本發(fā)明涉及一種高性能散熱器及其翅片布置方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代電子設(shè)備(如中央處理器CPU)向大功率化、小型化的方向發(fā)展，人們對電子設(shè)備冷卻技術(shù)提出了更高的要求，以確保電子設(shè)備工作在許可的溫度范圍內(nèi)，使電子設(shè)備工作具有充分的可靠性和壽命。

然而，現(xiàn)有散熱器存在以下問題：

電子設(shè)備的散熱/冷卻系統(tǒng)通常都配置有散熱器，現(xiàn)有的散熱器大多數(shù)使用的是具有一定厚度的平直翅片，這些直翅片一般均勻并列布置在散熱器基板上，相鄰的直翅片之間形成冷卻空氣流道。翅片通過釬焊方式固定在基板上。

如現(xiàn)有的實用新型專利“翅片底折面金屬一體化散熱器”(申請?zhí)枺?1200624.6)，以及實用新型專利“共用散熱裝置”(申請?zhí)枺?00620012540.2)，以及發(fā)明專利“一種散熱器”(申請?zhí)枺?01180001950.0)，涉及到一種用來對兩個CPU進行冷卻的散熱器，該散熱器由兩個基板、多個散熱肋片，以及熱管組成。該基板和肋片由銅或鋁加工而成。散熱肋片通過底部壁面焊接固定在基板上，每個肋片呈型，基板上橫向之間的肋片頂部相扣而成一個整體散熱器。肋片之間的空隙形成流道，熱量通過對流方式從肋片側(cè)壁面、頂部壁面和底部壁面?zhèn)鬟f給冷卻氣流。

冷卻空氣在風機的驅(qū)動下流過散熱器翅片間的流道，帶走熱量從而降低基板溫度，但也相應(yīng)產(chǎn)生了流動壓降損失。對于散熱器翅片間的冷卻空氣流動，隨著翅片表面流動和熱邊界層的發(fā)展氣流與翅片間的對流傳熱效率不斷降低，因此散熱器性能受到限制。對于現(xiàn)有的散熱器，如需進一步提高散熱器性能，需要加大冷卻空氣流速，但這同時會帶來更大的流動損失和壓降，使得風機功率大幅增大，風機的噪聲也變得更大。這與電子設(shè)備追求更加節(jié)能和靜音的設(shè)計目標要求不符。

因此，在一定風機功率條件下提高散熱器熱性能是個挑戰(zhàn)性任務(wù)，需要根據(jù)冷卻流體流動傳熱過程的特點相應(yīng)匹配翅片的參數(shù)，并優(yōu)化翅片的結(jié)構(gòu)和布置，以提高散熱器性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在不額外增加風機功耗條件下提高散熱器性能的技術(shù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高性能散熱器，包括多個翅片，各個翅片具有不同的厚度，其中，沿氣流的流動方向，下游的翅片的厚度小于上游的翅片的厚度。

進一步地，沿氣流的流動方向，下游的翅片的厚度相對于上游的翅片的厚度依次減薄。

進一步地，所述多個翅片呈錯列排列。

進一步地，沿氣流的流動方向，下游的翅片與上游的翅片之間呈錯列排列。

進一步地，相對于上游翅片，下游翅片橫向偏置0.1mm～1/2的翅片間距。

進一步地，沿氣流的流動方向，所述多個翅片包括多組翅片，其中任一組翅片的長度與另一組翅片的長度不同。

進一步地，所述多個翅片包括位于第一組翅片和第二組翅片，第一組翅片中單個翅片的厚度為0.2～0.8mm，長度為10～100mm；第二組翅片中單個翅片的厚度為0.1～0.3mm，長度為10～100mm。

進一步地，所述翅片的頂部折面被設(shè)置為搭扣在相鄰的翅片上，翅片之間形成冷卻通道，使得所述冷卻通道的寬度即翅片間距為1.0～5.0mm。

進一步地，沿氣流的流動方向，下游翅片的翅片間距小于上游翅片的翅片間距。

進一步地，所述散熱器還包括基板，所述翅片被焊接固定在所述基板上。

進一步地，所述基板設(shè)置有多個，多個基板采用分離式布置，每個基板上設(shè)置有所述多個翅片。

本發(fā)明中提及的翅片間距，即冷卻通道，指的是相鄰兩翅片之間的間距。

在本發(fā)明的較佳實施方式中，一種高性能散熱器，包括多個翅片，各個翅片之間具有不同的厚度，具體地，沿氣流的流動方向，下游的翅片的厚度小于上游的翅片的厚度，并且下游的翅片與上游的翅片之間呈錯列排列。這樣布置的優(yōu)勢在于：對于上游翅片，表面的流體對流傳熱系數(shù)高，并且流體與翅片間的溫差也大，因此氣流與翅片的傳熱性能很高，因此在上游翅片的厚度可以較大，這有利于維持翅片較高的熱效率。隨著流動向下游發(fā)展，流動邊界層不斷變厚，氣流溫度也在不斷升高，因此下游流體的對流傳熱能力不斷下降。為了高效率地改善下游流體與翅片的對流傳熱性能，將下游翅片與上游翅片錯列布置，并將下游翅片厚度減薄。這樣做的目的在于，使流動和熱邊界層在下游翅片表面重新發(fā)展從而提高下游翅片表面對流傳熱系數(shù)；另一方面，下游翅片與上游翅片錯開布置，有利于下游翅片與上游翅片間通道中的溫度較低的氣流接觸，這增大了下游翅片與冷卻流體的溫差，有利于提高下游翅片的傳熱能力。另一方面，由于下游氣流的傳熱能力不斷降低，因此下游錯列布置的翅片厚度減小，以降低流動壓力損失。

本發(fā)明的具有這樣翅片布置特點的散熱器具有優(yōu)異的傳熱及流阻性能，是一種高性能散熱器。在相同風機功耗條件下，該新型散熱器比現(xiàn)有的散熱器性能有顯著地提升。

本發(fā)明還提供了一種上述散熱器中的翅片布置方法，該方法包括：沿氣流的流動方向，將多個不同厚度的翅片焊接固定在基板上，并使下游翅片與上游翅片錯開布置，即使得下游的翅片與上游的翅片之間呈錯列排列。

進一步地，所述方法還包括：使下游的翅片的厚度小于上游的翅片的厚度。

進一步地，所述方法還包括：使下游的翅片的厚度相對于上游的翅片的厚度依次減薄。

進一步地，所述方法還包括：使下游翅片相對于上游翅片橫向偏置0.1mm～二分之一的翅片間距。

進一步地，所述方法還包括：在基板上設(shè)置多組翅片，并使得其中任一組翅片的長度與另一組翅片的長度不同。

進一步地，所述方法還包括：在基板上設(shè)置第一組翅片和第二組翅片，并使得第一組翅片中單個翅片的厚度為0.2～0.8mm，長度為10～100mm；第二組翅片中單個翅片的厚度為0.1～0.3mm，長度為10～100mm。

進一步地，所述方法還包括：將翅片的頂部折面搭扣在相鄰的翅片上，從而使得翅片之間形成冷卻通道，將該冷卻通道的寬度即翅片間距設(shè)置為1.0～5.0mm。

進一步地，所述方法還包括：將多個基板采用分離式布置，并在每個基板上設(shè)置多個翅片，并使得在每個基板上，下游的翅片的厚度小于上游的翅片的厚度。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例1的散熱器中的翅片布置示意圖；

圖2是本發(fā)明的實施例3的散熱器中的翅片布置示意圖。

具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，本實施例的散熱器包括基板1和通過釬焊粘結(jié)在基板上的多個翅片，沿氣流的流動方向(圖中箭頭A所示)，多個翅片包括第一組翅片2(處于上游的翅片)和第二組翅片(處于下游的翅片)。第一組翅片2中單個翅片21的厚度為0.2-0.8mm，長度為10-100mm；第二組翅片3中單個翅片31的厚度為0.1-0.3mm，長度為10-100mm。并且第二組翅片3與第一組翅片2之間呈錯列排布。第一組翅片2的厚度大于第二組翅片3的厚度。每組翅片中，翅片的頂部折面搭扣在相鄰的翅片上，翅片之間形成冷卻通道，使得翅片間距(冷卻通道寬度)為1.0-5.0mm。本實施例中，第一組翅片2中的翅片間距與第二組翅片3中的翅片間距相同，但錯列布置。相對于第一組翅片2，第二組翅片3橫向偏置0.1mm-1/2的翅片間距。

在其它實施例中，沿氣流的流動方向，也可以將翅片設(shè)置為3組甚至更多組，翅片參數(shù)及排布規(guī)律符合上述規(guī)則。

實施例2：

為了進一步提高散熱器性能，還可以在實施例1的基礎(chǔ)上，將第二組翅片3的厚度減薄并減小翅片間距，從而增加下游翅片密度，增大換熱面積，以提高散熱器性能。本實施例中，第一組翅片2的翅片間距為1.0-5.0mm，翅片的厚度為0.2-0.8mm；第二組翅片3的翅片間距為1.0-5.0mm，翅片的厚度0.1-0.3mm。

本實施例將下游翅片厚度減薄并將間距設(shè)置為小于上游翅片間距，將上游翅片和下游翅片錯列布置，從而獲得了更好的散熱器熱性能。

實施例3：

如圖2所示，圖中箭頭A的方向表示氣流的流動方向，本實施例中，散熱器的基板1設(shè)置有多個，多個基板采用分離式布置，以便靈活布置散熱器翅片。每個基板上設(shè)置有多個翅片4，翅片4的布置規(guī)律遵守實施例1和實施例2中的規(guī)律。

在每個散熱器基板上，翅片分段式布置，從上游到下游翅片厚度不斷減薄，上游和下游翅片錯列布置，以獲得最好的散熱器熱性能。

以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。