半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法。本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體制冷冰箱，包括外殼和半導(dǎo)體模塊以及將半導(dǎo)體模塊的熱量傳至外殼的至少一根熱端熱管，特別地，半導(dǎo)體制冷冰箱的外殼包括石墨膜層，其設(shè)置在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以將每根熱端熱管的至少部分冷凝段的熱量散布至外殼的基板層的內(nèi)表面。此外，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體制冷冰箱的制造方法。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法中因?yàn)橥鈿さ幕鍖拥闹辽俨糠謨?nèi)表面上具有石墨膜層，其能夠?qū)⒚扛鶡岫藷峁艿闹辽俨糠掷淠蔚臒崃烤鶆虻厣⒉贾镣鈿さ幕鍖拥膬?nèi)表面，從而充分利用外殼作為散熱面，顯著提高了半導(dǎo)體制冷冰箱的制冷效率、散熱效率和效果。
【專利說明】半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冰箱，特別是涉及一種半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)冰箱使用氟利昂作為制冷劑，并以壓縮機(jī)作為冰箱內(nèi)部工質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力，存在著對(duì)臭氧層破壞等污染問題，不符合國家的環(huán)保要求。半導(dǎo)體制冷，又稱為溫差電制冷、熱電制冷。與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷方式相比，半導(dǎo)體制冷無需壓縮機(jī)、制冷劑，制冷啟動(dòng)迅速，結(jié)構(gòu)簡單，無噪音等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是一種有助于解決臭氧破壞問題的環(huán)保制冷方式。同時(shí)，半導(dǎo)體制冷還具有制冷器體積小，移動(dòng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，其制冷量可在毫瓦級(jí)至千瓦級(jí)之間變化，制冷溫差可在20?150°C范圍內(nèi)調(diào)整，因此在電子元器件冷卻，小型制冷設(shè)備，軍事、醫(yī)療設(shè)備，科研等領(lǐng)域都有很多應(yīng)用，更為重要的是半導(dǎo)體制冷開辟了制冷技術(shù)的一個(gè)新分支，解決了許多場(chǎng)合的制冷難題。特別是近年來隨著我國人民生活水平的提高，半導(dǎo)體制冷在小型冰箱、飲水機(jī)、除濕機(jī)等家用領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅速推廣。
[0003]目前，市場(chǎng)上大多數(shù)半導(dǎo)體冰箱采用散熱鋁槽或熱管套翅片作為散熱模塊，這種散熱方式，雖然能夠保證半導(dǎo)體冷熱端的溫度和冷藏室內(nèi)空氣溫度的要求，但是也存在一些問題，如實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制對(duì)流的軸流風(fēng)扇需要消耗額外的電能，同時(shí)隨著軸流風(fēng)扇運(yùn)行的時(shí)間增加，其產(chǎn)生的噪聲和故障率也越來越大，影響用戶的舒適性。本申請(qǐng)的發(fā)明人為了解決上述問題將散熱熱管的冷凝段直接貼靠在外殼內(nèi)表面上，以利用外殼表面作為散熱面，同時(shí)，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)冰箱采用此種方式進(jìn)行制冷的制冷效率、散熱效率和效果均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用強(qiáng)制對(duì)流散冷的冰箱。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明第一方面的一個(gè)目的旨在提供一種新穎的半導(dǎo)體制冷冰箱，能夠充分利用外殼作為散熱面，顯著提高了其制冷效率和散熱效率。
[0005]本發(fā)明第一方面的一個(gè)進(jìn)一步的目的是要盡量使熱端熱管牢固地固定于外殼。
[0006]本發(fā)明第一方面的另一個(gè)進(jìn)一步的目的是要盡量提高熱端熱管與外殼之間的換熱效率。
[0007]本發(fā)明第二方面的一個(gè)目的是要提供一種用于上述任一種半導(dǎo)體制冷冰箱的制造方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體制冷冰箱，包括外殼和半導(dǎo)體模塊以及將所述半導(dǎo)體模塊的熱量傳至所述外殼的至少一根熱端熱管，特別地，所述外殼包括:石墨膜層，其設(shè)置在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以將每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段的熱量散布至所述外殼的基板層的內(nèi)表面。
