CN107479307B - 投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影设备，包括加压补液器和至少两套运行相互独立的液冷散热系统；各所述液冷散热系统分别用于给投影设备中的不同热源散热，所述液冷散热系统具有供冷却液循环的循环通道，所述冷却液吸收对应热源的热量并将热量传递至外部空气中；所述加压补液器设有储液腔以存储冷却液，所述储液腔的出液口连接一分液器，所述分液器具有多个出口，并分别通过管路与多个所述液冷散热系统连通，而能够分别向各液冷散热系统内补充冷却液。本发明可满足不同热源的散热需求，各液冷散热系统共用加压补液器实现自动补液，同时缩小占用体积，减少安装复杂性，提高系统可靠性。

Description

投影设备

技术领域

本发明涉及投影领域，特别涉及一种投影设备。

背景技术

液冷散热系统的工作原理是利用液体吸收热量并再传给散热器，然后用风冷或者被动散热的方式散出热量到环境中。液冷散热系统中所采用的冷却液主要成分为水，也称为“水冷散热系统”。因液体的热容量大，尤其是水的比热容最大，能够带走大量的热量，散热效率高，使得系统温升慢；而传统的风冷散热系统，利用风扇散热时很快达到一个极限温度，温差无法进一步缩小，因此当额定工作温度与环境温度相差较小时需要使用液冷散热。另外，液冷散热系统可以不提高热源部件内部的温度即可把热量传导给散热器，只要能提高散热器向空气中排放散热管所传导的热量的冷却性能，就能够通过降低冷却散热器的风扇转速或者采用无扇设计来实现静音设计。鉴于液冷散热系统的优良散热性能，其在多个领域得到了广泛应用，如汽车、拖拉机、坦克等发动机的散热，医疗设备、台式电脑和笔记本电脑的高端的散热，炼钢行业，加速器等散热，在国外水冷系统也被应用到新兴行业，如日本福岛和隆文在年开发了用于日本新干线电动车组主变流装置的冷却系统。

随着投影机技术的发展以及制造成本的不断降低，投影机价格越来越便宜，同时投影机市场也出现了分化，高中低端各种机型针对不同的客户，满足了各种用户的需求。工矿企业，军事，教育等行业需要的高端投影机要求亮度高，清晰度好，能长时间运行，这就对投影机的散热系统提出了更高的要求。为了适应这一要求，现有的部分高端投影机中应用了液冷散热系统进行散热。

如图1所示，投影机液冷散热系统一般主要包括通过管道连接的循环泵30、吸热装置10、换热装置20和储液箱50，另外还设有报警及控制装置等。其中，吸热装置10为内部设有冷却液通道的金属块，常称为液冷头10，在投影机中，液冷头10与热源(如投影机的光源部件)接触。机器正常工作时，冷却液被输送到液冷头10内，并在循环泵30的动力推动下流过整个液冷头10，带走热源发出的大部分热量，而后冷却液再进入换热装置20中，换热装置20主要由冷排和风扇组成，冷却液把热量传导至冷排的散热片后，再通过风扇把热量强制排到投影机外部，冷却液温度降低后回到储液箱50内。冷却液在吸热装置10、循环泵30、储液箱50、换热装置20之间来回循环，不断地将热源发出的热量转移至换热装置20并排到外部，使投影机内部温度降低。某些结构中，储液箱50也可以省略。

