CN101387478A - 四要素散热器 - Google Patents
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Abstract
一种散发半导体温差电器件热量的四要素散热器，其特征是工质热泵由导热性能较差的材料制成，在断电或小额功率工作时，在工质热泵内，液态工质被虹吸在虹吸翅片间隙中，虹吸翅片与母板之间形成结构隔腔，使工质热泵成为隔热的装置，在接通额定功率的60％以上工作时，在工质热泵内，液态工质大面积受热沸腾，在迅速提高蒸汽压推动循环热管工作的同时，含有潜热的沸腾工质使结构隔腔荡然无存，使工质热泵转变成超良导热通道，能够有效地吸收散发高热流密度大功率的热量，实现既能二级隔热又能超良传散热的结构，由此获得隔热系统内与环境的温差≥40℃，使半导体致冷成为一种节能的致冷方式，自带电池保温＞10小时，可广泛地应用在移动冰箱中。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种散发半导体温差电器件热量的散热器，尤其是能够迅速散发高热流密度大功率热量又能二级隔热的包括散热翅片、循环热管、工质热泵、母板四个要素构成的四要素散热器。
背景技术
目前，公知的半导体致冷所用的散热器都是完全由铜或铝质的良导热体制成，半导体温差电器件在优良的散热器下工作时，其热电转换的过程呈二次方程关系，由于半导体温差电器件冷热面的面积是一定的，随着电源功率增大，冷面温度的降低，热面产生的热量，分两个阶段，在接通小额功率时，冷热面之间的温差ΔT<30℃，其热面热量曲线平缓，基本属于低热流密度小功率范围，当接通额定功率的60％以上时，ΔT>43℃，其热面热量曲线陡然上升，具有高热流密度大功率的特性，在达到额定功率时，ΔT>68℃，这种特性更为强烈，换言之，只有能够迅速地散发出这种特性的热量，而散热器自身又要保持均低温升，冷热面才能获得很大的温差，因此，适用于半导体致冷的散热器首先必须具备迅速地把热量传递到庞大的换热表面上进行散热的能力，例如，循环热管散热器其设计能力超过额定功率的15％，能使半导体温差电器件冷热面最大温差ΔT>72℃，整机致冷系统最大实用温差即环境温度与隔热系统的差≥40℃，但是，半导体温差电器件也具备温差逆效应，当到达该温差断电时，立即利用温差发电，瞬间最高产生3.8伏电动势、1.3安培电流的输出，而后线性降低，使半导体温差电器件核心处成为用热通道，这个过程一直持续到半导体冷热面温差平衡，同时，由于半导体温差电器件厚度不过3～8毫米，也具备较好的导热性，伴随着大量的冷量通过半导体温差电器件的传导，扩散到散热器母板上，随之扩散到散热翅片上，将冷量很快交换到外界，使半导体致冷的核心处成为很好的导热通道，这个热交换过程是双向的，外界的热量也通过这个通道进入到隔热系统中，因此，在半导体致冷的核心处不能隔热，致使致冷系统很快丧失温差，散热器性能越好，断电时隔热性能就越差，因此，采用循环热管散热器的半导体致冷系统尽管实现了较大的实用温差，但为了维持住温差，随之产生了不能停电的弊端，只能通过电源的控制系统将输出有所降低，但无论怎样调整，仍需较大的功率进行工作，温差越大，维持温差的能耗就越大，以20升冰箱为例，当环境温度大于30℃时，半导体致冷在消耗很大的电功率的情况下，通常≥50W，只能用来维持30℃的实用温差，致冷效率几乎等于零，该弊端造成半导体致冷非常浪费电能，制约着半导体致冷被广泛应用，再者，半导体致冷冰箱不怕颠倒，耐颠簸，适宜在交通工具中使用，但不能断电保温，因此，在移动中使用时，受到制约，虽然在无任何外接电源时，可以具备利用自身携带的电池进行保温的特性，但由于不能在半导体温差电器件通道上隔热，耗电量大，8伏9安时电池，最多使用时间不能超过两小时，一旦无电，造成诸多不利因素，因此，在医用冷链产品中，其实际效果往往还不如隔热性能好的保温箱。
发明内容
