CN1905172A - 发热元件冷却装置及散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种比现有发热元件冷却装置散热效率更高的发热元件冷却装置。所述发热元件冷却装置(1)包括散热器(7)和风扇单元(5)。散热器(7)具有安装被冷却的发热元件的底座(33),一型散热片(35)和二型散热片(37)。散热片(35)在向上方向的上表面(33A)上延伸。散热片(37)在向左和向右方向的两个侧面(33B)和(33C)上延伸。散热片(35)和(37)在各自向前和向后方向上延伸。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于冷却诸如电子元件等发热元件的发热元件冷却装置,以及用于其中的散热器。
背景技术
现有的发热元件冷却装置具有散热器,用于冷却散发高温热量的电子元件(例如CPU)和空气通道中的其他发热元件。在这种装置中,风从风扇单元供入空气通道,从而强制冷却电子元件。散热器包括底座以及固定地设置在底座上的多个散热片,其中将被冷却的发热元件(例如CPU)将被安装在所述底座上。而且,风扇单元设置在散热器的一侧,并沿着多个散热片从一个方向送入空气,以加强散热片的散热。
美国专利No.6,446,708(日本实用新型登记No.3,085,340)公开了一种能够用于这种技术的散热器的例子。这种散热器设有两个在向上方向上沿对角线延伸的延伸部,就像翅膀在底座本体部分上伸出,发热元件被安装到底座上。向上或向下延伸的多个散热片整体设置在两个延伸部分的上端部或下端部。所述多个散热片被分成多条,沿向下方向从延伸部的下端部延伸出的多个条互相连接。
在现有的散热器中,从发热元件传导到底座本体部分的热不能在传导后马上散发出来。热量在被传导到设置在每个延伸部的多个条后才能散发出来。当每个散热片被分成多个条时,散热效率似乎能够提高。然而,因为热量通道的总截面面积减小了,所以散热效率还是降低了。而且,设置在每个延伸部下端部的多个条向下直线延伸。这些条的末端部互相连接。因此,热量通道变长,其中在热量通道处热量从发热元件传递到设置在延伸部下端部的多个条的末端部。并且,由于热量从设置在延伸部下端部处的多个条散出,使得在发热元件附近的其他元件也易于被加热。由于现有的冷却装置的这种结构,因此,尽管将散热器设置在空气通道上用以冷却,但其在增强冷却效率方面依然有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种其散热效率比现有装置的散热效率高的发热元件冷却装置。
本发明的另一目的是提供一种其散热效率比现有散热器的散热效率高的散热器。
根据本发明所述的发热元件冷却装置包括底座和多个固定地设置在底座上的散热片,将被冷却的发热元件被安装到底座。发热元件冷却装置还包括设置在散热片一侧的风扇单元,用来沿多个散热片在一个方向上吹送空气,以加强散热片的散热。
当假设与上述一个方向正交的方向为向上、向下方向时,底座的向左、向右方向被定义为与上述一个方向以及向上、向下方向这两个方向都正交的方向,底座的向前、向后方向之一与上述一个方向一致。
发热元件以这样的方式设置在底座的向下侧:即来自发热元件的热量可以传导到底座。发热元件能以直接接触底座的、面向向下方向的表面或底座下表面的方式被安装。采用这种布置,来自发热元件的热量能够立刻传至传热部件,进而确保热量传导至底座本体部分。
