一種高效仿生散熱器及其製作方法與流程

2023-10-10 22:00:14

本發明涉及一種散熱器，特別是涉及一種高效仿生散熱器及其製作方法。

背景技術：

自然對流熱交換公式Q＝hA△T，其中Q為熱量，△T為散熱器表面與環境的溫差，A為有效散熱面積，h為熱交換係數，現有技術的鋁擠或壓鑄件散熱器，大多把更多的關注度放在散熱面積A上，當熱源功率大，能量密度大時，往往會通過簡單增加散熱面積來提高散熱效果，例如，在散熱器上設置多個散熱翅片，但這會導致散熱器重量大，且成本增加很多。

技術實現要素：

本發明提供了一種高效仿生散熱器及其製作方法，其克服了現有技術的散熱器所存在的不足之處。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種高效仿生散熱器，包括導熱底板和設在該導熱底板上並向上延伸的多個導熱翅條，該多個導熱翅條包括至少一組，每組包括並排在一起的若干列導熱翅條，且同一組中每相鄰的兩列導熱翅條呈錯位分布，或者，該多個導熱翅條並排成多列，且每相鄰的兩列導熱翅條呈錯位分布；每相鄰的兩列導熱翅條之間、同一列中相鄰的兩導熱翅條之間分別具有預設間距。

進一步的，所述多個導熱翅條包括兩組，該兩組導熱翅條位於導熱底板相對的兩側，且各列導熱翅條均沿同一方向排列。

進一步的，所述導熱底板和導熱翅條由同一金屬片材製作而成，且每組導熱翅條分別由金屬片材的同一端沿同一方向進行多次裁切或衝壓形成多個條狀枝，再由條狀枝向上折彎而成，所述金屬片材未裁切或衝壓的部分形成所述導熱底板。

進一步的，各導熱翅條分別包括折彎段和位於折彎段之上的主體段，同一組的導熱翅條中，各列導熱翅條的折彎段的長度和/或傾斜角度不相同，同列的各導熱翅條的折彎段的長度和傾斜角度一致。

進一步的，各組分別包括兩列導熱翅條。

進一步的，所述導熱底板的底面為熱源接觸面，或者所述導熱底板固定在一散熱板上，該散熱板的底面為熱源接觸面。

進一步的，各導熱翅條的橫截面為多邊形或圓形或橢圓形。

本發明另提供一種高效仿生散熱器的製作方法，包括以下步驟：

1)預備一金屬片材；

2)在所述金屬片材的至少一端沿同一方向進行多次裁切或衝壓，形成多個根部粘連且離散的條狀枝；

3)將各條狀枝分別向上折彎，且由金屬片材同一端沿同一方向裁切或衝壓而成的多個條狀枝通過折彎形成並排在一起的若干列，且每相鄰的兩列條狀枝呈錯位分布；各向上折彎的條狀枝分別形成導熱翅條，金屬片材上未進行裁切或衝壓的部分形成導熱底板。

進一步的，所述步驟2)中，在所述金屬片材相對的兩端分別沿同一方向進行多次裁切或衝壓，形成多個根部粘連且離散的條狀枝。

進一步的，位於金屬片材位於同一端的各條狀枝的長度一致，所述步驟3)中，將金屬片材同一端的各個條狀枝分別在其根部位置向上折彎，並將各條狀枝靠近根部的部分折彎成折彎段，將折彎段之上的部分折彎成主體段，且相鄰的兩條狀枝的折彎段的長度和/或傾斜角度不同，使位於金屬片材同一端且折彎後的多個條狀枝形成並排在一起的若干列，且每相鄰的兩列條狀枝呈錯位分布。

相較於現有技術，本發明具有以下有益效果：

1、所述導熱底板、導熱翅條的設計，使所述散熱器能夠仿照仙人掌的刺的形態，每個導熱翅條都錯開在空氣裡，不僅能夠大幅提高散熱器與空氣的接觸面積，還能大幅提高散熱器的熱交換係數，從而大幅度提高散熱器的散熱能力。

2、本發明的散熱器優選採用衝壓鈑金及折彎的方式生產，加工快速、成本低。

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明；但本發明的一種高效仿生散熱器及其製作方法不局限於實施例。

附圖說明

圖1是實施例一本發明的散熱器的結構示意圖；

圖2是實施例一本發明的散熱器的側視圖(含熱源)；

圖3是實施例一本發明的散熱器的製作流程示意圖；

圖4是實施例二本發明的散熱器的結構示意圖(含熱源)；

圖5是實施例二本發明的散熱器的側視圖(含熱源)。

具體實施方式

實施例一

請參見圖1、圖2所示，本發明的一種高效仿生散熱器，包括導熱底板1和與導熱底板1一體成型並向上延伸的多個導熱翅條2，該多個導熱翅條2包括至少一組，每組包括並排在一起的若干列導熱翅條2，且同一組中每相鄰的兩列導熱翅條2呈錯位分布，每相鄰的兩列導熱翅條之間、同一列中相鄰的兩導熱翅條2之間分別具有預設間距。

本實施例中，所述導熱底板1和導熱翅條2由同一金屬片材製作而成，且每組導熱翅條2分別由金屬片材的同一端沿同一方向進行多次衝壓形成多個條狀枝，再由條狀枝向上折彎而成，所述金屬片材未衝壓的部分形成所述導熱底板1。所述金屬片材也可以採用裁切或其它方式來形成所述多個條狀枝。

本實施例中，各導熱翅條2分別包括折彎段21和位於折彎段21之上的主體段22，同一組的導熱翅條2中，各列導熱翅條2的折彎段21的長度不相同，同列的各導熱翅條2的折彎段21的長度和傾斜角度一致。所述主體段22豎直向上。

本實施例中，所述多個導熱翅條2包括兩組，各組包括兩列導熱翅條2，共四列，該兩組導熱翅條2位於導熱底板1相對的兩側，且各列導熱翅條2均沿同一方向排列。各組的兩列中，位於內側列的各導熱翅條2的折彎段21的長度分別小於位於外側列的各導熱翅條2的折彎段21的長度，位於內側列的各導熱翅條2的主體段22的長度分別大於位於外側列的各導熱翅條2的主體段22的長度。各導熱翅條2的橫截面近似正方形或長方形，也可作異形裁切或折彎。

本實施例中，所述導熱底板1的底面為熱源接觸面，所述熱源為LED光源3，如圖2所示。此外，所述熱源也可以是LED燈上的其他熱源，例如驅動電源或包括幾種熱源等，但不局限於LED燈上的熱源。

工作時，LED光源3產生的熱量傳遞給導熱底板1，再經導熱底板1直接傳遞給各導熱翅條2，最後經各個導熱翅條2與導熱翅條2之間的空氣流完成熱交換，如圖2所示，圖中箭頭表示熱量流動方向。自然對流熱交換公式Q＝hA△T，Q為熱量，△T為散熱器表面與環境的溫差，A為有效散熱面積，h為熱交換係數，傳統鋁擠或壓鑄散熱器的平均h值約為4W/m2.℃，而本發明通過模仿仙人掌的刺的形態，使得空氣流經導熱翅條2時被有效加熱而快速且無障礙地膨脹上升，使得平均熱交換係數h達30W/m2.℃，甚至更高，從而大大地提高了散熱效率。另外，在條狀枝的裁切過程中，裁切面的產生增加了將近一倍的散熱面積，從而實現用很少的材料來做大功率熱源的散熱器。另一方面，條狀枝的裁切方向與熱傳遞的方向吻合，因此條狀枝既可以作為優良的熱傳遞介質，同時也作為優異的熱交換介質，二者合一，使得本發明最大程度地利用了材料，真正做到高效率低成本。

請參見圖3所示，本發明的一種高效仿生散熱器的製作方法，包括以下步驟：

1)預備一金屬片材4；

2)在所述金屬片材4的至少一端沿同一方向進行多次裁切或衝壓，形成多個根部粘連且離散的條狀枝41；

3)將各條狀枝41分別向上折彎，且由金屬片材4同一端沿同一方向裁切或衝壓而成的多個條狀枝41通過折彎形成並排在一起的若干列，且每相鄰的兩列條狀枝41呈錯位分布；各向上折彎的條狀枝41分別形成導熱翅條2，金屬片材4上未進行裁切或衝壓的部分形成導熱底板1。

本實施例中，所述步驟2)中，在所述金屬片材4相對的兩端分別沿同一方向進行多次裁切或衝壓，形成多個根部粘連且離散的條狀枝41。

本實施例中，位於金屬片材4同一端的各條狀枝41的長度一致，所述步驟3)中，將金屬片材4同一端的各個條狀枝41分別在其根部位置向上折彎，並將各條狀枝41靠近根部的部分折彎成折彎段，將折彎段之上的部分折彎成主體段，且相鄰的兩條狀枝41的折彎段的長度和/或傾斜角度不同，使位於金屬片材4同一端且折彎後的多個條狀枝41形成並排在一起的若干列，且每相鄰的兩列條狀枝41呈錯位分布。

實施例二

請參見圖4、圖5所示，其與實施例一的區別在於：所述導熱底板1固定在一散熱板5上，該散熱板5的底面為熱源接觸面。所述熱源為LED光源板6，該光源板6上分布有多個LED貼片燈7。所述熱源也可以是LED燈上的其它熱源，例如驅動電源或包括幾種熱源等，但不局限於LED燈上的熱源。

本實施例中，所述導熱底板1的數量為多個，該多個導熱底板1並排分布在散熱板5頂面。

工作時，各LED貼片燈7產生的熱量分別傳遞給散熱板5，再通過散熱板5依次傳遞給各個導熱底板1、各個導熱翅條2，最後經各個導熱翅條2與導熱翅條2之間的空氣流完成熱交換。如圖5所示，圖中箭頭表示熱量流動方向。

在其它實施例中，所述多個導熱翅條並排成多列，且每相鄰的兩列導熱翅條呈錯位分布。

上述實施例僅用來進一步說明本發明的一種高效仿生散熱器及其製作方法，但本發明並不局限於實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護範圍內。