Теплоизоляционный кожух Советский патент 1993 года по МПК H05K7/20 

/I XX yX/VVS

.у ц-чдо :ixjt. uffESoa

тдЛш1:

Й

ft

г

з

ю

Из зависимости видно, что при равенстве температур контрастности температур нет и теплота не выделяется.

В предлагаемом устройстве количество теплоты (Q), переносимое от поверхности термоэлемента 4-Таг к поверхности термоэлемента 7 TI r, пропорционально разности

Q Tar-Tir,

причем полярность элементов выбрана так, что Таг -Ti г; т.е. в вакуумированной полости 3 между смежными поверхностями термоэлементов 4 и 7 всегда создается контрастность температур, определяемая разностью T2r-Tin

Эффективность регулирования теплопроводности (К) определяется соотношением,

., Q T21 -Tir

К Оф Т2Г-Т1

Из соотношения видно, что в случае, когда , получается очень высокая эффективность К и система будет работать на перенос тепла в наружном направлении, определяемом полярностью включения термоэлементов Пельтье.

Таким образом, налицо преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом..

Преимущества предлагаемого устройства следующие:

- повысилась в К раз эффективность регулирования теплопроводности за счет создания направленного оттока и притока тепла между смежными поверхностями термоэлементов;

- расширился диапазон температур, в котором можно проводить термостатирова- ние;

- система стала более динамичной к процессу теплового регулирования.

Таким образом, цель предполагаемого изобретения достигнута в результате построения оригинальной, эффективной конструкции теплоизоляционного кожуха за счет введения второго газогенератора на элементе Пельтье, установленного на внутренней стороне внешней оболочки и находящийся над первым термоэлементом и, кроме того, улучшения теплоизоляционных свойств внутренней оболочки, у которой отсутствует отверстие для теплоизоляционной пробки. Предлагаемое устройство позволяет в К раз,

Q

щг

где К

Т2Г - Т1Г T2r-Ti )

повысить эффективность регулирования теплопроводности.

Фор мула изобретения

1. Теплоизоляционный кожух, содержащий внутреннюю и внешнюю герметичные вакуумированные оболочки, разделенные одна от другой по периметрам вакуумированной полостью, регулируемый генератор газа теплоносителя с электрическими выводами, выполненный в виде термоэлемента Пельтье, который размещен в вакуумированной полости, между внешней и внутренней оболочками с возможностью теплового контакта одного его слоя с внутренней герметичной вакуумированной оболочкой, и га- зопоглотителя, расположенного в указанной вакуумироавнной полости с возмр жн остью теплового контакта с другим слоем элемента Пельтье регулируемого генератора газа теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей путем улучшения условий регулирования теплопроводности, он снабжен дополнительным регулируемым генератором газа теплоносителя, который выполнен идентично основному

регулируемому генератору газа теплоносителя, который размещен в указанной вакуумированной полости между внутренней и внешней герметичными вакуумированными оболочками с возможностью теплового контакта его одного слоя с внешней из указанных оболочек, а другого слоя - с газопоглотителем дополнительно регулируемого генератора газа теплоносителя, при- чем элементы Пельтье основного и

дополнительного регулируемых генераторов газа теплоносителя подключены соответственно к внутренней и внешней оболочкам и к их газопоглотителю своими разноименными спаями соответственно.

2. Кожух по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен теплоизоляционными держателями, которые установлены между указанными оболочками.

Из перечисленных отличительных особенностей видно, что предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что отсутствует теплоизоляционная пробка во внутренней оболочке и имеется второй термоэлемент Пельтье. что позволяет избавиться от недостатка прототипа и повысить эффективность регулирования теплопроводности.

Заявитель не обнаружил технических решений, имеющих сходные признаки с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, а следовательно, предполагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 представлена конструкция теплоизоляционного кожуха. Теплоизоляционный кожух (фиг. 1) содержит внутреннюю 1 и внешнюю 2 герметичные оболочки, разделенные вакуумной полостью 3, в которой размещены первый 4 регулируемый генератор газа-теплоносителя на основе термоэлемента Пельтье с газопоглотителем 5 и электрическими выводами 6 и второй 7 регулируемый генератор газа-теплоносителя на основе термоэлемента Пельтье с газопоглотителем 8 и электрическими выводами

9. а также теплоизоляционные держатели

10.

