CN110849027A - 一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，包括热电制冷片，所述热电制冷片的冷端与柔性平板热管的冷凝端下表面贴合，柔性平板热管的冷凝端上表面贴合有绝热板；所述柔性平板热管的一端伸出热电制冷片外且柔性平板热管的伸出端端部呈弯曲状结构，柔性平板热管的弯曲状结构与铜管卡紧固定，所述热电制冷片的热端与散热器固定连接，热电制冷片的热端和冷端均涂覆有导热硅脂层。本发明通过热电制冷片结合柔性热管，对铜管内流动工质实现冷却效果，适用于不同管径铜管冷却，结构简单，非常便于拆卸携带和更换，具有良好的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及散热冷却技术领域，具体涉及一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置。
背景技术
在管路系统中，常需对管内流动工质进行冷却控温，目前市场上缺乏相关的产品，一般是通过换热器，使流动工质与外界冷却水换热降低温度，常需附带相应的制冷系统，存在不易操作、系统复杂之缺点。
制冷片也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等，是指一种分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热的贴片。热电制冷片不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件，是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长。由于其制冷速率快、体积小、无噪音，易与拆卸，非常适合于铜管内流动工质的冷却场合。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，解决了管路系统中流动工质的冷却问题。本发明通过可弯曲的柔性热管和热电制冷片对铜管进行冷却作用，不仅适用于铜管焊接散热冷却和小型换热器，还便于拆卸携带和更换，制冷速度快，实现高效制冷，本发明整体结构简单，具有良好的实用价值。
技术方案：本发明一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，包括热电制冷片，所述热电制冷片的冷端与柔性平板热管的冷凝端下表面贴合，柔性平板热管的冷凝端上表面贴合有绝热板；所述柔性平板热管的一端伸出热电制冷片外且柔性平板热管的伸出端端部呈弯曲状结构，柔性平板热管的弯曲状结构与铜管卡紧固定，所述热电制冷片的热端与散热器固定连接，热电制冷片的热端和冷端均涂覆有导热硅脂层。
进一步的，所述热电制冷片包括上下对称设置的两组陶瓷片，两组陶瓷片之间设有多个N型半导体和P型半导体颗粒，所述N型半导体和P型半导体颗粒相互交错排列，且相邻的N型半导体和P型半导体颗粒以金属导体相连接形成以N-P-N-P-N-P相互交错的完整线路。
进一步的，所述散热器为铝翅片散热器。散热器设置在热电制冷片的热端进行散热。
进一步的，所述柔性平板热管包括由薄铜片焊接而成壳体，所述壳体的内部设有装有工质的腔体，所述腔体的表面设有多孔毛细层，所述多孔毛细层由金属粉末附着于腔体的表面烧结形成。用柔性平板热管代替了传统的金属片，实现了比金属片高达十倍以上的传热能力。
进一步的，所述工质为水或乙醇。
进一步的，所述柔性平板热管的冷凝端腔体内部焊接有多根支撑柱体。支撑柱体保证柔性平板热管不坍塌变形起到支撑作用。
进一步的，所述金属粉末为铜粉。
进一步的，所述柔性平板热管弯曲状结构的弯曲曲率与铜管侧面的弯曲曲率设置相同，且柔性平板热管与铜管的接触面通过金属胶粘接。金属胶起到辅助紧固的作用。
进一步的，该装置还包括紧固机构，所述紧固机构包括螺钉、隔热垫片和锁紧螺母，所述螺钉依次穿过绝热板、柔性平板热管、热电制冷片和散热器，且螺钉的伸出端与锁紧螺母螺纹连接，位于锁紧螺母与散热器之间的螺钉杆身上套设有隔热垫片。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明通过利用柔性平板热管，实现与铜管紧密贴合，对管路系统中的铜管内流动工质进行冷却，达到对工质进行控温的效果；本发明方便拆卸携带，具有良好的实用价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中热电制冷片工作状态图；
图3为本发明散热器主视图；
图4为柔性平板热管剖视图；
图5为图1中A处放大图。
具体实施例
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
如图1所示，本发明一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，包括热电制冷片1，热电制冷片1的冷端与柔性平板热管2的冷凝端下表面贴合，柔性平板热管2的冷凝端上表面贴合有绝热板3；柔性平板热管2的一端伸出热电制冷片1外且柔性平板热管2的伸出端端部呈弯曲状结构，柔性平板热管2的弯曲状结构与铜管4卡紧固定，柔性平板热管2可对铜管4内流动工质实现高效冷却的效果；同时，柔性平板热管2弯曲状结构的弯曲曲率与铜管4侧面的弯曲曲率设置相同，且柔性平板热管2与铜管4的接触面通过金属胶粘接，起到辅助紧固的作用，也可利用卡箍进行辅助紧固；热电制冷片1的热端与散热器5固定连接，为加强换热，同时如图3所示，散热器5采用铝翅片散热器，可加快散热；热电制冷片1的热端和冷端均涂覆有导热硅脂层6，导热硅脂层6用于减小接触热阻，强化换热；
