Патент на изобретение №2155300
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) НАСАДКА РЕГЕНЕРАТОРА
(57) Реферат: Изобретение предназначено для высокотемпературного нагрева воздуха и других газообразных теплоносителей и может быть использовано в металлургии и энергетике. Сущность изобретения заключается в том, что в насадке из огнеупорных блоков с ребрами на широкой боковой грани и косыми срезами или вертикальными вырезами на узкой боковой грани и ребрах вертикальные и горизонтальные каналы имеют зигзагообразную форму, ребра огнеупорных блоков расположены под углом 45-70° к их основанию, а косые срезы или вертикальные вырезы соседних ребер имеют противоположное направление, что увеличивает поверхность нагрева и повышает коэффициент теплоотдачи. 2 ил. Изобретение относится преимущественно к высокотемпературному нагреву воздуха и других газообразных теплоносителей, используемых в металлургии и энергетике. Известна насадка [1] , выполненная из огнеупорных кирпичей, образующих вертикальные и горизонтальные каналы, в форме косого параллелепипеда со смещением верхней стороны широкой боковой грани относительно нижней. Недостатками известной насадки является относительно низкая удельная поверхность нагрева. Наличие горизонтальных проходов в такой насадке обуславливает и неустойчивое положение отдельных элементов, что может приводить к нарушениям формирования гидравлического диаметра насадки и исключению из теплообмена отдельных поверхностей и снижению надежности ее работы в целом. Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности является насадка [2] из огнеупорных блоков, образующих вертикальные и горизонтальные каналы, с ребрами на широкой боковой грани. Эта насадка имеет повышенную удельную поверхность нагрева и механическую прочность по сравнению с аналогом. Недостатком такой насадки, как и аналога, является относительно низкая степень турбулизации потока и соответственно интенсивность теплообмена. Предлагаемая насадка, выполненная из огнеупорных блоков с ребрами на широкой боковой грани и косыми срезами или вертикальными вырезами на узкой боковой грани и ребрами, расположенными с образованием вертикальных каналов и горизонтальных каналов, выполненных в виде вертикальных щелей, отличающаяся тем, что вертикальные и горизонтальные каналы имеют зигзагообразную форму, а ребра огнеупорных блоков расположены под углом  = 45 – 70o к их основанию, а косые срезы или вертикальные вырезы соседних ребер имеют противоположное направление.
На фиг. 1 показаны варианты а и б блочного элемента, на фиг. 2 – насадка из элементов а в сборе.
Насадка регенератора состоит из огнеупорных блоков 1 толщиной  , при сборке которых для прохода газов образуются вертикальные зигзагообразные каналы 2 с гидравлическим диаметром dг и горизонтальные проходы 3 в виде зигзагообразных вертикальных щелей, получаемые в местах стыков узких боковых граней соседних элементов, а также местах примыкания широких боковых граней элементов одного ряда к поверхности ребер элементов соседнего ряда. Укладка блоков осуществляется горизонтальными рядами с поворотом на 90o в каждом последующем ряду.
Устройство работает следующим образом. Греющий газ (продукты сгорания), проходя через насадку сверху вниз, отдает тепло элементам насадки. В следующий период работы генератора снизу вверх поступает нагреваемая среда (воздух), которая получает тепло от нагретой насадки. Затем процесс циклически повторяется.
Выполнение насадки с наклонными под углом = 45 – 70o ребрами и поворот элементов в каждом последующем ряду на 90o позволяет сформировать очень эффективную с точки зрения теплообмена систему зигзагообразных каналов, что существенно повышает коэффициент теплоотдачи конвекцией в них. Газы, проходя по ним, постоянно изменяют направление своего движения при переходе из одного ряда в другой, обеспечивая спиралеобразное движение. Кроме того, наклонная форма узких боковых граней и ребер значительно увеличивает относительную поверхность нагрева насадки при прочих равных условиях. Наклон ребер огнеупорных блоков под углом = 45 – 70o к их основанию обусловлен требованиями необходимой механической прочности насадки. В этом случае опорная поверхность узких боковых граней элементов вышерасположенных рядов насадки приходится на ребра нижележащих элементов. При этом не происходит частичного перекрытия вертикальных каналов, что важно также с точки зрения гидравлического сопротивления насадки. Смещение верхнего основания широкой боковой грани элемента относительно нижнего, равное сумме удвоенной толщины и гидравлического диаметра, приводит к резкому снижению устойчивости элементов, увеличению гидравлического сопротивления насадки, т.к. движение газов, происходящее в вертикальном направлении, превращается, в большей степени, в движение в горизонтальном направлении. Промежуточные величины смещения приводят к снижению опорной поверхности, а значит, и механической прочности насадки, перекрытию вертикальных каналов и увеличению гидравлического сопротивления насадки. Наличие косых срезов на ребрах и выступов на узкой боковой грани элементов позволяет образовать горизонтальные проходы в виде вертикальных щелей, что приводит к дополнительному увеличению поверхности нагрева насадки, а чередование срезов (изменение направления срезов) дополнительно повышает степень турбулизации потока и повышает механическую прочность огнеупорных блоков и насадки в целом, обеспечивая большую точность сборки и формирования гидравлического диаметра. Величина средней по длине ребра глубины косого среза составляет, как и в [2], 0,1 – 0,2 толщины основания блока. Наличие выступов на ребрах ( фиг. 1) вызвано требованиями технологии и необходимой прочности ребер. В противном случае малейший скол острой кромки ребра нарушает возможность точного формирования гидравлического диаметра насадки. Число ребер определяется требованиями технологии изготовления, габаритов и массы блочных элементов.
Источники информации1. А. С. N 1527275 (СССР). Насадка воздухонагревателей доменных печей./ Соломенцев С.Л., Басукинский С.М., Чернобривец Б.Ф. и др. Б.И. N 45, 1989 г. C 21 B 9/06. 2. Патент N 2079557 (Россия). Насадка регенератора/ Соломенцев С.Л., Басукинский С. М., Бянкин И.Г., Соломенцева Л.Ф., Б.И. N 14, 1997 г. C 21 B 9/06. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 08.12.2000
Номер и год публикации бюллетеня: 1-2003
Извещение опубликовано: 10.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
