[实用新型]格子砖

说明书

技术领域

一般而言，本实用新型涉及一种格子砖，具体地，涉及用于在换热器中(具体地，在热风炉中)补偿热的耐火格子砖。

背景技术

在冶金工业中，对用于鼓风炉的空气的预热通常是在邻近的公知为热风炉的蓄热加热器(regenerative heater)中进行的。对于具有内燃烧室的炉来说，这些炉通常由圆柱形耐火壁和内部竖直间隔壁组成，该内部竖直间隔壁将炉划分成燃烧室以及由格子砖构成的蓄热室，或者对于具有外部燃烧室的炉来说，这些炉通常由具有连接圆顶(dome)的两个圆柱形的耐火材料内衬室组成。通过一个或两个开口将空气和燃料引入到用于燃烧的燃烧室中的所谓的陶瓷燃烧器或金属燃烧器内，并且使所产生的燃烧气体从燃烧室向上流过燃烧室、向下流经格子体室(check work chamber)，直到最终它们在该格子体室的底部处被排出为止。随着燃烧气体穿过由多个格子砖构成的格子体室，来自燃烧气体的热被传递至格子砖并保留在其中。一旦格子砖已达到足够高的温度，炉中流体流动的方向就反向。将冷风引入到格子体室的底部处并使其流过该格子体室，在该格子体室中，冷风从格子砖吸收热并越过间隔壁且穿过燃烧室，在该燃烧室中，冷风通过炉外壳中的热风出口离开炉以被供应至鼓风炉。

在过去的数年中已对格子砖设计出多种不同的设计和布置。这种格子砖设计的实例例如可参见US 4,436,144，其中描述了一种具有八角形外轮廓以及横截面为四边形的中央通道的格子砖。而且，该砖具有基本均一的壁厚。这种砖优选地以层的形式堆叠并彼此交错。这使得形成了具有用于气体的竖直通道的格子砖堆。为了便于格子砖的堆叠，砖的顶部表面处设置有凸起部并且砖的底部表面处设置有相应的凹入部。

这种格子砖设计的另一实例例如可参见US 2,017,763，其中基本为正方形的格子砖设置有多个通道，每个通道均由矩形部分和锥形部分构成。由于具有多个通道，因此，在这些通道之间形成间隔壁。与US 4,436,144相比，这些间隔壁有助于增加格子砖的强度。多个通道还使得能够增加气体与格子砖之间的总接触表面，进而增加受热表面以用于更好的热交换。

已提出了与US 2,017,763中所公开的格子砖相类似的格子砖，其中，通道具有圆形、正方形或六边形横截面，而具有六边形横截面的通道是尤其优选的，这是由于它们使得间隔壁具有基本均一的厚度。具有六边形横截面的格子砖在商业上还公知为GSI型格子砖。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有更好热力学性能的进一步改进的格子砖。该目的通过如权利要求1中所要求的格子砖来实现。

为了实现该目的，本实用新型提出了一种格子砖，具体地用于热风炉的格子砖，该格子砖具有顶部表面和相对的底部表面，其中，多个通道从顶部表面延伸至底部表面，以使得流体能够穿过格子砖流动，相邻通道之间形成有间隔壁。根据本实用新型的一个方面，这些通道具有基于六边形形状的横截面，该六边形形状具有交替的凸出侧和凹入侧。该特定形状使得受热表面增大，即，通道与格子砖之间的表面增大，在此，格子砖和穿过通道的气体之间产生热传递。相对于六边形通道而言，例如相对于存在于现有技术的GSI型格子砖上的六边形通道而言，受热表面可增大近40％。通道的减小的水力学直径导致产生更大的热交换系数。还实现了几乎恒定的自由截面(free cross-section)。因此，包含具有这种横截面的通道的格子砖有着更好的热力学性能。

优选地，相邻通道被布置为使得一个通道的凹入侧面向所相邻通道的凸出侧。相邻通道优选地被布置为使得在相邻通道之间形成具有基本恒定厚度的间隔壁。基本恒定的壁厚使得能够实现均匀的热传递，且更重要地，使得间隔壁自身能够实现均一的升温和降温，因此避免了由于间隔壁内的温度变化而造成的对间隔壁的损坏。

凹入侧可以形成为具有第一半径的曲率，而凸出侧可以形成为具有第二半径的曲率。该第一半径可基本对应于该第二半径。通过使该第一半径和第二半径基本相同，相邻格子砖的凸出侧f(tx+(1-t)y)<tf_(x)+(1-t)f_(y)和凹入侧f(tx+(1-t)y)>tf_(x)+(1-t)f_(y)互补。