光源散热系统和投影设备的制作方法

1.本技术属于光源散热技术领域，更具体地，涉及一种光源散热系统和投影设备。


背景技术：

2.在光源模组中，通常采用水冷散热的方式满足光源模组的散热需求。
3.水冷散热系统一般是通过水泵驱动冷却液沿管道循环流动，冷却液在流动过程中吸收待散热件的热量，然后通过换热器进行热量交换并通过风扇将热量散发出去。
4.然而，水冷散热系统是通过多个管接头将水管和水泵、水箱、换热器等零件连接起来，导致水冷液挥发点较多，另外，也存在一定的潜在泄漏因素。在后期使用过程中，需要定期添加水冷液进行常规维护，可靠性不高。


技术实现要素：

5.本技术的目的包括，例如，提供了一种光源散热系统和投影设备，以改善至少部分上述问题。
6.本技术的实施例可以这样实现：
7.第一方面，提供一种光源散热系统，光源散热系统应用于具有光源模组的投影设备中，包括进风单元和散热单元。进风单元包括进风风道和沿进风风道延伸方向间隔设置的第一防尘组件和第二防尘组件，第一防尘组件相对于第二防尘组件安装于进风风道的入风口。散热单元连接于进风单元的出风口，散热单元包括换热腔和位于换热腔两侧的蒸发腔及冷凝腔，换热腔与进风风道连通以使风道带走换热腔的热量，换热腔内设置有连通蒸发腔和冷凝腔的换热组件，蒸发腔用于和光源模组连接，以使蒸发腔内的液态流体在光源模组产生热量的作用下蒸发转变为气态流体，气态流体通过换热组件进入冷凝腔，并与换热组件换热，气态流体在换热组件和冷凝腔内冷凝转变为液态流体，液态流体沿换热组件回流至蒸发腔。
8.进一步地，冷凝腔、换热腔及蒸发腔竖向排布，且沿竖直方向上，蒸发腔位于冷凝腔的下方；或者，冷凝腔、换热腔及蒸发腔横向排布，且沿竖直方向上，蒸发腔位于冷凝腔的下方。
9.进一步地，蒸发腔内填充有预设容量的制冷工质，制冷工质在光源模组产生热量的作用下能够气化吸收热量，并将热量传递至换热组件。
10.进一步地，制冷工质包括能够相互转化的液态流体和气态流体，液态流体填充于蒸发腔，气态流体填充于冷凝腔，且在预设时间内，液态流体在光源模组产生热量的作用下能够转化为气态流体。
11.进一步地，换热组件包括扁管和翅片，扁管的数量为多个且沿第一方向并排连通于蒸发腔和冷凝腔之间，气态流体通过扁管进入冷凝腔，翅片的数量为多个且沿与第一方向具有夹角的第二方向并排连接于任意相邻两个扁管之间。
12.进一步地，进风风道包括窄风道段和宽风道段，宽风道段的截面面积大于窄风道
段的截面面积，第一防尘组件安装于窄风道段的入风口，第二防尘组件安装于宽风道段，且第二防尘组件的过滤面积同时大于窄风道段的截面积和第一防尘组件的过滤面积。
13.进一步地，还包括出风单元，出风单元连接于散热单元的出风端，出风单元包括出风风道和散热风扇，散热风扇设置于出风风道靠近散热单元的一端，用于将散热单元的热量通过出风风道排出。
14.第二方面，提供一种投影设备，包括壳体、光源模组及光源散热系统。光源模组安装于壳体内，光源散热系统安装于壳体内，且光源模组与散热单元的蒸发腔连接。
15.进一步地，还包括光机模组，光机模组安装于壳体内且位于光源模组的后端光路上，进风单元位于光机模组处，且通过光机模组形成进风单元的散热气流，光机模组的防尘装置为第一防尘组件。
16.进一步地，散热单元包括形成蒸发腔的安装壁，光源模组固定连接于安装壁的外表面。
17.本技术实施例提供的光源散热系统，通过将进风单元设计为双层防尘结构，且第二防尘组件的横截面过滤面积大于第一防尘组件的横截面过滤面积。有利于提高第二防尘组件的容尘量，大大延长了第二防尘组件的维护周期。
18.通过在散热单元的换热器内设置换热组件，利用液体蒸发吸热，气体冷凝放热的原理传递热量和散发热量。采用风冷散热的方式，结构紧凑，体积小，相比水冷散热系统，减少了零部件数量。该光源散热系统在保证光源模组散热需求的同时，可靠性高，组装、维护方便，大大减小了维护成本。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1为本技术实施例提供的光源散热系统的结构示意图；
21.图2为本技术实施例提供的光源散热系统中散热单元第一视角的结构示意图；
22.图3为本技术实施例提供的光源散热系统中散热单元第二视角的结构示意图；
23.图4为本技术实施例提供的光源散热系统应用于投影设备中的结构示意图。
