激光投影设备的制作方法

本发明涉及投影领域，特别涉及一种激光投影设备。

背景技术：

液冷散热系统的工作原理是利用液体吸收热量并再传给散热器，然后用风冷或者被动散热的方式散出热量到环境中。液冷散热系统中所采用的冷却液主要成分为水，也称为“水冷散热系统”。因液体的热容量大，尤其是水的比热容最大，能够带走大量的热量，散热效率高，使得系统温升慢；而传统的风冷散热系统，利用风扇散热时很快达到一个极限温度，温差无法进一步缩小，因此当额定工作温度与环境温度相差较小时需要使用液冷散热。另外，液冷散热系统可以不提高热源部件内部的温度即可把热量传导给散热器，只要能提高散热器向空气中排放散热管所传导的热量的冷却性能，就能够通过降低冷却散热器的风扇转速或者采用无扇设计来实现静音设计。鉴于液冷散热系统的优良散热性能，其在多个领域得到了广泛应用，如汽车、拖拉机、坦克等发动机的散热，医疗设备、台式电脑和笔记本电脑的高端的散热，炼钢行业，加速器等散热，在国外水冷系统也被应用到新兴行业，如日本福岛和隆文在年开发了用于日本新干线电动车组主变流装置的冷却系统。

随着投影机技术的发展以及制造成本的不断降低，投影机价格越来越便宜，同时投影机市场也出现了分化，高中低端各种机型针对不同的客户，满足了各种用户的需求。工矿企业，军事，教育等行业需要的高端投影机要求亮度高，清晰度好，能长时间运行，这就对投影机的散热系统提出了更高的要求。为了适应这一要求，现有的部分高端投影机中应用了液冷散热系统进行散热。

如图1所示，投影机液冷散热系统一般主要包括通过管道连接的循环泵30、吸热装置10、换热装置20和储液箱50，另外还设有报警及控制装置等。其中，吸热装置10为内部设有冷却液通道的金属块，常称为液冷头10，在投影机中，液冷头10与热源(如投影机的光源部件)接触换热。机器正常工作时，冷却液被输送到液冷头10内，并在循环泵30的动力推动下流过整个液冷头10，带走热源发出的大部分热量，而后冷却液再进入换热装置20中，换热装置20主要由冷排和风扇组成，冷却液把热量传导至冷排的散热片后，再通过风扇把热量强制排到投影机外部，冷却液温度降低后回到储液箱50内。冷却液在吸热装置10、循环泵30、储液箱50、换热装置20之间来回循环，不断地将热源发出的热量转移至换热装置20并排到外部，使投影机内部温度降低。某些结构中，储液箱50也可以省略。

采用液冷散热系统可以有效提高投影设备的散热性能，然而对于具有多热源的激光投影设备如具有红蓝双色激光光源的投影设备而言，现有技术的液冷散热系统则仍然存在一些不足。由于红色激光器要求工作温度最大不超过45℃，蓝色激光器要求工作温度不超过70℃，两者耐温性能具有较大差别，而现有技术中液冷散热系统的液冷头需同时对红色激光光源和蓝色激光光源进行散热，在蓝色激光光源的温度影响下，有可能出现回水温度过高，无法对红色激光光源进行高效散热，造成红色激光光源温升过高，影响其寿命，并降低投影设备的性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种激光投影设备，能够对激光投影设备中具有不同散热要求的热源特别是红色激光光源和蓝色激光光源分别进行温度控制，提高投影设备的性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种激光投影设备，至少包括红色激光光源和蓝色激光光源，所述红色激光光源和所述蓝色激光光源各通过一套液冷散热系统进行散热，两套液冷散热系统的运行相互独立；两套所述液冷散热系统均包括液冷头、换热器和循环泵；液冷头与换热器通过管道相连形成供冷却液循环的循环通道，所述循环泵设置于该循环通道内以提供冷却液循环的动力；所述液冷头与所述红色激光光源或所述蓝色激光光源接触换热而吸收对应的激光光源的热量，所述换热器与外部空气换热而将热量传递至空气中。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明的激光投影设备中，针对红色激光光源和蓝色激光光源各配备有一套液冷散热系统，分别对红色激光光源和蓝色激光光源进行散热，两套液冷散热系统独立运行，两者互不影响，能够单独进行温度控制，同时满足红色激光光源和蓝色激光光源的散热要求，保证两种光源对应的激光器工作的可靠性，红色激光器和蓝色激光器均位于可高效率工作的温度条件下，提高激光投影设备的性能。

