JP2010249945A - Cooling system and projection type video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被冷却物を冷却するための冷却システム、および当該冷却システムを搭載した投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a cooling system for cooling an object to be cooled and a projection display apparatus equipped with the cooling system.
従来、ポンプを用いずに冷媒を循環させるポンプレス冷却システムが知られている(特許文献1)。この冷却システムでは、液体の冷媒の沸騰により発生する蒸気の浮力を利用して冷媒が循環される。こうして、ポンプを用いることなく、吸熱器(加熱熱交換器)から放熱器(顕熱放出熱交換器)への熱輸送が実現されている。 Conventionally, a pumpless cooling system that circulates refrigerant without using a pump is known (Patent Document 1). In this cooling system, the refrigerant is circulated by utilizing the buoyancy of vapor generated by the boiling of the liquid refrigerant. Thus, heat transport from the heat absorber (heating heat exchanger) to the heat radiator (sensible heat release heat exchanger) is realized without using a pump.
この冷却システムでは、放熱器を流れる液体の冷媒を強制冷却するために、冷却ファンが用いられる場合がある。この場合、冷却システムの省電力化をより徹底するには、冷却ファンの駆動に要する外部電力を極力抑えるのが望ましい。また、この冷却システムがプロジェクタ等の電気機器に搭載された場合には、機器全体の省電力化が図れることが望ましい。 In this cooling system, a cooling fan may be used to forcibly cool the liquid refrigerant flowing through the radiator. In this case, in order to further reduce the power consumption of the cooling system, it is desirable to suppress external power required for driving the cooling fan as much as possible. In addition, when this cooling system is mounted on an electric device such as a projector, it is desirable to save power of the entire device.
なお、ランプに熱電変換素子を取り付けて発電を行う発電装置が知られている(特許文献2)。この発電装置では、ランプの発熱により加熱される上基板と、加熱されない下基板との間に生じる温度差によって発電が行われる。ここで、下基板には、放熱性を向上させるために複数の放熱ピンが設けられている。 Note that a power generation apparatus that generates power by attaching a thermoelectric conversion element to a lamp is known (Patent Document 2). In this power generation device, power generation is performed by a temperature difference generated between the upper substrate heated by the heat generated by the lamp and the lower substrate not heated. Here, a plurality of heat dissipation pins are provided on the lower substrate in order to improve heat dissipation.
上記熱電変換素子は、大きな温度差が与えられるほど、大きな電力を出力する。したがって、上記冷却システムに熱電変換素子を適用する場合には、大きな温度差を安定的に熱電変換素子に与えることが課題となる。 The thermoelectric conversion element outputs larger electric power as a larger temperature difference is given. Therefore, when applying a thermoelectric conversion element to the said cooling system, it becomes a subject to give a big temperature difference to a thermoelectric conversion element stably.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、熱電変換素子を用いて大きな電力を安定的に発電することができる冷却システムおよびこれを搭載する投写型映像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a cooling system capable of stably generating a large amount of electric power using a thermoelectric conversion element, and a projection type image display apparatus equipped with the cooling system. And
本発明の第1の態様は、被冷却物から熱を吸収して冷媒の状態を液体と気体との混合流体に変化させる吸熱部と、液体の冷媒から熱を放出させる放熱部と、前記吸熱部より上方に配され、前記吸熱部により生じた前記混合流体の冷媒と前記放熱部により放熱された前記液体の冷媒との熱交換を行う熱交換部と、を備える冷却システムに関する。本態様の冷却システムは、前記吸熱部と前記熱交換部とを接続する高温側輸送路と前記放熱部と前記熱交換部とを接続する低温側輸送路とは少なくとも一部が近接して配される。さらに、前記高温側輸送路と前記低温側輸送路の前記近接した部分の間に配され、前記高温側輸送路と前記低温側輸送路との温度差により発電する熱電変換素子を備える。 The first aspect of the present invention includes a heat absorption part that absorbs heat from an object to be cooled and changes the state of the refrigerant to a mixed fluid of liquid and gas, a heat dissipation part that releases heat from the liquid refrigerant, and the heat absorption part. The present invention relates to a cooling system including a heat exchanging unit that is arranged above the unit and that performs heat exchange between the refrigerant of the mixed fluid generated by the heat absorbing unit and the liquid refrigerant radiated by the heat radiating unit. In the cooling system of this aspect, at least a part of the high temperature side transportation path connecting the heat absorption section and the heat exchange section and the low temperature side transportation path connecting the heat radiation section and the heat exchange section are arranged close to each other. Is done. Furthermore, the thermoelectric conversion element which is distribute | arranged between the said adjacent part of the said high temperature side transport path and the said low temperature side transport path, and produces electric power by the temperature difference of the said high temperature side transport path and the said low temperature side transport path is provided.
