专利名称：一种半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温差电致冷设备，特别涉及一种半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，属于国际专利分类F25B21/00温差电致冷技术领域。
背景技术：
由于温差电致冷器运行时有直流电通过温差电偶产生焦耳热，同时热端的温度也将传入冷端，故在热平衡状态下，冷端的热平衡方程为Qc＝apnTcI-0.5I2R-K(Th-Tc)……(1)既冷端的致冷量等于冷端产生的珀尔帖冷量减去带入冷端的1/2焦耳热，再减去由付里叶传导定津决定的由热端传入冷端的热量。由公式(1)推导可知，在不改变温差电偶材料和热传导方式的情况下，冷热端达到最大温差时，致冷量和致冷系数均趋近于零。由此可见，要提高致冷性能，除选择适当的电压和电流，相对减少带入冷端的焦耳热外，更重要的是改善温差电致冷组件热传导方式，减少冷热端因温度积累形成的热交换，最大限度的降低两端的温差，才能获得较多的致冷量。研制高效的热、冷传导装置，并解决温差电致冷装置装配的一致性，减少漏冷和温差电致冷组件的热短路现象，是目前温差电致冷设备特别是半导体冷藏箱急待解决的课题。
目前，温差电致冷器、热传导和冷传导装置安装结构大体有四种(1)将温差电致冷器，热端热传导装置(散热器)，通过螺钉、隔热垫与储冷块、冷传导装置连接。(2)通过中间固定装置将热传导装置、温差电致冷器、冷传导装置连在一起，冷热传导装置之间无短路(见ZL98202764)。(3)由内中框、外中框及固定板组成的中间固定装置将热传导装置、冷传导装置与温差电致冷器组合一起(ZL00243792)。(4)苏州三星电子冷藏箱的温差电致冷组件，用螺钉将热传导装置、温差电致冷器、冷传导装置联在一起，并用两块保温材料将温差电致冷器、热传导装置的一部分包起来，形成一个方形体，然后推入半导体冷藏箱的予留孔内即可。第一种结构连接简单，但存在热短路现象。第二种结构克服了热短路缺陷，但存在装配一致性差，装配效率低等不足之处。第三种结构虽然基本解决了装配一致性差和热短路问题，尚存结构复杂，成本高的不足之处。第四种结构简单，装配一致性较好，冷传导效率高，但其不足之处是两个固定螺钉形成了冷桥，使热端的热量通过螺钉传至冷传导装置。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种可提高温差电致冷器热端热传导速度和冷端冷传导装置的冷传导强度，克服结构中的热短路、漏冷现象的半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
一种半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，它由热管散热器(1)、风机罩(2)、轴流风机(3)、压板(4)、尼龙螺钉(5)、保温块(6)、温差电致冷器(7)、储冷块(8)、螺母嵌件(9)、尼龙螺钉(10)、支架(11)、螺母嵌件(12)、板翅式吸热器(13)、轴流风机(14)、螺钉(15)、导流罩(16)、螺钉(17)组成，热管散热器(1)通过尼龙螺钉(5)连接支架(11)，支架(11)通过尼龙螺钉(10)连接板翅式吸热器(13)，支架(11)一端的两个螺母嵌件中心连线与另一端两个螺母嵌件中心连线互相垂直。热管式散热器(1)可以为管翅式，也可以为丝网式。保温块(6)的外形周边具有一定锥度。储冷块(8)可以设有，亦可以取消。
热管、轴流风机、风机罩组成了温差电致冷器热端的快速热传导装置。储冷块、板翅式吸热器、轴流风机和导流罩组成了冷端高效的冷传导装置，用导热系数很小的材料制成的支架通过压板、尼龙螺钉将冷热传导装置连接起来。两块保温材料将冷、热传导装置的一部份和温差电致冷器密封在其中，其外形为锥形长方体。
本实用新型半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，可以提高温差电致冷器热端热传导速度和冷端冷传导装置的冷传导强度，克服了结构中的热短路和漏冷现象。
图1为本实用新型半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件的结构示意图；图2为图1的A向局部视图。
图3为图1的B向局部视图。
