CN113856422B - 一种除湿装置 - Google Patents

Abstract

一种除湿装置，用于机箱内的除湿，其利用TEC半导体和虹吸材料结合特殊的结构及形状组合，将机箱内的湿气导出机箱外部，防止机箱内的冷却机构结露。

Description

一种除湿装置

技术领域

本发明涉及一种除湿装置，用于机箱内，防止机箱内的冷却装置结露。

背景技术

在机箱中包含有冷却系统的设备在许多装置或者设备中，当环境温度和湿度超过冷却温度的结露点时会逐渐凝结水滴，如果不及时清除往往会对机器性能有很大的负面影响，严重的甚至造成损毁。结露的过程时由于机箱内部的冷却部分温度低于机箱内部环境的结露温度，或者说环境湿度高于冷却部分温度对应的结露湿度。目前比较常用的方法有采用密闭机箱和吹入干燥气体的方式。另外也有用在机箱内部加装冷凝器，并通过管道将水排出机箱外的装置。但这种装置一般对机箱的安装角度有严格的要求，并且机箱外也需要排水和收集设备，因此使用并不方便。

现有技术中也有使用热电元件结合排水管道将内部水蒸气排出的技术手段，如CN101158521A，其利用制冷板将水蒸气冷凝，冷凝水经过管道流到蒸发端，通过冷凝水吸附材料吸附冷凝水，利用风力带走散热板加热冷凝水产生的水汽，然而该技术方案首先冷凝段的形状有具体的要求，输水管的输送受制于安装角度，出口端结构复杂，蒸发面积小。

现有技术中也有采用毛细管作为冷凝装置和蒸发装置之间的输送管道的除湿器，如CN105435594A，其利用了一排毛细管输送管道来输送冷凝水，然而这样的输送结构不牢固，且不易制造和集成，同时毛细管的吸水面积小，输送通道也窄，而且蒸发也依赖蒸发装置的结构，毛细管本身的蒸发面积小，不直接通风和蒸发，且装置也不易安装，在应用场景中安装不方便，使用受限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种除湿装置，克服了现有技术的不足，设计合理。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

除湿装置由冷端导冷结构，热端导热结构，热电装置， 虹吸材料，风扇和外壳组成。

外壳为两端具有开口的中空壳体结构（优选的，外部轮廓为筒形结构），分为上部第一部分和下部的第二部分，第二部分采用筒型结构，第一部分为筒型结构从顶端开设多个凹槽形成（第一部分的顶端为第一部分中远离第二部分的那一端），多个凹槽间隔的设置，两个凹槽中间具有1个外壳指状部，即第二部分具有复数个外壳指状部，筒形可以采用圆筒型，方筒形，矩形筒，多边形筒等，凹槽可以采用U型凹槽或矩形凹槽等。

虹吸材料采用与外壳相适配的形状，安装于外壳的内部，也为两端具有开口的中空虹吸结构（优选的，外部轮廓为筒形结构），分为上部第一虹吸部分和下部的第二虹吸部分，第二虹吸部分采用筒型结构，第一虹吸部分为筒型结构从顶端开设多个凹槽形成（第一虹吸部分的顶端为第一虹吸部分中远离第二虹吸部分的那一端），多个凹槽间隔的设置，两个凹槽中间具有1个虹吸指状部，即第二虹吸部分具有多个虹吸指状部，筒形可以采用圆筒型，方筒形，矩形筒，多边形筒等，凹槽可以采用U型凹槽或矩形凹槽等。

虹吸材料可以选择纤维吸水棉、多孔发泡材料，多孔陶瓷材料或其它虹吸材料。

优选的，虹吸材料位于外壳的内部，且具有一定的径向厚度，虹吸材料的第一虹吸部分对应第一外壳部分，第二虹吸部分对应第二外壳部分，虹吸指状部的指宽小于外壳指状部的指宽，当从装置上端向下看时，每个虹吸材料指状部具有“扇面”状的截面。

冷端导冷结构包括冷端叶片，其具有一个冷端轴线部，冷端轴线部四周设置复数个导冷鳍片，从外壳的两个开口方向（上端或下端）观察，其具有从中心向外的均匀辐射状结构，冷端叶片的至少部分或整体置于虹吸材料的第二虹吸部分内侧。

