一種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法及其系統結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法及其系統結構，它的烤房結構是由分別烘烤不同階段的煙葉的三級烤房串聯組成；每級烤房中設置至少一套烘烤架，烘烤架通過連通軌道在三級烤房之間運轉；通過在每級烤房下部設置的架空層與每級烤房中的干燥系統和抽氣裝置一起構成空氣循環通道使空氣的熱量在三級烤房之間分級循環利用。本發明的這種烘烤系統以空氣能為熱源，主體結構基于煙葉烘烤工藝流程特點，設計為三級烤房系統化，底部架空層設計，軌道聯通流水作業，實現熱量逐級循環利用效果，很大程度提高了廢熱利用率，彌補了現農村煙草烘烤技術的能源漏洞。
【專利說明】一種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法及其系統結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及煙草烘烤生產系統，具體涉及用于農村煙草烘烤的一種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法及其系統結構。
【背景技術】
[0002]煙草是現代社會的一種常見消費品，中國烤煙產量約占煙草總產品的80%以上，烤煙生產主要集中在云南、河南、貴州、山東等省。烤煙的生產過程大致可分為育苗、大田生長和煙葉烘烤三個階段。煙葉烘烤是反映和決定烤煙品質和生產效益的關鍵的環節之一。它涉及到煙葉采收質量、烤房設備、烘烤工藝和實踐經驗等眾多因素的有機配合。所以說煙葉的烘烤是一個涉及多類知識的系統工程。傳統的煙葉烘烤技術，是將一片片的散煙葉編煙形成一芊芊的煙葉芊，然后再將煙葉芊裝進烘烤房進行烘烤。
[0003]隨著烤煙生產理念和技術不斷發展和創新，沿用多年的自然排濕式傳統烤房逐步被改造和替代。近年來，在國家各級煙草管理部門的技術引導和資金扶植下，一些智能化，密集型的高效能的烤房得到迅速發展，并顯示了獨有的優勢。新型烤房和與其配套的新技術的出現，把煙草生產帶入智能化、規模化和專業化的一個新領域。初顯了煙草生產并入現代化農業生產模式的端倪。這種控制方法由于投入較大，成本高，只適合規模化的大型烤煙工業企業采用，而難以在農村的小烤煙房中推廣應用。
[0004]而現國內農村的煙草烘烤技術關鍵問題在于熱能利用不充分，造成大量能源浪費，而且成本高，效益低。而熱能利用不充分，又往往是由于烘烤房內的加熱不均勻，溫度相差較大造成的。因此，熱量的分級循環利用是十分必要的。
[0005]對此，中國專利文獻申請號為201020579379.3的發明專利公開了 “一種煙草烘烤新型風道系統”，它在烘烤房內設有對煙草烘干除濕的干燥區；在烘烤房底部的干燥區內，設有多組利用外部熱源對干燥區內空氣進行除濕加熱處理并循環利用烘烤煙草后空氣的送風循環裝置，所述送風循環裝置還可根據烘烤房內濕度傳感器的檢測，將干燥區內烘烤煙草后回送的空氣和烘烤房外的外界空氣進行適當比例混合后，再次進行除濕加熱處理后送出；在烘烤房頂部的干燥區內，設有多組將干燥區內烘烤煙草后的空氣送回送風循環裝置的回風循環裝置，所述回風循環裝置還可根據干燥區的濕度值，控制干燥區內烘烤煙草后的空氣排出烤房外；所述送風循環裝置通過管路與回風循環裝置相連通。這種技術在一定程度上解決了烤房內加熱不均勻等現象，提高了煙草的加工質量，但對于能源的利用依然不夠有效，還具有較大的改進空間。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于為克服現有的農村煙草烘烤技術中熱能利用不充分，造成大量能源浪費以及成本高，效益低等不足，提供一種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法及其系統結構。
