CN113340018B - 一种半导体调温装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体调温装置，包括冷端基板、绝热板、槽体、半导体制冷片、散热片、散热风机和格栅盖板，冷端基板、绝热板和槽体由下至上依次固定连接，绝热板和槽体的底壁上对应设有第一方孔和第二方孔，半导体制冷片卡装在第一方孔和第二方孔中，散热片和散热风机由下至上固定在槽体中，格栅盖板固定在槽体的上端开口处；其中，半导体制冷片的上下侧面对应与散热片和冷端基板贴合。其具有结构简单、控制方便、体积小巧、适应性强、安全可靠的优点，尤其适用小制冷量的需求环境。

Description

一种半导体调温装置
技术领域
本发明涉及调温装置，具体涉及一种用于安装在圆筒壁上的半导体调温装置。
背景技术
在航空航天领域，时常需要对圆筒形的封闭空间进行调温。现有调温装置通常采用压缩蒸汽式空调结构，其在实现应用中存在着以下问题：1、需设置压缩机、冷凝风机和循环风机三个较大的运动部件，致使结构较为复杂、体积和重量较大，不适用于小制冷量调温需求，且不利于轻量化设计；2、存在制冷剂泄漏的风险，且需要设置四通转换阀才可实现制冷制热转换，制使控制较为繁琐，影响了安全可靠性。为解决压缩蒸汽式空调存在的问题并满足小制冷量需求，本领域研制了各种形式的半导体调温装置，但现有半导体调温装置在实际应用中存在着以下问题：1、抗应变能力较弱，容易因振动产生的切向应力和拉向应力致使半导体制冷片损坏，影响了安全可靠性；2、无法适应圆筒形封闭空间的安装使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体调温装置，其具有结构简单、控制方便、体积小巧、适应性强、安全可靠的优点，尤其适用小制冷量的需求环境。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种半导体调温装置，包括冷端基板、绝热板、槽体、半导体制冷片、散热片、散热风机和格栅盖板，所述冷端基板、绝热板和槽体由下至上依次固定连接，绝热板和槽体的底壁上对应设有第一方孔和第二方孔，所述半导体制冷片卡装在第一方孔和第二方孔中，所述散热片和散热风机由下至上固定在槽体中，所述格栅盖板固定在槽体的上端开口处；其中，半导体制冷片的上下侧面对应与散热片和冷端基板贴合。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述冷端基板的下侧面设有与圆筒壁匹配的弧度。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述槽体的一侧设有与半导体制冷片连接的供电插头。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述冷端基板上设有多个连接块，连接块上设有螺纹孔，所述绝热板上设有与连接块对应的避让孔，所述槽体的底壁上设有与连接块对应的第一通孔，所述散热片的底板上设有与连接块对应的第二通孔；散热片、槽体和冷端基板通过螺钉由上至下穿过第二通孔和第一通孔并旋装在连接块上进行固定，绝热板夹在冷端基板和槽体的底壁之间。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述冷端基板上设有与第一方孔和第二方孔对应的凸台，所述半导体制冷片置于凸台上。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述凸台、第一方孔、第二方孔和半导体制冷片分别对称设有两个。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述散热风机对称设有两个。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述槽体的上端设有向四周延伸的边沿。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述散热片采用紫铜制作。
进一步的，本发明一种半导体调温装置，其中，所述半导体制冷片的上下侧面均涂有导热硅脂。
