RU15523U1

RU15523U1 - THERMOELECTRIC CONVERTER

Info

Publication number: RU15523U1
Application number: RU2000116174/20U
Authority: RU
Inventors: В.А. Солотов; Е.П. Юрьев; А.А. Лимаренко; Е.Н. Жилин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Постас Лтд"
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2000-10-20

Abstract

Термоэлектрический преобразователь, содержащий батарею металлических термопар в свернутом виде, соединенных последовательно, и размещенную в цилиндрическом металлическом корпусе таким образом, что горячие спаи термопар расположены на одном конце корпуса, а холодные спаи термопар на другом конце корпуса, содержащего металлический кожух, надеваемый на корпус, в котором размещено изолированное соединение двух выводных концов батареи термопар с медными проводами, оканчивающихся клеммами, отличающийся тем, что батарея термопар находится в одной плоскости и размещена в плоском прямоугольном корпусе таким образом, что каждый термоэлемент батареи находится в контакте только с последующим и все термоэлементы батареи контактируют с корпусом, кожух, надеваемый на корпус, также имеет плоскую форму.A thermoelectric converter containing a battery of metal thermocouples in a coiled form, connected in series, and placed in a cylindrical metal housing in such a way that the hot junctions of the thermocouples are located at one end of the housing, and the cold junctions of the thermocouples at the other end of the housing, containing a metal casing, put on the housing, in which an insulated connection of two terminal ends of the thermocouple battery with copper wires ending in terminals is placed, characterized in that the battery of thermocouples is located in one plane and is placed in a flat rectangular housing in such a way that each thermoelement of the battery is in contact only with the next one and all thermoelements of the battery are in contact with the housing, the casing, put on the housing, also has a flat shape.

Description

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Заявляемое техническое решение относится к области автономного электрического питания систем газовой автоматики, в частности, к системам, связанным с безопасностью работы газового оборудования. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является термоэлектрический преобразователь типа Q 313, выпускаемый фирмой HONEYWELL 1, 2, изготовленный из металлических термоэлектрических материалов разного химического состава. Отдельные ветви термоэлементов в термоэлектрическом преобразователе соединены с помопц ю сварки и образуют батарею термопар. Величина термоЭДС батареи зависит от числа термоэлементов, соединенных последовательно, и разниць температур, создаваемой в переходных областях нагревателем и холодильником. Батарея термопар в свернутом виде размещена в цилиндрическом металлическом корпусе таким образом, что горячие спаи термопар расположены на одном конце корпуса, а холодные спаи термоп на другом конце корпуса. На корпус надевается цилиндрический металлический кожух, в котором размещено изолированное соединение двух выводных концов термобатареи с медными проводами, оканчивающихся клеммами. Термобатарея свернута таким образом, что один выводной конец ее находится в центре и вокруг него по спирали закручены остальные термоэлементы, которые изолированы между Н OIL 35/28, Н OIL 35/32 THERMOELECTRIC IRE TRANSFER The claimed technical solution relates to the field of autonomous electric power supply of gas automation systems, in particular, to systems related to the safety of gas equipment. The closest technical solution to the claimed is a thermoelectric converter type Q 313, manufactured by HONEYWELL 1, 2, made of metal thermoelectric materials of different chemical composition. Separate branches of thermocouples in a thermoelectric converter are connected to a welding aid and form a thermocouple battery. The magnitude of the thermoEMF of the battery depends on the number of thermoelements connected in series, and the temperature difference created in the transition regions by the heater and the refrigerator. The thermocouple battery is rolled up in a cylindrical metal case so that the hot junctions of the thermocouples are located at one end of the case and the cold junctions of the thermocouples are at the other end of the case. A cylindrical metal casing is put on the housing, in which an insulated connection of two output ends of the thermopile with copper wires ending with terminals is placed. The thermopile is folded in such a way that one of its output ends is located in the center and the remaining thermocouples are screwed around it, which are isolated between Н OIL 35/28, Н OIL 35/32

собой и корпусом термоэлектрического преобразователя с помощью термостойкого диэлектрического покрытия.itself and the housing of the thermoelectric converter using a heat-resistant dielectric coating.

