CN201122070Y - 一种散热片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热片，由底座和数片鳍片构成，所述数片鳍片为相互平行结构，与底座的上表面结合，与底座成角45－135度，所述数片鳍片的侧端平齐，构成两个平行平面，所述两个平行平面与鳍片成角30－150度，与底座成角30－150度；底座底面具有一圆弧柱形凹槽，圆弧柱形凹槽的轴线平行于底座底面，并且与鳍片的成角为10－170度，圆弧柱形凹槽横截面的圆弧为劣弧，该圆弧的直径和与其结合的导热管外径相同。本实用新型具有结构简单、易于加工、安装拆卸方便等优点。

Description

一种散热片

技术领域

本实用新型涉及一种散热设施，尤其是一种可以与导热管可靠结合的散热片结构。

背景技术

散热片作为一种重要的热交换器件在各行各业中得到广泛的应用，常见的散热片如图1，由底座1的上面延伸出鳍片2，底座1吸收热源的热量传递给鳍片2，再由表面积较大的鳍片2与空气等冷媒接触散热。其截面一般为图2中所示，鳍片的根部到鳍尖，厚度逐渐缩小，因为根部到鳍尖的传热功率逐渐减小，这种结构可以提高传热效率，而且使用挤压工艺时更容易制造。因为挤压工艺容易大规模生产制造，成本很低，所以这种散热片得到了较广泛的应用。但是这种散热片只适合表面为平面的热源，而且受结构和材质的限制传热功率非常有限。对于高功率的热源，通常采用液冷或热管传导热量到散热片的方法。以下将与散热片结合的液冷管和热管通称为导热管。常见的液冷或热管散热器的散热部分，普遍由导热管把热量传递给拥有很大表面积的散热片，再通过散热片与空气或其他冷媒流体接触以释放热量。常见的与导热管连接的散热片结构如图3，多个散热片35上有与导热管3直径相同的贯穿孔，该贯穿孔的周缘形成环墙36，导热管3穿插在散热片35的对齐的贯穿孔内，导热管传递来的热量通过多个散热片2较大的表面积传递给流通过散热片表面的空气或其他冷媒。该种习之的散热装置中，导热管3与散热片35的结合，是利用导热管3的外径略大于环墙36的内径，二者以径差方式作紧密配合固定，因此，当导热管3与环墙36的径差较大时，导热管不易插入环墙36；又当导热管3与环墙36的径差较小时，导热管3与环墙36又无法牢固固定，且导致热阻急剧增大。还有一种习之方法是在上述方案基础上在导热管3与环墙36之间实施钎焊，让导热性高的焊料熔接在导热管3与环墙36之间，使紧固性与导热性都得到提升。但是这种方法使工艺更复杂，加工成本升高而且不容易控制产品品质。

这两种方案的结构使散热片与导热管的角度只能是固定的90度，因为导热管不能做精细的弯曲调整，很多情况下散热片与气流方并非平行而是成一定角度，例如距离散热片较近的风扇直吹散热片时，由于叶轮旋转会使气流成一定角度旋转送出，此时气流进入散热片会产生很大的紊流，导致气流机械能急剧降低，而且会产生较大的气流再生噪声。

产品出厂后结构已固定，部分散热片或导热管失效后无法维修和更换，只能将整个散热器报废处理，造成资源浪费。

整体机械结构脆弱，如果受到外力冲击，鳍片很容易变形，或者环墙与导热管的紧密性收到影响，热阻增加，降低散热能力。

导热管传递给鳍片的热量，只能沿鳍片呈环状向外周传递，鳍片越接近导热管的部分传热等效截面积越小，热阻越大。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种散热片，用于解决现有散热片工艺复杂、加工成本高，浪费气流机械能，并且产生较大紊流、噪声大，结构单一、脆弱，以及热阻较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种散热片，由底座和数片鳍片构成，其特征是：所述数片鳍片为相互平行结构，与底座的上表面结合，与底座成角45-135度，所述数片鳍片的侧端平齐，构成两个平行平面，所述两个平行平面与鳍片成角30-150度，与底座成角30-150度；底座底面具有一圆弧柱形凹槽，圆弧柱形凹槽的轴线平行于底座底面，并且与鳍片的成角为10-170度，圆弧柱形凹槽横截面的圆弧为劣弧，该圆弧的直径和与其结合的导热管外径相同。

