一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置，包括外桶，排煙管外套桶，排煙管，射流發生器，燃燒器底座，循環泵和惰性粒子；其特征是外桶整體放置于燃燒器底座上，外桶底側壁處設有排料管，上側壁設置有與循環泵進口側相連的接口；循環泵出口與射流發生器的腔體相連通；排煙管、排煙管外套桶、射流發生器與外桶為同軸式安裝，排煙管貫穿外桶并與底面連接，排煙管外套桶設置于射流發生器上部，并與射流發生器之間有縫隙；排煙管內填物安裝于排煙管內部。在液固兩相流的高速沖刷作用下，加熱面不易被易結焦物質附著和沉積，同時，液固兩相流能及時帶走加熱量，避免加熱面附近的局部高溫和過熱，實現了防焦抑垢的效果。
【專利說明】一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種漿液加熱設備，具體的說是一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置。
【背景技術】
[0002]豆漿營養豐富，老少皆宜，是中國百姓傳統早餐食品。豆漿食用前需加熱煮沸用以滅酶脫腥并實現高溫滅菌。目前，豆漿加熱裝置普遍采用傳統加熱鍋具，在豆漿加熱過程中，鍋體直接接觸火焰的部位由于局部過熱度較大，導致鍋內豆漿發生結焦現象。豆漿在鍋底的焦糊不僅影響豆漿的口感和品質，同時清理焦垢費時費力，降低了生產效率。
[0003]針對食物高溫易結焦的問題，國內進行了相關研究，取得了不同的效果。CN1102613909提出了一種金屬粉末燒結涂層不粘鍋，保持烹飪食物與鍋體之間有一層油膜，使烹飪食物處于半懸浮狀態，食物與鍋體不會產生局部緊密接觸而達到不粘鍋的效果。CN202355173U提出了一種復底鍋，鍋身由兩層導熱系數不同的導熱材料復合而成，利用不同材料導熱系數不同實現鍋底與鍋身溫度一致，從而防止油煙及糊鍋現象發生。CN202587424U提出了一種陶瓷加熱元件的豆漿機。CN102807793A公布了利用聚四氟乙烯與聚苯硫醚原料制備不粘鍋涂層的方法。以上專利技術從不同角度對炊具的防焦抑垢問題及方法進行了研究并取得了積極效果。
[0004]然而，利用氟有機物在鍋表面噴布涂層，溫度大于250°C時會分解產生毒性并污染食物，不利于人體健康，陶瓷、搪瓷制造的不粘鍋，雖有不粘效果，但制造使用過程中存在易碎易損等問題。為了解決豆漿加熱過程中存在的上述問題，本發明提出了一種基于液固兩項流的防焦抑垢型豆漿加熱裝置。
【發明內容】
[0005]根據現有技術的不足，我們做研究和開發，提出一種液固液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置；具體技術方案如下:
[0006]一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置，包括外桶，排煙管外套桶，排煙管，射流發生器，燃燒器底座，循環泵和惰性粒子；外桶整體放置于燃燒器底座上，外桶底側壁處設有排料管，上側壁設置有與循環泵進口側相連的接口 ；循環泵出口與射流發生器的腔體相連通；排煙管、排煙管外套桶、射流發生器與外桶為同軸式安裝，排煙管貫穿外桶并與底面連接，排煙管外套桶設置于射流發生器上部，并與射流發生器之間有縫隙。所述射流發生器為雙套管組成的半封閉式腔體結構，射流發生器內管與外管同軸上端面平齊，二者間頂部環面密封，射流發生器下部圓形端面與外桶內地面接觸并密封，排煙管同軸式貫穿射流發生器的內管，射流發生器腔體內管管徑為1.1倍的排煙管外徑，射流發生器內管高度為外管高度的50%?80%。
[0007]所述排煙管外套桶直徑為排煙管外徑的1.2倍，排煙管外套桶下端面與射流發生器上表面的縫隙寬度為0.1倍排煙管外徑。
[0008]所述外桶上壁管口和排料口管口設置有金屬過濾網，網眼尺寸小于惰性粒子尺寸。
[0009]所述排煙管內設置有螺旋形翅片或柱狀規整填料。
[0010]所述液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱運行前，將惰性粒子散放在射流發生器上表面。裝置加熱運行時，惰性粒子在外桶內循環并沖刷加熱面。
[0011]具體裝置、運行和效果等詳細說明如下:
[0012]外桶外形優選為圓桶形結構，整體放置于燃燒器底座上，底側壁處設有排料管，排料管上安裝有截止閥，外桶上部側壁位置開設圓形接口，并與循環泵的進口側相連；所述排料管及外桶上部側壁的圓形接口均安設金屬過濾網，網眼尺寸小于惰性粒子直徑，以阻止惰性粒子進入循環泵或隨煮沸豆漿排出；所述排煙管與外桶同軸式安裝，貫穿外桶底面并與外桶底面連接。所述射流發生器為雙套管組成的半封閉式腔體結構，射流發生器內管與外管同軸上端面平齊，二者間頂部環面進行密封，內管管徑為1.1倍的排煙管外徑，內管高度為外管高度的50%?80%，外管底部端面與外桶下底面接觸并密封，排煙管同軸式貫穿射流發生器的內管。所述循環泵用于將外桶頂部的豆漿加壓輸送至射流發生器的腔體內，循環泵的進口側與外桶頂部的圓形接口連接，出口側與射流發生器腔體相連通。所述排煙管外套桶直徑為1.2倍排煙管外徑，排煙管外套桶高度為0.6?0.8倍的外桶高度，排煙管外套桶與排煙管間采用三個頂針進行定位，定位高度應保證排煙管外套桶下部圓形端面與射流發生器上頂面形成0.1倍排煙管外徑的縫隙，以便于惰性粒子由此縫隙進入排煙管外套桶與排煙管之間的環隙。所述惰性粒子置于外桶內并始終保持在外桶內部循環，惰性粒子材料為無毒、耐磨、耐高溫的固體顆粒，直徑為3?10mm。所述燃燒器底座內部設有圓柱形燃燒腔體，腔體內置燃燒器，下部設有空氣進口。
[0013]其中較優地，所述外桶、排煙管、射流發生器的材質均采用食品級不銹鋼，外桶外壁包覆保溫材料。
[0014]其中較優地，所述排煙管內填加螺旋形翅片，或柱狀規整填料，用以增加排煙管煙氣側的換熱面積。
[0015]其中較優地，所述惰性粒子的密度與豆漿密度相接近。
[0016]其中較優地，所述燃燒器底座內置的燃燒器具備點火及熄火保護功能。
[0017]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0018]I)在射流發生器形成的液固兩相流的高速沖刷作用下，加熱面不易被易結焦物質附著和沉積，同時，液固兩相流能及時帶走加熱量，避免加熱面附近的局部高溫和過熱，實現了防焦抑垢的效果；
[0019]2)豆漿攜帶著惰性粒子不斷高速沖刷排煙管外壁，液固兩相流強烈擾動并破壞傳熱邊界層，強化了過程的傳熱效果；排煙管置于豆漿內部，增加了傳熱面積，并充分回收了燃燒尾氣余熱，提高了能源效率；
[0020]3)豆漿加熱過程不存在結焦變性問題，較好的保證了豆漿的品質和風味，避免了停機清焦等問題，可實現連續化作業生產，提高了生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置主視圖；
[0022]圖2為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置俯視圖；
[0023]圖3為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置的射流發生器的主視圖；
[0024]圖4為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置的射流發生器的俯視圖；
[0025]圖5為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置煙氣流程示意圖；
[0026]圖6為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置液相流程示意圖；
[0027]圖7為液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置固相流程示意圖；
[0028]圖中，I為外桶，2為排煙管外套桶，3為排煙管，4為惰性粒子，5為射流發生器，6為燃燒器底座，7為排煙管內填物，8為循環泵，9為排料管。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0030]如圖1、圖2所示，一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置由外桶I，排煙管外套桶2，排煙管3，惰性粒子4，射流發生器5，燃燒器底座6，排煙管內填物7，循環泵8，排料管9組成。
[0031]所述外桶I外形為圓桶形結構，桶體外徑為300mm,高為1000mm,外桶上側壁位置處開設圓形接口，并與循環泵8的進口側相連，外桶底側壁處設有排料管9，排料管上設有截止閥，外桶I整體置于燃燒器底座6上，外桶外側壁包覆保溫材料。
[0032]所述排料管9及外桶I上側壁圓形接口的管口處均安設金屬過濾網，以阻止惰性粒子隨成品熱豆漿排出或進入循環泵。所述燃燒器底座6為圓柱形結構，內設燃燒腔體，燃燒腔體內置燃燒器，下部設有空氣進口，燃燒器具備自動點火及熄火保護功能。
[0033]所述排煙管3外徑為100mm，與外桶I同軸式安裝，貫穿外桶I的底面并與外桶連接。
