CN111562832B - 采用半导体制冷片制冷的制冷装置及cpu散热器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，包括固定圆盘、半导体制冷片、旋转底座、夹具、滚动轴承一、滚动轴承二、滚动轴承三、塑料绝缘环一、塑料绝缘环二、直流电动机、电机座、传动盘；将半导体制冷片夹紧固定在旋转的金属导热片上一起旋转，且通过滚动轴承一将固定圆盘上的热量传递给半导体制冷片的冷面，利用旋转着的滚动轴承二与滚动轴承三给旋转着的半导体制冷片提供直流电，且热面直接裸露在大气中，无需设置散热鳍片与散热风扇，直接与空气发生更加强烈的热对流散热，且单位体积中可以设置更多块半导体制冷片，改变了热面的散热方式与冷面的制冷方式，从而提高了制冷效果与制冷效率。本申请还提供了一种CPU散热器。

Description

采用半导体制冷片制冷的制冷装置及CPU散热器

技术领域

本发明涉及CPU散热器技术领域，尤其是涉及一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置及CPU散热器。

背景技术

CPU散热器根据其散热方式可分为风冷散热器、热管散热器和液冷散热器三种：风冷散热器是最常见的散热器类型，包括一个散热风扇和一个散热片，其原理是将CPU产生的热量传递到散热片上，然后再通过散热风扇产生的风将热量带走；热管散热器中通过热管进行传热，其实质为“风冷+热管”，兼具风冷和热管的优点，具有极高的散热性；液冷散热器是使用冷却液在泵的带动下强制循环带走CPU产生的热量，与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。

半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵，利用半导体材料的塞贝克效应、珀尔帖效应以及汤姆逊效应，当直流电通过半导体制冷片时，在半导体制冷片的两个长宽表面即可分别吸收热量和放出热量，其中半导体制冷片的吸收热量的那个长宽表面称作冷面，半导体制冷片的放出热量的那个长宽表面称作热面，使得半导体制冷片可以实现制冷，冷面与热面之间的温差可以达到60℃左右。

因此，如何采用半导体制冷片对CPU进行散热，提高CPU的散热效果与散热效率，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置。本发明的另外一个目的在于提供一种包括上述采用半导体制冷片制冷的制冷装置的CPU散热器。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，包括用于导热且用作固定不动底座的由金属材料制成的固定圆盘、多个用于制冷的半导体制冷片、用于安装半导体制冷片且由金属材料制成的旋转底座、用于将半导体制冷片夹紧固定的夹具、用于支承旋转与导热的由金属材料制成的滚动轴承一、用于支承旋转与导电的由金属材料制成的滚动轴承二、用于支承旋转与导电的由金属材料制成的滚动轴承三、塑料绝缘环一、塑料绝缘环二、直流电动机、电机座、塑料材质的传动盘；

所述滚动轴承一包括内圈一、外圈一、滚动体一以及保持架一；

所述固定圆盘上设置有轴向通孔，所述固定圆盘焊接内插固定在所述滚动轴承一的内圈一中，且所述固定圆盘的外径表面与所述内圈一的内径表面焊接连接，以用于构成固定圆盘与内圈一的机械连接与热传导连接；

所述旋转底座包括金属导热管与至少2个金属导热片，至少2个金属导热片均匀设置于所述金属导热管的管壁外表面上以用于构成金属导热管与金属导热片之间的一体式连接与热传导连接；

所述电机座包括塑料管与塑料法兰盘，所述塑料法兰盘设置于所述塑料管的底端，所述电机座套设于所述金属导热管的管腔中且位于所述固定圆盘的上方，螺栓的螺杆穿透所述塑料法兰盘与固定圆盘构成螺栓连接以用于将电机座固定在所述固定圆盘的上圆形表面上；

所述直流电动机设置于所述塑料管的顶管口中，所述传动盘位于所述金属导热管的管腔中且位于所述直流电动机的上方，所述直流电动机的转轴内插固定在所述传动盘的轴向中心通孔中，所述直流电动机中的转轴的轴向中心线与所述金属导热管的轴向中心线重合，所述传动盘的外径表面与所述金属导热管的管壁内表面胶粘连接以用于由所述直流电动机的转轴旋转带动所述金属导热管旋转；

所述金属导热管旋转带动所述金属导热片旋转；

所述金属导热管的底管口焊接套设固定在所述滚动轴承一的外圈一上，所述外圈一的外径表面与所述金属导热管的底管口的管壁内表面焊接连接，以用于由所述金属导热管旋转带动所述外圈一旋转以及构成所述外圈一与金属导热管的热传导连接；

所述半导体制冷片由所述夹具夹紧固定在所述金属导热片的长宽表面上以用于由所述金属导热片旋转带动所述半导体制冷片旋转，所述半导体制冷片的冷面与所述金属导热片的长宽表面之间涂覆有导热硅脂构成所述半导体制冷片的冷面与所述金属导热片的长宽表面之间的热传导连接；

所述金属导热管的管壁外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料，所述金属导热片的外表面除了设置半导体制冷片的外表面之外的剩余外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料；

所述滚动轴承二包括内圈二、外圈二、滚动体二以及保持架二，所述滚动轴承二的内圈二套设固定在所述塑料管的管壁外表面上，所述滚动轴承二的外圈二的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环一的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环一的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管旋转带动所述外圈二旋转；

所述滚动轴承三包括内圈三、外圈三、滚动体三以及保持架三，所述滚动轴承三的内圈三套设固定在所述塑料管的管壁外表面上，且所述滚动轴承三位于所述滚动轴承二的上方，所述滚动轴承三的外圈三的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环二的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环二的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管旋转带动所述外圈三旋转；

给半导体制冷片供电的正极电线一以及负极电线一从所述固定圆盘上的轴向通孔中穿过然后进入所述塑料管的管腔中，然后正极电线一穿透所述塑料管的管壁与所述滚动轴承二的内圈二电连接以用于向滚动轴承二提供直流电，然后负极电线一穿透所述塑料管的管壁与所述滚动轴承三的内圈三电连接以用于向滚动轴承三提供直流电；

所述塑料绝缘环一上设置有连通其外径表面与内径表面的径向通孔，所述半导体制冷片的正极导电线先穿透所述金属导热管的管壁然后从所述塑料绝缘环一中的径向通孔中穿过最终与所述滚动轴承二的外圈二电连接，以用于由旋转着的外圈二作为直流电源的正极向旋转着的半导体制冷片提供直流电；

所述塑料绝缘环二上设置有连通其外径表面与内径表面的径向通孔，所述半导体制冷片的负极导电线先穿透所述金属导热管的管壁然后从所述塑料绝缘环二中的径向通孔中穿过最终与所述滚动轴承三的外圈三电连接，以用于由旋转着的外圈三作为直流电源的负极向旋转着的半导体制冷片提供直流电；

所述滚动轴承一的外圈一旋转所围绕的轴线、滚动轴承二的外圈二旋转所围绕的轴线、滚动轴承三的外圈三旋转所围绕的轴线与直流电动机的转轴的轴向中心线相互重合。

优选的，所述金属导热片为平面片状，所述金属导热片的长宽表面平行于所述金属导热管的轴向中心线，所述金属导热管的管壁外表面与所述金属导热片的其中一个厚度向侧面一体式连接，相邻的两个金属导热片之间留有间隙以用于形成风道使得冷却风从中经过。

优选的，每一块所述金属导热片的每一个长宽表面上均设置有一个半导体制冷片。

优选的，所述夹具包括铝条A、铝条B、上塑料螺栓以及下塑料螺栓；

所述铝条A的长度方向的两端分别设置有螺栓通孔，所述铝条B的长度方向的两端分别设置有螺栓通孔；

所述金属导热片的两个长宽表面分别为长宽表面A和长宽表面B；

所述长宽表面A上的半导体制冷片夹在所述长宽表面A与铝条A的内长宽表面之间，所述长宽表面A上的半导体制冷片的热面与所述铝条A的内长宽表面紧贴接触；

所述长宽表面B上的半导体制冷片夹在所述长宽表面B与铝条B的内长宽表面之间，所述长宽表面B上的半导体制冷片的热面与所述铝条B的内长宽表面紧贴接触；

所述上塑料螺栓的螺杆按顺序依次穿透所述铝条A的上端的螺栓通孔、长宽表面A上的保温材料、金属导热片、长宽表面B上的保温材料、铝条B的上端的螺栓通孔，所述下塑料螺栓的螺杆按顺序依次穿透所述铝条A的下端的螺栓通孔、长宽表面A上的保温材料、金属导热片、长宽表面B上的保温材料、铝条B的下端的螺栓通孔，所述铝条A、铝条B、上塑料螺栓以及下塑料螺栓首尾相连围成一个矩形框，以用于所述铝条A的上端与所述铝条B的上端构成螺栓连接，所述铝条A的下端与所述铝条B的下端构成螺栓连接，通过旋拧上塑料螺栓与下塑料螺栓使得铝条A与铝条B将半导体制冷片夹紧固定在金属导热片上。

