CN108775732A - 一种半导体制冷模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种散热制冷效果好的半导体制冷模组。一种半导体制冷模组，包括透平轮和一体式的半导体致冷件和散热件，所述散热件与透平轮贴合设置，所述散热件上设有过风口和至少两根的散热管，所述散热件上的过风口、透平轮上的进风口和透平轮上的出风口依次连通形成风道，所述散热管的一端朝进风口延伸并延伸至透平轮的内部，所述透平轮内的风道由进风口至出风口的流通面积逐渐增大。

Description

一种半导体制冷模组
技术领域
本发明涉及半导体制冷技术领域，特别涉及一种半导体制冷模组。
背景技术
半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理，利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关。
因为上述性质的存在，半导体制冷应用在各种制冷场合。现有的半导体制冷模组，一般包括半导体致冷件、散热件和普通风扇，半导体致冷件的一端与散热件贴合设置，风扇工作时促使散热件表面的空气快速流动从而带走散热件上的热量，普通风扇在转动时会有紊流，带有热量的空气会在扇叶内徘徊，导致散热性能不够理想。另外，为了追求更好的散热效果，散热件与空气的接触面需要做的较大，这样也不利于生产制造。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种散热制冷效果好的半导体制冷模组。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种半导体制冷模组，包括透平轮和一体式设置的半导体致冷件和散热件，所述散热件与透平轮贴合设置，所述散热件上设有过风口和至少两根的散热管，所述散热件上的过风口、透平轮上的进风口和透平轮上的出风口依次连通形成风道，所述散热管的一端朝进风口延伸并延伸至透平轮的内部，所述透平轮内的风道由进风口至出风口的流通面积逐渐增大。
本发明的有益效果在于：散热件和半导体致冷件做成一体式的，半导体致冷件热端的热量迅速地导向散热件。透平轮工作时，内部的涡轮风扇转动，散热件外的空气在透平轮内的风扇的作用下依次经过散热件的过风口、透平轮的进风口和透平轮的出风口后被排出透平轮。散热件外部的空气在经过过风口时冲刷散热件，从而完成一次散热，在进入透平轮上的进风口时冲刷散热管，从而完成第二散热，散热件的结构最大程度地增加了与空气的接触面积，两次散热可以带走更多的热量，而透平轮相较现有技术的风扇，工作中内部的气流不会逆转，只会沿着一个方向流动，热量也可以很顺畅的排出。
附图说明
图1为本发明实施例的半导体制冷模组的分解结构示意图；
图2为本发明实施例的半导体制冷模组的纵向截面示意图；
图3为本发明实施例的半导体制冷模组散热件的结构示意图；
图4为本发明实施例的半导体制冷模组的透平轮内的风道示意图；
标号说明：
10、半导体致冷件；
20、散热件；21、过风口；22、散热台；23、散热鳍片；24、散热管；
30、透平轮；31、进风口；32、出风口；33、涡轮风扇；34、固定叶片；
40、导冷片；
50、控制板。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明所指的透平轮，指的是航空领域常用的透平压缩机中的吸气结构的一部分。
本发明最关键的构思在于：设置了散热件进行两次散热，散热效果好，透平轮保证热量更好的排出，不逆流。
请参照图1-4，一种半导体制冷模组，包括透平轮30和一体式设置的半导体致冷件10和散热件20，所述散热件20与透平轮30贴合设置，所述散热件20上设有过风口21和至少两根的散热管24，所述散热件20上的过风口21、透平轮30上的进风口31和透平轮30上的出风口32依次连通形成风道，所述散热管24的一端朝进风口31延伸并延伸至透平轮30的内部，所述透平轮30内的风道由进风口31至出风口32的流通面积逐渐增大。
本发明的工作原理为：将待制冷物品放置在半导体致冷件10上，然后对半导体致冷件10通电，半导体致冷件10的冷端与待制冷物品接触，热端将热量传递给散热件20，开启透平轮30，在透平轮30的吸力的作用下外部的空气依次经过过风口、进风口和出风口排出，从而带走散热件20上的热量。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：散热件和半导体致冷件做成一体式的，半导体致冷件热端的热量迅速地导向散热件。透平轮工作时，内部的涡轮风扇转动，散热件外的空气在透平轮内的风扇的作用下依次经过散热件的过风口、透平轮的进风口和透平轮的出风口后被排出透平轮。散热件外部的空气在经过过风口时冲刷散热件，从而完成一次散热，在进入透平轮上的进风口时冲刷散热管，从而完成第二散热，散热件的结构最大程度地增加了与空气的接触面积，两次散热可以带走更多的热量，而透平轮相较现有技术的风扇，工作中内部的气流不会逆转，只会沿着一个方向流动，热量也可以很顺畅的排出。
进一步的，还包括导冷片40，所述导冷片40覆盖半导体致冷件10的远离散热件20的一面。
由上述描述可知，导冷片40对半导体致冷件10起到保护作用，制冷时，将待制冷物体放置在导冷片40上。
进一步的，所述散热件20为一端具有开口的中空结构，所述过风口21与散热件20的开口连通，所述散热件20的开口朝向透平轮30且与进风口31连通。
由上述描述可知，散热件20与透平轮30的表面围成空腔，过风口21与进风口31分别与空腔连通，这样透平轮30工作吸气时，空气从过风口21流动到进风口31时，会充分地流经整个空腔，这样散热面积更大，可以以更小的散热件20获得更好的散热效果。
