Изобретение относится к холодильной техиике, а именно к термоэлектрическим бытовым холодильникам.
Известны термоэлектрические холодильники, содержащие нарул-сный корпус, термобатарею и находящуюся в тенловом контакте с ее холодными спаями холодильную камеру, выполненную из материала с хорошей теплопроводностью, например из алюминия, покрытого неэлектропроводной пленкой.
Охлаждение в этих холодильниках недостаточно эффективное и не позволяет с энергетической точки зрения увеличивать емкость холодильника более 30-40 л. Процесс изготовления такого холодильника и конструкция его сложны, качество и надежность - недостаточны.
Для устранения указанных недостатков термобатарея предложенного холодильника выполнена в виде ленты из диэлектрика, вдоль которой нанесены с интервалами чередующиеся пленочные полосы из полупроводникового термовещества с электронной и дырочной нроводимостью. Па края ленты нанесены металлические пленочные полосы, частично перекрывающие нары полупроводниковых полос, а сама она навита на холодильную камеру но винтовой линии с шагом меньше 1/10 ширины полупроводниковых полос. При этом внутренняя (охлаждающая) поверхность образованного винтового рулона расположена неносредственно на внешней поверхности холодильной камеры, а нарулсная (теплорассеивающая) - в охлаждаемой среде, например в воздухе.
Лента может быть навита в несколько рядов, причем каждый носледующий ряд желательно расположить неносредственно на наружной поверхности предыдущего. Для повышепия температурной эффективности полупроводниковые полосы целесообразно разделить вдоль ленты на параллельные полоски, сообщенные между собой электрически промежуточными металлическими пленками. Па фиг. 1 изображен предложенный холодильник в разрезе; на фиг. 2 - холодильная камера с навитой лентой диэлектрика; на фиг. 3 изображено расположение слоев винтового рулона, на фиг. 4 - вариант расноложения пленочных полос.
Холодильник содержит наружный корнус, образованный задней стенкой / (фиг. 1) с присоединенными к ней нижней 2, верхней 3 и боковыми облицовочными стенками 4, алюминиевую холодильную камеру 5 с навитой
на нее по винтовой линии лентой 6 из диэлектрика, дверь 7 с упругим уплотнителем 8 и термоизоляцией 9, плиту -термоизоляции 10 заднего простенка холодильника и закрепленный на задней стенке J блок питания 1, копровода 13, соединяющие его с лентой. Стенки 2-4 имеют вентиляционные отверстия 14 для прохода охлаждающего воздуха. Лента навита, как на оправку, на холодильную камеру по винтовой линии малого птага, соседние витки образованного при этом винтового рулона плотно прилегают друг к другу. Одни края 15 (фиг. 3) ленты прилегают к наружной поверхности 16 холодильной камеры, а противоположпые края 17 ее образуют наружную поверхность 18 первого слоя (каскада) 19 винтового рулона, на которую, как на оправку, навит следующий слой (каскад) 20 винтового рулона. В зависимости от назначения холодильника таких слоев навивают два, три и более.
На ленту, изготовленную из тонкого пленочного Стекла или из плепочных иолиимидов, например из высокотермостойкого полимера «ПМ, на основе диангидрида пиромеллитовой кислоты нанесены как на подложку, поочередно с интервалами лленочные полосы 21 и 22 из полупроводникового термовещества с электронной и дырочной проводимостью. На края 15 и 17 ленты нанесены с интервалами металлические пленочные полосы 23 и 24, частично перекрывающие соседпие пары полупроводниковых полос 21 и 22. К концам лепты присоединены провода 13, подводящие постоянный ток заданного направления к нанесенным на ленту 6 и соединенным электрически последовательпо плепочпым полосам 23, 21, 24, 22 и т. д. Толщина полупроводниковых плепок 21 и 22 определяется в основном технологическими возможностями принятого процесса нанесения вещества па ленту-подложку 6. Ширина пленочных полос 21 и 22 (высота ветвей) - 2-5 мм. Для предотвращения заметных потерь холодопроизводительпости теплопроводностью между соседпими витками рулона шаг 1винтового рулона должен быть по крайней мере в 10 раз меньше ширины полос. С целью обеспечения достаточно высокой плотности упаковки ветвей в термобатарее толщина используемой ленты-подложки берется, предпочтительно, пе больше принятой толщины полос 21 и 22. Для уменьшепия потери холодопроизводительности термобатареи с перетоком тепла теплопроводпостью от горячего 17 края ленты к холодному 15, полупроводниковые пленочные полосы 21 и 22 могут быть разделепы па две (или более) параллельпые полосы, сообщеппые между собой промежуточпыми металлическими пленками 25 (фиг. 4). Для улучшения теплового контакта холодпых краев 15 с окисной пленкой па наружной поверхпости 16 холодильной камеры на последнюю перед навивкой, ленты наносят тонкий слой хорошо теплопроводной пасты, например, составленной на смеси тонкого графитового порошка с эпоксидной или формальдегидной смолой.
При пропускании постоянного тока заданного паправлепия через последовательно соединенные полупроводниковые полосы-пленки 21 и 22 («ветви пленочной термобатареи)
происходит под действием эффекта Пельтье поглощение тепла на прилегающих к поверхности 16 камеры краях 15 ленты в первом слое (каскаде) 19 рулона. При этом осводится тепло от холодильной камеры и отдается
холодным краям 15 следующего слоя (каскада) 20. Горячие края 17 слоя 20 образуют горячую наружную поверхность термобатареи, охлаждаемую циркулирующим через вентиляционные отверстия 14 наружным воздухом. Движение охлаждающего воздуха осуществляется либо за счет конвекции в холодильниках малых размеров (вход воздуха через нижние не показанные на фигурах вентиляционные отверстия и выход - через верхние отверстия 14), либо принудительно вептилятором в холодильниках емкостью более 40 л. Таким образо.м, просвет между наружпой поверх юстью рулона и стенками 2 и 4 холодильника образует канал для охлаждающего воздуха.
В предложенном холодильнике для питания можно использовать постоянный ток любого имеющегося напряжения без понижения вплоть до сотен вольт, что позволяет упростить блок питания и повысить его к.п.д. и падежность.
Предмет изобретения
1.Термоэлектрический холодильник, содержащий наружный корпус, термобатарею и находящуюся в тепловом контакте с ее холодными спаями холодильную камеру, выполненную из материала с хорошей теплопроводностью, например из алюминия, покрытого иеэлектропроводной нленкой, отличающийся тем, что с целью более эффективного охлаждения и упрощепия ироцесса изготовления холодильника, повышения качества и надежности его, термобатарея выполнена в виде ленты из диэлектрика, вдоль которой нанесены с интервалами чередующиеся пленочные полосы из полупроводникового термовещества с электронной и дырочной проводимостью иа края ленты нанесены металлические пленочные полосы, частично перекрывающие пары полупроводниковых полос, а лента навита иа холодильную камеру по винтовой линии с шагом
мепьше 1/10 ширины полупроводниковых полос, при этом внутренняя (охлаждающая ) поверхность образованного винтового рулона расположена непосредственно на внешней поверхности холодильной камеры, а наружная
(теплорассеивающая) - в охлаждающей среде, например в воздухе.
средственно на наружной поверхности предыдущего ряда.
3. Холодильник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с пелыо повышения температурной
эффективности, полупроводниковые полосы разделены вдоль ленты на параллельные полоски, сообщенные между собой электрически промежуточными металлическими пленками.
}
/5
-1-5
