CN105805707A - 封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统，解决激光显示系统中的封闭式波长转换装置散热的技术问题；包括波长转换装置、外壳体、第一水管、第二水管、水泵、储水装置和第一散热装置；外壳体设置有夹层；储水装置内储存的水由水泵泵入外壳体夹层中，吸收并带走波长转换装置产生的热量后，经第一散热装置的散热后，重新流入储水装置。外壳体的封闭防止灰尘进入波长转换装置，起到防尘的作用，储水装置、水泵和第一散热装置配合用冷水为波长转换装置散热，实现了封闭式波长转换装置的散热的效果。

Description

封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，具体涉及一种封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统。

背景技术

激光显示系统中，将激光作为激励光源，激发荧光材料生成三基色光；激励光源与生成光的波长不相同，因此，实现该部分转换的装置在激光显示系统中统称为波长转换装置。

荧光材料在受激发发光的同时会产生大量的热，进而为荧光材料乃至整个波长转换装置加热，并最终达到热平衡。随着激光的光强和光功率的增大，波长转换装置达到热平衡时的温度会越来越高，而过高的温度会使波长转换装置的寿命降低，进而影响整个激光显示系统的使用寿命。

为实现波长转换装置的良好散热，目前的波长转换装置通常采用如图6所示的开放式的波长转换装置，该种波长转换装置包括波长转换层2、附在波长转换层上的荧光材料3，以及驱动波长转换层转动的驱动装置1，它们工作在敞开的环境中，没有任何遮挡体的遮盖，其工作中产生的热量能够快速散出，但却因为其开放式的结构而不可避免的面临灰尘积压的问题。灰尘的存在会影响到荧光材料的发光效率，使得整个激光显示系统的发光效率降低；而封闭式的波长转换装置，是将波长转换装置放置在由遮挡物形成的封闭空间中，封闭空间内的波长转换装置虽能避免外部灰尘进入影响而影响荧光材料的发光效率，但工作中产生的热量无法散出，存在散热的问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统，以解决封闭式的波长转换装置的散热问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用以下技术方案予以实现：

提出一种封闭式波长转换装置的散热系统，包括波长转换装置和外壳体，所述波长转换装置位于所述外壳体形成的封闭空间内；所述散热系统还包括：第一水管、第二水管、水泵、储水装置和第一散热装置；所述外壳体设置有夹层；所述储水装置的出水口连接所述水泵的入水口，所述水泵的出水口连接所述第一水管的进水口；所述第一水管的出水口连接所述外壳体夹层的进水口；所述外壳体夹层的出水口连接所述第二水管的进水口；所述第二水管穿过所述第一散热装置，其出水口连接所述储水装置的进水口；所述储水装置内储存的水由所述水泵泵入所述第一水管中，流经所述外壳体夹层内时带走所述波长转换装置产生的热量，经所述第二水管流入所述第一散热装置，并经所述第一散热装置的散热，重新流入所述储水装置。

进一步的，所述系统还包括第一风扇；所述第一风扇置于所述第一散热装置的一侧，用于加速所述第一散热装置的散热。

进一步的，所述储水装置内部设置有第一翘片。

进一步的，所述系统还包括热电制冷装置；所述热电制冷装置包括相对制冷面和相对制热面，所述相对制冷面设置于所述储水装置的外壁上。

进一步的，所述系统还包括第二散热装置；所述第二散热装置设置于所述相对制热面上。

进一步的，所述系统还包括第二风扇；所述第二风扇置于所述第二散热装置的一侧。

进一步的，所述所外壳体内壁设置有第二翘片。

进一步的，所述散热系统还包括冷水管道；所述冷水管道置于所述外壳体夹层内，其一端连接所述外壳体夹层的进水口，另一端连接所述外壳体夹层的出水口。

进一步的，所述冷水管道呈弯曲状。

进一步的，所述散热系统还包括第二冷水管道，置于所述第一散热装置内，且连接于所述第二水管间，将所述第二水管分为第一子水管和第二子水管；所述第一水管的进水口为所述第二水管的进水口，所述第一子水管的出水口连接所述第二冷水管道的一端，所述第二冷水管道的另一端连接所述第二子水管的进水口，所述第二子水管的出水口为所述第二水管的出水口。