优选的，所述旋转底座为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成；

所述固定圆盘为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成。

优选的，所述滚动轴承一为圆柱滚子轴承，所述滚动轴承一中的内圈一、外圈一以及滚动体一均为铝合金材质、纯铜材质或者钢材质；

所述滚动轴承二与所述滚动轴承三均为球轴承，所述内圈二、外圈二、滚动体二、内圈三、外圈三以及滚动体三均为铝合金材质、纯铜材质或者钢材质。

优选的，给直流电动机供电的正极电线二与负极电线二从所述固定圆盘上的轴向通孔中穿过然后进入所述塑料管的管腔中，然后正极电线二与负极电线二向上从塑料管中穿过且最终分别与直流电动机的正极以及负极电连接；

所述半导体制冷片与直流电源电连接，所述直流电动机与所述直流电源电连接，所述半导体制冷片与直流电动机为并联电连接。

一种CPU散热器，包括上述中的任意一项所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置；

所述CPU散热器还包括底板以及立柱，所述立柱的底端设置在所述底板的上长宽表面上，所述立柱的顶端设置在所述固定圆盘的下圆形表面上，所述底板用于叠放在所述CPU的上长宽表面上，所述底板的下长宽表面与所述CPU的上长宽表面之间涂覆有导热硅脂，所述立柱上设置有径向盲孔，所述固定圆盘上的轴向通孔与所述立柱上的径向盲孔连通构成穿电线通道，所述穿电线通道与所述塑料管的管腔是连通的，所述底板的四个角处分别设置有用于***紧固螺栓的螺栓通孔。

优选的，给半导体制冷片供电的正极电线一以及负极电线一从穿电线通道中穿过然后进入所述塑料管的管腔中。

优选的，所述底板为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成；

所述立柱为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置的轴向中心面剖切结构示意图(图1仅是结构示意图，其中多个细小的零部件为了在图1中看清楚，画的零件尺寸稍微大了些，实际应用中真实的尺寸大小包括但并不限于图1中的尺寸大小，实际应用中的真实的尺寸相互之间的比例关系包括但并不限于图1中的尺寸相互之间的比例关系，因此图1仅是结构示意图；

为了在图1中将半导体制冷片体现出来，图1中未剖切金属导热片、半导体制冷片、金属导热片上的保温材料、铝条A、铝条B、上塑料螺栓以及下塑料螺栓；

鉴于直流电动机的内部结构复杂，图1中未剖切直流电动机；)；

图2为图1中的旋转底座的立体结构示意图；

图3为图2中的沿着上塑料螺栓与下塑料螺栓二者相互重合的轴向中心面剖切金属导热片得到的剖面结构示意图；

图4为图1中的塑料绝缘环一的立体结构示意图；

图5为包括图1中的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置的CPU散热器的轴向中心面剖切结构示意图；

图6为图5中的固定底座、电机座、直流电动机、传动盘以及相关结构的剖面结构示意图；

图7为图5中的固定底座的立体结构示意图；

图中：1CPU，101导热硅脂；

2固定底座，201底板，2011底板上的用于***紧固螺栓的螺栓通孔，202立柱，2021立柱上的径向盲孔，203固定圆盘，2031固定圆盘上的轴向通孔，2032固定圆盘上的用于螺栓的螺杆穿透与塑料法兰盘构成螺栓连接的螺栓通孔，204正极电线一，205负极电线一；

3滚动轴承一，301内圈一，302外圈一，303滚动体一；

4旋转底座，401金属导热管，402金属导热片，403金属导热管上的保温材料，404金属导热片上的保温材料，405金属导热管上允许半导体制冷片的负极导电线穿过的通孔；

5电机座，501塑料管，502塑料法兰盘，503螺栓；

6直流电动机，601转轴，602正极电线二，603负极电线二；

7传动盘；

8半导体制冷片，801正极导电线，802负极导电线；

9滚动轴承二，901内圈二，902外圈二，903滚动体二；

10滚动轴承三，1001内圈三，1002外圈三，1003滚动体三；

11塑料绝缘环一，1101塑料绝缘环一上的径向通孔；

12塑料绝缘环二，1201塑料绝缘环二上的径向通孔；

1301铝条A，1302铝条B，1303上塑料螺栓，1304下塑料螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“竖直”、“水平”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

参照图1～7，图1～7中：CPU 1，导热硅脂101；固定底座2，底板201，底板上的用于***紧固螺栓的螺栓通孔2011，立柱202，立柱上的径向盲孔2021，固定圆盘203，固定圆盘上的轴向通孔2031，固定圆盘上的用于螺栓的螺杆穿透与塑料法兰盘构成螺栓连接的螺栓通孔2032，正极电线一204，负极电线一205；滚动轴承一3，内圈一301，外圈一302，滚动体一303；旋转底座4，金属导热管401，金属导热片402，金属导热管上的保温材料403，金属导热片上的保温材料404，金属导热管上允许半导体制冷片的负极导电线穿过的通孔405；电机座5，塑料管501，塑料法兰盘502，螺栓503；直流电动机6，转轴601，正极电线二602，负极电线二603；传动盘7；半导体制冷片8，正极导电线801，负极导电线802；滚动轴承二9，内圈二901，外圈二902，滚动体二903；滚动轴承三10，内圈三1001，外圈三1002，滚动体三1003；塑料绝缘环一11，塑料绝缘环一上的径向通孔1101；塑料绝缘环二12，塑料绝缘环二上的径向通孔1201；铝条A1301，铝条B1302，上塑料螺栓1303，下塑料螺栓1304。

本申请提供了一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，包括用于导热且用作固定不动底座的由金属材料制成的固定圆盘203、多个用于制冷的半导体制冷片8、用于安装半导体制冷片8且由金属材料制成的旋转底座4、用于将半导体制冷片8夹紧固定的夹具、用于支承旋转与导热的由金属材料制成的滚动轴承一3、用于支承旋转与导电的由金属材料制成的滚动轴承二9、用于支承旋转与导电的由金属材料制成的滚动轴承三10、塑料绝缘环一11、塑料绝缘环二12、直流电动机6、电机座5、塑料材质的传动盘7；

所述滚动轴承一3包括内圈一301、外圈一302、滚动体一303以及保持架一；

所述固定圆盘203上设置有轴向通孔2031，所述固定圆盘203焊接内插固定在所述滚动轴承一3的内圈一301中，且所述固定圆盘203的外径表面与所述内圈一301的内径表面焊接连接，以用于构成固定圆盘203与内圈一301的机械连接与热传导连接；

所述旋转底座4包括金属导热管401与至少2个金属导热片402，至少2个金属导热片402均匀设置于所述金属导热管401的管壁外表面上以用于构成金属导热管401与金属导热片402之间的一体式连接与热传导连接；

所述电机座5包括塑料管501与塑料法兰盘502，所述塑料法兰盘502设置于所述塑料管501的底端，所述电机座5套设于所述金属导热管401的管腔中且位于所述固定圆盘203的上方，螺栓503的螺杆穿透所述塑料法兰盘502与固定圆盘203构成螺栓503连接以用于将电机座5固定在所述固定圆盘203的上圆形表面上；

所述直流电动机6设置于所述塑料管501的顶管口中，所述传动盘7位于所述金属导热管401的管腔中且位于所述直流电动机6的上方，所述直流电动机6的转轴601内插固定在所述传动盘7的轴向中心通孔中，所述直流电动机6中的转轴601的轴向中心线与所述金属导热管401的轴向中心线重合，所述传动盘7的外径表面与所述金属导热管401的管壁内表面胶粘连接以用于由所述直流电动机6的转轴601旋转带动所述金属导热管401旋转；

