CN111736414B - 一种荧光轮散热结构及激光投影机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荧光轮散热结构及激光投影机，所述荧光轮散热结构包括荧光轮机及与之接触配合连接的散热组件，散热组件包括壳体及液冷腔，壳体上开设有进液管及出液管，以便冷却液能够连续地进出液冷腔，进而带走热量。所述荧光轮散热结构给荧光轮机设置有与其接触配合连接的散热组件，而散热组件内部设置有用于填充冷却液的液冷腔，在荧光轮机旋转工作过程中，冷却液与荧光轮机直接接触带走热量，由于冷却液的比热容大于空气的比热容，因此可实现极佳的冷却散热效果；将该荧光轮散热结构应用于激光投影机中，可快速降低荧光粉的温度，确保高水平的荧光转换效率，提高激光投影机的质量、延长机器的使用寿命。

Description

一种荧光轮散热结构及激光投影机

技术领域

本发明涉及激光投影显示设备领域，尤其涉及一种荧光轮散热结构及激光投影机。

背景技术

激光投影机是使用激光光束来透射出画面。其中激光投影机的光学部件主要由红绿蓝三色光阀、合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀。在激光投影机中有红、绿、蓝三色激光。市面上大部分激光投影机采用蓝色激光加荧光粉的技术，来获得其它颜色的光，通过三原色的组合来得到彩色光源。

请参阅图1，目前投影设计采用荧光轮机80的方式，用马达驱动轮盘81旋转同步带动荧光粉82旋转，由于激光照射到荧光粉82上的能量非常高，导致荧光粉82的温度升高，荧光转换效率下降，为使转换效率提高，必须有效降低荧光粉82的温度。

为了降低荧光粉82的温度，目前现有技术中已经出现采用风冷方式来进行散热(如图1所示)，由于空气的比热容相对较小，利用空气对流散热效率相对较低，荧光粉82的温度降低有限，因而荧光粉82的转换效率提升受限。

有鉴于此，急需一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种荧光轮散热结构及激光投影机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种荧光轮散热结构，包括荧光轮机及与荧光轮机接触配合连接的散热组件，所述散热组件包括壳体及设置于所述壳体内部的液冷腔，所述壳体上开设有进液管及出液管，所述进液管及所述出液管均与所述液冷腔连通，以便冷却液能够连续地进出所述液冷腔，进而带走热量。

作为进一步的改进，所述液冷腔内设有截流板，所述截流板用于截留冷却液，使冷却液从所述进液管进入，并在充满所述液冷腔后从所述出液管流出。

作为进一步的改进，所述荧光轮机包括驱动马达、轮盘及荧光粉，所述驱动马达的转轴连接所述轮盘的中心轴线，用于带动所述轮盘旋转；所述荧光粉涂覆在所述轮盘的其中一表面。

作为进一步的改进，所述壳体包括主壳及封盖在主壳两侧的密封盖，所述主壳在两侧方向上贯通，主壳与密封盖之间形成所述液冷腔。

作为进一步的改进，所述散热组件的一侧或两侧连接有一所述荧光轮机；

其中，所述驱动马达的转轴与对应一侧的密封盖接触连接，所述轮盘与该侧的密封盖间隙配合连接，且二者的间距大于零。

作为进一步的改进，所述密封盖的中部设有凹孔，所述转轴的端部插置于所述凹孔内。

作为进一步的改进，所述散热组件还包括环形压板，所述环形压板通过螺钉固定在所述壳体的外侧，所述轮盘位于所述环形压板和所述壳体之间，所述环形压板的内圈挡在所述轮盘的外侧周缘，以使所述轮盘的内侧与所述壳体保持密封连接。

作为进一步的改进，所述环形压板与所述轮盘的装配面之间还设有数个弹性缓冲件，每个所述弹性缓冲件均包括弹簧及钢珠；

所述弹簧收纳于开设在环形压板上的盲孔内，所述钢珠在所述弹簧的弹力作用下部分伸出于所述盲孔，并抵推在所述轮盘的外侧面，以使所述轮盘与所述壳体保持紧贴。

作为进一步的改进，所述轮盘的内侧与所述壳体之间的密封面设置为凹凸结构。

作为进一步的改进，所述轮盘的内侧壁向所述壳体的方向凸出一圈凸缘，所述壳体上开设有一圈凹槽，所述凸缘在装配时嵌入所述凹槽内。

作为进一步的改进，所述凸缘的径向尺寸小于所述凹槽的径向尺寸，所述凸缘与所述凹槽之间的间隙内填充有油膜液。

作为进一步的改进，所述壳体包括外环壁和内环壁，所述外环壁上间隔设置有多个第一扰流板，所述内环壁上间隔设置有多个第二扰流板；所述第一扰流板和所述第二扰流板相对延伸、且在径向上相互错位；所述外环壁、所述内环壁、所述第一扰流板和所述第二扰流板四者共同形成流向槽；

