陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體的制作方法
【專利摘要】陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體，包括密封條、陶瓷換熱板，若干個(gè)陶瓷換熱板A與若干個(gè)陶瓷換熱板B相間疊合在一起，陶瓷換熱板A的頂面直線凹槽和陶瓷換熱板B的底面直線密封槽內(nèi)設(shè)置有邊密封條；陶瓷換熱板B的頂面直線密封槽和陶瓷換熱板A的底面直線密封槽內(nèi)設(shè)置有邊密封條；若干個(gè)陶瓷換熱板A、若干個(gè)陶瓷換熱板B和若干個(gè)密封條組裝成陶瓷換熱芯體；所述的陶瓷換熱芯體燒結(jié)成一體。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、制造方便、提高了產(chǎn)品氣密性、耐腐蝕性能和耐磨損性能，大幅度提局了廣品的使用壽命。
【專利說明】陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)爐【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于各類工業(yè)爐、鍋爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)的陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體。

【背景技術(shù)】
[0002]空氣預(yù)熱器中包括陶瓷材料制成的換熱元件。陶瓷材料的換熱器已經(jīng)獲得應(yīng)用，這類換熱器一般適用溫度高達(dá)1400°C，特別適用于高溫?zé)煔獾挠酂峄厥?。同時(shí)，由于陶瓷材料的耐腐蝕特性，這類換熱器也適用于低溫?zé)煔獾挠酂峄厥?。技術(shù)現(xiàn)狀見下面的公開文件:
美國專利US4681157交叉流換熱器；
美國專利US4083400余熱回收裝置用蜂窩陶瓷芯體；
中國專利ZL201010619070.7碳化硅陶瓷熱交換板及其制造方法美國專利US4681157提出了一種交叉流換熱器，其換熱主體由多個(gè)正方體蜂窩陶瓷砌筑而成，正方體蜂窩陶瓷內(nèi)含多條交叉的小截面長(zhǎng)方形通孔。換熱主體的氣密性由各正方體蜂窩陶瓷側(cè)面四邊的凹槽和凸棱實(shí)現(xiàn)，在每對(duì)凹槽和凸棱之間安裝有密封條，各陶瓷換熱元件的接觸邊緣通過灌漿密封。
[0003]美國專利US4083400提出了余熱回收裝置用的兩種蜂窩陶瓷芯體，第一種是用波紋狀陶瓷薄片和一定厚度的陶瓷平板隔離片粘在一起而制成，由陶瓷隔離片將煙氣和空氣分開。第二種是用一面帶有翅片的陶瓷隔離片層層疊合粘在一起而制成。第一種芯體，由于波紋狀陶瓷薄片和陶瓷平板隔離片的粘接，容易使陶瓷隔離片產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、造成隔離片開裂。第二種芯體相對(duì)好一些，但不論哪種芯體，其體積都不會(huì)太大，由于此專利提出的換熱器為單芯體換熱器，不涉及多個(gè)蜂窩陶瓷芯體的連接密封問題，不適于多芯體換熱器的制造。
[0004]中國專利ZL201010619070.7提出的碳化硅陶瓷熱交換板，其特征為熱交換板上設(shè)有雙回路結(jié)構(gòu)換熱通道，通道為弧形或直線形深槽。此專利沒有涉及板與板間的三維密封與連接問題，且單片板厚與槽深尺寸有限，不適于空氣與煙氣換熱。
[0005]目前，在高溫?zé)煔庥酂峄厥罩?，陶瓷管式換熱器已經(jīng)獲得應(yīng)用，但在中低溫的煙氣余熱回收中鮮有采用。陶瓷板式換熱器在高溫、中低溫的煙氣余熱回收中均鮮有應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體，該預(yù)熱器結(jié)構(gòu)合理、制造方便，能提高產(chǎn)品氣密性、耐腐蝕性能和耐磨損性能，大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命O
