CN102830581B - 一种投影机散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及投影机技术，具体涉及一种投影机散热装置。包括液冷盒、液冷管、水箱和水泵，液冷盒和水箱、水泵通过液冷管连接形成液体循环回路，所述液冷管穿过制冷装置。本发明通过使用制冷装置可以大幅度降低固态光源的温度，甚至可以实现固态光源在恒定低温下工作，保持固态光源的工作稳定，延长固态光源的寿命。

Description

一种投影机散热装置

技术领域

本发明涉及投影机技术，具体涉及一种投影机散热装置。

背景技术

投影机里面有多种元部件需要散热，如灯泡、成像器件、靠光源端的光学元件等，目前主要采用风冷散热方式。以灯泡为光源的投影机散热要求并不高，基本有风吹过即可。然而，现在新兴的固态光源，如LED光源或激光光源对散热要求比较高，散热的好坏直接影响到固态光源的稳定性和寿命，因此如何做好固态光源的散热是关系到投影机能否稳定工作的重要一环。

LED光源或激光光源的散热方法可以采用风冷或液冷的方式，风冷散热的结构如图1所示，散热片紧贴在LED散热基板上，中间覆一层导热胶以保证充分热传导，散热片上加有风扇，将散热片上的热量散发到空气中去，这是最常用的散热方法。液冷如图2和3所示，先通过液体将光源的热量导出，经过散热片和风扇，液体完成与环境空气的热交换，降低温度后的液体再经过水箱和水泵回流。这种散热方式的散热过程是通过风流和散热片与环境进行热交换来实现的，因此散热片能实现的温度不可能低于环境温度，而且，由于要实现热交换，散热片的温度一定要高于环境温度，一旦散热片的温度与环境温度相当，这种热交换就停止了。试验表明，为实现有效的热交换，散热片的温度要高于环境温度5度甚至10度。考虑到还有中间环节的温差，LED光源散热基板的温度将会高于环境温度10度左右。然而，现实条件中环境温度到达30度是很正常的，此时，LED光源散热基板的温度就要高达40度以上，转换到半导体内部PN结的温度就高达100多度，超过LED光源允许的工作温度，严重影响LED的工作稳定和寿命。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够大幅度降低固态光源温度的投影机散热装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种投影机散热装置，包括液冷盒、液冷管、水箱和水泵，液冷盒和水箱、水泵通过液冷管连接形成液体循环回路，所述液冷管穿过制冷装置。

作为一种优选方案，所述制冷装置包括制冷槽、半导体制冷片、散热片，半导体制冷片的冷端与制冷槽的外表面贴合，其热端上安装散热片，液冷管与制冷槽中的U型管道相连接或从制冷槽中穿过且位于制冷槽中的管道壁与制冷槽内表面紧贴。当制冷槽中设置U型管道与液冷管相连接时，位于制冷槽中的U型管道壁与制冷槽内表面紧贴；当制冷槽中不设置U型管道而是将液冷管直接穿过制冷槽时，位于制冷槽中的液冷管的管壁与制冷槽内表面紧贴，以利于从其中通过的液体热量能够与半导体制冷片的冷端进行热交换。

作为进一步的优选方案，所述半导体制冷片的冷热两端均设置有导热胶。

作为进一步的优选方案，制冷装置中还包括与散热片配套的风扇。利用配套的风扇对着散热片吹风，能够加快散热片的散热速度。

作为进一步的优选方案，液冷管以U型管道盘绕方式穿过制冷槽。 

作为进一步的优选方案，所述半导体制冷片连接有可调节功率的电源装置。

作为另一种优选方案，液冷管在穿过制冷装置之前还贴合穿过液冷散热装置。为了进一步提高液冷管中的液体的制冷效果，在制冷装置对液冷管进行制冷之前还通过液冷散热装置对液冷管中的液体进行散热。其中，液冷管中的液体从液冷盒出来后通过水箱、制冷装置、液冷散热装置三者的顺序不是唯一确定的，其只需保证液体在通过制冷装置制冷之前先通过液冷散热装置进行散热即可。

