JP2007103702A - 熱交換器、熱交換器の製造方法、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数のフィンが形成された部材を組み合わせる際に、フィンの変形による流路の閉塞を容易に防止することができる熱交換器、熱交換器の製造方法、及び液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】 発熱体Hに接触する接触面10sと複数の微細流路11を有する熱交換器10であって、複数の微細流路11を仕切る隔壁13が接触面10sに対して傾斜して配列される。
【選択図】 図2
【解決手段】 発熱体Hに接触する接触面10sと複数の微細流路11を有する熱交換器10であって、複数の微細流路11を仕切る隔壁13が接触面10sに対して傾斜して配列される。
【選択図】 図2
Description
本発明は、矩形の断面形状の微細流路を複数有する熱交換器、その製造方法等に関する。
プロジェクタは、近年、小型化、高輝度化、長寿命化、廉価化等が図られてきている。例えば、小型化に関しては、液晶パネル(光変調素子)サイズが対角1.3インチから0.5インチ程度となり、面積比で1/6強の小型化がなされている。
プロジェクタの光源としては、固体光源である発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザダイオード(LD:Laser Diode)を用いることで、小型化が図られている。LED光源等は、電源を含めて小型であり、瞬時点灯/消灯が可能であること、色再現性が広く長寿命であることなど、プロジェクタ用光源としてメリットを有している。また、水銀などの有害物質を含まないため、環境保全上からみても好ましいものである。
ところが、LED光源等の高輝度化に伴い、LED光源からの発熱は増大して発光効率が低下するため、発熱対策をとる必要がある。一般的に採用されているファンによる強制空冷方式では冷却効率が不十分であったり、ファンの騒音が問題となったりしている。
このため、液体が流通する複数の流路を有する熱交換器を用いてLED光源等を強制冷却する方法がある。このような熱交換器としては、特許文献1に示すように、複数のリブが設けられた一対の部材を組み合わせることで、複数の流路を形成する方法が提案されている。
特開平7−38025号公報
このため、液体が流通する複数の流路を有する熱交換器を用いてLED光源等を強制冷却する方法がある。このような熱交換器としては、特許文献1に示すように、複数のリブが設けられた一対の部材を組み合わせることで、複数の流路を形成する方法が提案されている。
しかしながら、上述した技術では、複数のリブが設けられた部材を組み合わせるため、各リブの高さが不均一であると、組み合わせの際にリブが圧縮力を受けて変形して、流路が閉塞されたり、不均一な断面の流路が形成されたりしてしまう。このため、高い冷却効率の熱交換機を得ることができないという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、複数のフィンが形成された部材を組み合わせる際に、フィンの変形による流路の閉塞を容易に防止することができる熱交換器、熱交換器の製造方法、及び液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器を提供することを目的とする。
本発明に係る熱交換器、熱交換器の製造方法、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明は、発熱体に接触する接触面と複数の微細流路を有する熱交換器であって、前記複数の微細流路を仕切る隔壁が前記接触面に対して傾斜して配列されているようにした。
この発明によれば、複数の隔壁が発熱体に接触する接触面に対して傾斜しているので、接触面に対して押圧力を付加した場合であっても、各隔壁が同一方向に変形するので微細流路が閉塞されない。
第1の発明は、発熱体に接触する接触面と複数の微細流路を有する熱交換器であって、前記複数の微細流路を仕切る隔壁が前記接触面に対して傾斜して配列されているようにした。
この発明によれば、複数の隔壁が発熱体に接触する接触面に対して傾斜しているので、接触面に対して押圧力を付加した場合であっても、各隔壁が同一方向に変形するので微細流路が閉塞されない。
また、複数の微細流路を有する熱交換器であって、前記複数の微細流路を仕切る隔壁が、組立の際に押圧される方向に直交する面に対して傾斜して配列されているようにした。
この発明によれば、複数の隔壁が組立の際に押圧される方向に直交する面に対して傾斜しているので、熱交換器の組立時に各隔壁が同一方向に変形するので、微細流路が閉塞されない。
この発明によれば、複数の隔壁が組立の際に押圧される方向に直交する面に対して傾斜しているので、熱交換器の組立時に各隔壁が同一方向に変形するので、微細流路が閉塞されない。
また、板部に対して傾斜する複数のフィンが所定の間隔で形成されたフィン部材と、前記複数のフィンを収容する掘込部が形成されたフィン収容部材と、を備え、前記複数のフィンと前記掘込部により前記微細流路が形成されるものでは、フィン部材とフィン収容部材とを重ねて加圧することで、微細流路を有する熱交換器を良好に形成することができる。
また、前記掘込部の壁面のうち、前記フィンに近接する一方の壁面は、前記フィンの傾斜角と略同一の傾斜角を有するものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることが可能となる。
