專利名稱:組合式陶瓷蓄熱體的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及蓄熱式燃燒技術中所應用的蓄熱體,具體地指一種組合式陶瓷蓄熱體。
背景技術:
蓄熱式燃燒技術是目前廣泛應用于鋼鐵冶金、機械、石化、建材、有色冶金等行業 工業爐上的節能環保新型燃燒技術。蓄熱體是蓄熱式燃燒器完成煙氣余熱回收利用的中間 載體,蓄熱體周期性地蓄熱與釋熱,將高溫煙氣的熱量傳遞給常溫助燃空氣或煤氣,實現煙 氣余熱的回收和助燃空氣或煤氣的預熱,達到節能環保的目的。 蓄熱體是蓄熱式燃燒器中的關鍵部件。目前國內外廣泛使用的蓄熱體主要有陶瓷 蓄熱球和蜂窩蓄熱體兩種,其中蜂窩蓄熱體主要有正方形和正六邊形兩種格孔結構。對于 陶瓷蓄熱球,為滿足高換熱比表面積的技術要求,實際應用中的蓄熱球直徑小,蓄熱室充填 的蓄熱球數量大,蓄熱球間空隙通道不規則,易板結,不僅影響了煙氣余熱的回收效率,而 且還給蓄熱球的更換帶來困難。對于蜂窩蓄熱體,為保證高的換熱比表面積,實際應用中都 是采用薄孔壁蓄熱體,導致蓄熱體坯體與成品的強度較低,限制了蓄熱體外形尺寸的增大, 蓄熱室內仍需堆砌大量的蓄熱體小塊,不僅造成安裝與更換的施工困難,而且蓄熱體在線 更換的操作環境十分惡劣,尤其是前后排蜂窩蓄熱體的錯位,導致蜂窩通道部分堵塞,流動 阻力增大,更加影響蓄熱體的換熱性能與節能效果。 中國專利號為ZL200720084350. 6的實用新型專利提供了一種凹凸球冠面結構的 板式陶瓷蓄熱體,通過凹凸球冠的表面積擴展,提高蓄熱體的換熱比表面積,通過板式陶瓷 蓄熱體表面的高輻射率涂層,改善蓄熱體的高溫輻射換熱性能,通過蓄熱體間的層疊與高 溫泥漿粘接,擴展蓄熱體外形尺寸,降低蓄熱體安裝與在線更換的施工難度。但是,該板式 陶瓷蓄熱體的獨立通道結構不利于蓄熱室內氣流的均勻化,影響了蓄熱體的換熱效率,同 時僅蓄熱體流動方向兩邊沿的泥漿粘接,不利于蓄熱體強度的提高,限制了蓄熱體外形尺 寸的擴展,難以較大幅度降低蓄熱體安裝與更換施工的難度。
發明內容本實用新型的目的就是要克服現有技術的不足,提供一種強度大、安裝與更換簡 便、單位體積換熱面積大、換熱性能優良、流動阻力小、表面輻射率高、使用壽命長的組合式
陶瓷蓄熱體。 針對上述目的,本實用新型所設計的組合式陶瓷蓄熱體,包括若干塊板式陶瓷蓄 熱體和若干根棒式陶瓷蓄熱體,所述板式陶瓷蓄熱體的表面上分布有相互間隔排列的凸球
冠和凹球冠,所述凸球冠和凹球冠之間為過渡面,所述板式陶瓷蓄熱體與氣流方向平行的 兩側設計有邊沿,所述棒式陶瓷蓄熱體為空心或實心蓄熱棒,所述板式陶瓷蓄熱體的凸球 冠和凹球冠頂部開設有通孔,所述板式陶瓷蓄熱體通過其兩側的邊沿層疊布置,所述層疊 布置位置相對應的凸球冠或凹球冠上的通孔內貫穿嵌插有棒式陶瓷蓄熱體。[0007] 進一步地,所述板式陶瓷蓄熱體的兩側邊沿呈凸凹式或臺階式結構。 更進一步地,所述板式陶瓷蓄熱體的邊沿之間、以及棒式陶瓷蓄熱體與通孔之間
通過耐火泥漿粘接為一體。 本實用新型的優點在于由于插入了棒式陶瓷蓄熱體,使得組合式陶瓷蓄熱體的 強度顯著提高,實際應用中根據蓄熱室的內部安裝空間尺寸,能夠對板式陶瓷蓄熱體坯體 的外形尺寸進行定制,不僅保證了組合式陶瓷蓄熱體外形尺寸大幅度擴展的力學性能要 求,而且還能實現蓄熱室內的組合式陶瓷蓄熱體整體安裝與更換,從而大幅降低了蓄熱體 安裝與更換的施工難度,有效避免了蓄熱體安裝錯位帶來的不利影響。此外,邊沿的凸凹 式或臺階式結構,保證了板式陶瓷蓄熱體坯體層疊組合的準確定位以及粘接泥漿的充滿程 度,提高了組合式陶瓷蓄熱體的外形尺寸精度與綜合強度。相鄰兩塊板式陶瓷蓄熱體的間 隙構成氣流通道,由于若干平行通道中未插入棒式陶瓷蓄熱體的通孔部分,保證了組合式 陶瓷蓄熱體內通道之間的氣流串通,有利于通道之間氣流分布的均勻化;同時,插入平行通 道內的棒式陶瓷蓄熱體部分,進一步增強了對氣流的擾動,強化了蓄熱體的對流換熱,達到 提高組合式陶瓷蓄熱體換熱性能的目的,進而達到提高蓄熱式燃燒節能效果、延長蓄熱體 使用壽命的目的。