所述截流板的径向两端分别连接所述外环壁和所述内环壁，以使所述截流板截断所述流向槽。

作为进一步的改进，所述进液管、所述出液管及所述截流板均设置在所述壳体的底部，且所述截流板位于所述进液管和所述出液管之间。

作为进一步的改进，所述壳体的外表面设有散热片。

作为进一步的改进，所述散热片均匀分布在所述壳体的环周表面。

本发明的目的之二在于提供一种激光投影机，其包括如上所述的荧光轮散热结构。

相比于现有技术，本发明带来如下有益效果：

本发明的荧光轮散热结构，给荧光轮机设置有与其接触配合连接的散热组件，而散热组件内部设置有用于填充冷却液的液冷腔，在荧光轮机旋转工作过程中，冷却液与荧光轮机直接接触带走热量，由于冷却液的比热容大于空气的比热容，因此可实现极佳的冷却散热效果；将该荧光轮散热结构应用于激光投影机中，可快速降低荧光粉的温度，确保高水平的荧光转换效率，提高激光投影机的质量、延长机器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术中荧光轮机的散热结构示意图；

图2示出了本发明一较佳实施例的荧光轮散热结构的立体图；

图3示出了本发明的散热组件的结构示意图；

图4示出了本发明一较佳实施例的荧光轮散热结构的剖面图；

图5示出了本发明另一较佳实施例的荧光轮散热结构的剖面图；

图6示出了本发明又一较佳实施例的荧光轮散热结构的剖面图(为方便起见，省略了壳体内部结构)；

图7示出了图6中A处的局部放大图。

主要元件符号说明：

10-荧光轮机；11-转轴；12-轮盘；121-凸缘；13-荧光粉；20-液冷腔；21-壳体；201-凹槽；211-主壳；23-基座；24-密封盖；25-外环壁；251-第一扰流板；26-内环壁；261-第二扰流板；27-流向槽；28-进液管；29-出液管；30-散热片；40-截流板；51-弹簧；52-钢珠；60-环形压板；70-螺钉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图2至图7，本实施例提供一种荧光轮散热结构，包括荧光轮机10及与之接触配合连接的散热组件。

请结合参阅图2至图5，具体的，所述荧光轮机10包括驱动马达、轮盘12及荧光粉13，所述驱动马达设有转轴11，转轴11连接在所述轮盘12的中心轴线上，转轴11垂直于轮盘12所在的平面，驱动马达工作时，通过转轴11可带动轮盘12旋转；所述轮盘12的其中一表面涂覆有所述荧光粉13，另一表面与所述散热组件接触配合连接。

请参阅图2，需要说明的是，所述轮盘12为圆形，因此与之配合的散热组件的外形轮廓也大致呈圆形。

请参阅图3，具体的，所述散热组件包括圆柱形的壳体21及设置于所述壳体21内部的液冷腔20，壳体21在轴向上是贯通的，所述液冷腔20形成于壳体21的内部。所述壳体21上开设有进液管28及出液管29，所述进液管28及所述出液管29均与所述液冷腔20连通，其中，进液管28连接水箱(图未示)，出液管29连接回收装置或水箱，以便冷却液能够连续地进出所述液冷腔20，进而持续不断地带走热量。

请参阅图4及图5，示范性的，所述壳体21包括主壳211及封盖在主壳211两侧的密封盖24，所述主壳211在两侧方向(即轴向)上贯通，主壳211与两侧的密封盖24之间形成所述液冷腔20。

请参阅图4，在其中一个优选的方案中，散热组件一侧连接有荧光轮机10。

其中，所述驱动马达的转轴11与对应一侧的密封盖24接触连接，所述轮盘12与该侧的密封盖24间隙配合连接，且二者的间距大于零。

进一步的，所述密封盖24的中部设有凹孔(图中未标识)，所述转轴11的端部插置于所述凹孔内；该设置增加转轴11与密封盖24之间的接触面积，有利于更快的传递热量。

工作时，驱动马达带动转轴11旋转，进而带动轮盘12旋转。轮盘12产生的热量传递给转轴11，再由转轴11传递给密封盖24。密封盖24与液冷腔20内的冷却液直接接触，从而可实现快速散热的效果。

请参阅图5，在另一个优选的方案中，散热组件两侧均连接有一荧光轮机10。两侧的荧光轮机10与散热组件的装配连接关系与上一个方案一致，此处不再赘述。同理，两侧的荧光轮机10均可藉由散热组件实现快速散热的效果，只需要适当增加单位时间内流经液冷腔20的冷却液流量即可。