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:陶瓷換熱板，包括中心換熱板，中心換熱板上、下面分別設(shè)置有若干個(gè)上翅片和下翅片，其特征在于:所述的中心換熱板設(shè)置有四條邊及四個(gè)角，第二邊與第四邊設(shè)置在角的下部，外側(cè)面和底面設(shè)置有線性凹槽，第二邊或第四邊的外側(cè)面的線性凹槽與兩個(gè)角上的凹槽形成“ L」”形密封槽；第一邊與第三邊設(shè)置在角的上部，外側(cè)面和頂部設(shè)置有線性凹槽，第一邊或第三邊外側(cè)面線性凹槽與兩個(gè)角上的凹槽形成“ η ”形密封槽；所述的四個(gè)條邊結(jié)構(gòu)相同，安裝位置、安裝方位不同；所述的四個(gè)角結(jié)構(gòu)相同，互為鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述的中心換熱板為平板；所述的中心換熱板上下面分別設(shè)置的上翅片和下翅片，上翅片翅片長(zhǎng)度方向沿X軸布置；下翅片其翅片長(zhǎng)度方向沿Y軸布置。
[0008]本發(fā)明所述的陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體，包括密封條、陶瓷換熱板，若干個(gè)陶瓷換熱板A與若干個(gè)陶瓷換熱板B相間疊合在一起，陶瓷換熱板A的頂面直線凹槽和陶瓷換熱板B的底面直線密封槽內(nèi)設(shè)置有邊密封條；陶瓷換熱板B的頂面直線密封槽和陶瓷換熱板A的底面直線密封槽內(nèi)設(shè)置有邊密封條；若干個(gè)陶瓷換熱板Α、若干個(gè)陶瓷換熱板B和若干個(gè)密封條組裝成陶瓷換熱芯體；陶瓷換熱芯體的上下面設(shè)置有實(shí)體面，左右端面上下設(shè)置有“ 口 ”字形凹槽Α，前后側(cè)面設(shè)置有“ 口 ”字形凹槽B “口”字形凹槽B上面設(shè)置有“ U ”形凹槽，下面設(shè)置有“ η ”形凹槽；陶瓷換熱芯體左右方向設(shè)置有端面通道口，前后方向設(shè)置有側(cè)面通道口，各個(gè)通道口互不相通；所述的陶瓷換熱芯體燒結(jié)成一體。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、制造方便、提高了產(chǎn)品氣密性、耐腐蝕性能和耐磨損性能，大幅度提聞了廣品的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的陶瓷換熱板100三維俯視圖(觀察角度:絕對(duì)于WCS，自X軸225°，自XY平面35.3° )；
圖2為圖1陶瓷換熱板100三維仰視圖(觀察角度:絕對(duì)于WCS，自X軸225°，自XY平面-35.3。)；
圖3為圖1陶瓷換熱板100在XY平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°后形成的陶瓷換熱板200的三維俯視圖；
圖4為圖1陶瓷換熱板100分解不意圖；
圖5為3片陶瓷換熱板100和3片陶瓷換熱板200相互間隔疊合組裝過程示意圖；
圖6為圖5組裝成型并燒結(jié)成一體的陶瓷換熱芯體900三維俯視圖(觀察角度:絕對(duì)于WCS,自 X 軸 225。，自 XY 平面 35.3。)；
圖7為圖5組裝成型并燒結(jié)成一體的陶瓷換熱芯體900三維仰視圖(觀察角度:絕對(duì)于WCS，自 X 軸 225。，自 XY 平面-35.3。)；
圖中:3、密封條；41、“ U ”形凹槽；42、“ η ”形凹槽；43、頂面線性凹槽；44、底面線性凹槽；45、“口”字形凹槽A ;46、“口”字形凹槽B ;50、端面通道口 ；51、側(cè)面通道口 ；100、陶瓷換熱板A ;101、第一角；102、第二角；103、第三角；104、第四角；111、第一邊；112、第二邊；113、第三邊；114、第四邊；120、中心換熱板；121、上翅片；122、下翅片；200、陶瓷換熱板B ;900、陶瓷換熱芯體。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