冷端导冷结构的上部设置热电元件，采用TEC半导体，为盘状结构，分为一侧的冷端和另一侧的热端，TEC半导体的冷端与冷端导冷结构热接触（采用导热材料接触或直接接触等手段等），TEC半导体的热端与热端导热结构热接触（采用导热材料接触或直接接触等手段等），热接触的方式包括但不限于涂敷导热硅胶或其它导热材料。

热端导热结构包括热端叶片，具有一个热端轴线部，热端轴线四周设置复数个导热鳍片，从外壳的两个开口方向（上端或下端）观察，其具有从中心向外的均匀辐射状结构，热端叶片的至少部分或整体位于虹吸材料的第一虹吸部分内侧；

优选的，热端叶片的复数个导热鳍片与虹吸材料热接触，复数个导热鳍片中的每一个对应热接触（采用导热材料接触或直接接触等手段）一个对应的虹吸指状部。

在热端导热结构的上部设置一个风扇，风扇位于外壳的上部。

优选的，风扇的外边框直接接触外壳的指状部。

优选的，冷端导冷结构的导冷鳍片数目多于热端导热结构的导热鳍片数目，优选的，导冷叶片的数量大于导热叶片的数量的两倍。

优选的，冷端导冷结构的导冷鳍片与虹吸材料接触。

优选的导冷鳍片的表面上设置毛细结构，导冷鳍片与虹吸材料相连，毛细结构的液态水流通通道与虹吸材料相连。

优选的，导冷鳍片的高度被设定的可以使得鳍片部分突出于外壳的下部端面；

优选的，机箱的安装位置预设置一个与外壳的筒状结构相适配的安装孔，安装除湿装置时，将热端导热结构对应机箱外部，冷端导冷结构对应机箱内部。

优选的，在除湿装置的内部或外部具有供电装置和/或供电连接结构给热电元件供电。

一种除湿装置，使用一种（圆）柱结构设计，采用TEC半导体制冷技术和经设计的虹吸材料，将结露水滴通过虹吸材料导出设备外部，通过TEC热端散热片及散热风扇将水分重新蒸发，排出机箱，解决了需定期排水的难题。由于冷热端循环分离，不会打破机箱原来的密封结构，大大降低了结露所需的功耗问题。此装置在运行一端时间后，机箱内部湿度将会稳定在不适合结露的区域。另外，由于本设备的特殊结构形式，安装完成后，无论机器摆放位置和方向怎么变化，都不会有结露水的泄露风险，适应场景大。

本发明提供了一种除湿装置，结构简单体积小巧，低功耗，水汽以气体形式排除，无需机器外排水，冷凝水传递效率和蒸发效率较高，安装方便，整体除湿对机箱安装角度也无特殊要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的结构示意图。

实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请中的“上端”、“下端”仅用于对附图进行相对位置的描述，不代表实际使用中实际方向和位置。

如装置的示意图1。除湿装置由冷端导冷结构1，热端导热结构2，热电装置3， 虹吸材料4，风扇5和外壳6组成。

参照图1，外壳6为两端具有开口的中空壳体结构（在一些实施例下，外部壳体轮廓为筒形结构），分为上部第一壳体部分和下部的第二壳体部分，第二壳体部分采用筒型结构，第一壳体部分为筒型结构从顶端开设多个凹槽形成（第一壳体部分的顶端为第一壳体部分中远离第二壳体部分的那一端），多个凹槽间隔的设置，两个凹槽中间具有1个外壳指状部，即第一壳体部分具有复数个外壳指状部，第一外壳部分和/或第二外壳部分的筒形结构可以采用圆筒型，方筒形，矩形筒，多边形筒等，凹槽可以采用U型凹槽或矩形凹槽等。

虹吸材料4采用与外壳6相适配的形状，安装于外壳6的内部，也为两端具有开口的中空虹吸结构（在一些实施例下，外部壳体轮廓为筒形结构），分为上部第一虹吸部分和下部的第二虹吸部分，第二虹吸部分采用筒型结构，第一虹吸部分为筒型结构从顶端开设多个凹槽形成（第一虹吸部分的顶端为第一虹吸部分中远离第二虹吸部分的那一端），多个凹槽间隔的设置，两个凹槽中间具有1个虹吸指状部，即第一虹吸部分具有多个虹吸指状部，第一虹吸部分和/或第二虹吸部分的筒形结构可以采用圆筒型，方筒形，矩形筒，多边形筒等，凹槽可以采用U型凹槽或矩形凹槽等，由于虹吸材料4位于外壳6的内部，且具有一定的径向厚度，在一些实施例下，虹吸材料的第一虹吸部分对应第一外壳部分，第二虹吸部分对应第二外壳部分，为了防止遮挡外壳的凹槽的风道，因此虹吸指状部的指宽小于外壳指状部的指宽，当从装置上端向下看时，每个虹吸材料指状部具有“扇面”状的截面，（即为一个大扇形去除一个小扇形构成的形状）。虹吸材料的第一虹吸部分对应第一外壳部分，第二虹吸部分对应第二外壳部分，

