ES2242085T3 - Ladrillo perforado de ceramica refractaria. - Google Patents

Ladrillo perforado de ceramica refractaria.

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ES2242085T3 ES02790426T ES02790426T ES2242085T3 ES 2242085 T3 ES2242085 T3 ES 2242085T3 ES 02790426 T ES02790426 T ES 02790426T ES 02790426 T ES02790426 T ES 02790426T ES 2242085 T3 ES2242085 T3 ES 2242085T3
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Abstract

Ladrillo perforado de cerámica refractaria que presenta las siguientes características: 1.1 ocho segmentos de pared (10.1 a 10.8) unidos formando un ángulo < 90º, 1.2 los segmentos de pared (10.1 a 10.8) delimitan en la periferia un espacio (12) abierto por los extremos opuestos, 1.3 los segmentos de pared (10.1 a 10.8) forman una superficie común de asiento superior y otra inferior (16, 20), 1.4 el ladrillo perforado presenta una longitud (l) que es igual a un múltiplo entero del ancho (b) menos el espesor de una pared (10.1 a 10.8), 1.5 el ladrillo perforado es simétrico con respecto a un plano especular que divide el ladrillo perforado en sentido longitudinal (l).

Description

Ladrillo perforado de cerámica refractaria.
La presente invención se refiere a un ladrillo perforado de cerámica refractaria que puede utilizarse, por ejemplo, para el revestimiento reticular de cámaras de hornos de vidriería.
Una descripción de ladrillos huecos, refractarios y prismáticos de tipo genérico y bien conocidos puede encontrarse en el documento AT 406 197 B, en el que se expone asimismo el estado de desarrollo actual de los ladrillos perforados así como formas de realización anteriores.
Los ladridos perforados de dicho tipo, denominados también ladrillos de chimenea, perforados o sin perforar, han dado buenos resultados y constituyen unos ladrillos que se utilizan ampliamente. La forma simétrica de los ladrillos de chimenea permite disponer de forma escalonada los ladrillos de planos de revestimiento sucesivos, consiguiéndose de este modo una obra reticular uniforme y de estabilidad elevada.
Sobre las paredes de los ladridos perforados suele formarse con el tiempo una acumulación (aglomeración) de partículas extrañas, que se introducen a través del gas de escape al calentarse la obra reticulada. Esto hace que resulte necesario efectuar una limpieza más o menos regular.
En una obra reticular de ladrillos de chimenea convencionales, tal como la descrita anteriormente, resulta muy difícil realizar dicha limpieza.
En una obra refractaria denominada de tipo emparrillado, en la que los ladrillos macizos y paralelepípedos de un plano se disponen desplazados en 90º con respecto a los de los planos contiguos, se forman sin más, en un "plano de revestimiento", unos pasadizos continuos (horizontales) que posibilitan la limpieza. Las desventajas de las que adolece dicha obra refractaria tipo emparrillado son, sin embargo, el rendimiento térmico-técnico relativamente bajo y la poca estabilidad mecánica de dicha obra reticular.
El objetivo de la presente invención es alcanzar una simbiosis entre los parámetros térmico-técnico y mecánico mencionados anteriormente, es decir, proporcionar la posibilidad de realizar una obra reticular que, presentando una elevada estabilidad mecánica, permita alcanzar un rendimiento térmico-técnico elevado, ofreciendo a la vez la posibilidad de efectuar dicha limpieza.
La presente invención parte para ello de un ladrillo de chimenea convencional, tal como el descrito, por ejemplo, en los documentos DE 29 34 208 C2 o AT 406 197 B. Dicho ladrillo de chimenea es esencialmente simétrico rotativo con respecto al eje longitudinal y central del ladrillo (tras un giro de 90º se obtiene la misma geometría). Dicho ladrillo se modifica ahora en su geometría para que presente unos segmentos de pared mayores (superficies de pared mayores en comparación con las de los ladrillos de la técnica actual). Estos segmentos de pared mayores pueden formarse con varias escotaduras y/o escotaduras agrandadas a fin de mejorar el rendimiento y/o posibilitar la introducción de aparatos de limpieza.