第1の態様に係る冷却システムによれば、最も高温状態となる高温側輸送路と最も低温状態となる低温側輸送路との間に熱電変換素子を配することができるので、熱電変換素子に安定的に大きな温度差を与えることができる。よって、熱電変換素子から大きな電力を安定的に出力させることができる。 According to the cooling system according to the first aspect, since the thermoelectric conversion element can be arranged between the high temperature side transportation path that is in the highest temperature state and the low temperature side transportation path that is in the lowest temperature state, the thermoelectric conversion element A large temperature difference can be stably provided. Therefore, large electric power can be stably output from the thermoelectric conversion element.
第1の態様に係る冷却システムは、前記放熱部に配され、前記熱電変換素子からの電力により駆動される冷却用ファンを備えるよう構成され得る。 The cooling system according to the first aspect may be configured to include a cooling fan that is disposed in the heat radiating unit and is driven by electric power from the thermoelectric conversion element.
このようにすれば、冷却用ファンの駆動に用いられる外部電力を低減することができる。 In this way, it is possible to reduce the external power used for driving the cooling fan.
第1の態様に係る冷却システムは、前記高温側輸送路と前記低温側輸送路の前記近接した部分における熱移動を抑制するための断熱部材を配するよう構成され得る。 The cooling system which concerns on a 1st aspect may be comprised so that the heat insulation member for suppressing the heat transfer in the said adjacent part of the said high temperature side transport path and the said low temperature side transport path may be arrange | positioned.
このようにすれば、熱電変換素子が配されていない部分での高温側輸送路と低温側輸送路との間の熱移動が防止できる。これにより、高温側輸送路の温度が低下することによって蒸気の発生量が低下したり、高温側輸送路と低温側輸送路との温度差が小さくなって熱電変換素子の発電量が低下したりするのを防止できる。 If it does in this way, the heat transfer between the high temperature side transport path and the low temperature side transport path in the part where the thermoelectric conversion element is not arranged can be prevented. As a result, the amount of steam generated decreases due to a decrease in the temperature of the high temperature side transportation path, or the temperature difference between the high temperature side transportation path and the low temperature side transportation path decreases, resulting in a decrease in the power generation amount of the thermoelectric conversion element Can be prevented.
本発明の第2の態様は、投写型映像表示装置に関する。本態様の投写型映像表示装置は、第1の態様に係る冷却システムを有している。 A second aspect of the present invention relates to a projection display apparatus. The projection display apparatus according to this aspect includes the cooling system according to the first aspect.
第2の態様に係る投写型映像表示装置によれば、第1の態様と同様、熱電変換素子に安定的に大きな温度差を与えることができる。 According to the projection display apparatus according to the second aspect, similarly to the first aspect, a large temperature difference can be stably given to the thermoelectric conversion element.
ここで、冷却システムにより冷却される被冷却物は、たとえば光源とされる。この場合、前記光源は可視光を反射しそれ以外の光を透過するリフレクタを備えるよう構成され得る。このとき、前記吸熱部には前記リフレクタと接触する面に黒色層が形成される。 Here, the object to be cooled that is cooled by the cooling system is, for example, a light source. In this case, the light source may be configured to include a reflector that reflects visible light and transmits other light. At this time, a black layer is formed on the surface that contacts the reflector in the heat absorbing portion.
このようにすれば、光源からの可視光以外の光を効果的に熱として吸熱部に受け渡すことができる。 If it does in this way, light other than visible light from a light source can be effectively passed to a heat absorption part as heat.
