×
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 71-80 of 177 items.
27.01.2015
№216.013.217f

Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae вкпм y-3973 для получения плодово-ягодных вин

Изобретение относится к винодельческой промышленности. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae «Айвовый-Д» депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ), ФГУП ГосНИИГенетика под регистрационным номером Y-3973. Штамм Y-3973 обладает способностью к спорообразованию,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540023
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.02.2015
№216.013.21ca

Способ производства компота из мандаринов

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способу производства компота из мандаринов в банках СКО 1-82-350. Способ включает предварительный подогрев плодов горячей водой с температурой 80°C в течение 2 мин с последующей заменой воды на сироп с температурой 95°C, герметизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540103
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.21cc

Способ стерилизации персиков в персиковом соке с мякотью

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ включает трехступенчатый нагрев консервов в воде температурой 60, 80 и 100°C соответственно 5, 5 и 15-20 мин с последующим трехступенчатым охлаждением в воде в течение 5, 5 и 7 мин, при этом нагрев и охлаждение при температурах воды 60 и 80...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540105
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.25d1

Способ получения сухого растительного экстракта зверобоя продырявленного

Изобретение относится к фармацевтической и легкой промышленности при получении сухих растительных экстрактов, применяющихся для дальнейшего колорирования этим экстрактом текстиля. Способ получения сухого растительного экстракта зверобоя продырявленного, включающий в себя измельчение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541134
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.29b7

Способ стерилизации яблок в яблочном соке

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способам стерилизации фруктовых диетических консервов «Яблоки в яблочном соке» в банках 1-82-500. Способ включает трехступенчатый нагрев консервов в воде температурой 60, 80 и 100°C соответственно 4, 4 и 12-15 мин с последующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542136
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.29b9

Способ стерилизации компота вишневого с ксилитом

Способ включает трехступенчатый нагрев консервов в воде температурой 60, 80 и 100°C соответственно 4, 4 и 6-12 мин с последующим трехступенчатым охлаждением в воде в течение 4, 4 и 5 мин, при этом нагрев и охлаждение при температурах воды 60 и 80°C осуществляются в одних и тех же ваннах. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542138
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a08

Метчик

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к нарезанию внутренних резьб. Метчик содержит перья и стружечные канавки. По меньшей мере одна стружечная канавка выполнена с угловым сдвигом, обеспечивающим увеличение ширины по меньшей мере одного пера. В результате обеспечивается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542217
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b39

Способ стерилизации компота вишневого с сорбитом

Способ включает трехступенчатый нагрев консервов в воде температурой 60, 80 и 100°C соответственно 5, 5 и 10-15 мин с последующим трехступенчатым охлаждением в воде в течение 5, 5 и 7 мин, при этом нагрев и охлаждение при температурах воды 60 и 80 осуществляются в одних и тех же ваннах. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542522
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b40

Способ стерилизации перца сладкого натурального

Изобретение относится к консервной промышленности. Способ стерилизации перца сладкого натурального в банках СКО-1-82-1000 предусматривает процесс нагрева в потоке воздуха температурой 150°C и скоростью 1,75-2 м/с в течение 25 мин с последующим охлаждением в потоке атмосферного воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542529
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b7e

Способ формирования эмиттерной области транзистора

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов и, в частности, может быть использовано для глубокой диффузии фосфора при формировании диффузионных кремниевых структур. Способ диффузии фосфора из твердого планарного источника включает формирование диффузионных кремниевых структур...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542591
Дата охранного документа: 20.02.2015
Showing 71-80 of 239 items.
27.11.2014
№216.013.0bd7

Способ формирования контакта к стоковой области полупроводникового прибора

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем. Изобретение обеспечивает повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и стабильности процесса присоединения. В способе присоединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534439
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bd8

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: 0002534440
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bd9

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: 0002534441
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bdc

Способ удаления окисла с поверхности кремниевых пластин

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов, в частности к способам обработки обратной стороны кремниевых пластин перед процессом напыления. Изобретение обеспечивает полное удаление остатков окисла с поверхности кремниевых пластин, уменьшение времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534444
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0bde

Способ очистки кварцевой трубы

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, к способам обработки кварцевой оснастки, в частности кварцевой трубы, применяемой при проведении высокотемпературных процессов в диффузионных печах. Изобретение обеспечивает полное удаление различных загрязнений с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534446
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0be1

Способ формирования контакта к коллекторной области кремниевого транзистора

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем. Изобретение обеспечивает уменьшение температуры посадки кристалла на основание корпуса, повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и применение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534449
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0c1c

Конденсационный шкаф рэа

Изобретение относится к системам отвода тепла от компьютерного оборудования, смонтированного внутри серверных или монтажных шкафов, в частности к конденсационному шкафу. Технический результат - обеспечение эффективности отвода тепла из объема шкафа. Достигается тем, что в конденсационном шкафу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534508
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0c53

Способ нанесения стекла

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты поверхности кристаллов p-n переходов от различных внешних воздействий. Техническим результатом изобретения является достижение стабильности и снижение проникновения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534563
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.12.2014
№216.013.0dac

Турбина для геотермальной электростанции

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам, использующим теплоту геотермальных источников в виде газопароводяной смеси с повышенным солесодержанием. Предлагается турбина, в которой корпус, вал и рабочие лопатки выполнены полыми и сообщающимися между собой. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534917
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0f57

Способ производства компота из груш и айвы

Изобретение относится к консервной промышленности, в частности к способу производства компота из груш и айвы в банках СКО 1-82-300. Способ включает предварительную подготовку и расфасовку плодов в банки, после чего осуществляют подогрев плодов горячей водой температурой 85°C в течение 3 мин....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535344
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД