СО
Изобретение относится к компактному холодильному оборудованию, используемому для охлаждения контейнеров с напитками или пищевых продуктов. Целью изобретения является возможность охлаждения в космосе. Контейнеры с напитками помещают в отсек 7 на металлическую пластину 11, форма которой соответствует участкам наружных боковых стенок контейнеров и которая имеет заполненный металлом слой силиконовой резины для прочного сцепления. Продукты помещают в отсек 9 на пластину 12, связанную с пластиной 11. Закрывают крышку. Температурный переключатель включает термоэлектрические элементы 21 и вентилятор охладительного блока 3 для охлаждения продуктов в отсеках 7, 9. Продукты в морозильном отсеке 10 размещают на пластине 13. Термоэлектрические элементы 34 охладительного блока 16, периодически включаясь и выключаясь, поддерживают температуру морозильного отсека примерно минус 18°С. Данное устройство обеспечивает отвод тепла в условиях космоса посредством теплопередачи за счет проводимости и обладает малым потреблением энергии. 8 з.п.ф-лы, 9 ил.
с
1508
Изобретение относится к компактному холодильному оборудованию, в частности к термоэлектрическим хо- лодильньм устройствам, связанным с корпусом холодильника и используемым для охлаждения контейнеров с напитками или пищевых продуктов в космосе, т.е. в условиях, при которых отсутствует конвенция и тепло должно отводиться теплопередачей за счет проводимости о
Цепь изобретения - обеспеч ение возможности охлаждения в космосе
На фиг.1 изображено предлагаемое холодильное устройство с сосудами дпя напитков в нем, аксонометрия; на фиг. 2 - то же, вид с верху; на фиг. 3 то же, продольный разрез, с корпусом изготовленным из пенистого изолиру- ющего материала: на фиг.4 - то же, продольный разрез, с корпусом, изготовленным из тонкого металла; на фиг.5 - схема цепи терморегулирования и система питания холодильного устройства; на фиг.6 - низкотемпературное отделение холодильного устройства, вид сверху, без крышки; на фиг.7 - разрез А-А на фиг„6, вирант вьтолнения морозильного отсека и охладительного блока; .на фиг.8 - узел охладительного блока с термоэлектрическими элементами, аксонометрия; на фиг.9 - часть металлической пластины, распространяемой в отсек хранения пищевых продуктов, аксонометрия .
Холодильное устройство для охлаж- дения контейнеров и пищевых продуктов содержит низкотемпературное отделение 1 и примыкающий к корпусу 2 охладительный блок 3. Имеется съемная крьшжа 4, которая крепится к боковым стенкам корпуса 2 на крепежных приспособлениях (защелках, петлях, винтах и т.п., не показаны). Низкотемпературное отделение 1 имеет (фиг,6) отделенные перегородками 5 и 6 отсек 7 для контейнеров 8, отсек 9 для хранения пищевых продуктов без контейнеров и морозильный отсек 10. Во всех отсеках 7, 9 и 10 размещены сообщенные с охладительным блоком 3 металлические пластины 11-13 соответственно для охлаждения контейне- ров 8, ;у1Я охлаждения продуктов, для хранения морозильника. При этом пластина 11 в отсеке 7 для контейнеров 8 связана с пластиной 12 в отсеке 9
г o
5 0 5 О
5 g г
5
0
дпя продуктов (фиг.9). Поскольку пластина 12 является продолжением пластины 11, пищевые продукты в зоне хранения охлаждаются от того же охладительного блока 3, что и контейнеры 8. Морозильньш отсек 10 отделен от отсека 9 дпя хранения пищевых продуктов изолированнрй перегородкой 6 и имеет отдельную крышку 14 (фиг.7), закрепленную на петле 15 на стенке корпуса -2, противоположной дополнительному охладительному блоку
16морозильного отсека 10.
Поскольку в космосе нет конвективной теплопередачи, пластина 11 в отсеке 7 для контейнеров 8 сконструирована так, чтобы обеспечить эффективную теплопередачу за счет проводимости с участками боковых стенок контейнеров 8. Дпя этого пластина 11 имеет форму, соответствующую, участкам наружных боковых стенок контейнеров 8 (фиг.З и 4), и на ней смежно с участками боковых стенок контейнеров 8 размещен тонкий слой
17из податливого теплопроводного материала, такого как заполненная металлом силиконовая резина. Пластина 1 1 лежит на днище корпуса 2 (4мг.3), а на внутренней поверхности съемной крышки 4 под отсеком 7
с контейнерами 8 размещены прокладки 18 из пенистого материала для плотного прижатия контейнеров 8 к слою силиконовой резины. Таким образом, когда крышка 4 полностью закрыта, контейнеры 8 плотно зачаты между прокладками 18 и слоем 17 теплопроводного материала и отсек 7 уплотнен..Согласно фиг.3 корпус 2 изготрвлен из пенистого изолирующего материала. Корпус может быть также выполнен из тонкого металла, такого как апю№1ний (фиг.4), В этом случае на днище корпуса 2 под пластиной 11 в отсеке 7 дпя контейнеров 8 установлены упругие прокладки 19, например резиновые стойки. При этом контейнеры 8 почти полностью окружены воздушным пространством, которое в ответствии конвекции представляет отличньй изолятор. Всё прочие элементы на (.4 аналогичны элементам на фиг.З.
