锅炉、锅炉的热交换器和锅炉的门制造技术

一种用于锅炉的门(40)，包括热电转换器(405)，用于使用塞贝克效应将由至少一个燃烧器产生的热能转换为电能，以及由转换器供给锅炉的电气系统的电能的输出口(410)，热电能转换器定位接触于：首先，门的第一导电元件(415)，该元件指向锅炉燃烧室(420)的燃烧产物，形成转换器的热源；以及其次，第二导电元件(425)，其朝向锅炉的传热流体取向，形成转换器的冷源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锅炉、锅炉的热交换器和锅炉的门
本专利技术涉及一种锅炉、该锅炉的门以及该锅炉的热交换器，尤其涉及一种适用于锅炉自给供电的独栋房屋和集体住宅。
技术介绍
在独栋房屋或集体住宅的加热回路或家用热水(缩写为DHW)的个别热水生产领域，目前有三项需求尚未完全达标。第一个需求的出现是由于大多数当前的单独加热系统(不包括泵、风扇和阀门)具有“智能”的电子功能，例如用于监控、控制、调节和安全。这些供热系统需要电网供电，在这种电力不可用时，基本的智能功能进入睡眠模式，特别是出于安全考虑而关闭锅炉，这是使用中的主要缺点。第二个需求的出现是由于当住宅电力被切断时，会影响到其他关键设备：特别是冰箱、冷柜和通讯系统，这种停止也是使用中的主要缺点。第三个需求的出现是来自于当前环境，当前环境鼓励制造商开发天然气燃料设备，使得在水网中产生热量的同时，并为独栋房屋和集体住宅供电。目前还没有能同时满足所有三个需求的令人满意的方法。也有一些其它的公知的系统：具有并入冷水回路中的发电机的大型供热系统，发电机不需要连接到电网中就可以提供设备所需求的电力；或者自然循环加热系统，其中在热发生器中加热的传热液体较轻，上升到位于装置的上部的交换器，并将其热量释放到环境的空气中，冷却的传热流体自然地向装置的底部下沉，再次被发电机加热并且不用循环泵而连续地开始循环。这两种类型的系统的大小对于独栋房屋或集体住宅来说太大。此外，这些系统需要特殊的配件，从而只能在特殊的、高度限制条件下工作(大直径管道、存在斜率、功率小、发射器数量少、产量低)。例如，这种类型的装置需要大的安装区域，因此将其应用于现有住房是不可能的。热电系统使得可以从内燃机输出的燃烧产物产生电力也是公知的。现有锅炉输出的燃烧产物几乎不包含能量，并且在接近环境温度的温度时，与住宅中另一种可用流体(加热回路水、环境空气)的任何热传递效率低下。热电联产系统也是公知的，但是目前市场上的系统的缺点是复杂，并且会产生高额的资本和维护费用。此外，对于这些家用电器，有一个给定的匹配所产生的电力的热功率，热功率即使在住宅中不需要它也必须消耗掉。因此，可以看出，没有一个简单的解决方案可以满足上述所有需求。从专利申请US2014/230869已知的系统，在这些系统中，燃烧器将燃烧产物朝向燃烧室的壁部送出。为了以电能的形式回收部分热量，热电转换器设置于燃烧室的外壁处，且在燃烧产物和传热流体之间的界面处。如果要回收燃烧器燃烧产物的能量，装配有热电转换器的燃烧室的长度必须很大。但是目前的小型锅炉的尺寸对于交换器施加一个短的长度，在这种情况下，对于在文献US2014/230869中描述的系统而言，其产量低，这使得它们不可能被商业利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述全部或者部分缺陷。有鉴于此，根据第一方面，本专利技术提供一种电力自给式锅炉，其包括装配有至少一个燃烧器的燃烧室和布置成确保锅炉运行的电气系统，其包括：通过塞贝克效应将由至少一个燃烧器产生的热能转换为电能的热电转换器；以及由转换器供应到锅炉的电气系统的电力的出口。由于这些规定，由锅炉燃烧器产生的一部分热能由热电转换器提供，作为电力提供锅炉的电力供应。这样，即使在没有外部电源的情况下，锅炉也能运行，只要有天然气供应于锅炉的燃烧器即可。另外，锅炉的热电联产只需要简单的安装，没有移动部件或特殊流体，从而可以从高可靠性和低维护成本中获益。根据第二方面，本专利技术提供了一种作为本专利技术主题的锅炉的门，该门包括使用塞贝克效应将由至少一个燃烧器产生的热能转换为电能的热电转换器，以及由转换器供应的电能到锅炉的电气系统输出口，所述热电能源转换器被定位接触于：首先，门的第一导电元件，该元件指向锅炉燃烧室的燃烧产物，形成转换器的热源；以及其次，第二导电元件，该元件朝向锅炉的传热流体，形成转换器的冷源。由于作为本专利技术主题的门的具体特征、优点和目的与作为本专利技术主题的锅炉的特征相同，在此不再重复。在一些实施例中，作为本专利技术主题的门包括通过来自锅炉的冷凝器的传热流体的循环来冷却第二导电元件的回路。这些实施例使得冷却第二元件以增加热电转换器的产量成为可能。在一些实施例中，作为本专利技术主题的门包括被配置为围绕门的开口的中空结构，将该转换器定位成接触于：首先，结构的第一导电部分，其指向锅炉燃烧室的燃烧产物，形成转换器的热源；以及其次，结构的第二导电部分，其指向锅炉的传热流体，形成转换器的冷源。这些实施例使得分开制造中空结构和门的其余部分成为可能。在一些实施例中，作为本专利技术主题的门包括用于存储由转换器提供的为锅炉的电气系统供电的电能的装置。