所述金属导热管401旋转带动所述金属导热片402旋转；

所述金属导热管401的底管口焊接套设固定在所述滚动轴承一3的外圈一302上，所述外圈一302的外径表面与所述金属导热管401的底管口的管壁内表面焊接连接，以用于由所述金属导热管401旋转带动所述外圈一302旋转以及构成所述外圈一302与金属导热管401的热传导连接；

所述半导体制冷片8设置于所述金属导热片402的长宽表面上，所述半导体制冷片8由所述夹具夹紧固定在所述金属导热片402的长宽表面上以用于由所述金属导热片402旋转带动所述半导体制冷片8旋转，所述半导体制冷片8的冷面与所述金属导热片402的长宽表面之间涂覆有导热硅脂构成所述半导体制冷片8的冷面与所述金属导热片402的长宽表面之间的热传导连接；

所述金属导热管401的管壁外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料，所述金属导热片402的外表面除了设置半导体制冷片8的外表面之外的剩余外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料；

所述滚动轴承二9包括内圈二901、外圈二902、滚动体二903以及保持架二，所述滚动轴承二9的内圈二901套设固定在所述塑料管501的管壁外表面上，所述滚动轴承二9的外圈二902的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环一11的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环一11的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管401的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管401旋转带动所述外圈二902旋转；

所述滚动轴承三10包括内圈三1001、外圈三1002、滚动体三1003以及保持架三，所述滚动轴承三10的内圈三1001套设固定在所述塑料管501的管壁外表面上，且所述滚动轴承三10位于所述滚动轴承二9的上方，所述滚动轴承三10的外圈三1002的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环二12的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环二12的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管401的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管401旋转带动所述外圈三1002旋转；

给半导体制冷片8供电的正极电线一204以及负极电线一205从所述固定圆盘203上的轴向通孔2031中穿过然后进入所述塑料管501的管腔中，然后正极电线一204穿透所述塑料管501的管壁与所述滚动轴承二9的内圈二901电连接以用于向滚动轴承二9提供直流电，然后负极电线一205穿透所述塑料管501的管壁与所述滚动轴承三10的内圈三1001电连接以用于向滚动轴承三10提供直流电；

所述塑料绝缘环一11上设置有连通其外径表面与内径表面的径向通孔，所述半导体制冷片8的正极导电线801先穿透所述金属导热管401的管壁然后从所述塑料绝缘环一11中的径向通孔中穿过最终与所述滚动轴承二9的外圈二902电连接，以用于由旋转着的外圈二902作为直流电源的正极向旋转着的半导体制冷片8提供直流电；

所述塑料绝缘环二12上设置有连通其外径表面与内径表面的径向通孔，所述半导体制冷片8的负极导电线802先穿透所述金属导热管401的管壁然后从所述塑料绝缘环二12中的径向通孔中穿过最终与所述滚动轴承三10的外圈三1002电连接，以用于由旋转着的外圈三1002作为直流电源的负极向旋转着的半导体制冷片8提供直流电；

所述滚动轴承一3的外圈一302旋转所围绕的轴线、滚动轴承二9的外圈二902旋转所围绕的轴线、滚动轴承三10的外圈三1002旋转所围绕的轴线与直流电动机6的转轴601的轴向中心线这四条直线相互重合。

物体的传热过程分为三种基本传热模式，即：热传导、热对流和热辐射；多数情况下，按照热传递效率进行对比，热对流的热传递效率＞热传导的热传递效率＞热辐射的热传递效率。例如：间壁式换热的传热过程为：热流体将热量传至固体壁面左侧(对流传热)，然后热量自壁面左侧传至壁面右侧(热传导)，然后热量自壁面右侧传至冷流体(对流传热)。

本申请中，所述旋转底座4中的金属导热管401与金属导热片402的连接为一体式连接，而不能是焊接连接，以防止所述金属导热管401与金属导热片402焊接连接存在的导热不良；金属导热管401与金属导热片402可以是一体铸造成型，将金属导热管401与金属导热片402同时铸造出来；也可以是先铸造出一个铝合金棒，然后通过热挤压成型将金属导热管401与其上的金属导热片402同时热挤压出来，然后再分割成一小截一小截，即得旋转底座4。

钎焊的过程：当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化(工件未熔化)，并借助毛细作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷凝后即形成钎焊接头。根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊；1)软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450℃，接头强度较低(小于70MPa)；2)硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450℃，接头强度较高(大于200MPa)。

本申请中，所述固定圆盘焊接内插固定在所述滚动轴承一的内圈一中，且所述固定圆盘的外径表面与所述内圈一的内径表面焊接连接，以用于实现固定圆盘与内圈一的机械连接与热传导连接，此处利用焊接将固定圆盘2与内圈一301焊接连接在一起，此处的焊接连接是既能导热，且又是简单、实用、高效的连接方式，连接强度也是足够的；此处优选的采用钎焊将固定圆盘与内圈一301焊接连接在一起，更优选的采用硬钎焊，此处采用钎焊一是因为可以提高内圈一301与固定圆盘之间的连接强度，最主要的是因为内圈一301的内径表面与固定圆盘的外径表面之间有微小的、肉眼几乎看不到的缝隙，该缝隙会造成热传导不良，而采用钎焊后，熔化后的钎料会借助毛细作用被吸入和充满上述缝隙，液态钎料与内圈一301、固定圆盘相互扩散溶解，即利用液态钎料的凝固物去填满上述缝隙，从而显著地提高了内圈一301与固定圆盘之间的热传导强度，避免了二者之间的肉眼几乎看不到的缝隙所造成得热传导不良。

本申请中，所述金属导热管的底管口焊接套设固定在所述滚动轴承一的外圈一上，所述外圈一的外径表面与所述金属导热管的底管口的管壁内表面焊接连接，以用于所述金属导热管旋转带动所述外圈一旋转以及所述外圈一与金属导热管的热传导连接；此处的焊接连接是既能导热，且又是简单、实用、高效的连接方式，连接强度也是足够的；此处的焊接优选的采用钎焊，更优选的采用硬钎焊，此处采用钎焊一是因为可以提高外圈一302与金属导热管401之间的连接强度，最主要的是因为外圈一302的外径表面与金属导热管401的内径表面之间有微小的、肉眼几乎看不到的缝隙，该缝隙会造成热传导不良，而采用钎焊后，熔化后的钎料会借助毛细作用被吸入和充满上述缝隙，液态钎料与外圈一302以及金属导热管401相互扩散溶解，即利用液态钎料的凝固物去填满上述缝隙，从而显著地提高了外圈一302与金属导热管401之间的热传导强度，避免了二者之间的肉眼几乎看不到的缝隙所造成得热传导不良。

本申请中，所述电机座5包括塑料管501与塑料法兰盘502，所述塑料法兰盘502设置于所述塑料管501的底端，所述电机座5是塑料成型的一体式结构，塑料管501与塑料法兰盘502是塑料成型的一体式连接。电机座固定在所述固定圆盘的上圆形表面上后，固定圆盘上的轴向通孔与所述塑料管的管腔是连通的。

本申请中，所述半导体制冷片8设置于所述金属导热片402的长宽表面上，由于金属导热片402有两个长宽表面，因此，优选的在所述金属导热片402的两个长宽表面上均分别设置有一个半导体制冷片8，即一块金属导热片402上设置2个半导体制冷片8。

本申请中，半导体制冷片8的冷面的保冷、金属导热片402的保冷以及金属导热管401的保冷，就像冰箱的壳体中的夹层中充填了大量的硬泡聚氨酯保温材料以对冰箱进行保冷，是一个需要重点关注的问题，因为半导体制冷片8、金属导热片402以及金属导热管401这三者都是旋转的，如果这三者在旋转的过程中与空气发生直接接触，会与空气发生热对流传热，消耗电能制得的冷又被空气加热了，将冷量散失于空气中，就像冰箱制冷的时候敞着门，会造成半导体制冷片8所产生的冷量白白地浪费掉。为了避免上述情况，本申请在金属导热管的管壁外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料(保温材料的厚度为2mm-5mm)，在金属导热片的外表面除了设置半导体制冷片的外表面之外的剩余外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料(保温材料的厚度大于半导体制冷片8的厚度1mm—3mm)，用金属导热片402上的保温材料套设包裹着半导体制冷片8的长厚表面与宽厚表面以用于对半导体制冷片8进行保温隔热，上述的保温材料就像冰箱里为了保冷所充填的大量的硬泡聚氨酯保温材料。