24.图标：100-光源散热系统；102-第一方向；105-第二方向；110-进风单元；112-进风风道；1120-窄风道段；1125-宽风道段；114-第一防尘组件；116-第二防尘组件；120-散热单元；122-换热腔；1220-第一开口；123-制冷工质；124-蒸发腔；126-冷凝腔；130-换热组件；132-扁管；134-翅片；140-出风单元；142-出风风道；145-散热风扇；200-投影设备；210-壳体；220-光源模组；230-光机模组；240-镜头。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例中的特征可以相互结合。
27.目前，在投影设备领域中，针对大功率光源的散热大多是采用水冷散热方式。
28.由于水冷散热是通过水泵将水箱内的冷却液泵出，冷却液通过软管引流经过待冷却件后，带走待冷却件的热量并与换热器进行换热，通过散热风扇将换热器的热量吹出设备外，冷却液降低温度的同时又流入水箱内，以此循环进行水冷散热。为了方便安装，可以通过快速接头将软管与水箱、水泵、换热器等部件进行连通。
29.一方面，使得水冷散热系统中会存在较多的水冷液挥发点；另外，在快速接头位置也存在一定的泄漏隐患，可靠性不高；且在后期使用过程中，需要专业人员定期添加水冷液进行常规维护，使用不方便。
30.另一方面，由于放映机的内部空间有限，安装时一般会将水冷散热系统外置，例如，设置于放映机的上方。该结构对放映机的安装环境具有一定限制，导致产品的适应性较低。
31.为了改善上述的问题，请参照图1，本技术实施例提供了一种光源散热系统100，应用于具有光源模组220的投影设备中。
32.该光源散热系统100采用风冷方式，可以设置于放映机的内部。相对于水冷散热系统，风冷结构节省了水泵、水箱、软管等部件，以使整机组装十分方便，提高散热可靠性。
33.具体地，光源散热系统100可以包括进风单元110和散热单元120，散热单元120与待散热件(光源模组220)连接或者相贴设置，以使待散热件产生的热量可以传递至散热单元120。进风单元110连接于散热单元120的前端，进风单元110向散热单元120提供散热气流，通过散热气流流经散热单元120的过程中将散热单元120内的热量带走，从而实现散热降温的目的。
34.请继续参照图1，进风单元110可以包括进风风道112、第一防尘组件114及第二防尘组件116。其中，第一防尘组件114和第二防尘组件116沿进风风道112的延伸方向间隔设置，且第一防尘组件114相对于第二防尘组件116安装于进风风道112的入风口位置。
35.换句话说，散热气流流经第一防尘组件114进入进风风道112内，然后沿进风风道112的延伸方向流动，再流经第二防尘组件116后进入散热单元120中。
36.第一防尘组件114和第二防尘组件116均用于对散热气流进行过滤，以保证进入散热单元120的散热气流洁净，使得过滤后的散热气流流经散热单元120带走散热单元120热量的同时，不会对散热单元120带来灰尘或者造成污染。
37.散热单元120连接于进风单元110的出风口，散热气流从进风单元110的出风口向散热单元120吹风。
38.进一步地，进风风道112可以包括窄风道段1120和宽风道段1125，窄风道段1120和宽风道段1125依次连接，宽风道段1125的横截面面积大于窄风道段1120的横截面面积。
39.安装时，第一防尘组件114安装于窄风道段1120的入风口处，第二防尘组件116安装于宽风道段1125，且第二防尘组件116的过滤面积同时大于窄风道段1120的横截面积和散热单元120的进风横截面面积。
40.该结构设计可以有效扩大散热单元120进风时防尘过滤网的实际进风面积，以使防尘过滤网的容尘量得以提升。有利于延长后期维护周期，进而节约维护成本。
41.请一并参照图2和图3，图2所示为散热单元120第一视角的结构示意图，图3所示为散热单元120第二视角的结构示意图。
42.散热单元120可以包括换热腔122、蒸发腔124及冷凝腔126，蒸发腔124和冷凝腔126位于换热腔122的两侧，且冷凝腔126、蒸发腔124均与换热腔122完全隔离，蒸发腔124和冷凝腔126通过换热组件130连通，换热组件130设置于换热腔122内。
43.其中，蒸发腔124、换热腔122及冷凝腔126沿竖向排布，换热腔122沿与竖向具有夹角的横向的两端开设有第一开口1220和第二开口(图中未示出)，第一开口1220为进风口，第二开口为出风口。连接时，换热腔122的第一开口1220与进风单元110的出风口连接，换热腔122与进风风道112连通。
