Термоэлектрический льдогенератор Советский патент 1982 года по МПК F25C1/12 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для производства льда, например, в объектах подземного, морского и воздушного транс порта. Известен льдогенератор, содержащий термоэлектрическую батарею, заполняемый водой корпус и приспособленке для намораживания льда, выполненное в виде металлической пластины, расположенной на холод11ых спаях термобатареи Ll. Данный льдогенератор имеет большие габариты и вес, энергчэемок, так как с увеличением толщины намораживаемого льда быстро растет eio термическое сопротивление. Причал это устройство ста ционарно, требует подводки трубопроводов с водой для охлаждения горячих спае термобатареи, а большие габариты и теплоемкость замораживаемой среды требуют значительного времени для получения льд Кроме того, выемка полученного льда сложна и не всегда соответствует требомниям санитарной гигиены (в случаях, если лед используется как пищевой npo-v дукт). Наиболее близким к изобрететпо по выполняемой функции и достигаемому результату является термоэлектрический льдогенератор, содержащий теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, крышку со стержнями для извлечения льда, размещенными по OCSIM ячеек, и термоэлектрическую батарею, установленную с обеспечением теплового контакта между ее холодными спаями и « КОСТЬЮ . Однако известный термоэлектрический льдогенератор обладает следующими недостатками. Иэ-оа отсутствия надежного теплового контакта между стержнем для извлечения и дном ячейки стержень является дополнительным источником npwтока тепла. При замерзании жидкости в слое вдоль стержня за счет плохой теплолроводности пвда дальнейший процесс льдообразования значительно продливаегся а время получения льда уветгамиваегся. Кроме того, выемка льда из ячеек с помощью гладкого металлического стержня не эффективна, так как стержень при такой конструкции наиболее удален от источников холода и не имеет с ними достаточного теплового контакта, а значи расположен в зоне наиболее высокой (пшосовой) температу зы жидкости, поэтому образование льда вокруг стержня происходит как вокруг,пассивного элемента, а следовательно, и в послед пою очередь, .т.е. сцепление льда с боковыми поверхностями ванночки 1ораздп сильнее, чем со стержнем. Таким образом, если не при нимаются дополнительные меры, возможны срывы льда со стержней при извлечении их с помощью крышки. Целью изобретения является ускорение процесса льдообразования и снижение энергозатрат. Цель достигается тем, что в терм о- электрическом льдогенераторе,соаержащем 25

теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим ос гованием вниз, крышку со стерж -1ями для гсзвлечекия льда, размещенными по осям ячеек, и термоэлект- ричеосую батарею, установленную с обеспечением теплового контакта между ее холодными спаями и емкостью, горячие спаи термобатареи прумыкают к корпусу, стержни прикреплены к крышке посредством пластинчатых пружин, а на дне каждой ячейки выполнен центральный вы- ступ с выемкой по оси для фиксации нижнего конца стержня, при этом корпус установлен на пружинных амортизаторах.

Причем, высота перегородок равна высоте емкости.

Кроме того каждый стержень у основания имеет кольцевой паз.

На чертеже изображен термоэлектрический льдогенератор.

Термоэлектрический льдогенератор содержит теплоизолированный корпус 1, выполненный в виде радиатора, имеющего на нижней и боковых поверхностях боль шое количество ребер 2 охлаждения. На основании 3 корпуса винтами 4 прикреплена пластина 5, на которой при помощи клея установлены элементы термобатареи 6, так что горячий спай 7 контактирует через пластину с корпусом 1, а холодные спаи 8 - с емкостью 9 получения rfbua. Емкость 9 разделена- на ячей- 98

ром 23 через клемму 24 и далее по проводам 25, закрепленным на пластине припоем 26. Корпус 1 установлен на пружинных амортизаторах 27.

Термоэлектрический генератор льда работает следующим образом.

После наполнения ячеек 10 водой емкость 9 сверху закрывают теплоизоляционной крышкой 14. Стержни 19 гшотно

