Термоэлектрический льдогенератор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциапистическикРеспубликоо делам нзооретеннй и откритнй(72) Авторы изобретени А. С. ПономареВ. Кухар, А. Г. Шерем 1) Заявител 54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРА Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для производстве льда, например, в объектах подземного, морского и воздушного транспорта.Известен льдогенератор, содержащий термоэлектрическую батарею, заполняемый водой корпус и приспособление для намораживания льда, выполненное в виде металлической пластины, расположенной на холодных спаях термобатареи 11.Данный льдогенератор имеет большие габариты и вес, энергоемок, так как с увеличением толщины намораживаемого льда быстро растет его термическое сопротивление. Причем это устройство ста ционарно, требует подводки трубопрово дов с водой для охлаждения горячих спаев термобатареи, а большие габариты и теплоемкость замораживаемой среды требуют значительного времени для получения льда Кроме того, выемка полученного .льда сложна и не всегда соответствует требо рной гигиены (в случаях, льзуется как пищевой про ваниям санитаесли лед исподукт).Наиболее близким к изобретению повыполняемой функпии и достигаемому ре 5з ультату является термоэлектрическийльдогенератор, содержащий теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, крышку со стержнями дляизвлечения льда, размещенными по осямячеек, и термоэлектрическую батарею,установленную с обеспечением тепловогоконтакта между ее холодными спаями иемкостью 2.Однако известный термоэлектрическийльдогенератор обладает следующими недостатками. Из оа отсутствия надежного 20 теплового контакта между стержнем дляизвлечения льда и дном ячейки стерженьявляется дополнительным источником притока тепла. При замерзании жидкости вслое вдоль стержня за счет плохой тепло 3 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 10 (ппосовой) температуры жидкости, поэтому образование льда вокруг стержня происходит как вокруг, пассивного элемента, а следовательно, и в последнюю очередь, ,т.е. сцепление льда с боковыми поверх 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, 29Целью изобретения является ускорение процесса льдообразования и снижение энергозатрат.Цель достигается тем, что в термоэлектрическом льдогенераторе,содержащем 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 ячейси выполнен центральный въсступ с вьемкой по оси для фиксации нихснего конца стержня, при этом корпус установлен на пружинных амортизаторах.Причем, высота перегородок равна высоте емкости.Кроме того каждый стержень у основащся 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, на которой при помощи клея установлены элементы термобатареи55 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 ячей 80 4ки 10 в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз перегородками 11, высота которых равнавысоте емкости 9. На дне каждой ячей.н10 имеется центральный выступ 12 свыемкой 13 по оси. Сверху емкость 9терметично закрывается крышкой 14, которую удерживает в таком положении защелка 15. Крышка 14 и боковые поверхности корпуса 1 имеют слои теплоизоляции 16, На внутренней стороне крышки14 заклепками 17 прикреплены пластинчатые пружины 18, которые соединеныс основаниями холодопроводящих металлических стержней 1 9, плотно входящимисвоими нижними концами в выемки 13на дне ячеек 10 емкости 9, Для обеспечения удобства извлечения из ячеек 1 0готовых кубиков льда 20 на стерхскях 19у их оснований выполнены кольцевые пазы21, 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 пластинеприпоем 26. Корпус 1 установлен напружинных амортизаторах 27,Термоэлектрический генератор льдаработает следующим образом,После наполнения ячеек 10 водой емкость 9 сверху закрывают теплонзолчционной крышкой 14. Стержни 19 плотновходят в выемки 13, так как стержни19 закреплены на пластинчатых пружинах 18, то крышка 14 находится в подопружиненном состоянии и приподнята надребрами корпуса 1, Крышку 14 герметично закрывают. Она удерживается в такомположении защелками 15, Включают питание термоэлектрической батареи. Холодные спаи 8 термобатареи охлаждаютдно емкости 9, боковые стенки и перегородки 11. Охлаждаются также и находящиеся в контакте с выемками 13 вцентральных выступах 12 расположенныена охлаждаемом дне емкости 9 стержни19, Тепловой контакт каждого стержня19 с центральным выступом 12 обеспечивает дополнительную передачу холод вверхнюю центральную наиболее удаленнуюот краев емкости 9 область замораживаемой жидкости, уменьшая тем самым еетермическое сопротивление, а следовательно, и время ее замерзания. Жидкостьохлаждают и перегородки 11, выполненныекак одноцелое с корпусом емкости 9, ипоэтому быстро охлаждающиеся и хорошо9817проводящие холод по всему замораживаемому объему жидкости, Таким образом,комбинация стержней 19 и перегороди11 обеспечивает передачу холода по всейглубине замораживаемой в ячейке 10жидкости, значительно понижая температуру ее в наиболее теплой части - сверхупо бокам и центру ячейки 10 и сокращаявремя образования льда. Холод быстропередается всему объему жидкости. Через 1 й30-35 мин происходит генерация льдак емкости 9. Крышку 14 освобождают отдащелок 15. Затем меняют полярностьпитающего напряжения на противоположную продолжительностью 1030 с, вслед ствие чего холодные спаи 8 нагреваютсяи соответственно нагреваются дно емкооти 9, боковые стенки, перегородки 11.Лед оттаивает от стенок емкости 9 икрышка 14 приподнимается, так как она 20подпружинена упругими пластинами 18.Крышку 14 с готовыми кубиками льда20 на стержнях 19 снимают. Лед удерживается на стержнях 19 за счет кольцевых пазов 21. Еще через 10-15 с лед 2в проточках подтаивает, так как стержни19 также нагреваются при реверсировании, и кубики льда легко снимаются искладываются в соответствующую посуду.Этим обеспечивается полная гигиенич- Зфность и удобство выемки льда, посколькуне приходится его касаться руками. Сокращению времени получения льда спо-собствует и подпружинивание корпусагенератора льда. Установленный на амортизаторах 27 корпус-радиатор 1 генератора льда за счет сотрясений, напримерпри установке в движущемся транспорте,обеспечивает ускоренное замерзание жидкости за счет более быстрой кристаллизации ее от вибрации без дополнительных энергозатрат,Данный термоэлектрический льдогенератор может быть использован практически везде, где имеется сеть электрического постоянного тока напряжением12 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, вмоторных лодках и т.д.), в полевыхусловиях, в медицине и т.д. При атомиспользование его для охлаждения жидкости оказывается значительно аффективнее, чем с помощью холодильника,80. бпоскольку для охлаждения жидкости доо+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 термоэлектрического 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 дополнительной энергии на охлаждение, что уменьшает 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 дополнительными холодопронодами в наиболее теплой области замораживаемой жидкости, обеспечивая тем самым резкое сокращение времени ее замораживания.Формула изобретения1, 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 выемкой по 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 щ и й с я тем, что высота перегородок равна высоте емкости.1. Авторское свидетельство СССР314982, кл. Р 25 С 1/12, 1970. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке2780628/28-13,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