RU2705193C2

RU2705193C2 - Autonomous air heater

Info

Publication number: RU2705193C2
Application number: RU2018104403A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Ежов; Сергей Геннадьевич Емельянов; Олег Гурьевич Добросердов; Николай Иванович Иванов; Наталья Евгеньевна Семичева; Алексей Петрович Бурцев
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2019-11-05
Also published as: RU2018104403A3; RU2018104403A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering. Self-contained air heater comprises cylindrical housing provided with supports accommodating fan with motor, burner with injector, cylindrical combustion chamber consisting of carcass composed of support rings interconnected by lengthwise strips, inner end of which is connected to injector, and outer end is connected with nozzle for cleaning combustion products. Between the frame and the wall of the cylindrical housing there is an annular heat chamber, to outer side of the support rings there attached are circumferential thermoelectric links interconnected by bridges and equipped with electric capacitors and terminals, and consisting of several circumferential parallel rows composed of arranged zigzag-like thermionic converters, each of which consists of a pair of sections made of different metals M1 and M2, the ends are connected to each other, forming cold and hot junctions, longitudinally connected to each other, and clamped by paired upper and lower parallel longitudinal fastening strips connected to each other.

EFFECT: invention can be used in space heating systems.

1 cl, 8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах децентрализованного отопления для нагревания воздуха в бытовых и производственных помещениях.The present invention relates to energy and can be used in decentralized heating systems for heating air in domestic and industrial premises.

Известен газовый воздухонагреватель (газовая тепловая пушка), содержащий газосжигающее устройство (горелку), камеры сгорания газа и смешения очищенных продуктов сгорания с нагреваемым воздухом, вентилятор-нагнетатель с электродвигателем, прикрепленный к камере сгорания теплообменный аппарат в форме трубы, на внешней поверхности которой смонтированы сетчатые интенсификаторы, на конце теплообменного аппарата установлен каталитический насадок, на входе в который выполнен газоподающий патрубок для подвода дополнительного объема газа [Патент РФ №2145050, F26B23/02, F24H3/00, 2000].Known gas gas heater (gas heat gun) containing a gas-burning device (burner), a gas combustion chamber and a mixture of purified combustion products with heated air, a blower-fan with an electric motor attached to a combustion chamber in the form of a pipe on the outer surface of which are mounted mesh intensifiers, at the end of the heat exchanger a catalytic nozzle is installed, at the inlet of which a gas supply pipe is made for supplying an additional volume of gas [ RF patent No. 2145050, F26B23 / 02, F24H3 / 00, 2000].

Основными недостатками известного газового воздухонагревателя являются невозможность подачи воздуха без внешнего источника электрической энергии и периодической замены каталитического насадка, что не позволяет использовать его в автономном режиме и снижает экономическую и экологическую эффективность. The main disadvantages of the known gas air heater are the inability to supply air without an external source of electrical energy and periodic replacement of the catalytic nozzle, which does not allow its use in standalone mode and reduces economic and environmental efficiency.