[0034]如圖3、圖4所示，所述射流發生器5為雙套管組成的半封閉式腔體結構，外管直徑為298mm，高度為20mm，內管直徑為110mm，高度為10mm，內管與外管上頂面平齊并將二者間的頂面進行環面密封。射流發生器5外管下部環形端面與外桶I底面接觸并密封，與排煙管3同軸安裝。所述循環泵8的進口側與外桶I上部側壁的圓形接口連接，出口側與射流發生器5的腔體連通。
[0035]所述排煙管外套桶2的外徑為120mm，高度為700mm，排煙管外套桶2與排煙管3同軸式安裝，并與排煙管3間形成寬度為1mm的液固兩相的射流通道，在排煙管外套桶的上側使用三個定位頂針將其與排煙管進行定位與固定，保證二者間的同軸，同時保證排煙管外套桶2的下部端面與射流發生器5的上表面的縫隙高度為10mm。所述惰性粒子4置于外桶I內并始終保持在外桶內部循環，材料選用黃豆。所述排煙管內填物7選用螺旋片，螺旋片螺距為80mm。
[0036]本發明的工作原理如下:
[0037]本發明所述的一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置啟動運行后，如圖5?圖7所示，燃料在燃燒器底座6的燃燒腔內燃燒，高溫煙氣沿排煙管3及排煙管內填物7 (螺旋片)旋轉向上流動，并不斷加熱排煙管3外的豆漿，排煙管3內的螺旋片增長了煙氣流程，并增大了煙氣側換熱面積，排煙管3內燃燒尾氣排至室外。外桶I內的豆漿在循環泵8的作用下，由外桶上側壁圓形接口處引出，經循環泵8增壓后輸送至射流發生器5的腔體內，并經排煙管3與射流發生器5內管間形成的環形縫隙沿排煙管3的外壁高速向上噴射，并進入排煙管外套桶2內，射流將使得射流發生器5與排煙管外套桶2之間縫隙處形成負壓，在文丘里效應的作用下，大量惰性粒子4被卷吸并跟隨豆漿進入排煙管外套桶2與排煙管3形成的環形縫隙，并不斷沖刷排煙管3的加熱面；自環形縫隙噴出后的惰性粒子4在重力的作用下回落至射流發生器5的上表面并進入下一次循環。豆漿被煮沸后經由外桶I底側壁的排料管9排出。
[0038]本發明所述的一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置，高速運動的液固兩相流不斷的沖刷排煙管加熱面，強化了豆漿加熱的傳熱過程，阻止了結焦物的附著與積累，降低了加熱面附近的局部高溫和過熱，避免了加熱表面的結焦積垢。豆漿加熱過程不存在結焦變性問題，較好的保證了豆漿的品質和風味。裝置具有升溫迅速、加熱均勻、易于維護等特點。
[0039]盡管上文結合附圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱裝置，包括外桶，排煙管外套桶，排煙管，射流發生器，燃燒器底座，循環泵和惰性粒子；其特征是外桶整體放置于燃燒器底座上，外桶底側壁處設有排料管，上側壁設置有與循環泵進口側相連的接口 ；循環泵出口與射流發生器的腔體相連通；排煙管、排煙管外套桶、射流發生器與外桶為同軸式安裝，排煙管貫穿外桶并與底面連接，排煙管外套桶設置于射流發生器上部，并與射流發生器之間有縫隙。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，射流發生器為雙套管組成的半封閉式腔體結構，射流發生器內管與外管同軸上端面平齊，二者間頂部環面密封，射流發生器下部圓形端面與外桶內底面接觸并密封，排煙管同軸式貫穿射流發生器的內管，射流發生器腔體內管管徑為1.1倍的排煙管外徑，射流發生器內管高度為外管高度的50%?80%。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，排煙管外套桶直徑為排煙管外徑的1.2倍，排煙管外套桶下端面與射流發生器上表面的縫隙寬度為0.1倍排煙管外徑。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，外桶上壁管口和排料口管口設置有金屬過濾網，網眼尺寸小于惰性粒子尺寸。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，排煙管內設置有螺旋形翅片或柱狀規整填料。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，液固兩相防焦抑垢型豆漿加熱運行前，將惰性粒子散放在射流發生器上表面，裝置加熱運行時，惰性粒子在外桶內循環并沖刷加熱面。
【文檔編號】A23C11/02GK104397191SQ201410734622
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】劉春江, 尹海蛟, 劉輝, 張婷 申請人:天津大學