UA148132U - Термоелектричний генератор мотопомпи - Google Patents

Abstract

Термоелектричний генератор мотопомпи, який використовує тепло вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання, містить термоелектричні генераторні модулі, гарячий теплообмінник, що розташований у потоці вихлопних газів двигуна і використовується для підведення тепла до термоелектричних генераторних модулів, холодні теплообмінники для відведення тепла від термоелектричних генераторних модулів, у яких тепловий опір зростає вздовж потоку вихлопного газу. Кожен гарячий теплообмінник на своїй зовнішній поверхні має обмежувальні бортики, у які вкладається термоелектричний генераторний модуль. Холодний теплообмінник з однієї сторони гідравлічно під'єднаний до напірної частини насоса мотопомпи, а з іншої - до його всмоктувального трубопроводу. Обмежувальні бортики мають висоту, яка відповідає висоті по верхньому рівню встановленого холодного теплообмінника, який притискається до термоелектричного генераторного модуля і фіксується пластиною, котра приєднана до штоку, на який надягнена пружина. Інший кінець штока проходить через отвір у притискачі і кріпиться зверху нього. Притискач прикріплений до обмежувальних бортиків за допомогою заднього і переднього кронштейна, який обладнаний затвором для фіксації.

Description

Корисна модель належить до області енергетики, зокрема до термоелектричних генераторів електричної енергії, і може бути використана в конструкції мотопомп для перетворення теплової енергії вихлопних газів двигуна мотопомпи в електричну енергію.

Відомі термоелектричні генератори, що використовують тепло вихлопних газів двигунів внутрішнього згорання для перетворення його в електричну енергію (1-5). Для охолодження термоелектричних генераторних модулів використовується або повітряна, або рідинна система охолодження. У випадку використання рідинної системи охолодження холодні теплообмінники гідравлічно з'єднуються зі штатною рідинною системою охолодження двигуна. Загальним недоліком наведених термоелектричних генераторів є низький коефіцієнт корисної дії та неможливість їх застосування у конструкції більшості мотопомп через значні габаритні розміри.

Відомий термоелектричний генератор І|б), у якому для підвищення його продуктивності під час пожежогасіння було запропоновано використовувати як охолоджуючу рідину, що підводиться до холодного теплообмінника, воду, яка забирається насосом пожежної автоцистерни. Недоліком термоелектричного генератора |б), що ускладнює або навіть унеможливлює можливість монтажу на системі випуску вихлопних газів мотопомпи, є його значна маса та габаритні розміри.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі є термоелектричний генератор мотопомпи, що використовує тепло вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання (7), що містить термоелектричні генераторні модулі, гарячий теплообмінник, що розташований у потоці вихлопних газів двигуна і використовується для підведення тепла до термоелектричних генераторних модулів, холодні теплообмінники для відведення тепла від термоелектричних генераторних модулів, у яких тепловий опір зростає вздовж потоку вихлопного газу. Кожен гарячий теплообмінник на своїй зовнішній поверхні має обмежувальні бортики, у які вкладають термоелектричний генераторний модуль, та шпильки з циліндричними пружинами і гайками, що притискають холодний теплообмінник до термоелектричного генераторного модуля, причому холодний теплообмінник з однієї сторони гідравлічно під'єднаний до напірної частини насоса мотопомпи, а з іншої - до його всмоктувального трубопроводу.

Недоліком цього термоелектричного генератора є те, що під час роботи у світлу пору доби, якщо навіть відсутня потреба у генерації струму, термоелектричний генераторний модуль все

Зо одно продовжує працювати, а це спричиняє скорочення терміну його експлуатації. Звичайно генерація струму із використанням термоелектричного генератора є більш доцільною в нічний час, що пояснюється необхідністю освітлення місця роботи поблизу мотопомпи.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити конструкцію термоелектричного генератора мотопомпи шляхом введення нових елементів та зв'язків.

Поставлена задача вирішується тим, що у термоелектричному генераторі мотопомпи, який використовує тепло вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання, що містить термоелектричні генераторні модулі, гарячий теплообмінник, що розташований у потоці вихлопних газів двигуна і використовується для підведення тепла до термоелектричних генераторних модулів, холодні теплообмінники для відведення тепла від термоелектричних генераторних модулів, у яких тепловий опір зростає вздовж потоку вихлопного газу, а кожен гарячий теплообмінник на своїй зовнішній поверхні має обмежувальні бортики, у які вкладається термоелектричний генераторний модуль, причому холодний теплообмінник з однієї сторони гідравлічно під'єднаний до напірної частини насоса мотопомпи, а з іншої - до його всмоктувального трубопроводу, згідно з корисною моделлю, обмежувальні бортики мають висоту, яка відповідає висоті по верхньому рівню встановленого холодного теплообмінника, який притискається до термоелектричного генераторного модуля і фіксується пластиною, яка приєднана до штока, на який надягнена пружина, а інший кінець штока проходить через отвір у притискачі і кріпиться зверху нього, при цьому притискач прикріплений до обмежувальних бортиків за допомогою заднього і переднього кронштейна, який обладнаний затвором для фіксації.

