專利名稱：設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種制冷裝置，具體涉及一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制冷技術(shù)具備體積小巧、無污染、無噪音、結(jié)構(gòu)簡單的特點，因此可適用于多種場合。半導(dǎo)體制冷技術(shù)的原理是通過電子和空穴在通電回路中發(fā)生的勢能變化而產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象，是半導(dǎo)體制冷組件產(chǎn)生冷端和熱端，進而實現(xiàn)制冷和致熱的功能。半導(dǎo)體制冷元件在熱平衡狀態(tài)下，要提高制冷端的制冷能力，主要的一個環(huán)節(jié)是提高熱端的散熱效率，減少熱端的熱量積聚，最大限度的減低兩端的溫差，以獲得冷端更多的冷量。最早半導(dǎo)體制冷組件熱端的散熱方式通常采用金屬肋片加風(fēng)扇強制散熱，或內(nèi)循環(huán)自然水冷和外循環(huán)強制水冷等，但上述散熱效率較低，從而導(dǎo)制制冷效率下降。為提高半導(dǎo)體散熱器的散熱效率，中國專利CN2124438公開了一種半導(dǎo)體重力熱管散熱器，可用于半導(dǎo)體空調(diào)及半導(dǎo)體電冰箱的散熱。其包括重力熱管和能量傳送片，特點在于重力熱管頂為半球形或圓弧形，管內(nèi)裝有加速泵，管外裝有平行散熱片和法蘭，管底連接半導(dǎo)體冷熱堆。上述專利提供的技術(shù)方案可使半導(dǎo)體制冷元件熱端的散熱效率得到一定的提高，但散熱系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)吸收熱量的效率仍然相對較低，散熱效率收到一定程度的限制，半導(dǎo)體制冷組件的制冷功能不成充分發(fā)揮，造成了能量的浪費。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，該制冷裝置中重力熱管型散熱器的散熱速度快，散熱效率高。
本實用新型進一步提供了一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，該散熱器可提高制冷裝置的制冷效率，使半導(dǎo)體制冷元件產(chǎn)生的能量得到了充分利用。
為實現(xiàn)本實用新型的上述發(fā)明目的，本實用新型采用了下述技術(shù)方案。
本實用新型公開了一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，包括半導(dǎo)體制冷元件，其特征在于，所述散熱器包括與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒，所述儲液盒與散熱管連通，所述儲液盒和所述散熱管中填充冷卻介質(zhì)，所述散熱管為盤管，所述盤管傾斜設(shè)置。
上述技術(shù)方案中，儲液盒與半導(dǎo)體制冷元件的熱端貼合，儲液盒中的冷卻介質(zhì)吸收半導(dǎo)體制冷元件的熱量并氣化，之后進入散熱管，散熱管中的冷卻介質(zhì)通過管壁與空氣進行熱交換后重新凝結(jié)為液體在重力作用下回流到儲液盒中吸收半導(dǎo)體制冷元件熱端的熱量，對其進行冷卻。在半導(dǎo)體制冷元件的熱端貼合儲液盒，儲液盒可容納較大量的制冷介質(zhì)，制冷介質(zhì)通過儲液盒壁與半導(dǎo)體制冷元件的熱端接觸傳熱，吸收半導(dǎo)體制冷元件的熱端的熱量，而該吸收的熱量通過氣化后的制冷介質(zhì)進入散熱管中通過較大面積與空氣進行熱交換冷卻，因此散熱速度快，散熱效率提高。
重力熱管型散熱器中，熱量主要通過散熱管與空氣接觸將熱管中冷卻介質(zhì)吸收的熱量釋放到周圍空氣中，進而將散熱管中的氣體冷卻介質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體回流到儲液盒中，重新吸收半導(dǎo)體制冷元件熱端產(chǎn)生的熱量，為提高散熱管的散熱效率，散熱管成盤管。散熱管成盤管，可在有限的面積內(nèi)增加散熱管的散熱面積。散熱管的盤管通常設(shè)置在同一平面，將盤管傾斜設(shè)置，可使盤管在縱向上相互錯位，下部盤管釋放的熱量不會或減少下部盤管上升的熱量接觸到上部的盤管，因此可提高盤管的散熱效率。
儲液盒中的冷卻介質(zhì)吸收了半導(dǎo)體制冷元件熱端的熱量后并將部分液體冷卻介質(zhì)氣化后，越快上升進入散熱管則循環(huán)越快，散熱效率越高，而提高循環(huán)速度，冷卻后的液體介質(zhì)回流到儲液盒中越快，同樣可提高散熱效率，因此本實用新型中采用了所述盤管為多組，分別單獨與所述儲液盒連通。而且多組盤管可以增加傳熱面積，降低回流液體的溫度。
而為進一步便于在儲液盒上連接多個盤管，所述盤管間通過翅片或翅條連接。