本申请中，用保温材料包覆所述金属导热管的全部的管壁外表面，用保温材料包覆所述金属导热片的除了设置半导体制冷片的外表面之外的全部剩余外表面(包括长宽表面、长厚表面以及宽厚表面)，以避免该金属导热管与金属导热片的外表面裸露与空气发生热对流，浪费半导体制冷片8的冷面所制得的冷量。

本申请中，所述滚动轴承二9的内圈二901通过胶粘剂套设固定在所述塑料管501的管壁外表面上，所述滚动轴承二9的外圈二902的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环一11的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环一11的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管401的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管401旋转带动所述外圈二902旋转；优选的，上述的胶粘剂的胶粘连接均为热熔胶枪将热熔胶棒热熔以后实现的热熔胶粘连接。

本申请中，所述滚动轴承三10的内圈三1001通过胶粘剂套设固定在所述塑料管501的管壁外表面上，且所述滚动轴承三10位于所述滚动轴承二9的上方，所述滚动轴承三10的外圈三1002的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环二12的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环二12的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管401的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管401旋转带动所述外圈三1002旋转；优选的，上述的胶粘剂的胶粘连接均为热熔胶枪将热熔胶棒热熔以后实现的热熔胶粘连接。

本申请中，由金属材料制成的滚动轴承一3的内圈一301固定不旋转但外圈一302旋转，滚动轴承一3的作用：一是用于支承旋转底座4及其中金属导热管401的旋转，虽然金属导热管401是由直流电动机6提供动力带动旋转，但是有滚动轴承一3中的外圈一302的支撑，可以提高旋转底座4及其金属导热管401旋转的稳定性，二是用于导热，用作热量传递的桥梁，首先固定圆盘上的热量热传导给内圈一301，然后内圈一301上的热量热传导给滚动轴承一3中的滚动体一303，然后滚动体一303上的热量热传导给外圈一302，然后外圈一302上的热量热传导给金属导热管401，如此将固定圆盘上的热量通过滚动轴承一3这个桥梁传递给金属导热管401，然后金属导热管401上的热量再传递给金属导热片402，然后金属导热片402上的热量再传递给半导体制冷片8的冷面。

本申请中，由金属材料制成的滚动轴承二9的内圈二901固定不旋转但外圈二902旋转，滚动轴承二9的作用：用作一个旋转着供电的正极，首先直流电源通过正极电线一204将直流电供给给内圈二901，由于滚动轴承二9是由金属材料制成的，是能导电的，然后内圈二901上的直流电传递给滚动体二903，然后滚动体二903上的直流电再传递给外圈二902，然后外圈二902与金属导热管401之间是由塑料绝缘环一11实现的刚性传动连接，外圈二902的转速与金属导热管401的转速相同，外圈二902与金属导热管401之间为相对同步静止状态，进而外圈二902的转速与半导体制冷片8的转速相同，外圈二902与半导体制冷片8之间为相对同步静止状态，外圈二902边旋转边通过正极导电线801向旋转着的半导体制冷片8导电。

本申请中，由金属材料制成的滚动轴承三10的内圈三1001固定不旋转但外圈三1002旋转，滚动轴承三10的作用：用作一个旋转着供电的负极，首先直流电源通过负极电线一205将直流电供给给内圈三1001，由于滚动轴承三10是由金属材料制成的，是能导电的，然后内圈三1001上的直流电传递给滚动体三1003，然后滚动体三1003上的直流电再传递给外圈三1002，外圈三1002与金属导热管401之间是由塑料绝缘环二12实现的刚性传动连接，外圈三1002的转速与金属导热管401的转速相同，外圈三1002与金属导热管401之间为相对同步静止状态，进而外圈三1002的转速与半导体制冷片8的转速相同，外圈三1002与半导体制冷片8之间为相对同步静止状态，外圈三1002边旋转边通过负极导电线802向旋转着的半导体制冷片8导电。

本申请中，上述轴线是指一个物体或一个三维图形绕着旋转或者可以假设想象绕着旋转的一根直线。

本申请中，所述直流电动机6设置于所述电机座5中的塑料管501的顶管口中，是指所述直流电动机6的外壳或者主体设置于所述电机座5中的塑料管501的顶管口中，且优选的是通过胶粘剂进行胶粘固定，所述直流电动机6的外壳通过胶粘剂固定于所述电机座5中的塑料管501的顶管口中，优选的，此处的胶粘剂的胶粘连接为热熔胶枪将热熔胶棒热熔以后实现的热熔胶粘连接。

本申请中，所述直流电动机6的转轴601内插固定(优选的为胶粘连接)在所述传动盘7的轴向中心通孔中，所述传动盘7的外径表面与所述金属导热管401的管壁内表面胶粘连接；优选的，此处的胶粘连接为热熔胶枪将热熔胶棒热熔以后实现的热熔胶粘连接。传动盘7为平面圆形板形状，且为硬塑料材质，其轴向中心处设置有用于内插固定直流电动机6的转轴601的轴向中心通孔，传动盘7主要是用于传动，将直流电动机6产生的扭矩传递给金属导热管401，用于所述直流电动机6的转轴旋转带动所述金属导热管4旋转；选择传动盘7为硬塑料材质，主要是硬塑料材质不导热，可以隔断金属导热管401与直流电动机6的转轴601之间的热传导。

本申请中，由于塑料管与塑料法兰盘是硬塑料材质，因此塑料管与塑料法兰盘不导热，因此固定圆盘上的热量不可能通过塑料法兰盘与塑料管传递给直流电动机6然后再由直流电动机6传递给金属导热管401，因此固定圆盘上的热量只能通过滚动轴承一3传递给金属导热管401与金属导热片402。

本申请中，塑料绝缘环一与塑料绝缘环二由于是塑料材质，因此二者既不导热，又不导电。

一般所说的半导体制冷片的功率指的是耗电量，而不是制冷量，现在的半导体制冷片的制冷效率一般在60％左右，也就是能效比为0.6左右，很低的(压缩机的热泵至少2.0以上)。以100瓦为例：100瓦的制冷片一般也就能产生60瓦左右的制冷量(每秒大约可以从冷面吸收60焦尔左右的热量)，而热面所产生的热量是非常大的，除了100瓦的功耗所产生的热量，还有60瓦左右的从冷面吸收的热量，二者相加热面需要散热总共大约160瓦左右，冷热面的温度相差比较悬殊。

在本申请的一个实施例中，所述金属导热片为平面片状，所述金属导热片的长宽表面平行于所述金属导热管的轴向中心线，所述金属导热管的管壁外表面与所述金属导热片的其中一个厚度向侧面一体式连接，相邻的两个金属导热片之间留有间隙以用于形成风道使得冷却风从中经过。

在本申请的一个实施例中，每一块所述金属导热片的每一个长宽表面上均设置有一个半导体制冷片。

在本申请的一个实施例中，所述旋转底座4包括2块金属导热片402；

采用半导体制冷片制冷的制冷装置包括4个半导体制冷片8，每一块金属导热片402的两个长宽表面上分别设置有1个半导体制冷片8，4个半导体制冷片8与2块金属导热片402一一对应。

在本申请的一个实施例中，所述旋转底座4包括3块金属导热片402；

采用半导体制冷片制冷的制冷装置包括6个半导体制冷片8，每一块金属导热片402的两个长宽表面上分别设置有1个半导体制冷片8，6个半导体制冷片8与3块金属导热片402一一对应。

在本申请的一个实施例中，所述旋转底座4包括4块金属导热片402；

采用半导体制冷片制冷的制冷装置包括8个半导体制冷片8，每一块金属导热片402的两个长宽表面上分别设置有1个半导体制冷片8，8个半导体制冷片8与4块金属导热片402一一对应。

在本申请的一个实施例中，所述夹具包括铝条A1301、铝条B1302、上塑料螺栓1303以及下塑料螺栓1304；

所述铝条A1301的长度方向的两端分别设置有螺栓通孔，所述铝条B1302的长度方向的两端分别设置有螺栓通孔；

所述金属导热片402的两个长宽表面分别为长宽表面A和长宽表面B；

所述长宽表面A上的半导体制冷片8夹在所述长宽表面A与铝条A1301的内长宽表面之间，所述长宽表面A上的半导体制冷片8的热面与所述铝条A1301的内长宽表面紧贴接触；