また、前記フィンは、他方の壁面に近接するに従って、前記板部に対して略直交するように形成されるものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることが可能となる。
また、前記一方の壁面と前記フィンとの間に形成される空間を埋める閉塞部材を備えるものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることが可能となる。
このようにして、流路の断面形状が略同一となり、したがって、流路を流れる液体の流量を略均一化することができる。
また、前記掘込部の壁面のうち、前記フィンに近接する一方の壁面は、前記フィンの傾斜角と略同一の傾斜角を有するものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることが可能となる。
また、前記フィンは、他方の壁面に近接するに従って、前記板部に対して略直交するように形成されるものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることが可能となる。
また、前記一方の壁面と前記フィンとの間に形成される空間を埋める閉塞部材を備えるものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることが可能となる。
このようにして、流路の断面形状が略同一となり、したがって、流路を流れる液体の流量を略均一化することができる。
第2の発明は、複数の微細流路を有する熱交換器の製造方法であって、板部に対して傾斜する複数のフィンが所定の間隔で形成されたフィン部材を形成する工程と、前記複数のフィンを収容する掘込部が形成されたフィン収容部材を形成する工程と、前記フィン部材と前記フィン収容部材とを接合する工程と、を有するようにした。
この発明によれば、フィンが同一方向に傾斜しているので、フィン部材とフィン収容部材とを厚み方向に重ねて加圧して接合しても、フィンが同一方向に変形するので微細流路を閉塞することがなくなる。
また、前記掘込部の壁面と前記フィンとの間に形成される空間に、前記空間を埋める閉塞部材を挿入する工程を有するものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることができ、これにより、各流路を流れる液体の流量を均一化することができる。
この発明によれば、フィンが同一方向に傾斜しているので、フィン部材とフィン収容部材とを厚み方向に重ねて加圧して接合しても、フィンが同一方向に変形するので微細流路を閉塞することがなくなる。
また、前記掘込部の壁面と前記フィンとの間に形成される空間に、前記空間を埋める閉塞部材を挿入する工程を有するものでは、各微細流路の断面形状を略同一にすることができ、これにより、各流路を流れる液体の流量を均一化することができる。
第3の発明は、発熱部品と熱的に接触する吸熱器と、前記吸熱器に対して液体を供給するポンプと、前記吸熱器から排出される液体を放熱するラジエタと、を備える液冷システムであって、前記吸熱器として、第1の発明の熱交換器、或いは第2の発明の方法により製造した熱交換器を用いるようにした。
この発明によれば、発熱部品との接触面積が小さくても、高い熱交換効率を有する液冷システムを実現することができる。
この発明によれば、発熱部品との接触面積が小さくても、高い熱交換効率を有する液冷システムを実現することができる。
第4の発明は、電流を供給されることによって発光及び発熱する固体発光光源と、該固体発光光源を冷却する液冷部を有する光源装置であって、前記液冷部として、第3の発明の液冷システムを用いるようにした。
この発明によれば、固体発光光源の発熱を効率的に抑制できるので、高輝度の光源装置を実現することができる。
この発明によれば、固体発光光源の発熱を効率的に抑制できるので、高輝度の光源装置を実現することができる。
第5の発明は、プロジェクタが、第4の発明の光源装置を備えるようにした。この発明によれば、小型で高輝度のプロジェクタを実現することができる。
第6の発明は、電流を供給されることによって発熱する電子デバイスと、該電子デバイスを冷却する液冷部を有する電子デバイスユニットであって、前記液冷部として、第3の発明の液冷システムを用いるようにした。
この発明によれば、電子デバイス発熱を効率的に抑制できるので、処理能力の高い電子デバイスユニットを実現することができる。
この発明によれば、電子デバイス発熱を効率的に抑制できるので、処理能力の高い電子デバイスユニットを実現することができる。
第7の発明は、電子機器が、第6の発明の電子デバイスユニットを備えるようにした。この発明によれば、小型且つ処理能力が高い電子機器を実現することができる。
以下、本発明の熱交換器、熱交換器の製造方法、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器の実施形態について、図を参照して説明する。
〔熱交換器〕
図1は、熱交換器の概略構成を示す図であって、図1(a)は斜視図、図1(b)は縦断面(A−A断面)である。
熱交換器10は、銅やアルミニウムのように熱伝導性が高い金属からなる板状部品であって、その内部に水W等の液体を流通可能な微細な流路11を複数有する。
図1(a)に示すように、熱交換器10の側面には、内部に水Wを導入するための導入管2と、内部に導入された水Wを排出するための出口管3とが接続される。また、熱交換器10の主面10sは発熱体Hと接触するために平坦に形成される。
