[发明专利]一种陶瓷材质耐高温蓄热元件盒

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材质耐高温蓄热元件盒，用于回转式换热器或固定式蓄热器，能 在最高温度1300℃时充当再生式换热器的蓄热元件，属于换热器技术领域。

背景技术

不论是再生式(回转式)换热器还是交替工作固定式蓄热器，其核心都是吸热和放热 的蓄热元件。普通空气预热器采用钢材薄板作为蓄热元件，通过在钢板表面轧制或压制出 各种花纹通道来强化对流换热，但是碳钢材料的许用金属上限不到450℃，即使采用昂贵 的奥氏体钢材，最高允许温度也不超过800℃，随着金属温度的上升，厚度只有0.4-1.5mm 的金属片出现燃烧的可能性也加大。

大部分固定蓄热器采用陶瓷球、蜂窝陶瓷、或陶瓷片作蓄热元件，其最高使用温度取 决于陶瓷材质，对工业上最普遍的使用的高岭土陶瓷，最高允许温度可以达1300℃，完全 满足一般工艺窑炉的热量回收需要。但陶瓷小球的流通阻力大、比表面积小，蜂窝陶瓷的 强度偏低易碎的缺点限制了他们的使用。目前最有前途的陶瓷蓄热元件为陶瓷片类，在钢 厂等冶金设备上得到了广泛的使用。目前的陶瓷片多采用小水力直径、表面起肋等方式来 强化换热，肋片布置一般平行于气流方向，在使用中，因通道偏小，易出现堵塞，肋片平 行于气流方向，也导致气流边界层厚度大，传热系数改善受影响。有些陶瓷片加工成全高 或全宽的波浪形，气流方向在导入流道后不发生变化，仍然会形成厚边界层，导致换热系 数偏低。

换热波纹板的长期使用和性能测试表明，对气体介质，水力直径在5-12mm的50-70 °下倾角波纹板通道具有阻力不太高、换热性能较优、排灰顺畅的综合性能，通道长度考 虑破坏边界层需要，宜在长度不超过100mm就转弯或通道截面变化一次，这样能得到良 好综合性能的波纹流道。

高岭土可以加工成厚度较薄的片状材料，在烧成前处在湿态时很软，容易制成具有波 浪形状的表面状态，然后送入窑内烧制定形，这种成型技术已经非常成熟。利用这一特点， 可以将陶瓷片加工成任意需要的表面形态。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷材质耐高温蓄热元件盒，其能够通过气流惯性冲刷换热 表面来破坏边界层，降低阻力系数，提高换热系数。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种陶瓷材质耐高温蓄热元件盒，其特 征在于，由交替设置的第一陶瓷蓄热片以及第二陶瓷蓄热片通过粘结剂相互粘结而成；

其中，所述的第一陶瓷蓄热片包括具有连续的半圆弧形或三角形的断面的第一陶瓷蓄 热片本体，第一陶瓷蓄热片本体上设有折线形波纹；

所述的第二陶瓷蓄热片包括具有连续的三角形的断面的第二陶瓷蓄热片本体，第二陶 瓷蓄热片本体上设有直线形波纹；

所述的第一陶瓷蓄热片本体的断面深度为5～12mm，第二陶瓷蓄热片的断面深度为 2～5mm。

进一步地，所述第一陶瓷蓄热片本体的高度和宽度皆为150～250mm，厚度为 0.8-1.5mm。

所述第二陶瓷蓄热片的高度和宽度皆为150～250mm，厚度为0.8-1.5mm。

所述折线形波纹由首尾相接的直线形的波纹段组成，每个波纹段的长度为50～ 100mm，波纹走向和气体流入流出端面的夹角(波纹下倾角)为50～70°。

所述直线形波纹的波纹下倾角为50～70°。

所述第一陶瓷蓄热片的水力直径范围为8.3-12.7mm。

所述第二陶瓷蓄热片的水力直径范围为3.9-8.3mm。

所述第一陶瓷蓄热片以及第二陶瓷蓄热片皆采用铝制模板压制而成。

所述的粘结剂可选高铝高温乳白釉，或其它熔点在1300℃以上的釉料。

本发明的优点在于：

(1)能有效改善流通微观状态，不会形成较厚的边界层，达到较好的传热效果。试验表 明，转弯通道能较不转折通道对流换热系数提高15％以上。

(2)流通阻力因流通水力直径放大，加上下倾角度较大，灰粒卡阻现象减轻，流通阻力 和直波纹通道相当。

(3)陶瓷片粘结成整体后，瓷片厚度比蜂窝陶瓷厚，不易碎裂，能满足回转式换热的轻 微振动和气流交替冲刷工作条件。

(4)陶瓷片的宽度可以随意变化，这样就能叠放出整体外形为梯形的形状，特别符合回 转式换热器的转子上的梯形格仓要求。