传冷散热模块化组件、组装方法及半导体冰箱的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种传冷散热模块化组件、组装方法及半导体冰箱。用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件，包括热交换器、冷端翅片总成以及夹置在热交换器与冷端翅片总成之间的半导体制冷片和传冷块，半导体制冷片的冷端与传冷块的近侧表面接触抵靠，热端与热交换器的传热面接触抵靠，传冷块的远侧表面与冷端翅片总成的传冷面接触抵靠；及通过发泡工艺对组装在一起的热交换器、半导体制冷片、传冷块和冷端翅片总成进行发泡从而形成在所述冷端翅片总成的传冷面与所述热交换器的传热面之间的绝热层，绝热层在周向上将半导体制冷片和所述传冷块包围住。本发明还提供一种用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件的组装方法以及提供一种半导体冰箱。
【专利说明】传冷散热模块化组件、组装方法及半导体冰箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷技术，特别是涉及一种传冷散热模块化组件、组装方法及半导体冰箱。
【背景技术】
[0002]现有技术中，冷端翅片总成、传冷块、半导体制冷片及热端翅片总成分别设计且分别组装到冰箱中，这造成冰箱组装的工艺流程过于复杂。并且，由于热端翅片的散热效果不够理想，造成半导体制冷片的热端温度过高，影响半导体制冷片的寿命。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的是要减少冰箱组装的工艺流程。
[0004]本发明一个进一步的目的是要提高半导体制冷片的寿命。
[0005]为了实现上述至少一个目的，本发明提供了一种用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件，包括:处于近侧的热交换器、处于远侧的冷端翅片总成、以及夹置在所述热交换器与所述冷端翅片总成之间的半导体制冷片和传冷块，其中所述半导体制冷片的冷端与所述传冷块的近侧表面接触抵靠，热端与所述热交换器的传热面接触抵靠，所述传冷块的远侧表面与所述冷端翅片总成的传冷面接触抵靠；而且所述传冷散热模块化组件还包括通过发泡工艺对组装在一起的热交换器、半导体制冷片、传冷块和冷端翅片总成进行发泡从而形成在所述冷端翅片总成的传冷面与所述热交换器的传热面之间的绝热层，所述绝热层在周向上将所述半导体制冷片和所述传冷块包围住。
[0006]可选地，所述传冷面与所述传冷块的远侧表面中的至少一个面上、所述冷端与所述传冷块的近侧表面的至少一个面上、以及所述热端与所述热交换器的至少一个面上具有涂覆导热硅脂形成的导热硅脂层。
[0007]可选地，所述冷端翅片总成与所述热交换器通过紧固件固定连接。
[0008]可选地，所述紧固件为螺栓；所述螺栓穿过所述热交换器与所述冷端翅片总成相连接，以致所述螺栓位于所述传冷面与所述传热面之间的部分被发泡形成的所述绝热层包围住。
[0009]可选地，还包括:
[0010]冷端风扇，布置在所述冷端翅片总成上与所述传冷面相对的远侧表面上。
[0011]可选地，还包括:
[0012]冷凝器，与所述热交换器连通，所述冷凝器通过填充于所述热交换器与所述冷凝器内的制冷剂，将所述半导体制冷片的热端产生的热量进行散热。
[0013]可选地，所述冷端翅片总成包括冷端翅片、冷端热管及传冷底板；
[0014]其中，所述传冷底板的近侧表面用作所述传冷面，所述传冷底板的近侧表面与所述传冷块接触抵靠，所述传冷底板的远侧表面与所述冷端翅片接触抵靠；所述冷端热管一端布置在所述传冷底板的近侧表面上且与所述传冷底板接触抵靠，另一端与伸入所述冷端翅片内并与所述冷端翅片接触抵靠。
[0015]本发明还提供一种用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件的组装方法，包括:
[0016]步骤A，将冷端翅片总成、传冷块、半导体制冷片及热交换器依次相互连接组装在一起;
[0017]步骤B，通过发泡工艺对组装在一起的所述冷端翅片总成、所述传冷块、所述半导体制冷片及所述热交换器进行发泡，从而在所述冷端翅片总成的传冷面与所述热交换器的传热面之间形成绝热层，所述绝热层在周向上将所述半导体制冷片和所述传冷块包围住，所述冷端翅片总成、所述传冷块、所述半导体制冷片、所述热交换器及所述绝热层形成用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件。
[0018]可选地，组装方法还包括:
[0019]步骤C，将一冷凝器焊接到所述热交换器，从而使得所述传冷散热模块化组件进一步包括所述冷凝器。
[0020]本发明还提供一种半导体冰箱，所述半导体冰箱包括上述技术方案之一的传冷散热模块化组件。