为了克服上述不足，本发明针对现有半导体致冷耗电量大、不能断电保温的弊端，提供一种由散热翅片、循环热管、工质热泵、母板四要素构成的散热器，其中散热翅片、循环热管、母板是由铜或铝质的良导热体制成，工质热泵由导热率较差的碳钢或不锈钢或者由不良导热体与良导热体材料组合制成，即解决在不完全由良导热体构成的散热器中，当通电工作需要迅速散发高热流密度大功率热量时，工质热泵接受热量进行工作，其内工质沸腾，推动工质在循环热管内进行快速循环，通过散热翅片向外散发热量，解决高速传散热的结构，在停电需要保温时，工质热泵停止工作，其内工质停止沸腾，工质被虹吸在虹吸翅片中，形成结构隔腔，加之自身材料导热率较差，工质热泵便成为阻碍半导体温差电器件利用温差进行逆效应的装置，由工质热泵解决一级隔热的结构，阻碍温差发电，大幅度提高停电保温的时间，在此基础上，半导体温差电器件以额定功率15％以下的小功率工作，可使半导体温差电器件冷热面ΔT≤30℃，热面只存在小功率热量，该小功率热量不足以使工质热泵内的工质沸腾，工质热泵内仍存在结构隔腔，因此，在半导体温差电器件核心处由导热通道转变成主动隔热的屏障，由此在半导体温差电器件通道上实现二级隔热，可大幅度降低维持温差的耗电量，保证致冷温度，因而，在无任何外接电源时，既可较长时间停电保温，也可由自身携带的电池提供小额功率的电能，一方面能够能动保温，另一方面可大幅度延长电池使用时间，达到在交通工具中便于使用的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四要素散热器，其特征是除工质热泵外，散热翅片、循环热管、母板为铜或铝质的良导热体材料制成，工质热泵由导热率较差的碳钢或不锈钢制成，或者由不良导热体与良导热体材料组合制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心薄壁凸台，底口为圆形，底口与母板密封连接，顶部为方形，底大顶小，由不同材料组合制成的凸台，凸台侧壁由不良导热体制成，顶部由良导热体制成，顶的外表面为凸台面，其面积大小与半导体温差电器件规格尺寸相吻合，在其上焊接或粘结半导体温差电器件的热面，在凸台顶的内表面上具有由良导热体材料制成的工质虹吸翅片，透过凸台面接受半导体热面的热量，在切断电源时，工质热泵中，液态工质被虹吸在翅片间隙中，虹吸翅片与底口内母板之间形成结构隔腔，隔腔中仅充斥导热性能差的工质饱和蒸汽，阻碍着热量从母板上传递到凸台面上的半导体温差电器件中，形成一级隔热结构，在接通小额功率电能进行工作时，半导体温差电器件热面产生小功率热量，工质热泵中，其热量不足以使虹吸在虹吸翅片中的液态工质沸腾，小功率热量被工质及散热器本身吸收，虹吸翅片与底口内母板之间仍存在结构隔腔，在一级隔热结构的基础上，由半导体温差电器件冷热面ΔT≤30℃形成能动的二级隔热，在接通额定功率的60％以上工作时，半导体温差电器件热面产生的高热流密度大功率热量，透过凸台面被虹吸在虹吸翅片中的工质吸收，在工质热泵内，液态工质大面积受热沸腾，在迅速提高蒸汽压推动循环热管工作的同时，含有潜热的沸腾工质使母板与虹吸翅片之间的结构隔腔荡然无存，使工质热泵转变成超良导热通道，将高热流密度大功率热量分散到母板、循环热管中，通过散热翅片排放到外界，由此使工质热泵形成既能隔离热量又能超良传热的结构，工质热泵的泵出管与泵入管在母板的外侧面，为了形成良导热性，泵出管与泵入管与母板焊接在一起，泵出管在工质热泵的上方，其端口穿过母板的孔管壁与孔密封到工质热泵中，成为工质热泵的出口，泵入管在工质热泵的下方，其端口穿过母板的孔管壁与孔密封到工质热泵中，成为工质热泵的入口，入口上有节流阀，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入爬管状的工质热泵，半导体温差电器件的冷面与导热皿粘结，导热皿与制冷板或罐粘结，工质热泵、半导体温差电器件、导热皿三者的高度构成隔热系统的厚度，散热翅片是构成散热面积的主体，采用高致密度铝或铜质薄板材料冲压而成，在散热翅片上分布排热孔，其孔径与散热翅片的厚度相同，在散热翅片底部均具有底折面，在散热翅片上有供热管穿行的装配圆孔，在底折面上有拱门状泵管通道，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳散热面积与热管廻路，即若干散热翅片以一定间隔平行分布，热管穿行在散热翅片的装配圆孔中，泵出管与泵入管伏在散热翅片底折面的泵管通道内，穿行热管的首端与泵出管连接，穿行热管的末端均连接在联通管上，再由联通管与泵入管连接，形成密封的循环热管结构，热管之间呈曲折或环绕状态，并与水平形成一定夹角或垂直水平，由分布穿行在散热翅片中的热管构成散热栅排，将此栅排所有散热翅片的底折面与与预制好工质热泵的母板的外侧面，通过焊接形成金属一体化的四要素散热器，当栅排中散热翅片垂直水平使用时，为立式四要素散热器，当栅排中散热翅片平行水平使用时，为卧式四要素散热器。