Недостатками такой конструкции являются:The disadvantages of this design are:

1.Низкие динамические характеристики, а именно: недостаточно высокая скорость набора термоЭДС при нагреве и недостаточно высокая скорость снижения термоЭДС при остывании.1. Low dynamic characteristics, namely: insufficiently high rate of thermoEMF set during heating and insufficiently high rate of thermoEMF decrease during cooling.

Обусловлено это тем, что с тешюизлучающей поверхностью цилиндрического корпуса непосредственно контактирует только часть термобатареи, свернутой в виде сшфали. Другая часть термобатареи, свернутая относительно одного выводного конца, находящегося в центре, контактирует только между собой. Поэтому теплоперенос из этой центральной части термоэлектрического преобразователя затруднен, что и объясняет причршу вышеуказанного недостатка.This is due to the fact that only a part of the thermopile rolled up in the form of a flask is in direct contact with the flash-emitting surface of the cylindrical body. The other part of the thermal battery, rolled up relative to one output end located in the center, only contacts each other. Therefore, heat transfer from this central part of the thermoelectric converter is difficult, which explains the damage of the above disadvantage.

2.Низкая надежность при эксплуатации, обусловленная тем, что плотно свернутые термоэлементы батареи в виде спирали расположены таким образом, что возможно электрическое замыкание сразу нескольких термоэлементов между собой и находящихся на различных участках термобатареи. В результате происходит резкое падение термоЭДС и отключение систем газовой автоматики.2. Low reliability during operation, due to the fact that tightly folded thermocouples of the battery in the form of a spiral are located in such a way that it is possible to short circuit several thermocouples at once among themselves and located on different sections of the thermopile. As a result, there is a sharp drop in thermoEMF and shutdown of gas automation systems.

Указанная цель достигается тем, что конструкция термоэлектрического преобразователя представляет собой плоский металлический прямоугольный корпус 1 , в котором размещена в одной плоскости батарея металлических термопар 2 таким образом, что каждый термоэлемент батареи находится в контакте только с последующим и все термоэлементы батареи контактируют с корпусом (фиг. 1). На корпус надевается плоский металлический кожух 3, в котором размещено изолированное соединение двух выводных концов батареи термопар с медными проводами 4, оканчивающихся клеммами 5. Термоэлементы соединены в батарею с помощью сварки и изолированы между собой и корпусом термоэлектрического преобразователя с помощью термостойкого диэлектрического покрытия.This goal is achieved by the fact that the design of the thermoelectric converter is a flat metal rectangular case 1, in which the battery of metal thermocouples 2 is placed in one plane so that each thermoelement of the battery is in contact only with the subsequent one and all thermoelements of the battery are in contact with the case (Fig. 1). A flat metal casing 3 is put on the housing, in which an insulated connection of two terminal ends of the thermocouple battery with copper wires 4 ending with terminals 5 is placed. The thermocouples are connected to the battery by welding and are isolated between themselves and the thermoelectric converter case using a heat-resistant dielectric coating.

Термоэлектрический преобразователь работает следующим образом.Thermoelectric Converter operates as follows.

На одном конце корпуса термоэлектрического преобразователя находятся горячие спаи термопар. Пламя газовой горелки непосредственно воздействует на корпус термоэлектрического преобразователя и разогревает его (фиг. 1). На другом конце термоэлектрического преобразователя находятся холодные спаи термопар. В результате на выводных концах батареи термопар возникает термоЭДС, величина которой зависит от количества термопар, соединенных последовательно в батарею и размещенных в корпусе, от материалов термоэлементов, от разницы температур, возникающей между горячими и холодными спаями термопар.At one end of the thermoelectric converter housing are hot junctions of thermocouples. The flame of a gas burner directly affects the housing of the thermoelectric converter and heats it (Fig. 1). At the other end of the thermoelectric converter are cold junctions of thermocouples. As a result, thermoelectric power arises at the terminal ends of the thermocouple battery, the value of which depends on the number of thermocouples connected in series in the battery and placed in the housing, on the materials of the thermocouples, on the temperature difference arising between hot and cold junctions of thermocouples.