进一步的，所述第一散热装置由多个平行放置的鳍片组成；所述第二冷水管道与所述多个平行放置的鳍片连接。

还提出一种激光显示系统，包括波长转换装置，以及上述的封闭式波长转换装置的散热系统。

与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：本申请实施例中，在波长转换装置外设置封闭的外壳体，该封闭的外壳体能有效防止灰尘落入波长转换装置中，波长转换装置产生的热量继而使其封闭空间内的空气和外壳体的温度升高，通过使用水管、水泵、储水装置和第一散热装置组成的水冷循环系统，实现了以下过程：水冷循环系统能够使冷水在整个封闭式波长转换装置的散热系统中循环，冷水流动过程中不断带走外壳体的热量使外壳体温度降低，并通过热传导，封闭空间的热空气传递到外壳体，而外壳体热量持续被流经冷水管道内的冷水带走，由此实现热量交换，将封闭式空间内的热量不断带走，由此实现为了波长转换装置降温散热的目的；冷水的流动由水泵、储水装置和散热装置共同实现，冷水首先从储水装置由水泵泵入冷水管道中，在流经冷水管道的过程中，带走外壳体的热量，外壳体的热量使得冷水升温，升温后的水流入管道，在管道流动过程中开始散热降温，当流经散热装置时，由散热装置散发大部分热量，从而降温，降温后的水重新流入储水装置，与储水装置内的冷水混合，进一步的降低了温度，进而成为冷水被水泵再次泵入冷水管道内，继续为外壳体降温；上述，通过冷水流动带走波长转换装置产生的热量的散热系统，有效解决了封闭式波长转换装置的散热问题。

附图说明

图1为本申请实施例提出的封闭式波长装换装置的散热系统的系统结构图；

图2为本申请实施例提出的第一散热装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提出的又一封闭式波长装换装置的散热系统的系统结构图；

图4为本申请实施例提出的冷水管道结构示意图；

图5为本申请实施例提出的又一封闭式波长转换装置的散热系统的系统结构图；

图6为现有开放式波长转换装置结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提出一种封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统，以解决激光显示系统中的封闭式波长转换装置的散热问题；通过在封闭式波长转换装置中设置水循环散热系统，实现了为封闭式波长转换装置散热的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，为本申请实施例提出的封闭式波长转换装置的散热系统结构图，包括波长转换装置1、外壳体2、第一水管31、第二水管32、水泵4、储水装置5和第一散热装置6；波长转换装置位于该外壳体形成的封闭空间内；外壳体2具备一夹层23。

储水装置的出水口51连接水泵的入水口41，水泵的出水口42连接第一水管的进水口；第一水管的出水口连接外壳体夹层的进水口211；外壳体夹层的出水口212连接第二水管的进水口；第二水管穿过第一散热装置，其出水口连接储水装置的进水口611；

储水装置内储存的水（冷水）由水泵4泵入所述第一水管中，流经外壳体夹层内时吸收并带走波长转换装置产生的热量，经第二水管流入第一散热装置，并经第一散热装置的散热，重新流入储水装置中。

具体的，在波长转换装置外设置封闭的外壳体，该封闭的外壳体能有效防止灰尘落入波长转换装置中，波长转换装置产生的热量继而使封闭空间内的空气后和外壳体的温度升高，通过使用水管、水泵、储水装置和第一散热装置组成的水冷循环系统，实现了以下过程：水冷循环系统能够使冷水在整个封闭式波长转换装置的散热系统中循环，冷水流动过程中不断带走外壳体的热量使外壳体温度降低，并通过热传导，封闭空间的热空气传递到外壳体，而外壳体热量持续被流经冷水管道内的冷水带走，由此实现热量交换，将封闭式空间内的热量不断带走，由此实现为了波长转换装置降温散热的目的；冷水的流动由水泵、储水装置和散热装置共同实现，冷水首先从储水装置由水泵泵入冷水管道中，在流经冷水管道的过程中，带走外壳体的热量，外壳体的热量使得冷水升温，升温后的水流入管道，在管道流动过程中开始散热降温，当流经散热装置时，由散热装置散发大部分热量，从而降温，降温后的水重新流入储水装置，与储水装置内的冷水混合，进一步的降低了温度，进而成为冷水被水泵再次泵入冷水管道内，继续为外壳体降温；上述，通过冷水流动带走波长转换装置产生的热量的散热系统，有效解决了封闭式波长转换装置的散热的问题。

封闭式的波长转换装置，还有效的避免了灰尘和降低了波长转换装置工作过程中产生的噪音问题，提高用户的体验效果。

如图1所示，波长转换装置1具体包括波长转换层12和驱动装置11；波长转换层上附有荧光材料，吸收激光并产生受激发的荧光；驱动装置与波长转换层相连，驱动波长转换层周期性转动。驱动装置的一侧与外壳体的内壁连接，并且在外壳体上设置驱动装置的驱动线孔，使得驱动装置的驱动线可以伸出外壳体与外部电路相连，并在驱动线孔采用密封措施密封。