作为另一种优选方案，所述液冷散热装置包括散热片和与散热片配套的风扇， 液冷管与散热片贴合并且液冷管以U型管道盘绕方式穿过散热片。

作为另一种优选方案，所述制冷装置为压缩制冷机，压缩制冷机插接在液冷管中，液冷管中的液体从压缩制冷机中通过。

作为另一种优选方案，液冷盒与热源相接合的表面设置有导热胶。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）本发明通过使用制冷装置可以大幅度降低固态光源的温度，甚至可以实现固态光源在恒定低温下工作，保持固态光源的工作稳定，延长固态光源的寿命。

（2）本发明还可以采用半导体制冷片作为制冷装置的核心部件，具有无震动、无机械运动、噪声小、体积小和寿命长等优点。

（3）半导体制冷片的功率能够通过电源进行调节，当环境温度高时可以增大其功率以提高半导体制冷片的制冷效果，当环境温度低时可降低其功率，当环境温度足够低时，液冷散热装置能够满足散热要求时，可以关闭制冷装置只使用液冷散热装置，以节约功耗。

附图说明

图1 为现有技术中固态光源通过风冷方式散热的结构示意图；

图2为现有技术中固态光源通过液冷方式散热的结构示意图；

图3为现有技术中液冷散热方式应用于投影机进行散热时的结构示意图；

图4为本发明的结构简图；

图5为本发明中具体实施例的结构示意图；

图6为本发明中具体应用实施例的结构示意图。

1-光源散热基板；2-液冷管；3、4-散热片；5、6-风扇；7-半导体制冷片；8-制冷槽；9-导热胶；10-液冷盒；11-制冷装置；12-液冷散热装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图3所示，为本实施例中一种投影机散热装置的结构简图，其包括液冷盒10、液冷管2、水泵和水箱；液冷盒10与热源进行热交换，其与热源相结合的表面设置有导热胶9，液冷盒10和水箱、水泵通过液冷管2连接形成液体循环回路，其中水泵与水箱可以连接成一体安装。具体地，可以在液体盒10上设置两个通孔，一个通孔用于安装液冷管2，使液冷管2与液体盒10相通，另一个通孔通过连接管与水箱的一端连接相通，液冷管2一端与液体盒10的通孔连接相通，另一端就与水箱另一端连接相通，液体在液体盒10、液冷管2和水箱通过水泵的作用循环流动。液冷管10穿过制冷装置11，进一步地，液冷管2在穿过制冷装置11之前还穿过液冷散热装置12。其中水箱、液冷散热装置12、制冷装置11的位置不分先后，但一般通过制冷装置11制冷后的液体温度已经达到较低，若再通过液冷散热装置12散热反而会引起相反作用，因此，最优的方式是液体管2先穿过液冷散热装置12后再穿过制冷装置11，具体地：液冷管2可以在与水箱连接前先穿过液冷散热装置12再穿过制冷装置11，或者液冷管2先穿过液冷散热装置12再与水箱连接，最后穿过制冷装置11，或者液冷管2先与水箱连接，然后先后穿过液冷散热装置12和制冷装置11。

如图4所示，在一个最优选的具体实施例中，液冷散热装置12包括散热片3和与散热片3配套的风扇5， 液冷管2与散热片3贴合并以U型管道盘绕方式穿过散热片3。制冷装置11包括制冷槽8、半导体制冷片7、散热片4和与散热片4配套的风扇6，半导体制冷片7冷热两端均设置有导热胶，其冷端通过导热胶与制冷槽8的侧表面贴合，其热端设置导热胶后再安装散热片4，液冷管2与制冷槽8中的U型管道相连接或从制冷槽8中穿过且位于制冷槽8中的管道壁与制冷槽内表面紧贴。当制冷槽8中设置U型管道与液冷管2相连接时，位于制冷槽8中的U型管道壁与制冷槽8内表面紧贴；当制冷槽8中不设置U型管道而是将液冷管2直接穿过制冷槽8时，位于制冷槽8中的液冷管2以U型管道盘绕方式穿过制冷槽8且其管壁与制冷槽8内表面紧贴，以利于从其中通过的液体热量能够与半导体制冷片7的冷端进行热交换。

