CN210321362U - 构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，属于蓄热技术领域。包括水平凹槽、垂直凹槽、锚定凸起等。采用垂直凹槽构成空间平行的垂直风道，且与水平凹槽构成的水平通道相通；将垂直风道交错设置为进风和出风的主风路、水平通道自动构成多分支并联支路，建立了三维立体风路系统。充分利用了烟囱效应，且将蓄热砖的上表面、下表面和侧面都并入到换热风道中，从而实现平衡进风温差、增大换热面积、降低温度梯度、促进换热流动、均衡风道压力等，显著降低了不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。充分利用原结构构成啮合锚定关系，简化了蓄热砖结构及加工工艺。

Description

构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖

技术领域

本实用新型涉及一种蓄热砖结构，特别是能够构成垂直主风道结合多个水平支路的三维立体风路系统的蓄热砖。属于蓄热技术领域。

背景技术

蓄热砖作为固体蓄热装置的基本构成单元，有多种成熟应用的结构。但是目前的固体蓄热砖在构成整个蓄热装置后，形成的通风散热的风道本质上是二维结构，比较典型和普遍应用的是在水平面上交替正交的风道结构。其特点是每条风道均独立贯穿整个蓄热体、且相互之间完全隔离，电热丝一般位于其中的多组平行通道中。显然，这样的结构会导致每条换热风道的首尾温差较大、也会导致位于不同通道中的电热丝温差过高等问题。

也有安装电热丝的通道不做为风道、且两侧封闭，又会导致电热丝的封闭空间与循环风之间通过蓄热体进行换热，显然，这样的结构会导致电热丝的封闭空间与循环风之间的温差较大，电热丝的温度会更高。

蓄热体一般由多块蓄热砖堆砌而成，现有技术中的蓄热砖结构使得一般每块蓄热砖的一个面的局部与电热丝换热、相对面的局部与换热风道中的气体换热，水平相邻的两个电热丝通道或换热风道之间为较厚的蓄热砖实体，换热面积小、蓄热砖内部的温度梯度大，导致了蓄热体内部温差过大。如中国专利“电加热式固体蓄热砖及蓄热体（申请号：201721800913.7）”，在蓄热砖上面开设横向梯形凹槽、下面开设多个纵向半圆凹槽，构成的横向通道与纵向通道呈空间十字正交关系，且在由蓄热砖构成的蓄热体内部互不连通，分别作为加热元件通道和换热通道。显然，这种结构的加热元件通道内部温度比换热通道要高的多。

此外，在蓄热砖的锚定上，中国专利“一种自锚定位蓄热砖（申请号：201621233886.5）”，在蓄热砖两侧分别设置了相啮合的自锚固块和自锚缺口，虽然有助于固定，但是仍然是二维风道结构；而且在烟道上设置了波浪形内表面，但是采用的是平行于烟道的结构，难以形成能够促进充分换热的湍流效果。

不同蓄热砖之间，以及同一蓄热砖不同空间部位的温差过大，会降低整体的蓄热温度，从而降低蓄热容量、影响吸热和放热特性，降低蓄热系统效率和动态响应性能；电热丝的封闭空间温度过高还会显著减少电热丝的使用寿命等。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖。通过蓄热砖的特殊结构设计，建立由多条垂直进风通道和垂直出风通道交错排列构成主风路、水平通道构成多分支并联支路的三维立体风路系统。实现平衡进风温差、增大换热面积、降低温度梯度、促进换热流动、均衡风道压力等，从而显著降低不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能，提高电热丝的使用寿命。同时，还具有结构简单、成本较低、运行可靠、维护方便等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，包括水平凹槽（1）、第一水平凸齿（2）、第二水平凸齿（3）、垂直凹槽（4）。

