本發(fā)明涉及烘烤設備技術領域，具體涉及一種烘烤設備。

背景技術：

在烘烤設備領域，市面上現(xiàn)有的烘烤設備種類根據(jù)供熱源的不同，分為燒柴或燒煤烤箱、電加熱烤箱、蒸汽烘干烤箱、太陽能烤箱等，太陽能烤箱、電加熱烤箱和蒸汽烘干烤箱雖然更加先進和智能化，使用更便捷，但由于其一次性投入大，運行成本高，所以燒柴烤箱還占據(jù)著較大的市場空間。燒柴燒煤烤箱是通過燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生熱量，經(jīng)傳熱介質將熱量傳送到烤箱內，達到烤制材料的目的。隨著能源緊張和環(huán)境問題的日益突出，節(jié)能與環(huán)保也越來越引起人們的重視。烘烤設備是一種能量轉換設備，其中涉及能量的轉換、儲存和運輸過程，每個環(huán)節(jié)的節(jié)能技術的使用都對節(jié)能和環(huán)保具有重要的意義。

要提高燒柴或燒煤爐的熱利用效率，可以在鍋爐中使用蓄熱材料。傳統(tǒng)的燒柴爐的爐溫為600～800℃，可以使用成本比較低廉的粘土磚做蓄熱材料，粘土磚雖然成本低，但堅固性差，容易開裂，使用壽命較短，保溫性也較差，而且從1993年開始，國家已明文規(guī)定禁止生產(chǎn)粘土實心磚，限制生產(chǎn)粘土空心磚。所以，對給烘烤設備供熱的鍋爐所用蓄熱材料進行改進，從而提高熱利用效率，減少煙氣排放，也是緩解能源緊張問題的一個有效手段。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種烘烤設備，該設備通過使用蓄熱效果好、耐熱震性能好的蓄熱材料，具有結構簡單，熱效率高，供熱平穩(wěn)均勻，使用耐久，可操控性強等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種烘烤設備，包括保溫鍋爐，熱交換裝置及烤箱；所述保溫鍋爐包括爐膛和設于爐膛的頂部與爐膛內部連通的煙囪；爐膛內的下部設有爐排，所述爐膛由外至內包括外保護層、保溫磚層和耐火磚層，爐膛內還設置有蓄熱磚；所述熱交換裝置包括設在爐膛內的導熱油盤管、設在烤箱內的散熱器、連接于導熱油盤管出口與散熱器入口之間的熱油輸出管、連接于導熱油盤管入口與散熱器出口之間的冷油回流管以及循環(huán)油泵；所述烤箱內正對所述散熱器設有風機；

其中，所述蓄熱磚由以下原料按重量百分比經(jīng)混合、成型、干燥、燒結而成：高鋁土25-30％，硅酸鋁20-25％，硅酸鋯15-20％，高純鎂砂6-10％，氮化硅8-11％，二氧化鈦2-3％，硅溶膠6-10％，水4-6％。

優(yōu)選地，所述高鋁土的粒度為0.1-1mm，高鋁土中三氧化二鋁的含量為65％以上；所述高純鎂砂的粒度為0.1-1mm，MgO的含量為96-98％，其余為雜質。

優(yōu)選地，所述蓄熱磚通過以下方法制成：按照重量百分比準備好原料；將高鋁土、硅酸鋁、硅酸鋯、氮化硅、二氧化鈦混合均勻成預混料；將水、硅溶膠和高純鎂砂混合均勻然后加入到預混料中，攪拌均勻后在壓強為1.5-1.8Mpa的壓力下壓制成型，在120-150℃干燥20-24小時后，放入高溫窯中，于1200-1300℃燒結，燒結時間為2-3小時。

優(yōu)選地，所述蓄熱磚在爐膛內呈矩形陣列排布，且堆砌在導熱油盤管四周。該蓄熱磚具有蓄熱能力高，耐熱震性好，原料成本低且使用壽命較長的特點。使用時蓄熱磚將導熱油包圍，蓄熱磚不僅可以吸收燃燒釋放的大量熱能，當燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過蓄熱磚時，還能吸收高溫煙氣所攜帶的熱量、有害氣體、粉塵，不僅降低煙氣排放溫度，提高熱吸收的效率，減少污染物的排放。該烘烤設備的熱交換形式主要是通過蓄熱磚吸收熱量，蓄熱磚再將熱量交換給導熱油盤管，通過循環(huán)泵的作用將熱量輸?shù)接脽嵩O備----烤箱，由于燃燒產(chǎn)生的熱量不是直接作用于導熱油盤管，故燃燒爐內的爐火不會直接影響導熱油管內的油溫，而蓄熱磚放熱和傳熱平穩(wěn)，保證了導熱油管內油溫不會隨爐火情況產(chǎn)生明顯波動，而且在停火的情況下，蓄熱磚還可以繼續(xù)釋放一部分熱量，不需要人員時刻控制爐火和爐溫。此外，本發(fā)明中爐膛內的導熱油管采用盤式設計，可以加大受熱的面積。