本发明一种半导体调温装置与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置冷端基板、绝热板、槽体、半导体制冷片、散热片、散热风机和格栅盖板，让冷端基板、绝热板和槽体由下至上依次固定连接，并在绝热板和槽体的底壁上对应设置第一方孔和第二方孔，将半导体制冷片卡装在第一方孔和第二方孔中，将散热片和散热风机由下至上固定在槽体中，并将格栅盖板固定在槽体的上端开口处；其中，半导体制冷片的上下侧面对应与散热片和冷端基板贴合。由此就构成了一种结构简单、控制方便、体积小巧、适应性强、安全可靠的半导体调温装置。在实际应用中，将冷端基板固定在封闭空间的圆筒壁上，制冷时，使半导体制冷片正向通电，半导体制冷片的下侧面制冷，通过冷端基板和圆筒壁即可将冷量传至封闭空间中，从而实现制冷目的；半导体制冷片的上侧面制热，通过散热片、散热风机和格栅盖板即可将热量散至空中。相反地，制热时，使半导体制冷片反向通电，半导体制冷片的下侧面制热，通过冷端基板和圆筒壁即可将热量传至封闭空间中，从而实现制热目的；半导体制冷片的上侧面制冷，通过散热片、散热风机和格栅盖板即可将冷量散至空中。本发明通过在绝热板和槽体的底壁上对应设置第一方孔和第二方孔，并将半导体制冷片卡装在第一方孔和第二方孔中，可有效避免因振动使半导体制冷片产生切向应力，通过使冷端基板、绝热板、槽体和散热片固定连接，并使半导体制冷片夹在冷端基板和散热片，可有效避免因振动使半导体制冷片产生拉向应力，提高了调温装置的适应性和安全可靠性；通过设置绝热板可避免半导体制冷片产生的冷量或热量向四周扩散，增强了调温装置的性能；通过设置散热片和散热风机，提高了热交换效率；通过设置格栅盖板起到了有效的保护作用。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种半导体调温装置作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明一种半导体调温装置的俯视图；
图2为本发明一种半导体调温装置的左视图；
图3为本发明一种半导体调温装置的立体图；
图4为本发明一种半导体调温装置的爆炸图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。
如图1至图4所示本发明一种半导体调温装置的具体实施方式，包括冷端基板1、绝热板2、槽体3、半导体制冷片4、散热片5、散热风机6和格栅盖板7。使冷端基板1、绝热板2和槽体3由下至上依次固定连接，在绝热板2和槽体3的底壁上对应设置第一方孔21和第二方孔31，将半导体制冷片4卡装在第一方孔21和第二方孔31中，将散热片5和散热风机1由下至上固定在槽体3中，将格栅盖板7固定在槽体3的上端开口处；并使半导体制冷片4的上下侧面对应与散热片5和冷端基板1贴合。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、控制方便、体积小巧、适应性强、安全可靠的半导体调温装置。在实际应用中，将冷端基板1固定在封闭空间的圆筒壁上，制冷时，使半导体制冷片4正向通电，半导体制冷片4的下侧面制冷，通过冷端基板1和圆筒壁即可将冷量传至封闭空间中，从而实现制冷目的；半导体制冷片4的上侧面制热，通过散热片5、散热风机6和格栅盖板7即可将热量散至空中。相反地，制热时，使半导体制冷片4反向通电，半导体制冷片4的下侧面制热，通过冷端基板1和圆筒壁即可将热量传至封闭空间中，从而实现制热目的；半导体制冷片4的上侧面制冷，通过散热片5、散热风机6和格栅盖板7即可将冷量散至空中。本发明通过在绝热板2和槽体3的底壁上对应设置第一方孔21和第二方孔31，并将半导体制冷片4卡装在第一方孔21和第二方孔31中，可有效避免因振动使半导体制冷片4产生切向应力，通过使冷端基板1、绝热板2、槽体3和散热片5固定连接，并使半导体制冷片4夹在冷端基板1和散热片5，可有效避免因振动使半导体制冷片4产生拉向应力，提高了调温装置的适应性和安全可靠性；通过设置绝热板2可避免半导体制冷片4产生的冷量或热量向四周扩散，增强了调温装置的性能；通过设置散热片5和散热风机6，提高了热交换效率；通过设置格栅盖板7起到了有效的保护作用。需要说明的是，在实际应用中，冷端基板1可通过焊接、栓接等多种方式固定在封闭空间的圆筒壁上，为避免冷端基板1与封闭空间的圆筒壁之间产生间隙影响传热效果，本发明在冷端基板1的下侧面设置了与圆筒壁匹配的弧度；为便于连接和通电，本发明还在槽体3的一侧设置了与半导体制冷片4连接的供电插头8。
