RU2646276C1

RU2646276C1 - Gas heating boiler

Info

Publication number: RU2646276C1
Application number: RU2017109802A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Андрей Сергеевич Самойлов; Алексей Сергеевич Францов; Денис Владимирович Лысенко; Алексей Дмитриевич Зиборов; Владислав Олегович Гапеев
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-03-02

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to a heating gas boiler. Heating gas boiler for the needs of heating and hot water supply in residential areas consists of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a branch pipe for the exit of combustion products through the outer wall of the room. Boiler is equipped with a thermoelectric generator, made in the form of a housing with a passageway for combustion products and a set of differential thermocouples, the "hot" ends of the set of differential thermocouples of the thermoelectric generator are located in the passageway for combustion products, and the "cold" ends thereof are fixed on the outer surface of the thermoelectric generator body away from the passageway for the combustion products, in addition, the inlet of the passageway for the combustion products of the thermoelectric generator body is connected to the flange of the partial combustion products outlet, and the output is connected to the ejector mixing chamber, while the "hot" ends of the differential thermocouple kit and the inner surface of the passageway for the combustion products on which they are located are covered with a dielectric of tantalum oxide in the form of a nanosimilent glass film.

EFFECT: invention is aimed at maintaining the effective operation of the boiler during long-term operation while maintaining the normalized thermoEMF values and the corrosion resistance of the thermoelectric generator body.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к бытовой топливоиспользующей аппаратуре и может быть использовано в газовых проточных и емкостных водоподогревателях, отопительных аппаратах для нужд отопления, водоснабжения квартир в жилых домах и помещениях производственного назначения.The invention relates to household fuel-powered equipment and can be used in gas flow and capacitive water heaters, heating devices for heating needs, water supply of apartments in residential buildings and industrial premises.

Известен котел отопительный газовый (см. патент РФ №2344350, МПК F 24 Н 1/00, F23J 15/02, опубл. 2009, Бюл. №2), состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами, боковыми стенками, которые с установленными в нем секционными перегородками выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядкеKnown heating gas boiler (see RF patent No. 2344350, IPC F 24 H 1/00, F23J 15/02, publ. 2009, Bull. No. 2), consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a firebox with a burner, a heat exchanger and a pipe for the exit of combustion products through the outer wall of the room, mounted vertically and containing a cone-shaped nozzle with curved planes and guiding and twisting ribs, a cartridge with an adsorbing substance, tightly installed in the pipe of the exit of products of combustion between the casing directly a cabinet with thermal protection and an inner surface of the outer wall of the room, while the cassette includes a vertical case with upper and lower collectors, side walls, which are mounted in it with sectional partitions made zigzag and form in each section diffusers and confusers located relative to adjacent sections in staggered

Недостатком являются энергозатраты, обусловленные необходимостью дополнительного использования электрической энергии, особенно в тёмное время суток, для дежурного освещения помещения, где расположен находящийся в рабочем положении котел отопительный газовый, и/или на питание электроэнергией оборудования и автоматики для его обслуживания.The disadvantage is energy costs, due to the need for additional use of electric energy, especially in the dark, for emergency lighting of the room where the heating gas boiler is located in the working position, and / or to supply electricity to equipment and automation for its maintenance.