以上のとおり本発明によれば、熱電変換素子を用いて大きな電力を安定的に発電することができる冷却システムおよび投写型映像表示装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cooling system and a projection display apparatus that can stably generate a large amount of electric power using a thermoelectric conversion element.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the following embodiment is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す。この図は、プロジェクタを上方から見たときの内部透視図である。 FIG. 1 shows a configuration of a projector according to the present embodiment. This figure is an internal perspective view when the projector is viewed from above.
プロジェクタは、筺体10と、光学エンジン20と、レンズユニット30と、冷却ユニット40とを備えている。
The projector includes a
筺体10内には、光学エンジン20が収容されており、この光学エンジン20において、映像信号に応じて変調された光(以下、「映像光」という)が生成される。
An
光学エンジン20は、光源装置21と、導光光学系22と、3つの透過型の液晶パネル23、24、25と、ダイクロイックプリズム26とを備えている。
The
光源装置21はランプ光源であり、白色光を出射する。光源装置21の構成については後に詳述する。
The
光源装置21から出射された白色光は、導光光学系22によって赤色波長帯の光(以下、「R光」という)と、緑色波長帯の光(以下、「G光」という)と、青色波長帯の光(以下、「B光」という)に分離され、液晶パネル23、24、25に照射される。なお、各液晶パネル23、24、25の前後には、図示しない偏光板が配されている。液晶パネル23、24、25によって変調されたR光、G光、B光は、ダイクロイックプリズム26によって色合成され、映像光として出射される。
The white light emitted from the
光学エンジン20には、レンズユニット30が装着されており、レンズユニット30の前部が筺体10の前面から露出している。光学エンジン20で生成された映像光は、レンズユニット30によって、プロジェクタ前方に配されたスクリーン面に投写される。
A
なお、光学エンジン20内に配される表示素子としては、上記透過型の液晶パネル23、24、25の他、反射型の液晶パネルや、MEMSデバイスを用いることもできる。また、液晶パネルやMEMSデバイスを用いた場合、上記のように3板式ではなく、たとえば、カラーホイールを用いた単板式の光学系とすることもできる。
As a display element disposed in the
光源装置21は、点灯時に大きく発熱する。そこで、光源装置21を冷却するため、筺体10内には冷却ユニット40が配されている。
The
図2は、冷却ユニット40の構成を示す。図2(a)は、冷却ユニット40の斜視図であり、図2(b)は、光源装置21の正面側から見た冷却ユニット40の内部透視図である。
FIG. 2 shows the configuration of the
冷却ユニット40は、吸熱器41と、収容室42と、熱交換器43と、放熱ユニット44とを備えている。
The cooling
吸熱器41には、受熱部となる収容凹部411が形成されている。この収容凹部411に上記光源装置21が収容される。
The
図3は、吸熱器41への光源装置21の取付構造を示す。この図は、光源装置21を吸熱器41に装着した状態の断面図である。
FIG. 3 shows an attachment structure of the
光源装置21は、発光部211と、発光部211を囲む放物面形状のリフレクタ212と、リフレクタ212の前面開口を覆うカバー213とで構成されている。
The
発光部211は、たとえばキセノンランプである。リフレクタ212は、可視光のみを反射し、可視光以外の光を透過する波長選択性のガラスにより形成されている。カバー213は、可視光のみを透過し、可視光以外の光を反射する波長選択性のガラスにより形成されている。
The
発光部211から出射された光のうち、可視光(白色光)は、直接、あるいはリフレクタ212で反射した後、カバー213を透過して前方へ進む。一方、可視光以外の光は、リフレクタ212を透過する。
Of the light emitted from the
リフレクタ212の外周面は、収容凹部411の表面に接触している。収容凹部411の表面には黒色塗装412が施されており、リフレクタ212を透過した可視光以外の光は、収容凹部411の表面に効果的に吸収されて熱に変換される。なお、黒色塗装412に代えて黒色の熱伝導シートを収容凹部411の表面に配することもできる。
The outer peripheral surface of the
吸熱器41内には、液体の冷媒が収容されており、収容凹部411の表面で光から変換された熱、即ち、光源装置21から放出された熱は、吸熱器41内の低温の液体の冷媒と熱交換される。これにより、光源装置21は冷却される。一方、液体の冷媒は加熱されて沸騰し、吸熱器41内で高温の液体の冷媒と蒸気の泡(以下、蒸気泡という)との混合流体の冷媒が生成される。