[0021]本发明的传冷散热模块化组件作为一个整体设计制造，在半导体冰箱组装时，包括冷端翅片总成、传冷块、半导体制冷片、热交换器及绝热层的传冷散热模块化组件作为一个整体组装到半导体冰箱中，相比于现有技术中，冷端翅片总成、传冷块、半导体制冷片及热端翅片分别组装到冰箱中的方式，本发明的传冷散热模块化组件能减少半导体冰箱组装的工艺流程。
[0022]进一步地，本发明使用热交换器代替热端翅片总成，并且使冷凝器与热交换器连通，通过填充于热交换器与冷凝器内的制冷剂来对将半导体制冷片的热端产生的热量进行散热。相比于现有技术中热端翅片总成散热的方式，热交换器与冷凝器内的制冷剂能将半导体制冷片的热端产生的热量迅速传递到周围空气中，从而能够适当降低半导体制冷片热端的温度，提高半导体制冷片的寿命。
[0023]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0025]图1是根据本发明一个实施例的传冷散热模块化组件的示意性分解图；
[0026]图2是根据本发明一个实施例的冰箱内胆的内侧的示意性结构图；
[0027]图3是根据本发明一个实施例的半导体冰箱示意性侧视图；
[0028]图4是根据本发明一个实施例的冷端风扇、冷端翅片总成与冷凝器的示意性连接图；
[0029]图5是根据本发明一个实施例的由冷端翅片总成、传冷块、半导体制冷片、绝热层、热交换器及冷凝器组成的传冷散热模块化组件示意性结构图；
[0030]图6是根据本发明一个实施例的传冷散热模块化组件组装方法的示意性流程图。
[0031]附图中使用的附图标记如下:
[0032]10冰箱 U 壳，
[0033]20冰箱内胆，
[0034]30冰箱背板，
[0035]40传冷散热模块化组件，
[0036]100半导体制冷片，
[0037]200螺栓孔，
[0038]300冷端翅片总成，
[0039]301冷端翅片，
[0040]302冷端热管，
[0041]303传冷底板
[0042]400传冷块，
[0043]500冷端风扇，
[0044]600绝热层，
[0045]700热交换器，
[0046]800冷凝器。
【具体实施方式】
[0047]图1是根据本发明一个实施例的传冷散热模块化组件40的示意性分解图。在图1实施例中，传冷散热模块化组件40包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700、冷端风扇500、冷凝器800及绝热层600。半导体制冷片100的冷端(图中未示出)连接传冷块400，传冷块400连接冷端翅片总成300，冷端翅片总成300连接冷端风扇500。半导体制冷片100的热端(图中未示出)连接热交换器700，接热交换器700连接冷凝器800。在图1、图3和图5中，靠近冷凝器800的方向为近侧，靠近冷端风扇500的方向为远侧。如图3和图5所示:热交换器700和冷凝器800处于近侧，冷端翅片总成300和冷端风扇500处于远侧，半导体制冷片100和传冷块400夹置在热交换器700与冷端翅片总成300之间。具体地，半导体制冷片100的冷端与传冷块400的近侧表面接触抵靠，半导体制冷片100的热端与热交换器700的传热面接触抵靠，传冷块400的远侧表面与冷端翅片总成300的传冷面接触抵靠。绝热层600是通过发泡工艺对组装在一起的冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100和热交换器700进行发泡形成的。绝热层600位于冷端翅片总成300的传冷面与热交换器700的传热面之间，并且绝热层600在周向上将半导体制冷片100和传冷块400包围住。
[0048]本发明的传冷散热模块化组件40作为一个整体设计制造，在组装时，冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700、冷凝器800及绝热层600作为一个整体组装到半导体冰箱中，相比于分别组装到冰箱中的方式，本实施例的传冷散热模块化组件40能减少半导体冰箱组装的工艺流程。在其它实施例中，传冷散热模块化组件40可以仅包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700及绝热层600，或者仅包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700、冷端风扇500及绝热层600，这两种形式的传冷散热模块化组件40同样可以作为一个整体设计制造组装到半导体冰箱中，同样能够起到减少半导体冰箱组装工艺流程的作用。需要说明的是，作为一种优选实施例，当传冷散热模块化组件40仅包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700及绝热层600时，传冷散热模块化组件40整体小巧，方便移动及安装。
