CN107218831A - 错列翅片式风冷热管散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种错列翅片式风冷热管散热器，包括散热器本体和热管，散热器本体包括散热器基板和散热器翅片，散热器翅片与散热器基板固定连接或散热器翅片与散热器基板为一体成型结构；散热器基板的上表面设有多个用于安装热管的热管压装槽，热管与热管压装槽采用机械压力压接在一起，以使热管与热管压装槽压装后贴合紧密；散热器翅片上从上到下设置有凸台绕流结构，不同散热器翅片上的凸台绕流结构为错列式分布，并且凸台绕流结构的周边设置有锯齿状结构。本发明的散热器翅片上设置凸台绕流结构，一方面增加了散热接触面积，另一方面还加强了空气通过散热器翅片时的绕动，使得热量传递能够充分进行，增强了空气与散热器翅片之间的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种错列翅片式风冷热管散热器。
背景技术
随着电力电子技术的不断发展，高热流密度的电子元器件散热难的问题日渐凸显，传统的风冷散热技术已无法满足使用需求。
目前，通过增加散热器的散热面积或者增大外部风机的冷却风量是比较直接的解决方式之一，但是这给散热器的生产制造以及风机的选型带来了非常大的难度。此外水冷散热技术的引入也是更为有效的解决措施，散热能力较传统风冷技术提升较为明显，但是水冷散热技术也存在散热系统有冷却液泄漏的风险，一旦发生，系统的运行稳定性将受到威胁。
热管技术主要由美国LosAlamos国家实验室在1963年提出，早期主要应用于航空航天及军工行业，之后逐渐被散热行业所引用。目前应用最多的是毛细型热管，它充分利用了液体在不同温度和压力环境下的相变原理达到快速传热的效果，热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，热管的导热能力将达到传统散热器原材料(铝及合金、铜及合金)的导热能力的上百倍，这一技术也成为了前文所述的两种散热解决措施之外更经济有效的方式，同时采用热管技术使得散热器所需的散热风量有效降低，因此也使得风冷散热存在噪音大的问题得以控制。
就散热本身而言，热管技术的优点较为明显，但是它与散热器自身安装配合结构的不合理也会引起一系列的故障问题发生。目前散热器基板与热管安装结构主要是将管状热管打扁后和基板之间采用机械力压合或通过焊接形式连接在一起，前者热管和基板之间可能存在空气，接触热阻大，同时热管在打扁过程中有可能会引起内部毛细结构破坏而失效，散热效果不好，采用焊接工艺后，热管与散热器间接触热阻可以降低但无法完全消除，且焊接难度较高。
目前，散热器热管往往是通过多根密集布置，形式往往比较简单，发热物体的热量传递具有方向单一性的缺点，从而导致发热物体散热不均匀，对热管散热器整体的使用寿命有较大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种错列翅片式风冷热管散热器，以解决普通热管散热不均匀的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种错列翅片式风冷热管散热器，包括散热器本体和热管，所述散热器本体包括散热器基板和散热器翅片，散热器翅片与散热器基板固定连接或散热器翅片与散热器基板为一体成型结构；所述的散热器基板的上表面设有多个用于安装热管的热管压装槽，热管与热管压装槽采用机械压力压接在一起，以使热管与热管压装槽压装后贴合紧密；所述散热器翅片上从上到下设置有凸台绕流结构，不同散热器翅片上的凸台绕流结构为错列式分布，并且凸台绕流结构的周边设置有锯齿状结构。
进一步，所述的凸台绕流结构的纵界面为椭圆形或长腰圆形或矩形或圆形或菱形。
进一步，所述的热管压装槽整体呈S型和/或U型，多个热管压装槽组合对称布置在散热器基板上，所述热管的形状与热管压装槽的形状相匹配。
进一步，所述热管压装槽中间段的横截面为U型，热管的截面直径与热管压装槽宽度、深度及底部圆角间的尺寸比例为20:20.4:17:10.2。
