專(zhuān)利名稱：無(wú)泵冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種冷卻裝置，特別是一種將半導(dǎo)體制冷和吸附式制冷結(jié)合 的無(wú)泵冷卻裝置，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)有關(guān)于半導(dǎo)體的技術(shù)是使用半導(dǎo)體的冷熱端效應(yīng)來(lái)進(jìn)行制冷 的，但是在半導(dǎo)體的制冷中也存在效率不高的問(wèn)題，隨著半導(dǎo)體加電的時(shí)間增長(zhǎng)， 冷端的溫度降低和熱端的溫度升高到一定程度時(shí)，熱端的熱量就會(huì)向冷端傳遞， 從而達(dá)到能量的平衡，為了實(shí)現(xiàn)持續(xù)制冷，就要從熱端不斷地抽走熱量。通常抽 走熱量的主要是水或是空氣，但是抽走的熱量大多就排到空氣中，沒(méi)有發(fā)揮效用。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N03149802.7的一種電子冷墊中，只是使用半 導(dǎo)體進(jìn)行制冷或加熱，所以在工作時(shí)，半導(dǎo)體產(chǎn)生的冷量與熱量只有其中之一可 以利用，其余的能量則通過(guò)風(fēng)扇排掉，能量利用效率不高。在專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?CN02261056. 1太陽(yáng)能吸附式取水器中，其利用吸附床在夜晚溫度下降時(shí)吸收水 蒸氣，在白天溫度升高時(shí)放出水蒸氣，但是由于其利用的只是太陽(yáng)能，沒(méi)有達(dá)到 實(shí)時(shí)吸收與釋放水蒸氣的作用，過(guò)程無(wú)法控制。在專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?CN200720149821. 7的用電能驅(qū)動(dòng)的吸附式制冷裝置中，雖然用電能實(shí)現(xiàn)了控制 吸附的功能，但是由于其電加熱與冷卻是交替進(jìn)行狀態(tài)，吸附式材料只能交替進(jìn) 行吸附與釋放，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)持續(xù)制冷的功能。
對(duì)吸附式制冷而言，吸附式的材料在高溫與低溫時(shí)，分別具有吸附與釋放的 功能，如果在封閉的容器內(nèi)吸附與釋放，就能引起容器內(nèi)的壓力的變化。如果利 用半導(dǎo)體的冷熱端對(duì)其進(jìn)行加熱與冷卻，就能引起容器內(nèi)壓力的周期性變化，從 而實(shí)現(xiàn)壓縮蒸汽的功能，達(dá)到制冷的效果。如果利用兩塊不同的吸附材料，在一 塊材料進(jìn)行吸附的同時(shí)，另一塊材料進(jìn)行釋放，之后交替進(jìn)行，就可以持續(xù)產(chǎn)生 制冷的效果
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前單一利用半導(dǎo)體進(jìn)行制冷的情況，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種將半導(dǎo)體制冷 與吸附式制冷結(jié)合的無(wú)泵冷卻裝置，能有效地降低系統(tǒng)的噪聲，實(shí)現(xiàn)在小空間內(nèi) 的制冷。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包包括高溫水箱、低溫水箱、閥 門(mén)、半導(dǎo)體片、半導(dǎo)體反應(yīng)室、電極接入點(diǎn)、膨脹閥、吸附床，其中半導(dǎo)體反 應(yīng)室分為左反應(yīng)室和右反應(yīng)室，左反應(yīng)室和右反應(yīng)室均設(shè)置有一個(gè)吸附床。
高溫水箱、半導(dǎo)體反應(yīng)室、低溫水箱在豎直方向依次排列，高溫水箱與半導(dǎo) 體反應(yīng)室通過(guò)兩個(gè)連接，兩個(gè)閥門(mén)分別連接半導(dǎo)體反應(yīng)室的左反應(yīng)室與右反應(yīng) 室，半導(dǎo)體反應(yīng)室通過(guò)另外兩個(gè)閥門(mén)與低溫水箱連接，這兩個(gè)閥門(mén)也分別連接半 導(dǎo)體反應(yīng)室的左反應(yīng)室與右反應(yīng)室。低溫水箱殼體上設(shè)水箱液位計(jì)和注水口，在 低溫水箱底部設(shè)一個(gè)排污口，方便更換水。高溫水箱和低溫水箱之間另外通過(guò)一 個(gè)帶膨脹閥的管路連接，管路需要硬管，左反應(yīng)室與右反應(yīng)室中間裝有半導(dǎo)體片， 半導(dǎo)體片的兩端分別與左反應(yīng)室中的吸附床和右反應(yīng)室中的吸附床相連。半導(dǎo)體