所述长宽表面B上的半导体制冷片8夹在所述长宽表面B与铝条B1302的内长宽表面之间，所述长宽表面B上的半导体制冷片8的热面与所述铝条B1302的内长宽表面紧贴接触；

所述上塑料螺栓1303的螺杆按顺序依次穿透所述铝条A1301的上端的螺栓通孔、长宽表面A上的保温材料、金属导热片402、长宽表面B上的保温材料、铝条B1302的上端的螺栓通孔，所述下塑料螺栓1304的螺杆按顺序依次穿透所述铝条A1301的下端的螺栓通孔、长宽表面A上的保温材料、金属导热片402、长宽表面B上的保温材料、铝条B1302的下端的螺栓通孔，所述铝条A1301、铝条B1302、上塑料螺栓1303以及下塑料螺栓1304首尾相连围成一个矩形框，以用于所述铝条A1301的上端与所述铝条B1302的上端构成螺栓连接，所述铝条A1301的下端与所述铝条B1302的下端构成螺栓连接，通过旋拧上塑料螺栓与下塑料螺栓使得铝条A1301与铝条B1302将半导体制冷片8夹紧固定在金属导热片402上。

本申请中，铝条A与铝条B均为宽10mm×厚4mm的长方体形状，长度根据实际需要可长可短，长度为长30mm～60mm，为铝合金材质。

本申请中，选用上塑料螺栓1303以及下塑料螺栓1304为硬塑料材质，主要是因为硬塑料材质不导热，避免通过上塑料螺栓1303以及下塑料螺栓1304发生热传导。

在本申请的一个实施例中，所述旋转底座为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成，金属导热管与金属导热片均为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成；

所述固定圆盘为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成。

在本申请的一个实施例中，所述滚动轴承一3为圆柱滚子轴承，所述滚动轴承一3中的内圈一301、外圈一302以及滚动体一303均为铝合金材质、纯铜材质或者钢材质；所述滚动轴承二9与所述滚动轴承三10均为球轴承(也称作滚珠轴承)，所述内圈二901、外圈二902、滚动体二903、内圈三1001、外圈三1002以及滚动体三1003均为铝合金材质、纯铜材质或者钢材质；

此处，选择滚动轴承一3为圆柱滚子轴承，主要是因为圆柱滚子轴承的滚动体为圆柱形，相比于球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等等，圆柱形的滚动体一303与内圈一301以及外圈一302的接触面积更大，即热传导面积更大，如此可以提高内圈一301向外圈一302的热传导的传热效率；

此处，关于所述滚动轴承一3中的内圈一301、外圈一302以及滚动体一303均为铝合金材质，所述内圈二901、外圈二902、滚动体二903、内圈三1001、外圈三1002以及滚动体三1003均为铝合金材质，其实滚动轴承按材料分为陶瓷轴承、塑料轴承以及钢轴承等等，既然滚动轴承可以用陶瓷材料来制作，还可以用塑料材料来制作，那用铝合金材料来制作滚动轴承也不是什么难事；鉴于本申请的专门需求，可以专门定制加工一批铝合金材质的滚动轴承。

在本申请的一个实施例中，给直流电动机供电的正极电线二602与负极电线二603从所述固定圆盘上的轴向通孔中穿过然后进入所述塑料管的管腔中，然后正极电线二602与负极电线二603向上从塑料管中穿过且最终分别与直流电动机的正极以及负极电连接；

所述半导体制冷片与直流电源电连接，所述直流电动机与所述直流电源电连接，所述半导体制冷片与直流电动机为并联电连接。

本申请还提供了一种CPU散热器，包括上述中的任意一项所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置；

所述CPU散热器还包括底板201以及立柱202，所述立柱202的底端设置在所述底板201的上长宽表面上，所述立柱202的顶端设置在所述固定圆盘的下圆形表面上，所述底板201用于叠放在所述CPU1的上长宽表面上，所述底板201的下长宽表面与所述CPU1的上长宽表面之间涂覆有导热硅脂101，所述立柱202上设置有径向盲孔2021，所述固定圆盘203上的轴向通孔2031与所述立柱202上的径向盲孔2021连通构成穿电线通道，所述穿电线通道与所述塑料管的管腔是连通的，所述底板201的四个角处分别设置有用于***紧固螺栓的螺栓通孔2011。

在本申请的一个实施例中，给半导体制冷片供电的正极电线一204以及负极电线一205从穿电线通道中穿过然后进入所述塑料管的管腔中。

在本申请的一个实施例中，给直流电动机供电的正极电线二602与负极电线二603从穿电线通道中穿过然后进入所述塑料管的管腔中，然后正极电线二与负极电线二向上从塑料管中穿过且最终分别与直流电动机的正极以及负极电连接。

在本申请的一个实施例中，所述底板为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成；所述立柱为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成。

本申请中，底板201、立柱202以及固定圆盘203构成CPU散热器中的用于支承旋转底座4旋转的固定底座2。本申请中，所述固定底座2是铸造成型的一体式结构，底板201、立柱202以及固定圆盘203相互之间是铸造成型的一体式连接，此处一体式结构与一体式连接利于热传导，热传导的效果与效率更高，底板201、立柱202以及固定圆盘203相互之间不能是焊接连接，以防止焊接连接存在的导热不良。

在本申请的一个实施例中，上述的CPU散热器还包括紧固螺栓、压簧与背板，所述固定底座中的底板201的四个角处分别设置有用于***紧固螺栓的螺栓通孔2011，所述背板的四个角处分别设置有内螺纹通孔，安装CPU的主板(PCB印刷电路板)上相应位置设置有四个通孔，所述底板201、CPU、主板、背板按照从上到下的顺序叠加在一起，所述底板201的下长宽表面与所述CPU的上长宽表面之间涂覆有导热硅脂；

先将压簧套设在所述紧固螺栓的螺杆上，然后将所述紧固螺栓的螺杆从上向下依次穿过所述底板201上的螺栓通孔、所述主板上的通孔，且所述紧固螺栓的螺杆的底端通过螺纹连接内插固定在所述背板上的内螺纹通孔中，此时压簧的顶端受到螺栓的头部压迫，且压簧的底端接触压迫所述固定底座中的底板201的上长宽表面，此时的压簧是被压缩变形的，以用于凭借的压簧的回弹力将底板201压迫叠放在CPU的上长宽表面上。

本申请中，上述保温材料优选的为橡塑保温棉，橡塑保温棉是一种新型的保温隔热材料，以丁腈橡胶与聚氯乙烯为主要原料，经过密炼，硫化发泡等特殊工艺制成，具有低密度，密闭式气泡机构，耐屈挠，导热系数低，水汽透过率低，吸水率低等特点，富有柔软性与弹性，施工方便，绿色环保，导热系数(平均温度为0℃)≤0.034W/(m·K)，例如：连接空调的室内机与室外机的铜管的外表面上套设的就是橡塑保温管。预先在橡塑保温棉上剪切出一个用于嵌置半导体制冷片8的矩形通孔，金属导热片402上的橡塑保温棉粘贴好以后将半导体制冷片8放置在橡塑保温棉上的矩形通孔中。上述的橡塑保温棉多为单面胶粘型，一面有胶粘剂且另一面无胶粘剂，撕掉有胶面上的那层纸，就可以直接粘贴使用。

本申请取得了以下的有益的技术效果：

1)首先，不管如何，本申请确实实现了采用半导体制冷片对CPU进行散热，提高了CPU的散热效果与散热效率，从而解决了背景技术中提到的技术问题；此处，本申请提供的CPU的整个散热过程为：CPU产生的热量→固定底座2中的底板201→固定底座2中的立柱202→固定底座2中的固定圆盘203→内圈一301→滚动体一303→外圈一302→金属导热管401→金属导热片402→半导体制冷片8的冷面→半导体制冷片8的热面→旋转底座4旋转(主要是金属导热片402旋转)产生的冷却风，从而提高了CPU的散热效果与散热效率。

2)半导体制冷片8有两个长宽表面，一个长宽表面(冷面)用于制冷，另外一个长宽表面(热面)用于散热，其实，对于实现半导体制冷片8的长时间正常工作不损坏来说，保证半导体制冷片8的热面的良好地、充分地、足够地散热是第一位的，反而保证半导体制冷片8的冷面的良好地制冷是第二位的。

