JP2021081156A - Cooling device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、冷却装置及びプロジェクターに関する。 The present disclosure relates to cooling devices and projectors.
従来、電子装置等の冷却に用いられる冷却装置として、内部に封入された作動流体の相変化を利用して、発熱体の熱を輸送することによって、発熱体を冷却するループ型ヒートパイプが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のループ型ヒートパイプは、蒸発部、凝縮部、蒸気管及び液管を備える。蒸発部は、発熱体の熱によって液相の作動流体を蒸発させる。蒸気管は、蒸発部にて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部に流通させる。凝縮部は、気相の作動流体を放熱により凝縮させて液相の作動流体に変化させる。液管は、凝縮部にて液相に変化した作動流体を蒸発部へ流通させる。
このように、作動流体がループ型ヒートパイプ内を循環し、発熱体の熱が、蒸発部から凝縮部に輸送されて凝縮部にて放出されることによって、発熱体が冷却される。
Conventionally, as a cooling device used for cooling an electronic device or the like, a loop type heat pipe that cools a heating element by transporting the heat of the heating element by utilizing the phase change of the working fluid enclosed inside is known. (See, for example, Patent Document 1).
The loop type heat pipe described in Patent Document 1 includes an evaporation unit, a condensing unit, a vapor pipe, and a liquid pipe. The evaporating part evaporates the working fluid of the liquid phase by the heat of the heating element. In the vapor pipe, the working fluid changed from the liquid phase to the gas phase in the evaporation part is circulated to the condensing part. The condensing part condenses the working fluid of the gas phase by heat dissipation and changes it into the working fluid of the liquid phase. The liquid pipe circulates the working fluid changed to the liquid phase in the condensing part to the evaporation part.
In this way, the working fluid circulates in the loop type heat pipe, and the heat of the heating element is transported from the evaporation part to the condensing part and released at the condensing part to cool the heating element.
なお、特許文献1に記載のループ型ヒートパイプでは、蒸発部は、平板型のウィックと、ウィックの下側に配置されて蒸気流路を形成する複数のグルーブと、ウィック及び複数のグルーブを収納する筐体とを有し、発熱体は、筐体に接続される。
ウィックは、多孔質の材料によって形成されている。ウィックの内部には、多数の細孔が設けられており、多数の細孔は、液溜め部側から蒸気流路側へ連通している。多数の細孔には、液相の作動流体が筐体内の液溜め部から毛細管現象によって浸み込む。多数の細孔に浸み込んだ液相の作動流体は、発熱体から伝達される熱によって蒸発して気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、複数のグルーブによって仕切られた蒸気流路を流通して、蒸気管内に流通する。
In the loop type heat pipe described in Patent Document 1, the evaporation portion accommodates a flat plate type wick, a plurality of grooves arranged under the wick to form a steam flow path, and a wick and a plurality of grooves. The heating element is connected to the housing.
The wick is made of a porous material. A large number of pores are provided inside the wick, and the large number of pores communicate with each other from the liquid reservoir side to the vapor flow path side. The working fluid of the liquid phase infiltrates a large number of pores from the liquid reservoir in the housing by capillarity. The liquid phase working fluid that has penetrated into a large number of pores evaporates due to the heat transferred from the heating element and changes to the vapor phase working fluid, and the vapor phase working fluid is partitioned by multiple grooves. It circulates in the steam flow path and circulates in the steam pipe.
ループ型ヒートパイプによる冷却対象の冷却効率を高めるために、冷却対象から伝達される熱の伝達効率を高めることが考えられる。そして、伝達効率を高めるためには、冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させる蒸発部位の面積を拡大することが考えられる。
しかしながら、特許文献1に記載のループ型ヒートパイプでは、液相の作動流体の蒸発部位は、主に複数のグルーブにおいてウィックと接触する端部である。このため、蒸発部位の面積が必ずしも大きくなく、冷却対象の冷却効率を高めにくいという問題がある。
In order to increase the cooling efficiency of the cooling target by the loop type heat pipe, it is conceivable to increase the heat transfer efficiency transferred from the cooling target. Then, in order to increase the transfer efficiency, it is conceivable to expand the area of the evaporation site where the working fluid of the liquid phase is evaporated by the heat transferred from the cooling target.
However, in the loop type heat pipe described in Patent Document 1, the evaporation site of the working fluid of the liquid phase is mainly the end portion in contact with the wick in a plurality of grooves. Therefore, there is a problem that the area of the evaporation portion is not necessarily large and it is difficult to increase the cooling efficiency of the cooling target.
本開示の第1態様に係る冷却装置は、冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる蒸気管と、前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる液管と、を備え、前記蒸発部は、前記液管と接続され、内部に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーを有する筐体と、前記筐体内に設けられ、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を輸送するウィックと、前記ウィックと接続され、前記冷却対象の熱が伝達されるグルーブ部材と、を備え、前記グルーブ部材は、基部と、前記基部から突出して、前記ウィックと接続される複数の凸部と、前記基部、前記複数の凸部及び前記ウィックによって囲まれ、液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路と、を有し、前記ウィックは、前記リザーバーから液相の前記作動流体が供給される第1部分と、前記第1部分から液相の前記作動流体が輸送され、前記基部及び前記複数の凸部と接続される第2部分と、を有し、前記基部は、前記第2部分に対向する位置に複数の凹部を有することを特徴とする。 The cooling device according to the first aspect of the present disclosure includes an evaporating unit that evaporates the working fluid of the liquid phase by heat transferred from the object to be cooled and changes the working fluid of the liquid phase into the working fluid of the gas phase. The condensed part that condenses the working fluid in the gas phase and changes the working fluid in the gas phase into the working fluid in the liquid phase, and the condensed working fluid that changes from the liquid phase to the gas phase in the evaporation part. A steam pipe for flowing to the unit and a liquid pipe for flowing the working fluid changed from the gas phase to the liquid phase in the condensing part to the evaporating part are provided, and the evaporating part is connected to the liquid pipe. A housing having a reservoir for storing the working fluid of the liquid phase that has flowed into the inside, and a wick provided in the housing in which the working fluid of the liquid phase permeates and transports the working fluid of the liquid phase. The groove member comprises a groove member connected to the wick and to which heat to be cooled is transferred, and the groove member includes a base portion, a plurality of convex portions projecting from the base portion and connected to the wick, and the groove member. It has a base, a plurality of protrusions, and a plurality of flow paths through which the working fluid changed from a liquid phase to a gas phase flows, which is surrounded by the wick, and the wick is the operation of the liquid phase from the reservoir. The base has a first portion to which the fluid is supplied and a second portion to which the working fluid of the liquid phase is transported from the first portion and is connected to the base portion and the plurality of convex portions. It is characterized by having a plurality of recesses at positions facing the second portion.
本開示の第2態様に係るプロジェクターは、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、上記冷却装置と、を備えることを特徴とする。 The projector according to the second aspect of the present disclosure includes a light source that emits light, an optical modulator that modulates the light emitted from the light source, and a projection optical apparatus that projects light modulated by the optical modulator. It is characterized by including the above-mentioned cooling device.
[第1実施形態]
以下、本開示の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する光源411から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター1は、図1に示すように、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2を備える。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[Outline configuration of projector]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the projector 1 according to the present embodiment.
The projector 1 according to the present embodiment is an image display that modulates the light emitted from the
[外装筐体の構成]
外装筐体2は、天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、左側面部25及び右側面部26を有し、略直方体形状に形成されている。
底面部22は、プロジェクター1が載置される設置面と接する複数の脚部221を有する。
正面部23は、外装筐体2において画像の投射側に位置する。正面部23は、後述する投射光学装置36の一部を露出させる開口部231を有し、投射光学装置36によって投射される画像は、開口部231を通過する。また、正面部23は、プロジェクター1内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体2の外部に排出される排気口232を有する。
右側面部26は、外装筐体2外の空気等の気体を冷却気体として内部に導入する導入口261を有する。
[Outer housing configuration]
The
The
The
The right
[プロジェクターの内部構成]
図2は、プロジェクター1の内部構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図2に示すように、画像投射装置3及び冷却装置5を外装筐体2内に備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター1の電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
[Internal configuration of projector]
FIG. 2 is a schematic view showing the internal configuration of the projector 1.
As shown in FIG. 2, the projector 1 includes an
[画像投射装置の構成]
画像投射装置3は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像を投射する。画像投射装置3は、光源装置4、均一化装置31、色分離装置32、リレー装置33、画像形成装置34、光学部品用筐体35及び投射光学装置36を備える。
光源装置4は、照明光を出射する。光源装置4の構成については、後に詳述する。
[Configuration of image projection device]
The
The light source device 4 emits illumination light. The configuration of the light source device 4 will be described in detail later.
