专利名称：制冷、制热、保温箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制冷、制热、保温箱。属于电制冷、制热半导体器件的应用技术领域。
臭氧是大气中唯一能吸收太阳紫外线幅射的气体，大量集中在平流层的臭氧在地球上空形成一个保护层，不让大量太阳紫外线幅射到达地面，以免人体和生物细胞组织遭到破坏；而只让少量紫外线照到地面。这少量紫外线对生物不仅无害，还能杀菌防病，对生态环境有利。据研究，近20年来大气中的臭氧在明显减少，这主要是人类活动中排入制冷装置的冷冻剂－－氟氯烷(氟里昂)引起的。
多年来，国际环境保护组织经常向世界各国呼吁为了人类子孙后代的幸福，为了保护地球大气中的臭氧层，维护生态平衡，必须减少目前应用相当普遍的冷冻剂“氟里昂”的使用，以减少“氟里昂”对地球环境的污染。我国早在1966年就由中国科学院开始研制半导体制冷、制热器件，经过科技人员的多年努力攻关，于1978年使该器件问世。但是，由于当时成本高、制冷功率有限，基本用于航天航空的导弹、火箭基地及潜艇等军工产品或设备上，直到1988年以后，该器件才逐渐应用于工业制冷、降温或测温设备中，如在热处理气氛炉、窑炉等工业易燃、易爆场合中得到应用。近年来，随着经济技术的发展进步和人们物质、精神生活水平的提高，用半导体电制冷、制热器件来取代“氟里昂”制冷设备的呼声日益增高，并逐渐研制出一些民用的空调机、冰箱等取代“氟里昂”冷冻剂的新产品。
本实用新型的目的是提供一种不需压缩机、不用制冷剂，取消“氟里昂”对环境污染而采用半导体器件制冷、制热的保温箱。
本实用新型是利用我国科技人员研制成功的运用帕尔帖效应进行制冷、制热的先进半导体器件来实现发明目的的。这种器件能够根据其两端所施加的电压方向不同而产生制冷或制热的不同效应，该器件工作稳定可靠，使用寿命长达105小时，是一种颇具发展前途的微电子学新型产品。
本实用新型利用半导体器件进行制冷、制热和保温，不需压缩机，不用制冷剂，因此体积小、重量轻，携带方便，生产成本低。它不含“氟里昂”，不会破坏臭氧，对大气环境产生污染，又是低电压工作，耗电低，使用安全、方便。在结构设计上也充分考虑了零部件的合理布置和提高器件制冷、制热的功效。它可以为常年在野外工作的地质、石油、矿山等行业工作人员改善生活福利创造条件，也可用于医疗卫生急救时存放血浆、疫苗、药品，更可为外出旅游的人们和汽车司机提供饮食的方便。
以下结合附图，具体介绍本实用新型。
图1－－3是本实用新型的总装结构图，其中
图1为正视图，图2为右侧视图，图3为俯视图。
图4是本实用新型控制电路的主电路原理图。
图5是本实用新型控制电路中温度的自动控制电路原理图。
图1－－3中，1是长方体的箱体外壳，2是位于箱体1上方的箱盖，两者用硬质塑料制成。3是用薄壁铝合金制成的内胆(壁)，在外壳1与内胆3之间填充有用聚氨脂发泡材料制作的保温隔热层4。5是关闭箱盖的箱扣锁。在箱体一侧的外侧面开设有凹腔6，凹腔上部安装有风扇8及其驱动电机7，凹腔的下部安装有能根据其两端所加电压的方向不同而制冷或制热的半导体器件9，在器件9的内侧紧贴装有通过螺栓11与铝合金内壁3直接相连的导热(冷)体12，在器件9的外侧紧贴装有其散热片10。本实用新型所用的制冷、制热半导体器件是中国大通国际电子有限公司的产品DT12705或DT12703。如图所示，风扇8、制冷、制热半导体器件9和散热片10都是垂直放置的，有利于通风散热。