RU2288555C2 - Thermal heat sink - Google Patents

Thermal heat sink Download PDF

Info

Publication number
RU2288555C2
RU2288555C2 RU2003124400/28A RU2003124400A RU2288555C2 RU 2288555 C2 RU2288555 C2 RU 2288555C2 RU 2003124400/28 A RU2003124400/28 A RU 2003124400/28A RU 2003124400 A RU2003124400 A RU 2003124400A RU 2288555 C2 RU2288555 C2 RU 2288555C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat sink
base
heat
thermal
thermal modules
Prior art date
Application number
RU2003124400/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003124400A (en
Inventor
Тагир Абдурашидович Исмаилов (RU)
Тагир Абдурашидович Исмаилов
Хаджимурат Магомедович Гаджиев (RU)
Хаджимурат Магомедович Гаджиев
Солтанат Магомедовна Гаджиева (RU)
Солтанат Магомедовна Гаджиева
Тимур Декартович Нежведилов (RU)
Тимур Декартович Нежведилов
Керим Абсаламович Гафуров (RU)
Керим Абсаламович Гафуров
Original Assignee
Дагестанский государственный технический университет (ДГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дагестанский государственный технический университет (ДГТУ) filed Critical Дагестанский государственный технический университет (ДГТУ)
Priority to RU2003124400/28A priority Critical patent/RU2288555C2/en
Publication of RU2003124400A publication Critical patent/RU2003124400A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288555C2 publication Critical patent/RU2288555C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

FIELD: cooling and heat-transfer systems for computer processors.
SUBSTANCE: proposed heat sink is assembled of thermal modules. Heat sink basic module is its base. Needle-type stems of heat sink are disposed on base in staggered or in-line manner. Each stem has two or three additional concatenated thermal modules. Surface area of the latter is much smaller than that of base thermal module. Hot junctions of top thermal modules of each stem are protruded through certain distance forward relative to heat-liberating piece of equipment.
EFFECT: enhanced quality of heating and heat-transfer process.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компьютерного процессора.The invention relates to cooling and heat sink systems, for example, to devices for cooling a computer processor.

Известен металлический теплоотвод [1, 2], содержащий основание и исходящие из него чередующиеся металлические стержни. В процессе теплопереноса в металлическом теплоотводе тепло неравномерно распределяется по объему конструкции (в частности из-за низкой теплопроводности материала теплоотвода сильно нагрето основание и слабо нагреты стержни), что не позволяет добиться достаточно эффективной теплоотдачи в окружающую среду.Known metal heat sink [1, 2], containing the base and the alternating metal rods emanating from it. In the process of heat transfer in a metal heat sink, the heat is unevenly distributed over the volume of the structure (in particular, due to the low heat conductivity of the heat sink material, the base is very hot and the rods are slightly heated), which does not allow achieving sufficiently efficient heat transfer to the environment.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок [3], где в качестве основного исполнительного органа используется термобатарея, выполненная из каскадов термомодулей. Недостатком данного устройства является неэффективный отвод тепла от термобатареи в среду из-за небольшой площади теплоотдачи термобатареи.The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a thermoelectric semiconductor device for heat removal and thermal stabilization of microassemblies [3], where a thermopile made of cascades of thermomodules is used as the main executive body. The disadvantage of this device is the inefficient removal of heat from the thermal battery to the environment due to the small heat transfer area of the thermal battery.

Цель изобретения - улучшение процесса охлаждения и теплоотвода.The purpose of the invention is the improvement of the cooling process and heat sink.

Это достигается тем, что в термоэлектрическом теплоотводе, выполненном из термомодулей, основание теплоотвода представляет собой базовый термомодуль, стержни теплоотвода игольчатого типа расположены на основании в шахматном или коридорном порядке, каждый стержень состоит из оптимального числа (2 или 3) расположенных каскадно друг над другом дополнительных термомодулей, имеющих площадь значительно меньшую, чем базовый термомодуль.This is achieved by the fact that in a thermoelectric heat sink made of thermal modules, the heat sink base is a basic thermal module, needle-shaped heat sink rods are located on the base in a staggered or corridor order, each rod consists of an optimal number (2 or 3) of additional cascading ones thermal modules having an area much smaller than the base thermal module.

Применение термомодулей в качестве исходного материала, из которого создается теплоотвод охлаждения, дает возможность решить проблему неравномерного распределения тепла в теплоотводе и существенно повысить эффективность работы охлаждающих устройств за счет изменения градиента температур в теплоотводе и снижения температуры основания при одновременном повышении температуры стержней.The use of thermal modules as the starting material from which the cooling heat sink is created makes it possible to solve the problem of uneven distribution of heat in the heat sink and significantly improve the efficiency of cooling devices by changing the temperature gradient in the heat sink and lowering the base temperature while increasing the temperature of the rods.