A liquid refrigerant is accommodated in the
なお、本冷却ユニットに用いられる冷媒は、光源装置21との熱交換によって液体の状態から沸騰するような特性を有する。たとえば、冷媒として、蒸留水やアルコールが用いられる。
Note that the refrigerant used in the cooling unit has a characteristic of boiling from a liquid state by heat exchange with the
図2に戻り、吸熱器41の上方には、収容室42が配されている。吸熱器41の出口と収容室42の入口は、第1輸送路45により繋がっている。収容室42内には吸熱器41から混合流体の冷媒が流れ込む。収容室42内では、混合流体の冷媒が分離され、下部に高温の液体の冷媒が溜まり上方に蒸気が溜まる。
Returning to FIG. 2, a
収容室42には、熱交換器43が配されている。熱交換器43は、図2(b)に示すように、流入した液体の冷媒が分配される分配部431と、分配部431で分配された液体の冷媒が流れる複数本のパイプ部432と、パイプ部432を流れてきた液体の冷媒が合流する合流部433とで構成されている。熱交換器43は、銅など熱伝導性の良い材料で形成されており、入口と出口が横方向を向く状態、即ち、その長手方向が横方向を向く状態で収容室42を貫通している。
A
このように、熱交換器43は、横方向に寸法が大きくなるような状態で配されているので、収容室42を上下方向に薄型化でき、高さ寸法をあまり大きくできないプロジェクタにおいても、吸熱器41と収容室42とを上下方向に適正に配置できる。
Thus, since the
放熱ユニット44は、ラジエータ441と、ラジエータ441を空冷するための冷却ファン442を備えている。冷却ファン442は、ファン442aとファンを回転駆動するモータ442bとで構成されている。
The
収容室42の出口は、第2輸送路46を介してラジエータ441の入口に繋がっている。また、ラジエータ441の出口は、第3輸送路47を介して熱交換器43の分配部431に繋がっている。ラジエータ441は、収容室42から流れてきた高温の液体の冷媒を、冷却ファン442から送られてきた冷却風との間で熱交換することにより環境温度程度まで冷却する。
The outlet of the
ラジエータ441により冷却された液体の冷媒は、熱交換器43に流れ込み、パイプ部432を流れている間に収容室42内の液体の冷媒および蒸気と熱交換されて余熱される。このときの熱交換により収容室42内では蒸気が凝縮し、液体の冷媒に戻って収容室42の下部に溜まる。
The liquid refrigerant cooled by the
熱交換器43の合流部433は、吸熱器41の入口に第4輸送路48によって繋がっており、熱交換器43により余熱された液体の冷媒は、吸熱器41に流れ込む。こうして、液体の冷媒は、再び、吸熱器41内で加熱されて混合流体の冷媒となる。
The
吸熱器41内で発生した蒸気泡は、浮力により第1輸送路45を収容室42に向かって上昇する。このとき、この蒸気泡は周りの液体の冷媒を一緒に引き上げる。このような蒸気泡による、いわゆる気泡ポンプ効果によって、液体の冷媒が冷却ユニット40内を循環する。
Vapor bubbles generated in the
これにより、冷却ユニット40では、液体の冷媒を循環させるためのポンプを用いることなく、吸熱器41と放熱ユニット44との間で熱輸送を行うことができる。
Thereby, in the
このように、冷却ユニット40では、ポンプが必要でないため、それに要する外部電力が不要となる。しかし、冷却ファン442を駆動するための電力は依然として必要となる。したがって、冷却ファン442に要する外部電力を大きく低減することができれば、非常に消費電力が小さな冷却ユニット40が実現できる。
Thus, since the cooling
そこで、第1輸送路45と第3輸送路47は、これらの一部の区間が近接するように配されており、この近接した部分の間に熱電変換素子49が配されている。熱電変換素子49は、第1輸送路45と第3輸送路47との温度差により発電する。発電により得られた電力は、冷却ファン442のモータ442bを駆動する電力とされる。
Therefore, the
第1輸送路45は、吸熱器41で加熱されて発生した高温の混合流体の冷媒が流れることにより冷却ユニット40内で最も高温となる。一方、第3輸送路47は、放熱ユニット44で冷却された低温の液体の冷媒が流れることにより冷却ユニット40内で最も低温となる。よって、これらの間に熱電変換素子49を配することにより、熱電変換素子49に大きな温度差が安定的に付与される。
The
第1輸送路45は輸送パイプ451を備えており、この輸送パイプ451の途中にジャケット部452が配されている。また、第3輸送路47は輸送パイプ471を備えており、この輸送パイプ471の途中にジャケット部472が配されている。熱電変換素子49は、2つの基板(後述)がこれらジャケット部452、472に取り付けられている。
The
なお、輸送パイプ451、471におけるジャケット部452、472の上流側の部分も互いに近接しているが、これらの部分には、それぞれ、断熱部材453、473が巻かれており、これらの間での熱移動が防止されるようになされている。
In addition, although the upstream part of the