在一些实施例下，虹吸材料可以选择纤维吸水棉、多孔发泡材料，多孔陶瓷材料或其它虹吸材料。

冷端导冷结构1包括冷端叶片，其具有一个冷端轴线部，冷端轴线部四周设置复数个导冷鳍片，从外壳的两个开口方向（上端或下端）观察，其具有从中心向外的均匀辐射状结构，冷端叶片的至少部分或整体置于虹吸材料4的第二虹吸部分内侧。

冷端导冷结构的上部设置热电元件，即帕尔贴元件，帕尔贴元件采用TEC半导体，为盘状结构，分为一侧的冷端和另一侧的热端，TEC半导体的冷端与冷端导冷结构热接触（采用导热材料接触或直接接触等手段等），TEC半导体的热端与热端导热结构2热接触（采用导热材料接触或直接接触等手段等），导热材料接触的方式包括但不限于涂敷导热硅胶或其它导热材料。

热端导热结构包括热端叶片，具有一个热端轴线部，热端轴线四周设置复数个导热鳍片，从外壳的两个开口方向（上端或下端）观察，其具有从中心向外的均匀辐射状结构，热端叶片的至少部分或整体位于虹吸材料4的第一虹吸部分内侧；在一些实施例下，热端叶片的复数个导热鳍片与虹吸材料热接触，复数个导热鳍片中的每一个对应热接触（采用导热材料接触或直接接触等手段）一个对应的虹吸指状部。

在热端导热结构的上部设置一个风扇5，风扇5位于外壳6的上部，在实际使用时，空气从外壳的第一部分的凹槽吸入外壳内，导热鳍片将虹吸材料的指状部中的水分蒸发，空气带走导热鳍片蒸发的虹吸材料中的水分，然后经由风扇从端部（顶端）吹出；当然空气的流通路径也可以相反，空气从风扇的顶端吸入，带走导热鳍片蒸发的虹吸材料中的水分然后从外壳的第一部分的凹槽吹出。

在一些实施例下，风扇的外边框直接接触外壳的指状部，使得结构紧凑，安装方便和风道合理不易漏风。

冷端导冷结构的导冷鳍片数目多于热端导热结构的导热鳍片，这是由于热端的导热鳍片需要使得风道不受阻，因此，不宜设置过多的导热鳍片，而导冷鳍片只是负责凝结蒸汽和输送水，在不影响空气进入接触的情况下，其在一定的范围内导冷鳍片的表面积应当尽量大。

在一些实施例下，导冷叶片的数量大于导热叶片的数量的两倍；

在一些实施例下，冷端导冷结构的导冷鳍片与虹吸材料接触。

发明人意识到，由于结构形状或角度的限制，导冷鳍片上凝结的液态水有时不会直接进入到虹吸材料中，导致液态水的不易流出以及可能损害其它结构，因此，发明人将导冷鳍片的表面上设置毛细结构，由于导冷鳍片与虹吸材料相连，毛细结构形成的液态水流通通道与虹吸材料相连，毛细结构可以将液态水更好的引导到虹吸材料中。

在一些实施例下，为了扩大与空气的接触面积，方便凝结水，导冷鳍片被设定的可以使得鳍片的至少部分突出于外壳的下部端面。

冷端置于机壳内部，与内部环境相通，热端与外部环境相通。热电制冷在电流驱动下在冷端造成低温，并将热量吸收到热端。冷端通过水蒸气冷凝出现液态水，在虹吸作用下，液态水沿虹吸材料输运到热端。热端的温度是高于周边空气温度，并且通过对流风扇使得水分迅速蒸发。

通过这个过程，不断的将机壳内的水分输运到机壳外，并且蒸发到外部空气环境中。当输运的速度和通过机壳缝隙扩散进入机壳的水分子达到平衡时，保证这时的相对湿度对应的结露点低于冷却装置的。则可以达到防止结露的效果。

