Термоэлектрический холодильник

 

Рц

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

265905

Союз Советских

Социалистических

Респтблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.Х1.1968 (№ 1279344/28-13) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.111,1970. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания ЗОХ1.1970

Кл. 17с, 3/08

МПК F 25d

УДК, 621.565.92:621.576 (088.8) Комитет по делан изабретеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

Автор изобретения

А. И. Азаров

Заявитель

ТЕРМОЭЛ ЕКТРИЧ ЕСК И Й ХОЛОДИЛ ЬИ И К

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к термоэлектрическим бытовым холодильникам.

Известны термоэлектрические холодильники, содержащие наружный корпус, термобатарею и находящуюся в тепловом контакте с ее холодными спаями холодильную камеру, выполненную из материала с хорошей теплопроводностью, например из алюминия, покрытого неэлектропроводной пленкой.

Охлаждение в этих холодильниках недостаточно эффективное и не позволяет с энергетической точки зрения увеличивать емкость холодильника более 30 — 40 л. Процесс изготовления такого холодильника и конструкция его сложны, качество и надежность — недостаточны.

Для устранения указанных недостатков термобатарея предложенного холодильника выполнена в виде ленты из диэлектрика, вдоль которой нанесены с интервалами чередующиеся пленочные полосы из полупроводникового термовещества с электронной и дырочной проводимостью. На края ленты нанесены металлические пленочные полосы, частично перекрывающие пары полупроводниковых полос, а сама она навита на холодильную камеру по винтовой линии с шагом меньше 1/10 ширины полупроводниковых полос. При этом внутренняя (охлаждающая) поверхность образованного винтового рулона расположена непосредственно на внешней поверхности «олодильной камеры, а наружная (теплорассепвающая) в охлаждаемой среде, например в воздухе.

Лента может быть навита в несколько р51дов, причем каждый последующий ряд желательно расположить непосредствснц на наружной поверхности предыдущего.

Для повышения температурной эффсктивпо1о сти полупроводниковые полосы целесообразно разделить вдоль ленты на параллельные полоски, сообщенные между собой электрически промежуточными металлическими пленками.

На фиг. 1 изооражен предложенный «оло15 дильник в разрезе; на фиг. 2 — холодильная камера с навитой лентой диэлектрика; на фиг. 3 изображено расположение слоев винтового рулона, на фиг. 4 — вариант расположения пленочных полос.

20 Холодильник содержит наружный корпус, образованный задней стенкой 1 (фиг. 1) с присоединенными к ней нижней 2, верхней 8 и боковыми облицовочными стенками 4, алюминиевую холодильную камеру 5 с навптой

25 на нее по винтовой линии лентой б из диэлектрика, дверь 7 с упругим уплотнителем 8 и термоизоляцией 9, плиту .термоизоляции 10 заднего простенка холодильника и закрепленный на задней стенке 1 блок питания 11, ко30 торый имеет токоподводящие провода 12 и

265905

3 провода 18, соединяющие его с лентой. Стенки

2 — 4 имеют вентиляционные отверстия 14 для прохода охлаждающего воздуха. Лента навита, как на оправку, на холодильную камеру по винтовой линии малого шага, соседние витки образованного при этом винтового рулона плотно прилегают друг к другу. Одни края 15 (фиг. 3) ленты прилегают к наружной поверхности lб холодильной камеры, а противоположные края 17 ее образуют наружную поверхность 18 первого слоя (каскада) 19 винтового рулона, на которую, как на оправку, навит следующий слой (каскад) 20 винтового рулона. В зависимости от назначения холодильника таких слоев навивают два, три и более.

На ленту, изготовленную из тонкого пленочного стекла или из пленочных полиимидов, например из высокотермостойкого полимера