[0049]如图3和图5所示，在一个实施例中，冷端风扇500布置在冷端翅片总成300上与传冷面相对的远侧表面上，冷端风扇500将聚集于冷端翅片总成300的冷量散发到半导体冰箱中。冷凝器800与热交换器700连通，冷凝器800通过填充于热交换器700与冷凝器800内的制冷剂，将半导体制冷片100的热端产生的热量进行散热。如图4所示，冷凝器800具有宽大的散热面，当制冷剂在热交换器700加热后会向上运动流入冷凝器800内，当制冷剂在冷凝器800冷却后重新进入热交换器700，从而制冷剂在热交换器700与冷凝器800内循环流动，持续散热。本实施例使用热交换器700代替热端翅片总成，通过填充于热交换器700与冷凝器800内的制冷剂来对将半导体制冷片100的热端产生的热量进行散热。相比于采用热端翅片总成散热的方式，制冷剂散热具有更强的吸热能力，并具有较强的散热能力。当热交换器700与冷凝器800连通后，热交换器700与冷凝器800内的制冷剂能将半导体制冷片100的热端产生热量迅速传递到周围空气中，从而能够降低半导体制冷片100的热端的温度。
[0050]如图1所示，在一个实施例中，冷端翅片总成300包括冷端翅片301、冷端热管302及传冷底板303，所述传冷底板303的近侧表面用作传冷面。其中，传冷底板303的两侧分别与冷端翅片301及传冷块400连接，冷端热管302 —端布置在传冷底板303与传冷块400之间且分别与传冷底板303与传冷块400接触，另一端与冷端翅片301相连接。具体地，传冷底板303的近侧表面与传冷块400接触抵靠，传冷底板303的远侧表面与冷端翅片300接触抵靠，冷端热管302 —端布置在传冷底板303的近侧表面上且与传冷底板303接触抵靠，另一端与伸入冷端翅片301内并与其接触抵靠来进行传冷。
[0051]如图1和图5所示，在一个实施例中，绝热层600形成在冷端翅片总成300的传冷面与热交换器700的传热面之间。如图3和图5所示，绝热层600在周向上将半导体制冷片100和传冷块400包围住。绝热层600主要起绝热和连接固定作用。
[0052]如图1、图3和图5所示，在一个实施例中，传冷块400的两侧分别与冷端翅片总成300及半导体制冷片100接触抵靠。半导体制冷片100的两侧分别与传冷块400及热交换器700接触抵靠。具体地，冷端翅片总成300的传冷面与传冷块400的远侧表面中的至少一个面上、半导体制冷片100的冷端与传冷块400的近侧表面的至少一个面上、以及半导体制冷片100的热端与热交换器700的至少一个面上具有涂覆导热硅脂形成的导热硅脂层，导热硅脂层一方面能起到传递热量的作用，另一方面也能起到粘接固定作用。
[0053]如图1所示，在一个实施例中，冷端翅片总成300及热交换器700均开有两个螺栓孔200在其它实施例中可以根据连接强度的需要在冷端翅片总成300及热交换器700上开设更多个螺栓孔。两根螺栓(图中未示出)各自穿过冷端翅片总成300及热交换器700 —侧的螺栓孔200将冷端翅片总成300及热交换器700固定连接。固定后螺栓的头部抵靠在热交换器700传热底板(图中未标出)的近侧表面上，螺栓的螺杆分别与冷端翅片总成300及热交换器700螺纹连接。图1中绝热层600上的两个螺栓孔200是在将传冷散热模块化组件40进行发泡形成所述绝热层600时形成的。在其它实施例中，螺栓还可以为起紧固冷端翅片总成300及热交换器700作用的其它紧固件。热交换器700上的螺栓孔200设置于传热底板上，传热底板的远侧表面用作半导体制冷片100的热端向热交换器700传递热量的传热面。作为一种可选的手段，冷端翅片总成300及热交换器700的接触面之间还可以开设相互配合的卡槽和凸起，来将冷端翅片总成300及热交换器700保持相对的竖直方向的固定。
[0054]本发明提供一种用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件40的组装方法，如图6所示，该组装方法包括如下步骤:
[0055]步骤101，将冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100及热交换器700依次相互连接组装在一起。
[0056]步骤102，通过发泡工艺形成绝热层600。具体地，通过发泡工艺对组装在一起的冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100及热交换器700进行发泡，从而在冷端翅片总成300的传冷面与热交换器700的传热面之间形成所述绝热层600。形成后的所述绝热层600在周向上将半导体制冷片100和传冷块400包围住。
[0057]步骤103，将冷凝器800焊接到热交换器700。具体地，当半导体冰箱的箱体发泡完成后，将冷凝器800固定在冰箱背板30上，然后将发泡完成的传冷散热模块化组件40固定在箱体预留的通道中，然后将热交换器700与冷凝器800进行焊接。
