專利名稱：一種半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫差電致冷設(shè)備，特別涉及一種半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，屬于國(guó)際專利分類F25B21/00溫差電致冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于溫差電致冷器運(yùn)行時(shí)有直流電通過溫差電偶產(chǎn)生焦耳熱，同時(shí)熱端的溫度也將傳入冷端，故在熱平衡狀態(tài)下，冷端的熱平衡方程為Qc＝apnTcI-0.5I2R-K(Th-Tc)……(1)既冷端的致冷量等于冷端產(chǎn)生的珀?duì)柼淞繙p去帶入冷端的1/2焦耳熱，再減去由付里葉傳導(dǎo)定津決定的由熱端傳入冷端的熱量。由公式(1)推導(dǎo)可知，在不改變溫差電偶材料和熱傳導(dǎo)方式的情況下，冷熱端達(dá)到最大溫差時(shí)，致冷量和致冷系數(shù)均趨近于零。由此可見，要提高致冷性能，除選擇適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏鳎鄬?duì)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(dǎo)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。研制高效的熱、冷傳導(dǎo)裝置，并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(xiàn)象，是目前溫差電致冷設(shè)備特別是半導(dǎo)體冷藏箱急待解決的課題。
目前，溫差電致冷器、熱傳導(dǎo)和冷傳導(dǎo)裝置安裝結(jié)構(gòu)大體有四種(1)將溫差電致冷器，熱端熱傳導(dǎo)裝置(散熱器)，通過螺釘、隔熱墊與儲(chǔ)冷塊、冷傳導(dǎo)裝置連接。(2)通過中間固定裝置將熱傳導(dǎo)裝置、溫差電致冷器、冷傳導(dǎo)裝置連在一起，冷熱傳導(dǎo)裝置之間無短路(見ZL98202764)。(3)由內(nèi)中框、外中框及固定板組成的中間固定裝置將熱傳導(dǎo)裝置、冷傳導(dǎo)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(dǎo)裝置、溫差電致冷器、冷傳導(dǎo)裝置聯(lián)在一起，并用兩塊保溫材料將溫差電致冷器、熱傳導(dǎo)裝置的一部分包起來，形成一個(gè)方形體，然后推入半導(dǎo)體冷藏箱的予留孔內(nèi)即可。第一種結(jié)構(gòu)連接簡(jiǎn)單，但存在熱短路現(xiàn)象。第二種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)雖然基本解決了裝配一致性差和熱短路問題，尚存結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的不足之處。第四種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配一致性較好，冷傳導(dǎo)效率高，但其不足之處是兩個(gè)固定螺釘形成了冷橋，使熱端的熱量通過螺釘傳至冷傳導(dǎo)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種可提高溫差電致冷器熱端熱傳導(dǎo)速度和冷端冷傳導(dǎo)裝置的冷傳導(dǎo)強(qiáng)度，克服結(jié)構(gòu)中的熱短路、漏冷現(xiàn)象的半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件。
本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種半導(dǎo)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(fēng)機(jī)罩(2)、軸流風(fēng)機(jī)(3)、壓板(4)、尼龍螺釘(5)、保溫塊(6)、溫差電致冷器(7)、儲(chǔ)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(fēng)機(jī)(14)、螺釘(15)、導(dǎo)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(gè)螺母嵌件中心連線與另一端兩個(gè)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(wǎng)式。保溫塊(6)的外形周邊具有一定錐度。儲(chǔ)冷塊(8)可以設(shè)有，亦可以取消。
熱管、軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)罩組成了溫差電致冷器熱端的快速熱傳導(dǎo)裝置。儲(chǔ)冷塊、板翅式吸熱器、軸流風(fēng)機(jī)和導(dǎo)流罩組成了冷端高效的冷傳導(dǎo)裝置，用導(dǎo)熱系數(shù)很小的材料制成的支架通過壓板、尼龍螺釘將冷熱傳導(dǎo)裝置連接起來。兩塊保溫材料將冷、熱傳導(dǎo)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(zhǎng)方體。
本實(shí)用新型半導(dǎo)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(dǎo)速度和冷端冷傳導(dǎo)裝置的冷傳導(dǎo)強(qiáng)度，克服了結(jié)構(gòu)中的熱短路和漏冷現(xiàn)象。


