CN201440049U - 组合式陶瓷蓄热体 - Google Patents

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蒋扬虎
罗安智
王海清
李明晖
罗巍
朱善合
陈超
丁翠娇
刘占增
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Abstract

本实用新型公开了一种组合式陶瓷蓄热体，它包括若干块板式陶瓷蓄热体和若干根棒式陶瓷蓄热体，所述板式陶瓷蓄热体的表面上分布有相互间隔排列的凸球冠和凹球冠，所述凸球冠和凹球冠之间为过渡面，所述板式陶瓷蓄热体与气流方向平行的两侧设计有边沿，所述棒式陶瓷蓄热体为空心或实心蓄热棒，所述板式陶瓷蓄热体的凸球冠和凹球冠顶部开设有通孔，所述板式陶瓷蓄热体通过其两侧的边沿层叠布置，所述层叠布置位置相对应的凸球冠或凹球冠上的通孔内贯穿嵌插有棒式陶瓷蓄热体。本实用新型强度大、安装与更换简便、换热性能优良、流动阻力小、表面辐射率高、使用寿命较长。

Description

组合式陶瓷蓄热体
技术领域
本实用新型涉及蓄热式燃烧技术中所应用的蓄热体，具体地指一种组合式陶瓷蓄热体。
背景技术
蓄热式燃烧技术是目前广泛应用于钢铁冶金、机械、石化、建材、有色冶金等行业工业炉上的节能环保新型燃烧技术。蓄热体是蓄热式燃烧器完成烟气余热回收利用的中间载体，蓄热体周期性地蓄热与释热，将高温烟气的热量传递给常温助燃空气或煤气，实现烟气余热的回收和助燃空气或煤气的预热，达到节能环保的目的。
蓄热体是蓄热式燃烧器中的关键部件。目前国内外广泛使用的蓄热体主要有陶瓷蓄热球和蜂窝蓄热体两种，其中蜂窝蓄热体主要有正方形和正六边形两种格孔结构。对于陶瓷蓄热球，为满足高换热比表面积的技术要求，实际应用中的蓄热球直径小，蓄热室充填的蓄热球数量大，蓄热球间空隙通道不规则，易板结，不仅影响了烟气余热的回收效率，而且还给蓄热球的更换带来困难。对于蜂窝蓄热体，为保证高的换热比表面积，实际应用中都是采用薄孔壁蓄热体，导致蓄热体坯体与成品的强度较低，限制了蓄热体外形尺寸的增大，蓄热室内仍需堆砌大量的蓄热体小块，不仅造成安装与更换的施工困难，而且蓄热体在线更换的操作环境十分恶劣，尤其是前后排蜂窝蓄热体的错位，导致蜂窝通道部分堵塞，流动阻力增大，更加影响蓄热体的换热性能与节能效果。
中国专利号为ZL200720084350.6的实用新型专利提供了一种凹凸球冠面结构的板式陶瓷蓄热体，通过凹凸球冠的表面积扩展，提高蓄热体的换热比表面积，通过板式陶瓷蓄热体表面的高辐射率涂层，改善蓄热体的高温辐射换热性能，通过蓄热体间的层叠与高温泥浆粘接，扩展蓄热体外形尺寸，降低蓄热体安装与在线更换的施工难度。但是，该板式陶瓷蓄热体的独立通道结构不利于蓄热室内气流的均匀化，影响了蓄热体的换热效率，同时仅蓄热体流动方向两边沿的泥浆粘接，不利于蓄热体强度的提高，限制了蓄热体外形尺寸的扩展，难以较大幅度降低蓄热体安装与更换施工的难度。
发明内容
本实用新型的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种强度大、安装与更换简便、单位体积换热面积大、换热性能优良、流动阻力小、表面辐射率高、使用寿命长的组合式陶瓷蓄热体。
针对上述目的，本实用新型所设计的组合式陶瓷蓄热体，包括若干块板式陶瓷蓄热体和若干根棒式陶瓷蓄热体，所述板式陶瓷蓄热体的表面上分布有相互间隔排列的凸球冠和凹球冠，所述凸球冠和凹球冠之间为过渡面，所述板式陶瓷蓄热体与气流方向平行的两侧设计有边沿，所述棒式陶瓷蓄热体为空心或实心蓄热棒，所述板式陶瓷蓄热体的凸球冠和凹球冠顶部开设有通孔，所述板式陶瓷蓄热体通过其两侧的边沿层叠布置，所述层叠布置位置相对应的凸球冠或凹球冠上的通孔内贯穿嵌插有棒式陶瓷蓄热体。
进一步地，所述板式陶瓷蓄热体的两侧边沿呈凸凹式或台阶式结构。
更进一步地，所述板式陶瓷蓄热体的边沿之间、以及棒式陶瓷蓄热体与通孔之间通过耐火泥浆粘接为一体。
本实用新型的优点在于：由于插入了棒式陶瓷蓄热体，使得组合式陶瓷蓄热体的强度显著提高，实际应用中根据蓄热室的内部安装空间尺寸，能够对板式陶瓷蓄热体坯体的外形尺寸进行定制，不仅保证了组合式陶瓷蓄热体外形尺寸大幅度扩展的力学性能要求，而且还能实现蓄热室内的组合式陶瓷蓄热体整体安装与更换，从而大幅降低了蓄热体安装与更换的施工难度，有效避免了蓄热体安装错位带来的不利影响。此外，边沿的凸凹式或台阶式结构，保证了板式陶瓷蓄热体坯体层叠组合的准确定位以及粘接泥浆的充满程度，提高了组合式陶瓷蓄热体的外形尺寸精度与综合强度。相邻两块板式陶瓷蓄热体的间隙构成气流通道，由于若干平行通道中未插入棒式陶瓷蓄热体的通孔部分，保证了组合式陶瓷蓄热体内通道之间的气流串通，有利于通道之间气流分布的均匀化；同时，插入平行通道内的棒式陶瓷蓄热体部分，进一步增强了对气流的扰动，强化了蓄热体的对流换热，达到提高组合式陶瓷蓄热体换热性能的目的，进而达到提高蓄热式燃烧节能效果、延长蓄热体使用寿命的目的。
