本发明专利技术涉及一种用于控制流体温度的型件，其比如可以用于构成再生器(14)的热床(24)，其具有由一种导热材料构成的块(27)，该块通过基面(X‑Y)和与基面垂直延伸的高来定义，其中该块(27)在平行于其基面(X‑Y)的横截面上具有多个格子(28)，并且所述格子(28)分别具有平行于该块(27)基面(X‑Y)的规则多边形形状的横截面形状。在该块(27)中另外还构造有多个通道(30,32,38)，所述通道基本相互平行并在该块(27)的高度方向(Z)上来延伸，其中每个通道(30,32,38)在格子(28)中如此来设置，使得在相邻格子(28)中通道(30,32，38)之间具有一个内壁(34)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制流体温度的型件以及利用这种型件所构造的热交换器
本专利技术涉及一种用于控制流体温度的型件(Formkoerper)和一种具有至少一个热床(Waermebett)的热交换器，其中该热床具有至少一个这种型件。本专利技术另外还涉及一种热反应器，尤其是用于对在排气或废气流中的可燃物质进行再生热氧化，其具有至少一个这种热交换器来作为再生器。
技术介绍
热反应器，尤其是那种在设备中用于对排气或废气流中的可燃物质进行再生热氧化(RTO)的热反应器典型地具有加载了要热转换的气流的燃烧室和至少两个比如位于在该燃烧室下面的再生器。在此优选地一个再生器在该热反应器的某一运行状态中被加载了(第一)气流，该气流被输入给该燃烧室，而另一再生器被加载了(第二)气流，其中该第二气流从该燃烧室中流出。通常该第一气流从流过的再生器中获得一定量的热量，而该第二气流则在其一侧把热能传递到所属的再生器。为了中间存储热能，在再生器中除了蓄热装料(比如球、支撑件等)之外代替地或附加地采用了比如具有陶瓷型件的热床。其特点在于在确定地流过相应的热床时可预测的和均匀的压差，因为在型石的通道中通常形成了流过再生器的流体(气体或液体)的层流。再生器的热效率和寿命对于这种再生器有效应用是重要的参数。但是在此由于在该再生器中随着之后逐步阻塞各个流通道形成沉积或者在热床中形成整个的型石，热效率和寿命受到影响(所谓的“阻塞”)。这种“阻塞”尤其由于流过的流体中固体的脱落而形成，其中一定的固体沉积在通道壁上并在那里聚集。那么比如在净化含硅氧烷废气时导致氧化硅从通道壁上脱落。再生器阻塞导致有关RTO设备的热床必须定期地清除沉积，或者必须更换热床的有关型件。针对这种维护工作，该RTO设备必须被关闭并冷却下来，之后才能清洁或更换该热床的型件。在该RTO设备再次准备运行之前，典型地需要2至3个工作日。而在该段时间期间与该RTO设备所连接的生产区域通常不能充分运行，从而RTO设备的再生器的使用期、也即直至热床阻塞的时间对于该设备的效率和经济性可能是一个重要的因素。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种改善的热交换器，其避免了或至少减少了在现有技术中的前述缺点。尤其应该提供一种热交换器，其具有良好的热效率以及良好的防止其流通道阻塞的抵抗能力。本专利技术的另一任务是，提供一种用于控制流体温度的型件，其在一方面尽可能微小的型件质量与另一方面尽可能大的动态吸热能力之间达到合理的关系。该任务通过独立权利要求的主题而得到解决。本专利技术的尤其优选的扩展和改进参见从属权利要求。根据本专利技术的第一方面，用于控制流体温度的一种型件具有由导热材料构成的块，其中该块通过基面和垂直于基面延伸的高来定义。该块在平行于其基面的横截面上具有多个格子，其中这些格子分别具有平行于块基面的、规则多边形形式的横截面形状。在该块中另外还形成了许多通道，这些通道基本相互平行并朝该块的高度方向延伸，其中每个通道在所述格子中都被布置为，使得在相邻的格子中在通道之间都具有一内壁。所述格子的规则多边形的横截面形状所具有的优点是，这些格子可以相互之间以微小的间距并列地布置，以比如形成再生器的热床。另外在格子的这种横截面形状的情况下在格子中的通道可靠地相互分隔。所述型件的块由一种导热材料来构成。该导热材料优选地具有至少约1.5W/mK的导热系数，优选至少约2.0W/mK或更高。另外该导热材料还优选地具有最大约1·10-4K-1的低热膨胀系数，优选最大约1·10-5K-1、8·10-6K-1或更小(分别在800℃)。另外该导热材料优选地具有至少约500J/kgK的高比热容，优选至少约800J/kgK或更高。此外一种优选的导热材料具有至少约1000℃的软化温度，更优选为至少约1200℃，还更优选为至少约1400℃。用于所述型件的该导热材料优选地从陶瓷、砖、粘土、金属、贵金属、硅石、碳化物、石墨或诸如此类的耐高温材料中来选择。尤其优选的是具有大于50％的二氧化硅和/或氧化铝成分的陶瓷。该块的基面在本专利技术的意义上尤其应该理解为垂直于该块的高度方向延伸的块表面，但也可以是块表面的垂直于块高度方向的平投影面。在此该块表面本身可以至少区段或部分地是平的、阶梯状的和/或圆顶状地构造或实施。所述格子平行于块基面的横截面形状优选地具有三角形、方形、五边形、六边形或八边形的形状，其中六边形的横截面形状是尤其优选的。该块根据本专利技术具有许多格子，所述格子具有规则多边形形状的横截面形状。所述格子优选是单元格，也即基本相同地构造的和相同尺寸的格子。但是，尤其根据块的基面形状和格子的横截面形状，该块另外也可以具有其他横截面形状的其他格子。这种具有不同横截面形状的格子优选地可以存在于该块的边缘区域。但如果该块的格子具有至少两种不同构造和/或尺寸的单元格，那么这也可能是有利的。优选地不同的格子在此分别布置在以一种格子样式的“超级格子”中，其中该块优选地可以由多个这种超级格子来构成。