CN208384330U - 一种发热元器件的散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发热元器件的散热系统，包括：多段散热结构、内部风扇以及与多段散热结构配套设置的换热装置，多段散热结构和内部风扇设置在环型散热风道中；多段散热结构至少包括第一段散热结构和第二段散热结构，第一段散热结构位于发热元器件两侧，第二段散热结构靠近内部风扇的入风口；换热装置设置在对应散热结构远离发热元器件的一侧。本实用新型采用环型散热风道与铲齿鳍片散热器相结合，多段散热结构进行逐级散热以及换热装置对散热结构进行降温的方式，提高了整个系统的散热效果和散热效率，并且发热元器件周边的空间利用率较高，可以适用于功率较大的发热元器件散热。

Description

一种发热元器件的散热系统

技术领域

本实用新型属于元器件散热技术领域，具体涉及一种发热元器件的散热系统。

背景技术

激光投影显示设备中，荧光轮所处环境的灰尘和温度对荧光轮的寿命影响非常大，并且随着机器的运行，荧光轮所在的内部空间的温度会越来越高，也会导致机器效率降低，寿命减少。目前各厂家大部分采用密闭加散热器和风扇的结构来对荧光轮散热，此结构简单方便，价格较低，但因内部空间较小，导致散热效果不佳，特别是对于一些较为高亮的机器，荧光轮的散热效率更难提高。

图1示出了目前市场上激光投影显示设备的荧光轮的散热结构，包括内部风扇、外部风扇、外部散热器和内部换热器，其中，内部风扇和内部换热器位于放置荧光轮的密封腔体内，荧光轮与内部风扇分别位于内部换热器的两侧；内部换热器通过热管与外部散热器连接，外部风扇放置在密封腔体的外部以及外部散热器的侧部。这种荧光轮的散热结构因其设计简单，价格低廉，而得到广泛应用，但因密闭腔体的内部空间有限，内部换热器的散热鳍片面积不够，且密封腔体的内部空气循环行程较短，导致在实际应用时，密封腔体的内部空气温度和荧光轮盘面温度很难降低，散热效果不佳，散热效率难以提高，特别是对于较大功率的荧光轮来说，其散热效率更难提高。

实用新型内容

为了解决上述密封腔体中发热元器件的散热效率不佳，散热效率难以提高的技术问题，本实用新型实施例提出了一种发热元器件的散热系统。

一种发热元器件的散热系统，包括：多段散热结构、内部风扇以及与多段散热结构配套设置的换热装置，其中，多段散热结构和内部风扇设置在环型散热风道中；

多段散热结构至少包括第一段散热结构和第二段散热结构，第一段散热结构非接触式地位于发热元器件两侧，第二段散热结构靠近内部风扇的入风口；

换热装置设置在对应散热结构远离发热元器件的一侧。

在某些实施例中，第一段散热结构包括第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器，第二段散热结构包括第三铲齿鳍片散热器；

第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器位于发热元器件两侧，第三铲齿鳍片散热器靠近内部风扇的入风口；

换热装置包括第一换热装置、第二换热装置和第三换热装置，第一换热装置位于第一铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第二换热装置位于第二铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第三换热装置位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧。

在某些实施例中，所述环型散热风道为回型散热风道。

在某些实施例中，所述第三换热装置包括第一水冷散热器和热电致冷器；

热电致冷器位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧；

第一水冷散热器位于热电致冷器远离第三铲齿鳍片散热器的一侧，第一水冷散热器的水冷头与热电致冷器接触。

在某些实施例中，所述第一换热装置包括第二水冷散热器，第二水冷散热器位于第一铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第二水冷散热器的水冷头与第一铲齿鳍片散热器接触。

在某些实施例中，所述第二换热装置包括鳍片散热器，鳍片散热器位于第二铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧。

在某些实施例中，所述第二换热装置还包括外部风扇，外部风扇位于鳍片散热器远离第二铲齿鳍片散热器的一侧。

在某些实施例中，内部风扇为涡轮风扇。

在某些实施例中，所述发热元器件为激光投影显示设备中的荧光激发筒，所述第一铲齿鳍片散热器安装在荧光激发筒前部，所述第二铲齿鳍片散热器安装在荧光激发筒背部。

在某些实施例中，所述热电致冷器包括多个热电致冷片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的发热元器件的散热系统，采用环型散热风道与铲齿鳍片散热器相结合，通过使用铲齿鳍片散热器，使得同体积物体的表面积达到最大，可以增加环型散热风道内部的鳍片面积，从而增加发热元器件近距离的吸热面积，而且还可以增加环型散热风道内部的风道长度，从而增加空气循环流动路径；并且采用多段散热结构进行逐级散热以及换热装置对散热结构进行降温的方式，对各个铲齿鳍片散热器进行强化散热，迅速将热量传递到环型散热风道外部，为环型散热风道中的气流降温，因此，能够提高整个系统的散热效果和散热效率，并且发热元器件周边的空间利用率较高，可以适用于功率较大的发热元器件散热。

