TWI607274B - 投影機模組及其散熱組件 - Google Patents

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TWI607274B
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蔡易庭
張盟勝
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台達電子工業股份有限公司
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Description

投影機模組及其散熱組件
本案是有關於一種投影機模組及一種散熱組件。
在現行投影機市場中，追求高亮度與低噪音的設計已成為趨勢，而光機內光學元件的散熱更是關鍵技術之一。光學元件例如螢光輪(phosphor wheel)、擴散輪(diffuser wheel)、色輪(color wheel)等。為了避免灰塵進入投影機的光機而影響投影機的顯示品質，光機通常為密閉設計，並搭配設在光機殼體外的散熱鰭片與風扇，來增加光機的散熱面積並增強熱對流，以降低光機殼體內部的溫度。
然而， 隨著投影機亮度與瓦數的增加，上述光機的設計對於高亮度與高瓦數的投影機機種已無法有效降低其內光學元件的溫度。
本發明之一技術態樣為一種散熱組件，用於冷卻投影機模組的旋轉熱源。
根據本發明一實施方式，一種散熱組件包含至少一殼體、鼓風機與散熱模組。殼體具有容置空間、第一開口與第二開口。第一開口與第二開口連通容置空間且位於不同水平位置。旋轉熱源位於容置空間中。第一開口朝向至少部分的旋轉熱源。鼓風機位於殼體的外表面上。鼓風機具有出氣口與進氣口。出氣口連通第一開口，進氣口連通第二開口，使得容置空間由鼓風機封閉。散熱模組具有實體連接的第一部分與第二部分。第一部分位於容置空間中，第二部分位於殼體外。當鼓風機從出氣口流出氣流時，此氣流流經旋轉熱源與散熱模組的第一部分，接著流入鼓風機的進氣口。
在本發明一實施方式中，上述殼體的第二開口朝向至少部分的散熱模組的第一部分。
在本發明一實施方式中，上述散熱模組的第一部分的位置高於旋轉熱源的位置，且散熱模組的第一部分與旋轉熱源至少部分重疊。
在本發明一實施方式中，上述鼓風機的出氣口的位置高於旋轉熱源的位置。
在本發明一實施方式中，上述散熱組件更包含導風件。導風件位於殼體的第一開口與鼓風機的出氣口之間。
在本發明一實施方式中，上述殼體更包含導風部。導風部位於殼體的第一開口與旋轉熱源之間。導風部的兩端分別具有第一開口與連通容置空間的第三開口，且第三開口朝向至少部分旋轉熱源。
在本發明一實施方式中，上述散熱模組的整體俯視形狀為U型或直線型。
在本發明一實施方式中，上述散熱模組具有穿過殼體的管體。管體為熱管或水管。散熱模組的第一部分包含在容置空間中的管體與第一散熱片。第一散熱片位於管體上。
在本發明一實施方式中，上述散熱模組的第二部分包含在容置空間外的管體與第二散熱片。第二散熱片位於管體上。
在本發明一實施方式中，上述散熱模組的第二部分更包含風扇。風扇位於第二散熱片上。
在本發明一實施方式中，上述散熱模組的第二部分更包含致冷片。致冷片位於容置空間外的管體上。
在本發明一實施方式中，上述散熱組件更包含防塵套。防塵套覆蓋鼓風機與至少部分殼體。
在本發明一實施方式中，上述鼓風機的進氣口的方向垂直於旋轉熱源的軸向。
在本發明一實施方式中，上述鼓風機的進氣口的方向平行於旋轉熱源的軸向。
本發明之一技術態樣為一種投影機模組。
根據本發明一實施方式，一種投影機模組包含旋轉熱源與散熱組件。散熱組件包含至少一殼體、鼓風機與散熱模組。殼體具有容置空間、第一開口與第二開口。第一開口與第二開口連通容置空間且位於不同水平位置。旋轉熱源位於容置空間中。第一開口朝向至少部分的旋轉熱源。鼓風機位於殼體的外表面上。鼓風機具有出氣口與進氣口。出氣口連通第一開口，進氣口連通第二開口，使得容置空間由鼓風機封閉。散熱模組具有實體連接的第一部分與第二部分。第一部分位於容置空間中，第二部分位於殼體外。當鼓風機從出氣口流出氣流時，此氣流流經旋轉熱源與散熱模組的第一部分，接著流入鼓風機的進氣口。