散热器的底座包括沿向前、向后方向和向左、向右方向延伸的本体部分,以及第一延伸部和第二延伸部,底座的第一延伸部和第二延伸部与底座本体部分整体设置。底座本体部分设有位于底座沿向左和向右方向的任一端处的上角部分和下角部分,且第一和第二延伸部的底座部分整体地设置在每个上角部分并沿向前、后方向连续延伸。第一延伸部在向上方向与向左、向右方向之一之间的第一倾斜方向上延伸,这样使远离底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离比靠近底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离长。第二延伸部在向上方向和向左、向右方向中的另一方向之间的第二倾斜方向上延伸,这样使远离底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离比靠近底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离更长。第一和第二延伸部不一定延直线延伸,当然也可弯曲地延伸。
多个散热片包括多个一型散热片和多个二型散热片。一型散热片的底座部分整体地设置底座的、面向底座向上方向的上表面处,二型散热片的底座部分整体地设置底座的、分别面向向左和向右方向的两个侧表面上。当然,在底座上表面上,能够有一个不包括在第一或第二延伸部的部分。当上表面上有这样一个部分时,一型散热片可以设置在该部分上。多个一型散热片在向上方向以及向前、向后方向连续延伸。
其底座部分整体地设置在底座的两个侧表面中的一个上的多个二型散热片在向左、右方向中的一个方向以及前、后方向上连续延伸。其底座部分整体地设置在底座的两个侧表面中的另一个侧表面上的多个二型散热片在向左、右方向中的另一个方向以及向前、向后方向连续延伸。多个二型散热片不需要沿与向左和向右方向绝对一致的方向上笔直地延伸。当然,多个二型散热片也可以以一定角度倾斜或沿(向)向左和向右方向弯曲延伸。
根据本发明,由于多个一型散热片和二型散热片在向前和向后方向连续延伸,所以散热片不是一个严重影响空气沿着散热片流动的障碍物。从发热元件延伸到散热片末端部分的热量通道的总截面面积的减小也可被抑制。由于二型散热片在向左和向右方向延伸,因此从二型散热片散出的热量不会完全影响发热元件周围的其他元件。更进一步说,在二型散热片外之外,从底座的两个侧面延伸出的散热片更靠近发热元件,从而能够尽快有效地消除发热元件的热量。按上述设置,冷却效率能较从前有大幅提高。
设置在第一和第二延伸部的、面向向上方向的上表面处的多个散热片的底座部分,与设置在第一和第二延伸部的、面向向下方向的下表面处的多个散热片的底座部分可以不成直线对齐。采用这种布置,从底座部分传导到第一和第二延伸部末端部分的热量能够被均匀地分散到散热片,因此增强散热效率。
当第一和第二延伸部延直线延伸时,第一倾斜方向与向上方向之间的夹角优选等于第二倾斜方向与向上方向之间的夹角。采用这种布置,能够均匀散热,从而防止了不均匀散热。
一个优选的风扇单元是轴流风扇单元,包括电机、可旋转地固定在电机转子上的扇叶、带有圆筒形空气通道且扇叶可旋转地安装在其内的外壳、多个设置在外壳和电机间用来支撑电机的腹板。风扇单元被构造用来向多个散热片吹送空气。
根据本发明,多个一型散热片和二型散热片在向前和向后方向上连续地延伸。因此,散热片不是一个严重影响空气沿着散热片流动的障碍物。根据本发明,从发热元件延伸到散热片末端部分的热量通道的总截面面积的减小也被抑制是有益的。由于二型散热片在向左和向右方向上延伸,二型散热片散出的热量不会完全影响发热元件周围的其他元件。更进一步说,在二型散热片之外,从底座的两个侧表面延伸出的散热片更靠近发热元件,从而能够尽快有效地消除发热元件的热量也是有益的。
附图说明
图1是本发明应用于电子元件冷却装置或发热元件冷却装置的实施例的透视图,该装置采用空气通道冷却电子设备(例如CPU)。
图2是图1实施例的前视图。
图3是图1实施例的后视图。
图4是图1实施例的底部平面图。
图5是从前部右上方观察散热器时的透视图。
图6是散热器的前视图。
图7是散热器的右视图。
图8是散热器的底部平面图。
图9是沿图6中IX-IX线取的截面图。
具体实施方式
图1是本发明应用于电子元件冷却装置或发热元件冷却装置的透视图。电子元件冷却装置具有散热器,并且使电子元件(例如CPU)冷却,其中电子元件(例如CPU)安装在散热器的空气通道上。图2是实施例的前视图。图3是实施例的后视图。图4是实施例的底部平面图。在电子元件冷却装置1中,风扇单元5和用虚线表示的散热器7容纳在空气通道3内。附图标记6所指示的部件是风扇单元5的电源线。