На фиг.1 представлена конструкция термоэлектрического теплоотвода. Конструкция термоэлектрического теплоотвода представляет собой набор чередующихся термомодулей, образующих основание 1 (базовый термомодуль) и стержни 2 (дополнительные термомодули). Холодные спаи термомодулей, образующих основание теплоотвода, находятся в соприкосновении с объектом теплоотдачи, а горячие спаи в месте расположения каждого стержня находятся под холодными спаями нижнего термомодуля каждого стержня. Каждый стержень состоит из оптимального числа (2 или 3) расположенных каскадно друг над другом термомодулей. Холодные спаи верхнего термомодуля каждого стержня расположены над горячими спаями нижнего термомодуля каждого стержня. Горячие спаи верхних термомодулей каждого стержня выдвинуты на некоторое расстояние вперед от объекта теплоотдачи. Тем самым на кончиках спаев, за счет каскадного теплопереноса, образуется сильно нагретая зона, что обеспечивает высокую интенсивность излучения, так как при повышении температуры энергия излучения возрастает в четвертой степени. Кроме того, повышается эффективность кондукции и конвекции в окружающую среду, за счет увеличения перепада температур между средой и теплоотводом.Figure 1 shows the design of thermoelectric heat sink. The design of the thermoelectric heat sink is a set of alternating thermal modules forming the base 1 (basic thermal module) and rods 2 (additional thermal modules). Cold junctions of the thermal modules forming the base of the heat sink are in contact with the heat transfer object, and hot junctions at the location of each rod are located under the cold junctions of the lower thermal module of each rod. Each rod consists of an optimal number (2 or 3) of thermal modules cascaded one above the other. The cold junctions of the upper thermal module of each rod are located above the hot junctions of the lower thermal module of each rod. Hot junctions of the upper thermal modules of each rod are advanced a certain distance forward from the heat transfer object. Thus, at the tips of the junctions, due to cascade heat transfer, a highly heated zone is formed, which ensures a high radiation intensity, since the radiation energy increases to a fourth degree with increasing temperature. In addition, the efficiency of conduction and convection into the environment is increased by increasing the temperature difference between the medium and the heat sink.

Использование представленного устройства позволит повысить эффективность теплопередачи и уменьшить габариты теплоотвода, а также, тем самым, увеличить интенсивность работы систем охлаждения.Using the presented device will improve the efficiency of heat transfer and reduce the dimensions of the heat sink, and, thereby, increase the intensity of the cooling systems.

Пример. Предлагаемое устройство использовали для охлаждения компьютерного процессора (типа AMD). Изготовили опытный образец термоэлектрического теплоотвода. В качестве основания теплоотвода использовали термомодуль типа ICE - 71, стержни теплоотвода изготовили из термомодулей типа ТВ-17-0,6-1,0. На фиг.2 представлена конструкция устройства для охлаждения компьютерного процессора с применением термоэлектрического теплоотвода: 1 - корпус компьютера; 2 - процессор; 3 - основание теплоотвода; 4 - стержни теплоотвода; 5 - вентилятор; 6 - источник питания. Проведенные испытания устройства показали, что применение термоэлектрического теплоотвода обеспечивает более глубокое (на 10-15°С) охлаждение процессора по сравнению с известными средствами охлаждения процессора.Example. The proposed device was used to cool a computer processor (type AMD). They made a prototype thermoelectric heat sink. An ICE-71 type thermal module was used as the base of the heat sink, the heat sink rods were made of thermal modules of the TV-17-0.6-1.0 type. Figure 2 presents the design of a device for cooling a computer processor using thermoelectric heat sink: 1 - computer case; 2 - processor; 3 - the base of the heat sink; 4 - heat sink rods; 5 - fan; 6 - power source. Tests of the device showed that the use of thermoelectric heat sink provides deeper (10-15 ° C) cooling of the processor compared to the known means of cooling the processor.

Возможность повышения теплопередачи путем использования излучения, кондукции и конвекции при высоких температурах, имеет перспективу применения для дискретных источников тепловыделения, например мощных полупроводниковых компонентов (тиристоров, диодов, транзисторов и т.д.).The possibility of increasing heat transfer through the use of radiation, conduction, and convection at high temperatures has the potential for discrete heat sources, such as powerful semiconductor components (thyristors, diodes, transistors, etc.).

Источники информацииInformation sources

1. Дульнев Г.Н., Тарновский Е.А. Теплопередача радиаторов в условиях естественной конвекции. Инженерно-физич. Журнал., Изд. АН БССР, Минск, №2 1960.1. Dulnev G.N., Tarnovsky E.A. Heat transfer of radiators in natural convection. Engineering Physics Journal., Ed. AN BSSR, Minsk, No. 2 1960.

2. Кейс В.М. Игольчатые поверхности для теплообмена. Перев. с англ., ЦКТИ, М., 1956.2. Case V.M. Needle surfaces for heat transfer. Perev. from English., CCTI, M., 1956.

3. Патент RU 96109278 А, 10.08.1998.3. Patent RU 96109278 A, 08/10/1998.