圖1為一種凸凹球冠順排的組合式陶瓷蓄熱體的立體結構示意圖; 圖2為圖1中凸凹球冠順排的板式陶瓷蓄熱體的立體結構示意圖; 圖3為一種凸凹球冠錯排的組合式陶瓷蓄熱體的立體結構示意圖; 圖4為圖3中凸凹球冠錯排的板式陶瓷蓄熱體的立體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述 如圖1、圖3所示的組合式陶瓷蓄熱體,包括若干塊板式陶瓷蓄熱體1和若干根棒 式陶瓷蓄熱體2,每塊板式陶瓷蓄熱體1的表面上分布有相互間隔排列的凸球冠4和凹球 冠5。凸球冠4和凹球冠5的排列可以為順排結構或者錯排結構。以平行于氣流方向間隔 排列的凸球冠4和凹球冠5為列,如果一列中的凸球冠4或凹球冠5與相鄰列中的凹球冠5 或凸球冠4橫向位置對應一致,則為順排結構,如圖2所示;如果一列中的凸球冠4或凹球 冠5與相鄰列中的凹球冠5或凸球冠4橫向位置移動半個球冠分布,則為錯排結構,如圖4 所示。 上述凸球冠4和凹球冠5之間為過渡面6,板式陶瓷蓄熱體1與氣流方向平行的兩 側設計有邊沿7,邊沿7呈凸凹式或臺階式結構。棒式陶瓷蓄熱體2為空心或實心蓄熱棒。 各塊板式陶瓷蓄熱體1的凸球冠4和凹球冠5頂部開設有通孔3,若干塊板式陶瓷蓄熱體1 通過其兩側的邊沿7層疊布置,層疊位置相對應的凸球冠4或凹球冠5上的通孔3內貫穿 嵌插有棒式陶瓷蓄熱體2。如圖1所示,棒式陶瓷蓄熱體2貫穿嵌插入凸球冠4上的通孔3 中;如圖3中所示,棒式陶瓷蓄熱體2貫穿嵌插入凹球冠5上的通孔3中。 上述相鄰兩塊板式陶瓷蓄熱體1之間的間隙構成氣流通道,可以根據具體需要在 制作前設定邊沿7的尺寸大小,以便調節相鄰兩塊板式陶瓷蓄熱體1之間的間隙,即調節氣流通道的空間大小。各層疊布置的邊沿7之間、以及棒式陶瓷蓄熱體2與通孔3之間通過 磷酸鹽耐火泥漿或溶膠結合耐火泥漿粘接為一體。各塊板式陶瓷蓄熱體1的表面涂覆有一 層高輻射率涂料。板式陶瓷蓄熱體1的厚度為2 6mm,棒式陶瓷蓄熱體2的直徑為3 5mm,凸球冠4和凹球冠5的投影圓面直徑為5 15mm,通孔3的直徑比棒式陶瓷蓄熱體2 的直徑大0. 1 lmm。在實際應用中,組合式陶瓷蓄熱體外形為長方體或正方體結構。 下面通過兩個具體實施例對實際生產中應用的組合式陶瓷蓄熱體進行詳細說 明 實施例1 :圖1中的組合式陶瓷蓄熱體由四塊板式陶瓷蓄熱體1和多根棒式陶瓷 蓄熱體2構成,其中,板式陶瓷蓄熱體1的厚度為3mm,板式陶瓷蓄熱體1之間的間隙為2mm, 棒式陶瓷蓄熱體2的直徑為5mm,凸球冠4和凹球冠5的投影圓面直徑為10mm,通孔3的直 徑為5. 5mm。其制備方法是在板式陶瓷蓄熱體1的坯體表面噴涂高輻射率涂層,再進行板式 陶瓷蓄熱體1坯體的層疊布置,并在板式陶瓷蓄熱體1的凸球冠4頂部通孔3內嵌插入棒式 陶瓷蓄熱體2,采用高溫泥漿在板式陶瓷蓄熱體1上的邊沿7之間進行粘接組合,以及采用 高溫泥漿在棒式陶瓷蓄熱體2與其所在通孔3之間進行粘接組合,板式陶瓷蓄熱體1上與 氣流通道中氣體流動方向平行的邊沿7的凹槽寬度為5mm,深度為2mm,凸起寬度為4. 5mm, 高度為1. 5mm,粘接泥漿為磷酸鹽耐火泥漿,組合體經自然干燥、烘烤與高溫燒結制成組合 式陶瓷蓄熱體成品。板式陶瓷蓄熱體1的外形尺寸按照蓄熱室高度或寬度尺寸以及長度尺 寸進行設計,根據蓄熱室內部空間的長寬高尺寸進行擴展組裝,裝進蓄熱室內的為形成一 個整體的組合式陶瓷蓄熱體,組合式陶瓷蓄熱體通道沿蓄熱室長度方向與寬度面或高度面 平行。 實施例2 :圖3中的組合式陶瓷蓄熱體的構成與制備方法與實施例1基本相同,不 同的是棒式陶瓷蓄熱體2嵌插入在板式陶瓷蓄熱體1的凹球冠5頂部通孔3內,相關結構 尺寸為板式陶瓷蓄熱體1的厚度為5mm,板式陶瓷蓄熱體1之間間隙為1. 5mm,凸球冠4和 凹球冠5的投影圓面直徑為12mm,通孔3的直徑為5mm,棒式陶瓷蓄熱體2的直徑為4. 5mm。 板式陶瓷蓄熱體1上與氣流通道中氣體流動方向平行的邊沿7的凹槽寬度為4. 5mm,深度為 2mm,凸起寬度為4mm,高度為1. 5mm,粘接泥漿為溶膠結合耐火泥漿。 本實用新型強度大、安裝與更換簡便、流動阻力小、單位體積換熱面積大、表面輻 射率較高、節能效果顯著、使用壽命較長,適用于各種工業爐上的蓄熱式燃燒器。
