CN217154585U - 防冷凝装置以及投影系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防冷凝装置以及投影系统，该防冷凝装置包括：热沉、热电制冷片、传热部件和密封部件；热沉和传热部件分别设置于热电制冷片相对的两侧，且热沉和传热部件分别与热电制冷片导热连接；热沉、传热部件和密封部件围合形成有一密闭空间，热电制冷片设置在密闭空间内。通过上述方式，本申请能够通过热沉、传热部件和密封部件实现对热电制冷片的密封，从而保持热电制冷片与外界环境隔离，进而达到防冷凝的效果。

Description

防冷凝装置以及投影系统

技术领域

本申请涉及制造技术领域，特别是涉及一种防冷凝装置以及投影系统。

背景技术

目前，在投影系统中，当目标器件的控温要求较高时，比如数字显微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)或红光激光光源，需要使用主动散热器件，如热电制冷片(Thermoelectric cooling chip，TEC)来辅助目标器件进行散热。

当TEC导热面的温度低于当前空气露点温度时，湿空气容易在导热面附近凝结成液态水。凝结产生的液态水一方面会污染投影系统，另一方面会对电子器件的可靠性造成威胁。

实用新型内容

本申请实施例的第一方面提供了一种防冷凝装置，该防冷凝装置包括：热沉、热电制冷片、传热部件和密封部件；热沉和传热部件分别设置于热电制冷片相对的两侧，且热沉和传热部件分别与热电制冷片导热连接；热沉、传热部件和密封部件围合形成有一密闭空间，热电制冷片设置在密闭空间内。

本申请实施例的第二方面提供了一种投影系统，该投影系统至少包括如第一方面所述的防冷凝装置。

本申请的有益效果是：该防冷凝装置通过热沉、传热部件和密封部件实现对热电制冷片的密封，能够保持热电制冷片与外界环境隔离，使得热电制冷片的导热面与外界空气之间进行合理分开，从而使得热电制冷片达到防冷凝的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请防冷凝装置的第一实施例结构示意图；

图2是图1中热电制冷片与密封件之间填充密封胶的结构示意图；

图3是图1中传热部件的一部分嵌设于密封件内部的结构示意图；

图4是图1中传热部件与密封部件之间填充密封胶的结构示意图；

图5是图1中热沉与密封件之设置固定部的结构示意图；

图6是本申请防冷凝装置的第二实施例结构示意图；

图7是本申请防冷凝装置的第三实施例结构示意图；

图8是本申请防冷凝装置的第四实施例结构示意图；

图9是本申请防冷凝装置中螺丝的结构示意图；

图10是本申请投影系统的一实施例结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明本申请提供一种防冷凝装置，请参阅图1，图1是本申请防冷凝装置的第一实施例结构示意图。该防冷凝装置包括：热沉1、热电制冷片2、传热部件3以及密封部件4。

其中，热电制冷片2，设置于热沉1的一侧；传热部件3，设置于热电制冷片2远离热沉1的一侧，也即热沉1和传热部件3分别设置于热电制冷片2相对的两侧，使得热电制冷片2设置于热沉和传热部件3之间。

热沉1和传热部件3分别与该热电制冷片2导热连接，具体地，传热部件3与需要散热的热源5(例如数字显微镜装置、激光器、或荧光粉片等，具体详见后文图6所示)导热连接，热电制冷片2工作时，能够通过传热部件3快速地吸收热源5产生的热量，且将热量传递给热沉1，实现热源5的快速散热。热沉1、传热部件3和密封部件4围合形成有一密闭空间，热电制冷片2设置在该密闭空间内，以达到热电制冷片2与外界环境隔绝的目的。

如此，本申请的防冷凝装置通过使用热沉1、热电制冷片2和传热部件3对热源5进行快速散热，并且通过热沉1、传热部件3和密封部件4实现对热电制冷片2的密封，能够保持热电制冷片2与外界环境隔离，使得热电制冷片2的导热面及边缘与外界空气之间进行合理分开，从而使得热电制冷片2达到防冷凝的效果。

其中，热沉1，可以指壳体或机体。热电制冷片2可以如图1所示为一字型的薄片，还可以为“L”型的部件，具体可以根据热源5的实际结构进行选择，此处不作限定。

更进一步地，传热部件3可以为传热金属(如导热性能良好的铜、铝等)，可以设置为如图1所示的矩形形状。另外，传热部件3还可以设置为有一凹槽的形状，其凹槽可以用于容置热电制冷片2。在热电制冷片2为一薄片时，传热部件3可以与热沉1以及热电制冷片2的接触面平整连接，设置为一规则的金属部件，具体形状可以与热沉1以及热电制冷片2相匹配，此处不作限定。

更进一步地，密封部件4可以为套筒状结构，可以为低导热外壳(导热性能比传热部件3低)，其中，传热部件3和热沉1分别设置在密封部件4的两端开口处，热电制冷片2设置在密封部件4的内部。

