CN104613804B - 弯折管件及具有该弯折管件的半导体制冷冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及弯折管件及具有该弯折管件的半导体制冷冰箱。具体地，本发明提供了一种用于供流体在其中流动的弯折管件，其包括：多个弯折部；多个连接管段，分别连接每两个相邻的所述弯折部；和固位件，在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件同侧的弯折部。此外，本发明还提供了一种具有该弯折管件的半导体制冷冰箱。本发明的弯折管件和半导体制冷冰箱中因为具有固位件，可使弯折管件的至少部分管段保持保持弯折形状，从而使弯折管件的弯折角度保持不变，从而可使半导体制冷冰箱中制冷剂在弯折管件内可靠流动并进行有效的蒸发或冷凝。

Description

弯折管件及具有该弯折管件的半导体制冷冰箱
技术领域
本发明涉及制冷设备，特别是涉及弯折管件及具有该弯折管件的半导体制冷冰箱。
背景技术
弯折管件在制造、运输和安装的过程中可能受到较大外力作用，导致管件的弯折部发生变形，从而改变整个管件的弯折角度。然而，这对于对弯折管件具有较高要求的应用场合而言，是非常不利的，甚至是完全不能够接受的。例如，在半导体制冷冰箱中，经常采用由制冷剂盒和弯折管件组成换热装置，用于将来自半导体制冷片的热端的热量传递至外壳，或将来自半导体制冷片的冷端的冷量传递至内胆的储物间室。由于制冷剂盒和弯折管件灌注有制冷剂，且允许制冷剂在其内流动并发生相变换热，从而将半导体制冷片冷端的冷量传递至冰箱内胆，或将半导体制冷片热端的热量传递至冰箱外壳，要保证制冷剂在弯折管件内流动并进行有效的蒸发或冷凝，对弯折管件具有较高的要求。
发明内容
本发明第一方面的一个目的旨在克服现有的弯折管件的至少一个缺陷，提供一种能使其弯折部的弯折角度保持不变的弯折管件。
本发明第一方面的另一个目的是要提高弯折管件的刚度。
本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有上述弯折管件的半导体制冷冰箱。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于供流体在其中流动的弯折管件。该弯折管件包括多个弯折部；多个连接管段，分别连接每两个相邻的所述弯折部；和固位件，在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件同侧的弯折部。
可选地，每个所述连接管段为直管。
可选地，所述弯折管件的一端为开口端，另一端为封闭端。
可选地，所述弯折管件还包括：另一固位件，在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件另一侧的弯折部。
可选地，所述固位件和所述另一固位件平行设置。
可选地，所述固位件为固位板条或拉绳。
可选地，所述固位件的弹性模量在190Gpa以上。
可选地，所述固位件在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件同侧的弯折部是通过所述固位件在沿其长度的不同部位处依次焊接于所述弯折管件同侧的每个所述弯折部的顶凸处实现的。
可选地，所述弯折管件的与所述固位件接触的管壁均固定于所述固位件。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种半导体制冷冰箱。该半导体制冷冰箱包括内胆、半导体制冷片、换热装置和外壳，其中，所述换热装置具有允许制冷剂在其内流动且发生相变换热的换热部和一端连通于所述换热部内部的腔体或管道的多根制冷剂管路，用于将来自所述半导体制冷片的热端的热量传递至所述外壳，或将来自所述半导体制冷片的冷端的冷量传递至所述内胆的储物间室。特别地，每根所述制冷剂管路为上述任一种弯折管件。
本发明的弯折管件和半导体制冷冰箱中因为具有固位件，可使弯折管件的至少部分管段保持保持弯折形状，从而使弯折管件的弯折角度保持不变，从而可使半导体制冷冰箱中制冷剂在弯折管件内可靠流动并进行有效的蒸发或冷凝。
进一步地，由于本提案的弯折管件和半导体制冷冰箱中固位件的弹性模量比较高，显著地提高了弯折管件的刚度，可保证弯折管件在制造、运输和安装的过程中其弯折部不发生变形。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的弯折管件的示意性结构图；
