CN204555682U

CN204555682U - 一种节能炉窑

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Publication number: CN204555682U
Application number: CN201520118308.6U
Authority: CN
Inventors: 沈奕光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2025-02-27

Abstract

本实用新型提供了一种节能炉窑，涉及工业节能炉窑，包括窑体，所述窑体内设有用于放置被加热物体的炉膛，所述窑体的顶壁和侧壁均设置有多个辐射孔，所述辐射孔为盲孔，所述辐射孔的开口端朝向所述炉膛。本实用新型一方面在不增加窑体体积的情况下，增加了窑体内部的炉膛的表面积，进而提高了物体受热效率，使得物体受热更快，另一方面，窑体内阵列的辐射孔能够将热辐射集中到炉膛的方向，进一步地使物体升温更快，达到节约能源的目的。再者窑体内阵列的辐射孔形成一个均匀的温度场，使被加热物体均匀加热，提高加热质量，进而提高产品质量。

Description

一种节能炉窑

技术领域

本实用新型涉及一种节能炉窑，特别涉及一种在炉窑上开有辐射孔的炉窑。

背景技术

目前，国家经济的发展主要依赖能源，能源的应用日趋紧张，能源的价格不断上涨，能源在全球已成为一种稀缺资源，以工业生产为主的企业常常将节能作为企业技术改进的重要内容，而以冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等为主的工业型企业在使用工业炉窑对其产品进行热加工、热处理时更是成为工业领域的能耗大户。据统计，全国工业炉窑的总能耗占到全国工业总能耗的60％，我国的工业炉窑与发达国家的工业炉相比，炉窑平均热效率要比国外低20％左右，如果全国的工业炉窑平均节能10％，因此工业炉窑的高耗能问题已成为制约工业型企业发展的一个重要因素。

工业炉窑的节能潜力非常巨大，但目前工业炉窑能源利用率并不理想，因此许多企业多在炉窑的制造材料，煤炭、燃气、燃油等燃料的燃烧效果上做改进以此提高能源利用率，从而达到节能的效果，但目前收效甚微。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种节能炉窑，以改善上述问题。

本实用新型提供的节能炉窑包括窑体，所述窑体内设有用于放置被加热物体的炉膛，所述窑体的顶壁和侧壁均阵列设置有多个辐射孔，所述辐射孔为盲孔，所述辐射孔的开口端朝向所述炉膛。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述辐射孔与所述窑体的顶壁和侧壁一体成型。避免了使用粘结等方式连接在一起的结构在长期使用中因粘结处结构老化、变形而脱落的问题。同时一体成型的结构不单成型工艺简单，同时这样的结构也延长了产品的使用寿命。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述辐射孔的横截面为圆形。这种形状的辐射孔的辐射系数可达到0.93～0.95，远远超过了其他形状的辐射孔的辐射系数，大大提高了节能炉窑的能源利用率，达到了节能的效果。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述辐射孔的横截面的面积从窑体向炉膛方向递增。普通形状的辐射孔热源发出的热射线沿半球空间射出，其中一部分能够直接射到工件上被工件吸收，另一部分投射到了炉壁上。利用此辐射结构，可使热射线束有效地、集中地直接射向被加热工件，提高了热源利用，从而达到了更好的节能效果。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述辐射孔与所述顶壁和所述侧壁垂直，在施工成型时成型更为方便。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述顶壁和所述侧壁均为浇注料。浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成，它具有较高的流动性，浇注施工时无需加热即可硬化的不定形耐火材料。一般在使用现场以浇注、震动或捣固的方法浇筑成型便于成型。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述顶壁和所述侧壁均为可塑料。不定型耐火材料的一种，由70％～80％粒状和粉状物料加10％～25％的可塑性黏土等结合剂及适量增塑剂配制而成的耐火材料。呈硬泥膏状，并在较长时间内保持较高可塑性含有较多的可塑黏土组分，水分也较捣打料多。在硬化前可塑性好；硬化后具有一定强度。在高温下有良好的烧结性、一定的体积稳定性和其他高温性能。可制成片状、块状。某些结合剂也可在施工时加入。使用时将混合物压实或捣打，经烘烤后即可构成密实的内衬及构筑物。选择这样的材料可塑性较好，也较易成型。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述顶壁和所述侧壁均为耐火砖。耐火砖简称火砖，主要用于砌冶炼炉，是具有一定形状和尺寸的耐火材料。可用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结构材料，并在高温下能经受各种物理化学变化和机械作用。耐高温，同时便于成型。

