Морозильник

 

Использование: в холодильной технике при замораживании воды в емкостях, которые возводятся в районах с низкими отрицательными температурами. Сущность: морозильник содержит камеру для воды в виде усеченного конуса, заключенную в кожух для охлаждающего агента. Под камерой установлена сообщенная с ней переливными патрубками емкость с поршнем, под которым размещено упругое тело, предпочтительно пружина или воздух. При кристаллизации воды в камере 10% ее перетекает в емкость, перемещая поршень в нижнее положение. Этим обеспечивается аккумулирование энергии. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам, в которых производится замораживание воды в емкостях, которые возводятся преимущественно в северных районах, где преобладают низкие отрицательные температуры атмосферного воздуха.

Известен морозильник, содержащий камеру для воды в виде усеченного конуса, заключенную в кожух для охлаждающего агента.

Однако при работе этого устройства давление, возникающее в камере при образовании льда из воды, никак не используется.

Техническая задача, решаемая при реализации данного изобретения, заключается в обеспечении возможности аккумулирования энергии, возникающей при льдообразовании за счет преобразования сил кристаллизации в энергию упругости.

Для решения этой технической задачи морозильник снабжен емкостью с поршнем, взаимодействующим с расположенным под ним упругим телом, при этом емкость установлена под камерой и сообщена с ней переливными патрубками с запорными клапанами. В качестве упругого тела использованы пружина или воздух.

Для удобства извлечения льда, образованного в камере, последняя обращена большим основанием вниз и стенки ее покрыты тонким слоем незамерзающей смазки.

На фиг. 1 схематично изображен морозильник, подготовленный к работе; на фиг 2 - емкость с поршнем, заполненная водой.

Морозильник содержит камеру 1 для воды в виде усеченного конуса, стенки которой наклонены к вертикали под углом 1,5^о, а крышка 2 выполнена слегка выпуклой и в ней установлен клапан 3 для налива воды. Внутренняя поверхность камеры покрыта тонким слоем незамерзающей смазки 4. Камера 1 заключена в кожух 5 для циркуляции охлаждающего агента, предпочтительно морозного атмосферного воздуха, обращена большим основанием вниз и перекрыта съемным поддоном 6, имеющим переливной патрубок 7 с запорным клапаном.

Камера 1 имеет клапан 8 для отвода воды к механизмам, устройство 9 для регулирования давления воды в камере 1.

Морозильник снабжен установленной под камерой 1 емкостью 10 с патрубком 11, в котором размещен поршень 12, взаимодействующий с расположенным под ним упругим телом, например пружиной 13 или воздухом. Емкость 10 сообщена с камерой 1 переливными патрубками 7, 11 с запорными клапанами и предназначена для приема воды 14 из камеры 1 и аккумулирования энергии, возникающей при кристаллизации воды. В стенке емкости 10 имеется патрубок с клапаном 15 для отвода воды и механизмам. В патрубках установлены задвижки 16.

Морозильник работает следующим образом.

Клапаны 8 и 15 закрыты, а патрубки 7 и 11 открыты, камера 1 и емкость 10 сообщены между собой. Через клапан 3 заполняют рабочим телом (водой) весь объем камеры 1. Через кожух 5 обеспечивают циркуляцию охлаждающего агента, в качестве которого предпочтительно использовать холодный атмосферный воздух, что способствует поддержанию экологически чистой среды. В процессе замораживания происходит объемное расширение льда на 10%, так как плотность льда при фазовом превращении воды уменьшается. Повышенное давление в камере 1, образующееся вследствие кристаллизации воды, способствует продавливанию 10% воды в емкость 10, где она давит на поршень 12, сжимая упругое тело, например пружину 13 или воздух.

Это обеспечивает аккумулирование энергии, возникающей при кристаллизации воды в камере 1 за счет преобразования действия сил кристаллизации в потенциальную энергию, например упругой пружины.

Когда емкость 10 будет полностью заполнена водой, она отсоединяется от камеры 1 и транспортируется к месту ее полезного использования, например, для вращения турбины. При этом наполненная потенциальная энергия преобразуется в механическую работу вала, которая генератором преобразуется в электрический ток.

Для удаления льда из камеры снимают поддон 6 и лед под тяжестью собственного веса скользит вниз в шахту (не показана). Этому способствует конусообразная форма камеры 1 и смазка на ее внутренней поверхности. Обогрев камеры 1 и оттаивание льда исключаются.

После удаления льда поддон устанавливают на место, присоединяют емкость 10, закрывают клапаны 8, 15 и через клапан 3 заливают в камеру 1 воду и возобновляют работу морозильника.

Данное устройство позволяет аккумулировать энергию, используя при этом дешевые ресурсы - холодный атмосферный воздух - и обеспечивая сохранность окружающей среды.

Формула изобретения

1. МОРОЗИЛЬНИК, содержащий камеру для воды в виде усеченного конуса, заключенную в кожух для охлаждающего агента, отличающийся тем, что морозильник снабжен емкостью с поршнем, взаимодействующим с расположенным под ним упругим телом, при этом емкость установлена под камерой и сообщена с ней переливными патрубками с запорными клапанами.

2. Морозильник по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругого тела использованы пружина или воздух.

3. Морозильник по п.1, отличающийся тем, что камера для воды обращена большим основанием вниз и внутренняя поверхность ее покрыта тонким слоем незамерзающей смазки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2