ГАЗОВЫЙ ВОДОГРЕЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК F24H1/12 F24H1/24 

Изобретение относится к газовым бытовым приборам, а именно к газовым водонагревателям. Оно может быть использовано для снабжения тепловой и электрической энергиями индивидуального дома.

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).

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.

Указанный водонагреватель принят за прототип.

Недостаток прототипа состоит в ограниченных теплозащитных возможностях экранирующего воздуха и в отсутствии полезного использования теплоты отработавших газов.

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.

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.

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.

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.

Изобретение предназначено для применения в бытовой технике, для снабжения тепловой и электрической энергиями индивидуальных домов. Аппарат содержит тепловые экраны между кожухом и водяной емкостью, выполненные в виде коммутационных пластин, между которыми закреплены пакеты электрогенерирующих термоэлементов для утилизации теплоты отработавших газов аппарата. Техническим результатом изобретения является повышение надежности кожуха и экономичности нагревателя в целом, что повышает эксплуатационные качества нагревателя. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Газовый водогрейный аппарат, включающий 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, отличающийся тем, что в боковом зазоре между кожухом и емкостью, вокруг емкости установлены тепловые экраны, прикрепленные к кожуху. 2. Газовый водогрейный аппарат по п.1, отличающийся тем, что тепловые экраны соединены в единую непрерывную теплозащитную поверхность. 3. Газовый водогрейный аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на тепловом экране со стороны емкости закреплены пакеты термоэлементов, на свободных торцах которых закреплен дополнительно тепло-, электропроводящий экран, при этом термоэлементы посредством экранов электрически соединены между собой, а экраны электрически подключены на внешнюю электрическую нагрузку. 4. Газовый водогрейный аппарат по пп.1 - 3, отличающийся тем, что тепловые экраны выполнены в виде конусной поверхности с малым основанием, расположенным в верхней части кожуха.