一种格子样式在此尤其应该理解为在超级格子或块中进行重复布置。通道优选地基本居中地定位在各个格子中。所述型件的块优选构造为一体的。相应地该块的格子不是通过分立的部件来构造，而是在该块内部作为虚构的几何形状来定义。在本专利技术的其他实施方式中，所述格子也可以通过各个格子体来构造，所述格子体组合为块。在本专利技术的一种优选的扩展中，所述通道分别具有平行于块基面的圆形的横截面形状。所述通道的圆形横截面关于在流过所述通道的流体与所述型件之间的热传递是尤其有效的，从而通过该扩展还可以改善整个系统(比如一个相应装设的热反应器)的热效率。在本专利技术的一种优选的扩展中，分别具有平行于块基面的规则多边形形状的横截面形状。所述通道的横截面形状优选具有三角形、方形、五边形、六边形或八边形的形状，其中六边形的横截面形状是尤其优选的。优选地，所述通道在此分别具有平行于块基面的、与格子的规则多边形相对应的多边形形状的横截面形状，从而在相邻通道之间内壁的壁厚基本是恒定的。在本专利技术的另一优选的扩展中，通道的液力直径至少约为2.30mm和/或最大约为5.00mm。优选地所述通道的液力直径从值2.34mm、2.61mm、2.81mm、2.90mm、4.85mm和4.87mm中来选择。在通道具有圆形横截面形状的情况下，该液力直径基本对应于该横截面形状的圆直径。在其他通道几何形状的情况下，该液力直径基本对应于在内部与该横截面形状靠置的圆的直径(内切圆直径)。在本专利技术的另一优选的扩展中，在相邻通道之间内壁的最小壁厚至少约为0.20mm和/或最大约1.00mm。优选地该壁厚在0.25mm与0.89mm之间的值范围中来设计。对于所有通道的基本一致的壁厚的尤其优选的单值是0.23mm、0.25mm、0.48mm、0.56mm和0.81mm。已发现在这样(优选一致地)确定所有通道的壁厚的情况下，在根据本专利技术的型件中能够在一方面尽可能小的块质量与另一方面尽可能最大的吸热能力之间达到最佳。尤其在采用材料的导热系数在约1.5W/mK与8.0W/mK之间，并且流过通道的气态流体流(平均)流速在1m/s与6.5m/s之间时，这是尤其适用的。在本专利技术的另一优选的扩展中，通道的液力直径与相邻通道之间内壁的最小壁厚之商最大约为6.0，优选最大约为5.5。在采用材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制流体温度的型件，具有：由导热材料构成的块(27)，该块通过基面(X‑Y)和与基面垂直延伸的高来定义，其中该块(27)在平行于其基面(X‑Y)的横截面上具有多个格子(28)，所述格子(28)分别具有平行于该块(27)的基面(X‑Y)的、规则多边形形状的横截面形状，在该块(27)中构造有多个通道(30,32,38)，所述通道基本相互平行并朝该块的高度方向(Z)来延伸，以及每个通道(30,32,38)被设置在格子(28)中，使得在相邻格子(28)中通道(30,32)之间具有内壁(34)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.26 US 62/121,3361.一种用于控制流体温度的型件，具有：由导热材料构成的块(27)，该块通过基面(X-Y)和与基面垂直延伸的高来定义，其中该块(27)在平行于其基面(X-Y)的横截面上具有多个格子(28)，所述格子(28)分别具有平行于该块(27)的基面(X-Y)的、规则多边形形状的横截面形状，在该块(27)中构造有多个通道(30,32,38)，所述通道基本相互平行并朝该块的高度方向(Z)来延伸，以及每个通道(30,32,38)被设置在格子(28)中，使得在相邻格子(28)中通道(30,32)之间具有内壁(34)。2.根据权利要求1所述的型件，其中所述通道(32)分别具有平行于该块(27)的基面(X-Y)的、圆形形状的横截面形状。3.根据权利要求1所述的型件，其中所述通道(30)分别具有平行于该块(27)的基面(X-Y)的、规则多边形形状的横截面形状。4.根据权利要求3所述的型件，其中所述通道(30)分别具有平行于该块(27)的基面(X-Y)的、与格子(28)的规则多边形相对应的多边形形状的横截面形状，从而在相邻通道(30)之间的内壁(34)的壁厚是基本恒定的。5.根据前述权利要求之一所述的型件，其中通道(30,32,38)的液力直径(Dh)至少约为2.30mm或最大约5.00mm，并优选地从值2.34mm、2.61mm、2.81mm、2.90mm、4.85mm和4.87mm中来选择。6.根据前述权利要求之一所述的型件，其中在相邻通道(30,32,38)之间内壁(34)的最小壁厚(t)至少为约0.20mm或最大约1.00mm，并优选地从0.25mm与0.89mm之间的值域中来选择。7.根据前述权利要求之一所述的型件，其中通道(30,32,38)的液力直径(Dh)与相邻通道(30,32)之间内壁(34)的最小壁厚(t)之商(Dh/t)最大约为6.0，优选最大约5.5。8.根据前述权利要求之一所述的型件，其中通道(30,32,38)的液力流动横截面积(Ah)关于所述格子(28)的横截面积至少约为50％，或最大约为65％。9.根据前述权利要求之一所述的型件，其中通道(30,32,38)的开口横截面积(Ao)关于所述格子(28)的横截面积至少约...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·威德哈姆，
申请(专利权)人：杜尔系统股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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