图2是根据本发明一个实施例的弯折管件的示意性结构图；
图3是根据本发明一个实施例的换热装置的示意性后视图；
图4是根据本发明一个实施例的换热装置的示意性右视图；
图5是根据本发明一个实施例的换热装置的示意性主视图；
图6是根据本发明一个实施例的换热装置的示意性左视图；
图7是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的局部结构的示意性后视图；
图8是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的局部结构的示意性主视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1是根据本发明一个实施例的弯折管件10的示意性结构图。如图1所示，并参考图2，本发明实施例提供了一种用于供流体在其中流动的弯折管件10，该弯折弯折管件10特别适用于半导体制冷冰箱中的换热装置。具体地，该弯折管件10可包括具有多个弯折部11和多个连接管段12的第一管段，第一管段的多个连接管段12分别连接每两个相邻的弯折部11。在本发明的一些实施例中，该弯折管件10可包括设置于第一管段一端的第二管段13，该弯折管件10也可只有第一管段。
为了使弯折管件10的至少部分管段保持保持弯折形状，从而使弯折管件10的弯折角度保持不变，本发明实施例中的弯折管件10还包括固位件14，在沿其长度的不同部位处依次固定于弯折管件10同侧的弯折部11，以使弯折管件10的弯折角度保持不变，从而可使半导体制冷冰箱中制冷剂在弯折管件10内可靠流动并进行有效的蒸发或冷凝。
在本发明的一些实施例中，弯折管件10还可包括另一固位件14，在沿其长度的不同部位处依次固定于弯折管件10另一侧的弯折部11。每个连接管段12为直管。连接管段12和弯折部11的轴线可在同一平面中。多个连接管段12可沿固位件14的长度方向间隔设置，并以相对于固位件14的长度方向呈10°至80°的角度倾斜设置，而每个弯折部11优选设置为“C”字形，或为弧形，从而使得弯折管件10的第一管段总体上呈现一种倾斜的“Z”字形结构。固位件14在沿其长度的不同部位处依次焊接于弯折管件10同侧的每个弯折部11的顶凸处，以实现固位件14在沿其长度的不同部位处依次固定于弯折管件10同侧的弯折部11。
每个弯折部11的顶凸处也可称为每个弯折部11的外顶点处。具体地，两个固位件14可平行设置，即固位件14和另一固位件14可平行设置，且两个固位件14分别固定于弯折管件10的第一管段的两侧，且每个固位件14在沿其长度的不同部位处依次焊接于弯折管件10的第一管段的相应侧的各个弯折部11的顶凸处。在本发明的一些进一步的实施例中，弯折管件10的与固位件14接触的管壁均可固定于固位件14，也就是说，弯折管件10的除了每个弯折部11固定于固位件14外，弯折管件10的其它部分管段的管壁若与固位件14接触，则该处管壁也可采用焊接等固定工艺固定于固位件14。
在本发明的一些实施例中，每个弯折管件10可以选用铜管、不锈钢管、铝管等，优选为铜管。固位件14的弹性模量在190Gpa以上，以保证固位件14的刚度，从而更好地使弯折管件10的至少部分管段保持保持弯折形状。优选地，固位件14可由碳钢或合金钢制成。固位件14可为固位板条或拉绳，例如钢条、钢管或钢丝绳等。
在本发明的一些实施例中，弯折管件10的一端为开口端，另一端为封闭端，以便于应用到半导体制冷冰箱中的换热装置中。
如图3和图4所示，本发明实施例还提供了一种用于半导体制冷冰箱的换热装置。该换热装置可用于将来自半导体制冷片的冷端的冷量传递至内胆100的储物间室，其也可被称为冷端换热装置20，其可包括冷端换热部21和多根制冷剂管路22。具体地，冷端换热部21限定有用于容装气液两相共存的制冷剂的内腔或管道，且配置成允许制冷剂在其内流动并发生相变换热。多根制冷剂管路22配置成允许制冷剂在其内流动且发生相变换热。每根制冷剂管路22具有：在一竖直平面中向下弯折延伸且末端封闭的蒸发段，和从蒸发段的起始端向上弯折延伸并连通至内腔或管道的连接段。也就是说，每根制冷剂管路22的形成为开口端的第一端连通至内腔或管道的下部，每根制冷剂管路22从其第一端倾斜向下地弯折延伸，终结于其形成为封闭端的第二端。每根制冷剂管路22可选用上述任一实施例中的弯折管件10，该弯折管件10的第一管段为每根制冷剂管路22的蒸发段，该弯折管件10的第二管段13为每根制冷剂管路22的连接段。在本发明的一些实施例中，冷端换热部21和制冷剂管路22中灌注的制冷剂可以为二氧化碳或其他制冷工质，且制冷剂的灌注量可以由通过试验测试得出。
