ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЯЩИК Российский патент 2001 года по МПК F25B21/02 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к малогабаритным термоэлектрическим ящикам (приборам, сумкам, чемоданам и т.п.), для хранения в охлажденном состоянии продуктов и напитков в стандартной упаковке (бутылках, банках, пакетах и т.п.).

Известны термоэлектрические ящики или т. п., например, патент F 25 B 21/02 США N 4581898, опубликованный в журнале "Изобретения стран мира" за 1987 г. ; патент F 25 B 21/02 США N 5111664 "Переносной охлаждающий и нагревающий аппарат", опубликованный в журнале "Изобретения стран мира" за 1992 г. ; патент ЕПВ (ЕР) F 25 B 21/02 N 426092 "Термоэлектрический аппарат для нагрева и охлаждения пищевых продуктов и сосудов с напитками", опубликованный в журнале "Изобретения стран мира" за 1992 г. Эти устройства имеют теплоизоляционный кожух, теплопроводящую камеру для хранения в охлажденном состоянии продуктов и напитков, термоэлектрический модуль (или модули) с теплоотводом под одной из стенок теплопроводящей камеры и переключатель полярности питания термоэлектрического модуля. Устройства предназначены для хранения в охлажденном или нагретом состоянии продуктов и напитков и не обеспечивают приготовления кускового льда внутри кожуха.

Аналогом предлагаемого изобретения является патент США F 25 B 21/02 N 4726193 "Термоэлектрический ящик с регулируемой температурой", опубликованный в журнале "Изобретения стран мира" за 1988 г. Он состоит из теплоизоляционного кожуха, теплопередающей камеры для хранения в охлажденном состоянии продуктов и напитков, термоэлектрического модуля, охлаждающего камеру, теплоотвода с вентилятором, штекера для электропитания от автомобиля. Это устройство не обеспечивает приготовления кускового льда внутри кожуха термоэлектрического ящика.

За прототип выбран патент США N 5111664, кл. F 25 B 21/02, 1992 г. "Устройство переносного охлаждающего и нагревающего аппарата", содержащее теплоизоляционный кожух с крышкой, внутри которого расположена теплопроводящая камера с термоэлектрическим модулем и теплоотводом под одной из стенок, и переключатель полярности питания термоэлектрического модуля. Это устройство не обеспечивает приготовления кускового льда внутри теплоизоляционного кожуха.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - совершенствование термоэлектрических ящиков. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей термоэлектрических ящиков, а именно в дополнении к основным функциям охлаждения и нагревания продуктов и напитков, обеспечения возможности приготовления кускового льда внутри кожуха термоэлектрического ящика.

Указанный технический результат достигается тем, что термоэлектрический ящик снабжен погружным водяным электронасосом, расположенным в теплопроводящей камере, и льдоформой с крышкой, расположенной внутри теплоизоляционного кожуха, вне теплопроводящей камеры и выполненной в виде U-образной металлической емкости с термоэлектрическими модулями и проточными теплоотводами на боковых стенках, причем проточные теплоотводы льдоформы гидравлически соединены с погружным насосом теплопроводящей камеры. Это дает возможность заливать камеру водой и с помощью насоса осуществлять циркуляцию ее между камерой и проточными теплоотводами льдоформы, эффективно отводя тепло от термоэлектрических модулей льдоформы. Известно, что теплопроводность воздуха 2,1 ккал/м•ч•^oC. Она значительно ниже, чем воды - 47,4 ккал/м•ч•^oC. Поэтому скорость отвода тепла от горячей стороны термоэлектрического модуля при прочих равных условиях у проточных теплоотводов выше, чем у воздушных и кусковой лед образуется быстрее. Льдоформа снабжена льдосъемником в виде стержня, закрепленного в крышке льдоформы и расположенного в емкости льдоформы. Это позволяет вынимать кусковой лед из емкости льдоформы. Термоэлектрический ящик снабжен переключателями термоэлектрических модулей теплопередающей камеры и льдоформы, а также насоса в камере. Это дает возможность включать термоэлектрические модули в ящике и насос с воздушным вентилятором не одновременно, а выборочно, в зависимости от поставленной задачи: хранение в охлажденном состоянии продуктов и напитков, приготовление кускового льда, хранение в охлажденном состоянии питьевой воды. Термоэлектрический ящик снабжен корзиной, расположенной в теплопроводящей камере с возможностью вертикального перемещения. Она увеличивает удобство эксплуатации термоэлектрического ящика, т.е. можно одновременно вынимать из теплопроводящей камеры все продукты и напитки, освобождая ее, например, для заливки водой.