蓄热砖为矩形，水平凹槽（1）沿水平方向贯通底部，两侧分别为平行的第一水平凸齿（2）和第二水平凸齿（3）。

垂直凹槽（4）沿垂直方向贯通固体蓄热砖，与第二水平凸齿（3）正交，将第二水平凸齿（3）分割成两部分，且与水平凹槽（1）相通。

进一步地，所述的垂直凹槽（4）为矩形槽或梯形槽。

进一步地，所述的垂直凹槽（4）与水平凹槽（1）交界处为斜面或弧形面结构。

进一步地，包括锚定凸起（5），位于第一水平凸齿（2）外表面，且与垂直凹槽（4）可构成啮合锚定关系。

进一步地，包括第一锚定缺口（6）和第二锚定缺口（7），位于所述的蓄热砖顶部，与第一水平凸齿（2）和第二水平凸齿（3）可构成啮合锚定关系。

进一步地，所述的水平凹槽（1）内表面为不与被加热气体流向平行的折流结构（8）。

进一步地，所述的多块蓄热砖组合叠放为蓄热体时，垂直凹槽（4）构成多条垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10），且将垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10）设置为空间平行交错排列。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点：

1、采用垂直凹槽结构，在蓄热砖组合叠放时能够构成多条空间平行的垂直风道，且与每块固体蓄热砖的水平凹槽相通。将垂直风道分别设置为进风和出风的主风路、水平通道自动构成多分支并联支路，建立了三维立体风路系统。垂直风道充分利用了烟囱效应，自动促进内部气体流动；水平凹槽内部的热量可以及时通过垂直风道排出。从而显著降低了不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。同时，还具有结构简单、成本较低、运行可靠、安装维护方便等优点。

2、垂直进风通道和垂直出风通道作为主风道，在空间上平行交错分布，降低温度梯度，实现整个蓄热体内温度均衡的垂直进风和垂直出风，避免各换热面由不同进风温度和出风温度导致的大温差情况出现。

3、将蓄热砖的上表面、下表面和侧面都并入到换热风道中，有效提高换热面积，减少同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量以及吸热放热效率。

4、垂直凹槽与水平凹槽交界处采用斜面或弧形面结构，能够减小水平支路的通风阻力；同时在水平凹槽内表面设计有不与被加热气体流向平行的折流式结构，可有效增加气体流动时的紊流、平衡垂直主风道和各水平分支通道的压力、提高电热丝辐射换热面积。从而进一步降低整体的温差，提高吸热和放热效率。

5、利用锚定凸起与原有的垂直凹槽构成啮合锚定关系、利用锚定缺口与原有的水平凸齿构成啮合锚定关系，实现了上下和前后蓄热砖之间的定位与锚定。便于施工定位，加快施工进度，提高整体稳定性，且简化了固体蓄热砖结构、也简化了加工工艺。

附图说明

图1：固体蓄热砖顶视图。

图2：固体蓄热砖侧视图。

图3：固体蓄热砖右视图。

图4：固体蓄热砖叠放顶视图。

图中：1-水平凹槽、2-第一水平凸齿、3-第二水平凸齿、4-垂直凹槽、5-锚定凸起、6-第一锚定缺口、7-第二锚定缺口、8-折流结构、9-垂直进风通道、10-垂直出风通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1所示为固体蓄热砖顶视图，图2所示为固体蓄热砖侧视图，图3所示为固体蓄热砖右视图。所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖包括水平凹槽（1）、第一水平凸齿（2）、第二水平凸齿（3）、垂直凹槽（4）、锚定凸起（5）、第一锚定缺口（6）、第二锚定缺口（7）、折流结构（8）、垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10）。

图1、图2和图3中，蓄热砖为矩形，水平凹槽（1）沿水平方向贯通底部，两侧分别为平行的第一水平凸齿（2）和第二水平凸齿（3）；垂直凹槽（4）沿垂直方向贯通固体蓄热砖，与第二水平凸齿（3）正交，将第二水平凸齿（3）分割成两部分，且与水平凹槽（1）相通。所述的垂直凹槽（4）为矩形槽。

图2中，被加热气体一般沿着接近与水平凹槽（1）平行的方向流动，水平凹槽（1）内表面有不与被加热气体流向平行的折流结构（8），可使流过的被加热气体形成湍流，平衡垂直主风道和各水平分支通道的压力，明显提高空气换热效率；且如果在水平凹槽（1）内安放电热丝的话，还可提高电热丝辐射换热面积，从而进一步降低整体的温差，提高吸热和放热效率。

