CN100538510C - 灯箱 - Google Patents

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Abstract

一种用于冷却灯的装置，包括用于容纳灯(300)的灯箱(100)，灯箱设置为能够通过一个空气入口(111)接收由风扇装置从周围抽入的气流(A1)，灯箱还设置有内部腔室(130)。灯箱内部一体地设有多个翅片(120)，在所述反射器(310)和灯头(310)的下游侧有多个排气口(110)，主要设置在与热气流A1基本垂直的方向上，并且其设置方式是当来自周围的气流(A1)和(A2)在刚离开灯箱后的区域混合时，形成的混合气流(A3)在到达投影仪的排气口(410)时将达到实质上均一的、相对较低的温度。排气口设置为热气流在与冷气流混合之前以及在到达排气栅之前不能碰到投影仪的底盘。

Description

灯箱
技术领域
本发明涉及一种用于冷却灯的装置，特别涉及一种灯箱，该灯箱设计成使得例如在一台投影仪中的灯能够通过适当的风扇进行最佳冷却。
背景技术
目前市场上越来越需要无噪声，结构紧凑的投影仪，由于理想的情况是尽管投影仪的尺寸在减小，但却能够保持其光强不变，并且由于光学技术领域的变化看上去并不是无止境的，这意味着投影仪的热量损失将是不可改变的，要将投影仪灯产生的热量降低到可接受的水平，单位时间内必须将一定数量的热量从投影仪中排出。经过投影仪底盘(排气栅)上的开口的气流体积和温度增长的积分可表示为：
从投影仪中排出的空气温度不能高于95℃，因为这是塑料排气栅表面能够允许的最高温度。
目前的投影仪公知的问题是从灯反射器流出的空气非常热(200℃-300℃)，要防止这种热气流以高于95℃的温度炙烤排气栅，必须在投影仪内将它与湍流冷空气混合。因为投影仪体积要尽可能得小，所以这就需要在非常短的距离内完成，本发明中的装置能够有效地实现这种冷却，同时既不需要更大的空间，也不需要高的空气流速。低空气流速是较为理想的，因为它在湍流时几乎不产生能量损失，因而也几乎没有噪音。要获得最小的空气流速，从排气栅排出的所有气体都应该接近于允许的最高温度值。另一方面，重要的是与热气流混合的冷气流应保持在沿投影仪底盘到排气栅的长度方向上，从而避免表面过热烫手
另一个必须要解决的冷却问题是灯顶端(灯头顶端)的温度不能过高，因此必须使一定的气流传送通过灯的顶端，以避免它过热和产生故障。
本发明中的装置以一种几乎理想的方式解决了上述问题。
发明内容
因此根据本发明，本发明提供了上面所描述的、以及所附权利要求前序部分公开的类型的灯箱装置，该装置的特征在于在灯箱的内表面，特别是在限定的内腔区域设置多个翅片。该灯箱的特征还在于在反射器和灯头的上游一侧设置有多个排气口，排气口设置得与热气流的方向实质上垂直，并且设置成当周围的气流(其温度几乎与投影仪外部的空气温度一样)和热气流在刚离开灯箱后的区域混合时，产生的混合气流将以均一的温度，最好低于95℃的温度到达投影仪的排气口。灯箱内部的形状设置得与灯反射器的形状互补，于是由灯的灯头和反射器产生的热量将以气流的形式从排气口排出，其后与冷气流混合。排气口设置为热气流在与冷气流混合并到达排气栅之前不接触到投影仪的底盘。排气口设置为热空气可以与冷空气有效地混合，并且不是一直在灯箱周围流动。灯箱限定了一个内部气流截面，该截面使气流由腔室到达及通过各个开口具有实际上一致的流速，灯箱中冷气流的有效气流阻力是最小的。
下面将通过附图来描述本发明，这些附图体现了本发明的主要特征，及其一个实施例。需要理解的是附图只表明一种可选的实施方式，而且不能理解为它限制了本发明的范围，在附图中，相关部件用附图标记表示，这些附图标记在下面也会用到。
附图说明
图1是本发明所述装置的示意图，其中：
·图1a是显示设置在本发明灯箱上的灯和灯头，以及灯箱内部和一部分投影仪底盘的局部剖面顶视图，图中还示出了灯箱中的内部气流。
