CN1295345A - 包含改善的热交换器的散热装置 - Google Patents

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CN1295345A CN 00118083 CN00118083A CN1295345A CN 1295345 A CN1295345 A CN 1295345A CN 00118083 CN00118083 CN 00118083 CN 00118083 A CN00118083 A CN 00118083A CN 1295345 A CN1295345 A CN 1295345A
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B·C·沃特林
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莫列斯公司
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一种热交换器(10)包括一导热板,所述导热板被折弯成交替的波脊(16)和波谷(18),所述波脊和波谷确定了基本平行的翼片(20),翼片的两个相反端边缘分别限定热交换部分的空气入口端(24)和空气出口端(26)。所述波脊(16)的长度大于所述波谷(18)的长度,热交换部分之空气入口端(24)和空气出口端(26)中,至少一个的端部型廓为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。热交换器(10)之波谷可以被安置在导热底板(14)上以形成一个散热器装置(12)。

Description

包含改善的热交换器的散热装置

本发明涉及一种冷却装置,例如热交换器,具体地说,本发明涉及一种散热装置,其包括一个改善的热交换器部分。

在不同的工业部门中,例如计算机工业,需要一低成本高性能的热交换器,用于冷却部件,例如微型处理机、半导体。许多半导体产生大量热量,如果不将热量移走,则半导体将产生不可挽回的损失。因此,包括散热器的热交换器被用来将半导体的热量散失到周围环境。

一种类型的用于半导体的散热器是简单的铝挤压件,用螺栓将所述铝挤压件固定或夹紧在半导体上。所述挤压件通常有一个接触半导体的平底板和多个翼片或平行的凸起,其从底板开始以梳状结构延伸。这类凸起结构有许多局限,例如翼片的高度被其厚度所限制。每平方英寸的翼片数量被翼片的厚度和高度所限制。类似的对这种结构之翼片密度的限制则减少了散热的效果。

一种显著改善的散热片被特别设计用于翼片式热交换器。该散热片使用一“折弯翼片”结构,其中折弯的翼片被卡紧在导热板上以形成散热器。具体地说,用一个铝板或别的导热材料形成一折弯翼片的热交换器部分,其中所述导热材料被折弯成波形图案,以形成交替排列的波脊和波谷(沟槽)。折弯翼片可以被直接安置在要被冷却的基板上或被安置在一个单独的导热底板上以形成散热器。所述折弯翼片结构提供了高的导热性、极大的表面积和低成本。通过利用大表面,仅需较少的气流就能满足工业的标准热性能规定。

本发明针对一种改善的折弯翼片型的热交换器部分,除了使用常规的空气流动源之外,例如风扇,该热交器部分还可使用不同于风扇的管道空气流动源,也就是说,空气流动来自别的气源,例如动力源。由于改善的折弯翼片类型热交换器部分不需要从一个空气流动源,例如风扇强迫送进空气,其在正压力和负压力空气流动环境下,均能很好地工作,而传统的矩形散热器仅能在正压力空气流动环境下很好地工作。对于任何给定尺寸的基板或导热底板,这种改善的折弯翼片类型热交换器部分可显著地增加冷却表面面积,所述热交换部分被安置在所述的基板或导热底板上。

本发明的一个目的是提供一种新的和具有上述特征的改进的散热器。

本发明的另一个目的是提供一种新的和改进的被用于该散热器中的热交换部分。

在本发明的一个实施例中,所示的一种散热器包括一个具有导热板的热交换部分,所述导热板被折弯成交替的波脊和波谷,所述波脊和波谷确定了基本平行的翼片,翼片的两个相反端边缘分别限定了热交换部分的空气入口端和空气出口端。散热器包括一个导热底板,所述波谷被安置在所述导热底板上,所述热交换部分之波脊的长度大于所述波谷的长度。最好,热交换部分之空气入口端从波脊向导热底板及向内逐渐倾斜。如其中所示,热交换部分之空气入口端和空气出口端都从波脊向导热底板及向内渐斜。

通过结合附图对本发明所进行的描述,本发明别的目的、特征和优点将变得更加清楚。

被确信为新颖的本发明特征被特别地描述在所述的权利要求书中。在下文,通过结合附图对本发明所进行的描述,本发明的目的和优点将变得更加清楚。在不同的附图中,相同的标记代表相同的部件。

图1是一个散热器的透视图,其包括本发明的热交换部分;图2是散热器之热交换部分的一侧视图;图3是一热交换部分的俯视图;图4是一热交换部分的端视图。

在附图1中,用附图标记10来表示一热交换部分,用附图标记12来表示一散热器。热交换部分10被安置在一导热底板14上,所述底板14被用于将散热器12安装在一个集成电路芯片组件(图中未示)上。然而,应该明白的是,热交换部分10的新颖结构并不局限于此类应用上。

看图2~4,通过将导热板材折弯成交替的波脊16和波谷18来形成热交换部分10,所述波脊16和波谷18确定了基本平行的翼片20。在热交换部分的侧面处,将最外边的波谷切断以形成向外突出的凸缘22,所述凸缘22通常与波谷18在同一平面。如图所示,波脊和波谷是平坦的。波谷应该被平整得提供用于与导热底板14相连合的表面面积。