なお、発熱体Hと接触する主面10sに直交する方向(熱交換器10の厚み方向)をZ方向、流路11内の水Wの流れ方向をX方向とする。
図1は、熱交換器の概略構成を示す図であって、図1(a)は斜視図、図1(b)は縦断面(A−A断面)である。
熱交換器10は、銅やアルミニウムのように熱伝導性が高い金属からなる板状部品であって、その内部に水W等の液体を流通可能な微細な流路11を複数有する。
図1(a)に示すように、熱交換器10の側面には、内部に水Wを導入するための導入管2と、内部に導入された水Wを排出するための出口管3とが接続される。また、熱交換器10の主面10sは発熱体Hと接触するために平坦に形成される。
なお、発熱体Hと接触する主面10sに直交する方向(熱交換器10の厚み方向)をZ方向、流路11内の水Wの流れ方向をX方向とする。
図1(b)に示すように、熱交換器10の内部には、複数の微細な流路11が形成されている。この流路11は、水Wとの接触面積を大きくするために、流路11の断面形状の縦横比(アスペクト比)が大きく形成されている。具体的には、図1(c)に示すように、各流路11の高さは2〜3mm、幅は50〜100μm程度に形成されている。
このような構成により、導入管2から熱交換器10の内部に導入された水Wは、複数の微細な流路11に分流し、その後、出口管3から外部に排出されるようになっている。水Wの流量は、例えば、3cc/秒程度である。
このような構成により、導入管2から熱交換器10の内部に導入された水Wは、複数の微細な流路11に分流し、その後、出口管3から外部に排出されるようになっている。水Wの流量は、例えば、3cc/秒程度である。
図2は、熱交換器10の構成及び製造方法を示す断面図(B−B断面)である。
熱交換器10は、フィン部材12と、収容部材14とから形成されている。
フィン部材12は、平板部12aと、平板部12aに対して略均一な間隔で配置された複数のフィン13(隔壁)とから形成されている。フィン13は、図2(a)に示すように、フィン部材12の主面12s(10s)に対して、傾斜角を有して形成されている。その傾斜角は、例えば、10°程度である。
複数のフィン13のうち、フィン13が傾斜する方向の最も外側にあるフィン13aの傾斜は殆どなく、平板部12aに対して略直交して形成されている。また、フィン13aに近接するフィン13b,13cも、平板部12aに対する傾斜角が他の多くのフィン13よりも大きくなっている。つまり、複数のフィン13の主面12Sに対する傾斜角は、フィン13aに近づくに従って徐々に大きくなるように形成されている。
なお、複数のフィン13の平板部12aからの高さ(長さ)hは、略均一となっている。収容部材14と組み合わせた際に、各フィン13が略均一に変形するようにするためである。
フィン部材12の形成方法としては、切削加工の他、エッチング等の方法が適宜用いられる。
熱交換器10は、フィン部材12と、収容部材14とから形成されている。
フィン部材12は、平板部12aと、平板部12aに対して略均一な間隔で配置された複数のフィン13(隔壁)とから形成されている。フィン13は、図2(a)に示すように、フィン部材12の主面12s(10s)に対して、傾斜角を有して形成されている。その傾斜角は、例えば、10°程度である。
複数のフィン13のうち、フィン13が傾斜する方向の最も外側にあるフィン13aの傾斜は殆どなく、平板部12aに対して略直交して形成されている。また、フィン13aに近接するフィン13b,13cも、平板部12aに対する傾斜角が他の多くのフィン13よりも大きくなっている。つまり、複数のフィン13の主面12Sに対する傾斜角は、フィン13aに近づくに従って徐々に大きくなるように形成されている。
なお、複数のフィン13の平板部12aからの高さ(長さ)hは、略均一となっている。収容部材14と組み合わせた際に、各フィン13が略均一に変形するようにするためである。
フィン部材12の形成方法としては、切削加工の他、エッチング等の方法が適宜用いられる。
収容部材14は、フィン13の高さhよりも若干浅く形成された掘込部15を備える板状部材である。上述したように、掘込部15には、フィン部材12のフィン13が収容されるようになっている。
そして、図2(b)に示すように、フィン部材12と収容部材14とを組み合わせることで、縦横比の大きな流路11が複数形成される。このとき、フィン13の先端は、掘込部15の底面に接触するので、各流路11が確実に区画される。また、フィン13と掘込部15とが接触するので熱伝導性も向上する。
そして、図2(b)に示すように、フィン部材12と収容部材14とを組み合わせることで、縦横比の大きな流路11が複数形成される。このとき、フィン13の先端は、掘込部15の底面に接触するので、各流路11が確実に区画される。また、フィン13と掘込部15とが接触するので熱伝導性も向上する。
また、図2(b)に示すように、掘込部15の側壁15a,15b(両端に配置されたフィン13に近接する側壁)のうちの一方の側壁15aは、フィン13と略平行となるように、主面14sに対して傾斜するように形成されている。なお、主面14sとは、フィン部材12の平板部12aと密着する面であって、フィン部材12の主面12s(10s)と平行となる。
好ましくは、側壁15aの傾斜角θHをフィン13の傾斜角θFよりも若干小さくすることで、組立時にフィン13が変形した際に、側壁15aとフィン13とが接触することが確実に回避され、流路11の閉塞が防止できる。