采用液冷散热系统可以有效提高投影设备的散热性能，然而对于具有多热源的投影设备而言，现有技术的液冷散热系统则仍然存在一些不足：投影设备中存在对温度的耐受条件不同的热源部件，而现有技术中液冷散热系统的液冷头无法单独对各热源进行温度控制，有可能出现因温升较高的热源的影响导致冷却液温度过高，无法对温升低的热源进行有效散热的问题，影响投影设备的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热效果好且系统可靠性高的投影设备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种投影设备，包括加压补液器和至少两套运行相互独立的液冷散热系统；各所述液冷散热系统分别用于给投影设备中的不同热源散热，所述液冷散热系统具有供冷却液循环的循环通道，所述冷却液吸收对应热源的热量并将热量传递至外部空气中；所述加压补液器设有储液腔以存储冷却液，所述储液腔的出液口连接一分液器，所述分液器具有多个出口，并分别通过管路与多个所述液冷散热系统连通，而能够分别向各液冷散热系统内补充冷却液。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明的投影设备配备多个独立运行的液冷散热系统，对投影设备的多个热源分别散热，可以针对各个热源的不同温度要求适应性地进行控制，满足各热源的散热需求，散热效果好，保证各热源都工作在适合的温度下，提高投影设备的性能。同时，投影设备配备加压补液器，当液冷散热系统内冷却液不足时，可通过加压补液器自动补充冷却液，保证液冷散热系统始终具有良好的散热性能，且免于人工补液，达到在寿命期间免维护的效果。各液冷散热系统共用加压补液器，突破常规的一套液冷散热系统对应一个加压补液器的思维，减少加压补液器数量及相关的安装管路，缩小占用体积，减少安装复杂性，提高系统可靠性。

附图说明

图1是现有技术投影机液冷散热系统的原理示意图。

图2是本发明投影设备优选实施例的原理示意图。

图3是本发明投影设备优选实施例中加压补液器第一种结构的示意图。

图4是本发明投影设备优选实施例中加压补液器第二种结构的示意图。

图5是本发明投影设备优选实施例中两换热器的布置示意图。

附图标记说明如下：1、第一热源；2、第二热源；6、第一液冷散热系统；61、第一液冷头；62、第一换热器；621、第一冷排；622、第一散热风扇；63、第一循环泵；7、第二液冷散热系统；71、第二液冷头；72、第二换热器；721、第二冷排；722、第二散热风扇；73、第二循环泵；8、加压补液器；81、外壳；82、活塞；83、弹性件；86、气体腔；87、储液腔；871、出液口。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提供的投影设备可以为具有投影功能的投影仪、激光电视等，投影设备中具有多个热源，且其中至少有两种热源的散热要求不同。

如图2所示，在本发明一较优的实施例中，投影设备具有第一热源1和第二热源2，第一热源1通过第一液冷散热系统6进行散热，第二热源2通过第二液冷散热系统7进行散热。第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7的运行相互独立。投影设备还配备有一加压补液器8，以向第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7中补充冷却液。

第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7的结构组成相同，以第一液冷散热系统6为例进行详细介绍。

第一液冷散热系统6包括通过管道连接形成循环系统的第一液冷头61、第一换热器62和第一循环泵63。

第一液冷头61内部设有供冷却液流过的通道，第一液冷头61可由铜或铝制成，或者由铜或铝制作热交换部分。第一液冷头61与第一热源1接触换热而吸收第一热源1的热量，其中，两者的接触换热可以是通过导热介质来实现，即在两者的接触面之间设置如导热垫片或导热硅脂之类的导热介质，使接触面能更好地贴合，从而改善接触换热效果。

第一换热器62包括固定连接的第一冷排621和第一散热风扇622，冷却液在第一冷排621中流动时将热量传递到第一冷排621表面的散热片上，再通过第一散热风扇622将热量强制排入外界空气中。

第一液冷头61的进口与第一冷排621的出口通过管道相连通，第一液冷头61的出口与第一冷排621的进口通过管道相连通，从而形成供冷却液循环的循环通道。

第一循环泵63设置在该循环通道内提供冷却液循环流动的动力，第一循环泵63可以设置在由第一液冷头61的出口至第一冷排621入口的管道中，也可以设置在由第一冷排621出口至第一液冷头61进口的管道中，还可以设置于第一冷排621的进口或出口处与第一冷排621固定连接形成一个整体，或者设置于第一液冷头61的进口或出口处与第一液冷头61形成一个整体。

第二液冷散热系统7包括通过管道连接形成循环系统的第二液冷头71、第二换热器72和第二循环泵73，第二换热器72包括第二冷排721和第二散热风扇722，具体结构及连接关系参照第一液冷散热系统6，不再重复表述。