Более близким к предлагаемому изобретению является автономная тепловая пушка, включающая цилиндрический корпус, снабженный опорами, внутри установлены вентилятор с электродвигателем, горелка с инжектором, соединенная с подводящим газопроводом, цилиндрическая камера сгорания, совмещенная с теплообменником, внутренний торец которой герметически соединен с инжектором, между наружной поверхностью цилиндрической камеры сгорания и стенкой цилиндрического корпуса, расположена кольцевая тепловая камера, сзади цилиндрического корпуса расположен насадок для очистки продуктов сгорания, с полостью заполненной гранулами металлургической пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 5 до 10 мм, при этом на поверхности цилиндрической камеры сгорания–теплообменника устроены термоэлектрические звенья, состоящие из прямоугольных вставок, выполненных из термостойкого диэлектрического материала, внутри которых помещены ряды, состоящие из расположенных параллельно термоэмиссионных преобразователей, состоящих из пар параллельных проволочных отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, спаянных на концах между собой, образующих термоэлектрические звенья, омываемых в тепловой камере приточным воздухом, подаваемым вентилятором, причем каждое термоэлектрическое звено попарно соединены между собой перемычкой, а с противоположного конца термоэлектрические звенья соединены электрическими конденсаторами, образуя термоэлектрические секции и термоэлектрический блок, первый и последний из конденсаторов которого соединены через токовыводы с преобразователем, аккумулятором и электродвигателем вентилятора [Патент РФ №2611700, F24H3/04, 2017].Closer to the proposed invention is an autonomous heat gun comprising a cylindrical body equipped with supports, a fan with an electric motor, a burner with an injector connected to a gas supply pipe, a cylindrical combustion chamber combined with a heat exchanger, the inner end of which is hermetically connected to the injector, between the outer the surface of the cylindrical combustion chamber and the wall of the cylindrical body, an annular heat chamber is located, behind the cylindrical body ra nozzles for cleaning combustion products, with a cavity filled with pellets of metallurgical pumice made of metallurgical slag with a basicity module M> 1 with a diameter of 5 to 10 mm, are laid, while thermoelectric units consisting of rectangular inserts made of rectangular inserts are made on the surface of the cylindrical combustion chamber of heat-resistant dielectric material, inside of which are placed rows consisting of parallel thermionic converters consisting of pairs of parallel wires full-time segments made of different metals M1 and M2, welded together at the ends, forming thermoelectric links, washed in the heat chamber by the supply air supplied by the fan, each thermoelectric link being connected in pairs by a jumper, and from the opposite end the thermoelectric links are connected by electric capacitors forming thermoelectric sections and a thermoelectric block, the first and last of which capacitors are connected through current outputs to the converter, the accumulator orom and fan motor [RF Patent No. 2611700, F24H3 / 04, 2017].

Основным недостатком известного устройства является низкая выработка электричества термоэлектрическими звеньями, обусловленная их конструкцией (спаи термоэмиссионных преобразователей находятся внутри прямоугольных вставок, образующих термоэлектрические звенья) и помещение прямоугольных вставок в прямоугольные гнезда корпуса цилиндрической камеры сгорания, что не обеспечивает прямого контакта спаев с дымовыми газами, многократно увеличивает термическое сопротивление теплопередаче, снижая, соответственно, разность температур на холодных и горячих спаях термоэмиссионных преобразователей, уменьшая таким образом выработку термоэлектричества и эффективность автономной тепловой пушки.The main disadvantage of the known device is the low generation of electricity by thermoelectric links due to their design (junctions of thermionic converters are located inside rectangular inserts forming thermoelectric links) and the placement of rectangular inserts in rectangular nests of the housing of a cylindrical combustion chamber, which does not provide direct contact of junctions with flue gases, many times increases thermal resistance to heat transfer, reducing, respectively, the temperature difference n hot and cold junctions of thermionic converters, thus reducing the efficiency and production of thermoelectricity autonomous heat gun.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение эффективности автономного воздухоподогревателя.The technical result of the invention is to increase the efficiency of a stand-alone air heater.