好ましくは、側壁15aの傾斜角θHをフィン13の傾斜角θFよりも若干小さくすることで、組立時にフィン13が変形した際に、側壁15aとフィン13とが接触することが確実に回避され、流路11の閉塞が防止できる。
一方、側壁15bは、主面14sに対して略直交するように形成されている。すなわち、側壁15bは、フィン部材12のフィン13aと略平行となるように形成されている。側壁15b(及びフィン13a)を主面14sに対して略直交するように形成するのは、収容部材14の掘込部15に対して、フィン部材12のフィン13を、掘込部15の上方(開口側)から挿入して組立可能とするためである。
フィン13aに近接するフィン13b,13c等も、フィン部材12の主面12sに対する傾斜角が他の多くのフィン13よりも大きくなっている。組立時に、フィン13a,13b,13c等が変形した際に、互いに接触することを回避して、流路11の閉塞を防止するためである。
フィン13aに近接するフィン13b,13c等も、フィン部材12の主面12sに対する傾斜角が他の多くのフィン13よりも大きくなっている。組立時に、フィン13a,13b,13c等が変形した際に、互いに接触することを回避して、流路11の閉塞を防止するためである。
収容部材14とフィン部材12の組立は、上述したように、収容部材14の掘込部15に対して、フィン部材12のフィン13を、掘込部15の上方(開口側)から挿入して行われる。
そして、収容部材14とフィン部材12とをろう付けや拡散接合等の方法により接合する。この際、フィン部材12と収容部材14とを積み重ねた状態で、重ねた方向(Z方向)に押圧する。
掘込部15の深さが、フィン13の高さhよりも若干浅く形成されているため、フィン13の先端部が掘込部15の底面に当接して、フィン13が若干変形するようになっている。フィン13は、同一方向に傾斜して形成されているので、各フィン13が同一方向に倒れるように変形する。したがって、流路11の形状が、ある部分では流路11が閉塞されたり、ある部分では流路11が拡大してしまったりする、という事態が回避できる。
そして、収容部材14とフィン部材12とをろう付けや拡散接合等の方法により接合する。この際、フィン部材12と収容部材14とを積み重ねた状態で、重ねた方向(Z方向)に押圧する。
掘込部15の深さが、フィン13の高さhよりも若干浅く形成されているため、フィン13の先端部が掘込部15の底面に当接して、フィン13が若干変形するようになっている。フィン13は、同一方向に傾斜して形成されているので、各フィン13が同一方向に倒れるように変形する。したがって、流路11の形状が、ある部分では流路11が閉塞されたり、ある部分では流路11が拡大してしまったりする、という事態が回避できる。
図3は、熱交換器10の変形例を示す図である。
上述したフィン部材12では、複数のフィン13の主面12sに対する傾斜角が徐々に変化するように形成されている。このように、各フィン13の主面12sに対する傾斜角を異なるように形成する場合に限らず、図3に示すように、全てのフィン13の主面12sに対する傾斜角を同一にしてもよい。この場合には、フィン13aと側壁15bとの間に形成される空間に、この空間と略同一形状の閉塞部材18を挿入して閉塞させる。これにより、略均一な断面形状の複数の流路11を有する熱交換器10を構成することができる。
閉塞部材18は、収容部材14とフィン部材12とを組み合わせた後に、フィン13aと側壁15bとの間に形成される空間に挿入される。そして、その後に、ろう付けや拡散接合等の方法により、収容部材14、フィン部材12、閉塞部材18の接合が行われる。
上述したフィン部材12では、複数のフィン13の主面12sに対する傾斜角が徐々に変化するように形成されている。このように、各フィン13の主面12sに対する傾斜角を異なるように形成する場合に限らず、図3に示すように、全てのフィン13の主面12sに対する傾斜角を同一にしてもよい。この場合には、フィン13aと側壁15bとの間に形成される空間に、この空間と略同一形状の閉塞部材18を挿入して閉塞させる。これにより、略均一な断面形状の複数の流路11を有する熱交換器10を構成することができる。
閉塞部材18は、収容部材14とフィン部材12とを組み合わせた後に、フィン13aと側壁15bとの間に形成される空間に挿入される。そして、その後に、ろう付けや拡散接合等の方法により、収容部材14、フィン部材12、閉塞部材18の接合が行われる。
なお、閉塞部材18は、収容部材14とフィン部材12とをろう付け等により接合した後に、フィン13aと側壁15bとの間に形成される空間に挿入し、接合してもよい。
また、閉塞部材18を収容部材14に接合した後に、閉塞部材18と収容部材14の接合体を、収容部材14に接合するようにしてもよい。
また、閉塞部材18を収容部材14に接合した後に、閉塞部材18と収容部材14の接合体を、収容部材14に接合するようにしてもよい。
〔液冷システム〕
次に、上記熱交換器10を備える液冷システム20について説明する。
図4は、液冷システム20の概略構成を示す図である。
液冷システム20は、熱交換器10、熱交換器10の導入管2及び出口管3等に接続する液送管22、導入管2側の液送管22に設けられたポンプ24、出口管3側の液送管22に設けられたラジエタ26を備える。
このような構成により、ポンプ24から液送管22及び導入管2を介して、熱交換器10の内部に水Wが供給される。熱交換器10は、発熱体Hと接触しており、内部の流路11を流れる水Wに発熱体Hからの熱が伝わる。
