[發明專利]一種陶瓷材質耐高溫蓄熱元件盒

有效

• 申請號: 200910197463.0
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN101776410A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 蔡明坤;王勇
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28F3/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種陶瓷材質耐高溫蓄熱元件盒，用于回轉式換熱器或固定式蓄熱器，能 在最高溫度1300℃時充當再生式換熱器的蓄熱元件，屬于換熱器技術領域。

背景技術

不論是再生式(回轉式)換熱器還是交替工作固定式蓄熱器，其核心都是吸熱和放熱 的蓄熱元件。普通空氣預熱器采用鋼材薄板作為蓄熱元件，通過在鋼板表面軋制或壓制出 各種花紋通道來強化對流換熱，但是碳鋼材料的許用金屬上限不到450℃，即使采用昂貴 的奧氏體鋼材，最高允許溫度也不超過800℃，隨著金屬溫度的上升，厚度只有0.4-1.5mm 的金屬片出現燃燒的可能性也加大。

大部分固定蓄熱器采用陶瓷球、蜂窩陶瓷、或陶瓷片作蓄熱元件，其最高使用溫度取 決于陶瓷材質，對工業上最普遍的使用的高嶺土陶瓷，最高允許溫度可以達1300℃，完全 滿足一般工藝窯爐的熱量回收需要。但陶瓷小球的流通阻力大、比表面積小，蜂窩陶瓷的 強度偏低易碎的缺點限制了他們的使用。目前最有前途的陶瓷蓄熱元件為陶瓷片類，在鋼 廠等冶金設備上得到了廣泛的使用。目前的陶瓷片多采用小水力直徑、表面起肋等方式來 強化換熱，肋片布置一般平行于氣流方向，在使用中，因通道偏小，易出現堵塞，肋片平 行于氣流方向，也導致氣流邊界層厚度大，傳熱系數改善受影響。有些陶瓷片加工成全高 或全寬的波浪形，氣流方向在導入流道后不發生變化，仍然會形成厚邊界層，導致換熱系 數偏低。

換熱波紋板的長期使用和性能測試表明，對氣體介質，水力直徑在5-12mm的50-70 °下傾角波紋板通道具有阻力不太高、換熱性能較優、排灰順暢的綜合性能，通道長度考 慮破壞邊界層需要，宜在長度不超過100mm就轉彎或通道截面變化一次，這樣能得到良 好綜合性能的波紋流道。

高嶺土可以加工成厚度較薄的片狀材料，在燒成前處在濕態時很軟，容易制成具有波 浪形狀的表面狀態，然后送入窯內燒制定形，這種成型技術已經非常成熟。利用這一特點， 可以將陶瓷片加工成任意需要的表面形態。

發明內容

本發明的目的是提供一種陶瓷材質耐高溫蓄熱元件盒，其能夠通過氣流慣性沖刷換熱 表面來破壞邊界層，降低阻力系數，提高換熱系數。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種陶瓷材質耐高溫蓄熱元件盒，其特 征在于，由交替設置的第一陶瓷蓄熱片以及第二陶瓷蓄熱片通過粘結劑相互粘結而成；

其中，所述的第一陶瓷蓄熱片包括具有連續的半圓弧形或三角形的斷面的第一陶瓷蓄 熱片本體，第一陶瓷蓄熱片本體上設有折線形波紋；

所述的第二陶瓷蓄熱片包括具有連續的三角形的斷面的第二陶瓷蓄熱片本體，第二陶 瓷蓄熱片本體上設有直線形波紋；

所述的第一陶瓷蓄熱片本體的斷面深度為5～12mm，第二陶瓷蓄熱片的斷面深度為 2～5mm。

進一步地，所述第一陶瓷蓄熱片本體的高度和寬度皆為150～250mm，厚度為 0.8-1.5mm。

所述第二陶瓷蓄熱片的高度和寬度皆為150～250mm，厚度為0.8-1.5mm。

所述折線形波紋由首尾相接的直線形的波紋段組成，每個波紋段的長度為50～ 100mm，波紋走向和氣體流入流出端面的夾角(波紋下傾角)為50～70°。

所述直線形波紋的波紋下傾角為50～70°。

所述第一陶瓷蓄熱片的水力直徑范圍為8.3-12.7mm。

所述第二陶瓷蓄熱片的水力直徑范圍為3.9-8.3mm。

所述第一陶瓷蓄熱片以及第二陶瓷蓄熱片皆采用鋁制模板壓制而成。

所述的粘結劑可選高鋁高溫乳白釉，或其它熔點在1300℃以上的釉料。

本發明的優點在于：

(1)能有效改善流通微觀狀態，不會形成較厚的邊界層，達到較好的傳熱效果。試驗表 明，轉彎通道能較不轉折通道對流換熱系數提高15％以上。

(2)流通阻力因流通水力直徑放大，加上下傾角度較大，灰?？ㄗ璎F象減輕，流通阻力 和直波紋通道相當。

(3)陶瓷片粘結成整體后，瓷片厚度比蜂窩陶瓷厚，不易碎裂，能滿足回轉式換熱的輕 微振動和氣流交替沖刷工作條件。

(4)陶瓷片的寬度可以隨意變化，這樣就能疊放出整體外形為梯形的形狀，特別符合回 轉式換熱器的轉子上的梯形格倉要求。