作为具体实施方式，本发明在冷端基板1上设置了多个连接块11，在连接块11上设置了螺纹孔，在绝热板2上设置了与连接块11对应的避让孔22，在槽体3的底壁上设置了与连接块11对应的第一通孔32，在散热片5的底板上设置了与连接块11对应的第二通孔51；并使散热片5、槽体3和冷端基板1通过螺钉由上至下穿过第二通孔51和第一通孔32并旋装在连接块11上进行固定，其中，绝热板2夹在冷端基板1和槽体3的底壁之间。这一连接和固定方式具有拆装方便、操作便捷、适应性强的优点。为提高结构的紧凑性，并保证绝热板2具有足够的隔热厚度，本具体实施方式使冷端基板1设置了与第一方孔21和第二方孔31对应的凸台12，并将半导体制冷片4放置在了凸台12上。
需要说明的是，在实际应用中，本发明通常使凸台12、第一方孔21、第二方孔31和半导体制冷片4分别对称设置两个，以提高调温装置的制冷和制热性能；并使散热风机6也对称设置了两个，以提高对流和传热效率。为增强结构强度，提高散热效果，本发明通常在槽体3的上端设置向四周延伸的边沿33。为提高导热效率和效果，本发明通常使散热片5采用紫铜制作，并在半导体制冷片4的上下侧面涂抹导热硅脂。
经实际应用表明，本发明可产生以下有益效果：1)通过卡装结构设计，使半导体制冷片不受切向和拉向应力，可适用于具有较大振动和冲击的环境，提高了调温装置的环境适应性和可靠性；2)通过冷端基板安装面(下侧面)的弧度设计，使得调温装置可安装于圆筒壁曲面，并避免两者之间产生间隙，保下了调温性能；3)通过切换供电正负极方向，即可快速实现制冷和制热的转换，提高了控制的简便性。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种半导体调温装置，其特征在于，包括冷端基板(1)、绝热板(2)、槽体(3)、半导体制冷片(4)、散热片(5)、散热风机(6)和格栅盖板(7)，所述冷端基板(1)、绝热板(2)和槽体(3)由下至上依次固定连接，绝热板(2)和槽体(3)的底壁上对应设有第一方孔(21)和第二方孔(31)，所述半导体制冷片(4)卡装在第一方孔(21)和第二方孔(31)中，所述散热片(5)和散热风机(6)由下至上固定在槽体(3)中，所述格栅盖板(7)固定在槽体(3)的上端开口处；其中，半导体制冷片(4)的上下侧面对应与散热片(5)和冷端基板(1)贴合；所述冷端基板(1)上设有多个连接块(11)，连接块(11)上设有螺纹孔，所述绝热板(2)上设有与连接块(11)对应的避让孔(22)，所述槽体(3)的底壁上设有与连接块(11)对应的第一通孔(32)，所述散热片(5)的底板上设有与连接块(11)对应的第二通孔(51)；散热片(5)、槽体(3)和冷端基板(1)通过螺钉由上至下穿过第二通孔(51)和第一通孔(32)并旋装在连接块(11)上进行固定，绝热板(2)夹在冷端基板(1)和槽体(3)的底壁之间。
2.根据权利要求1所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述冷端基板(1)的下侧面设有与圆筒壁匹配的弧度。
3.根据权利要求2所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述槽体(3)的一侧设有与半导体制冷片(4)连接的供电插头(8)。
4.根据权利要求3所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述冷端基板(1)上设有与第一方孔(21)和第二方孔(31)对应的凸台(12)，所述半导体制冷片(4)置于凸台(12)上。
5.根据权利要求4所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述凸台(12)、第一方孔(21)、第二方孔(31)和半导体制冷片(4)分别对称设有两个。
6.根据权利要求4所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述散热风机(6)对称设有两个。
7.根据权利要求4所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述槽体(3)的上端设有向四周延伸的边沿(33)。
8.根据权利要求4所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述散热片(5)采用紫铜制作。
9.根据权利要求4所述的一种半导体调温装置，其特征在于，所述半导体制冷片(4)的上下侧面均涂有导热硅脂。
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