片部分接出電極接入點(diǎn)。
在裝置運(yùn)行的情況下，吸附床由于半導(dǎo)體片制冷而溫度下降，吸附水份，形 成負(fù)壓，從而讓低溫水箱中的水經(jīng)過(guò)連接閥門(mén)進(jìn)入該反應(yīng)室，另一側(cè)吸附床因半 導(dǎo)體制熱，釋放水份，形成蒸汽，從而讓該吸附床中的水經(jīng)過(guò)連接的閥門(mén)進(jìn)入高 溫水箱。改變半導(dǎo)體片所加載電壓的極性，可以改變半導(dǎo)體片的冷熱端，改變吸 附床溫度，控制其吸附與釋放作用，由此改變反應(yīng)室內(nèi)的壓力，讓水蒸汽交替地 從左反應(yīng)室與右反應(yīng)室中進(jìn)入高溫水箱。高溫水箱中的水又經(jīng)過(guò)膨脹閥的節(jié)流作 用回到低溫水箱中，從而降低了低溫水箱中的溫度，實(shí)現(xiàn)制冷的效果。
本發(fā)明的有益效果是由于使用的是半導(dǎo)體片加熱吸附材料實(shí)現(xiàn)制冷，而非 使用制冷泵，能有效地降低系統(tǒng)的噪聲，由于半導(dǎo)體塊和吸附材料的大小可以控 制，從而可以實(shí)現(xiàn)在小空間內(nèi)的制冷，特別是用于電子冷卻領(lǐng)域和其他精密儀器 的制冷。


圖1是本發(fā)明無(wú)泵冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的描述。
如圖l所示圖中的各部件為l為高溫水箱，5為低溫水箱，2為第一閥門(mén)、4為第二閥門(mén)、IO為第三閥門(mén)、14為第四閥門(mén)，8為半導(dǎo)體片，12為膨脹閥，6 第一吸附床，9為第二吸附床，7為電極接入點(diǎn)，ll為半導(dǎo)體反應(yīng)室?！?半導(dǎo)體反應(yīng)室11分為左反應(yīng)室3、右反應(yīng)室13。
高溫水箱l，半導(dǎo)體反應(yīng)室ll，低溫水箱5在豎直方向依次排列，高溫水箱 1與半導(dǎo)體反應(yīng)室11通過(guò)第一閥門(mén)2和第二閥門(mén)14連接，兩個(gè)閥門(mén)分別連接半 導(dǎo)體反應(yīng)室的左反應(yīng)室3與右反應(yīng)室13，半導(dǎo)體反應(yīng)室11通過(guò)第二閥門(mén)4和第 三閥門(mén)10與低溫水箱5連接，第二閥門(mén)4和第三閥門(mén)IO分別連接半導(dǎo)體反應(yīng)室 11的左反應(yīng)室3與右反應(yīng)室13。低溫水箱5殼體上設(shè)水箱液位計(jì)和注水口，在 低溫水箱5底部設(shè)一個(gè)排污口，方便更換水。高溫水箱1和低溫水箱5之間另外 通過(guò)一個(gè)帶膨脹閥12等節(jié)流機(jī)構(gòu)的管路連接，管路需要硬管，左反應(yīng)室3與右 反應(yīng)室13中間裝有半導(dǎo)體片8，半導(dǎo)體片8的兩端分別與左反應(yīng)室3中的第一 吸附床6和右反應(yīng)室13中的第二吸附床9相連。半導(dǎo)體片部分接出電極接入點(diǎn) 7。只要保證低溫水箱中有足夠的水，裝置就可以實(shí)現(xiàn)制冷。
工作時(shí)，打開(kāi)第四闊門(mén)14和第二閥門(mén)4，關(guān)閉第一閥門(mén)2和第三閥門(mén)10， 接通電極接入點(diǎn)7，半導(dǎo)體片8產(chǎn)生制冷作用，第二吸附床9溫度升高，第二吸 附床9產(chǎn)生釋放作用，右反應(yīng)室13中的壓力上升，水蒸汽進(jìn)入高溫水箱1，第 一吸附床6溫度降低，產(chǎn)生吸附作用，引起左反應(yīng)室3內(nèi)的壓力降低，從而加速 低溫水箱5內(nèi)的水蒸發(fā)，低溫水箱5內(nèi)的溫度下降。 一段時(shí)間后，第一吸附床6 中吸附充分，第二吸附床9中液體蒸發(fā)完畢。