Un simple agrandamiento dimensional de los ladrillos de chimenea conocidos no proporciona el fin deseado debido a que la obra reticular que se obtendría seguiría siendo esencialmente la misma. Además se empeoraría el rendimiento térmico-técnico.
La propuesta según la presente invención consiste en formar un ladrillo de chimenea que presente una superficie de base esencialmente rectangular (en lugar de la base esencialmente cuadrada que presentan hasta la fecha los ladrillos de chimenea). La geometría del ladrillo perforado ha de ser de tal forma que los ladrillos puedan combinarse con regularidad (estadísticamente) dentro de un plano de revestimiento y en distintos planos de revestimiento, pudiéndose obtener por tanto una estructura de revestimiento uniforme o, mejor dicho, de densidad uniforme.
Una posibilidad para ello consiste en escoger la longitud del ladrillo de tal forma que represente el doble del ancho del ladrillo, restando el espesor de una pared. Un ladrillo de este tipo se ilustra y describe en la descripción de figuras presentada a continuación.
Otra descripción de la geometría del ladrillo es la siguiente. En el denominado "modo de colocación compacto" de ladrillos en una obra reticular (de un regenerador), la distancia en sentido longitudinal entre los ejes longitudinales y centrales de ladrillos contiguos es un múltiplo entero de la distancia en sentido transversal (perpendicular al sentido longitudinal) entre ejes longitudinales y centrales de ladrillos contiguos. En este modo de colocación, un ladrillo de un plano descansa siempre sobre un segmento de pared de un ladrillo del plano inferior, tal como se describirá también más detalladamente en la descripción de las figuras.
En un plano de revestimiento, los ladridos perforados pueden disponerse en línea y perpendicularmente entre sí. Esto resulta también válido para la disposición de los ladrillos de un plano de revestimiento contiguo en sentido vertical, pudiéndose formar por tanto una estructura de revestimiento tridimensional similar a la que se obtendría con ladrillos de chimenea convencionales.
Otra ventaja de los ladrillos dimensionados de este modo es que pueden combinarse en un mismo plano del retículo con ladrillos de chimenea convencionales, remitiéndose a la descripción de las figuras para más detalles al respecto.
Por consiguiente, la forma de realización más general de la presente invención consiste en un ladrillo perforado de cerámica refractaria que presenta las siguientes características:
-
ocho segmentos de pared, formando los segmentos contiguos un ángulo < 90º,
-
los segmentos de pared delimitan en la periferia un espacio abierto por los extremos opuestos,
-
los segmentos de pared forman una superficie común de asiento superior y otra de asiento inferior,
-
el ladrillo perforado presenta una longitud que es un múltiple entero de la anchura del ladrillo, restando el espesor de una pared,
-
el ladrillo perforado es simétrico con respecto a un plano especular que divide longitudinalmente el ladrillo perforado.
El ladrillo perforado presenta una forma anular como un ladrillo de chimenea convencional, si bien la sección transversal del espacio cercado por los segmentos de pared es ahora esencialmente rectangular (si se incluyen las esquinas sesgadas: octagonal). Los gases de escape (al caldear el regenerador correspondiente) o el aire (para la absorción ulterior de calor) circula en sentido vertical a través de los huecos correspondientes y también (en sentido horizontal) a través de las aberturas formadas en los distintos segmentos de pared.
Al ser la forma constructiva alargada, las grandes superficies laterales (enfrentadas del ladrillo perforado pueden conformarse con unas escotaduras (aberturas) que presentan grandes áreas de sección transversal, o incluso con varias escotaduras contiguas si hubiere lugar a ello.
Según una forma de realización, el área de la sección transversal de una (las) escotadura(s) representa por lo menos el 15% de toda el área de la sección transversal del segmento de pared correspondiente. Puede representar también sin la menor dificultad
> 30, > 35, > 40, > 45 ó > 50%, e incluso > 60 ó > 70% del área total de la sección transversal del segmento de pared correspondiente.