発熱体Hの熱を奪うことで加熱された水Wは、出口管3から液送管22を介して、ラジエタ26に導入される。そして、ラジエタ26において、水Wの熱が大気中に放熱される。
液冷システム20によれば、熱交換器10は小型であり、発熱体Hとの接触面積が小さくても、流路11の断面形状のアスペクト比が大きいので、熱交換効率が高い。したがって、発熱体Hを効率的に冷却することができる。
次に、上記熱交換器10を備える液冷システム20について説明する。
図4は、液冷システム20の概略構成を示す図である。
液冷システム20は、熱交換器10、熱交換器10の導入管2及び出口管3等に接続する液送管22、導入管2側の液送管22に設けられたポンプ24、出口管3側の液送管22に設けられたラジエタ26を備える。
このような構成により、ポンプ24から液送管22及び導入管2を介して、熱交換器10の内部に水Wが供給される。熱交換器10は、発熱体Hと接触しており、内部の流路11を流れる水Wに発熱体Hからの熱が伝わる。
発熱体Hの熱を奪うことで加熱された水Wは、出口管3から液送管22を介して、ラジエタ26に導入される。そして、ラジエタ26において、水Wの熱が大気中に放熱される。
液冷システム20によれば、熱交換器10は小型であり、発熱体Hとの接触面積が小さくても、流路11の断面形状のアスペクト比が大きいので、熱交換効率が高い。したがって、発熱体Hを効率的に冷却することができる。
〔光源装置〕
次に、上記液冷システム20を備える光源装置100について説明する。
図5は光源装置100の概略構成を示す平面図であり、図6は光源装置100の断面図である。
光源装置100は、基台110と、LEDチップ120(固体発光光源)と、樹脂フレーム130と、キャップ140とを備えて構成されている。
基台110は、LEDチップ120が載置されるものであり、上記液冷システム20に対して密着して接続されている。
LEDチップ120は、電流を供給されることによって発光及び発熱するものであり、シリコン等によって形成されかつLEDチップ120に電力を供給するための配線が形成されたサブマウント上にフリップチップ実装され、このサブマウントごと熱伝導性の接着剤(例えば、銀ペースト)によって基台110上に実装されている。
また、第1基台110の上面には、リフレクタ114が配置されており、さらに当該リフレクタ114を囲うように樹脂フレーム130が配置されている。そして、樹脂フレーム130の上部に支持されてキャップ140が配置されており、キャップ140と樹脂フレーム130によって形成された空間内には、シリコンオイル等が充填されている。
次に、上記液冷システム20を備える光源装置100について説明する。
図5は光源装置100の概略構成を示す平面図であり、図6は光源装置100の断面図である。
光源装置100は、基台110と、LEDチップ120(固体発光光源)と、樹脂フレーム130と、キャップ140とを備えて構成されている。
基台110は、LEDチップ120が載置されるものであり、上記液冷システム20に対して密着して接続されている。
LEDチップ120は、電流を供給されることによって発光及び発熱するものであり、シリコン等によって形成されかつLEDチップ120に電力を供給するための配線が形成されたサブマウント上にフリップチップ実装され、このサブマウントごと熱伝導性の接着剤(例えば、銀ペースト)によって基台110上に実装されている。
また、第1基台110の上面には、リフレクタ114が配置されており、さらに当該リフレクタ114を囲うように樹脂フレーム130が配置されている。そして、樹脂フレーム130の上部に支持されてキャップ140が配置されており、キャップ140と樹脂フレーム130によって形成された空間内には、シリコンオイル等が充填されている。
図5及び図6に示すように、樹脂フレーム130には、アウターリード131,132がインサードモールドされており、このアウターリード131,132の一端が基台110上に配置されたフレキシブル基板117,118と接続され、他端が金ワイヤ122等によってサブマウント121上に形成された接続パッドと接続されている。そして、サブマウント121、フレキシブル基板117,118、アウターリード131,132及び金ワイヤ122を介してLEDチップ120に電力が供給される。
なお、本実施形態においては、各アウターリード131,132に3本ずつの金ワイヤ122が接続されているが、LEDチップ120に供給される電力量に応じて金ワイヤ122の本数は変更される。
なお、本実施形態においては、各アウターリード131,132に3本ずつの金ワイヤ122が接続されているが、LEDチップ120に供給される電力量に応じて金ワイヤ122の本数は変更される。
このように構成された光源装置100において、LEDチップ120に電流が供給されると、LEDチップ120から光が射出され、この射出された光がキャップ140を介して光源装置100から射出される。そして、LEDチップ120から側方に射出された光は、リフレクタ114によってキャップ140方向に反射され、その後、キャップ140を介して光源装置100から射出される。
そして、光源装置100においては、基台110に対して上記液冷システム20(熱交換器10)が密着して接続されているため、熱交換器10の流路11に水Wを流すことによって、LEDチップ120を効率的に冷却することが可能となり、LEDチップ120の熱による破損を防止することが可能となる。したがって、高輝度かつ信頼性に優れた光源装置100となる。
