RU2487301C2 - Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель - Google Patents
Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487301C2 RU2487301C2 RU2011112614/06A RU2011112614A RU2487301C2 RU 2487301 C2 RU2487301 C2 RU 2487301C2 RU 2011112614/06 A RU2011112614/06 A RU 2011112614/06A RU 2011112614 A RU2011112614 A RU 2011112614A RU 2487301 C2 RU2487301 C2 RU 2487301C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- elements
- air
- vertical partitions
- channels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при нагревании воздуха, подаваемого на горение теплом дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности полифункционального стеклоблочного воздухоподогревателя. Сущность изобретения в том, что воздухоподогреватель включает корпус, в котором помещены расположенные многорядной системой перевязки многоканальные стеклоблоки, выполненные из термостойкого армированного малощелочного стекла. Каждый стеклоблок представляет собой термоэлектрическую секцию, состоящую из термоэлектрических преобразователей, расположенных в вертикальных перегородках и воздушных каналах, составленных из элементов, образующих зигзагообразные ряды, все элементы которых, противоположные воздушным каналам, согнуты под углом 90° и частично утоплены в вертикальных перегородках стеклоблоков. Крайние проволочные отрезки M1 и М2 крайних элементов верхнего и нижнего зигзагообразных рядов вертикальных перегородок каждой термоэлектрической секции соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов, которые в свою очередь соединены проводами с электрическим аккумулятором. 4 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно для использования тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагревании воздуха, подаваемого на горение.
Известен стеклоблочный воздухоподогреватель, содержащий пакет многоканальных или одноканальных стеклоблоков, выполненных из термостойкого малощелочного армированного стекла, закрепленных с применением уплотнений между двумя трубными досками болтами и помещенных в корпус с крышкой, снабженный газовыми и воздушными патрубками, причем стеклянные блоки расположены многорядной системой перевязки с образованием по длине пакета сквозных одноименных каналов и соединены между собой по длине через упругие уплотнения с прокладками между каждым рядом, боковыми поверхностями блоков и корпусом [Патент РФ №2247281, МКЛ F23D 15/04, 2005].
Основными недостатками известного стеклоблочного воздухоподогревателя являются невозможность использования тепла дымовых газов для попутного получения электроэнергии, что снижает его эффективность.
Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является полифункциональный воздухоподогреватель, включающий корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет из плоских сплошных и перфорированных пластин, размещенных поочередно, образующих между собой газовые и воздушные каналы, отверстия в перфорированных пластинах размещены попарно рядами друг против друга и снабжены шайбами, выполненными из диэлектрического материала, через которые пропущены также попарно, перпендикулярно и под углом относительно плоских пластин парные проволочные отрезки (элементы), выполненные из разных металлов и спаянные на концах между собой, образуя многорядные зигзагообразные сетки, устроенные таким образом, что продольные половины каждой зигзагообразной сетки находятся в газовом и воздушном каналах, размещенные друг над другом по ярусам во всех газовых и воздушных каналах, причем каждая многорядная зигзагообразная сетка соединена своими концами проволочными отрезками, пропущенными через отверстия в боковых стенках корпуса с коллекторами электрических зарядов, соединенными, в свою очередь, с клеммами [Патент РФ №2422728, МКЛ F23D 15/04, 2011].
Основными недостатками известного полифункционального воздухоподогревателя являются сложность конструкции, обусловленная необходимостью использования перфорированных перегородок (пластин), в отверстиях которых устроены шайбы из диэлектрического материала, и быстрый коррозионный износ теплообменных поверхностей (пластин) при охлаждении газов, содержащих агрессивные компоненты (такие, например, как оксиды азота и оксиды серы), и температурах ниже точки росы, что снижает его надежность и эффективность.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности полифункционального стеклоблочного воздухоподогревателя.