входят в выемки 13, так как стержни 19 закреплены на пластинчатых пружинах 18, то крышка 14 наход ггся в подпружиненном состоянии и приподнята над ребрами корпуса 1. Крышку 14 герметично закрывают. Она удерживается в таком положении защелками 15. Включают питание термоэлектрической батареи. Холодные спаи 8 термобатареи охлаждают дно емкости 9, боковые стенки и перегородки 11. Охлаждаются также и находящиеся в контакте с выемкам и 13 в центральных выступах 12 расположенные на охлаждаемом дне емкости 9 стержни 19. Тепловой контакт каждого стержня 19 с центральным выступом 12 обеспечивает дополнительную передачу холоди в верхнюю центральную наиболее удаленную от краев емкости 9 область замораживаемой жидкости, уменьшая тем самым ее TepviH4ecKoe сопротивление, а следователь но, и время ее замерзания. Жидкость охлаждают и перегородки 11, выполненные как оан0..целое с корпусом емкости 9, и поэтому быстро охлаждающиеся и хорошо 04 ки 10 в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз пе регородками 11, высота которых равна высоте емкости 9. На дне каждой ячейки 10 имеется центральный выступ 12 с выемкой 13 по оси. Сверху емкость 9 герметично закрывается крышкой 14, которую удерживает в таком положении защелка 15. Крышку- 14 и боковые поверхкости корпуса 1 имеют слои тегшокзопяшга 16. На внутренней стороне крышей 14 заклепками 17 прикреплены пластинчатые пружины 18, которые соединены с основаниями холодопроводящих метал- лических стержней 19, плотно входящими своими нижними концами в выемки 13 на дне ячеек 10 емкости 9. Для обеспечения удобства извлечения из ячеек 10 готовых К5биков льда 20 на стержнях 19 У их оснований выполнены кольцевые пазы 21. Для равномерного распределения жидкости по всему объему емкости 9 в перегородках ячеек 1О проточены сообщающиеся канавки 22. Питание к термобатарее подводится электрическим шну- проводящие холод по всему замораживаемому объему жтэдкости. Таким образом, комбинация стержней 19 и перегород1ж 11обеспечивает передачу холода по все глубине замораживаемой в ячейке 10 жидкости, значительно понижая температуру ее в наиболее теплой части - сверх по бокам и центру ячейки 10 и сокращая зремя образования льда. Холод быстро передается всему объему жидкости. Чере 30-35 мин происходит генерация льда 9 емкости 9. Крышку 14 освобождают от защелок 15. Затем меняют полярность (Питающего напряжения на противополож- ную продолжительностью 10-30 с, вследствие чего холодные спаи 8 нагреваются и соответственно нагреваются дно емкоо ти 9, боковые стенки, перегородки 11. Лед оттаивает от стенок емкости 9 и крышка 14 приподнимается, так как она подпружинена упругими пластинами 18. Крышку 14 с готовыми кубиками льда 20 на стержнях 19 снимают. Лед удержи вается на стержнях 19 за счет кольпевых пазов 21. Еще через 10-15 с лед в проточках подтаивает, так как стержни 19 также, нагреваются при реверсировании, и кубики льда легко снимаются и складь1ваются в соответствующую посуду. Этим обеспечивается полная гигиенич- ность и удобство выемки льда, поскольку не приходится его касаться руками, Со|к ращению времени получения льда спо (собствует и подпружинивание корпуса генератора льда. Установленный на aMOfvтизаторах 27 корпус-радиатор 1 генератора льда за счет сотрясений, например при установке в движущемся транспорте, обеспечивает ускоренное замерзание жидкости за счет более быстрой кристаллизашга ее от вибрации без дополнительных энергозатрат. Данный термоэлектрический льдогенератор может быть использован практически везде, где имеется сеть электрического постоянного тока напряжением 12В, а с использованием приставкивыпрямителя и при питании от сети.переменного тока любого напряжения. Конструкция термоэлектрического льдогенератора практически обеспечивает работоспособность его в любых условиях эксплуатации - в стационарных условиях, на транспорте (автомобиле, самолете, в моторных лодках и т.д.), в попевых условиях, в медицине и т.д. При этом использование его для охлаждения жидкости оказывается значительно эффективнее, чем с помощью холодштьника. поскольку для охлаждения жидкости до + 5 С в холодильнике необходимо время в 4-5 раз более продолжительное, чем с помощью льда, полученного в генераторе льда. Выполнение корпуса 1 в виде радиатора с развитой системой охлаждающих ребер 2 на внешних боковых и торцовых сторонах делает конструкцию термоэлектрического льдогенератора малогабаритной, простой, надежной и не требует дополнительной системы охоаждения, так как сброс тепла с горячих спаев 7 происходит за счет естественной конвекции без использования дополнительной энергии на охлаждение, что умень-щает энергопотребление и массу предлагаемого ль;}огенератора. При этом наличие выступов 12 в дне каждой ячейки 1О приводит к концентрации энергии холода в этих точках, что в свою очередь обеспечивает более интенсивное охлаждение жидкости, со- кращает время замораживания и уменьшает энергопотребление. Кроме того, стержни 19, служащие для выемки льда, одновременно выполняют и вторую функцию, т.е. они служат дополнительными холодопроводами в наиболее теплой области замораживаемой жидкости, обеспечивая тем самым резкое сокращение времени ее замораживания. Формула изобретения 1.Термоэлектрический льдогенератор, содержащий теплоизолированный корпус, емкость, разделенную перегородками на ячейки в форме усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, крышку со стержнями для извлечения льда, размещенными по осям ячеек, и термоэлектрическую батарею, установленную с обеспечением теплового контакта между ее холодными спаями и емкостью, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса льдообразования и снижения энергозатрат, горячие спаи термобатареи примыкают к корпусу, стержни прикреплены к крышке посредством пластинчатых пружин, а на дне каждой ячейки выполнен центральный выступ с выемкой по оси для (фиксации нижнего конца стержня, при этом корпус установлен на пружшшых амортизаторах. 2.Льдогенератор по п. 1, отличающийся тем, что высота перегородок равна высоте емкости.

79817808

3. Льдогенератор по п. 1, о т л и -Г. Авторское свидетельство СССР

чающийся тем, что каждый стер- № 314982, кл. Р 25 С 1/12, 1970. жень у основания имеет кольцевой паз.2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,по заявке № 2780628/28-13,

Припятью во внимание при экспертизе s кл. F 25 С 1/12,. 1973 .прототип.

r

«XI