·图1b是显示与图1a同样细节内容的顶视图，绘出了流经灯箱的外表面的外部气流，以及湍流区域。
·图1c是逆着气流方向看的部分剖面侧视图。
·图1d是表示上部和下部排气口及其它特征的前视图，并指出湍流区域
·图1e是顺着气流的方向看的部分剖面侧视图。
图2是依据本发明的装置的一个实施例的透视分解图，通常从顺着气流的方向看。
图3是图2所示装置的透视图，通常也是顺着气流方向的看，但是一种组装状态，并安装在投影仪底盘的一部分上。
图4是图2所示装置的透视分解图，但通常逆着气流的方向看。
图5是图2所示装置的侧视图，通常是逆着气流的方向看。
图6是图2所示装置的分解图，通常是顺着气流的方向看。
图7是图2所示装置的侧视图，通常是顺着气流的方向看。
图8是图2所示装置的顶视图。
具体实施方式
本发明所述装置包括：灯箱100，在一可选实施例中该灯箱可以由上半部分101和下半部分102组成，灯箱100在上游一侧设置有空气供给开口111，在下游侧设置有多个排气出口110。术语“上游”和“下游”使用的是它们通常的含义，相对于通常的空气流动方向。灯箱100包括用于接收并固定灯300的内部固定装置，正如所公知的，该灯包括反射器310和带有灯头顶端321的灯头320，灯箱在灯的反射器和灯头的前面限定了一个内部腔室130，在灯箱的内表面，特别是在形成腔室130的区域内，设置有多个翅片120，基本上横向于灯头的纵轴线。
在相对于灯头的其远端，腔室130在开口140处截止，在开口140处灯发出光线用于以本身已知的方式产生图象。
依据一个实施例，带有安装的灯300的灯箱100可以设置在投影仪的底盘400上(只显示了一部分)，例如，更具体地在投影仪底盘的底部401上(只显示了一部分)，可选地使用支架402。
投影仪底盘在灯箱上游侧包括一个或多个空气入口(进气栅)420，在此处空气A1由通常设置在区域F的风扇(图中未示出)从周围吸入，吸入的空气进入灯箱并围绕灯箱，其具体方式在下面会进行详细说明。投影仪底盘在灯箱的下游一侧还包括一个或多个排气口(排气栅)410，在此加热且混合的空气A3从投影仪中排出。加热的空气A3是由在灯箱周围通过并且未被加热到显著的温度的空气和被灯的灯头直接或间接加热后从灯箱流出的空气A2形成的混合物。
要使灯箱100具备合适的气流条件，空气必须从整个一侧吹入。例如，可以这样实现：将两轴流式风扇(图上未示出)安装在灯箱旁边的区域F上。于是在朝向风扇具有入口111的灯前面的腔室130内部产生正压力。然后空气流经灯头320和反射器310，并在此处受到强热。然后空气轻轻地围绕灯的角部流动，并流出许多狭缝或排气口110，接着横向于擦着灯或灯箱后部外侧流过的气流流出。与冷空气的混合开始于热空气A2从狭缝110流进湍流区域T。因为在灯箱和投影仪底盘400之间的气流截面P在紧靠狭缝110之前具有最小值Pmin，并且然后气流截面P在狭缝起始处增大，所以来自狭缝110的空气不受正压力，而是能够自由地向上流。在灯箱腔室130中有薄的翅片120，它的作用是将辐射的热量转化为热空气，随后该热空气能够通过狭缝排出。
排气口的形状和尺寸必须小心地进行选择确定。为了达到最好的性能，这应该在投影仪开发阶段的末尾完成，即当风扇的进气模式和周围几何形状已经确定后。为了保证来自狭缝的热空气(大约200℃)既不向上冲也不像热套一样保持在灯箱100周围并在未经混合的状态下冲击排气栅410，狭缝的横截面必须受到限制(例如在一个实施例中是细长的)，并且狭缝必须适当地分开设置。混合的目的在于所有来自混合区域的空气到达排气栅410时都应尽可能接近允许的最大温度。由于热空气强烈的向上运动，大部分热空气将进入上部狭缝110，上部开口110的尺寸和作为其结果的来自它的气流必须减小，以保证通过上部和下部开口110释放的热量大致相等。