44.蒸发腔124用于和光源模组220连接或者紧贴设置，以使光源模组220产生的热量可以传递到蒸发腔124内，蒸发腔124内的液态流体在光源模组220产生热量的作用下蒸发吸热，带走蒸发腔124内的热量转变为气态流体。气态流体通过换热组件130进入冷凝腔126内，气态流体在流动过程中遇冷放热冷凝，与换热组件130实现换热，并在冷凝腔126内转变为液态流体。部分气态流体也会在换热组件130内进行冷凝，冷凝后的液态流体沿换热组件130又回流到蒸发腔124内。依次循环，从而将光源模组220工作时产生的热量转换到换热腔122及换热组件130上。散热气流从进风单元110的出风口流出，从第一开口1220进入换热腔122内，经过换热组件130后从换热腔122的第二开口处流出，同时带走换热组件130和换热腔122内的热量。
45.本技术提供的光源散热系统100中的散热单元120是借助重力作用，利用蒸发腔124内的液态流体遇热沸腾换热、液态转变为气态蒸发吸热、气体流经换热组件130时传递至换热组件130，同时气态冷凝放热又转变为液态，在重力作用下回流到蒸发腔124内，依次循环完成光源模组220的热量传递和散发。
46.进一步地，冷凝腔126、换热腔122及蒸发腔124沿竖向排布，且沿竖直方向上，蒸发腔124位于冷凝腔126的下方。
47.需要注意的是，这里的竖向排布包括但不局限于完全竖直，还可以为倾斜向上设置。只要使得在沿竖直方向上，冷凝腔126位于换热腔122的上方，换热腔122为蒸发腔124的上方即可。
48.当然，除了上述的竖向排布方式外，冷凝腔126、换热腔122及蒸发腔124也可以沿横向排布，当冷凝腔126、换热腔122及蒸发腔124横向排布时，满足沿竖直方向上，蒸发腔124位于冷凝腔126的下方。
49.这里的横向排布不包括完全水平设置的情况，可以为左右倾斜向上，或者前后倾斜向上设置。只要使得在沿竖直方向上，冷凝腔126位于换热腔122的斜上方，换热腔122为蒸发腔124的斜上方即可。
50.在本技术实施例中，冷凝腔126、换热腔122及蒸发腔124沿竖直方向排布，且冷凝腔126位于换热腔122的正上方，换热腔122位于蒸发腔124的正上方。
51.可选地，换热组件130可以包括扁管132和翅片134。扁管132和翅片134的数量均为多个，扁管132为空心管，多个扁管132沿第一方向102并排连接于蒸发腔124和冷凝腔126之间，且将蒸发腔124和冷凝腔126连通。以使气态流体可以通过扁管132进入冷凝腔126内，简言之，流体可以通过扁管132在蒸发腔124和冷凝腔126之间流动。
52.翅片134沿与第一方向102具有夹角的第二方向105并排连接于任意相邻两个扁管132之间，通过翅片134增加散热面积，进而提高换热效率。光源模组220产生的热量通过蒸发腔124和扁管132传递至翅片134上，在换热时，由于翅片134与光源模组220之间的温差较小，经进风单元110吹入的冷却空气与翅片134之间温差较大，进而使得换热效率较高。
53.可以理解的是，第一方向102和第二方向105可以垂直，也可以不垂直，当第一方向102和第二方向105不垂直时，第一方向102和第二方向105之间的夹角为锐角。
54.进一步地，为了较好的通过散热系统对光源模组220进行散热。本技术实施例提供的光源散热系统100中，可以在蒸发腔124内填充制冷工质123，以使光源模组220工作发热后，制冷工质123可以在较短时间内达到沸腾状态，沸腾状态下的换热效率较高。即在蒸发腔124内填充有预设容量的制冷工质123，制冷工质123在光源模组220工作产生热量的作用下，能够在预设时间内气化，吸收热量并将热量传递给换热组件130进行换热。
55.可选地，制冷工质123可以包括能够相互转化的液态流体和气态流体。
56.制冷工质123填充于散热单元120后，在光源模组220工作之前，制冷工质123为气液两相的形态。在自身重力作用下，液态流体会填充于蒸发腔124内，气态流体会填充于冷凝腔126内。
57.当光源模组220运行产生热量后，位于蒸发腔124内的液态流体会与热源(光源模组220)连接或相贴设置，液态流体在光源模组220产生热量的作用下，能够转化为气态流体。即液态流体吸收光源模组220产生的热量后，能够在预设时间内发生沸腾并汽化。同时，产生的高温气态流体会沿着扁管132上升到达冷凝腔126内。