Технический результат достигается тем, что полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель включает корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, закрытый крышкой, в котором помещены расположенные многорядной системой перевязки многоканальные стеклоблоки, выполненные из термостойкого армированного малощелочного стекла, с прокладками между стеклоблоками, корпусом и крышкой, причем сами стеклоблоки состоят из прямоугольных воздушных и газовых каналов для прохода воздуха и дымовых газов, отделенных друг от друга вертикальными перегородками, между рядами стеклоблоков находятся прямоугольные газовые каналы, каждый стеклоблок представляет собой термоэлектрическую секцию, состоящую из термоэлектрических преобразователей, расположенных в вертикальных перегородках и воздушных каналах, составленных из элементов, представляющих собой парные оголенные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой и образующие зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что элементы согнуты под углом 90° и частично утоплены в вертикальных перегородках, образуя их арматуру и параллельно им, не касаясь поверхности газовых каналов, противоположные им части элементов зигзагообразных рядов выступают из вертикальных перегородок и располагаются в пространстве воздушных каналов, крайние проволочные отрезки M1 и М2 крайних элементов верхнего и нижнего зигзагообразных рядов каждой вертикальной перегородки соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов, которые, в свою очередь, соединены проводами с электрическим аккумулятором.
На фиг.1 представлен полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель, содержащий корпус 1, закрытый крышкой 2, снабженный воздушными и газовыми патрубками (на фиг.1-4 не показаны) и заключающий в себе расположенные многорядной системой перевязки многоканальные стеклоблоки 3, выполненные из термостойкого армированного малощелочного стекла, с прокладками (на фиг.1-4 не показаны) между стеклоблоками 3, корпусом 1 и крышкой 2, причем стеклоблоки 3 состоят из прямоугольных воздушных и газовых каналов 4 и 5 для прохода воздуха и дымовых газов, отделенных друг от друга вертикальными перегородками 6, между рядами стеклоблоков 3 находятся прямоугольные газовые каналы 7, каждый стеклоблок 3 представляет собой термоэлектрическую секцию (ТЭС) 8, состоящую из термоэлектрических преобразователей (ТЭП) 9, расположенных в вертикальных перегородках 6 и воздушных каналах 4, составленных из элементов 10, представляющих собой парные оголенные проволочные отрезки 11 и 12, выполненные из разных металлов M1 и М2, спаянные на концах между собой и образующие зигзагообразные ряды 13, устроенные таким образом, что элементы 10 согнуты под углом 90° и частично утоплены в вертикальных перегородках 6, образуя их арматуру и параллельно им, не касаясь поверхности газовых каналов 5, противоположные им части элементов 10 зигзагообразных рядов 13 выступают из вертикальных перегородок 6 и располагаются в пространстве воздушных каналов 4, крайние проволочные отрезки 11 и 12 крайних элементов 10 верхнего и нижнего зигзагообразных рядов 13 каждой вертикальной перегородки 6 соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов 14 и 15, которые, в свою очередь, соединены проводами 16 и 17 с электрическим аккумулятором (на фиг.1-4 не показан).
В основу работы предлагаемого полифункционального стеклоблочного воздухоподогревателя положено увеличение скорости теплообмена при применении поверхностей теплообмена с искусственно созданными источниками турбулентности, что обеспечивает интенсификацию процессов теплопередачи путем турбулизации потока среды, разрушения ламинарного подслоя, увеличения поверхности нагрева и, в свою очередь, приводит к снижению размера теплообменной установки. Выполнение источников турбулентности в виде зигзагообразных рядов 13, изготовленных из оголенных проволочных отрезков 11 и 12, выполненных из разных металлов M1 и М2, спаянных на концах между собой, обеспечивает при нагреве одних спаянных концов проволочных отрезков горячими дымовыми газами и охлаждении других холодным воздухом появление в зигзагообразных рядах 13 термоэлектричества [С.Г.Калашников. Электричество. - М.: Наука, 1970, с.502-506]. При этом материал, из которого изготовлены стеклоблоки 3 (малощелочное стекло), исключает коррозионный износ теплообменных поверхностей, а размещение вертикальных частей элементов 10 в самих вертикальных перегородках 6 повышает их прочностные свойства, выполняя роль их арматуры, и повышает скорость теплопередачи через вышеупомянутые перегородки 6.
Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель (ПФСБВП), представленный на фиг.1-4, работает следующим образом.