Claims (14)

1.一种用于保持具有灯头(320)的灯(300)的灯箱(100)，所述灯箱包括：
灯箱内部腔室(130)；
用于由灯射出的光的开口(140)，
空气供应入口(111)；
多个排气口(110)；
其中灯箱的内部形状基本上与灯的形状互补；
其特征在于：
多个翅片(120)设置在灯箱内部腔室(130)的内表面上，并且延伸一个距离进入腔室(130)，所述翅片以基本上相互平行的关系和基本上横向于灯头纵向轴线设置在开口(140)和灯头(320)之间；
垂直于排气口的轴线以与垂直于所述空气供应入口的轴线基本上垂直的关系设置；
排气口基本上横向于多个翅片的方向设置。
2.如权利要求1所述的灯箱，其中一部分排气口设置在灯箱上半部分(101)，一部分排气口设置在灯箱下半部分(102)，其中顶部的排气口的截面小于底部排气口的截面。
3.如权利要求1所述的灯箱，其中多个排气口相对于灯头纵向轴线对称设置。
4.如权利要求1所述的灯箱，与一个具有壁部分的底盘(400)结合，该壁部分包括进气栅(420)、排气栅(410)和设置在其间的风扇，其中灯箱(100)定位在底盘内使得在灯箱和一部分灯箱底盘之间形成流动截面(P)，其中流动截面在灯箱后端处具有最小值Pmin。
5.如权利要求4所述的灯箱，其中截面最小值Pmin接近排气口。
6.如权利要求4所述的灯箱，其中进气栅允许气流A1从周围被输送进底盘，气流A1围绕所述灯箱流动，气流A2通过空气供应入口(111)流进灯箱，在空气供应入口(111)处气流A2被灯加热，通过灯箱排气口流出灯箱以与气流A1混合，从而形成合成的气流A3，气流A3通过排气栅(410)被从底盘排放。
7.如权利要求6所述的灯箱，其中，在工作时，合成的气流A3具有比由灯加热的气流A2低的温度。
8.如权利要求4所述的灯箱，其中灯箱(100)和底盘(400)设计成便于合成气流A1和气流A2以形成通过排气栅排出的气流A3。
9.如权利要求1所述的灯箱，包括一个内部流动截面，从内部腔室直到并且穿过排气口提供基本上恒定的速度。
10.一种冷却在灯箱(100)中的灯(300)的方法，包括灯箱内部腔室(130)，用于由灯射出的光的开口(140)，空气供应入口(111)，和多个排气口(110)，并且多个翅片(120)设置在灯箱内部腔室的内表面上，所述多个翅片(120)延伸一个距离进入腔室(130)，所述翅片以一个基本上相互平行的关系和基本上横向于灯头纵向轴线设置在开口(140)和灯头(320)之间，包括以下步骤：
使得气流A1从周围朝灯箱流动；
使得气流A1围绕所述灯箱流动；
使得气流A2通过空气供应入口(111)流入灯箱；
使得气流A2被灯加热；
其特征在于：
使得气流A2从内部腔室吸收热量；
使得气流A2通过灯箱排气口(110)流出灯箱；
使得气流A2与气流A1混合，从而形成合成的气流A3。
11.如权利要求10所述的方法，其中灯箱(100)安装在底盘(400)内并且气流A1从周围通过进气栅(420)内的进气口流向灯箱。
12.如权利要求10的方法，其中气流A1围绕灯箱的流动还通过所述底盘(400)的内壁被控制。
13.如权利要求10所述的方法，其中合成的气流A3具有比灯加热的气流A2低的温度。
14.如权利要求13所述的方法，其中合成的气流A3的温度低于95℃。
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