Технический результат достигается автономным воздухоподогревателем, включающим цилиндрический корпус, снабженный опорами, внутри которого установлены вентилятор с электродвигателем, горелка с инжектором, соединенная с подводящим газопроводом, цилиндрическая камера сгорания, состоящая из каркаса, составленного из опорных колец, соединенных между собой продольными полосами, внутренний торец которого герметически соединен с инжектором, наружный торец выступает на некоторое расстояние от торца корпуса, образуя кольцевой выпускной участок, перфорированный продольными щелями, между каркасом и стенкой цилиндрического корпуса расположена кольцевая тепловая камера, сзади цилиндрического корпуса размещается насадок для очистки продуктов сгорания, состоящий из наружной и внутренней перфорированных оболочек, соответственно, с полостью между ними, заполненной гранулами металлургической пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 5 до 10 мм, причем внутренняя оболочка насадка выступает своим торцом на некоторое расстояние от наружной оболочки, образуя участок, перфорированный также продольными щелями, который надет на выпускной участок камеры сгорания. К наружной стороне опорных колец прикреплены окружные термоэлектрические звенья, соединенные между собой перемычками и снабженные электрическими конденсаторами и токовыводами, соединенные через преобразователь и аккумулятор с электродвигателем. Каждое окружное термоэлектрическое звено состоит из нескольких окружных параллельных рядов, составленных из размещенных зигзагообразно по очередности друг за другом термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и соединены между собой (сваркой или спайкой), образуя, расположенные в холодной и горячей зонах, холодные и горячие спаи, которые в каждом окружном параллельном ряду продольно соединены между собой и зажаты двумя парными верхними и нижними параллельными продольными крепежными полосами, попарно соединенных между собой, причем нижние параллельные полосы в месте соприкосновения с опорными кольцами покрыты слоем диэлектрического материала, между нижними параллельными продольными крепежными полосами от торца до выпускного участка камеры сгорания вставлены полосы герметизаторов, выполненных из диэлектрического термостойкого материала, а между соплом горелки и бортом инжектора по окружности устроена инжекционное термоэлектрическое звено, составленное из размещенных зигзагообразно по очередности друг за другом термоэмиссионных преобразователей, устроенных аналогично термоэмиссионным преобразователям окружных термоэлектрических секций, холодные спаи которых расположены у входной кромки инжектора, горячие спаи находятся у кромки факела, а крайние термоэмиссионные преобразователи соединены с токовыводами, соединенными через преобразователь и аккумулятор с электродвигателем.The technical result is achieved by an autonomous air heater, including a cylindrical body equipped with supports, inside which a fan with an electric motor, a burner with an injector connected to a gas supply pipe are installed, a cylindrical combustion chamber consisting of a frame composed of support rings interconnected by longitudinal strips, an inner end which is hermetically connected to the injector, the outer end protrudes a certain distance from the end of the housing, forming an annular outlet an astok perforated by longitudinal slits, an annular heat chamber is located between the frame and the wall of the cylindrical body; nozzles for cleaning combustion products are located behind the cylindrical body, consisting of the outer and inner perforated shells, respectively, with a cavity between them filled with granules of metallurgical pumice made of metallurgical slag with a basicity modulus M> 1 with a diameter of 5 to 10 mm, and the inner shell of the nozzle acts as its end at a certain distance from the outside casing, forming a section also perforated by longitudinal slots, which is worn on the exhaust section of the combustion chamber. To the outer side of the support rings are attached thermoelectric circular links interconnected by jumpers and equipped with electric capacitors and current leads, connected through a converter and a battery to an electric motor. Each circumferential thermoelectric link consists of several circumferential parallel rows composed of thermionic transducers arranged in a zigzag sequence in succession, each of which consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened, tightly pressed against each other and connected between each other (by welding or soldering), forming cold and hot junctions located in cold and hot zones, which are longitudinally connected to each other in each parallel row pressed by two paired upper and lower parallel longitudinal mounting strips, pairwise connected to each other, the lower parallel strips in contact with the support rings are covered with a layer of dielectric material, between the lower parallel longitudinal mounting strips from the end to the outlet of the combustion chamber are inserted strips of sealants made of dielectric heat-resistant material, and injection thermoelectric is arranged around the circumference between the nozzle of the burner and the side of the injector e link made up of thermionic converters arranged in a zigzag sequence one after another, arranged similarly to thermionic converters of circumferential thermoelectric sections, whose cold junctions are located at the inlet edge of the injector, the hot junctions are at the torch edge, and the extreme thermionic converters are connected to current leads connected through the converter and battery with electric motor.

На фиг. 1–3 представлены общий вид и разрезы автономного воздухоподогревателя (АВП), на фиг. 4 – каркас камеры сгорания, на фиг. 5, 6 – узел термоэлектрической секции в инжекторе, на фиг. 7,8 – узел стыковки термоэлектрических звеньев с каркасом камеры сгорания АВП.In FIG. 1-3 show a general view and sections of an autonomous air heater (WUA), in FIG. 4 - frame of the combustion chamber, in FIG. 5, 6 - node of the thermoelectric section in the injector, in FIG. 7.8 - node connecting thermoelectric links with the frame of the combustion chamber of the WUA.