鉴于半导体制冷片8的制冷原理，必须对半导体制冷片8的热面进行主动地、充分地散热，避免热面过热造成整个半导体制冷片8烧坏。

为此，现有技术中通常是在半导体制冷片8的热面上设置散热鳍片，然后在散热鳍片上再设置散热风扇，由于半导体制冷片8的热面与散热鳍片直接接触，使得半导体制冷片8的热面上的热量传递给散热鳍片，散热风扇旋转产生冷却风，该冷却风经过散热鳍片的表面，半导体制冷片8的热面处的热量最终被散热风扇产生的冷却风带走，从而实现对半导体制冷片8的热面的散热。

上述，对半导体制冷片8的热面的散热是空气流经散热鳍片的热对流式散热，现有技术中半导体制冷片8是固定不动的，散热鳍片也是固定不动的，且同时设置一个轴流风扇对散热鳍片进行抽风，使得空气流动起来从散热鳍片的表面经过，发生热对流式散热，如此主要存在以下4个缺陷：(1).半导体制冷片8的体积是很小的，厚度在3mm—5mm，例如长40mm×宽40mm×厚3.5mm，但是相对于半导体制冷片8的体积来说，散热鳍片与散热风扇的体积就过于庞大，二者的体积之和是半导体制冷片8的体积的几十甚至上百倍，体积大小的比例非常不协调，过于尾大不掉，且半导体制冷片8的制冷量越大，相匹配的散热鳍片与散热风扇的散热量也就越大，造成相匹配的散热鳍片与散热风扇的体积之和也就更大，这对应用于CPU上来说，就出现了现有技术中的半导体制冷组件的制冷量足够但体积过大放不进去或者体积能放进去但制冷量不足够的技术问题：例如某个CPU的良好充分地散热需要一个60W制冷量的半导体制冷片8，但是相匹配的160W散热量的散热鳍片与散热风扇的体积过于庞大，造成放不进电脑的主机机箱之中，造成没有足够的空间进行安装，所以，此时要首先控制散热鳍片与散热风扇的体积之和，选择体积比较小的且能放进电脑的主机机箱之中的散热鳍片与散热风扇，例如选择一个80W散热量的散热鳍片与散热风扇，散热鳍片与散热风扇选好了以后再选择相匹配的半导体制冷片8，例如选择一个30W制冷量的半导体制冷片8，显然这个30W制冷量的半导体制冷片8是不足以对CPU进行良好充分地散热的，但是没办法，首先要体积允许能放进电脑的主机机箱之中，如果体积太大放不进去制冷量再足够也不行；

(2).真正需要散热的是半导体制冷片8的热面，但是冷却风直接吹的却是散热鳍片，冷却风并不是直接吹半导体制冷片8的热面，冷却风和半导体制冷片8的热面之间还隔着散热鳍片，就像买家和卖家之间还隔着一级的中介，中间商赚差价，传热过程中中间每多增加一级中介就会增加一级的热阻，造成总传热效率降低，减小了半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率；

(3).冷却风(空气)只是在散热鳍片的表面轻轻拂过，对流强度比较低，导致散热效果与散热效率比较低；

(4).现有技术中的散热鳍片始终是处于一种被动的等风来的状态，风来不来，风来多少，散热鳍片都控制不了，主动权在散热风扇那里，散热鳍片始终是处于一种等、靠、要的消极状态，自己不主动不努力不主动出击去有所作为，而是静静地等待着风来，就像人的一生中不管做什么事，如此等、靠、要的消极态度，都会导致消极怠工，效率低下，难以成功，同样此处会导致半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率比较低。

因此，如何提高半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

为此，本申请创造性地提供了一种新型的半导体制冷片8的热面的散热方式：把半导体制冷片固定在旋转的金属导热片上，类似于把湿衣服直接绑在吊扇的扇叶中的旋转着的叶片上，让半导体制冷片8的热面直接裸露，半导体制冷片8的热面除了铝条之外没有被任何物件遮盖，让半导体制冷片8的热面直接裸露在大气中，与空气直接接触，且让半导体制冷片8旋转起来，旋转着的半导体制冷片8本身具有动能，可以对空气进行做功，旋转着的半导体制冷片8的热面可以对空气进行挤压、剪切、摩擦以及搅拌，使得半导体制冷片8的热面直接与空气发生热对流式传热，将半导体制冷片8的热面上的热量传递给空气，然后热量被空气带走，如此即是本申请中对半导体制冷片8的热面进行散热的工作原理，由此本申请实现了对半导体制冷片8的热面的良好充分地散热。

本申请采用上述的新型的半导体制冷片8的热面的散热方式取得了以下的有益的技术效果：

(a).本申请采用了上述的新型的半导体制冷片8的热面的散热方式之后，无需再在半导体制冷片8的热面上设置体积庞大的散热鳍片与散热风扇，只需薄薄的一个半导体制冷片8即可实现制冷功能与散热功能，从而显著地减小了制冷组件的体积，利于在狭小的空间内安装使用，从而解决了现有技术中的半导体制冷组件的制冷量足够但体积过大放不进去或者体积能放进去但制冷量不足够的技术问题；

(b).半导体制冷片8的热面直接裸露在大气中，与空气直接接触，且让半导体制冷片8旋转起来，如此使得半导体制冷片8的热面可以直接与空气发生热对流式传热，半导体制冷片8的热面与空气之间不再有散热鳍片这样的传热中介，不再有中介自身所产生的热阻，从而提高了半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率；

(c).本申请让半导体制冷片8的热面直接裸露在大气中，与空气直接接触，且让半导体制冷片8旋转起来，旋转着的半导体制冷片8本身具有动能，可以对空气进行做功，旋转着的半导体制冷片8的热面可以对空气进行挤压、剪切、摩擦以及搅拌，从而显著地提高了半导体制冷片8的热面与空气之间的热对流强度，显著地提高了半导体制冷片8的热面上的热量传递给空气的热传递效率，因此，单位时间内会有更多的热量传递给空气，进而被空气所带走，提高了半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率，最终提高了CPU的散热效果与散热效率；

举个例子，这就好比是，夏天洗了一件T恤衫，如果把洗完后的T恤衫晾在室内，室内自然通风，完全晾干一般需要10个小时；进一步的，如果把洗完后的T恤衫晾用一层吸水的干海绵包裹住然后放在室内的吊扇的正下面，然后吊扇产生的风对着干海绵直吹，湿T恤完全晾干可能需要5个小时；更进一步的，如果把洗完后的T恤衫紧紧地绑在吊扇的扇叶中的叶片上，让湿T恤衫随着吊扇的叶片一起旋转，完全晾干可能仅需要1-2个小时；上述原理都是对流式晾干，但是对流强度逐步提高，造成了晾干时间的逐步显著地减小；

本申请中的半导体制冷片8就好比是上述刚洗完还带水的湿T恤，包裹湿T恤的一层吸水的干海绵就好比是现有技术中的半导体制冷片8的热面上的散热鳍片；

现有技术中半导体制冷片8是固定不动的，散热鳍片也是固定不动的，且同时设置一个轴流风扇对散热鳍片进行抽风，使得空气流动起来从散热鳍片的表面经过，发生热对流式散热，就好比是上述的把洗完后的T恤衫晾用一层吸水的干海绵包裹住放在室内的吊扇的正下面，然后吊扇产生的风对着干海绵直吹，如此热对流强度比较低，导致半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率比较低；

本申请将所述半导体制冷片设置于所述金属导热片的长宽表面上且随金属导热片一起旋转，让半导体制冷片8的热面直接裸露在在大气中且旋转起来，半导体制冷片8的热面主动出击去挤压空气、剪切空气、摩擦空气以及搅拌空气，就好比是上述的把洗完后的T恤衫紧紧地绑在吊扇的扇叶中的叶片上，让湿T恤衫随着吊扇的叶片一起旋转，使得热对流强度得到了显著提高，如此使得半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率得到了显著提高；

(d).本申请让半导体制冷片8旋转起来，半导体制冷片8的热面主动出击去挤压空气、剪切空气、摩擦空气以及搅拌空气，主动出击去产生风与捕获风，主动出击去有所作为，而不再是等、靠、要，不再指望散热风扇向其提供风，风来不来以及风来的多少都是由半导体制冷片8自己控制，主动权牢牢地控制在半导体制冷片8自己这里，积极主动出击从而显著地提高了半导体制冷片8的热面的散热效果与散热效率。

