Инфракрасная горелка-электрогенератор

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в инфракрасных горелках для совместной генерации тепла и электрической энергии в различных производственных помещениях. Инфракрасная горелка–электрогенератор содержит корпус, рефлектор инфракрасного излучения, инжектор, состоящий из газового сопла и смесителя, отражатель с полкой, излучающую керамическую насадку и сетку, полость между которыми образует камеру сгорания, блок автоматики, причем боковые стенки рефлектора ниже уровня сетки выполнены рифлеными с образованием направленных вовнутрь продольных пазов, в которые вставлены термоэлектрические секции, состоящие из рядов термоэлектрических элементов, представляющих собой парные параллельные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, размещенные в слое материала–диэлектрика и соединенные на противоположных концах между собой спаями, причем части термоэлектрических секций, расположенные в пазах рефлектора, омываются через стенки пазов инфракрасным излучением и дымовыми газами, а части термоэлектрических секций с противоположными спаями омываются воздухом помещения, термоэлектрические секции боковых сторон рефлектора образуют термоэлектрические блоки, крайние термоэлектрические элементы которых соединены блочными перемычками с однополюсными коллекторами одноименных зарядов, которые, в свою очередь, соединены с преобразователем и электрическим аккумулятором. Изобретение позволяет увеличить экономическую эффективность горелки. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к энергетике и может быть использовано в инфракрасных горелках для совместной генерации тепла и электрической энергии в различных производственных помещениях.

Известна газовая горелка инфракрасного излучения, содержащая нагревательный блок, представляющий собой коническую обечайку с патрубком отвода дымовых газов вверху и керамическим излучателем внизу, установленным над устройством подготовки газовоздушной смеси, включающим, в свою очередь, инжекционный конфузорно-диффузорный смеситель, под которым размещена газовая форсунка и блок автоматики [Патент РФ №2186293 F23D 14/12, 2000].

Основными недостатками известной горелки инфракрасного излучения являются размещение узла подготовки газовоздушной смеси в зоне высоких температур на выходе из керамического излучателя, что усложняет его конструкцию, размещение зоны горения на противоположной стороне от зоны излучения, что снижает КПД и невозможность параллельной генерации электрической энергии, что, в конечном счете, снижает экономическую эффективность горелки.

Более близким к предлагаемому изобретению является газовая горелка инфракрасного излучения, содержащая корпус, с примыкающим к нему рефлектором, инжектор в виде газового сопла и размещенный во входном участке смесильной трубки, изогнутый отражатель, образующий камеру горения, керамическую излучающую насадку с плоской поверхностью сетку, выполненную с живым сечением равным от общей площади 0,5-0,7 и установленным на расстоянии от насадки в 10-20 раз больше профиля отверстий насадки [Патент РФ №2084762. F23D 14/12, 1997].

Основным недостатком известной горелки инфракрасного излучения является невозможность параллельной генерации электрической энергии, что снижает ее экономическую эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение экономической эффективности инфракрасной горелки–электрогенератора.

Технический результат достигается инфракрасной горелкой–электрогенератором, включающей корпус, рефлектор инфракрасного излучения, инжектор, состоящий из газового сопла и смесителя, отражатель с полкой, излучающую керамическую насадку и сетку, полость между которыми образует камеру сгорания, блок автоматики, причем боковые стенки рефлектора ниже уровня сетки выполнены рифлеными с образованием, направленных вовнутрь, продольных пазов, в которые вставлены термоэлектрические секции, состоящие из рядов термоэлектрических элементов, представляющих собой парные параллельные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, размещенные в слое материала–диэлектрика и соединенные на противоположных концах между собой спаями, причем части термоэлектрических секций с размещенными в них спаями, расположенные в пазах рефлектора, омываются через стенки пазов инфракрасным излучением и дымовыми газами, а части термоэлектрических секций с противоположными спаями омываются воздухом помещения, термоэлектрические секции боковых сторон рефлектора соединены между собой последовательно секционными перемычками образуя термоэлектрические блоки, крайние термоэлектрические элементы которых соединены блочными перемычками с однополюсными коллекторами одноименных зарядов, которые, в свою очередь, соединены с преобразователем и электрическим аккумулятором.

Предлагаемая инфракрасная горелка–электрогенератор (ИГЭГ) изображена на фиг. 1–3 (на фиг.1 – общий вид, на фиг. 2, 3 – основные узлы).