半导体制冷片7还连接有电源装置，通过电源装置可以调节半导体制冷片7的工作功率，当环境温度高时可以增大其功率以提高半导体制冷片7的制冷效果，当环境温度低时可降低其功率，当环境温度足够低时，液冷散热装置12能够满足散热要求时，可以关闭制冷装置11只使用液冷散热装置12，以节约功耗。

工作时，液体在液体盒10中通过导热胶9吸取热源的热量，液体在液体管2中流动，液体管2穿过液冷散热装置12时经过散热片3与空气完成热交换后，液体的温度得到一定程度的降低，再通过制冷装置11，利用半导体制冷片7将液体的温度进一步降低，使其达到理想散热所需要的温度。其中液体在制冷槽8中采用U型管道盘绕方式通过，通过制冷槽8与半导体制冷片7的冷端实现热交换，从而大幅度降低液体的温度；半导体制冷片7的热端与散热片4实现热传导，通过散热片4和风扇6实现与环境空气的热交换。液体经过制冷装置11制冷降温后通过水箱和水泵后回流至液体盒10中再吸热，然后进行下一次的散热制冷。

在另一具体实施例中，制冷装置11采用压缩制冷机，压缩制冷机插接在液冷管2中，液冷管2中的液体从压缩制冷机中通过。液体管2可以先穿过液冷散热装置12然后再插接压缩制冷机，使其中的液体通过压缩制冷机制冷降温，然后再将液体管2与水箱连接，实现液体的循环回流。液体管2也可以只连接压缩制冷机进行制冷降温再与水箱连接实现液体的循环回流。

将投影机散热装置应用于实际时，如图5所示，液冷盒10上的导热胶9与投影机中的光源散热基板1相贴合，液冷盒10的数目可以根据投影机系统中的光源数量进行设定，多个液冷盒10之间通过液冷管2连通。投影机散热装置还可以对投影机系统中的成像器件进行散热制冷，将液冷盒10上的导热胶9与投影机中的成像器件相贴合从而实现热交换。多个液冷盒10之间通过液冷管2连通后，再与水箱连通形成一个液体循环回路，然后根据实际需要穿过液冷散热装置12和制冷装置11进行散热制冷。

Claims (8)

1.一种投影机散热装置，包括液冷盒、液冷管、水箱和水泵，液冷盒和水箱、水泵通过液冷管连接形成液体循环回路，其特征在于，所述液冷管穿过制冷装置；

所述制冷装置包括制冷槽、半导体制冷片、散热片，半导体制冷片的冷端与制冷槽的外表面贴合，其热端上安装散热片，液冷管与制冷槽中的U型管道相连接或从制冷槽中穿过且位于制冷槽中的管道壁与制冷槽内表面紧贴；液冷管在穿过制冷装置之前还贴合穿过液冷散热装置；

其中水泵与水箱连接成一体安装。

2.根据权利要求1所述的投影机散热装置，其特征在于，所述半导体制冷片的冷热两端均设置有导热胶。

3.根据权利要求1所述的投影机散热装置，其特征在于，制冷装置中还包括与散热片配套的风扇。

4.根据权利要求1所述的投影机散热装置，其特征在于，液冷管以U型管道盘绕方式穿过制冷槽。

5.根据权利要求1所述的投影机散热装置，其特征在于，所述半导体制冷片连接有可调节功率的电源装置。

6.根据权利要求1所述的投影机散热装置，其特征在于，所述液冷散热装置包括散热片和与散热片配套的风扇， 液冷管与散热片贴合并且液冷管以U型管道盘绕方式穿过散热片。

7.根据权利要求1所述的投影机散热装置，其特征在于，所述制冷装置为压缩制冷机，压缩制冷机插接在液冷管中，液冷管中的液体从压缩制冷机中通过。

8.根据权利要求1至7任一项所述的投影机散热装置，其特征在于，液冷盒与热源相接合的表面设置有导热胶。