Термоэлектрический льдогенератор Советский патент 1982 года по МПК F25C1/12 

(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР Изобретение относится к охлаждающим устройствам, предназначенным для получения льда. По основному авт. св. № 721647 известен термоэлектрический льдогенератор, используемый преимущественно для производства пищевого льда, и содержащий термобатарею и емкость для замораживания воды, причем емкость для замораживаемой воды выполнена сужающейся к основанию, а горячие спаи термобатареи соединены с верхней частью емкости посредством теплового моста 1 . Недостаток известного термоэлектрического льдогенератора заключается в значительных теплопритоках по слою воды от верхней части емкости в ее нижнюю часть, где образуется лед, из-за существенной теплопроводности этого слоя. В связи с этим снижается полезная холодопроизводительность термобатареи и соответственно - производительность льдогенератора. Цель изобретения - повышение производительности льдогенератора. Цель достигается тем, что в емкости термоэлектрического льдогенератора установлена съемная куполообразная перегородка, вершина которой направлена вверх и расположена ниже предполагаемого уровня жидкости, а стенки перегородки в нижней зоне выполнены перфорированными и прилегают к стенкам емкости. На чертеже изображен термоэлектрический льдогенератор. Термоэлектрический льдогенератор содержит термобатарею 1 с горячими спаями 2 и холодными спаями 3, сужающуюся к основанию емкость 4 для замораживаемой воды, тепловой мост 5, посредством которого горячие спаи 2 термобатареи 1 соединены с верхней частью емкости 4, съемную куполообразную перегородку 6 с верщиной 7, направленной вверх и расположенной ниже предполагаемого уровня 8 жидкости, и со стенками 9, в нижней зоне выполненными перфорированными, путем выполнения отверстий 10, и прилегающими к стенкам емкости 4, рукоятку 11, при помощи которой перегородка 6 установлена внутри емкости 4 с возможностью вертикального перемещения. Перегородка 6 разделяет воду в емкости 4 на верхний слой 12 испаряющейся воды, и нижний слой 13 охлаждаемой воды, замораживаемой до образования слоя 14 льда. Под вершиной 7 перегородки 6 под слоем воды 13 образована воздушная пробка 15.

Термоэлектрический льдогенератор работает следуюш,им образом.

При помощи рукоятки 11 куполообразная перегородка устанавливается вертикально внутри емкости 4 таким образом, что верт шина 7 перегородки направлена вверх и расположена ниже предполагаемого уровня жидкости, а стенки 9 перегородки в нижней зоне плотно прилегают к стенкам емкости 4. В емкость 4 заливается вода, которая проходя через отверстия 10 в нижней зоне стенок 9 перегородки 6, заполняет нижнюю часть емкости 4 до уровня размеш:ения отверстий 10. При этом из емкости 4, через ее верхнюю часть вытесняется воздух, однако часть воздуха, в виде воздушной пробки 15, заполняющей верхнюю часть пространства под куполообразной перегородкой 6, остается внутри емкости 4, а слой 13 воды, заполняющей- нижнюю часть пространства под куполообразной перегородкой 6, граничит с пробкой 15 на горизонтальном уровне размещения отверстий 10. Вода заливается в емкость 4 до уровня 8, несмотря на наличие выталкивающей силы воздущной пробки 15, перегородка 6 остается в положении, зафиксированном за счет плотного примыкания (например враспор) стенок 9 перегородки к стенкам емкости 4. Включается электропитание термобатареи 1, на холодных спаях 3 которой поглощается тепло из нижней части емкости 4, а .на горячих спаях 2 выделяется тепло и Через тепловой мост 5 передается в верхнюю часть емкости 4, в слой 12 воды, испаряющейся с поверхности.

