SU1142711A1 - Нестационарный термоэлектрический охладитель - Google Patents

Abstract

1. НЕСТАЦИОНАРНЬЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ, содержащий корпус , в котором подвижно установлен подпружиненный термоэлемент с в гтв ми р и п -типа проводимости и коммутационными пластинами гор чих и холодных спаев, подсоединенный к источнику электропитани  через выключатель контактного типа и снабженный устройством разрыва его тепловой св зи с охлаждаемьм объектом, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  энергопотреблени  и увеличени  глубины охлаждени , устройство разрьта тепловой св зи термоэлемента с охлаждаемым объектом выполнено в ввде стерженькоБЬК толкателей из материала с высокой температуропроводностью , жестко соединенных одним концом с коммутационными пластинами гор чих спаев и взаимодействующих с толкател ми упоров, закрепленных на корпусе, а контакты выключател  соответственно закреплены на корпусе и на одном из толкателей с возможностью отключени  источника электропитани  при его тепловом расширении . 2. Охладитель по п. 1, о т л ичающийс  тем, что ветви р и и-типа проводимости термозглемента расположены диаметрально противоположно относительно охлаждаемого объекта , а толкатели выполнены за одно целое с коммутационными пластинами гор чих спаев в виде полого ци.тиндра со сквозными продольными прорез ми, ,в KOTopbix размещены упоры, шарнирно св занные с одной из сторон прорезей, причем упоры через один имеют электропроводные вставки, а контакты вык- лючател  установлены на коммутационных пластинах холодных спаев диаметрально противоположных ветвей.

Description

Изобретение относитс  к холодильной технике, в частности к конструкции полупроводниковых термоэлектри1ческих охладителей, и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства. Известен нестационарный термоэлект рический охладитель, содержащий корпус , в котором подвижно установлен термоэлемент, снабженный устройстBOM разрьша его тепловой св зи с охлаждаемым объектом СО Недостатком такого охладител   вл етс  то, что разобщение в нем тепловой св зи между термоэлементом и охлаждаемым объектом осуществл етс  вручную при переносе охладител ., Известен также нестационарньй тер моэлектрический охладитель, содержащий корпус, в котором подвижно установлен подпружиненный термоэлемент с ветв ми р - и п-типа проводимости и коммутационными пластинами гор чих и холодных спаев, подсоединенный к источнику электропитани  через выклю чатель контактного типа и снабженный устройством разрьша его тепловой св  зи с охлаждаемым объектом 2 . Недостатки такого охладител  - по вьвпенное энергопотребление и небольша  глубина охлаждени , поскольку ус ройство разрыва тепловой св зи термоэлемента с охлаждаемым объектом потребл ет электрическую энергию при работе охладител  и, кроме того, в последнем отсутствуют средства автоматического управлени  устройством разрыва тепловой сгтзи в зависимости от температуры охл&кдаемого объекта. Цель изобретеник - уменьшение энергопотреблени  и увеличение глуби ны охлаждени  нестационарного термоэлектрического охладител . Указанна  цель достигаетс  тем, что в нестационарном термоэлектричес ком охладителе, содержащем корпус, в котором подвижно установлен подпру жиненный термоэлемент с ветв ми р и п-типа проводимости и коммутацион ными пластинами гор чих и холодных спаев, подсоединенный к источнику электропитани  через вьпспючатель кон тактного типа и снабженный устройством разрыва его тепловой Ьв зи с охлаждаемым объектом, устройство разры ва тепловой св зи термоэлемента с ох лаждаемым объектом вьшолнено в виде стерженьковых толкателей из материал с высокой температуропроводностью, лсестко соединенных одним концом с коммутационными пластинами гор чих спаев и взаимодействующих с толкател ми упоров, закрепленных на корпусе, а контакты выюпочател  соответственно закреплены на корпусе и на одном из толкателей с возможностью отключени  источника электропитани   ри его тепловом расишрении. Кроме того, ветви р и п-типа проводимости термоэлемента могут быть расположены диаметрально противоположно относительно охлаждаемого объекта, а толкатели вьшолнены за одно целое с кoм гyтaциoнными пластинами гор чих спаев в виде полого цг-шкндра со сквозными продольными прорез ми, в которых размещены упоры, шарнирно св занные с одной из сторон прорезей, причем упоры через один имеют электропроводные вставки, а контакты выключател  установлены на комщтационных пластинах холодньгх спаев диаметрально противоположных ветвей. На фиг. 1 схематично представлена конструкци  предлагаемого нестационарного термоэлектрического охладител ; на фиг. 2 - то лее, вариант, Не стационарный термоэлектриче ский охладитель состоит из корпуса 1 ,, термоэлемента 2 с холодными и гор чиг-ш спа ми 3 и 4, коммутационных пластин 5 и б холодных и гор чих спаев, стерженьковых толкателей 7, выполненных из материала с высокой температуропроводностью и соединенных верхними концами с коммутационными пластинами 6 гор чих спаев, 8, выполненных за одно целое с корпусом 1, толкателей 9, установленных подвижно , например, на резьбе с зазором относительно свободных нижних концов стерженьковых толкателей 7, выключател  контактного ипа, один контакт 10 которого закреплен па корпусе 1, а второй контакт 11 установлен на коммутационной пластине 6 гор чих спаев. Термоэлемент 2 установлен подвижно в направл ющих 12 и прижат к охлаждаемому объекту 13 пружиной 14. В другом варианте конструктивного исполнени  нестационарного терью- ; электрического охладител , представленном на фиг. 2, вет.ви 15 и 16 .ри п проводимости термоэлемента,расположены диаметрально противогголожно относительно охлаждаемого объекта 13, атолкатели 7 выполнены за од но целое с коммутационными пластинами 6 гор чих спаев в виде полого цилиндра 17 со сквозными продольньми прорез м-И 18j в которых размещены упоры 8, св занные с цилиндром 17 через шарниры 19, причем упоры 8 через один снаб сены электропроводными вставками 20, а контакты 10 и 11 выключател  установлены на коммутационных пластинах 5 холодных спаев диаметрально противоположных ветвей 15 и 16. Нестационарный термоэлектрический охладитель работает следующим образом . В исходном положении контакты 10 и 11 выключател  дл  размыкани  цепи электропитани  термоэлемента замкнуты , а между свободными торцами толкателей 7 и упорами 8 существует зазор. После подключени  посто нного электрического тока к коммутационным пластинам 6 гор чих спаев в холодных спа х 3 поглощаетс  теплота Пельтье, в результате чего охлаждает с  коммутационна  пластина 5 холодных спаев и объект 13. При этом разогреваютс  толкатели 7 в результате притока к ним теплоты Пельтье, вы делившейс  в гор чих спа х 4, и теплоты / коул , вьщелившейс  в ветв х термоэлемента. В ре ультате тепловог расширени  толкател  7 происходит перемещение термоэлемента относитель но корпуса 1 и разрыв тепловой св зи коммутационных пластин 5 холодных спаев с охлаждаемым объектом 13. При перемещении термоэлемента относительно корпуса происходит разрыв цепи питани  термоэлемента за счет образо вани  зазора ме ду контактами 10 и 11. Коммутационные пластины 6 и толкатели 7 служат одновременно радиатором гор чих спаев. Во врем  охлаждени  системы до исходной температуры пружина 14 возвращает термоэлемент в исходное положение, и цикл повтор етс . Продолжительность цикла окЛаждени , момент разрыва тепловой св зи коммутационных пластин 5-холодных спаев с охлаждаемым объектом 13 и отключени  тока питани  устанавливаютс  регулированием зазора под св.ободными концами толкателей 7. Размер зазоров выбираетс  таким, чтобы привыбранном токе питани  разрыв тепловой