Предлагаемый АВП содержит цилиндрический корпус 1, снабженный опорами 2, внутри которого по ходу движения воздуха коаксиально установлены вентилятор 3 с электродвигателем 4, горелка 5 с инжектором 6, соединенная с подводящим газопроводом (на фиг. 1–8 не показан), камера сгорания 7, состоящая из каркаса 8, составленного из опорных колец 9, соединенных между собой продольными полосами 10, внутренний торец которого герметически соединен с инжектором 6, наружный торец выступает на некоторое расстояние от торца корпуса трубы 1, образуя кольцевой выпускной участок 11, перфорированный продольными щелями 12, между каркасом 8 и стенкой корпуса 1 расположена кольцевая тепловая камера 13, сзади цилиндрического корпуса 1 размещается насадок для очистки продуктов сгорания 14, состоящий из наружной и внутренней перфорированных оболочек 15 и 16, соответственно, с полостью 17 между ними, заполненной гранулами металлургической пемзы 18, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 5 до 10 мм, причем внутренняя оболочка 16 выступает своим торцом на некоторое расстояние от наружной оболочки 15, образуя участок, перфорированный также продольными щелями 12, который надет на выпускной участок 11 камеры сгорания 7. К наружной стороне опорных колец 9 прикреплены окружные термоэлектрические звенья (ОТЭЗ) 19, соединенные между собой перемычками 20 и снабженные электрическими конденсаторами 21 и токовыводами 22, соединенные через преобразователь и аккумулятор (на фиг.1–8 не показаны) с электродвигателем 4. Каждое ОТЭЗ 19 состоит из нескольких окружных параллельных рядов 23, составленных из размещенных зигзагообразно по очередности друг за другом термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 24, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и соединены между собой (сваркой или спайкой), образуя, расположенные в холодной и горячей зонах, холодные и горячие спаи 25 и 26, которые в каждом окружном параллельном ряду 23 продольно соединены между собой и зажаты двумя парными верхними и нижними параллельными продольными крепежными полосами 27 и 28, попарно соединенных между собой (узел соединения на фиг. 1–8 не показан), причем нижние параллельные полосы в месте соприкосновения с опорными кольцами 9 покрыты слоем диэлектрического материала 29 (например, выполненными из слюды или термостойкого герметика), между нижними параллельными продольными крепежными полосами 27 от торца до выпускного участка 11 камеры сгорания 7 вставлены полосы герметизаторов 30, выполненных из диэлектрического термостойкого материала, а между соплом горелки 5 и бортом инжектора 6 по окружности устроена инжекционное термоэлектрическое звено (ИТЭЗ) 31, составленное из размещенных зигзагообразно по очередности друг за другом термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 24, устроенных аналогично ТЭП 24 ТЭЗ 19, холодные спаи 25 которых расположены у входной кромки инжектора 6, горячие спаи 26 находятся у кромки факела, а крайние ТЭП 24 соединены с токовыводами 32, соединенными через преобразователь и аккумулятор (на фиг.1–8 не показаны) с электродвигателем 4.The proposed WUA contains a cylindrical housing 1, equipped with supports 2, inside of which, along the air flow, a fan 3 with an electric motor 4 is coaxially mounted, a burner 5 with an injector 6 connected to a gas supply pipe (not shown in Figs. 1–8), a combustion chamber 7, consisting of a frame 8, composed of support rings 9, interconnected by longitudinal strips 10, the inner end of which is hermetically connected to the injector 6, the outer end protrudes for some distance from the end of the pipe body 1, forming an annular protrusion a circular section 11 perforated by longitudinal slots 12, an annular heat chamber 13 is located between the frame 8 and the wall of the housing 1, nozzles for cleaning the combustion products 14, consisting of the outer and inner perforated shells 15 and 16, respectively, with a cavity 17 are located behind the cylindrical body 1 between them, filled with granules of metallurgical pumice 18, made of metallurgical slag with a basicity module M> 1 with a diameter of 5 to 10 mm, with the inner shell 16 acting as its end for a certain distance from n the outer shell 15, forming a section also perforated by longitudinal slots 12, which is worn on the exhaust section 11 of the combustion chamber 7. To the outer side of the support rings 9 are attached circumferential thermoelectric links (OTEZ) 19, interconnected by jumpers 20 and equipped with electric capacitors 21 and current leads 22 connected through a converter and a battery (not shown in FIGS. 1–8) to an electric motor 4. Each OTES 19 consists of several circumferential parallel rows 23 made up of zigzag-shaped ones one after another thermionic converters (TEC) 24, each of which consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened, tightly pressed against each other and interconnected (by welding or soldering), forming, located in cold and hot zones, cold and hot junctions 25 and 26, which in each circumferential parallel row 23 are longitudinally interconnected and clamped by two paired upper and lower parallel longitudinal fixing strips 27 and 28, pairwise interconnected (soy unit pressure in FIG. 1-8), and the lower parallel strips in contact with the support rings 9 are covered with a layer of dielectric material 29 (for example, made of mica or heat-resistant sealant), between the lower parallel longitudinal mounting strips 27 from the end to the outlet section 11 of the combustion chamber 7 inserted strips of sealants 30 made of heat-resistant dielectric material, and between the nozzle of the burner 5 and the side of the injector 6 around the circumference there is an injection thermoelectric link (ITEZ) 31, composed and thermionic converters (TECs) 24 arranged in a zigzag sequence one after another, arranged similarly to TECs 24 TEZs 19, cold junctions 25 of which are located at the inlet edge of injector 6, hot junctions 26 are located at the edge of the torch, and extreme TECs 24 are connected to current leads 32 connected through a converter and a battery (not shown in FIGS. 1–8) with an electric motor 4.