请参阅图6及图7，在又一个优选的方案中，所述散热组件的其中一侧还包括环形压板60，所述环形压板60通过螺钉70固定在所述壳体21的外侧，所述轮盘12位于所述环形压板60和所述壳体21之间，所述环形压板60的内圈61挡在所述轮盘12的外侧周缘，以使所述轮盘12的内侧与所述壳体21保持密封连接。工作时，轮盘12的内侧直接与液冷腔20中的冷却液接触，因而可达到比前述方案更优的散热效果。

为了使轮盘12与壳体21之间保持更好的密封效果，还可作以下改进：所述环形压板60与所述轮盘12的装配面之间还设有数个弹性缓冲件，数个弹性缓冲件对称分布在轴线四周，每个所述弹性缓冲件均包括弹簧51及钢珠52。

具体的，所述弹簧51收纳于开设在环形压板60上的盲孔(图中未标识)内，所述钢珠52在所述弹簧51的弹力作用下部分伸出于所述盲孔，并抵推在所述轮盘12的外侧面，以使所述轮盘12与所述壳体21保持紧贴。

工作时，钢珠52在弹簧51的作用下，从外向内抵推轮盘12，使得轮盘12始终紧贴壳体21，钢珠52与轮盘12之间的面-点接触方式可减小轮盘12旋转时的阻力。

值得一提的是，弹性缓冲件的数目、弹簧51的弹性系数等均可视具体情况而定，确保轮盘12与壳体21之间保持良好密封，使冷却液不致于泄露；同时，确保轮盘12与壳体21之间的摩擦力不致于过大而影响轮盘12的正常转动。

进一步的，为了进一步提高轮盘12与壳体21之间的密封性，所述轮盘12的内侧与所述壳体21之间的密封面设置为凹凸结构，该结构可增大冷却液往外泄露的行程，从而达到提高密封性的目的。

具体的，所述轮盘12的内侧壁向所述壳体21的方向凸出一圈凸缘121，所述壳体21上开设有一圈凹槽201，所述凸缘121在装配时嵌入所述凹槽201内。

请参阅图7，作为进一步的改进，所述凸缘121的径向尺寸小于所述凹槽201的径向尺寸，所述凸缘121与所述凹槽201之间的间隙内填充有油膜液，从而有利于轮盘12旋转更加顺畅，同时也能在一定程度上增大液体泄露的难度。

需要说明的是，还可以在所述散热组件的两侧均连接荧光轮机10，两侧的荧光轮机10与散热组件的装配连接关系与上述方案一致，此处不再赘述。同理，两侧的荧光轮机10均可藉由散热组件实现快速散热、密封性能好、运行顺畅的效果，只需要适当增加单位时间内流经液冷腔20的冷却液流量即可。

请参阅图2及图3，在其中一个实施例中，所述壳体21的底部还设有一基座23，该基座23用于将整个散热组件固定在一平面(如地面、机台)上。

需要说明的是，所述冷却液可以采用水或其它液体。

请参阅图2及图3，具体的，所述壳体21内部包括外环壁25和内环壁26，外环壁25和内环壁26之间形成环形的流道(如图3中虚线所示)，外环壁25即壳体21的外壁，内环壁26可以与所述凹孔22的壁制成一体。所述外环壁25上间隔设置有多个第一扰流板251，所述内环壁26上间隔设置有多个第二扰流板261；所述第一扰流板251和所述第二扰流板261相对延伸、且在径向上相互错位；所述外环壁25、所述内环壁26、所述第一扰流板251和所述第二扰流板261四者共同形成流向槽27。

所述液冷腔20内设有截流板40，所述截流板40用于截留冷却液，所述截流板40的径向两端分别连接所述外环壁25和所述内环壁26，以使所述截流板40截断所述流向槽27；该截流板40使冷却液从所述进液管28进入，并在充满所述液冷腔20后从所述出液管29流出。

流向槽27用于对冷却液进行导流，冷却液沿着流向槽27流动时，其实际行进路线为S型曲线，可延长冷却液与发热部件的接触时间，使得冷却液与发热部件进行充分的热交换，进而可提高冷却散热的效率。本发明所述的发热部件指轮盘12或转轴11。

当然，所述流向槽27还可以设置成其它形式的结构，例如在液冷腔20内设置扰流柱、缓冲台等结构，凡是能够延长冷却液与发热部件之间热交换时间、提升热交换效率的结构都应当落入本发明的保护范围。

更具体的，所述壳体21上开设有进液管28和出液管29，所述进液管28和所述出液管29设置在壳体21的底部，且均与所述液冷腔20连通；所述截流板40也位于壳体21的底部，且截流板40位于进液管28与出液管29之间，冷水从所述进液管28导入液冷腔20，沿着所述流向槽27流动并充满整个液冷腔20，之后再从所述出液管29排出。在此过程中，冷却液与轮盘12进行换热，以此来达到水冷散热效果；所述截流板40将壳体21内部的液冷腔20分隔成两部分，出液管29附近的热水不会与进液管28附近的冷水混合，有利于确保散热效果。

