CN212593565U - 一种气体制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体制冷装置。气体制冷装置包括：密封外壳、内腔、隔热材料、半导体制冷片、进气连接端及出气连接端。内腔设置于密封外壳之内。隔热材料填充于内腔和密封外壳之间，用于将内腔和密封外壳进行温度隔离。半导体制冷片设置于内腔和密封外壳之间，包括冷端以及热端，冷端与内腔的内腔壁相连，透过冷端降低流经内腔的气体的温度。进气连接端将气体由密封外壳引进内腔中。出气连接端将气体由内腔中排出密封外壳之外。本实用新型提出的气体制冷装置分为内腔和外壳，内腔与外壳之间填充隔热材料，可将流经内部的气体，冷却到设定的温度以下。

Description

一种气体制冷装置

技术领域

本实用新型涉及了冷却器技术领域，更具体地涉及一种消防呼吸面罩用的气体制冷装置。

背景技术

本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

现有的消防呼吸面罩通常没有设置冷却装置，由于在发生火灾、瓦斯爆炸等特殊环境中的温度很高，很容易导致配戴者吸入气体过热、呼吸不适。此外，由于水解氢氧制氧技术产生的氧气带有较高的温度，同时，呼吸产生的余气，在进行二氧化碳吸收过程中，也会产生热量，为了防止较高温度的气体对呼吸者产生伤害，必须采用一种冷却装置将呼吸气体温度降低到一定的温度下。因此有必要提供一种新的呼吸器用气体制冷装置以解决上述的问题。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种气体制冷装置，分为内腔和密封外壳，内腔与密封外壳之间填充隔热材料，可将流经内部的气体，冷却到设定的温度以下。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例公开了一种气体制冷装置，包括：密封外壳、内腔、隔热材料、半导体制冷片、进气连接端及出气连接端。内腔设置于密封外壳之内。隔热材料填充于内腔和密封外壳之间，用于将内腔和密封外壳进行温度隔离。半导体制冷片设置于内腔和密封外壳之间，包括冷端以及热端，冷端与内腔的第一内腔壁相连，透过冷端降低流经内腔的气体的温度。进气连接端将气体由密封外壳引进内腔中。出气连接端将气体由内腔中排出密封外壳之外。

可选地，气体制冷装置更包括复数个隔栅散热片，设置于内腔中，复数个隔栅散热片形成一通道供气体流过，增加气体的接触面积和延长气体的接触时间，以提高散热效率。

可选地，半导体制冷片工作时，通过降低内腔及复数个隔栅散热片的温度，将流经复数个隔栅散热片的气体的温度降低。

可选地，复数个隔栅散热片是由铝合金、黄铜或青铜做成板状结构、片状结构多片状结构。

可选地，气体制冷装置更包括散热风扇，连接于半导体制冷片的热端，用于冷却半导体制冷片。

可选地，气体制冷装置更包括复数个温度传感器，设置于出气连接端的周围，用于获取出气连接端的温度和温度升高/降低速率。

可选地，气体制冷装置更包括电子控制单元(ECU)，耦接于半导体制冷片以及复数个温度传感器，用于根据获取的温度来决定是否启动半导体制冷片的制冷工作。

可选地，电子控制单元更耦接于散热风扇，根据获取的温度和温度升高/降低速率来控制半导体制冷片的工作功率及散热风扇的转速。

可选地，内腔的所有内腔壁皆采用热传导优良的材料制成。

可选地，气体制冷装置适用于一种采用水解氢氧制氧技术的消防呼吸面罩。

借由以上的技术方案，本实用新型的有益效果如下：本实用新型的气体制冷装置，分为内腔和密封外壳，内腔与密封外壳之间填充隔热材料，可将流经内部的气体，冷却到设定的温度以下。本实用新型的气体制冷装置适用于一消防呼吸面罩，特别是一种采用水解氢氧制氧技术来产生氧气并提供干净的呼吸气体的消防呼吸面罩，本实用新型的气体制冷装置能够将呼吸气体温度降低到40℃以下，避免温度过高的气体对人体产生不适感。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一第一实施例中的一种气体制冷装置的结构图。