La escotadura puede conformarse así mismo como un taladro o, también, de forma que se abre hacia una superficie de asiento del ladrillo perforado, es decir, de modo que presenta la forma de una "puerta".
La gran magnitud del área de la sección transversal de las escotaduras de un ladrillo perforado según la presente invención proporciona las siguientes ventajas en comparación con la técnica mencionada al principio:
-
Se ha creado la posibilidad de limpiar horizontalmente la obra reticular utilizando, por ejemplo, lanzas o barras.
-
Al reducirse la masa del ladrillo perforado se reduce también la superficie sobre la que pueden acumularse partículas extrañas.
-
Las aberturas agrandadas aumentan la turbulencia de los gases/aire que las atraviesan, aumentándose por consiguiente la transferencia de calor a las paredes.
-
El ladrillo perforado presenta en total un peso específico (kg/m^{3}) más pequeño.
-
Debido a que la longitud y anchura del ladrillo perforado están relacionadas entre sí a fin de posibilitar una estructura de revestimiento regular, el ladrillo puede combinarse también con ladrillos de "formato fraccionado", como, por ejemplo, ladrillos de "medio formato" o de "formato al tercio", como ilustran las figuras presentadas a continuación.
La geometría de la escotadura (abertura) es en principio arbitraria. Según una forma de realización, por lo menos una escotadura presenta en el sentido longitudinal del ladrillo perforado un tamaño que es por lo menos igual al 50, 60 ó 70% de la longitud de la superficie de pared correspondiente.
Los segmentos de pared perpendiculares a los segmentos de pared longitudinales, o sea, los segmentos de pared más cortos, pueden incluir también escotaduras.
En el caso de un ladrillo perforado, que presenta una longitud que es aproximadamente el doble de la anchura, el área de la sección transversal de las escotaduras en los segmentos de pared, que se extienden en el sentido longitudinal, puede escogerse el doble de grande que el área de la sección transversal de las escotaduras en los segmentos de pared que son perpendiculares a los primeros (que se extienden en el sentido del ancho del ladrillo), debiendo ser la primera en cualquier caso mayor.
La configuración geométrica del ladrillo descrita anteriormente permite alcanzar el objetivo de la invención expuesto en el documento AT 406 197 B, a saber, formar los segmentos de pared, que se extienden entre segmentos de pared orientados según el sentido longitudinal del ladrillo perforado y perpendicularmente a dicho sentido longitudinal, con un espesor de pared menor. Esto permite la formación de "resquicios" (huecos) entre ladridos perforados contiguos de un mismo plano de revestimiento, resultando estos resquicios térmicamente provechosos al poder el aire o los gases de escape circular también a través de ellos.
Los segmentos de pared correspondientes pueden presentar, por ejemplo, un espesor de pared entre un 15 y 35% inferior al de los segmentos de pared restantes.
Para la construcción de una obra reticular completa puede resultar conveniente formar a lo largo de las superficies de asiento una sucesión de relieves y/o entrantes, creando un sistema tipo machihembrado, a fin de poder fijar mecánicamente entre sí los ladrillos que se apilan en sentido vertical. Para más detalles concretos sobre posibles formas de realización puede remitirse a la técnica mencionada al principio que presenta en este aspecto características que pueden adaptarse análogamente a la presente invención.
Los nuevos ladridos perforados pueden combinarse sin ninguna dificultad con ladridos perforados conocidos. Se puede formar por tanto por lo menos un plano de revestimiento con los ladridos perforados de gran tamaño descritos en la presente invención. Si se dispone por encima un plano de revestimiento formado con ladridos perforados convencionales (más pequeños), puede aparecer una carga puntual (en la zona de las esquinas) que actúa sobre los segmentos de pared de los ladridos perforados (más grandes) dispuestos en la parte inferior.
