CN116583707B - 散热器、散热器组件、液体冷却回路、计算***及生产散热器的方法 - Google Patents

散热器、散热器组件、液体冷却回路、计算***及生产散热器的方法 Download PDF

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Abstract

计算***的不断增加的热密度需要更好的冷却解决方案。这是通过提供用于冷却计算单元的液体冷却***的散热器(100)来解决的，该散热器包括：具有用于将散热器连接在液体回路中的两个液体开口(103，104)的第一歧管(101)和第二歧管(102)；在第一歧管(101)与第二歧管(102)之间延伸并且在歧管(101，102)之间提供平行液体路径的通道(110)；夹在多组相邻的通道(110)之间并且在第一歧管(101)与第二歧管(102)之间延伸的翅片层(130)；用于在预定位置将风扇(10)附接于散热器(100)的紧固装置(120)，该紧固装置确定与所附接的风扇的风扇半径(122)的外部区域相对应的环形高压区(182)，其中至少一个翅片层具有远离高压区放置的低密度区段，以及位于高压区并且具有比低密度区段高的翅片密度的高密度区段；翅片层组的密度由此沿着通道变化，而且还横向于每个通道变化，从而在散热器表面上产生二维密度变化，待定位到环形高压区前方的翅片区段的密度比远离环形高压区的翅片区段的密度高。

Description

散热器、散热器组件、液体冷却回路、计算***及生产散热器 的方法
技术领域
本发明涉及一种散热器、一种具有该散热器的液体冷却***、一种带有具有该散热器的液体冷却***的计算***以及一种生产该散热器的方法。
背景技术
计算***越来越需要具有高功率密度，无论其是通过变小和紧凑还是通过处理单元越来越强大，从而提高热设计功率。液体冷却解决方案提供了高效的散热并因此提供了大的热包络。任何液体冷却***的目的通常都是使其热包络匹配或超过计算***的热设计功率。
液体冷却中央处理单元(CPU)包括将冷却液在回路中泵送通过热交换块，并且返回到CPU块以从其中重新吸收热量，所述热交换块将热量从CPU吸取到散热器，在散热器中通过使用风扇将热量从水中消散到空气中。然后，热包络在很大程度上取决于液体冷却回路部件。
散热器设计是备受关注的主题，其中在实现低噪声和薄度的同时寻求散热密度。如今，有效的散热器被构建为具有在小于30mm和大于54mm之间的厚度，以及在大约16个翅片/英寸(FPI)的范围内的翅片密度，其取决于可接受的噪声水平。功率适配的散热器通过具有高翅片密度来接受噪声，该高翅片密度产生流动阻力并因此需要高风扇速度。低噪声***使用低翅片密度的翅片以允许较低的气流速度在翅片之间流动。***的设计目标确定了是使用安静的还是功能强大的散热器。
然而，即使针对不同用途使用有效散热器，热设计功率也会增加。如今，消费者必须在功能强大且安静但大型的计算机、功能强大且小型但嘈杂的计算机或小型且安静但功率受限的计算机之间进行选择。
因此需要更好的散热器。
KR20070064958说明了一种散热器，其在通道之间具有两种不同的翅片密度，在风扇前方的所有通道之间的翅片密度类似且较高，而不在风扇前方的通道它们之间具有较低的另一种翅片密度。
KR20080110210公开了一种热交换器，该热交换器旨在通过控制波纹加热翅片的间距来使空气压力的降低在整个区域上均匀，从而提高热交换效率。波纹加热翅片设置在热交换器的两个集管之间的整个区域上，并且空气横向于集管的方向通过这些翅片。翅片以不同的间距布置，使得间距从热交换器的中心到外部增加。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种用于冷却计算单元的液体冷却***的散热器，该散热器包括：
第一歧管和第二歧管，它们具有用于将散热器连接在液体回路中的两个液体开口，
通道，该通道在第一歧管与第二歧管之间延伸并且在歧管之间提供平行的液体路径，
翅片层，该翅片层夹在多组相邻的通道之间并且在第一歧管与第二歧管之间延伸，
用于在预定位置将风扇附接于散热器的紧固装置，该紧固装置确定与所附接的风扇的风扇半径的外部区域相对应的环形高压区，其中：
至少一个翅片层具有远离高压区放置的低密度区段，以及位于高压区并且具有比低密度区段高的翅片密度的高密度区段，
翅片层组的密度由此沿着通道变化，而且还横向于每个通道变化，从而在散热器表面上产生二维密度变化，待定位到环形高压区前方的翅片区段的密度比远离环形高压区的翅片区段的密度高。
由此，实现了散热器，该散热器适用于在附接于散热器的风扇区域上产生的特定气流类型。在局部存在低气流时，使用适用于低流量***的翅片密度，而在存在高流量/压力时，使用较高密度的翅片。这通过反直觉地提供具有更均匀冷却的散热器来更好地利用气流。
相比之下，传统的散热器牺牲散热器的某些区域的性能，以有利于其他区域。高流量适应的散热器具有适合于高压区的翅片密度，有损于散热器的中部，该中部可能几乎没有气流，从而阻碍热功。
适应低流量的散热器可以允许更多的空气通过散热器的低流量区域，但以高压区的气流过多为代价。这种气流过多带走未充分利用的冷却潜力，因此浪费能量并产生不利的噪声，特别是在这样的***中。
换句话说，本发明的散热器可以提高适应高流量的冷却***的热性能并且降低适应低流量的液体冷却***的噪声(反之亦然)。
能够附接风扇的紧固装置还为这种风扇限定了旋转轴线、风扇半径和径向外周。
高压区是指散热器的与所附接的风扇的特定部分(即，这种风扇的在用具有均匀翅片密度的散热器或不用散热器测试风扇时产生最高流量和/或压力的部分)相对应的区域。高压区也可以被认为是高压区。在一个实施方式中，高压区通过基本上对应于限定在风扇叶片长度/风扇半径的r＝65％和r＝90-95％之间的区域而与所附接的风扇的风扇叶片的外部部分相对应。然而，这显然取决于风扇设计。
在一个实施方式中，高压区对应于其中50％的气流由参考风扇产生的区域、60％的气流由参考风扇产生的区域、70％的气流由参考风扇产生的区域、75％的气流由参考风扇产生的区域、80％的气流由参考风扇产生的区域、85％的气流由参考风扇产生的区域或90％的气流由参考风扇产生的区域。
高压区可以说是环形的。
翅片密度在本领域中通常以每英寸的翅片数(FPI)为单位进行测量，范围在从8FPI到超过30FPI之间。对于一些应用，已经发现大约16FPI是有效的翅片密度，但是这显然随着诸如散热器和翅片深度、风扇材料和风扇转速的许多其他因素而变化。然而，在本发明中，FPI可以取在该范围之外的值，并且优选地基于至少基本上与其成比例的预期流量来确定，但是设计考虑可以在某些区段处否决特定的翅片密度。在一个实施方式中，可以使用2FPI和50FPI之间的任何散热器翅片密度。
在一个实施方式中，散热器还包括至少一个峰型翅片层和谷型翅片层。峰型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度高，并且谷型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度低。
因此，提供了一种散热器，其具有两个相反定向的热功梯度，这些热功梯度进一步提高了附接有风扇的散热器的热性能。
在一个实施方式中，散热器具有由翅片层形成的翅片区段的阵列，翅片层各自具有多个翅片区段。将指示由所附接的风扇产生的气流的风扇气流图覆盖在翅片区段阵列上为每个翅片区段分配加权气流得分。加权气流得分指示该翅片区段处的气流。针对每个翅片区段单独确定至少大部分翅片区段的翅片密度，该翅片密度与每个翅片区段的单独加权气流得分正相关。
由此，提供了一种散热器，其提供了翅片密度对风扇速度函数的甚至进一步适应。在一个实施方式中，翅片区段具有类似的尺寸。在一个实施方式中，翅片区段的尺寸相同。
风扇气流图可以是描述理想风扇的理想图或平均图，或者它可以针对特定的风扇模型或若干个风扇模型通过实验确定。风扇气流图可以是基于附接于风扇的散热器的热制图、一个风扇或若干个风扇的气流速度函数或基于风扇半径/表面上的压力测量而产生的。
至少大部分翅片区段的翅片密度与它们各自的加权气流得分正相关表示散热器表面的至少一半根据本发明适合于该特定区域的特定气流分布。在另一个实施方式中，基本上每个翅片区段具有与其单独的加权气流得分正相关的翅片密度。
加权气流得分表示每个翅片区段的得分彼此相互调整。换句话说，不必以任何特定单位进行测量。相反，重要的是不同翅片区段的气流得分之间的关系。没有单位的数字的合成值是有用的，也可以使用与气流不同的值。压力和温度也是有用的。
与加权气流得分正相关的翅片区段的翅片密度表示在翅片区段中，具有相对较高的加权气流得分的区段的翅片密度比具有较低的气流得分的其他区段高。在优选的实施方式中，翅片密度与气流得分以线性、比例、递增或回归的数学关系正相关。换句话说，无论使用什么测量值，例如m/s或压力，具有“1、2和3”的加权气流得分的三个翅片区段可以具有与这些值成线性关系的翅片密度，例如12FPI、16FPI和20FPI。翅片密度甚至可以与加权气流得分成比例，例如8FPI、16FPI和24FPI。翅片密度可以与加权气流得分递增相关，使得翅片密度可以例如是12FPI、16FPI和24FPI。翅片密度可以与加权的气流得分回归相关，使得翅片密度可以例如是8FPI、16FPI和20FPI。
由此，每个区段的热功容量得到进一步利用，并且散热器甚至提供进一步的冷却。
在一个实施方式中，基本上所有的翅片区段具有翅片密度，该翅片密度因此与它们的加权气流分值成正相关。
在一个实施方式中，散热器包括具有至少三种、优选至少四种不同翅片密度的翅片区段。
由此，每个区段的热功容量得到进一步利用，并且散热器甚至提供进一步冷却。
在一个实施方式中，翅片层包括连续的蛇形翅片。由此，它们在组装期间生产更友好地处理和堆叠。
翅片层是连续的蛇形翅片表示翅片层是连续的材料片，而不是例如铣削块。每个翅片层可以分离成多于一个单独的蛇形翅片。在一个实施方式中，翅片层是单个连续的蛇形翅片。
在一个实施方式中，散热器还包括附接于紧固装置的风扇，其中散热器的翅片层的翅片密度特别适合于所附接的风扇的速度函数。
由此，各区段的热功容量可以得到进一步提高，并且散热器可满足且利用特定风扇速度分布。
在一方面，本发明涉及一种生产用于冷却计算单元的液体冷却***的散热器的方法。该方法包括提供第一歧管和第二歧管，它们具有用于将散热器连接在液体回路中的两个液体开口。此外，在第一歧管与第二歧管之间堆叠通道和翅片层。提供相对于歧管附接的紧固装置，用于将风扇附接于散热器。可以提供并使用包围散热器的外周的护罩。在任何情况下，紧固装置确定与所附接的风扇的风扇半径的外部区域相对应的环形高压区。至少一个翅片层具有远离高压区放置的低密度区段，以及位于高压区并且具有比低密度区段高的翅片密度的高密度区段。
本发明的方法与关于散热器本身所讨论的实施方式兼容。
在某些实施方式中，在翅片层由连续的蛇形翅片形成的情况下，连续的蛇形翅片是使用啮合齿形齿轮由坯料制成的，该啮合齿形齿轮的齿具有变化的圆形间距。
在某些实施方式中，在翅片层由连续的蛇形翅片形成并且散热器包括峰型翅片层和谷型翅片层的情况下，峰型翅片层和谷型翅片层具有相互镜像的翅片密度梯度，由此它们能由相同的齿形齿轮生产并且切自一个连续的蛇形坯料。
由此，由于生产有效的翅片层需要建立较少的生产线，在一些实施方式中，仅需要建立单个生产线，因此为适应的翅片层建立生产是不昂贵的。
这与啮合齿轮生产和冲压生产方法兼容，只要翅片密度从高密度振荡到低密度即可。在本发明的一个实施方式中，在使用至少三种不同的翅片密度的情况下，它们之间的振荡以密度的降低顺序从高密度经过任何中间密度到最低密度，并且以密度的升高顺序经过任何中间密度返回。
在其他实施方式中，蛇形翅片是通过冲压生产的。
尽管本公开的每个给定例子描述了可与单个风扇一起使用的1U散热器，但是本发明显然也适用于具有任何不同数量的风扇的散热器，例如2U、3U和4U。
附图说明
在下文中，根据本发明描述了示例实施方式，其中：
图1是一个实施方式的散热器的俯视图，
图2是图1所示的散热器的侧视图，
图3是140mm风扇的速度函数，
图4是使用图3所示的速度函数的散热器的冷却图，
图5示出了各自具有其自身的翅片密度的四种不同类型的翅片区段，
图6示出了根据一个实施方式的峰型翅片层，
图7示出了根据一个实施方式的谷型翅片层，以及
图8示出了用于生产本发明的翅片层的实施方式制造工艺。
具体实施方式
在下文中，通过本发明的实施方式详细描述本发明，这些实施方式不应当被认为是对本发明的范围的限制。
在下文中，根据本发明描述了示例实施方式，这些实施方式不应被认为是对本发明的范围的限制。
图1是根据一个实施方式的散热器100的俯视图。散热器是液体-空气热交换器，其适合于***液体冷却回路中，用于冷却计算单元，例如家用固定PC或服务器级的计算单元。
散热器100具有两个相对的歧管；第一歧管101和第二歧管102。第一歧管仅仅是再分配歧管，而第二歧管102包括具有液体开口103的入口歧管105和具有液体开口104的出口歧管106。
散热器具有将第一歧管101连接到第二歧管102并允许液体输送的多个通道110。在每组相邻的通道之间，夹有蛇形翅片层130。翅片层130通过增加空气与散热器100之间的表面积来改善热交换。
在使用中，液体流过液体开口103，流入入口歧管105，流过第一组通道110，流到再分配歧管，通过其余通道返回，流到出口歧管106，并流出液体开口104。使入口歧管和出口歧管在散热器的同一侧并且使再分配歧管在对侧仅仅是在使液体路径加倍的同时使散热器安装容易且方便的一个实施方式。然而，在其他实施方式中，第一歧管101也可以通过具有液体开口103而直接与液体回路连接。
紧固装置120允许风扇相对于散热器的表面容易且用户友好地安装。这允许最少的空气在风扇与散热器之间逸出，从而提供最佳的热交换以及使得更容易将风扇放置在计算单元中的正确位置。紧固装置适合于装配至少一种类型的风扇，优选地遵循某种风扇标准。一些传统风扇的标准尺寸为40mm、60mm、80mm、92mm、140mm和160mm。也存在其他尺寸并且也可以使用其他尺寸。当使用紧固装置120将风扇安装到散热器上时，这些紧固装置120根据待安装的风扇的标准配件确定预期的风扇尺寸。这种预期的风扇尺寸具有旋转轴线121、风扇半径122和径向外周123。
通常，当翅片层120变得更密集时，它们也更大程度地阻塞空气路径，这增加了穿过散热器100的空气的压降/压力损失。这会降低空气速度，从而减少热交换。因此，当设计用于最大热交换的散热器时，必须将较密集的翅片层的表面积的增加与施加在穿过这样的较密集的翅片层的空气上的压降进行权衡。因此，翅片密度存在最佳范围，其取决于诸如风扇类型和可容忍的噪声水平的一系列因素。
散热器100在所有各个翅片层130中具有不同的翅片密度。
通过在翅片层120的整个延伸中区分翅片密度，散热器的热效率得到进一步增强，因为在散热器表面上适应不同的空气速度/压力。即使风扇和散热器之间的空间至少部分地打开，已经发现压力在散热器表面上不完全消除。因此，散热器的不同部分以如下方式适合于不同的预期空气速度/压力：接收最高速度/压力的区域具有最密集的翅片区段，而具有较低的空气速度/压力的区域具有密度较低的翅片区段。
在所示的实施方式中，翅片层由弯折成蛇形路径的高传导和可钎焊的金属片形成。散热器是使用五种独特的蛇形形状来形成的，其中，从顶部开始，依次使用五种独特的形状151、152、153、154、155，然后使用具有相同形状的五个蛇形翅片层156。然后，再使用前五种独特的形状151-155形成底部，但是反过来。这种组合的布局接近所附接的风扇的气流分布。此外，可以注意到，每个翅片层130被成形为离散数量的翅片区段—在所示的实施方式中为10个，并且每个翅片区段的翅片密度在离散数量的密度之间变化。这允许容易的加工和改善的热交换。将关于附图来讨论翅片区段和翅片密度两者。
自然地，代替作为离散区段内的离散的替代方案，在翅片层的延伸上连续地适应翅片层的翅片密度也在本发明的范围内。
从图1可以看出，翅片层的密度既平行于通道方向又横向于通道方向变化，这导致通道之间的翅片组中的密度变化在两个维度上变化。在图1所示的例子中，这产生二维翅片密度图案，其具有针对具有旋转轴线121、风扇半径122和径向外周123的风扇尺寸优化的类圆形形状。尽管在各通道之间的每个翅片层中使用的翅片密度变化不是相同的，但是翅片密度变化在一些层与其他层之间不同，从而在一些通道与其他通道之间不同。
图2是图1所示的散热器100的侧视图。液体开口104从第二歧管102突出，另一个液体开口因它位于所示的液体开口104后面而不可见。第一歧管101与第二歧管102相对。沿着附接轴线124将风扇壳体11附接于散热器(未被示出)的紧固装置将使风扇壳体11大致位于虚线区域中，因此如图所示定位风扇10。然后，所附接的风扇具有旋转轴线121、风扇半径122和径向外周123。
可以通过使用类似的附接装置而将另一个风扇壳体21附接于与所讨论的风扇相对的散热器。风扇未被示出，但是可以类似或相同。显然，尺寸可以有所不同。
图1和图2所示的散热器100是所谓的1U散热器，这意味着它将在任一侧装配一个风扇单元。在其他实施方式中，散热器可以是2U、3U、4U或任何其他尺寸。
图3是用于140mm风扇的风扇流的示意图170。x轴171表示以厘米为单位的风扇半径，而y轴172表示以m/s为单位的空气速度。每个水平线和垂直线分别表示1cm和1m/s的增量。因此，速度函数174表征特定风扇并用于指定该特定风扇。速度函数174完全取决于特定测试的转速、阻力和几何形状，因此，无法对所有风扇进行通用的精确预测。
查看特定的速度函数，我们至少可以看到，对于被表征的风扇，所产生的速度在风扇的半径上变化很大。从r＝0到r＝2.5cm(大约是风扇半径的中心的40％)，风扇几乎不产生气流或者产生非常小的气流。在r＝2.5和r＝4.5之间，风扇显示产生的气流急剧增加，该气流在略小于r＝6.5cm之前保持高，r＝6.5cm对应于大约风扇叶片的尖端。可以看出，在r＝4到6cm之间产生一半和三分之二之间的气流。
稍微概括一下，我们可以说风扇在其半径的65％与90-95％之间产生大部分或几乎全部气流。最外端必须满足不同的构造限制，其中要避免振动、摆动和撞击风扇壳体，它们可能限制使叶片最末端部分最大化的功效。
在风扇的中心处有一点回流，这可能不是问题。因为在中心壳体中产生旋转力，所以通常在中间没有风扇叶片，因此中间部分实际上会阻碍气流。
虽然如所提到的，这是在特定情况下测试的特定140mm风扇的速度分布，但是可以合理地推断某些一般趋势。由于叶片尖端具有风扇叶片的最高切向速度，因此叶片尖端具有较高的速度并且因此在已知尺寸相同的情况下对空气推动更多。通常优选的是利用这种简单的物理现象，并且大多数传统风扇确实在从直线区域到在大约该最有效区域具有最大表面积的任何地方具有叶片。
因此，可以推断，对于传统构造的风扇，最外侧部分产生的气流比中心部分多。速度谷173勾勒出了示例区域，如果在类似条件下测试，则可能在该区域内产生具有类似尺寸的有效构造的传统风扇的速度函数。
图4是将散热器表面与通过使用图3所示的速度函数产生的气流图181相匹配的冷却图180。散热器表面具有散热器宽度189和散热器长度188，它们描述了歧管之间存在通道和翅片层的散热器的区域。散热器宽度189被分成与翅片层130相对应的多行。这些行由与散热器的通道相对应的垂直线分开。散热器长度188在任一侧的歧管之间通过。每个翅片层130沿着散热器长度188被分成多个翅片区段131，从而产生用于散热器的分区段的翅片层131的翅片区段阵列140。翅片阵列还与附接于散热器的风扇的旋转轴线121相关联。
覆盖在翅片区段阵列140的顶部上的是气流图。气流图181以旋转轴线121为中心，然后沿着远离旋转轴线的半径在所有方向上绘制气流速度函数。这在图中由指示速度的一组加权虚线同心圆示出。
该组同心圆从中心到七厘米标记以厘米增量绘制气流速度。这是以加权方式完成的，使得相对于彼此的线粗以指定的间隔精确地表示相关的气流速度。这提供了散热器上的气流速度的视觉表示，并且因此至少在一定程度上提供了预期的冷却性能。该组同心圆有助于图的易读性，但是显然更准确的图用于计算。在0.5m/s以下，为了便于阅读图已经使用了指示0.5m/s的线粗细轻重程度。
在气流图181内，高压区182清晰可见。从气流图明显看出，大部分气流产生于环形高压区182，其跨越风扇半径的65％-95％。也存在若干低流量区域。中心是一个这样的低流量区域，并且风扇叶片不移动的拐角是其他这样的低流量区域。
当本发明的散热器附接有风扇时，散热器表面上的不同的翅片密度可能阻碍并改变气流分布。然而，这会导致压力差，因此使用了术语高压区。如果理解为导致在流动路径中没有本发明的散热器的测试设置或其他不同的阻挡物体，则也可以使用高流量区域。
尽管压力和因此速度在使用期间可能会稍微消除，但是实验表明，情况并非完全如此，至少一部分所示的气流的不均匀会转化为散热器的不均匀热图。因此，在图4中看到的至少可以被认为是散热器的各个部分处冷却的近似值。通过将散热器划分为翅片区段阵列140，每个翅片区段131然后可在数学上归因于描述特定翅片区段在使用期间可执行的热功的量的冷却梯度。
通过将翅片层130分成离散数量的翅片区段131，它们可能有利于生产。然而，在不同的实施方式中，翅片区段可以如所期望的那样窄。在一些实施方式中，翅片层具有不同的翅片密度，其中每个单独的弯曲部具有单独确定的节距和/或由该特定点或区域处的冷却梯度确定的形状。
图5示出了各自具有其自身的翅片密度的四种不同类型的翅片区段。
密集的翅片区段132具有高的翅片密度，其具有尖锐的翅片间距和大量翅片材料。这将从通道吸取相对较多的热能，并且提供比其他类型的翅片区段相对更高的气流阻力。密集的翅片区段132本身可能太过阻碍而不能用于许多应用。为了克服高气流阻力，必须使用高静压风扇和/或风扇必须以非常高的速度旋转。这可能会产生不期望的噪声和能量消耗。
半密集的翅片区段133比最密集的翅片区段132稍微更多地打开并且允许更多的气流通过。密集的翅片区段133可用于一些应用。
半打开的翅片区段134比半密集的翅片区段133打开得更多，并且可用于低压或高气流操作。
打开的翅片区段135可以提供相对较小的气流阻力或几乎不提供气流阻力，并且对于某些情况可能是有用的，可能对于比打开的翅片区段134类型或甚至被动的流动甚至更低的噪声来说是有用的。
换句话说，所有翅片密度各自具有它们自己的益处和问题。
图6示出也在图1中示出的峰型翅片层152。该翅片层类型在中心处的热功容量比其最外侧区域处的热功容量高。从左侧到中心，翅片层包括以下类型的翅片区段：打开的翅片区段、半打开的翅片区段和三个密集的翅片区段。在中心的另一侧，峰型翅片层152具有反映这一点的布局。
通常，这是有效的，其中风扇叶片尖端更靠近翅片层的中心，而不是更靠近翅片层的最外侧区域，例如在散热器的顶部边缘和底部边缘处。这样，翅片层的中心与风扇叶片的径向外周近似相匹配，而翅片层的最外侧区域与未被风扇移动覆盖的区域相对应。
图7示出了也在图1中示出的谷型翅片层155。翅片层从左侧到中心具有密集的翅片区段、半密集的翅片区段、半打开的翅片区段和两个打开的翅片区段，并且在相对侧上具有与此成镜像的布局。换句话说，翅片层沿着其延伸具有四种不同的翅片密度，其中，在最外侧区域处的翅片密度比在中心处的翅片密度高。通常，这种构造是有效的，其中风扇叶片尖端更靠近远的最外侧区域，而不是更靠近最内侧区域。散热器中心处的层就是这种情况，其中翅片层的最中心区域与气流图的中心区域重叠。
谷型翅片层155和上述的峰型翅片层都由如下图案的导电材料片形成：该图案在其延伸上变化/不同。更确切地说，谷型翅片层和峰型翅片层的所示实施方式包括在内部具有均匀翅片密度的多个区段，而翅片密度在翅片区段之间不同。
应当注意，尽管翅片区段和翅片和翅片层被示为具有V形的蛇形路径，但是c形的蛇形路径也是有用的。此外，在另一个实施方式中，翅片密度按照在翅片层的延伸上的梯度不同，而不是以离散的同质部分的方式。
图8示出了用于生产本发明的翅片层的实施方式制造工艺。
生产本发明的散热器翅片的一种有效方式如下：提供在辊上卷成卷或作为片材的钎焊片161。钎焊片161被输送通过一组啮合齿轮162、163以产生蛇形坯料138。然后，切割或冲压或以其他方式修改蛇形坯料138以提供最终的翅片形状。
啮合齿轮162、163的齿在齿轮的不同区域之间不同，从而产生沿其延伸具有可变间距的翅片。窄齿区域164产生密集的翅片，两个半窄齿区域163产生半密集的翅片，宽齿区域165产生打开的翅片135。这是通过具有不同间距和/或宽度的齿而实现的。所示的特定齿轮162、163将产生从密集经过半密集到打开、经过半密集到密集等的振荡图案。使用密度振荡图案可能是特别有利的，因为翅片层可以根据蛇形坯料被切割的位置像图6或图7中所示的那样产生。如果在密集区域处切割蛇形坯料，则所得的翅片层将如图6所示，而如果在宽区域中切割蛇形坯料，则翅片层将如图7所示。因此，可以使用单个生产线来实现根据本发明的散热器的改进的热功。
尽管被示为具有四个内部相似的齿特征的四个不同区域，但是可以使齿轮产生无缝地变化的蛇形坯料138，甚至无缝地振荡的蛇形坯料。
有时使用多于一组齿轮来完成翅片层，这显然也可以与本发明一起使用。
此外，可以设想许多其他制造方法。也可以使用在钎焊坯料上使用压制工具，诸如液压机的冲压操作。
不需要使用钎焊片，尽管它是传统的并且是完成散热器的组装的有效方式。
此外，代替为每个翅片层提供单个片并且调整蛇形工艺以在翅片层上实现不同的翅片密度，可以提供多个单独切割的翅片区段，每个翅片区段具有均匀的翅片密度。然后在散热器组装期间将这些翅片区段简单地彼此相邻放置。翅片区段被放置在通道上，并且另一个不同的或类似的翅片区段被放置在它旁边，直到翅片层被填充。在液压过程和/或钎焊工艺中，各个翅片层区段将附接和/或粘附到散热器的通道上，并且因此将其固定就位。
在其他实施方式中，使用对于每个不同的热梯度唯一的生产线(诸如啮合齿轮)来创建每个翅片层以匹配其独特的热梯度。因此可以使用三个或四个或甚至更多个生产线。

Claims (17)

1.一种用于冷却计算单元的液体冷却***的散热器(100)，所述散热器包括：
第一歧管(101)和第二歧管(102)，它们具有用于将所述散热器连接在液体回路中的两个液体开口(103，104)，
通道(110)，所述通道(110)在所述第一歧管(101)与所述第二歧管(102)之间延伸并且在所述歧管(101，102)之间提供平行的液体路径，
翅片层(130)，所述翅片层(130)夹在多组相邻的通道(110)之间并且在所述第一歧管(101)与所述第二歧管(102)之间延伸，
用于在预定位置将风扇(10)附接于所述散热器(100)的紧固装置(120)，所述紧固装置(120)确定与所附接的风扇的风扇半径(122)的外部区域相对应的环形高压区(182)，其中：
至少一个翅片层具有远离所述高压区放置的低密度区段，以及位于所述高压区并且具有比所述低密度区段高的翅片密度的高密度区段，
翅片层组的密度由此沿着所述通道变化，而且还横向于每个通道变化，从而在所述散热器表面上产生二维密度变化，待定位到所述环形高压区前方的翅片区段的密度比远离所述环形高压区的翅片区段的密度高。
2.根据权利要求1所述的散热器，其还包括至少一个峰型翅片层(152)和谷型翅片层(155)，其中：
所述峰型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度高，并且
所述谷型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度低。
3.根据权利要求1或2所述的散热器，其中：
所述散热器具有由所述翅片层形成的翅片区段(131)的阵列(140)，所述翅片层各自具有多个翅片区段(131)，
至少大部分翅片区段(131)的翅片密度对于每个翅片区段(131)是单独的，使得每个翅片区段(131)的翅片密度与指示该翅片区段(131)处的气流的单独加权气流得分正相关，所述单独加权气流得分基于指示所附接的风扇在该翅片区段(131)上的气流的风扇气流图(181)。
4.根据权利要求1或2所述的散热器，其中，所述散热器包括具有至少三种不同翅片密度的翅片区段。
5.根据权利要求1或2所述的散热器，其中，所述散热器包括具有至少四种不同翅片密度的翅片区段。
6.根据权利要求1或2所述的散热器，其中，所述翅片层包括连续的蛇形翅片。
7.一种散热器组件，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的散热器，并且还包括附接于所述紧固装置的风扇，其中所述散热器的所述翅片层的所述翅片密度适合于所附接的风扇(10)的速度函数。
8.一种生产用于冷却计算单元的液体冷却***的散热器的方法，所述方法包括以下步骤：
提供第一歧管(101)和第二歧管(102)，它们具有用于将所述散热器连接在液体回路中的两个液体开口(103，104)，
在所述第一歧管(101)与所述第二歧管(102)之间堆叠通道(110)和翅片层(130)，使得翅片层组的密度由此沿着所述通道变化，而且还横向于每个通道变化，从而在所述散热器表面上产生二维密度变化，
提供相对于所述歧管附接的紧固装置(120)，用于将风扇(10)附接于所述散热器，所述紧固装置确定与所附接的风扇的风扇半径(122)的外部区域相对应的环形高压区(182)，其中：
至少一个翅片层具有远离所述高压区放置的低密度区段和位于所述高压区并且具有比所述低密度区段高的翅片密度的高密度区段，其中待定位到所述环形高压区前方的翅片区段的密度比远离所述环形高压区的翅片区段的密度高。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述散热器包括峰型翅片层(152)和谷型翅片层(155)，其中：
所述峰型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度高，并且
所述谷型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度低。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中：
所述散热器具有由所述翅片层形成的翅片区段(131)的阵列(140)，所述翅片层各自具有多个翅片区段(131)，
将指示由所附接的风扇产生的气流的风扇气流图(181)覆盖在所述翅片区段阵列(140)上为每个翅片区段分配指示该翅片区段(131)处的气流的加权气流得分，并且
至少大部分翅片区段(131)的翅片密度单独确定并且与它们的单独加权气流得分正相关。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述散热器包括具有至少三种不同翅片密度的翅片区段。
12.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述散热器包括具有至少四种不同翅片密度的翅片区段。
13.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述翅片层被制成连续的蛇形翅片。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述连续的蛇形翅片是使用啮合齿形齿轮由坯料制成的，所述啮合齿形齿轮的齿具有变化的圆形间距。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述散热器包括峰型翅片层(152)和谷型翅片层(155)，其中：
所述峰型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度高，并且
所述谷型翅片层的中部的翅片密度比其两端的翅片密度低，
其中所述峰型翅片层(152)和所述谷型翅片层(155)具有相互镜像的翅片密度梯度，由此它们能由相同的齿形齿轮制造并且切自一个连续的蛇形坯料。
16.一种液体冷却回路，其具有根据权利要求1所述的散热器(100)。
17.一种计算***，其具有液体冷却回路，所述液体冷却回路具有根据权利要求1所述的散热器(100)。
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