RU2142603C1

RU2142603C1 - Water-heating gas apparatus

Info

Publication number: RU2142603C1
Application number: RU97119941A
Authority: RU
Inventors: И.Э. Вяххи; С.С. Тимофеев; А.И. Прядко; В.И. Юдин; А.В. Коротынский; А.А. Жуковский; В.А. Лопота
Original assignee: Государственный научный центр России ЦНИИ робототехники и технической кибернетики
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-12-10

Abstract

FIELD: domestic appliances for hot water and electricity supply. SUBSTANCE: apparatus has heat screens mounted between casing and water tank and made in the form of switching plates with electricity- generating piles of thermal converters placed in-between to recover heat of apparatus waste gases. EFFECT: improved reliability of casing and economic efficiency of heater. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к газовым бытовым приборам, а именно к газовым водонагревателям. Оно может быть использовано для снабжения тепловой и электрической энергиями индивидуального дома. The invention relates to gas domestic appliances, namely to gas water heaters. It can be used to supply thermal and electric energy to an individual house.

Газовый водогрейный аппарат содержит крышку, снабженную вытяжным отверстием, кожух, образованный боковыми стенками, внутри которого размещены водяная емкость, основная и запальная горелки с устройством розжига газа, расположенные под емкостью, водяные и газотрубопроводы с запорно-регулировочной арматурой и автоматической системой управления ("Большая Советская энциклопедия", издание второе, М.: Большая советская энциклопедия, 1952, т. 10, стр. 50-51). The gas water heater contains a cover equipped with an exhaust opening, a casing formed by the side walls, inside of which there is a water tank, a main and pilot burner with a gas ignition device located under the tank, water and gas pipelines with shut-off and control valves and an automatic control system ("Big Soviet Encyclopedia ", second edition, Moscow: Big Soviet Encyclopedia, 1952, v. 10, p. 50-51).

При работе водонагревателя газ из горелок и атмосферный воздух через открытий торец кожуха поступают в камеру сгорания, где перемешиваются. Образовавшаяся смесь поджигается и сгорает. Выделившаяся теплота нагревает воду в емкости. Неиспользованная теплота вместе с отработавшими газами через боковой зазор и вытяжное отверстие удаляется из кожуха. Неучаствующий в сгорании воздух, перемещаясь по боковому зазору, экранирует стенки кожуха от горячих отработавших газов. During the operation of the water heater, gas from the burners and atmospheric air through the opening end face of the casing enter the combustion chamber, where they are mixed. The resulting mixture is ignited and burned. The released heat heats the water in the tank. Unused heat along with the exhaust gases is removed from the casing through the side gap and the exhaust opening. Non-participating in combustion air, moving along the lateral gap, shields the walls of the casing from hot exhaust gases.

Указанный водонагреватель принят за прототип. The specified water heater is taken as a prototype.

Недостаток прототипа состоит в ограниченных теплозащитных возможностях экранирующего воздуха и в отсутствии полезного использования теплоты отработавших газов. The disadvantage of the prototype is the limited heat-shielding capabilities of the shielding air and in the absence of the beneficial use of the heat of the exhaust gases.

Цель изобретения - повысить эксплуатационное качество водонагревателя. Это достигается за счет повышения теплозащиты стенок кожуха и утилизации теплоты отработавших газов путем размещения в боковом зазоре тепловых экранов и закрепления на них термоэлементов ТЭГ. The purpose of the invention is to improve the operational quality of the water heater. This is achieved by increasing the thermal protection of the walls of the casing and utilizing the heat of the exhaust gases by placing heat shields in the lateral gap and attaching TEG thermocouples to them.

Цель реализована в устройстве, схематично изображенном на фиг.1 - поперечный разрез аппарата; фиг.2 - поперечный разрез электрогенерирующего теплозащитного экрана и схема его подключения к внешней нагрузке; фиг. 3 и 4 - план и поперечный разрез конусного теплового экрана. The goal is implemented in the device schematically depicted in figure 1 is a transverse section of the apparatus; figure 2 is a cross-section of an electric heat shield and a diagram of its connection to an external load; FIG. 3 and 4 are a plan and a cross section of a conical heat shield.