Известен котел отопительный газовый (см. патент РФ №2482399, МПК F24Н 1/00, опубл. 20.05.2013, Бюл. №14), состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами, боковыми стенками, которые с установленными в нем секционными перегородками выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, при этом патрубок выхода продуктов сгорания включает эжектор, установленный по ходу движения продуктов сгорания, и фланец частичного отвода процессов сгорания, который соединён с термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с проходным каналом для продуктов сгорания и комплектом дифференциальных термопар, при этом «горячие» концы комплекта дифференциальных термопар термоэлектрического генератора расположены в проходном канале для продуктов сгорания, а «холодные» их концы укреплены на внешней поверхности корпуса термоэлектрического генератора вдали от проходного канала для продуктов сгорания, кроме того, вход проходного канала для продуктов сгорания корпуса термоэлектрического генератора соединён с фланцем частичного отвода продуктов сгорания, а выход соединён с камерой смешивания эжектора.Known heating gas boiler (see RF patent No. 2482399, IPC F24H 1/00, publ. 05.20.2013, Bull. No. 14), consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a pipe the exit of combustion products through the outer wall of the room, installed vertically and containing a cone-shaped nozzle with curved planes and guiding and twisting ribs, a cartridge with absorbent material, tightly installed in the outlet of the exit of combustion products between the casing cabinet with thermal protection and the inner surface of the outer wall of the room, while the cassette includes a vertical housing with upper and lower collectors, side walls, which are installed in it with sectional partitions made zigzag and form in each section diffusers and confusers located relative to adjacent sections in staggered, with the outlet pipe of the combustion products includes an ejector installed in the direction of movement of the combustion products, and the flange of the partial exhaust of combustion processes, which is connected to a thermoelectric generator made in the form of a housing with a passageway for combustion products and a set of differential thermocouples, while the “hot” ends of the set of differential thermocouples of a thermoelectric generator are located in the passageway for combustion products, and the “cold” ends are mounted on the outer surface thermoelectric generator housing far from the passage channel for combustion products, in addition, the entrance of the passage channel for combustion products of the thermoelectric case The generator is connected to the flange of the partial exhaust of combustion products, and the output is connected to the mixing chamber of the ejector.

Недостатком является снижение эффективности работы, обусловленное падением термоЭДС термоэлектрического генератора из-за рассеивания электрического потенциала «горячих» концов комплекта дифференциальных термопар по длине проходного канала для продуктов сгорания вследствие налипания мелкодисперсных конденсирующихся частиц влаги, находящихся в продуктах сгорания природного газа и выпадающих из него по мере охлаждения. Кроме того, наливающие загрязнения на внутреннюю поверхность проходного канала для продуктов сгорания уменьшают его проходное сечение, что способствует возрастанию аэродинамического сопротивления термоэлектрического генератора и как следствие ухудшению процесса сгорания в топке с горелкой, сокращая теплоотдающую способность котла в целом.The disadvantage is a decrease in operating efficiency due to a drop in the thermoelectric power of the thermoelectric generator due to the dissipation of the electric potential of the “hot” ends of the set of differential thermocouples along the length of the passage for combustion products due to the sticking of fine condensed moisture particles in the natural gas combustion products and falling out of it as cooling. In addition, pouring contaminants onto the inner surface of the passage channel for combustion products reduces its cross section, which contributes to an increase in the aerodynamic resistance of the thermoelectric generator and, as a result, to a deterioration of the combustion process in the furnace with the burner, reducing the heat transfer capacity of the boiler as a whole.

Технической задачей предлагаемого изобретения является поддержание эффективной работы котла на весь отопительный период за счёт обеспечения нормированного значения термоЭДС в результате устранения рассеивания электрического потенциала «горячих» концов комплекта дифференциальных термопар по длине проходного канала для продуктов сгорания путём покрытия его внутренней поверхности и «горячих» концов комплекта дифференциальных термопар диэлектриком из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной плёнки.The technical task of the invention is to maintain the efficient operation of the boiler for the entire heating period by providing a normalized thermoelectric power by eliminating the dissipation of the electric potential of the “hot” ends of the set of differential thermocouples along the length of the passage for combustion products by coating its inner surface and “hot” ends of the set differential thermocouples by a tantalum oxide dielectric in the form of a nano-like glassy film.

