一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件的製作方法
2023-07-06 02:25:11 1
專利名稱：一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及溫差電致冷設備，特別涉及一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，屬於國際專利分類F25B21/00溫差電致冷技術領域。
背景技術：
由於溫差電致冷器運行時有直流電通過溫差電偶產生焦耳熱，同時熱端的溫度也將傳入冷端，故在熱平衡狀態下，冷端的熱平衡方程為Qc＝apnTcI-0.5I2R-K(Th-Tc)……(1)既冷端的致冷量等於冷端產生的珀爾帖冷量減去帶入冷端的1/2焦耳熱，再減去由付裡葉傳導定津決定的由熱端傳入冷端的熱量。由公式(1)推導可知，在不改變溫差電偶材料和熱傳導方式的情況下，冷熱端達到最大溫差時，致冷量和致冷係數均趨近於零。由此可見，要提高致冷性能，除選擇適當的電壓和電流，相對減少帶入冷端的焦耳熱外，更重要的是改善溫差電致冷組件熱傳導方式，減少冷熱端因溫度積累形成的熱交換，最大限度的降低兩端的溫差，才能獲得較多的致冷量。研製高效的熱、冷傳導裝置，並解決溫差電致冷裝置裝配的一致性，減少漏冷和溫差電致冷組件的熱短路現象，是目前溫差電致冷設備特別是半導體冷藏箱急待解決的課題。
目前，溫差電致冷器、熱傳導和冷傳導裝置安裝結構大體有四種(1)將溫差電致冷器，熱端熱傳導裝置(散熱器)，通過螺釘、隔熱墊與儲冷塊、冷傳導裝置連接。(2)通過中間固定裝置將熱傳導裝置、溫差電致冷器、冷傳導裝置連在一起，冷熱傳導裝置之間無短路(見ZL98202764)。(3)由內中框、外中框及固定板組成的中間固定裝置將熱傳導裝置、冷傳導裝置與溫差電致冷器組合一起(ZL00243792)。(4)蘇州三星電子冷藏箱的溫差電致冷組件，用螺釘將熱傳導裝置、溫差電致冷器、冷傳導裝置聯在一起，並用兩塊保溫材料將溫差電致冷器、熱傳導裝置的一部分包起來，形成一個方形體，然後推入半導體冷藏箱的予留孔內即可。第一種結構連接簡單，但存在熱短路現象。第二種結構克服了熱短路缺陷，但存在裝配一致性差，裝配效率低等不足之處。第三種結構雖然基本解決了裝配一致性差和熱短路問題，尚存結構複雜，成本高的不足之處。第四種結構簡單，裝配一致性較好，冷傳導效率高，但其不足之處是兩個固定螺釘形成了冷橋，使熱端的熱量通過螺釘傳至冷傳導裝置。
發明內容
為解決上述問題，本實用新型提供一種可提高溫差電致冷器熱端熱傳導速度和冷端冷傳導裝置的冷傳導強度，克服結構中的熱短路、漏冷現象的半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件。
本實用新型的目的是由以下技術方案實現的。
一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，它由熱管散熱器(1)、風機罩(2)、軸流風機(3)、壓板(4)、尼龍螺釘(5)、保溫塊(6)、溫差電致冷器(7)、儲冷塊(8)、螺母嵌件(9)、尼龍螺釘(10)、支架(11)、螺母嵌件(12)、板翅式吸熱器(13)、軸流風機(14)、螺釘(15)、導流罩(16)、螺釘(17)組成，熱管散熱器(1)通過尼龍螺釘(5)連接支架(11)，支架(11)通過尼龍螺釘(10)連接板翅式吸熱器(13)，支架(11)一端的兩個螺母嵌件中心連線與另一端兩個螺母嵌件中心連線互相垂直。熱管式散熱器(1)可以為管翅式，也可以為絲網式。保溫塊(6)的外形周邊具有一定錐度。儲冷塊(8)可以設有，亦可以取消。
熱管、軸流風機、風機罩組成了溫差電致冷器熱端的快速熱傳導裝置。儲冷塊、板翅式吸熱器、軸流風機和導流罩組成了冷端高效的冷傳導裝置，用導熱係數很小的材料製成的支架通過壓板、尼龍螺釘將冷熱傳導裝置連接起來。兩塊保溫材料將冷、熱傳導裝置的一部份和溫差電致冷器密封在其中，其外形為錐形長方體。
本實用新型半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，可以提高溫差電致冷器熱端熱傳導速度和冷端冷傳導裝置的冷傳導強度，克服了結構中的熱短路和漏冷現象。
圖1為本實用新型半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件的結構示意圖；圖2為圖1的A向局部視圖。
圖3為圖1的B向局部視圖。
圖中1、熱管散熱器——101熱管散熱器蒸發段工質盒，102-熱管散熱器蒸發段工銅管，103-熱管散熱器冷凝段銅管，104-熱管散熱器鋁製散熱翅片；2、風機罩，3、軸流風機，4、壓板，5、尼龍螺釘，6、保溫塊，7、溫差電致冷器，8、儲冷塊，9、螺母嵌件，10、尼龍螺釘，11、支架，12、螺母嵌件，13、板翅式吸熱器，14、軸流風機，15、螺釘，16、導流罩，17、螺釘。