そして、光源装置100においては、基台110に対して上記液冷システム20(熱交換器10)が密着して接続されているため、熱交換器10の流路11に水Wを流すことによって、LEDチップ120を効率的に冷却することが可能となり、LEDチップ120の熱による破損を防止することが可能となる。したがって、高輝度かつ信頼性に優れた光源装置100となる。
〔プロジェクタ〕
次に、上記光源装置100を備えるプロジェクタ500について説明する。
図7は、プロジェクタ500の概略構成を示す模式図である。図8は、プロジェクタ500に設けられた液冷システムの配管構成を示す図である。
プロジェクタ500は、光源装置512,513,514、液晶ライトバルブ522,523,524、クロスダイクロイックプリズム525、及び投写レンズ526を備える。
3個の光源装置512,513,514は、上記光源装置100により構成されている。各光源装置512,513,514には、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)に発光するLEDチップが採用されている。なお、光源光の照度分布を均一化させるための均一照明系として、各光源装置の後方にロッドレンズやフライアイレンズを配置してもよい。
次に、上記光源装置100を備えるプロジェクタ500について説明する。
図7は、プロジェクタ500の概略構成を示す模式図である。図8は、プロジェクタ500に設けられた液冷システムの配管構成を示す図である。
プロジェクタ500は、光源装置512,513,514、液晶ライトバルブ522,523,524、クロスダイクロイックプリズム525、及び投写レンズ526を備える。
3個の光源装置512,513,514は、上記光源装置100により構成されている。各光源装置512,513,514には、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)に発光するLEDチップが採用されている。なお、光源光の照度分布を均一化させるための均一照明系として、各光源装置の後方にロッドレンズやフライアイレンズを配置してもよい。
赤色光源装置512からの光束は、重畳レンズ535Rを透過して反射ミラー517で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ522に入射する。また、緑色光源装置513からの光束は、重畳レンズ535Gを透過して緑色光用液晶ライトバルブ523に入射する。
また、青色光源装置514からの光束は、重畳レンズ535Bを透過して反射ミラー516で反射され、青色光用液晶ライトバルブ524に入射する。
なお、均一照明系としてフライアイレンズを用いた場合には、各光源からの光束は重畳レンズを介することにより液晶ライトバルブの表示領域において重畳され、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。
また、青色光源装置514からの光束は、重畳レンズ535Bを透過して反射ミラー516で反射され、青色光用液晶ライトバルブ524に入射する。
なお、均一照明系としてフライアイレンズを用いた場合には、各光源からの光束は重畳レンズを介することにより液晶ライトバルブの表示領域において重畳され、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。
また、各液晶ライトバルブ522,523,524の入射側および出射側には、偏光板(図示せず)が配置されている。そして、各光源装置512,513,514からの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブ522,523,524に入射する。
また、入射側偏光板の前方に偏光変換手段(図示せず)を設けてもよい。この場合、入射側偏光板で反射された光束をリサイクルして各液晶ライトバルブに入射させることが可能になり、光の利用効率を向上させることができる。
また、入射側偏光板の前方に偏光変換手段(図示せず)を設けてもよい。この場合、入射側偏光板で反射された光束をリサイクルして各液晶ライトバルブに入射させることが可能になり、光の利用効率を向上させることができる。
各液晶ライトバルブ522、523、524によって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム525に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。
そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ526により投写スクリーン527上に投写され、拡大された画像が表示される。
そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ526により投写スクリーン527上に投写され、拡大された画像が表示される。
上述した本実施形態の光源装置512,513,514は、LEDチップを冷却する液冷システム20を備えているので、高輝度化されるとともに安価に製造することができるものである。したがって、表示特性の優れたプロジェクタ500を安価に提供することができる。
なお、光源装置512,513,514における液冷システム20の配管構成としては、図8(a)に示す直列配管型と、図8(b)に示す並列配管型のいずれであってもよい。
また、固体発光光源としてLEDチップを採用したが、固体発光光源として半導体レーザ等を採用することも可能である。さらに、上述したプロジェクタでは光変調手段として液晶ライトバルブを採用したが、光変調手段として微小ミラーアレイデバイス等を採用することも可能である。