具体地，如图1所示，因为图1中是截面示意图，可以理解的是密封部件4可以为类似贯通槽的形状结构，具有两端开口，其中一端开口可以与热沉1接触连接，另一端开口可以设置传热部件3，也即实际上套筒状结构的密封部件通过本身的结构可以包裹热沉1以及传热部件3。

而热电制冷片2又设置于热沉1以及传热部件3之间，用于配合热沉1和传热部件3对热电制冷片2进行密封，所以能够保持热电制冷片2与外界环境隔离，使得热电制冷片2的导热面及边缘与外界空气之间进行合理分开，从而使得热电制冷片2达到防冷凝的效果。

其中，密封部件4可以为橡胶套筒，还可以为塑料套筒或为陶瓷套筒。并且密封部件4的套筒状结构可以为圆形，也可以为方形或者其他形状，具体更具需要进行选择，此处不作限定。

更进一步地，请参阅图2，图2是图1中热电制冷片与密封件之间填充密封胶的结构示意图；其中，热电制冷片2的外周沿与密封部件4的内壁之间填充有密封胶21，使得更好地密封热电制冷片2，进一步防止热电制冷片2通过热沉1和密封部件4之间的间隙与外界空气接触，从而进一步提高对热电制冷片2的防冷凝效果；而且密封胶21填充后还能够将热电制冷片2固定在密闭空间内，提高结构稳固性和防止松动异响。

更进一步地，请参阅图3，图3是图1中传热部件的一部分嵌设于密封件内部的结构示意图；如图3所示，其中，传热部件3的一部分固定设置在密封部件4的内部，具体地，传热部件3的一部分与密封部件4的内壁过盈配合。

如此，一方面可以便于传热部件3与密封部件4在组装过程中的预定位和装配，另一方面使得组装后通过传热部件3与密封部件4保持彼此之间的钳制，使得传热部件3与密封部件4组成的防冷凝装置更具有稳固性。

更进一步地，请参阅图4，图4是图1中传热部件与密封件之间填充密封胶的结构示意图，如图4所示，传热部件3的一部分与密封部件4的内壁之间填充有密封胶，使得更好地密封热电制冷片2，进一步防止热电制冷片2通过传热部件3和密封部件4之间的间隙与外界空气接触，从而进一步提高热电制冷片2的防冷凝效果。

更进一步地，请参阅图5，图5是图1中热沉与密封部件之间设置固定部的结构示意图，密封部件4的外周设置有固定部41，密封部件4与固定部41为一体成型结构，热沉1通过锁附件42或43固定连接于固定部41，实现热沉1与密封部件4之间的固定连接。

更进一步地，固定部41可以为环形结构并环绕于密封部件4的一端开口，具体地，如图5所示，可以将密封部件4的截面设置成为梯形，热沉1和固定部4之间设置有密封圈(图未示)，如此，可以进一步地对热电制冷片2进行密封。

更进一步地，请参阅图6，图6是本申请防冷凝装置的第二实施例结构示意图。如图6所示，其中，传热部件3与固定部41为一体成型结构，锁附件42和43，用于通过固定部41将传热部件3固定地连接在热沉1上，从而实现传热部件3与热沉1的固定连接，进而对热电制冷片2进行密封。

其中，热电制冷片2上设有相对设置的第一导热面22和第二导热面23，第一导热面22设置于热沉1和热电制冷片2之间，第二导热面24设置于热电制冷片2和传热部件3之间；其中第二热导面23与传热部件3之间的接触面的面积可以小于传热部件3靠近热电制冷片2一侧的接触面面积。

此外，传热部件3远离热电制冷片2的另一侧还设有热源5，例如可以是数字显微镜装置、激光器、或荧光粉片等。

在正常工作时，TEC(下面将统称为冷源)不仅接受来自热源5的热量，还会受到来自外界环境(主要是空气)的热量，当外界空气被冷源冷却至露点温度以下时，空气中的水蒸气析出形成水珠；因此将冷源进行密封，保持冷源与外界环境隔开，降低被动负载、增大cop的同时解决露点问题。

更进一步地，请参阅图7，图7是本申请防冷凝装置的第三实施例结构示意图。密封部件4可以为导热外壳，该导热外壳可以设有容置空间，如图7所示，热电制冷片2和传热部件3均设置于容置空间。其中，导热外壳至少包括塑料外壳、橡胶外壳或陶瓷外壳中的一种。

更进一步地，如图7所示，导热外壳和热电制冷片2之间的间隙设有密封胶21。由于图7仅是一个剖面示意图，当导热外壳为立体环状组件时，其传热部件3能够被导热外壳包裹，以将传热部件3与外界进行隔离。

具体地，若使用导热系数底的材料(如塑料、橡胶、陶瓷等)做导热外壳，将冷源包裹严实，导热外壳与传热部件3(也即中间金属连接件)采用过盈配合方式连接保证密封良好。导热外壳的一端与热沉1保持接触，具体地可以用螺丝等结构件锁紧，为了获得更好的密封效果，导热外壳与热沉1接触面可设计密封圈结构或打密封胶。