其中风扇8的扇叶呈右螺旋状，而其转动方向(为粗线剪头所示)为向其下侧强制通风的顺时针方向。用铝合金型材制成的散热片和器件也呈垂直放置，这样可增大散热面积和使器件致冷时产生的水珠向下滴流，防止进入器件内损坏电子线路。而水珠下流到散热片上，又利用散热片发散的热量使水珠蒸发，吸收带走热量，提高散热效果。在箱体侧壁开设的凹腔6上，还在风扇、电机及散热片的外侧装有防护盖罩15。盖罩下部遮住散热片10，盖罩上部用于围罩风扇、电机，其外型呈园弧状，其中间设有栏栅状缺口15C，而在其园弧挡壁15A的右侧开有排风缺口15B，风扇8与挡壁15A之间形成风道，当风扇顺时针转动(如粗实线所示)时，由盖罩15的栏栅状缺口15C吸入外界的冷空气，被风扇转动所迫，强制向下通风，使大部分的空气流经散热片向下排出(图2中细实线为风的流动方向)，并带走散热片发散出来的热量，有利于形成热交换。而被风扇带起的少部分热空气又在风扇8与挡壁15A之间形成的风道中流动，并从缺口15B处向外排出，提高了排热功效。在凹腔6的右侧上方分别设有温度自动控制电路13和控制制冷制热的切换开关14。在箱盖2的上部中间设有一凹入的缺口17，提手16就装在缺口17的两侧。本实用新型的结构设计简单、合理，轻便、美观，并采用低电压(＋12伏)供电，工作安全可靠。
本实用新型的控制电路是由图4所示的半导体器件的主电路及其温度自动控制电路(如图5所示)两部分组成的。其中主电路中在直流电压(＋12伏)的两端接有制冷(COLD位)、制热(HOT位)双掷选择控制开关K，在开关K的输出两端则通过继电器J的常闭接点J1后分别并联接有制冷指示灯D1，制热指示灯D2，制冷、制热半导体器件DT及其热保护电路JR和整流桥电路，整流桥的输出端则接风扇电机M。当把开关K倒向COLD位侧时，电压经保险管RD后接通R1D1，发光二极管D1(绿色)亮，半导体器件DT制冷，同时整流桥电路工作，驱动风扇电机M通风排热。而当把开关K倒向HOT位侧时，电压经保险管后接通R2D2，发光二极管D2(红色)亮，半导体器件DT因电压方向相反而制热。整流桥路则驱动风扇电机转动通风。在制热、制冷半导体器件的并联支路中串接有双金属片制成的自恢复式热继电器作该器件的热保护电路。
温度自动控制电路则如图5所示是由单刀双掷开关K1和运算放大器IC1构成的电压比较电路、由555时基电路IC2构成的单稳延时电路、发光二极管D3、D4构成的指示电路和晶体管T1、T2构成的继电器驱动电路所组成的。图中IC3是＋12V稳压电源集成电路。
以下结合附图介绍其制冷调节控制工作原理首先把双掷开关K1倒向COLD侧(冷)位和把电位器R3置于中间位置后接通＋12伏电源，加电瞬间使电容C3也瞬间短路而充电，因而使IC2555时基电路动作输出高电平，发光二极管D4(红色)灯亮，晶体管T1、T2导通，继电器J吸合动作，使得主电路上的常闭接点J1断开，使主电路切断。再经延时电路R6和C5延时一定时间后顺时针调节电位器R3，使其转向制冷侧(图中R2是热敏电阻)使得IC1的反相输入端(3脚)的电位V3小于其同相输入端(2脚)的电位V2，此时IC1的输出则为低电平，晶体管T1T2截止，继电器J释放动作。主电路的继电器触点J1恢复常态接通主电路并使半导体器件开始致冷，随着半导体器件制冷工作时间的推移，箱体内温度逐渐下降，而安放在其中的热敏电阻R2的阻值则随温度下降而阻值升大。