CN115079494A - 一种投影机lcd光阀的双风机散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影机LCD光阀的双风机散热装置，包括并列设置的第一风机和第二风机；所述第一风机和所述第二风机为涡轮风机；所述前菲镜和所述LCD光阀之间与所述光机壳体侧壁之间围成第一风道；所述LCD光阀和所述后菲镜之间与所述光机壳体侧壁之间围成第二风道；所述第一风机和第二风机的出风口正对所述第一风道和第二风道吹风；所述第一风机和第二风机的旋转方向相反。本发明能有效减少双风机并列散热时LCD光阀换热面的死区，且能有效改善双风机并列散热的声共震、涡旋、湍流和流体分层等损耗和不良影响，降低风机噪音和显著提高散热效率，且保持散热装置的体积尽量小巧。

Description

一种投影机LCD光阀的双风机散热装置

技术领域

本发明涉及投影机技术领域，尤其涉及一种投影机LCD光阀的双风机散热装置。

背景技术

对LCD投影机透射式光阀的散热，一直是业内普遍的技术难题之一。可以毫不夸张地说，那怕能提升1％的散热性能，都被视作为很宝贵的技术进步。

这是由透射式LCD光阀的特性决定了的，主体为熔融玻璃材料的光阀自身导热和扩热性能极差。在光线透射时，绝大部分的光线被光阀吸收转化成了焦耳热，而且光阀的散热功能和透光功能重叠，再则光阀前后的光学器件如前菲镜和后菲镜(“菲镜”是业内对菲涅尔透镜的简称)，也都严重限制了对光阀的高效散热风道设计。考虑各种工程制约，光阀的散热主要是通过强迫风冷对光阀的表面直接吹风实现。

所以往往对LCD光阀鼓风的风机尺寸越大(比如120*120*35mm涡轮风机)，意味着风量、风压等指标也越优异，散热效果就越好。但是这些大尺寸风机通常会使LCD投影机的外形尺寸显著地增大到离谱的程度，人们一般都不会选择这种极端的方式，而是倾向于选用如两只较小尺寸的风机(如50*50*20mm的涡轮风机)，并列设置对LCD光阀进行吹风(上述两只5020规格的风机对当前业内的3.5寸-5.2寸LCD光阀都具有较好的尺寸匹配性)，这能尽可能地控制投影机的外形尺寸，一定程度也能直接降低成本(小风机的单价低很多)而提高性价比。如图6所示便为内业的一些现有产品应用双风机的典型结构，其它双风机代表结构还有如中国专利公开号CN212905875U、CN215420558U等所展示技术。

但是双风机的使用是一个非常复杂而细致的现实工程技术，除确实可以较好地控制整机外形尺寸外，其声共震、涡旋、湍流和分层等损耗和不良影响，对散热往往未必就能尽善尽美起到应有作用，且相对于如图7所示的单风机散热来说，双风机技术气动的复杂性具有本质性差异。所以如何将双风机的性能最大化，有效克服弊端，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种投影机LCD光阀的双风机散热装置，本发明能有效减少双风机并列散热时LCD光阀换热面的死区，且能有效改善双风机并列散热的声共震、涡旋、湍流和流体分层等损耗和不良影响，降低风机噪音和显著提高散热效率，且保持风冷装置的体积尽量小巧。

为实现上述目的，本发明提供了一种投影机LCD光阀的双风机散热装置，所述投影机具有前菲镜、LCD光阀、后菲镜和光机壳体，所述前菲镜、LCD光阀和后菲镜位于所述光机壳体内，且所述前菲镜、LCD光阀和后菲镜按光线行进方向依次设置；所述双风机散热装置包括并列设置的第一风机和第二风机；所述第一风机和所述第二风机为涡轮风机。

所述前菲镜和所述LCD光阀之间与所述光机壳体侧壁之间围成第一风道；所述LCD光阀和所述后菲镜之间与所述光机壳体侧壁之间围成第二风道；所述第一风机和第二风机的出风口正对所述第一风道和第二风道吹风。