これにより、2つのジャケット部451、472の間での熱の移動によりこれらの温度差が縮まってしまうのを防止でき、熱電変換素子49の発電量が低下するのを防止できる。また、第1輸送路45を流れる混合流体の冷媒の温度が低下して蒸気泡の発生量が低下するのを防止でき、液体の冷媒の循環能力が低減するのを防止できる。
Thereby, it is possible to prevent the temperature difference from being reduced due to the movement of heat between the two
なお、蒸気泡の発生量が低下するのを防止する点からすれば、互いに近接する輸送パイプ451、471におけるジャケット部452、472の下流側の部分にも断熱部材を巻くのが望ましい。
In view of preventing the generation amount of steam bubbles from decreasing, it is desirable to wind a heat insulating member around the downstream portions of the
図4は、熱電変換素子49とジャケット部452、472の構成を示す。図4(a)は熱電変換素子49とジャケット部452、472の断面図であり、図4(b)はジャケット部を正面(取付面側)から見たときの内部透視図である。
FIG. 4 shows a configuration of the
熱電変換素子49は、高温側基板491と低温側基板492とを備えている。これら基板491、492は、方形形状を有し、アルミナなど絶縁性を有するセラミックス材料で形成されている。
The
高温側基板491と低温側基板492との間には、P型半導体素子493とN型半導体素子494を一対とする半導体素子が縦横に並ぶように複数配されている。P型半導体素子493とN型半導体素子494は、電極板495により電気的に接続されている。電極板495の所定の位置には、リード線(図示せず)が接続されている。
Between the high
熱電変換素子49は、高温側基板491がジャケット部452の取付面に装着されており、低温側基板492がジャケット部472の取付面に装着されている。
In the
ジャケット部452、472は、銅など熱伝導性に優れた材料で形成されている。ジャケット部452、472は、ジャケット本体452a、472aを備えている。ジャケット本体452a、472a内には、流路452b、472bが形成されている。流路452b、472b内には、取付面側の壁面から複数のストレートフィン452c、472cが所定の間隔を置いて突出形成されている。これらストレートフィン452c、472cは、流路452b、472b内の液体の冷媒の流れ方向に延びている。ジャケット本体452a、472aの上部と下部には、それぞれ、流路452b、472cにつながる流入口452d、472dと流出口452e、472eが形成されている。
ジャケット部452には、高温の混合流体の冷媒が流れる。このとき、混合流体の冷媒の熱は、ストレートフィン452cや壁面を介して熱電変換素子49の高温側基板491へ伝わる。これにより、高温側基板491が高温となる。一方、ジャケット部472には、放熱ユニット44で冷却されて低温となった液体の冷媒が流れる。このとき、液体の冷媒の熱は、ストレートフィン472cや壁面を介して熱電変換素子49の低温側基板492へ伝わる。これにより、低温側基板492が低温となる。
A high-temperature mixed fluid refrigerant flows through the
こうして、P型半導体素子493とN型半導体素子494の両端に大きな温度差が生じると、ゼーペック効果により起電力が生じる。発生した電力は、電極板495を介してリード線から取り出される。
Thus, when a large temperature difference occurs between both ends of the P-
なお、熱電変換素子49は、高温側基板491と低温基板492のサイズ(面積)が大きくなり、この間に配される一対の半導体素子の個数が多くなるほど、即ち、本体サイズが大きくなるほど、出力される電力量が大きなものとなる。
The
本プロジェクタにおいては、たとえば、光源装置21の発光部211としてキセノンランプが用いられた場合、光源装置21の発光効率を50lm/Wとし、発光スペクトルをフラットと近似すると、光源装置21への投入電力の約73%が熱となり得る。よって、たとえば、出力2000Wの光源装置21が使用されるとすると、光源装置21からは約1460Wの熱量が排出される。これにより、たとえば、冷却ユニット40が、熱抵抗値0.1℃/Wとなるように構成された場合、吸熱器41での液体の冷媒の温度上昇は約146℃となる。光源装置21の温度は、環境温度が40℃となる状態においても186℃程度までしか上昇せず、品質保証温度(400〜500℃)以下に維持される。
In this projector, for example, when a xenon lamp is used as the
この場合、約146℃の温度上昇に伴い高温となった液体の冷媒の温度を放熱ユニット44により低下できるように、冷却ファン442の性能(風量)が設定されるため、熱電変換素子49は、このときの冷却ファン442の消費電力に応じた本体サイズとされる。
In this case, since the performance (air flow) of the cooling
図5は、熱電変換素子49からの電力により冷却ファン442を駆動するための駆動ユニット50の構成を示す。
FIG. 5 shows a configuration of the
駆動ユニット50は、蓄電池501と、スイッチング素子502と、電圧検出回路503と、制御回路504とを備えている。
