Автономный термоэлектрический энергоблок на углеводородном топливе

Предложена полезная модель - автономный термоэлектрический энергоблок на углеводородном жидком топливе, в котором имеются горелочное устройство фитильного типа и термоэлектрогенераторы с воздушным и водяным охлаждением, установленные соосно с горелочным устройством, в конструкции которых предусмотрены проходы для продуктов сгорания топлива.

Энергоблок имеет перфорированный корпус для прохода окружающего воздуха на охлаждение оребренного термоэлектрогенератора.

Данное устройство, помимо выработки тепла и электричества, может быть применено для нагрева бытовых приборов и устройств при снятом термоэлектрогенераторе с водяным охлаждением.

Полезная модель относится к автономным источникам тепла и электричества и может быть использована в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, туризме, в зоне чрезвычайных ситуаций, местах, где отсутствует централизованное снабжение теплом и электричеством.

Аналогов предлагаемого устройства не имеется.

Данное устройство представляет собой энергоблок, в котором в одной конструкции объединены источник тепла (раздел МПК⁷: F23D 3/00 - Горелки для сжигания жидкого топлива с использованием капиллярного эффекта электричества (раздел МПК⁷: Н02N - Электрические генераторы и двигатели особых видов и Н02N 2/00 - Электрические машины вообще с использованием пьезоэлектрического эффекта, электрострикции или маг-нитострикции).

Информационные материалы по данному устройству рассматривались по разделу УДК 620.93 Универсального десятичного кода.

Известны нагревательные аппараты с горелочным устройством фитильного типа, работающие на жидком топливе с использованием капиллярного типа (раздел F23D 3/02 МПК⁷ ).

Наиболее близким к предлагаемому устройству в части источника тепла является нагревательный аппарат по патенту №2180076 Российской Федерации.

Известны также источники термоэлектричества (прямое преобразование тепловой энергии в электрическую, например, преобразователи тепла газовых горелок, костров и печей в электричество).

Наиболее близким к предлагаемому устройству в части источника электрического тока является термоэлектрический генератор по патенту №2018196 Российской Федерации.

«Недостатками» этих устройств является их работа по выработке только одного вида энергии: тепловой или электрической.

В предлагаемом устройстве устраняются отмеченные недостаточные их качества.

Заявленное устройство представляет собой агрегат, в котором одновременно вырабатываются тепло и электроэнергия, при этом эксергитический к.п.д. близок к 100%: продукты сгорания углеводородного топлива выделяют тепло для обогрева помещения и потребителей, при этом одновременно тепло продуктов сгорания используется для получения термоэлектричества, отбирая часть тепла и направляя его на термомодули электрического генератора. Последние выполнены в двух видах: с воздушным и водяным охлаждением, и расположены последовательно и соосно в энергоблоке над горелочным устройством. Одновременное использование двух видов термоэлектрических генераторов позволяет выполнить энергоблок универсальным: получить максимальную электрическую мощность при их совместном задействовании и использовать выходные из энергоблока продукты сгорания для обогрева помещений.

Предлагаемое устройство иллюстрируется рисунками и схемами, приведенными на фиг.1...3.

На фиг.1 показана структурная схема энергоблока.

На фиг.2 представлена конструктивная схема энергоблока.

На фиг.3 приведена принципиальная электросхема энергоблока.

Структурно энергоблок состоит (фиг.1) из источника тепла (горелочного устройства), термогенераторов воздушного и водяного охлаждения и устройства распределения электроэнергии с выходом на гнезда электрощитка и далее к потребителям..

Устройство (фиг.2) состоит из горелочного устройства с фитилем 1 и корпусом 2, термогенераторов с воздушным охлаждением 3 с помощью ребер 4 и водяным охлаждением, где в емкости 6 налита вода 7, а на внешней стороне ее дна установлены термоэлектромодули 5. Все элементы энергоблока, кроме термогенератора с водяным охлаждением, расположены в перфорированном корпусе 9, включая топливный бак 8 горелочного устройства и электрощиток 10 на его корпусе.

При сгорании углеводородного жидкого топлива на фитиле 1 продукты его сгорания внутри корпуса горелочного устройства 2 последовательно нагревают модули термоэлектрического генератора с воздушным охлаждением и затем модули термоэлектрического генератора с водяным охлаждением, которые установлены соосно с горелочным устройством. В термоэлектрогенераторах воздушного и водяного охлаждения предусмотрены проходы для прохода продуктов сгорания топлива.

На фиг.3 в качестве конкретного примера исполнения приведена электрическая схема энергоблока, включающая в себя термогенераторы с воздушным охлаждение (модули Е1...Е4) и термогенераторы с водяным охлаждением (модули Е5...Е8) с суммарным внутренним сопротивлением r, которые замкнуты на внешнюю нагрузку Rн. Каждый термогенератор

включает в себя четыре последовательно соединенных термоэлектрических модуля. В режиме максимальной мощности термогенераторы соединены между собой параллельно.

Предлагаемый энергоблок может быть представлен в универсальном функциональном исполнении: кроме получения тепла и электричества при установке конфорки на корпусе 6, вместо термогенератора с водяным охлаждением, в месте выхода продуктов сгорания топлива дополнительно энергоблок снабжен потребителем тепловой энергии, например, нагревательными приборами и устройствами (чайник, кастрюля и т.п.)

1. Автономный термоэлектрический энергоблок на углеводородном топливе, включающий в себя горелочное устройство фитильного типа, термогенераторы с воздушным и водяным охлаждением, устройство распределения электрической энергии, корпус с электрощитком, отличающийся тем, что энергоблок конструктивно выполнен в едином блоке, где термогенератор с воздушным охлаждением представлен в виде единой сборки оребренных термоэлектрических модулей, охлаждаемых естественной или принудительной конвекцией воздуха окружающей среды, который установлен несъемным соосно над горелочным устройством с возможностью прохода продуктов сгорания углеводородного топлива, причем охлаждаемые ребра термоэлектрических модулей размещены внутри корпуса энергоблока, перфорированного для прохода воздуха, а термогенератор с водяным охлаждением кипящей водой или ее конвекцией выполнен одной конструкцией в виде емкости с водой, на днище которой установлены термоэлектрические модули, и он размещен соосно над горелочным устройством в отверстии корпуса энергоблока, перпендикулярно его оси с зазором для прохода продуктов сгорания топлива, причем термогенератор с водяным охлаждением выполнен быстросъемным.

2. Автономный термоэлектрический энергоблок по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от заранее установленных уровней величин электрической мощности и напряжения потребителем, термогенераторы воздушного и водяного охлаждения объединены электрически, или при снятом термогенераторе с водяным охлаждением, модули термогенераторов соединены электрической сетью последовательно, параллельно, параллельно-последовательно с раздельным выводом на соответствующие гнезда электрощитка энергоблока.

3. Автономный термоэлектрический энергоблок по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен конфоркой, установленной на корпусе энергоблока в месте выхода продуктов сгорания топлива, на которую установлены потребители тепловой энергии выходящих из энергоблока продуктов сгорания топлива, например, бытовые нагревательные приборы и устройства (чайник, кастрюля и т.п.).