对于本发明的除湿装置，对应的机箱的安装位置预设置一个与外壳的筒状结构相适配的安装孔即可安装，安装除湿装置时，将热端导热结构对应机箱外部，冷端导冷结构对应机箱内部，无需复杂的安装环境，其在机箱表面的安装位置可以自由设置。

在一些实施例下，在除湿装置的内部或外部具有供电装置和/或供电连接结构给热电元件供电。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种除湿装置，包括，冷端导冷结构，热端导热结构，热电装置， 虹吸材料，外壳组成，其特征在于，外壳采用两端开口的中空壳体结构，虹吸材料位于外壳的内侧，虹吸材料采用两端开口的中空虹吸结构，虹吸材料分为上部第一虹吸部分和下部的第二虹吸部分，冷端导冷结构的至少部分位于虹吸材料的第二虹吸部分内侧，热端导热结构的至少部分位于虹吸材料的第一虹吸部分内侧，热电装置位于冷端导冷结构和热端导热结构中间，热电装置的冷端面向冷端导冷结构并与其热连接，热电装置的热端面向热端导热结构并与其热连接。

2.根据权利要求1的除湿装置，在热端导热结构的上部设置一个风扇，风扇位于外壳的上部，其带走蒸发的水。

3.根据权利要求1的除湿装置，外壳分为第一部分和第二部分，第二部分采用筒型结构，第一部分为筒型结构从顶端开设多个凹槽形成，多个凹槽间隔的设置，两个凹槽中间具有1个外壳指状部，第一部分具有复数个外壳指状部，虹吸材料的形状与外壳的形状相适配，安装于外壳的内侧，分为第一虹吸部分和的第二虹吸部分，第二虹吸部分采用筒型结构，第一虹吸部分为筒型结构从顶端开设多个凹槽形成，多个凹槽间隔的设置，两个凹槽中间具有1个虹吸指状部，第一虹吸部分具有多个虹吸指状部。

4.根据权利要求3的除湿装置，冷端导冷结构包括冷端叶片，其具有一个冷端轴线部，冷端轴线部四周设置复数个导冷鳍片，从外壳的两个开口方向观察，其具有从中心向外的辐射状结构，冷端叶片的至少部分置于虹吸材料的第二虹吸部分内侧；热端导热结构包括热端叶片，具有一个热端轴线部，热端轴线四周设置复数个导热鳍片，从外壳的两个开口方向观察，其具有从中心向外的辐射状结构，热端叶片的至少部分位于虹吸材料的第一虹吸部分内侧。

5.据权利要求4的除湿装置，热端叶片的复数个导热鳍片与虹吸材料热接触，复数个导热鳍片中的每一个导热鳍片对应热接触一个对应的虹吸指状部，所述一个对应的虹吸指状部设置在一个外壳指状部内侧。

6.据权利要求4的除湿装置，冷端导冷结构的导冷鳍片与虹吸材料接触；热电装置为帕尔贴元件，帕尔贴元件采用TEC半导体，为盘状结构。

7.据权利要求6的除湿装置，导冷鳍片的表面上设置毛细结构，毛细结构形成的液态水流通通道与虹吸材料相连。

8.据权利要求7的除湿装置，导冷鳍片被设定的使得导冷鳍片部分突出于外壳的下部端面和/或导冷叶片的数量大于导热叶片的数量的两倍。

9.据权利要求4的除湿装置，包括风扇，风扇位于外壳的上部，空气从外壳的第一部分的凹槽吸入外壳内，导热鳍片将虹吸材料的指状部中的水分蒸发，空气带走导热鳍片蒸发的虹吸材料中的水分，然后经由风扇从端部吹出；或是空气从风扇的顶端吸入，带走导热鳍片蒸发的虹吸材料中的水分然后从外壳的第一部分的凹槽吹出；风扇的外边框直接接触外壳的指状部；除湿装置具有供电装置和/或供电连接结构给热电装置供电。

10.据权利要求4的除湿装置，筒形结构采用圆筒型；虹吸材料的第一虹吸部分对应外壳第一部分，第二虹吸部分对应外壳第二部分，虹吸指状部的指宽小于外壳指状部的指宽；从装置上端向下看时，每个虹吸指状部具有扇面状的截面。

11.一种使用权利要求1-9任一项的除湿装置的机箱，机箱的安装位置预设置一个与权利要求1-9任一项的除湿装置的外壳的筒状结构相适配的安装孔，将除湿装置安装在安装孔内，将除湿装置的热端导热结构对应机箱外部，冷端导冷结构对应机箱内部。