Термоэлектрический генератор Советский патент 1978 года по МПК H01L35/02 F28F9/24 

Изобретение огноснгся к усгройсгвам для термоэпекгрического преобразования энергия.

В извесгных термоэпекгрических генераторах сброс тепла в атмосферу осущесг вляегся при помощи полых ребер, прижатых торцами к термоэлектрической батарее. Перенос тепла от термобатарей к боковым поверхностям ребер обеспечивается конвективным (ламинарным) движением жидкости, залитой во внутреннюю полость ребер, под действием сил гравитация и температурных градиентов.

Однако в известном генераторе между охлаждающей жидкостью и холодными

СПЕ1ЯМИ термобатарей имеют место бол1 шне потери температурного напора, что связано с малым коэффициентом теплоотдачи при свободном конвективном движении жидкости.

Кроме того, поскольку охлаждающие ребра конструктивно совмешены с терм батареей, затрудняется использование oiv работанного тепла для обогрева объектов, удаленных от генератора.

Цель изобретения - повышение КПД генератора за счет уменьшения потерь температурного напора между холодными спаями термобатарей и охлаждающей жидкостЕло, обеспечение легкого запуска и улучшение условий эксплуатации генератора, использование обработанного тепла для обогрева объектов, удаленных ог него.

Это достигается установкой внутри рубашки охлаждения турбулизатора, что увеличивает коэффициент теплообмена; а также использованием теплсжзолированной трубки, включенной в контур охлаждения, в которой образуется парожидкосгная смесь, создающая необходимый пер&пад давления для циркуляции жидкости.

На чертеже показана схема предлагаемого термогенератора.

На горячем теплопроводе 1 расположены термобатареи 2, закрытые чехлом 3 и снабженные рубашкой 4 охлаждения. В зазоре между чехлом и рубащкой охлаждения расположен турбулизатор 5 в виде проволочной спирали. В нижней част горячего теплопровода установлена горелка 6, питаемая топливом из бака 7. К верхней части рубашкя охлаждения подсоединена теплонаолированная трубка 8, соединенная с трубкой 9, подключенной к входным штуцерам радиаторов 10. Нижняя .часть рубашки охлаждения трубкой 11 подключена к выходным штуцерам радиаторов. Система jixnax eHHH снабжена расширительным бачком. Элект {Жческая нагрузка подключена к электровыводам 12 термоэлектрического модуля Описываемая конструкция обеспечивает турбулентное течение жидковти в зазоре между Чехлом 3 и рубашкой 4. за счет образования пароисидкостной смеси в трубке 8 и высокого гидравлического сопротивления в зазоре между рубашкой охлаждения и модулем. -Гидравлическое сопротивление зазора между чехлом 3 и рубашкой 4 существенно больше, чем гидравлическое сопротивление остальной части системы охлаждения. Генератор работает следующим образом. Т MI ливо из бака подается в горелку, и теплсшровод нагревается иэ лучением факела пламени и горячими газами. Тепловой поток проходит через термобатареи, создавая на :шх перепад температуры, и нагревает жидкость в рубашке охлаждения, вследствие чего ее плостность уменьшается. Под действием разности плотностей жидкости в ру башке охлаждения и внешней часта контура охлаждения начинается , циркуляция жидкости в контуре. Установка терМсьэлектрического модуля под углом к-гори зонту облегчает возникновение этой циркуляции. Нагретая жидкость поступает в теплоизолированную трубку, где образуется участок с паражид состной смесью, чем обеспечивается интенсивная циркуляция жидкости. Высота теплоизолирован-, ной трубки и гидравлическое сопротивление полости между чехлом и рубашкой охлаждения выбраны такими, что течение жидкости в полости турбулентное. Благодаря этому потери температурного напо-. ра в }псяраничном слое резко снижаются. Течение жидкости в остальной части контура охлаждения ламинарное, поскольку ее гидравлическое сопротивление существенно меньше гидравлического сопротивления полости охлаждения термоэлектрического модуля. Таким образом, средняя температура жидкости в рубашке .охлаждения ниже температуры кипения и равна средней температуре J (ЖИДКОСТИ в радиаторах. Парожидкостнав смесь из теплоизолированной трубки, попадая в горизонтальный участок верхней трубки, конденсируется. Возникающая термо-эдс электровыводы подается на нагрузку. При помоши системы вентилей производится подключение радиаторов, установленных в обогреваемых помещениях. Формула изобретения Термоэлектрический генератор, содержрший термоэлектрический модуль, горелочное устройство и систему теплосброса в виДе рубашки охлаждения и радиаторрв, отличающийся тем,, что, с целью увеличения КПД, внутри рубашки охлаждения установлен турбулизатор.