參照附圖，陶瓷換熱板，包括中心換熱板120，中心換熱板120上、下面分別設(shè)置有若干個(gè)上翅片121和下翅片122，其特征在于:所述的中心換熱板120設(shè)置有四條邊及四個(gè)角，第二邊112與第四邊114設(shè)置在角的下部，外側(cè)面和底面設(shè)置有線性凹槽，第二邊112或第四邊114的外側(cè)面的線性凹槽與兩個(gè)角上的凹槽形成“ U ”形密封槽41 ;第一邊111與第三邊113設(shè)置在角的上部，外側(cè)面和頂部設(shè)置有線性凹槽，第一邊111或第三邊113外側(cè)面線性凹槽與兩個(gè)角上的凹槽形成“ η ”形密封槽42 ;所述的四個(gè)條邊結(jié)構(gòu)相同，安裝位置、安裝方位不同；所述的四個(gè)角結(jié)構(gòu)相同，互為鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述的中心換熱板120為平板；所述的中心換熱板120上下面分別設(shè)置的上翅片121和下翅片122，上翅片121翅片長(zhǎng)度方向沿X軸布置；下翅片122其翅片長(zhǎng)度方向沿Y軸布置。所述的陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體，包括密封條3、陶瓷換熱板100，若干個(gè)陶瓷換熱板AlOO與若干個(gè)陶瓷換熱板Β200相間疊合在一起，陶瓷換熱板AlOO的頂面直線凹槽43和陶瓷換熱板Β200的底面直線密封槽44內(nèi)設(shè)置有邊密封條3 ;陶瓷換熱板Β200的頂面直線密封槽43和陶瓷換熱板AlOO的底面直線密封槽44內(nèi)設(shè)置有邊密封條3 ;若干個(gè)陶瓷換熱板Α100、若干個(gè)陶瓷換熱板Β200和若干個(gè)密封條3組裝成陶瓷換熱芯體900 ;陶瓷換熱芯體900的上下面設(shè)置有實(shí)體面，左右端面上下設(shè)置有“ 口 ”字形凹槽Α45，前后側(cè)面設(shè)置有“ 口 ”字形凹槽Β46, “ 口”字形凹槽Β46上面設(shè)置有“ Lj ”形凹槽41，下面設(shè)置有“門”形凹槽42;陶瓷換熱芯體900左右方向設(shè)置有端面通道口 50，前后方向設(shè)置有側(cè)面通道口 51，各個(gè)通道口互不相通；所述的陶瓷換熱芯體燒結(jié)成一體。
[0012]具體實(shí)施時(shí)，本案例陶瓷換熱芯體900為正方體，長(zhǎng)X寬X高尺寸為:300mmX 300mmX 300mm，陶瓷換熱板AlOO和陶瓷換熱板B200，長(zhǎng)度與寬度相等，高度相當(dāng)于長(zhǎng)度的六分之一。本案例設(shè)定陶瓷換熱板100和200的三維尺寸為:長(zhǎng)300mm，寬300mm，高50mm。凹槽41、42、43、44的槽寬為10mm，槽深3mm。如圖4陶瓷換熱板100分解圖所示，陶瓷換熱板100由中心換熱板120、上翅片121、下翅片122、四角(101、102、103、104)、四邊(111、112、113、114)組成，中間為傳熱部位，四邊和四角為承重、密封、連接部位。如圖4所示，中心換熱板120的上翅片121與下翅片122的翅片長(zhǎng)度方向成90°夾角。
[0013]本案例設(shè)定中心換熱板120的長(zhǎng)度300mm，寬度300mm，厚度為6mm。上翅片121和下翅片122的翅片大小一致、數(shù)量一致，每片翅片的長(zhǎng)度為52mm，高度為20mm，平均厚度為4mm。上翅片121和下翅片122的布置均為21行5列,行間距14mm,列間距10mm。
[0014]四個(gè)角(101、102、103、104)互為鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)。四條邊(111、112、113、114)結(jié)構(gòu)完全一致，只是安裝位置、安裝方位不同，第一邊111與第三邊113鏡像對(duì)稱，第二邊112與第四邊114鏡像對(duì)稱。相對(duì)于中心換熱板120，第一邊111與第三邊113在中心換熱板120下表面之上，表現(xiàn)為兩邊上移，第二邊112與第四邊114在中心換熱板120上表面之下。
[0015]圖5為三片陶瓷換熱板AlOO和三片陶瓷換熱板B200相互間隔疊合組裝過程示意圖，從下往上數(shù)，第一、第三、第五片為陶瓷換熱板A100，第二、第四、第六片為陶瓷換熱板B200。