58.高温气态流体在上升过程中，气态流体将热量传递给扁管132和翅片134，实现换热。同时，高温的气态流体释放热量、遇冷冷凝又变为液态流体。液态流体在自身重力作用下，沿扁管132自上而下回流到蒸发腔124内，这样循环往复，形成完整的循环换热系统。
59.可选地，也可以通过适当的控制散热单元120的内部压力，以使光源模组220运行发热后，制冷工质123快速达到沸腾状态。
60.由于制冷工质123中液态流体的特殊性以及内部压力的作用，液态流体与光源模组220等热源交换热量时，会一直处于沸腾状态。沸腾换热属于十分高效的换热方式，且整个散热单元120处于均温状态。制冷工质123可以包括：例如，氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物)、共沸混合工质(由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等。本技术对于制冷工质123的具体成分不作限定，根据实际使用需求而定。
61.为了快速的将换热后的热空气排出系统。进一步地，该光源散热系统100还可以包括出风单元140。
62.请继续参照图1，出风单元140连接于散热单元120的出风端，通过出风单元140将散热单元120内的热气快速排出系统。
63.具体地，出风单元140可以包括出风风道142和散热风扇145。散热风扇145设置于出风风道142靠近散热单元120的一端，且用于将散热单元120的热量由出风风道142排出。
64.本技术实施例提供的光源散热系统100，通过将进风单元110设计为双层防尘结构，且第二防尘组件116的横截面过滤尺寸大于第一防尘组件114的横截面过滤尺寸。有利于提高第二防尘组件116的容尘量，大大延长了第二防尘组件116的维护周期。通过在散热
单元120的换热器内设置换热组件130，在蒸发腔124内设置制冷工质123，利用制冷工质123遇热沸腾换热，液态吸热汽化，气态冷凝放热的原理完成热量的传递和散热。该光源散热系统100采用风冷散热的方式，零部件数量少，体积紧凑，在保证光源模组220散热需求的同时，可靠性高，组装、维护方便，可以减少维护运行成本。
65.请参照图4，本技术实施例还提供了一种投影设备200，该投影设备200包括壳体210、光源模组220及上述的光源散热系统100。
66.光源模组220安装于壳体210内，光源散热系统100安装于壳体210内，且光源散热系统100与光源模组220相对应，以使散热单元120中的蒸发腔124与光源模组220连接。
67.可选地，散热单元120包括了形成蒸发腔124的安装壁，光源模组220可以固定连接于安装壁的外表面。当光源模组220运行后产生热量，热量可以通过安装壁传递给蒸发腔124内的制冷工质123，有利于提高降温速度和降温效率。
68.进一步地，投影设备200还可以包括镜头240和光机模组230，镜头240安装于壳体210外，光机模组230安装于壳体210内，且光机模组230位于光源模组220的后端光路上，光源模组220出射的光束经过光机模组230后通过镜头240出射。
69.当该光源散热系统100安装于投影设备200的壳体210内时，可以借助于光机吹出的气流作为散热气流。安装时，进风单元110位于光机模组230处，且通过光机模组230形成进风单元110的散热气流，光机模组230的防尘装置可以作为第一防尘组件114。光机模组230和进风单元110可以共用第一防尘组件114，减少设备数量的同时也节省了安装空间。
70.出风单元140位于壳体210内，且能够将热量通过散热风扇145吹出壳体210外，实现散热的目的。
71.该光源散热系统100可以整体设置在投影设备200的壳体210内，实现散热一体化，简化光源模组220的组装流程；减小体积，且不会对投影设备200的安装环境造成限制。通过借助于光机模组230吹出的气流对散热单元120进行风冷，减少零部件数量，不用定期添加水冷液。后期维护时，可以延长第二防尘组件116其维护周期，正常对投影设备200壳体210入口的第一防尘组件114进行清洁维护，拆装方便，省时省力。该光源散热系统100相比于传统的水冷散热系统，可以减小一半的体积，结构紧凑，组装方便，且不存在泄漏风险，可靠性高，减少生产成本。
72.可以理解的是，本技术实施例提供的光源散热系统100及投影设备200，除了可以应用于大功率的光源模组220中，也可以应用于类似结构的散热系统中。
73.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。