另外，通过外部风扇可以降低环型散热风道周边的环境温度。此外，第三铲齿鳍片散热器与热电致冷器配合形成散热循环系统，可以快速降低流经第三铲齿鳍片散热器的气流的温度，使气流在内部风扇出风口处的温度能够一直保持在一个较低的温度，可以有效降低发热元器件温度以及环型散热风道周边的环境温度，有利于提升整个系统的散热效果。

附图说明

图1是现有的激光投影显示设备的荧光轮的散热结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提出的发热元器件的散热系统的一种实施例的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提出的发热元器件的散热系统的一种具体应用的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提出的发热元器件的散热系统包括的铲齿鳍片散热器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提出的发热元器件的散热系统的另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例，相关附图作为示意图不应该被认为严格反映几何尺寸的比例关系，也不应该作为限制本实用新型的适用范围。本文中出现的“第一”、“第二”等类似字样，仅是为了区分不同的技术特征，并无实质含义。

本实用新型实施例提出了一种发热元器件的散热系统，包括：多段散热结构、内部风扇以及与多段散热结构配套设置的换热装置，其中，多段散热结构和内部风扇设置在环型散热风道中；多段散热结构至少包括第一段散热结构和第二段散热结构，第一段散热结构非接触式地位于发热元器件两侧，第二段散热结构靠近内部风扇的入风口，通过多段散热结构对发热元器件进行逐级散热；换热装置设置在对应散热结构远离发热元器件的一侧，对多段散热结构进行降温。

优选地，第一段散热结构和第二段散热结构包括的散热器为铲齿鳍片散热器。

环形散热风道相对于发热元器件是密封的，以防止环型散热风道中的气流对发热元器件的工作和性能造成影响。

本实用新型提出的发热元器件的散热系统，采用环型散热风道与铲齿鳍片散热器相结合，通过使用铲齿鳍片散热器，使得同体积物体的表面积达到最大，可以增加环型散热风道内部的鳍片面积，从而增加发热元器件近距离的吸热面积，而且还可以增加环型散热风道内部的风道长度，从而增加空气循环流动路径；并且采用多段散热结构进行逐级散热以及换热装置对散热结构进行降温的方式，对各个铲齿鳍片散热器进行强化散热，迅速将热量传递到环型散热风道外部，为环型散热风道中的气流降温，因此，能够提高整个系统的散热效果和散热效率，并且发热元器件周边的空间利用率较高，可以适用于功率较大的发热元器件散热。

下面结合具体实施例对本实用新型提出的发热元器件的散热系统进行描述。

实施例1：

本实用新型实施例提出的发热元器件的散热系统，如图2所示，包括：第一段散热结构、第一段散热结构、内部风扇以及与多段散热结构配套设置的换热装置，第一段散热结构包括第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器，第二段散热结构包括第三铲齿鳍片散热器，第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器非接触式地位于发热元器件两侧，第三铲齿鳍片散热器靠近内部风扇的入风口。换热装置包括第一换热装置、第二换热装置和第三换热装置，第一换热装置位于第一铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，为第一铲齿鳍片散热器散热；第二换热装置位于第二铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，为第二铲齿鳍片散热器散热；第三换热装置位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，为第三铲齿鳍片散热器散热。

第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器和第三铲齿鳍片散热器均与发热元器件保持一定距离，避免对发热元器件的工作造成影响，并尽量接近发热元器件，以最大限度地吸收发热元器件散发出的热量。

内部风扇为环型散热风道提供气流动力，促使环型散热风道内部空气沿着环型散热风道循环流动。环型散热风道内部空气在内部风扇的作用下，从内部风扇的出风口流经第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器后，再流经第三铲齿鳍片散热器，回到内部风扇的入风口，如此循环流动，从而通过多段散热结构不断吸收发热元器件散发出的热量，然后通过环型散热风道将吸收的热量借助换热装置散发到环型散热风道外部，实现对发热元器件的散热。

进一步地，内部风扇优选为涡轮风扇。

进一步地，环型散热风道为回型散热风道。

进一步地，所述第一换热装置包括第二水冷散热器，第二水冷散热器位于第一铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第二水冷散热器的水冷头与第一铲齿鳍片散热器接触，为第一铲齿鳍片散热器散热，可参考图3。