盤管自出口端進入盤管后會立即對冷卻介質(zhì)降溫，因此若盤管出口端接觸到冷卻后的盤管，會向冷卻后的盤管釋放熱量，降低盤管的散熱效率，為防止多個盤管出口端沿不同方向引出而接觸冷卻后的盤管，所述盤管的出口端沿并列同向設(shè)置。
為便于盤管的設(shè)置，所述盤管彎折呈U型。由于半導(dǎo)體制冷元件通常為較小的制冷裝置制冷，為減小盤管所占據(jù)的平面面積，可將盤管彎折成U型。
同樣為在有限面積內(nèi)設(shè)置更大面積的盤管，提高散熱效率，所述盤管并排或前后設(shè)置。
進一步優(yōu)選儲液盒的結(jié)構(gòu)為不與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒的部分壁面向儲液盒內(nèi)部凹進。
采用儲液盒與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的散熱結(jié)構(gòu)中，由于半導(dǎo)體制冷元件的熱端和冷端的表面積有一定限制，因此對與熱端貼合的儲液盒的貼合面有一定的要求，而整個散熱系統(tǒng)中，即儲液盒與散熱管的連通的整個循環(huán)系統(tǒng)中，由于要實現(xiàn)液體和氣體的相互轉(zhuǎn)換，循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)保留一定的氣體空間，只有調(diào)節(jié)液體和氣體空間的適當(dāng)，才能達到氣體和液體轉(zhuǎn)化的最好匹配，進而達到更好的散熱效率。而上述的通過儲液盒和散熱管的半導(dǎo)體制冷元件的散熱方式中，為實現(xiàn)熱循環(huán)系統(tǒng)中的壓力匹配和儲液盒與半導(dǎo)體制冷元件熱端的貼合，儲液盒中的液體的液位相對較低，即儲液盒中冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體制冷元件熱端的表面積接觸小，因此冷卻介質(zhì)不能充分吸收制冷元件熱端產(chǎn)生的熱量，散熱效率低，從而降低了半導(dǎo)體元件的制冷效率。本實用新型中，在上述儲液盒的基礎(chǔ)上，改進上述儲液盒的結(jié)構(gòu)，使不與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒的部分壁面向儲液盒內(nèi)部凹進，因此相對提高了與半導(dǎo)體制冷元件熱端接觸的冷卻介質(zhì)的液位，進而提高了冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體制冷元件熱端的接觸面積，冷卻介質(zhì)吸熱量增大提高了散熱效率，在相同條件下使得熱端溫度相對降低，根據(jù)熱平衡原理，相應(yīng)的提高了半導(dǎo)體制冷元件的制冷效率。
為簡化儲液盒結(jié)構(gòu)，方便加工和在冰箱中對儲液盒進行固定，所述儲液盒部分呈梯形，所述儲液盒梯形部分的小端面與半導(dǎo)體制冷元件的熱端貼合，所述儲液盒與梯形小端面相對的一側(cè)向儲液盒內(nèi)部凹進。
為調(diào)整儲液盒與半導(dǎo)體制冷元件熱端的貼合及在散熱循環(huán)系統(tǒng)中壓力的匹配，所述梯形儲液盒后上部設(shè)置突出于儲液盒的盒體部分。
冷卻介質(zhì)在儲液盒與散熱管間形成的循環(huán)回路的循環(huán)方式為冷卻介質(zhì)在儲液盒中吸收半導(dǎo)體制冷元件熱端產(chǎn)生的熱量后氣化上升至儲液盒的上部空間并進入散熱管中，在散熱管中將吸收的熱量與周圍空氣進行熱交換后冷卻重新轉(zhuǎn)換成液體，在重力作用下，冷卻后的液體經(jīng)散熱管的入口進入儲液盒，因此為便于液化后的冷卻介質(zhì)進入儲液盒及防止回流的液體冷卻介質(zhì)阻擋受熱后氣化的冷卻介質(zhì)上升，所述散熱管的進口端與所述儲液盒的下部連通。
如上所述，儲液盒中的冷卻介質(zhì)冷卻后上升進入散熱管，因此為便于冷卻介質(zhì)進入散熱管形成順暢的散熱循環(huán)，所述散熱管的出口端與所述儲液盒的上部連通。
本實用新型中采用重力熱管散熱原理，冷卻介質(zhì)間進行氣液轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成液體的冷卻介質(zhì)通過重力回流到儲液盒中，因此為使冷卻介質(zhì)回流順利，所述盤管的管路沿自上而下的傾斜方向盤繞。
而為進一步提高重力熱管型散熱器的散熱效率，所述盤管上設(shè)置散熱翅片或翅條。
本實用新型中重力熱管型散熱器可適用于各種制冷裝置，如制冷裝置為冰箱、空調(diào)或冷柜等。
本實用新型中，采用了儲液盒與散熱管結(jié)合的散熱方式，相對于現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷元件的散熱結(jié)構(gòu)，散熱效率得到了明顯提高，而進一步對儲液盒結(jié)構(gòu)加以改進，使不與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒的部分壁面向儲液盒內(nèi)部凹進，相對提高了與半導(dǎo)體制冷元件熱端接觸的冷卻介質(zhì)的液位，進而提高了冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體制冷元件熱端的接觸面積，冷卻介質(zhì)吸熱效率提高，根據(jù)熱平衡原理，相應(yīng)的提高了半導(dǎo)體制冷元件的制冷效率。
