Термоэлектрический льдогенератор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Сои>иапистическик

Рес убпи (>981780 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 2р 1р 8р (21) 3234003/28-13 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 17.12.82 (51)М. Кл.

Р 25 С 1/12

Гоаудерственнь>й комнтет

СССР (53) УД К 621 582 (088.8) ао делом нзобретеннй и откритнй (72) Авторы изобретения

A. С. Пономаренко, H. В. Кухар, A. Г. Шерем (71 ) Зая ни тель (54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ SlbjlOl EHEPATOP

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для производства льда, например, в объектах подземного, морского н воздушного транспорта.

Известен льдогенератор, содержащий термоэлектрическую батарею, заполняемый водой корпус и приспособление для наморажнвания льда, выполненное в виде металлической пластины, расположенной на холодных спаях термобатареи jlj.

Данный льдогенератор имеет бош шие габариты и вес, энергоемок, так как с увеличением толщины намораживаемого 15 льда быстро растет его термическое сопротивление. Причем это устройство стационарно, требует подводки трубопрово дов с водой для охлаждения горячих спаев термобатареи, а большие габариты и теп- ?о лоемкость замораживаемой среды требуют значительного времени для получения льда.

Кроме того, выемка полученного .льда сложна и не всегда соответствует требо»

2 ваниям санитарной гигиены (в случаях, если лед используется как пищевой про дукт) .

Наиболее близким к изобретению по выполняемой функпии и достигаемому ре» з ультату является термоэлектрический льдогенератор, содержащий теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, крышку со стержнями для извлечения льда, размещенными по осям ячеек, и термоэлектрическую батарею, установленную с обеспечением теплового контакта между ее холодными спаями и емкостью )2J.

Однако известный термоэлектрический льдогенератор обладает следуют ими недостатками. Из-оа отсутствия надежного теплового контакта между стержнем для извлечения льда и дном ячейки стержень является дополнительным источником при тока тепла. При замерзании жидкости в

> слое вдоль стержня за счет плохой тепло3 9817 проводности льда дальнейший процесс льдообразования значительно продливается, а время получения льда увеличивается, Кроме того, выемка льда из ячеек с помощью гладкого металлического стержня не эффективна, так как стержень при такой конструкции наиболее удален от источников холода и не имеет с ними достаточного теплового контакта, а значит расположен в зоне наиболее высокой 30 (пгпосовой) температуры жидкости, поэтому образование льда вокруг стержня происходит как вокруг. пассивного элемента, а следовательно, и в последнкио очередь, .т.е. сцепление льда с боковыми поверх- 15 ностями ванночки гораздо сильнее, чем со стержнем. Таким образом, если не принимаются дополнительные меры, возможны срывы льда со стержней при извлечении их с помощью крышки. 29

Целью изобретения является ускорение процесса льдообразования и снижение энергозатрат.

3Яель достигается тем, что в термоэлектрическом льдогенераторе,сопержащем 25 теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, крышку со стержнями для извлечения льда, разме- зе щенными по осям ячеек, и термоэлектрическую батарею, установленную с обеспечением теплового контакта между ее холодными спаями и емкостью, горячие спаи термобатареи примыкают к корпусу, стержни прикреплены к крышке посредством пластинчатых пружин, а на дне каждой ячейки выполнен центральный выступ с выемкой по оси для фиксации нижнего конца стержня, при этом корпус 4р установлен на пружинных амортизаторах.

Причем. высота перегородок равна высоте емкости.

Кроме того каждый стержень у основания имеет кольцевой паз.

На чертеже изображен термоэлектрический льдогенератор.

Термоэлектрический льдогенератор содержит теплоизолированный корпус 1, выполненный в виде радиатора, имеющего на нижней и боковых поверхностях большое количество ребер 2 охлаждения. Иа основании 3 корпуса винтами 4 прикреплена пластина 5, нв которой при помощи клея установлены элементы термобатареи

6, так что горячий спай 7 контактирует через пластину с корпусом 1, а холодные спаи 8 — с емкостью 9 получения льда. Емкость 9 разделена на ячей80 4 ки 10 в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз перегородками 11, высота которых равна высоте емкости 9. На дне каждой ячей:н

10 имеется центральный выступ 12 с выемкой 13 по оси. Сверху емкость 9 герметично закрывается крышкой 14, ко торую удерживает в таком положении защелка 15. Крышка. 14 и боковые поверхности корпуса l имеют слои теплоизоляции 16. На внутренней стороне крышки

14 заклепками 17 прикреплены пластинчатые пружины 18, которые соединены с основаниями холодопроводящих металлических стержней 1 9, плотно входящими своими нижними концами в выемки . 3 на дне ячеек 10 емкости 9. Для обеспечения удобства извлечения из ячеек 1 0 готовых кубиков льда 20 на стер>хкях19 у их оснований выполнены кольцевые пазы

21. Для равномерного распределения жидкости по всему объему емкости 9 в перегородках ячеек 1 0 проточены сообщающиеся канавки 22. Питание к термобатарее подводится электрическим шнуром 23 через клемму 24 и далее по проводам 25, закрепленным на пластине припоем 26. Корпус 1 установлен на пружинных амортизаторах 27.

Термоэлектрический генератор льда работает следующим образом.