[0009]可選地，每根所述熱端熱管的冷凝段包括位于該熱端熱管的蒸發(fā)段兩側(cè)的第一冷凝段和第二冷凝段。
[0010]可選地，每根所述熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面。
[0011]可選地，所述至少一根熱端熱管的數(shù)量為至少兩根，一部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面，其余部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的頂壁的內(nèi)表面；或
[0012]所述至少一根熱端熱管的數(shù)量為至少三根，一部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面，另一部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的頂壁的內(nèi)表面，其余部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的底壁的內(nèi)表面。
[0013]可選地，每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段焊接于所述外殼的基板層的內(nèi)表面；所述外殼上焊接有所述熱端熱管至少部分冷凝段的殼壁的基板層的除去用于焊接每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段的內(nèi)表面后的其余內(nèi)表面上設(shè)置有所述石墨膜層。
[0014]可選地，所述半導(dǎo)體制冷冰箱進(jìn)一步包括:至少一個(gè)熱端固定壓板，每個(gè)所述熱端固定壓板將每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段固定于所述外殼的內(nèi)表面；所述外殼上固定有所述熱端熱管至少部分冷凝段的殼壁的基板層的內(nèi)表面上設(shè)置有所述石墨膜層。
[0015]可選地，所述半導(dǎo)體模塊包括:半導(dǎo)體制冷片；和熱端傳熱基板，其被安裝成使其前表面與所述半導(dǎo)體制冷片的熱端接觸抵靠，所述熱端傳熱基板上形成有至少一個(gè)容納槽，每個(gè)所述容納槽配置成容納一根相應(yīng)所述熱端熱管的至少部分蒸發(fā)段。
[0016]可選地，所述外殼的后壁的基板層的內(nèi)表面上設(shè)置有所述石墨膜層，所述熱端傳熱基板的后表面與所述外殼的后壁的石墨膜層的內(nèi)表面接觸抵靠。
[0017]可選地，所述半導(dǎo)體模塊進(jìn)一步包括:導(dǎo)冷塊，其后表面與所述半導(dǎo)體制冷片的冷端接觸抵靠；和具有中央開口的冷熱端隔熱層，所述半導(dǎo)體制冷片和所述導(dǎo)冷塊設(shè)置在所述中央開口中，所述半導(dǎo)體制冷片的熱端凸出于或平齊于所述冷熱端隔熱層的后側(cè)面，所述導(dǎo)冷塊的前表面凸出于或平齊于所述冷熱端隔熱層的前側(cè)面。
[0018]可選地，每個(gè)所述容納槽的開口處于所述熱端傳熱基板的前表面，以使每根所述熱端熱管的至少部分蒸發(fā)段的部分外壁與所述半導(dǎo)體制冷片的熱端接觸抵靠。
[0019]可選地，每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段為扁管。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種上述任一種半導(dǎo)體制冷冰箱的制造方法，包括:在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨膜，以形成所述外殼的石墨膜層。
[0021]可選地，在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料包括:通過噴槍裝置將具有結(jié)合劑的乳狀的所述石墨涂料均勻地噴涂在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上。
[0022]可選地，在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上粘貼石墨膜包括:在所述石墨膜的一個(gè)表面涂上一層粘膠；將所述石墨膜纏繞在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以使所述石墨膜的涂有粘膠的表面與所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面接觸抵靠。
[0023]可選地，在所述外殼的用于焊接相應(yīng)所述熱端熱管的至少部分冷凝段的殼壁的基板層的內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨膜時(shí)，在該殼壁的基板層的內(nèi)表面上預(yù)留用于焊接相應(yīng)所述熱端熱管的至少部分冷凝段的區(qū)塊。
[0024]本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法中因?yàn)橥鈿さ幕鍖拥闹辽俨糠謨?nèi)表面上具有石墨膜層，其能夠?qū)⒚扛鶡岫藷峁艿闹辽俨糠掷淠蔚臒崃烤鶆虻厣⒉贾镣鈿さ幕鍖拥膬?nèi)表面，從而充分利用外殼作為散熱面，顯著提高了半導(dǎo)體制冷冰箱的制冷效率、散熱效率和效果。
[0025]進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法中熱端熱管的特別的結(jié)構(gòu)，大大提高了散熱效率和冰箱的能效。
[0026]進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法中，熱端熱管的特別的安裝方式，不僅使熱端熱管牢固地固定于外殼，且顯著提高了熱端熱管與外殼之間的換熱效率。
[0027]進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱及其制造方法中熱端傳熱基板與外殼接觸抵靠，顯著增加了散冷面積。
[0028]進(jìn)一步地，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱及其制作方法中外殼內(nèi)沒有散熱風(fēng)扇，可避免了運(yùn)動(dòng)部件因磨損、碰撞等情況而出現(xiàn)故障的概率，提高了半導(dǎo)體制冷冰箱運(yùn)行的可靠性和壽命。
[0029]進(jìn)一步地，本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷冰箱能夠充分利用外殼表面作為散熱面，則不需要散熱風(fēng)扇，從而使該半導(dǎo)體制冷冰箱噪音低、節(jié)能環(huán)保、可靠性高，且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、適應(yīng)性強(qiáng)。
[0030]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性爆炸圖；
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性局部結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性局部結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱中熱端固定壓板的示意性結(jié)構(gòu)圖
[0036]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性剖視圖；
[0037]圖6是圖5中A處的示意性局部放大圖；
[0038]圖7是具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的內(nèi)膽的示意性局部結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖8是具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的內(nèi)膽的示意性局部結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性爆炸圖。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體制冷冰箱，其包括外殼50和半導(dǎo)體模塊20以及將半導(dǎo)體模塊20的熱量傳至外殼50的至少一根熱端熱管60。特別地，本發(fā)明實(shí)施例中的半導(dǎo)體制冷冰箱的外殼50包括石墨膜層51，其設(shè)置在外殼50的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以將每根熱端熱管60的至少部分冷凝段的熱量散布至外殼50的基板層的內(nèi)表面。具體地，外殼50上貼靠有熱端熱管60至少部分冷凝段的殼壁的基板層的至少部分內(nèi)表面上設(shè)置有石墨膜層51，以快速、均勻地將冷量散發(fā)至外殼內(nèi)表面。例如,可在外殼50的兩相對(duì)豎向殼壁的基板層的內(nèi)表面上設(shè)置石墨膜層。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，外殼50的所有殼壁的基板層的最外層均可為石墨膜層51。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱充分利用石墨膜層51的橫向高導(dǎo)熱率(也可稱為均溫性)，將熱端熱管60傳出的熱量均勻發(fā)散至具有石墨膜層的殼壁的基板層表面，以使具有石墨膜層的殼壁的基板層均勻地散發(fā)熱量至外部空氣中。
[0041]本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常認(rèn)為，金屬基板層就具有導(dǎo)熱特性，能夠?qū)崃總鬟f至外殼外的空氣中，且不需要均溫，然而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，直接將每根熱端熱管的冷凝段的熱量傳至外殼內(nèi)表面時(shí)，外殼上的靠近熱端熱管的冷凝段的區(qū)域的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)離熱端熱管的冷凝段的區(qū)域，使外殼的表面上各個(gè)部分散發(fā)的熱量不一致，降低了半導(dǎo)體制冷冰箱的散熱。在基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或者粘貼石墨膜形成的石墨膜層可使外殼的各個(gè)地方散熱比較均勻。
