)。
還有一個很有前途的應(yīng)用就是制成《逆螺旋熱交換節(jié)能自動開水產(chǎn)生器》簡稱為節(jié)能自動開水器。(圖4)為其結(jié)構(gòu)示意圖。
這種開水器具有自動化功能，只要用水管連接自來水龍頭和其貯水箱(4)的進(jìn)水口(1)，浮子開關(guān)(3)便會自動保證貯水箱處于滿水狀態(tài)，插頭插入電源，節(jié)能滅菌器(27)便會自動把生水處理成滅菌、符合衛(wèi)生飲用水貯于開水箱(24)內(nèi)。開水箱的開水量達(dá)干簧管(13)后，浮子磁鐵(15)便會使其動作，而斷開電熱器(10)的電源停止處理水。開水箱下設(shè)有壓通開關(guān)(18)和(21)只要把杯置于其下，壓通開關(guān)(21)時，涼水電磁閥(23)開通流出涼開水;壓通開關(guān)(18)時，熱水電磁閥(17)開通同時，電熱器(19)通電使涼開水成熱開水，控制水溫開關(guān)(20)可控制出水流量而實現(xiàn)溫度控制，拿起杯子則自動停水。當(dāng)開水箱內(nèi)的水量降到干簧管(16)時，浮子磁鐵(15)使其動作接通電熱器(10)的電源，水溫達(dá)預(yù)定溫升后，熱敏開關(guān)(11)動作使電磁閥(12)動作并自鎖，便開始處理生水為滅菌水。貯水箱的面板上裝有玻管(6)，內(nèi)有浮子磁鐵(7)作水量指示，管底部有干簧管(3)，當(dāng)貯水量因故降低到浮子磁鐵使干簧管動作時，缺水指示燈(5)亮，提醒人們加水并自動斷開電源防止因缺水而燒壞發(fā)熱器。吊裝孔(2)和安裝孔(22)以適合吊裝，安裝或座放的不同需要。
(圖5)是該節(jié)能自動開水器的電氣原理圖。
這種開水器是一種具有滅菌效果、能耗小、成本低、符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的、使用方便、實用的新型科學(xué)開水產(chǎn)生器，可廣泛適用于家庭、機(jī)團(tuán)、公共場所、制酒、制藥、飲食行業(yè)、飲料生產(chǎn)、醫(yī)院、衛(wèi)生部門及其他需要使用滅菌開水的行業(yè)或部門。
上述的開水器其核心是逆螺旋熱交換節(jié)能滅菌器，簡稱節(jié)能滅菌器(37)。
結(jié)構(gòu)由兩條帶狀螺旋隔層(9)圍出一條逆螺旋式通道，螺旋中心處有熱源(10)，兩側(cè)有側(cè)蓋(26)密封并防止熱能外泄。熱敏開關(guān)(11)和電磁閥(12)配合，是為使滅菌器于間斷工作時，只有當(dāng)水溫升達(dá)預(yù)定溫度時，熱敏開關(guān)才動作而開啟電磁閥放水，以保證效果。
螺旋隔層(9)可用薄鋁片、銅片、有鍍層的鐵片或不銹鋼等金屬片材或玻璃、無毒塑料、瓷等非金屬片材制造。
側(cè)蓋(26)可用金屬片沖壓鉚合而成，也可用無毒塑料、瓷料、樹脂類或水泥類壓注或封固。
能源(10)可以是電熱器、微波、遠(yuǎn)紅外、超聲波、燒燃料、蒸汽或光幅射等。
周圍有保溫材料(25)減少熱能散失。
此節(jié)能滅菌器的規(guī)格可大可小，小的可供家庭場所用，大的可供機(jī)團(tuán)用，也可以作為液體、膠體及懸濁液(如各種飲料、酒、脂類、乳品、發(fā)酵類、食品、藥品等)的滅菌設(shè)備。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是熱處理、熱加工或熱作用的一種新型節(jié)能方式，此方式其結(jié)構(gòu)特征是被處理物經(jīng)過一條螺旋通道進(jìn)入螺旋中心，經(jīng)受置于中心的熱(冷)源處理，加工或作用后，再逆原螺旋方向而出，相逆向運(yùn)行的物質(zhì)間進(jìn)行進(jìn)行熱交換，使余熱得到充分利用，即物質(zhì)所經(jīng)過的是下面一種節(jié)能熱處理、加工或作用模式。
2.按權(quán)利要求
1所規(guī)定的方式對物質(zhì)實行熱(冷)處理、加工或作用(如滅菌、烘、烤、干燥、燒制、熱裂、熱解、合成、聚合、加速反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)、熱處理、浸、滲、染、提煉、冶煉、鑄造等)目的的裝置或設(shè)備。
3.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式，其特征是位于螺旋中心的能源可以是電熱能(如電熱、電弧、電感應(yīng)等)。電磁波能(如遠(yuǎn)紅外線、、微波、超聲波和光幅射等)，熱能(如燒燃料、蒸汽、廢熱等)，化學(xué)熱能(如反應(yīng)熱、電化學(xué)反應(yīng)熱等)和原子能等。
4.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式，固體待處理物的傳送方法具有以下特征a、吊運(yùn)式待處理物吊于通道內(nèi)傳送;b、推拉式待處理物靠前后拉推傳送;c、底鏈?zhǔn)酱幚砦锟康撞康凝X鏈傳送;d、側(cè)鏈?zhǔn)酱幚砦锟績蓚?cè)的齒鏈傳送;e、棘輪式待處理物靠棘輪傳送;f、電磁式待處理物靠電磁作用力傳送;g、氣墊式待處理物靠底部的氣墊作用傳送;