所述第一风机和第二风机的叶轮径向的平面和所述LCD光阀的通光面平行；或者所述第一风机和第二风机的叶轮径向的平面和所述LCD光阀的通光面相交，且交线和所述LCD光阀的通光面在水平方向的平分线平行。

所述第一风机和第二风机的旋转方向相反，正对所述LCD光阀的出射面看去，所述第一风机位于所述LCD光阀通光面垂直平分线的左侧，且所述第一风机做顺时针旋转，所述第二风机位于所述LCD光阀通光面垂直平分线的右侧，且所述第二风机做逆时针旋转。

优选地，所述第一风机和所述第二风机的转速不相等。

本发明的有益效果如下：

本发明第一风机和第二风机呈并列设置，第一风机和第二风机的出风口正对第一风道和第二风道吹风，以实现对LCD光阀的有效快速散热；同时第一风机和第二风机的旋转方向相反，正对所述LCD光阀的出射面看去，所述第一风机位于所述LCD光阀通光面垂直平分线的左侧，且所述第一风机做顺时针旋转，所述第二风机位于所述LCD光阀通光面垂直平分线的右侧，且所述第二风机做逆时针旋转，如此能有效减少双风机并列散热时LCD光阀换热面的死区，且能有效改善双风机并列散热的声共震、涡旋、湍流和流体分层等损耗和不良影响，降低风机噪音和显著提高散热效率，且保持散热装置的体积尽量小巧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例的示意图；

图2为本发明实施例的立体图；

图3为本发明LCD光阀散热风道的示意图；

图4为本发明实施例的一种变化示意图；

图5为自由状态的双风机风流示意图；

图6为现有双风机散热技术装机后的展示图；

图7为现有单风机的散热示意图；

图8为一种双风机的散热示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例：

参见图1-3所示，本实施例提供的一种投影机LCD光阀的双风机散热装置，所述投影机具有前菲镜2、LCD光阀1、后菲镜3和光机壳体6，所述前菲镜2、LCD光阀1和后菲镜3位于所述光机壳体6内，且所述前菲镜2、LCD光阀1和后菲镜3按光线行进方向依次设置。该光机壳体6主要用于固定LCD投影机的光学器件和散热器等必须的原材料。光学材料还包括投影光源、聚光装置和投影镜头等，这些都是国产LCD投影机的标配，图上均未画出，不再赘述。

所述双风机散热装置包括并列设置的第一风机4和第二风机5；所述第一风机4和所述第二风机5为涡轮风机。

所述前菲镜2和所述LCD光阀1之间与所述光机壳体6侧壁之间围成第一风道；所述LCD光阀1和所述后菲镜3之间与所述光机壳体6侧壁之间围成第二风道；所述第一风机4和第二风机5的出风口正对所述第一风道和第二风道吹风，参见图2和3所示，风流从所述第一风道和第二风道的一端流入从另一端流出，以在第一风机4和第二风机5作用下，实现对LCD光阀1的有效快速散热。

所述第一风机4和第二风机5的叶轮径向的平面(也可以理解为第一风机4和第二风机5进风口所在的平面)和所述LCD光阀1的通光面平行(参见图1、图2和图4)；或者所述第一风机4和第二风机5的叶轮径向的平面和所述LCD光阀1的通光面(或者透光窗口，后同)相交，且交线和所述LCD光阀1的通光面在水平方向的平分线平行(图中未进行展示)。图1中，y为所述LCD光阀1透光窗口的垂直平分线，所述“水平方向的平分线”为在LCD光阀1的透光窗口内和垂直平分线y正交的平分线，图中未画出。