У корисній моделі запропоновано нове рішення, яке полягає у збільшенні висоти обмежувальних бортиків, що дозволяє запобігти поздовжньому та поперечному переміщенню холодного теплообмінника, який вкладається поверх термоелектричного генераторного модуля і зверху притискається та фіксується пластиною, яка приєднана до штока, на який надягнена пружина, а інший кінець штока проходить через отвір у притискачі і кріпиться зверху нього.

Притискач за допомогою заднього і переднього кронштейна прикріплений до обмежувальних бортиків. Передній кронштейн має затвор, який фіксує притискач у закритому положенні. При цьому холодний теплообмінник за допомогою швидкоз'ємних з'єднань для трубопроводів з однієї сторони гідравлічно під'єднаний до напірного патрубка насоса мотопомпи, а з іншої 60 аналогічним чином - до його всмоктувального трубопроводу.

Використання даної конструкції термоелектричного генератора мотопомпи дозволяє, у випадку потреби, оперативно знімати або встановлювати термоелектричні генераторні модулі, що дасть змогу підвищити їх термін експлуатації, а також виконувати швидке гідравлічне приєднання холодного теплообмінника до корпусу насосу без порушення його цілісності.

Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 представлений вигляд спереду компонувальної схеми термоелектричного генератора мотопомпи; на Фіг. 2 - вигляд збоку компонувальної схеми термоелектричного генератора мотопомпи; на Фіг. З - схема роботи термоеєлектричного генератора мотопомпи.

Термоелектричний генераторний модуль 12 розміщений між гарячим теплообмінником 1 та холодним теплообмінником 3. Поздовжні і поперечні переміщення термоелектричного генераторного модуля 12 та холодного теплообмінника З обмежують бортики 2, які змонтовані на поверхні гарячого теплообмінника 1. Холодний теплообмінник З притискається до термоелектричного генераторного модуля 12 і фіксується за допомогою пластини 4, яка приєднана до штока 5, на який надягнена пружина 6, а інший кінець штока 5 проходить через отвір у притискачі 7 і кріпиться зверху нього за допомогою фіксатора 8. Притискач за допомогою заднього 13 і переднього 10 кронштейнів прикріплений до обмежувальних бортиків 2. Передній кронштейн має затвор 9, який фіксує притискач 7 у закритому положенні. Холодний теплообмінник З за допомогою швидкоз'ємних з'єднань для трубопроводів 11 з однієї сторони гідравлічно під'єднаний до напірної частини 14 насоса мотопомпи 15, а з іншої аналогічним чином - до його всмоктувального трубопроводу 16.

Термоеєелектричний генератор мотопомпи працює наступним чином.

При роботі насос мотопомпи 15 забирає воду з відкритого вододжерела через всмоктувальний трубопровід 16 та подає її через напірний трубопровід насоса 17 до рукавної лінії. Потік вихлопних газів, які утворюються при роботі двигуна, проходячи через систему випуску 18 нагрівають гарячий теплообмінник 1, який відповідно нагріває поверхню термоелектричного генераторного модуля 12, з якою контактує. Через трубопровід 17 вода підводиться до холодного теплообмінника З і, охолоджуючи його та стінку термоелектричного генераторного модуля 12, по зворотному трубопроводу 19 надходить до всмоктувального трубопроводу 16. Внаслідок різниці температур на стінках термоелектричного генераторного

Зо модуля 12 відбувається генерація електричної енергії. В процесі подальшої роботи термоелектричного генератора можливе теплове розширення деяких його деталей, які перебувають під нагрівом, тому холодний теплообмінник, який зверху притиснутий підпружиненою пластиною 4, може виконувати обмежені вертикальні переміщення без розірвання контакту з термоелектричним генераторним модулем, що запобігає пошкодженню і забезпечує сталу роботу останнього.

