RU2513043C2

RU2513043C2 - System of heat control for electronic display

Info

Publication number: RU2513043C2
Application number: RU2011129607/07A
Authority: RU
Inventors: Уилльям Р. ДАНН; Тимоти ХАББАРД; Уэр БЕДЕЛЛ
Original assignee: Мэньюфэкчеринг Ресорсиз Интернэшнл, Инк.
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2014-04-20
Also published as: CN102326224A; AU2009335644A1; KR20110099134A; CA2747724A1; EP2370987A4; WO2010080624A2; TW201034558A; RU2011129607A; EP2370987A2; WO2010080624A3

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to cooling systems, and, in particular, to cooling systems for electronic displays. In a cooling unit for an electronic image unit and a display unit that comprises it, in some versions of realisation they use ambient gas for cooling of power supply modules and/or the image unit (sometimes back lighting). In other versions they use a closed circuit of circulating gas, which passes along the front surface of the image unit and via a heat exchanger. The open circuit passes via the heat exchanger and extracts heat from the circulating gas. Atmospheric air may be used as ambient gas. For cooling of the rear section of the image unit or back lighting with the help of ambient gas they may use a non-obligatory additional channel. In some versions of realisation they also use heat-conducting plates and ribs to distribute heat and to exclude hot points in the display.

EFFECT: improved working characteristics of components of electronic displays and their increased service life due to prevention of high oscillations of temperature in use of electronic displays in external environments under conditions of direct sunlight or under other heavy thermal conditions.

15 cl, 13 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Примерные варианты осуществления в общем относятся к системам охлаждения и в частности к системам охлаждения для электронных дисплеев.Exemplary embodiments generally relate to cooling systems, and in particular, cooling systems for electronic displays.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Проводящие и конвективные теплообменные системы для электронных дисплеев в общем стремятся отводить тепло от электронных компонентов в дисплее через максимально возможное количество боковых стенок дисплея. Для того чтобы это выполнять, системы предшествующего уровня техники полагались прежде всего на вентиляторы для перемещения внутреннего воздуха, находящегося внутри корпуса, мимо компонентов, подлежащих охлаждению, и наружу из дисплея. Эти компоненты в общем представляют собой источники электропитания. В некоторых случаях нагретый воздух перемещается в конвективном тепловом контакте с оребрением.Conductive and convective heat exchange systems for electronic displays generally seek to remove heat from the electronic components in the display through the maximum possible number of display side walls. In order to accomplish this, prior art systems relied primarily on fans to move internal air inside the enclosure past components to be cooled and out of the display. These components are generally power sources. In some cases, heated air moves in convective thermal contact with the fins.

Хотя такие теплообменные системы в прошлом имели некоторый успех, усовершенствования дисплеев и новых применений дисплеев требуют еще больших возможностей охлаждения. В частности, охлаждающие устройства для электронных дисплеев предшествующего уровня техники обычно использовали конвективные системы рассеяния тепла, которые функционировали только для охлаждения заднего внутреннего участка дисплея. При использованиях вне помещений или в других теплых окружающих средах они непригодны, особенно когда лучистая теплопередача от солнца через переднюю поверхность дисплея становится основным фактором. Во многих применениях обычной является мощность, поступающая через переднюю поверхность дисплея, которая составляет 200 Вт или больше. Кроме того, рынок требует для дисплеев экранов больших размеров. С увеличением размеров экрана электронного дисплея и соответствующих размеров передней поверхности дисплея будет вырабатываться больше тепла и больше тепла будет передаваться в дисплеи. Кроме того, когда дисплеи используются в наружных средах, атмосферный воздух может содержать загрязнения (пыль, грязь, пыльцу, водяной пар, частицы износа рабочих поверхностей тормозных механизмов, песок, дым и т.д.), которые, если засасываются в дисплей для охлаждения внутреннего пространства, могут повреждать внутренние компоненты дисплея.Although such heat exchange systems have had some success in the past, display improvements and new display applications require even greater cooling capabilities. In particular, cooling devices for electronic displays of the prior art generally used convective heat dissipation systems that functioned only to cool the rear interior of the display. When used outdoors or in other warm environments, they are unsuitable, especially when radiant heat transfer from the sun through the front of the display becomes a major factor. In many applications, it is common for power to flow through the front of the display, which is 200 watts or more. In addition, the market requires large screen displays. With increasing screen sizes of the electronic display and the corresponding dimensions of the front surface of the display, more heat will be generated and more heat will be transferred to the displays. In addition, when displays are used in outdoor environments, ambient air may contain contaminants (dust, dirt, pollen, water vapor, wear particles on brake surfaces, sand, smoke, etc.) which, if sucked into the display for cooling internal space, may damage the internal components of the display.

Современные дисплеи (особенно те, которые используют вне помещений) становятся все более яркими, с некоторыми задними подсветками, производящими 1,000-2,000 нит или больше. Чтобы производить такой уровень яркости, устройства освещения, такие как блоки CCFL (люминесцентных ламп с холодным катодом), LED (светоизлучающих диодов), органических LED и плазменные блоки, могут производить относительно большое количество тепла. Кроме того, устройства освещения требуют относительно большого количества энергии, чтобы генерировать необходимый уровень яркости. Это большое количество энергии в общем поставляется посредством одного или более источников электропитания для дисплея. Эти источники электропитания также могут стать существенным источником тепла для дисплея.Modern displays (especially those that are used outdoors) are getting brighter, with some backlights producing 1,000-2,000 nits or more. To produce such a brightness level, lighting devices such as CCFL (cold cathode fluorescent), LED (light emitting diode), organic LED, and plasma light blocks can produce relatively large amounts of heat. In addition, lighting devices require a relatively large amount of energy to generate the required level of brightness. This large amount of energy is generally supplied through one or more power supplies for the display. These power supplies can also be a significant source of heat for the display.

Большое колебание температуры является обычным при использовании устройств предшествующего уровня техники в наружных средах в условиях прямого солнечного света или в других тяжелых тепловых условиях. Такое температурное колебание оказывает негативное влияние и на срок службы, и на рабочие характеристики электронных компонентов в этих устройствах.Large temperature fluctuations are common when using prior art devices in outdoor environments in direct sunlight or other severe thermal conditions. Such temperature fluctuation has a negative effect on the service life and performance of electronic components in these devices.

Сущность примерных вариантов осуществленияSummary of Exemplary Embodiments

В то время как системы предшествующего уровня техники стремились отводить тепло только через стороны, не осуществляющие отображения, и задние компоненты электронного дисплея, предпочтительный вариант осуществления может также вызывать конвективную теплопередачу от лицевой поверхности блока изображения (от стороны, которая обращена к намеченному наблюдателю). Эти предпочтительные варианты осуществления могут содержать два отдельных пути потоков для газа через электронный дисплей. Первый путь потока может быть замкнутым контуром, а второй путь потока может быть разомкнутым контуром. Путь замкнутого контура проходит через переднюю поверхность блока изображения, продолжается к задней части дисплея, где он может входить в теплообменник, и, наконец, возвращается к передней поверхности блока изображения. Путь разомкнутого контура втягивает газ (например, атмосферный воздух) через заднюю часть дисплея (возможно, через теплообменник) и затем выпускает его из корпуса дисплея. Теплообменник может использоваться для того, чтобы передавать тепло из замкнутого контура в разомкнутый контур и выпускать из дисплея. Необязательно, разомкнутый контур также может нагнетаться позади блока изображения (иногда задней подсветки, в другие моменты времени OLED (органические светоизлучающие диоды) или другого типа блоки создания изображений) для охлаждения блока изображения и/или блока задней подсветки (если задняя подсветка необходима для определенного типа используемого дисплея). В примерном варианте осуществления может использоваться теплообменник с пересекающимися направлениями потоков. While prior art systems have sought to remove heat only through non-display sides and rear components of an electronic display, a preferred embodiment may also cause convective heat transfer from the front surface of the image block (from the side that faces the intended observer). These preferred embodiments may comprise two separate flow paths for gas through an electronic display. The first flow path may be a closed loop, and the second flow path may be an open loop. The closed loop path passes through the front surface of the image block, continues to the rear of the display, where it can enter the heat exchanger, and finally returns to the front surface of the image block. An open loop path draws gas (e.g., atmospheric air) through the back of the display (possibly through a heat exchanger) and then releases it from the display housing. The heat exchanger can be used to transfer heat from a closed loop to an open loop and to discharge from the display. Optionally, the open loop can also be injected behind the image block (sometimes backlight, at other times OLED (organic light emitting diodes) or other type of image creating blocks) to cool the image block and / or backlight block (if backlighting is necessary for a certain type display used). In an exemplary embodiment, a heat exchanger with intersecting flow directions can be used.

Другие варианты осуществления относятся к системе, предназначенной для охлаждения следующих участков электронного дисплея, либо одного, либо в сочетании: (1) модуля (модулей) питания, (2) задней подсветки и (3) передней поверхности дисплея. Модули питания с блоками рассеивания тепла (например, охлаждающими пластинами и/или теплоотводами) можно использовать с некоторыми вариантами осуществления, в которых сторона модуля питания, содержащая блок рассеивания тепла, размещена на пути газа окружающей среды, в то время как сторона модуля питания, содержащая чувствительные электрические компоненты, остается в отдельной окружающей среде. Изолирующая конструкция может обеспечивать газовую изоляцию (и иногда изоляцию от твердых частиц/загрязнений) между этими двумя сторонами модулей питания. При охлаждении модулей питания с помощью разомкнутого контура газа окружающей среды замкнутый контур может использоваться или не использоваться.Other embodiments relate to a system designed to cool the following sections of an electronic display, either alone or in combination: (1) power supply module (s), (2) backlight, and (3) front surface of the display. Power modules with heat dissipation units (e.g., cooling plates and / or heat sinks) can be used with some embodiments in which the side of the power module containing the heat dissipation unit is placed in the path of the ambient gas, while the side of the power module containing sensitive electrical components remain in a separate environment. The insulating structure may provide gas insulation (and sometimes isolation from particulate matter / contamination) between the two sides of the power modules. When cooling the power modules using an open loop gas environment, a closed loop may or may not be used.

Задние подсветки с передними и задними сторонами могут использоваться с некоторыми вариантами осуществления для жидкокристаллических дисплеев (ЖКД, LCD), в которых передняя сторона содержит устройства освещения, а задняя сторона содержит теплопроводящую поверхность для того, чтобы рассеивать тепло от устройств освещения. В идеале между передними и задними сторонами задних подсветок должен быть низкий уровень теплового сопротивления.Backlights with front and rear sides can be used with some embodiments for liquid crystal displays (LCDs), in which the front side contains lighting devices and the back side contains a heat-conducting surface in order to dissipate heat from the lighting devices. Ideally, there should be a low level of thermal resistance between the front and rear sides of the backlights.

В других вариантах осуществления модули питания можно поместить в тепловой контакт со множеством теплопроводящих ребер, при этом ребра размещены на пути охлаждающего воздуха (иногда газа окружающей среды). Тепло от модулей питания распределяется по всем ребрам и отводится охлаждающим воздухом. Было обнаружено, что нагнетание воздуха в относительно узкие каналы, определяемые ребрами, улучшает возможность отводить тепло от модулей питания.In other embodiments, the power modules can be placed in thermal contact with a plurality of heat-conducting fins, the fins being placed in the path of cooling air (sometimes ambient gas). Heat from the power modules is distributed over all fins and is removed by cooling air. It was found that forcing air into relatively narrow channels defined by the ribs improves the ability to remove heat from the power modules.