なお、光源装置512,513,514における液冷システム20の配管構成としては、図8(a)に示す直列配管型と、図8(b)に示す並列配管型のいずれであってもよい。
また、固体発光光源としてLEDチップを採用したが、固体発光光源として半導体レーザ等を採用することも可能である。さらに、上述したプロジェクタでは光変調手段として液晶ライトバルブを採用したが、光変調手段として微小ミラーアレイデバイス等を採用することも可能である。
〔電子デバイスユニット、電子機器〕
次に、上記液冷システム20を備える電子デバイスユニット700及び情報処理装置800について説明する。
図9は、パソコンなどの情報処理装置800の一例を示した模式図である。
情報処理装置(電子機器)800は、キーボードなどの入力部802、情報処理装置本体(筐体)804、表示部806等を備える。
そして、情報処理装置本体804の内部には、CPU(中央演算処理装置)702と、これを液冷する液冷システム20とからなる電子デバイスユニット700が設けられている。なお、電子デバイスユニットに適用される液冷システム20のポンプとしては、マイクロポンプが好適に用いられる。
CPUは、その駆動時における発熱が液冷システム20により奪われて、一定温度以下に抑制される。これにより、高い処理能力を発揮することができる。したがって、高度な演算能力を有する情報処理装置800を実現することができる。
なお、電子デバイスユニット700を備える電子機器としては、情報処理装置800に限らない。一定温度以下に冷却すべき発熱体Hを有する電子機器であればよい。
次に、上記液冷システム20を備える電子デバイスユニット700及び情報処理装置800について説明する。
図9は、パソコンなどの情報処理装置800の一例を示した模式図である。
情報処理装置(電子機器)800は、キーボードなどの入力部802、情報処理装置本体(筐体)804、表示部806等を備える。
そして、情報処理装置本体804の内部には、CPU(中央演算処理装置)702と、これを液冷する液冷システム20とからなる電子デバイスユニット700が設けられている。なお、電子デバイスユニットに適用される液冷システム20のポンプとしては、マイクロポンプが好適に用いられる。
CPUは、その駆動時における発熱が液冷システム20により奪われて、一定温度以下に抑制される。これにより、高い処理能力を発揮することができる。したがって、高度な演算能力を有する情報処理装置800を実現することができる。
なお、電子デバイスユニット700を備える電子機器としては、情報処理装置800に限らない。一定温度以下に冷却すべき発熱体Hを有する電子機器であればよい。
以上、図を参照しながら本発明に係る熱交換器、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、熱交換器の内部(流路)に供給する液体としては、水に限らない。冷媒に適する液体であればよい。
例えば、熱交換器の内部(流路)に供給する液体としては、水に限らない。冷媒に適する液体であればよい。
10…熱交換器、 10s…主面、 11…流路、 12…フィン部材、12s…主面、 13…フィン(隔壁)、 14…収容部材、 15…掘込部、 15a,15b…側壁(壁面)、 18…閉塞部材、 20…液冷システム、 22…液送管、 24…ポンプ、 26…ラジエタ、 100…光源装置、 120…LEDチップ、 500…プロジェクタ、 512,513,514…光源装置、 700…電子デバイスユニット、 702…CPU、 C…水
H…発熱体
H…発熱体
Claims (13)
- 発熱体に接触する接触面と複数の微細流路を有する熱交換器であって、
前記複数の微細流路を仕切る隔壁が前記接触面に対して傾斜して配列されていることを特徴とする熱交換器。 - 複数の微細流路を有する熱交換器であって、
前記複数の微細流路を仕切る隔壁が組立の際に押圧される方向に直交する面に対して傾斜して配列されていることを特徴とする熱交換器。 - 板部に対して傾斜する複数のフィンが所定の間隔で形成されたフィン部材と、
前記複数のフィンを収容する掘込部が形成されたフィン収容部材と、
を備え、
前記複数のフィンと前記掘込部により前記微細流路が形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱交換器。 - 前記掘込部の壁面のうち、前記フィンに近接する一方の壁面は、前記フィンの傾斜角と略同一の傾斜角を有することを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
- 前記フィンは、他方の壁面に近接するに従って、前記板部に対して略直交するように形成されることを特徴とする請求項4に記載の熱交換器。
- 前記一方の壁面と前記フィンとの間に形成される空間を埋める閉塞部材を備えることを特徴とする請求項4に記載の熱交換器。
- 複数の微細流路を有する熱交換器の製造方法であって、
板部に対して傾斜する複数のフィンが所定の間隔で形成されたフィン部材を形成する工程と、
前記複数のフィンを収容する掘込部が形成されたフィン収容部材を形成する工程と、
前記フィン部材と前記フィン収容部材とを接合する工程と、
を有することを特徴とする熱交換器の製造方法。 - 前記掘込部の壁面と前記フィンとの間に形成される空間に、前記空間を埋める閉塞部材を挿入する工程を有することを特徴とする請求項7に記載の熱交換器の製造方法。
- 発熱部品と熱的に接触する吸熱器と、
