加热器及具有该加热器的啤酒制造设备的制作方法 [0002]在制造啤酒的时候，必须实现麦芽汁的固液分离才能获得最后的啤酒。这一过程中，麦芽汁要在煮沸锅内加热至沸点并保持煮沸温度，以便促成一些物质的转换和去除某些伴随着麦芽糖液体蒸发形成的挥发性成分。为此，内置加热器开始投入了使用，正如沃夫冈-昆泽在《啤酒工艺实用技术》(引用自柏林出版社，2007年第九次印刷，第355页到第359页)一书中描述的那样。 [0003]内置加热器被安置在煮沸锅的锅体中央，连接于锅底。加热器采用类似固定管板式换热器结构，分管程和壳程，管程与煮沸锅联通，为常压，壳程较管程为密封结构，与底部的蒸气供给管和冷凝管相互连接。上下贯通的管程换热管能够将麦芽汁从下部抽入，在蒸汽加热的换热管内部升温，然后再从换热管上部抽出。 [0004]麦芽汁不同的处理阶段有着不同的温度要求，而现有的内置加热器均为整体构造，热能的传导只能在一个狭小的空间内进行，难以匹配麦芽汁不同处理阶段所需要的热能。如果在热能要求最低的转换阶段相应降低加热器的蒸汽供给，那么就会发生强大的虹吸效应，导致麦芽汁某些成分吸附在换热管内壁，从而引起蒸汽温度的持续爬升。为了避免此类现象的产生，可以从外部引导麦芽汁的附加流动能量，但是需要配备额外的装置并会产生额外的能量消耗。 实用新型内容 [0005]本实用新型的目的在于提供一种加热器和具有该加热器的啤酒制造设备，以解决现有技术的加热器无法匹配麦芽汁不同阶段的热能要求和流动能量的问题。 [0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种加热器，用于啤酒制造过程中麦芽汁的加热，包括内加热组件、外加热组件和罩子组件；内加热组件包括第一壳体、与第一壳体内部相连通的第一蒸汽供给管和第一冷凝管、贯穿该第一壳体并与第一壳体相隔离的第一换热管；外加热组件套接于所述内加热组件的外侧并与内加热组件之间具有间隔，所述外加热组件包括第二壳体、与第二壳体内部相连通的第二蒸汽供给管和第二冷凝管、贯穿该第二壳体并与第二壳体相隔离的第二换热管；罩子组件安装于外加热组件上端的上方，罩子组件内设有空腔，该空腔与所述第一换热管和第二换热管的麦芽汁出口相通，以供从两加热组件流出的麦芽汁混合。
[0008]优选地，所述第一壳体和所述第二壳体之间设置有多个隔片件，以使两加热组件之间具有间隔，所述隔片件与所述第一壳体或所述第二壳体焊接固定。
[0009]优选地，所述内加热组件的换热面积大于所述外加热组件的换热面积，内加热组件与外加热组件的换热面积的比例至少为7:3。
[0010]优选地，所述第一换热管的管径大于所述第二换热管的管径。
[0011]优选地，所述内加热组件高于所述外加热组件，内加热组件上端超出外加热组件并伸入所述罩子组件内。
[0012]优选地，所述第一换热管和所述第二换热管的数量均为多个，至少一第一换热管和/或第二换热管的上端延伸出所述第一壳体和/或所述第二壳体，且延伸部分为口径渐缩的结构。
[0013]优选地，所述罩子组件下端通过一连接组件与所述外加热组件的第二壳体上端相连；所述罩子组件与所述连接组件位置可调地连接，从而调节罩子组件与第二壳体上端之间的竖直间隙。
[0014]优选地，所述连接组件包括一挡板件和凸伸于该挡板件上的多个鱼尾调节板件，所述挡板件安置于所述第二壳体上端，所述鱼尾调节板件与所述罩子组件下端可调位置地相连，从而可调节罩子组件下端与挡板件之间的间隙。
[0015]根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种啤酒制造设备，包括煮沸锅和安置于煮沸锅内的如上所述的加热器，所述第一蒸汽供给管、所述第一冷凝管、所述第二蒸汽供给管和所述第二冷凝管的下端超出煮沸锅外。