进一步地，所述第二换热装置包括鳍片散热器和外部风扇。

鳍片散热器位于第二铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧。鳍片散热器可以为铲齿鳍片散热器，也可以为普通的鳍片散热器。

外部风扇位于鳍片散热器远离第二铲齿鳍片散热器的一侧。当然，为了更好地降低环型散热风道周边的环境温度，可以在环型散热风道外部多处或多侧设置外部风扇。

进一步地，所述第三换热装置包括第一水冷散热器和热电致冷器。

热电致冷器位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，能够对第三铲齿鳍片散热器进行快速降温，从而快速降低进入内部风扇的气流温度。

第一水冷散热器位于热电致冷器远离第三铲齿鳍片散热器的一侧，第一水冷散热器的水冷头与热电致冷器接触，为热电致冷器的与第一水冷散热器的水冷头接触的接触面降温，从而将热电致冷器从第三铲齿鳍片散热器吸收的热量快速释放，进而实现对第三铲齿鳍片散热器的快速散热。

在某些实施例中，第一换热装置和第二换热装置也可以采用上述第三换热装置的结构，包括水冷散热器和热电致冷器，具体设置方式可以参考前述对第三换热装置的结构描述。

进一步地，所述热电致冷器可以包括一个或多个热电致冷片。图3给出了热电致冷器包括2个热电致冷片的示例。

所述第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器和第三铲齿鳍片散热器的外形可以根据发热元器件的外部形状进行设计，使得所述第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器和第三铲齿鳍片散热器的外形与发热元器件的对应部位的外形相匹配，以使铲齿鳍片散热器能够最大限度地接近发热元器件。图4中给出了铲齿鳍片散热器的结构示意图，图4所示的铲齿鳍片散热器为方形，中间设置有与发热元器件外形相匹配的凹部，以使铲齿鳍片散热器能够最大限度地接近发热元器件。例如第二铲齿鳍片散热器中靠近发热元器件的部位，可以设计成非接触式容纳发热元器件的形状，以使第二铲齿鳍片散热器最大限度地接近发热元器件，最大限度地增加第二铲齿鳍片散热器的吸热面积，从而最大限度地吸收发热元器件散发出的热量。

本实用新型提出的发热元器件的散热系统，采用环型散热风道与铲齿鳍片散热器相结合，通过使用铲齿鳍片散热器，使得同体积物体的表面积达到最大，可以增加环型散热风道内部的鳍片面积，从而增加发热元器件近距离的吸热面积，而且还可以增加环型散热风道内部的风道长度，从而增加空气循环流动路径；并且采用多段散热结构进行逐级散热以及换热装置对散热结构进行降温的方式，对各个铲齿鳍片散热器进行强化散热，迅速将热量传递到环型散热风道外部，为环型散热风道中的气流降温，因此，能够提高整个系统的散热效果和散热效率，并且发热元器件周边的空间利用率较高，可以适用于功率较大的发热元器件散热。

另外，通过外部风扇可以降低环型散热风道周边的环境温度。此外，第三铲齿鳍片散热器与热电致冷器配合形成散热循环系统，可以快速降低流经第三铲齿鳍片散热器的气流的温度，使气流在内部风扇出风口处的温度能够一直保持在一个较低的温度，可以有效降低发热元器件温度以及环型散热风道周边的环境温度，有利于提升整个系统的散热效果。

实施例2：

在本实施例中，将实施例1中的第三铲齿鳍片散热器从靠近内部风扇的入风口的位置，重新设置在靠近内部风扇的出风口的位置，第三换热装置位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，为第三铲齿鳍片散热器散热。其余结构不发生变化。

实施例3：

在本实施例中，在实施例1的靠近内部风扇的出风口处，新增一个铲齿鳍片散热器，用于对内部风扇出风口处的气路进行降温。

如图5所示，多段散热结构还可以包括第三段散热结构，第三段散热结构包括第四铲齿鳍片散热器，第四铲齿鳍片散热器位于内部风扇的出风口处，从而进一步降低环型散热风道中的气流温度。

换热装置还包括第四换热装置，第四换热装置位于第四铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，为第四铲齿鳍片散热器散热。