Охладительный блок 3 содержит закрепленный на корпусе 2 кожух 20, укрегшенный в нем термоэлектрический элемент 21, сообщенньй с приспособлением 22 для отвода тепла и через блок 23 теплопередачи с пластиной 11 в отсеке 7 для контейнеров 8. Приспособление 22 для отвода тепла имеет оребренную поверхность и закреплено внутри кожуха 20 вблизи защитной пластины 24 посредством болтов 25, проходящих через боковую стенку корпуса 2 холодильного устройства. Охладительный блок 3 снабжен вентилятором 26, всасывающая сго- рона которого обращена в сторону полости камеры 27 внутри кожуха 20. При этом в стенке кожуха 20 напро- 5 этом вентилятор 26 и элементы 21 ТИБ приспособления 22 для отвода теп- соединены параллельно, так что они
10
которые гонят через теплоот воды 36 в направлении, показанном стрелками на фйг.6„ Вентилятор 41 полняет ту же функцию, что и венти лятор 26 в охладительном блоке 3 (фиг.1) .
Основным узлом схемы цепи термо регулирования и системы питания хо дильного устройства является теьше ратурный переключатель 42, который соединен силовыми линия и 43 и 44 отвественно с вентилятором 26 и те моэлектрическими элементами 21„ При
ла выполнено отверстие 28 для забора газа из окружающего пространства, которое позволяет вентилятору 26 прогонять воздух, охладцающий ребра приспособления 22, для отвода тепла через это отверстие и полость камеры 27 наружу. Вентилятор 26 закреплен на стенке кожуха 20 болтами 29, а защитная пластина 24 теплоотвода привинчена к боковой стенке корпуса 2 болтами 30. Питание к охладительному блоку 3 подается по силовому кабелю 31.
Дополнительный охладительный бло 16 морозильного отсека 10 размещен в отдельном корпусе 32 и содержит термоэлектрический генератор для ох- лаждения пластины 13. Стенки корпуса 2 вокруг морозильного отсека 10 изолированы пенистой изоляцией 33. Термоэлектрический генератор блока 16 содерятт множество каскадно соединенных термоэлектрических элементов 34, расположенных на противоположных сторонах межкаскадной пластины 35, которая соединяет теплоотвод 36 термоэлектрического генератора с пластиной 13 морозильного отсека 10 через одну боковую стенку корпуса 2.
Как показано на фиг.8, может быть предусмотрено девять каскадов термоэлектрических элементов 34: три на стороне пластины 13 охлаждения и шесть на стороне теплоотвода. Каскадное, соединение этих элементов позволяет им создать большую разность температур. Каскадный блок элементов 34 соединен с соответствующим источником питания посредством выводов 37 и 38, которые проходят через отверстия 39 в теплоотводе 36.
Дополнительный охладительный блок 16 снабжен парой вентиляторов 40.
5 этом вентилятор 26 и элементы 21 соединены параллельно, так что они
0
которые гонят через теплоот- воды 36 в направлении, показанном стрелками на фйг.6„ Вентилятор 41 выполняет ту же функцию, что и венти - лятор 26 в охладительном блоке 3 (фиг.1) .
Основным узлом схемы цепи терморегулирования и системы питания холодильного устройства является теьше- ратурный переключатель 42, который соединен силовыми линия и 43 и 44 со- отвественно с вентилятором 26 и термоэлектрическими элементами 21„ При
0
включаются и выключаются вместе. Температурный переключатель 42 также соединен линиями 45 и 46 с первым тем- 0 пературньм датчиком 47 приспособле-- ния для отвода тепла и вторым температурным датчиком 48 в пластине 11 в отсеке 7 для контейнеров.
Питание холодильного устройства 5 осуществляется подключением источ-- ника тока (не показан) по силовому кабелю 31 через геипературньга пере-- ключатель 42,.Б предпочтительном варианте- реагшзащ1и питание осуществляется напряжением 28 В постоянно-- го тока.