在本發明上述實施方式中，由於鼓風機位於殼體的外表面上，且鼓風機的出氣口與進氣口分別連通第一開口與第二開口，因此殼體的容置空間便可由鼓風機封閉。當鼓風機啟動時，便可形成經過旋轉熱源與散熱模組第一部分的循環氣流。如此一來，旋轉熱源的熱可由鼓風機產生的氣流帶走，高溫的氣流經散熱模組的第一部分降溫，回到鼓風機，再吹向旋轉熱源。藉由上述的氣流循環，不僅能避免灰塵進入殼體，還能有效降低旋轉熱源的溫度。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之投影機模組200的立體圖。第2圖繪示第1圖之投影機模組200移除鼓風機120與導風件140後的側視圖。同時參閱第1圖與第2圖，投影機模組200包含旋轉熱源210與散熱組件100。散熱組件100可用於冷卻旋轉熱源210。散熱組件100包含殼體110、鼓風機120與散熱模組130。殼體110具有容置空間112、第一開口114與第二開口116。其中，第一開口114與第二開口116連通容置空間112，且第一開口114與第二開口116位於不同水平位置。在本實施方式中，第二開口116在殼體110的位置高於第一開口114在殼體110的位置。旋轉熱源210位於殼體110的容置空間112中。殼體110的第一開口114朝向至少部分的旋轉熱源210。鼓風機120位於殼體110的外表面上。鼓風機120具有出氣口122與進氣口124。鼓風機120的出氣口122連通殼體110的第一開口114，而鼓風機120的進氣口124連通殼體110的第二開口116，使得容置空間112由鼓風機120封閉。在本實施方式中，鼓風機120的進氣口124的方向D1垂直於旋轉熱源210的軸向D2，但並不用以限制本發明。
散熱模組130具有實體連接的第一部分131與第二部分136。散熱模組130的第一部分131位於殼體110的容置空間112中，且散熱模組130的第二部分136位於殼體110外。也就是說，散熱模組130從殼體110的容置空間112中穿過殼體110而延伸至殼體110外。
當投影機運轉時，旋轉熱源210可於殼體110的容置空間112中轉動並接受光線，導致旋轉熱源210的溫度升高。旋轉熱源210可以為螢光輪(phosphor wheel)、擴散輪(diffuser wheel)或色輪(color wheel)，並不用以限制本發明。旋轉熱源210可包含圓盤212與馬達214，馬達214可帶動圓盤212轉動。當旋轉熱源210為受雷射光照射的螢光輪時，圓盤212可具有透明區與螢光粉區。
第3圖繪示第1圖之投影機模組200使用時的示意圖。同時參閱第1圖與第3圖，當投影機模組200運作時，鼓風機120啟動，而旋轉熱源210轉動並受光線照射。鼓風機120從其出氣口122流出氣流F1，氣流F1經由殼體110的第一開口114(亦可參見第2圖)流入容置空間112。由於鼓風機120的出氣口122流出氣流F1時，鼓風機120的進氣口124也會同步抽氣，因此鼓風機120形成的氣流F1會流經旋轉熱源210與散熱模組130的第一部分131，接著流出殼體110的第二開口116(亦可參見第2圖)而流入鼓風機120的進氣口124。只要鼓風機120持續運作，上述的氣流F1便能在密閉的容置空間112中重複循環。
如此一來，旋轉熱源210的熱可由鼓風機120產生的氣流F1帶走，經過旋轉熱源210的高溫氣流F1可經散熱模組130的第一部分131降溫，使低溫氣流F1回到鼓風機120，由鼓風機120再次吹向旋轉熱源210。藉由上述的氣流循環，不僅能避免灰塵進入殼體110，還能有效降低旋轉熱源210的溫度。本發明之散熱組件100可將旋轉熱源210的圓盤212降至200℃內，將馬達214降至85℃內。
