[其他]采用分离式热管的半导体制冷装置

说明书

本实用新型涉及半导体制冷装置，更具体地，是一种采用分离式热管冷却半导体制冷器热端的半导体制冷装置。国际分类号为F25B21／02、F28D15／02。

目前，半导体制冷器热端冷却的方法主要采用水冷却和强迫风冷两种。水冷却效果较好，但需要外水源，并要有进、出水管，在应用上，受到很大限制，尤其在野外操作时，往往因无水源而无法使用该仪器；强迫风冷则效率不高，制冷性能不佳，尤其对于中功率的半导体制冷器来说，环境温度与热端温度相差很大，用于中功率低温冷却和低温箱时，强迫风冷不能满足要求。

本实用新型的目的是提供一种半导体制冷装置，它不采用外水源冷却，又对半导体制冷器热端有良好的冷却效果。

本实用新型是通过如下构思来完成的：半导体制冷装置，主要包括半导体制冷器及热端散热装置，散热装置包括紧贴于半导体制冷器热端的蒸发器、分开设置的冷凝器以及连接它们之间且可形成密闭循环系统的管道，所述系统中充入一定的流体介质。

本文称上述散热装置为分离式热管，旨在与现有技术中的热管区别开来，即由蒸发器和分开设置的冷凝器通过管道连接成一密闭系统，传热介质在其中形成一蒸发冷凝的自然循环系统。

流体介质可以是水或丙酮或甲醇，优先采用水作介质，它们的充入量为至少装满蒸发器。所述冷凝器一侧设有冷却风扇，增强冷凝器效果。由于蒸发时的放热系数极大，单靠热端散热片强制风冷无法达到良好的散热效果。而本实用新型采用分离式热管，将热端热量通过管道引入冷凝器，其温度损失＜1℃，而冷凝器的面积不受放热量的限制，就可达到良好的效果。

本实用新型的优点和效果是明显的，它提供了一种采用分离式热管的半导体制冷装置，流体介质在分离式热管中蒸发冷凝，而冷凝器面积不受放热量限制，免去了用外水源冷却的麻烦，效果又优于常规的强迫风冷，实际应用十分方便、灵活。在国防工业上，它可用作导弹、雷达装置中的红外探测器件冷却及航空设备冷却；在电子工业上，它可用作电子元器件的高低温测试设备、激光倍频发生冷却器等；在石油工业上，可用于油品凝固点、浊点、结晶点测定仪和石油低温粘度、齿轮油表现粘度测定仪等；在医药器械工业上，可用于半导体制冷生物切片机和贵重药品，血浆储运中；在日用电器上，可用于飞机、船舶冷饮器和牛奶、啤酒冰镇上。

下面，将结合附图，对本实用新型的最佳实施例加以说明，但本实用新型并不局限于此。

附图1是石油低温性能测定仪的局部剖视透视图。

参照附图1：本实用新型装置1包括半导体制冷器2，紧贴于半导体制冷器2热端的蒸发器3，分开设置的冷凝器4，连接蒸发器3和冷凝器4且形成密闭循环系统的管道5、管道6，设在冷凝器4一侧的冷却风扇7，紧贴于半导体制冷器2冷端的冷阱8。

上述半导体制冷器为已有技术中的半导体制冷器。紧贴于半导体制冷器2热端的蒸发器3可采用空腔结构，其空腔体积为270立方厘米，其与半导体制冷器2的紧贴方式可采用软纤焊，紧贴面的形状与半导体制冷器2热端面的形状相吻合，蒸发器3的材料可选用紫铜。所述冷凝器4是传热面积为3平方米的肋片管式冷凝器，蒸发器3与冷凝器4之间由所述管道5和管道6连接形成一密闭循环系统。管道5从蒸发器3端面上部引出，接入冷凝器4的上部，管道6从蒸发器3端面下部引出，接入冷凝器4的下部。若蒸发器采用单个，照上述方式连接；若蒸发器采用两个以上，则采用并联方式连接，管道的规格为φ8×1mm，其材料也可选用紫铜。

使用前，用50％的硝酸加50％的磷酸灌入系统内，除去氧化垢后，排放酸液，用清水冲洗5分钟，然后通入二次蒸馏水洗涤，再将系统烘干并抽真空到10^－5托。充入的介质可以是水，充入量为至少装满蒸发器3，系统须用冷焊或纤焊密封，否则，系统泄漏将影响使用效果。

半导体制冷器2热端放出的热量使流体介质，如水，由液态变为气态，靠蒸发潜热吸收半导体制冷器2热端的热量，气体经过管道5进入冷凝器4，通过散热片的强迫风冷，气体变为液体。冷凝后，液体从管道6回流到蒸发器3中。如此，形成了流体介质蒸发、冷凝的自然循环系统。

使用本石油低温性能测定仪时，首先启动冷却风扇7，然后给半导体制冷器2供直流电，在环境温度30℃时，仅需1小时，冷阱8的温度就可下降至－51℃。如果用一般强迫风冷的现有技术中的半导体制冷装置制冷，则同样情况下，冷阱的温度最低只能下降至－45℃，无法达到－51℃。由此可见，本实用新型的效果是明显的。