гопотребление охладител  и увеличить глубину охлаждени  объекта. св зи осуществл лс  в момент изменени  направлени  теплового потока между холодными спа ми и объектом охлаждени . Охладитель, выполненный по второму варианту (фиг. 2), работает следующим образом. При подаче напр жени  через ветви 15 и 16, установленные вертикально , и их контакты 10 и 11 проходит ток, в результате чего объект 13, наход щийс  в контакте с соответствуюпщми коммутационными пластинами 5 холодных спаев, охлаждаетс , а соответствзпощие коммутационные пластинь 6 гор чих спаев и толкатели 7, служащие одновременно радиатором, разогреваютс  и в результате теплового расширени  замыкают прорези 18 и перемещают термоэлемент так, что теплова  св зь между коммутационньпчи пластинами 5 холодных спаев и охлаждаемым объектом 13 разрываетс . Одновременно размыкаетс  электрическа  цепь между контактами 10 и 11 и замыкаетс  электрическа  цепь второго термоэлемента , ветви 15 и 16 которого установлены горизонтально, состо ща  из коммутаги онной пластины 6 гор чих спаев первого термоэлемента электропроводных вставок 20, Коммутационных пластин 6, горизонтальных ветвей 15 и 16, контактов 10 и 11. Аналогично первому второй термоэлемент повтор ет цикл охлаждени . После охлаждени  первого термоэлемента до исходной температуры его прорези 18 размыкаютс , ветви термоэлемента пружинами 14 возвращаютс  в исходное положение - прижимаютс  к охлаждаемому объекту за счет поворота пластин на шарнирах 19, и весь цикл повтор етс . Таким образом, в предлагаемом нестационарном термоэлектрическом охладителе обеспечиваетс  автоматический разрьт тепловой св зи термоэлемента с охлаждаемым объектом в тот момент, когда прекращаетс  процесс охлаждени  последнего, и тем самым предотвращаетс  притекание к охлаждаемому объекту теплоты Джоул  в промежутках между периодами охлаждени . Это позвол ет эффективно использовать преимущества нестационарного способа охлаждени , уменьшить энер6

фиг. 1

Claims (2)

1. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ, содержащий корпус, в котором подвижно установлен подпружиненный термоэлемент с ветвями р и η -типа проводимости и коммутационными пластинами горячих и холодных спаев, подсоединенный к источнику электропитания через выключатель контактного типа и снабженный устройством разрыва его тепловой связи с охлаждаемым объектом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления и увеличения глубины охлаждения, устройство разрыва тепловой связи термоэлемента с охлаждаемым объектом выпол нено в виде стерженьковых толкателей из материала с высокой температуропроводностью, жестко соединенных одним концом с коммутационными пластинами горячих спаев и взаимодействующих с толкателями упоров, закрепленных на корпусе, а контакты выключателя соответственно закреплены на корпусе и на одном из толкателей с возможностью отключения источника электропитания при его тепловом расширении.

2. Охладитель по п. 1, о т л ичающийся тем, что ветви р и н-типа проводимости термоэлемента расположены диаметрально противоположно относительно охлаждаемого объекта, а толкатели выполнены за одно целое с коммутационными пластинами горячих спаев в виде полого цилиндра со сквозными продольными прорезями, ,в которых размещены упоры, шарнирно связанные с одной из сторон прорезей, причем упоры через один имеют электропроводные вставки, а контакты выключателя установлены на коммутационных пластинах холодных спаев диаметрально противоположных ветвей.