激光光源、投影设备及其冷却组件的制作方法

本实用新型涉及放映设备技术领域，特别涉及一种激光光源、投影设备及其冷却组件。

背景技术：

电影行业的快速发展推动着放映设备的不断迭代，同时工程投影领域也在飞速进步，超大屏幕的高亮度显示成为必然趋势，放映机的亮度及功耗不断提高。

传统低亮度放映机中的光源为氙灯灯泡，图像处理原件处的功率较低，芯片发热密度不高，因此多采用风冷散热形式，通过散热翅片扩大散热面积，再使用风扇将放映机内部的热量输送到外部环境。随着亮度需求的提升，氙灯光源因其亮度低、寿命短及发光效率低等缺点已经无法满足新产品的使用需求。半导体激光成为首选的替代光源，该光源具有体积小、寿命长、亮度高、色彩饱和度高等优势，可以显著提升观影效果，在很多影院及工程投影领域已经得到了广泛应用。但是由于激光光源的功耗密度高，工作温度低，所以需要在较小的空间内实现高效散热，且图像处理元件的能量密度也大幅上升，因此需要使用高效的液体冷却方式来解决投影设备的散热问题。

在工程投影领域，需要使用高亮度放映机在公园、楼宇、商场等复杂环境中显示宽幅画面，且屏幕的形态、位置、朝向角度各有不同，这就需要使用液体冷却的放映机可以实现任意角度放置，并且液冷系统可以正常工作。

因此，如何实现任意角度放置时的冷却，是本技术领域人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种冷却组件，以实现任意角度放置时的冷却。本实用新型还提供了一种具有上述冷却组件的激光光源及投影设备。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种冷却组件，包括：

水泵，所述水泵具有水泵出液口及水泵进液口；

储液箱，所述储液箱具有储液箱出液口结构及储液箱进液口，所述储液箱出液口结构的一端与所述水泵进液口连通，所述储液箱出液口结构的另一端伸入所述储液箱的内部且位于所述储液箱的液体浸没区域；

所述储液箱的液体浸没区域为以任意角度放置所述储液箱且所述储液箱中储存最少预定液体量时仍有液体的区域。

优选地，上述冷却组件中，所述储液箱出液口结构的另一端位于所述储液箱的中心区域。

优选地，上述冷却组件中，所述储液箱出液口结构的另一端具有延长管路，所述延长管路远离所述储液箱出液口结构的一端位于所述储液箱的内部底部。

优选地，上述冷却组件中，所述延长管路包括能够360°旋转的第一弯头及第二弯头，所述第一弯头的一端与所述储液箱出液口结构的主体结构连接，所述第一弯头的另一端朝向所述储液箱的内部底部且与所述第二弯头的一端连通；

所述第二弯头位于所述储液箱的内部底部，其另一端的液流方向与所述储液箱的内部底面平行。

优选地，上述冷却组件中，所述延长管路包括：

一端与所述储液箱出液口结构的主体结构连接的柔性管；

设置于所述柔性管另一端的配重接头。

优选地，上述冷却组件中，所述储液箱上具有注液口及用于密封所述注液口的密封套。

优选地，上述冷却组件中，所述储液箱的内部设置有挡板，所述挡板靠近所述储液箱出液口结构的另一端且阻挡在进入所述储液箱出液口结构的水流中。

优选地，上述冷却组件中，所述储液箱出液口结构为u形管路，其包括依次连接的第一管段、第二管段及第三管段，所述第一管段伸入所述储液箱的内部，所述第二管段及所述第三管段沿所述储液箱的外壁设置。

优选地，上述冷却组件中，还包括用于固定所述水泵及所述储液箱的支撑件；

所述支撑件为减振支撑件。

本实用新型还提供了一种激光光源，包括光源，还包括用于对所述光源进行散热的冷却组件，所述冷却组件为如上述任一项所述的冷却组件。

本实用新型还提供了一种投影设备，包括待散热部件，还包括如上述任一项所述的冷却组件，所述待散热部件的出液口与所述储液箱进液口连通，所述待散热部件的进液口与所述水泵出液口连通。