第四换热装置可以采用第一换热装置、第二换热装置和第三换热装置中的任何一种结构。

实施例4：

下面以发热元器件为激光投影显示设备包括的荧光激发筒为例，对本实用新型提出的散热系统进行进一步的说明，如图3所示。

图3所示的散热系统包括第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器、第三铲齿鳍片散热器、涡轮风扇、第二水冷散热器、鳍片散热器、外部风扇、热电致冷器和第一水冷散热器。第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器、第三铲齿鳍片散热器、涡轮风扇位于环型散热风道中。

其中，第一铲齿鳍片散热器安装在荧光激发筒前部，用于吸收从荧光激发筒散发出的热量，第一铲齿鳍片散热器与第二水冷散热器的水冷头接触，第二水冷散热器的水冷头为第一铲齿鳍片散热器降温；第二铲齿鳍片散热器安装在荧光激发筒背部，用于吸收从荧光激发筒散发出的热量，鳍片散热器与第二铲齿鳍片散热器接触，为第二铲齿鳍片散热器降温；第三铲齿鳍片散热器靠近内部风扇的入风口，热电致冷器与第三铲齿鳍片散热器接触，为第三铲齿鳍片散热器降温，第一水冷散热器的水冷头与热电致冷器接触，为热电致冷器散热；外部风扇设置在鳍片散热器附近，为鳍片散热器散热；涡轮风扇为环型散热风道内部的空气提供流动动力，以实现环型散热风道内部空气的循环流动。

激光投影显示设备的荧光激发筒开始激发并发热时，散热系统开始工作，通过荧光激发筒周边的空气循环流动以及荧光激发筒的快递转动，将荧光激发筒产生的热量散发到空气中，第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器和第三铲齿鳍片散热器吸收荧光激发筒散发的热量；回型散热风道中的气流在内部风扇的作用下，沿着环型散热风道循环流动，经过第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器以及第三铲齿鳍片散热器，将第一铲齿鳍片散热器、第二铲齿鳍片散热器和第三铲齿鳍片散热器吸收的热量通过第二水冷散热器、鳍片散热器、热电致冷器和第一水冷散热器迅速散发到回型散热风道外部，如此循环往复，可以快速有效地散发荧光激发筒产生的热量。另外，第三铲齿鳍片散热器在热电致冷器的作用下，给流经第三铲齿鳍片散热器的气流快速降温，使气流在内部风扇入风口处和出风口处的温度能够一直保持在一个较低的温度，从而实现对荧光激发筒快速循环散热的目的，快速降低荧光激发筒的温度，并且能够提高散热效率。

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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发热元器件的散热系统，其特征在于，包括：多段散热结构、内部风扇以及与多段散热结构配套设置的换热装置，其中，多段散热结构和内部风扇设置在环型散热风道中；

多段散热结构至少包括第一段散热结构和第二段散热结构，第一段散热结构非接触式地位于发热元器件两侧，第二段散热结构靠近内部风扇的入风口；

换热装置设置在对应散热结构远离发热元器件的一侧。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，第一段散热结构包括第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器，第二段散热结构包括第三铲齿鳍片散热器；

第一铲齿鳍片散热器和第二铲齿鳍片散热器位于发热元器件两侧，第三铲齿鳍片散热器靠近内部风扇的入风口；

换热装置包括第一换热装置、第二换热装置和第三换热装置，第一换热装置位于第一铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第二换热装置位于第二铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第三换热装置位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧。

3.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述环型散热风道为回型散热风道。

4.根据权利要求2或3所述的散热系统，其特征在于，所述第三换热装置包括第一水冷散热器和热电致冷器；

热电致冷器位于第三铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧；

第一水冷散热器位于热电致冷器远离第三铲齿鳍片散热器的一侧，第一水冷散热器的水冷头与热电致冷器接触。

5.根据权利要求2或3所述的散热系统，其特征在于，所述第一换热装置包括第二水冷散热器，第二水冷散热器位于第一铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧，第二水冷散热器的水冷头与第一铲齿鳍片散热器接触。

6.根据权利要求2或3所述的散热系统，其特征在于，所述第二换热装置包括鳍片散热器，鳍片散热器位于第二铲齿鳍片散热器远离发热元器件的一侧。

7.根据权利要求6所述的散热系统，其特征在于，所述第二换热装置还包括外部风扇，外部风扇位于鳍片散热器远离第二铲齿鳍片散热器的一侧。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的散热系统，其特征在于，内部风扇为涡轮风扇。

9.根据权利要求2或3所述的散热系统，其特征在于，所述发热元器件为激光投影显示设备中的荧光激发筒，所述第一铲齿鳍片散热器安装在荧光激发筒前部，所述第二铲齿鳍片散热器安装在荧光激发筒背部。

10.根据权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述热电致冷器包括多个热电致冷片。