3)在半导体制冷片8的实际使用过程中，当单个的半导体制冷片8的制冷量再大也满足不了实际需求的时候，就要使用多个半导体制冷片8来共同制冷。

由于半导体制冷片8是平面片状，不能折叠，也不能弯曲；再者，鉴于半导体制冷片8的制冷原理，现有技术中通常不将多块半导体制冷片8叠加在一起进行制冷，如此叠加虽然原理上可行，但现实中操作很难，且半导体制冷片8自身消耗电能较大，得不偿失，意义不大；因此，现有技术中为了实现多个半导体制冷片8共同制冷，通常是简单地重复设置多个制冷组件，每一个制冷组件包括1个半导体制冷片8及其相匹配的散热鳍片与散热风扇，重复设置就导致最后的组装成品体积很大，例如如果需要4个半导体制冷片8来制冷，就得搭配4个散热鳍片与4个散热风扇，体积过于庞大就导致在通用的安装空间中都无法安装，严重限制了多个半导体制冷片8共同制冷在工业上的推广应用。

因此，如何在实际应用中的拥挤有限的安装空间中，可以多设置几块半导体制冷片8，多块半导体制冷片8共同制冷，提高总制冷量(即在单位体积中提高全部半导体制冷片8的总制冷量)，或者是换一种说法，在保持总制冷量足够且不变的前提下，尽量缩小所有半导体制冷片8所占用的体积(在单位制冷量中减小半导体制冷片8所占的体积)，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

为此，本申请改变了半导体制冷片8的冷面的制冷方式，本申请中可以设置多个半导体制冷片8，每一块金属导热片402包括两个长宽表面，每一块所述金属导热片402的每一个长宽表面上均设置有一个半导体制冷片8，即一块金属导热片402上设置有2个半导体制冷片8，优选的本申请中的旋转底座4包括2-8块金属导热片402，即本申请中最多可以设置4-16块半导体制冷片8；

本申请中，一块半导体制冷片8是绕金属导热管401的轴向中心线旋转，是占用这么大的体积，2块半导体制冷片8也是绕金属导热管401的轴向中心线旋转，也是占用这么大的体积，再多的半导体制冷片8都是绕金属导热管401的轴向中心线旋转，也都是占用这么大的体积，1块、2块和多块半导体制冷片8所占的体积之间并没有区别，随着半导体制冷片8的数量的增加并没有增加占用的体积；

本申请中，至于最终设置几块半导体制冷片8以及每一块半导体制冷片8的制冷量是多少，需要根据CPU所需要的总制冷量来决定，根据现场的实际需要来判定，总制冷量＝所有半导体制冷片8的制冷量的加和；

如此，本申请解决了在实际应用中的拥挤有限的安装空间中，可以多设置几块半导体制冷片8，多块半导体制冷片8共同制冷，提高了总制冷量(即在单位体积中提高了全部半导体制冷片8的总制冷量)，或者是换一种说法，在保持总制冷量足够且不变的前提下，缩小了所有半导体制冷片8所占用的体积(在单位制冷量中减小了半导体制冷片8所占的体积)。

综上，其实，本申请的整体的解决技术问题的思路为：现有技术中已经有了采用半导体制冷片8对CPU进行散热的方法，但是现有技术存在多个技术问题，其中一个主要技术问题是：就是上述提到的半导体制冷片8的体积是很小的但相匹配的散热鳍片与散热风扇的体积过于庞大的问题，造成现有技术中的半导体制冷组件的制冷量足够但体积过大放不进去或者体积能放进去但制冷量不足够的技术问题；

为此，本申请改变了半导体制冷片8的热面的散热方式，拆掉了散热鳍片与散热风扇，进而在改变散热方式的基础上改变了半导体制冷片8的冷面的制冷方式；

由此，本申请按照如下方式解决上述举例中的问题：CPU的良好充分地散热需要60W制冷量的半导体制冷片8，这个要求一定要满足，不能降低要求，然后本申请选择4个15W制冷量的半导体制冷片8，4个15W制冷量的半导体制冷片8分别设置在两块金属导热片402上，每一个金属导热片402上设置2个15W制冷量的半导体制冷片8，此处的包括4个15W制冷量的半导体制冷片8在内的制冷组件的总制冷量是足够的，且体积也是比较小的，可以放进电脑的主机机箱中，且由于每个半导体制冷片8分到的制冷量较小(只有15W)，因此每个半导体制冷片8的热面的散热量需要40W左右，该40W左右的散热量比较小，每个半导体制冷片8的热面旋转且与空气直接接触可以轻松地实现该40W左右的散热量，从而解决了现有技术中的半导体制冷组件的制冷量足够但体积过大放不进去或者体积能放进去但制冷量不足够的技术问题。

本申请中，本申请改变了半导体制冷片8的热面的散热方式，拆掉了散热鳍片与散热风扇，关于本申请中的半导体制冷片8的热面的散热方式的散热量是否足够的问题，本申请采用如下的方式解决：1).提高直流电动机的转轴601的转速，让半导体制冷片8旋转得更快，从而进一步提高半导体制冷片8的热面与空气之间的热对流强度，半导体制冷片8的转速越大，半导体制冷片8的热面的散热量越大，从而进一步提高了半导体制冷片8的热面的散热量；2).本申请中最多可以设置4-16块半导体制冷片8，CPU的良好充分地散热所需要的制冷量是恒定不变的，这4-16块半导体制冷片8可以均摊这个制冷量，每个半导体制冷片都分一点，因此，均摊以后每个半导体制冷片的冷面的制冷量不需要太大(在3-20W之间)，既如此，因此，每个半导体制冷片的热面的散热量也无需太大，且如果真的出现半导体制冷片8的热面的散热量不足够的现象，可以采用进一步增加半导体制冷片的数量以进一步降低每个半导体制冷片均摊的散热量的方法来解决，每个半导体制冷片8的热面旋转且与空气直接接触可以轻松地实现该比较小的热面的散热量。

本申请中，本申请改变了半导体制冷片8的冷面的制冷方式，关于本申请中的半导体制冷片8的冷面的制冷方式是否会造成结露凝霜的问题，本申请采用如下的方式解决：1).本申请提供的CPU散热器还包括控制器与温度传感器，所述控制器与每一个半导体制冷片均分别电连接，所述控制器与所述直流电源电连接，所述控制器与温度传感器电连接，所述温度传感器与控制器均位于所述金属导热管的外部，所述温度传感器设置在所述固定底座的底板的上长宽表面上以用于检测底板的温度，当温度传感器检测的温度小于等于15℃时，控制器切断直流电源向半导体制冷片的供电，使得半导体制冷片断电停止制冷，以避免CPU的温度过低造成CPU上发生结露凝霜；2).本申请中最多可以设置4-16块半导体制冷片8，但是全部的半导体制冷片可以不同时通电工作，控制器可以设定程序，控制器自动控制哪几个半导体制冷片通电工作，控制器自动控制哪几个半导体制冷片断电休息，全部的半导体制冷片进行轮换着工作或者待机备用，如此可以避免半导体制冷片长时间工作导致的寿命损耗过快，提高半导体制冷片的使用寿命，也可以避免全部的半导体制冷片同时都通电制冷、集中制冷温度过低造成CPU上发生结露凝霜。

本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

本文中应用了具体实施例对本发明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发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，其特征在于，包括用于导热且用作固定不动底座的由金属材料制成的固定圆盘、多个用于制冷的半导体制冷片、用于安装半导体制冷片且由金属材料制成的旋转底座、用于将半导体制冷片夹紧固定的夹具、用于支承旋转与导热的由金属材料制成的滚动轴承一、用于支承旋转与导电的由金属材料制成的滚动轴承二、用于支承旋转与导电的由金属材料制成的滚动轴承三、塑料绝缘环一、塑料绝缘环二、直流电动机、电机座、塑料材质的传动盘；

所述滚动轴承一包括内圈一、外圈一、滚动体一以及保持架一；

所述固定圆盘上设置有轴向通孔，所述固定圆盘焊接内插固定在所述滚动轴承一的内圈一中，且所述固定圆盘的外径表面与所述内圈一的内径表面焊接连接，以用于构成固定圆盘与内圈一的机械连接与热传导连接；