Таким чином, корисна модель термоелектричного генератора мотопомпи допускає його встановлення на різних моделях мотопомп та дозволяє підвищити термін експлуатації термоелектричних генераторних модулів шляхом їх швидкого демонтажу у випадках, коли генерація електричного струму не є необхідною.

Джерела інформації: 1. Патент ОА Мо 41771, МПК НОТІ 35/00. Термоелектричний автомобільний генератор з комбінованою системою відведення тепла / Анатичук Л.І.; заявник і власник патенту Інститут термоелектрики. - Заявка Мо и200814438; заявл. 10.06.2009; опубл. 10.06.2009, бюл. Мо 11. 2. Патент СА Мо 71722, МПК НОТ 35/02. Термоелектричний генератор, що використовує тепло вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання / Анатичук Л.І., Кузь Р.В.; заявник і власник патенту Інститут термоелектрики Національної академії наук та Міністерства освіти і науки України. - Заявка Мо и201200087; заявл. 25.07.2012; опубл. 25.07.2012, бюл. Мо 14.

З. Патент ША Мо 19090, МПК НОТІ 35/28. Термоелектричний генератор для автомобіля /

Анатичук Л.І., Михайловський В.Я., Струтинська Л.Т.; заявник і власник патенту Інститут термоелектрики. - Заявка Мо а200607268; заявл. 15.12.2006; опубл. 15.12.2006, бюл. Мо 12. 4. Патент ША Мо 29866, МПК ВвбоОкК 66/00, ВбОН 31/02, НОБВ 33/22, НОТІ 35/00.

Термоелектричний автомобільний генератор теплової та електричної енергії / Анатичук Л..,

Струтинська Л.Т., Михайловський В.Я.; заявник і власник патенту Інститут термоелектрики. -

Заявка Мо и200711878; заявл. 25.01.2008; опубл. 25.01.2008, бюл. Мо 2. 5. Патент ША Мо 71722, МПК НО. 35/02. Термоелектричний генератор, що використовує тепло вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання / Анатичук Л.І., Кузь Р.В.; заявник і власник патенту Інститут термоелектрики Національної академії наук та Міністерства освіти і науки України. - Заявка Мо и201200087; заявл. 03.01.2012; опубл. 25.07.2012, бюл. Мо 14. б. Патент ША Мо 118399, МПК (2017.01) НОТІ 35/00, Аб2С 27/00. Термоелектричний бо генератор теплової та електричної енергії пожежного автомобіля / Коваленко Р.І., Васильєв

С.В., Ларін О.М., Калиновський А.Я., Виноградов С.А.; заявник та патентовласник Національний університет цивільного захисту України. - Заявка Мо и201700940, заяв. 02.02.2017; опубл. 10.08.2017, бюл. Мо 15. 7. Патент СА Мо 138532, МПК (2006) НОТІ. 35/00. Термоелектричний генератор мотопомпи /

Коваленко Р.І., Виноградов С.А., Калиновський А.Я., Васильєв С.В., Ковальов 0.0О.; заявник та патентовласник Національний університет цивільного захисту України. - Заявка Мо и201906460, заяв. 10.06.2019; опубл. 25.11.2019, бюл. Мо 22.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Термоелектричний генератор мотопомпи, який використовує тепло вихлопних газів двигуна внутрішнього згорання, що містить термоелектричні генераторні модулі, гарячий теплообмінник, що розташований у потоці вихлопних газів двигуна і використовується для підведення тепла до термоелектричних генераторних модулів, холодні теплообмінники для відведення тепла від термоелектричних генераторних модулів, у яких тепловий опір зростає вздовж потоку вихлопного газу, а кожен гарячий теплообмінник на своїй зовнішній поверхні має обмежувальні бортики, у які вкладається термоелектричний генераторний модуль, причому холодний теплообмінник з однієї сторони гідравлічно під'єднаний до напірної частини насоса мотопомпи, а з іншої - до його всмоктувального трубопроводу, який відрізняється тим, що обмежувальні бортики мають висоту, яка відповідає висоті по верхньому рівню встановленого холодного теплообмінника, який притискається до термоелектричного генераторного модуля і фіксується пластиною, котра приєднана до штока, на який надягнена пружина, а інший кінець штока проходить через отвір у притискачі і кріпиться зверху нього, при цьому притискач прикріплений до обмежувальних бортиків за допомогою заднього і переднього кронштейна, який обладнаний затвором для фіксації. мая їі шко не ГБН бкхк хх ВИЙ і КО м БЕ жі з. шо 7 Й Ши са що ш Ше Ше ; ши іх "Юним

   Фіг. 1