The
蓄電池501は、熱電変換素子49から供給された電力を蓄電する。スイッチング素子502は蓄電池501からの電力と、外部電源からの電力とを選択に冷却ファン442に供給する。
The
電圧検出回路503は、蓄電池501の電圧を検出し、制御回路504へ出力する。制御回路504は、電圧検出回路503によって検出された電圧に基づいて、スイッチング素子502の切替制御を行う。なお、制御回路504には、タイマー505が内蔵されている。
The
図6は、制御回路504による冷却ファン442の駆動制御の処理フローである。以下、図6を参照して、冷却ファン442の駆動制御について説明する。
FIG. 6 is a processing flow of drive control of the cooling
プロジェクタが停止されているときは、冷却ユニット40内の液体の冷媒の温度はほぼ一定であり、第1輸送路45のジャケット部451と第2輸送路47のジャケット部472との温度差はほとんどない。
When the projector is stopped, the temperature of the liquid refrigerant in the
プロジェクタの運転が開始され、これに伴い、発光部211が点灯されると、吸熱器41内の液体の冷媒が加熱される。その後、液体の冷媒が沸騰し始めると、上述した蒸気泡の気泡ポンプ作用により冷却ユニット40内を液体の冷媒が循環し始める。
When the operation of the projector is started and the
発光部211が点灯されると(S101:YES)、制御回路504は、電圧検出回路503の検出電圧が規定値を超えたか否かを判定する(S102)。規定値は、冷却ファン442を適正に駆動できる電圧値とされる。
When the
発光部211が点灯してからしばらくの間は、液体の冷媒が十分に循環しないため、ジャケット部452とジャケット部472との温度差は小さくなる。このため、熱電変換素子49では十分な発電が行われないので、検出電圧は規定値よりも小さくなる。
Since the liquid refrigerant does not circulate sufficiently for a while after the
制御回路504は、検出電圧が規定値未満であると判定すると(S102:NO)、オフ状態であったスイッチング素子502を外部電源側に切り替え、外部電源から給電を行って、冷却ファン442を駆動する(S103)。これにより、熱電変換素子49の発電量が十分でないときでも冷却ファン442を駆動することができる。
When the
その後、液体の冷媒が十分に循環し、ジャケット部452とジャケット部472との温度差が大きくなり、熱電変換素子49により十分な発電が行われるようになると、検出電圧は規定値よりも大きくなる。
After that, when the liquid refrigerant circulates sufficiently, the temperature difference between the
制御回路504は、検出電圧が規定値以上であると判定すると(S102:YES)、スイッチング素子502を熱電変換素子側に切り替え、熱電変換素子49から給電を行って、冷却ファン442を駆動する(S104)。
If the
こうして、吸熱器41と放熱ユニット44との間で液体の冷媒が循環することにより、吸熱器41から放熱ユニット44への熱輸送が行われ、光源装置21が冷却される。
Thus, the liquid refrigerant circulates between the
プロジェクタの運転が停止されると、これに伴い、発光部211が消灯される。消灯直後、光源装置21は高温であるため、しばらくの間、光源装置21の冷却を継続する必要がある。
When the operation of the projector is stopped, the
そこで、発光部211が消灯されたと判定すると(S105:YES)、制御回路504は、タイマー505を動作させる(S106)。このタイマー505は、光源装置21の冷却に必要な時間を計測する。
If it is determined that the
制御回路504は、タイマー505がカウントアップしたと判定すると(S107:YES)、スイッチング素子502をオフ状態とし、冷却ファン442への給電を停止する(S108)。これにより、冷却ファン442が停止する。
When the
以上のとおり、本実施の形態によれば、吸熱器41からの高温の混合流体の冷媒が流れる第1輸送路45と放熱ユニット44からの低温の液体の冷媒が流れる第3輸送路47の一部の区間を接近させて、この間に熱電変換素子49を配するようにしたので、大きな温度差を安定的に得ることができ、熱電変換素子49を用いて安定した発電を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、熱電変換素子49からの給電により冷却ファン442を駆動するようにしたので、ポンプレスであることと相まって、極めて消費電力の小さい冷却ユニット40を実現することができる。
In addition, according to the present embodiment, since the cooling