均一化装置31は、光源装置4から出射された照明光を均一化する。この均一化された照明光は、色分離装置32及びリレー装置33を経て、画像形成装置34の後述する光変調装置343の変調領域を照明する。均一化装置31は、2つのレンズアレイ311,312、偏光変換素子313及び重畳レンズ314を備える。
色分離装置32は、均一化装置31から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置32は、2つのダイクロイックミラー321,322と、ダイクロイックミラー321によって分離された青色光を反射させる反射ミラー323と、を備える。
The
The
リレー装置33は、他の色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー装置33は、入射側レンズ331、リレーレンズ333及び反射ミラー332,334を備える。なお、本実施形態では、他の色光より光路が長い色光を赤色光とし、赤色光の光路上にリレー装置33を設けることとした。しかしながら、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー装置33を設ける構成としてもよい。
The relay device 33 is provided in an optical path of red light that is longer than the optical path of other colored light, and suppresses the loss of red light. The relay device 33 includes an
画像形成装置34は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成する。画像形成装置34は、3つのフィールドレンズ341、3つの入射側偏光板342、3つの光変調装置343、3つの視野角補償板344及び3つの出射側偏光板345と、1つの色合成装置346と、を備える。フィールドレンズ341、入射側偏光板342、光変調装置343、視野角補償板344及び出射側偏光板345の組は、入射される色光に応じて設けられる。
光変調装置343は、光源装置4から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置343は、赤色光用の光変調装置343R、緑色光用の光変調装置343G及び青色光用の光変調装置343Bを含む。本実施形態では、光変調装置343は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板342、光変調装置343、出射側偏光板345によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置346は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された各色光を合成する。本実施形態では、色合成装置346は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
The
The
The
光学部品用筐体35は、上記した各装置31〜34を内部に収容する。なお、画像投射装置3には、設計上の光軸である照明光軸Axが設定されており、光学部品用筐体35は、照明光軸Axにおける所定位置に各装置31〜34を保持する。なお、光源装置4及び投射光学装置36は、照明光軸Axにおける所定位置に配置される。
投射光学装置36は、画像形成装置34から入射される画像を被投射面に拡大投射する。すなわち、投射光学装置36は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された光を投射する。投射光学装置36は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
The
The projection
[光源装置の構成]
図3は、光源装置4の構成を示す模式図である。
光源装置4は、照明光を均一化装置31に出射する。光源装置4は、図3に示すように、光源用筐体CAと、光源用筐体CA内にそれぞれ収容される光源部41、アフォーカル光学素子42、ホモジナイザー光学素子43、偏光分離素子44、第1集光素子45、波長変換素子46、第1位相差素子47、第2集光素子48、拡散反射装置49及び第2位相差素子RPと、を備える。
光源用筐体CAは、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体として構成されている。
[Configuration of light source device]
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the light source device 4.
The light source device 4 emits the illumination light to the homogenizing
The light source housing CA is configured as a closed housing in which dust and the like do not easily enter the inside.
光源部41、アフォーカル光学素子42、ホモジナイザー光学素子43、偏光分離素子44、第1位相差素子47、第2集光素子48及び拡散反射装置49は、光源装置4に設定された照明光軸Ax1上に配置されている。
波長変換素子46、第1集光素子45、偏光分離素子44及び第2位相差素子RPは、光源装置4に設定され、かつ、照明光軸Ax1に直交する照明光軸Ax2上に配置されている。照明光軸Ax2は、レンズアレイ311の位置にて、照明光軸Axと一致する。換言すると、照明光軸Ax2は、照明光軸Axの延長線上に設定されている。
The
The
[光源部の構成]
光源部41は、光を出射する光源411及びコリメーターレンズ415を備える。
光源411は、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413と、支持部材414と、を備える。
複数の第1半導体レーザー412は、照明光軸Ax1と直交する平面にそれぞれアレイ状に配置されている。第1半導体レーザー412は、偏光分離素子44に対してs偏光の青色光L1sを励起光として出射するLD(Laser Diode)である。青色光L1sは、例えば、ピーク波長が440nmのレーザー光である。第1半導体レーザー412から出射された青色光L1sは、波長変換素子46に入射される。
複数の第2半導体レーザー413は、照明光軸Ax1と直交する平面にそれぞれアレイ状に配置されている。第2半導体レーザー413は、偏光分離素子44に対してp偏光の青色光L2pを出射するLD(Laser Diode)である。青色光L2pは、例えば、ピーク波長が460nmのレーザー光である。第2半導体レーザー413から出射された青色光L2pは、拡散反射装置49に入射される。
なお、光源装置4において、s偏光の光とは、偏光分離素子44に対してs偏光である光を示し、p偏光の光とは、偏光分離素子44に対してp偏光である光を示す。
[Structure of light source unit]
The
The
The plurality of
The plurality of
In the light source device 4, the s-polarized light indicates light that is s-polarized with respect to the
支持部材414は、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413を支持する。支持部材414は、熱伝導性を有する金属製部材であり、後述する蒸発部6に接続される。そして、熱源である各半導体レーザー412,413の熱、すなわち、光源411の熱は、蒸発部6に伝達される。
The
第1半導体レーザー412から出射された青色光L1s及び第2半導体レーザー413から出射された青色光L2pは、コリメーターレンズ415によって平行光束に変換され、アフォーカル光学素子42に入射される。
なお、本実施形態では、光源411は、s偏光の青色光L1sと、p偏光の青色光L2pとを出射する構成である。しかしながら、これに限らず、光源411は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成としてもよい。この場合、入射された1種類の直線偏光をs偏光及びp偏光が含まれる光とする位相差素子を、光源部41と偏光分離素子44との間に配置すればよい。
The blue light L1s emitted from the
In the present embodiment, the
[アフォーカル光学素子及びホモジナイザー光学素子の構成]
アフォーカル光学素子42は、光源部41から入射される青色光L1s,L2pの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子43に入射させる。アフォーカル光学素子42は、入射される光を集光するレンズ421と、レンズ421によって集光された光束を平行化するレンズ422とにより構成されている。
ホモジナイザー光学素子43は、青色光L1s,L2pの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子43は、一対のマルチレンズアレイ431,432により構成されている。
[Structure of afocal optical element and homogenizer optical element]
The afocal
The homogenizer
[偏光分離素子の構成]
ホモジナイザー光学素子43を通過した青色光L1s,L2pは、偏光分離素子44に入射する。
偏光分離素子44は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるs偏光成分とp偏光成分とを分離する。具体的に、偏光分離素子44は、s偏光成分を反射させ、p偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子44は、s偏光成分及びp偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、s偏光の青色光L1sは、偏光分離素子44にて反射され、第1集光素子45に入射する。一方、p偏光の青色光L2pは、偏光分離素子44を透過して、第1位相差素子47に入射する。
[Structure of polarization separation element]
The blue light L1s and L2p that have passed through the homogenizer
The
[第1集光素子の構成]
第1集光素子45は、偏光分離素子44にて反射された青色光L1sを波長変換素子46に集光する。また、第1集光素子45は、波長変換素子46から入射される蛍光YLを平行化する。図3の例では、第1集光素子45は、2つのレンズ451,452によって構成されているが、第1集光素子45を構成するレンズの数は問わない。
[Structure of the first condensing element]
The
[波長変換素子の構成]
波長変換素子46は、入射された光によって励起されて、入射された光より波長が長い蛍光YLを出射する。換言すると、波長変換素子46は、入射された光の波長を変換し、変換された光を出射する。波長変換素子46によって生成された蛍光YLは、例えば、ピーク波長が500〜700nmの光である。波長変換素子46は、波長変換部461及び放熱部462を備える。
波長変換部461は、図示を省略するが、波長変換層及び反射層を有する。波長変換層は、入射される青色光L1sを波長変換した非偏光光である蛍光YLを拡散出射する蛍光体を含む。反射層は、波長変換層から入射される蛍光YLを第1集光素子45側に反射させる。
放熱部462は、波長変換部461における光入射側とは反対側の面に設けられ、波長変換部461にて生じた熱を放出する。
[Structure of wavelength conversion element]
The
Although not shown, the
The
波長変換素子46から出射された蛍光YLは、照明光軸Ax2に沿って第1集光素子45を通過した後、上記色分離特性を有する偏光分離素子44に入射される。蛍光YLは、偏光分離素子44を照明光軸Ax2に沿って通過し、第2位相差素子RPに入射する。
なお、波長変換素子46は、モーター等の回転装置によって、照明光軸Ax2と平行な回転軸を中心として回転される構成であってもよい。
The fluorescent YL emitted from the
The
[第1位相差素子及び第2集光素子の構成]
第1位相差素子47は、偏光分離素子44と第2集光素子48との間に配置されている。第1位相差素子47は、偏光分離素子44を通過した青色光L2pを円偏光の青色光L2cに変換する。青色光L2cは、第2集光素子48に入射される。
第2集光素子48は、第1位相差素子47から入射される青色光L2cを拡散反射装置49に集光する。また、第2集光素子48は、拡散反射装置49から入射される青色光L2cを平行化する。なお、第2集光素子48を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
[Structure of 1st phase difference element and 2nd condensing element]
The
The
[拡散反射装置の構成]
拡散反射装置49は、波長変換素子46から出射される蛍光YLと同様の拡散角で、入射された青色光L2cを拡散反射させる。拡散反射装置49の構成として、入射された青色光L2cをランバート反射させる反射板と、反射板を照明光軸Ax1と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成を例示できる。
拡散反射装置49にて拡散反射された青色光L2cは、第2集光素子48を通過した後、第1位相差素子47に入射される。青色光L2cは、拡散反射装置49にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第2集光素子48を介して第1位相差素子47に入射された青色光L2cは、偏光分離素子44から第1位相差素子47に入射された際のp偏光の青色光L2pではなく、s偏光の青色光L2sに変換される。そして、青色光L2sは、偏光分離素子44にて反射されて、第2位相差素子RPに入射される。すなわち、偏光分離素子44から第2位相差素子RPに入射される光は、青色光L2s及び蛍光YLが混在した白色光である。
[Diffuse reflector configuration]
The diffuse
The blue light L2c diffusely reflected by the diffuse
[第2位相差素子の構成]
第2位相差素子RPは、偏光分離素子44から入射される白色光をs偏光及びp偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光WLは、上記した均一化装置31に入射される。
[Structure of second phase difference element]
The second retardation element RP converts the white light incident from the
[冷却装置の構成]
冷却装置5は、プロジェクター1を構成する冷却対象を冷却する。本実施形態において、冷却対象は、光源装置4の光源411である。冷却装置5は、図2に示すように、ループ型ヒートパイプ51及び冷却ファン55を備える。
冷却ファン55は、外装筐体2内の空間において排気口232とループ型ヒートパイプ51の後述する凝縮部53との間に設けられている。冷却ファン55は、外装筐体2内の冷却気体を吸引して排気口232から排出する過程にて、凝縮部53に冷却気体を流通させ、これにより、凝縮部53を冷却する。なお、冷却ファン55は、例えば、外装筐体2内の空間において導入口261と凝縮部53との間に設けられ、外装筐体2外の冷却気体を吸引して凝縮部53に冷却気体を送出する構成であってもよい。
[Cooling device configuration]
The
The cooling
ループ型ヒートパイプ51は、減圧状態で封入されることによって比較的低温で相状態が変化する作動流体が循環する循環流路を有する。詳述すると、ループ型ヒートパイプ51は、冷却対象から伝達される熱によって、作動流体の相状態を液相から気相に相変化させ、作動流体が液相から気相へ相変化する部位以外の部位にて気相の作動流体の熱を放出することによって、冷却対象を冷却する。また、ループ型ヒートパイプ51は、気相の作動流体から熱を奪うことによって作動流体の相状態を気相から液相に変化させ、液相に変化した作動流体を、冷却対象からの熱が伝達される部位に流通させる。
このようなループ型ヒートパイプ51は、蒸発部6、蒸気管52、凝縮部53及び液管54を備える。なお、蒸発部6の構成は、後に詳述する。
The loop
Such a loop
[蒸気管の構成]
蒸気管52は、作動流体の循環流路において、気相の作動流体が流通可能に蒸発部6と凝縮部53とを接続する管状部材である。蒸気管52は、蒸発部6にて液相から気相に変化して蒸発部6から流入される作動流体を、凝縮部53に流通させる。
[Steam pipe configuration]
The
[凝縮部の構成]
凝縮部53は、気相の作動流体の熱を奪って作動流体を冷却し、冷却によって気相から液相に相変化した作動流体を液管54に流出させるとともに、気相の作動流体から奪った熱を放出する。すなわち、凝縮部53は、気相の作動流体を凝縮させることによって、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。凝縮部53は、図示を省略するが、蒸気管52及び液管54が接続される本体部と、本体部に接続される放熱部と、を有する。
本体部は、蒸気管52から流入される気相の作動流体が流通し、液管54と連通する相変化流路を、循環流路の一部として、内部に有する。気相の作動流体は、相変化流路を流通する過程にて本体部に受熱されて冷却され、これにより液相の作動流体に変化される。そして、気相から液相に変化された作動流体は、相変化流路内を更に流通して、本体部に受熱されて冷却された後、液管54に流出される。
放熱部は、本体部に伝達された作動流体の熱を放出する部材であり、いわゆるヒートシンクである。放熱部には、冷却ファン55の駆動によって冷却気体が流通し、これにより、凝縮部53が冷却される。
[Structure of condensing part]
The condensing
The main body has a phase change flow path inside which the working fluid of the gas phase flowing in from the
The heat radiating portion is a member that releases the heat of the working fluid transmitted to the main body portion, and is a so-called heat sink. Cooling gas flows through the heat radiating section by driving the cooling
[液管の構成]
液管54は、作動流体の循環流路において、液相の作動流体が流通可能に凝縮部53と蒸発部6とを接続する管状部材である。液管54は、凝縮部53において気相から液相に変化した作動流体を、蒸発部6に流通させる。
[Construction of liquid tube]
The
[蒸発部の構成]
蒸発部6は、冷却対象としての光源411と接続され、光源411から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。具体的に、蒸発部6は、光源411の支持部材414に接続され、支持部材414を介して伝達される半導体レーザー412,413の熱によって液相の作動流体を蒸発させることにより、半導体レーザー412,413を冷却する。
[Structure of evaporation part]
The
図4は、蒸発部6の外観を示す斜視図である。図5及び図6は、蒸発部6の内部構造を模式的に示す断面図である。具体的に、図5は、図4において点線にて示す仮想線VL1を含む蒸発部6の断面を示す図であり、図6は、図4において一点鎖線にて示す仮想線VL2を含む蒸発部6の断面を示す図である。すなわち、図5に示される蒸発部6の断面と、図6に示される蒸発部6の断面とは、直交している。なお、図5においては、見易さを考慮して、複数の挟持部652、接続部653,654、複数の凸部662及び複数の流路663のそれぞれのうちの一部についてのみ符号を付す。
蒸発部6は、図4〜図6に示すように、筐体61を備える他、図5及び図6に示すように、筐体61内に設けられる熱交換部62を備える。
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the
The
[筐体の構成]
筐体61は、それぞれ金属により形成された第1筐体611及び第2筐体612を有する他、図5及び図6に示すように、封止部材613を有する。筐体61は、封止部材613が内部に設けられた状態にて第1筐体611及び第2筐体612が組み合わされることによって、全体が略直方体の形状に形成されている。筐体61は、図4に示すように、天面部61A、底面部61B及び側面部61C,61D,61E,61Fを有する。
天面部61A及び底面部61Bは、筐体61において互いに反対側となる部位である。
側面部61C及び側面部61Dは、筐体61において互いに反対側となる部位である。また、側面部61E及び側面部61Fは、筐体61において互いに反対側となる部位である。すなわち、側面部61Cを筐体61の正面部として、天面部61Aが上側、底面部61Bが下側に位置するように筐体61を見た場合、側面部61Dは、筐体61の背面部であり、側面部61Eは、筐体61の左側面部であり、側面部61Fは、筐体61の右側面部である。
[Case configuration]
The
The
The side surface portion 61C and the
底面部61Bは、ループ型ヒートパイプ51の冷却対象である光源411と熱伝達可能に接続される。光源411の熱は、底面部61B、ひいては、第2筐体612に伝達される。なお、底面部61Bと光源411との間に、光源411から受熱した熱を底面部61Bに伝達する受熱部材が設けられていてもよい。
The
以下の説明では、筐体61において第1筐体611から第2筐体612に向かう方向を+Y方向とする。+Y方向に直交し、互いに直交する二方向を、+X方向及び+Z方向とする。図示を省略するが、説明の便宜上、+X方向の反対方向を−X方向とし、+Y方向の反対方向を−Y方向とし、+Z方向の反対方向を−Z方向とする。
In the following description, the direction from the
第1筐体611は、図4〜図6に示すように、天面部61Aと、側面部61C〜61Fにおける−Y方向の部位とを構成する。第1筐体611における内部の空間は、第2筐体612と組み合わされたときにリザーバー614を構成する。
第1筐体611は、+Z方向に突出して液管54と接続される液管接続部6111を有する。液管接続部6111は、第1筐体611の内部と連通している。液管54を流通する液相の作動流体は、液管接続部6111を介して、リザーバー614に流入する。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
The
第2筐体612は、底面部61Bと、側面部61C〜61Fにおける+Y方向の部位とを構成する。第2筐体612内には、熱交換部62の流体輸送層であるウィック63と、熱交換部62の流路形成層であるグルーブ部材66Aと、が設けられている。すなわち、筐体61内には、ウィック63及びグルーブ部材66Aを含む熱交換部62が設けられている。
第2筐体612は、+X方向に突出して蒸気管52と接続される蒸気管接続部6121を有する。蒸気管接続部6121は、グルーブ部材66Aの後述する複数の流路663と連通している。詳しくは後述するが、複数の流路663を流通する気相の作動流体は、蒸気管接続部6121を介して、蒸気管52内に流入する。
The
The
封止部材613は、図5及び図6に示すように、第1筐体611と第2筐体612との間を封止して、筐体61外への作動流体の漏出を抑制する。封止部材613は、後述するウィック63の外径形状に応じた環状部材であり、封止部材613の中央には、リザーバー614に貯留された液相の作動流体をウィック63における−Y方向の面に接触させる孔部6131が形成されている。そして、封止部材613を−Y方向から見た場合、封止部材613の中心がウィック63の中心と略一致し、封止部材613の外縁がウィック63の外縁より内側に位置するように、封止部材613は配置される。
封止部材613は、第2筐体612内に設けられたウィック63に対して−Y方向に配置されて、第1筐体611とウィック63とに接続されるように、第1筐体611と第2筐体612との間に介装される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the sealing
The sealing
リザーバー614は、図5及び図6に示すように、第1筐体611と第2筐体612とが組み合わされることによって、第1筐体611内に形成される。リザーバー614は、液管54を介して筐体61内に流入される液相の作動流体を貯留する貯留部である。換言すると、リザーバー614は、筐体61内において、ウィック63によって吸引されなかった液相の作動流体が貯留される部位である。すなわち、筐体61は、液管54から筐体61内に流入された液相の作動流体を貯留するリザーバー614を内部に有する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
[熱交換部の構成]
熱交換部62は、上記のように、第2筐体612内に設けられている。熱交換部62は、冷却対象である光源411から伝達される熱によって、リザーバー614から供給された液相の作動流体を蒸発させて、液相から気相に変化した作動流体である蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気管52に排出する。
熱交換部62は、ウィック63及びグルーブ部材66Aを有する。すなわち、蒸発部6は、熱交換部62を構成するウィック63及びグルーブ部材66Aを有する。詳述すると、熱交換部62は、リザーバー614から熱交換部62に向かう+Y方向に向かって順に設けられるウィック63及びグルーブ部材66Aを有する。ここで、+Y方向は、換言すると、リザーバー614からグルーブ部材66Aに向かう方向である。
[Structure of heat exchange unit]
The
The
[ウィックの構成]
図7は、熱交換部62の一部を拡大して示す図である。
ウィック63は、リザーバー614に貯留された液相の作動流体が浸み込み、浸み込んだ液相の作動流体をグルーブ部材66A側、すなわち、+Y方向に輸送する。ウィック63は、図5〜図7に示すように、第1部分に相当する第1ウィック64と、第2部分に相当する第2ウィック65とを有する。第1ウィック64と第2ウィック65とは、互いに別体である。
[Wick configuration]
FIG. 7 is an enlarged view of a part of the
The
[第1ウィックの構成]
第1ウィック64は、ウィック63における−Y方向に位置し、リザーバー614に貯留された液相の作動流体と接触し、リザーバー614から液相の作動流体が供給される。第1ウィック64は、リザーバー614に貯留された液相の作動流体を+Y方向に輸送する。
第1ウィック64は、図7に示すように、+Y方向に第1ウィック64を貫通する複数の貫通孔641を有する。すなわち、複数の貫通孔641は、第1ウィック64においてリザーバー614側である−Y方向に開口し、かつ、第1ウィック64において第2ウィック65側である+Y方向に開口している。複数の貫通孔641のそれぞれには、リザーバー614に貯留された液相の作動流体が浸み込み、複数の貫通孔641は、浸み込んだ液相の作動流体を、毛管力によって+Y方向に輸送する。
[Structure of 1st wick]
The
As shown in FIG. 7, the
図示を省略するが、貫通孔641は、+X方向に複数配列されているとともに、+Z方向に複数配列されている。具体的に、+X方向に沿って配列された複数の貫通孔641を一列の貫通孔641とすると、第1ウィック64全体において+Z方向に沿って複数配列された貫通孔641の列は、一列毎に貫通孔641を+X方向にずらして互い違いに並べられている。これによれば、第1ウィック64全体において、複数の貫通孔641が+X方向及び+Z方向に沿って等間隔かつ均一に配列されている場合に比べて、貫通孔641を密に配列でき、第1ウィック64による液相の作動流体の輸送効率が高められる。
本実施形態では、−Y方向から見た貫通孔641の形状は、円形状であるが、多角形状であってもよい。貫通孔641の形状が円形状であると、多角形状である場合に比べて、貫通孔641内の流通抵抗を小さくできる。
このような第1ウィック64において複数の貫通孔641以外の部位は、例えば銅やステンレス鋼(SUS:Steel Use Stainless)等の金属材料によって中実に形成されている。
Although not shown, a plurality of through
In the present embodiment, the shape of the through
In such a
[第2ウィックの構成]
第2ウィック65は、図5〜図7に示すように、ウィック63における+Y方向に位置し、第1ウィック64及びグルーブ部材66Aと接触する。第2ウィック65には、第1ウィック64によって+Y方向に輸送された液相の作動流体が浸み込み、第2ウィック65は、液相の作動流体をグルーブ部材66Aに輸送する。第2ウィック65は、第1ウィック64と接続される平板状の本体部651と、複数の挟持部652と、を有する。本実施形態において、本体部651は、第1ウィック64における+Y方向の面と接触している。
[Structure of the second wick]
As shown in FIGS. 5 to 7, the
複数の挟持部652のそれぞれは、グルーブ部材66Aにおいて対応する1つの凸部662を挟む位置に配置されている。複数の挟持部652のそれぞれは、2つの接続部653,654を有する。
接続部653,654は、本体部651から+Y方向に突出し、かつ、+X方向に延出する突出部である。接続部653は、対応する1つの凸部662における+Z方向の側面と接続される。接続部654は、対応する1つの凸部662における−Z方向の側面と接続される。詳しくは後述するが、接続部653,654における+Y方向の端部は、グルーブ部材66Aにおいて後述する基部661と接続される。すなわち、第2ウィック65における2つの接続部653,654は、グルーブ部材66Aにおける後述する基部661及び1つの凸部662と接続される。
Each of the plurality of sandwiching
The connecting
第2ウィック65は、第1ウィック64によって輸送された液相の作動流体を保持する空隙を内部に有する。第2ウィック65の空隙率は、第1ウィック64の空隙率よりも大きい。なお、空隙率は、単位体積当たりの空隙部分の体積を示す割合である。
このため、第2ウィック65は、第1ウィック64よりも液相の作動流体を保持しやすい性質を有する。第2ウィック65は、第1ウィック64によってリザーバー614から輸送された液相の作動流体を保持し、保持した液相の作動流体をグルーブ部材66Aに供給する第2のリザーバーのように機能する。
一方、第2ウィック65の熱伝導率は、第1ウィック64の熱伝導率よりも大きい。このため、グルーブ部材66Aから第2ウィック65に熱が伝導されて、第2ウィック65内にて液相の作動流体を蒸発させることができる。この他、第1ウィック64の熱伝導率が、第2ウィック65の熱伝導率よりも小さいことによって、第2ウィック65から第1ウィック64に熱が伝達されて、第1ウィック64におけるリザーバー614側の端部の温度が上昇し、ひいては、リザーバー614内の温度及び圧力が高くなることが抑制される。
The
Therefore, the
On the other hand, the thermal conductivity of the
[グルーブ部材の構成]
グルーブ部材66Aは、ウィック63と接続され、冷却対象である光源411の熱が伝達される。グルーブ部材66Aは、第2筐体612を介して光源411から伝達される熱によって、ウィック63によって輸送された液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。グルーブ部材66Aは、気相の作動流体である蒸気を、蒸気管接続部6121、ひいては、蒸気管52に導く。グルーブ部材66Aは、図7に示すように、基部661、複数の凸部662及び複数の流路663を有する。
なお、本実施形態では、グルーブ部材66Aは、第2筐体612とは別体として構成されている。しかしながら、これに限らず、グルーブ部材66Aは、第2筐体612の一部であってもよい。換言すると、グルーブ部材66Aは、第2筐体612と一体化されていてもよい。
[Structure of groove member]
The
In the present embodiment, the
[基部の構成]
基部661は、第2筐体612の内面のうち−Y方向を向く内面と熱伝達可能に接続され、基部661には、第2筐体612を介して光源411の熱が伝達される。基部661は、平板状に形成されている。
[Base configuration]
The
[凸部の構成]
複数の凸部662は、基部661からリザーバー614側である−Y方向に突出し、+X方向に沿って延出する突出部である。複数の凸部662は、−Y方向においてウィック63と接続されている。複数の凸部662のそれぞれにおける+Y方向の部位は、基部661によって接続されている。なお、本実施形態では、それぞれの凸部662は、基部661から四角柱状に突出している。
[Convex structure]
The plurality of
複数の凸部662のそれぞれにおける+Y方向の面662A、+Z方向の面662B及び−Z方向の面662Cは、第2ウィック65によって覆われる。
詳述すると、1つの凸部662は、1つの挟持部652と対応している。1つの凸部662における−Y方向の面662Aは、第2ウィック65の本体部651と−Y方向において対向し、本体部651と接続されている。1つの凸部662における+Z方向の面662Bは、対応する挟持部652において+Z方向に位置する接続部653と+Z方向において対向し、接続部653と接続されている。1つの凸部662における−Z方向の面662Cは、対応する挟持部652において−Z方向に位置する接続部654と−Z方向において対向し、接続部654と接続されている。
なお、挟持部652を構成する接続部653,654が凸部662と接触するように、第2ウィック65とグルーブ部材66Aとを接続するには、例えば、グルーブ部材66Aに第2ウィック65を嵌め込む方法や、グルーブ部材66Aと第2ウィック65とを焼結させる方法が提案される。
The + Y direction surface 662A, the +
More specifically, one
In order to connect the
各凸部662が−Y方向及び±Z方向において覆われるように第2ウィック65と接続されることによって、液相の作動流体を保持する第2ウィック65とグルーブ部材66Aとの接触面積、すなわち、液相の作動流体とグルーブ部材66Aとの接触面積を拡大できる。従って、面662Aのみがウィック63と接続される場合に比べ、液相の作動流体が蒸発される蒸発部位の面積を拡大でき、液相の作動流体の蒸発効率を高めることができる。
By connecting the
[流路の構成]
複数の流路663は、液相から気相に変化した作動流体が流通する流路である。複数の流路663のそれぞれは、隣り合う2つの凸部662の間に設けられている。具体的に、複数の流路663は、基部661、複数の凸部662、及び、ウィック63の第2ウィック65によって囲まれる空間である。詳述すると、複数の流路663のそれぞれは、図7に示すように、+Z方向において隣り合う2つの凸部662のうち、+Z方向に位置する凸部662に対して−Z方向に位置する接続部654と、−Z方向に位置する凸部662に対して+Z方向に位置する接続部653と、基部661と、本体部651とによって囲まれる空間である。
[Composition of flow path]
The plurality of
[凹部の構成]
図8は、グルーブ部材66Aの一部を拡大して示す図である。詳述すると、図8は、基部661に設けられた凹部6611を拡大して示す図である。
基部661は、図7及び図8に示すように、少なくとも第2ウィック65に対向する位置に、複数の凹部6611を有する。詳述すると、複数の凹部6611は、基部661において、+Y方向において2つの接続部653,654と対向する位置に設けられている。複数の凹部6611は、凸部662の延出方向、換言すると、複数の流路663の延出方向である+X方向に沿って延出している。本実施形態では、凹部6611は、基部661において複数の凸部662のそれぞれの間に、+Z方向に沿って複数設けられた溝部である。
なお、上記のように、接続部653,654のそれぞれにおける+Y方向の端部は、基部661と接続される。
[Concave structure]
FIG. 8 is an enlarged view showing a part of the
The
As described above, the ends of the connecting
[液相から気相への作動流体の変化]
リザーバー614に貯留されている液相の作動流体は、毛管力によって、第1ウィック64の貫通孔641を介して+Y方向に輸送されて、第2ウィック65に到達する。
第2ウィック65に到達した液相の作動流体は、本体部651に浸み込む。本体部651に浸み込んだ液相の作動流体のうち、一部の作動流体は、本体部651に接触する凸部662の面662Aから伝達される熱によって蒸発され、他の一部の作動流体は、本体部651から接続部653,654に輸送される。接続部653,654に浸み込んだ液相の作動流体のうち、一部の作動流体は、凸部662の面662B,662Cから伝達される熱によって蒸発され、他の一部の作動流体は、接続部653,654の突出方向である+Y方向に輸送される。接続部653,654における+Y方向の端部に到達した液相の作動流体は、接続部653,654における+Y方向の端部と基部661との間に、液相の作動流体の膜を形成する。基部661に到達した液相の作動流体は、凹部6611内に入り込む。
[Change of working fluid from liquid phase to gas phase]
The working fluid of the liquid phase stored in the
The working fluid of the liquid phase that has reached the
これにより、凹部6611が設けられていない場合に比べて、基部661における液相の作動流体との接触面積を拡大でき、ひいては、液相の作動流体の蒸発部位の面積を拡大できる。従って、液相の作動流体の蒸発効率を高めることができる。
特に、基部661は、凸部662において本体部651と接触する+Y方向の端部に比べて光源411に近い。このため、基部661の温度は、凸部662の温度より高くなりやすい。このような基部661に、液相の作動流体との接触面積を拡大する凹部6611が設けられていることにより、液相の作動流体の蒸発効率を一層高めることができる。
そして、液相から気相に変化した作動流体は、蒸発部位から流路663に流入する他、接続部653,654を介して流路663に流入する。流路663に流入した気相の作動流体は、流路663を流通し、ひいては、蒸気管接続部6121を介して蒸気管52に到達する。
As a result, the contact area of the liquid phase with the working fluid at the
In particular, the
Then, the working fluid that has changed from the liquid phase to the gas phase flows into the
[グルーブ部材の凹部の作用]
液体の沸騰現象の形態を伝熱面過熱度と熱流束との関係で表す沸騰曲線によれば、伝熱面過熱度が高くなるに従って、伝熱面と接触する液体の状態は、非沸騰状態から、核沸騰状態、遷移沸騰状態及び膜沸騰状態に遷移する。なお、伝熱面過熱度は、伝熱面の温度から液体の飽和温度を差し引いた温度であり、熱流速は、液体への移動される熱量を示す。
非沸騰状態は、伝導面の温度が低い状態であり、自然対流によって伝熱面から液体への熱伝導が続く状態である。
核沸騰状態は、伝熱面過熱度がある値を超えたところから生じる沸騰状態であり、伝熱面にランダムに分布する発泡核から蒸気(気泡)が発生する状態である。核沸騰状態では、液体への熱流束が高く、液体の蒸発効率が高い。
遷移沸騰状態は、発泡核の数が増えるとともに蒸気の発泡周期が短くなり、伝熱面が蒸気によって部分的に覆われる状態である。遷移沸騰状態では、液体への熱流束が低く、液体の蒸発効率が高くない。
膜沸騰状態は、伝熱面の全面が蒸気の膜によって覆われ、蒸気の膜と液体との接触面から直接に沸騰が生じる状態である。膜沸騰状態では、液体への熱流束が高く、液体の蒸発効率が高い。
[Action of recesses in groove members]
According to the boiling curve that expresses the form of the boiling phenomenon of the liquid by the relationship between the heat transfer surface superheat degree and the heat flux, as the heat transfer surface superheat degree increases, the state of the liquid in contact with the heat transfer surface becomes a non-boiling state. From, the transition to the nucleate boiling state, the transition boiling state, and the membrane boiling state. The degree of heat transfer surface superheat is the temperature obtained by subtracting the saturation temperature of the liquid from the temperature of the heat transfer surface, and the heat flow velocity indicates the amount of heat transferred to the liquid.
The non-boiling state is a state in which the temperature of the conduction surface is low, and heat conduction from the heat transfer surface to the liquid continues due to natural convection.
The nucleate boiling state is a boiling state that occurs when the degree of superheat on the heat transfer surface exceeds a certain value, and is a state in which steam (bubbles) is generated from foamed nuclei randomly distributed on the heat transfer surface. In the nucleate boiling state, the heat flux to the liquid is high, and the evaporation efficiency of the liquid is high.
The transition boiling state is a state in which the foaming cycle of steam is shortened as the number of foaming nuclei increases, and the heat transfer surface is partially covered by steam. In the transition boiling state, the heat flux to the liquid is low and the evaporation efficiency of the liquid is not high.
The film boiling state is a state in which the entire surface of the heat transfer surface is covered with a vapor film, and boiling occurs directly from the contact surface between the vapor film and the liquid. In the boiling state of the membrane, the heat flux to the liquid is high, and the evaporation efficiency of the liquid is high.
このため、液相の作動流体等の液体を効率よく蒸発させるには、液体への熱流速が高い核沸騰状態又は膜沸騰状態を維持することが望まれる。これらのうち、膜沸騰状態は、核沸騰状態及び遷移沸騰状態を経た後の沸騰状態である他、光源411の熱が伝達されるグルーブ部材66Aの温度は、膜沸騰状態が生じる温度に到達しづらい。このことから、核沸騰状態を維持して、液相の作動流体の蒸発効率を高めることが考えられる。
Therefore, in order to efficiently evaporate a liquid such as a working fluid in a liquid phase, it is desired to maintain a nucleate boiling state or a film boiling state in which the heat flow velocity to the liquid is high. Of these, the film boiling state is the boiling state after passing through the nucleate boiling state and the transition boiling state, and the temperature of the
本実施形態では、基部661において+X方向に延出する複数の凹部6611のそれぞれは、+X方向に直交するYZ平面に沿う断面の形状が略V字状の微細な溝部であり、凹部6611は、+Z方向に沿って複数配列されている。
このような略V字状の凹部6611内にて液体が蒸発する場合、凹部6611内の発泡核にて生じた気泡は、凹部6611から速やかに排出される他、気泡が大きくならない。このことから、伝熱面である凹部6611の表面から液相の作動流体への熱伝達が気泡によって阻害されることがなく、液相の作動流体への熱流束が低下することが抑制される。従って、液相の作動流体の蒸発効率が高められる。
このような略V字状の凹部6611は、例えば切削加工によって形成できる。
In the present embodiment, each of the plurality of
When the liquid evaporates in such a substantially V-shaped
Such a substantially V-shaped
[第1実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1には、例えば以下の効果がある。
プロジェクター1は、光を出射する光源411と、光源411から出射された光を変調する光変調装置343と、光変調装置343によって変調された光を投射する投射光学装置36と、冷却装置5と、を備える。
冷却装置5は、蒸発部6、蒸気管52、凝縮部53及び液管54を備える。蒸発部6は、冷却対象である光源411から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。蒸気管52は、蒸発部6にて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部53へ流通させる。凝縮部53は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。液管54は、凝縮部53にて気相から液相に変化した作動流体を蒸発部6へ流通させる。
[Effect of the first embodiment]
The projector 1 according to the present embodiment described above has, for example, the following effects.
The projector 1 includes a
The
蒸発部6は、液管54と接続され、内部に流入された液相の作動流体を貯留するリザーバー614を有する筐体61と、筐体61内に設けられ、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体を輸送するウィック63と、ウィック63と接続され、光源411の熱が伝達されるグルーブ部材66Aと、を備える。
グルーブ部材66Aは、基部661、複数の凸部662及び複数の流路663を有する。複数の凸部662は、基部661から突出し、ウィック63と接続される。複数の流路663は、基部661、複数の凸部662及びウィック63によって囲まれ、液相から気相に変化した作動流体が流通する。
ウィック63は、リザーバー614から液相の作動流体が供給される第1部分としての第1ウィック64と、第1ウィック64から液相の作動流体が輸送され、基部661及び凸部662と接続される第2部分としての第2ウィック65と、を有する。
基部661は、第2ウィック65に対向する位置に複数の凹部6611を有する。
The evaporating
The
The
The
このような構成によれば、基部661及び凸部662における液相の作動流体との接触面積、すなわち、グルーブ部材66Aと液相の作動流体との接触面積を拡大できる。従って、液相の作動流体の蒸発部位の面積を拡大できる。
ここで、複数の凸部662は、基部661から−Y方向に突出している。このため、光源411から伝達される熱の伝達経路において、凸部662における−Y方向の端部よりも上流側に位置する基部661の温度は、凸部662における−Y方向の端部の温度よりも高くなる。これにより、凹部6611によって液相の作動流体との接触面積が拡大された基部661における液相の作動流体の蒸発効率を、一層高めることができる。
また、凹部6611が、流路663の外縁の一部を形成する基部661に設けられていることにより、凹部6611内にて液相から気相に変化した作動流体、すなわち、作動流体の蒸気を流路663に導きやすくすることができる。これにより、液相から気相への作動流体の変化を促進でき、液相の作動流体の蒸発効率を高めることができる。
従って、冷却対象の冷却効率を高めることができる。
According to such a configuration, the contact area of the liquid phase with the working fluid at the
Here, the plurality of
Further, since the
Therefore, the cooling efficiency of the object to be cooled can be increased.
第1部分としての第1ウィック64と、第2部分としての第2ウィック65とは、互いに別体である。
このような構成によれば、第1ウィック64の構成と第2ウィック65の構成とを異ならせることができ、第1ウィック64の材料と第2ウィック65の材料とを異ならせることができる。このため、ウィック63の汎用性を高めることができる。
The
According to such a configuration, the configuration of the
第2ウィック65の空隙率は、第1ウィック64の空隙率よりも大きい。
このような構成によれば、第2ウィック65に液相の作動流体を保持させやすくすることができ、これにより、グルーブ部材66Aに液相の作動流体を速やかに供給できる。この他、液相から気相に変化した作動流体を、第2ウィック65を介して流路663に排出しやすくすることができる。
また、第1ウィック64の空隙率は、第2ウィック65の空隙率よりも小さいので、気相の作動流体が、第1ウィック64をリザーバー614側に通過することを抑制できる。従って、リザーバー614に気相の作動流体が流入して、リザーバー614内の圧力が上昇することを抑制できる。
The porosity of the
According to such a configuration, the
Further, since the porosity of the
複数の凹部6611は、複数の流路663に沿って延出する溝部である。
このような構成によれば、凹部6611にて生じた作動流体の蒸気を流路663に導きやすくすることができる。この他、切削加工等によって、基部661に複数の凹部6611を形成しやすくすることができる。
The plurality of
According to such a configuration, the vapor of the working fluid generated in the
第1ウィック64は、リザーバー614からグルーブ部材66Aに向かう−Y方向に第1ウィック64を貫通する複数の貫通孔641を有する。
このような構成によれば、複数の貫通孔641を介してリザーバー614に貯留された液相の作動流体を第2ウィック65、ひいては、グルーブ部材66Aに輸送しやすくすることができる。従って、液相の作動流体の輸送効率を高めることができ、ひいては、液相の作動流体の蒸発効率を高めることができる。
The
According to such a configuration, the working fluid of the liquid phase stored in the
第2ウィック65は、本体部651と、複数の接続部653,654と、を有する。本体部651は、第1ウィック64と接続される。複数の接続部653,654は、リザーバー614からグルーブ部材66Aに向かう+Y方向に本体部651から突出して、基部661と複数の凸部662のそれぞれとに接続される。複数の凹部6611は、基部661において、+Y方向において複数の接続部653,654と対向する位置に設けられている。
このような構成によれば、第2ウィック65と基部661とを接続しやすくすることができる。これにより、凹部6611内に液相の作動流体を入り込ませやすくすることができるので、基部661にて液相の作動流体を蒸発させやすくすることができる。従って、液相の作動流体の蒸発効率を一層高めることができ、冷却対象である光源411の冷却効率を一層高めることができる。
更に、接続部653,654によって輸送される液相の作動流体の一部を凸部662に接触させることができる。これにより、凸部662に伝達された光源411の熱によって液相の作動流体を蒸発させやすくすることができる。従って、液相の作動流体の蒸発部位の面積を拡大でき、光源411の冷却効率を高めることができる。
なお、本実施形態では、2つの接続部653,654は、1つの凸部662を±Z方向において挟むように1つの凸部662と接続される。これによれば、接続部653,654のうち1つの接続部のみが1つの凸部662と接続される場合に比べて、液相の作動流体の蒸発部位の面積を拡大できる。従って、冷却対象である光源411の冷却効率を一層高めることができる。
The
According to such a configuration, the
Further, a part of the working fluid of the liquid phase transported by the connecting
In the present embodiment, the two connecting
[第1実施形態の第1変形例]
グルーブ部材66Aでは、基部661に設けられた凹部6611は、+X方向に沿って延出する溝部であり、YZ平面に沿う凹部6611の断面形状は、略V字状であるとした。しかしながら、これに限らず、YZ平面に沿う凹部の断面形状は、円弧状であってもよい。この場合の円弧状は、半円状及び半楕円状であってもよい。また、YZ平面に沿う凹部の断面形状は、四角以上の多角形状であってもよい。
[First Modified Example of First Embodiment]
In the
図9は、グルーブ部材66Aの変形であるグルーブ部材66Bの一部を拡大して示す図である。詳述すると、図9は、グルーブ部材66Bの基部664に設けられた凹部6641のYZ平面に沿う断面を示す図である。
例えば、グルーブ部材66Aに代えて、図9に示すグルーブ部材66Bを蒸発部6に採用してもよい。
グルーブ部材66Bは、基部661に代えて基部664を有する他は、グルーブ部材66Aと同様の構成及び機能を有する。すなわち、グルーブ部材66Bは、基部664と、基部664から−Y方向に突出する複数の凸部662と、基部664、複数の凸部662及び第2ウィック65によって囲まれる複数の流路663と、を有する。
FIG. 9 is an enlarged view showing a part of the
For example, instead of the
The
基部664は、基部661と同様に、複数の凸部662における+Y方向の端部間を接続する。基部664は、複数の挟持部652を構成する複数の接続部653,654と+Y方向において対向する位置に複数の凹部6641を有する。
複数の凹部6641のぞれぞれは、複数の凸部662の延出方向である+X方向に沿って延出する溝部である。複数の凹部6641は、+Z方向に沿って配列されている。
凹部6641は、YZ平面に沿う断面が略半円状の溝部であり、YZ平面に沿う断面が略V字状の溝部である凹部6611と同様に機能する。
このようなグルーブ部材66Bをグルーブ部材66Aに代えて有する蒸発部6を備えた冷却装置5によっても、グルーブ部材66Aを有する蒸発部6を備えた冷却装置5と同様の効果を奏することができる。
Like the base 661, the
Each of the plurality of
The
A
[第1実施形態の第2変形例]
グルーブ部材66Aの凹部6611は、基部661において接続部653,654と+Y方向において対向する位置に設けられていた。しかしながら、これに限らず、凹部6611は、基部661において隣り合う2つの凸部662の間に、+Z方向に隙間なく設けられていてもよい。すなわち、凹部6611は、基部661において流路663に直接面している部位に設けられていてもよい。凹部6641も同様である。
また、凹部6611,6641は、基部661,664において接続部653,654と+Y方向において対向する位置に設けられていれば、凹部6611,6641の数は問わない。
[Second variant of the first embodiment]
The
Further, the number of the
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成を備える。しかしながら、本実施形態に係るプロジェクターは、グルーブ部材の基部に設けられた凹部の形状が異なる点で、プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described.
The projector according to the present embodiment has the same configuration as the projector 1 according to the first embodiment. However, the projector according to the present embodiment is different from the projector 1 in that the shape of the recess provided at the base of the groove member is different. In the following description, parts that are the same as or substantially the same as those already described will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
図10は、本実施形態に係るプロジェクターが備える冷却装置5が有するグルーブ部材66Cの一部を拡大して示す図である。詳述すると、図10は、グルーブ部材66Cの基部665に設けられた凹部6651を−Y方向から見た図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、グルーブ部材66Aに代えて、図10に示すグルーブ部材66Cを有する冷却装置5を備える他は、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。なお、本実施形態における冷却装置5も、冷却対象である光源411を冷却する。
FIG. 10 is an enlarged view showing a part of the
The projector according to the present embodiment has the same configuration and function as the projector 1 according to the first embodiment, except that the projector includes the
グルーブ部材66Cは、第1実施形態のグルーブ部材66A,66Bと同様に、ウィック63によってリザーバー614から+Y方向に輸送された液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させ、気相の作動流体である蒸気を蒸気管52に導く。グルーブ部材66Cは、複数の凹部6611が設けられた基部661に代えて、複数の凹部6651が設けられた基部665を有する他は、グルーブ部材66Aと同様の構成及び機能を有する。すなわち、グルーブ部材66Cは、基部665と、基部665から−Y方向に突出する複数の凸部662と、基部665、複数の凸部662及び第2ウィック65によって囲まれる複数の流路663と、を有する。
Similar to the
基部665は、複数の接続部653,654と+Y方向において対向する位置に、複数の凹部6651を有する。
複数の凹部6651は、底が有る穴部であり、+X方向に複数配列されているとともに、+Z方向に複数配列されている。凹部6651は、例えばレーザー照射によって基部665に形成される。
本実施形態では、凹部6651は、基部665において複数の凸部662間の略全面に設けられている。しかしながら、これに限らず、凹部6651は、基部665において接続部653,654と対向する部位にのみ設けられていてもよい。
また、凹部6651は、底が有る穴部であればよく、凹部6651の形状は、略半球状であってもよく、略半楕円球状であってもよく、略半多面体状であってもよい。
The
The plurality of
In the present embodiment, the
Further, the
[第2実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
複数の凹部6651は、底が有る穴部である。
このような構成によれば、溝部である凹部6611,6641が設けられた第1実施形態のグルーブ部材66A,66Bと同様に、基部に凹部が設けられていないグルーブ部材が蒸発部6に採用される場合に比べて、液相の作動流体の蒸発部位の面積をより拡大できる。従って、冷却対象である光源411の冷却効率を高めることができる。
[Effect of the second embodiment]
According to the projector according to the present embodiment described above, the same effect as that of the projector 1 according to the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained.
The plurality of
According to such a configuration, similarly to the
[実施形態の変形]
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。
上記各実施形態では、第2部分としての第2ウィック65は、凸部662を±Z方向において挟む接続部653,654を有するとした。しかしながら、これに限らず、第2ウィック65は、接続部653,654のうちの1つのみを有する構成であってもよい。すなわち、第2ウィックは、凸部662における+Z方向の面及び−Z方向の面のうち1つの面にのみ接続される接続部を有していてもよい。また、第2ウィック65が有する接続部653,654のうち少なくとも1つは、基部661,664,665と接触していればよく、凸部662と接触していなくてもよい。第2ウィック65が接続部653,654のうち1つの接続部のみ有する場合でも同様である。
[Modification of Embodiment]
The present disclosure is not limited to each of the above embodiments, and modifications, improvements, etc. to the extent that the object of the present disclosure can be achieved are included in the present disclosure.
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、ウィック63は、第1ウィック64及び第2ウィック65を有し、第1ウィック64と第2ウィック65とは、互いに別体であるとした。しかしながら、これに限らず、ウィック63は、第1ウィック64に相当する第1部分と、第2ウィック65に相当する第2部分とが一体的に構成されたものであってもよい。すなわち、ウィックは、第1部分及び第2部分のそれぞれが同じ材料によって構成された1つのウィックであってもよい。例えば、第1ウィック64を含まないウィック63を採用してもよい。この場合、第2ウィック65をウィック63として用いればよい。
また例えば、第1部分と第2部分とは、焼結等によって一体化されていてもよい。
In each of the above embodiments, the
Further, for example, the first portion and the second portion may be integrated by sintering or the like.
上記各実施形態では、第2ウィック65の空隙率は、第1ウィック64の空隙率よりも大きいとした。すなわち、ウィック63における第2部分の空隙率は、第1部分の空隙率よりも大きいとした。しかしながら、これに限らず、ウィックにおける第2部分の空隙率は、第1部分の空隙率以下であってもよい。
In each of the above embodiments, the porosity of the
上記第1実施形態では、グルーブ部材66A,66Bにおいて基部661,664に設けられた複数の凹部6611,6641のそれぞれは、凸部662の延出方向である+X方向に沿って延出する溝部であるとした。上記第2実施形態では、グルーブ部材66Cにおいて基部665に設けられた複数の凹部6651のそれぞれは、底が有る穴部であるとした。しかしながら、これに限らず、グルーブ部材の基部に設けられる凹部の形状は、特に限定されない。例えば、凹部は、基部に設けられる格子状の溝部であってもよい。また例えば、溝部である凹部と穴部である凹部との両方が、基部に設けられていてもよい。
In the first embodiment, each of the plurality of
上記各実施形態では、第1部分としての第1ウィック64は、リザーバー614からグルーブ部材66A〜66Cに向かう+Y方向に第1ウィック64を貫通する複数の貫通孔641を有するとした。しかしながら、これに限らず、ウィックにおける第1部分は、複数の貫通孔を有さない構成であってもよい。例えば、第1ウィック及び第2ウィックのそれぞれは、ガラス、樹脂及び金属の繊維等により構成されて、内部に空隙を含む構成であってもよい。この場合においても、第2ウィックの空隙率は、第1ウィックの空隙率よりも大きくてもよく、大きくなくてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、複数の凹部6611,6641,6651は、基部661,664,665において、接続部653,654と+Y方向に対向する位置に設けられるとした。しかしながら、これに限らず、少なくとも1つの凹部6611,6641,6651が、基部661,664,665において、接続部653,654と+Y方向に対向する位置に設けられていれば、凹部6611,6641,6651の位置及び数は問わない。
In each of the above embodiments, the plurality of
上記各実施形態では、グルーブ部材66A,66B,66Cは、筐体61を構成する第2筐体612とは異なる部材であるとした。しかしながら、これに限らず、グルーブ部材66A,66B,66Cと第2筐体612とは一体化されていてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、ウィック63及びグルーブ部材66A,66B,66Cは、−Y方向から見て略矩形状に形成されていた。しかしながら、これに限らず、−Y方向から見た場合のウィック63及びグルーブ部材66A,66B,66Cの形状は、適宜変更可能である。例えば、−Y方向から見た場合のグルーブ部材66A,66B,66Cの形状は、略円形状であってもよい。ウィック63及び筐体61も同様である。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、光源装置4の光源411は、半導体レーザー412,413を有するものとした。しかしながら、これに限らず、光源装置は、超高圧水銀ランプ等の光源ランプや、LED(Light Emitting Diode)等の他の固体光源を、光源として有するものであってもよい。この場合、冷却装置5の冷却対象は、光源ランプや他の固体光源であってもよい。
また、冷却装置5の冷却対象は、光源411に限らず、他の構成であってもよい。例えば、冷却装置5は、光変調装置343及び偏光変換素子313等の光学部品を冷却するものでもよく、制御装置や電源装置に設けられた回路素子を冷却するものであってもよい。
In each of the above embodiments, the
Further, the cooling target of the
上記各実施形態では、プロジェクターは、3つの光変調装置343を備えるとした。しかしながら、これに限らず、2つ以下、あるいは、4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも、本開示を適用可能である。
上記各実施形態では、光変調装置343は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置として、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
上記各実施形態では、画像投射装置3は、図2に示すレイアウト及び光学部品を有する構成を例示した。しかしながら、これに限らず、他のレイアウト及び光学部品を有する画像投射装置を採用してもよい。
In each of the above embodiments, the projector includes three
In each of the above embodiments, the
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、ループ型ヒートパイプ51を備える冷却装置5をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、本開示の冷却装置は、プロジェクター以外の装置及び機器に適用可能である他、単体で利用することも可能である。すなわち、本開示の冷却装置の用途は、プロジェクターの構成部品を冷却するものに限定されない。
In each of the above embodiments, an example in which the
[本開示のまとめ]
以下に、本開示のまとめを付記する。
本開示の第1態様に係る冷却装置は、冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる蒸気管と、前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる液管と、を備え、前記蒸発部は、前記液管と接続され、内部に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーを有する筐体と、前記筐体内に設けられ、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を輸送するウィックと、前記ウィックと接続され、前記冷却対象の熱が伝達されるグルーブ部材と、を備え、前記グルーブ部材は、基部と、前記基部から突出して、前記ウィックと接続される複数の凸部と、前記基部、前記複数の凸部及び前記ウィックによって囲まれ、液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路と、を有し、前記ウィックは、前記リザーバーから液相の前記作動流体が供給される第1部分と、前記第1部分から液相の前記作動流体が輸送され、前記基部及び前記複数の凸部と接続される第2部分と、を有し、前記基部は、前記第2部分に対向する位置に複数の凹部を有することを特徴とする。
[Summary of this disclosure]
The following is a summary of the present disclosure.
The cooling device according to the first aspect of the present disclosure includes an evaporating unit that evaporates the working fluid of the liquid phase by heat transferred from the object to be cooled and changes the working fluid of the liquid phase into the working fluid of the gas phase. The condensed part that condenses the working fluid in the gas phase and changes the working fluid in the gas phase into the working fluid in the liquid phase, and the condensed working fluid that changes from the liquid phase to the gas phase in the evaporation part. A steam pipe for flowing to the unit and a liquid pipe for flowing the working fluid changed from the gas phase to the liquid phase in the condensing part to the evaporating part are provided, and the evaporating part is connected to the liquid pipe. A housing having a reservoir for storing the working fluid of the liquid phase that has flowed into the inside, and a wick provided in the housing in which the working fluid of the liquid phase permeates and transports the working fluid of the liquid phase. The groove member comprises a groove member connected to the wick and to which heat to be cooled is transferred, and the groove member includes a base portion, a plurality of convex portions projecting from the base portion and connected to the wick, and the groove member. It has a base, a plurality of protrusions, and a plurality of flow paths through which the working fluid changed from a liquid phase to a gas phase flows, which is surrounded by the wick, and the wick is the operation of the liquid phase from the reservoir. The base has a first portion to which the fluid is supplied and a second portion to which the working fluid of the liquid phase is transported from the first portion and is connected to the base portion and the plurality of convex portions. It is characterized by having a plurality of recesses at positions facing the second portion.
このような構成によれば、冷却対象の熱が伝達されるグルーブ部材の基部は、第1部分によって液相の作動流体が輸送される第2部分と対向する位置に複数の凹部を有する。これにより、基部における液相の作動流体との接触面積、すなわち、グルーブ部材における液相の作動流体の蒸発部位の面積を拡大できる。
ここで、冷却対象から伝達される熱の伝達経路において、基部は、凸部より上流側に位置することになるので、基部の温度は、凸部の温度より高くなる。このため、基部における液相の作動流体との接触面積を拡大できることにより、液相の作動流体の蒸発効率を高めることができる。
また、凹部が、流路の外縁を形成する基部に設けられているので、凹部内にて生じた作動流体の蒸気を、流路に導きやすくすることができる。これにより、液相から気相への作動流体の変化を促進できるので、冷却対象の熱の消費を促進できる。
従って、冷却対象の冷却効率を高めることができる。
According to such a configuration, the base portion of the groove member to which the heat to be cooled is transferred has a plurality of recesses at positions facing the second portion where the working fluid of the liquid phase is transported by the first portion. Thereby, the contact area of the liquid phase with the working fluid at the base, that is, the area of the evaporation portion of the working fluid of the liquid phase in the groove member can be expanded.
Here, in the heat transfer path transferred from the cooling target, the base portion is located on the upstream side of the convex portion, so that the temperature of the base portion is higher than the temperature of the convex portion. Therefore, the contact area of the liquid phase with the working fluid at the base can be expanded, so that the evaporation efficiency of the working fluid of the liquid phase can be improved.
Further, since the recess is provided at the base portion forming the outer edge of the flow path, the vapor of the working fluid generated in the recess can be easily guided to the flow path. As a result, the change of the working fluid from the liquid phase to the gas phase can be promoted, so that the heat consumption of the object to be cooled can be promoted.
Therefore, the cooling efficiency of the object to be cooled can be increased.
上記第1態様では、前記第1部分と前記第2部分とは、互いに別体であることが好ましい。
このような構成によれば、第1部分の構成と第2部分の構成とを異ならせることができ、また、第1部分の材料と第2部分の材料とを異ならせることができる。このため、ウィックの汎用性を高めることができる。
In the first aspect, it is preferable that the first portion and the second portion are separate from each other.
According to such a configuration, the configuration of the first portion and the configuration of the second portion can be made different, and the material of the first portion and the material of the second portion can be made different. Therefore, the versatility of the wick can be increased.
上記第1態様では、前記第2部分の空隙率は、前記第1部分の空隙率よりも大きいことが好ましい。
このような構成によれば、第2部分に液相の作動流体を保持させやすくすることができ、これにより、グルーブ部材に液相の作動流体を速やかに供給できる。この他、作動流体の蒸気を、第2部分を介して流路に排出しやすくすることができる。
また、第1部分の空隙率は、第2部分の空隙率よりも小さい。これによれば、作動流体の蒸気が第2部分をリザーバー側に通過した場合でも、作動流体の蒸気が第1部分をリザーバー側に通過することを抑制できる。従って、リザーバーに作動流体の蒸気が流入して、リザーバー内の圧力が上昇することを抑制できる。
In the first aspect, the porosity of the second portion is preferably larger than the porosity of the first portion.
According to such a configuration, it is possible to easily hold the working fluid of the liquid phase in the second portion, whereby the working fluid of the liquid phase can be quickly supplied to the groove member. In addition, the vapor of the working fluid can be easily discharged to the flow path via the second portion.
Further, the porosity of the first portion is smaller than the porosity of the second portion. According to this, even when the vapor of the working fluid passes through the second portion to the reservoir side, it is possible to prevent the vapor of the working fluid from passing through the first portion to the reservoir side. Therefore, it is possible to prevent the vapor of the working fluid from flowing into the reservoir and the pressure in the reservoir from rising.
上記第1態様では、前記複数の凹部のうち少なくとも1つの凹部は、前記複数の流路に沿って延出する溝部であることが好ましい。
このような構成によれば、凹部にて生じた作動流体の蒸気を流路に導きやすくすることができる。この他、切削加工等によって、基部に凹部を形成しやすくすることができる。
In the first aspect, it is preferable that at least one of the plurality of recesses is a groove extending along the plurality of flow paths.