具體實施方式
如圖1、2、3所示，本實用新型半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，由快速冷、熱傳導裝置、溫差電致冷器、固定裝置、保溫塊五部份組成。由熱管散熱器1、風機罩2、軸流風機3組成快速熱傳導裝置。使用時，將保溫塊6推入半導體冷藏箱的預留孔中，再擰緊熱管的固定螺釘即可。冷傳導裝置由儲冷塊8、軸流風機14、導流罩16、螺釘15、螺釘17、構成。固定裝置由支架11、尼龍螺釘5、壓板4、尼龍螺釘10、螺母嵌件9和螺母嵌件12構成。保溫塊6由二塊保溫材料構成，其二塊合起來的外形為錐形長方體。支架11由導熱係數很小的材料製成，螺母嵌件12、9嵌入其中，壓板4、尼龍螺釘5、10導熱係數很小，加之尼龍螺釘5和尼龍螺釘10其軸線錯位布置，避免了熱短路現象。兩塊保溫塊合起來，外形為錐形長方體，將其插入半導體冷藏箱，帶有與保溫塊相同錐度的預留孔內，一則錐形配合較緊，同時保溫材料有彈性，因此本實用新型與半導體冷藏箱的配合處，漏冷很小，熱組件1、7、8、13的各接觸面均有薄層的導熱矽脂。
本實用新型接通直流電源後，溫差電致冷器7的熱端發熱，將與之緊貼的熱管蒸發段工質盒101內的工質液體加熱並使之沸騰，工質沸騰吸熱蒸發為工質蒸汽，攜帶熱量的工質蒸汽沿其熱管蒸發段銅管102的軸線上升到熱管冷凝段銅管103，通過管壁，將熱量傳導套裝在其上的熱管散熱管的鋁製散熱翅片104，通過軸流風機14的強迫散熱，使熱量被流動的空氣帶走，工質蒸汽冷凝放熱後沿熱管1的銅管軸線回到蒸發段的工質盒101內，進行下次循環。周而復始，實現了溫差電致冷器熱端迅速散熱，避免了熱端的熱量聚集，即使公式(1)中的Th值小，同時冷端產生冷量通過儲冷塊8傳導至板翅式吸熱器13並通過軸流風機14的強迫換熱，冷量被流動的空氣帶走，經過導流罩16將冷空氣導入半導體冷藏箱內。軸流風機14使箱內溫度較高的空氣和較冷的板翅式吸熱器13的熱交換，使箱內空氣溫度降低，同時提高了板翅式吸熱器亦即溫差電致冷器冷端的溫度Tc，Th減小Tc加大，則前述公式(1)中的(Th-Tc)值減小，即在相同條件下，由付裡葉傳導定津決定的熱端傳入冷端的熱量值變小，使冷端致冷量和致冷係數變大，因而半導體冷藏箱的致冷速度加快，溫差增大。
權利要求1.一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特徵在於它由熱管散熱器(1)、風機罩(2)、軸流風機(3)、壓板(4)、尼龍螺釘(5)、保溫塊(6)、溫差電致冷器(7)、儲冷塊(8)、螺母嵌件(9)、尼龍螺釘(10)、支架(11)、螺母嵌件(12)、板翅式吸熱器(13)、軸流風機(14)、螺釘(15)、導流罩(16)、螺釘(17)組成，熱管散熱器(1)通過尼龍螺釘(5)連接支架(11)，支架(11)通過尼龍螺釘(10)連接板翅式吸熱器(13)，支架(11)一端的兩個螺母嵌件中心連線與另一端兩個螺母嵌件中心連線互相垂直。
2.根據權利要求1所述的半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特徵在於熱管式散熱器(1)可以為管翅式，也可以為絲網式。
3.根據權利要求1所述的半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特徵在於保溫塊(6)的外形周邊具有一定錐度。
4.根據權利要求1所述的一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特徵在於儲冷塊(8)亦可以取消。
專利摘要本實用新型涉及一種半導體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，它主要有熱管散熱器、支架、壓板、溫差電致冷器、軸流風機、板翅式吸熱器、保溫塊、尼龍螺釘構成。熱管散熱器、軸流風機加速了溫差電致冷器熱端的熱傳導，板翅式吸熱器、軸流風機、儲冷塊組成的強制式冷傳導裝置的結合，減少了付裡葉方程中的ΔT值(ΔT＝Th－Tc)，即減少了由付裡葉定律決定的由熱端向冷端傳入的熱量，使冷端的致冷量和致冷係數加大，亦即半導體冷藏箱的致冷速度加快和溫差加大。連接溫差電致冷器兩端的熱傳導和冷傳導裝置的尼龍螺釘和支架，避免了熱短路現象。保溫塊的代錐度外形和材料的彈性，又減少了本實用新型與半導體冷藏箱預留孔間的漏冷又提高了半導體冷藏箱的安裝速度。
文檔編號F25B21/02GK2769786SQ200420064258
公開日2006年4月5日 申請日期2004年5月27日 優先權日2004年5月27日
發明者齊鬱周, 齊媛, 齊悅 申請人:齊媛