Предлагаемая инфракрасная горелка–электрогенератор включает корпус 1, имеющий трапецеидальное сечение, рефлектор инфракрасного излучения 2, инжектор 3, состоящий из газового сопла 4 и смесителя 5, отражатель 6 с полкой 7, излучающую керамическую насадку 8 и сетку 9, полость между которыми образует камеру сгорания 10, блок автоматики (на фиг 1-3 не показан), причем боковые стенки рефлектора 2 ниже уровня сетки 9 выполнены рифлеными с образованием, направленных вовнутрь, продольных пазов 11, в которые вставлены термоэлектрические секции (ТЭС) 12, состоящие из рядов термоэлектрических элементов (ТЭЭ) 13, представляющих собой парные параллельные проволочные отрезки 14 и 15, выполненные из разных металлов М1 и М2, размещенных в слое материала–диэлектрика 16 и соединенные на концах между собой спаями 17, 18, причем части ТЭС 12 с размещенными в них спаями 17, расположенные в пазах рефлектора 2, омываются через стенки пазов инфракрасным излучением и дымовыми газами, а части ТЭС 12 с противоположными спаями 18 омываются воздухом помещения, ТЭС 12 боковых сторон рефлектора 2 соединены между собой последовательно секционными перемычками 19 образуя термоэлектрические блоки (ТЭБ) 20, крайние ТЭЭ 13 которых соединены блочными перемычками 21 с однополюсными коллекторами одноименных зарядов 22 и 23, (размещение коллекторов 22, 23 на фиг. 1–3 показано условно), которые, в свою очередь, соединены с преобразователем и электрическим аккумулятором (на фиг. 1–3 не показаны).

В основу работы предлагаемой ИГЭГ, помимо использования эффекта инфракрасного излучения, положено использование эффекта термоэлектричества. Так как ТЭС 12 изготовлены из ТЭЭ 13, состоящих из парных проволочных отрезков 14 и 15, выполненных из разных металлов М1 и М2, спаянных на концах между собой, то при нагреве одних спаев 17 концов проволочных отрезков ТЭЭ 13 с внутренней стороны рефлектора 2, обогреваемой инфракрасным излучением и дымовыми газами и охлаждении противоположных им спаев 18 воздухом помещения, на них устанавливаются разные температуры и в зоне контакта (спаев) металлов М1 и М2 происходит термическая эмиссия электронов, в результате чего в ТЭС 12 появляется термоэлектричество [С.Г. Калашников. Электричество. – М: «Наука», 1970, с. 502–506].

ИГЭГ работает следующим образом. Газ, вытекая из сопла 4 в смесительную трубку 5, инжектирует необходимое количество воздуха, образуя газовоздушную смесь требуемого состава. Конструктивные параметры отражателя 6, полки 7 и их расположение обеспечивают равномерное распределение газовоздушной смеси по поверхности керамической насадки 8 и, соответственно, равномерно распределенный узкий фронт горения, а параметры насадки и сетки обеспечивают полное сжигание газа в объеме камеры горения 10, образованной насадкой 8 и сеткой 9. При этом минимальное время пребывания в зоне горения ведет к минимальным образованиям NOx, а сжигание в объеме с обратным излучением от сетки к насадке ведет к полному сгоранию газа без образования CO. Одновременно при нагреве одних спаев 17 концов проволочных отрезков 14 и 15 ТЭЭ 13 в пазах 11 рефлектора 2, обогреваемой инфракрасным излучением керамической насадки 8 и дымовыми газами и охлаждении противоположных им спаев 18 воздухом помещения, на них устанавливаются разные температуры и в зоне контакта (спаев 17 и 18) металлов М1 и М2 происходит термическая эмиссия электронов, в результате чего в ТЭС 12 и ТЭБ 20 появляется термоэлектричество. Полученное термоэлектричество через блоковые перемычки 21 каждого блока 20 поступает в коллекторы с одноименными зарядами 22 пи,23 далее в преобразователи (на фиг. 1–3 не показаны), где создается требуемое напряжение и сила тока и подается в аккумулятор и потребителю (блок автоматики и освещение помещения).

Таким образом, предлагаемая инфракрасная горелка–электрогенератор позволяет, наряду со снижением выбросов вредных веществ, одновременно в процессе получения тепла генерировать электричество, что увеличивает ее экономическую эффективность.