Технический результат достигается тем, что котёл отопительный газовый, состоящий из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный вертикально и содержащий конусообразный насадок с криволинейными плоскостями и направляющими и закручивающими ребрами, кассету с адсорбирующим веществом, герметично установленную в патрубке выхода продуктов сгорания между кожухом прямоугольного шкафа с тепловой защитой и внутренней поверхностью внешней стенки помещения, при этом кассета включает вертикальный корпус с верхним и нижним коллекторами, боковыми стенками, которые с установленными в нем секционными перегородками выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, при этом патрубок выхода продуктов сгорания включает эжектор, установленный по ходу движения продуктов сгорания, и фланец частичного отвода процессов сгорания, который соединён с термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с проходным каналом для продуктов сгорания и комплектом дифференциальных термопар, при этом «горячие» концы комплекта дифференциальных термопар термоэлектрического генератора расположены в проходном канале для продуктов сгорания, а «холодные» их концы укреплены на внешней поверхности корпуса термоэлектрического генератора вдали от проходного канала для продуктов сгорания, кроме того, вход проходного канала для продуктов сгорания корпуса термоэлектрического генератора соединён с фланцем частичного отвода продуктов сгорания, а выход соединён с камерой смешивания эжектора, отличающийся тем, что «горячие» концы комплекта дифференциальных термопар и внутренняя поверхность проходного канала для продуктов сгорания, на которой они расположены, покрыты диэлектриком из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной пленки. The technical result is achieved by the fact that the gas heating boiler, consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a pipe for the exit of combustion products through the external wall of the room, installed vertically and containing a cone-shaped nozzle with curved planes and guides and twisting ribs, a cartridge with an adsorbing substance, hermetically installed in the outlet of the combustion products between the casing of a rectangular cabinet with heat protection and the inner surface of the outer wall of the room, while the cassette includes a vertical housing with upper and lower collectors, side walls, which are installed in it with sectional partitions made zigzag and form in each section diffusers and confusers, located relative to neighboring sections in a checkerboard pattern, while the outlet pipe of the combustion products includes an ejector installed in the direction of movement of the combustion products, and a flange of the partial exhaust of combustion processes, which is connected with a thermoelectric generator made in the form of a housing with a passageway for combustion products and a set of differential thermocouples, while the “hot” ends of a set of differential thermocouples of a thermoelectric generator are located in a passageway for combustion products, and their “cold” ends are mounted on the outer surface of the thermoelectric housing generator away from the passage channel for the products of combustion, in addition, the entrance of the passage channel for the products of combustion of the housing of the thermoelectric generator connected to the flange of the partial removal of combustion products, and the output is connected to the mixing chamber of the ejector, characterized in that the "hot" ends of the set of differential thermocouples and the inner surface of the passageway for the combustion products on which they are located, are coated with a tantalum oxide in the form of a nano-like glassy films.

На фиг. 1 изображен котел отопительный газовый; на фиг. 2 - патрубок выхода продуктов сгорания с конусообразной насадкой, кассетой, заполненной адсорбирующим веществом; эжектором и термоэлектрическим генератором; на фиг.З - корпус кассеты с боковыми стенками и зигзагообразными перегородками, на фиг.4 - разрез проходного канала для продуктов сгорания, внутренняя поверхность которого покрыта диэлектриком из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной плёнки.In FIG. 1 shows a gas heating boiler; in FIG. 2 - pipe outlet of combustion products with a cone-shaped nozzle, a cartridge filled with an absorbent substance; ejector and thermoelectric generator; in Fig.3 - cassette case with side walls and zigzag partitions, Fig.4 is a section through the passage for combustion products, the inner surface of which is coated with a tantalum oxide dielectric in the form of a nano-like glassy film.

Котел отопительный газовый состоит из прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией и кожухом, внутри которого расположены топка 2 с горелкой 3, теплообменник 4 и патрубок выхода продуктов сгорания 5. Между внутренней поверхностью внешней стенки и внутренней стенкой 6 жилого помещения и кожухом прямоугольного шкафа 1 с тепловой изоляцией в патрубке выхода продуктов сгорания 5 герметично установлена кассета 7 с адсорбирующим веществом 8. Патрубок выхода продуктов сгорания 5 снабжен конусообразным насадкой 9 с криволинейными плоскостями 10 и направляющими и закручивающими ребрами 11. Кассета 7 включает вертикальный корпус с верхним 12 и нижним 13 коллекторами и боковые стенки 14 с установленными в них секционными перегородками 15, выполненными зигзагообразными и образующими в каждой секции 16 диффузоры 17 и конфузоры 18, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке. Входные отверстия 19 в каждой секции 16 выполнены пропорционально увеличивающимся сечениям по ходу движения продуктов сгорания по нижнему 13 коллектору корпуса кассеты 7.The gas heating boiler consists of a rectangular cabinet 1 with thermal insulation and a casing, inside of which there is a furnace 2 with a burner 3, a heat exchanger 4 and a pipe for the exit of combustion products 5. Between the inner surface of the outer wall and the inner wall 6 of the living room and the casing of the rectangular cabinet 1 with thermal insulation in the outlet pipe of the combustion products 5 hermetically installed cassette 7 with absorbent material 8. The outlet pipe of the combustion products 5 is equipped with a conical nozzle 9 with curved planes 10 and tapering and twisting ribs 11. The cassette 7 includes a vertical housing with upper 12 and lower 13 collectors and side walls 14 with sectional partitions 15 installed in them, made zigzag and forming diffusers 17 and confusers 18 in each section 16, located relative to adjacent sections in a checkerboard okay. The inlet openings 19 in each section 16 are made in proportion to increasing sections along the course of the combustion products along the lower 13 of the collector of the cassette 7.