В основу работы предлагаемого АВП положено использование эффекта термоэлектричества для обеспечения работы вентилятора 3 и гранулированного доменного шлака 18 в качестве адсорбента для вредных компонентов выхлопных газов из камеры сгорания 7. Так как ТЭЗ 19 и 31 состоят из ТЭП 24, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и соединены между собой (сваркой или спайкой), образуя верхние и нижние спаи 25 и 26, то при нагреве одних спаев 26 и охлаждении противоположных спаев 25 приточным воздухом из вентилятора 3, возникает разность температур, в результате чего, во всех ТЭЗ ЭДС термоэлектричества [С.Г. Калашников. Электричество. – М: «Наука», 1970, с. 502–506].The basis of the work of the proposed WUA is the use of the effect of thermoelectricity to ensure the operation of the fan 3 and granulated blast furnace slag 18 as an adsorbent for the harmful components of the exhaust gases from the combustion chamber 7. Since TEZ 19 and 31 consist of TEP 24, each of which consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened, tightly pressed against each other and connected to each other (by welding or soldering), forming the upper and lower junctions 25 and 26, then when heating some junctions 26 and cooling against bying junctions 25 of the supply air fan 3, there is a temperature difference, whereby, in all SRE thermoelectric emf [SG Kalashnikov. Electricity. - M: "Science", 1970, p. 502-506].

Использование гранулированного доменного шлака (металлургической пемзы) 18 в качестве адсорбента основано на высоком значении его модуля основности, который придает гранулам металлургической пемзы 18 основные свойства [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А. С. и др. –М.: Стройизд.,1989, с. 423; Домокеев А. К. Строительные материалы. – М.: Высш. школа, 1989, с. 163], позволяющие сорбировать на поверхности шлака вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся вредные компоненты газообразных продуктов сгорания топлива АВП (природного газа или солярового масла), а именно, оксиды азота (NO_x), оксиды серы (SO_x), оксиды углерода (СО_х).The use of granulated blast furnace slag (metallurgical pumice) 18 as an adsorbent is based on the high value of its basicity modulus, which gives the granules of metallurgical pumice 18 the basic properties [Building materials. Directory. Ed. Boldyreva A.S. et al. –M.: Stroyizd., 1989, p. 423; Domokeev A.K. Building materials. - M .: Higher. School, 1989, p. 163], which allow sorbing on the slag surface substances with acidic properties, which include harmful components of gaseous products of combustion of WUA fuel (natural gas or hydrochloric oil), namely, nitrogen oxides (NO _x ), sulfur oxides (SO _x ), oxides carbon (CO _x ).

При монтаже АВП желательно соблюдать следующее: When installing the WUA, it is advisable to observe the following:

1. Крепление противоположных пар верхних и нижних параллельных продольных крепежных полос 27 и 28 друг к другу в рядах 23 осуществляется при помощи термостойкого клея или шплинтов (на фиг. 1–8 не показано); 1. The fastening of opposite pairs of upper and lower parallel longitudinal mounting strips 27 and 28 to each other in rows 23 is carried out using heat-resistant glue or cotter pins (not shown in Figs. 1–8);

2. В щели между нижними продольными параллельными полосами 28 вставляют полосы герметизатора 30 для предотвращения утечки выхлопных газов в тепловую камеру 13.2. In the gap between the lower longitudinal parallel strips 28 insert the strip of the sealant 30 to prevent leakage of exhaust gases into the heat chamber 13.