此時(shí)反接電極接入點(diǎn)7，同時(shí)關(guān)閉 第四閥門(mén)14和第二閥門(mén)4，打開(kāi)第一閥門(mén)2和第三閥門(mén)10，第一吸附床6溫度 升高，左反應(yīng)室3內(nèi)的壓力上升，蒸汽由左反應(yīng)室3進(jìn)入高溫水箱1，第二吸附 床9溫度降低，產(chǎn)生吸附作用，引起右反應(yīng)室13內(nèi)的壓力下降，低溫水箱5內(nèi) 的水蒸汽通過(guò)第三閥門(mén)10蒸發(fā)進(jìn)入第二吸附床9，引起低溫水箱5內(nèi)的溫度下 降。當(dāng)?shù)谝晃酱?中的水蒸汽發(fā)完畢時(shí)，再反接電極接入點(diǎn)7。反復(fù)之后，高 溫水箱1內(nèi)的壓力高于低溫水箱5內(nèi)的壓力，高溫水箱1中的水通過(guò)膨脹閥12 的節(jié)流作用進(jìn)入低溫水箱5中。從而讓低溫水箱5降溫，在低溫水箱5 —側(cè)就可 以產(chǎn)生制冷的效果。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)泵冷卻裝置，包括高溫水箱(1)、第一閥門(mén)(2)、第二閥門(mén)(4)、低溫水箱(5)、第一吸附床(6)、電極接入點(diǎn)(7)、半導(dǎo)體片(8)、第二吸附床(9)、第三閥門(mén)(10)、半導(dǎo)體反應(yīng)室(11)、第四閥門(mén)(14)、膨脹閥(12)，其中半導(dǎo)體反應(yīng)室(11)分為左反應(yīng)室(3)、右反應(yīng)室(13)，其特征在于高溫水箱(1)、半導(dǎo)體反應(yīng)室(11)、低溫水箱(5)在豎直方向依次排列，高溫水箱(1)與半導(dǎo)體反應(yīng)室(11)通過(guò)第一閥門(mén)(2)和第二閥門(mén)(14)連接，兩個(gè)閥門(mén)分別連接半導(dǎo)體反應(yīng)室的左反應(yīng)室(3)與右反應(yīng)室(13)，半導(dǎo)體反應(yīng)室(11)通過(guò)第二閥門(mén)(4)和第三閥門(mén)(10)與低溫水箱(5)連接，第二閥門(mén)(4)和第三閥門(mén)(10)分別連接半導(dǎo)體反應(yīng)室(11)的左反應(yīng)室(3)與右反應(yīng)室(13)，高溫水箱(1)和低溫水箱(5)之間另外通過(guò)一個(gè)帶膨脹閥(12)的管路連接，左反應(yīng)室(3)與右反應(yīng)室(13)中間裝有半導(dǎo)體片(8)，半導(dǎo)體片(8)的兩端分別與左反應(yīng)室(3)中的第一吸附床(6)和右反應(yīng)室(13)中的第二吸附床(9)相連，半導(dǎo)體片(8)部分接出電極接入點(diǎn)(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)泵冷卻裝置，其特征是低溫水箱(5)殼體上設(shè) 水箱液位計(jì)和注水口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)泵冷卻裝置，其特征是低溫水箱(5)底部 設(shè)一個(gè)排污口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)泵冷卻裝置，其特征是帶膨脹閥(12)的管路， 其管路為硬管。
全文摘要
一種無(wú)泵制冷裝置屬于制冷領(lǐng)域，包括高溫水箱，低溫水箱，閥門(mén)，半導(dǎo)體片，膨脹閥，半導(dǎo)體吸附床，電極接入點(diǎn)，左反應(yīng)室，右反應(yīng)室，反應(yīng)室整體。本發(fā)明將半導(dǎo)體制冷與吸附式制冷結(jié)合，利用吸附材料在吸附和釋放時(shí)對(duì)容器的壓力產(chǎn)生的變化，持續(xù)吸收水蒸汽并對(duì)其進(jìn)行壓縮，壓縮過(guò)的蒸汽再通過(guò)節(jié)流作用在系統(tǒng)中循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)制冷的目的。該制冷裝置結(jié)合了半導(dǎo)體制冷與吸附式制冷的特點(diǎn)，能有效地降低系統(tǒng)的噪聲，并且由于半導(dǎo)體塊和吸附材料的大小可以控制，從而可以實(shí)現(xiàn)在小空間內(nèi)的制冷，特別是用于電子冷卻領(lǐng)域和其他精密儀器的制冷。
文檔編號(hào)F25B25/00GK101294757SQ20081003884
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者瑋 王, 陳江平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)