JP2024039756A - プロジェクター及び給湯システム - Google Patents
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Abstract
【課題】排熱の活用率が高いプロジェクターを実現する。【解決手段】本発明のプロジェクターは、第1面を有する筐体と、第1面側に配置され、筐体の内部に面する第2面と、第2面の反対側の第3面を有し、第1面をなす受熱プレートと、第2面に熱的に接続される熱源と、を備える。第3面は、給湯システムの熱交換器に熱的に接続され、熱源の熱を受熱した受熱プレートの熱を熱交換器に伝達する。【選択図】図2
Description
本発明は、プロジェクター及び給湯システムに関する。
プロジェクターは光源や表示素子のように発熱量の大きい部品を備えるため、一般に製品の投入電力に対する投射光への変換効率は10%以下であり、投入電力の大半が熱に変換される。発生した熱はプロジェクターの筐体内に配置された冷却ファンによって筐体外へ排熱されるため、プロジェクターにおけるエネルギー損失が大きい。
例えば、特許文献1には、プロジェクターにおいて光源等の発熱部品から発生する熱を電力に変換し、生成された電力を蓄電池に蓄電する技術が開示されている。具体的には、特許文献1のプロジェクターでは、発熱部品からの熱がペルチェ素子のようにゼーベック効果に基づく熱電素子を用いて電力に変換される。
上述の特許文献1に開示されているプロジェクターでは、熱電素子によって熱を電気に変換する際のエネルギー効率が低い。また、特許文献1に開示されているプロジェクターでは、熱電素子を駆動する電力を必要とするため、排熱が十分に活かされず、依然としてエネルギー損失が大きい。したがって、排熱の活用率が高いプロジェクター及び当該プロジェクターを備える給湯システムが求められていた。
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、第1面を有する筐体と、第1面側に配置され、筐体の内部に面する第2面と、第2面の反対側の第3面を有し、第1面をなす受熱プレートと、第2面に熱的に接続される熱源と、を備える。第3面は、給湯システムの熱交換器に熱的に接続され、熱源の熱を受熱した受熱プレートの熱を熱交換器に伝達する。
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、第1面を有する筐体と、第1面側に配置され、筐体の内部に面する第2面と、第2面の反対側の第3面とを有する受熱プレートと、第2面に熱的に接続される熱源と、第3面に熱的に接続され、給湯システムの媒体液の流路に連通する給液口と排液口とを有し、熱源の熱を受熱した受熱プレートの熱を給湯システムの媒体液に伝達する熱交換器と、を備える。
以下、本発明の実施形態について、図1から図16を用いて説明する。なお、以下で参照する各図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を変えている場合がある。
[第1実施形態]
先ず、本発明の第1実施形態のプロジェクター及び給湯システムについて説明する。
先ず、本発明の第1実施形態のプロジェクター及び給湯システムについて説明する。
(給湯システム)
図1は、本発明の第1実施形態の給湯システム101の構成を示すブロック図である。図1に示す給湯システム101は、プロジェクター201と、熱交換器である液冷ジャケット301と、貯留タンク401と、熱源501と、を備える。プロジェクター201は、不図示の外部画像生成装置から入力された画像情報に基づいて、不図示のスクリーンや壁面に画像を投射する。
図1は、本発明の第1実施形態の給湯システム101の構成を示すブロック図である。図1に示す給湯システム101は、プロジェクター201と、熱交換器である液冷ジャケット301と、貯留タンク401と、熱源501と、を備える。プロジェクター201は、不図示の外部画像生成装置から入力された画像情報に基づいて、不図示のスクリーンや壁面に画像を投射する。