本实用新型通过底座底面的圆弧柱形凹槽与导热管紧密配合，易于加工，以较低的热阻和较好的机械强度使导热管的热量可以高效传递给散热片，而且鳍片、鳍片侧端面、导热管之间可以是不同的角度，使鳍片与气流方向尽可能平行，使气流出口与鳍片侧端面保证最小距离，减少气流机械能的损失，并且减少气流紊流和噪声，同时也减少了空间占用，并且本实用新型可以很容易进行拆卸或重组，便于维修或更换。

附图说明

图1是现有技术中散热片组合结构；

图2是现有技术中的挤压成形散热片结构；

图3是现有技术中挤压成形散热片的横截面形状；

图4是实施例1中的散热片与导热管结合前的立体分解图；

图5是实施例1中的散热片与导热管结合后的立体图；

图6是实施例2中的散热片与导热管结合后的立体图；

图7是实施例3中的散热片与导热管结合后的立体图；

图8是实施例4中的散热片与导热管结合后的立体图；

图9是实施例5中的散热片与导热管结合后的立体图；

图10是实施例5中的散热片与导热管结合后，与模拟风洞空间关系的立体图；

图11是实施例6中的散热片与导热管结合后的立体图；

图12是实施例6中的散热片与导热管结合后，与模拟风洞空间关系的立体图；

图13是实施例7中的散热片与导热管结合后，与模拟风洞空间关系的立体图；

图14是实施例8中的散热片与导热管结合后的立体图；

图15是实施例9中的散热片的立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：为了更清晰显示本实用新型的结构，本实施例中分别画出散热片与导热管结合前的立体分解图和散热片与导热管结合后的立体图。如图4所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合前的立体分解图。如图5所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。散热片的底座1与鳍片2垂直，圆弧柱形凹槽4与鳍片2垂直，鳍片2为矩形。两个互为镜像对称的散热片相对放置，导热管3嵌入两个圆弧柱形凹槽4内。当两个散热片受到相对压力时，导热管3与圆弧柱形凹槽4紧密结合，使导热管3与散热片有较低的接触热阻。由于圆弧柱形凹槽4横截面的圆弧为劣弧，两散热片相互压紧后两底座底面留有一定缝隙，底座两端有形变空间，使施加到导热管上的压力最大。本实施例中的相对压力来自细金属丝55缠绕过鳍片缝隙，使底座两侧鳍片缝隙处产生的牵拉力。因为鳍片在垂直底座的方向上很难形变，所以即使底座很薄也可以承受很大的牵拉力，增大了散热片和导热管3结合的机械强度。由于散热片与导热管3的压力很大，使导热管3与圆弧柱形凹槽4的接触热阻较图3中习之的散热片结构减小。正常工作时导热管3除了直接传递给鳍片2的热流路径，还增加了经由热阻较低的底座1传递给鳍片2的热流路径，而且可以制造成鳍片2由根部向鳍尖厚度逐渐缩小的形状，从而较图3中习之的散热片结构减小了热量在散热片中传递过程的热阻，提高了散热效率。该散热片可以由图1中的散热片经过钻铣等常规工艺加工获得，所以成本很低，便于大规模制造；也可以使用单独加工的鳍片与底座结合的方式，在鳍片间隙相同时可以使鳍片高度更大；或者使用冲压工艺一次成型。

实施例2：如图6所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。本实施例在实施例1的基础上做了一些改变，最中间的鳍片两端被缩短，底座上在鳍片缩短的位置增加两个穿孔5，两个互为镜像对称的散热片相对放置，导热管3嵌入两个圆弧柱形凹槽4内。并且使两对穿孔5对齐，穿入螺丝即可使两个底座相互压紧。为了清晰显示本实施例结构，螺丝并未画出。本实施例相对于实施例1的优点是螺丝紧固力很强而且稳定性很好，便于安装拆卸，外观简洁。缺点是使用挤压工艺时增加了制作工序，而且在平行于导热管3且远离紧固螺丝的方向上，只能靠底座抗形变提供压力，导致压力逐渐减小，使散热片长度在该方向上受限。

实施例3：如图7所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。本实施例在实施例2的基础上做了一些改变，在底座1的上面一侧，有与穿孔5同轴的圆柱形开口6，该开口直径大于等于紧固螺丝螺冒和螺母的最大直径，开口的深度约等于螺冒和螺母的高度。本实施例相对于实施例2的优点是螺冒和螺母可以陷入底座内部，不会阻碍气流而且更加美观。

实施例4：如图8所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。本实施例在实施例3的基础上做了一些改变，中间的两片鳍片间距大于其他鳍片的间距，大于等于圆柱形开口6的直径。本实施例相对于实施例3的优点是当采用挤压工艺制造时，可以直接将模具设计成中间两片鳍片间距较大，从而一次成形不必切割中间散热片的长度，减少了制造工序。缺点是由于中间两片鳍片间距较大，气流速度相对要大，并非工作在最佳状态，浪费了少许气流动能。

实施例5：由于在散热器的结构设计中，鳍片、鳍片侧端面、导热管之间的空间位置关系并非一定是平行或垂直关系，往往会有一定的空间成角，使气流进入散热片产生机械能损耗和增大噪声，使气流出口和鳍片侧端面之间浪费了可用空间。本使用新型通过改变鳍片、鳍片侧端面、导热管之间的空间角度关系改善这些问题。在实施例5-7中，列举了几个特例来说明此技术方案。实际应用中可以按照需要设计最适合的结构，使散热器的性能最佳。如图9所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。本实施例在实施例4的基础上做了一些改变，圆弧柱形凹槽4的轴线并非垂直于鳍片2，使导热管3与鳍片2成角为锐角。在图10中进一步说明了本实施例的目的。如图10所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后，与模拟风洞空间关系的立体图。图10中有一个方柱形风道107，模拟了气流在进入散热片之前的状态，气流的方向平行于方柱形风道107的轴线，气流的出口垂直于气流方向，气流的出口与导热管3成角为锐角。此时如果使用实施例1-4的散热片，则气流方向与鳍片不平行，在鳍片之间产生较大紊流浪费气流机械能，而且会产生较大的气流再生噪声，并且气流出口与鳍片侧端面成一定的角度，浪费了可用空间。在图10中，本实用新型的导热管3与鳍片2的成角使鳍片与气流方向平行，并且使鳍片2的侧端面平行于气流出口，有利于减小空间占用。

实施例6：如图11所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。本实施例在实施例4的基础上做了一些改变，圆弧柱形凹槽4的轴线并非垂直于鳍片2，使导热管3与鳍片2成角为锐角，并且鳍片2的两个侧端面并非与鳍片2平行而是与导热管3平行。在图12中进一步说明了本实施例的目的。如图12所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后，与模拟风洞空间关系的立体图。图12中有一个方柱形风道127，模拟了气流在进入散热片之前的状态，气流的方向平行于方柱形风道127的轴线，气流的出口并不垂直于气流方向，气流的出口与导热管3平行。由于本实施例的结构使气流出口与鳍片2的侧端面平行，使体积最小；导热管3与鳍片2的成角，使气流方向与鳍片2平行，使气流机械能利用率最高且噪声最小。

实施例7：如图13所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后，与模拟风洞空间关系的立体图。本实施例在实施例1的基础上做了一些改变，圆弧柱形凹槽4的轴线垂直于鳍片2，使导热管3与鳍片2垂直，并且鳍片2的两个侧端面并非与底座垂直。方柱形风道137，模拟了气流在进入散热片之前的状态，气流的方向平行于方柱形风道127的轴线，气流的出口并不垂直于气流方向，导热管3与气流的出口平行，与气流的方向垂直。由于本实施例的结构使气流出口与鳍片2的侧端面平行，减少了空间占用；气流方向与鳍片2平行，使气流机械能利用率最高且噪声最小。