附图说明
图1为一种凸凹球冠顺排的组合式陶瓷蓄热体的立体结构示意图；
图2为图1中凸凹球冠顺排的板式陶瓷蓄热体的立体结构示意图；
图3为一种凸凹球冠错排的组合式陶瓷蓄热体的立体结构示意图；
图4为图3中凸凹球冠错排的板式陶瓷蓄热体的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
如图1、图3所示的组合式陶瓷蓄热体，包括若干块板式陶瓷蓄热体1和若干根棒式陶瓷蓄热体2，每块板式陶瓷蓄热体1的表面上分布有相互间隔排列的凸球冠4和凹球冠5。凸球冠4和凹球冠5的排列可以为顺排结构或者错排结构。以平行于气流方向间隔排列的凸球冠4和凹球冠5为列，如果一列中的凸球冠4或凹球冠5与相邻列中的凹球冠5或凸球冠4横向位置对应一致，则为顺排结构，如图2所示；如果一列中的凸球冠4或凹球冠5与相邻列中的凹球冠5或凸球冠4横向位置移动半个球冠分布，则为错排结构，如图4所示。
上述凸球冠4和凹球冠5之间为过渡面6，板式陶瓷蓄热体1与气流方向平行的两侧设计有边沿7，边沿7呈凸凹式或台阶式结构。棒式陶瓷蓄热体2为空心或实心蓄热棒。各块板式陶瓷蓄热体1的凸球冠4和凹球冠5顶部开设有通孔3，若干块板式陶瓷蓄热体1通过其两侧的边沿7层叠布置，层叠位置相对应的凸球冠4或凹球冠5上的通孔3内贯穿嵌插有棒式陶瓷蓄热体2。如图1所示，棒式陶瓷蓄热体2贯穿嵌插入凸球冠4上的通孔3中；如图3中所示，棒式陶瓷蓄热体2贯穿嵌插入凹球冠5上的通孔3中。
上述相邻两块板式陶瓷蓄热体1之间的间隙构成气流通道，可以根据具体需要在制作前设定边沿7的尺寸大小，以便调节相邻两块板式陶瓷蓄热体1之间的间隙，即调节气流通道的空间大小。各层叠布置的边沿7之间、以及棒式陶瓷蓄热体2与通孔3之间通过磷酸盐耐火泥浆或溶胶结合耐火泥浆粘接为一体。各块板式陶瓷蓄热体1的表面涂覆有一层高辐射率涂料。板式陶瓷蓄热体1的厚度为2～6mm，棒式陶瓷蓄热体2的直径为3～5mm，凸球冠4和凹球冠5的投影圆面直径为5～15mm，通孔3的直径比棒式陶瓷蓄热体2的直径大0.1～1mm。在实际应用中，组合式陶瓷蓄热体外形为长方体或正方体结构。
下面通过两个具体实施例对实际生产中应用的组合式陶瓷蓄热体进行详细说明：
实施例1：图1中的组合式陶瓷蓄热体由四块板式陶瓷蓄热体1和多根棒式陶瓷蓄热体2构成，其中，板式陶瓷蓄热体1的厚度为3mm，板式陶瓷蓄热体1之间的间隙为2mm，棒式陶瓷蓄热体2的直径为5mm，凸球冠4和凹球冠5的投影圆面直径为10mm，通孔3的直径为5.5mm。其制备方法是在板式陶瓷蓄热体1的坯体表面喷涂高辐射率涂层，再进行板式陶瓷蓄热体1坯体的层叠布置，并在板式陶瓷蓄热体1的凸球冠4顶部通孔3内嵌插入棒式陶瓷蓄热体2，采用高温泥浆在板式陶瓷蓄热体1上的边沿7之间进行粘接组合，以及采用高温泥浆在棒式陶瓷蓄热体2与其所在通孔3之间进行粘接组合，板式陶瓷蓄热体1上与气流通道中气体流动方向平行的边沿7的凹槽宽度为5mm，深度为2mm，凸起宽度为4.5mm，高度为1.5mm，粘接泥浆为磷酸盐耐火泥浆，组合体经自然干燥、烘烤与高温烧结制成组合式陶瓷蓄热体成品。板式陶瓷蓄热体1的外形尺寸按照蓄热室高度或宽度尺寸以及长度尺寸进行设计，根据蓄热室内部空间的长宽高尺寸进行扩展组装，装进蓄热室内的为形成一个整体的组合式陶瓷蓄热体，组合式陶瓷蓄热体通道沿蓄热室长度方向与宽度面或高度面平行。
实施例2：图3中的组合式陶瓷蓄热体的构成与制备方法与实施例1基本相同，不同的是棒式陶瓷蓄热体2嵌插入在板式陶瓷蓄热体1的凹球冠5顶部通孔3内，相关结构尺寸为：板式陶瓷蓄热体1的厚度为5mm，板式陶瓷蓄热体1之间间隙为1.5mm，凸球冠4和凹球冠5的投影圆面直径为12mm，通孔3的直径为5mm，棒式陶瓷蓄热体2的直径为4.5mm。板式陶瓷蓄热体1上与气流通道中气体流动方向平行的边沿7的凹槽宽度为4.5mm，深度为2mm，凸起宽度为4mm，高度为1.5mm，粘接泥浆为溶胶结合耐火泥浆。
本实用新型强度大、安装与更换简便、流动阻力小、单位体积换热面积大、表面辐射率较高、节能效果显著、使用寿命较长，适用于各种工业炉上的蓄热式燃烧器。