本发明的有益效果是：由于合理地解决了半导体致冷过程中隔热与传散热的结构，经测试，隔热系统与环境温度形成40℃实用温差的条件下，切断电源，由于在工质热泵中形成结构隔腔，阻碍半导体温差电器件进行逆效应，同时阻碍半导体温差电器件导通热量，大幅度减弱温差发电，瞬间最高仅有2.0伏电动势、0.8安培电流的输出，大幅度提高了隔热性，与三要素散热器相比，若小额功率供电，保持30℃的实用温差，其耗电量≤13W，电能消耗降低到四分之一，若采用电池能动地进行隔热，仅用4.0伏电压、1.5安培的电流，使4.5伏18安时的电池使用时间>10小时，隔热保温性能提高5倍，使半导体致冷成为一种节能的致冷方式，因此，由四要素散热器制成的移动冰箱，不仅具备优良的致冷性能，也具备良好的隔热性能，既可广泛应用在不用电池保温的普通移动冰箱上，也可安全可靠便捷地应用在利用电池能动保温的温度精度要求高的移动医用冰箱中。
附图说明
下面结合附图与实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例主体结构关系的分解示意。
图2为本发明第一个实施例立式四要素散热器示意。
图3为本发明第一个实施例立式四要素散热器纵剖面示意。
图4为本发明第二个实施例卧式四要素散热器示意。
图5为本发明第二个实施例卧式四要素散热器纵剖面示意。
图中：1.散热翅片2.循环热管3.工质热泵4.母板5.底口6.侧壁7.凸台面8.半导体温差电器件9.虹吸翅片10.出口11.节流阀12.入口13.泵出管14.泵入管15.导热皿16.制冷板或罐17.隔腔18.底折面19.排热孔20.装配圆孔21.泵管通道22.首端23.末端24.栅排25.联通管
具体实施方式
在图1中：四要素散热器的主体结构是由散热翅片(1)、循环热管(2)、工质热泵(3)、母板(4)构成的，其特征是除工质热泵外，散热翅片、循环热管、母板为铜或铝质的良导热体材料制成，工质热泵由导热率较差的碳钢和不锈钢制成，也可由不良导热体与良导热体组合材料制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心薄壁凸台，底口(5)为圆形，底口与母板密封连接，顶部为方形，底大顶小，由组合材料制成的凸台，凸台侧壁(6)由不良导热体制成，顶部由良导热体制成，顶的外表面为凸台面(7)，其面积大小与半导体温差电器件(8)规格尺寸相吻合，在其上焊接或粘结半导体温差电器件的热面，在凸台顶的内表面上具有由良导热体材料制成的工质虹吸翅片(9)，底口内母板与虹吸翅片之间形成结构隔腔，工质热泵的泵出管(13)与泵入管(14)在母板的外侧面，为了形成良导热性，泵出管与泵入管与母板焊接在一起，泵出管在工质热泵的上方，其端口穿过母板上的孔管壁与孔密封到工质热泵中，成为工质热泵出口，泵入管在工质热泵的下方，其端口穿过母板上的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵入口，在入口上有节流阀，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入爬管状的工质热泵，半导体温差电器件的冷面与导热皿(15)粘结，导热皿与制冷板或罐(16)粘结，工质热泵、半导体温差电器件、导热皿三者的高度构成隔热系统的厚度，散热翅片是构成散热面积的主体，采用高致密度铝或铜质薄板材料冲压而成，在散热翅片上分布排热孔(19)，其孔径与散热翅片的厚度相同，在散热翅片底部均具有底折面(18)，在散热翅片上有供热管穿行的装配圆孔(20)，在底折面上有拱门状泵管通道(21)，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳的散热面积与热管廻路，即若干散热翅片以一定间隔平行分布，热管穿行在散热翅片的装配圆孔中，热管穿行线路根据散热器整体温升分布的需要来进行，其廻路是由工质热泵的出口出发，经伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵出管，连通循环热管首端(22)，首端热管首先穿行到散热器温升较低的部位，热管之间呈曲折或环绕分布，并与水平形成一定夹角或垂直水平，连通到循环热管末端(23)，末端热管均与联通管(25)连接，联通管与伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵入管连通，再通过泵入管到工质热泵入口，最后通过节流阀与工质热泵相通，由此构成密封的循环热管结构，在工艺上，首先由分布穿行在散热翅片中的热管构成散热栅排，将此栅排所有散热翅片的底折面与与预制好工质热泵的母板的外侧面，通过焊接形成金属一体化的四要素散热器，当栅排中散热翅片垂直水平使用时，为立式四要素散热器，当栅排中散热翅片平行水平使用时，为卧式四要素散热器。