参阅图3，加压补液器8包括外壳81、活塞82和弹性件83。外壳81内部中空；活塞82与外壳81内截面适配，可滑动地设置于外壳81内，将外壳81内部分隔为气体腔86和储液腔87，气体腔86内填充气体，储液腔87内存储冷却液；弹性件83位于气体腔86内，两端分别连接活塞82和气体腔86腔壁，弹性件83处于压缩状态。储液腔87设有出液口871，出液口871连接一分液器，分液器设有两个出口，分别通过管路连接至第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7中，使得加压补液器8的储液腔87分别与两液冷散热系统中冷却液的循环通道连通。在第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7中冷却液减少时，气体腔86与储液腔87之间的压力差改变，弹性件83恢复形变而伸长，推动活塞82向储液腔87方向移动，从而将储液腔87内的冷却液注入第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7内，实现自动补液。较优地，分液器可为三通，结构简单。

图4示意了加压补液器8另一较优的结构形式，加压补液器8同样包括外壳81、活塞82和弹性件83。外壳81内部通过活塞82分隔为气体腔86和储液腔87，弹性件83位于储液腔87内，两端分别连接活塞82和储液腔87腔壁，弹性件83处于拉伸状态。在第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7中冷却液减少时，弹性件83恢复形变而收缩，拉动活塞82向储液腔87方向移动，从而将储液腔87内的冷却液注入第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7内，同样实现自动补液。

在加压补液器8的这两种结构中，弹性件83较优地可为弹簧。

本实施例的工作原理为：

第一液冷散热系统6对第一热源1进行散热，第一液冷头61与第一热源1发生热交换，冷却液流经第一液冷头61时吸收第一热源1产生的热量，在第一循环泵63的动力推动下，冷却液进入第一换热器62中将热量排入外界空气。根据第一热源1的温度控制要求，第一液冷头61、第一换热器62和第一循环泵63适应性地进行选型设计。

第二液冷散热系统7对第二热源2进行散热，第二液冷头71与第二热源2发生热交换，冷却液流经第二液冷头71时吸收第二热源2产生的热量，在第二循环泵73的动力推动下，冷却液进入第二换热器72中将热量排入外界空气。根据第二热源2的温度控制要求，第二液冷头71、第二换热器72和第二循环泵73适应性地进行选型设计。

第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7独立运行，两者互不影响，单独进行温度控制，分别满足第一热源1和第二热源2的散热要求，保证两种热源部件工作的可靠性，提高投影设备的性能。

在第一液冷散热系统6和/或第二液冷散热系统7中冷却液不足时，加压补液器8储液腔87内的冷却液经分液器和配套管路注入第一液冷散热系统6和/或第二液冷散热系统7中，实现自动补液，保证两液冷散热系统的散热性能。

较优地，加压补液器8、第一液冷散热系统6及第二液冷散热系统7中的压力大于外部大气压，小于第一循环泵63和第二循环泵73提供的压力，从而可以保证分液器部分的冷却液不会回流。

较优地，第一液冷散热系统6的第一换热器62上设置补液接口，同样地，第二液冷散热系统7的第二换热器72上设置补液接口，加压补液器8分别与两换热器62、72的补液接口相连通。加压补液器8补充的冷却液注入第一换热器62和第二换热器72中，第一换热器62和第二换热器72内压力相当，分液器的两出口处压力相当，分液器连接加压补液器8的一端形成冷却液流动的死角，第一换热器62内的冷却液与第二换热器72内的冷却液不会发生流动至对方的情形，可以使两液冷散热系统6、7之间基本上不会发生串液情况，不影响两液冷散热系统6、7各自的散热性能。

在一较优的结构中，第一换热器62和第二换热器72均采用新风散热。投影设备上可以针对第一换热器62和第二换热器72分别设有进风口，从各进风口进入的外部空气(即新风)分别直接引流至第一换热器62和第二换热器72，或者投影设备上仅设置一个进风口，但从进风口处进入的空气在投影设备中分为两股分别直接吹向第一换热器62和第二换热器72。空气吸收各换热器中冷却液的热量后，在投影设备内流动，带走投影设备内其他部件的热量，最终从投影设备上设置的出风口吹出。第一换热器62和第二换热器72可以上下排布或左右排布，根据投影设备的结构灵活设置。第一换热器62和第二换热器72均采用新风换热，换热效果好。

