CN105720025A - 散热器 - Google Patents

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CN105720025A
CN105720025A CN201510943895.7A CN201510943895A CN105720025A CN 105720025 A CN105720025 A CN 105720025A CN 201510943895 A CN201510943895 A CN 201510943895A CN 105720025 A CN105720025 A CN 105720025A
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马丁·伯格曼恩
克劳斯·布施
马蒂亚斯·博梅尔
克里斯托夫·维斯纳
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
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Abstract

本发明涉及一种散热器，其基本上设计为长方体形，其中在长方体的第一壁的第一外侧面中存在所添加的第一冷却接触面，并且在长方体的第二壁的第二外侧面存在所添加的第二冷却接触面，其中，第二壁与第一壁垂直地布置，并且由此形成第一边缘；第三壁与第二壁垂直地布置，并且由此形成第二边缘；第四壁与第三壁垂直地布置，并且由此形成第三边缘；第一壁与第四壁垂直地布置，并且由此形成第四边缘，其中，壁如下地布置，即存在具有介质入口和介质出口的内部空间，由此形成用于冷却介质的流动通道。

Description

散热器
技术领域
本发明涉及一种散热器，该散热器基本上设计为长方体形(quaderfoermig)，其中在长方体的第一壁的第一外侧面中存在所添加(eingearbeitet)的第一冷却接触面并且在长方体的第二壁的第二外侧面中存在所添加的第二冷却接触面。
背景技术
基于电子组件的迷你化趋势，逐渐实现了电子组件/部件在平面电路板例如装配的印刷电路板上的更高的封装密度/功能密度。这引起损耗功率的提高，特别是在微处理器中，特别是在微处理器的多核运行中，因为微处理器的效率逐渐地上升，损耗功率也随之上升。
特别地，在工业自动化技术中使用的电子组件中，存在再次提高的对于电子部件的冷却的需求，例如在存储器可编程的控制装置的平面电路板上。因为储存器可编程的控制装置通常应用于其中已经产生提高了的环境温度的工业环境中，所以对损耗热量的排出会更加困难。
自动化设备的计算效率引起损耗功率。计算功率越高，损耗功率(热量)越高。使用的处理器的效率总是更强，损耗功率也由此上升。
在欧洲文献EP2736312A1中公开了具有散热器的自动化设备。为了提高所公开的自动化设备的功率密度，提出将长方体形设计的散热器利用添加在长方体的一个侧面中的第一冷却接触面定位在第一电路板处，并且利用添加在散热器的第二侧面中的第二冷却接触面定位在第二电路板处，以排出损耗功率。
已知的散热器具有的缺点是，当以多核运行使用微处理器时，其此时不再能够充分地排出所形成的损耗功率，并且具有已知的散热器的根据现有技术已知的自动化设备变得过热。
发明内容
本发明的目的是如下地改进已知的散热器，即改进冷却表现或能够更好地排出所形成的损耗热。
在已知的基本上设计为长方体形的散热器中，其中在长方体的第一壁的第一外侧面中存在所添加的第一冷却接触面，并且在长方体的第二壁的第二外侧面中存在所添加的第二冷却接触面，该目的由此实现，即第二壁垂直于第一壁地布置并由此形成第一边缘，第三壁垂直于第二壁地布置并由此形成第二边缘，第四壁垂直于第三壁地布置并由此形成第三边缘，第一壁垂直于第四壁地布置并由此形成第四边缘，其中壁如下地布置，即存在具有介质出口和介质入口的内部空间，由此形成用于冷却介质的流动通道。通过壁形成界定的内部空间，例如作为冷却介质的周围环境空气能够更好和更快地穿流过散热器，并且由此更好地排出从散热器吸取的损耗热。
进一步的改进实现为，在内部空间中布置冷却薄片。
在另一个设计方案中继续优化热学表现，其中在继续实施的设计方案中内部空间具有导热壁，其垂直于第一壁的第一内侧面地布置，并且第一壁与第三壁连接，其中导热壁相对于第一冷却接触面居中地布置。置入到内部空间中的导热壁仅仅轻微地影响穿过内部空间的流动表现，但其使得流入到第一壁中的热流能够更好地分布并且其特别地能够导向相对置的第三壁，由此热流能够在总体的长方体表面上更好地分布。
此外有利地，通过四个彼此连接的壁，接近矩形的周长走向形成了导热框架。由此，具有第一冷却接触面的第一壁能够视作主冷却面，例如用于多核处理器的主冷却面，并且具有第二冷却接触面的第二壁能够视作用于其它电子部件的副冷却面。通过使导热壁与主冷却面垂直地相对于第一冷却接触面居中地布置，从主冷却面、尤其是在多核运行中从微处理器将较大的热流导向相对置的第三壁。壁厚实施为明显比薄板厚度更厚。
为了使散热器最佳地工作，散热器温度应尽可能的高并且在散热器体积上尽可能均匀地分布。为了实现均匀的高冷却温度的目标，引入坚固的外部的导热框架。导热框架具有如下功能，与待冷却的部件的可能不均匀的几何位置无关地，在散热器体积内部形成高的均匀的温度分布。在两个相对置的框架侧面之间此时布置有冷却薄片。出于制造成本考虑，由此形成的“框架散热器”有利地作为挤压工艺的一部分制造。由此根据本发明的散热器构造为一件式的挤压型材(Stranggussprofil)。
所描述的散热器原则上也能够在其框架散热器几何形状方面由多个部件形成，多个部件通过另外的方法(例如钎焊或者焊接)相连。这原则上是可行的，但是会对制造工艺的经济性显著不利。
附图说明
附图示出了实施例，其中
图1以三维视图示出了散热器，
图2以剖面图示出了图1中示出的散热器，
图3以另一个剖面图示出了所示出的散热器，以便对导热框架的周长走向加以说明，并且
图4以冷却片上的俯视图示出了散热器。
具体实施方式
根据图1示出了散热器1，该散热器相对于由现有技术已知的散热器在其热传导表现方面进行了改进。散热器1基本上设计为长方体形，并且由此具有第一壁11，第二壁12，第三壁13，和第四壁14。第一冷却接触面2添加到长方体的第一壁11的第一外侧面21中，并且第二冷却接触面3添加到长方体的第二壁2的第二外侧面中。壁11，12,13,14如下地布置，使得存在具有介质入口15和介质出口16的内部空间30，由此形成用于冷却介质的流动通道37。
因此，第二壁12垂直于第一壁11，由此形成了第一边缘K1；第三壁13垂直于第二壁12，由此形成了第二边缘K2；第四壁14垂直于第三壁13，由此形成了第三边缘K3；并且因此，第一壁11垂直于第四壁14，由此形成了第四边缘K4。
通过壁11，12，13，14的这种布置实现了四个彼此连接的壁11，12,13,14的接近矩形的周长走向40(图3)，该周长走向形成了环绕的导热框架41。此外，内部空间30中布置有第一冷却薄片31、第二冷却薄片32、第三冷却薄片33、第四冷却薄片34、第五冷却薄片35、和第六冷却薄片36。在第三冷却薄片33和第四冷却薄片34之间布置有导热壁17，该导热壁垂直于第一壁11的第一内侧面21a地布置，并且第一壁11与第三壁13连接，其中导热壁17相对于第一冷却接触面2基本上居中地布置。布置在第一冷却接触面2中的第一电子部件、尤其是多核微处理器，会将热流排出到第一壁11中。布置在第二冷却接触面3中的第二电子部件会将热流排出到第二壁12中。为了特别使第一热流能够被快速排出并且在整个散热器1中良好地分布，内壁17相对于第一冷却接触面2基本上居中地布置。
为了说明第一热流的排出，利用图2以剖视图示出散热器1。第一热流在第一壁11中分成了第一子热流第二子热流和第三子热流第一子热流在第四边缘K4的方向上穿流过第一壁11，第二子热流在第一边缘K1的方向上穿流过第一壁11，并且第三子热流在第三壁13的方向上穿流过导热壁17，其中第三子热流随后又在第三壁13中分成在第二边缘K2方向上的另外的子热流在第三边缘K3方向上的另外的子热流利用壁11，12，13，14的这种布置并且特别是利用壁11，12，13，14作为导热框架41(参见图3)的设计方案实行了在改进的冷却方面的均匀的散热器温度。
利用图3示出了对具有接近矩形的周长走向40的壁11，12，13，14的设计方案的说明，壁如此形成了坚固的导热框架。第五边缘K5、第六边缘K6、第七边缘K7和第八边缘K8基本上在剖面图中示出了导热框架41。
根据图4，以另一个示意图、即散热器1的俯视图再次示出了导热框架41。导热框架41基本上通过第一壁11、第二壁12、第三壁14和第四壁14来构造。为了进一步优化热流的排出，在第一壁11和第三壁13之间布置坚固的导热壁17。
为了使这类散热器1的制造保持成本低廉，将散热器1构造为一件式的挤压型材。以挤压工艺制造的例如由铝制造的冷却型材，其能够根据需求切割，是一种价廉的可制造的大宗商品。

