[发明专利]一种半导体增强制冷装置及其连接固定方法

说明书

本发明涉及一种半导体增强制冷装置，该装置包括铝合金翅片、半导体制冷片和两个连接在一起的铝合金支架。所述铝合金支架的内部为圆弧面，外部为三个平面，且每个平面上均设有一个凸台和两个螺纹孔；所述凸台与所述半导体制冷片的内表面贴合，该半导体制冷片的外表面与所述铝合金翅片贴合；所述铝合金翅片的中心线上设有两个沉头孔，该沉头孔与所述螺纹孔相对应；所述铝合金翅片与所述铝合金支架之间设有保温棉。本发明安装维护方便，耐用性好且传热效率高，连接固定方法简单可靠，实用性强，适用于多年冻土区的特殊环境工况。

技术领域

本发明涉及多年冻土保护技术领域，尤其涉及一种半导体增强制冷装置及其连接固定方法。

背景技术

青藏高原已修建有青藏公路、青藏铁路和青藏直流联网等重大基础工程，这些工程都穿越了青藏高原多年冻土区。多年冻土的温度是影响多年冻土区工程运营稳定性的重要因素。热管作为一种降温措施被广泛用于减缓多年冻土区工程地基温度上升，然而热管工作时间有明显的周期性，冷季工作，暖季不工作，热管的实际工程应用效果对抑制冻土工程地基升温有限。为了解决这一问题，基于热管的工作原理，在热管冷凝段外接冷源使热管在暖季可以继续工作，从而达到对冻土的持续降温。

半导体制冷片具有体积小、结构简单和电源适配性广的特点，有研究人员研制出基于半导体制冷片原理的热管增强制冷设备，但这些制冷设备多是进行室内原理验证。半导体制冷片表面呈平面状，而热管的外表面是圆弧状，两种表面无法直接完全贴合。对于这一问题，已有的解决方案是在一块平面形金属板的一面固定若干半导体制冷片，另一面与热管表面接触，但是金属板板面与热管表面仍是无法完全贴合，导致半导体制冷片和热管之间传热效率低，不能充分利用半导体制冷片的制冷量。此外，已有的设备安装过程繁杂且不易维护。

青藏高原多年冻土区的海拔均在4000米以上，年平均气温在0℃以下，自然地理和气候条件恶劣。在这种工况下服役的设备除了满足基本的性能外，还需其耐用性好、结构简单及易安装维护。

因此，亟需一种传热效率高、结构简单、耐用性好及易安装与维护的半导体制冷片支架机构，以满足半导体制冷片用于实际工程中热管增强制冷的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、易安装和易维护的半导体增强制冷装置

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该半导体增强制冷装置的连接固定方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种半导体增强制冷装置，其特征在于：该装置包括铝合金翅片、半导体制冷片和两个连接在一起的铝合金支架；所述铝合金支架的内部为圆弧面，外部为三个平面，且每个平面上均设有一个凸台和两个螺纹孔；所述凸台与所述半导体制冷片的内表面贴合，该半导体制冷片的外表面与所述铝合金翅片贴合；所述铝合金翅片的中心线上设有两个沉头孔，该沉头孔与所述螺纹孔相对应；所述铝合金翅片与所述铝合金支架之间设有保温棉。

所述铝合金支架的外表面棱边处均加工有贯通的细槽。

两个所述铝合金支架中的一个铝合金支架两端中心设有通过锥型螺栓Ⅰ固定的连接片，另一个铝合金支架两端中心设有与所述连接片相匹配的凹槽；所述连接片嵌入所述凹槽，并通过锥型螺栓Ⅱ固定。

所述锥型螺栓Ⅰ或所述锥型螺栓Ⅱ的长度小于所述铝合金支架的高度且大于所述铝合金支架的1/2高度。

所述铝合金翅片通过尼龙螺栓依次经所述沉头孔、所述螺纹孔与所述半导体制冷片贴合固定。

所述半导体制冷片内外与所述铝合金支架凸台壁面及所述铝合金翅片的表面之间填充有导热硅脂。

所述铝合金支架内表面和所述热管绝热段连接处的外壁面之间填充导热硅脂。

如上所述的一种半导体增强制冷装置的连接固定方法，包括以下步骤：

⑴将与铝合金支架内圆弧面接触的热管绝热段的管壁打磨抛光；