Патрубок выхода продуктов сгорания 5 включает эжектор 20, установленный по ходу движения продуктов сгорания, и фланец 21 частичного отвода продуктов сгорания, который соединён с термоэлектрическим генератором 22, выполненным в виде корпуса 23 с проходным каналом 24 для продуктов сгорания и комплектом дифференциальных термопар 25. При этом «горячие» концы 26 комплекта дифференциальных термопар 25 термоэлектрического генератора 22 расположены в проходном канале 24 для продуктов сгорания, а «холодные» их концы 27 укреплены на внешней поверхности 28 корпуса 23 термоэлектрического генератора 22 вдали от проходного канала 24 для продуктов сгорания. Кроме того, вход 29 проходного канала 24 для продуктов сгорания корпуса 23 термоэлектрического генератора 22 соединён с фланцем 21 частичного отвода продуктов сгорания, а выход 30 соединён с камерой 31 смешивания эжектора 20.The outlet pipe of the combustion products 5 includes an ejector 20, installed in the direction of movement of the combustion products, and a flange 21 of the partial exhaust of the combustion products, which is connected to a thermoelectric generator 22, made in the form of a housing 23 with a passageway 24 for combustion products and a set of differential thermocouples 25. this, the "hot" ends 26 of the set of differential thermocouples 25 of the thermoelectric generator 22 are located in the passage channel 24 for combustion products, and their "cold" ends 27 are mounted on the outer surface 28 orpusa thermoelectric generator 22, 23 away from the flow channel 24 for combustion products. In addition, the input 29 of the passage channel 24 for the products of combustion of the housing 23 of the thermoelectric generator 22 is connected to the flange 21 of the partial exhaust of the products of combustion, and the output 30 is connected to the mixing chamber 31 of the ejector 20.

«Горячие» концы 26 комплекта дифференциальных термопар 25 и внутренняя поверхность 32 проходного канала 24 для продуктов сгорания, на которой они расположены, покрыты диэлектриком 33 из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной плёнки.The "hot" ends 26 of the set of differential thermocouples 25 and the inner surface 32 of the passageway 24 for the products of combustion on which they are located are coated with a dielectric 33 of tantalum oxide in the form of a nano-like glassy film.

Котел отопительный газовый работает следующим образом.Gas heating boiler works as follows.

В процессе сжигания природного газа образуется парообразная влага, которая по мере охлаждения продуктов сгорания конденсируется по длине проходного канала 24 для продуктов сгорания корпуса 23термоэлектрического генератора 22 (так при сжигании 1 м³ природного газа образуется около 2 м’ водяных паров см., например, стр. 153 Чепель В.М., Шур И.А. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий. Л.: Недра.- 1969). Образовавшаяся мелкодисперсная сконденсировавшаяся влага на внутренней поверхности 32 проходного канала 24 для продуктов сгорания коагулирует, укрупняется и образует конденсатную плёнку. В связи с тем, что «горячие» концы 26 комплекта дифференциальных термопар 25 расположены на внутренней поверхности 32 проходного канала 24 для продуктов сгорания, то наблюдается рассеивание энергетического потенциала «горячих» концов 26 комплекта дифференциальных термопар 25, так как вода является проводником электрического тока, в результате чего вырабатываемая термоэлектрическим генератором 22 термоЭДС уменьшается, что в конечном итоге снижает эффективность работы котла отопительного газового.During the combustion of natural gas, vaporous moisture is formed, which, as the combustion products cools, condenses along the length of the passage 24 for the products of combustion of the body 23 of the thermoelectric generator 22 (for example, when burning 1 m ^{3 of} natural gas, about 2 m 'of water vapor is generated, see, for example, 153 Chepel V.M., Shur I.A. Burning gases in the furnaces of boilers and furnaces and servicing the gas facilities of enterprises (L .: Nedra, 1969). The resulting fine condensed moisture on the inner surface 32 of the passage 24 for the products of combustion coagulates, coarsens and forms a condensate film. Due to the fact that the "hot" ends 26 of the set of differential thermocouples 25 are located on the inner surface 32 of the passage channel 24 for combustion products, then there is a dissipation of the energy potential of the "hot" ends 26 of the set of differential thermocouples 25, since water is a conductor of electric current, as a result, the thermoelectric power generated by the thermoelectric generator 22 decreases, which ultimately reduces the efficiency of the heating gas boiler.