如图4所示为一种典型的固体蓄热砖叠放顶视图，图4中可以看出，所述的多块蓄热砖组合叠放为蓄热体时，垂直凹槽（4）构成多条垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10），且将垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10）设置为空间平行交错排列。图4中，除边缘区域外，每条垂直进风通道（9）的上、下、左、右相邻的为垂直出风通道（10），同理，每条垂直出风通道（10）的上、下、左、右相邻的为垂直进风通道（9）。从而降低温度梯度，实现整个蓄热体内温度均衡的垂直进风和垂直出风，避免各换热面由不同进风温度和出风温度导致的大温差情况出现。而且，垂直风道充分利用了烟囱效应，还可自动促进内部气体流动。

图4中，相邻的左右两块蓄热砖排列时，各自的水平凹槽（1）连接在一起构成了水平风道。由于每块蓄热砖的垂直凹槽（4）均与其水平凹槽（1）相通，也就是构成的多条垂直风道和多条水平风道均是相通的，水平凹槽内部的热量可以及时通过垂直风道排出。垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10）作为主风道，水平通道自动构成多分支并联支路，建立了三维立体风路系统。此外，电热丝一般位于蓄热砖的水平凹槽（1）内，显然，在由所述的蓄热砖构成的垂直及多水平支路立体风路系统中，每块蓄热砖的上表面、下表面、部分侧面，以及电热丝，都并入到换热风道系统。从而显著降低了不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。同时，还具有结构简单、成本较低、运行可靠、安装维护方便等优点。

图1和图4中，前后两块蓄热砖排列时，前面蓄热砖的锚定凸起（5）与后面蓄热砖的垂直凹槽（4）构成对应的啮合锚定关系。同时结合图2和图3可以看出，上下两块蓄热砖叠放时，下部蓄热砖的第一锚定缺口（6）和第二锚定缺口（7）又与上部蓄热砖的第一水平凸齿（2）和第二水平凸齿（3）构成对应的啮合锚定关系。显然，所述的蓄热砖结构实现了上下和前后蓄热砖之间的定位与锚定，使得前后和上下蓄热砖之间不会发生平移窜动，有效地加强稳固了蓄热体的整体结构，便于施工定位，加快施工进度，提高整体稳定性。而且，充分利用了蓄热砖原有结构，简化了固体蓄热砖结构、也简化了加工工艺。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施实例，并不用以限制本实用新型，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 (7)

1.构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：包括水平凹槽（1）、第一水平凸齿（2）、第二水平凸齿（3）、垂直凹槽（4）；

蓄热砖为矩形，水平凹槽（1）沿水平方向贯通底部，两侧分别为平行的第一水平凸齿（2）和第二水平凸齿（3）；

垂直凹槽（4）沿垂直方向贯通固体蓄热砖，与第二水平凸齿（3）正交，将第二水平凸齿（3）分割成两部分，且与水平凹槽（1）相通。

2.根据权利要求1所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：所述的垂直凹槽（4）为矩形槽或梯形槽。

3.根据权利要求1所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：所述的垂直凹槽（4）与水平凹槽（1）交界处为斜面或弧形面结构。

4.根据权利要求1所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：包括锚定凸起（5），位于第一水平凸齿（2）外表面，且与垂直凹槽（4）可构成啮合锚定关系。

5.根据权利要求1所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：包括第一锚定缺口（6）和第二锚定缺口（7），位于所述的蓄热砖顶部，与第一水平凸齿（2）和第二水平凸齿（3）可构成啮合锚定关系。

6.根据权利要求1所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：所述的水平凹槽（1）内表面为不与被加热气体流向平行的折流结构（8）。

7.根据权利要求1所述的构成垂直及多水平支路立体风路系统的蓄热砖，其特征在于：所述的多块蓄热砖组合叠放为蓄热体时，垂直凹槽（4）构成多条垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10），且将垂直进风通道（9）和垂直出风通道（10）设置为空间平行交错排列。

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