«ПМ», на основе диангидрида пиромеллитовой кислоты нанесены как на подложку, поочередно с интервалами .пленочные полосы 21 и 22 из полупроводникового термовещества с электронной и дырочной проводимостью. На края 15 и 17 ленты нанесены с интервалами металлические пленочные полосы 28 и 24, частично перекрывающие соседние пары полупроводниковых полос 21 и 22. К концам лепты присоединены провода 18, подводящие постоянный ток заданного направления к нанесенным на ленту б и соединенным электрически последовательно пленочным полосам 28, 21, 24, 22 и т. д. Толщина полупроводниковых пленок 21 и 22 определяется в основном технологическими возможностями принятого процесса нанесения вещества на ленту-подложку б. Ширина пленочных полос 21 и 22 (высота ветвей) — 2 — 5 лл. Для предотвращения заметных потерь холодопроизводительности теплопроводностью между соседними витками рулона шаг винтового рулона должен быть по крайней мере в 10 раз меньше ширины полос. С целью обеспечения достаточно высокой плотности упаковки ветвей в термобатарее толщина используемой ленты-подложки берется, предпочтительно, не больше принятой толщины полос 21 и 22. Для уменьшения потери холодопроизводительности термобатареи с перетоком тепла теплопроводностью от горячего 17 края ленты к холодному 15, полупроводниковые пленочные полосы 21 и 22 могут быть разделены на две (или более) параллельные полосы, сообщенные между собой промежуточными металлическими пленками

25 (фиг. 4). Для улучшения теплового контакта холодных краев 15 с окисной пленкой на наружной поверхности lб холодильной камеры на последнюю перед навивкой ленты наносят тонкий слой хорошо теплопроводной пасты, например, составленной на смеси тонкого графитового порошка с эпоксидной или формальдегидной смолой.

Предложенный холодильник работает следующим образом.

При пропускании постоянного тока заданного направления через последовательно соединенные полупроводниковые полосы-пленки

21 и 22 («ветви» пленочной термобатареи)

5 происходит под действием эффекта Пельтье поглощение тепла на прилегающих к поверхности lб камеры краях 15 ленты в первом слое (каскаде) 19 рулона. При этом осводится тепло от холодильной камеры и отдается

10 холодным краям 15 следующего слоя (каскада) 20. Горячие края 17 слоя 20 образуют горячую наружную поверхность термобатареи, охлаждаемую циркулирующим через вентиляционные отверстия 14 наружным возду15 хом. Движение охлаждающего воздуха осуществляется либо за счет конвекции в холодильниках малых размеров (вход воздуха через нижние не показанные на фигурах вентиляционные отверстия и выход — через верх20 ние отверстия 14), либо принудительно вентилятором в холодильниках емкостью более

40 л. Таким образом, просвет между наружной поверхностью рулона и стенками 2 и 4 холодильника образует канал для охлаждающе25 го воздуха, В предложенном холодильнике для питания можно использовать постоянный ток любого имеющегося напряжения без понижения вплоть до сотен вольт, что позволяет упро30 стить блок питания и повысить его к.п.д. и надеж н о сть.

Предмет изобретения

1. Термоэлектрический холодильник, содержащий наружный корпус, термобатарею и находящуюся в тепловом контакте с ее холодными спаями холодильную камеру, выполнен40 ную из материала с хорошей теплопроводностью, например из алюминия, покрытого нсэлектропроводной пленкой, отличающийся тем, что с целью более эффективного охлаждения и упрощения процесса изготовления хо45 лодильника, повышения качества и надежности его, термобатарея выполнена в виде ленты из диэлектрика, вдоль которой нанесены с интервалами чередующиеся пленочные полосы из полупроводникового термовещества с элект50 ронной и дырочной проводимостью на края ленты нанесены металлические пленочные полосы, частично перекрывающие пары полупроводниковых полос, а лента навита на холодильную камеру по винтовой линии с шагом меньше 1/10 ширины полупроводниковых полос, при этом внутренняя (охлаждающая ) поверхность образованного винтового рулона расположена непосредственно на внешней поверхности холодильной камеры, а наружная

60 (теплорассеивающая) — в охлаждающей среде, например в воздухе.

2. Холодильник по п. 1, отличающийся тем, что, лента навита в несколько рядов, при этом каждый последующий ряд расположен непо265905 6 2 13 Риг 1 средственно на наружной поверхности предыдущего ряда.

3. Холодильник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной эффективности, полупроводниковые полосы разделены вдоль ленты на параллельные полоски, сообщенные между собой электрически промежуточными металлическими пленками, 265905

А

77 о

7/

Ю

Фиг.3 гз

27 б Tиг.4

Составитель 3. Салимовская

Ред".êòîð H. Д. Воликова Те. ред Т. П, Курилко Корректор С, М. Сигал

Заказ !55h 4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2