При покрытии «горячих» концов 26 комплекта дифференциальных термопар 25 диэлектриком 33 из оксида тантала рассеивание электрического потенциала не осуществляется (см., например, Химическая энциклопедия. Т4. М.: Советская энциклопедия. 1995. 446 с.).When the "hot" ends of the 26 sets of differential thermocouples 25 are coated with a tantalum oxide dielectric 33, the electric potential is not dissipated (see, for example, Chemical Encyclopedia. T4. M .: Soviet Encyclopedia. 1995. 446 p.).

Выполнение покрытия «горячих» концов 26 комплекта дифференциальных термопар 25 и внутренней поверхности 32 проходного канала 24 для продуктов сгорания, на которой они расположены, диэлектриком 33 из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной пленки способствует тому, что мелкодисперсные сконденсировавшиеся частицы влаги процесса охлаждения продуктов сгорания скользят по диэлектрику 33 без коагуляции и укрупнения (см., например, Литвинова Б.А. Саврук Е.Н. Наноразмерные плёнки оксида тантала, полученного ионно-плазменным методом // Сборник трудов региональной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике» - Томск. ТСХИ НГАУ, вып. 12. 2010. С. 299-301).Coating the “hot” ends 26 of the set of differential thermocouples 25 and the inner surface 32 of the combustion gas passage 24 on which they are located with a tantalum oxide dielectric 33 in the form of a nano-like glassy film helps the finely dispersed condensed moisture particles of the cooling process of the combustion products to slip on dielectric 33 without coagulation and enlargement (see, for example, Litvinova B.A. Savruk E.N. Nanoscale films of tantalum oxide obtained by the ion-plasma method // Failure Nick works of regional scientific-practical conference "Modern problems and achievements of agricultural science in animal husbandry, crop production, and economy" - Tomsk TSKHI NGAU, No. 12. 2010. P. 299-301)...

В результате наряду с предотвращением рассеивания электрического потенциала по длине проходного канала 24 для продуктов сгорания при защитном действии диэлектрика 33 из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной плёнки устраняется и коррозийное разрушение материала корпуса 23 термоэлектрического генератора 22 в связи с тем, что мелкодисперсные сконденсировавшиеся частицы влаги смещаются движущимся потоком природного газа от входа 29 до выхода 30 проходного канала 24 без образования «пятна» жидкости с коррозийными последствиями.As a result, along with the prevention of the dissipation of the electric potential along the length of the passageway 24 for the combustion products under the protective action of the dielectric 33 of tantalum oxide in the form of a nanosimilar glassy film, the corrosion damage to the material of the housing 23 of the thermoelectric generator 22 is also eliminated due to the fact that finely dispersed condensed moisture particles are displaced a moving stream of natural gas from the inlet 29 to the outlet 30 of the passage channel 24 without the formation of a “spot” of liquid with corrosive consequences.

Из газовой сети природный газ низкого давления через систему автоматизации по газопроводу (на фиг. не показано) поступает в топку 2 к горелке 3, где воспламеняется. Образовавшиеся продукты сгорания проходят через теплообменник 4, где осуществляется нагрев воды, и далее поступают в патрубок выхода продуктов сгорания 5, где разделяются на два потока. Один поток температурой около 100°С через фланец 21 частичного отвода продуктов сгорания поступает на вход 29 проходного канала 24 для продуктов сгорания корпуса 23 термоэлектрического генератора 22 и контактирует с «горячими» концами 26 комплекта дифференциальных термопар 25.Natural gas of low pressure from the gas network through the automation system through the gas pipeline (not shown in Fig.) Enters the furnace 2 to the burner 3, where it is ignited. The resulting combustion products pass through a heat exchanger 4, where the water is heated, and then enter the outlet pipe of the combustion products 5, where they are divided into two streams. One stream with a temperature of about 100 ° C through the flange 21 of the partial removal of combustion products enters the input 29 of the passage channel 24 for the products of combustion of the housing 23 of the thermoelectric generator 22 and is in contact with the "hot" ends 26 of the set of differential thermocouples 25.