Теплоизоляционный кожух (фиг. 1) конструктивно представляет собой внутреннюю герметичную вакуумированную оболочку 1, которая расположена во внешней герметичной оболочке 2,оболочки разделены ваккумированнойполостью 3. Внутренняя герметичная оболочка 1 удерживается во внешней герметичной оболочке 2 с помощью теплоизоляционных держателей 10, В вакуумированной полости 3 размещены первый 4 и второй 7 регулируемые генераторы газа-теплоносителя на основе термоэлемента Пельтье. Первый термоэлемент 4. содержит два спая, один из которых находится в тепловом контакте с внутренней герметичной оболочкой 1, а другой - с газопоглотителем 5,и электрические выводы 6. Второй термоэлемент 7 содержит также два спая, один из которых находится в тепловом контакте с газопоглотителем 8, а другой - с внутренней стороной внешней герметичной оболочкой 2, и электрические выводы 9. Термоэлементы 4 и 7 включены таким образом, что имеют противоположную полярность смежных спаев и находятся друг над другом.

Теплоизоляционный кожух (см. фиг. 1) работает следующим образом.

После включения, при пропускании постоянного тока через термоэлемент Пельтье

4, охлаждается спай, находящийся в тепловом контакте с внутренней оболочкой 1, а второй спай, находящийся в тепловом контакте с газопоглотителем 5, начинает выдепять газ-теплоноситель, который переносит тепло ко второму термоэлементу Пельтье 7, Этот элемент имеет внешний холодный спай, а другой - теплый спай приведен в хороший тепловой контакт с внешней оболочкой 2.

При этом количество теплоты, переносимое от нагретой поверхности термоэлемента -Пельтье 4 к холодной поверхности термоэлемента Пельтье, определяется выражением

,2x102xPxS(T2-Ti),

где Р - давление газа, мм рт.ст.;

S - площадь поверхности элемента Пельтье;

Та, Ti -температура поверхностей противолежащих спаев.

Так как внешний элемент Пельтье 7 все

время охлаждается, то поддерживаемая разность температур () поверхностей способствует гарантированной, эффективной передаче тепла от внутренней оболочки 1 к внешней 2, т.е. такое устройство работает как эффективный тепловой насос, отбирающий тепло от одной поверхности к другой. Это позволяет эффективно регулировать термостатирование объекта, находящегося во внутренней полости, образуемой

внутренней оболочкой 1 в широком интервале температур. Это же устройство эффективно работает и при переключении полярности термоэлементов Пельтье 4 и 7, поддерживая тем самым более высокую

температуру внутренней оболочки 1.

Газ-теплоноситель можно не вводить в вакуумированную полость 3, тогда устройство будет работать как обычный термостат, а газопоглотитель будет сорбировать из вакуумной полости 3 остаточные газы, которые остались в ней после вакуумирования или натекли за счет диффузии с течением времени, В этом случае повышается долговечность и надежность кожуха, а также

улучшаются его теплоизоляционные свойства,

. Оценим эффективность регулирования теплопроводности прототипа и предлагаемого устройства.

Количество теплоты, переносимое у прототипа (Qnp.) от поверхности термоэлемента 4 (до температуры Т2г) к поверхности внешней оболочки 2„пропорционально величине

Qnp Т2Г - Ti

Использование: изобретение относится к области радиотехники. Сущность изобретения: улучшение условий регулирования теплрпроводности достигается тем, что в теплоизоляционный кожух, состоящий из двух герметичных вакуумированных оболочек 1,2, разделенных вакуумированной полостью 3 и содержащей основной термоэлемент Пельтье введен дополнительный термоэлемент Пельтье 7 с электрическими выводами 6, идентичный первому и находящийся над ним. 1 ил. ---. : Ј.