[0007]本發明的技術方案如下: 本發明的這種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法，它的烤房結構是由分別烘烤不同階段的煙葉的三級烤房串聯組成；每級烤房中設置至少一套烘烤架，烘烤架通過連通軌道在三級烤房之間運轉；通過在每級烤房下部設置的架空層與每級烤房中的干燥系統和抽氣裝置一起構成空氣循環通道使空氣的熱量在三級烤房之間分級循環利用。
[0008]具體的，本發明采用了這樣的一種煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，包括用于烘烤煙草的烤房，烤房由第一級烤房、第二級烤房和第三級烤房依次串聯組成，每級烤房均設有干燥系統和抽氣裝置；在三級烤房下部設有架空層，架空層形成空氣流動通道，架空層與每級烤房中的干燥系統和抽氣裝置一起構成空氣循環通道使空氣的熱量在三級烤房之間分級循環利用。新空氣從進風口進入后，首先到達第一級烤房中，通過抽氣裝置和干燥系統，使空氣在烤房中流動，對煙草進行烘烤。這個過程中，煙草的濕氣逐漸彌散到空氣中，使空氣的溫度下降且比重增大，從而向下流動進入架空層，然后流入下一級烤房，而下一級烤房的抽氣裝置和干燥系統將空氣引入其內并進行干燥，干燥后的空氣由于濕氣的去除又可以對該級烤房進行烘烤，從而形成烘烤-氣流下降-氣流循環-干燥-烘烤的熱量循環利用工藝流程。
[0009]為實現上述目的，架空層的設計至關重要，本發明的架空層由從底向上層疊布置的余熱空氣層一、新空氣層和余熱空氣層二組成；新空氣層貫通三級烤房，新空氣層前端連通設在第一級烤房前方的熱泵機組室，尾端連通設在第三級烤房的尾部的可使新空氣進入的進風口 ；余熱空氣層二通過管道將各級烤房向下與余熱空氣層一連通；前一級烤房中的余熱空氣層一通過至少一條保溫管道與下一級烤房的抽氣裝置的進氣口連通。
[0010]另外，第三級烤房的余熱空氣層一在進風口處與新空氣層連通。也就是說，新空氣層貫通三級烤房，前端進入第一級烤房的熱泵機組室，后端連接進風口，但作為優選的設計，在第三級烤房的尾端設置一個開口使新空氣層與余熱空氣層一連通，這樣在該處新空氣層有兩個進氣口，一個是原先的進風口，另一個是從余熱空氣層一向新空氣層連通的進氣口。這樣新空氣層不光可以向外吸入新空氣，還可以利用原先從三級烤房中循環利用完并進入第三級烤房中的余熱空氣層一種的余氣，使新空氣在余氣的作用下溫度上升，節省加熱能量。
[0011]另外，位于第一級烤房前方的熱泵機組室包括蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥，在蒸發器的下方設有濾水口。其中，蒸發器的前側設有抽風機四，冷凝器的前側設有抽風機一。冷凝器和抽風機一位于蒸發器和抽風機四的上方。熱泵機組室的作用首先是通過抽風機四將新空氣從新空氣層中抽進來，并對從新空氣層中進入的新空氣進行首次干燥加熱，使經過蒸發器產生的水分從濾水口流出，提高新空氣的溫度。經過處理后的新空氣通過抽風機一送入第一級烤房中進行第一級烘烤。
[0012]進一步的，在三級烤房中設有至少一條連通軌道，每級烤房內設有至少一套烘烤架，烘烤架底部安放于連通軌道上；在烘烤架底部設有緊靠地面的繩索并用伺服電機驅動烘烤架在三級烤房之間牽引轉運。這樣烘烤架在三級烤房之間實現滑軌轉運，可提高轉運效率，節省人工。
[0013]進一步的，在第一級烤房和第二級烤房之間以及第二級烤房與第三級烤房之間設有僅可供烘烤架轉運通過的卷簾門。卷簾門的大小僅足夠烤架通過，以減少各級烤房間溫度的傳遞，同時便于階段烘烤完成煙葉直接通過滑軌換室，進行下一階段的烘烤。每個卷簾門設有可減少烤房中的熱量通過卷簾門散失的保溫門簾，從而減少熱量通過卷簾門散失，烤架需開門換室時保溫門簾可上卷。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
本發明的這種烘烤系統以空氣能為熱源，主體結構基于煙葉烘烤工藝流程特點，設計為三級烤房系統化，底部架空層設計，軌道聯通流水作業，實現熱量逐級循環利用效果，很大程度提高了廢熱利用率，彌補了現農村煙草烘烤技術的能源漏洞。本發明的這種烘烤系統達到提高熱能利用率，降低環境污染、縮短烘烤周期和改善煙葉質量目的，可以滿足農村煙草烘烤多方面要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的結構示意圖；