ここで、比較のために、低温側基板492が上記のようにジャケット部472の取付面に装着されておらず、空気に曝された状態にある場合を想定する。この場合、吸熱器41上部近傍の空気は光源装置21の発熱により高温となっているため、たとえ低温側基板492に放熱ピン等を設け、さらに、これに送風を行ったとしても、低温側基板492の温度を上記実施の形態と同程度に低下させることは困難である。本実施の形態では、上記のように配管を工夫し、低温側基板492をジャケット部472の取付面に装着することで、低温側基板492が効果的に冷却される。よって、本実施の形態によれば、高温側基板491と低温側基板492との間の温度差を大きくすることができ、熱電変換素子49を用いて安定した発電を行うことができる。
Here, for the sake of comparison, it is assumed that the low
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
たとえば、上記実施の形態では、熱電変換素子49の電力を冷却ファン442の駆動に用いるようにしているが、これに限らず、熱電変換素子49の電力を、プロジェクタの他の電気部品、たとえば、液晶パネル23、24、25などを駆動するために用いるようにしてもよい。
For example, in the above embodiment, the electric power of the
また、本実施の形態では、冷却ユニット40により光源装置21を冷却するようにしているが、これに限らず、プロジェクタの他の高発熱な構成部品、たとえば、液晶パネル23、24、25などを冷却するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
さらに、放熱ユニット44は、筺体10内の任意の位置に配置できる。このとき、収容室42から放熱ユニット44までの距離が長くなるように、放熱ユニット44が配されれば、第2輸送路46を長くすることができるので、第2輸送路46を流れる間に液体の冷媒の放熱を行うことができる。これにより、放熱ユニット44の冷却性能を低減できるので、冷却ファン442の消費電力を低減できて熱電変換素子49の小型化が図れる。
Furthermore, the
さらに、上記実施の形態では、電圧検出回路503からの検出電圧(蓄電池501の電圧)に基づいて、制御回路504により、冷却ファン442を適正に駆動できる状態となったか否か、即ち熱電変換素子49が適正な発電量となったか否かが判定される構成とされている。しかしながら、熱電変換素子49が適正な発電量となったか否かの判定手段は、このような構成に限られるものではなく、他の手段とされてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, whether or not the cooling
たとえば、第1輸送路45におけるジャケット部452の温度が温度センサ(サーミスタ)によって検出され、この検出温度に基づいて熱電変換素子49が適正な発電量となったか否かが判定されてもよい。この場合、制御回路504によって、検出温度が規定値以上であると判定されると、外部電源からの電力供給が熱電変換素子49からの電極供給へと切り替えられるような構成とされ得る。
For example, the temperature of the
さらに、光源装置21は、ランプ光源に限られず、たとえば、レーザ光源とされてもよい。
Furthermore, the
さらに、上記実施の形態では、冷却ユニット40がプロジェクタに搭載されているが、本発明の冷却システムは、プロジェクタ以外の機器に搭載されてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the cooling
この他、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, various modifications can be made as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
21 … 光源装置(光源)
212 … リフレクタ
23、24、25 … 液晶パネル(表示素子)
40 … 冷却ユニット(冷却システム)
41 … 吸熱器(吸熱部)
412 … 黒色塗装(黒色層)
42 … 収容室(熱交換部)
43 … 熱交換器(熱交換部)
44 … 放熱ユニット(放熱部)
442 … 冷却ファン(冷却用ファン)
45 … 第1輸送路(高温側輸送路)
453 … 断熱部材
46 … 第2輸送路
47 … 第3輸送路(低温側輸送路)
473 … 断熱部材
48 … 第4輸送路
49 … 熱電変換素子
21 ... Light source device (light source)
212 ...
40 ... Cooling unit (cooling system)
41 ... Heat absorber (heat absorption part)
412 ... Black paint (black layer)
42… Accommodating room (heat exchanger)
43 ... Heat exchanger (heat exchanger)
44… Heat dissipation unit (heat dissipation part)
442 ... Cooling fan (cooling fan)
45 ... 1st transportation route (high temperature side transportation route)
453 ... Heat insulating
473 ... Heat insulating
Claims (6)
前記吸熱部と前記熱交換部とを接続する高温側輸送路と前記放熱部と前記熱交換部とを接続する低温側輸送路とは少なくとも一部が近接して配され、
前記高温側輸送路と前記低温側輸送路の前記近接した部分の間に配され、前記高温側輸送路と前記低温側輸送路との温度差により発電する熱電変換素子を備える、