5.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式，其結(jié)構(gòu)特征是a、立式螺旋隔片平行于地面;b、臥式螺旋隔片重直于地面;c、罩式半球狀外形，球平面在下，以球心為支點，兩塊螺旋狀扇面隔片從平面旋向立軸，圍出截面呈扇形的逆螺旋式通道，能源置于立軸處;(見圖2)碗式結(jié)構(gòu)與罩式一樣，只是位置倒轉(zhuǎn)象碗樣。d、并列式正逆螺旋通道是同心并列分層排列的。
6.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式，其特征是整個過程都可以是自動化的a、能源的自動調(diào)節(jié);b、輸送速度的自動控制;c、監(jiān)測、顯示、報警等的自動控制。d、生產(chǎn)過程的自動控制;
7.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式，制造的熱化學(xué)反應(yīng)或熱物理作用的設(shè)備。
8.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的烘烤設(shè)備。
9.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的熔煉、鍛燒爐。
10.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的磚、瓦、陶、瓷窯。
11.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的各種食物(包括各種飲料、乳品、酒類、脂類、發(fā)酵類、食品、藥品等)的滅菌設(shè)備。
12.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的食品烘烤爐其盛料方式特征是a、懸掛式長條狀托盆排;b、長鐵條排;c、有孔的或網(wǎng)狀的金屬筒排;d、有網(wǎng)罩的鋼帶;
13.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的浸、滲、染某種液體的裝置。
14.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的固液分離裝置。
15.按權(quán)利要求
1或2所規(guī)定的方式制造的電化學(xué)反應(yīng)池。
16.按權(quán)利要求
1所規(guī)定的方式，制造的(圖4)中的節(jié)能滅菌器(27)其結(jié)構(gòu)特征是a、螺旋通道隔層(9)由較薄的鋁、不銹鋼、銅、鐵等金屬片材或玻璃、瓷、無毒塑料等非金屬片材制造;b、熱源(10)可以是電熱器、遠(yuǎn)紅外、微波、燃料、超聲波、蒸汽和光幅射等;c、側(cè)蓋(26)可用金屬薄片沖壓、鉚合、無毒塑料、樹脂類，或水泥類壓注、封固成型;d、內(nèi)裝有熱敏開關(guān)(11)配合電磁閥(12)用以保證每次開始燒水時的滅菌質(zhì)量;e、兩側(cè)及周圍可設(shè)有保溫材料(25)防止熱能外泄。
17.按權(quán)利要求
1和權(quán)利要求
16所規(guī)定的方式，制造的(圖4)所示意的由節(jié)能滅菌器(27)、貯水箱(4)、開水箱(24)、涼水閥(23)、熱水閥(17)和實現(xiàn)電氣自動化的一系列元器件構(gòu)成的節(jié)能自動開水產(chǎn)生器，其特征是A、實現(xiàn)電氣自動化的電氣原理(圖5);B、貯水箱內(nèi)裝有自動控制進(jìn)水量的浮子水閥(3)、指示水量及保險而設(shè)的玻管(6)、浮子磁鐵(7)、干簧管(8)和指示燈(5)等。C、開水箱(24)內(nèi)有浮子磁鐵(15)、玻管(14)、干簧管(13)、(16)、配合用以控制開水箱的貯水量;D、壓觸開關(guān)(18)、(21)和涼水閥(23)、熱水閥(17)水溫閥(20)及發(fā)熱器(19)等相配合控制涼、熱開水的自動供給;E、設(shè)有吊裝孔(2)及安裝孔(22)使該開水器既可座放，也可吊放或安裝于墻上。
專利摘要
逆螺旋熱交換節(jié)能熱處理方式是一種熱源置于螺旋中心，相逆向螺旋的物質(zhì)間進(jìn)行熱交換的新形節(jié)能處理方式。
文檔編號F28D9/04GK85102624SQ85102624
公開日1986年9月3日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者張力中, 李云海 申請人:張力中, 李云海導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan