JP2016200316A5

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Publication number: JP2016200316A5
Application number: JP2015079499A
Authority: JP
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2018-06-07

Description

本発明の第１態様に係る熱交換装置は、内側部材と、前記内側部材を挟む位置に配置される２つの外側部材と、を有し、前記内側部材は、第１液体が内部を流通する内側筐体と、それぞれ対向して前記内側筐体に取り付けられる２つの第１板状体と、を備え、前記２つの外側部材のそれぞれは、前記第１液体とは異なる第２液体が内部を流通する外側筐体と、前記外側筐体に取り付けられる第２板状体と、を備え、前記２つの外側部材は、前記２つの第１板状体のうち一方の第１板状体が前記２つの外側部材の前記第２板状体のうち一方の第２板状体と対向し、かつ、他方の第１板状体が他方の第２板状体と対向するように配置されていることを特徴とする。

上記第１態様では、前記内側筐体は、当該内側筐体の内部の空間を、前記一方の第１板状体側の空間である第１空間と、前記他方の第１板状体側の空間である第２空間とに隔てる隔壁を有し、前記第１空間内を流通した前記第１液体は、前記第２空間内に流入されることが好ましい。
上記第１態様によれば、第１液体が流通する内側筐体内の空間は、隔壁によって第１空間及び第２空間に隔てられるので、第１空間内を流通する第１液体から受熱された熱を、対応する外側部材に伝導でき、また、第２空間内を流通する第１液体から受熱された熱を、対応する外側部材に伝導できる。これによれば、第１空間側から伝導された熱と、第２空間側から伝導された熱とで温度差を設けることができる。従って、２つの外側部材のうち、一方を流通する第２液体と他方を流通する第２液体との間に温度差を設けることにより、それぞれ対応する第１板状体及び第２板状体の温度差を小さくすることができる。従って、例えば、ペルチェ素子等の熱電変換素子によって、第１板状体から第２板状体に熱を伝導させる場合に、効率よく熱を伝導できる。
また、例えば、熱が伝導されて温度が高くなる外側部材に流通される第２液体の温度を下げることにより、当該外側部材を効果的に冷却でき、ひいては、第１液体を効果的に冷却できる。

上記第１態様では、前記隔壁は、鉛直方向に沿って形成され、前記連通口は、前記隔壁において鉛直方向上側に位置していることが好ましい。
上記第１態様によれば、例えば、第１液体を隔壁において鉛直方向下側から流通させることにより、第１空間を第１液体によって満たした後に、当該第１液体を第２空間に導くことができる。従って、第１空間にて第１液体から確実に受熱でき、当該第１液体の熱を、対応する外側部材を介して第２液体に確実に伝導できる。

上記第１態様では、前記第１空間側の第１板状体は、前記２つの外側部材のうち前記第２液体の流路において下流側に位置する外側部材の前記第２板状体と熱伝導可能に接続され、前記第２空間側の第１板状体は、前記２つの外側部材のうち前記第２液体の流路において上流側に位置する外側部材の前記第２板状体と熱伝導可能に接続されることが好ましい。

上記第１態様では、前記一方の第１板状体と前記一方の第２板状体との間、及び、前記他方の第１板状体と前記他方の第２板状体との間の少なくともいずれかには、吸熱側を前記第１板状体側に向け、放熱側を前記第２板状体側に向ける熱電変換素子が配置されていることが好ましい。
上記第１態様によれば、熱電変換素子によって、第１板状体に伝導された第１液体の熱を、対応する第２板状体に効率よく伝導できるので、当該第１液体の熱を、第２板状体を介して第２液体に効率よく伝導できる。
また、上記のように、熱電変換素子を挟む第１板状体と第２板状体との間の温度差が小さい場合には、当該熱電変換素子による熱伝導効率を高めることができるので、第１液体から第２液体への熱伝導を一層効果的に実施できる。

［熱交換装置の構成］
図４及び図５は、熱交換装置８の構成を示す斜視図である。具体的に、図４は、熱交換装置８を正面側上方から見た斜視図であり、図５は、熱交換装置８を背面側下方から見た斜視図である。また、図６及び図７は、熱交換装置８の構成を示す分解斜視図であり、これらのうち、図６は、熱交換装置８の一端側（外側部材８３側）から見た分解斜視図であり、図７は、他端側（外側部材８２側）から見た分解斜視図である。
熱交換装置８は、上記のように、吸熱装置６を循環する冷却液体（以下、第１液体という）、すなわち、上記密閉筐体５１内の冷却空気の熱が伝導された冷却液体から当該熱を吸熱し、吸熱した熱を、放熱装置７を循環する冷却液体（以下、第２液体という）に伝導して、第１液体と第２液体との間で熱を交換するものである。この熱交換装置８は、図４〜図７に示すように、中央に配置されて第１液体が流通する内側部材８１と、当該内側部材８１を挟む位置に配置される２つの外側部材である第１外側部材８２及び第２外側部材８３と、２つの熱伝導装置８４，８５と、を備える。
なお、以下の説明では、図４の図面視にて、熱交換装置８の奥行方向（手前から奥に向かう方向）をＺ方向とし、当該Ｚ方向にそれぞれ直交する二方向のうち、高さ方向（下から上に向かう方向）をＹ方向とし、幅方向（左から右に向かう方向）をＸ方向として説明する。なお、底面部２２が設置面に対向するようにプロジェクター１が設置されたり、上記把手２１１によってプロジェクター１が支持されたりする場合には、Ｙ方向は、鉛直方向に沿って上側を向く方向となる。
また、第１液体及び第２液体は、それぞれ異なる循環流路を流通する液体であることを示す呼称であり、それぞれ同じ成分の液体であってもよい。このような液体としては、水やプロピレングリコール等の不凍液を例示できる。

［熱交換装置における第１液体及び第２液体の流路］
図１７は、熱交換装置８のＸＹ平面における断面図であり、当該熱交換装置８における第１液体及び第２液体の流通方向を示す図である。
ここで、熱交換装置８における第１液体及び第２液体の流路について説明する。
上記のように、第１液体は、内側部材８１の正面８１１ＦにおいてＹ方向とは反対側に位置する流入口８１６１を介して当該内側部材８１の第１凹部８１２１内に流入される。この第１液体は、図１７に一点鎖線の矢印にて示すように、第１凹部８１２１内の受熱部材８１９の微細流路をＹ方向側に流通した後、奥側に位置する連通口８１３を介して第２凹部８１２２内に流入される。この後、第１液体は、第２凹部８１２２内の受熱部材８１９の微細流路を通ってＹ方向とは反対側に流通した後、他の微細流路を通ってＹ方向側に流通し、内側部材８１の正面においてＹ方向側に位置する流出口８１７１（図示省略）を介して外部に排出される。
この第１液体の流通過程にて、第１凹部８１２１及び第２凹部８１２２内にそれぞれ位置する受熱部材８１９により第１液体から熱が吸熱され、当該熱は、熱電変換素子８４２，８５２により、第１外側部材８２及び第２外側部材８３の板状体８２８，８３８に伝導される。

一方、第１外側部材８２の正面８２１ＦにおいてＹ方向とは反対側に位置する流入口８２６１を介して凹部８２２内に流入された第２液体は、図１７において実線の矢印にて示すように、放熱部材８２９の微細流路をＹ方向側に流通する。この過程にて、熱電変換素子８４２を介して伝導された第１液体の熱が第２液体に伝導され、当該第２液体は、第１外側部材８２の背面８２１ＲにおいてＹ方向側に位置する流出口８２７１を介して配管Ｐ（図５参照）に排出される。
配管Ｐは、第２外側部材８３の背面８３１ＲにおいてＹ方向とは反対側に位置する流入部８３６と接続されている。このため、第１外側部材８２から排出された第２液体は、図１７において点線の矢印にて示すように、流入口８３６１を介して第２外側部材８３の凹部８３２内に流入される。
凹部８３２内に流入された第２液体は、図１７において実線の矢印にて示すように、放熱部材８３９の微細流路を通ってＹ方向側に流通する。この過程にて、熱電変換素子８５２を介して伝導された第１液体の熱が第２液体に伝導され、当該第２液体は、第２外側部材８３の正面８３１ＦにおいてＹ方向側に位置する流出口８３７１を介して外部に排出される。

［第１実施形態の変形］
図１８は、上記熱交換装置８の変形である熱交換装置８ＡのＸＹ平面における断面図であり、当該熱交換装置８Ａにおける第１液体及び第２液体の流通方向を示す図である。
熱交換装置８Ａは、上記熱交換装置８と同様の構成を備えるが、内側部材８１に代えて採用される内側部材８１Ａ内における第１液体の流路が異なる。
この内側部材８１Ａは、図１８に示すように、上記内側筐体８１１に代えて内側筐体８１１Ａを有する他は、内側部材８１と同様の構成を有する。この内側筐体８１１Ａは、正面８１１ＦにおけるＹ方向側の端部近傍に流入口８１６１が配置され、Ｙ方向とは反対側の端部近傍に流出口８１７１が配置されている他は、内側筐体８１１と同様の構成を有する。

Claims

内側部材と、
前記内側部材を挟む位置に配置される２つの外側部材と、を有し、
前記内側部材は、
第１液体が内部を流通する内側筐体と、
それぞれ対向して前記内側筐体に取り付けられる２つの第１板状体と、を備え、
前記２つの外側部材のそれぞれは、
前記第１液体とは異なる第２液体が内部を流通する外側筐体と、
前記外側筐体に取り付けられる第２板状体と、を備え、
前記２つの外側部材は、前記２つの第１板状体のうち一方の第１板状体が前記２つの外側部材の前記第２板状体のうち一方の第２板状体と対向し、かつ、他方の第１板状体が他方の第２板状体と対向するように配置されていることを特徴とする熱交換装置。
請求項１に記載の熱交換装置において、
前記２つの第１板状体のそれぞれには、前記内側筐体内に配置され、前記第１液体から受熱する受熱部材が設けられ、
前記第２板状体には、前記外側筐体内に配置され、伝導された熱を前記第２液体に放熱する放熱部材が設けられ、
前記一方の第１板状体と前記一方の第２板状体とは、熱伝導可能に接続され、
前記他方の第１板状体と前記他方の第２板状体とは、熱伝導可能に接続されていることを特徴とする熱交換装置。
請求項１又は請求項２に記載の熱交換装置において、
前記内側筐体は、当該内側筐体の内部の空間を、前記一方の第１板状体側の空間である第１空間と、前記他方の第１板状体側の空間である第２空間とに隔てる隔壁を有し、
前記第１空間内を流通した前記第１液体は、前記第２空間内に流入されることを特徴とする熱交換装置。
請求項３に記載の熱交換装置において、
前記隔壁は、前記第１空間と前記第２空間とを連通させる連通口を有することを特徴とする熱交換装置。
請求項４に記載の熱交換装置において、
前記隔壁は、鉛直方向に沿って形成され、
前記連通口は、前記隔壁において鉛直方向上側に位置していることを特徴とする熱交換装置。
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の熱交換装置において、
前記第１空間側の第１板状体は、前記２つの外側部材のうち前記第２液体の流路において下流側に位置する外側部材の前記第２板状体と熱伝導可能に接続され、
前記第２空間側の第１板状体は、前記２つの外側部材のうち前記第２液体の流路において上流側に位置する外側部材の前記第２板状体と熱伝導可能に接続されることを特徴とする熱交換装置。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換装置において、
前記内側筐体は、
前記内側筐体内に前記第１液体を流入させる内側筐体側流入口と、
前記内側筐体内の前記第１液体を外部に流出させる内側筐体側流出口と、を有し、
前記内側筐体側流入口及び前記内側筐体側流出口は、前記内側筐体においてそれぞれ同じ側の面に位置していることを特徴とする熱交換装置。
請求項７に記載の熱交換装置において、
前記内側筐体側流入口は、鉛直方向下側に位置し、
前記内側筐体側流出口は、鉛直方向上側に位置していることを特徴とする熱交換装置。
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の熱交換装置において、
前記外側筐体は、それぞれ、
前記外側筐体内に前記第２液体を流入させる外側筐体側流入口と、
前記外側筐体内の前記第２液体を外部に流出させる外側筐体側流出口と、を有し、
前記２つの外側部材のうち、一方の外側部材が有する前記外側筐体側流出口と、他方の外側部材が有する前記外側筐体側流入口とは、前記第２液体が流通可能に接続されていることを特徴とする熱交換装置。
請求項９に記載の熱交換装置において、
前記一方の外側部材が有する前記外側筐体側流出口と、前記他方の外側部材が有する前記外側筐体側流入口とは、それぞれ同じ側を向く面に位置し、
前記一方の外側部材が有する前記外側筐体側流入口と、前記他方の外側部材が有する前記外側筐体側流出口とは、それぞれ同じ側を向く面に位置し、
前記２つの外側部材のそれぞれが有する前記外側筐体側流入口は、鉛直方向下側に位置し、
前記２つの外側部材のそれぞれが有する前記外側筐体側流出口は、鉛直方向上側に位置することを特徴とする熱交換装置。
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の熱交換装置において、
前記一方の第１板状体と前記一方の第２板状体との間、及び、前記他方の第１板状体と前記他方の第２板状体との間の少なくともいずれかには、吸熱側を前記第１板状体側に向け、放熱側を前記第２板状体側に向ける熱電変換素子が配置されていることを特徴とする熱交換装置。
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の熱交換装置と、
冷却対象にて生じた熱を吸熱して前記第１液体に伝導する吸熱装置と、
前記熱交換装置にて前記第１液体から熱が伝導された前記第２液体の熱を放熱する放熱装置と、を備えることを特徴とする冷却装置。
請求項１２に記載の冷却装置において、
前記吸熱装置は、
前記冷却対象の熱を吸熱し、内部を流通する前記第１液体に伝導する吸熱器と、
前記第１液体を圧送する第１液体圧送部と、を有し、
前記放熱装置は、
前記第２液体を圧送する第２液体圧送部と、
内部を流通する前記第２液体から伝導される熱を放熱する放熱器と、を有することを特徴とする冷却装置。
請求項１２又は請求項１３に記載の冷却装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
請求項１４に記載のプロジェクターにおいて、
光源と、
前記光源から出射された光を変調して画像を形成する光変調装置と、
前記光変調装置による前記画像の形成に寄与する光学部品と、
前記冷却対象が内部に配置される密閉筐体を有し、前記密閉筐体内の気体を循環させて前記冷却対象を冷却する循環冷却装置と、を備え、
前記冷却対象は、前記光源、前記光変調装置及び前記光学部品の少なくともいずれかであることを特徴とするプロジェクター。