在本實施方式中，散熱模組130的整體俯視形狀為U型，但在其他實施方式中，也可以為直線型，並不用以限制本發明。散熱模組130具有穿過殼體110的管體135，管體135其內具有工作流體，可以為熱管或水管，依設計者需求而定。在以下敘述中，將以熱管135為例作說明。散熱模組130的第一部分131包含在容置空間112中的熱管135與第一散熱片132。第一散熱片132位於容置空間112中的熱管135上。此外，散熱模組130的第二部分136包含在容置空間112外的熱管135與第二散熱片137。第二散熱片137位於殼體110外的熱管135上。散熱模組130的第二部分136還可包含風扇138與致冷片139。風扇138位於第二散熱片137上，可形成吹向第二散熱片137的氣流，以提升散熱模組130第二部分136的散熱效率，進而有效降低容置空間112與旋轉熱源210的溫度。致冷片139位於容置空間112外的熱管135上。致冷片139可經由熱管135讓散熱模組130第一部分131的第一散熱片132溫度維持在低溫狀態。
在其他實施方式中，散熱模組130的熱管135可用水冷系統的水管取代，並不用以限制本發明。
在本實施方式中，散熱組件100還可包含導風件140。導風件140位於殼體110的第一開口114(亦可參見第2圖)與鼓風機120的出氣口122之間。當導風件140的出氣口122方向與殼體110的第一開口114方向不同時，可利用鏤空的導風件140連通導風件140的出氣口122與殼體110的第一開口114。
此外，殼體110的數量可依設計者需求而定，並不用以限制本發明。舉例來說，為了組裝上的方便，殼體110亦可由兩個以上的子殼體以互相鎖固、卡合或黏合等方式共同形成容置空間112。
在本實施方式中，散熱模組130的第一部分131的位置高於旋轉熱源210的位置，且散熱模組130的第一部分131與旋轉熱源210至少部分重疊。鼓風機120的進氣口124的位置與殼體110的第二開口116(亦可參見第2圖)的位置大致相同，也高於旋轉熱源210的位置。此外，殼體110的第二開口116朝向散熱模組130的第一部分131。這樣的設計，可確保進入第一開口114的氣流F1可先經過散熱模組130第一部分131下方的旋轉熱源210，帶走旋轉熱源210的熱後，氣流F1才往上方或左方經過散熱模組130第一部分131，使氣流F1降溫後才由鼓風機120的進氣口124抽回。
應瞭解到，已敘述過的元件連接關係將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他型式之投影機散熱組件。
第4圖繪示根據本發明一實施方式之投影機模組200a的立體圖。第5圖繪示第4圖之投影機模組200a移除鼓風機120後的立體圖。同時參閱第4圖與第5圖，投影機模組200a包含旋轉熱源210與散熱組件100a。散熱組件100a包含殼體110、鼓風機120與散熱模組130。鼓風機120位於殼體110的外表面上。鼓風機120具有出氣口122與進氣口124。鼓風機120的出氣口122連通殼體110的第一開口114，而鼓風機120的進氣口124連通殼體110的第二開口116，使得容置空間112由鼓風機120封閉。與第1圖實施方式不同的地方在於：殼體110之第二開口116在殼體110的位置低於第一開口114在殼體110的位置，且鼓風機120之進氣口124的方向D3平行於旋轉熱源210的軸向D4。
第6圖繪示第4圖之投影機模組200a使用時的示意圖。同時參閱第4圖與第6圖，當投影機模組200a運作時，鼓風機120啟動，而旋轉熱源210轉動並受光線照射。鼓風機120從其出氣口122流出氣流F2，氣流F2經由殼體110的第一開口114(亦可參見第5圖)流入容置空間112。由於鼓風機120的出氣口122流出氣流F2時，鼓風機120的進氣口124也會同步抽氣，因此鼓風機120形成的氣流F2會流經旋轉熱源210與散熱模組130的第一部分131，接著流出殼體110的第二開口116(亦可參見第5圖)而流入鼓風機120的進氣口124。
在本實施方式中，殼體110還包含導風部118。導風部118位於殼體110的第一開口114與旋轉熱源210之間。導風部118的兩端分別具有第一開口114與連通容置空間112的第三開口119，且第三開口119朝向至少部分旋轉熱源210。舉例來說，第三開口119可位於旋轉熱源210的上方。導風部118可接收從鼓風機120出氣口122流出的氣流F2，並將氣流F2導引至旋轉熱源210。導風部118可以是外加於殼體110的元件，也可以是殼體110結構的一部分，並不用以限制本發明。