为了实现将外壳体封闭空间内的热量快速的传递给外壳体，从而能快速的传递到冷水管道中，外壳体采用金属材质制作，优选采用压铸铝。

外壳体的夹层需要保持密封，才能保证流经其的水不会影响到外壳体内的波长转换装置，若密封不充分会造成水流入密封空间，为此，本发明的一个实施例中，在外壳体内设置冷水管道21（如图3所示）；该冷水管道置于外壳体夹层23内，其一端连接外壳体夹层的进水口，另一端连接外壳体夹层的出水口。冷水管道21能保证水不会流入外壳体内，进一步保证了波长转换装置不会受水的影响。

如图4所示，将冷水管道21设计成呈弯曲状（图中所示为多S型弯曲），弯曲状的设计能拉长冷水管道在外壳体中的路径，能更多的带走外壳体中的热量。

在本发明的又一个实施例中，为加速流经外壳体夹层吸热后的水的降温，本申请实施例提出的封闭式波长转换装置的散热系统还包括第一风扇7；第一风扇7置于第一散热装置6的一侧，用于向第一散热装置吹入冷空气，冷空气能快速带走散热器表面的热量，起到加速散热的作用；风扇7的具体型号根据实际情况选定。

如图2和图3所示，为本发明又一实施例提出的散热装置6，该散热装置为一散热器，该散热器由多个平行插放的鳍片62组成，每个鳍片尽可能的薄，以加快散热速度，在散热器内设置有第二冷水管道61，各鳍片与第二冷水管道紧密连接；第二冷水管道置于散热器内（其一端连接储水装置的进水口611，另一端连接储水装置的出水口612），并连接于第二水管间，将第二水管32分为第一子水管321和第二子水管322（如图3所示）；第一子水管的进水口为第二水管的进水口，第一子水管的出水口连接第二冷水管道的一端，第二冷水管道的另一端连接第二子水管的进水口，第二子水管的出水口为第二水管的出水口。

流经冷水管道21吸热后的水流入第一子水管中，并从第一子水管流入第二冷水管道中，其携带的热量迅速传导至与第二冷水管道紧密连接的散热器鳍片各表面，并通过这些表面与空气之间进行热交换，将热量传至外界。优选的，将第二冷水管道设置成弯曲状（图中所示为多S型弯曲），能增长水路长度，加大第二冷水管道与鳍片的接触面积，从而加大换热面积，提高换热效率，有效加快散热速度。

上述散热器鳍片的尺寸及形状，以及冷水管道、第二冷水管道的尺寸、长度、形状等的设计参数，需要结合具体实际需要散掉的热量和温度的降值情况来设定。

整个水路的循环是以水泵为动力形成的。水泵的安装使得水循环回路得以完成，同时在泵的参与下，水在流动的过程中与水管管壁之间进行强制对流换热，使得波长转换装置产生的热量以水为介质进行散热。

如图1所示，在封闭波长转换装置的外壳体内壁设置有第二翘片22；第二翘片优选针状翘片，其与外壳体内壁之间可采用焊接方式连接，也可采用整体压铸形成；这种在外壳体内壁设置第二翘片的形式，既可以增大换热面积，同时也可以增加封闭空间内空气的搅动，这种低速空气流动的方式能提高换热效率。

如图5所示，在储水装置5中可设置第一翘片53；第一翘片与储水装置内壁之间可采用焊接方式连接，可以采用整体压铸成型。在储水装置内壁上设置第一翘片，可以增大换热面积，并且水从储水装置的进水口流向出水口的过程中，需要在各个翘片之间流动，这增大了水在储水装置内的搅动，搅动的水能增大储水装置与其内壁之间的换热效率，使水中携带的热量尽可能多的散发到外界环境中。

在本发明又一实施中，如图5所示，封闭式波长转换装置的散热系统还包括热电制冷装置8；热电制冷装置包括相对制冷面81和相对制热面82，相对制冷面设置于储水装置的外壁上。

热电制冷装置是利用固体的热电效应，通过加在正负两个电极之间的电势差在相对制冷面和相对制热面之间产生一定的温度差的制冷装置，其中相对制冷面的温度低于相对制热面的温度。相对制冷面和相对制热面之间的温度差取决于热电制冷装置的额定制冷功率以及加在其正负两个电极之间的电势差和电流的大小。最常用的热电制冷装置是半导体制冷片，其相对制冷面与相对制热面之间的温度差从几摄氏度到上百摄氏度不等。

由于把热电制冷装置的相对制冷面设置在了储水装置的外壁上，其工作时，相对制冷面的温度低，能有效对储水装置散热，使得储水装置中的水温更低，而温度更低的冷水被水泵泵入冷水管道，冷水携带热量的能力更强，能更多更快的携带走外壳体中的热量，实现更快速有效的换热，能更好的达到为波长装换装置散热的效果，进而进一步提高了波长转换装置的使用寿命，提高了整个激光显示系统的使用寿命。

