热电组件制造技术

公开了一种热电组件，该组件具有冷侧和热侧，其中，热侧包括单个风扇散热器，并且冷侧包括双风扇散热器。热电模块可在热侧和冷侧之间并且布置在一个电路或多个并联电路中，并且热电模块与热侧和冷都都直接热接触。该组件可包括一个或多个湿气屏障装置，这些装置包括线密封件、密封层和一系列螺杆O形环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热电组件
本公开涉及热电组件。
技术介绍
这个部分提供了与本公开相关但不一定是现有技术的背景信息。帕尔贴效应(Peltiereffect)是在两种不同类型的材料的接合处之间形成热流的效应。热电模块(TEM)是使用帕尔贴效应将热从TEM一侧(“冷侧”)传递到TEM另一侧(“热侧”)的半导体装置。TEM是固态帕尔贴装置，在向TEM施加DC电力时，TEM有效用作热泵。根据电流方向，热穿过TEM从一侧移动到另一侧，消耗了电能。此仪器还可被称为帕尔贴制冷器或加热器、热电热泵、帕尔贴热泵、固态制冰机、热电制冷器(TEC)或热电模块(TEM)。可使用TEM进行加热或制冷(冷藏)，尽管实际上主要应用是制冷。热电组件(TEA)常常包括一对风扇散热器(fansink)，它们在相反方向上面向外并且它们的底座相交于一个或多个TEM。如在代表现有技术的示例的图1A和图1B中可看到的，TEA可包括冷侧风扇散热器、热侧风扇散热器以及布置在风扇散热器之间的多个TEM。冷侧风扇散热器典型地包括通常通过使用将风扇容纳在散热器片上方而安装在散热器上的风扇。TEA还可包括由泡沫制成的垫圈，该垫圈环绕与冷侧散热器的底座接触的TEM。TEM典型地布置在一个或多个并联电路中。热侧风扇散热器类似于冷侧风扇散热器，并且这两个风扇散热器都与TEM和垫圈热接触于散热器底座。
技术实现思路
这个部分提供了本公开的总体概述，并且并不是将综合性公开其整个范围或其全部特征。在一个方面，一种热电组件具有冷侧和热侧。热侧和冷策之间的边界大体由平面限定。一个或多个热电模块可处于所述平面中，并且布置在一个电路或多个并联电路中，而且与热侧和冷侧直接热接触。热侧包括单个风扇散热器，而冷侧包括一对风扇散热器。风扇散热器是散热器和风扇，各风扇包括叶片，各散热器包括片组(finset)，其中，片组是散热器底座上的一系列平行突起，这些平行突起与单个排气方向对准。在一个实施方式中，各风扇散热器拥有由一轴线限定的进气方向，叶片以可绕所述轴线旋转的方式附接于风扇，进气方向与排气方向成90度的角度。冷侧上的一对风扇散热器的进气方向是平行的。另外，由冷侧上的这对风扇散热器的排气方向限定的角度可选自由0度、90度和180度组成的组。根据本文中提供的描述，其它可应用范围将变得清楚。这个
技术实现思路
中的描述和具体示例旨在只是出于例证目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明本文中描述的附图只是出于选择的实施方式而非所有可能实现方式的例证目的，并且不旨在限制本公开的范围。图1A示出现有技术的热电组件的一侧的立体图。图1B示出图1A中示出的现有技术的热电组件的另一侧的立体图。图2A示出单件式散热器的横截面示例。图2B示出多件式散热器的横截面示例。图3示出热电组件的实施方式的立体图，该立体图示出了一对冷侧风扇散热器。图4A示出冷侧风扇散热器的气流构造的实施方式，这个实施方式示出180°的气流差异。图4B示出冷侧风扇散热器的气流构造的实施方式，这个实施方式示出90°的气流差异。图4C示出冷侧风扇散热器的气流构造的实施方式，这个实施方式示出0°的气流差异。图5示出具有密封层的热电组件的实施方式以及防湿螺杆导程的实施方式的分解立体图。图6A示出防湿螺杆导程的实施方式的立体图。图6B示出见于图6A中的防湿螺杆导程的实施方式的剖视图。图7A示出防湿螺管接头O形环的实施方式的剖视图。