[其他]采用分離式熱管的半導體制冷裝置

無效

• 申請號: 87213525
• 申請日: 1987-09-17
• 公開（公告）號: CN87213525U
• 公開（公告）日: 1988-04-13
• 發明（設計）人: 鄭萬烈
• 申請（專利權）人: 鄭萬烈
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F28D15/02
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 全永留

本實用新型涉及半導體制冷裝置，更具體地，是一種采用分離式熱管冷卻半導體制冷器熱端的半導體制冷裝置。國際分類號為F25B21／02、F28D15／02。

目前，半導體制冷器熱端冷卻的方法主要采用水冷卻和強迫風冷兩種。水冷卻效果較好，但需要外水源，并要有進、出水管，在應用上，受到很大限制，尤其在野外操作時，往往因無水源而無法使用該儀器；強迫風冷則效率不高，制冷性能不佳，尤其對于中功率的半導體制冷器來說，環境溫度與熱端溫度相差很大，用于中功率低溫冷卻和低溫箱時，強迫風冷不能滿足要求。

本實用新型的目的是提供一種半導體制冷裝置，它不采用外水源冷卻，又對半導體制冷器熱端有良好的冷卻效果。

本實用新型是通過如下構思來完成的：半導體制冷裝置，主要包括半導體制冷器及熱端散熱裝置，散熱裝置包括緊貼于半導體制冷器熱端的蒸發器、分開設置的冷凝器以及連接它們之間且可形成密閉循環系統的管道，所述系統中充入一定的流體介質。

本文稱上述散熱裝置為分離式熱管，旨在與現有技術中的熱管區別開來，即由蒸發器和分開設置的冷凝器通過管道連接成一密閉系統，傳熱介質在其中形成一蒸發冷凝的自然循環系統。

流體介質可以是水或丙酮或甲醇，優先采用水作介質，它們的充入量為至少裝滿蒸發器。所述冷凝器一側設有冷卻風扇，增強冷凝器效果。由于蒸發時的放熱系數極大，單靠熱端散熱片強制風冷無法達到良好的散熱效果。而本實用新型采用分離式熱管，將熱端熱量通過管道引入冷凝器，其溫度損失＜1℃，而冷凝器的面積不受放熱量的限制，就可達到良好的效果。

本實用新型的優點和效果是明顯的，它提供了一種采用分離式熱管的半導體制冷裝置，流體介質在分離式熱管中蒸發冷凝，而冷凝器面積不受放熱量限制，免去了用外水源冷卻的麻煩，效果又優于常規的強迫風冷，實際應用十分方便、靈活。在國防工業上，它可用作導彈、雷達裝置中的紅外探測器件冷卻及航空設備冷卻；在電子工業上，它可用作電子元器件的高低溫測試設備、激光倍頻發生冷卻器等；在石油工業上，可用于油品凝固點、濁點、結晶點測定儀和石油低溫粘度、齒輪油表現粘度測定儀等；在醫藥器械工業上，可用于半導體制冷生物切片機和貴重藥品，血漿儲運中；在日用電器上，可用于飛機、船舶冷飲器和牛奶、啤酒冰鎮上。

下面，將結合附圖，對本實用新型的最佳實施例加以說明，但本實用新型并不局限于此。

附圖1是石油低溫性能測定儀的局部剖視透視圖。

參照附圖1：本實用新型裝置1包括半導體制冷器2，緊貼于半導體制冷器2熱端的蒸發器3，分開設置的冷凝器4，連接蒸發器3和冷凝器4且形成密閉循環系統的管道5、管道6，設在冷凝器4一側的冷卻風扇7，緊貼于半導體制冷器2冷端的冷阱8。

上述半導體制冷器為已有技術中的半導體制冷器。緊貼于半導體制冷器2熱端的蒸發器3可采用空腔結構，其空腔體積為270立方厘米，其與半導體制冷器2的緊貼方式可采用軟纖焊，緊貼面的形狀與半導體制冷器2熱端面的形狀相吻合，蒸發器3的材料可選用紫銅。所述冷凝器4是傳熱面積為3平方米的肋片管式冷凝器，蒸發器3與冷凝器4之間由所述管道5和管道6連接形成一密閉循環系統。管道5從蒸發器3端面上部引出，接入冷凝器4的上部，管道6從蒸發器3端面下部引出，接入冷凝器4的下部。若蒸發器采用單個，照上述方式連接；若蒸發器采用兩個以上，則采用并聯方式連接，管道的規格為φ8×1mm，其材料也可選用紫銅。

使用前，用50％的硝酸加50％的磷酸灌入系統內，除去氧化垢后，排放酸液，用清水沖洗5分鐘，然后通入二次蒸餾水洗滌，再將系統烘干并抽真空到10^－5托。充入的介質可以是水，充入量為至少裝滿蒸發器3，系統須用冷焊或纖焊密封，否則，系統泄漏將影響使用效果。

半導體制冷器2熱端放出的熱量使流體介質，如水，由液態變為氣態，靠蒸發潛熱吸收半導體制冷器2熱端的熱量，氣體經過管道5進入冷凝器4，通過散熱片的強迫風冷，氣體變為液體。冷凝后，液體從管道6回流到蒸發器3中。如此，形成了流體介質蒸發、冷凝的自然循環系統。

使用本石油低溫性能測定儀時，首先啟動冷卻風扇7，然后給半導體制冷器2供直流電，在環境溫度30℃時，僅需1小時，冷阱8的溫度就可下降至－51℃。如果用一般強迫風冷的現有技術中的半導體制冷裝置制冷，則同樣情況下，冷阱的溫度最低只能下降至－45℃，無法達到－51℃。由此可見，本實用新型的效果是明顯的。