[0042]考慮到冰箱外殼的結(jié)構(gòu)的特殊性，本發(fā)明實(shí)施例中將每根熱端熱管設(shè)計(jì)為“類似U型”的結(jié)構(gòu)。具體地，每根熱端熱管60的冷凝段包括位于該熱端熱管的蒸發(fā)段兩側(cè)的第一冷凝段和第二冷凝段，每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別垂直于相應(yīng)熱端熱管60的至少部分蒸發(fā)段。在本發(fā)明實(shí)施例中，每根熱端熱管60的蒸發(fā)段為相應(yīng)熱端熱管的中間管段部分，主要用于吸收半導(dǎo)體模塊20產(chǎn)生的熱量，例如，每根熱端熱管60的蒸發(fā)段可至少包括相應(yīng)熱端熱管的嵌入到半導(dǎo)體模塊20中的熱端傳熱基板25中的部分管段。
[0043]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性局部結(jié)構(gòu)圖。至少一根熱端熱管60的數(shù)量可為至少三根，一部分熱端熱管中的每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面，另一部分熱端熱管中的每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于外殼50的頂壁的內(nèi)表面，其余部分熱端熱管中的每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于外殼50的底壁的內(nèi)表面。
[0044]在該實(shí)施例中，每根熱端熱管60的至少部分冷凝段焊接于外殼50的內(nèi)表面，即每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向焊接于外殼的相應(yīng)殼壁的基板層的內(nèi)表面。為了進(jìn)一步提高換熱效率，每根熱端熱管60的至少部分冷凝段為扁管，即貼靠在外殼50上的部分熱端熱管管段的橫截面為近似方形或矩圓形。每根熱端熱管60的至少部分冷凝段可通過錫焊焊接于外殼50的內(nèi)表面，以降低接觸熱阻。
[0045]外殼50上焊接有熱端熱管60至少部分冷凝段的殼壁的基板層的除去用于焊接每根熱端熱管的至少部分冷凝段的內(nèi)表面后的其余內(nèi)表面上設(shè)置有石墨膜層51。也就是說，在該實(shí)施例中，外殼50的兩個(gè)相對(duì)殼壁和頂壁以及底壁的基板層的內(nèi)表面上除去用于焊接熱管的部分后的剩余部分為石墨膜層51，熱端熱管60的冷凝段的熱量能夠快速地、均勻地被傳遞至外殼的兩個(gè)相對(duì)殼壁和頂壁以及底壁的基板層的內(nèi)表面，進(jìn)而傳遞到外殼的外表面。
[0046]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性局部結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例中的半導(dǎo)體制冷冰箱還包括至少一個(gè)熱端固定壓板70。每個(gè)熱端固定壓板70將每根熱端熱管60的至少部分冷凝段固定于外殼50的內(nèi)表面，以使每根熱端熱管60的至少部分冷凝段貼靠于外殼50的內(nèi)表面。每個(gè)熱端固定壓板70能夠牢固地將相應(yīng)熱端熱管60固定在外殼50上，每根熱端熱管60的至少部分冷凝段與外殼50直接貼靠，以降低接觸熱阻。
[0047]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖4所示，每個(gè)熱端固定壓板70也可采用特別的結(jié)構(gòu)，其可具有隆起部71和兩個(gè)固定側(cè)翼72。隆起部71上形成有沿其長度方向延伸的固定槽，以容納相應(yīng)熱端熱管60的至少部分冷凝段。兩個(gè)固定側(cè)翼72分別從隆起部71的兩個(gè)長度邊緣向外側(cè)延伸出，用于與外殼50固定連接且貼靠在外殼50的內(nèi)表面上，以將相應(yīng)熱端熱管60的至少部分冷凝段傳遞給熱端固定壓板70的熱量傳至外殼50的內(nèi)表面。每個(gè)固定側(cè)翼72上具有沿其長度方向間隔設(shè)置的多個(gè)螺釘孔，以使每個(gè)熱端固定壓板70的每個(gè)固定側(cè)翼72通過螺釘固定于外殼。
[0048]本發(fā)明的至少一根熱端熱管60的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際的需要(制冷量等)合理設(shè)計(jì)，每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的位置也可根據(jù)實(shí)際需要重新設(shè)置。例如在散熱量在100W以內(nèi)時(shí)，通過排布4根“類似U形”熱管將半導(dǎo)體模塊的熱量傳導(dǎo)至外殼50的兩側(cè)面、頂壁和底壁。在散熱量為100?125W時(shí)，通過排布5根“類似U形”熱管將半導(dǎo)體模塊的熱量傳導(dǎo)至外殼50的兩側(cè)面、頂壁和底壁。在散熱量為125?150W時(shí)，通過排布6根“類似U形”熱管將半導(dǎo)體模塊的熱量傳導(dǎo)至外殼50的兩側(cè)面、頂壁和底壁。一般來說，熱端熱量每增加25W，則需要增加一根熱端熱管60。