較優(yōu)地，所述爐膛上設有觀察，便于觀察鍋爐中的燃燒情況。

較優(yōu)地，所述爐排下方設有煤渣儲槽，用于收集燃料殘渣。

較優(yōu)地，所述外保護層為不銹鋼制作而成，具有結實、耐用的優(yōu)點。

較優(yōu)地，所述耐火磚層采用的是鋯質耐火材料制成。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明在為烤箱供熱的保溫鍋爐進行改進，鍋爐的爐膛內設置蓄熱磚，不僅能夠提高熱量吸收的效率，蓄熱磚還與高溫煙氣進行熱量交換并吸附煙氣里攜帶的灰份、粉塵，降低煙氣的排出溫度和減少污染物的排放，起到節(jié)能減排的效果。另外，在保溫鍋爐設置蓄熱磚，能夠使導熱油管的溫度相對平穩(wěn)，且燃料停止燃燒后還在一定時間內保證熱量的供給，使裝置安全可靠。

2、本發(fā)明在保溫鍋爐中所設置的蓄熱磚是采用高鋁土、硅酸鋁、硅酸鋯、高純鎂砂、氮化硅、硅溶膠、二氧化鈦等原料按一定的配比混合制成，其中高鋁土是冶金工業(yè)和其他工業(yè)廣泛使用的耐火材料，耐火溫度在1700℃以上，其主要成分是氧化鋁，優(yōu)質高鋁土中氧化鋁的含量通常在60％以上，高鋁土中含有的氧化鋁具有高比熱容的特點，因此蓄熱能力好。硅酸鋁的具有低導熱率、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；硅酸鋯化學穩(wěn)定性好，不受燒成氣氛的影響，且在燒結時能顯著改善體系內各組分的結合性能，提高蓄熱磚的強度。高純鎂砂是選用天然特級菱鎂礦石浮選提純經(jīng)輕燒、細磨、壓球、超高溫油豎窯煅燒而成，是制磚、制作耐火材料的優(yōu)質原料。氮化硅的熱膨脹系數(shù)低，為2.35×10^-6/K，約為氧化鋁的1/3，同時具有高強度，因此其抗熱震性十分優(yōu)良，能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂，因此氮化硅的加入可以防止蓄熱磚受熱脆裂、破碎和變形。二氧化鈦在體系中作為燒結促進劑，可以降低蓄熱磚燒結時燒結的溫度；硅溶膠在蓄熱磚中作為具有粘結劑，具有耐酸和耐高溫的特點。上述主料相互結合使蓄熱磚的蓄熱能力好、耐熱震性好，使用耐久的特點，同時高純鎂砂中的氧化鎂、硅溶膠中的二氧化硅與二氧化鈦一起作用，使蓄熱磚體系在燒結時體系內晶粒細小均勻，蓄熱磚的強度得到大大提升，且進一步提高熱穩(wěn)定性。因此，使用本發(fā)明的蓄熱磚，使本發(fā)明的保溫爐熱量損失少，節(jié)能效果更佳，由于蓄熱磚耐熱震性好，還具有使用耐久的優(yōu)點。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的一種烘烤設備的功能示意圖。

其中，1-保溫鍋爐，11-爐膛，11a-外保護層，11b保溫層，11c-耐火磚層，12-煙囪，13-蓄熱磚，14-爐排，15-煤渣儲槽，16-加料口，17-扒渣口，18-觀察窗；2-熱交換裝置，21-導熱油盤管，22-循環(huán)油泵，23-散熱器，24-膨脹槽；3-烤箱；4-風機。

【具體實施方式】

為了更清楚地表達本發(fā)明，以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，一種烘烤設備，主要由保溫鍋爐1、烤箱3和將鍋爐1與烤箱3聯(lián)系起來的熱交換裝置2三大部分組成；該保溫鍋爐1包括爐膛11，在爐膛11的頂部設有與爐膛11內部連通的煙囪12；在爐膛11內的下部設有爐排14，爐排14下方優(yōu)選設有煤渣儲槽15，用于儲存燃燒的殘渣，在靠近爐排14的爐膛壁上開設有燃料加料口16和扒渣口17，便于添加燃料和殘渣的清理。該爐膛1整體由外至內包括外保護層11a、保溫層11b和耐火磚層11c，其中外保護層11a優(yōu)選采用不銹鋼材料制作，具有堅固耐用的特點；保溫層11b是由保溫材料制作而成，起到隔熱保溫的作用，所用的保溫材料可以是硅酸鋁、巖棉、玻璃纖維、氯酸鋁纖維棉或者這些材料的混合物。耐火磚層11c優(yōu)選采用的是鋯質耐火材料制成。