以上所述的节能炉窑，优选地，所述辐射孔的开口端均指向所述炉膛内一个区域，用于集中辐射。利用辐射孔将辐射集中在一个区域，在这个区域内进行加热，升温速度更快，节约能源。

相对于现有技术，本实用新型提供的节能炉窑包括以下有益效果：本实用新型提供的节能炉窑在窑体内设置炉膛，窑体的顶壁和侧壁上阵列设置多个辐射孔。利用辐射孔，一方面在不增加窑体体积的情况下，增加了窑体内部的炉膛的表面积，进而提高了物体受热效率，使得物体受热更快，另一方面，窑体内阵列的辐射孔能够将热辐射集中到炉膛的方向，进一步地使物体升温更快，达到节约能源的目的，再者窑体内阵列的辐射孔形成一个均匀的温度场，使被加热物体均匀加热，提高加热质量，进而提高产品质量。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型第一实施例提供的节能炉窑的主视剖视示意图；

图2是本实用新型第二实施例提供的节能炉窑的主视剖视示意图；

图3是本实用新型第三实施例提供的节能炉窑的俯视剖视示意图；

图4是图3提供的节能炉窑的侧壁示意图。

其中，附图标记与部件名称之间的对应关系如下：炉膛101，顶壁102，侧壁103，辐射孔104。

具体实施方式

工业炉窑的节能潜力是非常巨大的。经过研究人员的长期研究发现，目前市面上的炉窑能源利用率效果并不理想，因此许多企业多在炉窑的制造材料，煤炭、燃气、燃油等燃料的燃烧效果上做改进以此提高能源利用率，从而达到节能的效果，但目前收效甚微。

本实用新型提供了一种节能炉窑来改善上述问题。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

本实用新型中第一、第二、第三等均为区别示意，并不是限定。

图1是本实用新型第一实施例提供的节能炉窑的主视剖视示意图；如图1所示，本实用新型第一实施例提供的节能炉窑，包括窑体，窑体内设有用于放置被加热物体的炉膛101，窑体的顶壁102和侧壁103均设置有多个辐射孔104，辐射孔104为盲孔，辐射孔104的开口端朝向炉膛101方向。

在热力学中，根据传热学原理及工业炉窑的传热特性，被加热工件所得到的热量遵循以下传热原理：

Q∝T_q ^4.T_w ^4.ε_q·ε_w·ε·F_w·V² (a)

(a)式中T_q、T_w代表炉气和炉体的温度，

ε_q、ε_w、ε代表炉气、炉体、被加热工件的辐射系数，

F_w代表炉膛101内表面面积，

V代表炉气速度，

由于炉气温度、炉膛温度及炉气速度受工艺限制，辐射传热系数受材料本身因素的影响，上述参数在不同的工业炉窑内基本上是固定的；炉气的速度受工艺及流动阻力的影响，不可能太大，受工艺及造价的影响，炉膛101内部空间也不可能非常大。

因此，公式(a)表明，增大炉膛101面积及提高炉膛101辐射系数可以增加被加热工件得到的热量。根据上述原理，在炉膛101的顶壁102和侧壁103施工的同时设置辐射孔104，辐射孔104的作用有两方面，一是增大炉膛101的面积，可以使单位炉膛面积增加一倍，二是根据射线调控的原理，利用辐射孔具有调节射线的作用，使射线更集中射向被加热工件，提高被加热工件的加热速度和温度均匀性。

本实施例提供的节能炉窑在窑体内设置炉膛101，窑体的顶壁102和侧壁103上阵列设置多个辐射孔104。利用辐射孔104，一方面在不增加窑体体积的情况下，增加了窑体内部的炉膛101的表面积，进而提高了物体受热效率，使得物体受热更快，另一方面，窑体内阵列的辐射孔104能够将热辐射集中到炉膛101的方向，进一步地使物体升温更快。

辐射孔104与窑体的顶壁102和侧壁103施工时一体成型。避免了使用粘结等方式连接在一起的结构在长期使用中，因粘结处结构老化、变形而导致脱落的问题。一体成型的结构不单成型工艺简单，同时这样的结构也延长了产品的使用寿命。

本实用新型节能炉窑炉膛101的顶壁102和侧壁103施工时，利用辐射孔模板施工。辐射孔模板上设有多个凸起。在支撑模板上固定好按照要求加工的辐射孔模板，然后进行浇注料浇注并捣打，当浇注料达到一定强度时进行脱模，则在炉膛101的顶壁102和侧壁103留下辐射孔104，且辐射孔104的开口都朝向炉膛101内加热工件的区域。