Дымовые газы при параметрах, соответствующих режиму работы котельного агрегата, из входного газового патрубка поступают в газовые каналы 5 и 7, а из входного воздушного патрубка противотоком в воздушные каналы 4 ПФСБВП подается холодный воздух, который, при прохождении через каналы 4 в результате процесса теплообмена, заключающегося в передаче тепла теплопроводностью через смежные вертикальные перегородки 6 воздушных и газовых каналов 4 и 5, 7, соответственно, и конвекции в газовой и воздушной средах, нагревается до требуемой температуры и удаляется через выходной воздушный патрубок, а горячие дымовые газы охлаждаются и также удаляются через выходной газовый патрубок (на фиг.1-4 входные и выходные газовые и воздушные патрубки не показаны). При этом элементы 10 зигзагообразных рядов 13, выступающие из вертикальных перегородок 6 и находящиеся в пространстве воздушных каналов 4, обеспечивают турбулизацию воздушных потоков в них и, таким образом, повышают скорость теплопередачи между дымовыми газами и воздухом. Противоположные части элементов 10, изогнутые под углом 90° и частично утопленные в вертикальных перегородках 6, параллельно им, воспринимают тепло дымовых газов за счет теплопроводности от материала вертикальной перегородки 6, соприкасающейся с потоком дымовых газов. Одновременно с процессом теплопередачи ПФСБВП выполняет функцию электрогенератора, которая осуществляется следующим образом. В результате нагрева спаянных концов проволочных отрезков 11 и 12 элементов 10, выполненных из металлов M1 и М2, образующих зигзагообразные ряды 13, расположенных в вертикальных стенках 6 стеклоблоков 3, горячими дымовыми газами и охлаждения противоположных спаянных концов этих же элементов 10, расположенных в воздушных каналах 4, холодным воздухом, возникает значительная разность температур на противоположных спаянных концах элементов 10, из-за чего в многорядных зигзагообразных рядах 13 появляется термоэлектричество, которое из каждого стеклоблока 3 поступает в коллекторы 14 и 15, а оттуда через провода 16 и 17 подается потребителю. При этом материал (малощелочное стекло), из которого изготовлены стеклоблоки 3, позволяет использовать ПФСБВП для охлаждения газообразных выбросов, содержащих агрессивные примеси при температуре ниже точки росы, а диэлектрические свойства стекла исключают вероятность работы ТЭП на массу ПФСБВП и прекращение выработки электричества.
Величина разности электрического потенциала на коллекторах 14 и 15 и сила электрического тока зависит от характеристик пар металлов M1 и М2, из которых изготовлены проволочные отрезки 11 и 12, числа элементов 10 в зигзагообразных рядах 13 и их числа в стеклоблоках 3, разности температур на правых и левых спаянных концах элементов ТЭП и числа стеклоблоков 3 в ПФСБВП. Полученный электрический ток можно использовать для внутрицеховых нужд, например, для освещения.
Таким образом, предлагаемый полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель обеспечивает прочность конструкции стеклоблоков путем армирования их перегородок элементами ТЭП и одновременно нагрев дутьевого воздуха дымовыми газами, содержащими агрессивные примеси, в широком диапазоне температур (в том числе и при температурах ниже точки росы) и прямую трансформацию тепла дымовых газов в электричество в самом аппарате, что повышает его надежность и эффективность.