如图5所示，在热电制冷装置的相对制热面上还可以设置有第二散热装置9或者第二风扇10，或者，在第二散热装置的外侧再加设风扇10，这些措施都能更进一步的提高散热效果，降低储水装置中的水温，提高对波长转换装置的换热效率；第二散热装置采用现有技术中的任何一种可实现散热的装置均可，本实施例不予限制。

本申请实施还提出一种激光显示系统，该激光显示系统的波长转换装置采用上述的封闭式的波长转换装置，防止灰尘对波长转换装置的影响，并具备上述的封闭式波长转换装置的散热系统，在防尘的同时采取了有效的散热措施，保证了封闭式波长转换装置的散热效果。

通过本申请实施例提出的封闭式波长转换装置的散热系统和激光显示系统，采用外壳体将波长转换装置封闭起来，能有效防止灰尘对波长转换装置中荧光材料的影响，保证了荧光材料的发光效率，进而提高整个激光显示系统的发光效率；针对封闭式的波长转换装置，在外壳体中增加冷水管道，通过储水装置、水泵和第一散热装置等装置的配合，通过水泵将储水装置内的冷水泵入冷水管道中，冷水在冷水管道中流经的过程中，带走外壳体的热量，进而加速封闭空间内的换热，解决了封闭式波长转换装置的散热问题，携带走热量的水经过第二冷水管道，由第一散热装置中的多个鳍片将第二冷水管道中水的热量迅速散发到外界，并通过第一风扇加速散热，从而降低了水的温度，降低温度后的水流回储水装置后，由置于储水装置外壁的热电制冷装置进一步降温，配合第二散热装置和第二风扇，水温进一步降低、使得吸收了热量的水最终回复成为冷水，降温后的冷水再次循环进入冷水管道，能够继续对封闭式波长转换装置散热，最大限度的节约了水资源用量，对波长转换装置同时起到防尘的散热的效果，并且通过上述水循环的散热方式，散热速度快，降温效果明显。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.波长转换装置的散热系统，包括波长转换装置和外壳体，所述波长转换装置位于所述外壳体形成的封闭空间内，其特征在于，所述散热系统还包括：第一水管、第二水管、水泵、储水装置和第一散热装置；所述外壳体设置有夹层；

所述储水装置的出水口连接所述水泵的入水口，所述水泵的出水口连接所述第一水管的进水口；所述第一水管的出水口连接所述外壳体夹层的进水口；所述外壳体夹层的出水口连接所述第二水管的进水口；

所述第二水管穿过所述第一散热装置，其出水口连接所述储水装置的进水口；

所述储水装置内储存的水由所述水泵泵入所述第一水管中，流经所述外壳体夹层内时带走所述波长转换装置产生的热量，经所述第二水管流入所述第一散热装置，并经所述第一散热装置的散热，重新流入所述储水装置。

2.根据权利要求1所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述系统还包括第一风扇；所述第一风扇置于所述第一散热装置的一侧，用于加速所述第一散热装置的散热。

3.根据权利要求1所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述储水装置内部设置有第一翘片。

4.根据权利要求1所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述系统还包括热电制冷装置；所述热电制冷装置包括相对制冷面和相对制热面，所述相对制冷面设置于所述储水装置的外壁上。

5.根据权利要求4所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述系统还包括第二散热装置；所述第二散热装置设置于所述相对制热面上。

6.根据权利要求5所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述系统还包括第二风扇；所述第二风扇置于所述第二散热装置的一侧。

7.根据权利要求1所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述所外壳体内壁设置有第二翘片。

8.根据权利要求1所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括冷水管道；所述冷水管道置于所述外壳体夹层内，其一端连接所述外壳体夹层的进水口，另一端连接所述外壳体夹层的出水口。

9.根据权利要求8所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述冷水管道呈弯曲状。

10.根据权利要求1所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括第二冷水管道，置于所述第一散热装置内，且连接于所述第二水管间，将所述第二水管分为第一子水管和第二子水管；所述第一子水管的进水口为所述第二水管的进水口，所述第一子水管的出水口连接所述第二冷水管道的一端，所述第二冷水管道的另一端连接所述第二子水管的进水口，所述第二子水管的出水口为所述第二水管的出水口。

11.根据权利要求10所述的封闭式波长转换装置的散热系统，其特征在于，所述第一散热装置由多个平行放置的鳍片组成；所述第二冷水管道与所述多个平行放置的鳍片连接。

12.激光显示系统，包括波长转换装置，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项权利要求所述的封闭式波长转换装置的散热系统。