CN101527345A - 半导体致冷器件及其应用的车船用半导体空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体致冷器件及其应用的车船用半导体空调。现有半导体致冷器件尺寸小、制冷能力差。为此，本半导体致冷器件包括两个绝缘板，两个绝缘板之间设有多个N型半导体元件、多个P型半导体元件，上述N型半导体元件和P型半导体元件相互间隔地串联在一起，并由两个接脚引出，所述绝缘板包括金属基板及其表面的氧化绝缘层。本发明半导体致冷器件具有尺寸大、制冷、制热能力强、寿命长的优点，以其构成的车船用半导体空调广泛适用于各种车船等交通工具。

Description

半导体致冷器件及其应用的车船用半导体空调

技术领域

本发明涉及一种半导体致冷器件及其应用的车船用半导体空调。

背景技术

如图1所示，半导体致冷器件包括两个绝缘板，两个绝缘板之间设有多个N型半导体元件、多个P型半导体元件，上述N型半导体元件和P型半导体元件相互间隔地串联在一起，并由两个接脚2引出。现有半导体致冷器件都采用陶瓷绝缘板。由于陶瓷的导热性能差，一般作成薄瓷片1，尺寸过大很容易破碎。所以现有半导体致冷器件尺寸小(多为60mm×60mm以下，最大不超过100mm×100mm)、制冷能力差，已经成为限制半导体致冷技术发展、应用的一大瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有半导体致冷器件尺寸小、制冷能力差的缺陷，提供一种尺寸大、工作能力强的半导体致冷器件及其应用的车船用半导体空调。

为解决上述技术问题，本半导体致冷器件，包括两个绝缘板，两个绝缘板之间设有多个N型半导体元件、多个P型半导体元件，上述N型半导体元件和P型半导体元件相互间隔地串联在一起，并由两个接脚引出，所述绝缘板包括金属基板及其表面的氧化绝缘层。上述金属基板可以采用铝或镁或其合金材料。通过电化学氧化在其表面形成氧化绝缘层。一方面金属材料强度大、不易破碎，可以制成大尺寸的本半导体致冷器件；另一方面金属材料导热性能强。如此设计，可以克服现有半导体致冷器件尺寸小、制冷能力差的缺陷，极大地扩大了其应用范围和制冷能力。

本车船用半导体空调，包括半导体致冷器件、风机、风道、换热水箱、泵、散热器和风扇，其中散热器主体由带有翅片的金属盘管组成，风机与风道组成送风系统，换热水箱与泵、散热器串联成水循环系统，风扇设置在散热器的一侧，半导体致冷器件设置在风道和换热水箱之间，其工作端面分别与风道和换热水箱的表面紧密接触，所述半导体致冷器件为前述半导体致冷器件。如此设计，适用于车船等交通工具。

作为优化，所述风道内设有散热翅片，该散热翅片沿风道纵向分布，并垂直于半导体致冷器件的工作端面。如此设计，换热效果好。

作为优化，所述半导体致冷器件的金属基板构成风道或换热水箱的侧壁，或者分别构成二者的侧壁。也就是说：风道或换热水箱的外侧壁经氧化形成氧化绝缘层，直接充当半导体致冷器件工作端面的绝缘板。如此设计，换热效果更好。

本发明半导体致冷器件具有尺寸大、制冷、制热能力强、寿命长的优点，以其构成的车船用半导体空调具有下述优点：1、采用电子元件制冷，制冷量由电流控制调整方便；2、不需要氟锂昂等制冷剂，环保、安全、无泄漏危害；3、不需要压缩机，噪音小；4、减少了发动机的功率损失，也就减少了油耗，节省了燃油；5、结构简单，维修量小，使用寿命长(可工作10万小时)；6、不消耗制冷剂，节省了费用，保养费用低；7、制冷、制热转换方便快捷。广泛适用于各种车船等交通工具。

附图说明

下面结合附图对本发明车船用半导体空调作进一步说明：

图1是现有半导体致冷器件结构及工作原理示意图；

图2是本发明半导体致冷器件的结构示意图(一)；

图3是本发明半导体致冷器件的结构示意图(二)；

图4是本车船用半导体空调的风道、换热水箱的立体示意图(含半导体致冷器件和风机)；

图5是图4的截面示意图(一)；

图6是图4的截面示意图(一)。

图中：1为薄瓷片、2为接脚、3为铜箔、4为金属基板、5为氧化绝缘层、6为半导体致冷器件、7为鼓风机、8为风道、9为换热水箱、10为散热翅片、11为夹紧装置、12为出风口。

具体实施方式

实施方式一：如图2所示，本发明半导体致冷器件包括两个绝缘板，两个绝缘板之间设有多个N型半导体元件、多个P型半导体元件，上述N型半导体元件和P型半导体元件相互间隔地串联在一起，并由两个接脚2引出，所述绝缘板包括金属基板4及其表面的氧化绝缘层5。

氧化时，在金属基板4两面都形成氧化绝缘层5，如图3所示，但其厚度很薄，其对换热的不利影响可以忽略不计。

实施方式二：如图4、5所示：本车船用半导体空调包括半导体致冷器件6及相应电路、鼓风机7、风道8、换热水箱9、泵、散热器和风扇，其中散热器主体由带有翅片的金属盘管组成，鼓风机7与风道8组成送风系统，换热水箱9与泵、散热器串联成水循环系统，风扇设置在散热器的一侧，半导体致冷元器件6设置在风道8和换热水箱9之间，其工作端面分别与风道8和换热水箱9的表面紧密接触，所述半导体致冷器件为实施方式一所述半导体致冷器件。风道8和换热水箱9及二者之间的半导体致冷器件6在夹紧装置11的作用下，紧密接触。

如图5所示：所述风道8内设有散热翅片10，该散热翅片10沿风道8纵向分布，并垂直于半导体致冷器件6的工作端面。

实施方式三：如图6所示：所述半导体致冷器件6两面的金属基板4分别构成二者的侧壁。其余部件和结构如实施方式二所述。

这样不但换热效果好，而且可以省掉两块金属基板4，节省材料(当然也可以只省掉一块金属基板)。

Claims (4)

1、一种半导体致冷器件，包括两个绝缘板，两个绝缘板之间设有多个N型半导体元件、多个P型半导体元件，上述N型半导体元件和P型半导体元件相互间隔地串联在一起，并由两个接脚引出，其特征在于：所述绝缘板包括金属基板及其表面的氧化绝缘层。

2、一种应用权利要求1所述半导体致冷器件的车船用半导体空调，包括半导体致冷器件、风机、风道、换热水箱、泵、散热器和风扇，其中散热器主体由带有翅片的金属盘管组成，风机与风道组成送风系统，换热水箱与泵、散热器串联成水循环系统，风扇设置在散热器的一侧，半导体致冷器件设置在风道和换热水箱之间，其工作端面分别与风道和换热水箱的表面紧密接触，其特征在于：所述半导体致冷器件为权利要求1所述半导体致冷器件。

3、根据权利要求2所述的车船用半导体空调，其特征在于：所述风道内设有散热翅片，该散热翅片沿风道纵向分布，并垂直于半导体致冷器件的工作端面。

4、根据权利要求2或3所述的车船用半导体空调，其特征在于：所述半导体致冷器件的金属基板构成风道或换热水箱的侧壁，或者分别构成二者的侧壁。

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