見圖1，本發(fā)明中的熱交換裝2置包括設在爐膛11內的導熱油盤管21、設在烤箱3內的散熱器23、連接于導熱油盤管21出口與散熱器23入口之間的熱油輸出管、連接于導熱油盤管21入口與散熱器23出口之間的冷油回流管以及循環(huán)油泵22。為了加快散熱器23的散熱，在烤箱3內正對散熱器23的位置設有風機4。作為優(yōu)選，散熱器23是由熱油輸出管或者冷油回流管彎曲成型得到的；作為優(yōu)選熱油輸出管上還設置有膨脹槽24，導熱油在受熱的情況下容易發(fā)生體積膨脹，造成管內壓力增大，影響運行的安全，增加膨脹槽24可以起緩沖壓力作用。

由于蓄熱磚13將導熱油盤管21包圍，在鍋爐內有燃料燃燒時，蓄熱磚13不僅可以吸收燃燒釋放的大量熱能，當燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣通過蓄熱磚13時，還能吸收高溫煙氣所攜帶的熱量、有害氣體、粉塵，不僅降低煙氣排放溫度，提高熱吸收的效率，減少污染物的排放。該烘烤設備的熱交換形式主要是通過蓄熱磚13吸收熱量，蓄熱磚13再將熱量交換給導熱油盤管21，通過循環(huán)油泵22的作用將熱量輸?shù)接脽嵩O備----烤箱3，通過風機4和散熱器23將熱量交換給需要烘烤的材料。由于燃燒產(chǎn)生的熱量不是直接作用于導熱油盤管21，故燃燒爐內的爐火不會直接影響導熱油管內的油溫，而蓄熱磚13放熱和傳熱平穩(wěn)，保證了導熱油盤管21內油溫不會隨爐火情況產(chǎn)生明顯波動，而且在?；鸬那闆r下，蓄熱磚13還可以繼續(xù)釋放一部分熱量，不需要人員時刻控制爐火和爐溫。

以下通過具體實施例對蓄熱磚進行進一步說明。

實施例1

一種用于保溫鍋爐內的蓄熱磚，是由以下原料按重量配比混合制成：高鋁土25kg，硅酸鋁25kg，硅酸鋯20kg，高純鎂砂10kg，氮化硅8kg，二氧化鈦2kg，硅溶膠6kg，水4kg。其中，要求高鋁土的粒度為0.1-1mm，高鋁土中三氧化二鋁的含量為65％以上；要求高純鎂砂的粒度為0.1-1mm，MgO的含量為96％，其余為雜質。

上述蓄熱磚通過以下方法制成：按照重量配比準備好原料；將高鋁土、硅酸鋁、硅酸鋯、氮化硅、二氧化鈦混合均勻成預混料；將水、硅溶膠和高純鎂砂混合均勻然后加入到預混料中，攪拌均勻后在壓強為1.5Mpa的壓力下壓制成型，在120℃干燥24小時后，放入高溫窯中，于1200-1300℃燒結，燒結時間為2小時。

實施例2

一種用于保溫鍋爐內的蓄熱磚，是由以下原料按重量配比混合制成：高鋁土30kg，硅酸鋁20kg，硅酸鋯15kg，高純鎂砂6kg，氮化硅9kg，二氧化鈦3kg，硅溶膠10kg，水6kg。其中，要求高鋁土的粒度為0.1-1mm，高鋁土中三氧化二鋁的含量為65％以上；要求高純鎂砂的粒度為0.1-1mm，MgO的含量為98％，其余為雜質。

上述蓄熱磚通過以下方法制成：按照重量配比準備好原料；將高鋁土、硅酸鋁、硅酸鋯、氮化硅、二氧化鈦混合均勻成預混料；將水、硅溶膠和高純鎂砂混合均勻然后加入到預混料中，攪拌均勻后在壓強為1.8Mpa的壓力下壓制成型，在150℃干燥20小時后，放入高溫窯中，于1200-1300℃燒結，燒結時間為3小時。

實施例3

一種用于保溫鍋爐內的蓄熱磚，是由以下原料按重量配比混合制成：高鋁土28kg，硅酸鋁22kg，硅酸鋯16kg，高純鎂砂8kg，氮化硅11kg，二氧化鈦3kg，硅溶膠7kg，水5kg。其中，要求高鋁土的粒度為0.1-1mm，高鋁土中三氧化二鋁的含量為65％以上；要求高純鎂砂的粒度為0.1-1mm，MgO的含量為97％，其余為雜質。