图2为本实用新型一第二实施例中的一种气体制冷装置的结构图。

图3为图2的气体制冷装置中与电子控制单元相连接的各组件的方块图。

以上附图的附图标记：10、20、气体制冷装置；110、密封外壳；120、内腔；121、第一内腔壁；122、内腔壁；130、隔热材料；140、半导体制冷片；141、冷端；142、热端； 151、进气连接端；152、出气连接端；260、隔栅散热片；261、通道；270、散热风扇； 280、温度传感器；290、电子控制单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

请参考图1，图1为本实用新型一第一实施例中的一种气体制冷装置的结构图。如图1所示，气体制冷装置10包括：密封外壳110、内腔120、隔热材料130、半导体制冷片140、进气连接端151及出气连接端152。内腔120设置于密封外壳110之内。隔热材料130填充于内腔120和密封外壳110之间，用于将内腔120和密封外壳110进行温度隔离。半导体制冷片140设置于内腔120和密封外壳110之间，包括冷端141以及热端142，冷端141与内腔120的第一内腔壁121相连，透过冷端141降低流经内腔120的气体的温度。进气连接端151将气体由密封外壳110引进内腔120中。出气连接端152将气体由内腔120中排出密封外壳110之外。

请注意，密封外壳110与内腔120是完全隔绝，两者之间填充隔热材料130。首先，透过进气连接端151将气体由密封外壳110引进内腔120中。接着，经由设置于内腔120和密封外壳110之间的半导体制冷片140，可透过半导体制冷片140的冷端141将流经内腔120的气体的温度冷却到设定的温度以下(如：40℃以下)。最后，将经由出气连接端152将冷却后的气体由内腔120中排出密封外壳110之外。

于一个可行的实施例中，内腔120的所有内腔壁(包括第一内腔壁121及其他内腔壁122) 皆采用热传导优良的材料制成。举例而言，运用高导热的强化材与金属(Al,Cu,Ag,Mg) 结合而做成的复合材料，即具有可调控的高热传导、低热膨胀及轻量等特性，可以超越目前的铝、铜、银等金属散热材料。一般用于高导热复材的强化材大都以石墨、碳纤维及人工钻石粉末为主，主要是碳原子为组成的材料，具有比金属更高热传的特性。

请注意，图1的气体制冷装置10仅为用于帮助理解本实用新型的核心思想，并非本实用新型的限制条件，对于本领域的普通技术人员来说，再不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

请参考图2，图2为本实用新型一第二实施例中的一种气体制冷装置的结构图。图2中的气体制冷装置20跟图1中的气体制冷装置10类似，两者的不同之处在于图2中的气体制冷装置20更包括：复数个隔栅散热片260、散热风扇270、复数个温度传感器280以及电子控制单元(ECU)290。复数个隔栅散热片260设置于内腔120中，复数个隔栅散热片260形成一通道 261供气体流过，并用于增加气体的接触面积和延长气体的接触时间，以提高散热效率。散热风扇270连接于半导体制冷片140的热端142，用于冷却半导体制冷片140。一般而言，散热风扇270是从外部将较冷的空气吸入壳体中，从内部排出热空气，以冷却特定部件(如：半导体制冷片140)。复数个温度传感器280设置于出气连接端152的周围，用于获取出气连接端152的温度和温度升高/降低速率。

请一并参考图2以及图3，图3为图2的气体制冷装置中与电子控制单元相连接的各组件的方块图。电子控制单元(ECU)290，耦接于半导体制冷片140、复数个温度传感器280以及散热风扇270，用于根据获取的温度来决定是否启动半导体制冷片140的制冷工作，并根据获取的获取的温度和温度升高/降低速率来控制半导体制冷片140的工作功率及散热风扇270 的转速。举例而言，当获取的温度较高时(高于一预定门坎值)，则启动半导体制冷片140的制冷工作；而当获取的温度较低时，则关闭半导体制冷片140的制冷工作。另外，当获取的温度较高且温度升高/降低速率较快时(高于一预定速率)时，则增加半导体制冷片140的工作功率并加快散热风扇270的转速；而当获取的温度较低且温度升高/降低速率较慢时(小于预定速率)时，则减少半导体制冷片140的工作功率并降低快散热风扇270的转速。