[0016]在陶瓷換熱板AlOO和陶瓷換熱板B200之間的線性凹槽內(nèi)放置密封條3。陶瓷換熱板AlOO和陶瓷換熱板B200的接觸面涂燒結(jié)漿料。
[0017]圖6為圖5組裝后燒結(jié)成一體的陶瓷換熱芯體900三維俯視圖(觀察角度:絕對(duì)于WCS，自X軸225°，自XY平面35.3° )。如圖6所示，陶瓷換熱芯體900具有六個(gè)面，上下為實(shí)體面，四周為開口面，左右端面的“ 口 ”字形凹槽A45互不相通，端面通道開口左右相通；陶瓷換熱芯體900的前后側(cè)面的“口”字形凹槽B46、一個(gè)“ U ”形凹槽41和一個(gè)“門”形凹槽42互不相通,側(cè)面通道開口前后相通。
[0018]本發(fā)明中陶瓷換熱板采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的陶瓷材料，如碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷，氮化硅結(jié)合碳化硅、或碳化硅復(fù)合材料等。在各類工業(yè)爐、鍋爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)中，用陶瓷換熱芯體組裝的空氣預(yù)熱器可用于高溫、中低溫的煙氣余熱回收。
【權(quán)利要求】
1.陶瓷換熱板，包括中心換熱板(120)，中心換熱板(120)上、下面分別設(shè)置有若干個(gè)上翅片(121)和下翅片(122)，其特征在于:所述的中心換熱板(120)設(shè)置有四條邊及四個(gè)角，第二邊(112)與第四邊(114)設(shè)置在角的下部，外側(cè)面和底面設(shè)置有線性凹槽，第二邊(112)或第四邊(114)的外側(cè)面的線性凹槽與兩個(gè)角上的凹槽形成“ U ”形密封槽(41);第一邊(111)與第三邊(113)設(shè)置在角的上部，外側(cè)面和頂部設(shè)置有線性凹槽，第一邊(111)或第三邊(113)外側(cè)面線性凹槽與兩個(gè)角上的凹槽形成“ π ”形密封槽(42);所述的四個(gè)條邊結(jié)構(gòu)相同，安裝位置、安裝方位不同；所述的四個(gè)角結(jié)構(gòu)相同，互為鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述的中心換熱板(120)為平板；所述的中心換熱板(120)上下面分別設(shè)置的上翅片(121)和下翅片(122)，上翅片(121)翅片長(zhǎng)度方向沿X軸布置；下翅片(122)其翅片長(zhǎng)度方向沿Y軸布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷換熱板及由其組裝的陶瓷換熱芯體，包括密封條(3)、陶瓷換熱板(100)，其特征在于:若干個(gè)陶瓷換熱板A(10)與若干個(gè)陶瓷換熱板Β(200)相間疊合在一起，陶瓷換熱板A(10)的頂面直線凹槽(43)和陶瓷換熱板Β(200)的底面直線密封槽(44)內(nèi)設(shè)置有邊密封條(3);陶瓷換熱板B (200)的頂面直線密封槽(43)和陶瓷換熱板A(10)的底面直線密封槽(44)內(nèi)設(shè)置有邊密封條(3);若干個(gè)陶瓷換熱板A(10)、若干個(gè)陶瓷換熱板Β(200)和若干個(gè)密封條(3)組裝成陶瓷換熱芯體(900);陶瓷換熱芯體(900)的上下面設(shè)置有實(shí)體面，左右端面上下設(shè)置有“ 口”字形凹槽Α(45)，前后側(cè)面設(shè)置有“口”字形凹槽B (46)，“口”字形凹槽B (46)上面設(shè)置有“ L」”形凹槽(41)，下面設(shè)置有“ η ”形凹槽(42);陶瓷換熱芯體(900)左右方向設(shè)置有端面通道口(50)，前后方向設(shè)置有側(cè)面通道口(51)，各個(gè)通道口互不相通；所述的陶瓷換熱芯體燒結(jié)成一體。
【文檔編號(hào)】F28F21/04GK104215103SQ201410492831
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王鳳澤, 張新宇, 夏仲禹, 張鈺 申請(qǐng)人:中科蘇派能源科技靖江有限公司