Чтобы периодически включ ать и выключать охладительные блоки 3 к 16 для поддержания cooTBeTCTBiTomjix температур отсека 7 для контейнеров 8, отсека 9 для хранения пищевых продуктов и морозильного отсека-10, предусмотрен электронный контролер 49.
При работе с устройством помещают контейнеры и продукты в соответствующие отсеки 7, 9 и 10, закрывают крышки 4 и 14, обеспечивая плотный контакт контейнеров 8 и продукте пластинами 1-1-13.
S
0
30
45
50
Температурный переключатель 42 iie гулирует температуру пластины i 1 охлаждения и предотвращает перегрев приспособления 22 для отвода тепла. Кроме того, температурный nepcicnro- чатель 42 включает устройство защиты от превышения тока для защиты электрической cncTCNa-i холодильника. В типичной рабочей ситуации температурный переютючатель 42 включает термоэлектрические s-nefseHTu 21 и вентилятор 26, когда температ фа пла стины 11 превышает 2,, и выключает их, когда температура пластины 11 падает ниже 1,67°С. Если ток
системы превышает 5 А или температура тештоотвода превьппает 143,33°С, переключатель 42 отключает питание системы, чтобы предотвратить аварию.
Предпочтительный вapиaнt реализации холодильного устройства по изобретению включает охладительные блоки 3 и 16с термоэл,ектрическими эле- ментами для охлаждения пластины 11. Но могут быть использованы другие виды холодильных устройств. Так, типичная холодильная система, включающая компрессор, конденсатор и испарительную спираль, но больших, чем обычные, размеров, может быть использована для охлаждения пластины 11 путем помещения ее испарительной спирали в непосредственном тепловом контакте с пластиной 11. Возможно также использование в комбинации с пластиной 11 химического холодильника,обеспечивающего охлаждение за счет экзотермической реакции. Однако охлаждение блоков 3 и 16 термоэлектриче- скими элементами является более предпочтительным потому, что такая конструкция компактна и блоки имеют малое потребление энергии.
Электронный контролер 43 включа- ет двухканальный температурный переключатель (не показан). Температурный датчик первого канала переключателя относится к пластинам 11 и 12 холодильного устройства. Путем периодического включения и выключения термоэлектрических элементов 21 охладительного блока 3 температура отсеков 7 и 9 поддерживается равной примерно 0°С. Второй температурный датчик второго канала относится к пластине 13. Аналогичным образом тер |моэлектрические элементы 34 охладительного блока 16, периодически вклю Чаяс.ь и выключаясь, поддерживают температуру морозильного отсека 10 примерно равной .
Предлагаемое устройство компактно, характеризуется малым потреблением энергии и обеспечивает отвод тепла в условиях космоса посредством теплопередачи за счет проводимости.
Формула изобретения
5 0 5
Q 5
0
0
5
отличающееся тем, что, с целью возможности охлаждения в космосе, низкотемпературное отделение имеет отделенные перегородками отсек для контейнеров, отсек для хранения пищевых продуктов без контейнеров и морозильный отсек, причем во всех отсеках размещены сообщенные с охладительным блоком металлические пластины, для охлаждения контейнеров и продуктов, при этом пластина в отсеке для контейнеров связана с пластиной в отсеке для продуктов и имеет форму, соответствующу}о участкам наружных боковых стенок контейнеров, и на ней размещен заполненный металлом слой силиконовой резины для прочного сцепления с участками боковьк стенок контейнеров, причем охладительный блок содержит термоэлектрический элемент.
8, Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для терморегулирования, включающим подключенный к источнику тока температурный перекпючатель, связанный параллельными линиями с вентилятором и термоi
/
Фиг.-1
29
26
электрическим элементом, приспособлением дпя отвода тепла и пластиной отсека дпя контейнеров.
/- -28
.2
f /
Y/y /fX// / // / / / /// / //// / /
// /Pv / / / У/ У
/Л7/ / /j //f y/y y/jj/j jл
// i9 /7
Фиг.и
32
/
1
, / f /// 7/ / /// // . /y , У // /J , /, /f /
S
fy f yi Yy YvvYf ../T. rf r t ЬчТч уХ 5х л СУ У. Х лХОСч Ч
(рае
33
/1-Х
1S
y YvvYf ../T. rf r t . Х лХОСч Ч
(рае
33
Фиг.8
Фиг.9
Составитель И.Шабалина Редактор А.Огар Техред А.КравчукКорректор Т.Малец
Заказ 5556/59
Тираж 462
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
ю
Подписное
| Патент США № 3257820, кл | |||
| Способ крашения тканей | 1922 |
|
SU62A1 |
