CN109976074A - 高效散热的荧光粉轮装置 - Google Patents

Abstract

一种高效散热荧光粉轮装置，包括轮盘基板，涂覆在该轮盘基板上的荧光粉层构成荧光粉轮盘，其特点在于，所述的荧光粉轮盘与风扇叶片平行地安装在电机的旋转轴上，所述的风扇叶片的直径不大于所述的荧光粉轮盘的直径，所述的荧光粉轮盘和风扇叶片处于一个安装有热交换器的散热腔体中。本发明提高了散热效率，解决了荧光粉轮盘局部温度过高的问题。

Description

高效散热的荧光粉轮装置

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，特别是一种高效散热的荧光粉轮装置。

背景技术

目前，激光投影显示因其具有显示色域大、色彩鲜艳、颜色真实性高、激光发散角小、亮度高、亮度随传输距离的衰减小、光谱利用率高、无杂散光、低功耗和节能环保等诸多优势，普遍被认为是新一代显示技术，成为当前研究的热点。激光投影显示设备总体上分为三个部分：激光光源系统、光机照明系统和镜头成像系统。随着荧光粉轮技术的逐步发展，荧光粉轮作为激光光源系统的重要组成部件，在激光显示及照明等技术应用越来越广泛。

受激光光源的高亮度和高亮度带来的高热量的制约，目前荧光粉轮还不能有效地用于高亮度光源。高亮度的激光光源会导致荧光粉轮温度过高，影响使用寿命及光学效率低下。且随着光学扩展量的提供，会要求激光光斑越小，然而激光光斑过小会导致荧光粉轮局部温度过高，并可能破坏荧光粉结构。

为了有效提高荧光粉轮的散热，目前主要以金属结构散热、空气流通散热和外部散热等几种散热的方法。如中国专利/专利申请CN104614926A，CN204176561U，CN106199947A等围绕荧光粉轮的基板结构进行优化，通过扰动气体进行散热，通过轮盘结构优化进行散热，会增加轮盘加工难度，不利于加工制作，又如中国专利申请CN106200223A，CN107272186A等通过外加吹风和制冷设备等来进行散热，然而这些并不能解决荧光粉轮局部温度过高的问题；另有中国专利申请CN102636947A通过增加驱动单元使驱动马达在与荧光粉轮平行的第一平面上的预定范围内移动来减小荧光粉轮的热效应，从而提高荧光粉的使用寿命，但该发明申请引进驱动单元不利于激光光源系统的小型化发展要求。

发明内容

鉴于上述背景，本发明的目的在于提供一种高效散热的荧光粉轮装置，该装置提高了散热效率，解决了荧光粉轮局部温度过高的问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术解决方案如下：

一种高效散热荧光粉轮装置，包括轮盘基板，涂覆在该轮盘基板上的荧光粉层构成荧光粉轮盘，其特点在于，所述的荧光粉轮盘与风扇叶片平行地安装在电机的旋转轴上，所述的风扇叶片的直径不大于所述的荧光粉轮盘的直径，所述的荧光粉轮盘和风扇叶片处于一个安装有热交换器的散热腔体中。

所述的风扇叶片和荧光粉轮盘之间通过涂抹散热硅脂贴紧固定地安装在所述的电机的旋转轴上，或分立固定地安装在所述的电机的旋转轴上。

所述的风扇叶片由金属材料或塑料材料制成。

所述的轮盘基板为金属轮盘、陶瓷轮盘、玻璃轮盘或人工合成的蓝宝石轮盘。

所述的热交换器为水冷热交换器、或壳体热交换器，或两者相结合。

所述的荧光粉轮盘开设有气流导流孔。

所述的风扇叶片的直径小于所述的荧光粉轮盘的直径。

本发明的有益效果在于：

本发明高效散热荧光粉轮装置，采用风扇叶片与荧光粉轮盘的复合结构进行散热，当荧光粉轮盘在电机的驱动下开始转动时，风扇叶片也开始同步转动，带动气流，将气流垂直吹向荧光粉轮盘，向对于目前传统的平行于荧光粉轮轮盘的气流，具有更高的散热效率，金属风扇叶片与荧光粉轮盘接触，增大了散热面，从而可有效的进行热传导，集中的热量能迅速的分散到整体盘面上，从而达到可将激光光斑局部高温分散的效果，且提高整体荧光粉轮盘上散热效率。有效解决了在高亮度和小光斑等大能量高温度激光光源使用情况中荧光粉轮盘局部温度过高的问题，从而有效提高了散热效率。

本发明采用的风扇叶片有多种安装方式，可适用不同的安装环境和结构要求，使用灵活。同时该发明装置也可以作为其他器件的散热风扇使用，功能多样。

本发明与不同结构腔体配合可适用更高效的散热效果，可结合系统腔体进行内外部结构热交换散热，也可结合腔体内水冷板散热，从而有效节约制造成本，也有利于设备的小型化。

附图说明

图1是现有技术中荧光粉轮结构，及不同的轮盘散热结构示意图。

图2是现有技术荧光粉轮与气流方向示意图。(箭头为气流方向)

图3是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例1风扇叶片与荧光粉轮轮盘贴合安装的结构示意图。(箭头为气流方向)

图4是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例2的结构示意图。(箭头为气流方向)

图5是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例3，风扇叶片与荧光粉轮轮盘分立在电机旋转轴安装的示意图。(箭头为气流方向)

图6是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例4的结构示意图。(箭头为气流方向)

图中：1-轮盘基板、2-荧光粉层、3-散热结构、4-风扇叶片、5-气流导流孔、6-水冷板热交换器、7-壳体热交换器

具体实施方式

下面参考附图并结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图3，图3是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例1风扇叶片与荧光粉轮轮盘贴合安装的结构示意图。该实施例1的特点在于风扇叶片与荧光粉轮轮盘贴合安装。风扇叶片为金属材料，轮盘基板也为金属材料。.

1)选取现有金属风扇叶片，风扇直径不大于荧光粉轮轮盘直径，如果是透射式的荧光粉轮，金属风扇叶片应小于荧光粉层的直径，这样以便光线可以通过荧光粉轮盘，而不被风扇叶片阻挡；

2)将金属风扇叶片与金属荧光粉轮轮盘紧密贴合安装，两者之间涂抹散热硅脂，以利充分进行热传导；金属轮盘上的热量可有效的传递到风扇的叶片上，风扇的叶片作为散热载体，增大了散热面积；

3)将荧光粉轮金属轮盘在对应的风扇叶片区域位置设有导流孔，此孔是让气流在风扇的带动快速通过所述的荧光粉轮；

4)荧光粉轮转动时，在风扇叶片的带动下，气流垂直吹向轮盘，可带走轮盘上的热量，气流从轮盘上的导流孔通过，然后与风扇叶片接触，同时带走风扇叶片上的热量。

实施例2：

实施例2是在实例1的基础上，配合散热腔体使用。见图4，图4是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例2的结构示意图。该实施例的特点包括：

1)该散热腔体为密封式内循环腔体，包括腔体内的水冷散热交换器、壳体散热交换器，分布成柱状或条状热交换器，利于内部结构进行热交换；

2)该腔体内的水冷散热交换器内部通水散热，腔体上通过片状散热器与腔内空气进行热交换。

采用上述结构的荧光粉轮和散热装置，可使腔内的热量高效迅速的转移至外部，另外腔体内的气流垂直于所述的荧光粉轮轮盘进行流动，相对平行于轮盘，可更有效的带走热量。

实施例3：

参阅图5，图5是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例3，风扇叶片与荧光粉轮盘分立地安装在电机旋转轴上。

风扇叶片和荧光粉轮盘分立地安装在电机的旋转轴上。轮盘基板为陶瓷。风扇叶片为塑料叶片。

1)选取现有风扇的叶片，叶片为塑料叶片，叶片直径可以与轮盘基板直径相同，或小于轮盘直径；

2)将所述的风扇叶片和荧光粉轮盘分立地安装在电机的旋转轴上；电机带动荧光粉轮盘转动时，所述的风扇叶片也随之转动，风扇叶片产生的气流垂直吹向所述的荧光粉轮轮盘；

采用上述结构的高效散热荧光粉轮装置，叶片带动的风全部吹向轮盘，且可以产生大量的气流吹向轮盘，使轮盘整体快速降温。

实施例4：

在实施例3的基础上，增加包裹实施例3的腔体，构成本实施例4，见图6，图6是本发明高效散热荧光粉轮装置实施例4的结构示意图。本实施例的特点在于：

1)该散热腔体为密封式内循环腔体，腔体内包括水冷散热交换器、外壳体热交换器，分布柱状或条状热交换器，利于内部结构进行热交换；

2)所述的水冷散热交换器内部通水，所述的壳体热交换器与腔内部的空气进行热交换；

该装置可使腔内内部的热量高效迅速的转移至外部，另外腔体内气流垂直荧光粉轮轮盘进行流动，相对平行于轮盘，可更有效的带走热量。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种高效散热荧光粉轮装置，包括轮盘基板，涂覆在该轮盘基板上的荧光粉层构成荧光粉轮盘，其特征在于，所述的荧光粉轮盘与风扇叶片平行地安装在电机的旋转轴上，所述的风扇叶片的直径不大于所述的荧光粉轮盘的直径，所述的荧光粉轮盘和风扇叶片处于一个安装有热交换器的散热腔体中。

2.如权利要求1所述的高效散热荧光粉轮装置，其特征在于，所述的风扇叶片和荧光粉轮盘之间通过涂抹散热硅脂贴紧固定地安装在所述的电机的旋转轴上，或分立固定地安装在所述的电机的旋转轴上。

3.如权利要求1所述的高效散热荧光粉轮装置，其特征在于，所述的风扇叶片由金属材料或塑料材料制成。

4.如权利要求1所述的高效散热的荧光粉轮装置，其特征在于，所述的轮盘基板为金属轮盘、陶瓷轮盘、玻璃轮盘或人工合成的蓝宝石轮盘。

5.如权利要求1所述的高效散热的荧光粉轮装置，其特征在于，所述的热交换器为水冷热交换器、或壳体热交换器，或两者相结合。

6.如权利要求1所述的自增强散热的荧光粉轮装置，其特征在于，所述的荧光粉轮盘开设有气流导流孔。

7.如权利要求1至6任一项所述的自增强散热的荧光粉轮装置，其特征在于，所述的风扇叶片的直径小于所述的荧光粉轮盘的直径。