Теплоэлектрогенератор

 

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

1.Теплоэлектрогенератор, включающий корпус-нагреватель с камерой горения и водяной рубашкой, снабженный горелками и выхлопным патрубком, блок вентилятора с двигателем, ротором, входным и выходным воздушными патрубками, отличающийся 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.

2. Теплоэлектрогенератор по п. 1, отличающийся тем, что термоэлектрические модули установлены на герметичной разделительной стенке и горизонтальных поверхностях камеры сгорания.

3. Теплоэлектрогенератор по п.1, отличающийся тем, что на герметичной разделительной стенке со стороны ротора выполнены теплосъемные пластины, расположенные в воздушных промежутках между плоскопараллельными дисками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2