在本发明实施例中，冷端换热装置20的冷端换热部21可为换热铜块，其内部设置有四个沿竖直方向延伸的阶梯盲孔和连通每个阶梯盲孔上部的水平管孔，以形成冷端换热部21内部的管道。每根制冷剂管路22的上端可插接于相应阶梯盲孔内。冷端换热装置20还包括一根制冷剂灌注管23，其一端与相应水平管孔连通，另一端为配置成可操作地打开以接收从外部注入的制冷剂的常闭端，以向每根制冷剂管路22内灌注制冷剂。在本发明的一些替代性实施例中，冷端换热装置20的冷端换热部21可为冷端换热箱，其内限定有用于容装气液两相共存的制冷剂的内腔，且配置成允许制冷剂在其内发生相变换热。每根制冷剂管路22的连接段连通至内腔的下部。冷端换热装置20还可以设置三通装置用于制冷剂的灌注。
本发明实施例的冷端换热装置20应用到半导体制冷冰箱时，冷端换热装置20的冷端换热部21可设置在内胆100后壁与外壳300后背之间。冷端换热部21的后表面与半导体制冷片的冷端贴靠，且每根制冷剂管路22的蒸发段与内胆100的外表面贴靠。在本发明实施例中，多根制冷剂管路22的数量可为4根，其中两根制冷剂管路22的蒸发段在水平面上的投影长度小于半导体制冷冰箱的内胆100后壁宽度的1/2且大于内胆100后壁宽度的1/4，以使该两根制冷剂管路22的蒸发段分别与内胆100后壁外表面的左半部分和右半部分贴靠热连接。另外两根制冷剂管路22的蒸发段在水平面上的投影长度均小于半导体制冷冰箱的内胆100侧壁宽度且大于内胆100侧壁宽度的1/2，以使该两根制冷剂管路22的蒸发段分别与内胆100的两个侧壁外表面贴靠热连接。
具有上述冷端换热装置20的半导体制冷冰箱的工作过程为：半导体制冷片通电工作时，冷端温度下降，通过传导，冷端换热部21温度相应下降，其内气态的制冷剂遇冷时发生相变冷凝，变化成为低温的液态制冷剂，液态的制冷剂会靠重力沿着制冷剂管路22管腔下流，冷凝下流的制冷剂在制冷剂管路22中由于吸收冰箱内部的热量受热相变蒸发，变化成为气态。气态蒸汽在热源压力的推动下会上升，气态制冷剂上升到冷端换热部21处继续冷凝，由此循环制冷，致使导致储物间室的温度下降实现降温。
如图5和图6所示，本发明实施例还提供了一种用于半导体制冷冰箱的换热装置。该换热装置可用于将来自半导体制冷片的热端的热量传递至冰箱外壳300，其也可被称为热端换热装置30，其可包括热端换热部31和多根制冷剂管路32。具体地，热端换热部31限定有用于容装气液两相共存的制冷剂的内腔或管道，且配置成允许制冷剂在其内流动并发生相变换热。多根制冷剂管路32配置成允许制冷剂在其内流动且发生相变换热。每根制冷剂管路32具有：在一竖直平面中向上弯折延伸且末端封闭的冷凝段，和从冷凝段的起始端向下弯折延伸并连通至内腔或管道的连接段。也就是说，每根制冷剂管路32的形成为开口端的第一端连通至内腔或管道的上部，每根制冷剂管路32从其第一端倾斜向上地弯折延伸，终结于其形成为封闭端的第二端。每根制冷剂管路32可选用上述任一实施例中的弯折管件10，该弯折管件10的第一管段为每根制冷剂管路32的冷凝段，该弯折管件10的第二管段13为每根制冷剂管路32的连接段。在本发明的一些实施例中，热端换热部31和制冷剂管路32中灌注的制冷剂可以为水或其他制冷工质，且制冷剂的灌注量可以由通过试验测试得出。
在本发明实施例中，热端换热装置30的热端换热部31可为换热铜块，其内部设置有四个沿竖直方向延伸的阶梯盲孔和连通每个阶梯盲孔上部的水平管孔，以形成热端换热部31内部的管道。每根制冷剂管路32的下端可插接于相应阶梯盲孔内。在本发明的一些替代性实施例中，热端换热装置30的热端换热部31也可为热端换热箱，其内限定有用于容装气液两相共存的制冷剂的内腔，且配置成允许制冷剂在其内发生相变换热。
本发明实施例的热端换热装置30应用到半导体制冷冰箱时，热端换热装置30的热端换热部31可设置在内胆100后壁与外壳300后背之间。热端换热部31的后表面与半导体制冷片的热端热连接，且每根制冷剂管路32的冷凝段与外壳300的内表面贴靠。在本发明实施例中，多根制冷剂管路32的数量可为4根，其中两根制冷剂管路32的冷凝段在水平面上的投影长度小于半导体制冷冰箱的外壳300后背宽度的1/2且大于外壳300后背宽度的1/4，以使该两根制冷剂管路32的冷凝段分别与外壳300后背内表面的左半部分和右半部分贴靠热连接。另外两根制冷剂管路32的冷凝段在水平面上的投影长度均小于半导体制冷冰箱的外壳300侧壁宽度且大于外壳300侧壁宽度的1/2，以使该两根制冷剂管路32的冷凝段分别与外壳300的两个侧壁内表面贴靠热连接。
