一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统技术方案

本申请公开了一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，涉及太阳能应用技术领域。该加热系统包括锅体、甲醇‑空气喷雾罐、换热器和光伏组件；锅体包括用于放置食物的加热腔、设置在加热腔外侧的环形烟道以及设置在加热腔与环形烟道之间的催化室和喷雾室，加热腔的开口朝上，喷雾室位于催化室的上方；喷雾室内设有风扇；甲醇‑空气喷雾罐设置在加热腔的外侧，且甲醇‑空气喷雾罐的出口依次连通喷雾室、催化室和环形烟道；换热器设置在加热腔下方及远离甲醇‑空气喷雾罐的一侧，光伏组件设置在环形烟道的外侧，光伏组件能够储存电能并辅助换热器加热食物，光伏组件还能够为风扇提供电能。本申请用于提升野外食品加热系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统
本申请涉及太阳能应用
，尤其涉及一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统。
技术介绍
野外生存作为近年来兴起的运动风潮受到广大年轻人的喜爱。野外生存时食物加热为一大难题，传统的锅炉大多需要连接电源才能工作，而且使用起来存在引起火灾的风险，因此并不适合野外生存。太阳能作为一种来源广泛、环保清洁的可再生能源，其优秀的替代作用在各个领域得到了广泛的重视和应用，但将光伏加热作为野外主要加热手段存在加热速度不够快、受天气影响较大的缺点。
技术实现思路
本申请的实施例提供一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，利用甲醇作为原料与空气在催化剂作用下反应放热来加热食物，并将光伏加热作为辅助加热手段，不仅提高了食品加热的效率而且安全环保，经济效益高。为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，包括锅体、甲醇-空气喷雾罐、换热器和光伏组件；所述锅体包括用于放置食物的加热腔、设置在所述加热腔外侧的环形烟道以及设置在所述加热腔与所述环形烟道之间的催化室和喷雾室，所述加热腔的开口朝上，所述喷雾室位于所述催化室的上方；所述喷雾室内设有能够使甲醇与空气充分混合的风扇；所述甲醇-空气喷雾罐设置在所述加热腔的外侧，且所述甲醇-空气喷雾罐的出口依次连通所述喷雾室、所述催化室和所述环形烟道；所述换热器设置在所述加热腔下方及远离所述甲醇-空气喷雾罐的一侧，所述光伏组件设置在所述环形烟道的外侧，所述光伏组件能够储存电能并辅助所述换热器加热所述食物，所述光伏组件还能够为所述风扇提供电能。进一步地，所述甲醇-空气喷雾罐包括甲醇罐、空气罐和外混式喷嘴，所述外混式喷嘴包括内管和套设在所述内管外侧的外管，所述外管的内壁及所述内管的外壁均上设有阻气板，所述内管的入口与所述甲醇罐的出口之间设置进液管，所述外管的入口与所述空气罐的出口之间设置进气管，所述进液管上设有用于调节甲醇流量的调节机构，所述进气管上设有空气加压泵。进一步地，所述调节机构包括第一挡板、旋钮控制阀和螺栓，所述螺栓与所述进液管的侧壁螺纹连接，所述第一挡板和所述旋钮控制阀分别设置在所述螺栓的两端，且所述第一挡板位于所述进液管内。进一步地，还包括设置在所述第一挡板的下方的第二挡板，所述第二挡板固定在所述进液管远离所述螺栓的一侧的壁面上，且所述第二挡板垂直于所述进液管的轴线设置。进一步地，所述催化室的内壁上铺设催化床，并设立间隔均等的中空催化柱，所述中空催化柱的外壁设有多个突起，所述中空催化柱的内外壁及多个所述突起上均铺设催化床。进一步地，所述换热器为翅片式换热器，所述换热器包括多层折叠式翅片和多个隔板，所述多层折叠式翅片与所述隔板交替设置，且所述折叠式翅片上开设排列规则的通孔。进一步地，所述光伏组件包括光伏板、跟踪控制装置和可调节支架，所述光伏板通过所述可调节支架连接在所述锅体上，所述跟踪控制装置固定在所述光伏板的背面，且能够根据太阳的强度与方向控制所述可调节支架的转动，从而调节光伏板的倾斜角度。进一步地，所述光伏组件为两组，两组所述光伏组件分别设置在所述锅体的两个相对侧壁上，其中一组所述光伏组件电连接所述风扇，另一组所述光伏组件电连接所述换热器。进一步地，所述环形烟道的底壁面和侧壁面上均设有催化床，且所述环形烟道的底壁面为斜面，所述斜面较低的一侧设有冷凝水引流管。进一步地，所述催化室的外壁上包裹碳纤维层，所述催化室的外壁与所述碳纤维层之间填充碳纤维材料，所述碳纤维材料通过导线与所述光伏组件电连接。本申请相比现有技术具有以下有益效果：1、本申请利用甲醇作为原料与空气在催化剂作用下反应放热来加热食物，并通过光伏组件辅助加热，加热过程无明火产生，不仅能够提高食品加热的效率，而且安全环保，经济效益高，适用于野外食品加热，另外，本申请还通过风扇加强甲醇和空气的充分混合，提高加热速度，光伏组件同时能够为风扇提供电能，无需外部电源，使用更安全。2、本申请在甲醇罐的进液管上设置可调节甲醇流量的调节机构，能够自由控制锅体的加热速率。3、本申请在锅体加热腔的下方与其中一侧设置换热器，将烟气中蓄藏的热量充分传导给加热腔中的食物，换热器采用多层折叠式翅片与隔板交替设置的结构，并在翅片上开有排列规则的通孔，翅片可以充分与烟气接触，增强气体对流，提高换热效率。