Se propone por esta razón formar ladridos perforados de tal modo que los segmentos de pared longitudinales presenten un momento superficial
(I = (b \cdot h)^{3}/12 siendo b = ancho y h = altura de la sección rectangular) mayor (por ejemplo: > 50%) que los segmentos de pared restantes, sobre todo los segmentos de pared que forman los lados estrechos del ladrillo. Las medidas posibles son las siguientes:
-
Ampliar el espesor de pared.
-
Suprimir escotaduras (aberturas) o disminuir del área de su sección transversal.
-
Disponer la(s) escotadura(s) de tal forma que el segmento de pared no presente ninguna escotadura en la zona por la que pasa la prolongación vertical de la supuesta carga puntual.
Otras características de la presente invención se deducen de las características expuestas en las reivindicaciones subordinadas y en otras declaraciones de la patente.
A continuación se describe más detalladamente la presente invención a partir de distintos ejemplos de realización. La descripción de las figuras incluye características que se pueden utilizar en la presente invención tanto individualmente como combinadas a discreción.
En particular, en las figuras - siempre esquemáticamente -
Figura 1a muestra una vista superior de un ladrido perforado,
Figura 1b muestra una vista lateral de un ladrido perforado según la figura 1a,
Figura 1c muestra otra vista lateral del ladrido perforado según la figura 1a,
Figura 1d muestra una vista en perspectiva del ladrido perforado según la figura 1a,
Figura 2 muestra una vista parcial en perspectiva de una obra reticular formada con ladridos perforados según las figuras 1a a 1d,
Figura 3 muestra una vista superior de un plano de revestimiento formado por ladridos perforados según las figuras 1a a 1d,
Figura 4 muestra una vista superior de una construcción reticular formada con ladrillos perforados de distintos tipos, y
Figura 5 muestra una vista parcial en perspectiva de una construcción reticular alternativa.
Los elementos constructivos que son idénticos o de efecto idéntico se indican en las figuras siempre con la misma referencia numérica.
El ladrido perforado según las figuras 1a y 1b presenta la siguiente configuración:
Comprende en total ocho segmentos de pared, 10.1, 10.2 a 10.8. Los segmentos de pared están enfrentados y son paralelos por pares. Los segmentos de pared 10.1, 10.5 se extienden en el sentido longitudinal L. Los segmentos de pared 10.3, 10.7 se extienden perpendicularmente con respecto a dicho sentido longitudinal L, o sea, en el "sentido transversal" Q. Los segmentos de pared restantes, 10.2, 10,4, 10.6 y 10.8, establecen una unión entre los segmentos de pared mencionados anteriormente, 10.1, 10.3, 10.5 y 10.7, realizándose en este caso la unión de tal forma que los segmentos de pared colindantes, como los segmentos 10.1 y 10.2 ó 10.5 y 10.6, se juntan formando un ángulo de 45º.
Se genera por tanto una superficie de base que es globalmente octogonal, incluyendo el espacio 12 cercado por las superficies de pared 10.1, 10.2 a 10.8, presentando dicho espacio un área de sección horizontal que es igualmente octogonal. El espacio 12 está abierto por arriba y abajo (en la dirección del eje longitudinal y central, MLA, del ladrillo).
La longitud l del ladrillo (en este caso: 398 mm) es igual a dos veces el ancho b (en este caso: 2 x 218 mm) menos el espesor de pared (en este caso: 38 mm) de una de las paredes longitudinales 10.1 ó 10.5.
En el "modo de colocación compacto", la distancia en sentido longitudinal entre dos ejes longitudinales y centrales, MLA, de dos ladrillos contiguos es igual al doble de la distancia en sentido transversal entre dos ejes longitudinales y centrales, MLA, de dos ladrillos contiguos.
Los segmentos de pared mayores, 10.1 y 10.5, presentan las escotaduras correspondientes 14, que se abren hacia la superficie de asiento inferior 16 y que presentan en una vista lateral la forma de una puerta (Figura 1b).
En el ejemplo de realización ilustrado, el área de la sección transversal de la escotadura 14 es únicamente algo menor que el área de la sección transversal del segmento de pared restante 10.5. Dicho con otras palabras: el área de la sección transversal de la escotadura 14 constituye aproximadamente el 40% del área total que presenta teóricamente el segmento de pared 10.5.
