[实用新型]轴流半导体致冷换热装置

说明书

本实用新型是半导体致冷电堆热端换热装置，特别是一种轴流幅射翼式换热器。

目前半导体致冷器件的散热端，凡以空气为换热介质的，其散热器均沿袭大功率晶体管限温保护的槽肋平板型。而根据半导体致冷换热理论以及实验表明，在同等输入功率情况下，半导体致冷器件较之大功率晶体管的热耗散大20倍以上。采用槽肋平板型散热器的半导体致冷器件，由于其散热能力不足，致使致冷器件的效率很低。如果单纯以增加散热片几何尺寸来增加散热面积，效果并不显著，因为散热片几何尺寸的增大，并未增大与半导体器件的接触面积，随着散热片的增大，其导热热阻亦增加，半导体致冷器件的集热面实际温度没有大的改变，致冷器件的效率仍无明显提高。因而半导体致冷器件热端均需采用强迫风冷散热，冷却气流顺肋槽流动，风机需置于致冷器件侧面，占体积大，且气流损失大。若气流垂直于肋槽吹向致冷器件的集热板或气流流向背离集热板，会在肋槽中形成涡流，使传热效率降低，所以，目前半导体致冷技术因效率很低，其应用受到限制。

本实用新型的目的是给出一种占空体积小，换热效率高的半导体致冷换热器，以提高致冷器件的工作效率。

所述的半导体致冷换热装置是在致冷器件热端的集热板处，连接一导热锥。导热锥中间有孔直通集热板，孔中注入导热脂降低接触热阻。导热锥外，套有散热片，散热片中间是与导热锥配合的基底，基底周边均布向外幅射状的翼片。散热片的顶部固定轴流风机，并有一外套，套住风机和翼片上部形成风道。散热片底部的进风口处固定一隔热板，致冷器件侧周固定防潮围。

使用同等功率的风机，和同等功率的半导体致冷器件作对比试验，采用本发明结构的散热器，半导体致冷器的集热板面至散热器翼尾的温差≤3℃，温升≤5℃；而用同材质及散热面积相同的槽肋平板型散热器，    半导体致冷器件的集热板面至槽肋翼尾的温差≥10℃。将用上述两种散热器的半导体致冷器件，在同等容积的小冷藏箱上试验。采用本实用新型的冷藏箱，其诱冷机构与环境温差达50℃，而采用普通槽肋平板散热器的冷藏箱，其诱冷机构与环境温差仅30℃左右。

附图为所述换热装置与半导体致冷器件组合的半剖视图。半导体致冷电堆13的集热板9上连接导热锥7，导热锥7的底截面及形状与集热板9相同，向上逐步过渡为圆形，导热锥7的材料是铜，其中心有孔6，孔中注入导热脂可渗入与集热板9的接触面上，以降低热阻。有孔塞2封住孔顶，散热片14的基底4与导热锥7相配，套在其上，基底4周边均布向外幅射状的翼片5。轴流风机1固定在外套3中间，并将外套3套在散热片14上。致冷电堆13的侧周固定防潮围10，其隔离致冷器件的冷热端并防止由此产生温差凝露渗入电堆13，有隔热板8固定在散热片14与致冷器件13之间，使进风口15与电堆13隔离。下固架11将诱冷机构12与电堆13固定为一体。