В другом варианте осуществления и модули питания, и задняя подсветка дисплея (или блок изображения) находятся в тепловом контакте с ребрами. Таким образом, единственный путь охлаждающего воздуха (иногда газа окружающей среды) может использоваться для охлаждения двух из самых теплых компонентов типичного электронного дисплея. Посредством примера, а не ограничения, в качестве устройств освещения для дисплеев ЖКД обычно используются матрицы из LED. Было обнаружено, что оптические свойства диодов LED (и других устройств освещения) могут изменяться в зависимости от температуры. Таким образом, когда LED подвергается воздействию комнатных температур, он может производить свет с определенной яркостью, длиной волны и/или цветовой температурой. Однако, когда тот же самый LED подвергается воздействию высоких температур, яркость, длина волны, цветовая температура и другие свойства могут изменяться. Таким образом, когда происходит изменение температуры вдоль задней подсветки LED (некоторые области находятся при более высокой температуре, чем другие), могут возникать оптические несогласованности вдоль задней подсветки, которые могут быть видимыми для наблюдателя. Благодаря использованию вариантов осуществления, представленных в данном описании, теплообразование может равномерно распределяться по ребрам и отводиться из дисплея. Это может предотвращать образование любых потенциальных «горячих точек» в задней подсветке, которые могут становиться видимыми для наблюдателя из-за изменения в оптических свойствах устройств освещения (иногда диодов LED, но не всегда). В других вариантах осуществления блок изображения (скорее чем задняя подсветка) находится в тепловом контакте с ребрами. Блок изображения может содержать электронный блок любой формы для генерирования изображения, включая, но не ограничиваясь этим: ЖКД, светоизлучающий диод (LED), органический светоизлучающий диод (OLED), дисплеи с автоэлектронной эмиссией (FED), светоизлучающие полимеры (LEP), плазменные дисплеи и любые другие дисплеи с плоским/тонким экраном.In another embodiment, both the power modules and the backlight of the display (or image block) are in thermal contact with the fins. Thus, a single path of cooling air (sometimes ambient gas) can be used to cool two of the warmest components of a typical electronic display. By way of example, and not limitation, LED matrices are typically used as lighting devices for LCD displays. It has been found that the optical properties of LED diodes (and other lighting devices) can vary with temperature. Thus, when an LED is exposed to room temperatures, it can produce light with a certain brightness, wavelength and / or color temperature. However, when the same LED is exposed to high temperatures, brightness, wavelength, color temperature and other properties may change. Thus, when a temperature change occurs along the backlight of the LED (some regions are at a higher temperature than others), optical inconsistencies may occur along the backlight, which may be visible to the observer. By using the embodiments provided herein, heat generation can be evenly distributed over the ribs and removed from the display. This can prevent the formation of any potential “hot spots” in the backlight, which may become visible to the observer due to changes in the optical properties of lighting devices (sometimes LED diodes, but not always). In other embodiments, the image unit (rather than the backlight) is in thermal contact with the ribs. The image unit may comprise any form of electronic unit for generating an image, including but not limited to: an LCD, a light emitting diode (LED), an organic light emitting diode (OLED), electron emission emitting displays (FED), light emitting polymers (LEP), plasma displays and any other flat / thin screen displays.

Ребра могут обеспечивать изолированную камеру от остальной части дисплея так, чтобы для охлаждения ребер можно было засасывать и использовать атмосферный воздух. Это выгодно для ситуаций, в которых дисплей подлежит использованию в наружной среде и засасываемый воздух может содержать загрязнения (пыльцу, грязь, пыль, воду, дым и т.д.), которые могут повреждать чувствительные электронные компоненты дисплея.The ribs can provide an isolated chamber from the rest of the display so that atmospheric air can be drawn in and used to cool the ribs. This is beneficial for situations in which the display is to be used outdoors and the intake air may contain contaminants (pollen, dirt, dust, water, smoke, etc.) that can damage sensitive electronic components of the display.

Если задняя подсветка используется с конкретным применением дисплея, то можно использовать заднюю подсветку с передней и задней сторонами, при этом передняя сторона содержит устройства освещения, а задняя сторона содержит теплопроводящую поверхность для рассеивания тепла от устройств освещения. В идеале между передними и задними сторонами задних подсветок должен быть низкий уровень теплового сопротивления. Примерный вариант осуществления содержит PCB (печатную плату) с металлическим сердечником, с диодами LED на передней стороне и металлической поверхностью на задней стороне.If the backlight is used with a specific application of the display, then the backlight with the front and rear sides can be used, with the front side containing lighting devices and the rear side containing a heat-conducting surface for dissipating heat from the lighting devices. Ideally, there should be a low level of thermal resistance between the front and rear sides of the backlights. An exemplary embodiment comprises a PCB (printed circuit board) with a metal core, with LED diodes on the front side and a metal surface on the back side.

С помощью описанных ниже аспектов примерные варианты осуществления, представленные в данном описании, сделали возможным подходящее охлаждение для больших электронных дисплеев даже в условиях жаркого климата и размещения в условиях прямого солнечного света. Варианты осуществления также не требуют какой-либо формы кондиционера (хотя, если требуется, его можно использовать), и это уменьшает потребности в пространстве и электроэнергии для дисплея.Using the aspects described below, the exemplary embodiments presented herein have made it possible to provide suitable cooling for large electronic displays even in hot climates and placement in direct sunlight. Embodiments also do not require any form of air conditioning (although, if required, it can be used), and this reduces the space and power requirements for the display.

Вышеизложенные и другие признаки и преимущества примерных вариантов осуществления будут очевидны из последующего более подробного описания определенных вариантов осуществления изобретения, иллюстрируемых на прилагаемых чертежах.The foregoing and other features and advantages of exemplary embodiments will be apparent from the following more detailed description of certain embodiments of the invention illustrated in the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Лучше понять примерный вариант осуществления можно при прочтении последующего подробного описания и с помощью прилагаемых чертежей, на которых идентичные позиционные обозначения относятся к идентичным частям и на которых:It is better to understand an exemplary embodiment by reading the following detailed description and by using the accompanying drawings in which identical reference signs refer to identical parts and in which:

фиг. 1 - перспективное изображение типичного модуля питания;FIG. 1 is a perspective view of a typical power supply module;

фиг. 2 - перспективное изображение двух модулей питания, установленных внутри изолирующей конструкции;FIG. 2 is a perspective view of two power modules installed inside an insulating structure;

фиг. 3 - перспективное изображение варианта осуществления, в котором охлаждающий воздух может использоваться для охлаждения модулей питания и блока задней подсветки;FIG. 3 is a perspective view of an embodiment in which cooling air can be used to cool power modules and a backlight unit;

фиг. 4 - перспективное изображение варианта осуществления, который подобен варианту осуществления, показанному на фиг. 3, за исключением того, что теперь теплоотвод используется с модулями питания;FIG. 4 is a perspective view of an embodiment that is similar to the embodiment shown in FIG. 3, except that the heat sink is now used with power modules;

фиг. 5 показывает перспективное изображение варианта осуществления, в котором между блоком задней подсветки и изолирующей конструкцией образовано множество каналов;FIG. 5 shows a perspective view of an embodiment in which a plurality of channels are formed between a backlight unit and an insulating structure;

фиг. 7 показывает перспективное изображение в разрезе другого варианта осуществления, который использует теплопроводящую пластину и теплопроводящие ребра;FIG. 7 shows a perspective cross-sectional view of another embodiment that uses a heat-conducting plate and heat-conducting fins;

фиг. 8 показывает перспективное изображение в разрезе другого варианта осуществления, в котором ребра используются для распределения тепла от блока задней подсветки и его охлаждения;FIG. 8 shows a perspective cross-sectional view of another embodiment in which fins are used to distribute heat from the backlight unit and cool it;

фиг. 9 - перспективное изображение сзади варианта осуществления, в котором задняя крышка дисплея удалена;FIG. 9 is a perspective view from the rear of an embodiment in which the back cover of the display is removed;

фиг. 10A - перспективное изображение в разрезе другого варианта осуществления, показывающее каналы замкнутого контура и разомкнутого контура;FIG. 10A is a perspective cross-sectional view of another embodiment showing the closed loop and open loop channels;

фиг. 10B - перспективное изображение в разрезе, подобное изображению, показанному на фиг. 10A, в котором задняя и боковые крышки удалены;FIG. 10B is a perspective cross-sectional view similar to the image shown in FIG. 10A, in which the back and side covers are removed;

фиг. 11 - перспективное изображение в разрезе другого варианта осуществления, показывающее впускные и выпускные отверстия для газа окружающей среды, который используется только в пределах теплообменника, а не в дополнительных необязательных каналах; иFIG. 11 is a perspective cross-sectional view of another embodiment showing inlet and outlet openings for an ambient gas that is used only within the heat exchanger, and not in additional optional channels; and

фиг. 12 - перспективное изображение в разрезе примерного варианта осуществления, в котором используется теплообменник с пересекающимися направлениями потоков, чтобы разделять блоки электропитания большой и малой мощности.FIG. 12 is a perspective cross-sectional view of an exemplary embodiment in which a heat exchanger with intersecting flow directions is used to separate high and low power power supplies.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Фиг. 1 показывает один вариант осуществления типичного модуля 7 питания, который может использоваться с некоторыми из вариантов осуществления, описанных в данном описании. Печатная плата 6 может быть прикреплена к модулю 7 питания и может содержать множество электронных компонентов 5, которые могут быть необходимыми для работы и управления модулем 7 питания. Эти электронные компоненты 5 могут включать в себя резисторы, конденсаторы, операционные усилители, монтажные жгуты, соединители и катушки индуктивности, но не ограничиваясь этим. Базовая плата 8 может быть прикреплена к модулю 7 питания и может действовать как блок рассеивания тепла для модуля 7 питания, так что тепло, которое образуется модулем 7 питания, передается к базовой плате 8. В некоторых вариантах осуществления может быть больше используемых компонентов, например контактная площадка, расположенная между модулем питания и базовой платой 8. Кроме того, как дополнительно обсуждается ниже, с базовой платой 8 может использоваться любой тип теплоотвода или сборки ребер, чтобы дополнительно улучшать ее термодинамические свойства. Также между базовой платой 8 и блоком теплоотвода могут быть размещены контактные площадки.FIG. 1 shows one embodiment of a typical power module 7 that may be used with some of the embodiments described herein. The printed circuit board 6 may be attached to the power module 7 and may contain many electronic components 5, which may be necessary for operation and control of the power module 7. These electronic components 5 may include, but are not limited to, resistors, capacitors, operational amplifiers, wiring harnesses, connectors, and inductors. The base board 8 can be attached to the power module 7 and can act as a heat dissipation unit for the power module 7, so that the heat that is generated by the power module 7 is transferred to the base board 8. In some embodiments, there may be more components used, for example a contact a platform located between the power module and the base board 8. In addition, as further discussed below, any type of heat sink or assembly of fins can be used with the base board 8 to further improve its thermodynamics cal properties. Also between the base board 8 and the heat sink unit can be placed pads.

