×
20.10.2015
216.013.8480

УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ НАНОПЛЕНОЧНЫХ ТЕРМОМОДУЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например, к устройствам для охлаждения электронных компонентов. Техническим результатом является повышение эффективности системы охлаждения. Термоэлектрическое устройство выполнено в виде многослойного термомодуля, в котором в качестве полупроводниковых ветвей p-типа и n-типа выбраны такие материалы, что протекающий ток от p- к n-типу будет формировать излучение, а при протекании тока от n- к p-типу будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье, причем каждый слой каскада термомодуля выполнен в виде нанопленки трубчатой структуры, в которой паразитные тепловыделения будут практически сведены к нулю за счет уменьшения омического сопротивления материалов термомодуля при туннелировании электронов через переходы. 1 ил.
Основные результаты: Устройство охлаждения на основе нанопленочных термомодулей, выполненное в виде многослойного термомодуля, в котором в качестве полупроводниковых ветвей p-типа и n-типа выбраны такие материалы, что протекающий ток от p- к n-типу будет формировать излучение, а при протекании тока от n- к p-типу будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье, отличающееся тем, что каждый слой каскада термомодуля выполнен в виде нанопленки трубчатой структуры, в которой паразитные тепловыделения будут практически сведены к нулю за счет уменьшения омического сопротивления материалов термомодуля при туннелировании электронов через переходы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения электронных компонентов.

Известен способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения [1], в котором используются светодиодные излучатели, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев термомодуля в виде электрического тока, в энергию излучения, отводящего тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду.

Цель изобретения - повышение эффективности системы охлаждения.

Для достижения цели изобретения разработано термоэлектрическое устройство, состоящее из трубчатых нанопленочных термомодулей с чередованием охлаждающих и излучающих p-n-переходов.

На фиг.1 представлена конструкция нанопленочного многослойного каскадного светоизлучающего термомодуля.

Конструкция термоэлектрического устройства представляет собой многослойный (каскадный) термомодуль в виде трубчатой структуры, состоящей из термомодулей, выполненных в виде нанопленок, в которых в качестве полупроводниковых ветвей p-типа 1 и n-типа 2 выбраны такие материалы, что протекающий ток от p- к n-типу будет формировать излучение, а при протекании тока от n- к p-типу будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье. Питание осуществляется через положительный металлический зеркальный электрод 3 и отрицательный прозрачный электрод 4 постоянным током.

В качестве материалов для изготовления ветвей p-типа и n-типа термомодуля используют те же материалы, из которых изготавливают светодиоды, а именно фосфид галлия (GaP), нитдид галлия (GaN), карбид кремния (SiC) и др.

Толщина термомодуля, изготовленного в виде нанопленки, составляет примерно 10-8 м. Такая толщина термомодуля позволяет практически устранить джоулевые тепловыделения (эффект Джоуля), так как длина свободного пробега электрона будет меньше толщины нанопленки (электроны будут туннелировать). В результате паразитные тепловыделения за счет уменьшения омического сопротивления материалов термомодуля будут практически сведены к нулю и останутся только охлаждающий эффект Пельтье и излучающий светодиодный эффект.

Другое важное и полезное свойство нанопленок - это высокая прозрачность. Даже если изготовить устройство из большого количества слоев - термомодулей, изготовленных в виде нанопленок, прозрачность сохранится. Высокая прозрачность позволяет эффективно отводить тепло в виде излучения. Кроме того, нанопленки обладают идеальными характеристиками по кондуктивному теплопереносу за счет малой толщины. Это позволяет всем n-p-переходам в многослойном термомодуле одновременно поглощать тепло.

Применение представленного устройства в системах охлаждения позволит обеспечить высокую эффективность теплоотвода от охлаждаемых компонентов электронной техники вплоть до возникновения сверхпроводящего эффекта при охлаждении до 0 K. На фиг.1 центральный металлический стержень будет сверхпроводящим. На основе нанопленочных термомодулей можно расширить номенклатуру электронных компонентов для криоэлектроники без применения громоздких охлаждающих устройств с одновременным достижением минимальных энергетических затрат.