参阅图5，在另一较优的结构中，第一换热器62和第二换热器72沿投影设备内的空气流动路径排布，第一换热器62设置于靠近投影设备的进风口处，第二换热器72排布于第一换热器62的下游并靠近投影设备的出风口处。从投影设备的进风口处进入的空气先经过第一换热器62的第一冷排621，带走第一冷排621中冷却液的热量，而后可以对投影设备内的其他部件进行散热，最后再进入第二换热器72，带走第二换热器72的第二冷排721中冷却液的热量后排到外界。在这种结构中，第一热源1的散热需求高于第二热源2的散热需求，即第一热源1处的温度低于第二热源2处的温度。这种结构中，空气在投影设备内部的流动可以满足不同温控要求的各部件的散热，有效利用空气散热。

在一实际应用中，第一热源1可为红色激光光源，由一个或多个红色激光模块构成，每一红色激光模块均包括多个红色激光器，各红色激光器封装于支架上形成阵列形式；第二热源2可为蓝色激光光源，由一个或多个蓝色激光模块构成，各蓝色激光模块包括阵列排布的多个蓝色激光器。通过第一液冷散热系统6使红色激光光源处的温度控制在红色激光器的耐受温度范围内，较优地，第一液冷头61的温度在45℃以内。通过第二液冷散热系统7使蓝色激光光源处的温度控制在蓝色激光器的耐受温度范围内，较优地，第二液冷头71的温度不超出70℃。

在其他实施例中，第一热源1和第二热源2还可以是投影设备中的其他热源部件，例如光机部件、处理芯片等等，具体可根据投影设备的实际结构灵活设置，满足投影设备中具有不同温控要求的热源的散热需求。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种投影设备，其特征在于，包括加压补液器和至少两套运行相互独立的液冷散热系统；

各所述液冷散热系统分别用于给投影设备中的不同热源散热，所述液冷散热系统具有供冷却液循环的循环通道，所述冷却液吸收对应热源的热量并将热量传递至外部空气中；

所述加压补液器设有储液腔以存储冷却液，所述储液腔的出液口连接一分液器，所述分液器具有多个出口，并分别通过管路与多个所述液冷散热系统连通，而能够分别向各液冷散热系统内补充冷却液；

各所述液冷散热系统内的压力相当，使得所述分液器的多个出口处的压力相当，从而在所述分液器连接所述加压补偿器的一端形成有冷却液流动的死角，使得各液冷散热系统不发生串液。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述加压补液器内还设有气体腔，所述气体腔与所述储液腔通过一活塞相分隔，所述活塞上连接有一具有形变的弹性件；

在所述液冷散热系统中冷却液减少时，所述弹性件恢复形变驱动所述活塞向所述储液腔方向移动而将所述储液腔内的冷却液注入所述液冷散热系统中。

3.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述弹性件呈压缩状态位于所述气体腔内，或呈拉伸状态位于所述储液腔内。

4.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

5.根据权利要求1-4任一项所述的投影设备，其特征在于，所述液冷散热系统包括液冷头、换热器和循环泵；所述液冷头与所述换热器通过管道相连形成供冷却液循环的所述循环通道，所述循环泵设置于该循环通道内以提供冷却液循环的动力；所述液冷头与对应的热源接触换热而吸收热量，所述换热器与外部空气换热而将热量传递至空气中。

6.根据权利要求5所述的投影设备，其特征在于，所述换热器具有补液接口，所述补液接口经所述分液器与所述加压补液器相连通，而接受由所述加压补液器补充的冷却液。

7.根据权利要求5所述的投影设备，其特征在于，所述加压补液器及所述液冷散热系统内的压力大于外部大气压，小于所述循环泵提供的压力。

8.根据权利要求5所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备中的热源包括红色激光光源和蓝色激光光源；

所述液冷散热系统数量为两套，分别对应给所述红色激光光源和所述蓝色激光光源散热；

所述分液器为三通。

9.根据权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备设有供外部空气进入的进风口，从所述进风口进入的外部空气分别直接引流至两套所述液冷散热系统的换热器处。

10.根据权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备设有供外部空气进入的进风口和供空气流出的出风口；所述红色激光光源对应的所述液冷散热系统中的换热器设置于靠近所述进风口处，所述蓝色激光光源对应的液冷散热系统中的换热器设置于靠近所述出风口处。

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