榫卯式蓄热砖及高效换热固体蓄热体的制作方法

本实用新型涉及环保换热的技术领域，尤其涉及一种增加蓄热体整体结构稳固性、提高换热效率的榫卯式蓄热砖及高效换热固体蓄热体。

背景技术：

目前固体电蓄热锅炉的热能，大部分都采用储存在主要以氧化镁砖所构成的耐火材料固体砖块上，蓄热体采用堆叠砌筑形成，在蓄热砖体之间沿砖体长度走向上留出多条通道，这些通道即作为电加热丝通道又作为通风换热通道使用。由于这种固体蓄热结构设计存在缺陷，即通风加热共用一个通道所导致的换热面积减小，热能不能有效输出，换热不充分，导致换热效率低下，电加热丝在通风道内放置又增加了气流通过的阻力，电加热丝放置在通风道内电加热丝与流动空气接触还会加速氧化，使用寿命降低，蓄热砖体之间靠重力叠加相互之间无约束力，在储热、放热时受风压及热胀冷缩的影响，极易产生蓄热体结构的形变，影响整体稳固性，给用户的安全高效的使用带来隐患。

国内实用新型专利201610137296公开了一种固体蓄热装置，其特征在于，包括设置于壳体内的内胆，内胆被分割为连通的蓄热仓和供热仓；设置在蓄热仓内的固体蓄热体；设置在固体蓄热体内的加热管；设置在固体蓄热体内并贯通固体蓄热体的通气道；连通蓄热仓和供热仓的风道；用于驱动风道内气体流动的风机：风道通过设置于蓄热仓侧壁上排列设置的各个风口与所述蓄热仓连通；通气道倾斜设置，其两端分别朝向风口和下端开口；其中，风口处还设置有用于控制风量大小的各个风量控制器。该方案中蓄热仓和供热仓通过风道相连接，但是蓄热体之间的连接方式未涉及。

国内实用新型专利201711070277公开了一种固体电蓄热相变传热工艺，包括电蓄热装置、设置在电蓄热装置内部的不定型耐火材料、电蓄热装置加热棒、与电蓄热装置连接的纯净水循环泵、设置在电蓄热装置顶部的热电偶、设置在电蓄热装置顶部的集气管、与集气管连接的蒸汽管网、与蒸汽管网连接的补水罐和与补水罐连接的纯净水循环泵，蒸汽管网设置在加热冷凝罐中。该方案中，用水的汽化和冷凝实现能量传递，解决了镁砖由于极冷极热产生裂纹、剥落、坍塌的弊病，但仍未涉及从结构稳定性上改进的启示。

技术实现要素：

本实用新型的目的提供一种榫卯式蓄热砖及高效换热固体蓄热体，克服现有技术的不足，优化蓄热体结构，增大单位蓄热体内的换热面积，减小气流阻力，使蓄热体整体结构稳定，增强抗形变能力，减轻电加热丝的氧化程度，最终实现延长电加热丝使用寿命，提高换热效率的作用。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：

本实用新型之一：榫卯式蓄热砖，该砖体为正方体或长方体，在其空间两两相对表面上设有最少一对榫头和卯眼组合，所述榫头和卯眼尺寸和形状匹配，所述空间两两相对表面位于该砖体X轴方向、Y轴方向、Z轴方向中的任一个方向上或任意两个方向的组合上，或者X轴、Y轴、Z轴三个方向都有。

所述砖体的上表面和/或下表面设有沿其长度方向通长的凹槽。

所述砖体内设有电加热丝孔道，直径25~35mm。

所述凹槽内表面上设有凸起物，所述凸起物为点状、鳍状、翼翅状或条状。

所述Z轴方向上设置榫头和卯眼组合的数量为2~4组。

本实用新型之二：高效换热固体蓄热体，其由若干个权利要求1-4中所述的榫卯式蓄热砖堆积叠加而成，所述榫卯式蓄热砖之间通过榫卯结构水平拼接又多层垂直叠加形成正方体或长方体的垛体，堆积成形后，在所述榫卯式蓄热砖的上表面和/或下表面形成供换热气流通过的换热通风道。

所述换热通风道与所述电加热丝孔道的走向平行或空间垂直。

所述换热通风道的截面为圆形、矩形、正方形、椭圆形、正六边形或扁六边形中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）蓄热砖体横向和/或纵向采用榫卯连接，在蓄热砖体水平拼接下形成一个横向与纵向的的整体结构，对其最后形成的蓄热体整体结构的稳定与稳固起到决定性作用，该技术可广泛应用于环保节能的固体蓄热领域，通过利用夜晚低谷电给蓄热体加热并储存起来，在需热时段将储存的热量均匀释放出来，实现国家提倡的削峰填谷，能进一步降低固体电蓄热装置的运营成本；