Литература

1. Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения: пат. 2405230 Рос. Федерация: МПК G06F 1/20 / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет». - №2009120686/09; заявл. 01.06.2009, опубл. 27.11.2010, Бюл. №33.

Устройство охлаждения на основе нанопленочных термомодулей, выполненное в виде многослойного термомодуля, в котором в качестве полупроводниковых ветвей p-типа и n-типа выбраны такие материалы, что протекающий ток от p- к n-типу будет формировать излучение, а при протекании тока от n- к p-типу будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье, отличающееся тем, что каждый слой каскада термомодуля выполнен в виде нанопленки трубчатой структуры, в которой паразитные тепловыделения будут практически сведены к нулю за счет уменьшения омического сопротивления материалов термомодуля при туннелировании электронов через переходы.
УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ НАНОПЛЕНОЧНЫХ ТЕРМОМОДУЛЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 177 items.
10.07.2013
№216.012.5549

Светотранзистор

Изобретение относится к электронным компонентам микросхем. В отличие от обычного биполярного транзистора, согласно изобретению, один p-n-переход транзистора сформирован в виде светоизлучающего. Для р-n-р-транзистора излучающим переходом является переход база-эмиттер, а для n-p-n-транзистора -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487436
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.09.2013
№216.012.6c07

Способ протравного крашения шерстяной ткани растительным красителем чертополоха поникающего

Изобретение относится к красильному производству, в частности к способу протравного крашения шерстяной ткани растительным красителем чертополоха поникающего. Способ включает обработку шерстяной ткани в красильной ванне на основе комплексообразователя из группы, включающей соль алюминия, меди,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493306
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.7182

Реанимационный комплекс для новорожденных

Изобретение относится к медицине, в частности к неонатологии, и предназначено для проведения мероприятий по восстановлению жизненно важных функций новорожденных. Техническим результатом является повышение эффективности проведения восстановительных процедур новорожденного за счет обеспечения его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494715
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.01.2014
№216.012.9a71

Способ получения купажированного сублимированного сока из овощей

Изобретение относится к консервной и овощесушильной промышленности и может быть применено при получении диетического купажированного сока из белокочанной капусты, столовой свеклы и моркови. Способ заключается в том, что капусту, свеклу и морковь после сортировки, инспекции, мойки, очистки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505243
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9ccb

Способ изготовления линз для стоматологических очков

Изобретение может быть использовано для создания очков, используемых при работе с ультрафиолетовым излучением и обеспечивающих одновременную защиту от механических и ультрафиолетовых воздействий. Способ включает послойное напыление на линзы металлов. Проводят последовательное магнетронное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505845
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9d0b

Конструкция статора трехфазного асинхронного двигателя малой мощности

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции статора трехфазного асинхронного двигателя (АД) малой мощности с круговым магнитным полем. Технический результат - улучшение электрических и магнитных свойств статора АД и повышение за счет этого его энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505909
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.02.2014
№216.012.a104

Термоэлектрическое устройство для лечения кисти

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для температурного воздействия при лечении гнойно-воспалительных и послетравматических заболеваний пальцев кисти. Устройство содержит корпус с выточенными по бокам отверстиями для прохождения потоков воздуха. В корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506935
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a1e2

Устройство для получения талой воды

Изобретение относится к устройствам для получения талой воды, в частности для получения талой воды из морской методом вымораживания. Устройство включает корпус, в котором размещены термостатированная рабочая емкость с крышкой и отверстием для слива воды, внутри рабочей емкости находится сетка с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507157
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a23e

Наливка "рубин дагестана"

Наливка, для получения 1000 дал которой используют в л: вишневый морс 1 и 2 слива - 2500-2550, вишневый спиртованный сок - 2500-2550, вишневый сброженно-спиртованный сок, полученный с использованием штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3587 - 950-1150, ароматный спирт персиков -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507249
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a23f