[0058]在上述组装方法实施例中，传冷散热模块化组件40包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100及热交换器700、绝热层600及冷凝器800。在一个优选的实施例中，传冷散热模块化组件40的组装方法可以不包括步骤103，即传冷散热模块化组件40可以不包括上述冷凝器800，在此实施例中将该传冷散热模块化组件40固定在半导体冰箱预留的通道中，再冷凝器800固定在冰箱背板30上。
[0059]本发明还提供一种半导体冰箱，如图3所示，半导体冰箱包括冰箱U壳10、冰箱内胆20、冰箱背板30以及由冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700、冷端风扇500、冷凝器800、绝热层600组成的传冷散热模块化组件40。如图2所示，冷端风扇500设置在冰箱内胆20上。在其它实施例中，传冷散热模块化组件40仅包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700及绝热层600，或者仅包括冷端翅片总成300、传冷块400、半导体制冷片100、热交换器700、冷端风扇500及绝热层600。包括上述任一形式传冷散热模块化组件40的半导体冰箱，由于传冷散热模块化组件40作为一个整体设计，从而都能够起到减少半导体冰箱组装工艺流程的作用。
[0060]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【权利要求】
1.一种用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件，包括:处于近侧的热交换器、处于远侧的冷端翅片总成、以及夹置在所述热交换器与所述冷端翅片总成之间的半导体制冷片和传冷块，其中 所述半导体制冷片的冷端与所述传冷块的近侧表面接触抵靠，热端与所述热交换器的传热面接触抵靠，所述传冷块的远侧表面与所述冷端翅片总成的传冷面接触抵靠；而且 所述传冷散热模块化组件还包括通过发泡工艺对组装在一起的热交换器、半导体制冷片、传冷块和冷端翅片总成进行发泡从而形成在所述冷端翅片总成的传冷面与所述热交换器的传热面之间的绝热层，所述绝热层在周向上将所述半导体制冷片和所述传冷块包围住。
2.根据权利要求1所述的传冷散热模块化组件，其中， 所述传冷面与所述传冷块的远侧表面中的至少一个面上、所述冷端与所述传冷块的近侧表面的至少一个面上、以及所述热端与所述热交换器的至少一个面上具有涂覆导热硅脂形成的导热硅脂层。
3.根据权利要求1所述的传冷散热模块化组件，其中， 所述冷端翅片总成与所述热交换器通过紧固件固定连接。
4.根据权利要求3所述的传冷散热模块化组件，其中， 所述紧固件为螺栓； 所述螺栓穿过所述热交换器与所述冷端翅片总成相连接，以致所述螺栓位于所述传冷面与所述传热面之间的部分被发泡形成的所述绝热层包围住。
5.根据权利要求1所述的传冷散热模块化组件,其中,还包括: 冷端风扇，布置在所述冷端翅片总成上与所述传冷面相对的远侧表面上。
6.根据权利要求1所述的传冷散热模块化组件,其中,还包括: 冷凝器，与所述热交换器连通，所述冷凝器通过填充于所述热交换器与所述冷凝器内的制冷剂，将所述半导体制冷片的热端产生的热量进行散热。
7.根据权利要求1所述的传冷散热模块化组件，其中，所述冷端翅片总成包括冷端翅片、冷端热管及传冷底板； 其中，所述传冷底板的近侧表面用作所述传冷面，所述传冷底板的近侧表面与所述传冷块接触抵靠，所述传冷底板的远侧表面与所述冷端翅片接触抵靠；所述冷端热管一端布置在所述传冷底板的近侧表面上且与所述传冷底板接触抵靠，另一端与伸入所述冷端翅片内并与所述冷端翅片接触抵靠。
8.一种用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件的组装方法，包括: 步骤A，将冷端翅片总成、传冷块、半导体制冷片及热交换器依次相互连接组装在一起; 步骤B，通过发泡工艺对组装在一起的所述冷端翅片总成、所述传冷块、所述半导体制冷片及所述热交换器进行发泡，从而在所述冷端翅片总成的传冷面与所述热交换器的传热面之间形成绝热层，所述绝热层在周向上将所述半导体制冷片和所述传冷块包围住，所述冷端翅片总成、所述传冷块、所述半导体制冷片、所述热交换器及所述绝热层形成用于半导体冰箱的传冷散热模块化组件。
9.根据权利要求8所述的组装方法，还包括: 步骤C，将一冷凝器焊接到所述热交换器，从而使得所述传冷散热模块化组件进一步包括所述冷凝器。
10.一种半导体冰箱，其特征在于，所述半导体冰箱包括权利要求1-7之一所述的传冷散热模块化组件。
【文档编号】F28D15/02GK104329870SQ201410124032
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】王晶, 燕统钧, 张奎, 辛若武, 陶海波 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔股份有限公司