进一步，所述热管压装槽中间段的横截面为半腰圆形，热管的截面直径与热管压装槽宽度、深度及底部圆角间的尺寸比例为20:20.3:16:5.5。
进一步，所述的热管与热管压装槽之间间隙配合，所述热管的直径小于或等于10mm，热管与热管压装槽的配合间隙为0.1-0.3mm。
进一步，所述热管与热管压装槽的压装力小于或等于10kN。
采用了上述技术方案后，本发明具有一下的有益效果：
1)本发明的散热器翅片上设置凸台绕流结构，一方面增加了散热接触面积，另一方面还加强了空气通过散热器翅片时的绕动，使得热量传递能够充分进行，增强了空气与散热器翅片之间的换热效率；而且，凸台绕流结构的周边呈锯齿状，能够进一步增加散热接触面积和空气通过散热器翅片时的绕动，使热量传递更加充分；
2)本发明的热管和热管压装槽采用S型与U型结构，组合对称布置在散热器基板上，使得热流与冷流在横向与纵向两个方向上交错传递，克服了现有的一字形分布的热管其热量传递仅为纵向，热量传递不够充分的缺点，以确保工作台面热流均匀发散，热交换充分进行，加强了热量传递的均匀性；
3)本发明的热管压装槽的截面形状、尺寸有效地考虑了热管压装后的变形情况，使得压装后两者可以有效贴合，有效降低接触热阻并提升了散热均温性；
4)本发明操作简易，实施方便，工作台面均温性好，散热效果优，运行稳定可靠。
附图说明
图1为本发明错列翅片式风冷热管散热器的俯视示意图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图2的B-B剖视图；
图4为图3的E部放大图；
图5为图1的A-A剖面图；
图6为图5的C-C剖视图；
图7为图图6的F部放大图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
如图1、图2、图3、图4所示，一种错列翅片式风冷热管散热器，包括散热器本体2和热管1，所述散热器本体2包括散热器基板21和散热器翅片23，散热器翅片23与散热器基板21固定连接；所述的散热器基板21的上表面设有多个用于安装热管1的热管压装槽22，热管1与热管压装槽22采用机械压力压接在一起，以使热管1与热管压装槽22压装后贴合紧密；所述散热器翅片23上从上到下设置有凸台绕流结构24，不同散热器翅片23上的凸台绕流结构24为错列式分布，并且凸台绕流结构24的周边设置有锯齿状结构25。散热器翅片23上的表面形状结构，充分提高了空气与散热器翅片23之间的传热效率。
可选地，如图2、图3、图4所示，所述的凸台绕流结构24的纵界面为矩形，当然还可以为圆形或菱形。
优选地，如图1所示，所述的每条热管压装槽22整体呈S型或U型，本实施例中，散热器基板21表面设置有4条热管压装槽22，外侧两条为U型，中间两条为S型，该四个热管压装槽22组合对称布置在散热器基板21上，以加强热量传递均匀性，所述热管1的形状与热管压装槽22的形状相匹配。
可选地，如图2所示，所述热管压装槽22中间段的横截面为半腰圆形，热管的截面直径与热管压装槽宽度、深度及底部圆角间的尺寸比例为20:20.3:16:5.5。
优选地，如图2所示，所述的热管1与热管压装槽22之间间隙配合，所述热管1的直径小于或等于10mm，热管1与热管压装槽22的配合间隙为0.1-0.3mm。
优选地，所述热管1与热管压装槽22的压装力小于或等于10kN。
实施例二：
如图1、图5、图6、图7所示，一种错列翅片式风冷热管散热器，包括散热器本体2和热管1，所述散热器本体2包括散热器基板21和散热器翅片23，散热器翅片23与散热器基板21为一体成型结构；所述的散热器基板21的上表面设有多个用于安装热管1的热管压装槽22，热管1与热管压装槽22采用机械压力压接在一起，以使热管1与热管压装槽22压装后贴合紧密；所述散热器翅片23上从上到下设置有多个凸台绕流结构24，不同散热器翅片23上的凸台绕流结构24为错列式分布，并且凸台绕流结构24的周边设置有锯齿状结构25。散热器翅片23上的表面形状结构，充分提高了空气与散热器翅片23之间的传热效率。