TEC的上、下表面分别可以用热界面材料与传热部件3和热沉2连接，也即TEC的第一导热面22可以用热界面材料与传热部件3连接，TEC的第二导热面23可以用热界面材料与热沉2连接。

其中，导热外壳与传热部件3(也即中间金属连接件)采用过盈配合方式连接保证密封良好，如图3所示，具体地可以体现为传热部件3和导热外壳的内壁抵接。

更进一步地，请参阅图8，图8是本申请防冷凝装置的第四实施例结构示意图，密封部件4与传热部件3之间可以设置密封胶6，密封部件4可以为导热外壳，也即密封胶6设置于传热部件3和导热外壳之间。

因导热外壳的材料不同，而使得导热外壳与传热部件3之间的配合方式不同。密封部件4可以用低导热材料做成的导热外壳，配合热沉1和传热部件3共同对TEC进行密封，使得TEC保持与外界隔开，导热外壳与传热部件3(中间金属件)采用间隙配合方式连接，间隙之间填充空气或保温材料，并在末端设置密封圈结构或打密封胶保证密封良好，导热外壳与热沉1的接触面也即第二导热面22也设计密封圈结构或打密封胶，保证冷源与外界完全隔离。

其中，导热外壳与传热部件3(也即中间金属连接件)之间可以采用间隙配合方式连接，在此情况下，为保证密封良好，如图8所示，密封胶6可以设置于导热外壳的底部和传热部件3之间。

更进一步地，热电制冷片2上设有相对设置的第一导热面22和第二导热面23，第一导热面22设置于热沉1和热电制冷片2之间，第二导热面23设置于热电制冷片2和传热部件3之间。

具体地，密封胶6、传热部件3、导热外壳和第二导热面23围设形成一空间，以使导热外壳与传热部件3(中间金属件)采用间隙配合方式连接，在该空间之间填充空气或保温材料。

值得注意的是，锁附件42或43可以包括螺丝，螺丝设置于热沉1和导热外壳之间，用于锁紧热沉1和导热外壳，请参阅图9，图9是本申请防冷凝装置中螺丝的结构示意图。

具体地，螺丝包括螺纹421和限位标定部422，热沉1和密封部件4上均设有凹孔，其中，热沉1的凹孔用于配合螺丝的一端螺纹421进行固定于限位标定部422处，并且密封部件4的凹孔用于配合螺丝的另一端螺纹421固定于限位标定部422处。当然，本领域相关技术人员还可以使用其他的锁附件将导热外壳固定在热沉1上。

因此，本申请通过使用低导热材料将TEC包裹的密封方式，将TEC与外界环境隔离，从而达到防冷凝的目的，并且通过防止TEC冷凝，提高了设备使用环温的技术。

在本申请的技术方案中，采用密封胶和低导热材料的导热外壳相结合制作成一体式散热模块的方式，增加TEC第二导热面23和环境空气间的热阻，一方面达到防止湿空气在TEC结构件表面冷凝的目的，另一方面能够有效减小外部环境向TEC第二导热面22传热的被动负载，以及TEC第一导热面22对第二导热面23反向加热的被动负载，减小电能的消耗。

此外，可以通过关联环温，动态调整热源5的功耗，进一步扩大投影产品的可使用范围。

本申请还提供一种投影系统，请参阅图6，图6是本申请投影系统的一实施例结构示意图，投影系统100至少包括如上述的防冷凝装置101。

而防冷凝装置101一方面通过使用热沉1、热电制冷片2和传热部件3以包裹密封的形式能够对热源5进行热量疏散，并且通过热沉1、传热部件3和密封部件4实现对热电制冷片2的密封，另一方面能够保持热电制冷片2与外界环境隔离，使得热电制冷片2的导热面以及边缘与外界空气之间进行合理分开，从而使得热电制冷片2达到防冷凝的效果，进而使得投影系统100达到防冷凝的效果。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防冷凝装置，其特征在于，包括：

热沉、热电制冷片、传热部件和密封部件；所述热沉和所述传热部件分别设置于所述热电制冷片相对的两侧，且所述热沉和所述传热部件分别与所述热电制冷片导热连接；所述热沉、所述传热部件和所述密封部件围合形成有一密闭空间，所述热电制冷片设置在所述密闭空间内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封部件为套筒状结构，所述传热部件和所述热沉分别设置在所述密封部件的两端开口处，所述热电制冷片设置在所述密封部件的内部。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热电制冷片的外周沿与所述密封部件的内壁之间填充有密封胶。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传热部件的一部分固定设置在所述密封部件的内部。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述传热部件的一部分与所述密封部件的内壁过盈配合。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述传热部件的一部分与所述密封部件的内壁之间填充有密封胶。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封部件的外周设置有固定部，所述热沉通过锁附件固定连接于所述固定部。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述固定部为环形结构并环绕于所述密封部件的一端开口，所述热沉和所述固定部之间设置有密封圈。

9.根据权利要求1～8任一项所述的装置，其特征在于，所述密封部件为橡胶套筒、塑料套筒或陶瓷套筒。

10.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统至少包括如权利要求1～9任一项所述的防冷凝装置。

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