前記吸熱器に対して液体を供給するポンプと、
前記吸熱器から排出される液体を放熱するラジエタと、を備える液冷システムであって、
前記吸熱器として、請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の熱交換器、或いは請求項7又は請求項8に記載の方法により製造された熱交換器を用いることを特徴とする液冷システム。 - 電流を供給されることによって発光及び発熱する固体発光光源と、該固体発光光源を冷却する液冷部を有する光源装置であって、
前記液冷部として、請求項9に記載の液冷システムを用いることを特徴とする光源装置。 - 請求項10に記載の光源装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
- 電流を供給されることによって発熱する電子デバイスと、該電子デバイスを冷却する液冷部を有する電子デバイスユニットであって、
前記液冷部として、請求項9に記載の液冷システムを用いることを特徴とする電子デバイスユニット。 - 請求項12に記載の電子デバイスユニットを備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005292193A JP2007103702A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | 熱交換器、熱交換器の製造方法、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005292193A JP2007103702A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | 熱交換器、熱交換器の製造方法、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器 |
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Family
ID=38030338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005292193A Withdrawn JP2007103702A (ja) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | 熱交換器、熱交換器の製造方法、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007103702A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009015798A2 (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Perkinelmer Elcos Gmbh | Mounting structure for leds, led assembly, led assembly socket, method for forming a mounting structure |
KR100921916B1 (ko) * | 2007-09-04 | 2009-10-16 | 한국생산기술연구원 | 미세채널의 워터블록을 갖는 컴퓨터용 냉각 장치 |
WO2012014519A1 (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Nkワークス株式会社 | 発光ダイオードを用いた光照射装置及び印刷装置 |
JP2012028361A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Furukawa Sky Kk | ヒートシンク |
JP5411136B2 (ja) * | 2008-07-15 | 2014-02-12 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置、及び冷却ジャケットの製造方法 |
-
2005
- 2005-10-05 JP JP2005292193A patent/JP2007103702A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2009015798A2 (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Perkinelmer Elcos Gmbh | Mounting structure for leds, led assembly, led assembly socket, method for forming a mounting structure |
WO2009015798A3 (en) * | 2007-08-02 | 2009-04-23 | Perkinelmer Elcos Gmbh | Mounting structure for leds, led assembly, led assembly socket, method for forming a mounting structure |
KR100921916B1 (ko) * | 2007-09-04 | 2009-10-16 | 한국생산기술연구원 | 미세채널의 워터블록을 갖는 컴퓨터용 냉각 장치 |
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