液冷ジャケット301は、プロジェクター201に接続されている。具体的には、液冷ジャケット301は、概ね直方体状に形成されたプロジェクター201の上面に配置されている。プロジェクター201の構成、液冷ジャケット301の構成、及びプロジェクター201に対する液冷ジャケット301の装着形態については、後に説明する。液冷ジャケット301の加温能力は、後述する中空を流通する水量によって決まる。そのため、液冷ジャケット301に供給される水量は適宜調節されている。
第1実施形態では、液冷ジャケット301は、プロジェクター201に付属しない構成として位置付けられ、給湯システム101に付属する構成であり、例えば給湯システム101が備え付けられた不図示の建物等に属する。つまり、プロジェクター201は、給湯システム101が備え付けられた建物等の液冷ジャケット301に取り付けられている。
貯留タンク401には、所定量の不図示の媒体液として水が貯められている。貯留タンク401には、内部に溜められている水の温度を検知可能な温度センサ405が設けられている。不図示の給水装置から供給された水は、液冷ジャケット301を通り、後述するようにプロジェクター201からの排熱のエネルギーを受け取り、温められる。液冷ジャケット301によって加温された水は、貯留タンク401に供給及び貯留される。
熱源501は、貯留タンク401に貯留されている水に電気又はガスのエネルギーを供給することによって当該水を加温する。熱源501としては、例えばヒートポンプやバーナー等が挙げられる。なお、熱源501は、前述のように貯留タンク401に貯留されている水を適宜加温可能な熱源であればよく、公知の給湯用の熱源を含む。
熱源501は、貯留タンク401の温度センサ405に接続されている。熱源501は、温度センサ405から貯留タンク401に貯留されている水の温度の情報を取得し、取得した実際の水温と給湯時の水温との温度差を算出し、算出した温度差に応じたエネルギーを貯留タンク401に貯留されている水に供給する。このことによって、貯留タンク401の内部の水が所望の給湯時の水温に温められる。その後、貯留タンク401から所望の温度の水が不図示のキッチンや浴室、洗面所等に供給される。
(プロジェクター)
図2は、プロジェクター201及び液冷ジャケット301の平面図である。図3は、図2に示すC1-C1線で矢視した場合のプロジェクター201の断面図である。図2及び図3に示すように、プロジェクター201は、少なくとも筐体30と、熱源である発熱部品50と、を備える。但し、図2及び図3では、発熱部品50が省略又は簡略化されている。
図2は、プロジェクター201及び液冷ジャケット301の平面図である。図3は、図2に示すC1-C1線で矢視した場合のプロジェクター201の断面図である。図2及び図3に示すように、プロジェクター201は、少なくとも筐体30と、熱源である発熱部品50と、を備える。但し、図2及び図3では、発熱部品50が省略又は簡略化されている。
筐体30は、外装体10と、受熱プレート20によって構成されている。筐体30は、例えば直方体状に形成され、第1面と定義する上面31と、底面32と、高さ方向で上面31と底面32とを接続する側面34と、を有する。
外装体10は、底壁部11と、側壁部12と、を備える。底壁部11は、平面視で矩形状を有する。但し、底壁部11の角部は湾曲している。側壁部12は、側壁部12A~12Dを有し、底壁部11の周縁に連結し、当該周縁から上方に延在している。外装体10には、側壁部12の上端部に囲まれた開口18が形成されている。外装体10の材質は、例えば合成樹脂である。
受熱プレート20は、側壁部12の上端部に嵌められ、開口18を塞ぎ、ビス225によって上方から側壁部12に固定されている。受熱プレート20は、平面視で矩形状を有する。受熱プレート20の角部は、平面視において外装体10の底壁部11の角部よりも外側に張り出している。側壁部12には、ビス225の軸部の少なくとも先端部が挿入される挿入穴が形成されている。受熱プレート20には、ビス225の頭部が挿入され且つビス225の軸部が貫通される貫通孔が形成されている。ビス225の軸部は、受熱プレート20の貫通孔を貫通し、外装体10の側壁部12の挿入穴に挿入され、少なくとも側壁部12に螺合され、好ましくは受熱プレート20にも螺合される。貫通孔及び挿入穴の平面視での位置及び数は、特に限定されず、受熱プレート20が外装体10に対して良好に固定されるように適宜設定されている。例えば、挿入穴は、側壁部12A~12Dの各々の平面視の両端部及び中央部に形成されている。貫通孔は、平面視で挿入穴と重なる位置に形成されている。ビス225の材質は、例えばステンレスである。