空气通道3包括两个侧壁9、11和上壁13。空气通道3的底面是敞开的。空气通道3的底面可以被安装有装置1的板所覆盖。因此,从空气通道的功能上考虑,空气通道3的底部可以认为是封闭的。同样,从空气通道的功能上考虑,空气通道3在向前和向后方向有两个开口部15和17。在空气通道3的一个开口部15上安装有风扇单元5。此外,散热器7以能从开口部17一侧被看到的方式安装在空气通道3内。如图3所示,空气通道3包括一个横档部19,其两端与侧壁9和11在开口部17的端部处整体设置。
风扇单元5是轴流风扇,其外壳23容纳扇叶21。如图3所示,驱动扇叶21的电机27被外壳23通过三根腹板25支撑。在这一实施例中,风扇单元5以腹板25设置在散热器7一侧的方式设置在空气通道3内。风扇单元5从开口部15一侧吸入空气并将空气送到腹板25一侧。在这一冷却装置中,已经被风扇单元5进给的空气风沿着散热器7的方向送入,并由开口部17流出。由此,散热器7的散热被加强。散热器7用四颗螺钉固定在支座27上,由空气通道3支撑,其中支座27固定设置在空气通道3的一对侧壁9和11上。
如图4所示,发热元件CPU,以下述能够被传热的方式安装在散热器7的底座33上。
图5是从前部右上方观察散热器7时的透视图。图6是散热器7的前视图。图7是散热器7的侧视图。图8是散热器7的底部平面图。图9是沿图6中IX-IX线取的截面图。如图5和图6所示,本发明说明书中对关于散热器7的多个方向进行了定义。即,如图5所示,向上和向下方向包括向上方向UP和向下方向LO,向前和向后方向包括向前方向FO和向后方向RE,向右方向和向左方向包括向右方向RI和向左方向LE。进一步地说,风扇单元5(轴流风扇单元的轴线的一个方向)送入空气的方向在实施例中被定义为向后方向RE。相对这一方向,定义向上、向下、向左、向右方向。
散热器7包括底座33以及多个固定设置在底座33上的散热片35和37,其中将被冷却的发热元件31被安装到底座上。图5至图9中用附图标记35和37表示的部件只是一部分散热片。在这个实施例中,底座33和散热片35、37由铝材整体挤压成形。比铝导热性更高的材料(例如铜)制成的传热部件38设置在底座33的底部。
底座33包括本体部分39,其在向右、向左方向LE-RI和向前、向后方向FO-RE延伸,以及包括第一延伸部41和第二延伸部43,其底座部分41A和43A被整体设置在底座33的本体部分39处。底座33的本体部分39设有在底座33的本体部分39沿向右和向左方向的任一端处的上角部分和下角部分,且第一和第二延伸部41、43的底座部分41A、43A被整体地设置在每个上角部分,并连续在向前和向后方向FO-RE延伸。由于,第一和第二延伸部41、43整体设置在本体部分39上,本体部分39的上角部分在本发明说明书的图6中用虚线表示。
如图6所示,第一延伸部41在向上方向UP与向左方向LE之间的第一倾斜方向IL上延伸,这样使远离底座33位置处的第一和第二延伸部41、43之间的距离L2比靠近底座33位置处的第一和第二延伸部41、43之间的距离L1更长。同样地,第二延伸部43在向上方向UP与向右方向RI之间的第二倾斜方向IR上延伸,这样使得远离底座33位置处的第一和第二延伸部41、43的第一和第二延伸部41B、43B之间的距离L2比靠近底座33位置处的第一和第二延伸部41、43的第一和第二延伸部41A、43A之间的距离L1更长。在该实施例中,第一和第二延伸部41、43呈直线延伸。
第一倾斜方向IL与向上方向UP之间的夹角θ1与第二倾斜方向IR和向上方向UP之间的夹角θ2相同。
多个散热片35和37包括24片一型散热片35和16片二型散热片37。在该实施例中,一型散热片35的底座部分整体地设置在面向底座33的向上方向的底座33的上表面33A上,二型散热片37的底座部分整体地设置在分别面向底座33的向左和向右方向的两个侧面33B和33C上。在该实施例中,底座33的上表面33A上自然还有一个不包含在第一或第二延伸部41、43的部分33D。在该部分33D上也设置有一型散热片35。多个一型散热片35在向上方向UP和向前、向后方向FO-RE延伸。散热片35和37的厚度从底座部分向每个末端部分逐渐变薄。
其底座部分被整体地设置在底座侧面33B上的二型散热片37在向左方向LE和向前、向后方向FO-RE连续延伸。其底座部分被整体地设置在底座侧面33C上的二型散热片37在向右方向RI和向前、向后方向FO-RE连续延伸。二型散热片37不需要沿着与向左和向右方向完全一致的方向延伸。多个二型散热片37自然能以一定角度倾斜,或沿(向)向左和向右方向弯曲地延伸。
如图9所示,设置在第一和第二延伸部41、43的、面向向上方向UP的上表面处的多个散热片35的底座部分,与设置在第一和第二延伸部41、43的、面向向下方向LO的下表面处的多个散热片37的底座部分可以不成直线对齐。第一延伸部41与第二延伸部43的底座部分的位置之间存在间距(d)。采用这种布置,从第一和第二延伸部41、43的底座部分流到末端部分的热量能够均匀地分散到每个散热片35和37,因此增强了散热效率。
如图9所示,在向下方向开口的凹部40形成在散热器7的本体部分39上。传热部件38以这样的方式牢牢接合入凹部40:即发热元件的热量能够传递到底座。传热部件38包括具有圆形截面的圆筒形本体。由于传热部件38被深深置于本体部分39内,发热元件的热量被顺利有效地从传热部件38传递到第一和第二延伸部41和43,同时也传递到散热片35和37,如图9中箭头所示。传递到散热片35的热量被进一步传递到散热片35沿向上方向的末端。传递到散热片37的热量被进一步传递到散热片37沿向左或向右方向的末端。
在这个实施例中,发热元件通过传热部件38被安装在散热器7的底座上。然而,发热元件当然可以设置成与面向底座向下方向的表面(下表面)直接接触。
在这个实施例中,采用了空气通道3。然而,发热元件冷却装置当然也可以被设置成不用空气通道3来冷却散热器7的结构。
进一步地,本发明不限于这一实施例,而是包括不脱离本发明范围所做出的各种变化和修改。
Claims (8)
1、一种发热元件冷却装置,包括:
散热器,其包括底座和多个固定地设置在底座上的散热片,其中将被冷却的发热元件将被安装在所述底座上;
设置在散热器一侧的风扇单元,用来沿多个散热片在一个方向上吹送空气,以加强散热片的散热;
其中,当向上方向和向下方向被假设为与所述一个方向正交时,底座的向左、向右方向被定义为与正交于所述一个方向和向上、向下方向的两个方向一致,底座的向前、向后方向之一被定义为与所述一个方向一致;
其中,发热元件以这样的方式设置在底座的向下方向一侧:即来自发热元件的热量可以传导到底座;
其中,底座包括沿向前、向后方向和沿向左、向右方向延伸的本体部分,以及第一延伸部和第二延伸部,第一延伸部和第二延伸部的底座部分与底座本体部分整体设置;
其中,底座本体部分具有位于底座本体部分的沿向左和向右方向的任一端处的上角部分和下角部分,且第一和第二延伸部的底座部分整体地设置在每个上角部分,并沿向前、后方向连续延伸;
其中,第一延伸部在向上方向和向左、向右方向中的一个方向之间的第一倾斜方向上延伸,这样使远离底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离比靠近底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离更长;
其中,第二延伸部在向上方向和向左、向右方向中的另一方向之间的第二倾斜方向上延伸,这样使远离底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离比靠近底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离更长;
其中,多个散热片包括多个一型散热片和多个二型散热片,多个一型散热片的底座部分整体地设置在面向底座向上方向的底座上表面上,多个二型散热片的底座部分整体地设置在分别面向向左和向右方向的底座的两个侧表面上;
其中,多个一型散热片在向上方向和向前、向后方向连续延伸;
其中,其底座部分整体地设置在底座两个侧表面中的一个上的多个二型散热片在向左、向右方向中的一个方向以及向前、向后方向连续延伸;以及
其中,其底座部分整体地设置在底座两个侧表面中的另一个侧表面上的多个二型散热片在向左、向右方向中的另一个方向以及向前、向后方向连续延伸。
2、如权利要求1所述的发热元件冷却装置,其特征在于:比本体部分有更高导热性的传热部件设置在底座的本体部分上,且发热元件直接接触传热部件。
3、如权利要求1所述的发热元件冷却装置,其特征在于:多个一型散热片被互相平行地设置,多个二型散热片也被互相平行地设置。
4、如权利要求1所述的发热元件冷却装置,其特征在于:设置在第一和第二延伸部的、面向向上方向的上表面处的多个散热片的底座部分,与设置在第一和第二延伸部的、面向向下方向的下表面处的多个散热片的底座部分在向上和向下方向不成直线对齐。
5、一种散热器包括:
底座,将被冷却的发热元件将被安装在所述底座上;和
多个固定地设置在底座上的散热片;
其中,由设置在散热器一侧的风扇单元沿一个方向提供的空气沿着多个散热片流到用以散出发热元件的热量;
其中,当向上方向和向下方向被假设为与所述一个方向正交时,底座的向左、向右方向被定义为与正交于所述一个方向和向上、向下方向的两个方向一致,底座的向前、向后方向之一被定义为与所述一个方向一致;
其中,底座包括沿向前、向后方向和沿向左、向右方向延伸的本体部分,以及第一延伸部和第二延伸部,第一延伸部和第二延伸部的底座部分与底座本体部分整体设置;
其中,底座本体部分具有位于底座本体部分的沿向左和向右方向的任一端处的上角部分和下角部分,且第一和第二延伸部的底座部分整体地设置在每个上角部分,并沿向前、向后方向连续延伸;
其中,第一延伸部在向上方向和向左、向右方向中的一个方向之间的第一倾斜方向上延伸,这样使远离底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离比靠近底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离更长;
其中,第二延伸部在向上方向和向左、向右方向中的另一方向之间的第二倾斜方向上延伸,这样使远离底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离比靠近底座位置处的第一和第二延伸部之间的距离更长;
其中,多个散热片包括多个一型散热片和多个二型散热片,多个一型散热片的底座部分整体地设置在面向底座向上方向的底座上表面上,多个二型散热片的底座部分整体地设置在分别面向向左和向右方向的底座两个侧表面上;
其中,多个一型散热片在向上方向和向前、向后方向连续延伸;
其中,其底座部分整体地设置在底座的两个侧表面中的一个上的多个二型散热片在向左、向右方向中的一个方向以及向前、向后方向连续延伸;以及
其底座部分整体地设置在底座的两个侧表面中的另一个侧表面上的多个二型散热片在向左、向右方向中的另一个方向以及向前、向后方向连续延伸。
6、如权利要求5所述的散热器,其特征在于:比本体部分有更高导热性的传热部件设置在底座的本体部分上,且发热元件直接接触传热部件。
7、如权利要求5所述的散热器,其特征在于:多个一型散热片被互相平行地设置,多个二型散热片也被互相平行地设置。
8、如权利要求5所述的散热器,其特征在于:设置在第一和第二延伸部的、面向向上方向的上表面处的多个散热片的底座部分,与设置在第一和第二延伸部的面向向下方向的下表面处的多个散热片的底座部分在向上和向下方向不成直线对齐。
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