| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2224190
ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ТЕПЛОВОЇ ТА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Ім'я винахідника: Шалаєв Микола Васильович; Новосельцев Олег Анатолійович
Ім'я патентовласника: Шалаєв Микола Васильович; Новосельцев Олег Анатолійович
Адреса для листування: 115230, Москва, Каширське ш., 5-1-66, В.Г. Копаєва
Дата початку дії патенту: 2003.04.23
Винахід відноситься до теплотехніки і електротехніки і може бути використано в комбінованих пристроях, які виробляють теплову та електричну енергію, для підвищення ефективності перетворення теплової енергії в електричну при одночасному підвищенні використання теплової енергії, що виділяється пальником. Цей результат забезпечується пристроєм, що містить пальник на органічному паливі, теплообмінники, термоелектричні батареї, теплообмінник, що відводить тепло від термоелектричних батарей, водонагрівач, розташований над теплообмінниками, і силову раму. Передбачені елементи стиснення, наприклад, тарельчатого типу. У пристрої вдається знизити до мінімуму перепад температур на холодних спаях термоелектричних батарей і одночасно більш повно використовувати теплову енергію, що виділяється пальником, що дозволяє істотно підвищити ефективність пристрою.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до областей теплотехніки і електротехніки і може бути використано в комбінованих пристроях, які виробляють теплову енергію і одночасно безпосередньо перетворюють теплову енергію в електричну.
Відомо комбінований пристрій на основі термоелектричного генератора, що містить газовий пальник, термоелектричні батареї з ребрами на холодних спаях і витяжну трубу (див. Анатичук Л.І. Термоелементи і термоелектричні пристрої (довідник), Київ: Наукова думка, 1979, с.357). У відомому пристрої витяжна труба забезпечена тепловим перемикачем, який дозволяє в осінньо-зимовий період частина тепла, що надходить з витяжної труби, використовувати для обігріву приміщення, в якому розташована радіоелектронна апаратура.
Недоліком відомого пристрою є низька ефективність перетворення теплової енергії в електричну внаслідок слабкого тепловідведення тепла, що надходить з холодних спаїв термоелектричних батарей.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результату до заявляється є пристрій для виробництва теплової та електричної енергії, що містить пальник на органічному паливі, теплоприемник, термоелектричні батареї, систему відводу тепла і силову раму (див. Авт. Св. СРСР 439252, кл. H 01 L 35/02, 1978). У відомому пристрої тепло пальника надходить у внутрішню порожнину теплообмінника, виконаного у вигляді труби, на зовнішній поверхні якої розміщуються термоелектричні батареї, при цьому теплова енергія, що виходить з холодних спаїв термоелектричних батарей, відводиться циркулюючим рідинним теплоносієм, що омиває ці спаи.
Недоліком відомого пристрою є низька ефективність використання теплової енергії, що виділяється пальником. З термоелектричного генератора викидаються продукти згорання пальники з температурою на 100-150 o С вище температури гарячих спаїв термоелектричних батарей. Для термоелектричних генераторів, що використовують низькотемпературні термоелектричні матеріали (Вi, Ті, Sе, Sb), температура викидаються продуктів згоряння становить 350-400 o С, а для термоелектричних батарей, які використовують середньо температурні напівпровідникові матеріали, ця температура становить 550-700 o С, що відповідає відбору тепла, що виділяється пальником, 82% і 70%. Крім того, в відомому пристрої не вдається забезпечити достатньо ефективне знімання з холодних спаїв термоелектричних батарей, оскільки швидкість, з якою рідкий теплоносій омиває холодні спаї термоелектричних батарей, досить низька внаслідок значного гідравлічного опору, і тому температура холодних спаїв термоелектричних батареї близька до температури парожидкостной суміші .
Завданнями винаходу є підвищення ефективності перетворення теплової енергії в електричну при одночасному підвищенні ефективності використання теплової енергії, що виділяється пальником.
