[发明专利]具有至少一个存储元件的蓄热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个存储元件的蓄热器，所述存储元件具有相互层叠的型砖。

背景技术

文章开头所述类型的蓄热器是公知的。其比如用于中间存储过量的过程热，以便能够在稍后的时间点以适当的方式使用热。此类蓄热器比如结合用于热力废气净化的废气净化设备使用。蓄热器具有壳体，在壳体中设置至少一个存储元件。存储元件由蓄热的材料构成，其中，特别是采用陶瓷材料。蓄热的材料以型砖的形式存在，其相互层叠。为了装载蓄热器，将热的介质流穿过至少一个存储元件传导，从而将其加热。为了卸载蓄热器或者说为了取出存储的热将冷的介质流穿过加热过的存储元件传导，由此加热介质流且在穿流存储元件之后作为热的介质流提供。

型砖具有大量用于介质的穿流槽。对于相互层叠的型砖而言其通常如此设置，使设置在下面的型砖的穿流槽和设置在上面的型砖的穿流槽对齐，也就是说，与其处于流体连接中。介质可以以这种方式从下向上贯通地穿流存储元件的型砖。热的置入和热的取出根据在装载和卸载时的能量流实现，其中，能量流可以大小不同。由此可以局部地在蓄热器中或者说在其存储元件中出现温度升高。在将热置入蓄热器时调节出温度曲线。此外蓄热器在入口侧具有最高的温度。蓄热器的温度从介质入口出发朝蓄热器的介质出口的方向减小，从而在此存在最低的温度。这相应地也适用于取出热时的温度分布。

如果不向蓄热器输入或从蓄热器取出热，即蓄热器闲置，则发生蓄热器容积上的温度曲线的均匀化。此外在蓄热器中存在的最高温度和最低温度接近平均温度。该均匀化主要由于蓄热器内部的热传导而发生。由于存储元件的型砖是相互层叠的，因此它们具有接触点且基本上处于面接触中。这导致较热的型砖将热发送到较冷的型砖上，由此随着时间的流逝由于型砖的温度平衡调节出平均温度。该温度平衡，即蓄热器内部的温度的均匀化常常是不希望的，因为在取出热时可实现的温度仅还等于或小于平均温度，但不近似与在卸载时存在的较高的温度相符。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种具有至少一个存储元件的蓄热器，其中，即使在更长的闲置暂停的情况下也保留了所希望的温度分布状态。特别是在竖直方向上的温度均匀化至少应被减小或者说延迟。此外应优选在蓄热器中保留可复制的状态，从而可以实现具有较高效率的最佳的过程引导。这意味着，在卸载蓄热器时用作卸载的介质可以几乎被带到在装载蓄热器时存在的较高的温度上。

该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的蓄热器实现。在这种情况下设置成，型砖基本上以复合墙体的形式设置。该相互层叠的型砖比如存在于上层和下层中。下层的型砖并排设置，从而在这些型砖之间分别存在一个接合缝。这些接合缝应基本上被上层的型砖覆盖。因此相互层叠的型砖依次存在于相互横向错开的复合件中，由此形成复合墙体。各接合缝可以完全被一个型砖，但也被由多个型砖构成的复合件覆盖。型砖的错开结构可以仅一个方向上设置，但型砖也可以在两个、特别是相互垂直的方向上相互错开设置。以这种方式减小了型砖之间、特别是相叠设置的型砖层之间的热传导，从而防止或至少延迟了蓄热器内部的温度均匀化。

型砖可以具有任意形状，但其优选是长方体形，具有矩形的横截面。可替换的是也可以设置三角形的横截面或型砖是金字塔形。型砖可以比如由陶瓷构成，即是异型陶瓷石材。该材料的特点主要在于其较高的耐热性。这由于蓄热器的周期性的加热和冷却循环是有意义的。穿流槽可以特别具有任意的横截面形状。其优选是圆状或矩形的、特别是正方形的。

本发明的一种改进在于，型砖形成多个型砖层，其中，在至少两个型砖层之间构建至少一个横流室(Querstromraum)。通常在相互层叠的型砖中，也在设置于复合墙体的型砖中，型砖的穿流槽相互处于直接的流体连接中。这意味着，介质从一个型砖的一个穿流槽直接流入另一个型砖的另一个穿流槽中。介质基本上仅在介质的主流动方向上贯穿蓄热器。为了也能够在另一个方向上特别是垂直于介质的主流动方向的平面内更换介质，设置横流室。其设计在至少两个型砖之间。这意味着，介质在穿流型砖层的型砖之后首先流入横流室中，用以从横流室出来紧接着到达下一型砖层的型砖中。下一型砖层位于介质的主流动方向上。以这种方式在针对型砖的每个穿流槽的横流室中基本上存在一个自由射流，也就是说，在横流室中发生穿流型砖或者说型砖的穿流槽的介质的扩散。由此从型砖的穿流槽流出的介质不是直接流入设置在一个型砖的穿流槽上方的另一个型砖的穿流槽中，而是在型砖的穿流槽之间发生介质的横向混合。横流室破坏了在穿流型砖的穿流槽时构建的紊流结构且特别是用于平息紊流强度。以这种方式在卸载或装载时实现蓄热器的更高的效率。