Процес охолодження

Реферат: Процес охолодження на основі поздовжніх та поперечних термоелектричних і гальванотермомагнітних ефектів в термопарних або анізотропних структурах. Структури розміщують у магнітному полі, яке обертається навколо їх центральної осі та орієнтовано перпендикулярно їх довжинам, при цьому структури електрично замкнені на випрямляючий діод. Полярність включення випрямляючого діода, при заданому напрямку обертання магнітного поля, визначають вибраним напрямком градієнта температури. UA 87619 U (12) UA 87619 U UA 87619 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі термоелектричних та гальванотермомагнітних твердотільних пристроїв і знайде застосування в техніці охолодження різноманітних пристроях, які застосуються в різних напрямках науки та техніки. В даний час певне розповсюдження знайшов процес охолодження на основі ефекту Пельтьє [1]. На його основі створена велика кількість різних пристроїв, які працюють в інтервалі (220400)°К, що недостатньо для вирішення сучасних практичних задач. Із відомих аналогів найбільш близьким є процес взаємного перетворення електричної та теплової енергії [2]. Цей процес дає можливість незначно збільшити глибину охолодження (на 10-12 %), що також є недостатнім. Тому актуальною є задача, що полягає у створенні процесу охолодження, який би характеризувався можливістю підвищення глибини охолодження. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому процесі охолодження на основі існуючих поздовжніх та поперечних термоелектричних і гальванотермомагнітних ефектів, термопарні або анізотропні структури, згідно з корисною моделлю, структури розташовують в магнітному полі, яке обертається навколо їх центральної осі та орієнтовано перпендикулярно їх довжинам, при цьому структури електрично замкнені на випрямляючий діод, полярність якого при заданому напрямку обертання магнітного поля визначається вибраним напрямком градієнта температур. Така послідовність запропонованого процесу веде до значного посилення дії як ефекту Пельтьє, так і магнітотермоелектричного, гальванотермомагнітного та інших ефектів, що, в цілому, веде до можливості значного збільшення глибини охолодження. У корисної моделі запропоновано принципово нове рішення процесу охолодження, яке полягає в тому, що термопарні або анізотропні структури розміщено в магнітному полі, яке обертається навколо їх центральної вісі та орієнтоване перпендикулярно їх довжинам, при цьому, структури електрично замкнені на випрямляючий діод, полярність якого при заданому напрямку обертання магнітного поля визначається вибраним напрямком градієнта температур. Тому ознака, яка не міститься ні в одному з відомих аналогів - термопарні або анізотропні структури розміщено в магнітному полі, яке обертається навколо їх центральної вісі та розташоване перпендикулярно їх довжині, при цьому структури електрично замкнені на випрямляючий діод, полярність якого, при заданому напрямку обертання магнітного поля, визначається вибраним напрямком градієнта температур. Промислове застосування корисної моделі, яка пропонується, не вимагає спеціальних технологій, матеріалів та прийомів. її реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. Запропонований процес охолодження здійснюють наступним чином. Термопарні або анізотропні структури, у вигляді, наприклад, термоелектричних батарей циліндричної форми, розміщують у магнітному полі, яке обертається навколо їх центральної осі. Напрямок магнітної індукції цього поля при цьому орієнтовано перпендикулярно довжині віток, з яких складаються ці структури. Обертання магнітної індукції викликає зміну магнітного потоку через вітки, що веде до появи в них електрорушійна сила (ерс) індукції. Оскільки гілки з'єднані електрично послідовно у батарею, яка замкнена на випрямляючий діод, то ерс індукції викликає появу електричного струму, напрямок якого в замкненому колі визначається полярністю включення діода так, що виникаючий поздовжній градієнт температури має вибраний напрямок. При цьому внаслідок виникнення динамічних умов ефектів Пельтьє, гальванотермомагнітного, магнітотермоелектричного та інших, їх ефективність значно зростає. Наявність динамічних складових електричного та магнітного полів значно підвищує сумарну ефективність цих ефектів, що, в цілому, веде до значного збільшення охолодження. Застосування різних матеріалів для запропонованого процесу охолодження дозволяє отримати глибину охолодження пристроїв в інтервалі температур (400-30)°К. Керування частотами змінного струму - f1, що протікає крізь електричні обмотки статора, та частотою обертання магнітного поля навколо центральної осі твердотільного охолоджувача - f2, веде до зменшення електрично споживчої потужності запропонованого охолоджувача в 3-4 рази. Таким чином, запропонований процес охолодження характеризується перспективністю та створює умови появи оригінального класу високоефективних охолоджувачів, які знайдуть широке застосування в різних галузях науки і техніки. Їх застосування дає можливість отримати великий економічний та соціальний ефекти. 1 UA 87619 U 5 Джерела інформації: 1. Ащеулов А.А., Горобець М.В., Добровольський Ю.Г., Романюк І.С. Термоелектричні модулі Пєльт'є на основі кристалів твердих розчинів Ві - Те - Se-Sb". Чернівці, видавництво "Прут", 2011 р. 2. Ащеулов А.А. та ін. Патент UA 16625, 15.08.2006. Бюл. № 8. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Процес охолодження на основі поздовжніх та поперечних термоелектричних і гальванотермомагнітних ефектів в термопарних або анізотропних структурах, який відрізняється тим, що структури розміщують у магнітному полі, яке обертається навколо їх центральної осі та орієнтоване перпендикулярно їх довжинам, при цьому структури електрично замкнені на випрямляючий діод. 2. Процес охолодження за п. 1, який відрізняється тим, що полярність включення випрямляючого діода, при заданому напрямку обертання магнітного поля, визначають вибраним напрямком градієнта температури. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2