如此一來，從導風部118第三開口119流出的氣流F2帶走旋轉熱源210的熱，經過旋轉熱源210的高溫氣流F2可經散熱模組130的第一部分131降溫，使低溫氣流F2回到鼓風機120，由鼓風機120再次吹向旋轉熱源210。
在本實施方式中，散熱模組130的第一部分131與旋轉熱源210互不重疊而分開一距離。殼體110的第二開口116(亦可參見第5圖)鄰近散熱模組130的第一部分131。氣流F2可利用導風部118到第三開口119的位置才流入旋轉熱源210附近的容置空間112。這樣的設計，對於鼓風機120之出氣口122與進氣口124及殼體110之第一開口114與第二開口116的位置設計將更具彈性。此外，散熱組件100a可確保進入第一開口114的氣流F2可先經過散熱模組130第一部分131左方的旋轉熱源210，帶走旋轉熱源210的熱後，氣流F2才往右方經過散熱模組130第一部分131，使氣流F2降溫後才由鼓風機120的進氣口124抽回。
第7圖繪示根據本發明一實施方式之鼓風機120與殼體110的剖面圖。第4圖之散熱組件100a還可包含防塵套150。防塵套150覆蓋鼓風機120與至少部分殼體110。當防塵套150覆蓋鼓風機120的外表面及鄰近鼓風機120之殼體110的外表面時，可避免氣流F2從鼓風機120與殼體110之間的縫隙流出。防塵套150的材質可以為橡膠或泡棉，並不用以限制本發明。
相似地，防塵套150 亦可應用於第1圖之散熱組件100，以避免氣流F1(見第3圖)從鼓風機120與殼體110之間的縫隙流出。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、100a‧‧‧散熱組件
110‧‧‧殼體
112‧‧‧容置空間
114‧‧‧第一開口
116‧‧‧第二開口
118‧‧‧導風部
119‧‧‧第三開口
120‧‧‧鼓風機
122‧‧‧出氣口
124‧‧‧進氣口
130‧‧‧散熱模組
131‧‧‧第一部分
132‧‧‧第一散熱片
135‧‧‧管體(熱管)
136‧‧‧第二部分
137‧‧‧第二散熱片
138‧‧‧風扇
139‧‧‧致冷片
140‧‧‧導風件
150‧‧‧防塵套
200、200a‧‧‧投影機模組
210‧‧‧旋轉熱源
212‧‧‧圓盤
214‧‧‧馬達
D1、D3‧‧‧方向
D2、D4‧‧‧軸向
F1、F2‧‧‧氣流
第1圖繪示根據本發明一實施方式之投影機模組的立體圖。 第2圖繪示第1圖之投影機模組移除鼓風機與導風件後的側視圖。 第3圖繪示第1圖之投影機模組使用時的示意圖。 第4圖繪示根據本發明一實施方式之投影機模組的立體圖。 第5圖繪示第4圖之投影機模組移除鼓風機後的立體圖。 第6圖繪示第4圖之投影機模組使用時的示意圖。 第7圖繪示根據本發明一實施方式之鼓風機與殼體的剖面圖。
100‧‧‧散熱組件
110‧‧‧殼體
112‧‧‧容置空間
120‧‧‧鼓風機
122‧‧‧出氣口
124‧‧‧進氣口
130‧‧‧散熱模組
131‧‧‧第一部分
132‧‧‧第一散熱片
135‧‧‧管體(熱管)
136‧‧‧第二部分
137‧‧‧第二散熱片
138‧‧‧風扇
140‧‧‧導風件
200‧‧‧投影機模組
210‧‧‧旋轉熱源
212‧‧‧圓盤
214‧‧‧馬達
D1‧‧‧方向
D2‧‧‧軸向

Claims (26)

  1. 一種散熱組件，用於冷卻一投影機模組的一旋轉熱源，該散熱組件包含：至少一殼體，具有一容置空間、一第一開口與一第二開口，其中該第一開口與該第二開口連通該容置空間且位於不同水平位置，該旋轉熱源位於該容置空間中，該第一開口朝向至少部分的該旋轉熱源；一鼓風機，位於該殼體的外表面上，該鼓風機具有一出氣口與一進氣口，該出氣口連通該第一開口，該進氣口連通該第二開口，使得該容置空間由該鼓風機封閉，其中該鼓風機的該進氣口的位置高於該旋轉熱源的位置；以及一散熱模組，具有實體連接的一第一部分與一第二部分，其中該第一部分位於該容置空間中，該第二部分位於該殼體外；當該鼓風機從該出氣口流出一氣流時，該氣流流經該旋轉熱源與該散熱模組的該第一部分，接著流入該鼓風機的該進氣口。
  2. 如請求項1所述的散熱組件，其中該殼體的該第二開口朝向至少部分的該散熱模組的該第一部分。