АВП, представленный на фиг. 1–8, работает следующим образом. Топливо, например, природный газ из газового баллона или газопровода (на фиг. 1–8 не показаны) поступает в горелку 5, откуда струя газа поступает в инжектор 6, засасывая воздух, необходимый для горения, после чего газовоздушная смесь направляется в камеру сгорания 7, где в начальном участке камеры 7 происходит ее зажигание и горение, а далее до выпускного участка 11, охлаждение образовавшихся горячих выхлопных газов, приточным воздухом, подаваемым вентилятором 3. которые далее поступают в насадок для очистки продуктов сгорания 14, полость 17 которого заполнена гранулами металлургической пемзы 18. Поток выхлопных газов, проходят через отверстия в перфорированной внутренней оболочки 16 насадка 14, многократно соприкасается с поверхностью гранул 18, проникая вовнутрь их, очищается от вредных примесей (NO_x, SO_x, СО_х), которые сорбируются на поверхности и внутри гранул 18. Полученные оксиды азота и серы, в свою очередь, взаимодействуют с частицами воды образующейся в порах гранул 18 в результате капиллярной конденсации паров воды, находящихся в выхлопных газах, с образованием соответствующих кислот HNO₃ и H₂SO₄. Кроме того, на поверхности и в порах гранул 18 оседают мелкодисперсные частицы (сажа и пр.), после чего очищенные выхлопные газы через отверстия перфорированной наружной оболочки 15, выбрасываются наружу, где смешиваются с нагретым воздухом, поступающим из камеры сгорания 7. Одновременно приточный воздух, подаваемый вентилятором 3, движущийся в кольцевой тепловой камере 13, нагревается до требуемой температуры за счет теплопередачи через стенку камеры сгорания 7, образованную каркасом 8, ОТЭС 19 и герметизаторами 30, а также наружную поверхность всех ТЭП 24. горячими газообразными продуктами сгорания и выбрасывается в отапливаемое помещение. The WUA shown in FIG. 1–8, works as follows. Fuel, for example, natural gas from a gas cylinder or gas pipeline (not shown in Figs. 1–8) enters burner 5, from where a gas stream enters injector 6, sucking in the air necessary for combustion, after which the air-gas mixture is sent to combustion chamber 7 where in the initial section of the chamber 7 it is ignited and burned, and then to the outlet section 11, the formed hot exhaust gases are cooled by the supply air supplied by the fan 3. which then enter the nozzles for cleaning the combustion products 14, cavity 17 of which filled with granules of metallurgical pumice 18. The flow of exhaust gases, pass through the holes in the perforated inner shell 16 of the nozzle 14, repeatedly comes into contact with the surface of the granules 18, penetrating inside them, is cleaned of harmful impurities (NO _x , SO _x , CO _x ) that are sorbed on the surface and inside the granules 18. The resulting nitrogen and sulfur oxides, in turn, interact with the water particles generated in the pores of the granules 18 as a result of capillary condensation of water vapor in the exhaust gases, with the formation of the corresponding acid HNO ₃ and H ₂ SO _4. In addition, finely dispersed particles (soot, etc.) settle on the surface and in the pores of the granules 18, after which the cleaned exhaust gases through the openings of the perforated outer shell 15 are thrown out, where they are mixed with the heated air coming from the combustion chamber 7. At the same time, the supply air supplied by the fan 3, moving in the annular heat chamber 13, is heated to the required temperature due to heat transfer through the wall of the combustion chamber 7, formed by the frame 8, OTES 19 and the seal 30, and the outer surface all TEP 24. hot gaseous products of combustion and is thrown into a heated room.