继续参见图1所示，所述第一风机4和第二风机5的旋转方向相反，正对所述LCD光阀1的出射面看去，所述第一风机4位于所述LCD光阀1通光面垂直平分线y的左侧，且所述第一风机4做顺时针旋转(参见图1中第一风机4和第二风机5上的旋转箭头方向，后同)，所述第二风机5位于所述LCD光阀1通光面垂直平分线y的右侧，且所述第二风机5做逆时针旋转。由于所述第一风机4和第二风机5的叶轮尺寸相同，即便转速和风压略有差别，实际上所述第一风机4和第二风机5气动性的互相影响都非常低。本实施例除在A3区域产生涡旋外，就图示所述第一风机4和第二风机5的出风口尺寸和LCD光阀1透光窗口长边的尺寸实现了较好匹配的情况看，散热死区A1、A2的面积是非常小的，因为单LCD投影机的照明均匀度往往不高，所以位于LCD光阀1透光窗口边缘部位的散热死区A1、A2即便没有风流掠过，对LCD光阀1的安全性往往也并无影响。这个照明均匀性具有明显降低的区域，可参见图6中虚线D'右侧所示的区域。

本实施例中，所述第一风机4和所述第二风机5的转速在多数实际的投影机上，需要设置为不相等才能把噪音压到最低。因为针对于某一具体的风道，消除所述第一风机4和所述第二风机5的气流共振，往往把所述第一风机4和所述第二风机5的转速设置为不相等，具有最简单直接的功效。

为便于展示本发明技术的优越性，参见图5-图7的现有技术或者基本原理技术进行进一步分析和说明。其中，图5为自由状态的、单纯的双风机出风的风流示意图，当第一风机4'和第二风机5'并列设置且旋转方向相同，且自由地位于空气中时，相互的气动性影响是微乎其微的，即风机出风的速度场遵照基本规律从所述第一风机4'和第二风机5'的出风口以离心并扩散的路径流出，且具有规则性。风流主要包括两个方向的力，一个是向前吹的力(和风机出风口垂直的切向力)，一个是绕风机转轴旋转的轴向力。

而实际上风机一旦装入投影机光机后，第一风机4'和第二风机5'都工作在一个具有有限边缘尺寸的空间内，或者具有具体物理指标的风道中，风流的特性会发生根本性的变化，其风流的具体表现往往如图6所示。

图6是具有代表性的现有双风机散热技术的示意图，第一风机4'和第二风机5'并列设置对LCD光阀1'进行鼓风(相应的风道参见图2、图3，通常都是此类结构)，阴影区域A1'基本不能被风流有效散热(散热死区)，即基本没有风流掠过阴影区域A1'对应的LCD光阀1'的表面。第二风机5'流出的数量为无穷根的风流运动轨迹线(也称“风流运动迹线”等)，以F51'、F52'等线条进行抽象代表和示意；第一风机4'流出的风流运动迹线，以F41'、F42'和F43'等线条进行抽象代表和示意。第一风机4'和第二风机5'出风的风流中，风流F51'和风流F43'相邻，由于风流F43'流动的速度会明显高于风流F51'，所以风流F43'在其周边产生的低压区的压力更低，同时风流F51'在其自身轴向力分量的进一步作用下，会使风流F51'的方向强行地被拉往风流F43'的流动轨道，进而第二风机5'的出风整体被拉往第一风机4'出风的流体轨道上。这就是上述的A1'区域基本没有风流掠过的原因。同时，在风流F43'和风流F51'之间产生的涡旋区域A2'，进一步增加了风流F51'的阻力，这些因素都是使第二风机5'的出风整体地被拉往第一风机4'出风流束(或流体)轨道的原因。

由于如今的LCD光阀已经进入16：9和16：10等宽高比的时代，图6中散热死区A1'的面积，几乎占了LCD光阀1'透光窗口的二分之一之多，这对LCD光阀1'的散热是极其不利的，往往表现在图像严重偏色，且耐久性不佳，同时严重影响用户观看体验。