优选地，上述冷却组件中，所述冷却组件的数量为一个；

或，所述冷却组件的数量为多个且并联或串联。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的冷却组件，由于储液箱的液体浸没区域为以任意角度放置储液箱且储液箱中储存最少预定液体量时仍有液体的区域，并且储液箱出液口结构的另一端伸入储液箱的内部且位于储液箱的液体浸没区域，从而保证储液箱无论以任何角度放置，储液箱出液口结构的另一端的端面始终被储液箱内的液体浸没，以便于使储液箱的内部的液体经过储液箱出液口结构到达水泵进液口，确保水泵始终有液体进入，防止发生水泵空转及待散热部件无法工作的情况。通过上述设置，可以满足多角度安装的需求，以便于实现任意角度冷却的作用。

本实用新型还提供了一种激光光源及投影设备，包括如上述冷却组件。由于上述冷却组件具有上述技术效果，具有上述冷却组件的投影设备也应具有同样的技术效果，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的冷却组件的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的冷却组件的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的延长管路的第一种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的延长管路的第二种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的水泵的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的环形固定件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的宝塔接头的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种冷却组件，以实现任意角度放置时的冷却。本实用新型还提供了一种具有上述冷却组件的激光光源及投影设备。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1及图2，本实用新型实施例提供了一种冷却组件，包括水泵6及储液箱1，水泵6具有水泵出液口8及水泵进液口7；储液箱1具有储液箱出液口结构2及储液箱进液口3，储液箱出液口结构2的一端与水泵进液口7连通，储液箱出液口结构2的另一端伸入储液箱1的内部且位于储液箱1的液体浸没区域；储液箱1的液体浸没区域为以任意角度放置储液箱1且储液箱1中储存最少预定液体量时仍有液体的区域。

本实用新型实施例提供的冷却组件，由于储液箱1的液体浸没区域为以任意角度放置储液箱1且储液箱1中储存最少预定液体量时仍有液体的区域，并且储液箱出液口结构2的另一端伸入储液箱1的内部且位于储液箱1的液体浸没区域，从而保证储液箱1无论以任何角度放置，储液箱出液口结构2的另一端的端面始终被储液箱1内的液体浸没，以便于使储液箱1的内部的液体经过储液箱出液口结构2到达水泵进液口7，确保水泵6始终有液体进入，防止发生水泵6空转及待散热部件无法工作的情况。通过上述设置，可以满足多角度安装的需求，以便于实现任意角度冷却的作用。

可以理解的是，水泵6与储液箱1的相对位置不限于图1及图2中所示的结构，也可以是其它位置，仅需保证储液箱出液口结构2的一端与水泵进液口7连通，并且水泵6可以顺利从储液箱1中吸水即可。

冷却组件中的液体工质可以采用去离子水或含有乙二醇等溶质的防冻液，具有较好的换热性质，且可以防止发生器件的氧化腐蚀。

如图1及图2所示，储液箱出液口结构2的另一端位于储液箱1的中心区域。其中，储液箱1的中心区域为储液箱1的中心且覆盖在储液箱1的内部盛满液体时的液体体积中心点。通过上述设置，仅需使储液箱1中储存最少预定液体量大于储液箱1中储存最大预定液体量(储液箱1的内部盛满)时的一半，即可确保储液箱出液口结构2的另一端的端面始终被储液箱1内的液体浸没，进而确保了任意角度冷却的效果。优选地，为了保证储液箱出液口结构2的另一端始终处于被液体浸没的状态，需要保证储液箱1的水位不低于其最大水位的80％，即，储存最少预定液体量不低于储存最大预定液体量的80％。

也可以设置为其他结构，储液箱出液口结构2的另一端具有延长管路，延长管路远离储液箱出液口结构2的一端位于储液箱1的内部底部。通过设置延长管路，使得储液箱出液口结构2的另一端即为延长管路位于储液箱1的内部底部的一端，以便于确保储液箱11中储存最少预定液体量小于或等于储液箱1中储存最大预定液体量(储液箱1的内部盛满)时的一半，也可以实现储液箱出液口结构2的另一端的端面始终被储液箱1内的液体浸没的效果。

