Патент на изобретение №2166702
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТЕПЛОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
(57) Реферат: Изобретение относится к области энергетики, в частности к генераторам различных видов энергии, и может использоваться для нагрева воздуха, воды и получения электроэнергии. Сущность изобретения заключается в том, что в теплоэлектрогенераторе, включающем корпус-нагреватель с камерой горения и водяной рубашкой, блок вентилятора с двигателем, ротором, входным и выходным воздушными патрубками, размещены термоэлектрические модули с возможностью подачи электроэнергии на двигатель блока вентилятора и внешние потребители, ротор снабжен плоскопараллельными дисками, отделенными от камеры горения герметичной разделительной стенкой с укрепленными на ней и на горизонтальных поверхностях камеры сгорания упомянутыми термоэлектрическими модулями, а со стороны ротора на герметической разделительной стенке выполнены теплосъемные пластины, расположенные в воздушных промежутках между плоскопараллельными дисками. Техническим результатом изобретения является возможность получения от одного генератора трех энергоносителей – горячей воды, горячего воздуха, электроэнергии, повышение технологичности использования, упрощение запуска в работу, повышение экологичности и безопасности использования. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для получения одновременно горячего воздуха, горячей воды и электроэнергии, в генераторах энергии, для эксплуатации в полевых условиях, в аварийных ситуациях и при спасательных операциях на суше и воде. Известен комбинированный водо- и воздухонагреватель, содержащий бак, кожух, теплоизоляцию, средства нагрева среды, системы подвода холодной воды и отвода воздуха и средства дополнительного нагрева воды, выполненные в виде плоского элемента, закрепленных в месте соединения промежуточной и внутренней емкостей, при этом бак выполнен из трех емкостей наружной, внутренней и промежуточной, имеющей форму усеченного конуса со съемным меньшим основанием, на котором закреплена внутренняя емкость, а большее основание промежуточной емкости закрыто крышкой, снабженной патрубками для подвода и отвода среды с системой отвода воздуха, выполненной в виде вентилятора с воздуховодом и установленной между баком и кожухом (патент РФ N 2040739, 1995, бюл. N 21). Известное устройство не может вырабатывать электрическую энергию, может использоваться преимущественно в стационарных условиях и неудобно при транспортировке и эксплуатации в полевых условиях, конструктивно сложно и не технологично при изготовлении. Известен подогреватель, содержащий снабженный в верхней части выхлопной трубой кожух для прохода дымовых газов с установленным в его нижней части котлом в виде кольцевой водяной рубашки, обрамляющей сообщенную с полостью кожуха камеру сгорания с горелкой, и подключенным к верхней части рубашки змеевиком пароперегревателя, при этом кожух в зоне над котлом разделен поперечной перегородкой с встроенной в нее переточной вертикальной трубой на верхние и нижние отсеки, горелка выполнена в виде керогаза с топливной и испарительной емкостями, снабженного теплообменником водяного охлаждения, и в выхлопной трубе кожуха установлен шибер. Подогреватель снабжен расширительным водяным бачком, закрепленным на кожухе и подключенным к теплообменнику водяного охлаждения керогаза, выполненному в виде плоской трубчатой спирали, расположенной между испарительной и топливной емкостями керогаза (а.с. СССР N 992941, 1983 г., бюл. N 4). Известный подогреватель не предусматривает одновременного снабжения потребителя электроэнергией, недостаточно экологичен, конструктивно сложен и неудобен в эксплуатации, особенно при запуске в работу, не обладает необходимой безопасностью использования. Наиболее близкой к заявляемому решению является установка для нагрева воды, включающая корпус, топку с горелкой и водяной рубашкой, контактную камеру, при этом корпус установки выполнен со смесительной камерой, соединенной с нагревательным патрубком вентилятора и топкой, имеющей люк с заглушкой (а.с.