附圖標記說明:1-抽風機一、2-冷凝器、3-第一級烤房、4-卷簾門一、5-保溫門簾一、6-干燥器一，7-抽風機二，8-第二級烤房，9-卷簾門二，10-保溫門簾二，11-干燥器二，12-抽風機三，13-第三級烤房，14-進風口，15-余熱空氣層一，16-保溫管道一，17-新空氣層，18-保溫管道二，19-余熱空氣層二，20-蒸發器，21-濾水口，22-抽風機四，23-壓縮機。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0017]先看圖1，圖1展示了本發明的一種實施方式的結構示意圖:從圖中可見，本發明的烤房由第一級烤房3、第二級烤房8和第三級烤房13依次串聯組成，煙草烘烤的順序也是從第一級烤房3到第三級烤房13進行；在三級烤房下部設有架空層，架空層由從底向上層疊布置的余熱空氣層一 15、新空氣層17和余熱空氣層二 19組成。
[0018]新空氣層17貫通三級烤房，新空氣層17前端連通設在第一級烤房3前方的熱泵機組室(即圖1中左端最前方的空間部分)，尾端連通設在第三級烤房的尾部的可使新空氣進入的進風口 14。熱泵機組室包括蒸發器20、壓縮機23、冷凝器2和膨脹閥，在蒸發器20的下方設有濾水口 21。
[0019]余熱空氣層二 19通過管道將各級烤房向下與余熱空氣層一 15連通，從圖1中可以看到，余熱空氣層二 19與各級烤房內部空間間隔設有一些進氣口，這樣經過烘烤利用完的空氣，由于溫度下降及水分增加，會自然下沉從這些進氣口中進入余熱空氣層二 19，然后通過連通管道進入最下層的余熱空氣層一 15，新空氣層17與上下的余熱空氣層之間是封閉的(只有在進風口 14處新空氣層17與余熱空氣層一 15連通)。
[0020]前一級烤房中的余熱空氣層一 15通過至少一條保溫管道與下一級烤房的抽氣裝置的進氣口連通。在圖1中，第一級烤房3的后端設有保溫管道二 18，保溫管道二 18緊貼兩級烤房之間的墻體呈直立設置，保溫管道二 18的下端連接第一級烤房3下方的余熱空氣層一 15,上端通向第二級烤房8左上角設置有抽風機二 7和干燥器一 6的進氣口，最后通過抽風機二 7的抽吸進入第二級烤房8中。同理，在第二級烤房8的后端設有同樣方式布置的保溫管道一 16，在第三級烤房13的左上角設置有抽風機三12和干燥器二 11，從而實現余熱空氣從第二級烤房8流入第二級烤房13。
[0021]本發明的架空層形成空氣流動通道，架空層與每級烤房中的干燥系統和抽氣裝置一起構成空氣循環通道使空氣的熱量在三級烤房之間分級循環利用。如圖1所示，本發明的抽氣裝置包括四臺抽風機，即抽風機一 1、抽風機二 7、抽風機三12和抽風機四22，干燥系統包括干燥器一 6，干燥器二 11，冷凝器2和蒸發器20。
[0022]另外，在第一級烤房3和第二級烤房8之間以及第二級烤房8與第三級烤房13之間設有僅可供烘烤架轉運通過的卷簾門，從圖中可以看到，卷簾門包括卷簾門一 4和卷簾門二 9。每個卷簾門設有可減少烤房中的熱量通過卷簾門散失的保溫門簾，其中卷簾門一 4設有保溫門簾一 5，卷簾門二 9設有保溫門簾二 10。
[0023]如圖1所示，本發明的煙草烘烤過程是這樣的:首先第一階段，煙草是在第一級烤房3中的烘烤架上進行烘烤，這時卷簾門一 4、卷簾門二 9、保溫門簾一 5和保溫門簾二 10都是關閉的。新空氣從第三級烤房13的尾部下端通過新空氣層17進入，熱泵機組室下部的抽風機四22將新空氣直接抽入熱泵機組室，并通過蒸發器20進行蒸發加熱，蒸發產生的水分從濾水口 21向下流出。蒸發加熱后的熱空氣在壓縮機23的壓縮和抽風機一 I的作用下向上運動，并通過冷凝器2初步處理后進入第一級烤房3中的烘烤架上方開始進行第一階段的烘烤。熱空氣吸收煙草烘烤散發的水分后含水量增加，氣溫降低，比重增大，從而下沉，從底部的氣口進入余熱空氣層二 19中，并通過連通管道進入最底層的余熱空氣層一 15中。第一階段烘烤完成后，卷簾門一 4和保溫門簾一 5打開，烘烤架通過軌道轉運到第二級烤房8中，卷簾門一 4和保溫門簾一 5再次關閉。