如图3所示，在第一种实施例中，延长管路包括能够360°旋转的第一弯头10及第二弯头11，第一弯头10的一端与储液箱出液口结构2的主体结构连接，第一弯头10的另一端朝向储液箱1的内部底部且与第二弯头11的一端连通；第二弯头11位于储液箱1的内部底部，其另一端的液流方向与储液箱1的内部底面平行。通过上述延长管路，可以将储液箱出液口结构2的另一端延长至储液箱1的内部(即第二弯头11的另一端)。并且，第二弯头11的另一端的液流方向与储液箱1的内部底面平行，有效方便了液流流动，确保了进液均匀程度。

如图4所示，在第二种实施例中，延长管路包括：一端与储液箱出液口结构2的主体结构连接的柔性管12；设置于柔性管12另一端的配重接头13，配重接头需要有进液口，以保证液体可以进入柔性管中。配重接头13在重力的作用下带动柔性管12运动，即使在储液箱1产生晃动时，也可以确保柔性管12另一端位于储液箱1的内部的底部，进而确保水泵6的进液效果。

为了方便储液箱1的注水，储液箱1上具有注液口5及用于密封注液口5的密封套。本实施例中，在储液箱1处于最常用的放置位置时，其顶部设置有注液口5，在投影设备的待散热部件初次工作或缺液时可在此进行充液，充液后该处需放置密封套，以防止储液箱1倒置时内部的液体泄漏。其中，密封套可以为密封橡胶套，也可以为其他材料制作的密封套，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

由于液体在储液箱1中流速较高，储液箱出液口结构2的另一端的端口及储液箱进液口3之间容易形成涡旋，这会导致气体不断进入液体散热回路，降低散热效率；并且，如果水泵6的工质若长时间含有气体，会使水泵6的叶轮发生气蚀，损坏叶轮，严重影响其工作稳定性，也影响水泵6的工作性能及寿命。为了避免这种情况，在储液箱1中部对应储液箱出液口结构2的另一端的端口的位置设置一个挡板4。即，储液箱1的内部设置有挡板4，挡板4靠近储液箱出液口结构2的另一端。并且，挡板4阻挡在进入储液箱出液口结构2的水流中。通过设置挡板4，并使其阻挡在进入储液箱出液口结构2的水流中，其作用是限制储液箱1向储液箱出液口结构2的物理空间，防止液体流量较大时在储液箱出液口结构2的另一端形成涡旋，破坏涡旋，使液体在储液箱1的任意方向固定时都能够平稳地流出，满足放映设备多角度使用的要求，并且，有效避免流路中含气量过高的现象，提高水泵6的稳定性，增强换热效果。

挡板4优选通过焊接方式固定在储液箱1的内部的一个面上。

本实施例中，储液箱出液口结构2为u形管路，其包括依次连接的第一管段、第二管段及第三管段，第一管段伸入储液箱1的内部，第二管段及第三管段沿储液箱1的外壁设置。通过将储液箱出液口结构2设置为u形管路，有效提高了储液箱出液口结构2固定于储液箱1上的稳定性，并且提高结构紧凑性。当然，也可以将，储液箱出液口结构2设置为直管路或l形管路等，在此不再详细说明。

本实用新型实施例提供的冷却组件中，还包括用于固定水泵6及储液箱1的支撑件。

其中，水泵6及储液箱1固定于支撑件上，以便于将水泵6及水箱1整合为一个整体，使得安装更为方便，结构更加紧凑。

如图1及图2所示，储液箱出液口结构2与水泵出液口8之间通过连接管路9连接。其中，连接管路9及冷却组件中其他液体管路的内径需大于或等于5mm，以降低管路处的压力损失，从而减少了管路阻力。液体管路(连接管路9及冷却组件中其他液体管路)与各个器件(储液箱1、水泵6及投影设备的待散热部件)的接头连接后可以使用喉箍进行紧固密封，防止液体泄漏。

进一步地，支撑件为减振支撑件，通过上述设置，防止水泵6在运行时因产生的振动而造成过大的噪声；并且，防止了运输过程中投影设备(放映机)的振动导致储液箱1及水泵6的结构件松动，有效确保了设备的稳定性。

本实施例中，水泵6的固定支脚为软质橡胶材质，螺钉与支撑件螺钉孔之间设置有橡胶垫，储液箱1与支撑件的接触面之间放置发泡硅胶垫，从而起到有效减振作用。其中，支撑件本体的材质为钣金或铝，易于进行折弯及挖孔等机械加工步骤，同时可以保证机械强度，降低冷却组件的整体重量。

当然，也可以将支撑件直接用减振材料(橡胶或树脂等)制作而成。并且，水泵的固定支脚及其它减振材料的材质不限于软质橡胶，也可以是其它具有良好减振效果的材料。

如图5及图6所示，本实用新型实施例提供的冷却组件，还包括环形固定件14，水泵6通过环形固定件14固定于支撑件上；水泵6的外壁与环形固定件14的环形内壁接触。通过上述设置，有效提高了水泵6的固定稳定性，也方便了水泵6固定于支撑件上。

进一步地，如图7所示，水泵出液口8、水泵进液口7、储液箱出液口结构2的端部及储液箱进液口3中至少有一个接口设置有宝塔接头15。

优选地，宝塔接头15为螺纹宝塔接头。即，接口处设置有螺纹，该螺纹处可以固定宝塔接头，可实现与管路的快速密闭连接。

当然，接口与宝塔接头15之间的连接形式不限于螺纹形式，也可以使接口与宝塔接头15为一体式结构、卡扣连接或过盈配合等。以水泵6为例，水泵6上具有一体式宝塔接头的形式。其中，需要保证水泵6的水泵进液口7与水箱6的储液箱出液口结构2的端部的尺寸相同，以方便使用横截面不变的连接管路9连接。

本实施例中，宝塔接头15的材质可以为金属或塑料，宝塔接头15的外径需略大于管路的内径，以保证过盈配合。此外，在宝塔接头15为螺纹宝塔接头的实施例中，宝塔接头15的螺纹内部需放置橡胶垫圈，防止液体泄露。

优选地，水泵6为由直流无刷电机驱动的小型高压头直驱泵，即，水泵6为无刷直流水泵，其含有进出液体接口(即水泵出液口8及水泵进液口7)。

水泵6也可选用其它类型的水泵，如交流水泵、活塞水泵或齿轮水泵等。

并且，优选将储液箱1采用铝或钣金等金属板通过焊接及弯曲加工而成，方便了内部结构的加工、折弯及整体焊接的操作。还可以采用开模注塑及铝型材拉伸等工艺。

本实用新型还提供了一种激光光源，包括光源，还包括用于对所述光源进行散热的冷却组件，冷却组件为如上述任一种冷却组件。其中，可以在光源四周设置待散热部件，并且由冷却组件对其进行散热，也可以在光源的本体上设置散热流道，以便于冷却组件对光源直接进行散热。

本实用新型还提供了一种投影设备，包括待散热部件，还包括如上述任一种冷却组件，待散热部件的出液口与储液箱进液口3连通，待散热部件的进液口与水泵出液口8连通。

其中，待散热部件可以为风液换热器、过滤器或水冷板等器材。

将待散热部件与冷却组件相互组装，保证各个接头处的良好密封。投影设备运行之前需向储液箱1中充注液体工质，并开启水泵6，使液体工质循环充满各个部件。若循环过程中水位过低，需实时进行补液，直至工质稳定循环，液位不再发生变化。系统运行过程中，液体在储液箱1中通过水泵6形成的压力差作用进入水泵6入口，水泵6通过叶轮的高速旋转为液体增压，高压液体进入风液换热器(第一种待散热部件)，此处空气与液体分别有独立的通路，通过金属水道及翅片发生热量交换，从而降低液体的温度，此后低温液体流经发热器件处的水冷板(第二种待散热部件)，吸收激光光源及图像处理设备处的热量，为其降温，此后液体温度升高，并通过储液箱1的储液箱进液口3进入储液箱1，完成一次循环。

本实用新型提供的投影设备，可以实现任意角度的冷却操作，使投影设备(放映机)能够适应复杂场景的使用，提高了投影设备的工作性能。有效解决了现有影院及工程放映机中液冷系统无法多角度安装及使用故障率高的问题。

尤其适用于高功率激光投影显示设备中。

进一步地，冷却组件的数量为多个且并联或串联。通过上述设置，有效提高了系统工质流量，增强了换热性能。

当然，也可以在投影设备中仅设置一个冷却组件，以简化投影设备的结构。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。