[0049]在本發(fā)明的一些替代性實(shí)施例中，每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于外殼的一個(gè)相應(yīng)側(cè)壁的內(nèi)表面和頂壁的內(nèi)表面。例如，至少一根熱端熱管60的數(shù)量可為2根，一根熱端熱管60的第一冷凝段的至少部分管段沿水平縱向方向貼靠于外殼50的一個(gè)相應(yīng)側(cè)壁的內(nèi)表面，第二冷凝段的至少部分管段沿水平縱向方向貼靠于外殼50的頂壁的內(nèi)表面；另外一根熱端熱管60的第一冷凝段的至少部分管段沿水平縱向方向貼靠于外殼50的一個(gè)相應(yīng)側(cè)壁的內(nèi)表面，第二冷凝段的至少部分管段沿水平縱向方向貼靠于外殼50的頂壁的內(nèi)表面。
[0050]在本發(fā)明的另一些替代性的實(shí)施例中，至少一根熱端熱管60的數(shù)量也可為至少兩根，一部分熱端熱管中的每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于外殼50的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面，其余部分熱端熱管中的每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于外殼50的頂壁的內(nèi)表面。在本發(fā)明的又一些替代性實(shí)施例中，每根熱端熱管60的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面。
[0051]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的示意性剖視圖。如圖5所示，并參考圖6，半導(dǎo)體模塊20可包括半導(dǎo)體制冷片21、冷端傳熱基板22、熱端傳熱基板25和導(dǎo)冷塊23以及具有中央開口的冷熱端隔熱層24。半導(dǎo)體制冷片21的數(shù)量可為一塊或多塊。在本發(fā)明實(shí)施例中，半導(dǎo)體制冷片21的數(shù)量為一塊。導(dǎo)冷塊23的后表面與半導(dǎo)體制冷片21的冷端接觸抵靠，導(dǎo)冷塊23的前表面與冷端傳熱基板22的后表面接觸抵靠，以將半導(dǎo)體制冷片21的冷量傳至冷端傳熱基板22。半導(dǎo)體制冷片21和導(dǎo)冷塊23設(shè)置在冷熱端隔熱層24的中央開口中，半導(dǎo)體制冷片21的熱端凸出于或平齊于冷熱端隔熱層24的后側(cè)面，導(dǎo)冷塊23的前表面凸出于或平齊于冷熱端隔熱層24的前側(cè)面，以防止冷端傳熱基板22與熱端傳熱基板25之間進(jìn)行冷熱交換。熱端傳熱基板25被安裝成使其前表面與半導(dǎo)體制冷片21的熱端接觸抵靠，以將半導(dǎo)體制冷片21的熱量傳遞至外殼50中，進(jìn)行散熱。熱端傳熱基板25上形成有至少一個(gè)容納槽，每個(gè)容納槽配置成容納一根相應(yīng)熱端熱管60的至少部分蒸發(fā)段。半導(dǎo)體制冷片21、冷端傳熱基板22、熱端傳熱基板25和導(dǎo)冷塊23相互之間的接觸面皆要涂抹導(dǎo)熱硅脂，以降低接觸面熱阻。
[0052]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，外殼50的后壁的基板層的內(nèi)表面上設(shè)置有石墨膜層51,熱端傳熱基板25的后表面與外殼50的后壁的石墨膜層51的內(nèi)表面接觸抵靠，以使熱端傳熱基板25與石墨膜層51接觸,顯著增加了散熱面積。熱端傳熱基板25的每個(gè)容納槽的開口處于熱端傳熱基板25的前表面，以使每根熱端熱管60的至少部分蒸發(fā)段的部分外壁與半導(dǎo)體制冷片的熱端接觸抵靠，以使每根熱端熱管60的蒸發(fā)段與外殼50后壁的內(nèi)表面之間具有一定的間距，可防止每根熱端熱管60的蒸發(fā)段吸收外殼50內(nèi)表面上的熱量，降低散熱效果。
[0053]圖7是具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱的內(nèi)膽的示意性局部結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱還可包括將半導(dǎo)體模塊20的冷量傳至半導(dǎo)體制冷冰箱的內(nèi)膽10的至少一根冷端熱管30和至少一個(gè)冷端固定壓板40。特別地，本發(fā)明實(shí)施例中的半導(dǎo)體制冷冰箱的內(nèi)膽10包括石墨膜層12，其設(shè)置在內(nèi)膽10的基板層11的至少部分外表面上，以將每根冷端熱管30的至少部分蒸發(fā)段的冷量散布至內(nèi)膽10的基板層11的外表面。具體地，內(nèi)膽10上貼靠有冷端熱管30至少部分蒸發(fā)段的膽壁的基板層11的至少部分外表面上設(shè)置有石墨膜層12，以快速、均勻地將熱量散發(fā)至內(nèi)膽外表面。例如，可在內(nèi)膽10的兩相對(duì)豎向膽壁的基板層的外表面上設(shè)置石墨膜層。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，內(nèi)膽10的所有膽壁的基板層11的最外層均可為石墨膜層12。本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷冰箱充分利用石墨膜層12的橫向高導(dǎo)熱率(也可稱為均溫性)，將冷端熱管30傳出的冷量均勻發(fā)散至具有石墨膜層的膽壁的基板層11表面，以使具有石墨膜層的膽壁的基板層11均勻地散發(fā)冷量至內(nèi)膽10內(nèi)的儲(chǔ)物間室。
[0054]每個(gè)冷端固定壓板40可將每根冷端熱管30的至少部分蒸發(fā)段固定于內(nèi)膽10的外表面，以使每根冷端熱管30的至少部分蒸發(fā)段貼靠于內(nèi)膽10的外表面。每個(gè)冷端固定壓板40與用于固定熱端熱管60的熱端固定壓板70的結(jié)構(gòu)一致。在本發(fā)明的一些替代性實(shí)施例中，如圖8所示，每根冷端熱管30的至少部分蒸發(fā)段焊接于內(nèi)膽10的外表面，且采用的為錫焊的焊接方式，即冷端熱管30可與經(jīng)過表面鍍鎳處理的內(nèi)膽10的基板層11進(jìn)行錫焊連接，以降低接觸熱阻。
[0055]每根冷端熱管30的第一蒸發(fā)段和第二蒸發(fā)段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于內(nèi)膽10的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的外表面?；?，至少一根冷端熱管30的數(shù)量為至少三根，以可被分為兩部分或者三部分。當(dāng)被分隔為兩部分時(shí)，一部分冷端熱管中的每根冷端熱管30的第一蒸發(fā)段和第二蒸發(fā)段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于內(nèi)膽10的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的外表面，其余部分冷端熱管中的每根冷端熱管30的第一蒸發(fā)段和第二蒸發(fā)段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于內(nèi)膽10的頂壁的外表面。當(dāng)被分隔為三部分時(shí)，一部分冷端熱管中的每根冷端熱管30的第一蒸發(fā)段和第二蒸發(fā)段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于內(nèi)膽10的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的外表面，另一部分冷端熱管中的每根冷端熱管30的第一蒸發(fā)段和第二蒸發(fā)段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于內(nèi)膽10的頂壁的外表面，其余部分冷端熱管中的每根冷端熱管30的第一蒸發(fā)段和第二蒸發(fā)段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于內(nèi)膽10的底壁的外表面。
[0056]冷端傳熱基板22上也形成有至少一個(gè)容納槽，每個(gè)容納槽配置成容納一根相應(yīng)冷端熱管30的至少部分冷凝段。每個(gè)容納槽的開口處于冷端傳熱基板22的后表面，以使每根冷端熱管30的至少部分冷凝段的部分外壁與導(dǎo)冷塊23的前表面接觸抵靠。冷端傳熱基板22的前表面與內(nèi)膽10的后壁的外表面接觸抵靠。每根冷端熱管30的至少部分蒸發(fā)段為扁管。
[0057]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)膽10的基板層、冷端傳熱基板22和熱端傳熱基板25以及外殼50的基板層皆采用鋁合金6061且利用鋁型材冷擠壓成型工藝一體成型，并對(duì)其進(jìn)行表面鍍鎳處理，對(duì)其縫隙進(jìn)行氬弧焊，利用鉆床在相應(yīng)位置鉆孔。此外，外殼50外表面可覆蓋ABS硬質(zhì)材料。導(dǎo)冷塊23的材質(zhì)可采用傳熱效率更高的銅材料。內(nèi)膽10的基板層、冷端傳熱基板22、導(dǎo)冷塊23和熱端傳熱基板25以及外殼50的基板層也可采用其它金屬材質(zhì)。
[0058]冷端熱管30和熱端熱管60主要采用的是銅材料，冷端熱管30內(nèi)的工質(zhì)可為乙醇或甲醇，熱端熱管60內(nèi)的工質(zhì)可為去離子水。為了保證半導(dǎo)體制冷片21的冷熱端的溫度和溫差，單根冷端熱管30和熱端熱管60在25W的功率測(cè)試條件下其溫差必須小于5°C。冷端熱管30和熱端熱管60經(jīng)過燒結(jié)、注液、抽真空、除氣和封口后工藝后先形成圓直熱管，然后利用沖床和壓模將圓直熱管沖壓成所需形狀，例如扁管狀，壓扁后還需對(duì)其表面進(jìn)行精車加工，以保證平面度。在使用環(huán)境濕度較大，還需對(duì)冷端熱管30和熱端熱管60表面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，并進(jìn)行鹽霧檢驗(yàn)，以避免冷端熱管被腐蝕。
[0059]半導(dǎo)體模塊20的冷熱端隔熱層24采用聚氨酯發(fā)泡材料，通過模具一體發(fā)泡成型，然后對(duì)其相應(yīng)位置鉆孔，并將半導(dǎo)體制冷片21和導(dǎo)冷塊23過盈配合地放置于中央開口內(nèi)。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制造上述任一種半導(dǎo)體制冷冰箱的制造方法，其包括:在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨I(xiàn)吳，以形成外殼的石墨膜層。具體地，在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料包括:通過噴槍裝置將具有結(jié)合劑的乳狀的石墨涂料均勻地噴涂在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上。在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上粘貼石墨膜包括:在石墨膜的一個(gè)表面涂上一層粘膠；將石墨膜纏繞在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以使石墨膜的涂有粘膠的表面與外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面接觸抵靠。需要注意的是，若采用焊接的方式將熱端熱管的至少部分冷凝段固定于外殼時(shí)，在外殼的用于焊接相應(yīng)熱端熱管的至少部分冷凝段的殼壁的基板層的內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨I(xiàn)旲時(shí)，在該殼壁的基板層的內(nèi)表面上預(yù)留用于焊接相應(yīng)熱端熱管的至少部分冷凝段的區(qū)塊，以用于焊接熱端熱管的至少部分冷凝段。
[0061]在步驟:在外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨膜，以形成外殼的石墨膜層，之后還包括:
[0062]通過壓鉚工藝將每根冷端熱管的至少部分冷凝段嵌入半導(dǎo)體制冷冰箱的半導(dǎo)體模塊的冷端傳熱基板的相應(yīng)容納槽內(nèi)；將半導(dǎo)體制冷冰箱的每根冷端熱管的至少部分蒸發(fā)段固定于半導(dǎo)體制冷冰箱的內(nèi)膽，以形成第一預(yù)裝組件。
[0063]通過壓鉚工藝將每根熱端熱管的至少部分蒸發(fā)段嵌入半導(dǎo)體制冷冰箱的半導(dǎo)體模塊的熱端傳熱基板的相應(yīng)容納槽內(nèi)；將半導(dǎo)體制冷冰箱的每根熱端熱管的至少部分冷凝段固定于半導(dǎo)體制冷冰箱的外殼的除去后壁的內(nèi)表面后的其余內(nèi)表面上，以形成第二預(yù)裝組件。
[0064]將半導(dǎo)體模塊的半導(dǎo)體制冷片、導(dǎo)冷塊安裝于冷熱端隔熱層后形成的第三預(yù)裝組件的前表面抵靠于冷端傳熱基板的后表面。
[0065]將半導(dǎo)體模塊的熱端傳熱基板的前表面抵靠于半導(dǎo)體制冷片的熱端，也就是將第二預(yù)裝組件安裝在第一預(yù)裝組件上。
[0066]將多個(gè)螺釘分別依次穿過熱端傳熱基板上的相應(yīng)通孔、冷熱端隔熱層上的相應(yīng)通孔和冷端傳熱基板上的相應(yīng)通孔后旋入內(nèi)膽后壁上的螺釘孔內(nèi)。
[0067]將半導(dǎo)體冰箱的外殼的后壁與外殼的其余部分通過螺釘固定在一起，在外殼和內(nèi)膽之間填充聚氨酯發(fā)泡層，以隔絕儲(chǔ)物間室內(nèi)的冷量泄露。
[0068]在半導(dǎo)體制冷冰箱的前門和外殼的接觸處安裝磁性密封條，將前門通過鉸鏈與外殼鉸接在一起。
[0069]需要注意的是，上述步驟已經(jīng)能夠使半導(dǎo)體冰箱進(jìn)行工作，但是為了美觀或者其它要求，還需要安裝一些裝飾性部件、保護(hù)性的部件等。
[0070]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體制冷冰箱，包括外殼和半導(dǎo)體模塊以及將所述半導(dǎo)體模塊的熱量傳至所述外殼的至少一根熱端熱管，其特征在于，所述外殼包括: 石墨膜層，其設(shè)置在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以將每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段的熱量散布至所述外殼的基板層的內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 每根所述熱端熱管的冷凝段包括位于該熱端熱管的蒸發(fā)段兩側(cè)的第一冷凝段和第二冷凝段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 每根所述熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 所述至少一根熱端熱管的數(shù)量為至少兩根，一部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面，其余部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的頂壁的內(nèi)表面；或 