Досягнення зазначених завдань забезпечується новим пристроєм, виробляють теплову та електричну енергію, що містить пальник на органічному паливі, теплоприемник, термоелектричні батареї, систему відводу тепла і силову раму, при цьому система відводу тепла складається з двох частин, одна з яких виконана у вигляді теплобменніка, відвідного тепло від термоелектричних батарей, а інша - у вигляді водонагрівача, розташованого над теплоприемник, при цьому переважно теплообмінник, що відводить тепло від термоелектричних батарей, виконувати у вигляді системи труб прямокутного профілю; теплообмінник, що відводить тепло від термоелектричних батарей, виконувати з внутрішнім оребренням. Застосування теплообмінника, виконаного у вигляді системи, ефективно відводить тепло, яке надходить з холодних спаїв термоелектричних батарей, дозволяє знизити до мінімуму перепад температур на холодних спаях термоелектричних батарей і відповідно підвищити ефективність перетворення теплової енергії в електричну за рахунок збільшення перепаду температур на термоелектричних батареях. Водонагрівач, розташований над теплоприемник в потоці продуктів згоряння пальники, переважно виконувати у вигляді круглих або площинних труб з розвиненими зовнішніми поверхнями, що дозволяє додатково використовувати теплову енергію, що виділяється пальником. При цьому переважно виконувати обидві частини системи відводу тепла з однаковими гідравлічними опорами, що дозволяє забезпечити більш низьке загальне гідравлічний опір і поліпшити тепловідвід з холодних спаїв термоелектричних батарей і відповідно підвищити ефективність перетворення теплової енергії в електричну. Використання водонагрівача дозволяє додатково використовувати теплову енергію продуктів згоряння пальники для нагріву теплоносія, який виходить із термоелектричного генератора. Використання в системі відводу тепла тепла з холодних спаїв термоелектричних батарей у вигляді труб прямокутного профілю дозволяє збільшити поверхню теплос'ема і відповідно знизити перепад температур в зоні холодних спаїв термоелектричних батарей. Цьому ж сприяє ребра внутрішньої порожнини теплообенніка, відвідного тепло з холодних спаїв термоелектричних батарей.
 |
 |
Прикладені креслення зображують: фіг.1 - загальний вид заявленого пристрою (вид в ізометрії), фіг.2 - поперечний розріз заявленого пристрою.
Пристрій містить пальник 1 на органічному паливі з кожухом 2, силову раму 3, теплообмінники 4, відводять тепло з холодних спаїв термоелектричних батарей 5, теплоприемник 6, трубопроводи 7, що входять до складу водонагрівача 8, забезпеченого кожухом 9, систему стиснення, що складається з тарілчастих пружин 10 і гвинтів 11, і загальний кожух 12.
Термоелектричні батареї 5 виконують зазвичай у вигляді паралельно-послідовно з'єднаних термоелементів, що виготовляються з високоефективних напівпровідникових матеріалів (наприклад, з Вi, Ті, Sе- "п" -тип, Bi, Te, Sb- "p" -тип). Теплоприемник 6 виготовляють з високо теплопровідні матеріалів (наприклад, з алюмінію і його сплавів) і постачають ребрами для збільшення площі поверхні теплопередачі між пальником 1 і теплоприемником 6. Тарілчасті пружини 10 і гвинти 11 служать для стиснення термоелектричних батарей 5, теплоприймачів 6 і теплообмінників 4, а і для компенсації температурних напружень, що виникають при нагріванні і охолодженні пристрою.
Заявлений пристрій працює таким чином. Після підпалу пальника 1 продукти згоряння пальники нагрівають теплоприемник 6 і тепловий потік, що проходить через термоелектричні батареї 5, створює на них перепад температур, а в електричне навантаження (не відображено) надходить електрична енергія. Вихід з теплоприймачів 6 тепловий потік додатково нагріває теплоносій у водонагрівачі 8 і під дією різниці щільності теплоносія на вході і виході пристрою відбувається циркуляція теплоносія в системі відбору тепла. Пристрій може бути включено в опалювальну систему перед опалювальним котлом (не показаний) як з природною циркуляцією, так і з примусовою. При цьому циркуляційний насос і система автоматики (не показані) харчуються частиною енергії, що виробляється пристроєм, а велика частина вироблюваної електроенергії використовується для живлення побутових споживачів.
Додатковий нагрів теплоносія в водонагрівачі та отримання в пристрої додаткової електроенергії дозволили збільшити ефективність використання теплової енергії, що виділяється пальником, і одночасно на 4-6% підвищити ККД пристрою з розширенням функціональних можливостей пристрою.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій для виробництва теплової та електричної енергії, що містить пальник на органічному паливі, теплоприемник, термоелектричні батареї, систему відводу тепла і силову раму, що відрізняється тим, що система відводу тепла складається з двох частин, одна з яких виконана у вигляді теплообмінника, відвідного тепло від термоелектричних батарей, який виконаний у вигляді системи труб, що мають прямокутний перетин, і забезпечений внутрішнім оребренням, а інша частина виконана у вигляді водонагрівача, розташованого над теплоприемник.
Версія для друку
Дата публікації 07.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.