Como se ilustra en la figura 1c, los segmentos de pared más estrechos, 10.3 y 10.7, comprenden también las escotaduras 18 que presentan no obstante un área de sección transversal más pequeña que el de las escotaduras 14 (en este caso, aprox. el 25%).
Mientras que las superficies de asiento 16 de los segmentos de pared, 10.1, 10.5, comprenden unos entrantes equidistantes dispuestos perpendicularmente con respecto al sentido longitudinal L, la superficie de asiento inferior 16 de los segmentos de pared 10.3 y 10.7 está provista de unos entrantes dispuestos en el sentido longitudinal L. En las superficies de asiento superiores 20 de dichos segmentos de pared, 10.1, 10.3, 10.5 y 10.7, se han dispuesto unos relieves 22 que casan con los entrantes, habiéndose coordinado los entrantes y relieves 22 a fin de que se formen uniones positivas al apilar los ladrillos.
El ladrillo es simétrico con respecto al plano que pasa por la línea Q-Q y es paralelo al eje longitudinal y central MLA.
Los ladridos perforados del tipo descrito anteriormente pueden realizarse a partir de cualquier material refractario, eligiéndose el material en función del campo de aplicación. No existe ninguna diferencia en este aspecto con respecto a los ladrillos de chimenea convencionales.
Esto mismo puede afirmarse también para el procedimiento de fabricación de los ladridos perforados.
La figura 2 ilustra una obra reticular ejemplar realizada con ladrillos T según la presente invención combinados con ladrillos convencionales K.
En la figura 3 puede apreciarse la estructura básica de un plano de revestimiento formado por ladrillos T según la presente invención, que se han dispuesto escalonadamente, formando "hileras y columnas", a fin de obtener una densidad uniforme de revestimiento. Los ladrillos adyacentes T dentro de un mismo plano se tocan en las zonas sesgadas de las esquinas, 10.2, 10.4, 10.6 ó 10.8. Los cuatro ladrillos colindantes en la figura 3: T1, T2, T3, T4) encierran un espacio R, siendo el área de la sección transversal de este espacio aproximadamente igual al área de la sección transversal del espacio 12 que comprende cada ladrillos T.
La figura 4 ilustra una estructura análoga a la de la figura 3, pero formada por ladrillos que pertenecen a distintos planos de revestimiento, en la que dos ladrillos contiguos lindan en un segmento de pared, como puede apreciarse también en la figura 2.
En una parte de la obra reticular ilustrada en la figura 4 (también en la figura 2) se han sustituido algunos ladrillos según la presente invención por ladrillos de chimenea convencionales cuyo diseño es conforme a los documentos DE 29 34 208 C2 o AT 406 197 B, pudiéndose apilar sin ningún problema estos ladrillos de formato más pequeño sobre los de formato mayor en virtud de la geometría de los ladridos perforados según la presente invención. Del mismo modo pueden volver a disponerse en el plano superior ladridos perforados según la presente invención, recubriendo con ellos los ladrillos de chimenea convencionales.
Sobre todo en las figuras 1b, 1d y 2 puede apreciarse que la geometría del ladrillo descrito posibilita, también en el sistema de puesta en obra compacto, una limpieza horizontal a través de los canales que forman las aberturas 14.
La figura 5 ilustra esquemáticamente la siguiente construcción reticular:
En el plano de revestimiento A se han dispuesto unos ladridos perforados similares al ladrillo ilustrado en las figuras 1a a 1d, pero que presentan unos segmentos de pared cerrados, 10.1, 10.3, 10.5 y 10.7, a fin de aumentar el momento de inercia de los segmentos de pared.
En el plano superior B se han dispuesto unos ladrillos de chimenea convencionales T, que se apoyan esencialmente a través de sus cuatro esquinas sobre el ladrillo perforado situado en la parte inferior. Esto es posible en virtud de las paredes macizas 10.1, 10.3, 10.5 y 10.7.