可选地，如图6、图7所示，所述的凸台绕流结构24的纵界面为椭圆形或长腰圆形。
优选地，如图1所示，所述的热管压装槽22整体呈S型和/或U型，多个热管压装槽22组合对称布置在散热器基板21上，所述热管1的形状与热管压装槽22的形状相匹配。
可选地，如图5所示，所述热管压装槽22中间段的横截面为U型，热管1的截面直径与热管压装槽宽度、深度及底部圆角间的尺寸比例为20:20.4:17:10.2。
本发明的散热器翅片23上设置凸台绕流结构24，一方面增加了散热接触面积，另一方面还加强了空气通过散热器翅片23时的绕动，使得热量传递能够充分进行，增强了空气与散热器翅片23之间的换热效率；而且，凸台绕流结构24的周边呈锯齿状，能够进一步增加散热接触面积和空气通过散热器翅片时的绕动，使热量传递更加充分。
本发明的热管1和热管压装槽22采用S型与U型结构，组合对称布置在散热器基板21上，使得热流与冷流在横向与纵向两个方向上交错传递，克服了现有的一字形分布的热管其热量传递仅为纵向，热量传递不够充分的缺点，以确保工作台面热流均匀发散，热交换充分进行，加强了热量传递的均匀性。
本发明的热管压装槽22的截面形状、尺寸有效地考虑了热管压装后的变形情况，使得压装后两者可以有效贴合，有效降低接触热阻并提升了散热均温性。
本发明操作简易，实施方便，工作台面均温性好，散热效果优，运行稳定可靠。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：包括散热器本体(2)和热管(1)，所述散热器本体(2)包括散热器基板(21)和散热器翅片(23)，散热器翅片(23)与散热器基板(21)固定连接或散热器翅片(23)与散热器基板(21)为一体成型结构；所述的散热器基板(21)的上表面设有多个用于安装热管(1)的热管压装槽(22)，热管(1)与热管压装槽(22)采用机械压力压接在一起，以使热管(1)与热管压装槽(22)压装后贴合紧密；所述散热器翅片(23)上从上到下设置有凸台绕流结构(24)，不同散热器翅片(23)上的凸台绕流结构(24)为错列式分布，并且凸台绕流结构(24)的周边设置有锯齿状结构(25)。
2.根据权利要求1所述的错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：所述的凸台绕流结构(24)的纵界面为椭圆形或长腰圆形或矩形或圆形或菱形。
3.根据权利要求2所述的错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：所述的热管压装槽(22)整体呈S型和/或U型，多个热管压装槽(22)组合对称布置在散热器基板(21)上，所述热管(1)的形状与热管压装槽(22)的形状相匹配。
4.根据权利要求3所述的错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：所述热管压装槽(22)中间段的横截面为U型，热管(1)的截面直径与热管压装槽宽度、深度及底部圆角间的尺寸比例为20:20.4:17:10.2。
5.根据权利要求3所述的错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：所述热管压装槽(22)中间段的横截面为半腰圆形，热管的截面直径与热管压装槽宽度、深度及底部圆角间的尺寸比例为20:20.3:16:5.5。
6.根据权利要求1所述的错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：所述的热管(1)与热管压装槽(22)之间间隙配合，所述热管(1)的直径小于或等于10mm，热管(1)与热管压装槽(22)的配合间隙为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求1所述的错列翅片式风冷热管散热器，其特征在于：所述热管(1)与热管压装槽(22)的压装力小于或等于10kN。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170929 |