在图2、3中：立式四要素散热器中的散热翅片(1)垂直水平面，长方形母板(4)长的方向与水平面平行，工质热泵(3)由不锈钢材料拉伸制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心薄壁凸台，底口(5)为圆形，底口与母板密封连接，侧壁(6)拉伸而成与顶一体，顶为方形，底大顶小，形似倒扣在母板上的茶杯，顶的外表面为凸台面(7)，其面积大小与半导体温差电器件(8)规格尺寸相吻合，在其上焊接或粘结半导体温差电器件的热面，在凸台顶的内表面具有良导热材料制成的工质虹吸翅片(9)，底口内母板内侧面与虹吸翅片之间形成结构隔腔(17)，工质热泵的泵出管(13)与泵入管(14)在母板的外侧面，为了形成良导热性，泵出管与泵入管与母板焊接在一起，泵出管在工质热泵的斜上方，与水平面形成仰角，泵出管端口穿过母板斜上方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的出口(10)，泵入管在工质热泵的斜下方，与水平面形成仰角，泵入管的端口穿过母板斜下方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的入口(12)，在入口上有节流阀(11)，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入具仰角爬管状的工质热泵，半导体温差电器件的冷面与导热皿(15)粘结，导热皿与制冷板或罐(16)粘结，工质热泵、半导体温差电器件、导热皿三者的高度构成隔热系统的厚度，散热翅片是构成散热面积的主体，采用高致密度铝或铜质薄板材料冲压而成，在散热翅片上分布排热孔(19)，其孔径与散热翅片的厚度相同，在散热翅片底部均具有底折面(18)，在散热翅片上有供热管(2)穿行的装配圆孔(20)，在底折面上有拱门状泵管通道(21)，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳的散热面积与热管廻路，即若干散热翅片垂直水平面以一定间隔平行分布，热管以一定俯角穿行在散热翅片的装配圆孔中，热管穿行线路根据散热器整体温升分布的需要来进行，其廻路是由工质热泵出口出发，经伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵出管，连通循环热管首端(22)，首端热管首先穿行到散热器上部温升较低的散热翅片的装配圆孔中，热管之间呈曲折分布，并与水平形成一定俯角，连通到循环热管末端(23)，其中有一根首端热管下行，穿行到散热器下部温升较低的散热翅片的装配圆孔中，也连通到循环热管末端，所有末端由一立位联通管(25)沟通，联通管与伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵入管连通，再通过泵入管到工质热泵的入口，最后通过节流阀与工质热泵相通，由此构成密封的循环热管结构，在工艺上，首先由分布穿行在散热翅片中的热管构成散热栅排(24)，将此栅排所有散热翅片的底折面与与预制好工质热泵的母板的外侧面，通过焊接形成金属一体化，由此构成立式四要素散热器。
在图4、5中：卧式四要素散热器中的散热翅片(1)与水平面平行，长方形母板(4)长的方向与水平面垂直，工质热泵(3)的侧部(6)由塑料制成，工质热泵的顶部由铜或铝质材料制成，即工质热泵由不良导热体与良导热体材料组合制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心凸台，底口(5)为圆形，底口与母板密封连接，顶为方形，底大顶小，形似倒扣在母板上的茶杯，顶的外表面为凸台面(7)，其面积大小与半导体温差电器件(8)规格尺寸相吻合，在其上焊接或粘结半导体温差电器件的热面，在凸台顶的内表面具有良导热材料制成的工质虹吸翅片(9)，底口内母板内侧面与虹吸翅片之间形成结构隔腔(17)，工质热泵的泵出管(13)与泵入管(14)在母板的外侧面，为了形成良导热性，泵出管与泵入管与母板焊接在一起，泵出管在工质热泵的正上方，在垂直水平面内向中间靠拢，泵出管的端口穿过母板正上方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的出口(10)，泵入管在工质热泵的正下方，在垂直水平面内向中间靠拢，泵入管的端口穿过母板正下方