如图2所示，热电制冷片1包括上下对称设置的两组陶瓷片11，两组陶瓷片11之间设有多个N型半导体12和P型半导体13颗粒，N型半导体12和P型半导体13颗粒相互交错排列，且相邻的N型半导体12和P型半导体13颗粒以金属导体14相连接形成以N-P-N-P-N-P相互交错的完整线路，金属导体14为铜或铝；热电制冷片1通电工作的时候，上层的陶瓷片11为冷端，可用于对铜管4内流动工质的冷却，下层的陶瓷片11为热端，用散热器5对其散热，加大温差，使热电制冷片1的冷端温度更低，可实现更好的冷却效果；
如图4所示，热电制冷片1的冷端和柔性平板热管2的冷凝端贴合，柔性平板热管2的左端与热电制冷片1平齐，柔性平板热管2包括由薄铜片焊接而成壳体21，壳体21的内部设有装有工质的腔体22，腔体22的表面设有多孔毛细层23，多孔毛细层23由金属粉末附着于腔体22的表面烧结形成，其中工质为水或乙醇，金属粉末为铜粉；采用柔性平板热管2代替了传统的金属片，实现了比金属片高达十倍以上的传热能力；
柔性平板热管2内部的可分为蒸发端B、绝热段C、冷凝端D，首先蒸发端B为与铜管接触的部位，温度较高，冷凝端D与制冷片冷端贴合，用作工质的冷却；首先多孔毛细层23在毛细力的作用下吸足工质后，表面完全湿润，然后柔性平板热管2的弯曲状结构与铜管4卡紧固定，铜管4将热量传递至柔性平板热管2的蒸发端B，导致工质蒸发，汽态工质朝柔性平板热管2中的绝热段C和冷凝端D运动，由于冷凝端D的温度较低，导致汽态工质冷凝液化后又被多孔毛细层23吸收，在毛细力的作用下，工质回流至柔性平板热管2的蒸发端B，如此循环，铜管4逐步被冷却；同时柔性平板热管2的冷凝端D腔体22内部焊接有多根支撑柱体24，支撑柱体24保证柔性平板热管2不坍塌变形起到支撑作用，这些支撑柱体24的材料优选铜柱；
如图5所示，该装置还包括紧固机构7，紧固机构7用于固定热电制冷片1、散热器5、柔性平板热管2和绝热板3，紧固机构7包括螺钉71、隔热垫片72和锁紧螺母73，螺钉71依次穿过绝热板3、柔性平板热管2、热电制冷片1和散热器5，且螺钉71的伸出端与锁紧螺母73螺纹连接，位于锁紧螺母73与散热器5之间的螺钉71杆身上套设有隔热垫片72。
本发明的具体使用流程：从上至下依次摆放绝热板3、柔性平板热管2、热电制冷片1、散热器5，并通过紧固机构7进行固定连接；当需要进行铜管4焊接冷却时，只需将柔性平板热管2的弯曲状结构与铜管4卡紧固定，并通过金属胶或者卡箍进行辅助紧固，同时可以根据实际应用，适当弯曲柔性平板热管2，进行制冷。除此之外，本装置的体积不大，其制冷片的面积可以很小，比如10cm*10cm，可以根据小型制冷剂系统的需求，将本装置进行多个串联或并联到一根铜管4或管式换热器中，替代小型换热器进行换热制冷。当热电制冷片1需要进行更换时，只需拆下紧固机构7，即可更换，非常便于拆卸更换。
实施例2
本实施例与实施例1的不在同之处在于：将热电制冷片1的冷端和热端对调一下，即只需将热电制冷片1内的电流方向改变，不用对装置进行拆卸，此时本发明即可用于对铜管4的加热。
Claims (9)
1.一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：包括热电制冷片，所述热电制冷片的冷端与柔性平板热管的冷凝端下表面贴合，柔性平板热管的冷凝端上表面贴合有绝热板；所述柔性平板热管的一端伸出热电制冷片外且柔性平板热管的伸出端端部呈弯曲状结构，柔性平板热管的弯曲状结构与铜管卡紧固定，所述热电制冷片的热端与散热器固定连接，热电制冷片的热端和冷端均涂覆有导热硅脂层。
2.根据权利要求1所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述热电制冷片包括上下对称设置的两组陶瓷片，两组陶瓷片之间设有多个N型半导体和P型半导体颗粒，所述N型半导体和P型半导体颗粒相互交错排列，且相邻的N型半导体和P型半导体颗粒以金属导体相连接形成以N-P-N-P-N-P相互交错的完整线路。
3.根据权利要求1所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述散热器为铝翅片散热器。
4.根据权利要求1所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述柔性平板热管包括由薄铜片焊接而成壳体，所述壳体的内部设有装有工质的腔体，所述腔体的表面设有多孔毛细层，所述多孔毛细层由金属粉末附着于腔体的表面烧结形成。
5.根据权利要求4所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述工质为水或乙醇。
6.根据权利要求4所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述柔性平板热管的冷凝端腔体内部焊接有多根支撑柱体。
7.根据权利要求4所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述金属粉末为铜粉。
8.根据权利要求1所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：所述柔性平板热管弯曲状结构的弯曲曲率与铜管侧面的弯曲曲率设置相同，且柔性平板热管与铜管的接触面通过金属胶粘接。
9.根据权利要求1所述的一种结合柔性平板热管的管内流动工质热电冷却装置，其特征在于：该装置还包括紧固机构，所述紧固机构包括螺钉、隔热垫片和锁紧螺母，所述螺钉依次穿过绝热板、柔性平板热管、热电制冷片和散热器，且螺钉的伸出端与锁紧螺母螺纹连接，位于锁紧螺母与散热器之间的螺钉杆身上套设有隔热垫片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200228 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |