[发明专利]一种单塔式CPU散热器

说明书

本发明涉及一种单塔式CPU散热器，特别是涉及其热管冷凝段的位置、结构。本发明综合产品惯常的安装使用方位等多种因素而设计，主要包括底座、由若干鳍片构成的鳍片组、至少2支热管；且至少有1支U型热管，其余为U型热管或（和）L型热管；底座与热管的蒸发段结合；鳍片与热管的冷凝段结合；鳍片的中部未设置冷凝段的宽度（D2）≤36mm；（冷凝段）遮挡率＜50%；所有U型热管的位于上方的冷凝段不向下偏移。可提高热管和鳍片的效率，充分利用鳍片中部的散热能力，且产品以惯常的侧吹方位安装后，冷凝段不易积存液态工质，平均热阻更低，尤其是U型热管的位于上方的冷凝段中的液态工质，更易回流至蒸发段。

技术领域

本发明涉及一种单塔式CPU散热器，特别是涉及其热管冷凝段的位置、结构。

背景技术

众所周知，单塔式CPU散热器被长期、广泛地应用于台式电脑，经多年发展，业界内已研发出多种型号的产品。此种散热器主要由底座（吸热模块）、热管（导热模块）、鳍片（散热模块）构成，并配备风扇（普遍为轴流风机），利用强制对流来加快热量的散发。此种散热器普遍搭配立式机箱使用，且散热器普遍安装于侧吹方位，也即让散热器风扇，吹向机箱后侧，有利于热空气通过机箱后侧的散热孔排出机箱。

现有产品普遍采用厚度为0.3至0.5mm的鳍片，直径为5至8mm的热管， 6mm的热管占绝大多数。现有产品一般包含2至6支热管，搭配80至140mm的风扇，鳍片的宽度与风扇的宽度大致相等。

公知的，风扇叶轮设于轮毂之上，轮毂比普遍在1/3左右，也即轮毂的外径通常为叶轮外径的1/3，而轮毂几乎不产生气流，且叶轮产生的气流受电机位置的阻挡，故而气流中部存在明显的风力盲区（或称死区）。因此，现有产品普遍将热管的冷凝段设置在鳍片的两侧，以追求使冷凝段对应气流较强的区域，避免冷凝段对应轮毂、风力盲区。

鳍片的作用主要在于增加热管冷凝段的散热面积，但鳍片距离热管冷凝段越远的区域，其换热系数越小（温度越低）。一般而言，鳍片的高度与厚度之比为30时，具有较佳的换热效率和性价比。

如图1所示，现有产品普遍将热管冷凝段分布于鳍片两侧，相邻的冷凝段的间隙（D1）较小，导致两热管冷凝段的较佳换热范围（比如图1D中两圆形虚线所示）存在较多重叠，此部分鳍片温度较高，与热管冷凝段的温差较小，冷凝段内的汽态工质难以高效地放热液化，而鳍片中部区域距离热管冷凝段较远，接受到的热量较少，故热管冷凝段和鳍片皆未充分发挥其功效。

如图1A和C所示，由于集中分布冷凝段的区域风阻较大，故而多数气流从未集中分布冷凝段、温度相对较低的区域通过，换热效率不高。此外，如图1C所示，当气流从右至左流动（风扇普遍安装于右侧），因右数第一竖排的冷凝段将第二竖排的冷凝段遮挡，故第二竖排的冷凝段所接触到的气流的风压下降较多、换热效率不如第一竖排。同理，图1A中右数第三、四竖排的冷凝段的换热效率也不如右数第一、二竖排。

如图1B和D所示，各冷凝段虽然排成一竖排，不相互遮挡，但气流通道较窄（D1较小）、风阻较大，不利于气流通过。此外，图1B和D中较为靠近鳍片中部的冷凝段所在的U型热管的传输段普遍向内弯折，才能使冷凝段相对靠近鳍片中部，当散热器以侧吹方位安装于立式机箱后，且所述机箱以竖立的（惯常）方式放置，则散热器中普遍至少有1支U型热管的右视方向的投影类似于图2A所示，也即位于上方的冷凝段呈向下偏移的状态，使得位于上方的冷凝段之中的液态工质回流至蒸发段的过程中，需要克服重力的影响向上传输，相较于图2B中位于上方的冷凝段（不偏移）的状态，液态工质的回流量减少；加之图2A中位于下方的冷凝段之中的液态工质也需要克服重力回流至蒸发段，故图2A中的蒸发段得不到足够多的液态工质，在工作中更易干涸（烧干），温度及热阻均会大幅升高，当CPU负载较大时，CPU的工作温度更容易出现大幅度的上升。