權利要求一種組合式陶瓷蓄熱體,包括若干塊板式陶瓷蓄熱體(1)和若干根棒式陶瓷蓄熱體(2),所述板式陶瓷蓄熱體(1)的表面上分布有相互間隔排列的凸球冠(4)和凹球冠(5),所述凸球冠(4)和凹球冠(5)之間為過渡面(6),所述板式陶瓷蓄熱體(1)與氣流方向平行的兩側設計有邊沿(7),所述棒式陶瓷蓄熱體(2)為空心或實心蓄熱棒,其特征在于所述板式陶瓷蓄熱體(1)的凸球冠(4)和凹球冠(5)頂部開設有通孔(3),所述板式陶瓷蓄熱體(1)通過其兩側的邊沿(7)層疊布置,所述層疊布置位置相對應的凸球冠(4)或凹球冠(5)上的通孔(3)內貫穿嵌插有棒式陶瓷蓄熱體(2)。
2. 根據權利要求1所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述板式陶瓷蓄熱體(1) 的兩側邊沿(7)呈凸凹式或臺階式結構。
3. 根據權利要求1或2所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述板式陶瓷蓄熱體 (1)的邊沿(7)之間、以及棒式陶瓷蓄熱體(2)與通孔(3)之間通過耐火泥漿粘接為一體。
4. 根據權利要求3所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述耐火泥漿為磷酸鹽耐 火泥漿或溶膠結合耐火泥漿。
5. 根據權利要求1或2所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述板式陶瓷蓄熱體 (1)的表面涂覆有一層高輻射率涂料。
6. 根據權利要求1或2所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述板式陶瓷蓄熱體(1) 的厚度為2 6mm。
7. 根據權利要求1或2所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述棒式陶瓷蓄熱體(2) 的直徑為3 5mm。
8. 根據權利要求1或2所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述凸球冠(4)和凹 球冠(5)的投影圓面直徑為5 15mm。
9. 根據權利要求1或2所述的組合式陶瓷蓄熱體,其特征在于所述通孔(3)的直徑 比棒式陶瓷蓄熱體(2)的直徑大0. 1 lmm。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式陶瓷蓄熱體,它包括若干塊板式陶瓷蓄熱體和若干根棒式陶瓷蓄熱體,所述板式陶瓷蓄熱體的表面上分布有相互間隔排列的凸球冠和凹球冠,所述凸球冠和凹球冠之間為過渡面,所述板式陶瓷蓄熱體與氣流方向平行的兩側設計有邊沿,所述棒式陶瓷蓄熱體為空心或實心蓄熱棒,所述板式陶瓷蓄熱體的凸球冠和凹球冠頂部開設有通孔,所述板式陶瓷蓄熱體通過其兩側的邊沿層疊布置,所述層疊布置位置相對應的凸球冠或凹球冠上的通孔內貫穿嵌插有棒式陶瓷蓄熱體。本實用新型強度大、安裝與更換簡便、換熱性能優良、流動阻力小、表面輻射率高、使用壽命較長。
文檔編號F28F13/18GK201440049SQ20092008554
公開日2010年4月21日 申請日期2009年4月30日 優先權日2009年4月30日
發明者丁翠嬌, 劉占增, 宋中華, 朱善合, 李明暉, 歐陽德剛, 王海清, 羅安智, 羅巍, 蔣揚虎, 陳超 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司