Термоелектричний генератор для живлення автоматичних пристроїв газових нагрівачів

1. Термоелектричний генератор для живлення автоматичних пристроїв газових нагрівачів, що виконаний на основі пілотного пальника для нагрівання термогенератора, термобатареї низької напруги для клапана безпеки, термобатареї високої напруги для головного пальника та тепловідводу, який відрізняється тим, що складається з двох каскадів, з'єднаних теплопослідовно, один з яких містить принаймні дві металеві термопари, з'єднані електропослідовно, гарячі спаї яких розташовані безпосередньо в полум'ї пілотного пальника, а холодні мають тепловий контакт з теплопереходом; другий каскад містить напівпровідникову термобатарею, гарячі спаї якої мають тепловий контакт з цим теплопереходом, а холодні - з радіатором для відведення тепла. 2. Термогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що металеві термопари першого каскаду розташовані вертикально на відстані 3-5 м одна від одної в одній площині, яка перпендикулярна до поздовжньої осі пілотного пальника. U 2 27505 1 3 27505 так само як і для остигання у випадку згасання полум'я стартового пальника. Це порушує безпеку експлуатації газового приладу, оскільки клапан залишається відкритим ще протягом 30-60 с і газ продовжує надходити до головного пальника і в навколишнє середовище. Відомий комбінований генератор [2], який складається з центральної металевої термопари і батареї з ряду металевих термопар, розташованих навколо цієї термопари і ізольованих від неї. Такий пакет розташовано у одному металевому корпусі, який має вигляд циліндра. Один кінець циліндра нагрівається полум'ям пілотного пальника, а з протилежного тепло відводиться теплопровідністю за допомогою деталей кріплення циліндра та електричних провідників. Такий пристрій генерує кілька значень напруг, зокрема для живлення електромагнітного клапана безпеки та клапана головного пальника. Достатньо велика кількість металевих термопар, як і в попередньому варіанті, зумовлює повільне нагрівання та остигання термобатареї, що погіршує швидкодію генератора такої конструкції. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є генератор [3], що містить окремі металеву термопару і термобатарею, які нагріваються полум'ям одного пілотного пальника. Ця термобатарея складається з ряду металевих термопар, з'єднаних послідовно і розташованих у циліндричному металевому корпусі, який закритий з обох кінців. Термопара і циліндрична батарея розташовані під кутом - 90° одна до одної таким чином, що гарячий спай термопари знаходиться у полум'ї, а термобатареї над полум'ям. Термопара генерує низьку напругу (12-14мВ) для живлення електромагнітного клапана безпеки, а термобатарея - високу (250750мВ) для живлення клапана головного пальника. Головним недоліком генератора є низька швидкодія: час включення електромагнітного клапана безпеки складає 5-7 с, виключення 30-45 с; час включення клапана головного пальника 15-20 с Однак сучасний рівень оснащення газових приладів додатковими пристроями, необхідність ефективного і безпечного їх функціонування, а також підвищені вимоги до екології навколишнього середовища вимагають удосконалення джерел живлення для газової автоматики. Тому досить актуальним є створення термоелектричного генератора для живлення автоматичних захисних та регулюючи х пристроїв газових приладів, який має підвищену швидкодію. Вказане завдання розв'язуються тим, що термогенератор складається з двох каскадів, з'єднаних теплопослідовно, один з яких містить принаймні дві металеві термопари, з'єднаних електропослідовно, гарячі спаї яких розташовані безпосередньо в полум'і пілотного пальника, а холодні мають тепловий контакт з теплопереходом; другий каскад містить напівпровідникову термобатарею, гарячі спаї якої мають тепловий контакт з цим теплопереходом, а холодні - з радіатором для відведення тепла. 