而將盤管傾斜設(shè)置；盤管管路沿自上而下的傾斜方向盤繞；所述散熱管為多組，分別單獨與所述儲液盒連通，均可以提高散熱器中散熱管散熱效率，同樣提高了半導(dǎo)體制冷元件的制冷效率。


圖1為設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置的儲液盒具體實施方式
結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖2為圖1中A-A向剖視圖。
圖3為圖1儲液盒的右視圖。
圖4為圖1儲液盒的俯視圖。
圖5為重力熱管型散熱器具體實施方式
1結(jié)構(gòu)正視圖。
圖6為圖5中散熱器展開結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為散熱器具體實施方式
2的結(jié)構(gòu)正視圖圖8為圖7的俯視圖。
圖9為設(shè)置有重力熱管型散熱器的冰箱或冰柜的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為圖9中B-B向剖視圖。
具體實施方式
如圖9、圖10所示的一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的電冰箱或電冰柜6，該電冰箱或電冰柜為單箱體結(jié)構(gòu)，為說明半導(dǎo)體制冷元件和重力熱管型散熱器的結(jié)構(gòu)，冰箱或冰柜可采用其他結(jié)構(gòu)形式，圖9、圖10中為說明問題方便，圖示中省去了冰箱或冰柜的門體；冰箱或冰柜6包括有箱體61，在箱體61的后壁62上開孔7，孔7對應(yīng)冰箱箱體的內(nèi)部設(shè)置有半導(dǎo)體制冷元件4，半導(dǎo)體制冷元件4朝向冰箱箱體內(nèi)側(cè)的一側(cè)為冷端，而朝向冰箱箱體外部的一側(cè)為熱端，在半導(dǎo)體制冷元件的熱端貼合有重力熱管型散熱裝置的儲液盒1，儲液盒1固定在開孔7中，孔7與儲液盒1之間設(shè)置有密封保溫材料8。
如圖5、圖7、圖8所示的重力熱管型散熱器，該散熱器包括與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒1，儲液盒1與散熱管2連通，儲液盒1和散熱管2中填充冷卻介質(zhì)3。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖10所示，儲液盒3的前部31成梯形，儲液盒梯形部分的小端面32與半導(dǎo)體制冷元件4的熱端貼合，儲液盒與梯形小端面相對的后壁33向儲液盒內(nèi)部凹進。當(dāng)然，儲液盒1可制作成簡單的盒體，該盒體直接與散熱管連接，同樣可實現(xiàn)提高散熱效率的功能，該盒體可設(shè)置成梯形。儲液盒與梯形小端面相對的后壁33向儲液盒內(nèi)部凹進，相對于簡單的儲液盒盒體，可提高儲液盒中冷卻介質(zhì)液位的高度，增加儲液盒中冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體熱端的接觸面結(jié)，進一步提高對半導(dǎo)體熱端的散熱效率。
梯形儲液盒部分的后上部設(shè)置突出于儲液盒的盒體部分34。
如圖5、圖6、圖7、圖8所示，散熱管2為盤管；如圖9所示，盤管2分為兩部分21和22，盤管21部分垂直設(shè)置，而盤管22部分傾斜設(shè)置，盤管部分22傾斜設(shè)置，可使盤管在縱向上相互錯位，減少或避免下部盤管上升的熱量接觸到上部的盤管，因此可提高盤管的散熱效率。
散熱管的出口端23與儲液盒的上部突出的盒體部分34連通。
散熱管的進口端24與儲液盒1的下部連通。
冷卻介質(zhì)間進行氣液轉(zhuǎn)換后，為使轉(zhuǎn)換成液體的冷卻介質(zhì)通過重力回流到儲液盒中回流順利，盤管2的管路25沿自上而下的傾斜方向盤繞。
儲液盒1中的冷卻介質(zhì)吸收了半導(dǎo)體制冷元件熱端的熱量氣化后循環(huán)越快，散熱效率越高，因此本發(fā)明中采用的散熱管2為兩組，分別單獨與儲液盒1連通。
而為進一步提高散熱管的散熱效率，散熱管2上設(shè)置散熱翅條5。
如圖7、圖8所示，兩組重力型散熱管盤管2分前后與儲液盒1連通，在散熱管分兩組設(shè)置時，為便于散熱管間相互固定和安裝，盤管2間通過翅條5連接。
散熱管自出口端23進入盤管2后會立即對冷卻介質(zhì)降溫，因此若盤管出口端接觸到冷卻后的盤管，會向冷卻后的盤管釋放熱量，降低盤管的散熱效率，為防止多個盤管出口端沿不同方向引出而接觸冷卻后的盤管，如圖7所示，散熱管的出口端23沿并列同向設(shè)置。