According to such a configuration, it is possible to easily guide the vapor of the working fluid generated in the recess to the flow path. In addition, it is possible to easily form a recess in the base portion by cutting or the like.
上記第1態様では、前記複数の凹部のうち少なくとも1つの凹部は、底が有る穴部であることが好ましい。
このような構成によれば、蒸発部位の面積をより拡大できる。従って、冷却対象の冷却効率を高めることができる。
In the first aspect, it is preferable that at least one of the plurality of recesses is a hole having a bottom.
According to such a configuration, the area of the evaporation site can be further expanded. Therefore, the cooling efficiency of the object to be cooled can be increased.
上記第1態様では、前記第1部分は、前記リザーバーから前記グルーブ部材に向かう方向に前記第1部分を貫通する複数の貫通孔を有することが好ましい。
このような構成によれば、複数の貫通孔を介してリザーバーに貯留された液相の作動流体を第2部分、ひいては、グルーブ部材に輸送しやすくすることができる。従って、液相の作動流体の輸送効率を高めることができ、ひいては、液相の作動流体の蒸発効率を高めることができる。
In the first aspect, it is preferable that the first portion has a plurality of through holes penetrating the first portion in a direction from the reservoir toward the groove member.
According to such a configuration, the working fluid of the liquid phase stored in the reservoir through the plurality of through holes can be easily transported to the second portion, and thus to the groove member. Therefore, the transport efficiency of the working fluid of the liquid phase can be increased, and the evaporation efficiency of the working fluid of the liquid phase can be increased.
上記第1態様では、前記第2部分は、前記第1部分と接続される本体部と、前記リザーバーから前記グルーブ部材に向かう方向に前記本体部から突出して、前記基部と前記複数の凸部のそれぞれとに接続される複数の接続部と、を有し、前記複数の凹部は、前記基部において、前記リザーバーから前記グルーブ部材に向かう方向において前記複数の接続部と対向する位置に設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、第2部分と基部とを接続しやすくすることができる。これにより、凹部内に液相の作動流体を入り込ませやすくすることができるので、基部にて液相の作動流体を蒸発させやすくすることができる。従って、液相の作動流体の蒸発効率を一層高めることができ、冷却対象である光源の冷却効率を一層高めることができる。
更に、接続部によって輸送される液相の作動流体の一部を凸部に接触させることができる。これにより、接続部に保持されている液相の作動流体を、凸部に伝達された冷却対象の熱によって蒸発させることができる。従って、液相の作動流体の蒸発部位の面積を拡大でき、冷却対象の冷却効率を高めることができる。
In the first aspect, the second portion projects from the main body portion connected to the first portion and the main body portion in a direction from the reservoir toward the groove member, and the base portion and the plurality of convex portions. It has a plurality of connecting portions connected to each of the plurality of connecting portions, and the plurality of recesses are provided at the base portion at positions facing the plurality of connecting portions in a direction from the reservoir to the groove member. Is preferable.
According to such a configuration, it is possible to easily connect the second portion and the base portion. This makes it easier for the working fluid of the liquid phase to enter the recess, so that the working fluid of the liquid phase can be easily evaporated at the base. Therefore, the evaporation efficiency of the working fluid of the liquid phase can be further increased, and the cooling efficiency of the light source to be cooled can be further increased.
Further, a part of the working fluid of the liquid phase transported by the connecting portion can be brought into contact with the convex portion. As a result, the working fluid of the liquid phase held in the connecting portion can be evaporated by the heat of the cooling target transmitted to the convex portion. Therefore, the area of the evaporation portion of the working fluid of the liquid phase can be expanded, and the cooling efficiency of the cooling target can be improved.
本開示の第2態様に係るプロジェクターは、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、上記冷却装置と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、上記した冷却装置と同様の効果を奏することができる。
The projector according to the second aspect of the present disclosure includes a light source that emits light, an optical modulator that modulates the light emitted from the light source, and a projection optical apparatus that projects light modulated by the optical modulator. It is characterized by including the above-mentioned cooling device.
According to such a configuration, the same effect as that of the cooling device described above can be obtained.
上記第2態様では、前記冷却対象は、前記光源であることが好ましい。
このような構成によれば、光源を効率よく冷却できる。
In the second aspect, it is preferable that the cooling target is the light source.
According to such a configuration, the light source can be efficiently cooled.
1…プロジェクター、343(343B,343G,343R)…光変調装置、36…投射光学装置、411…光源(冷却対象)、5…冷却装置、52…蒸気管、53…凝縮部、54…液管、6…蒸発部、61…筐体、61B…底面部、611…第1筐体、612…第2筐体、614…リザーバー、63…ウィック、64…第1ウィック(第1部分)、641…貫通孔、65…第2ウィック(第2部分)、651…本体部、652…挟持部、653,654…接続部、66A,66B,66C…グルーブ部材、661,664,665…基部、6611,6641,6651…凹部、662…凸部、662A,662B,662C…面、663…流路。 1 ... Projector, 343 (343B, 343G, 343R) ... Optical modulator, 36 ... Projection optical device, 411 ... Light source (cooling target), 5 ... Cooling device, 52 ... Steam tube, 53 ... Condensing section, 54 ... Liquid tube , 6 ... Evaporation part, 61 ... Housing, 61B ... Bottom part, 611 ... First housing, 612 ... Second housing, 614 ... Reservoir, 63 ... Wick, 64 ... First wick (first part), 641 ... Through hole, 65 ... 2nd wick (second part), 651 ... Main body, 652 ... Holding part, 653,654 ... Connection part, 66A, 66B, 66C ... Groove member, 661,664,665 ... Base, 6611 , 6641,6651 ... concave, 662 ... convex, 662A, 662B, 662C ... surface, 663 ... flow path.
Claims (9)
気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、
前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部へ流通させる蒸気管と、
前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部へ流通させる液管と、を備え、
前記蒸発部は、
前記液管と接続され、内部に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーを有する筐体と、
前記筐体内に設けられ、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を輸送するウィックと、
前記ウィックと接続され、前記冷却対象の熱が伝達されるグルーブ部材と、を備え、
前記グルーブ部材は、
基部と、
前記基部から突出して、前記ウィックと接続される複数の凸部と、
前記基部、前記複数の凸部及び前記ウィックによって囲まれ、液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路と、を有し、
前記ウィックは、
前記リザーバーから液相の前記作動流体が供給される第1部分と、
前記第1部分から液相の前記作動流体が輸送され、前記基部及び前記複数の凸部と接続される第2部分と、を有し、
前記基部は、前記第2部分に対向する位置に複数の凹部を有することを特徴とする冷却装置。 An evaporating part that evaporates the working fluid of the liquid phase by the heat transferred from the object to be cooled and changes the working fluid of the liquid phase into the working fluid of the gas phase.
A condensing part that condenses the working fluid in the gas phase and changes the working fluid in the gas phase into the working fluid in the liquid phase.
A vapor pipe that circulates the working fluid that has changed from a liquid phase to a gas phase in the evaporation section to the condensing section.
A liquid pipe for circulating the working fluid changed from a gas phase to a liquid phase in the condensing part to the evaporating part is provided.
The evaporation part is
A housing connected to the liquid pipe and having a reservoir for storing the working fluid of the liquid phase that has flowed into the inside.
A wick provided in the housing, in which the working fluid of the liquid phase permeates and transports the working fluid of the liquid phase,
A groove member that is connected to the wick and that transfers heat to be cooled is provided.
The groove member is
At the base,
A plurality of protrusions protruding from the base and connected to the wick,
It has a base, a plurality of protrusions, and a plurality of flow paths in which the working fluid changed from a liquid phase to a gas phase flows, which is surrounded by the wick.
The wick
The first part to which the working fluid of the liquid phase is supplied from the reservoir, and
The working fluid of the liquid phase is transported from the first portion, and has a base portion and a second portion connected to the plurality of convex portions.
The cooling device is characterized in that the base portion has a plurality of recesses at positions facing the second portion.
前記第1部分と前記第2部分とは、互いに別体であることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to claim 1,
A cooling device characterized in that the first portion and the second portion are separate bodies from each other.
前記第2部分の空隙率は、前記第1部分の空隙率よりも大きいことを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to claim 1 or 2.
A cooling device characterized in that the porosity of the second portion is larger than the porosity of the first portion.
前記複数の凹部のうち少なくとも1つの凹部は、前記複数の流路に沿って延出する溝部であることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 3.
A cooling device, wherein at least one of the plurality of recesses is a groove extending along the plurality of flow paths.
前記複数の凹部のうち少なくとも1つの凹部は、底が有る穴部であることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 3.
A cooling device, wherein at least one of the plurality of recesses is a hole having a bottom.
前記第1部分は、前記リザーバーから前記グルーブ部材に向かう方向に前記第1部分を貫通する複数の貫通孔を有することを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 5.
The cooling device is characterized in that the first portion has a plurality of through holes penetrating the first portion in a direction from the reservoir toward the groove member.
前記第2部分は、
前記第1部分と接続される本体部と、
前記リザーバーから前記グルーブ部材に向かう方向に前記本体部から突出して、前記基部と前記複数の凸部のそれぞれとに接続される複数の接続部と、を有し、
前記複数の凹部は、前記基部において、前記リザーバーから前記グルーブ部材に向かう方向において前記複数の接続部と対向する位置に設けられていることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 6.
The second part is
The main body connected to the first part and
It has a plurality of connecting portions that protrude from the main body portion in a direction from the reservoir toward the groove member and are connected to the base portion and each of the plurality of convex portions.
The cooling device is characterized in that the plurality of recesses are provided at a position facing the plurality of connecting portions in the direction from the reservoir toward the groove member at the base portion.
前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の冷却装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。 A light source that emits light and
An optical modulator that modulates the light emitted from the light source,
A projection optical device that projects light modulated by the light modulator,
A projector comprising the cooling device according to any one of claims 1 to 7.
前記冷却対象は、前記光源であることを特徴とするプロジェクター。 In the projector according to claim 8,
The projector to be cooled is the light source.
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