Параллельно вышеописанным процессам охлаждения продуктов сгорания и нагрева приточного воздуха, в инжекторе 6 воздух, поступающий на горение, охлаждает холодные спаи 26 на входе в инжектор 6, а в начальной зоне факела горячие спаи 25 ТЭП 24 ИТЭЗ 31 нагреваются, создавая разность температур и возникновение термоэлектричества, которое отводится через токовыводы 32. Далее газообразные продукты сгорания охлаждаются путем непосредственного соприкосновения с горячими спаями 25 в каждом окружном параллельном ряду 23 совместно с парными нижними параллельными продольными крепежными полосами 27, нагревая их, а холодные спаи 26 совместно с парными верхними параллельными продольными крепежными полосами 28 охлаждаются приточным воздухом, создавая разность температур и термоэлектричество в каждой ОТЭЗ 19, которое через перемычки 20, электрические конденсаторы 21 и токовыводы 22, преобразователь и аккумулятор (на фиг.1–8 не показаны) поступает в электродвигатель 4.In parallel with the above-described processes of cooling the combustion products and heating the supply air, in the injector 6 the air entering the combustion cools the cold junctions 26 at the inlet to the injector 6, and in the initial zone of the torch the hot junctions 25 of the TEP 24 ITEZ 31 are heated, creating a temperature difference and the occurrence of thermoelectricity , which is discharged through current leads 32. Next, the gaseous products of combustion are cooled by direct contact with hot junctions 25 in each circumferential parallel row 23 together with paired lower pairs allelic longitudinal fastening strips 27, heating them, and cold junctions 26 together with paired upper parallel longitudinal fastening strips 28 are cooled by supply air, creating a temperature difference and thermoelectricity in each TEZ 19, which through jumpers 20, electric capacitors 21 and current outputs 22, the converter and the battery (not shown in FIGS. 1–8) enters the electric motor 4.

При этом, конструкция верхних и нижних кромок ОТЭЗ 19, выполненная из нескольких окружных параллельных рядов 23. соединенных параллельно через свои спаи 25 и 26 и зажатых двумя парными верхними и нижними параллельными продольными крепежными полосами 27 и 28, выполненными из материала с высокой теплопроводностью, позволяет увеличить количество переходящего тепла за счет повышенной площади их контакта с зонами нагрева и охлаждения и высокой площади контакта слоев самих металлов М1 и М2, в результате их параллельного соединения увеличить силу тока. Кроме того, параллельное соединение окружных рядов 23 верхними и нижними крепежными полосами 27 и 28 в каждой ОТЭС 19 позволяет увеличить силу тока без использования преобразователя, что увеличивает КПД АВП.Moreover, the design of the upper and lower edges of OTEZ 19, made of several circumferential parallel rows 23. connected in parallel through their junctions 25 and 26 and clamped by two paired upper and lower parallel longitudinal mounting strips 27 and 28 made of a material with high thermal conductivity, allows increase the amount of heat transferred due to the increased area of their contact with the heating and cooling zones and the high contact area of the layers of the metals M1 and M2 themselves, as a result of their parallel connection, increase the force a. In addition, the parallel connection of the circumferential rows 23 by the upper and lower mounting strips 27 and 28 in each OTES 19 allows you to increase the current without using a converter, which increases the efficiency of the WUA.

В АВП каждый конденсатор 21 обслуживает свое ОТЭЗ 19, а так как конденсаторы каждой ОТЭЗ 19 соединены между собой последовательно, то термоэлектричество предыдущих ОТЭЗ 19 не проходит через последующие ОТЭЗ 19, а движется только через последовательно соединенные конденсаторы 21, что существенно снижает потери мощности на преодоление сопротивлений электричеству при прохождении по многочисленным ТЭП 24. Эффективная работа конденсаторов 21 обеспечивается также тем, что они находятся вблизи зоны охлаждения приточным воздухом. In WUAs, each capacitor 21 serves its own TEZ 19, and since the capacitors of each TEZ 19 are interconnected in series, the thermoelectricity of the previous TEZ 19 does not pass through the subsequent TEZ 19, but moves only through series-connected capacitors 21, which significantly reduces the power loss to overcome resistance to electricity when passing through numerous TEC 24. The effective operation of the capacitors 21 is also ensured by the fact that they are located near the cooling zone with the supply air.

Величина разности электрического потенциала и силы тока на токовыводах 22 зависит от разности температур на спаях металлов М1 и М2, их характеристик, количества ТЭП 24 в ИТЭЗ 31 и ОТЭЗ 19 и их числа. The magnitude of the difference in electric potential and current strength at current leads 22 depends on the temperature difference on the junctions of metals M1 and M2, their characteristics, the number of TEP 24 in ITEZ 31 and OTEZ 19 and their number.

