×
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 31-40 of 177 items.
20.08.2014
№216.012.e993

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525603
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.e997

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525607
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.e998

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525608
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.e99b

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525611
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.09.2014
№216.012.f5df

Способ очистки теплообменника от карбонатных отложений

Изобретение относится к геотермальной энергетике и может быть использовано для очистки геотермального оборудования от карбонатных отложений. Предложен способ очистки теплообменника от карбонатных отложений, включающий подвод геотермальной воды с концентрацией углекислого газа выше равновесного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528776
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.11.2014
№216.013.0b2e

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ включает последовательный нагрев компота в потоке воздуха температурой 120°С и скоростью 8-9 м/с в течение 18 мин, душевание водой с температурой 100°С в течение 18 мин и ступенчатое охлаждение в ваннах с водой температурой 80°С в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534270
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b2f

Способ стерилизации компота из яблок

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ включает последовательный нагрев компота в потоке воздуха температурой 120°С и скоростью 8-9 м/с в течение 18 мин, душевание водой с температурой 100°С в течение 18 мин и ступенчатое охлаждение в ваннах с водой температурой 80°С в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534271
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b30

Способ производства консервированного пюре из зеленого горошка

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способу производства консервированного пюре из зеленого горошка в банках 1-58-200. Способ включает четырехступенчатый нагрев консервов в воде температурами 80, 100 и в растворе хлористого кальция температурами 120 и 140°C в течение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534272
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b48

Способ стерилизации абрикосов в абрикосовом соке с мякотью

Изобретение относится к консервной промышленности и может быть использовано при стерилизации фруктовых диетических консервов «Абрикосы в абрикосовом соке с мякотью» в банках 1-82-500. Способ характеризуется тем, что после закатки банки устанавливают в носитель, обеспечивающий механическую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534296
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b9f

Термоэлектрическая батарея

Изобретение относится к термоэлектрическому приборостроению, в частности к конструкциям термоэлектрических батарей (ТЭБ). Технический результат: повышение эффективности отвода (подвода) теплоты с горячих (холодных) контактов ТЭБ. Сущность: поверхность структуры, образованной ветвями ТЭБ, за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534383
Дата охранного документа: 27.11.2014
Showing 31-40 of 239 items.
10.08.2014
№216.012.e738

Способ производства компота из груш и айвы

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности, а именно для стерилизации компота из груш и айвы. Способ включает предварительный подогрев плодов горячей водой температурой 85°С в течение 3 мин с последующей стерилизацией в потоке воздуха температурой 150°С и скоростью 8,5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524985
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e73b

Способ производства компота из ревеня

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ производства компота из ревеня характеризуется тем, что после расфасовки в банки, плоды на 2-3 мин заливают горячей водой температурой 85°C, с последующей заменой воды на сироп температурой 98°C, далее банки закатывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524988
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e73c

Способ производства компота из черники

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ включает предварительный нагрев плодов в банках горячей водой температурой 85 °C, замену воды на сироп температурой 98 °C с последующей герметизацией банок самоэксгаустируемыми крышками. Стерилизацию компота проводят без создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524989
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e73e

Способ производства компота из земляники

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ характеризуется тем, что включает предварительный нагрев плодов в банках горячей водой температурой 85°C, заменой воды на сироп температурой 98°C с последующей герметизацией банок самоэксгаустируемыми крышками и стерилизацией без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524991
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e741

Способ стерилизации компота из груш и айвы

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ стерилизации компота из груш и айвы включает нагрев компота в потоке воздуха температурой 130°C и скоростью 3,5-4 м/с в течение 22 мин при одновременном прерывистом 2-3-х минутном вращении банки с «донышка на крышку» с частотой 0,133 с с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524994
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e742

Способ стерилизации компота из груш и айвы

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности, а именно для стерилизации компота из груш и айвы в банках СКО 1-82-500. Способ включает процесс нагрева в потоке воздуха температурой 130°С и скоростью 6-7 м/с в течение 20 мин с последующей выдержкой в течение 15-20 мин при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524995
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e744

Способ стерилизации компота из груш и айвы

Изобретение относится к консервной промышленности, в частности к стерилизации компота из груш и айвы. Способ включает установку банок в носитель, обеспечивающий герметичность и процессы нагрева, выдержки и охлаждения. Нагрев компота осуществляют в потоке воздуха температурой 130°C и скоростью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524997
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e747

Способ стерилизации компота из груш и айвы

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ стерилизации компота из груш и айвы в банках СКО 1-82-500 включает процесс нагрева в потоке воздуха температурой 130 °C и скоростью 3,5-4 м/с в течение 23 мин с последующей выдержкой в течение 12-15 мин при температуре нагретого воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525000
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e7e8

Способ производства компота из дыни

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности при производстве компота из дыни. Способ характеризуется тем, что включает предварительный нагрев плодов в банках горячей водой температурой 85°С, замену воды на сироп температурой 98°С с последующей герметизацией банок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525161
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e7ef

Выпрямитель переменного напряжения

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством. Выпрямитель переменного напряжения состоит из омической области, на которую подается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525168
Дата охранного документа: 10.08.2014
+ добавить свой РИД