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的入口(12)，在入口上有节流阀(11)，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入垂直向中间靠拢爬管状的工质热泵，半导体温差电器件的冷面与导热皿(15)粘结，导热皿与制冷板或罐(16)粘结，工质热泵、半导体温差电器件、导热皿三者的高度构成隔热系统的厚度，散热翅片是构成散热面积的主体，采用高致密度铝或铜质薄板材料冲压而成，在散热翅片上分布排热孔(19)，其孔径与散热翅片的厚度相同，在散热翅片底部均具有底折面(18)，在散热翅片上有供热管穿行的装配圆孔(20)，在底折面上有拱门状泵管通道(21)，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳的散热面积与热管廻路，即若干散热翅片平行水平面以一定间隔平行分布，热管垂直水平穿行在散热翅片的装配圆孔中，热管穿行线路根据散热器整体温升分布的需要来进行，其廻路是由工质热泵出口出发，经伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵出管，连通循环热管首端(22)，首端热管首先上行，然后掉头垂直下行，分别穿行到所有散热翅片的装配圆孔中，每个热管环绕连接，垂直水平面，分别连通到循环热管末端(23)，所有末端由一卧位联通管(25)沟通，联通管与伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵入管连通，再通过泵入管到工质热泵的入口，最后通过节流阀与工质热泵相通，由此构成密封的循环热管结构，也可省略联通管，末端热管与泵入管直接连通，在工艺上，首先由分布穿行在散热翅片中的热管构成散热栅排(24)，将此栅排所有散热翅片的底折面与与预制好工质热泵的母板的外侧面，通过焊接形成金属一体化，由此构成卧式四要素散热器。
无论立式或卧式四要素散热器，在切断电源时，工质热泵中，液态工质被虹吸在虹吸翅片的间隙中，虹吸翅片与母板之间形成结构隔腔，隔腔中仅充斥导热性能差的工质饱和蒸汽，加之工质热泵本身由导热性能较差的材料制成，或者凸台侧壁本身就是不良导热体材料制成，阻碍着热量从母板上传递到凸台面上的半导体温差电器件中，形成一级隔热结构，在接通小额功率电能进行工作时，半导体温差电器件热面产生小功率热量，工质热泵中，其热量透过凸台面不足以使虹吸在虹吸翅片中的液态工质沸腾，小功率热量被工质及散热器本身吸收，虹吸翅片与母板之间仍存在结构隔腔，在一级隔热结构的基础上，由半导体温差电器件冷热面ΔT≤30℃形成能动的二级隔热，在接通额定功率的60％以上工作时，半导体温差电器件热面产生了高热流密度大功率热量，由于凸台顶部面积大，壁薄，即使材料导热性较差，热量仍能快速透过凸台的顶部，由不同材料组合制成的凸台，其顶部由良导热材料制成，均不存在阻碍，透过凸台面热量被虹吸在虹吸翅片中的工质吸收，工质热泵内，液态工质大面积受热沸腾，含有潜热的沸腾工质使虹吸翅片与母板之间的结构隔腔荡然无存，使工质热泵转变成超良导热通道，迅速地把高热流密度大功率的热量直接通过底口与泵出管传递给整个母板，母板将热量通过焊接的底折面迅速地传导到所有的散热翅片上，与此同时，在工质热泵内迅速提高蒸汽压，工质作为热量的承载体被赋予了动力，推动循环热管工作，高压汽态工质由工质热泵出口出发，经伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵出管，即出发即散热并连通循环热管首端，首端热管穿行到散热器温升较低的散热翅片的装配圆孔中，热管之间曲折或环绕连接，其内含有热量的汽态工质通过散热翅片逐渐散热，降低蒸发压，冷凝聚积，利用重力，回流到循环热管末端，末端热管均与联通管连接，末端热管内液态工质在联通管内沟通后，通过与伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵入管经工质热泵入口上节流阀，进入到工质热泵中，并进入下一次的传散热循环，由此构成密封的循环热管工作过程，其中，随环境温度变化，可利用联通管调节工质计量，当工质量较小时也可省略联通管，由此通过两种渠道吸收散发了高热流密度大功率的热量，为半导体温差电器件热面提供低温升的工作条件，产生大的温差，其冷面产生的冷量，通过导热皿、制冷板或罐与隔热系统内的热量进行交换，从而实现半导体致冷的结构与工作过程，由此形成既能二级隔热又能超良传导热的四要素散热器。