具有上述热端换热装置30的半导体制冷冰箱的工作过程为：半导体制冷片通电工作时，热端散发热量，与之热连接的热端换热部31的温度相应升高，热端换热部31内的液态制冷剂遇热时发生相变蒸发，变化成为气态，气态的制冷剂会在热源压力下沿着制冷剂管路32上升，将热量经过外壳300传给周围环境，制冷剂冷凝放热后重新相变为液态，依靠重力自动回流至热端换热部31内腔中，再次吸收热端散发的热量进行蒸发，由此进行循环相变散热，有效地降低热端温度。
本发明实施例还提供了一种半导体制冷冰箱。该半导体制冷冰箱可包括：内胆100、外壳300、半导体制冷片、上述任一实施例中的换热装置和门体等。内胆100内限定有储物间室，外壳300的后背与内胆100的后壁限定有安装空间，半导体制冷片可设置于外壳300的后背与内胆100的后壁之间，即位于外壳300的后背与内胆100的后壁限定的安装空间内。
如图7所示，换热装置可为冷端换热装置20，该冷端换热装置20的制冷剂管路22为上述任一实施例中的弯折管件10，其可被安装成：使其冷端换热部21的后表面与半导体制冷片的冷端贴靠热连接，而且使其每根制冷剂管路22的蒸发段与内胆100的外表面贴靠，以将来自冷端的冷量传至储物间室。
如图8所示，换热装置可为热端换热装置30，该热端换热装置30的制冷剂管路32为上述任一实施例中的弯折管件10，且其被安装成使其热端换热部31的后表面与半导体制冷片的热端热连接，而且使其每根制冷剂管路32的冷凝段与外壳300的内表面贴靠，以将来自热端散发的热量散发至周围环境。为了扩展热端换热装置30的散热空间，半导体制冷冰箱还可以设置有：导热装置。该导热装置竖直设置于外壳300的后背与内胆100的后壁之间作为热桥。该导热装置可包括：第一传热块、导热体和第二传热块。第一传热块与半导体制冷片的热端以直接贴靠或其他方式热连接；导热体在竖直方向上具有预设的传热长度，其位于上方的第一端与第一传热块热连接，以将半导体制冷片的热端的热量从第一端传至位于下方的第二端；第二传热块与导热体的第二端连接，并与热端换热部31的后表面以直接贴靠或其他方式热连接。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种用作换热装置中制冷剂管路的弯折管件，其特征在于，包括：
多个弯折部；
多个连接管段，分别连接每两个相邻的所述弯折部，所述连接管段与所述弯折部的轴线处于同一平面中；
固位件，在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件同侧的弯折部；和
另一固位件，在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件另一侧的弯折部，且所述固位件和所述另一固位件平行设置；
多个所述连接管段沿所述固位件的长度方向间隔设置；
多个所述连接管段和多个所述弯折部处于所述固位件和所述另一固位件之间；
所述固位件为固位板条或拉绳。
2.根据权利要求1所述的弯折管件，其特征在于，
每个所述连接管段为直管。
3.根据权利要求1所述的弯折管件，其特征在于，
所述弯折管件的一端为开口端，另一端为封闭端。
4.根据权利要求1所述的弯折管件，其特征在于，
所述固位件的弹性模量在190Gpa以上。
5.根据权利要求1所述的弯折管件，其特征在于，
所述固位件在沿其长度的不同部位处依次固定于所述弯折管件同侧的弯折部是通过所述固位件在沿其长度的不同部位处依次焊接于所述弯折管件同侧的每个所述弯折部的顶凸处实现的。
6.根据权利要求1所述的弯折管件，其特征在于，
所述弯折管件的与所述固位件接触的管壁均固定于所述固位件。
7.一种半导体制冷冰箱，包括内胆、半导体制冷片、换热装置和外壳，所述换热装置具有允许制冷剂在其内流动且发生相变换热的换热部和一端连通于所述换热部内部的腔体或管道的多根制冷剂管路，用于将来自所述半导体制冷片的热端的热量传递至所述外壳，或将来自所述半导体制冷片的冷端的冷量传递至所述内胆的储物间室，其特征在于，
每根所述制冷剂管路为权利要求1至6中任一项所述的弯折管件。
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