Фиг. 2 показывает два модуля питания, установленные внутри изолирующей конструкции 9, которая по существу предотвращает передачу газа и загрязнений между двумя сторонами модуля питания. Базовые платы 8 модулей питания показаны на стороне изолирующей конструкции 9, на которой охлаждающий воздух 4 окружающей среды предназначен для прохождения поверх базовых плат 8. Могут использоваться уплотнительные прокладки 11, чтобы обеспечивать газонепроницаемое (и/или непроницаемое для загрязнений) уплотнение между модулями питания и изолирующей конструкцией 9. Охлаждающий воздух 4 иногда втягивается из среды, окружающей дисплей. Эта окружающая среда может содержать вредные загрязнения, которые могут вызывать повреждения различных электрических компонентов в дисплее. Эти вредные загрязнения включают в себя: пыль, дым, пыльцу, водяной пар, другие вредные твердые частицы и другие вредные газы, но не ограничиваясь этим. Таким образом, одно из назначений изолирующей конструкции 9 состоит в том, чтобы предотвращать контакт охлаждающего воздуха 4 окружающей среды с некоторыми из чувствительных электронных компонентов дисплея, включая, но не ограничиваясь этим, электронные компоненты 5 (показанные на фиг. 1), которые требуются для работы и управления модулями питания. Благодаря установлению модулей питания внутри изолирующей конструкции 9 охлаждающий воздух 4 окружающей среды может втягиваться в корпус дисплея и нагнетаться поверх базовых плат 8 (и необязательно по теплоотводам и ребрам) для охлаждения модулей питания. Это может быть выполнено, не подвергая чувствительные электронные компоненты воздействию потенциально вредного охлаждающего воздуха 4 окружающей среды.FIG. 2 shows two power modules installed inside an insulating structure 9, which essentially prevents the transmission of gas and contaminants between the two sides of the power module. The base plates 8 of the power modules are shown on the side of the insulating structure 9, on which the ambient cooling air 4 is designed to pass over the base plates 8. The gaskets 11 can be used to provide a gas-tight (and / or impermeable to dirt) seal between the power modules and the insulating design 9. Cooling air 4 is sometimes drawn in from the environment surrounding the display. This environment may contain harmful contaminants that can cause damage to various electrical components in the display. These harmful contaminants include, but are not limited to, dust, smoke, pollen, water vapor, other harmful particulate matter and other harmful gases. Thus, one of the purposes of the insulating structure 9 is to prevent contact of the ambient cooling air 4 with some of the sensitive electronic components of the display, including, but not limited to, the electronic components 5 (shown in FIG. 1) that are required for operation and management of power modules. By installing power modules inside the insulating structure 9, ambient cooling air 4 can be drawn into the display housing and pumped over the base boards 8 (and optionally along the heat sinks and fins) to cool the power modules. This can be done without exposing the sensitive electronic components to the potentially harmful cooling air 4 of the environment.

Фиг. 3 и 4 показывают варианты осуществления, в которых охлаждающий воздух 4 может использоваться для охлаждения модулей питания и блока 140 задней подсветки. Эти варианты осуществления показывают блок 140 задней подсветки, который содержит множество устройств 141 освещения (например, LED), которые смонтированы на печатной плате (PCB). В примерном варианте осуществления может использоваться PCB с металлическим сердечником или любая другая монтажная конструкция, которая может иметь относительно низкий уровень теплового сопротивления, чтобы тепло могло передаваться от устройств 141 освещения к задней поверхности блока 140 задней подсветки, откуда оно может отводиться посредством охлаждающего воздуха 4. Устройствами 141 освещения могут быть LED, галоген, CCFL или любое другое устройство, которое производит свет. Кроме того, блок задней подсветки, возможно, даже не является необходимым для некоторых вариантов осуществления, таких как плазменные дисплеи, дисплеи на основе OLED, LEP или FED. Однако эти типы дисплея также известны как вырабатывающие тепло и в которых охлаждение задней подсветки, описываемое в этой заявке, эти способы также могут быть применены к охлаждению задних поверхностей этих электронных блоков изображения. Таким образом, там, где показаны блоки задней подсветки, они могут быть заменены на плазменные, OLED, FED или LEP блоки изображения. Электронные компоненты 5 могут быть изолированы от охлаждающего воздуха 4 с помощью использования изолирующей конструкции 9.FIG. 3 and 4 show embodiments in which cooling air 4 can be used to cool the power modules and the backlight unit 140. These embodiments show a backlight unit 140 that includes a plurality of lighting devices 141 (e.g., LEDs) that are mounted on a printed circuit board (PCB). In an exemplary embodiment, a metal core PCB or any other mounting structure may be used that may have a relatively low level of thermal resistance so that heat can be transferred from the lighting devices 141 to the rear surface of the backlight unit 140, from where it can be removed by cooling air 4. Lighting devices 141 may be LED, halogen, CCFL, or any other device that produces light. In addition, a backlight unit may not even be necessary for some embodiments, such as plasma displays, OLED, LEP, or FED based displays. However, these types of display are also known as heat generating and in which the backlight cooling described in this application, these methods can also be applied to cooling the back surfaces of these electronic image blocks. Thus, where the backlight units are shown, they can be replaced with plasma, OLED, FED or LEP image units. The electronic components 5 can be isolated from the cooling air 4 by using an insulating structure 9.

Фиг. 4 показывает вариант осуществления, который подобен варианту осуществления, показанному на фиг. 3, за исключением того, что теплоотвод 12 теперь находится в тепловом контакте с модулями питания, чтобы дополнительно облегчать передачу тепла от модулей питания. Конечно, следует отметить, что доступны множество типов теплоотводов, которые изготавливают из множества различных материалов и которые имеют много различных типов конфигураций. В частности, предполагается, что любая форма теплоотвода может использоваться с различными вариантами осуществления и может использоваться для удовлетворения различным условиям функционирования.FIG. 4 shows an embodiment that is similar to the embodiment shown in FIG. 3, except that the heat sink 12 is now in thermal contact with the power modules to further facilitate heat transfer from the power modules. Of course, it should be noted that many types of heat sinks are available that are made from many different materials and which have many different types of configurations. In particular, it is contemplated that any form of heat sink may be used with various embodiments and may be used to satisfy various operating conditions.

Фиг. 5 показывает другой вариант осуществления, в котором между блоком 140 задней подсветки и изолирующей конструкцией 9 образовано множество каналов 15. Можно использовать разделители 16 каналов, чтобы отделять каждый канал 15 и обеспечивать конструктивную жесткость для всего блока. Разделители 16 каналов предпочтительно можно изготавливать из теплопроводящего материала так, чтобы они также могли осуществлять передачу тепла между блоком 140 задней подсветки и изолирующей конструкцией 9. Теплопроводящий разделитель 16 каналов также может удалять тепло либо от блока 140 задней подсветки, либо от изолирующей конструкции 9 и может рассеивать тепло в воздух, перемещающийся по каналу 15. Таким образом, некоторые разделители 16 каналов могут содержать оребрение или теплоотводы, чтобы облегчать теплопередачу к воздуху, перемещающемуся по каналу 15.FIG. 5 shows another embodiment in which a plurality of channels 15 are formed between the backlight unit 140 and the insulating structure 9. Channel dividers 16 can be used to separate each channel 15 and provide structural rigidity for the entire unit. The channel separators 16 can preferably be made of heat-conducting material so that they can also transfer heat between the backlight unit 140 and the insulating structure 9. The heat-conducting channel separator 16 can also remove heat either from the backlight unit 140 or from the insulating structure 9 and can dissipate heat into the air moving along the channel 15. Thus, some channel dividers 16 may contain fins or heat sinks to facilitate heat transfer to the air by moving schemusya channel 15.

Фиг. 6 показывает вид внизу единственного канала 15, который содержит теплоотвод 12 для модуля питания, установленного внутри изолирующей конструкции 9. Некоторые каналы 15 могут содержать модули питания, а другие могут их не содержать. Для того чтобы втягивать воздух через канал 15 для охлаждения теплоотвода 12 (если он используется) и разделителей 16 каналов (если они теплопроводящие), так же как задней подсветки 140 (или блока LED для светодиодного дисплея), может использоваться вентилятор 17 канала. Каждый канал 15 может содержать один или более вентиляторов 17 канала. Некоторые каналы могут вообще не содержать вентилятор, а могут полагаться исключительно на естественную конвекцию, позволяя теплу увеличиваться и выходить из канала. Как будет подробно обсуждаться ниже, вентиляторы могут быть размещены в блоке дисплея где угодно и могут использоваться для того, чтобы втягивать воздух через каналы, проталкивать воздух через каналы или и для того, и для другого.FIG. 6 shows a bottom view of a single channel 15 that includes a heat sink 12 for a power module installed inside an insulating structure 9. Some channels 15 may contain power modules, while others may not. In order to draw air through the channel 15 to cool the heat sink 12 (if used) and the channel separators 16 (if they are heat-conducting), as well as the backlight 140 (or the LED unit for the LED display), a channel 17 fan can be used. Each channel 15 may include one or more channel fans 17. Some channels may not contain a fan at all, but may rely solely on natural convection, allowing heat to increase and exit the channel. As will be discussed in detail below, fans can be placed anywhere in the display unit and can be used to draw air through the channels, push air through the channels, or both.

В то время как дисплей находится в процессе работы, вентиляторы 17 канала могут работать непрерывно. В качестве альтернативы, в каждый канал могут быть помещены термочувствительные устройства (не показаны) и использоваться для измерения температуры внутри канала или любого из компонентов канала (блока задней подсветки или дисплея, изолирующей конструкции или разделителей каналов). Основываясь на данных, полученных от этих термочувствительных устройств, могут быть вовлечены по выбору различные вентиляторы в зависимости от того, для какого канала требуется охлаждение. Таким образом, вентиляторы 17, которые втягивают воздух через каналы 15, содержащие модули питания, могут работать чаще или на более высоких скоростях вращения из-за большего количества тепла, поступающего от модулей питания. Кроме того, каналы, которые содержат модули питания, для охлаждения канала могут содержать более крупные вентиляторы или множество вентиляторов.While the display is in operation, the channel fans 17 can operate continuously. Alternatively, temperature sensitive devices (not shown) can be placed in each channel and used to measure the temperature inside the channel or any of the channel components (backlight or display unit, insulating structure or channel dividers). Based on the data obtained from these thermosensitive devices, various fans may be involved, optionally, depending on which channel requires cooling. Thus, fans 17 that draw air through channels 15 containing power modules can operate more often or at higher rotational speeds due to the greater amount of heat coming from the power modules. In addition, ducts that contain power modules may include larger fans or multiple fans to cool the duct.

Фиг. 7 показывает другой вариант осуществления, в котором используется теплопроводящая пластина 10 и ребра 18. В одном варианте осуществления базовая плата 8 модуля питания может находиться в тепловом контакте с теплопроводящей пластиной 10. В других вариантах осуществления базовая плата 8 может не использоваться и вместо этого модуль 7 питания может находиться в прямом тепловом контакте с теплопроводящей пластиной 10. Из-за теплопроводящей природы пластины 10 и ребер 18 и теплового контакта между ними тепло, которое производится модулями питания, может распределяться по всей пластине 10 и всем ребрам 18. В примерном варианте осуществления путь охлаждающего воздуха 20 (газа окружающей среды) используется для отведения тепла, которое накапливается на пластине 10 и ребрах 18. В качестве альтернативы, также может использоваться процесс естественной конвекции, чтобы позволять теплу выходить из пластины 10 и ребер 18.FIG. 7 shows another embodiment in which a heat-conducting plate 10 and ribs 18 are used. In one embodiment, the base plate 8 of the power module may be in thermal contact with the heat-conducting plate 10. In other embodiments, the base plate 8 may not be used and module 7 instead the power can be in direct thermal contact with the heat-conducting plate 10. Due to the heat-conducting nature of the plate 10 and the ribs 18 and the thermal contact between them, the heat produced by the power modules, can be distributed throughout the plate 10 and all the fins 18. In an exemplary embodiment, the cooling air path 20 (ambient gas) is used to remove heat that builds up on the plate 10 and fins 18. Alternatively, natural convection can also be used to allow heat to escape from plate 10 and ribs 18.

Для того чтобы устанавливать электронные блоки, такие как PCB, накопители на жестких дисках, панели синхронизации и управления, катушки индуктивности и даже модули питания, если требуется, могут использоваться множество монтажных клемм. Монтажные клеммы также могут быть теплопроводящими, чтобы тепло, которое вырабатывается этими электронными блоками, также могло передаваться к пластине 10 и ребрам 18 и отводиться охлаждающим воздухом 20.In order to install electronic components such as PCBs, hard disk drives, synchronization and control panels, inductors and even power modules, if required, many mounting terminals can be used. The mounting terminals may also be thermally conductive, so that the heat generated by these electronic units can also be transferred to the plate 10 and ribs 18 and removed by cooling air 20.

В примерном варианте осуществления пластина 10 может обеспечивать барьер для газа и загрязнений между стороной, содержащей ребра 18 (и охлаждающий воздух 20), и стороной, содержащей монтажные клеммы, модули питания и любые другие электронные блоки. Если пластина 10 обеспечивает соответствующий барьер, атмосферный воздух может засасываться в качестве охлаждающего воздуха 20 и риск проникновения загрязнений на сторону пластины 10, содержащий чувствительные электронные компоненты, может быть уменьшен или исключен. Впускное отверстие 25 может использоваться для того, чтобы принимать охлаждающий воздух 20 и направлять его вдоль ребер 18.In an exemplary embodiment, plate 10 may provide a barrier to gas and contamination between the side containing fins 18 (and cooling air 20) and the side containing mounting terminals, power modules, and any other electronic components. If the plate 10 provides an appropriate barrier, atmospheric air can be sucked in as cooling air 20 and the risk of contaminants entering the side of the plate 10 containing sensitive electronic components can be reduced or eliminated. The inlet 25 can be used to receive cooling air 20 and direct it along the ribs 18.

Ребра 18, показанные в этом варианте осуществления, имеют полое прямоугольное сечение, но это не является необходимым. Другие варианты осуществления могут содержать ребра с двутавровым профилем, с сечениями в виде полых квадратов, с сечениями в виде тела с прямоугольными гранями или тела с квадратными гранями, T-образными сечениями, Z-образными сечениями, с сечением гофрированного гнутого профиля, или с сотообразным сечением, или с любой их комбинацией или композицией. Предпочтительно, чтобы ребра 18 были теплопроводящими. В некоторых вариантах осуществления для изготовления ребер 18 может использоваться металл.The ribs 18 shown in this embodiment have a hollow rectangular section, but this is not necessary. Other embodiments may comprise ribs with an I-section, with hollow square sections, with sections in the form of a body with rectangular faces, or bodies with square faces, T-shaped sections, Z-shaped sections, with a section of a corrugated bent profile, or with a honeycomb section, or with any combination or composition thereof. Preferably, the ribs 18 are thermally conductive. In some embodiments, metal may be used to make ribs 18.

Фиг. 8 показывает другой вариант осуществления, в котором ребра 18 используются для распределения тепла от блока задней подсветки и его охлаждения. Блок задней подсветки в этом варианте осуществления включает в себя множество устройств 32 освещения, которые установлены на теплопроводящей подложке 30. В примерном варианте осуществления устройствами 32 освещения могут быть LED, а теплопроводящей подложкой 30 может быть PCB и более предпочтительно PCB с металлическим сердечником. На поверхности теплопроводящей подложки 30, которая обращена к ребрам 18, может быть теплопроводящая поверхность 35. В примерном варианте осуществления теплопроводящая поверхность 35 может быть металлической и более предпочтительно алюминиевой. Является предпочтительным, чтобы ребра 18 находились в тепловом контакте с задней поверхностью 35 и чтобы задняя поверхность 35 находилась в тепловом контакте с теплопроводящей подложкой 30. Однако в некоторых вариантах осуществления теплопроводящая подложка 30 может содержать традиционные материалы PCB, а не PCB с металлическим сердечником или любые материалы с высокой теплопроводностью. Наиболее предпочтительным является, чтобы между устройствами 32 освещения и ребрами 18 был низкий уровень теплового сопротивления. Охлаждающий воздух 20 снова может нагнетаться вдоль ребер 18, чтобы отводить тепло от блока задней подсветки. Конечно, это также может происходить через естественную конвекцию, но более эффективное охлаждение обычно наблюдается при использовании нагнетаемой конвекции. Блок изображения (такой, как дисплей OLED, в котором задняя подсветка может не использоваться) также может использоваться вместо блока задней подсветки для охлаждения блока изображения.FIG. 8 shows another embodiment in which fins 18 are used to distribute heat from the backlight unit and cool it. The backlight unit in this embodiment includes a plurality of lighting devices 32 that are mounted on the heat-conducting substrate 30. In an exemplary embodiment, the lighting devices 32 may be LED, and the heat-conducting substrate 30 may be a metal core PCB. On the surface of the heat-conducting substrate 30, which faces the ribs 18, there may be a heat-conducting surface 35. In an exemplary embodiment, the heat-conducting surface 35 may be metal and more preferably aluminum. It is preferred that the ribs 18 are in thermal contact with the rear surface 35 and that the rear surface 35 is in thermal contact with the heat-conducting substrate 30. However, in some embodiments, the heat-conducting substrate 30 may comprise conventional PCB materials rather than a metal core PCB or any materials with high thermal conductivity. It is most preferred that there is a low level of thermal resistance between the lighting devices 32 and the ribs 18. The cooling air 20 can again be forced along the ribs 18 to remove heat from the backlight unit. Of course, this can also occur through natural convection, but more efficient cooling is usually observed when using forced convection. An image unit (such as an OLED display in which backlighting may not be used) can also be used instead of a backlight unit to cool the image unit.

Как было отмечено выше, многие устройства освещения (особенно диоды LED и OLED) могут иметь эксплуатационные характеристики, которые изменяются в зависимости от температуры. Когда «горячие точки» присутствуют внутри блока задней подсветки или освещения, эти горячие точки могут приводить к неоднородностям в получающемся изображении, которые могут быть видимыми для конечного пользователя. Таким образом, с вариантами осуществления, описанными в данном описании, тепло, которое может вырабатываться блоком задней подсветки, может распределяться по различным ребрам и по всем теплопроводящим поверхностям, чтобы устранять горячие точки и охлаждать заднюю подсветку.As noted above, many lighting devices (especially LED and OLED diodes) can have performance characteristics that vary with temperature. When “hot spots” are present inside the backlight or lighting unit, these hot spots can lead to heterogeneities in the resulting image, which may be visible to the end user. Thus, with the embodiments described herein, heat that can be generated by the backlight unit can be distributed over various fins and across all heat-conducting surfaces to eliminate hot spots and cool the backlight.

В примерном варианте осуществления ребра 18 могут использоваться для охлаждения и блока задней подсветки, и модулей питания. В дополнительном примерном варианте осуществления ребра 18 также могут использоваться для охлаждения любых дополнительных электронных блоков посредством их размещения в тепловом контакте с теплопроводящей пластиной 10. Таким образом, с ребрами 18 в центральном расположении, «передняя сторона» может быть направлена к намеченному наблюдателю дисплея, в то время как «задняя сторона» будет на противоположной стороне от намеченного наблюдателя. Поэтому передняя сторона ребер 18 может быть в тепловом контакте с блоком задней подсветки (или другим блоком освещения или блоком создания изображений), а задняя сторона ребер будет в тепловом контакте с задней пластиной (то есть с теплопроводящей пластиной 10). Тогда для охлаждения внутреннего пространства дисплея может использоваться единственный путь охлаждающего воздуха, в то время как различные горячие точки могут распределять тепло по всем ребрам и другим теплопроводящим поверхностям, чтобы обеспечивать наиболее эффективное охлаждение. Это может быть выполнено без необходимости подвергать чувствительные электрические компоненты воздействию загрязнений и/или твердых частиц газа окружающей среды.In an exemplary embodiment, the fins 18 can be used to cool both the backlight unit and the power modules. In a further exemplary embodiment, the fins 18 can also be used to cool any additional electronic units by placing them in thermal contact with the heat-conducting plate 10. Thus, with the fins 18 in a central location, the “front side” can be directed towards the intended display observer, in while the “backside” will be on the opposite side of the intended observer. Therefore, the front side of the ribs 18 may be in thermal contact with the backlight unit (or another lighting unit or imaging unit), and the rear side of the ribs will be in thermal contact with the back plate (i.e., the heat-conducting plate 10). Then, a single cooling air path can be used to cool the interior of the display, while various hot spots can distribute heat across all fins and other heat-conducting surfaces to provide the most efficient cooling. This can be done without the need to expose sensitive electrical components to environmental pollution and / or particulate matter.

Фиг. 9 показывает задний участок примерного электронного дисплея 100, в котором задняя крышка для корпуса дисплея удалена, чтобы показать внутренние компоненты. В этом варианте осуществления блоки 102 и 103 вентиляторов для замкнутого контура циркулирующего газа могут быть размещены вдоль двух противоположных краев теплообменника 101. Предпочтительно блок 102 вентилятора является входом для теплообменника, а блок 103 вентилятора является выходом для теплообменника 101. Однако, необязательно, эти блоки могут быть инвертированы таким образом, чтобы блок 103 вентилятора являлся входом, а блок 102 вентилятора являлся выходом. Кроме того, оба блока 102 и 103 не являются необходимыми. Некоторые варианты осуществления могут использовать только один блок вентилятора для замкнутого контура циркулирующего газа. Если используется только один блок вентилятора, предпочтительно размещать этот блок вентилятора на входе теплообменника 101, чтобы циркулирующий газ «вытягивался» через переднюю сторону блока изображения и проталкивался через теплообменник 101. Однако это не является необходимым; в других вариантах осуществления изолированный газ может вытягиваться через теплообменник 101. В других вариантах осуществления изолированный газ может проталкиваться через переднюю сторону блока изображения. Блоки 104 и 105 вентиляторов для разомкнутого контура газа окружающей среды могут быть размещены вдоль двух противоположных краев корпуса дисплея. Снова оба блока 104 и 105 не являются необходимыми, поскольку в некоторых вариантах осуществления может использоваться только один блок, и блоки вентиляторов разомкнутого контура могут использовать в конструкции проталкивания или втягивания. Поэтому, когда делается ссылка на размещение различных блоков вентиляторов, термины «проталкивать», «вытягивать», «всасывать» и «нагнетать» могут использоваться взаимозаменяемым образом и любая ориентация может использоваться с различными вариантами осуществления, представленными в данном описании.FIG. 9 shows a back portion of an exemplary electronic display 100 in which a back cover for a display case is removed to show internal components. In this embodiment, the fan units 102 and 103 for the closed loop gas circuit can be placed along two opposite edges of the heat exchanger 101. Preferably, the fan unit 102 is an input to the heat exchanger, and the fan unit 103 is an output to the heat exchanger 101. However, optionally, these units can be inverted so that the fan unit 103 is the input and the fan unit 102 is the output. In addition, both blocks 102 and 103 are not necessary. Some embodiments may use only one fan unit for a closed loop gas circuit. If only one fan unit is used, it is preferable to place this fan unit at the inlet of the heat exchanger 101 so that the circulating gas is “pulled” through the front side of the image block and pushed through the heat exchanger 101. However, this is not necessary; in other embodiments, the insulated gas may be drawn through heat exchanger 101. In other embodiments, the insulated gas may be pushed through the front of the image block. The fan units 104 and 105 for an open loop gas environment can be placed along two opposite edges of the display housing. Again, both blocks 104 and 105 are not necessary since in some embodiments only one block can be used, and the open loop fan blocks can be used in the push or pull construction. Therefore, when reference is made to the placement of the various fan units, the terms “push”, “pull”, “suction” and “pump” can be used interchangeably and any orientation can be used with the various embodiments presented herein.

Циркулирующий газ, который нагнетается с помощью блоков вентиляторов замкнутого контура, прежде всего циркулирует вокруг дисплея. Например, циркулирующий газ перемещается в контуре, в котором он контактирует с передней поверхностью блока изображения (см. фиг. 10A-10B), и передает тепло от блока изображения к циркулирующему газу. Затем циркулирующий газ предпочтительно направляется (или вытягивается, или нагнетается и т.д.) в теплообменник 101, чтобы передавать тепло от циркулирующего газа к газу окружающей среды. Впоследствии, циркулирующий газ выходит из теплообменника 101 и может возвращаться к передней поверхности блока изображения. Циркулирующий газ также может проходить поверх некоторых электронных компонентов 110, чтобы удалять тепло также из этих устройств. Электронные компоненты 110 могут быть любыми компонентами или блоками, используемыми для манипулирования дисплеем, включая, но не ограничиваясь этим: трансформаторы, печатные платы, резисторы, конденсаторы, батареи, модули питания, двигатели, катушки индуктивности, устройства освещения, межсоединения и монтажные жгуты, источники света, термоэлектрические устройства и переключатели. В некоторых вариантах осуществления электрические компоненты 110 также могут включать в себя нагреватели, когда блок дисплея может использоваться в окружающих средах холодного климата.The circulating gas that is pumped by the closed-circuit fan units circulates primarily around the display. For example, the circulating gas moves in a circuit in which it contacts the front surface of the image block (see FIGS. 10A-10B) and transfers heat from the image block to the circulating gas. Then, the circulating gas is preferably directed (or drawn, or pumped, etc.) into the heat exchanger 101 to transfer heat from the circulating gas to the ambient gas. Subsequently, the circulating gas exits the heat exchanger 101 and may return to the front surface of the image block. Circulating gas can also pass over some electronic components 110 to remove heat from these devices as well. The electronic components 110 may be any components or blocks used to manipulate the display, including, but not limited to: transformers, printed circuit boards, resistors, capacitors, batteries, power modules, motors, inductors, lighting devices, interconnects and wiring harnesses, sources lights, thermoelectric devices and switches. In some embodiments, electrical components 110 may also include heaters when the display unit can be used in cold climates.

Чтобы охлаждать циркулирующий газ (а также, необязательно, охлаждать блоки задней подсветки или блоки изображения, как представлено выше), газ окружающей среды засасывается в корпус дисплея блоком 104 и/или 105 вентилятора разомкнутого контура. Газ окружающей среды может быть просто атмосферным воздухом, который окружает дисплей 100. В некоторых вариантах осуществления газ окружающей среды может быть кондиционирован до всасывания в дисплей с помощью одного или более блоков кондиционирования воздуха (не показаны). Как только газ окружающей среды засасывается в дисплей, он может быть направлен (или нагнетен) в теплообменник 101 и, необязательно, также через заднюю поверхность блока задней подсветки или блока изображения (см. фиг. 10A-10B), или даже ребра/каналы, как показано выше, или через модули питания, как показано выше. При использовании теплообменника 101, тепло передается от циркулирующего газа к газу окружающей среды. Затем нагретый газ окружающей среды удаляется из корпуса дисплея.In order to cool the circulating gas (and also, optionally, to cool the backlight units or image units as described above), the ambient gas is sucked into the display case by the open loop fan unit 104 and / or 105. The ambient gas may simply be atmospheric air that surrounds the display 100. In some embodiments, the ambient gas may be conditioned before being sucked into the display using one or more air conditioning units (not shown). Once the ambient gas is sucked into the display, it can be directed (or pumped) into the heat exchanger 101 and, optionally, also through the back surface of the backlight unit or image unit (see FIGS. 10A-10B), or even fins / channels, as shown above or via power modules as shown above. When using a heat exchanger 101, heat is transferred from the circulating gas to the ambient gas. Then the heated ambient gas is removed from the display housing.

Хотя это не является необходимым, предпочтительно, чтобы циркулирующий газовый и газ окружающей среды не смешивались. В предпочтительном варианте осуществления теплообменник 101 может быть теплообменником с пересекающимися направлениями потоков. Однако известны множество типов теплообменников, и они могут использоваться с любым из вариантов осуществления, представленных в данном описании. Теплообменник 101 может быть теплообменником с пересекающимися направлениями потоков, с параллельными потоками или с перекрестными потоками («трубка внутри трубки» или иначе). В примерном варианте осуществления теплообменник 101 может быть с пересекающимися направлениями потоков, и он может состоять из множества расположенный друг над другом слоев тонких пластин. Пластины могут иметь гофрированную или сотообразную конструкцию, в которой множество проходов или каналов проходят вниз по пластине в продольном направлении. Пластины могут быть сложены так, что направления проходов чередуются с каждой смежной пластиной, так что проходы каждой пластины являются по существу перпендикулярными проходам смежных пластин. Таким образом, газ может входить в теплообменник только через пластины, проходы или каналы которых проходят параллельно пути прохождения газа. Поскольку пластины чередуются, газы замкнутого контура и окружающей среды могут перемещаться в пластинах, которые являются смежными друг с другом, и тепло может передаваться между этими двумя газами без смешивания самих газов (если теплообменник соответствующим образом герметизирован, что является предпочтительным, но не обязательным).Although this is not necessary, it is preferable that the circulating gas and ambient gas are not mixed. In a preferred embodiment, heat exchanger 101 may be a cross-flow heat exchanger. However, many types of heat exchangers are known, and they can be used with any of the embodiments presented herein. The heat exchanger 101 may be a heat exchanger with intersecting flow directions, with parallel flows or with cross flows (“tube inside the tube” or otherwise). In an exemplary embodiment, the heat exchanger 101 may be with intersecting flow directions, and it may consist of a plurality of thin plates arranged one above the other. The plates may have a corrugated or honeycomb structure in which a plurality of aisles or channels extend down the plate in the longitudinal direction. The plates can be folded so that the directions of the passages alternate with each adjacent plate, so that the passages of each plate are essentially perpendicular to the passages of the adjacent plates. Thus, gas can enter the heat exchanger only through plates whose passages or channels run parallel to the gas path. Since the plates alternate, closed loop gases and the environment can move in the plates, which are adjacent to each other, and heat can be transferred between the two gases without mixing the gases themselves (if the heat exchanger is properly sealed, which is preferred, but not required).

В альтернативной конструкции в промежутке между парами снабженных каналами или сотообразных пластин может быть размещен открытый зазор. Открытый зазор может проходить в направлении, которое перпендикулярно каналам пластин. Этот открытый зазор может быть создан с помощью двух полос материала или ленты (особенно ленты клеевого соединения с очень высокой прочностью (VHB)) между двумя противоположными краями пластин в направлении, которое перпендикулярно направлению каналов в смежных пластинах. Таким образом, газ может проходить через открытый зазор (параллельный полосам или ленте), но не может проходить через открытый зазор в направлении, которое перпендикулярно полосам или ленте (параллельно каналам смежных пластин).In an alternative design, an open gap may be placed between the pairs of channels or honeycomb plates. The open gap may extend in a direction that is perpendicular to the channels of the plates. This open gap can be created with two strips of material or tape (especially adhesive tape with very high strength (VHB)) between two opposite edges of the plates in a direction that is perpendicular to the direction of the channels in adjacent plates. Thus, gas can pass through an open gap (parallel to the strips or tape), but cannot pass through the open gap in a direction that is perpendicular to the strips or tape (parallel to the channels of adjacent plates).

Другие типы теплообменников с пересекающимися направлениями потоков могут включать в себя множество трубок, которые содержат первый газ и проходят перпендикулярно пути прохождения второго газа. Когда второй газ протекает поверх трубок, содержащих первый газ, между этими двумя газами происходит теплообмен. Очевидно, что существует много типов теплообменников с пересекающимися направлениями потоков, и любой тип может работать с вариантами осуществления, представленными в данном описании.Other types of heat exchangers with intersecting flow directions may include a plurality of tubes that contain a first gas and extend perpendicular to the path of passage of the second gas. When a second gas flows over tubes containing the first gas, heat exchange occurs between the two gases. Obviously, there are many types of heat exchangers with intersecting flow directions, and any type can work with the options for implementation presented in this description.

Примерный теплообменник может иметь пластины, у которых боковые стенки являются относительно тонкими, так что можно легко осуществлять теплообмен между двумя путями прохождения газа. Для создания теплообменника можно использовать множество материалов. Предпочтительно используемый материал должен быть коррозионно-устойчивым, устойчивым к гниению, иметь легкий вес и быть недорогим. Для теплообменников обычно используются металлы из-за их высокой теплопроводности. Однако было обнаружено, что пластмассы и композиционные материалы также могут удовлетворять условиям теплового режима для электронных дисплеев. В примерном варианте осуществления можно использовать полипропилен в качестве материала, предназначенного для конструирования пластин для теплообменника. Было найдено, что, хотя полипропилен может походить на плохой проводник тепла, большая величина площади поверхности относительно маленькой толщины материала приводит к полному тепловому сопротивлению, которое является низким. Таким образом, примерный теплообменник может быть сделан из пластмассы, и, таким образом, можно производить блок дисплея, который является тонким и легким. В частности, для каждого слоя пластины может использоваться гофропласт (гофрируемая пластмасса) или сотопласт (сотообразная пластмасса).An exemplary heat exchanger may have plates in which the side walls are relatively thin, so that heat exchange between the two gas paths can be easily accomplished. Many materials can be used to create the heat exchanger. Preferably, the material used should be corrosion resistant, rot resistant, light weight and inexpensive. Metals are commonly used for heat exchangers because of their high thermal conductivity. However, it has been found that plastics and composite materials can also satisfy thermal conditions for electronic displays. In an exemplary embodiment, polypropylene can be used as a material for constructing heat exchanger plates. It has been found that although polypropylene may seem like a poor heat conductor, a large surface area with a relatively small thickness of the material leads to an overall thermal resistance that is low. Thus, an exemplary heat exchanger can be made of plastic, and thus it is possible to produce a display unit that is thin and light. In particular, for each layer of the plate, corrugated plastic (corrugated plastic) or honeycomb (honeycomb plastic) can be used.

Как упомянуто выше, блоки и проточного, и вытяжного вентиляторов для этих вариантов осуществления не являются необходимыми. В качестве альтернативы, для каждого контура может использоваться только один блок вентилятора. Таким образом, с замкнутым контуром может использоваться только блок проточного вентилятора, а с разомкнутым контуром может использоваться только блок вытяжного вентилятора. В качестве альтернативы, один из контуров может иметь оба блока и проточного, и вытяжного вентилятора, в то время как у другого контура имеется только либо проточный, либо вытяжной блок.As mentioned above, blocks of both flow and exhaust fans are not necessary for these embodiments. Alternatively, only one fan unit can be used for each circuit. Thus, with a closed circuit, only a flow fan unit can be used, and with an open circuit, only an exhaust fan unit can be used. Alternatively, one of the circuits may have both blocks of the flow and exhaust fans, while the other circuit has only either a flow or exhaust block.

Газ, используемый в обоих контурах, может быть любым из множества газообразных веществ. В некоторых вариантах осуществления в качестве газа для обоих контуров может использоваться воздух. Предпочтительно газ, который перемещается через замкнутый контур, должен быть в значительной степени чистым, чтобы, когда он проходит перед блоком изображения, он не влиял на внешний вид изображения для наблюдателя. Газ, который перемещается по замкнутому контуру, также должен быть по существу свободным от загрязнений и/или твердых частиц (например, пыли, грязи, пыльцы, водяного пара, дыма и т.д.), чтобы предотвращать отрицательное воздействие на качество изображения и повреждение внутренних электронных компонентов. Также может быть предпочтительным поддерживать газ в пределах разомкнутого контура свободным от загрязнений. Может использоваться необязательный фильтр (не показан), чтобы гарантировать, что воздух (либо в замкнутом, либо в разомкнутом контуре) остается свободным от загрязнений. Однако в примерном варианте осуществления разомкнутый контур может быть разработан так, чтобы загрязнения, возможно, присутствовали в газе окружающей среды, но это не оказывало вредное воздействие на дисплей. В этих вариантах осуществления теплообменник (и необязательный путь позади блока изображения или задней подсветки или через ребра) должным образом герметизирован так, чтобы любые загрязнения в газе окружающей среды не могли попасть к чувствительным участкам дисплея. Таким образом, в этих примерных вариантах осуществления засасывание атмосферного воздуха для газа окружающей среды, даже если атмосферный воздух содержит загрязнения, не будет оказывать вредное воздействие на дисплей. Это может быть особенно выгодно, когда дисплей используется в наружных средах или внутренних средах, в которых в атмосферном воздухе присутствуют загрязнения.The gas used in both circuits may be any of a variety of gaseous substances. In some embodiments, air can be used as the gas for both circuits. Preferably, the gas that travels through the closed loop should be substantially clean so that when it passes in front of the image block, it does not affect the appearance of the image for the observer. Closed loop gas must also be substantially free of contaminants and / or particulate matter (e.g. dust, dirt, pollen, water vapor, smoke, etc.) to prevent negative effects on image quality and damage. internal electronic components. It may also be preferable to keep the gas within the open loop free from contamination. An optional filter (not shown) may be used to ensure that air (either in closed or open loop) remains free from contamination. However, in an exemplary embodiment, the open loop may be designed so that contaminants may be present in the ambient gas, but this does not adversely affect the display. In these embodiments, the heat exchanger (and an optional path behind the image unit or backlight or through the fins) is properly sealed so that any contaminants in the ambient gas cannot reach sensitive areas of the display. Thus, in these exemplary embodiments, the suction of atmospheric air for the ambient gas, even if the atmospheric air contains contaminants, will not adversely affect the display. This can be especially beneficial when the display is used in outdoor or indoor environments in which there is contamination in the air.

Фиг. 10A показывает сечение другого варианта осуществления дисплея 200. На этом чертеже задняя крышка 250 и боковые крышки 251 и 252 показаны для иллюстрирования одного способа герметизации всего дисплея 200. Блок 220 изображения показан вблизи от передней стороны дисплея 200. Как обсуждалось выше, блок 220 изображения может содержать электронный блок любой формы для генерирования изображения, включая, но не ограничиваясь этим: ЖКД, светоизлучающие диоды (LED), органические светоизлучающие диоды (OLED), дисплеи с автоэлектронной эмиссией (FED), светоизлучающие полимеры (LEP), плазменные дисплеи и любые другие дисплеи с плоским/тонким экраном. Передняя поверхность 221 дисплея размещена перед блоком 220 изображения, определяя канал 290, по которому может протекать циркулирующий газ. Передняя поверхность 221 дисплея может быть любым прозрачным материалом (стекло, пластмасса или композиционный материал), и она может содержать несколько слоев для поляризации света, уменьшения бликов или отражений и защиты внутренних компонентов дисплея. В примерном варианте осуществления передняя поверхность 221 дисплея может содержать две стеклянные панели, которые изготовлены в виде слоистой структуры с оптическим клеем (предпочтительно с согласующимся показателем преломления). Кроме того, к одной из стеклянных панелей может быть прикреплен поляризующий слой, чтобы уменьшать внутренние отражения и солнечную нагрузку на блок 220 изображения. Самым предпочтительным является то, что поляризующий слой прикреплен к внутренней поверхности передней поверхности 221 дисплея (обращенной к каналу 290 замкнутого контура) и также содержит просветляющее (AR) покрытие. FIG. 10A shows a cross section of another embodiment of a display 200. In this drawing, a back cover 250 and side covers 251 and 252 are shown to illustrate one method of sealing the entire display 200. The image unit 220 is shown close to the front of the display 200. As discussed above, the image unit 220 may comprise an electronic unit of any form for generating an image, including but not limited to: LCDs, light emitting diodes (LEDs), organic light emitting diodes (OLEDs), field emission displays (FEDs), light emitting diodes Limeray (LEP), plasma displays, and any other displays with flat / thin screen. A front display surface 221 is arranged in front of the image block 220, defining a channel 290 through which circulating gas can flow. The front surface 221 of the display can be any transparent material (glass, plastic or composite material), and it can contain several layers to polarize light, reduce glare or reflection and protect the internal components of the display. In an exemplary embodiment, the front surface 221 of the display may include two glass panels that are made in the form of a layered structure with optical glue (preferably with a consistent refractive index). In addition, a polarizing layer may be attached to one of the glass panels to reduce internal reflections and solar stress on the image unit 220. Most preferred is that the polarizing layer is attached to the inner surface of the front surface 221 of the display (facing the closed circuit channel 290) and also contains an antireflection (AR) coating.

Для варианта осуществления, показанного на фиг. 10A, блок 220 изображения может быть ЖКД, объединенным с блоком 222 задней подсветки. Для некоторых задних подсветок можно использовать люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL), чтобы производить освещение, необходимое для генерирования изображения. В примерном варианте осуществления блок 222 задней подсветки может содержать печатную плату (PCB) с множеством LED (светоизлучающих диодов) на передней поверхности. Как обсуждалось выше, примерный вариант осуществления может иметь низкий уровень теплового сопротивления между передней поверхностью блока 222 задней подсветки и задней поверхностью 223 задней подсветки. С этой целью может использоваться металлическая PCB. Задняя поверхность 223 задней подсветки может содержать теплопроводящий материал, такой как металл. Примерным материалом для задней поверхности 223 может быть алюминий. Вторая поверхность (или пластина) 224 может быть размещена в непосредственной близости позади задней поверхности 223 блока 222 задней подсветки. Пространство между задней поверхностью 223 задней подсветки и второй поверхностью 224 может определять дополнительный необязательный канал 225 разомкнутого контура, через который может проходить газ окружающей среды для охлаждения блока 222 задней подсветки. Этот канал 225 разомкнутого контура может быть подобен каналу 15, показанному выше, за исключением того, что канал 225 разомкнутого контура может быть более узким.For the embodiment shown in FIG. 10A, the image unit 220 may be an LCD integrated with a backlight unit 222. For some backlights, cold cathode fluorescent lamps (CCFLs) can be used to produce the lighting needed to generate the image. In an exemplary embodiment, the backlight unit 222 may comprise a printed circuit board (PCB) with a plurality of LEDs (light emitting diodes) on a front surface. As discussed above, an exemplary embodiment may have a low level of thermal resistance between the front surface of the backlight unit 222 and the back surface 223 of the backlight. For this purpose, a metal PCB may be used. The backlight surface 223 may include heat-conducting material, such as metal. An exemplary material for the rear surface 223 may be aluminum. The second surface (or plate) 224 can be placed in the immediate vicinity behind the rear surface 223 of the backlight unit 222. The space between the back surface 223 of the backlight and the second surface 224 may define an additional optional open loop channel 225 through which ambient gas can pass to cool the backlight unit 222. This open loop channel 225 may be similar to the channel 15 shown above, except that the open loop channel 225 may be narrower.

Фиг. 10B показывает такой же вид в разрезе, как фиг. 10A, с удаленными задней крышкой 250 и боковыми крышками 251 и 252 и воздушными потоками закрытого и разомкнутого контура, показанными для пояснительных целей. Блок 202 вентилятора замкнутого контура используется для того, чтобы приводить в движение циркулирующий газ 210 по замкнутому контуру. Первый блок 203 вентилятора разомкнутого контура может использоваться для втягивания газа 211 окружающей среды через теплообменник 201. Необязательно, второй блок 204 вентилятора разомкнутого контура может использоваться для втягивания газа окружающей среды 212 через необязательный канал 225 для охлаждения блока 222 задней подсветки. Необязательный второй блок 204 вентилятора разомкнутого контура также может использоваться для того, чтобы выпускать газ окружающей среды, который перемещается через теплообменник 201 и по каналу 225. Если второй блок 204 вентилятора разомкнутого контура не используется, первый блок 203 вентилятора разомкнутого контура может использоваться для того, чтобы выпускать газ 211 окружающей среды, который прошел через теплообменник 201.FIG. 10B shows the same sectional view as FIG. 10A, with the rear cover 250 and side covers 251 and 252 removed and the closed and open loop air flows shown for explanatory purposes. The closed loop fan unit 202 is used to drive the circulating gas 210 in a closed loop. The first open-loop fan unit 203 can be used to draw in ambient gas 211 through a heat exchanger 201. Optionally, the second open-loop fan unit 204 can be used to draw in ambient gas 212 through an optional duct 225 to cool the backlight unit 222. An optional second open loop fan unit 204 can also be used to discharge ambient gas that travels through the heat exchanger 201 and channel 225. If the second open loop fan unit 204 is not used, the first open loop fan unit 203 can be used to to release environmental gas 211 that has passed through heat exchanger 201.

Как отмечено выше, в примерном варианте осуществления газ окружающей среды не смешивается с циркулирующим газом. Для качества изображения может быть важно, чтобы циркулирующий газ оставался свободным от твердых частиц и загрязнений, поскольку этот газ перемещается перед блоком 220 изображения. Так как газ для разомкнутого контура может содержать различные загрязнения, предпочтительный вариант осуществления должен быть соответствующим образом герметизирован, чтобы предотвращать смешивание газа из этих двух контуров. Однако это не является необходимым, поскольку фильтры (либо съемные, либо постоянные) могут использоваться для того, чтобы сводить к минимуму воздействие твердых частиц и для разомкнутого, и для замкнутого контуров.As noted above, in an exemplary embodiment, the ambient gas is not mixed with the circulating gas. For image quality, it may be important that the circulating gas remains free of particulate matter and contaminants as this gas moves in front of the image block 220. Since the gas for the open loop may contain various contaminants, the preferred embodiment must be suitably sealed to prevent mixing of the gas from the two loops. However, this is not necessary, since filters (either removable or permanent) can be used to minimize the effects of particulate matter for both open and closed loops.