2）蓄热砖体上的换热通风道与电加热丝通道分别布置，组合后，加热丝通道相互对应形成一个连续贯通的电加热丝通道，电加热丝放置其内，使蓄热体充分均匀吸收电加热丝散发的热量，避免由流动空气所带来的电加热丝氧化问题，延长了电热元件的使用寿命；

3）换热通风道内表面设有增加散换热面积的翼翅等凸起结构，使整个蓄热体吸收热量更均匀，释放热量更快速，进一步提高了固体电蓄热体的热量输出效率，以使换热通风道内散热面积最大化，使蓄热体储存的热量充分释放，蓄热体的换热效率达到最佳。

附图说明

图1是本实用新型榫卯式蓄热砖实施例一结构示意图；

图2是图1中沿A-A线剖视图；

图3是本实用新型榫卯式蓄热砖实施例二结构示意图；

图4是本实用新型高效换热固体蓄热体结构示意图；

图5是图4的侧视图。

图中：1-砖体，2-榫头，3-卯眼，4-凹槽一，5-凹槽二，6-突起，7-电加热丝孔道，8-换热通风道，11-侧面一，12-侧面二，13-端面一，14-端面二，15-上表面，16-下表面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图 1、图2，是本实用新型榫卯式蓄热砖实施例一结构示意图，该砖体1为长方体氧化镁砖，在其空间两两相对表面上（砖体X轴方向的侧面一11、侧面二12和Y轴方向的端面一13、端面二14）各设有一对榫头2和卯眼3组合，榫头2和卯眼3的尺寸和形状匹配。砖体1的上表面15设有沿其长度方向通长的凹槽一4和下表面16设有沿其长度方向通长的凹槽二5。砖体1内设有两条电加热丝孔道7，该电加热丝孔道7与凹槽呈空间垂直交叉设置，无交集。凹槽内表面上设有能增加换热表面积的翼翅状突起6。

本实用新型是对氧化镁蓄热砖、镁铁蓄热砖、陶瓷蓄热砖、高铝耐火砖等蓄热砖结构的重新设计。榫卯结构是公认的稳固性最佳的结构，多用于木制建筑结构中，固体蓄热砖体运用榫卯结构使得整体的蓄热体结构稳固性大大增强，抗形变能力大大增加。

见图3，是本实用新型榫卯式蓄热砖实施例二结构示意图，该砖体1为长方体氧化镁砖，在砖体X轴方向的侧面一11、侧面二12和Y轴方向的端面一13、端面二14和Z轴方向的上表面15和下表面16上分别对应设有榫头和卯眼组合，其中Z轴方向最少设置一组榫头和卯眼组合，最多设置4组榫头和卯眼组合，本实施例中榫头和卯眼组合为两组，对角线设置。其余同实施例一。Z轴方向上的榫头和卯眼组合，榫头和卯眼的设置方向一致或不一致均可，即哪个在上、哪个在下不做限定。

如图4、图5，本实用新型高效换热固体蓄热体，其由9个榫卯式蓄热砖堆积叠加而成，砖体1之间通过榫卯结构水平拼接又多层垂直叠加形成长方体的垛体，相邻榫卯式蓄热砖之间无需采用任何粘合剂，而是以榫卯连接，相互砖体卡在一起不会散。堆积成形后，在榫卯式蓄热砖的上表面和/或下表面形成供换热气流通过的换热通风道8。实施例中，换热通风道8的截面为两个梯形镜射组合的扁六边形。

本实用新型高效换热固体蓄热体的电加热丝通道7与换热通风道8为全立交式互不干涉，即降低了换热通风道气流的阻力又使得电加热丝氧化程度降低，电加热丝的使用寿命得到了延长。高效换热固体蓄热结构的换热通风道上设计了能增加散热、换热面积的翼翅结构，使其散热、换热的效率上显著增加，也使得固体蓄热体结构在整体的换热效率得到了显著提升，通过利用低谷电能给蓄热体加热，在需热的情况下将储存的热能均匀释放，真正实现削峰填谷，以降低用户使用成本。

当然，上述说明并非是对本实用新型的实质范围的限值，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的人员在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。