[0016]优选地，所述煮沸锅内设有底板，所述第一蒸汽供给管、所述第一冷凝管、所述第二蒸汽供给管和所述第二冷凝管固定于所述底板上，从而使所述加热器固定于所述煮沸锅内。
[0017]由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于:
[0018]一、区别于现有的内置加热器均为整体构造，该加热器中，内加热组件和外加热组件的蒸汽供给相互独立，可根据煮沸锅内麦芽汁的状态合理地进行蒸汽供给，在麦芽汁加热能量需求较小的阶段，可单独给内加热组件或外加热组件供蒸汽；而在麦芽汁加热能量需求较大的阶段，可同时对两加热组件供蒸汽。该加热器能通过调节蒸汽供给对麦芽汁进行温和处理，满足麦芽汁在不同处理阶段下的加热需求，有效避免麦芽汁附着在外壁上。同时还可避免不必要的能量供给和过高的温度，减少蒸汽耗费量。该加热器在不同的麦芽汁灌装高度上均能更好地运行。
[0019]二、加热器的两加热组件在工作状态下可相互平衡，经其中一加热组件加热的麦芽汁流入罩子组件后产生的负压会影响另一加热组件内麦芽汁的流动，当仅对一加热组件供蒸汽加热时，麦芽汁仍会经另一加热组件的换热管进入罩子组件。经两加热组件流出的麦芽汁先在罩子组件内进行一次混合，而后流出加热器再与煮沸锅内的麦芽汁进行二次混合。通过该加热器改善了麦芽汁的循环，更好地引导麦芽汁的流动，扩大受热面积，提高麦芽汁煮沸效率。




[0020]图1是本实用新型啤酒制造设备实施例的结构示意图。
[0021]图2是本实用新型加热器实施例的外部结构示意图。
[0022]图3是本实用新型加热器实施例的内部结构示意图。
[0023]图4是本实用新型加热器实施例的截面结构示意图。
[0024]图5是本实用新型加热器实施例中换热管超出上管板的结构示意图。
[0025]附图标记说明如下:1、加热器；11、内加热组件；111、第一壳体；1111、筒体；1112、下管板；1113、上管板；112、第一蒸汽供给管；1121、蒸汽排放口 ；113、第一冷凝管；114、第一换热管；12、外加热组件；121、第二壳体；1211、内筒体；1212、外筒体；1213、下管板；1214、上管板；122、第二蒸汽供给管；1221、蒸汽排放口 ；123、第二冷凝管；124、第二换热管；13、罩子组件；131、上锥壳；132、下锥壳;1301、空腔;14、隔片件；15、连接组件；151、挡板件；152、鱼尾调节板件；2、煮沸锅；21、锅体；22、底板。


[0026]体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0027]图1示意本实用新型所提供的啤酒制造设备实施例的结构，该结构包括煮沸锅2和加热器1，加热器I安置于煮沸锅2的锅体21中央，通过圆形底板22连接于锅底。在使用时，麦芽汁盛装于煮沸锅2内，加热器I对麦芽汁进行加热。
[0028]煮沸锅2可采用现有的结构，本实用新型主要是对加热器I进行了改进，以下具体介绍加热器的结构。
[0029]图2至图4示意了本实用新型所提供的加热器实施例的结构，该加热器I主要包括内加热组件11、外加热组件12和罩子组件13。
[0030]内加热组件11和外加热组件12均为类似固定管板式的换热器结构，用以加热麦芽汁。内加热组件11的外形为一圆柱体，外加热组件12的外形则为圆环状柱体，外加热组件12套接于内加热组件11外侧，且外加热组件12和内加热组件11之间具有一定的间隔。罩子组件13安装于外加热组件12上端的上方，用以对在内加热组件11和外加热组件12上部出现的麦芽汁涌流进行阻碍和导流，罩子组件13内设有空腔1301，该空腔1301与内加热组件11和外加热组件12的麦芽汁出口相通，以供从两加热组件11、12流出的麦芽汁混八口 ο
