Термоелектричний генератор на органічному паливі

1. Термоелектричний генератор на органічному паливі, який складається з термоелектричних модулів, розташованих між холодним та гарячим теплообмінниками, та пальника на газовому або рідкому паливі, який відрізняється тим, що гарячий теплообмінник містить ряд теплоприймальних радіаторів, розташованих коаксіально відносно циліндричного пальника таким чином, що нижня частина утворює камеру згоряння, а верхня - має наскрізні вертикальні циліндричні канали для проходження гарячих газів, причому холодний теплообмінник виконаний у вигляді основи, одна сторона якої має тепловий контакт з термоелектричним модулем, а протилежна - з рідинним теплорозсіювальним 2. Термоелектричний генератор за п. 1, який контуром. відрізняється тим, що верхня частина гарячого теплообмінника виконана у вигляді вертикальних ребер, розташованих в потоці гарячих газів. 3. Термоелектричний генератор за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що відношення площі вільного 2 32741 1 3 32741 4 металевої ємності заповненої речовиною з циліндричні канали для проходження гарячих високою теплоємністю та фазовим переходом при газів, причому холодний теплообмінник виконаний ~50°С. У даному випадку це кристалогідрат у вигляді основи, одна сторона якої має тепловий контакт з термоелектричним модулем, а Ni(NO3 )2 × 6H2 O . Недоліком генератора є складна протилежна - з рідинним теплорозсіювальним конструкція і нестабільність електричних контуром. параметрів, що зумовлено поступовим Тому ознака, яка не зустрічається ні в одному нагріванням тепловідводу, зменшенням різниці з аналогів - гарячий теплообмінник містить ряд температур між холодною та гарячою сторонами теплоприймальних радіаторів, розташованих модуля, внаслідок чого вихідна електрична коаксіально відносно циліндричного пальника потужність генератора поступово зменшується. таким чином, що нижня частина утворює камеру Крім того, розглянутий генератор періодичної дії. згоряння, а верхня - має наскрізні вертикальні Він генерує електричну потужність приблизно 20 циліндричні канали для проходження гарячих хвилин. Далі градієнт температур суттєво газів, причому холодний теплообмінник виконаний зменшується і для поновлення циклу генерування у вигляді основи, одна сторона якої має тепловий необхідно охолодити тепловідвід. контакт з термоелектричним модулем, а Найбільш близьким до запропонованої протилежна - з рідинним теплорозсіювальним корисної моделі є термогенератор [3] на контуром - забезпечує заявленому пристрою органічному паливі, що містить гарячий необхідний „винахідницький рівень". теплообмінник, ребра якого розташовані на виході Суть запропонованої корисної моделі гарячих газів з полум'яного джерела тепла, пояснюється малюнками. циліндричного холодного теплообмінника та На Фіг.1, 2 наведено вертикальний та термоелектричних модулів, розташованих між горизонтальний перерізи термогенератора у двох ними. Холодний теплообмінник має вигляд взаємно перпендикулярних площинах, а на Фіг.3 циліндричної основи, на зовнішній поверхні якої є переріз другого варіанту гарячого пластинчаті ребра для розсіювання тепла шляхом теплоприймального радіатора з вертикальними природної конвекції повітря. Головним недоліком прямокутними каналами. Згідно запропонованої корисної моделі такого генератора є низька ефективність термогенератор на органічному паливі (Фіг.1, 2) відведення тепла від гарячих газів і від складається з гарячого теплообмінника, який термоелектричних модулів, внаслідок чого містить ряд теплоприймальних радіаторів 1, загальна ефективність перетворення теплової холодного теплообмінника 2 та термоелектричних енергії в електричну низька (до 1.5%). Крім того, модулів 3, розташованих між цими генератор може бути використаний для живлення теплообмінниками. Теплоприймальні радіатори 1 електричних споживачів потужністю не більше Тому актуальним є створення розташовані коаксіально відносно циліндричного термогенератора на органічному паливі, що має 3Вт. пальника 4 таким чином, що їх нижня частина вищу ефективність і може використовуватись для утворює камеру згоряння палива. Верхня частина живлення електричних споживачів у більш радіаторів 1 має наскрізні циліндричні або широкому діапазоні їх електричних потужностей. прямокутні вертикальні канали для проходження Вказане завдання вирішується тим, що у гарячих газів, що утворюються при згорянні термоелектричному генераторі, який складається органічного палива. Відношення площі S1 вільного з джерела тепла на органічному паливі, перерізу циліндричних або прямокутних каналів термоелектричних модулів, розташованих між гарячого теплообмінника до площі S2 поперечного холодним та гарячим теплообмінниками, гарячий перерізу проміжків між каналами знаходиться в теплообмінник містить ряд теплоприймальних S радіаторів, розташованих коаксіально відносно межах 0 .8 < 1 < 1. 