附图说明

图1是现有技术投影机液冷散热系统的原理示意图。

图2是本发明激光投影设备第一实施例的原理示意图。

图3是本发明激光投影设备第一实施例中两换热器的布置示意图。

图4是本发明激光投影设备第二实施例的原理示意图。

图5是本发明激光投影设备第二实施例中加压补液器第一种结构的示意图。

图6是本发明激光投影设备第二实施例中加压补液器第二种结构的示意图。

附图标记说明如下：1、红色激光光源；2、蓝色激光光源；3、荧光轮；6、第一液冷散热系统；61、第一液冷头；62、第一换热器；621、第一冷排；622、第一散热风扇；63、第一循环泵；7、第二液冷散热系统；71、第二液冷头；72、第二换热器；721、第二冷排；722、第二散热风扇；73、第二循环泵；8、加压补液器；81、外壳；82、活塞；83、弹性件；86、气体腔；87、储液腔；871、出液口。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提供一种激光投影设备，该激光投影设备采用激光发生器作为光源，其可以为具有投影功能的激光投影仪、激光电视等。激光投影设备中具有包括激光光源在内的多个热源，通过对这些热源进行散热设计，使激光投影设备具有良好的性能。以下通过几个实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

第一实施例：

如图2所示，本实施例的激光投影设备中的热源包括红色激光光源1、蓝色激光光源2和荧光轮3。

红色激光光源1可以由一个或多个红色激光模块构成；每一红色激光模块均包括多个红色激光器，各红色激光器封装于支架上形成阵列形式。

同样地，蓝色激光光源2亦可由一个或多个蓝色激光模块构成；各蓝色激光模块包括阵列排布的多个蓝色激光器。

本实施例中，红色激光光源1作为一组热源，通过第一液冷散热系统6进行散热；蓝色激光光源2和荧光轮3共同作为一组热源，通过第二液冷散热系统7进行散热。第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7的运行相互独立。

第一液冷散热系统6包括通过管道连接形成循环系统的第一液冷头61、第一换热器62和第一循环泵63。

第一液冷头61内部设有供冷却液流过的通道，第一液冷头61可由铜或铝制成，或者由铜或铝制作热交换部分。第一液冷头61与红色激光光源1接触换热，其中，两者的接触换热可以是通过导热介质来实现，即在两者的接触面之间设置如导热垫片或导热硅脂之类的导热介质，使接触面能更好地贴合，从而改善接触换热效果，以下涉及“接触换热”的描述均与此类同。

第一换热器62包括固定连接的第一冷排621和第一散热风扇622，冷却液在第一冷排621中流动时将热量传递到第一冷排621表面的散热片上，再通过第一散热风扇622将热量强制排入外界空气中。

第一液冷头61的进口与第一冷排621的出口通过管道相连通，第一液冷头61的出口与第一冷排621的进口通过管道相连通，从而形成供冷却液循环的循环通道。

第一循环泵63设置在该循环通道内提供冷却液循环流动的动力，第一循环泵63可以设置在由第一液冷头61的出口至第一冷排621入口的管道中，也可以设置在由第一冷排621出口至第一液冷头61进口的管道中，还可以设置于第一冷排621的进口或出口处与第一冷排621固定连接形成一个整体，或者设置于第一液冷头61的进口或出口处与第一液冷头61形成一个整体。

第二液冷散热系统7和第一液冷散热系统6的组成结构相同，第二液冷散热系统7包括通过管道连接形成循环系统的第二液冷头71、第二换热器72和第二循环泵73，第二换热器72包括第二冷排721和第二散热风扇722，其他具体结构及连接关系参照第一液冷散热系统6，不再重复表述。

本实施例的工作原理为：

第一液冷散热系统6对红色激光光源1进行散热，第一液冷头61与红色激光光源1接触换热，冷却液流经第一液冷头61时吸收红色激光器产生的热量，在第一循环泵63的动力推动下，冷却液进入第一换热器62中将热量排入外界空气。通过第一液冷散热系统6使红色激光光源1处的温度控制在红色激光器的耐受温度范围内，较优地，第一液冷头61的温度在45℃以内。

第二液冷散热系统7对蓝色激光光源2和荧光轮3进行散热，第二液冷头71与蓝色激光光源2和荧光轮3接触换热，冷却液流经第二液冷头71时吸收蓝色激光器和荧光轮3产生的热量，在第二循环泵73的动力推动下，冷却液进入第二换热器72中将热量排入外界空气。通过第二液冷散热系统7使蓝色激光光源2处的温度控制在蓝色激光器的耐受温度范围内，较优地，第二液冷头71的温度不超出70℃。本实施例中，散热要求相近的荧光轮3与蓝色激光光源2共用第二液冷散热系统7散热，可一并进行温度控制，提高液冷散热系统的利用率。

