холодильник

Формула изобретения

ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий источник энергии, термоизолированную холодильную камеру, сосуд Дьюара с жидким азотом, помещенный в нее и снабженный крышкой с отверстием, в которое вставлена трубка, устройство визуализации с устройством измерения температуры внутри холодильной камеры, ключ для включения режима повышенной интенсивности расхода жидкого азота из сосуда Дьюара, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматического режима работы холодильника и упрощения его конструкции, он снабжен автоматическим регулирующим устройством, состоящим из термопреобразователя и задатчика температуры, снабженного градуированной шкалой, выходы которых подключены к первому и второму входам устройства сравнения, выход которого подключен к усилителю, а выход последнего соединен с ключом и нагревательным элементом, расположенным в сосуде Дьюара, в крышке которого в отверстие вставлена газоотводная трубка, на которой укреплен испаритель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области холодильной техники, в частности к холодильным агрегатам транспортируемых рефрижераторов и небольшим холодильным агрегатам для овощехранилищ сезонного характера действия.

Применяемые холодильные агрегаты состоят из устройства, где с помощью рабочего тела от холодного тела отбирается тепловая энергия и передается нагретому, при этом холодное тело соединено с термоизолированной холодильной камерой, а нагретое тело - с радиатором, через который избыточное тепло рассеивается в окружающей среде. Вне зависимости от принципа действия (компрессорный, адсорбционный или на эффекте Пельтье) такие холодильники имеют в своем составе нагреватель с температурой выше окружающей среды, причем при их функционировании часть энергии идет на нагрев атмосферы (бесполезная трата энергии), кроме того, такие устройства сложны по конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является холодильный агрегат "УМКА". Этот холодильный агрегат устанавливается непосредственно в холодильной камере и состоит из сосуда Дьюара с жидким азотом, компрессора, устройства разбрызгивания жидкого азота и контрольного устройства.

Недостатками такого холодильника являются необходимость управления им как в процессе охлаждения, так и в процессе поддержания температуры в холодильной камере (отсутствие автоматического режима) и сложность конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции и обеспечение автоматического режима работы устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что из конструкции холодильного агрегата типа "Умка" удалены компрессор и разбрызгивающее устройство, а вместо них введены источник электроэнергии, электрический нагревательный элемент, испаритель жидкого азота и автоматическое регулирующее устройство.

На чертеже изображена схема, поясняющая принцип действия и конструкцию предлагаемого холодильника.

Холодильник состоит из термоизолированной холодильной камеры 1, внутри которой помещен сосуд Дьюара 2 с жидким азотом, внутри сосуда Дьюара 2, закрытого крышкой 3 с газоотводной трубкой 4, помещен нагревательный элемент 5, который подключен через ключ 6, расположенный вне холодильной камеры 1, к источнику энергии 7 и автоматическому регулятору 8, который запитан также от источника энергии 7. На газоотводной трубке 4 установлен испаритель 9, исключающий разбрызгивание капель жидкого азота по холодильной камере 1.

Автоматический регулятор 8 содержит термодатчик 10 и задатчик температуры 11 с установочной шкалой 12, выходы термодатчика 10 и задатчика 11 подключены соответственно к первому и второму входам устройства сравнения 13, выход которого через усилитель 14 подключен к нагревательному элементу 5. Кроме того, выход термодатчика 10 подключен к устройству визуализации 15, расположенному вне термоизолированной холодильной камеры 1.

Холодильник работает в режимах ручного и автоматического управлений.

В первом случае оператор, наблюдая с помощью устройства визуализации 15 за значением температуры, с помощью ключа 6 управляет процессом испарения азота из сосуда Дьюара 2, периодически подключая нагревательный элемент 5 к источнику энергии 7. В этом случае холодильник работает как "Умка", выделяя газ и не разбрызгивая азот.

В автоматическом режиме холодильник работает следующим образом. Оператор устанавливает с помощью шкалы 12 на выходе задатчика 11 требуемое значение электрического напряжения, соответствующее температуре на шкале 12. Если температура в холодильной камере 1 выше, чем значение температуры, установленное на шкале, то с термодатчика 10 на вход устройства сравнения 13 приходит напряжение, большее, чем с задатчика 11 на второй вход устройства сравнения 13. При этом на выходе устройства сравнения устанавливается высокий уровень напряжения, а усилитель 14 обеспечивает поступление тепла через нагревательный элемент 5 в сосуд Дьюара 2 и интенсификацию процесса выкипания азота из него.

Холодный газообразный азот через газоотводную трубку 4 и испаритель 9, который доиспаряет капли жидкого азота, которые при большой интенсивности испарения появляются на выходе газоотводной трубки 4, выходит внутрь холодильной камеры 1 и снижает температуру внутри нее. Как только температура станет меньше, чем температура, установленная на шкале 12, напряжение, снимаемое с термодатчика 10, становится меньше, чем напряжение, снимаемое с задатчика 11, и на выходе устройства сравнения 13 устанавливается низкой уровень напряжения, усилитель 14 закрывается и нагревательный элемент 5 перестает подавать тепло внутрь сосуда Дьюара 2, что снижает интенсивность процесса кипения в нем жидкого азота и соответственно поступление холодного газа в холодильную камеру 1. Таким образом реализован режим автоматического поддержания требуемой температуры в холодильной камере.

Положительный эффект изобретения достигается за счет замены сложных узлов в прототипе (компрессор, разбрызгиватель) на простые (нагреватель, испаритель, источник электроэнергии, автоматический регулятор), при этом обеспечивается автоматический режим работы холодильника.

Дополнительным положительным эффектом является замена охлаждения холодильной камеры при испарении разбрызганных капель на охлаждение уже испарившимся азотом (более того, специально введен испаритель случайных капель). Это позволяет не бояться порчи, например, плодов и фруктов в рефрижераторе из-за точечных обморожений (эта продукция не требует минусовой температуры при перевозке к потребителю).

Наиболее вероятным применением предлагаемого холодильника является его использование во временных фруктоовощехранилищах в местах их сбора (на юге) и в упрощенных либо приспособленных рефрижераторах при перевозке их на север.

Стоимость жидкого азота позволяет его широкое использования для широкой гаммы продуктов, в том числе и сравнительно дешевых, что позволяет получить значительный народохозяйственный эффект.