Заявленный газовый водогрейный аппарат включает кожух 1, образованный боковыми стенками, размещенные в нем водяную емкость 2 с водяными трубами 3 и 4, газовые основную и запальную горелки 5 с устройствами розжига газа, установленные под камерой сгорания 6, газовую трубу 7, тепловые экраны 8, установленные в боковом зазоре 9 вокруг емкости, закрепленные к кожуху элементами 10, крышку 11 с вытяжным отверстием для удаления отработавших газов 12, запорно-регулировочную арматуру 13 трубопроводов с системой автоматического управления. Экраны 8 соединены угловыми вставками 14 в непрерывную преимущественно конусную теплозащитную поверхность с малым основанием, расположенным в верхней части кожуха. На каждом экране со стороны емкости закреплены пакеты 15 термоэлектрических элементов с закрепленными на их свободных торцах дополнительным тепло-, электропроводящим экраном 16, упомянутые пакеты посредством 8 и 16 электрически соединены между собой и шинами 17, 18 с внешней электрической нагрузкой 19. Между экраном 16 и емкостью имеется зазор 20. The claimed gas water heater includes a casing 1 formed by side walls, a water tank 2 with water pipes 3 and 4, gas main and pilot burners 5 with gas ignition devices installed under the combustion chamber 6, gas pipe 7, heat shields 8, installed in the lateral gap 9 around the tank, fixed to the casing by the elements 10, a cover 11 with an exhaust opening for removing exhaust gases 12, valves and fittings 13 pipelines with an automatic control system. The screens 8 are connected by corner inserts 14 into a continuous predominantly conical heat-shielding surface with a small base located in the upper part of the casing. Packets 15 of thermoelectric elements are fixed on each screen from the capacitance side with additional heat-conducting, conductive screen 16 fixed to their free ends, said packets are electrically connected to each other and buses 17, 18 by means of 8 and 16 with an external electrical load 19. Between the screen 16 and capacity there is a gap of 20.

Аппарат работает следующим образом. Холодная вода через трубу 3 заливается в емкость 2, газ через трубу 7 и горелки 5 поступает в камеру сгорания 6, где смешивается с атмосферным воздухом 21, поджигается и сгорает, образовавшийся тепловой поток 22 омывает емкость, нагревая в ней воду, которая по трубе 4 подается потребителю. Отработавшие газы 12 перетекают в крышку 11 по зазору 20, при этом их теплота поглощается тепловым экраном 8-5-16, превращающим ее на термоэлементах в электрическую энергию для нагрузки 19, что снижает транзит теплоты на стенки кожуха. Экранирующий периферийный воздух 21 охлаждает экран 8, тем самым увеличивает выход электрической энергии с термоэлементов. Одновременно он дополнительно снижает интенсивность транзитного тепла из 8, поступающего на стенки кожуха. Конусность экрана располагает теплозащитную поверхность поперек теплового потока, что способствует нагреву экрана, а ее непрерывность исключает прямой контакт газов со стенками кожуха. The device operates as follows. Cold water through the pipe 3 is poured into the tank 2, gas through the pipe 7 and the burner 5 enters the combustion chamber 6, where it is mixed with atmospheric air 21, ignites and burns, the resulting heat flux 22 washes the tank, heating water in it, which is through the pipe 4 served to the consumer. The exhaust gases 12 flow into the cover 11 through the gap 20, while their heat is absorbed by the heat shield 8-5-16, converting it on thermocouples into electrical energy for load 19, which reduces the heat transfer to the walls of the casing. The shielding peripheral air 21 cools the screen 8, thereby increasing the output of electrical energy from thermocouples. At the same time, it additionally reduces the intensity of transit heat from 8 entering the casing walls. The taper of the screen has a heat-shielding surface across the heat flux, which contributes to the heating of the screen, and its continuity eliminates direct contact of gases with the walls of the casing.

Claims

1. A gas water heater, including a cover provided with an exhaust opening, a casing formed by side walls, inside which a water tank is located, a main and pilot burner with a gas ignition device, located under the tank, water and gas pipelines with shut-off and control valves and an automatic control system characterized in that in the lateral gap between the casing and the container, thermal screens are mounted around the container attached to the casing.

2. The gas water heating apparatus according to claim 1, characterized in that the heat shields are connected into a single continuous heat-shielding surface.

3. Gas water heating apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that on the heat shield from the side of the tank are fixed thermocouple packages, on the free ends of which an additional heat- and electrically conductive screen is fixed, while the thermocouples are electrically connected to each other by means of screens, and the screens electrically connected to an external electrical load.

4. Gas water heating apparatus according to claims 1 to 3, characterized in that the heat shields are made in the form of a conical surface with a small base located in the upper part of the casing.