  3. 如請求項1所述的散熱組件，其中該散熱模組的該第一部分的位置高於該旋轉熱源的位置，且該散熱模組的該第一部分與該旋轉熱源至少部分重疊。
  4. 如請求項1所述的散熱組件，更包含： 一導風件，位於該殼體的該第一開口與該鼓風機的該出氣口之間。
  5. 如請求項1所述的散熱組件，其中該殼體更包含：一導風部，位於該第一開口與該旋轉熱源之間，該導風部的兩端分別具有該第一開口與連通該容置空間的一第三開口，且該第三開口朝向至少部分該旋轉熱源。
  6. 如請求項1所述的散熱組件，其中該散熱模組的整體俯視形狀為U型或直線型。
  7. 如請求項1所述的散熱組件，其中該散熱模組具有穿過該殼體的一管體，該管體為一熱管或一水管，該散熱模組的該第一部分包含在該容置空間中的該管體與一第一散熱片，該第一散熱片位於該管體上。
  8. 如請求項7所述的散熱組件，其中該散熱模組的該第二部分包含在該容置空間外的該管體與一第二散熱片，該第二散熱片位於該管體上。
  9. 如請求項8所述的散熱組件，其中該散熱模組的該第二部分更包含：一風扇，位於該第二散熱片上。
  10. 如請求項8所述的散熱組件，其中該散熱模組的該第二部分更包含：一致冷片，位於該容置空間外的該管體上。
  11. 如請求項1所述的散熱組件，更包含：一防塵套，覆蓋該鼓風機與至少部分該殼體。
  12. 如請求項1所述的散熱組件，其中該鼓風機的該進氣口的方向垂直於該旋轉熱源的軸向。
  13. 如請求項1所述的散熱組件，其中該鼓風機的該進氣口的方向平行於該旋轉熱源的軸向。
  14. 一種投影機模組，包含：一旋轉熱源；以及一散熱組件，包含：至少一殼體，具有一容置空間、一第一開口與一第二開口，其中該第一開口與該第二開口連通該容置空間且位於不同水平位置，該旋轉熱源位於該容置空間中，該第一開口朝向至少部分的該旋轉熱源；一鼓風機，位於該殼體的外表面上，該鼓風機具有一出氣口與一進氣口，該出氣口連通該第一開口，該進氣口連通該第二開口，使得該容置空間由該鼓風機封閉，其中該鼓風機的該進氣口的位置高於該旋轉熱源的位置；以及 一散熱模組，具有實體連接的一第一部分與一第二部分，其中該第一部分位於該容置空間中，該第二部分位於該殼體外；當該鼓風機從該出氣口流出一氣流時，該氣流流經該旋轉熱源與該散熱模組的該第一部分，接著流入該鼓風機的該進氣口。
  15. 如請求項14所述的投影機模組，其中該殼體的該第二開口朝向至少部分的該散熱模組的該第一部分。
  16. 如請求項14所述的投影機模組，其中該散熱模組的該第一部分的位置高於該旋轉熱源的位置，且該散熱模組的該第一部分與該旋轉熱源至少部分重疊。
  17. 如請求項14所述的投影機模組，更包含：一導風件，位於該殼體的該第一開口與該鼓風機的該出氣口之間。
  18. 如請求項14所述的投影機模組，其中該殼體更包含：一導風部，位於該第一開口與該旋轉熱源之間，該導風部的兩端分別具有該第一開口與連通該容置空間的一第三開口，且該第三開口朝向至少部分該旋轉熱源。
  19. 如請求項14所述的投影機模組，其中該散熱模組的整體俯視形狀為U型或直線型。
  20. 如請求項14所述的投影機模組，其中該散熱模組具有穿過該殼體的一管體，該管體為一熱管或一水管，該散熱模組的該第一部分包含在該容置空間中的該管體與一第一散熱片，該第一散熱片位於該管體上。
  21. 如請求項20所述的投影機模組，其中該散熱模組的該第二部分包含在該容置空間外的該管體與一第二散熱片，該第二散熱片位於該管體上。
  22. 如請求項21所述的投影機模組，其中該散熱模組的該第二部分更包含：一風扇，位於該第二散熱片上。
  23. 如請求項21所述的投影機模組，其中該散熱模組的該第二部分更包含：一致冷片，位於該容置空間外的該管體上。
  24. 如請求項14所述的投影機模組，更包含：一防塵套，覆蓋該鼓風機與至少部分該殼體。
  25. 如請求項14所述的投影機模組，其中該鼓風機的該進氣口的方向垂直於該旋轉熱源的軸向。
  26. 如請求項14所述的投影機模組，其中該鼓 風機的該進氣口的方向平行於該旋轉熱源的軸向。
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