Таким образом, увеличение разности температур на противоположных спаях 25 и 26 ТЭП 24 и соответствующее увеличение выработки термоэлектричества достигается: во–первых, непосредственным контактом спаев 25 и 26 с горячими выхлопными газами и приточным воздухом, соответственно, во–вторых, увеличением площади теплопередачи за счет устройства металлических полос в верхних и нижних рядах 23 каждой ОТЭЗ 19, в–третьих, за счет увеличения количества ТЭП 24 на поверхности камеры сгорания 7 и, в–четвертых, за счет устройства ИТЭЗ 31 в инжекторе 6.Thus, an increase in the temperature difference at opposite junctions 25 and 26 of TEC 24 and a corresponding increase in the production of thermoelectricity is achieved: firstly, by direct contact of the junctions 25 and 26 with hot exhaust gases and supply air, respectively, secondly, by increasing the heat transfer area due to the device of metal strips in the upper and lower rows 23 of each OTEC 19, thirdly, due to the increase in the number of TEC 24 on the surface of the combustion chamber 7 and, fourthly, due to the device ITEZ 31 in the injector 6.

Регулирование процесса очистки выхлопных газов и режима работы АВП осуществляется изменением живого сечения щелей 9 путем поворота насадка 14 и изменением расхода топлива, подаваемого в горелку 5. Если очистка выхлопных газов не требуется, то АВП можно использовать без насадка 14.The regulation of the exhaust gas cleaning process and the operation mode of the WUA is carried out by changing the live section of the slots 9 by turning the nozzle 14 and changing the fuel flow rate supplied to the burner 5. If exhaust gas cleaning is not required, then the WUA can be used without the nozzle 14.

По окончании работы АВП производится регенерация адсорбента – гранулированного доменного шлака 18, для осуществления которой с камеры сгорания 7 снимается насадок 14, после чего адсорбент промывается водой.At the end of the WUA, the adsorbent is regenerated - granulated blast furnace slag 18, for the implementation of which nozzles 14 are removed from the combustion chamber 7, after which the adsorbent is washed with water.

В результате, предлагаемый автономный воздухоподогреватель обеспечивает нагрев воздуха для децентрализованного отопления помещений, очистку выхлопных газов и генерацию большего количества электрической энергии за счет эффекта термоэлектричества и непосредственного контакта спаев термоэмиссионных элементов с выхлопными газами, что повышает его эффективность.As a result, the proposed autonomous air heater provides air heating for decentralized heating of rooms, purification of exhaust gases and generation of a greater amount of electric energy due to the effect of thermoelectricity and direct contact of junctions of thermionic elements with exhaust gases, which increases its efficiency.

Claims

A self-contained air heater, including a cylindrical body equipped with supports, inside which a fan with an electric motor, a burner with an injector connected to a gas supply pipe, a cylindrical combustion chamber, the inner end of which is hermetically connected to the injector, the outer end is connected to a nozzle for cleaning combustion products filled with granules metallurgical pumice made from metallurgical slag with a basicity module M> 1 with a diameter of 5 to 10 mm, the surface of the heat exchange part Combustion amers are equipped with thermoelectric links consisting of thermionic transducers, each of which is a pair of parallel wire segments made of different metals M1 and M2, soldered at the ends between each other, and the thermoelectric links are connected by jumpers, equipped with electric capacitors and through current leads, the converter and the battery are connected to an electric motor, characterized in that the combustion chamber consists of a frame made up of support rings, a connection interconnected by longitudinal strips, an annular heat chamber is located between the frame and the wall of the cylindrical body, circumferential thermoelectric links are attached to the outer side of the support rings, each of which consists of several circumferential parallel rows composed of thermionic converters arranged in a zigzag sequence one after another, cold and hot junctions of which in each circumferential parallel row are longitudinally interconnected and clamped by two paired upper and lower parallel longitudinal longitudinal fastening strips pairwise interconnected, with the lower parallel strips in contact with the support rings covered with a layer of dielectric material, between the lower parallel longitudinal fastening strips from the end to the exhaust section of the combustion chamber inserted strips of seals made of dielectric heat-resistant material, and between the nozzle of the burner and the side of the injector are arranged around the circumference of the injection thermoelectric link, composed of placed zigzag on an off sequence after each other thermionic converters arranged similarly thermionic converters circumferential sections thermoelectric cold junctions are located near the front edge of the injector, the hot junctions are at the edge of the torch, and extreme thermionic converters are connected with current connected through the converter and the battery to the motor.