基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種屬于半導(dǎo)體發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】的投影儀散熱系統(tǒng)，包括投影儀底座、投影儀燈泡、溫差發(fā)電片、發(fā)電片保持架和風(fēng)扇，投影儀燈泡安裝在底座上，溫差發(fā)電片布置在投影儀燈泡的四周并以盈配合方式安裝入發(fā)電片保持架，發(fā)電片保持架通過螺紋孔方式安裝在投影儀底座上；溫差發(fā)電片的輸出端以串聯(lián)方式連接，將總電壓輸出導(dǎo)線由發(fā)電片保持架的左端口接出；溫差發(fā)電組件輸出電源線直接與風(fēng)扇的輸入端相連接，導(dǎo)線固定在遠(yuǎn)離發(fā)熱部件的投影儀外殼上。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，可以解決投影儀燈泡散熱系統(tǒng)的電能供應(yīng)以及人為操作不當(dāng)時(shí)的投影儀燈泡保護(hù)問題。
【專利說明】 基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種溫差半導(dǎo)體發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】的散熱裝置，具體地說，是一種基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]投影儀又稱投影機(jī)，是一種可以將圖像或視頻投射到幕布上的設(shè)備。目前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、學(xué)校和娛樂場所。IXD (Liquid Crystal Display)液晶投影儀,可以分成液晶板投影儀和液晶光閥投影儀，前者是投影儀市場上的主要產(chǎn)品。多晶硅LCD板都比較怕高溫，較新的機(jī)型在LCD板附近都裝有溫度傳感器，當(dāng)進(jìn)風(fēng)口及濾塵網(wǎng)被堵塞，氣流不暢時(shí)，投影機(jī)內(nèi)溫度會迅速升高，這時(shí)溫度傳感器會報(bào)警并立即切斷燈源電路。投影儀對散熱系統(tǒng)的性能要求十分苛刻，因此投影儀制造商均會在其內(nèi)部集成靠額外電力驅(qū)動的散熱系統(tǒng)，并匹配高可靠性的溫敏風(fēng)扇控制系統(tǒng)，以保證散熱系統(tǒng)在燈泡溫度達(dá)到危險(xiǎn)值之前順利啟動。因此，投影儀在正常工作時(shí)必定會分配一定電力驅(qū)動散熱系統(tǒng)工作，造成額外能源消耗。目前各大高校、機(jī)關(guān)和企事業(yè)中的投影儀保有量十分巨大，并呈快速上升趨勢。
[0003]一般投影儀的正確開機(jī)順序是:先將電源按鈕打開，再按下操作面板上的Lamp按鈕，等到閃爍的綠色信號燈停止閃爍時(shí)，開機(jī)完成。這部分附加的控制部分無疑會在很大程度上降低系統(tǒng)的可靠性:一旦熱敏元件意外損壞，風(fēng)扇就不能自動啟動，使燈泡燒毀。不僅如此，當(dāng)用戶結(jié)束使用投影儀時(shí)，也不能像使用其他電器一樣馬上關(guān)閉電源，必須讓風(fēng)扇繼續(xù)工作一段時(shí)間將燈泡溫度降至安全范圍內(nèi)。誤操作極易降低使用壽命。
[0004]若能利用投影儀工作時(shí)燈泡所發(fā)出的巨大熱量發(fā)電來驅(qū)動散熱風(fēng)扇工作，即可達(dá)到不增加額外的電能損耗，僅靠回收廢熱來散熱的自平衡、自穩(wěn)定的效果。基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)是將技術(shù)水平已經(jīng)相當(dāng)成熟、性能十分穩(wěn)定的溫差發(fā)電半導(dǎo)體片與經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的殼體集成，制成方便訂制與安裝的投影儀散熱系統(tǒng)。
[0005]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，TakenobuKajikawa在Journal of ElectronicMaterials 上發(fā)表的“Approach to the Practical Use of Thermoelectric PowerGeneration”(“溫差發(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用途徑”，《電子材料》雜志。)提到了日本YAMAHA公司對溫差發(fā)電技術(shù)在投影儀上應(yīng)用的內(nèi)部實(shí)驗(yàn)用原型機(jī)。YAMAHA公司的原型機(jī)主要應(yīng)用了溫差發(fā)電原理的逆原理——熱電制冷原理:在溫差發(fā)電半導(dǎo)體的兩電極輸入電壓會在半導(dǎo)體兩端產(chǎn)生較大的溫差，用于取消傳統(tǒng)投影儀中體積大、噪音大的風(fēng)扇，以期達(dá)到緊湊化、靜音化的效果。同時(shí)，它也在發(fā)熱組件上放置溫差發(fā)電片收集廢熱。但是，該原型機(jī)并未提出將收集的熱量用于何處，只是純粹用于測試TOSHIBA公司所產(chǎn)320B1-Te溫差發(fā)電片的性能。同時(shí)，若將溫差發(fā)電片反用作制冷片也存在諸多問題:冷熱端間距過小，給制冷、散熱帶來巨大困難，效率不及傳統(tǒng)散熱風(fēng)扇。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明針對上述不足，提供一種基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)，使其解決投影儀在使用后不能立刻斷電的用戶體驗(yàn)弱點(diǎn)，以及在突然斷電情況下的投影儀組件損傷，實(shí)現(xiàn)自平衡、自穩(wěn)定投影儀用散熱系統(tǒng)實(shí)用化。同時(shí)，本系統(tǒng)也將克服現(xiàn)有溫差發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中普通存在的熱端集熱與冷端散熱問題。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括投影儀底座、投影儀燈泡、溫差發(fā)電片、發(fā)電片保持架和風(fēng)扇，投影儀燈泡安裝在底座上，溫差發(fā)電片布置在投影儀燈泡的四周并以過盈配合方式安裝入發(fā)電片保持架，發(fā)電片保持架通過螺紋孔方式安裝在投影儀底座上；溫差發(fā)電片的輸出端以串聯(lián)方式連接，將總電壓輸出導(dǎo)線由發(fā)電片保持架的左端口接出；溫差發(fā)電組件輸出電源線直接與風(fēng)扇的輸入端相連接，導(dǎo)線固定在遠(yuǎn)離發(fā)熱部件的投影儀外殼上。
[0008]進(jìn)一步地，在本發(fā)明中溫差發(fā)電片為方形結(jié)構(gòu)，其尺寸為8X8X2.5mm。
[0009]更進(jìn)一步地，在本發(fā)明中發(fā)電片保持架由一片銅片加工而來，在發(fā)電片保持架上冷加工出25個(gè)凹槽并預(yù)留導(dǎo)線空間。
[0010]更進(jìn)一步地，在本發(fā)明中電扇為直流低電壓啟動型，能耐受低品質(zhì)電源和電壓波動。
[0011]本發(fā)明的功能通過以下步驟來實(shí)現(xiàn):①投影儀開機(jī)啟動，內(nèi)部溫度尚低，投影儀無需散熱；其在發(fā)電片兩端引起溫差未到設(shè)定值，系統(tǒng)無動作，風(fēng)扇不運(yùn)行。②開機(jī)一段時(shí)間，投影儀燈泡表面溫度上升到設(shè)定值(例如80°c )，此時(shí)，投影儀燈泡溫度仍在安全范圍內(nèi)，但在接近危險(xiǎn)值，應(yīng)逐漸開始散熱。熱量達(dá)到系統(tǒng)響應(yīng)下閥值，溫差片產(chǎn)生之總電壓足以驅(qū)動散熱風(fēng)扇工作；散熱風(fēng)扇受來自發(fā)電片的電壓，開始工作，為系統(tǒng)散熱。③本系統(tǒng)開始后，投影儀燈光表面溫度仍在上升，但由于散熱風(fēng)扇的散熱功率也在上升，溫度上升的速度逐漸降低。工作約5分鐘后，系統(tǒng)達(dá)到熱電平衡狀態(tài):投影儀燈泡表面溫度不再上升，而是在一個(gè)設(shè)定的溫度值附近的小范圍內(nèi)波動；風(fēng)扇散熱功率不再上升，而是在一個(gè)具體的功率值附近作小范圍波動。此時(shí)，若由于環(huán)境溫度變化、投影儀工作負(fù)荷變化而使熱電平衡狀態(tài)被破壞，系統(tǒng)將發(fā)揮自穩(wěn)定功能，作出如下反應(yīng):若投影儀溫度上升，則溫差發(fā)電片兩端溫差上升，產(chǎn)生更大電壓，風(fēng)扇散熱功率進(jìn)一步增加，迫使燈泡降溫，隨后自行降低散熱功率，系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)；若投影儀溫度下降，則發(fā)電片兩端溫差下降，輸出電壓下降，風(fēng)扇散熱功率下降，燈泡散熱不足，溫度下降被遏制，系統(tǒng)達(dá)到新的平衡。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:節(jié)約投影儀散熱系統(tǒng)需要的電力能源，同時(shí)由于本發(fā)明使用的是被動散熱系統(tǒng)，能夠有效地避免投影儀燈泡由于人為的不當(dāng)操作而造成損壞。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)投影儀用散熱系統(tǒng)的自平衡、自穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]附圖中的標(biāo)號分別為:1、影儀底座，2、投影儀燈泡，3、溫差發(fā)電片，4、發(fā)電片保持架，5、風(fēng)扇。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明包括投影儀底座1、投影儀燈泡2、溫差發(fā)電片
3、發(fā)電片保持架4和風(fēng)扇5，投影儀燈泡2安裝在底座I上，溫差發(fā)電片3布置在投影儀燈泡2的四周并以過盈配合方式安裝入發(fā)電片保持架4，發(fā)電片保持架4通過螺紋孔方式安裝在投影儀底座I上；溫差發(fā)電片3的輸出端以串聯(lián)方式連接，將總電壓輸出導(dǎo)線由發(fā)電片保持架4的左端口接出；溫差發(fā)電組件輸出電源線直接與風(fēng)扇5的輸入端相連接，導(dǎo)線固定在遠(yuǎn)離發(fā)熱部件的投影儀外殼上；溫差發(fā)電片3為方形結(jié)構(gòu)，其尺寸為8X8X2.5mm ;發(fā)電片保持架4由一片銅片加工而來，在發(fā)電片保持架4上冷加工出25個(gè)凹槽并預(yù)留導(dǎo)線空間；電扇5為直流低電壓啟動型，能耐受低品質(zhì)電源和電壓波動。
[0018]在本發(fā)明中，投影儀開機(jī)啟動時(shí)，內(nèi)部溫度尚低，投影儀無需散熱；溫差發(fā)電片3兩端引起溫差未到設(shè)定值，系統(tǒng)無動作，風(fēng)扇不運(yùn)行。開機(jī)一段時(shí)間后，投影儀燈泡2表面溫度上升到設(shè)定值(例如80°C )，此時(shí)，投影儀燈泡溫度仍在安全范圍內(nèi)，但在接近危險(xiǎn)值，應(yīng)逐漸開始散熱；熱量達(dá)到系統(tǒng)響應(yīng)下閥值，溫差發(fā)電片3產(chǎn)生的總電壓足以驅(qū)動散熱風(fēng)扇5工作；散熱風(fēng)扇5受來自發(fā)電片的電壓，開始工作，為系統(tǒng)散熱。本系統(tǒng)開始后，投影儀燈光表面溫度仍在上升，但由于散熱風(fēng)扇5的散熱功率也在上升，溫度上升的速度逐漸降低。工作約5分鐘后，系統(tǒng)達(dá)到熱電平衡狀態(tài):投影儀燈泡2表面溫度不再上升，而是在一個(gè)設(shè)定的溫度值附近的小范圍內(nèi)波動；風(fēng)扇5的散熱功率不再上升，而是在一個(gè)具體的功率值附近作小范圍波動。
【權(quán)利要求】
1.一種基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)，包括投影儀底座(I)和投影儀燈泡(2)，投影儀燈泡(2)安裝在底座(I)上，其特征在于，還包括溫差發(fā)電片(3)、發(fā)電片保持架(4)和風(fēng)扇(5)，溫差發(fā)電片(3)布置在投影儀燈泡(2)的四周并以過盈配合方式安裝入發(fā)電片保持架(4)，發(fā)電片保持架(4)通過螺紋孔方式安裝在投影儀底座(I)上；溫差發(fā)電片(3)的輸出端以串聯(lián)方式連接，將總電壓輸出導(dǎo)線由發(fā)電片保持架(4)的左端口接出；溫差發(fā)電組件輸出電源線直接與風(fēng)扇(5)的輸入端相連接，導(dǎo)線固定在遠(yuǎn)離發(fā)熱部件的投影儀夕卜殼上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述溫差發(fā)電片(3)為方形結(jié)構(gòu)，其尺寸為8X8X2.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電片保持架(4)由一片銅片加工而來，在發(fā)電片保持架(4)上冷加工出25個(gè)凹槽并預(yù)留導(dǎo)線空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于溫差發(fā)電的廢熱利用投影儀散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述電扇(5)為直流低電壓啟動型，能耐受低品質(zhì)電源和電壓波動。
【文檔編號】G03B21/16GK103760737SQ201410016216
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】孫文煥, 李幫俊, 馬志宏, 吳昊, 馬威, 王如竹 申請人:上海交通大學(xué)