在图1和图2中,如图所示,折弯翼片型热交换部分10的波脊16比波谷18长。这种翼片20提供了一个显著大的冷却面积,即所述冷却面积大于矩形翼片的冷却面积,也就是说,矩形翼片之波脊和波谷的长度等于波谷的长度。换句话说,对于任何给定的的表面面积,即热交换部分10被安装在其上的表面面积,用双箭头“A”(图2)来表示,并用双箭头“B”表示翼片20的顶表面面积,其是明显大的。应该指出的是,用双箭头A表示的给定的“安装”面积可能在某一应用中是完全限定的。通过将翼片20的结构设置为图2所示类型的“尾翼”结构,就可以给热交换部分提供有效大的冷却表面面积。

热交换部分10的另一个显著的优点是,与常规的矩形部分相比,在正压力和负压力气体流动环境下,本热交换部分10能有效地吸引更多的空气通过所述冷却区域。通过看图2就能够理解上述说法。由于空气流沿箭头“C”所示,既可以被推过(正压力气体流)或拉过(负压力空气流)热交换部分,故翼片20的两个相反边缘确定热交换部分的一空气入口24和一空气出口26。由于与波脊16相比,波谷18的长度短,所以,在热交换部分的底部,翼片相应地具有较短的尺寸,在底部,沿箭头“D”所示方向流动的气体通过该部分所受的阻力小于在较长的顶部沿箭头“E”所示方向流动的气体所受的阻力。由于在底部附近,空气流动的阻力小,因而空气就容易从热交换部分的端型廓外侧,沿箭头“F”的方向朝下流向入口24。

如果,翼片20是矩形的结构,与现有技术中的折弯翼片热交换器相同,则从顶部到底部,空气流动的阻力相同。因而具有一个趋势,吸引空气为线性流或层流直接地流过热交换部分。在所述的热交换部分20中,无论存在正压力空气流动或负压力空气流动,如上所述的那样,都将有空气向下的流动型式,这导致一定体积的空气从热交换部分的入口端上方沿箭头“F”和“G”向下流动,从而增加了流过热交换部分之波谷区域的空气体积,而在所述热交换部分之波谷区域集中了从被冷却之电子组件排放的热能。

以上对本发明作了十分详细的描述,所以阅读和理解了本说明书后,对本领域技术人员来说,本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中,因此它们在权利要求书的保护范围内。

Claims (15)

1.一种散热装置(12),包括:一个包括导热板的热交换部分(10),所述导热板被折弯成交替的波脊(16)和波谷(18),所述波脊和波谷确定了基本平行的翼片(20),翼片的两个相反端边缘分别限定热交换部分的空气入口端(24)和空气出口端(26);一个导热底板(14),所述折弯板件的波谷(18)被安置在所述导热底板上;所述波脊(16)的长度大于所述波谷(18)的长度,热交换部分之空气入口端(24)和空气出口端(26)中,至少一个的端部型廓为从波脊(16)向导热底板(14)及向内倾斜。
2.一种根据权利要求1所述的散热装置,其特征在于:所述倾斜是非线性的。
3.一种根据权利要求2所述的散热器装置,其特征在于:热交换部分(10)之空气入口端(24)为从波脊(16)向导热底板(14)及向内倾斜。
4.一种根据权利要求2所述的散热器装置,其特征在于:热交换部分(10)之空气出口端(26)为从波脊(16)向导热底板(14)及向内倾斜。
5.一种根据权利要求2所述的散热器装置,其特征在于:热交换部分(10)之空气入口端(24)和空气出口端(26)都为从波脊(16)向导热底板(14)及向内倾斜。
6.一种折弯翼片的热交换器(10)包括:一种被折弯成交替的波脊(16)和波谷(18)的导热板材,所述波脊和波谷确定了基本平行的翼片(20),翼片的两个相反端边缘分别是热交换部分的空气入口端(24)和空气出口端(26);所述波脊(16)的长度大于所述波谷(18)的长度,热交换部分之空气入口端(24)和空气出口端(26)中,至少一个的端部型廓为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。
7.一种根据权利要求6所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:所述倾斜是非线性的。
8.一种根据权利要求7所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:热交换部分(10)之空气入口端(24)为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。
9.一种根据权利要求7所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:热交换部分(10)之空气出口端(26)为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。
10.一种根据权利要求7所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:热交换部分(10)之空气入口端(24)和空气出口端(26)都为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。
11.一种折弯翼片的热交换器(10)包括:一被折弯成交替的波脊(16)和波谷(18)的导热板材,所述波脊和波谷确定了基本平行的翼片(20),翼片的两个相反端边缘分别限定热交换器的空气入口端(24)和空气出口端(26),在空气入口端(24),所述基本平行的翼片(20)之至少一个的端部型廓为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜,所述倾斜是非线形的。
12.一种根据权利要求11所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:在空气出口端(26),所述基本平行的翼片(20)之至少一个的端部型廓为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。
13.一种根据权利要求12所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:所述空气出口端(26)的倾斜是非线形的。
14.一种折弯翼片的热交换器(10)包括:一被折弯成交替的波脊(16)和波谷(18)的导热板材,所述波脊和波谷确定了基本平行的翼片(20),翼片的两个相反端边缘分别限定热交换器的空气入口端(24)和空气出口端(26),在空气出口端(26),所述基本平行的翼片(20)之至少一个的端部型廓为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜,所述倾斜是非线形的。
15.一种根据权利要求14所述的折弯翼片的热交换器,其特征在于:在空气入口端(24),所述基本平行的翼片(20)之至少一个的端部型廓为从波脊(16)向波谷(18)及向内倾斜。
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