Термоэлектрический охладитель

 

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ , соцержащий термобатарею, состоящую из термоэлементов с ветвями ри h-типа проводимости, горячими и холодными спаями и коммутационными пластинами, теплообменник горячи спаез и емкость с замерзающей жидкостью , причем коммутационные пластины термоэлементов и теплообменник горячих спаев механически соединены между собою с заданным усилием прижима при помощи крепежных элементов, а емкость выполнена с возможностью расширения в направлении увеличения усилия прижима при замерзании жидкости, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, емкость выполнена секционной, каждая ее секция установлена в разрыве соответствующей ветви со стороны ее холодного спая, части которой соединены между собой посредством пруткинящего токопроводящего элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3CSl) 25 В 21/02

Ъ- Ь к з г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ расширения в направлении увеличения усилия прижима при замерзании жидкости, отличающийся тем. что, с целью расширения функцио" нальных возможностей, емкость выполнена секционной, каждая ее секция установлена в разрыве соответствующей ветви со стороны ее холодного спая, части которой соединены между собой посредством пружинящего токопроводящего элемента °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 36 14389/23-06 (22) 29.06.83 (46) 07.09.84. Бюл. ¹ 33 (72) С.О.Филин и Ю.А.Смирнов (53) 621.57 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 299714, кл . T- 25 В 21/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 569819, кл. Г 25 В 21/02, 1975. (54) (57) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕПЬ, содержащий термобатарею, с остоящую из термоэлементов с ветвями р- и 11 -типа проводимости, горячими и холодными спаями и коммутационными пластинами, теплообменник горячих спаев и емкость с замерзающей жидкостью, причем коммутационные пластины термоэлементов и теплообменник горячих спаев механически соединены между собою с заданным усилием прижима при помощи крепежных элементов, а емкость выполнена с воэможностью

i 11? 198

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к термоэлектрическим холодильникам, и может быть использовано при охлаждении и термостабилизации различных объек— тов.

Известен термоэлектрический охладитель, содержащий термобатарею, состоящую из термоэлементов с ветвями р- и П -типа провопимости, горячими и холодными спаями и коммутационными пластинами, и теплообменник горячих спаев, причем коммутационные пластины термоэлементов и теплообменник горячих спаев соединены между собой при помощи крепежных элементов, а термобатарея установлена с возможностью прижима с заданным усилием к охлаждаемому объекту !1) .

Недостатком такого термоэлектрического охладителя является невысокий коэффициент термоэлектрической добротности, который сохраняет свое значение постоянным в процессе.работы охладителя.

Известен также термоэлектрический охладитель, содержащий термобатарею, состоящую из термоэлементов с ветвями р- и tl -òèïà проводимости, горячими и холодными спаями и коммутационными пластинами, теплообменник горячих спаев и емкость с замерзающей жидкостью, причем коммутационные пластины термоэлемен35 тов и теплообменник горячих спаев механически соединены между собою с заданным усилием прижима при помощи элементов, а емкость выполнена

40 с возможностью расширения в направлении увеличения усилия прижима при замерзании жидкости (2).

Недостатком данного термоэлектрического охладителя являются ограниченные функциональные возможности, госкольку емкость с замерзающей жидкостью расположена между двумя теплообменниками холодных спаев и, следовательно, является обязательным 50 наличие двух термоэлементов, что увеличивает габариты охладителя и не позволяет использовать его для охлаждения миниатюрных объектов. Кроме того, емкость с замерзающей жидкостью 55 имеет большой объем, что увеличивает время ее замерзания и соответственно время выхода охладителя на оптимальный режим.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей термоэлектрического охладителя. указанная цель достигается тем, что в термоэлектрическом охладителе, содержащем термобатарею, состоящую из термоэлементов с ветвями р- и !

1-типа проводимости, горячими и холодными спаями и коммутационными пластинами, теплообменник горячих спаев и емкость с замерзающей жидкостью, причем коммутационные пластины термоэлементов и теплообменник горячих спаев механически соединены между собою с заданным усилием прижима при помощи крепежных элементов, а емкость выполнена с возможностью расширения в направлении увеличения усилия прижима при замерзании жидкости, емкость выполнена секционной, каждая ее секция установлена в разрыве соответствующей ветви со стороны ее холодного спая, части которой соединены между собою посредством пружинящего токопроводящего элеме нта .

На чертеже схематично предстаглен термоэл ект рич ес кий охладит ел ь, раз рез.

Термоэлектрический охладитель содержит жидкостной теплообменник горячих спаев, »а котором расположена единичная пара термоэлементов (термобатарея) с ветвями р- и к -типа проводимости. Горячие коммутационные пластины 2 термобатареи сопряжены с теплообменником 1 через диэлектрический теплопереход 3.

Каждая ветвь помещена в прочный корпус 4, выполненный из материала с низкой теплопроводностью, например кварцевого стекла, и состоит из нижней 5 и верхней 6 частей. В разрыве между ними образована герметичная емкость, где находится вода 7 и токопроводящий элемент 8, представляюший собой, например, два медных диска, связанных гибкой токопроводяшей перемычкой или пружинной шайбой.

)Кесткость конструкции в осевом на-! правлении обеспечивается с помощью болтов 9, которые стягивают холодную коммутационную пластину 10 с теплообменником 1 с заданным усилием прижима. При этом для устранения перетечек тепла от горячих спаев к холодным по болтам используются теплоизолирующие прокладки 11, а

1112198

Составитель В.Добротворцев

Техред М,Тепер Корректор E.Сирохман

Реда кт ор И . Шулл а

Заказ 6439/25 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 болты могут быть выполнены из нетеплопроводного материала — текстолита, оргстекла.

Термоэлектрический охладитель работает следующим образом. 5

При включении охпадителя в цепь питания, за счет эффекта Пельтье ча холодных спаях термоэлемента поглощается тепло, вода в емкости замерзает и образующийся из воды лед 10 при увеличении своего объема создает равномерное давление через диски элемента 8 и на части 5 и 6 термоэлемента в осевом направлении. Благодаря этому обеспечивается эффект повы- 15 шения термоэлектрической добротности.

Высокая электропроводность эле мента 8 по сравнению с полупроводниковым веществом компенсирует уменьшение сечения для проходящего тока 2ц и не приводит к дополнительному выделению джоулевой теплоты, а термостатирующие свойства воды и льда позволяют поддерживать сопряжение элемента 8 с частями 5 и 6 при оди- 25 иаковых температурах. Сопряжение может бьггь как грижимньм, так и паянным. В последнем случае контакт места сопряжения с водой исключается.

Конкретное место расположения разрыва ветви термойлемента определяется условием замерзания воды, т.е. локальная температура ветви в месте разрыва должна бьггь отрицательная и рассчитывается в зависимости от температурного режима, теплофизических свойств и геометрических размеров термоэлементов.

Таким образом, выполнение в предлагаемом термоэлектрическом охладителе емкости с замерзающей жидкостью секционной обеспечивает снижение инерционности охладителя путем уменьшения времени выхода в рабочий режим, что особенно важно при периодической работе охладителя, уменьшение его массогабаритных параметров, а также расширение его функциональных возможностей за счет снятия в нем ограничений на форму и характер охлаждаемого объекта.