图7B示出见于图7A中的防湿螺管接头O形环的实施方式的分解视图。图8A示具有两个TEM的单个电路的TEA的实施方式的示图。图8B示出具有均是两个TEM的两个并联电路的TEA的实施方式的示图。图8C示出具有均是四个TEM的两个并联电路的TEA的实施方式的示图。图9示出适用于本组件的TEM的实施方式的立体图。图10示出见于图9中的TEM的实施方式的侧视图。具体实施方式现在，将参照附图更充分地描述示例性实施方式。TEA大体如下地操作：在冷侧，风扇拉动周围空气进入由散热器片之间的间隔限定的散热器通道中，从而将大量环境空气牵引到冷侧片上方，以有助于冷侧上最终的空气-金属热传递。TEM与散热器的底座物理热接触。TEM将热能从冷侧散热器底座抽吸到热侧散热器的底座上。当热侧散热器由于被TEM抽吸到它们中的热而导致变热时，热侧风扇通过将环境空气牵引到热侧散热器的片上方并且从热侧空气通道排出变暖空气来冷却热侧散热器的片。大体上，TEM将热从单元的一侧抽吸到另一侧，而风扇散热器提供大量表面积供气流从中通过，以能够进行有效热传递。现有技术中的常见问题是因热电组件操作期间累积在冷侧散热器上的冷凝引起的。当冷侧散热器的温度在组件操作期间下降至低于冷侧周围的环境空气的露点时，湿气累积在冷侧散热器被暴露的包面上。这个冷凝可造成性能问题，减小散热器片的有效表面积，并且造成可引起恶臭的水生有机物生长，还有其它问题。常见地，TEA将被安装在预先存在结构的垂直壁上，这与被安装为新构造的一部分形成对照。由于结构的现有状况(诸如，门、窗、壁骨、布线、通风孔等的布置)，导致TEA可能需要被安装成具有水平(与垂直形成对照)延伸的散热器片。在散热器片是水平的情况下，难以仅仅用风扇来实现冷凝湿气控制，然而垂直散热器片布置可更有效地在重力的辅助下被抽干。另外，冷凝湿气可通过散热器中用于布线或螺栓/螺杆的孔渗入TEA内部。这个湿气可造成组件的性能问题，包括有可能使并联TEM电路或单元的其它电子组件中的一个或多个短路。风扇散热器是用于强制空气对流的已知机构，其提供了更有效的空气-金属或金属-空气热传递。另外，强制对流机构有助于通过环境空气的连续移动来防止散热器的材料被氧化。热电模块本质上是固态热泵，包括正掺杂模块和负掺杂模块。它们可布置在单个串联电路或者多个并联电路中，或者其任何组合。在例如在TEA中存在八个TEM的非限制实施方式中，TEM可布置在以下电路中：四个具有两个串联连接TEM的并联电路、两个具有四个串联连接TEM，或者是均在单个电路上的八个独立TEM。在一个方面，公开了包括热侧和冷侧的TEA，其中，冷侧包括两个或更多个风扇散热器，而热侧包括单个风扇散热器。TEA可安装在外壳的垂直表面(诸如，壁)上，以通过将热传递到外壳壁一侧，得到外壳壁另一侧的环境空气的冷却。如本文中表示的，术语“热侧”和“冷侧”不一定指示一侧在字面上是“热”或“冷”。相反，本文中公开的TEA的目的是将热从冷侧传递到热侧，从而向冷侧提供相对冷却。例如，安装有TEA装置的屋顶电子维修室将把热从变暖内部传递到有可能变冷的环境外部。相反地，通过将热从较冷的冷侧传递到较热的热侧，比周围环境室温冷的室内冷酒器或酒冷却器上安装的TEA装置可以得到冷却。如此，术语“热侧”和“冷侧”不旨在限定这两侧在字面上是热或冷的含义，而只是旨在示出TEA可能的热流的实施方式。另外，TEA可包括当被一齐使用并且安装在TEA上时基本上消除了现有技术中发现的湿气问题的一系列湿气屏障装置。主要地，这些湿气屏障装置包括O形环密封螺管接头、防湿气线密封以及在限定热侧和冷侧的平面的内部或附近的密封层。这些中的每个可被独立地视为用于防湿气的合适装置。在一个实施方式中，密封层、螺管接头和线密封件中的每个一起包括全面湿气屏障系统。