使得IC1的同相输入端(2脚)的电位也逐渐下降，当V2降至小于反相输入端(3脚)的电位V3时，IC1将输出低电平，使IC1也翻转输出高电平，晶体管T1、T2导通，继电器J吸合动作，再次断开主电路，半导体器件则停止工作。箱体内保持低温。随时间的推移，箱体内温度会逐渐上升，此时热敏电阻R2的阻值也逐渐减小，使得IC1的同相输入端V2的电位也逐渐升高，当其电位超过反相输入端V3的电位V3时，IC1又输出高电平，使IC2输出低电平，晶体管T1、T2再次截止，继电器释放，使主电路重新接通，再让半导体器件工作制冷。如上所述，就可以实现半导体器件的自动温度控制工作过程。同理，该器件的制热原理如上述相似，只是把两控制电路的双掷开关掷向另一侧(HOT位侧)，使主电路的电压方向改变正负位，以及逆时针调节R3而已。
本实用新型已试验实施，制出样机，制冷可达－10℃，制热可达＋80℃(测试室温为＋20℃)，其容积为12升，耗电为40W／小时，达到了设计要求。
权利要求1.一种制冷、制热、保温箱，包括有箱体、箱盖、提手和控制电路，其特征是(1)箱体为长方体，箱盖位于箱体的上方，其外壳为硬质塑料，内胆为薄壁铝合金，两者之间填充有用聚氨脂发泡材料制作的保温隔热层；(2)在箱体一侧的外侧面开设有凹腔，凹腔上部安装有风扇及其驱动电机，凹腔的下部安装有能根据其两端所加电压的方向不同而制冷或制热的半导体器件，该器件的内外两侧分别紧贴装有通过螺栓与铝合金内胆直接连接的导热(冷)体和散热片；(3)控制电路是由半导体器件的主电路及其温度自动控制电路两部分组成，其中主电路中接有制冷、制热双掷选择开关，开关的输出两端则并联接有指示灯、制冷、制热半导体及其热保护电路和整流桥以及接在整流桥输出端的风扇电机。
2.如权利要求1所述的制冷、制热、保温箱，其特征是所用的制冷、制热半导体器件是中国大通国际电子有限公司的产品DT12705或DT12703。
3.如权利要求1所述的制冷、制热、保温箱，其特征是风扇、制冷、制热半导体器件、散热片都为垂直放置的。
4.如权利要求1或3所述的制冷、制热、保温箱，其特征是风扇扇叶呈右螺施状，而其转动方向为向其下侧的散热片强制通风的顺时针方向。
5.如权利要求1所述的制冷、制热、保温箱，其特征是箱体侧壁凹腔上装有防护盖罩，盖罩上部中间设有栏栅状缺口，其外型呈园弧状，并在其园弧挡壁的右侧开有排风缺口。
6.如权利要求1所述的制冷、制热、保温箱，其特征是在主电路中的半导体制冷、制热器件的并联支路中串接有用双金属片制成的自恢复式热继电器作器件的热保护电路。
7.如权利要求1所述的制冷、制热、保温箱，其特征是温度自动控制电路是由制冷、制热选择电路，由热敏电阻构成的温度敏感电路，由运算放大器构成的电压比较电路、由555时基电路构成的单稳延时电路、指示电路和继电器驱动电路组成的。
专利摘要一种制冷，制热、保温箱，是在塑料外壳和保温隔热层内，紧贴铝合金内壁放置能根据其两端所加电压方向不同而产生制冷或制热的半导体器件的新型民用电器产品。低电压工作、耗电省，不用致冷剂，使用安全、方便。结构设计合理，并有温度自由控制电路，体积小，携带方便，是野外工作人员和汽车司机改善劳动条件的新装备，也可作为旅游、医院等行业的便携式保温装置。
文档编号F25B29/00GK2092722SQ9120237
公开日1992年1月8日 申请日期1991年2月12日 优先权日1991年2月12日
发明者蒲连金 申请人:蒲连金