空腔黑体发射元件及其加热炉窑.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103256816A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103256816103256816A(43)申请公布日2013.08.21(21)申请号201210279131.9(22)申请日2012.08.08(71)申请人陈颖通地址102208北京市昌平区回龙观龙泽苑东区12号楼203(72)发明人陈颖通(51)Int.Cl.F27D1/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称空腔黑体发射元件及其加热炉窑(57)摘要空腔黑体发射元件及其加热炉窑是一种采用微孔加储热添加剂的双重办法来增加整个炉内耐火材料的蓄热功能的筑炉内衬材料及运用该材料筑成的工业加热炉窑，该材料与传统耐火材料比较，使炉内温度提高100℃左右。本发明除做成普通的四方砖型材料外，还采用热加工上空腔热辐射原理，将材料做成空腔形状的异型预制件，并安装于法线正对受热体的炉墙部位，形成红外线的定向发射。提高燃烧效率、换热效率和热平衡效率，综合热效率提高10％左右，节能12-20％。CN103256816ACN1032568ACN103256816A权利要求书1/1页1.一种空腔黑体发射元件及其加热炉窑，其特征在于：筑炉材料采用微孔和储热添加剂的双重结构。2.根据权利要求1所述的空腔黑体发射元件及其加热炉窑，其特征在于：筑炉材料为四方砖型和空腔形状的异型预制件，其空腔比L/R＝1∶3～1∶7。3.空腔形状的异型预制件，安装于法线正对受热体的炉墙部位，形成红外线的定向发射。4.根据权利要求1所述的空腔黑体发射元件及其加热炉窑，其特征在于：采用微孔纤维和储热添加剂的双重办法使材料的发射率达到0.96。2CN103256816A说明书1/2页空腔黑体发射元件及其加热炉窑技术领域[0001]本发明涉及筑炉内衬材料及运用该材料筑成的工业加热炉窑，适用于热处理炉、锻造加热炉、轧钢加热炉、陶瓷烧成窑、玻璃池窑、锅炉等工业炉窑。背景技术[0002]为了提高工业加热炉窑的热效率，传统技术普遍采用的方法：[0003](一)采用轻型筑炉材料，强化绝热，减少热损失；[0004](二)在炉膛内壁涂以高发射率涂层，用以增加辐射强度；[0005](三)提高炉壁热辐射面积，用以增加总辐射量；[0006](四)近几年出现的自带黑体筑炉材料，该技术解决了空腔内发射率及定向发射问题。这种技术只解决了炉膛总面积很小一部分，并没有使整个炉膛内墙全部提高到0.96的发时率。发明内容[0007]针对以上技术的不足，本发明采用微孔纤维加储热添加剂的双重办法来增加整个耐火材料的蓄热功能，形成全新的高蓄热耐火材料，该材料比原耐火材料使炉内温度提高100℃左右，本发明除做成普通的四方砖型材料外，还采用热加工上空腔热辐射原理，将材料做成空腔形状的异型预制件，并安装于法线正对受热体的炉墙部位，形成红外线的定向发射。[0008]工业加热炉的热效率是一个综合指标，它由燃烧效率、传热效率和热平衡效率大部分组成。[0009]在考察加热炉燃烧效率时，多数只是从定义出发着眼于燃烧实际反应热与理论反应热之比，而没有从燃烧速率的角度考查燃烧速度问题。本发明通过提高加热炉的内衬材料的实际温度，缩小炉墙与火焰中心温度的差距从而提高了炉膛内的平均温度。根据阿里尼乌斯定律：物质反应的环境温度每提高10℃，其反应速度增加1～2倍。炉内燃料燃烧速度加快，单位时间内释放出的总热量增加，也就是说能够供给受热体的热量更多。同时使普通四方型耐火砖因温度的提高，增强了热辐射能力，而异性辐射体外型取自标准工业黑体，空腔尺寸L∶R＝1∶3～1∶7，由于采用空腔辐射原理使发射率达到了最大值ε＝0.96，又由于表面积的增加，加大了辐射面积。并实现了红外线的定向发射。使受热体得到更多的热量。由能量守恒定律得知，受热体得到的热量越多，其尾气排放温度越低。至此，热效率的三个部分，燃烧效率、换热效率和热平衡效率都得到了提高，也使综合热效率得到提高10％左右。燃料的节能率为12-20％。[0010]通过本发明的应用加快了工业炉窑中燃料的燃烧速率，提高了平均炉温；强化了热辐射量和达成定向辐射；这些都缩短了受热体的升温时间，从而提高了加热炉热效率，达到节约燃料的目的。[0011]本发明的技术特点是采用四方砖型或将材料做成空腔形状的异型预制件，其空腔3CN103256816A说明书2/2页比L/R为1∶3～1∶7，采用微孔加储热添加剂的双重办法来增加整个耐火材料的蓄热功能，一般的物体都具有一定的反射能力，其反射率与吸收率都小于1.物体的吸收指数k与其辐射波的穿透深度d有关，两者的关系为：[0012][0013]其中，λ为真空中光的波长.所以提高辐射波的穿透深度