尽管散热器的形状不受这样的限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电组件，该热电组件包括：冷侧和热侧，其中，所述热侧和所述冷侧之间的边界大体由一平面限定；所述热电组件还包括所述热侧上的风扇散热器和所述冷侧上的多个风扇散热器；其中，各风扇散热器包括散热器和风扇，各风扇包括叶片，各散热器包括散热器底座和设置在所述散热器底座上的片组，各片组包括多个大体平行的平面片，所述平面片对准排气方向，所述排气方向平行于所述平面，其中，各风扇散热器与由一轴线限定的进气方向关联，所述叶片以可绕所述轴线旋转的方式附接于所述风扇，所述进气方向垂直于所述平面；所述热电组件还包括多个热电模块，所述热电模块布置在至少一个电路中，其中，各热电模块与所述热侧和所述冷侧二者的所述散热器底座热接触，其中，所述冷侧上的一对风扇散热器的所述进气方向是基本上平行的相反矢量；并且其中，由所述冷侧上的所述一对风扇散热器的所述排气方向限定的角度选自由0度、90度和180度组成的组；所述热电组件还包括位于双冷侧风扇散热器之间的电支柱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热电组件，该热电组件包括：冷侧和热侧，其中，所述热侧和所述冷侧之间的边界大体由一平面限定；所述热电组件还包括所述热侧上的风扇散热器和所述冷侧上的多个风扇散热器；其中，各风扇散热器包括散热器和风扇，各风扇包括叶片，各散热器包括散热器底座和设置在所述散热器底座上的片组，各片组包括多个大体平行的平面片，所述平面片对准排气方向，所述排气方向平行于所述平面，其中，各风扇散热器与由一轴线限定的进气方向关联，所述叶片以能绕所述轴线旋转的方式附接于所述风扇，所述进气方向垂直于所述平面；所述热电组件还包括多个热电模块，所述热电模块布置在至少一个电路中，其中，各热电模块与所述热侧和所述冷侧二者的所述散热器底座热接触，其中，所述冷侧上的一对风扇散热器的所述进气方向是基本上平行的矢量；并且其中，由所述冷侧上的所述一对风扇散热器的所述排气方向限定的角度选自由0度、90度和180度组成的组；所述热电组件还包括位于双冷侧风扇散热器之间的电支柱。2.根据权利要求1所述的热电组件，所述热电组件还包括至少一个湿气屏障装置，所述至少一个湿气屏障装置选自由线密封件、密封层和一系列螺杆O形环组成的组。3.根据权利要求1所述的热电组件，所述热电组件还包括线密封件，所述线密封件包括头部，该头部具有能供线穿过以进入引线的一个或多个孔，各孔包括隔膜。4.根据权利要求3所述的热电组件，其中，所述头部包括一系列孔，所述一系列孔选自由布置成1×3矩阵的三个孔和布置成2×3矩阵的六个孔组成的组。5.根据权利要求1所述的热电组件，所述热电组件包括线密封件、密封层和一系列螺杆O形环。6.根据权利要求1所述的热电组件，所述热电组件包括八个热电模块，所述热电模块布置在多个并联电路中的一个中，所述并联电路选自由以下电路组成的组：八个电路，每个电路均具有一个热电模块；四个电路，每个电路均具有两个热电模块；以及两个电路，每个电路均具有四个热电模块。7.根据前述权利要求中的任一项所述的热电组件，其中，所述散热器包括选自由热塑性阳极氧化铝或铜组成的组的材料。8.一种热电组件，该热电组件包括：第一风扇散热器、第二风扇散热器和第三风扇散热器；其中，各风扇散热器包括散热器和风扇，各风扇包括叶片，各散热器包括散热器底座和设置在所述散热器底座上的片组，各片组包括多个大体平行的平面片，所述平面片对准排气方向，其中，各风扇散热器与由一轴线限定的进气方向关联，所述叶片以能绕所述轴线旋转的方式附接于所述风扇；所述热电组件还包括偶数数量的多个热电模块，所述热电模块布置在两个并联电路中，各并联电路由相等数量的热电模块组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·霍耶尔，A·索伦，D·M·G·卡尔斯泰德，
申请(专利权)人：莱尔德技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US