СССР N 329353, 1972 г., бюл. N 7). Известная установка конструктивно сложна и не технологична в изготовлении, сложна в использовании, особенно в период запуска в работу, недостаточно безопасна, не экологична и не предполагает одновременного снабжения электроэнергией. Задачей, решаемой изобретением, является: – получение одновременно от одного генератора – трех энергоносителей – горячей воды, горячего воздуха (с возможностью транспортировки по трубопроводу) и электроэнергии для освещения; – повышение технологичности использования, упрощение запуска в работу; – повышение экологичности и безопасности использования; – снижение конструктивной сложности. Задача решается тем, что в теплоэлектрогенераторе, включающем корпус-нагреватель с камерой горения и водяной рубашкой, снабженной горелками и выхлопным патрубком, блок вентилятора с двигателем, ротором, входным и выходным воздушными патрубками, в камере горения размещены термоэлектрические модули с возможностью получения и подачи электроэнергии на двигатель блока вентилятора и внешние потребители, установлены горелки для газового топлива, ротор снабжен плоскопараллельными дисками, отделенными от камеры горения герметичной разделительной стенкой, с укрепленными на ней и на горизонтальных поверхностях камеры сгорания термоэлектрическими модулями, а со стороны ротора на герметичной разделительной стенке выполнены теплосъемные пластины, расположенные в воздушных промежутках между плоскопараллельными дисками. Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемое устройство отличается тем, что в камере горения размещены термоэлектрические модули с возможностью подачи электроэнергии на двигатель блока вентилятора и внешние потребители, установлены горелки для газового топлива, ротор снабжен плоскопараллельными дисками, отделенными от камеры горения герметичной разделительной стенкой. При этом термоэлектрические модули установлены на герметичной разделительной стенке и горизонтальных поверхностях камеры сгорания, на герметичной разделительной стенке со стороны ротора выполнены теплосъемные пластины, расположенные в воздушных промежутках между плоскопараллельными дисками, таким образом, заявляемое решение соответствует критерию “новизна”. Анализ аналогичных технических решений не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию “изобретательский уровень”. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показан вид спереди, совмещенный с разрезом; на фиг. 2 – вид сбоку, совмещенный с разрезом. Теплоэлектрогенератор содержит корпус-нагреватель 1, камеру горения 2, водяную рубашку 3, газовые горелки 4, выхлопной патрубок 5, блок вентилятора 6, двигатель 7, ротор 8 с плоскопараллельными дисками 9, входной 10 и выходной 11 воздушные патрубки, герметичную разделительную стенку 12, теплосъемные пластины 13, термоэлектрические модули 14, входной 15 и выходной 16 штуцеры водяной рубашки. Теплоэлектрогенератор работает следующим образом. Предварительно заполняется водяная рубашка 3 из системы подачи воды или емкости через входной штуцер 15, с опережением включается зажигание (не показано), подается горючий газ в эжекторные газовые горелки 4 с инициированием высокой температуры в камере горения 2 и выходом продуктов сгорания газа через выхлопной патрубок 5. Нагрев термоэлектрических модулей 14 позволяет получить электрический ток для работы двигателя 7 и цепи внешних потребителей, например ламп освещения. Двигатель 7 вращает ротор 8 с плоскопараллельными дисками 9, при этом происходит направленное движение воздуха из окружающей среды через входной воздушный патрубок 10 в блок вентилятора 6 и после нагрева через выходной воздушный патрубок 11 к потребителю. Диски 9 при вращении ротора 8 осуществляют захват воздуха и дальнейшее движение последнего вдоль теплосъемных пластин 13, установленных на герметичной разделительной стенке 12 с интенсивным захватом тепла, передаваемого из камеры горения 2. Подача горючего газа в горелки может осуществляться от переносного газового баллона, а подпитка холодной водой – как от системы водоснабжения, так и от небольшой переносной емкости. Теплоэлектрогенератор при своей компактности позволяет получить тепловую мощность не менее 3 кВт и напряжение в электроцепи 12 В, с одновременным получением раздельных теплоносителей (горячую воду и горячий поток воздуха) может широко использоваться как в стационарных, так и в полевых условиях. Простота запуска в работу, безопасность использования и экологичность позволяют эксплуатировать его без ограничений широким кругом лиц без специальной подготовки. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
