[發明專利]熱風烘爐

有效

• 申請號: 201380053181.8
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104735988B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 奧洛夫·恩斯特羅姆
• 申請（專利權）人: 瑞文特國際有限公司
• 主分類號: A21B1/26
• 分類號: A21B1/26;F28F1/40
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 浦彩華,武晨燕

技術領域

本發明涉及一種包括多個熱交換管的熱風烘爐、以及使用這類熱交換管的方法。

背景技術

烤爐中用于烹飪食物的熱風可以是通過使燃燒器中的燃料燃燒、并將廢氣中的熱經由一個叉流管式熱交換器來傳遞至烹飪風而不會使烹飪風被廢氣污染地產生的。將加熱的烹飪風輸送到烤箱的烹飪室中。傳統的烤爐是使用安排在一個加熱室內的S形管道來將熱的排氣從燃燒器輸送到一個煙囪，該S形的大體上水平的底部段與燃燒器的出口連接，該S形的大體上水平的中間段包含多個熱交換管來加熱烹飪風，該S形的大體上水平的上部段與一個煙囪連接。熱交換管通常是具有圓形橫剖面的管狀形狀或是具有修圓短邊的圓矩形，并且由具有高傳熱系數的材料制成。廢氣經過熱交換器換熱管的內側(稱為“熱側”)并且迫使烹飪風在基本上垂直于管內氣流的方向上在這些管的外側(稱為熱交換器的“冷側”)流動。通常烹飪風進入廢氣溫度最低的該室底部的加熱室，并且在輸送進入烤箱的烹飪腔之前向上循環經過熱交換管和燃燒器排氣管，在這里廢氣的溫度是最高的。由一個風扇驅動空氣流。從廢氣傳遞至烹飪風的熱量受與廢氣和烹飪風相接觸的熱交換器表面的表面積、熱交換器的傳熱系數(除其他之外這受所使用的材料及其表面性質、以及在熱交換器內和周圍的空氣流所影響)、以及跨過熱交換器壁的溫度差的影響。雖然傳統的熱交換器相對緊湊、并具有良好的效率，它們仍然占有很大空間、并且是烤爐占地的主要因素。希望能夠提高傳統熱交換器的效率。這將帶來的優點是能夠產生具有較小占地和/或較低運行成本的烤爐，即提高效率會使加熱相同量的烹飪風所需要的燃料較少。用于在熱交換器中增加從廢氣至烹飪風的熱流的傳統方法包括改變熱交換管的形狀來增加暴露于烹飪風的表面積或增加更多的管。這類措施可稍微增加效率，但代價是在冷側增加了空氣摩擦力，這要求使用較大的風扇并增加了運行成本。

GB-2424265涉及具有整合翅片的熱交換管。在背景技術中提及，為了使熱傳遞最大化而提供具有盡可能大的表面積的一個加熱流體流經的容器是公知常識。該管狀體的內部典型地被分成多個縱向通路，在通路之間的分隔壁用來增強該管狀體并增加向流經這些通路的流體傳遞熱的或從流體傳遞熱的表面積。

US-2003/209344涉及一種熱交換器，該熱交換器包括多個管，每個管包括一個通路，該通路被分隔成多個子通路。各子通路通常是矩形的(提及其他幾何形狀)，并且具有一個帶翅片的內壁表面。

DE-102005020727和EP-0359358D3還涉及具有帶有兩個或更多個通道的熱交換器。

然而，這些背景現有技術均不包括專門適用于熱風烘爐的熱交換管。

發明內容

本發明解決的問題是如何通過使用具有權利要求1特征的熱交換管來提高熱風烘爐的管式熱交換器的效率而不會增加熱交換管的外側的空氣摩擦。

因此，本發明涉及一種熱風烘爐，該熱風烘爐具有一個叉流管式熱交換器，該熱交換器包括至少兩排的多個熱交換管。每排的熱交換管排列在一個基本上水平的平面上，并且在一排中的熱交換管與鄰近排中的熱交換管之間具有預確關系。各熱交換管包括一個帶有管壁的狹長管，并且該狹長管的內部配備有至少一個縱向延伸的內壁，該內壁從該狹長管的內表面的一側朝向該內表面的另一側延伸。

優選地，這種預定關系涉及鄰近排的管是豎直對齊的或者這些鄰近的管是豎直偏移的。

有利的是，這些排的熱交換管被安排在叉流管式熱交換器的一個中間段中。

在從屬權利要求中闡述了多個優選實施例。

根據本發明的熱風烘爐已證明相對于使用的傳統熱交換器提高了效率。這將帶來的優點是可能產生具有較小占地和/或較低運行成本的烤爐，即提高效率會使加熱相同量的烹飪風所需要的燃料較少。

烤爐具有特殊要求，需要其外側(烘烤空氣流動之處)是湍流的，具有高熱傳遞能力。而該內側具有一個顯著較低的空氣流量(大約十分之一)，較大的內表面可通過增加熱通量來提高效率。因此，使外側的表面更大不能提高效率，只會增加占地和成本。

當廢氣與烘烤風之間的溫度差(ΔT)下降時，需要更大的表面。當ΔT高時，需要低表面積；較高的溫度使該加熱元件上的熱通量上升。然而，較高的ΔT將會使該表面上的溫度升高，這將會強制使用更專用性的材料，如耐熱鋼。本發明可能優化內表面積，這樣使得其他表面上的溫度與所使用的材料的最佳范圍相配。

在本發明的一個實施例中，熱交換管的特定部位的內表面積減少。例如，靠近燃燒器處，以便降低熱通量和外表面溫度。這個特征改善了溫度控制并可將溫度調節至一個最佳范圍。