Claims (15)

1. Ladrillo perforado de cerámica refractaria que presenta las siguientes características:
1.1
ocho segmentos de pared (10.1 a 10.8) unidos formando un ángulo < 90º,
1.2
los segmentos de pared (10.1 a 10.8) delimitan en la periferia un espacio (12) abierto por los extremos opuestos,
1.3
los segmentos de pared (10.1 a 10.8) forman una superficie común de asiento superior y otra inferior (16, 20),
1.4
el ladrillo perforado presenta una longitud (l) que es igual a un múltiplo entero del ancho (b) menos el espesor de una pared (10.1 a 10.8),
1.5
el ladrillo perforado es simétrico con respecto a un plano especular que divide el ladrillo perforado en sentido longitudinal (l).
2. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que se han formado unas escotaduras (14) por lo menos en los segmentos de pared (10.1, 10.5) que se extienden en sentido horizontal (L).
3. Ladrillo perforado según la reivindicación 2, en el que el área de la sección transversal de una escotadura (14) representa por lo menos el 15% del área total de la sección transversal del segmento de pared (10.1, 10.5) correspondiente.
4. Ladrillo perforado según la reivindicación 2, en el que por lo menos una escotadura (14) dispuesta en el sentido longitudinal del ladrillo perforado presenta un tamaño que equivale por lo menos al 50% de la longitud de la superficie de pared correspondiente.
5. Ladrillo perforado según la reivindicación 2, en el que por lo menos un segmento de pared (10.1, 10.5), que se extiende en sentido longitudinal (L), presenta varias escotaduras (14) separadas entre sí.
6. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que por lo menos un segmento de pared (10.3, 10.7) perpendicular a los segmentos de pared (10.1, 10.5), que se extienden en sentido longitudinal (L), comprende unas escotaduras (18).
7. Ladrillo perforado según la reivindicación 2, en el que el área de la sección transversal de las escotaduras (14) formadas en los segmentos de pared (10.1, 10.5), que se extienden en sentido longitudinal, es por lo menos el doble de grande que el área de la sección transversal de las escotaduras (18) formadas en los segmentos de pared (10.3, 10.7) perpendiculares a los primeros.
8. Ladrillo perforado según las reivindicaciones 2 ó 6, en el que las escotaduras (14, 18) se abren hacia una superficie de asiento (16) del ladrillo perforado.
9. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que los segmentos de pared (10.2, 10.4, 10.6, 10.8), que se extienden entre los segmentos de pared (10.1, 10.3, 10.5, 10.7) orientados según el sentido longitudinal (L) del ladrillo perforado y perpendicularmente a dicho sentido longitudinal, presentan un espesor de pared menor.
10. Ladrillo perforado según la reivindicación 9, en el que los segmentos de pared (10.2, 10.4, 10.6, 10.8), que se extienden entre los segmentos de pared (10.1, 10.3, 10.5, 10.7) orientados según el sentido longitudinal (L) del ladrillo perforado y perpendicularmente a dicho sentido longitudinal, presentan un espesor de pared que es entre 15 y 35% inferior.
11. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que las zonas de pared (10.1 a 10.8) comprenden unos relieves (22) por lo menos en una de sus superficies de asiento (16, 20).
12. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que las zonas de pared comprenden unos entrantes en por lo menos una de sus superficies de asiento.
13. Ladrillo perforado según las reivindicaciones 11 y 12, en el que se han formado los entrantes y relieves (22) de tal forma que pueden encajar en unión positiva.
14. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que los segmentos de pared (10.1, 10.5), que se extienden en sentido longitudinal (L), presentan un espesor de pared mayor que el de los segmentos de pared restantes (10.2, 10.3, 10.4, 10.6, 10.7, 10.8).
15. Ladrillo perforado según la reivindicación 1, en el que los segmentos de pared (10.1, 10.5), que se extienden en sentido longitudinal (L), presentan un momento superficial mayor que el de los segmentos de pared (10.3, 10.7) que se extienden perpendicularmente con respecto a los primeros.
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