После наполнения ячеек 10 водой емкость 9 сверху закрывают теплонзолчционной крышкой 14. Стержни 19 плотно входят в выемки 13, так как стержни

19 закреплены на пластинчатых пружинах 18, то крышка 14 находится в поде пружиненном состоянии и приподнята над ребрами корпуса l. Крышку 14 герметично закрывают. Она удерживается в таком положении защелками 15. Включают питание термоэлектрической батареи. Холодные спаи 8 термобатареи охлаждают дно емкости 9, боковые стенки и перегородки 11. Охлаждаются также и находящиеся в контакте с выемками 13 в центральных выступах 12 расположенные на охлаждаемом дне емкости 9 стержни

l9. Тепловой контакт каждого стержня

19 с центральным выступом 12 обеспе« чивает дополнительную передачу холод в верхнюю центральную наиболее удаленную от краев емкости 9 область замораживаемой жидкости, уменьшая тем самым ее термическое сопротивление, а следовательно, и время ее замерзания. Жидкость охлаждают и перегородки 11, выполненные как одно. целое с корпусом емкости 9, и поэтому быстро охлаждающиеся и хорошо

9817 проводящие холод по всему замораживаемому объему жидкости. Таким образом, комбинация стержней 19 и перегороди

ll обеспечивает передачу холода по всей глубине замораживаемой в ячейке 10 $ жидкости, значительно понижая температуру ее в наиболее теплой части - сверху по бокам и центру ячейки 10 и сокращая

ypeMs образования льда. Холод быстро передается всему объему жидкости. Через и

30-35 мин происходит генерация льда к емкости 9. Крышку 14 освобождают от защелок 15. Затем меняют полярность питающего напряжения на противополож ную продолжительностью 10««30 с, вспед- I$ ствие чего холодные спаи 8 нагреваются и соответственно нагреваются дно емкооти 9, боковые стенки, перегородки 11.

Лед оттаивает от стенок емкости 9 и крышка 14 приподнимается, так как она 2й подпружинена упругими пластинами 18.

Крышку 14 с готовыми кубиками льда

20 на стержнях 19 снимают. Лед удержи вается на стержнях 19 за счет кольцевых пазов 21. Еще через 10-15 с лед 2$ в проточках подтаивает, так как стержни

19 также нагреваются при реверсировании, и кубики льда легко снимаются и складываются в соответствующую посуду.

Этим обеспечивается полная гигиенич- 30 ность и удобство выемки льда, поскольку не приходится его касаться руками. Coiêðàùåíèþ времени получения льда спо-! собствует и подпружинивание корпуса генератора льда. Установленный на амор- З$ тизаторах 27 корпус-радиатор 1 генератора льда за счет сотрясений, например при установке в движущемся транспорте, обеспечивает ускоренное замерзание жидкости за счет более быстрой кристалли- 4© зации ее от вибрации без дополнительных энергозатрат.

Данный термоэлектрический льдогенератор может быть использован практически везде, где имеется сеть электрического постоянного тока напряжением

12 В, а с использованием приставкивыпрямителя и при питании от сети переменного тока любого напряжения. Конструкция термоэлектрического льдогенератора практически обеспечивает работоспособность его в любых условиях эксплуатации — в стационарных условиях, на транспорте (автомобиле, самолете, в моторных лодках и т.д.), в полевых

$$ условиях, в медицине и т.д. При атом использование его для охлаждения жидкости оказывается значительно аффективнее, чем с помощью холодильника, 80. 6 поскольку для охлаждения жидкости до о

+5 С в холодильнике необходимо время в 4-5. раз более продолжительное, чем с помощью льда, полученного в генераторе льда.

Выполнение корпуса 1 в виде радиатора с развитой системой охлаждающих ребер 2 на внешних боковых и торцовых сторонах делает конструкцию термьэлек рического льдогенератора малогабаритной, простой, надежной и не требует дополнительной системы охоаждения, так как сброс тепла с горячих спаев 7 происходит за счет естественной конвекции без использования дополнитеж ной энергии на охлаждение, что умень-. шает энергопотребление и массу предлагаемого льдогенератора.

При этом наличие выступов 1 2 в дне каждой ячейки 10 приводит к концентрации энергии холода в этих точках, что в свою очередь обеспечивает более интенсивное охлаждение жидкости, сокращает время замораживания и уменьшает энергопотребление.

Кроме того, стержни 19, служащие для выемки льда, одновременно выполняют и вторую функцию, т.е. они служат допсцтнительными холодопронодами в наиболее теплой области замораживаемой жидкости, обеспечивая тем самым резкое сокращение времени ее замораживания.

Формула изобретения

1. Термоэлектрический льдогенератор, содержашнй теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, крышку со стержнями для извлечения льда, размещенными по осям ячеек, и термоэлектрическую батарею, установленную с обеспечением теплового контакта между ее холодными спаями и емкостью, отличающийся тем,что, с целью ускорения процесса льдообразования и снижения энергозатрат, горячие спаи термобатареи примыкают к корпусу, стержни прикреплены к крышке посредством пластинчатых пружин, а на дне каждой ячейки выполнен центральный выступ с выемкоя IIQ оси для фиксации нижнего конца стержня, при этом корпус установлен на пружинных амортизаторах.

2. Льдогенератор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что высота перегородок равна высоте емкости.

1 . Авторское свидетельство СССР

¹ 314982» кл Р 25 С 1/12, 1970

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2780628/28-13, кл. Р 25 С 1/12, 1973 прототип », 7 981780

3. Льдогенератор по п. 1, о т л и— ч. а ю ш и и с я тем, что каждый стержень у основания имеет кольцевой паз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе