[發明專利]一種微波窯用節能保溫裝置及制備方法

在審

• 申請號: 202110786248.5
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113418393A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 范冰冰;陳勇強;張銳;王海龍;閔志宇;李紅霞;李明亮;周亞波;宋博;王海亮;宋禮猛
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D1/00;F27D1/18;F27D11/00;C04B35/46;C04B35/622;C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 龍濤

本發明公開了一種微波窯用節能保溫裝置及制備方法，屬于陶瓷材料制備技術領域，其包括箱體和蓋體，箱體具有開口，蓋體蓋設在箱體的開口側；箱體包括內壁和外壁，內壁與外壁之間預設有空隙；蓋體蓋設在內壁和外壁的上端，并與空隙形成容納腔，容納腔內填充有陶瓷氣凝膠形成中間保溫層；內壁的內表面設置有第一紅外反射陶瓷層，蓋體與箱體的配合面設置有第二紅外反射陶瓷層。本發明在內壁的內表面設置高近紅外反射陶瓷涂層，提高保溫層內表面對工件輻射的反射率；同時，在內壁與外壁之間加入陶瓷氣凝膠替代原有的保溫棉，減輕了保溫裝置整體質量，減少了保溫裝置整體能量消耗，減弱保溫層對工件熱輻射的吸收量，起到更好的保溫效果。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料制備技術領域，具體涉及一種微波窯用節能保溫裝置及制備方法。

背景技術

我國能源消耗快速增長，能量利用率低，節能降耗形勢依然嚴峻。以熱工窯爐為代表的、用于高溫過程的工業能耗約占全國總能耗25％。統計數據分析表明，目前我國熱工爐窯裝備的平均熱效率不足40％，比工業發達國家低10-20％。這一數據表明，熱工裝備行業的節能潛力巨大。

微波燒結作為一種先進的材料制備技術，它具有升溫速度快、能源利用率高、加熱效率高和安全無污染等特點，已經成為材料燒結領域新的研究熱點。其中，微波加熱過程中必不可少的保溫裝置是保證微波能高效利用的關鍵因素。

現有技術中，發明專利(ZL 201510308753.3，ZL 201410309340.2)涉及了輔助加熱保溫裝置，但上述專利中僅考慮了保溫層的透波和熱導性，且結構主要包括內外兩側保溫板和中間保溫棉，忽略了輻射散熱在微波燒結中的重要性，在微波燒結與傳統加熱燒結區別明顯，傳統加熱靠周圍加熱元件對工件進行熱輻射，周圍保溫層的溫度顯著高于工件溫度，業內主要通過提高保溫層內表面發射率來改善加熱效率。而微波燒結的原理是微波層穿過保溫層，直接作用于工件，工件吸收微波自身溫度升高，因此，微波窯中，工件的溫度顯著高于周圍保溫層的溫度。眾所周知，高溫物體向低溫物體的熱輻射量，遠大于低溫物體向高溫物體的輻射量，因而，工件吸收微波產生的熱量通過輻射形式傳給保溫層，導致保溫層及整個保溫結構的溫度增加，消耗了大量能量。

在傳統工業窯爐中，對保溫層內壁涂覆高發射率涂層，強化輻射傳熱是實現熱工爐窯節能的有效途徑，但在微波窯爐中，工件自身發熱向外輻射能量，周圍爐壁溫度顯著低于工件溫度，采用傳統的高紅外輻射涂層將收效甚微。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明采取了如下技術方案：

一種微波窯用節能保溫裝置，包括箱體和蓋體，所述箱體具有開口，所述蓋體蓋設在所述箱體的開口側；所述箱體包括內壁和外壁，所述內壁與所述外壁之間預設有空隙；所述蓋體蓋設在所述內壁和所述外壁的上端，并與所述空隙形成容納腔，所述容納腔內填充有中間保溫層；所述內壁的內表面設置有第一紅外反射陶瓷層，所述蓋體與所述箱體的配合面設置有第二紅外反射陶瓷層。

進一步地，所述蓋體中部設置有測溫孔。

進一步地，所述中間保溫層為陶瓷氣凝膠；所述內壁為多孔陶瓷制成的第一保溫層；所述外壁為多孔陶瓷制成的第二保溫層。

進一步地，所述蓋體包括蓋體本體和圍設在所述蓋體本體周向端面的圍邊，所述蓋體本體包括自上至下依次設置的第一蓋體層、蓋體保溫層和第二蓋體層；所述第二蓋體層位于與所述箱體配合的一側；所述第二蓋體層的外表面設置有第二紅外反射陶瓷層。

一種微波窯用節能保溫裝置的制備方法，包括以下步驟：

S10、將氧化鈦、氧化釔、氧化鈰、氧化鑭粉體以一定比例混合，加入一定量的酒精，加入聚乙二醇800，進行第一次球磨混合，再加入聚乙烯醇縮丁醛和領苯二甲酸丁芐酯，進行第二次球磨混合；真空除泡，獲得紅外反射陶瓷漿料；