Фиг. 11 представляет перспективное изображение в разрезе другого варианта осуществления блока 600 дисплея, показывающего впускное 60 и выпускное 65 отверстия для газа 20 окружающей среды. Впускное отверстие 60 может содержать экран или фильтр (съемный или постоянный), чтобы удалять любые твердые частицы (хотя это может не являться необходимым). Один или более вентиляторов 50 могут использоваться для того, чтобы втягивать газ 20 окружающей среды во впускное отверстие 60 и через теплообменник 201. В этом варианте осуществления газ 20 окружающей среды втягивается только через теплообменник 201, а не через какие-либо дополнительные необязательные каналы или ребра. Этот вариант осуществления может использоваться, когда блок 80 дисплея (или блок задней подсветки) не требует дополнительного охлаждения для дополнительного канала. В качестве примера, а не посредством ограничения, этот вариант 600 осуществления может использоваться, когда в качестве блока 80 изображения используются OLED. Кроме того, этот вариант 600 осуществления может использоваться, когда задняя подсветка ЖКД не образует большое количество тепла, потому что она не должна быть чрезвычайно яркой (возможно, потому что она не используется в условиях прямого солнечного света). Помимо этого данный вариант осуществления может использоваться, когда газ 20 окружающей среды содержит твердые частицы или загрязнения, которые могут повредить дисплей. В этих ситуациях может потребоваться ограничивать воздействие на дисплей газа 20 окружающей среды. Таким образом, в этих ситуациях может потребоваться засасывать газ 20 окружающей среды только в теплообменник 201, а не через какие-либо дополнительные каналы охлаждения.FIG. 11 is a perspective cross-sectional view of another embodiment of a display unit 600 showing an inlet 60 and an outlet 65 of an environmental gas hole 20. The inlet 60 may include a screen or filter (removable or permanent) to remove any solid particles (although this may not be necessary). One or more fans 50 may be used to draw ambient gas 20 into the inlet 60 and through the heat exchanger 201. In this embodiment, the ambient gas 20 is drawn in only through the heat exchanger 201, and not through any additional optional channels or fins . This embodiment can be used when the display unit 80 (or backlight unit) does not require additional cooling for the additional channel. By way of example, and not by way of limitation, this embodiment 600 may be used when OLED is used as the image block 80. In addition, this embodiment 600 can be used when the backlight of the LCD does not generate a large amount of heat because it does not have to be extremely bright (possibly because it is not used in direct sunlight). In addition, this embodiment can be used when the ambient gas 20 contains particulate matter or contaminants that can damage the display. In these situations, it may be necessary to limit the exposure of the display to the gas 20 of the environment. Thus, in these situations, it may be necessary to suck the ambient gas 20 only into the heat exchanger 201, and not through any additional cooling channels.

В некоторых вариантах осуществления газ 20 окружающей среды может быть кондиционирован (или в противном случае охлажден) прежде, чем он будет направлен в теплообменник 201. Передняя поверхность 221 дисплея может использоваться для того, чтобы образовывать предшествующую (переднюю) стенку канала 290 и/или защищать блок 80 изображения от повреждений. Примерная передняя поверхность 221 дисплея может быть стеклянной. Другой вариант осуществления для передней поверхности 221 дисплея может представлять собой две стеклянные панели, которые изготовлены в виде слоистой структуры с использованием оптического клея. Солнечная нагрузка (лучистая теплопередача от солнца через переднюю поверхность 221 дисплея может привести к теплообразованию в блоке 80 изображения (например, в блоке OLED или ЖКД). Это тепло может быть передано циркулирующему газу, в котором это тепло затем может быть передано газу 20 окружающей среды и удалено из дисплея. Блок изображения может быть любым из следующих: ЖКД, блока плазменного дисплея, OLED, блока светоизлучающего полимера (LEP), блока органического электролюминесцентного дисплея (OEL) или блока светодиодного дисплея.In some embodiments, the ambient gas 20 may be conditioned (or otherwise cooled) before it is sent to the heat exchanger 201. The front display surface 221 may be used to form the anterior (front) wall of the channel 290 and / or to protect block 80 images from damage. An exemplary front display surface 221 may be glass. Another embodiment for the front surface 221 of the display may be two glass panels, which are made in the form of a layered structure using optical glue. Solar load (radiant heat transfer from the sun through the front display surface 221 can lead to heat generation in the image unit 80 (for example, the OLED or LCD unit). This heat can be transferred to the circulating gas, in which this heat can then be transferred to the ambient gas 20 The image block may be any of the following: an LCD, a plasma display unit, an OLED, a light emitting polymer (LEP) unit, an organic electroluminescent display (OEL) unit, or an LED display unit.

Фиг. 12 показывает примерный вариант осуществления, в котором циркулирующий газ 400 нагнетается между передней поверхностью 221 дисплея и блоком 80 изображения и затем через теплообменник 201, чтобы отводить по меньшей мере часть тепла, поглощенного от блока 80 изображения и передней поверхности 221 дисплея. Циркулирующий газ 400 может приводиться в движение блоком 410 вентилятора замкнутого контура. Теплообменник 201 может принимать циркулирующий газ 400 в одном направлении, в то же время принимая газ 310 окружающей среды по существу в перпендикулярном направлении, так что между этими двумя газами может осуществляться теплопередача.FIG. 12 shows an exemplary embodiment in which circulating gas 400 is pumped between the front surface 221 of the display and the image block 80 and then through the heat exchanger 201 to remove at least a portion of the heat absorbed from the image block 80 and the front surface 221 of the display. The circulating gas 400 may be driven by a closed loop fan unit 410. The heat exchanger 201 can receive the circulating gas 400 in one direction, while at the same time receiving the ambient gas 310 in a substantially perpendicular direction, so that heat transfer can take place between the two gases.

В этом варианте осуществления необязательный дополнительный поток газа 300 окружающей среды принимается через впускное отверстие 350 и направляется по каналу 225 для охлаждения заднего участка блока 80 изображения (возможно, задней подсветки). Этот вариант осуществления использует ряд ребер 18, подобных конструкциям, показанным выше на фиг. 7 и 8. Этот вариант осуществления также использует теплопроводящую пластину 10, подобную теплопроводящей пластине, показанной на фиг. 7. Когда используется этот необязательный дополнительный поток газа 300 окружающей среды, предпочтительно, чтобы предшествующая (передняя) поверхность 500 канала 225 была теплопроводящей и предпочтительно находилась в тепловом контакте по меньшей мере с участком (предпочтительно задним участком) блока 80 изображения. Впускное отверстие 350 может принимать оба потока газа 310 и 300 окружающей среды, или для каждого потока газа 310 и 300 могут быть отдельные впускные отверстия.In this embodiment, an optional additional environmental gas stream 300 is received through the inlet 350 and is directed through the channel 225 to cool the back portion of the image block 80 (possibly backlight). This embodiment uses a series of ribs 18, similar to the structures shown above in FIG. 7 and 8. This embodiment also uses a heat transfer plate 10 similar to the heat transfer plate shown in FIG. 7. When this optional additional ambient gas stream 300 is used, it is preferable that the anterior (front) surface 500 of the channel 225 is thermally conductive and preferably is in thermal contact with at least a portion (preferably a rear portion) of the image block 80. The inlet 350 may receive both environmental gas flows 310 and 300, or there may be separate inlets for each gas flow 310 and 300.

Подобно некоторым из ранее описанных вариантов осуществления, циркулирующий газ 400 также проходит поверх электронных блоков, чтобы принимать тепло от этих электронных блоков. В этом примерном варианте осуществления электронные блоки были разделены теплообменником 201 на две группы. Первую группу электронных блоков 900 можно рассматривать как блоки большой мощности, и они могут включать в себя, но не ограничиваясь этим: модули питания, катушки индуктивности, трансформаторы и другие связанные с питанием устройства. Вторую группу электронных блоков 910 можно рассматривать как маломощные блоки, и они могут включать в себя, но не ограничиваясь этим: панели синхронизации и управления, накопители на жестких дисках и другие устройства хранения данных, видеокарты, программные драйверы, микропроцессоры и другие управляющие устройства. Специалистам в данной области техники должно быть известно, что некоторые электронные блоки большой мощности могут вызывать взаимные электрические помехи с другими электронными блоками, которые могут быть чувствительными к электрическим помехам. Таким образом, в показанном примерном варианте осуществления, теплообменник 201 используется для отделения электронных блоков 910 более низкой мощности от электронных блоков 900 большой мощности, чтобы гарантировать минимальную величину взаимных электрических помех между ними. Кроме того, некоторые электронные блоки 900 большой мощности, как известно, также вырабатывают тепло. Это тепло может быть передано циркулирующему газу 400 до введения этого газа в теплообменник 201. В показанном примерном варианте осуществления атмосферный воздух может засасываться в качестве газа 310 окружающей среды, и существует лишь небольшой риск повреждения электрических блоков 910 и 900, потому что газ 310 окружающей среды предпочтительно никогда не контактирует с этими электрическими блоками. Однако электрические блоки 910 и 900 будут оставаться холодными (так же как чистыми и сухими) благодаря поперечному течению циркулирующего газа 400.Like some of the previously described embodiments, circulating gas 400 also passes over the electronic units to receive heat from these electronic units. In this exemplary embodiment, the electronic units have been divided into two groups by the heat exchanger 201. The first group of electronic units 900 can be considered as high-power units, and they can include, but are not limited to: power modules, inductors, transformers, and other power-related devices. The second group of electronic units 910 can be considered as low-power units, and they can include, but are not limited to: synchronization and control panels, hard drives and other storage devices, video cards, software drivers, microprocessors and other control devices. Those skilled in the art should be aware that some high power electronic units can cause mutual electrical interference with other electronic units that may be susceptible to electrical interference. Thus, in the shown exemplary embodiment, the heat exchanger 201 is used to separate the lower power electronic units 910 from the high power electronic units 900 to guarantee a minimum amount of mutual electrical interference between them. In addition, some high power electronic components 900 are also known to generate heat. This heat can be transferred to the circulating gas 400 before this gas is introduced into the heat exchanger 201. In the exemplary embodiment shown, atmospheric air can be sucked in as the ambient gas 310, and there is only a small risk of damage to the electrical units 910 and 900, because the ambient gas 310 preferably never comes in contact with these electrical units. However, the electrical units 910 and 900 will remain cold (as well as clean and dry) due to the transverse flow of the circulating gas 400.

Система охлаждения, описанная в данном описании, может работать непрерывно. Однако, если требуется, в электронный дисплей могут быть включены термочувствительные устройства (не показаны), чтобы обнаруживать, когда температуры достигают предварительно определенного порогового значения. В таком случае, когда температура в дисплее достигает предварительно определенного значения, по выбору могут быть задействованы различные вентиляторы. Могут быть выбраны предварительно определенные пороговые значения, и система может быть выполнена с возможностью благоприятно поддерживать дисплей в пределах приемлемого диапазона температур. Для выполнения этой задачи могут использоваться типичные блоки термостатов. В качестве термочувствительных устройств могут использоваться термопары. Скорость вращения различных блоков вентиляторов также может изменяться в зависимости от температуры внутри дисплея. The cooling system described in this description can operate continuously. However, if required, temperature sensitive devices (not shown) may be included in the electronic display to detect when temperatures reach a predetermined threshold. In this case, when the temperature in the display reaches a predetermined value, various fans can be optionally activated. Predefined thresholds may be selected, and the system may be configured to favorably maintain the display within an acceptable temperature range. Typical thermostat blocks can be used to accomplish this task. Thermocouples can be used as thermosensitive devices. The speed of rotation of various fan units can also vary depending on the temperature inside the display.