这些实施例使得存储由转换器供应的电能供以后使用，特别是打开最初关闭的锅炉成为可能。在一些实施例中，作为本专利技术主题的门包括用于由转换器供应的用于向锅炉外部的装置供电的电能的出口。这些实施例使得向例如冰箱、通信系统或冷冻机供电成为可能。在一些实施例中，由热电转换器供电的变压器为热水器供电。这些实施例使得可以加热从锅炉的冷凝器出来的水。进入锅炉的水必须始终先供应冷凝器以免降低锅炉的整体产量，这些实施例使得特别是回收所产生的多余能量成为可能。在一些实施例中，作为本专利技术主题的锅炉包括：-垂直定向的多个平行燃烧器，其位于燃烧室内；以及-热交换器，包括：-对于每个燃烧器，位于燃烧器的燃烧产物的排放轴线的对面的垂直烟道；-对于每个烟道，用于循环与烟道壁相接触的传热流体的至少一个垂直管道；以及-在至少一个烟道和至少一个管道之间，使用塞贝克效应将通过烟道的热能转换成电能的热电转换器，每个烟道和每个管道位于燃烧室内。这些实施例由于每个转换器在燃烧室内部的位置使得可以生成将热能转换为电能的高转换率的小型锅炉。根据第三方面，本专利技术提供了一种用于形成作为本专利技术主题的锅炉的热交换器，其包括：-多个垂直烟道，与多个燃烧器产生的燃烧产物的排放轴线相对定位；-对于每个烟道，用于循环与烟道壁相接触的传热流体的垂直导管；以及在至少一个烟道和与其接触的至少一个管道之间，具有使用塞贝克效应将通过烟道的热能转换为电能的热电转换器。作为本专利技术主题的热交换器的具体特征、优点和目的与本专利技术主题的锅炉类似，这里不再重复。在一些实施例中，作为本专利技术主题的交换器包括用于在每个烟道输出口处冷凝燃烧产物的装置。这些实施例使得可以提供冷凝器/热交换器的功能，所述热交换器优选地位于用于来自锅炉燃烧器的燃烧产物的出口附近。在一些实施例中，至少两个热电转换器的至少一个结构特征随着所述转换器的定位而变化。这些实施例使得当定位交换器时，可以调整每个转换器至高温和低温对，以便优化能量转换。附图说明从本专利技术主题的锅炉、热交换器和门的至少一个特定实施例的以下的非限制性描述使本专利技术的其它优点、目的和特征将变得显而易见，将包括在附录中的参考附图中，其中：图1示意性地在横截面中表示作为本专利技术主题的锅炉的特定实施例；图2示意性地在横截面中表示作为本专利技术主题的门的特定实施例；图3示意性地在横截面中表示作为本专利技术主题的门的特定实施例；图4示意性地在横截面中表示作为本专利技术主题的门的特定实施例；图5以示意和透视的方式表示作为本专利技术主题的门的特定实施例；图6示意性地在沿着第一轴线的横截面表示本专利技术主题的热交换器的特定实施例；图7示意性地在沿着第二轴线的横截面表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力自给式锅炉(10，20)，包括装配有至少一个燃烧器的燃烧室和布置成确保锅炉运行的电气系统，其特征在于，包括：‑使用塞贝克效应将由至少一个燃烧器产生的热能转换为电能的热电转换器(105，205)；以及‑用于由转换器向所述锅炉的所述电气系统(115，215)提供能量的出口(110，210)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.23 FR 15523901.一种电力自给式锅炉(10，20)，包括装配有至少一个燃烧器的燃烧室和布置成确保锅炉运行的电气系统，其特征在于，包括：-使用塞贝克效应将由至少一个燃烧器产生的热能转换为电能的热电转换器(105，205)；以及-用于由转换器向所述锅炉的所述电气系统(115，215)提供能量的出口(110，210)。2.根据权利要求1所述锅炉(10，20)的门(40)，所述门包括所述热电转换器(405)和用于由转换器供应到所述锅炉的电气系统的电能的出口(410)，所述热电转换器(405)使用塞贝克效应将由至少一个燃烧器产生的热能转换为电能，所述热电能转换器定位接触于：-首先，门的第一导电元件(415)，该元件指向锅炉燃烧室(420)的燃烧产物，形成所述转换器的热源；以及-其次，第二导电元件(425)，朝向所述锅炉的传热流体取向，形成所述转换器的冷源。3.根据权利要求2所述的门(40)，其特征在于，其包括通过循环来自所述锅炉的冷凝器的传热流体来冷却所述第二导电元件(425)的回路(515)。4.根据权利要求2或3中任一项所述的门(1000)，其特征在于，包括配置为围绕所述门的开口(1020)的中空结构(1015)，所述转换器(1005)定位成接触于：-首先，结构的第一导电部分，所述结构的第一导电部分指向所述锅炉燃烧室的燃烧产物，形成所述转换器的热源；以及-其次，结构的第二导电部分，所述结构的第二导电部分指向所述锅炉的传热流体，形成所述转换器的冷源。5.根据权利要求2或4任一项所述的门(40)，其特征在于，所述门(40)包括由转...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·加勒托，R·瑞莱德，V·F·加万，
申请(专利权)人：前苏伊士环能集团，
类型：发明
国别省市：法国,FR