322821

О П И 6 А ЙИ Е Союз Советских Социалистических Республикавт. свидетельстваЗависимое 01 ч 1/02 01 ч 1/28 11.1970 ( 1409165126-2 аявле явкис присоедине Комитет по делам изобретений и открытий рри Совете Миииотров СССРПриоритетОпубликоваДата опубл УДК 621.362.2 (088,8 30,Х 1 1971, Бюллетень3ования описания 9.11.1972 Авторизобретения В. К, Гарачуккий технологический институт холодильной промышленности Заявитель Од КРОХОЛОДИЛ ЬН И К АСКАДИЬ 1 Й ТЕРМОЭЛ ЕКТР И Ч ЕСКИ Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано при создании низкотемпературных термоэлектрических генераторов холода, предназначенных для приемников лучистой энергии, детекторов других видов излучения, отдельных радиоэлектронных элементов и т. и.В настоящее время при создании каскадных термоэлектрических микрохолодпльников и термостатов значительные трудности представляет создание эффективной теплоизоляции рабочего объема и снижение пульсаций температуры объекта, обусловленных колебаниями температуры окружающей среды. Целью настоящего изобретения является уменьшение теплопритоков к ооъекту охлаждения через степки камеры и токовводы охлаждасмого объекта и повышение точно;тп статированпя температуры объекта.Эта цель достигается при коммутации каскадов термоэлектрического охл адитсля на цилиндрических обечайках из высокотсплопроводного диэлектрического материала с последующей сборкой каскадов по типу коаксиальных цилиндров и размещением токовводов объекта охлаждения и каскадов тсрмобатареи в хорошем тепловом контакте с сопрягающими каскады обечайками.На чертсхкс показан схематически предлагаемый трехкаскадный микрохолодильник вразрезе.Микрохолодильник включает теплообменник 1 горячих спаев 2, сопряженный с последними через электрически изолированный теплопереход 8 и выполненный в форме ребристого цилиндра, имеющего разъем в осевом направлении, три термоэлектрических каскада 4 - б, смонтированных на цилиндрических обечайках 7 из высокотеплопроводного материала (например, окись бериллия), и две фигурные пробки 8, 9 нз теплоизоляционного материала, снабженные по наружной цилиндрической поверхности винтовыми канавками для размещения токовводов О объекта охлаждения и токовводов 11 низкотемпературных каскадов. В пробках 8, 9 имеются отверстия для прохождения теплового (светового) луча, в которые вмонтированы окна (например, сапфпровые).Охлаждаюнсая камера мпкрохолодильника имеет форму цилиндра и объект 12 охлаждения приведен в хороший тепловой контакт с ее стенками.При изготовлении предлагаемой конструкции мпкрохолодильпика термобатареи коммутируются на обечайках 7 из высокотеплопро. водной керамики (например, ВсО), Для заполнения зазоров может быть использована невысыхающая кремниевая паста с высокой25 30 35 40 теплопроводностью. Электроизолированный теплопереход 3 может быть реализован прп оксидировании внутренней поверхности теплообменника (если его выполнить, например, из алюминия).При пропускании постоянного электрического тока через каскады термобатареи и организации теплоотвода с теплообменника 1 температура объекта 12 охлаждения понижается, достигая через определенное время минимума.Отвод тепла с горячих спаев через теплообменник может осуществляться любым из известных способов: жидким теплоносителем, путем испарения, обдува и т. п.Теплопритоки к объекту охлаждения, обусловленные теплопроходимостью самой камеры, в предлагаемой конструкции значительно сокращаются, так как цилиндрические стенки покрыты термоэлементами и теплоприток идет только по торцам цичиндра. Теплопритоки по токовводам 10 объекта охлаждения и токоподводам каскадов 11 перехватываются в основном нижележащими каскадами, с которыми токоподводы находятся в хорошем тепловом контакте на значительной длине.Хорошее тепловое шунтирование токовводов с промежуточными каскадами способствует также снижению пульсаций температуры объекта охлаждения, обусловленных колебаниями температуры окружающей среды. При этом промежуточные каскады играют роль линии задержки.В низкотемпературных термоэлектрических охладителях в качестве отрицательной ветви перспективно использование монокристаллов В 1 - ЯЬ, характерной особенностью которых является зависимость коэффициента добротности У от напряженности магнитного поля (для этого сплава при Н=ОЕ=З 10 в "К-; при Н=З 10 эрстед Л=б 10-"К - ). На характеристики используемого в качестве положительной ветви соединения типа ВЬТе, магнитное поле не влияет. Но Л термопары, составленной из монокристаллического В 1 - % (п-тип) и поликристаллического В 4 Тез (р-тип) будет возрастать вследствие роста добротности отрицательной ветви,Расчеты показывают, что Я термопары возрастает от значения 2,7 10 - К -(при Н=О) до (4 - :4,2) 10 зКпри Н=З 10 д эрстед.Коммутация термобатарей на цилиндрических обечайках по типу соленоида при условии, что направление тока в каскадах обеспечивает однонаправленность вектора магнитной напряженности каждого соленоида, позволяет добиться увеличения Л и соответственно увеличения энергетической эффективности устройства в целом. Токоподводы каскадо в используются при этом для регулирования напряженности после сборки устройства. Предмет изобретения 1. Каскадный термоэлектрический микро- холодильник, состоящий из батарей, сопряженных через электрически изолированные теплопереходы, теплообменника горячих спаев и двух теплоизоляционных пробок, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тепло- притоков к объекту охлаждения и уменьшения пульсаций температуры объекта, термобатареи всех каскадов скоммутированы на цилиндрических обечайках из высокотепло. проводного диэлектрического материала и сопряжены в виде коаксиальных цилиндров,2, Микрохолодильник по и, 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности теплоизоляционных пробок выполнены винтовые канавки для размещения токоподводов и токовводов объекта охлаждения.Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 124/18ЦНИИПИ Комитета п Изд.1780 Тираж 473 Подписное зам изобретений и открытии при Совете Министров СССР осква, Ж, Раушская наб., д, 4/5