Claims (1)

Термоэлектрический теплоотвод, выполненный из термомодулей, отличающийся тем, что основание теплоотвода представляет собой базовый термомодуль, стержни теплоотвода игольчатого типа расположены на основании в шахматном или коридорном порядке, каждый стержень состоит из оптимального числа (2 или 3) расположенных каскадно друг над другом дополнительных термомодулей, имеющих площадь значительно меньшую, чем базовый термомодуль, при этом горячие спаи верхних термомодулей каждого стержня выдвинуты на некоторое расстояние вперед от объекта теплоотдачи.Thermoelectric heat sink made of thermal modules, characterized in that the heat sink base is a basic thermal module, needle-shaped heat sink rods are located on the base in a checkerboard or corridor order, each rod consists of an optimal number (2 or 3) of additional thermal modules cascaded on top of each other, having an area much smaller than the base thermal module, while the hot junctions of the upper thermal modules of each rod are advanced some distance ahead of the object heat.
RU2003124400/28A 2003-08-04 2003-08-04 Thermal heat sink RU2288555C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124400/28A RU2288555C2 (en) 2003-08-04 2003-08-04 Thermal heat sink

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124400/28A RU2288555C2 (en) 2003-08-04 2003-08-04 Thermal heat sink

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003124400A RU2003124400A (en) 2005-02-10
RU2288555C2 true RU2288555C2 (en) 2006-11-27

Family

ID=35208451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124400/28A RU2288555C2 (en) 2003-08-04 2003-08-04 Thermal heat sink

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288555C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465750C2 (en) * 2007-04-12 2012-10-27 Ритталь Гмбх Унд Ко. Кг Thermoelectric device to maintain temperature mode
RU2507613C2 (en) * 2012-01-30 2014-02-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Cascade light-emitting thermoelectric unit
RU2558217C1 (en) * 2014-01-13 2015-07-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" Method for heat removal from heat-generating electronic components in form of electromagnetic energy based on gunn-effect diodes
RU2562746C2 (en) * 2014-01-09 2015-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" Method of heat removal from heat-emitting electronic components in form of electromagnetic energy based on tunnel diodes
RU2587435C2 (en) * 2014-01-09 2016-06-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" THIN-FILM THERMOELECTRIC DEVICE WITH BALANCED ELECTROPHYSICAL PARAMETERS OF p- AND n-SEMICONDUCTOR BRANCHES

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465750C2 (en) * 2007-04-12 2012-10-27 Ритталь Гмбх Унд Ко. Кг Thermoelectric device to maintain temperature mode
US8704076B2 (en) 2007-04-12 2014-04-22 Rittal Gmbh & Co. Kg Thermoelectric tempering device
RU2507613C2 (en) * 2012-01-30 2014-02-20 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Cascade light-emitting thermoelectric unit
RU2562746C2 (en) * 2014-01-09 2015-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" Method of heat removal from heat-emitting electronic components in form of electromagnetic energy based on tunnel diodes
RU2587435C2 (en) * 2014-01-09 2016-06-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" THIN-FILM THERMOELECTRIC DEVICE WITH BALANCED ELECTROPHYSICAL PARAMETERS OF p- AND n-SEMICONDUCTOR BRANCHES
RU2558217C1 (en) * 2014-01-13 2015-07-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" Method for heat removal from heat-generating electronic components in form of electromagnetic energy based on gunn-effect diodes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003124400A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7823393B2 (en) Peltier cooling systems with high aspect ratio
Remeli et al. Experimental study of a mini cooler by using Peltier thermoelectric cell
RU2405230C1 (en) Method of removing heat from radiative heat-emitting electronic components
WO2004070852A3 (en) Peltier cooler integrated with electronic device(s)
Jang et al. Thermal analysis of LED arrays for automotive headlamp with a novel cooling system
Sun et al. Experimental research of a thermoelectric cooling system integrated with gravity assistant heat pipe for cooling electronic devices
Ouhadou et al. Experimental modeling of the thermal resistance of the heat sink dedicated to SMD LEDs passive cooling
Pekur et al. Optimization of the cooling system design for a compact high-power LED luminaire.
RU2288555C2 (en) Thermal heat sink
US10615326B2 (en) Flexible thermoelectric system
RU2345294C1 (en) Cooling unit for heat-producing hardware
Yang et al. Research on performance of new separated thermoelectric cooler at different pulse currents
Al-Rubaye et al. Performance of a portable thermoelectric water cooling system
Abdelmlek et al. Experimental study of orientation effects on natural convection around new/old LED package
Shelekhov et al. Evaluation of new possibilities of using thermoelectric generators in systems of renewable energy sources (RES)
Jieting et al. The study of thermoelectric power generation in the cooling of fin and vibration heat pipe
Singh et al. Thermoelectric Solar Refrigerator
RU2797712C1 (en) Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements
RU2198419C1 (en) Gear to cool electron boards
RU2797714C1 (en) Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements
Ouhadou et al. Experimental Study on Thermal Performance of Low Power SMD LEDs Light Bars: Thermal Resistance Modeling
CN208570583U (en) Radiator of high-power semiconductor device
RU2795288C1 (en) Thermoelectric device for heat removal from rea elements
Peng et al. Simulation analysis the effect of heat sink fins on the high-power LED
Anatychuk et al. Large-sized thermoelectric cooling module with heat pipes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080805