4、本申请在喷雾室中安装风扇以加强甲醇和空气的充分混合，并在催化室内壁铺设催化床层和中空催化柱，同时在环形烟道中铺设催化床，其中，中空催化柱的外壁设有多个突起，中空催化柱的内外壁均铺设催化床，大大增加了催化面积，保证甲醇氧化反应的充分进行，排出烟气为二氧化碳和水蒸气，既不会污染环境，又可以有效提高产生热量的速度，达到更好的加热效果。5、本申请采用两组光伏组件，其中一组与换热器电连接，白天吸收太阳能为锅体供热，同时储存电能与甲醇氧化反应一起维持锅体在夜晚及阴天的正常工作，起到光伏辅助加热的作用，另一组与风扇电连接，为风扇提供电能，节省燃料、清洁环保且无需外部电源。6、本申请中的光伏组件包括光伏板、跟踪控制装置和可调节支架，跟踪装置能够根据太阳的强度与方向调整可调节支架的转动，从而调节光伏板的倾斜角度，提高光电转化效率。7、本申请在催化室的外壁上包裹碳纤维层，并在催化室的外壁与碳纤维层之间填充碳纤维材料，碳纤维材料通过导线与光伏组件电连接，碳纤维材料导电会放出大量的热，对甲醇催化发热起到二级稳热作用，同时能够减少对外热损失。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统的结构示意图；图2为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统的光伏发电结构图；图3为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统中光伏组件的结构示意图；图4为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统中甲醇-空气喷雾罐的结构示意图；图5为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统中外混式喷嘴的局部结构示意图；图6为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统中催化柱的结构示意图；图7为本申请实施例基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统中换热器的局部结构示意图。图中，1-锅体，11-加热腔，12-催化室，121-排烟口，13-喷雾室，14-环形烟道，141-排气口，142-冷凝水引流管，15-中空催化柱，151-突起，16-催化床，2-甲醇-空气喷雾罐，21-甲醇罐，22-空气罐，221-内管，222-外管，223-阻气板，23-外混式喷嘴，24-进液管，25-进气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，其特征在于，/n包括锅体、甲醇-空气喷雾罐、换热器和光伏组件；/n所述锅体包括用于放置食物的加热腔、设置在所述加热腔外侧的环形烟道以及设置在所述加热腔与所述环形烟道之间的催化室和喷雾室，所述加热腔的开口朝上，所述喷雾室位于所述催化室的上方；所述喷雾室内设有能够使甲醇与空气充分混合的风扇；/n所述甲醇-空气喷雾罐设置在所述加热腔的外侧，且所述甲醇-空气喷雾罐的出口依次连通所述喷雾室、所述催化室和所述环形烟道；/n所述换热器设置在所述加热腔下方及远离所述甲醇-空气喷雾罐的一侧，所述光伏组件设置在所述环形烟道的外侧，所述光伏组件能够储存电能并辅助所述换热器加热所述食物，所述光伏组件还能够为所述风扇提供电能。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，其特征在于，
包括锅体、甲醇-空气喷雾罐、换热器和光伏组件；
所述锅体包括用于放置食物的加热腔、设置在所述加热腔外侧的环形烟道以及设置在所述加热腔与所述环形烟道之间的催化室和喷雾室，所述加热腔的开口朝上，所述喷雾室位于所述催化室的上方；所述喷雾室内设有能够使甲醇与空气充分混合的风扇；
所述甲醇-空气喷雾罐设置在所述加热腔的外侧，且所述甲醇-空气喷雾罐的出口依次连通所述喷雾室、所述催化室和所述环形烟道；
所述换热器设置在所述加热腔下方及远离所述甲醇-空气喷雾罐的一侧，所述光伏组件设置在所述环形烟道的外侧，所述光伏组件能够储存电能并辅助所述换热器加热所述食物，所述光伏组件还能够为所述风扇提供电能。


2.根据权利要求1所述的基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，其特征在于，所述甲醇-空气喷雾罐包括甲醇罐、空气罐和外混式喷嘴，所述外混式喷嘴包括内管和套设在所述内管外侧的外管，所述外管的内壁及所述内管的外壁均上设有阻气板，所述内管的入口与所述甲醇罐的出口之间设置进液管，所述外管的入口与所述空气罐的出口之间设置进气管，所述进液管上设有用于调节甲醇流量的调节机构，所述进气管上设有空气加压泵。


3.根据权利要求2所述的基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，其特征在于，所述调节机构包括第一挡板、旋钮控制阀和螺栓，所述螺栓与所述进液管的侧壁螺纹连接，所述第一挡板和所述旋钮控制阀分别设置在所述螺栓的两端，且所述第一挡板位于所述进液管内。


4.根据权利要求3所述的基于太阳能催化氧化的无火型野外食品加热系统，其特征在于，还包括设置在所述第一挡板的下方的第二挡板，所述第二挡板固定在所述进液管远离所述螺栓的一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海飞，马晶晶，丁雨薇，蔡宝瑞，刘艳艳，陈梦瑾，郭强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32