第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7独立运行，两者互不影响，能够单独进行温度控制，同时满足红色激光光源1和蓝色激光光源2的散热要求，保证两种光源对应的激光器工作的可靠性，两种激光器均位于可高效率工作的温度条件下，提高投影设备的性能。

根据两套液冷散热系统6、7的温度控制区别，可对第一液冷头61、第二液冷头71、第一换热器62、第二换热器72的结构进行分别设计，第一循环泵63和第二循环泵73亦可根据实际需求选型。

在一较优的结构中，第一换热器62和第二换热器72均采用新风散热。激光投影设备上可以针对第一换热器62和第二换热器72分别设有进风口，从各进风口进入的外部空气(即新风)分别直接引流至第一换热器62和第二换热器72，或者激光投影设备上仅设置一个进风口，但从进风口处进入的外部空气在激光投影设备中分为两股分别直接吹向第一换热器62和第二换热器72。空气吸收各换热器中冷却液的热量后，在激光投影设备内流动，带走激光投影设备内其他部件的热量，最终从激光投影设备上设置的出风口吹出。第一换热器62和第二换热器72可以上下排布或左右排布，根据激光投影设备的结构灵活设置。第一换热器62和第二换热器72均采用新风换热，换热效果好。

参阅图3，在另一较优的结构中，第一换热器62和第二换热器72沿激光投影设备内的空气流动路径排布，第一换热器62设置于靠近激光投影设备的进风口处，第二换热器72排布于第一换热器62的下游并靠近激光投影设备的出风口处。从激光投影设备的进风口处进入的外部空气先经过第一换热器62的第一冷排621，带走第一冷排621中冷却液的热量，而后可以对激光投影设备内的其他部件进行散热，最后再进入第二换热器72，带走第二换热器72的第二冷排721中冷却液的热量后排到外界。这种结构中，空气在激光投影设备内部的流动可以满足不同温控要求的各部件的散热，有效利用空气散热。

第二实施例：

参阅图4，本实施例的激光投影设备与第一实施例的区别在于：本实施例中，激光投影设备对应于第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7中还分别增加了一加压补液器8，以分别向两液冷散热系统6、7中补充冷却液。

图5示意了加压补液器8的一较优结构形式，加压补液器8包括外壳81、活塞82和弹性件83。外壳81内部中空；活塞82与外壳81内截面适配，可滑动地设置于外壳81内，将外壳81内部分隔为气体腔86和储液腔87，气体腔86内填充气体，储液腔87内存储冷却液；弹性件83位于气体腔86内，两端分别连接活塞82和气体腔86腔壁，弹性件83处于压缩状态。储液腔87设有出液口871，该出液口871与第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7中冷却液的循环通道相连通，在第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7中冷却液减少时，气体腔86与储液腔87之间的压力差改变，弹性件83恢复形变而伸长，推动活塞82向储液腔87方向移动，从而将储液腔87内的冷却液注入第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7内，实现自动补液。

图6示意了加压补液器8另一较优的结构形式，加压补液器8同样包括外壳81、活塞82和弹性件83。外壳81内部通过活塞82分隔为气体腔86和储液腔87，弹性件83位于储液腔87内，两端分别连接活塞82和储液腔87腔壁，弹性件83处于拉伸状态。在第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7中冷却液减少时，弹性件83恢复形变而收缩，拉动活塞82向储液腔87方向移动，从而将储液腔87内的冷却液注入第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7内，同样实现自动补液。

在加压补液器8的这两种结构中，弹性件83较优地可为弹簧。

加压补液器8可以设置在第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7中的任一管道处，也可以设置在第一液冷头61(或第二液冷头71)或第一换热器62(或第二换热器72)的进/出口处，还可以与第一循环泵63(或第二循环泵73)、第一液冷头61(或第二液冷头71)或第一换热器62(或第二换热器72)整合为一个部件。

通过加压补液器8的设置，可以在需要时对第一液冷散热系统6或第二液冷散热系统7进行自动补液，使第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7内压力保持在设定范围内，使第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7长期处于高效散热的工况条件下，同时可以免于人工进行补液，达到在寿命期间免维护的效果。

本实施例中，对第一液冷散热系统6和第二液冷散热系统7分别增加加压补液器8，可对两液冷散热系统6、7分别进行维护，满足各自的需求。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。