這時留在第一級烤房3底部的余熱空氣層一 15中的余熱空氣受到抽風機二 7的抽吸，通過保溫管道二 18進入第二級烤房8中，經過干燥器一 6處理后對第二級烤房8中的烘烤架上的煙葉進行烘烤，然后向下再次進入余熱空氣層一 15中。依次地，第二階段烘烤完畢后，卷簾門二 9和保溫門簾二 10打開，烘烤架再次通過軌道轉運至第三級烤房13中，卷簾門二 9和保溫門簾二 10關閉，在第二級烤房8中底部的余熱空氣層一 15中的余熱空氣受到抽風機三12的抽吸進入第三級烤房13中，經干燥器二 11處理后對第三級烤房13中的煙草進行烘烤，然后再次進入余熱空氣層一 15中，最后通過進風口 14處的進氣口進入新空氣層17中與新空氣一起進入到下一個循環。
[0024]當然，以上只是本發明的具體應用范例，本發明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種熱量分級循環利用的煙草烘烤方法，其特征在于:它的烤房結構是由分別烘烤不同階段的煙葉的三級烤房串聯組成；每級烤房中設置至少一套烘烤架，烘烤架通過連通軌道在三級烤房之間運轉；通過在每級烤房下部設置的架空層與每級烤房中的干燥系統和抽氣裝置一起構成空氣循環通道使空氣的熱量在三級烤房之間分級循環利用。
2.一種煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，包括烤房，其特征在于:所述烤房由第一級烤房(3)、第二級烤房(8)和第三級烤房(13)依次串聯組成，每級烤房均設有干燥系統和抽氣裝置；在三級烤房下部設有架空層，架空層形成空氣流動通道，架空層與每級烤房中的干燥系統和抽氣裝置一起構成空氣循環通道使空氣的熱量在三級烤房之間分級循環利用。
3.根據權利要求2所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:所述架空層由從底向上層疊布置的余熱空氣層一(15)、新空氣層(17)和余熱空氣層二(19)組成；新空氣層(17)貫通三級烤房，新空氣層(17)前端連通設在第一級烤房(3)前方的熱泵機組室，尾端連通設在第三級烤房的尾部的可使新空氣進入的進風口( 14);余熱空氣層二( 19)通過管道將各級烤房向下與余熱空氣層一(15)連通；前一級烤房中的余熱空氣層一(15)通過至少一條保溫管道與下一級烤房的抽氣裝置的進氣口連通。
4.根據權利要求3所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:第三級烤房(13)的余熱空氣層一(15)在進風口( 14)處與新空氣層(17)連通。
5.根據權利要求3所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:所述熱泵機組室包括蒸發器(20)、壓縮機(23)、冷凝器(2)和膨脹閥，在蒸發器(20)的下方設有濾水口(21)。
6.根據權利要求5所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:所述蒸發器(20)的前側設有抽風機四(22)，所述冷凝器(2)的前側設有抽風機一(I)。
7.根據權利要求3所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:在所述三級烤房中設有至少一條連通軌道，每級烤房內設有至少一套烘烤架，烘烤架底部安放于連通軌道上；在烘烤架底部設有緊靠地面的繩索并用伺服電機驅動烘烤架在三級烤房之間牽引轉運。
8.根據權利要求7所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:在第一級烤房(3)和第二級烤房(8)之間以及第二級烤房(8)與第三級烤房(13)之間設有僅可供烘烤架轉運通過的卷簾門。
9.根據權利要求8所述的煙草烘烤的熱量分級循環系統結構，其特征在于:每個卷簾門設有可減少烤房中的熱量通過卷簾門散失的保溫門簾。
【文檔編號】A24B1/02GK103859567SQ201410131710
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】張文博, 蔣宏婉, 何林 申請人:貴州大學