Claims (3)
1、一种四要素散热器，其特征是除工质热泵外，散热翅片、循环热管、母板为铜或铝质的良导热体材料制成，工质热泵由导热率较差的碳钢或不锈钢制成，或者由不良导热体与良导热体材料组合制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心薄壁凸台，底口为圆形，底口与母板密封连接，顶部为方形，底大顶小，由不同材料组合制成的凸台，凸台侧壁由不良导热体制成，顶部由良导热体制成，顶的外表面为凸台面，其面积大小与半导体温差电器件规格尺寸相吻合，在其上焊接或粘结半导体温差电器件的热面，在凸台顶的内表面上具有由良导热体材料制成的工质虹吸翅片，透过凸台面接受半导体热面的热量，在切断电源时，工质热泵中，液态工质被虹吸在翅片间隙中，虹吸翅片与底口内母板之间形成结构隔腔，隔腔中仅充斥导热性能差的工质饱和蒸汽，阻碍着热量从母板上传递到凸台面上的半导体温差电器件中，形成一级隔热结构，在接通小额功率电能进行工作时，半导体温差电器件热面产生小功率热量，工质热泵中，其热量不足以使虹吸在虹吸翅片中的液态工质沸腾，小功率热量被工质及散热器本身吸收，虹吸翅片与底口内母板之间仍存在结构隔腔，在一级隔热结构的基础上，由半导体温差电器件冷热面ΔT≤30℃形成能动的二级隔热，在接通额定功率的60％以上工作时，半导体温差电器件热面产生的高热流密度大功率热量，透过凸台面被虹吸在虹吸翅片中的工质吸收，在工质热泵内，液态工质大面积受热沸腾，在迅速提高蒸汽压推动循环热管工作的同时，含有潜热的沸腾工质使母板与虹吸翅片之间的结构隔腔荡然无存，使工质热泵转变成超良导热通道，将高热流密度大功率热量分散到母板、循环热管中，通过散热翅片排放到外界，由此使工质热泵形成既能隔离热量又能超良传热的结构，工质热泵的泵出管与泵入管在母板的外侧面，为了形成良导热性，泵出管与泵入管与母板焊接在一起，泵出管在工质热泵的上方，其端口穿过母板的孔管壁与孔密封到工质热泵中，成为工质热泵的出口，泵入管在工质热泵的下方，其端口穿过母板的孔管壁与孔密封到工质热泵中，成为工质热泵的入口，入口上有节流阀，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入爬管状的工质热泵，半导体温差电器件的冷面与导热皿粘结，导热皿与制冷板或罐粘结，工质热泵、半导体温差电器件、导热皿三者的高度构成隔热系统的厚度，散热翅片是构成散热面积的主体，采用高致密度铝或铜质薄板材料冲压而成，在散热翅片上分布排热孔，其孔径与散热翅片的厚度相同，在散热翅片底部均具有底折面，在散热翅片上有供热管穿行的装配圆孔，在底折面上有拱门状泵管通道，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳散热面积与热管廻路，即若干散热翅片以一定间隔平行分布，热管穿行在散热翅片的装配圆孔中，泵出管与泵入管伏在散热翅片底折面的泵管通道内，穿行热管的首端与泵出管连接，穿行热管的末端均连接在联通管上，再由联通管与泵入管连接，形成密封的循环热管结构，热管之间呈曲折或环绕状态，并与水平形成一定夹角或垂直水平，由分布穿行在散热翅片中的热管构成散热栅排，将此栅排所有散热翅片的底折面与与预制好工质热泵的母板的外侧面，通过焊接形成金属一体化的四要素散热器，当栅排中散热翅片垂直水平使用时，为立式四要素散热器，当栅排中散热翅片平行水平使用时，为卧式四要素散热器。
2、根据权利要求1所述的四要素散热器，其特征是立式四要素散热器中的散热翅片(1)垂直水平面，长方形母板(4)长的方向与水平面平行，工质热泵(3)由不锈钢材料拉伸制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心薄壁凸台，底口(5)为圆形，底口与母板密封连接，侧壁(6)拉伸而成与顶一体，顶为方形，底大顶小，顶的外表面为凸台面(7)，在凸台顶的内表面具有良导热材料制成的工质虹吸翅片(9)，底口内母板内侧面与虹吸翅片之间形成结构隔腔(17)，泵出管在工质热泵的斜上方，与水平面形成仰角，泵出管端口穿过母板斜上方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的出口(10)，泵入管在工质热泵的斜下方，与水平面形成仰角，泵入管的端口穿过母板斜下方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的入口(12)，在入口上有节流阀(11)，