图中1、热管散热器——101热管散热器蒸发段工质盒，102-热管散热器蒸发段工铜管，103-热管散热器冷凝段铜管，104-热管散热器铝制散热翅片；2、风机罩，3、轴流风机，4、压板，5、尼龙螺钉，6、保温块，7、温差电致冷器，8、储冷块，9、螺母嵌件，10、尼龙螺钉，11、支架，12、螺母嵌件，13、板翅式吸热器，14、轴流风机，15、螺钉，16、导流罩，17、螺钉。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本实用新型半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，由快速冷、热传导装置、温差电致冷器、固定装置、保温块五部份组成。由热管散热器1、风机罩2、轴流风机3组成快速热传导装置。使用时，将保温块6推入半导体冷藏箱的预留孔中，再拧紧热管的固定螺钉即可。冷传导装置由储冷块8、轴流风机14、导流罩16、螺钉15、螺钉17、构成。固定装置由支架11、尼龙螺钉5、压板4、尼龙螺钉10、螺母嵌件9和螺母嵌件12构成。保温块6由二块保温材料构成，其二块合起来的外形为锥形长方体。支架11由导热系数很小的材料制成，螺母嵌件12、9嵌入其中，压板4、尼龙螺钉5、10导热系数很小，加之尼龙螺钉5和尼龙螺钉10其轴线错位布置，避免了热短路现象。两块保温块合起来，外形为锥形长方体，将其插入半导体冷藏箱，带有与保温块相同锥度的预留孔内，一则锥形配合较紧，同时保温材料有弹性，因此本实用新型与半导体冷藏箱的配合处，漏冷很小，热组件1、7、8、13的各接触面均有薄层的导热硅脂。
本实用新型接通直流电源后，温差电致冷器7的热端发热，将与之紧贴的热管蒸发段工质盒101内的工质液体加热并使之沸腾，工质沸腾吸热蒸发为工质蒸汽，携带热量的工质蒸汽沿其热管蒸发段铜管102的轴线上升到热管冷凝段铜管103，通过管壁，将热量传导套装在其上的热管散热管的铝制散热翅片104，通过轴流风机14的强迫散热，使热量被流动的空气带走，工质蒸汽冷凝放热后沿热管1的铜管轴线回到蒸发段的工质盒101内，进行下次循环。周而复始，实现了温差电致冷器热端迅速散热，避免了热端的热量聚集，即使公式(1)中的Th值小，同时冷端产生冷量通过储冷块8传导至板翅式吸热器13并通过轴流风机14的强迫换热，冷量被流动的空气带走，经过导流罩16将冷空气导入半导体冷藏箱内。轴流风机14使箱内温度较高的空气和较冷的板翅式吸热器13的热交换，使箱内空气温度降低，同时提高了板翅式吸热器亦即温差电致冷器冷端的温度Tc，Th减小Tc加大，则前述公式(1)中的(Th-Tc)值减小，即在相同条件下，由付里叶传导定津决定的热端传入冷端的热量值变小，使冷端致冷量和致冷系数变大，因而半导体冷藏箱的致冷速度加快，温差增大。
权利要求1.一种半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，其特征在于它由热管散热器(1)、风机罩(2)、轴流风机(3)、压板(4)、尼龙螺钉(5)、保温块(6)、温差电致冷器(7)、储冷块(8)、螺母嵌件(9)、尼龙螺钉(10)、支架(11)、螺母嵌件(12)、板翅式吸热器(13)、轴流风机(14)、螺钉(15)、导流罩(16)、螺钉(17)组成，热管散热器(1)通过尼龙螺钉(5)连接支架(11)，支架(11)通过尼龙螺钉(10)连接板翅式吸热器(13)，支架(11)一端的两个螺母嵌件中心连线与另一端两个螺母嵌件中心连线互相垂直。
2.根据权利要求1所述的半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，其特征在于热管式散热器(1)可以为管翅式，也可以为丝网式。
3.根据权利要求1所述的半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，其特征在于保温块(6)的外形周边具有一定锥度。
4.根据权利要求1所述的一种半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，其特征在于储冷块(8)亦可以取消。
专利摘要本实用新型涉及一种半导体冷藏箱用温差电致冷快速安装组件，它主要有热管散热器、支架、压板、温差电致冷器、轴流风机、板翅式吸热器、保温块、尼龙螺钉构成。热管散热器、轴流风机加速了温差电致冷器热端的热传导，板翅式吸热器、轴流风机、储冷块组成的强制式冷传导装置的结合，减少了付里叶方程中的ΔT值(ΔT＝Th－Tc)，即减少了由付里叶定律决定的由热端向冷端传入的热量，使冷端的致冷量和致冷系数加大，亦即半导体冷藏箱的致冷速度加快和温差加大。连接温差电致冷器两端的热传导和冷传导装置的尼龙螺钉和支架，避免了热短路现象。保温块的代锥度外形和材料的弹性，又减少了本实用新型与半导体冷藏箱预留孔间的漏冷又提高了半导体冷藏箱的安装速度。
文档编号F25B21/02GK2769786SQ200420064258
公开日2006年4月5日 申请日期2004年5月27日 优先权日2004年5月27日
发明者齐郁周, 齐媛, 齐悦 申请人:齐媛