进一步地，风流F41'、F42'和F43'等，在第一风道和第二风道(图中未画出)中行进时，还会撞击到光机壳体6'垂直方向的侧壁，进而在靠近光机壳体6'垂直方向侧壁的区域形成若干的涡旋A3'、A4'等，这些涡旋都会增加风阻和产生噪音。这些因素对图6所示的现有双风机散热技术，都是非常不利的。图7是普通的单风机对LCD光阀1'散热示意图，这种方式就没有双风机互相的气动干扰，但当LCD光阀尺寸1'较大时(比如4-7寸)，需要很大尺寸的风机不说，同时会显著增加投影机的体积(包括增加的风机体积和风道长度的体积)，这是不切实际的；如果风机尺寸较小，则如图7所示，散热死区A9'和A10'是客观存在的，这就非常不利于LCD光阀1'的稳定性和耐久性。

图4为本实施例的一种变化设计，当所述第一风机4和第二风机5并列设置的总宽度尺寸略大于LCD光阀1透光窗口某个边(如长边)的尺寸时，可适当旋转所述第一风机4和第二风机5的摆放，使得所述第一风机4和第二风机5的出风口和所述第一风道、第二风道相匹配，有利于减小所述第一风机4和第二风机5之间的涡旋、减小散热死区A1和A2的面积。

在投影机同等的设计条件(同等尺寸的风机和LCD光阀尺寸，以及同等的第一风道、第二风道尺寸等)下，本实施例无论是散热死区A1和A2以及涡旋区域A3的副作用，都比如图6所示的现有广泛使用的技术具有显著的改善。

参见图1所示和如前述的第一风机4和第二风机5的旋转方向相反等条件，显著特征是正对所述LCD光阀1的出射面看去，所述第一风机4位于所述LCD光阀1通光面垂直平分线y的左侧，做顺时针旋转；所述第二风机5位于所述LCD光阀1通光面垂直平分线y的右侧，做逆时针旋转。而如图8所示，所述第一风机4'和第二风机5'的旋转方向相反，正对所述LCD光阀1'的出射面看去，所述第一风机4'位于所述LCD光阀1'通光面垂直平分线y'的左侧，做逆时针旋转；所述第二风机5'位于所述LCD光阀1'通光面垂直平分线y'的右侧，做顺时针旋转，很显然地，假如图1和图8是同样条件，则图8的散热死区A5'和A6'比图1的散热死区A1和A2大得多。当然，增加所述第一风机4'和第二风机5'的尺寸，可减小散热死区A5'和A6'的面积，不过针对现实的产品，这种显著增加投影机体积的做法是不可取的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种投影机LCD光阀的双风机散热装置，所述投影机具有前菲镜(2)、LCD光阀(1)、后菲镜(3)和光机壳体(6)，所述前菲镜(2)、LCD光阀(1)和后菲镜(3)位于所述光机壳体(6)内，且所述前菲镜(2)、LCD光阀(1)和后菲镜(3)按光线行进方向依次设置；其特征在于，所述双风机散热装置包括并列设置的第一风机(4)和第二风机(5)；所述第一风机(4)和所述第二风机(5)为涡轮风机；

所述前菲镜(2)和所述LCD光阀(1)之间与所述光机壳体(6)侧壁之间围成第一风道；所述LCD光阀(1)和所述后菲镜(3)之间与所述光机壳体(6)侧壁之间围成第二风道；所述第一风机(4)和第二风机(5)的出风口正对所述第一风道和第二风道吹风；

所述第一风机(4)和第二风机(5)的叶轮径向的平面和所述LCD光阀(1)的通光面平行；或者所述第一风机(4)和第二风机(5)的叶轮径向的平面和所述LCD光阀(1)的通光面相交，且交线和所述LCD光阀(1)的通光面在水平方向的平分线平行；

所述第一风机(4)和第二风机(5)的旋转方向相反，正对所述LCD光阀(1)的出射面看去，所述第一风机(4)位于所述LCD光阀(1)通光面垂直平分线的左侧，且所述第一风机(4)做顺时针旋转，所述第二风机(5)位于所述LCD光阀(1)通光面垂直平分线的右侧，且所述第二风机(5)做逆时针旋转。

2.根据权利要求1所述的一种投影机LCD光阀的双风机散热装置，其特征在于，所述第一风机(4)和所述第二风机(5)的转速不相等。

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