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入具仰角爬管状的工质热泵，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳的散热面积与热管廻路，即若干散热翅片垂直水平面以一定间隔平行分布，热管以一定俯角穿行在散热翅片的装配圆孔中，其廻路是由工质热泵出口出发，经伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵出管，连通循环热管首端(22)，首端热管首先穿行到散热器上部温升较低的散热翅片的装配圆孔中，热管之间呈曲折分布，并与水平形成一定俯角，连通到循环热管末端(23)，其中有一根首端热管下行，穿行到散热器下部温升较低的散热翅片的装配圆孔中，也连通到循环热管末端，所有末端由一立位联通管(25)沟通，联通管与伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵入管连通，再通过泵入管到工质热泵的入口，最后通过节流阀与工质热泵相通，构成密封的循环热管结构，由此构成立式四要素散热器。
3、根据权利要求1所述的四要素散热器，其特征是卧式四要素散热器中的散热翅片(1)与水平面平行，长方形母板(4)长的方向与水平面垂直，工质热泵(3)的侧部(6)由塑料制成，工质热泵的顶部由铜或铝质材料制成，即工质热泵由不良导热体与良导热体材料组合制成，工质热泵安置在母板的内侧面上，形状为圆方台体突出而形成的空心凸台，底口(5)为圆形，底口与母板密封连接，顶为方形，底大顶小，顶的外表面为凸台面(7)，在凸台顶的内表面具有良导热材料制成的工质虹吸翅片(9)，底口内母板内侧面与虹吸翅片之间形成结构隔腔(17)，泵出管在工质热泵的正上方，在垂直水平面内向中间靠拢，泵出管的端口穿过母板正上方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的出口(10)，泵入管在工质热泵的正下方，在垂直水平面内向中间靠拢，泵入管的端口穿过母板正下方的孔管壁与孔密封进入到工质热泵中，成为工质热泵的入口(12)，在入口上有节流阀(11)，由此构成跨越母板两侧，内侧面上有凸台状，外侧面上有泵出、下有泵入垂直向中间靠拢爬管状的工质热泵，根据需要，散热翅片与热管能自由排列组合形成最佳的散热面积与热管廻路，即若干散热翅片平行水平面以一定间隔平行分布，热管垂直水平穿行在散热翅片的装配圆孔中，其廻路是由工质热泵出口出发，经伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵出管，连通循环热管首端(22)，首端热管首先上行，然后掉头垂直下行，分别穿行到所有散热翅片的装配圆孔中，每个热管环绕连接，垂直水平面，分别连通到循环热管末端(23)，所有末端由一卧位联通管(25)沟通，联通管与伏在散热翅片底折面泵管通道内的泵入管连通，再通过泵入管到工质热泵的入口，最后通过节流阀与工质热泵相通，构成密封的循环热管结构，也可省略联通管，末端热管与泵入管直接连通，由此构成卧式四要素散热器。
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Owner name: SUZHOU JIENENG TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WU HONGPING Effective date: 20100910 |
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Effective date of registration: 20100910 Address after: 215131, Xiangcheng District Development Zone, Jiangsu, Suzhou Province, 698 Yuan Road Patentee after: Suzhou Jie Neng Technology Co., Ltd. Address before: Beijing City, Fengtai District Feng Feng Road 100166 No. 1 No. 4 No. 2305 times Patentee before: Wu Hongping |
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