圖1為本實(shí)用新型半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件的結(jié)構(gòu)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(fā)段工質(zhì)盒，102-熱管散熱器蒸發(fā)段工銅管，103-熱管散熱器冷凝段銅管，104-熱管散熱器鋁制散熱翅片；2、風(fēng)機(jī)罩，3、軸流風(fēng)機(jī)，4、壓板，5、尼龍螺釘，6、保溫塊，7、溫差電致冷器，8、儲(chǔ)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(fēng)機(jī)，15、螺釘，16、導(dǎo)流罩，17、螺釘。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，由快速冷、熱傳導(dǎo)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(fēng)機(jī)罩2、軸流風(fēng)機(jī)3組成快速熱傳導(dǎo)裝置。使用時(shí)，將保溫塊6推入半導(dǎo)體冷藏箱的預(yù)留孔中，再擰緊熱管的固定螺釘即可。冷傳導(dǎo)裝置由儲(chǔ)冷塊8、軸流風(fēng)機(jī)14、導(dǎo)流罩16、螺釘15、螺釘17、構(gòu)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(gòu)成。保溫塊6由二塊保溫材料構(gòu)成，其二塊合起來的外形為錐形長(zhǎng)方體。支架11由導(dǎo)熱系數(shù)很小的材料制成，螺母嵌件12、9嵌入其中，壓板4、尼龍螺釘5、10導(dǎo)熱系數(shù)很小，加之尼龍螺釘5和尼龍螺釘10其軸線錯(cuò)位布置，避免了熱短路現(xiàn)象。兩塊保溫塊合起來，外形為錐形長(zhǎng)方體，將其插入半導(dǎo)體冷藏箱，帶有與保溫塊相同錐度的預(yù)留孔內(nèi)，一則錐形配合較緊，同時(shí)保溫材料有彈性，因此本實(shí)用新型與半導(dǎo)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(dǎo)熱硅脂。
本實(shí)用新型接通直流電源后，溫差電致冷器7的熱端發(fā)熱，將與之緊貼的熱管蒸發(fā)段工質(zhì)盒101內(nèi)的工質(zhì)液體加熱并使之沸騰，工質(zhì)沸騰吸熱蒸發(fā)為工質(zhì)蒸汽，攜帶熱量的工質(zhì)蒸汽沿其熱管蒸發(fā)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(dǎo)套裝在其上的熱管散熱管的鋁制散熱翅片104，通過軸流風(fēng)機(jī)14的強(qiáng)迫散熱，使熱量被流動(dòng)的空氣帶走，工質(zhì)蒸汽冷凝放熱后沿?zé)峁?的銅管軸線回到蒸發(fā)段的工質(zhì)盒101內(nèi)，進(jìn)行下次循環(huán)。周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)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(shí)冷端產(chǎn)生冷量通過儲(chǔ)冷塊8傳導(dǎo)至板翅式吸熱器13并通過軸流風(fēng)機(jī)14的強(qiáng)迫換熱，冷量被流動(dòng)的空氣帶走，經(jīng)過導(dǎo)流罩16將冷空氣導(dǎo)入半導(dǎo)體冷藏箱內(nèi)。軸流風(fēng)機(jī)14使箱內(nèi)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(nèi)空氣溫度降低，同時(shí)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，由付里葉傳導(dǎo)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系數(shù)變大，因而半導(dǎo)體冷藏箱的致冷速度加快，溫差增大。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特征在于它由熱管散熱器(1)、風(fēng)機(jī)罩(2)、軸流風(fēng)機(jī)(3)、壓板(4)、尼龍螺釘(5)、保溫塊(6)、溫差電致冷器(7)、儲(chǔ)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(fēng)機(jī)(14)、螺釘(15)、導(dǎo)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(gè)螺母嵌件中心連線與另一端兩個(gè)螺母嵌件中心連線互相垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特征在于熱管式散熱器(1)可以為管翅式，也可以為絲網(wǎng)式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特征在于保溫塊(6)的外形周邊具有一定錐度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體冷藏箱用溫差電致冷快速安裝組件，其特征在于儲(chǔ)冷塊(8)亦可以取消。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)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(fēng)機(jī)、板翅式吸熱器、保溫塊、尼龍螺釘構(gòu)成。熱管散熱器、軸流風(fēng)機(jī)加速了溫差電致冷器熱端的熱傳導(dǎo)，板翅式吸熱器、軸流風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)冷塊組成的強(qiáng)制式冷傳導(dǎo)裝置的結(jié)合，減少了付里葉方程中的ΔT值(ΔT＝Th－Tc)，即減少了由付里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系數(shù)加大，亦即半導(dǎo)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(dǎo)和冷傳導(dǎo)裝置的尼龍螺釘和支架，避免了熱短路現(xiàn)象。保溫塊的代錐度外形和材料的彈性，又減少了本實(shí)用新型與半導(dǎo)體冷藏箱預(yù)留孔間的漏冷又提高了半導(dǎo)體冷藏箱的安裝速度。
文檔編號(hào)F25B21/02GK2769786SQ200420064258
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者齊郁周, 齊媛, 齊悅 申請(qǐng)人:齊媛