如圖5、圖6所示，當(dāng)兩盤管分左右并排分別與儲液盒1連通時，為便于盤管的設(shè)置，盤管通過管路26處彎折成U型。
上述具體實施方式
中，冷卻介質(zhì)3在儲液盒1與散熱管2間形成的循環(huán)回路的循環(huán)方式為冷卻介質(zhì)3在儲液盒中吸收半導(dǎo)體制冷元件4熱端產(chǎn)生的熱量后氣化上升至儲液盒的上部空間并進入散熱管2中，在散熱管2中將吸收的熱量與周圍空氣進行熱交換后冷卻重新轉(zhuǎn)換成液體，在重力作用下，冷卻后的液體經(jīng)散熱管的入口進入儲液盒1，如此反復(fù)循環(huán)為半導(dǎo)體制冷元件的熱端降溫。
上述具體實施方式
中，通過將儲液盒的后壁向儲液盒1的內(nèi)部凹進，相對提高了儲液盒中冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體制冷元件熱端接觸的液位，進而提高了冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體制冷元件熱端的接觸面積，冷卻介質(zhì)吸熱效率提高，根據(jù)熱平衡原理，相應(yīng)的提高了半導(dǎo)體制冷元件的制冷效率。
而將散熱管2設(shè)置兩組，分別單獨與所述儲液盒連通；盤管2傾斜設(shè)置；盤管管路25沿自上而下的傾斜方向盤繞，均可以提高散熱器中散熱管散熱效率，同樣提高了半導(dǎo)體制冷元件的制冷效率。
本實用新型中，很容易理解，該重力熱管型散熱器可適用于各種半導(dǎo)體制冷元件的散熱，只要將重力熱管型散熱器貼合到半導(dǎo)體制冷元件的熱端，均可實現(xiàn)提高散熱效率的功能，相應(yīng)提高半導(dǎo)體制冷元件的制冷效率。
權(quán)利要求1.一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，包括半導(dǎo)體制冷元件，其特征在于，所述散熱器包括與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒，所述儲液盒與散熱管連通，所述儲液盒和所述散熱管中填充冷卻介質(zhì)，所述散熱管為盤管，所述盤管傾斜設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述盤管為多組，分別單獨與所述儲液盒連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述盤管的出口端沿并列同向設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述盤管并排或前后設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述盤管間通過翅片或翅條連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述盤管彎折呈U型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，不與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒的部分壁面向儲液盒內(nèi)部凹進。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述儲液盒部分呈梯形，所述儲液盒梯形部分的小端面與半導(dǎo)體制冷元件的熱端貼合，所述儲液盒與梯形小端面相對的一側(cè)向儲液盒內(nèi)部凹進。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述儲液盒后上部設(shè)置突出于儲液盒的盒體部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利所述的設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，其特征在于，所述制冷裝置為冰箱、空調(diào)或冷柜。
專利摘要本實用新型提供了一種設(shè)置有重力熱管型散熱器的制冷裝置，包括半導(dǎo)體制冷元件，所述散熱器包括與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒，所述儲液盒與散熱管連通，所述儲液盒和所述散熱管中填充冷卻介質(zhì)，所述散熱管為盤管，所述盤管傾斜設(shè)置。所述散熱管為多組，分別單獨與所述儲液盒連通，所述散熱管為盤管，不與半導(dǎo)體制冷元件熱端貼合的儲液盒的部分壁面向儲液盒內(nèi)部凹進。該制冷裝置中，重力熱管型散熱器結(jié)構(gòu)合理，散熱管散熱效率高，制冷裝置制冷效率高。
文檔編號F25B21/02GK2830991SQ20052008706
公開日2006年10月25日 申請日期2005年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月10日
發(fā)明者白文濤, 李正生, 佟少臣, 趙立潤, 張江濤 申請人:海爾集團公司, 青島海爾科技有限公司