进一步的，所述散热件20包括散热台22、散热鳍片23和所述散热管24，散热台22远离所述透平轮30的一面与半导体致冷件10连接，散热台22靠近所述透平轮30的另一面设有所述散热鳍片23和散热管24，散热管24垂直地设于散热件20的中心区域，散热鳍片23环绕散热管24呈辐射状分布，任意两片相邻的散热鳍片23之间构成所述过风口21。
由上述描述可知，空气从散热件20的四周的多个的过风口21被吸入散热件20的空腔，从而有较大进气量。
进一步的，所述透平轮30的进风口31位于所述散热鳍片23的中央。
由上述描述可知，辐射状分布的散热鳍片23的中央与透平轮30的进风口31对接，使涌入进风口31的空气更易于被透平轮排出，流通更顺畅。
进一步的，还包括控制板50，所述控制板50设于散热件20上，所述控制板50内设有NTC温度传感器，所述控制板50与驱动透平轮30的驱动电机电连接。其中NTC指的是负温度系数。
由上述描述可知，当NTC温度传感器感应到散热件20的温度比预设温度高时，控制板50就可以控制涡轮风扇33加快转速，从而更快地排出散热件的热量以降低半导体致冷件冷端的温度；当NTC温度传感器感应到散热件20温度已达到预设温度时，控制板50就可以控制透平轮30内的涡轮风扇33降低或保持转速。控制板50可以智能地根据散热件20的温度来控制涡轮风扇33来达到恒温，也就是保持超低温，相对现有技术的半导体制冷设备只能达到相对室温降低一定温度的性能，本方案在低温下探的性能上有了质的提升。
请参照图1-4，本发明的实施例一为：
一种半导体制冷模组，包括半导体致冷件10、散热件20、散热管24、透平轮30、导冷片40和控制板50，所述半导致冷件10与散热件20一体式设置；
所述散热件20包括散热台22、散热鳍片23和所述散热管24，散热台22远离所述透平轮30的一面与半导体致冷件10连接，散热台22靠近所述透平轮30的另一面设有所述散热鳍片23和散热管24，散热管24垂直地设于散热件20的中心区域，散热鳍片23环绕散热管24呈辐射状分布，任意两片相邻的散热鳍片23之间构成所述过风口21，所述透平轮30的进风口31位于散热鳍片23的中央，所述透平轮30的出风口32设于透平轮30的侧壁上，所述散热件20上的过风口21、透平轮30上的进风口31和透平轮30上的出风口32依次连通形成风道，所述透平轮30内的风道由进风口31至出风口32的流通面积逐渐增大。
所述散热管24的一端与散热台22相连，所述散热管24的另一端穿过进风口31并延伸至透平轮30的内部。
所述透平轮30内设有涡轮风扇33和固定叶片34，所述固定叶片34为环状且固定在透平轮30的内底壁上，所述涡轮风扇33与固定叶片34同轴设置位于固定叶片34的内环内，涡轮风扇33转动后将空气从进风口31吸入，并朝四周经固定叶片34输送，空气在固定叶片34与透平轮30的内腔之间汇合后经出风口32排出。其中涡轮风扇33固定叶片34一个动叶一个静叶的组合使得透平轮30内不会发生逆流。
所述导冷片40覆盖半导体致冷件10的远离散热件20的一面。
所述控制板50设于散热件20上，所述控制板50内设有NTC温度传感器，所述控制板50与涡轮风扇33的驱动电机电连接。
综上所述，本发明提供了一种散热制冷效果好的半导体制冷模组。散热件和半导体致冷件做成一体式的，半导体致冷件热端的热量迅速地导向散热件。透平轮工作时，内部的涡轮风扇转动，散热件外的空气在透平轮内的风扇的作用下依次经过散热件的过风口、透平轮的进风口和透平轮的出风口后被排出透平轮。散热件外部的空气在经过过风口时冲刷散热件，从而完成一次散热，在进入透平轮上的进风口时冲刷散热管，从而完成第二散热，散热件的结构最大程度地增加了与空气的接触面积，两次散热可以带走更多的热量，而透平轮相较现有技术的风扇，工作中内部的气流不会逆转，只会沿着一个方向流动，热量也可以很顺畅的排出。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种半导体制冷模组，其特征在于，包括透平轮和一体式的半导体致冷件和散热件，所述散热件与透平轮贴合设置，所述散热件上设有过风口和至少两根的散热管，所述散热件上的过风口、透平轮上的进风口和透平轮上的出风口依次连通形成风道，所述散热管的一端朝进风口延伸并延伸至透平轮的内部，所述透平轮内的风道由进风口至出风口的流通面积逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷模组，其特征在于，还包括导冷片，所述导冷片覆盖半导体致冷件的远离散热件的一面。
3.根据权利要求1所述的半导体制冷模组，其特征在于，所述散热件为一端具有开口的中空结构，所述过风口与散热件的开口连通，所述散热件的开口朝向透平轮且与进风口连通。
4.根据权利要求3所述的半导体制冷模组，其特征在于，所述散热件包括散热台、散热鳍片和所述散热管，散热台远离所述透平轮的一面与半导体致冷件连接，散热台靠近所述透平轮的另一面设有所述散热鳍片和散热管，散热管垂直地设于散热件的中心区域，散热鳍片环绕散热管呈辐射状分布，任意两片相邻的散热鳍片之间构成所述过风口。
5.根据权利要求4所述的半导体制冷模组，其特征在于，所述透平轮的进风口位于所述散热鳍片的中央。
6.根据权利要求1所述的半导体制冷模组，其特征在于，还包括控制板，所述控制板设于散热件上，所述控制板内设有NTC温度传感器，所述控制板与驱动透平轮的驱动电机电连接。
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