[發明專利]復合式蓄熱體

有效

• 申請號: 201310551799.9
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103591587A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 劉芳
• 申請（專利權）人: 蘇州斯馬特環保科技有限公司
• 主分類號: F23D14/66
• 分類號: F23D14/66
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所(普通合伙) 32209
• 代理人: 孫高

技術領域

本發明涉及到一種產業用燃燒設備上使用的蓄熱式燃燒器中的蓄熱體。

背景技術

蓄熱式燃燒器是高效回收燃燒尾氣中的顯熱，并預熱燃燒用空氣。現有的蓄熱式燃燒器通常是內部盛裝有蓄熱體，其中蓄熱體大多采用高氧化鋁(A1₂0₃)為主要成分的陶瓷材料。但是高氧化鋁與鐵系的銅合金相比，高氧化鋁的熱容量小、熱傳導率低，所以作為蓄熱體的性能相對來說較低，因此，作為蓄熱燃燒器的蓄熱體，如果使用陶瓷球(球狀蓄熱體)或蜂窩體(格子狀蓄熱體)，為了確保蓄熱量，蓄熱部的容量就要設計得大一些。蓄熱部的容量設計得大了，燃燒器本體也要設計得大些。還有，陶瓷制的蓄熱體成本高，使得價格高，還是消耗品，會提高運行成本費用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種能提高蓄熱性能和耐久性能，并且體積小的復合式蓄熱體。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：復合式蓄熱體，包括蓄熱體本體，所述蓄熱體本體的橫截面為雙層結構，內層為鋼合金，外層為高氧化鋁。

所述蓄熱體本體為球狀。所述蓄熱體本體的外層厚度大于1mm，外層厚度為球體半徑的5％～30％之間。

所述蓄熱體本體為格子狀。所述蓄熱體本體的外層厚度大于1mm，外層的厚度不高于內層厚度的150％。

本發明的有益效果是：

增加蓄熱放熱速度和蓄熱容量：將該復合蓄熱體比為A：球狀結構(外殼是高氧化鋁，中心部是WC-Co鋼合金)，將現有的蓄熱體比作B：陶瓷(高氧化鋁占99.5％)進行熱性能比較。首先，測量在一定時間內蓄熱放熱的熱容量，陶瓷厚度是標準半徑的10％的時候，A的蓄熱放熱速度是B的2.3倍，一定時間后測量的A的含熱量是B的1.5到1.8倍。這種變化，因球體標準半徑大小和外層陶瓷厚度而變化，在球體的標準半徑為中10～中30時，在陶瓷厚度為4、3和12的情況下，進行數據比較，依然得出上述結論。在該復合蓄熱體為格子狀結構時，在鋼合金骨架上調整陶瓷的厚度，與現有的蓄熱體也進行了熱性能比較，和球狀結構的結論相同，同樣提高了蓄熱放熱速度和增加了含熱量。

縮短蓄熱時間：采用本復合蓄熱體的蓄熱式燒嘴系統時，會很快達到規定的溫度，縮短蓄熱式燒嘴的燃燒轉換時間。即，一個周期從現有的60240秒／周期，縮短一半，即30一120秒／周期。轉換時間變短的話，爐內的火焰溫度會更向均一方向分布，如果用在鋼材加熱爐的蓄熱式燒嘴上的話，可以提高鋼材的加熱均一性。

減少蓄熱體充填量和減少蓄熱部的整體體積：采用本復合蓄熱體的蓄熱式燒嘴系統時，因蓄熱體的單位體積的含熱量增加，受熱時的溫度上升和放熱時的溫度下降幅度小，與放熱流體(燃燒煙氣)、受熱流體(燃燒用空氣)之間的平均溫度差大，可以增加蓄熱體和流體間的熱貫流量。因此，可以減少蓄熱體整體的充填量，減小蓄熱體盛裝部的體積。通過熱定常計算可以計算出充填體積，可以減少35-45％。

減少損壞率：采用本復合蓄熱體的蓄熱式燒嘴系統時，和現有的陶瓷球相比，球體的更換頻度少。現有陶瓷球體會因制造時的燒成不足而破裂，也會受蓄熱式燒嘴的使用條件左右。每12年就要把蓄熱體取出，其中20—50％要換成新的陶瓷球。本復合蓄熱體，只有蓄熱體的外殼是陶瓷的，不會發生制造時的燒成不足。還有因中心部是鋼合金又保持了球體的剛性，不僅耐熱，還抗沖擊，所以大幅度地降低了損壞率。發明人做了一個月的加速試驗，結論是和中19mm的全陶瓷比，中19mm的復合式蓄熱體的損壞率在10％以下。

初期費用和更換費用的比較：采用本復合蓄熱體的蓄熱式燒嘴系統時，因蓄熱體的充填量大幅降低(35-45％)和蓄熱體的損壞率在10％以下，可以大幅度降低初期費用和更換費用。

附圖說明

圖1是本發明為球狀時的結構示意圖；

圖2是本發明為格子狀時的結構示意圖；

圖3是現有蓄熱體為球狀時的溫度分布比較圖；

圖4是本發明為球狀時的溫度分布比較圖；

圖5是現有蓄熱體和本發明均為球狀時，兩者的升溫比較圖；

圖6是現有蓄熱體和本發明均為球狀時，兩者的蓄熱量比較圖；

圖中：1、蓄熱體本體，2、鋼合金，3、高氧化鋁。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明所述的復合式蓄熱體作進一步的詳細描述。