所述至少一根熱端熱管的數(shù)量為至少三根，一部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段分別沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁的內(nèi)表面，另一部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的頂壁的內(nèi)表面，其余部分所述熱端熱管中的每根熱端熱管的第一冷凝段和第二冷凝段的至少部分管段均沿水平縱向方向貼靠于所述外殼的底壁的內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段焊接于所述外殼的基板層的內(nèi)表面； 所述外殼上焊接有所述熱端熱管至少部分冷凝段的殼壁的基板層的除去用于焊接每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段的內(nèi)表面后的其余內(nèi)表面上設(shè)置有所述石墨膜層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于，進(jìn)一步包括: 至少一個(gè)熱端固定壓板，每個(gè)所述熱端固定壓板將每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段固定于所述外殼的內(nèi)表面； 所述外殼上固定有所述熱端熱管至少部分冷凝段的殼壁的基板層的內(nèi)表面上設(shè)置有所述石墨膜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于，所述半導(dǎo)體模塊包括: 半導(dǎo)體制冷片；和 熱端傳熱基板，其被安裝成使其前表面與所述半導(dǎo)體制冷片的熱端接觸抵靠，所述熱端傳熱基板上形成有至少一個(gè)容納槽，每個(gè)所述容納槽配置成容納一根相應(yīng)所述熱端熱管的至少部分蒸發(fā)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 所述外殼的后壁的基板層的內(nèi)表面上設(shè)置有所述石墨膜層，所述熱端傳熱基板的后表面與所述外殼的后壁的石墨膜層的內(nèi)表面接觸抵靠。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于，所述半導(dǎo)體模塊進(jìn)一步包括: 導(dǎo)冷塊，其后表面與所述半導(dǎo)體制冷片的冷端接觸抵靠；和 具有中央開口的冷熱端隔熱層，所述半導(dǎo)體制冷片和所述導(dǎo)冷塊設(shè)置在所述中央開口中，所述半導(dǎo)體制冷片的熱端凸出于或平齊于所述冷熱端隔熱層的后側(cè)面，所述導(dǎo)冷塊的前表面凸出于或平齊于所述冷熱端隔熱層的前側(cè)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 每個(gè)所述容納槽的開口處于所述熱端傳熱基板的前表面，以使每根所述熱端熱管的至少部分蒸發(fā)段的部分外壁與所述半導(dǎo)體制冷片的熱端接觸抵靠。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制冷冰箱，其特征在于， 每根所述熱端熱管的至少部分冷凝段為扁管。
12.—種權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述半導(dǎo)體制冷冰箱的制造方法，其特征在于，包括: 在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨膜，以形成所述外殼的石墨膜層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于， 在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上噴涂石墨涂料包括: 通過噴槍裝置將具有結(jié)合劑的乳狀的所述石墨涂料均勻地噴涂在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于， 在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上粘貼石墨膜包括: 在所述石墨膜的一個(gè)表面涂上一層粘膠； 將所述石墨膜纏繞在所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面上，以使所述石墨膜的涂有粘膠的表面與所述外殼的基板層的至少部分內(nèi)表面接觸抵靠。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于， 在所述外殼的用于焊接相應(yīng)所述熱端熱管的至少部分冷凝段的殼壁的基板層的內(nèi)表面上噴涂石墨涂料或粘貼石墨膜時(shí)，在該殼壁的基板層的內(nèi)表面上預(yù)留用于焊接相應(yīng)所述熱端熱管的至少部分冷凝段的區(qū)塊。
【文檔編號(hào)】F25D19/00GK104329855SQ201410441361
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陶海波, 王定遠(yuǎn), 李鵬, 王晶, 李春陽 申請(qǐng)人:青島海爾股份有限公司