В частности, следует отметить, что сущность и объем раскрытых вариантов осуществления предусматривают охлаждение любого типа электронного дисплея. Посредством примера, а не посредством ограничения, варианты осуществления могут использоваться в связи с любым устройством из следующих: ЖКД (всеми типами), светоизлучающими диодами (LED), органическими светоизлучающими диодами (OLED), дисплеем с автоэлектронной эмиссией (FED), светоизлучающим полимером (LEP), органическим электролюминесцентным дисплеем (OEL), плазменными дисплеями и любым другим типом дисплея с плоским/тонким экраном. Кроме того, варианты осуществления могут использоваться с дисплеями других типов, включая еще не открытые. В частности, предполагается, что система может хорошо подходить для использования с большими жидкокристаллическими (ЖКД) дисплеями с задней подсветкой LED и высокой разрешающей способностью (1080i или 1080р или больше). Хотя описанные в данном описании варианты осуществления хорошо подходят для наружных сред, они также могут быть подходящими для внутренних применений (например, для заводских/производственных сред, курортов, раздевалок, кухонь, ванных комнат), в которых температурная устойчивость дисплея может находиться в опасности.In particular, it should be noted that the nature and scope of the disclosed embodiments provide for the cooling of any type of electronic display. By way of example, and not by way of limitation, embodiments can be used in connection with any device of the following: LCD (all types), light emitting diodes (LED), organic light emitting diodes (OLED), field emission monitor (FED), light emitting polymer ( LEP), an organic electroluminescent display (OEL), plasma displays, and any other type of flat / thin screen display. In addition, embodiments may be used with other types of displays, including those not yet open. In particular, it is contemplated that the system may well be suitable for use with large liquid crystal (LCD) displays with LED backlight and high resolution (1080i or 1080p or more). Although the embodiments described herein are well suited for outdoor environments, they may also be suitable for indoor applications (e.g. factory / manufacturing environments, resorts, locker rooms, kitchens, bathrooms) in which the temperature stability of the display may be at risk.

Следует также отметить, что многообразные охлаждающие каналы, которые показаны на чертежах, могут быть показаны в горизонтальном или вертикальном расположении, но должно быть ясно, что предполагается, что они могут быть реверсированы или изменены в зависимости от конкретного варианта осуществления. Таким образом, замкнутый контур может проходить горизонтально или вертикально и в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки. Кроме того, разомкнутый контур также может быть горизонтальным или вертикальным и может проходить слева направо, справа налево и сверху донизу или снизу доверху.It should also be noted that the manifold cooling channels, which are shown in the drawings, can be shown in horizontal or vertical arrangement, but it should be clear that they are assumed to be reversed or changed depending on the particular embodiment. Thus, a closed loop can extend horizontally or vertically and in a clockwise or counterclockwise direction. In addition, the open loop can also be horizontal or vertical and can go from left to right, from right to left and from top to bottom or from top to bottom.

При наличии показанных и описанных предпочтительных вариантов осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть сделаны множество изменений и модификаций, влияющих на описанное изобретение и все еще остающихся в рамках объема заявленного изобретения. Дополнительно, многие из элементов, указанных выше, могут быть изменены или заменены другими элементами, которые обеспечивают такой же результат и все еще находятся в пределах сущности заявленного изобретения. Следовательно, изобретение должно быть ограничено только указанным объемом формулы изобретения.In the presence of the shown and described preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that many changes and modifications can be made that affect the described invention and are still within the scope of the claimed invention. Additionally, many of the elements mentioned above can be changed or replaced by other elements that provide the same result and are still within the essence of the claimed invention. Therefore, the invention should be limited only by the specified scope of the claims.

Claims

1. Система охлаждения для электронного блока 220/80 изображения, имеющего перед и зад, причем система содержит переднюю поверхность 221 дисплея, пространственно разнесенную с передом электронного блока 220/80 изображения, канал 290, определенный пространством между передней поверхностью 221 дисплея и передом электронного блока 220/80 изображения, теплообменник 201, находящийся в газовой связи с каналом 290, при этом теплообменник имеет первый и второй проходы для газа, причем первый проход для газа находится в газовой связи с каналом 290, первый блок 202/410 вентилятора, расположенный так, чтобы нагнетать циркулирующий газ 210/400 в канал 290 и первый проход для газа, и второй блок 203/50 вентилятора, расположенный так, чтобы нагнетать газ 211/310 окружающей среды во второй проход для газа.1. The cooling system for the electronic block 220/80 of the image, with front and rear, and the system contains a front surface 221 of the display spatially spaced from the front of the electronic block 220/80 of the image, a channel 290 defined by the space between the front surface 221 of the display and the front of the electronic block 220/80 images, heat exchanger 201 in gas communication with channel 290, wherein the heat exchanger has first and second gas passages, the first gas passage being in gas communication with channel 290, first block 202/410 The fan is located so as to inject into the circulating gas 210/400 channel 290 and the first gas passage and a second flow fan 203/50, positioned to inject gas 211/310 surrounding environment into the second gas passage.

2. Система охлаждения по п. 1, в которой теплообменник 201 представляет собой теплообменник с пересекающимися направлениями потоков.2. The cooling system according to claim 1, in which the heat exchanger 201 is a heat exchanger with intersecting flow directions.

3. Система охлаждения по п. 1, дополнительно содержащая пластину 10, пространственно разнесенную с задом электронного блока 220/80 изображения, второй канал 225, определенный пространством между пластиной 10 и задом электронного блока 220/80 изображения, и третий блок 204 вентилятора дополнительно расположен так, чтобы нагнетать газ 212/300 окружающей среды во второй канал 225.3. The cooling system according to claim 1, further comprising a plate 10 spatially spaced apart from the rear of the electronic image unit 220/80, a second channel 225 defined by the space between the plate 10 and the rear of the electronic image unit 220/80, and the third fan unit 204 is further located so as to pump environmental gas 212/300 into the second channel 225.

4. Система охлаждения по п. 3, дополнительно содержащая модуль питания, находящийся в электрической связи с электронным блоком 220/80 изображения, и теплоотвод 12, находящийся в тепловом контакте с модулем питания и размещенный внутри второго канала 225.4. The cooling system according to claim 3, further comprising a power module in electrical communication with the electronic block 220/80 of the image, and a heat sink 12 in thermal contact with the power module and located inside the second channel 225.

5. Система охлаждения по любому из пп. 3 или 4, дополнительно содержащая множество ребер 18, размещенных внутри второго канала 225.5. The cooling system according to any one of paragraphs. 3 or 4, further comprising a plurality of ribs 18 located within the second channel 225.

6. Блок электронного дисплея, содержащий электронный блок 220/80 изображения, изолирующую конструкцию 9, пространственно разнесенную с электронным блоком 220/80 изображения, канал 15/225, определенный пространством между изолирующей конструкцией 9 и электронным блоком 220/80 изображения, модуль питания, имеющий электронные компоненты 5 на первой стороне и теплоотвод 12 на второй стороне, при этом модуль питания прикреплен к изолирующей конструкции 9 так, что теплоотвод 12 находится внутри канала 15/225, а электронные компоненты 5 находятся снаружи канала 15/225, и вентилятор 204, расположенный так, чтобы втягивать газ окружающей среды в канал 15/225.6. An electronic display unit comprising an electronic image unit 220/80, an insulating structure 9, spaced apart from an electronic image unit 220/80, a channel 15/225 defined by the space between the insulating structure 9 and the electronic image unit 220/80, a power module, having electronic components 5 on the first side and a heat sink 12 on the second side, while the power module is attached to the insulating structure 9 so that the heat sink 12 is located inside the channel 15/225, and the electronic components 5 are located outside the channel 15/225, and a fan 204 located so as to draw the ambient gas into the channel 15/225.

7. Блок электронного дисплея по п. 6, дополнительно содержащий ребро 18, расположенное внутри канала 15/225 и в тепловом контакте с изолирующей конструкцией 9.7. The electronic display unit according to claim 6, further comprising a rib 18 located inside the channel 15/225 and in thermal contact with the insulating structure 9.

8. Блок электронного дисплея по п. 7, дополнительно содержащий поверхность 500, расположенную внутри канала 15/225 и в тепловом контакте с электронным блоком 220/80 изображения и ребром 18.8. The electronic display unit according to claim 7, further comprising a surface 500 located inside the channel 15/225 and in thermal contact with the electronic image unit 220/80 and rib 18.

9. Блок электронного дисплея по любому из пп. 6, 7 или 8, в котором электронный блок 220/80 изображения представляет собой жидкокристаллический дисплей.9. The electronic display unit according to any one of paragraphs. 6, 7 or 8, in which the electronic block 220/80 image is a liquid crystal display.

10. Блок электронного дисплея по любому из пп. 6, 7 или 8, в котором электронный блок 220/80 изображения представляет собой дисплей OLED.10. The electronic display unit according to any one of paragraphs. 6, 7 or 8, in which the electronic block 220/80 image is an OLED display.

11. Блок электронного дисплея, содержащий электронный блок 220/80 изображения, имеющий перед и зад, поверхность 500 сзади электронного блока 220/80 изображения и в тепловом контакте с электронным блоком 220/80 изображения, пластину 10, пространственно разнесенную с поверхностью 500, первый канал 225, определенный пространством между пластиной 10 и поверхностью 500, модуль 900 питания, находящийся в электрической связи с электронным блоком 220/80 изображения и в тепловом контакте с пластиной 10, и первый вентилятор 204, расположенный так, чтобы втягивать газ окружающей среды в первый канал 225.11. An electronic display unit comprising an electronic image unit 220/80 having a front and rear surface 500 at the rear of the electronic image unit 220/80 and in thermal contact with the electronic image unit 220/80, a plate 10 spaced apart from the surface 500, the first a channel 225 defined by the space between the plate 10 and the surface 500, a power module 900 in electrical communication with the image electronic unit 220/80 and in thermal contact with the plate 10, and a first fan 204 located so as to draw gas around the medium in the first channel 225.

12. Блок электронного дисплея по п. 11, дополнительно содержащий ребро 18, размещенное внутри первого канала 225 и в тепловом контакте с пластиной 10 и поверхностью 500. 12. The electronic display unit according to claim 11, further comprising a rib 18 located inside the first channel 225 and in thermal contact with the plate 10 and the surface 500.

13. Блок электронного дисплея по п. 12, дополнительно содержащий переднюю поверхность 221 дисплея, пространственно разнесенную с передом электронного блока 220/80 изображения, второй канал 290, определенный пространством между передней поверхностью 221 дисплея и передом электронного блока 220/80 изображения, теплообменник 201, находящийся в газовой связи со вторым каналом 290, причем теплообменник 290 имеет первый и второй проходы для газа, при этом первый проход для газа находится в газовой связи со вторым каналом 290, второй вентилятор 203/50, расположенный так, чтобы нагнетать газ 211/310 окружающей среды во второй проход для газа, и третий вентилятор 202/410, расположенный так, чтобы нагнетать циркулирующий газ 210/400 во второй канал 290 и первый проход для газа.13. The electronic display unit according to claim 12, further comprising a front display surface 221 spatially spaced from a front of an electronic image unit 220/80, a second channel 290 defined by a space between a front display surface 221 and a front of an electronic image unit 220/80, heat exchanger 201 located in gas communication with the second channel 290, the heat exchanger 290 having first and second gas passages, the first gas passage being in gas communication with the second channel 290, the second fan 203/50, located so that the injected gas 211/310 environment in the second gas passage and the third fan 202/410, positioned to inject gas circulating 210/400 into the second channel 290 and the first passage for gas.

14. Блок электронного дисплея по любому из пп. 11-13, в котором электронный блок 220/80 изображения представляет собой ЖКД.14. The electronic display unit according to any one of paragraphs. 11-13, in which the electronic block 220/80 of the image is an LCD.

15. Блок электронного дисплея по любому из пп. 11-13, в котором электронный блок 220/80 изображения представляет собой OLED. 15. The electronic display unit according to any one of paragraphs. 11-13, in which the electronic block 220/80 of the image is an OLED.