半导体冷却器 所属技术领域
本发明涉及一种能作为医用空气压缩机净化除水系统中的冷却装置，它对要求医用压缩机空气净化系统体积小、成本低；而压缩气体的大气露点温度要求又严格的场合最为适合。
背景技术
目前，在医用呼吸机中所采用的压缩机净化系统，为了保证达到使压缩气体干净、大气露点温度低于室温5℃以上等技术规范要求，大都选用如下方式来实现：一是提高压缩机排气压力，排出气体经空气冷却器冷却，再通过一级除水、除尘装置，初步去除空气中的水分和灰尘；再经空气冷却器冷却，然后再通过二级除水、除尘装置，进一步去除空气中的水分和灰尘；最后减压，进入储气罐，以供呼吸机所用(其系统流程见附图1)。即通过提高气体压力，以排除水分，来达到对气体露点温度的要求；二是采用膜式干燥管，利用水分子相对较小，可渗透膜层，然后用一定量的压缩空气反吹，来排除已渗透出膜层的水分，来到达露点要求(其系统流程见附图2)。该方式与第一种方式的区别在于，它不需要提高排气压力，但它所要求的排气量较大(排气量须增加15～40％)，同时需要增加一根膜式干燥管。对于第一种方式而言，需要提高排气压力，这不但使压缩机多耗功，噪声增大，寿命变短，性能下降；而且由于环境及冷却条件的变化，该方式常常不能保证使气体露点温度达到要求；对于第二种方式，由于需要增大压缩气体气量，这不但需要多耗功，同时要求的压缩机尺寸相应增大，而且由于目前采用的膜式干燥管均为进口，价格昂贵，直接增加了产品成本，影响该产品经济性和市场竞争力。
【发明内容】
为了克服现有的医用压缩机净化除水系统耗能大，露点温度不能确保或价格高，体积大等不足，本发明提供一种新型的半导体冷却器，该冷却器由半导体制冷元件与带内肋的紫铜管组成，应用在医用压缩机净化除水系统中，不需要提高气体压力，它不仅能确保所要求的气体露点温度，同时由于不需额外消耗压缩气量，压缩机耗功小，还能带来压缩机噪声下降该装置成本低廉，易于安装。
本发明解决其技术问题所采用地技术方案是：用半导体制冷元件制作一个冷却器(见附图3，图4)，当压缩气体在通过该冷却器时，能保证得到充分冷却，从而使压缩气体中的水分冷凝，以保证要求的露点温度能达到。加入该冷却器后，医用压缩机净化除水系统流程为(见附图5)：压缩机排除气体经过第一级半导体冷却器初步冷却后，进入一级除水、除尘装置；然后通过再通过第二级半导体冷却器，以进一步降低压缩气体温度，经过二级除水、除尘后，再进入储气罐。这样，压缩气体的露点温度可由半导体冷却器来保证，除尘的要求可由高精度的一、二级除尘装置来保证，同时，由于医用压缩机要求气量有限，该系统所需的半导体制冷元件功率很小，加之半导体制冷元件价格本身就很低，使得该装置价格低廉。
本发明的有益效果是，可确保露点温度要求的满足，并降低了压缩机耗功、噪声及气量；同时价格低廉、装置结构简单，保持了原系统结构风格。
【附图说明】
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是采用提高气体压力方式除水的系统流程图。
图中：1.进气口 2.过滤消声器 3.压缩机 4.空气冷却器 5.电磁阀 6.消声器7.一级除水除尘装置 8.空气冷却器 9.二级除水除尘装置 10减压阀 11.储气罐
图2是采用膜式干燥管方式除水的系统流程图。
图中：1.进气口 2.过滤消声器 3.压缩机 4.空气冷却器 5.电磁阀 6.消声器7.一级除水除尘装置 8.空气冷却器 9.膜式干燥管 10储气罐
图3是半导体冷却器结构图。
图中：1.半导体制冷元件 2.带内肋的紫铜管
图4是半导体冷却器I-I截面图。
图中：1.半导体制冷元件 2.带内肋的紫铜管
图5是采用半导体冷却器除水的系统流程图。
图中：1.进气口 2.过滤消声器 3.压缩机 4.一级半导体冷却器 5.电磁阀 6.消声器7.一级除水除尘装置 8.二级半导体冷却器 9.二级除水除尘装置 10储气罐
【具体实施方式】
在图3、图4中，压缩气体在带内肋的紫铜管(2)中流动，半导体制冷元件(1)通过紫铜管管壁将冷量传给压缩气体。半导体制冷元件(1)与带内肋的紫铜管(2)紧密接触，以减少传热热阻，如果有条件，带内肋的紫铜管(2)最好采用方形结构，以增大与半导体制冷元件(1)的接触面积。半导体制冷元件(1)功率及紫铜管(2)长度可按所要求的气体气量及露点温度要求来确定，其原则是使通过第二级半导体冷却器的气体温度比所要求的露点温度低8℃以上，以确保露点温度要求的满足。
采用半导体冷却器后，医用压缩机净化除水系统流程如图5所示，在图5中，气体经进气口(1)后，首先通过压缩机的进气过滤及消声器(2)，然后在压缩机(3)中提高压力到规定值(一般为4～7bar)，再流入第一级半导体冷却器(4)。在启动阶段(接通电源30秒内)，电磁阀(5)打开，压缩气体通过电磁阀(5)和消声器(6)后排空；在稳定工作时(启动30秒以后)，压缩气体经过一级除水除尘装置(7)去除气体中的大部分水分及灰尘后，再进入第二级半导体冷却器(8)，流出该冷却器的气体温度小于要求的露点温度8℃以上，然后再进入二级除水除尘装置(9)(该装置的精度要求比一级要高至少一个数量级)，最后流入储气罐(10)供呼吸机用。在图5中，所有连接管道及部件均采用对人体无生物危害的材料制造。