В заявленном техническом решении улучшение динамических характеристик термоэлектрического преобразователя достигается за счет увеличения площади теплового излучения, обусловленного конструкцией термоэлектрического преобразователя, когда каждый термоэлемент контактирует с излучающей поверхностью корпуса 1.In the claimed technical solution, the improvement of the dynamic characteristics of the thermoelectric converter is achieved by increasing the area of thermal radiation due to the design of the thermoelectric converter, when each thermoelectric element is in contact with the radiating surface of the housing 1.

На фиг. 2 кривая 1 соответствует изменению термоЭДС при нагреве и охлаждении термоэлектрического преобразователя Q 313, кривая 2 соответствует изменению термоЭДС при нагреве и охлаждении заявляемого технического решения.In FIG. 2, curve 1 corresponds to a change in thermopower during heating and cooling of thermoelectric converter Q 313, curve 2 corresponds to a change in thermopower during heating and cooling of the claimed technical solution.

Из представленных данных видно, что скорость изменения термо ЭДС при нагреве и остыванрш у заявляемого решения больше, чем у прототипа Q313.From the presented data it can be seen that the rate of change of the thermo-EMF upon heating and cooling down the claimed solution is greater than that of the prototype Q313.

Повышение надежности при эксплуатации заявляемого технического решения по сравнению с прототипом обусловлено конструкцией данного решения и достигается за счет размещения термобатареи таким образом, что каждый термоэлемент батареи находится в контакте только с последуюпщм, что исключает возможность электрического замыкания термоэлементов, находящихся в различных местах батареи термопар, в результате которого может происходить отключение больших з астков батареи термопар.The increase in reliability during operation of the proposed technical solution in comparison with the prototype is due to the design of this solution and is achieved by placing the thermopile in such a way that each thermocouple of the battery is in contact only with the following, which eliminates the possibility of electrical circuit of thermocouples located in different places of the thermocouple battery in As a result of which large shutdowns of thermocouple batteries can occur.

Использование настоящего технического решения позволяет обеспечить качественное управление системами газовой автоматики за счет обеспеченияThe use of this technical solution allows to ensure high-quality control of gas automation systems by providing

времени включения и выключения, не превышающего 60 с. и за счет увеличения времени безотказной работы до 10000 часов. Источник:on and off times not exceeding 60 s. and by increasing uptime to 10,000 hours. A source:

1.Руководство по монтажу и эксплуатации газовых котлов серии «2А (фирма Bumham).1. Installation and operation manual for gas boilers of the 2A series (Bumham company).

2.Информационные листы фирмы Honeywell «Пилотные приспособления для средств регулирования газовых горелок.2. Honeywell information sheets “Pilot devices for gas burner control devices.

Солотов В. А.Solotov V.A.

Юрьев Е.П. Лимаренко А. А.Yuriev E.P. Limarenko A.A.

Жилин Е.Н. Zhilin E.N.

Claims

A thermoelectric converter comprising a rolled-up metal thermocouple battery connected in series and housed in a cylindrical metal case so that the hot junctions of the thermocouples are located at one end of the case, and the cold junctions of thermocouples are at the other end of the case containing the metal case worn on the case, in which there is an insulated connection of two output ends of the thermocouple battery with copper wires terminating in terminals, characterized in that the thermocouple battery is in one plane and arranged in a flat rectangular case such that each battery thermocouple is in contact only with the subsequent battery and all thermocouples in contact with the housing, the housing, worn on the body also has a flat shape.