Наливка "пурпурная фантазия"

Наливка, для получения 1000 дал которой используют в л: земляничный морс 1 и 2 слива - 1250-1260, малиновый морс 1 и 2 слива - 1250-1260, земляничный спиртованный сок - 1250-1260, малиновый спиртованный сок - 1250-1260, земляничный сброженно-спиртованный сок, полученный с использованием штамма...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507250
Дата охранного документа: 20.02.2014
Showing 1-10 of 239 items.
20.09.2013
№216.012.6c07

Способ протравного крашения шерстяной ткани растительным красителем чертополоха поникающего

Изобретение относится к красильному производству, в частности к способу протравного крашения шерстяной ткани растительным красителем чертополоха поникающего. Способ включает обработку шерстяной ткани в красильной ванне на основе комплексообразователя из группы, включающей соль алюминия, меди,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493306
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.7182

Реанимационный комплекс для новорожденных

Изобретение относится к медицине, в частности к неонатологии, и предназначено для проведения мероприятий по восстановлению жизненно важных функций новорожденных. Техническим результатом является повышение эффективности проведения восстановительных процедур новорожденного за счет обеспечения его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494715
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.01.2014
№216.012.9a71

Способ получения купажированного сублимированного сока из овощей

Изобретение относится к консервной и овощесушильной промышленности и может быть применено при получении диетического купажированного сока из белокочанной капусты, столовой свеклы и моркови. Способ заключается в том, что капусту, свеклу и морковь после сортировки, инспекции, мойки, очистки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505243
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9bc8

Малотоннажная установка по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа

Изобретение относится к технологиям малотоннажной утилизации непромышленных газов в газовой промышленности. Изобретение касается малотоннажной установки по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа, состоящей из последовательно соединенных очистительного модуля, теплообменника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505586
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9ccb

Способ изготовления линз для стоматологических очков

Изобретение может быть использовано для создания очков, используемых при работе с ультрафиолетовым излучением и обеспечивающих одновременную защиту от механических и ультрафиолетовых воздействий. Способ включает послойное напыление на линзы металлов. Проводят последовательное магнетронное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505845
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9d0b

Конструкция статора трехфазного асинхронного двигателя малой мощности

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции статора трехфазного асинхронного двигателя (АД) малой мощности с круговым магнитным полем. Технический результат - улучшение электрических и магнитных свойств статора АД и повышение за счет этого его энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505909
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.02.2014
№216.012.a1e2

Устройство для получения талой воды

Изобретение относится к устройствам для получения талой воды, в частности для получения талой воды из морской методом вымораживания. Устройство включает корпус, в котором размещены термостатированная рабочая емкость с крышкой и отверстием для слива воды, внутри рабочей емкости находится сетка с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507157
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a23e

Наливка "рубин дагестана"

Наливка, для получения 1000 дал которой используют в л: вишневый морс 1 и 2 слива - 2500-2550, вишневый спиртованный сок - 2500-2550, вишневый сброженно-спиртованный сок, полученный с использованием штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3587 - 950-1150, ароматный спирт персиков -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507249
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a23f

Наливка "пурпурная фантазия"

Наливка, для получения 1000 дал которой используют в л: земляничный морс 1 и 2 слива - 1250-1260, малиновый морс 1 и 2 слива - 1250-1260, земляничный спиртованный сок - 1250-1260, малиновый спиртованный сок - 1250-1260, земляничный сброженно-спиртованный сок, полученный с использованием штамма...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507250
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a3a9

Конденсационный термоэлектрический шкаф

Изобретение относится к системе охлаждения для компьютерного оборудования и систем питания. Технический результат - предотвращение выхода из строя дорогостроящего оборудования путем поддержания оптимальной температуры. Достигается тем, что в устройстве, состоящем из плотно упакованного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507612
Дата охранного документа: 20.02.2014
+ добавить свой РИД