Инфракрасная горелка–электрогенератор, включающая корпус, рефлектор инфракрасного излучения, инжектор, состоящий из газового сопла и смесителя, отражатель с полкой, излучающую керамическую насадку и сетку, полость между которыми образует камеру сгорания, блок автоматики, отличающаяся тем, что боковые стенки рефлектора ниже уровня сетки выполнены рифлеными с образованием направленных вовнутрь продольных пазов, в которые вставлены термоэлектрические секции, состоящие из рядов термоэлектрических элементов, представляющих собой парные параллельные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, размещенные в слое материала–диэлектрика и соединенные на противоположных концах между собой спаями, причем части термоэлектрических секций с размещенными в них спаями, расположенные в пазах рефлектора, омываются через стенки пазов инфракрасным излучением и дымовыми газами, а части термоэлектрических секций с противоположными спаями омываются воздухом помещения, термоэлектрические секции боковых сторон рефлектора соединены между собой последовательно секционными перемычками, образуя термоэлектрические блоки, крайние термоэлектрические элементы которых соединены блочными перемычками с однополюсными коллекторами одноименных зарядов, которые, в свою очередь, соединены с преобразователем и электрическим аккумулятором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам горелок для газообразных топлив. Устройство для отбора энергии из минеральных веществ природного происхождения содержит источник тепловой энергии, порошок минерального вещества природного происхождения с объемной удельной энергией атомизации не ниже 50 кДж/см3 и дисперсностью порошка менее 50 мкм, расположенный на металлической подложке, выполненной в виде первой пластины, на первой стороне которой размещен тонкий слой порошка, а вторая контактирует с источником тепловой энергии, устройство дополнительно содержит вторую металлическую пластину, расположенную над первой стороной первой пластины, при этом первая и вторая пластины по их периметру соединены между собой с возможностью образования между ними герметичного объема, внутри которого на первой пластине расположен тонкий слой порошка минерального вещества.

Изобретение относится к группе горелок для восстановительного реактора, а также к системе рециклинга синтез-газа, включающей упомянутую группу горелок для восстановительного реактора.

Изобретение относится к горелочным устройствам тепловых агрегатов, используемых в различных отраслях промышленности. Газовая плоскопламенная горелка со встроенным радиационным рекуператором содержит дымовую трубу, воздушную трубу, газовую трубу с отверстиями для выхода газа.

Изобретение относится к процессу получения синтез-газа путем конверсии углеводородов, а именно к процессам окислительной конверсии. Синтез-газ получают при горении смеси углеводородного сырья с окислителем c коэффициентом избытка окислителя менее 1 при температуре менее 1400 К внутри полости, полностью или частично образованной объемной матрицей, проницаемой для смеси газа с окислителем.

Изобретение относится к устройствам для получения тепла и инфракрасного излучения и может быть использовано в различных бытовых устройствах и технологических процессах для нагрева для и сушки, в том числе с использованием низкокалорийного топлива, например, биогаза, а также для риформинга углеводородных газов.

Изобретение относится к устройству для термической обработки рулонных полос (6) с, по меньшей мере, одним излучающим трубным узлом (1), содержащим три трубы, лежащие в общей, параллельной рулонной полосе (6) осевой плоскости, а именно центральную трубу (2), подключаемую к горелке, и две внешние трубы (3), сообщенные на обоих концах с центральной трубой (2) через трубные колена (4), и с опорной шейкой (9), соединенной с обоими трубными коленами (4) между центральной трубой (2) с одной стороны и обоими внешними трубами (3) с другой стороны и расположенной на противоположенной относительно горелки стороне излучающего трубного узла.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при разработке инфракрасных нагревателей направленного действия с высокими технико-экономическими свойствами для промышленных и бытовых нужд.

Рекуператор тепла для радиационной трубчатой горелки содержит трубу горелки и выпускную трубу. Горелка установлена на входе трубы горелки.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, в котельных и печном хозяйстве предприятий при сжигании распыленного водоугольного топлива или пылевоздушной смеси.

Изобретение относится к беспламенному бензиновому отопителю. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в инфракрасных горелках для совместной генерации тепла и электрической энергии в различных производственных помещениях. Инфракрасная горелка–электрогенератор содержит корпус, рефлектор инфракрасного излучения, инжектор, состоящий из газового сопла и смесителя, отражатель с полкой, излучающую керамическую насадку и сетку, полость между которыми образует камеру сгорания, блок автоматики, причем боковые стенки рефлектора ниже уровня сетки выполнены рифлеными с образованием направленных вовнутрь продольных пазов, в которые вставлены термоэлектрические секции, состоящие из рядов термоэлектрических элементов, представляющих собой парные параллельные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, размещенные в слое материала–диэлектрика и соединенные на противоположных концах между собой спаями, причем части термоэлектрических секций, расположенные в пазах рефлектора, омываются через стенки пазов инфракрасным излучением и дымовыми газами, а части термоэлектрических секций с противоположными спаями омываются воздухом помещения, термоэлектрические секции боковых сторон рефлектора образуют термоэлектрические блоки, крайние термоэлектрические элементы которых соединены блочными перемычками с однополюсными коллекторами одноименных зарядов, которые, в свою очередь, соединены с преобразователем и электрическим аккумулятором. Изобретение позволяет увеличить экономическую эффективность горелки. 3 ил.

Наверх