[發明專利]一種空腔多孔的輻射黑體元件

在審

• 申請號: 201910472374.6
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110173994A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 李成;伊智;李娜;李凱;張衛軍
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F27D1/04
• 分類號: F27D1/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 李曉光

本發明公開一種空腔多孔的輻射黑體元件，安裝于爐墻上，整體為圓柱體，內部中空，其中一端為安裝端，固定在爐墻上，另一端朝向物料，在朝向物料的一端設有端蓋，端蓋上設有通孔；通孔為圓形，數量為7～10個，軸心布置1個，其他均布于同心圓圓周上；通孔的總面積占黑體元件底面面積的20～28％。本發明能最大程度的提高黑體元件的黑度，增大爐氣與爐墻的接觸面積，有效的提高爐窯熱能的使用率，且成本較低，結構簡單，易于批量生產制造，不需要改變原有的爐窯結構，可以廣泛應用于各種加熱爐上，且基本不老化，在工程應用中安全性更高。

技術領域

本發明涉及一種工業爐窯傳熱元件，具體為一種空腔多孔的輻射黑體元件。

背景技術

提高加熱爐熱效率的方法有兩種：一是強化爐內傳熱，二是加強余熱回收。由于加熱爐工作時，通常溫度較高，爐內以輻射傳熱為主，占總傳熱量90％以上。而輻射熱流是溫度的四次方函數。稍微提高平均輻射溫壓，即可有效提高傳熱量。相對于大部分依靠對流換熱的余熱回收技術，強化爐內傳熱具有很大的優勢。

在現有技術中，為了強化爐內傳熱，實際的工業爐窯采取了多項節能技術。例如：采取輕型筑爐材料來減少散熱損失，利用高溫涂料提高爐墻黑度，改變爐墻結構(降低爐墻高度、增設爐膛內隔墻)等方式來強化爐內傳熱。這些措施雖然在理論上可以提高爐墻的熱效率，但在實際應用中其節能效果有限。

還有一些工業爐窯采用黑體技術。黑體技術是根據紅外物理的黑體理論，對“絕對黑體”的概念加以技術化，研制出了一種工業標準黑體，稱它為黑體元件，將眾多的黑體元件安裝于爐膛內壁適當部位，實現既增大傳熱面積，又提高爐膛的發射率，更能對爐膛內的熱射線進行有效的調控，將其從漫射的無序狀態調控到有序，直接射向被加熱物料，提高熱射線的到位率，強化輻射傳熱，取得顯著的增產和節能效果。該技術在一定程度上提高了空腔內的發射率和定向輻射的問題。但爐膛內的發射率還有很大的提升空間，并且黑體元件的內部空間并沒有得到充分的利用。

發明內容

針對現有技術中工業爐窯中黑體元件的內部空間沒有得到充分利用等不足，本發明要解決的問題是提供一種可提高節能效果的空腔多孔的輻射黑體元件。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種空腔多孔的輻射黑體元件，安裝于爐墻上，整體為圓柱體，內部中空，其中一端為安裝端，固定在爐墻上，另一端朝向物料，在朝向物料的一端設有端蓋，端蓋上設有通孔。

通孔為圓形，數量為7～10個，軸心布置1個，其他均布于同心圓圓周上。

通孔的總面積占黑體元件底面面積的20～28％。

每個黑體元件的長度與底面直徑的比為5:4。

所述黑體元件采用耐火度高、抗氧化性強的鎂鋁磚制成；高溫輻射黑體元件預先設置在建造爐墻的耐火磚上，或者在建造爐墻過程中同時設置。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.本發明能最大程度的提高黑體元件的黑度，增大爐氣與爐墻的接觸面積，有效的提高爐窯熱能的使用率，且成本較低。

2.本發明結構簡單，易于批量生產制造，具備機械化流水作業的基礎，在使用時，不需要改變原有的爐窯結構，可以廣泛應用于各種加熱爐上，且基本不老化，在工程應用中安全性更高。

附圖說明

圖1為本發明空腔多孔黑體元件在加熱爐窯中的安裝示意圖；

圖2為本發明的空腔多孔黑體元件主視圖的剖面簡圖；

圖3為本發明的空腔多孔黑體元件的俯視圖。

其中，1為黑體元件，2為爐膛，3為爐墻，4為加熱工件，5為空腔，6為通孔。

具體實施方式