ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Заявляемое техническое решение относится к области автономного электрического питания систем газовой автоматики, в частности, к системам, связанным с безопасностью работы газового оборудования. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является термоэлектрический преобразователь типа Q 313, выпускаемый фирмой HONEYWELL  1, 2, изготовленный из металлических термоэлектрических материалов разного химического состава. Отдельные ветви термоэлементов в термоэлектрическом преобразователе соединены с помопц ю сварки и образуют батарею термопар. Величина термоЭДС батареи зависит от числа термоэлементов, соединенных последовательно, и разниць температур, создаваемой в переходных областях нагревателем и холодильником. Батарея термопар в свернутом виде размещена в цилиндрическом металлическом корпусе таким образом, что горячие спаи термопар расположены на одном конце корпуса, а холодные спаи термоп на другом конце корпуса. На корпус надевается цилиндрический металлический кожух, в котором размещено изолированное соединение двух выводных концов термобатареи с медными проводами, оканчивающихся клеммами. Термобатарея свернута таким образом, что один выводной конец ее находится в центре и вокруг него по спирали закручены остальные термоэлементы, которые изолированы между Н OIL 35/28, Н OIL 35/32
собой и корпусом термоэлектрического преобразователя с помощью термостойкого диэлектрического покрытия.
Недостатками такой конструкции являются:
1.Низкие динамические характеристики, а именно: недостаточно высокая скорость набора термоЭДС при нагреве и недостаточно высокая скорость снижения термоЭДС при остывании.
Обусловлено это тем, что с тешюизлучающей поверхностью цилиндрического корпуса непосредственно контактирует только часть термобатареи, свернутой в виде сшфали. Другая часть термобатареи, свернутая относительно одного выводного конца, находящегося в центре, контактирует только между собой. Поэтому теплоперенос из этой центральной части термоэлектрического преобразователя затруднен, что и объясняет причршу вышеуказанного недостатка.
2.Низкая надежность при эксплуатации, обусловленная тем, что плотно свернутые термоэлементы батареи в виде спирали расположены таким образом, что возможно электрическое замыкание сразу нескольких термоэлементов между собой и находящихся на различных участках термобатареи. В результате происходит резкое падение термоЭДС и отключение систем газовой автоматики.
Указанная цель достигается тем, что конструкция термоэлектрического преобразователя представляет собой плоский металлический прямоугольный корпус 1 , в котором размещена в одной плоскости батарея металлических термопар 2 таким образом, что каждый термоэлемент батареи находится в контакте только с последующим и все термоэлементы батареи контактируют с корпусом (фиг. 1). На корпус надевается плоский металлический кожух 3, в котором размещено изолированное соединение двух выводных концов батареи термопар с медными проводами 4, оканчивающихся клеммами 5. Термоэлементы соединены в батарею с помощью сварки и изолированы между собой и корпусом термоэлектрического преобразователя с помощью термостойкого диэлектрического покрытия.
Термоэлектрический преобразователь работает следующим образом.
На одном конце корпуса термоэлектрического преобразователя находятся горячие спаи термопар. Пламя газовой горелки непосредственно воздействует на корпус термоэлектрического преобразователя и разогревает его (фиг. 1). На другом конце термоэлектрического преобразователя находятся холодные спаи термопар. В результате на выводных концах батареи термопар возникает термоЭДС, величина которой зависит от количества термопар, соединенных последовательно в батарею и размещенных в корпусе, от материалов термоэлементов, от разницы температур, возникающей между горячими и холодными спаями термопар.
В заявленном техническом решении улучшение динамических характеристик термоэлектрического преобразователя достигается за счет увеличения площади теплового излучения, обусловленного конструкцией термоэлектрического преобразователя, когда каждый термоэлемент контактирует с излучающей поверхностью корпуса 1.
На фиг. 2 кривая 1 соответствует изменению термоЭДС при нагреве и охлаждении термоэлектрического преобразователя Q 313, кривая 2 соответствует изменению термоЭДС при нагреве и охлаждении заявляемого технического решения.
Из представленных данных видно, что скорость изменения термо ЭДС при нагреве и остыванрш у заявляемого решения больше, чем у прототипа Q313.
Повышение надежности при эксплуатации заявляемого технического решения по сравнению с прототипом обусловлено конструкцией данного решения и достигается за счет размещения термобатареи таким образом, что каждый термоэлемент батареи находится в контакте только с последуюпщм, что исключает возможность электрического замыкания термоэлементов, находящихся в различных местах батареи термопар, в результате которого может происходить отключение больших з астков батареи термопар.
Использование настоящего технического решения позволяет обеспечить качественное управление системами газовой автоматики за счет обеспечения
времени включения и выключения, не превышающего 60 с. и за счет увеличения времени безотказной работы до 10000 часов. Источник:
1.Руководство по монтажу и эксплуатации газовых котлов серии «2А (фирма Bumham).
2.Информационные листы фирмы Honeywell «Пилотные приспособления для средств регулирования газовых горелок.
Солотов В. А.
Юрьев Е.П. Лимаренко А. А.
Жилин Е.Н.