На фиг. 1 изображен термоэлектрический ящик, общий вид; на фиг. 2 - общий вид термоэлектрического ящика в разрезе; на фиг. 3 - схема термоэлектрического ящика с поднятыми корзиной и льдосъемником; на фиг. 4 - разрез по В-В; на фиг. 5 - вид по стрелке Д.

Термоэлектрический ящик (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) содержит теплоизоляционный кожух 1 с крышкой 2. Внутри кожуха расположена теплопроводящая камера 3 с погружным водяным электронасосом 7 и корзиной 17. Под одной из стенок камеры 3 расположен термоэлектрический модуль 4 с теплоотводом 5 и воздушным вентилятором 20, расположенным в корпусе 21 с отверстиями 22. Внутри кожуха 1, вне камеры 3 расположена льдоформа 8 с крышкой 9, выполненная в виде U-образной металлической емкости с термоэлектрическими модулями 10 и проточными теплоотводами 11 на боковых стенках льдоформы 8, причем проточные теплоотводы гидравлически соединены, например шлангами 12 и 13 с насосом 7 и камерой 3. Льдосъемник 14 выполнен в виде стержня, закрепленного в крышке льдоформы 8 и расположенного в емкости льдоформы. Между теплоотводящей камерой 3 и льдоформой 8 может быть расположена теплоизолирующая перегородка 18. На кожухе 1 термоэлектрического ящика (фиг. 1) расположены переключатели: полярности питания термоэлектрических модулей 6, включения термоэлектрических модулей теплопроводящей камеры (прод) или льдоформы (лед) 15, включения или выключения насоса в камере 16. Внутри камеры 3 расположена корзина 17 (фиг. 2, 3, 4) с возможностью вертикального перемещения по стрелке Е (фиг. 3). Электропитание к термоэлектрическому ящику подается через шнур 25 и штекер 24 (фиг. 1), подсоединенный, например, к бортовой электросети автомобиля через гнездо прикуривателя (на фиг. не показано).

Устройство работает следующим образом. Режим хранения продуктов и напитков в охлажденном состоянии. В корзину 17 (фиг. 2) укладывают продукты и напитки 19, для этого открыв крышку 2 термоэлектрического ящика 1 (фиг. 1, 2, 3). Нажимают переключатель 6 в положение "Хол", а переключатель 15 в положение "Прод", при этом подключаются термоэлектрический модуль 4 и электровентилятор 20. Штекер 24 (фиг. 1) подключают, например, к гнезду прикуривателя автомобиля. При этом напряжение постоянного тока 12 В одновременно подается на термоэлектрический модуль 4 и электровентилятор 20 (фиг. 2, 3, 4). За счет эффекта Пельтье одна сторона термоэлектрического модуля охлаждается и, соответственно, охлаждаются продукты 19 (фиг. 2). При работе термоэлектрического ящика в этом режиме переключатель 16 не включен. Другая сторона термоэлектрического модуля 4 (фиг. 2) нагревает теплоотвод 5. За счет работы вентилятора 20 (фиг. 2) воздух из атмосферы по стрелке А подсасывается в корпус 21, обдувает теплоотвод 5 и выходит обратно в атмосферу через отверстия 22. Таким образом, происходит постоянный теплообмен между нагретой стороной термоэлектрического модуля и атмосферным воздухом.

Режим приготовления кускового льда. Переключатель 6 включают в положение "Хол", переключатель 15 - в положение "Лед", а переключатель 16 в положение "Вкл" (фиг. 1). При таких положениях переключателей подключаются термоэлектрические модули 10 льдоформы 8 и погружной насос 7 (фиг. 2, 3, 4). Термоэлектрический модуль 4 и электровентилятор 20 не подключаются. Для работы термоэлектрического ящика в этом режиме корзина 17 за ручку 26 вынимается из камеры 3 и последняя заливается водой 23 (фиг. 2, 3). В металлическую емкость льдоформы 8 заливают порцию воды 27 или напитка для образования кускового льда. Перед этим крышка 9 со стержнем 14 приподнимается над емкостью льдоформы 8. После залива емкости льдоформы 8 порцией воды 27 крышку 9 со стержнем 13 устанавливают на место и стержень 14 оказывается погруженным в воду. Штекер 24 (фиг. 1) подключают к гнезду прикуривателя автомобиля. При этом напряжение постоянного тока 12 В одновременно подается на термоэлектрические модули 10 (фиг. 3) и погружной водяной насос 7. За счет работы насоса вода 23 из камеры 3 по шлангам 12 поступает в проточные теплоотводы 11, выходит из них и по шлангам 13 опять поступает в камеру 3. За счет этого избыточное тепло от термоэлектрических модулей 10 отводится потоком воды в камеру 3, смешивается с водой, находящейся там, и опять подается в проточные теплоотводы 11. Таким образом, происходит постоянный теплообмен между нагретыми сторонами термоэлектрических модулей 10 и водой 23 в камере 3. Через определенный промежуток времени из порции воды 27 или напитка в емкости льдоформы образуется кусок льда 28 с вмерзшим в него стержнем 14 (фиг. 3). Переключатель 6 устанавливают в положение "Гор" (фиг. 1), переводя термоэлектрические модули 10 в режим нагревания-оттаивания куска льда от стенок емкости льдоформы 8. К крышке 9 вручную прикладывают небольшое усилие F (фиг. 3), направленное вверх. Как только в процессе оттаивания образуется прослойка воды вдоль стенок металлической емкости льдоформы 8, кусок льда 28 на стержне 14 за счет приложенного усилия F, превосходящего силы поверхностного натяжения куска льда со стенками емкости льдоформы, выходит из емкости льдоформы. Следует отметить, что в процессе приготовления кускового льда вода 23 в емкости 3 постепенно нагревается. Чтобы понизить температуру воды 23, периодически можно включать термоэлектрический модуль 4 в режиме охлаждения камеры (см. 1-й режим работы термоэлектрического ящика).