В связи с тем, что «холодные» концы 27 комплекта дифференциальных термопар 25 укреплены на внешней поверхности 28 корпуса 23 термоэлектрического генератора 22 вдали от проходного канала 24 для продуктов сгорания и, соответственно, контактируют с воздухом помещения (для кухни +16° С в соответствии со СНиП 2.01.01-92 Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1993. 82 с.), то между«холодными и «горячими» концами термоэлектрического генератора 22 возникает термоЭДС. При выполнении комплекта дифференциальных термопар 25 из хромель-копеля термоЭДС. может достигать 6,0 мВ (см., например, Иванова Т.М. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984. 230 с.).Due to the fact that the "cold" ends 27 of the set of differential thermocouples 25 are mounted on the outer surface 28 of the housing 23 of the thermoelectric generator 22 far from the passage channel 24 for combustion products and, accordingly, are in contact with the room air (for the kitchen + 16 ° C in accordance with SNiP 2.01.01-92 Construction climatology and geophysics. M .: Stroyizdat, 1993. 82 pp.), then between the "cold and" hot "ends of the thermoelectric generator 22 there is a thermopower. When performing a set of differential thermocouples 25 of chromel-copel thermoEMF. can reach 6.0 mV (see, for example, Ivanova TM. Thermotechnical measurements and instruments. M: Energoatomizdat, 1984. 230 p.).

Следовательно, использование температурного потенциала продуктов сгорания, перемещающихся в проходном канале 24 корпуса 23, обеспечивает напряжение на выходе из термоэлектрического генератора 22 в пределах 12-36 В (см., например, Технические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник / под. общ. ред. В.М. Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1980. 560 с.), что вполне достаточно для осуществления как дежурного освещения в тёмное время суток помещения, где расположены котёл отопительный газовый, так и/или для питания системы автоматизации и его контроля, т.е. устраняется необходимость использования электрической энергии от постороннего источника для этих целей. В результате уменьшаются энергозатраты при эксплуатации котла отопительного газового.Therefore, the use of the temperature potential of the combustion products moving in the passage channel 24 of the housing 23 provides a voltage at the output of the thermoelectric generator 22 within 12-36 V (see, for example, Technical fundamentals of heat engineering. Thermotechnical experiment. Handbook / ed. V.M. Zorina, Moscow: Energoatomizdat, 1980. 560 pp.), Which is quite enough to provide emergency lighting in the dark of the day of the room where the heating gas boiler is located, and / or to power the automation system and of control, ie, eliminates the need to use electrical energy from an external source for these purposes. As a result, energy consumption is reduced during operation of a heating gas boiler.

Второй поток продуктов сгорания перемещается по патрубку выхода продуктов сгорания 5, поступает в эжектор 20 и, проходя камеру смешивания 31, эжектирует продукты сгорания из выхода 30 проходного канала 24 корпуса 23 термоэлектрического генератора 22 и смешанный поток следует в нижний коллектор 13, где равномерно распределяется по секциям 16. Секции 16 состоят из диффузоров 17 и конфузоров 18, расположенных относительно друг друга в шахматном порядке. Равномерность эпюры скоростей при распределении потока продуктов сгорания в нижнем 13 коллекторе осуществляется за счет пропорционально увеличивающихся сечений входных отверстий 19 индивидуально для каждой секции 16.The second stream of combustion products moves along the pipe of the output of the products of combustion 5, enters the ejector 20 and, passing the mixing chamber 31, ejects the products of combustion from the output 30 of the passage channel 24 of the housing 23 of the thermoelectric generator 22 and the mixed stream flows to the lower manifold 13, where it is evenly distributed over sections 16. Sections 16 consist of diffusers 17 and confusers 18, staggered relative to each other. The uniformity of the velocity plot during the distribution of the flow of combustion products in the lower manifold 13 is due to proportionally increasing sections of the inlet openings 19 individually for each section 16.