所述旋转底座包括金属导热管与至少2个金属导热片，至少2个金属导热片均匀设置于所述金属导热管的管壁外表面上以用于构成金属导热管与金属导热片之间的一体式连接与热传导连接；

所述电机座包括塑料管与塑料法兰盘，所述塑料法兰盘设置于所述塑料管的底端，所述电机座套设于所述金属导热管的管腔中且位于所述固定圆盘的上方，螺栓的螺杆穿透所述塑料法兰盘与固定圆盘构成螺栓连接以用于将电机座固定在所述固定圆盘的上圆形表面上；

所述直流电动机设置于所述塑料管的顶管口中，所述传动盘位于所述金属导热管的管腔中且位于所述直流电动机的上方，所述直流电动机的转轴内插固定在所述传动盘的轴向中心通孔中，所述直流电动机中的转轴的轴向中心线与所述金属导热管的轴向中心线重合，所述传动盘的外径表面与所述金属导热管的管壁内表面胶粘连接以用于由所述直流电动机的转轴旋转带动所述金属导热管旋转；

所述金属导热管旋转带动所述金属导热片旋转；

所述金属导热管的底管口焊接套设固定在所述滚动轴承一的外圈一上，所述外圈一的外径表面与所述金属导热管的底管口的管壁内表面焊接连接，以用于由所述金属导热管旋转带动所述外圈一旋转以及构成所述外圈一与金属导热管的热传导连接；

所述半导体制冷片由所述夹具夹紧固定在所述金属导热片的长宽表面上以用于由所述金属导热片旋转带动所述半导体制冷片旋转，所述半导体制冷片的冷面与所述金属导热片的长宽表面之间涂覆有导热硅脂构成所述半导体制冷片的冷面与所述金属导热片的长宽表面之间的热传导连接；

所述金属导热管的管壁外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料，所述金属导热片的外表面除了设置半导体制冷片的外表面之外的剩余外表面上包覆一层用于保温隔热的保温材料；

所述滚动轴承二包括内圈二、外圈二、滚动体二以及保持架二，所述滚动轴承二的内圈二套设固定在所述塑料管的管壁外表面上，所述滚动轴承二的外圈二的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环一的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环一的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管旋转带动所述外圈二旋转；

所述滚动轴承三包括内圈三、外圈三、滚动体三以及保持架三，所述滚动轴承三的内圈三套设固定在所述塑料管的管壁外表面上，且所述滚动轴承三位于所述滚动轴承二的上方，所述滚动轴承三的外圈三的外径表面通过胶粘剂与所述塑料绝缘环二的内径表面胶粘连接，所述塑料绝缘环二的外径表面通过胶粘剂与所述金属导热管的管壁内表面胶粘连接，以用于由所述金属导热管旋转带动所述外圈三旋转；

给半导体制冷片供电的正极电线一以及负极电线一从所述固定圆盘上的轴向通孔中穿过然后进入所述塑料管的管腔中，然后正极电线一穿透所述塑料管的管壁与所述滚动轴承二的内圈二电连接以用于向滚动轴承二提供直流电，然后负极电线一穿透所述塑料管的管壁与所述滚动轴承三的内圈三电连接以用于向滚动轴承三提供直流电；

所述塑料绝缘环一上设置有连通其外径表面与内径表面的径向通孔，所述半导体制冷片的正极导电线先穿透所述金属导热管的管壁然后从所述塑料绝缘环一中的径向通孔中穿过最终与所述滚动轴承二的外圈二电连接，以用于由旋转着的外圈二作为直流电源的正极向旋转着的半导体制冷片提供直流电；

所述塑料绝缘环二上设置有连通其外径表面与内径表面的径向通孔，所述半导体制冷片的负极导电线先穿透所述金属导热管的管壁然后从所述塑料绝缘环二中的径向通孔中穿过最终与所述滚动轴承三的外圈三电连接，以用于由旋转着的外圈三作为直流电源的负极向旋转着的半导体制冷片提供直流电；

所述滚动轴承一的外圈一旋转所围绕的轴线、滚动轴承二的外圈二旋转所围绕的轴线、滚动轴承三的外圈三旋转所围绕的轴线与直流电动机的转轴的轴向中心线相互重合；

每一块所述金属导热片的每一个长宽表面上均设置有一个半导体制冷片。

2.根据权利要求1所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，其特征在于，所述金属导热片为平面片状，所述金属导热片的长宽表面平行于所述金属导热管的轴向中心线，所述金属导热管的管壁外表面与所述金属导热片的其中一个厚度向侧面一体式连接，相邻的两个金属导热片之间留有间隙以用于形成风道使得冷却风从中经过。

3.根据权利要求1所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，其特征在于，所述夹具包括铝条A、铝条B、上塑料螺栓以及下塑料螺栓；

所述铝条A的长度方向的两端分别设置有螺栓通孔，所述铝条B的长度方向的两端分别设置有螺栓通孔；

所述金属导热片的两个长宽表面分别为长宽表面A和长宽表面B；

所述长宽表面A上的半导体制冷片夹在所述长宽表面A与铝条A的内长宽表面之间，所述长宽表面A上的半导体制冷片的热面与所述铝条A的内长宽表面紧贴接触；

所述长宽表面B上的半导体制冷片夹在所述长宽表面B与铝条B的内长宽表面之间，所述长宽表面B上的半导体制冷片的热面与所述铝条B的内长宽表面紧贴接触；

所述上塑料螺栓的螺杆按顺序依次穿透所述铝条A的上端的螺栓通孔、长宽表面A上的保温材料、金属导热片、长宽表面B上的保温材料、铝条B的上端的螺栓通孔，所述下塑料螺栓的螺杆按顺序依次穿透所述铝条A的下端的螺栓通孔、长宽表面A上的保温材料、金属导热片、长宽表面B上的保温材料、铝条B的下端的螺栓通孔，所述铝条A、铝条B、上塑料螺栓以及下塑料螺栓首尾相连围成一个矩形框，以用于所述铝条A的上端与所述铝条B的上端构成螺栓连接，所述铝条A的下端与所述铝条B的下端构成螺栓连接，通过旋拧上塑料螺栓与下塑料螺栓使得铝条A与铝条B将半导体制冷片夹紧固定在金属导热片上。

4.根据权利要求1所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，其特征在于，所述旋转底座为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成；

所述固定圆盘为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，其特征在于，所述滚动轴承一为圆柱滚子轴承，所述滚动轴承一中的内圈一、外圈一以及滚动体一均为铝合金材质、纯铜材质或者钢材质；

所述滚动轴承二与所述滚动轴承三均为球轴承，所述内圈二、外圈二、滚动体二、内圈三、外圈三以及滚动体三均为铝合金材质、纯铜材质或者钢材质。

6.根据权利要求1所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置，其特征在于，给直流电动机供电的正极电线二与负极电线二从所述固定圆盘上的轴向通孔中穿过然后进入所述塑料管的管腔中，然后正极电线二与负极电线二向上从塑料管中穿过且最终分别与直流电动机的正极以及负极电连接；

所述半导体制冷片与直流电源电连接，所述直流电动机与所述直流电源电连接，所述半导体制冷片与直流电动机为并联电连接。

7.一种CPU散热器，其特征在于，包括权利要求1～6中的任意一项所述的一种采用半导体制冷片制冷的制冷装置；

所述CPU散热器还包括底板以及立柱，所述立柱的底端设置在所述底板的上长宽表面上，所述立柱的顶端设置在所述固定圆盘的下圆形表面上，所述底板用于叠放在所述CPU的上长宽表面上，所述底板的下长宽表面与所述CPU的上长宽表面之间涂覆有导热硅脂，所述立柱上设置有径向盲孔，所述固定圆盘上的轴向通孔与所述立柱上的径向盲孔连通构成穿电线通道，所述穿电线通道与所述塑料管的管腔是连通的，所述底板的四个角处分别设置有用于***紧固螺栓的螺栓通孔。

8.根据权利要求7所述的一种CPU散热器，其特征在于，给半导体制冷片供电的正极电线一以及负极电线一从穿电线通道中穿过然后进入所述塑料管的管腔中。

9.根据权利要求7所述的一种CPU散热器，其特征在于，所述底板为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成；

所述立柱为采用铝合金、铜或者铜合金材料制成。

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