[0031]内加热组件11主要包括第一壳体111、贯穿该第一壳体111并与第一壳体111相隔离的第一换热管114、与第一壳体111内部相连通的第一蒸汽供给管112和第一冷凝管113。第一换热管114构成换热器的管程,供麦芽汁在其内流动。第一壳体111构成换热器的壳程，由第一蒸汽供给管112向其内通入热蒸汽，对第一换热管114内的麦芽汁加热，冷凝后的蒸汽从第一冷凝管113排出第一壳体111外。第一换热管114、第一蒸汽供给管112和第一冷凝管113的数量根据需求而设定。
[0032]本实施例中，第一壳体111由筒体1111以及紧密焊接在筒体1111两端的上管板1113和下管板1112构成。第一蒸汽供给管112从下管板1112穿入筒体1111内并向上管板1113延伸，第一蒸汽供给管112的上端开设蒸汽排放口 1121而向第一壳体111内提供热的蒸汽，第一冷凝管113的上端连接在下管板1112上以排出冷凝后的蒸汽。上管板1113和下管板1112上对应设有可供第一换热管114穿过的换热管孔，换热管孔的排布方式可根据需要而定，换热管孔的直径依第一换热管114的外径进行尺寸调整，第一换热管114适配地贯通相应的换热管孔，并与上管板1113、下管板1112紧密焊接相连。第一换热管114为纵向排列，上下开口，利于麦芽汁的流动。
[0033]参阅图5，在较优的方式中，全部或部分的第一换热管114上端延伸出上管板1113，且第一换热管114的延伸部分为口径渐缩的结构，形成喷嘴式结构，从而提高麦芽汁从第一换热管114流出的速度。
[0034]参阅图3，外加热组件12包括第二壳体121、贯穿该第二壳体121并与第二壳体121相隔离的第二换热管124、与第二壳体121相连通的第二蒸汽供给管122和第二冷凝管123。第二蒸汽供给管122上端开设蒸汽排放口 1221。外加热组件12对麦芽汁加热的原理与内加热组件11相同，不再重复介绍。
[0035]第二壳体121包括内筒体1211、外筒体1212、上管板1214和下管板1213 ;外筒体1212套接于内筒体1211外，上管板1214和下管板1213则分别封堵于内、外筒体1211、1212的两端之间，从而在第二壳体121内形成中空的环状密封腔体。
[0036]第二蒸汽供给管122、第二冷凝管123和第二换热管124与第二壳体121相连接的连接方式与内加热组件11的基本相同，也不再重复介绍。同样地，第二换热管124的上端也可延伸出上管板1214，并形成渐缩的喷嘴式结构(其结构可参照图5)，以提高麦芽汁的流速。
[0037]第一蒸汽供给管112、第一冷凝管113、第二蒸汽供给管122和第二冷凝管123可分别作为内加热组件11和外加热组件12的脚架，与煮沸锅2的底板22固定相连，使得加热器I固定在煮沸锅2的中央。第一蒸汽供给管112、第一冷凝管113、第二蒸汽供给管122和第二冷凝管123的下端超出煮沸锅2外。
[0038]外加热组件12的内筒体1211直径根据内加热组件11的筒体1111外径进行调整，以保留相应的间隔。在筒体1111外侧与内筒体1211之间设有多个隔片件14，可在麦芽汁剧烈流动时仍保持内加热组件11与外加热组件12之间的距离，而不会阻隔麦芽汁在两加热组件11、12内不同的热膨胀。隔片件14与内加热组件11、外加热组件12紧密焊接相连。
