Рефрижератор - SU853316A1

Изобретение относится к области энергетики , а более конкретно - к технике низких температур. Известен рефрижератор, содержащий рабочий элемент из сегнетоэлектрика, источник электрического поля и тепловые ключи 1. При движении рабочего элемента он периодически подвергается воздействию электрического поля. При этом в различные моменты времени рабочим элементом либо поглощается тепло от термостатируемого тела (при снятии поля), либо выделяется тепло, отводимое в окружающую среду (при наложении поля). Односторонняя направленность теплопередачи обеспечивается с помощью указанных тепловых ключей. Недостаток такого рефрижератора -его недостаточная надежность и периодичность работы. Эти недостатки устранены в рефрижераторе , содержащем рабочий элемент с приводом , источник силового поля, воздействующего на отдельный участок рабочего элемента, и нагнетатель для прокачки промежуточного теплоносителя 2. Рабочий элемент известного рефрижератора выполнен в виде диска из ферромагнетика , а в качестве силового поля используется магнитное поле. Во время работы этого рефрижератора рабочий элемент приводится во вращение электромеханическим приводом , вследствие чего каждая часть диска периодически проходит через зону с магнитным полем относительно высокой напряженности , создаваемым источником поля. В процессе намагничивания в рабочем элементе вследствие упорядочения его структуры выделяется тепло, которое посредством теплоносителя отводится в окружающую среду. При выходе намагниченной части рабочего элемента из зоны действия магнитного поля происходит разупорядочение структуры ферромагнетика и, следовательно, его охлаждение. Этот эффект используется для отвода тепла от т рмостатируемого объекта . Оба эти процесса (как намагничивание , так и размагничивание) протекают непрерывно ,-до тех пор, пока вращается диск. Недостатком такого рефрижератора является невысокая эффективность из-за больщих «паразитных перетоков тепла по материалу диска между зонами с низкой 38 и относительно высокой температурами. Увеличение диаметра диска с целью увеличения расстояния между зонами ведет к одновременному увеличению поперечного сечения , что не позволяет заметно уменьшить «паразитные теплоперетоки. Целью изобретения являетсяустранение указанного недостатка, т. е. -повышение энергетической эффективности путем снижения внутреннч х теплоперетоков. Цель достигается тем, что привод рабочего элемента выполнен в виде пары роликов , а рабочий элемент - в виде размеш ,енной на них бесконечной ленты из электропроводящего материала с нанесенным на нее слоем сегнетоэлектрика. ч На фиг. 1 схематично изображен рефрижератор; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Рефрижератор содержит рабочий элемент 1 с приводом, источник силового поля (не показан), воздействуюш,его на отдельный участок рабочего элемента 1, и нагнетатель 2 для прокачки промежуточного теплоносителя . Привод рабочего элемента выполнен в виде пары роликов 3 и 4, а рабочий элемент 1 - в виде, размешенной на них бесконечной ленты 5 из электропроводяшего материала с нанесенным на нее слоем сегнетоэлектрика 6. Рефрижератор также включает корпус 7, выполненный из диэлектрического материала с низкой теплопроводностью , со встроенным в негоэлектродом 8, подключенным к источнику силового поля, в данном случае - к положительной клемме источника питания, а также теплообменники 9 и 10. Ролик 3 является ведущим. В качестве сегнетоэлектрика может быть использован титанат стронция. При работе рефрижератора посредством привода обеспечивается постоянное движение рабочего элемента 1. Нагнетатель 2 прокачивает теплоноситель между корпусом 7 и рабочим элементом 1 в направлении , противоположном движению ленты (если , например, лента движется против часовой стрелки, как показано на фиг. 1, то теплоноситель движется в направлении по часовой стрелке). На электрод 8 подают, например, положительный потенциал от источника питания , а ведущий ролик 3 заземляется. Поскольку между роликами 3 и 4 и лентой 5 обеспечивается хороший электрический контакт , то лента 5 также имеет «нулевой потенциал. При этом часть рабочего элемента 1, а именно его левая по ,фиг. 1 по6 ловина, находится постоянно в электрическом поле, а остальная часть - вне поля. При Поляризации сегнетоэлектрика -6, которая осушествляется при сходе рабочего элемента 1 с ролика 3 (при входе в электрическое поле), выделяется тепло. Оно отводится от рабочего элемента 1 теплоносителем , проходящим по левлй части рефрижератора в направлении от ролика 4 к ролику 3. Затем тепло от теплоносителя отводится в окружающую среду посредством теплбобменника 9. При выходе сегнетоэлектрика 6 из зоны действия электрического поля (при подходе к ролику 4) он деполяризуется , в результате чего он охлаждается. Этот холод посредством теплообменника 10 передается термостатируемому объекту. Для улучшения условий теплопередачи часть корпуса 7 в пределах теплообменника 10 может выполняться из металла с высокой теплопроводностью. Повышение эффективности достигается благодаря полному исключению «паразитного теплоперетока по роликам, так как каждый из них находится при постоянной температуре: ролик 3 - при температуре окружающей среды, а ролик 4 - при температуре термостатируемого объекта. При этом поток тепла за счет теплопроводности ленты можно свести до незначительной величины , так как ее длина может быть весьма большой. Формула изобретения Рефрижератор, содержащий рабочий элемент с приводом, источник силового поля, воздействующего на отдельный участок рабочего элемента, и нагнетатель для прокачки промежуточного теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетической эффективности путем снижения внутренних теплоперетоков, привод рабочего элемента выполнен в виде пары роликов, а рабочий элемент - в виде размещенной на них бесконечной ленты из электропроводящего материала с нанесенным на нее слоем сегнетоэлектрика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3650117, кл. 62-3, опублик. 1972. 2.Патент США № 4033743, кл. 62-3, опублик. 1977.

11

w

Фиг. i

фу.2