Термоэлектрический ящик может также работать в режиме хранения в охлажденном состоянии питьевой воды 23 (фиг. 3). Для этого камера 3 заливается питьевой водой 23. Включают переключатель 6 в положение "Хол", переключатель 15 - в положение "Прод" и переключатель 16 - в положение "Вкл" (фиг. 1). При этих положениях переключателей включаются термоэлектрический модуль 4 с вентилятором 20 и насос 7 (фиг. 3). Камера 3 и питьевая вода 23 охлаждаются аналогично 1-му режиму охлаждения продуктов. Насос 7 служит для перемешивания питьевой воды 23 в камере 3. Он прогоняет воду 23 со дна камеры в верхние слои через шланги 12 и 13.

Таким образом, получается многофункциональный термоэлектрический ящик (прибор для хранения в охлажденном состоянии продуктов и напитков в стандартной упаковке, порции питьевой воды, а также для приготовления кускового льда).

Термоэлектрический ящик включает теплоизоляционный кожух с крышкой и переключатель полярности питания термоэлектрического модуля. Внутри кожуха расположена теплопропроводящая камера с термоэлектрическим модулем и теплоотводом под одной из стенок камеры. Ящик снабжен погружным водяным электронасосом, расположенным в теплопроводящей камере, и льдоформой с крышкой. Льдоформа расположена внутри кожуха, вне теплопроводящей камеры и выполнена в виде U-образной металлической емкости с термоэлектрическими модулями и проточными теплоотводами на боковых стенках. Проточные теплоотводы гидравлически соединены с погружным насосом и теплопроводящей камерой. Льдоформа снабжена льдосъемником, выполненным в виде стержня, закрепленного в крышке льдоформы и расположенного в емкости льдоформы. Ящик снабжен переключателями термоэлектрических модулей теплопроводящей камеры и льдоформы и переключателями насоса, а также корзиной. Корзина расположена в теплопроводящей камере с возможностью вертикального перемещения. Использование изобретения позволит расширить функциональные возможности термоэлектрических ящиков. 3 з. п.ф-лы, 5 ил.

1. Термоэлектрический ящик, включающий теплоизоляционный кожух с крышкой, внутри которого расположена теплопроводящая камера с термоэлектрическим модулем и теплоотводом под одной из стенок камеры, и переключатель полярности питания термоэлектрического модуля, отличающийся тем, что термоэлектрический ящик снабжен погружным водяным электронасосом, расположенным в теплопроводящей камере, и льдоформой с крышкой, расположенной внутри теплоизоляционного кожуха, вне теплопроводящей камеры и выполненной в виде U-образной металлической емкости с термоэлектрическими модулями и проточными теплоотводами на боковых стенках, причем проточные теплоотводы гидравлически соединены с погружным насосом и теплопроводящей камерой. 2. Термоэлектрический ящик по п.1, отличающийся тем, что льдоформа снабжена льдосъемником, выполненным в виде стержня, закрепленного в крышке льдоформы и расположенного в емкости льдоформы. 3. Термоэлектрический ящик по п.1, отличающийся тем, что термоэлектрический ящик снабжен переключателями термоэлектрических модулей теплопроводящей камеры и льдоформы, а также насоса в теплопроводящей камере. 4. Термоэлектрический ящик по п.1, отличающийся тем, что ящик снабжен корзиной, расположенной в теплопроводящей камере с возможностью вертикального перемещения.