ことを特徴とする冷却システム。 An endothermic part that absorbs heat from the object to be cooled and changes the state of the refrigerant to a mixed fluid of liquid and gas, a heat dissipating part that releases heat from the liquid refrigerant, and an endothermic part disposed above the endothermic part. In a cooling system comprising: a heat exchange unit that performs heat exchange between the refrigerant of the mixed fluid generated by the unit and the liquid refrigerant radiated by the heat dissipation unit,
At least a part of the high temperature side transportation path connecting the heat absorption section and the heat exchange section and the low temperature side transportation path connecting the heat radiation section and the heat exchange section are arranged close to each other,
A thermoelectric conversion element disposed between the high temperature side transport path and the adjacent portion of the low temperature side transport path, and generating electric power due to a temperature difference between the high temperature side transport path and the low temperature side transport path;
A cooling system characterized by that.
前記放熱部に配され、前記熱電変換素子からの電力により駆動される冷却用ファンを備えることを特徴とする冷却システム。 The cooling system of claim 1, wherein
A cooling system comprising a cooling fan arranged in the heat radiating section and driven by electric power from the thermoelectric conversion element.
前記高温側輸送路と前記低温側輸送路の前記近接した部分における熱移動を抑制するための断熱部材を配することを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 1 or 2,
A cooling system comprising a heat insulating member for suppressing heat transfer in the adjacent portion of the high temperature side transport path and the low temperature side transport path.
前記被冷却物は光源であることを特徴とする投写型映像表示装置。 The projection display apparatus according to claim 4, wherein
A projection display apparatus, wherein the object to be cooled is a light source.
前記光源は可視光を反射しそれ以外の光を透過するリフレクタを備え、
前記吸熱部には前記リフレクタと接触する面に黒色層が形成されている、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。 The projection display apparatus according to claim 5, wherein
The light source includes a reflector that reflects visible light and transmits other light,
The heat absorption part has a black layer formed on the surface in contact with the reflector,
A projection display apparatus characterized by the above.
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- 2009-04-13 JP JP2009097335A patent/JP2010249945A/en active Pending
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