Claims (9)

1.一种组合式陶瓷蓄热体，包括若干块板式陶瓷蓄热体(1)和若干根棒式陶瓷蓄热体(2)，所述板式陶瓷蓄热体(1)的表面上分布有相互间隔排列的凸球冠(4)和凹球冠(5)，所述凸球冠(4)和凹球冠(5)之间为过渡面(6)，所述板式陶瓷蓄热体(1)与气流方向平行的两侧设计有边沿(7)，所述棒式陶瓷蓄热体(2)为空心或实心蓄热棒，其特征在于：所述板式陶瓷蓄热体(1)的凸球冠(4)和凹球冠(5)顶部开设有通孔(3)，所述板式陶瓷蓄热体(1)通过其两侧的边沿(7)层叠布置，所述层叠布置位置相对应的凸球冠(4)或凹球冠(5)上的通孔(3)内贯穿嵌插有棒式陶瓷蓄热体(2)。
2.根据权利要求1所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述板式陶瓷蓄热体(1)的两侧边沿(7)呈凸凹式或台阶式结构。
3.根据权利要求1或2所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述板式陶瓷蓄热体(1)的边沿(7)之间、以及棒式陶瓷蓄热体(2)与通孔(3)之间通过耐火泥浆粘接为一体。
4.根据权利要求3所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述耐火泥浆为磷酸盐耐火泥浆或溶胶结合耐火泥浆。
5.根据权利要求1或2所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述板式陶瓷蓄热体(1)的表面涂覆有一层高辐射率涂料。
6.根据权利要求1或2所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述板式陶瓷蓄热体(1)的厚度为2～6mm。
7.根据权利要求1或2所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述棒式陶瓷蓄热体(2)的直径为3～5mm。
8.根据权利要求1或2所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述凸球冠(4)和凹球冠(5)的投影圆面直径为5～15mm。
9.根据权利要求1或2所述的组合式陶瓷蓄热体，其特征在于：所述通孔(3)的直径比棒式陶瓷蓄热体(2)的直径大0.1～1mm。
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