Claims (1)
- Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель, включающий корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, закрытый крышкой, в котором помещены расположенные многорядной системой перевязки многоканальные стеклоблоки, выполненные из термостойкого армированного малощелочного стекла, с прокладками между стеклоблоками, корпусом и крышкой, причем сами стеклоблоки состоят из прямоугольных воздушных и газовых каналов для прохода воздуха и дымовых газов, отделенных друг от друга вертикальными перегородками, между рядами стеклоблоков находятся прямоугольные газовые каналы, через вертикальные перегородки пропущены попарно проволочные отрезки, выполненные из разных элементов Ml и М2, спаянные на концах между собой, образуя элементы, составляющие зигзагообразные ряды, устроенные таким образом, что продольные половины каждого зигзагообразного ряда находятся в воздушных каналах, сами зигзагообразные ряды соединены между собой и однополюсными коллекторами электрических зарядов, отличающийся тем, что каждый стеклоблок представляет собой термоэлектрическую секцию, состоящую из термоэлектрических преобразователей, расположенных в вертикальных перегородках и воздушных каналах, составленных из элементов, образующих зигзагообразные ряды, все элементы которых, противоположные воздушным каналам, согнуты под углом 90° и частично утоплены в вертикальных перегородках стеклоблоков, образуя их арматуру и параллельно им, не касаясь поверхности газовых каналов, крайние проволочные отрезки M1 и М2 крайних элементов верхнего и нижнего зигзагообразных рядов вертикальных перегородок каждой термоэлектрической секции соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов, которые, в свою очередь, соединены проводами с электрическим аккумулятором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112614/06A RU2487301C2 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112614/06A RU2487301C2 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011112614A RU2011112614A (ru) | 2012-10-10 |
RU2487301C2 true RU2487301C2 (ru) | 2013-07-10 |
Family
ID=47079145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112614/06A RU2487301C2 (ru) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487301C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592938C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Стеклоблочный воздухоподогреватель-электрогенератор |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1575062A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-06-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения | Пластинчатый воздухоподогреватель |
RU2098889C1 (ru) * | 1996-07-04 | 1997-12-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Комплексные термоэлектрические системы" | Термоэлектрическая батарея |
RU2099642C1 (ru) * | 1996-03-26 | 1997-12-20 | Акционерное общество закрытого типа "СЭП-Россия" ("Системы Преобразования Энергии-Россия") | Теплоэлектрогенератор |
RU2369804C1 (ru) * | 2008-04-28 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Стеклопакетный воздухоподогреватель |
-
2011
- 2011-04-01 RU RU2011112614/06A patent/RU2487301C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1575062A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-06-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения | Пластинчатый воздухоподогреватель |
RU2099642C1 (ru) * | 1996-03-26 | 1997-12-20 | Акционерное общество закрытого типа "СЭП-Россия" ("Системы Преобразования Энергии-Россия") | Теплоэлектрогенератор |
RU2098889C1 (ru) * | 1996-07-04 | 1997-12-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Комплексные термоэлектрические системы" | Термоэлектрическая батарея |
RU2369804C1 (ru) * | 2008-04-28 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Стеклопакетный воздухоподогреватель |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592938C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Стеклоблочный воздухоподогреватель-электрогенератор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011112614A (ru) | 2012-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8899037B2 (en) | Stirling engine | |
RU2425295C1 (ru) | Теплоэлектрический генератор | |
RU2523521C2 (ru) | Комплексный утилизатор тепла сбросных газов | |
RU2493504C1 (ru) | Теплоэлектрический генератор для автономного энергоснабжения | |
Ezhov et al. | Development of experimental designs of the integrated heater for the disposal of low-potential waste heat of ventilation emissions | |
RU2422728C1 (ru) | Полифункциональный воздухоподогреватель | |
RU2319095C1 (ru) | Теплообменный элемент и пластинчатый теплообменник | |
UA98821C2 (ru) | Теплообменник плоского типа | |
RU2369804C1 (ru) | Стеклопакетный воздухоподогреватель | |
RU2487301C2 (ru) | Полифункциональный стеклоблочный воздухоподогреватель | |
RU2691896C1 (ru) | Комплексный коррозионноустойчивый воздухоподогреватель | |
JP5619511B2 (ja) | 間接型熱風発生機 | |
RU2592938C1 (ru) | Стеклоблочный воздухоподогреватель-электрогенератор | |
RU2600192C1 (ru) | Термоэлектрический венец для дымовой трубы | |
RU2599087C1 (ru) | Теплоэлектрогенератор для автономного энергоснабжения | |
RU2705193C2 (ru) | Автономный воздухоподогреватель | |
RU2656773C1 (ru) | Автономный воздухонагреватель | |
RU2541799C1 (ru) | Теплоэлектрический генератор для индивидуального энергоснабжения | |
RU2611700C1 (ru) | Автономная тепловая пушка | |
RU2737574C1 (ru) | Комплексный теплообменник из многослойных пластин | |
RU2736316C1 (ru) | Пластинчатый теплоэлектротеплообменник | |
CN210036381U (zh) | 一种储能式换热器 | |
RU2688047C2 (ru) | Автономный газовый водонагреватель | |
RU221148U1 (ru) | Комплексный пластинчато-вихревой теплообменник | |
EA038938B1 (ru) | Автономная тепловоздушная пушка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130619 |