需要说明的是，本实施例中进液管28和出液管29的位置可以调换，相应地，冷却液在液冷腔20中的行进方向也相应地发生改变。

当然，所述荧光轮机10散热结构还可以包括水箱及回收装置，水箱用于提供冷水，回收装置用于收集热水，再冷却后注入水箱，以确保液冷腔20内的冷却液始终保持较高的换热效果。

请参阅图2及图3，作为进一步的改进，壳体21的外表面设有散热片30，优选的，所述散热片30均匀分布在所述壳体21的环周表面。

所述散热片30可对壳体21进行风冷散热。需要说明的是，所述散热片30还可以设置在壳体21的其它位置，或者设置成其它形状结构，只要是对壳体21进行风冷散热的结构均应落入本发明的保护范围内。

本实施例还提供一种使用上述荧光轮散热结构的激光投影机(未图示)。

藉由液冷腔20中冷却液对轮盘12及转轴11等发热部件进行水冷散热，可实现快速降低荧光粉13的温度的目的，确保高水平的荧光转换效率，提高激光投影机的质量、延长使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种荧光轮散热结构，其特征在于，包括荧光轮机及与荧光轮机接触配合连接的散热组件，所述散热组件包括壳体及设置于所述壳体内部的液冷腔，所述壳体上开设有进液管及出液管，所述进液管及所述出液管均与所述液冷腔连通，以便冷却液能够连续地进出所述液冷腔，进而带走热量；

所述液冷腔内设有截流板，所述截流板用于截留冷却液，使冷却液从所述进液管进入，并在充满所述液冷腔后从所述出液管流出；

所述壳体包括外环壁和内环壁，所述外环壁上间隔设置有多个第一扰流板，所述内环壁上间隔设置有多个第二扰流板；所述第一扰流板和所述第二扰流板相对延伸、且在径向上相互错位；所述外环壁、所述内环壁、所述第一扰流板和所述第二扰流板四者共同形成流向槽；所述截流板的径向两端分别连接所述外环壁和所述内环壁，以使所述截流板截断所述流向槽。

2.如权利要求1所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述荧光轮机包括驱动马达、轮盘及荧光粉，所述驱动马达的转轴连接所述轮盘的中心轴线，用于带动所述轮盘旋转；所述荧光粉涂覆在所述轮盘的其中一表面。

3.如权利要求2所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述壳体包括主壳及封盖在主壳两侧的密封盖，所述主壳在两侧方向上贯通，主壳与密封盖之间形成所述液冷腔。

4.如权利要求3所述的荧光轮散热结构，其特征在于，在所述散热组件的一侧或两侧连接有一所述荧光轮机；

其中，所述驱动马达的转轴与对应一侧的密封盖接触连接，所述轮盘与该侧的密封盖间隙配合连接，且二者的间距大于零。

5.如权利要求4所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述密封盖的中部设有凹孔，所述转轴的端部插置于所述凹孔内。

6.如权利要求2所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述散热组件还包括环形压板，所述环形压板通过螺钉固定在所述壳体的外侧，所述轮盘位于所述环形压板和所述壳体之间，所述环形压板的内圈挡在所述轮盘的外侧周缘，以使所述轮盘的内侧与所述壳体保持密封连接。

7.如权利要求6所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述环形压板与所述轮盘的装配面之间还设有数个弹性缓冲件，每个所述弹性缓冲件均包括弹簧及钢珠；

所述弹簧收纳于开设在环形压板上的盲孔内，所述钢珠在所述弹簧的弹力作用下部分伸出于所述盲孔，并抵推在所述轮盘的外侧面，以使所述轮盘与所述壳体保持紧贴。

8.如权利要求6或7所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述轮盘的内侧与所述壳体之间的密封面设置为凹凸结构。

9.如权利要求8所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述轮盘的内侧壁向所述壳体的方向凸出一圈凸缘，所述壳体上开设有一圈凹槽，所述凸缘在装配时嵌入所述凹槽内。

10.如权利要求9所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述凸缘的径向尺寸小于所述凹槽的径向尺寸，所述凸缘与所述凹槽之间的间隙内填充有油膜液。

11.如权利要求1所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述进液管、所述出液管及所述截流板均设置在所述壳体的底部，且所述截流板位于所述进液管和所述出液管之间。

12.如权利要求1所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述壳体的外表面设有散热片。

13.如权利要求12所述的荧光轮散热结构，其特征在于，所述散热片均匀分布在所述壳体的环周表面。

14.一种激光投影机，其特征在于：包括如权利要求1-13任一项所述的荧光轮散热结构。

Images