0 . S2 теплообмінник 2 виготовлений у циліндричного пальника таким чином, що нижня Холодний частина утворює камеру згоряння, а верхня - має вигляді основи (Фіг.1, 2), одна сторона якої має наскрізні вертикальні циліндричні канали для тепловий контакт з термоелектричним модулем 3, проходження гарячих газів, причому холодний а протилежна - з рідинним теплорозсіювальним теплообмінник виконаний у вигляді основи, одна контуром. Теплорозсіювальний рідинний контур у сторона якої має тепловий контакт з вигляді вертикально розташованого прямокутника термоелектричним модулем, а протилежна - з містить замкнену трубу 5 і теплорозсіювальну рідинним теплорозсіювальним контуром. „новизна" Відповідність критерію спіраль 6, яка має тепловий контакт з запропонованому пристрою забезпечує та вертикальними трубами рідинного контуру. обставина, що заявлена сукупність ознак не Співвідношення більших сторін L1 прямокутника до міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня L менших L2, знаходиться в межах 1 .5 < 1 < 2. 0 , а техніки. корисній моделі запропоновано нове У L2 рішення для термоелектричного генератора, який основа холодного теплообмінника 2 має тепловий складається з джерела тепла на органічному контакт з трубами 5 теплорозсіювального паливі, термоелектричних модулів, розташованих рідинного контуру на нижній треті висоти між холодним та гарячим теплообмінниками, яке вертикальної труби 5. На верхній горизонтальній полягає в тому, що гарячий теплообмінник містить трубі теплорозсіювального рідинного контуру ряд теплоприймальних радіаторів, розташованих розташовано патрубок 7 для заповнення його коаксіально відносно циліндричного пальника теплоносієм та клапан 8 для скидання таким чином, що нижня частина утворює камеру надлишкового тиску частині У нижній у рідинному контурі. термоелектричного згоряння, а верхня - має наскрізні вертикальні генератора зроблені отвори 9 для надходження 5 32741 6 290-300°С складає 10-12Вт, напруга 8В. При повітря, необхідного для згоряння палива, у цьому за температури навколишнього середовища верхній - розташована димова труба 10 для 20°С температура холодної сторони модулів відведення продуктів згоряння палива. Газове знаходиться на рівні 50-55°С, що свідчить про паливо до пальника 4 надходить за допомогою високу ефективність системи відведення тепла від патрубка 11. Вільні проміжки між гарячим і модулів. холодним теплообмінниками заповнено тепловою Запропонований генератор може ізоляцією 12. використовуватись для живлення різноманітної Працює ТЕГ наступним чином. радіо-і телеапаратури, систем охоронної Тепло, отримане внаслідок згоряння сигналізації, телеметрії, екологічного моніторингу, органічного палива, надходить шляхом конвекції і а також для зарядки акумуляторів, в тому числі випромінювання до гарячих радіаторів 1, для мобільних телефонів і ноутбуків. проходить через термоелектричні модулі 3 і Джерела інформації відводиться від них рідким теплоносієм, що 1. Пат. US 2002/0070633 А1. МКИ: B60L1/02. циркулює у замкненій трубі 5 (на Фіг.1 показано Electrical power generator / Warren Emil Salender, стрілками). Тепло, відведене від модулів рідким Gabriel Hons-Olivier (US). - Опубл.13.06.2002. теплоносієм, розсіюється у навколишнє 2. Пат. ЕР 1571718 Al. МКИ: H01L35/30; середовище теплорозсіювальними спіралями 6 H01L35/00. Portable apparatus for generating шляхом природної конвекції що пройшли через Відпрацьовані гази, повітря. electrical energy with a thermoelectric element. / E.A. вертикальні канали радіаторів 1, відводяться в van den Brandhof (NL) - Опубл.04.03.2004. навколишнє середовище димовою трубою 10. 3. Пат. UA 8637 МКИ: H01L35/02. Автономний Внаслідок різниці температур між гарячою та термоелектричний генератор / Л.І. Анатичук, В.Я. холодною сторонами термоелектричні модулі Михайловський (UA). - Опубл.15.08.2005. генерують електричний струм. Електрична потужність ТЕГ при температурі гарячої сторони 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 32741 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601