上述蓄熱磚通過以下方法制成：按照重量配比準備好原料；將高鋁土、硅酸鋁、硅酸鋯、氮化硅、二氧化鈦混合均勻成預混料；將水、硅溶膠和高純鎂砂混合均勻然后加入到預混料中，攪拌均勻后在壓強為1.6Mpa的壓力下壓制成型，在130℃干燥22小時后，放入高溫窯中，于1200-1300℃燒結，燒結時間為2.5小時。

對比例1

一種蓄熱磚，是由以下原料按重量配比混合制成：高鋁土28kg，硅酸鋁22kg，硅酸鋯16kg，高純鎂砂8kg，氮化硅11kg，水5kg。其中，要求高鋁土的粒度為0.1-1mm，高鋁土中三氧化二鋁的含量為65％以上；要求高純鎂砂的粒度為0.1-1mm，MgO的含量為97％，其余為雜質。

制備方法為：按照重量配比準備好原料；將高鋁土、硅酸鋁、硅酸鋯、氮化硅混合均勻成預混料；將水和高純鎂砂混合均勻然后加入到預混料中，攪拌均勻后在壓強為1.6Mpa的壓力下壓制成型，在130℃干燥22小時后，放入高溫窯中，于1200-1300℃燒結，燒結時間為2.5小時。

對比例2

一種蓄熱磚，是由以下原料按重量配比混合制成：高鋁土33kg，硅酸鋯24kg，高純鎂砂15kg，氮化硅14kg，二氧化鈦3kg，硅溶膠7kg，水5kg。其中，要求高鋁土的粒度為0.1-1mm，高鋁土中三氧化二鋁的含量為65％以上；要求高純鎂砂的粒度為0.1-1mm，MgO的含量為97％，其余為雜質。

制備方法為：按照重量配比準備好原料；將高鋁土、硅酸鋯、氮化硅、二氧化鈦混合均勻成預混料；將水、硅溶膠和高純鎂砂混合均勻然后加入到預混料中，攪拌均勻后在壓強為1.6Mpa的壓力下壓制成型，在130℃干燥22小時后，放入高溫窯中，于1200-1300℃燒結，燒結時間為2.5小時。

本發(fā)明生產(chǎn)的蓄熱磚由于蓄熱能力好，還能在鍋爐停燒后的一段時間內繼續(xù)供給符合要求的熱能，使得保溫效果非常好。為了驗證本發(fā)明的保溫鍋爐在使用了本發(fā)明的蓄熱磚之后的保溫效果，將其與不同的蓄熱體所產(chǎn)生的效果進行對比，將相同量、不同配方的蓄熱磚分次放入同一爐膛中，同時烤箱內開啟風機，開啟循環(huán)泵，并在烤箱內事先放置待烘烤的果脯，待爐膛內部的溫度達到600℃后停燒，記錄爐膛內部的溫度隨時間的變化，分組實驗情況如下，測試結果見表1所示。

實驗組1-3：分別使用本發(fā)明實施例1-3中的蓄熱磚；

對比組1：相對于實施例3，未添加二氧化鈦和硅溶膠；

對比組2：相對于實施例3，未添加硅酸鋁，用其他原料分別代替其重量份；

對比組3：使用普通粘土磚進行試驗；

表1爐膛內部的溫度達到600℃后停燒，內部溫度隨時間變化情況

從上表可以看出，使用普通粘土蓄熱磚的鍋爐內部溫度在停燒40分鐘后，溫度下降到149℃，完全不能滿足供熱的需求，而本發(fā)明的蓄熱磚在停燒40分鐘后，還能保持較高的溫度，可以持續(xù)給供熱設備供熱，蓄熱保溫效果相比粘土蓄熱磚有明顯提高。對比組1雖然未添加二氧化鈦和硅溶膠，但保溫效果與本發(fā)明差別并不大，可見起到蓄熱效果的并不是這兩種原料。對比組2由于未使用硅酸鋁，其爐膛內的溫度下降相對較快，可見硅酸鋁的加入與其他組分能起到協(xié)同作用，從而提高本發(fā)明蓄熱磚的蓄熱保溫能力。

本發(fā)明的蓄熱磚由于配伍合理，成品率高，成品率達99％以上，并具有較好的機械強度，抗疲勞能力和抗熱震性能，使用壽命長，經(jīng)具體測試實施例1-3、對比組1-3制得的蓄熱磚的相關工藝參數(shù)如下表2：

表2蓄熱磚的相關工藝參數(shù)

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的蓄熱磚與普通粘土磚所測試的數(shù)據(jù)相比，比熱容有很大提高，因此蓄熱能力大大增強；體積密度大，同時氣孔率少，在相同蓄熱能量的情況下，所需蓄熱磚的數(shù)量減少。本發(fā)明相比對比組1還具有較高的機械強度和良好的抗熱震性，可保證成品在室溫-800的反復加熱和放熱循環(huán)中具有長久的使用壽命。

上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡本發(fā)明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。