При этом, в соответствии с характеристикой термобатареи, количество тепла, поглощаемого холодными спаями 3, уменьшается с возрастанием разности температур горячего слоя 12-tf (на уровне соединения моста 5 с верхней частью емкости 4) и средней температуры охлаждаемой воды в нижней части емкости 4. Температура tx уменьшается во времени и, при достижении значения 0°С в месте контакта со спаями 3, в этой зоне начинает образовываться лед, то.лщина слоя которого растет со временем. Температура tx ниже температуры наружного воздуха t . Количество тепла, поглощаемого холодными спаями 3, складывается из тепла, выделяемого водой при ее охлаждении, тепла, поступающего из наружного воздуха через стенки емкости 4, а также тепла, поступающего из слоя 12 испаряющейся воды в слой 13 и далее - в нижнюю часть емкости 4.

Данный тепловой поток поступает через стенки 9 куполообразной перегородки 6 и воздушную пробку 15. За счет того, что коэффициент теплопроводности воздуха намноГО (в 25-30 раз) меньше, чем воды, теплоприток из слоя 12 в слой воды 13 в нижней части емкости 4 значительно сокращается что приводит к увеличению полезной холодолроизводительности термобатареи 1, идущей

на охлаждение воды и производительностью льда, и соответственно к увеличению производительности льдогенератора в целом.

Выполнение и расположение куполообразной перегородки позволяет обеспечить размещение воздушной пробки 15 в верхней части пространства под ней, предотвратить выход воздуха через отверстия 10, не уменьшая поверхности испарения, и тем самым не уменьшая интенсивности испарительного охлаждения. За счет воздушной пробки 15, создается эффективная теплоизоляция слоев воды температуры ix от перегретых слоев температуры tf. При этом увеличивается производительность льдогенератора. При образовании необходимого количества льда переключают полярность электропитания термобатареи 1, слой льда оттаивает, за счет выделения тепла на бывших холодных спаях 3, и всплывает, заполняя при этом пространство под куполообразной перегородкой 6. Далее, вертикальным перемещением вверх рукоятки 11, перегородка 6 поднимается, а находящийся внутри нее лед также поднимается и затем извлекается из емкости 4.

Для повторения процесса получения льда перегородка устанавливается в прежнее

положение, путем вертикального перемещения сверху вниз. В данном случае отверстия 10 служат для заполнения нижней части емкости 4 дополнительными порциями воды, заливаемой в емкость 4, которые приобретают более низкую температуру при смешивании с охлажденными ранее остатками воды в нижней части емкости 4, тем самым полученный ранее холод используется в целях увеличения производительности льдогенератора. Кроме того, в данном случае

0 отверстия 10 служат для выпуска излишков воздуха, содержащегося под перегородкой 6, при ее опускании в нижнюю часть емкости 4, что ослабляет подъемную силу и гарантирует вертикальное перемещение перегородки 6, устраняет ее перекосы, обеспечивает плотное прилегание стенок 9 перегородки 6 к стенкам емкости, более надежно запирает воздущную пробку 15 и тем самым обеспечивает работоспособность устройства в целом.

0 Таким образом, за счет того, что в емкости 4 установлена съемная куполообразная перегородка 6, вершина 7 которой направлена вверх и расположена ниже предполагаемого уровня жидкости 8, а стенки 9 перегородки 6 в нижней зоне выполнены перфорированными и прилегают к стенкам емкости 4, между верхними горячими и нижними холодными слоями воды создается дополнительная эффективная воздушная теплоизоляция, которая при эксплуатации не нарушается из-за невозможности выхода воздуха из пространства под перегородкой 6, соответственно повышается полезная холодопроизводительность термобатареи и производительность льдогенератора. Формула изобретения Термоэлектрический льдогенератор по авт. св. № 721647, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, в емкости установлена съемная куполообразная перегородка, вершина направлена вверх и расположена ниже предполагаемого уровня жидкости, а стенки перегородки в нижней зоне выполнены перфорированными и прилегают к стенкам емкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 721647, кл. F 25 С 1/12, 1974.