图2是本实用新型第二实施例提供的节能炉窑的主视剖视示意图；如图2所示，本实用新型第二实施例提供的节能炉窑是在第一实施例的基础上，进一步地，辐射孔104的横截面可为圆形或椭圆形，其中优选地辐射孔104的横截面为圆形，这样形状的辐射孔104辐射系数可达到0.93～0.95，远远超过了其他结构的辐射系数，大大提高了节能炉窑的能源利用率。

辐射孔104的横截面的面积从窑体向炉膛101方向逐渐递增。普通形状的辐射孔热源发出的热射线沿半球空间射出，其中一部分能够直接射到工件上被工件吸收，另一部分投射到了炉壁上。而利用此种形状的辐射孔，可使热射线束有效地、集中地直接射向被加热工件，从而提高了热源利用，从而达到了更好的节能效果。

辐射孔104由于其特殊的几何结构，本身具有高辐射系数，其辐射系数可以达到0.93～0.95，在窑体内设置横截面为圆形的辐射孔104，使得本实施例提供的节能炉窑高传热面积、高辐射系数，能够实现节能10～15％，提高生产效率10～15％，污染物排放减少10～15％。

辐射孔104与顶壁102和侧壁103呈垂直关系，在施工成型时成型更为方便。

图3是本实用新型第三实施例提供的节能炉窑的俯视剖视示意图；如图3所示，图4是图3提供的节能炉窑的侧壁示意图。如图3-4所示，本实用新型第三实施例提供的节能炉窑是在第二实施例的基础上，进一步地，辐射孔104的开口端均指向炉膛101内一个区域，用于集中辐射。由于侧壁103上的辐射孔104均朝向炉膛101的中央，因此炉膛101中央区域为炉膛101内的加热区域，利用辐射孔104的开口端的方向，将辐射集中到这个加热区域，在这个区域内进行加热，升温速度更快，节约能源。同时，本实施例中优选地，辐射孔104的横截面为圆形。

进一步地，顶壁102和侧壁103的材料为浇注料，浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成，它具有较高的流动性，浇注施工时无需加热即可硬化的不定形耐火材料。一般在使用现场以浇注、震动或捣固的方法浇筑成型便于成型。

本实用新型第四实施例提供的节能炉窑是在第三实施例的基础上，进一步地，顶壁102和侧壁103的材料为可塑料，不定型耐火材料的一种，由70％～80％粒状和粉状物料加10％～25％的可塑性黏土等结合剂及适量增塑剂配制而成的耐火材料。呈硬泥膏状，并在较长时间内保持较高可塑性含有较多的可塑黏土组分，水分也较捣打料多。在硬化前可塑性好；硬化后具有一定强度。在高温下有良好的烧结性、一定的体积稳定性和其他高温性能。可制成片状、块状。某些结合剂也可在施工时加入。使用时将混合物压实或捣打，经烘烤后即可构成密实的内衬及构筑物。选择这样的材料可塑性较好，也较易成型。

本实用新型第五实施例提供的节能炉窑是在第三实施例的基础上，进一步地，顶壁102和侧壁103的材料为耐火砖，耐火砖简称火砖，主要用于砌冶炼炉，是具有一定形状和尺寸的耐火材料。可用作建筑窑炉和各种热工设备的高温建筑材料和结构材料，并在高温下能经受各种物理化学变化和机械作用。耐高温，同时便于成型。

在本实用新型中，辐射孔104的形状可以为圆形、椭圆形、方形等形状。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种节能炉窑，其特征在于：包括窑体，所述窑体内设有用于放置被加热物体的炉膛，所述窑体的顶壁和侧壁均阵列设置有多个辐射孔，所述辐射孔为盲孔，所述辐射孔的开口端朝向所述炉膛。

2.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述辐射孔与所述窑体的顶壁和侧壁一体成型。

3.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述辐射孔的横截面为圆形。

4.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述辐射孔的横截面的面积从窑体向炉膛方向递增。

5.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述辐射孔与所述顶壁和所述侧壁垂直。

6.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述顶壁和所述侧壁均为浇注料。

7.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述顶壁和所述侧壁均为可塑料。

8.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述顶壁和所述侧壁均为耐火砖。

9.根据权利要求1所述的节能炉窑，其特征在于：所述辐射孔的开口端均指向所述炉膛内一个区域，用于集中辐射。