Движущийся в корпусе кассеты 7 поток продуктов сгорания, проходя последовательно участки диффузоров 17 и конфузоров 18, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению интенсивности тепломассообмена процесса адсорбционной очистки газа (см., например, Бакластов А.М. и др. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. М.: Энергоиздат, 1986. 328 с.), а также к перераспределению в секциях 16 давления движущегося потока продуктов сгорания. Это выравнивает аэродинамическое сопротивление в секциях 16 по высоте от нижнего коллектора 13 до верхнего коллектора 12, что и обеспечивает эффективную адсорбционную очистку, а это в конечном итоге улучшает экологическую обстановку в зоне конусообразной насадки 9.The flow of combustion products moving in the cassette 7 body, passing successively sections of diffusers 17 and confusers 18, continuously changes its speed, which leads to turbulence of the flow and an increase in the heat and mass transfer rate of the gas adsorption purification process (see, for example, A. Baklastov et al. Industrial Heat and Mass Transfer Processes and Installations, Moscow: Energoizdat, 1986. 328 pp.), As well as the redistribution in sections 16 of the pressure of the moving flow of combustion products. This aligns the aerodynamic drag in sections 16 in height from the lower manifold 13 to the upper manifold 12, which ensures effective adsorption cleaning, and this ultimately improves the environmental situation in the area of the conical nozzle 9.

Далее из верхнего коллектора 12 кассеты 7 очищенные продукты сгорания поступают в конусообразную насаду 9. Воздушный поток атмосферного воздуха, окружающий вертикально установленную конусообразную насаду 9 со стороны внешней стенки 6, обтекает криволинейные поверхности плоскости 10, а также направляющие и закручивающие ребра 11, закручивается, создавая эжекционный эффект за счет увеличения скорости воздуха в потоке между криволинейной поверхностью плоскости 10 и внешней поверхностью патрубка выхода продуктов сгорания 9.Further, from the upper collector 12 of the cassette 7, the cleaned combustion products enter a cone-shaped nozzle 9. The air stream of atmospheric air surrounding the vertically mounted cone-shaped nozzle 9 from the side of the outer wall 6 flows around the curved surfaces of the plane 10, as well as the guide and twisting ribs 11, twists, creating the ejection effect due to an increase in the air velocity in the flow between the curved surface of the plane 10 and the outer surface of the outlet pipe of the combustion products 9.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что покрытие «горячих» концов комплекта дифференциальных термопар и внутренней поверхности проходного канала для продуктов сгорания, на которой они расположены, диэлектриком из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной плёнки обеспечивает поддержание эффективной работы котла отопительного газового при длительной эксплуатации с сохранением нормированных значений термоЭДС и коррозийной стойкости корпуса термоэлектрического генератора.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the coating of the “hot” ends of the set of differential thermocouples and the inner surface of the passageway for the products of combustion on which they are located with a tantalum oxide dielectric in the form of a nanosimilar glassy film ensures the maintenance of the efficient operation of a heating gas boiler for long-term operation while maintaining the normalized values of thermoelectric power and corrosion resistance of the thermoelectric generator housing.

Claims

Gas heating boiler, consisting of a rectangular cabinet with thermal protection and a casing, inside which there is a furnace with a burner, a heat exchanger and a pipe for the exit of combustion products through the external wall of the room, mounted vertically and containing a cone-shaped nozzle with curved planes and guiding and twisting ribs, a cartridge with an adsorbing a substance hermetically installed in the outlet pipe of the combustion products between the casing of the rectangular cabinet with thermal protection and the inner surface outside walls of the room, while the cassette includes a vertical housing with upper and lower collectors, side walls, which are installed in it with sectional partitions made zigzag and form in each section diffusers and confusers, staggered relative to neighboring sections, while the outlet pipe products of combustion includes an ejector installed along the course of the combustion products, and a flange of a partial exhaust of combustion products, which is connected to a thermoelectric generator, in the form of a case with a passageway for combustion products and a set of differential thermocouples, while the “hot” ends of the set of differential thermocouples of the thermoelectric generator are located in the passageway for combustion products, and the “cold” ends are mounted on the outer surface of the thermoelectric generator housing far from the passage channel for products of combustion, in addition, the entrance of the passage channel for products of combustion of the housing of the thermoelectric generator is connected to the flange of the partial exhaust duct combustion comrade, and an output connected to the ejector mixing chamber, characterized in that the "hot" end of the assembly of differential thermocouples and the inner surface of the flow channel for combustion products in which they are located, are covered with a dielectric of tantalum oxide as nanopodobnoy glassy film.