[0039]该加热器I中，内加热组件11和外加热组件12的蒸汽供给相互独立，可根据煮沸锅2内麦芽汁的状态合理地进行蒸汽供给，在麦芽汁加热能量需求较小的阶段，可单独给内加热组件11或外加热组件12供蒸汽；而在麦芽汁加热能量需求较大的阶段，可同时对两加热组件11、12供蒸汽。该加热器I能通过调节蒸汽供给对麦芽汁进行温和处理，满足麦芽汁在不同处理阶段下的加热需求，有效避免麦芽汁附着在外壁上。同时还可避免不必要的能量供给和过高的温度，减少蒸汽耗费量。该加热器I在不同的麦芽汁灌装高度上均能更好地运行。
[0040]两加热组件11、12在工作状态下可相互平衡，经其中一加热组件加热的麦芽汁流入罩子组件13后产生的负压会影响另一加热组件内麦芽汁的流动，当仅对一加热组件供蒸汽加热时，麦芽汁仍会经另一加热组件的换热管进入罩子组件13。经两加热组件11、12流出的麦芽汁先在罩子组件13内进行一次混合，而后流出加热器I再与煮沸锅2内的麦芽汁进行二次混合。通过该加热器I改善了麦芽汁的循环，更好地引导麦芽汁的流动，扩大受热面积，提高麦芽汁煮沸效率。
[0041]该加热器I中，内加热组件11、外加热组件12和罩子组件13较优地同心固定，使得麦芽汁在加热器I内的分布更为均匀，能达到较好的一次混合效果。
[0042]参阅图2，本实施例中，罩子组件13包括相连的上锥壳131和下锥壳132，上锥壳131和下锥壳132均为两端开口内部中空的圆锥台结构，与内加热组件11、外加热组件12之间具有足够的供麦芽汁流动的流通面积。下锥壳132的轴截面底角α大于上锥壳131的轴截面底角β。较优地，下锥壳132的轴截面底角α至少达到80° ,上锥壳131的轴截面底角β至少达到65°。通过该结构，保证罩子组件13内具有足够的空间供麦芽汁混合，且可对麦芽汁起到较好的导流作用。
[0043]下锥壳132的下端与外加热组件12的第二壳体121上端通过一连接组件15相连，该连接组件15包括一圆筒形的挡板件151和凸伸于该挡板件151上的多个鱼尾调节板件152，挡板件151直接安置于外加热组件12的第二壳体121上端，鱼尾调节板件152上设有多个排布于不同高度处的固定孔，通过不同的固定孔与下锥壳132连接而可调节下锥壳132与挡板件151之间的间隙。该间隙可以调节罩子组件13内的负压，从而调节麦芽汁经第一换热管114和第二换热管124流入罩子组件13内的流速，使得麦芽汁可在罩子组件13内充分混合。
[0044]较优地，内加热组件11的换热面积大于外加热组件12的换热面积，面积的比例至少约为7:3，使得麦芽汁在内加热组件11内的热膨胀量大于在外加热组件12内的热膨胀量，获得更好的流速。其中，此处所指的“换热面积”是指换热管的总面积，即所有第一换热管114的总面积大于所有第二换热管124的总面积。
[0045]基于换热面积的需求及麦芽汁流速的要求，较优地，第一换热管114的管径大于第二换热管124的管径。另外，第一换热管114的高度还大于第二换热管124的高度，即内加热组件11高于外加热组件12。如图2所示，内加热组件11上部超出外加热组件12，并伸入罩子组件13内，内加热组件11的上端大致位于上锥壳131与下锥壳132的交界处，更利于在罩子组件13内形成负压而利于麦芽汁的混合。
[0046]通过对两加热组件11、12不同换热面积的配比设置，使得罩子组件13内的麦芽汁流动比例更好地达到不同水平并与两加热组件11、12相匹配。
[0047]本实用新型的加热器结构为立式安放，清洗无死角，而且流体阻力小，出汁速率快。加热器结构简单，国内对此类设备制造技术较为成熟，加工方便。
[0048]虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。