实施例8：如图14所示，该图是本实施例中的散热片与导热管结合后的立体图。本实施例在实施例1的基础上做了一些改变，鳍片2的侧端面为锯齿形，底座1的与鳍片2平行方向上的两个端面与底座底面交汇角均为锐角，与底座上面的交汇角均为钝角，且与底座上面的交汇线，和所有锯齿或波浪形鳍片的锯齿底端或波谷相交。这种结构使两个镜像结构的散热片相互压紧后，侧端面为连续的锯齿结构，使等效气流通路的截面积渐变，气流动能和静压得到充分转换，并且减少紊流，机械能的损耗减小

实施例9：如图15所示，该图是本实施例中的散热片的立体图。本实施例在实施例1的基础上做了一些改变，鳍片2与底座1不垂直。本实施例相对于实施例1的优点是在相同的工艺极限时增大了鳍片密度，减笑了鳍片间距。适合气流量小，气压较大的环境。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种散热片，由底座和数片鳍片构成，其特征是：所述数片鳍片为相互平行结构，与底座的上表面结合，与底座成角45-135度，所述数片鳍片的侧端平齐，构成两个平行平面，所述两个平行平面与鳍片成角30-150度，与底座成角30-150度；底座底面具有一圆弧柱形凹槽，圆弧柱形凹槽的轴线平行于底座底面，并且与鳍片的成角为10-170度，圆弧柱形凹槽横截面的圆弧为劣弧，该圆弧的直径和与其结合的导热管外径相同。

2.根据权利要求1所述的散热片，其特征是：所述数片鳍片与底座垂直，中间一片或一片以上鳍片的长度相对于其他鳍片，在平行于底座的方向上，两端各短2-20毫米，在底座上表面，与所述一片或一片以上鳍片的两侧相邻鳍片距离相等的中线上，较短鳍片在底座上中间鳍片短于其他鳍片的位置，各具有一贯穿底座的圆柱形穿孔，该穿孔到底座边缘的距离与到较短鳍片侧端的距离相等且大于穿孔的半径，该穿孔与两侧相邻鳍片的距离相等且大于穿孔的半径。

3.根据权利要求2所述的散热片，其特征是：所述穿孔的底座上表面一侧，有与该穿孔同轴的直径大于该穿孔直径的圆柱形开口，该开口的直径小于等于与所述穿孔相邻两鳍片的距离，开口的深度小于底座的厚度。

4.根据权利要求1所述的散热片，其特征是：所述数片鳍片与底座垂直，所述散热片最接近底座中心的两片鳍片间距大于其他相邻两片鳍片的间距，在底座上表面，与所述最接近底座中心的两片鳍片距离相等的中线上，距离底座两端1-10毫米处各具有一贯穿底座的圆柱形穿孔，穿孔的直径小于所述最接近底座中心的两片鳍片的间距。

5.根据权利要求4所述的散热片，其特征是：所述穿孔的底座上表面一侧，有与该穿孔同轴的直径大于该穿孔直径的圆柱形开口，该开口的直径小于等于与所述穿孔相邻两鳍片的距离，开口的深度小于底座的厚度。

6.根据权利要求1至5所述的散热片，其特征是：所述两个平行平面与圆弧柱形凹槽的轴线平行。

7.根据权利要求1至5所述的散热片，其特征是：所述数片鳍片的两侧端为锯齿形或波浪形结构。

8.根据权利要求7所述的散热片，其特征是：底座的与鳍片平行方向上的两个端面与底座底面交汇角均为锐角，且与底座上表面的交汇线，和所有锯齿或波浪形鳍片的锯齿底端或波谷相交。

9.根据权利要求8所述的散热片，其特征是：鳍片的厚度由底座上表面的根部到顶部鳍尖逐渐缩小。

10.根据权利要求9所述的散热片，其特征是：散热片的材质是铝合金、铜或铜合金。

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