4 Відповідність критерію «новизна» запропонованому пристрою забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. У корисній моделі запропоновано нове рішення для термогенераторів на основі пілотного пальника, термобатарей низької та високої напруги для живлення захисного та головного електромагнітних клапанів, яке полягає в тому, що термогенератор складається з двох каскадів, з'єднаних теплопослідовно, один з яких містить принаймні дві металеві термопари, з'єднаних електропослідовно, гарячі спаї яких розташовані безпосередньо в полум'і пілотного пальника, а холодні мають тепловий контакт з теплопереходом; другий каскад містить напівпровідникову термобатарею, гарячі спаї якої мають тепловий контакт з цим теплопереходом, а холодні - з радіатором для відведення тепла. Тому ознака, яка не зустрічається ні в одному з аналогів - «термогенератор складається з двох каскадів, з'єднаних теплопослідовно, один з яких містить принаймні дві металеві термопари, з'єднаних електропослідовно, гарячі спаї яких розташовані безпосередньо в полум'і пілотного пальника, а холодні - мають тепловий контакт з теплопереходом; другий каскад містить напівпровідникову термобатарею, гарячі спаї якої мають тепловий контакт з цим теплопереходом, а холодні - з радіатором для відведення тепла» забезпечує заявленому пристрою необхідний винахідницький рівень. Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівної промисловості. На фіг. 1 представлено загальний вигляд запропонованого термогенератора (вид збоку). На фіг. 2 представлено вид генератора зверху. На фіг. 3 представлена конструкція термобатареї низької напруги. У відповідності з корисною моделлю термогенератор містить термобатарею 1 низької напруги, холодні спаї якої мають тепловий і електричний контакт з теплопереходом 2. напівпровідникової термобатареї 3, гарячі спаї якої мають тепловий контакт з теплопереходом 2, а холодні - з радіатором 4 для відведення тепла. Радіатор 4 має вигляд оребреної з одного боку пластини, яка має вертикальний паз, у якому розташовані батареї низької 1 і високої 3 напруги. Тепловий контакт між теплопереходом, напівпровідниковою батареєю і холодним радіатором здійснюється пружинами 5. У верхній частині радіатора 4 розташовано пілотний пальник 6, електрод 7 п'єзозапалу і теплова ізоляція 8. Термобатарея низької напруги у запропонованій корисній моделі (фіг.З) складається з двох термопар, одна з яких має трубчату вітку 1, виготовлен у з матеріалу n-типу і вітку 9 у вигляді стрижня з матеріалу р-типу, а друга - трубча ту вітку з матеріалу р- типу і стрижень з матеріалу n-типу. Трубчаті вітки кожної 5 27505 термопари мають тепловий і електричний контакт з теплопереходом 2. Напівпровідникова термобатарея складається з ряду термоелементів, з'єднаних послідовно і розташованих між двома теплопровідними керамічними пластинами 10. Кожна з термобатарей має окремі електричні виводи 11. Запропонований пристрій працює наступним чином. Полум'я пілотного пальника нагріває гарячі спаї двох термопар батареї низької напруги до температури 400-450°С. Від холодних спаїв тепло відводиться теплопереходом, який має температуру 200-220°С і є джерелом тепла для напівпровідникової термобатареї високої напруги. Від цієї батареї тепло відводиться оребреним радіатором, шляхом природної конвекції повітря. Внаслідок різниці температур термопари генерують напругу 10-12мВ, напівпровідникова термобатарея - 450мВ. Час, необхідний для відкриття електромагнітного клапана безпеки (швидкодія) після запалювання пілотного пальника складає 2-2,5 с; при згасанні пілотного пальника час відключення клапана складає 5-6 с Швидкодія напівпровідникової батареї (включення клапана) складає 8-10 с. Час відключення клапана не має значення, оскільки при згасанні пілотного пальника клапан безпеки спрацьовує швидше і перекриває подачу газу до головного пальника. Отже, швидкодія запропонованого генератора для живлення електромагнітних клапанів суттєво перевищує швидкодію відомого прототипу. Генератор зручний у експлуатації, простий у виготовленні. Він знайде застосування для живлення автоматичних пристроїв газових нагрівачів (бойлери, котли, каміни). Це дозволить більш ефективно здійснювати функції регулювання подачі газу, захисту і безпечного користування такими приладами, а також покращити екологічні показники приміщень, у яких працюють газові нагрівані. Література 1. Pat. US 5397233 - МКИ F 23N5/10. Assembly for controlling the flow of gas for gas fired artificial logs / Eavenson Barry, Rice James S. (US). Опубл. 14.03.1995. 2. Pat. US 6740806 - МКИ H01L35/28. Combined thermocouple and thermopile capable of generating multiple EMF signals // Kraus II George William, Starer Edwards (US). - Опубл. 25.05.2004. 3. Pat. US 5674065 - МКИ F 23Q9/08. Apparatus for controlling the supply of gas to and heat from unvented gas heating appliances // Grando Maurizio, Bortoliero Michele (IT), Fox Kenneth D. (US). - Оп убл. 07.10.1997. 6