请注意，半导体制冷片140工作时，通过降低内腔120及复数个隔栅散热片260的温度，将流经复数个隔栅散热片260的气体的温度降低，因此可降低流出出气连接端152的呼吸器体的温度。于一个可行的实施例中，复数个隔栅散热片260是由铝合金、黄铜或青铜做成板状结构、片状结构多片状结构，但此仅为一范例说明，并非本实用新型的限制条件。

值得注意的是，由于在发生火灾、瓦斯爆炸等特殊环境中的温度很高，外部的气体已达高温(超过60℃以上)，此气体若是直接进入人体的肺部，很容易导致配戴者吸入气体过热、呼吸不适。此外，由于水解氢氧制氧技术产生的氧气带有较高的温度，同时，呼吸产生的余气，在进行二氧化碳吸收过程中，也会产生热量，为了防止较高温度的气体对呼吸者产生伤害，必须采用一种冷却装置将呼吸气体温度降低到一定的温度下。透过本实用新型的气体制冷装置10/20，能够将呼吸气体温度降低到40℃以下，避免温度过高的气体对人体产生不适感。

借由以上的技术方案，本实用新型的有益效果如下：本实用新型的气体制冷装置，分为内腔和密封外壳，内腔与密封外壳之间填充隔热材料，可将流经内部的气体，冷却到设定的温度以下。此外，可根据温度传感器检测到的出气连接端152的温度和温度升高/降低速率，由电子控制单元290来控制半导体制冷片140的工作功率以及散热风扇270的转速。本实用新型的气体制冷装置适用于一消防呼吸面罩，特别是一种采用水解氢氧制氧技术来产生氧气并提供干净的呼吸气体的消防呼吸面罩，本实用新型的气体制冷装置能够将呼吸气体温度降低到40℃以下，避免温度过高的气体对人体产生不适感。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种气体制冷装置(10、20)，其特征在于，气体制冷装置(10、20)包括：

一密封外壳(110)；

一内腔(120)，设置于所述密封外壳(110)之内；

一隔热材料(130)，填充于所述内腔(120)和所述密封外壳(110)之间，用于将所述内腔(120)和所述密封外壳(110)进行温度隔离；

一半导体制冷片(140)，设置于所述内腔(120)和所述密封外壳(110)之间，所述半导体制冷片(140)包括一冷端(141)以及一热端(142)，所述冷端(141)与所述内腔(120)的一第一内腔壁(121)相连，用于透过所述冷端(141)降低流经所述内腔(120)的一气体的温度；

复数个隔栅散热片(260)，设置于所述内腔(120)中，所述复数个隔栅散热片(260)形成一通道(261)供所述气体流过，并用于增加所述气体的接触面积和延长所述气体的接触时间，以提高散热效率；

一进气连接端(151)，用来将所述气体由所述密封外壳(110)引进所述内腔(120)中；以及

一出气连接端(152)，用来将所述气体由所述内腔(120)中排出所述密封外壳(110)之外。

2.如权利要求1所述的气体制冷装置(10、20)，其中，所述复数个隔栅散热片(260)是由铝合金、黄铜或青铜做成板状结构、片状结构多片状结构。

3.如权利要求1所述的气体制冷装置(10、20)，其中，所述气体制冷装置(10、20)更包括：

一散热风扇(270)，连接于所述半导体制冷片(140)的所述热端(142)，用于冷却所述半导体制冷片(140)。

4.如权利要求3所述的气体制冷装置(10、20)，其中，所述气体制冷装置(10、20)更包括：

复数个温度传感器(280)，设置于所述出气连接端(152)的周围，用于获取所述出气连接端(152)的一温度和一温度升高/降低速率。

5.如权利要求4所述的气体制冷装置(10、20)，其中，所述气体制冷装置(10、20)更包括：

一电子控制单元(290)，耦接于所述半导体制冷片(140)以及所述复数个温度传感器(280)，用于根据获取的所述温度来决定是否启动所述半导体制冷片(140)的制冷工作。

6.如权利要求5所述的气体制冷装置(10、20)，其中，所述电子控制单元(290)更耦接于所述散热风扇(270)，用于根据获取的所述温度和所述温度升高/降低速率来控制所述半导体制冷片(140)的工作功率及所述散热风扇(270)的转速。

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