Claims (5)

1.一种散热器(1)，所述散热器基本上设计为长方体形，其中在长方体的第一壁(11)的第一外侧面(21)中存在所添加的第一冷却接触面(2)，并且在长方体的第二壁(12)的第二外侧面(22)中存在所添加的第二冷却接触面(3)，
其特征在于，
所述第二壁(12)与所述第一壁(11)垂直地布置，并且由此形成第一边缘(K1)，
第三壁(13)与所述第二壁(12)垂直地布置，并且由此形成第二边缘(K2)，
第四壁(14)与所述第三壁(13)垂直地布置，并且由此形成第三边缘(K3)，
所述第一壁(11)与所述第四壁(14)垂直地布置，并且由此形成第四边缘(K4)，
其中，壁(11，12，13，14)布置成，使得存在具有介质入口(15)和介质出口(16)的内部空间(30)，由此形成用于冷却介质的流动通道(37)。
2.根据权利要求1所述的散热器(1)，其中，在所述内部空间(30)中布置冷却薄片(31，…，36)。
3.根据权利要求1或2所述的散热器(1)，其中，所述内部空间(30)具有导热壁(17)，所述导热壁与所述第一壁(11)的第一内侧面(21a)垂直地布置，并且所述第一壁(11)与所述第三壁(13)相连，其中所述导热壁(17)相对于所述第一冷却接触面(2)基本上居中地布置。
4.根据权利要求1至3所述的散热器(1)，其中，四个彼此连接的所述壁(11，…，14)的接近矩形的周长走向(40)形成导热框架(41)。
5.根据权利要求1至4所述的散热器(1)，所述散热器构造为一件式的挤压型材。
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