受熱プレート20は、適度な熱伝導性と剛性とを有し、第1実施形態では金属プレートである。受熱プレート20の材質は、少なくとも熱伝導性を有し、例えばアルミニウムや銅である。受熱プレート20は、プレート全体に熱を拡散して熱損失を抑える点及びプレート状に形成し易い点からベイパーチャンバーであることが好ましい。なお、受熱プレート20は、例えばヒートパイプ(heat pipe;HP)やベイパーチャンバー(vapor chamber;VC)等の熱拡散部材であってもよい。ヒートパイプやベイパーチャンバーは、銅やアルミニウム等の金属材料、或いは絶縁性を有する高熱伝導エポキシ樹脂等から構成されている。受熱プレート20は、グラファイト等の高熱伝導有機材を備えた複合プレートであってもよい。
受熱プレート20が開口18に配置されることによって、筐体30の内部に内部空間60が形成されている。受熱プレート20は、内部空間60に面する第2面である板面21と、板面21とは反対側の第3面である板面22と、側面と、を有する。受熱プレート20の板面22は、筐体30の上面31を構成する。外装体10の底壁部11の外壁面は、筐体30の底面32を構成する。外装体10の側壁部12の外壁面は、筐体30の側面34を構成する。
内部空間60には、外部画像生成装置から入力された画像情報に基づいてスクリーンや壁面に投射する画像を形成するための不図示の電源装置、光源装置、色分離光学系、光変調装置、色合成光学系、リレー光学系、投射光学系、実装基板及び冷却装置が配置されている。実装基板は、例えば電源装置、光源装置や光変調装置を駆動するための電子部品や集積回路が搭載されたプリント基板である。光変調装置は、例えば透過型又は反射型の液晶パネル、或いはDMD(Digital Micromirror Device)、液晶パネルに用いられる偏光板等を有し、入射する色光に対応して投射する画像を形成可能に構成されている。冷却装置は、例えばファン、ヒートシンク、熱源とヒートシンクとに接続されるヒートパイプ等である。
発熱部品50は、受熱プレート20において内部空間60に面する板面21と熱的に接続されている。なお、本明細書で熱的に接続されるとは、2つの部材間又は構成間で熱が移動可能な状態で、2つの部材同士又は構成同士が直接、又は任意の熱伝達部材を介して互いに接続されていることを意味する。受熱プレート20は、ベースプレートの役割を担っている。発熱部品50は、プロジェクター201の作動時に熱を発する熱源になる部品を全て含み、例えば電源装置、光源装置、光源装置の照明光を画像光に変換する光変調素子である光変調装置、画像光を投射する投射光学装置である投射光学系、電源装置と光源装置と光変調装置の少なくとも何れかを制御する回路基板である実装基板で構成されている。プロジェクター201の作動時の電源装置、光源装置、光変調装置や実装基板の各々からの熱量は、透過型の色分離光学系、色合成光学系、リレー光学系、投射光学系の各々よりは極めて大きい。
プロジェクター201では、電源装置、光源装置、光変調装置、投射光学系、実装基板の少なくとも1つと受熱プレート20とが熱的に接続されている。このことによって、熱源となる電源装置、光源装置、光変調装置、投射光学系の少なくとも1つの排熱を給湯システムの媒体液の加温に活用することができる。
液冷ジャケット301は、平面視で矩形状を有し、受熱プレート20と略同等の形状及び大きさを有する。したがって、液冷ジャケット301の角部は、平面視において受熱プレート20の角部と同様に外装体10の底壁部11の角部よりも外側に張り出している。
図2から図5に示すように、液冷ジャケット301は、ビス220によって受熱プレート20に厚み方向で下方から固定されている。具体的には、図2に示すように、液冷ジャケット301は、例えば平面視で4つのビス220によって受熱プレート20に固定されている。4つのビス220は、平面視において液冷ジャケット301及び受熱プレート20の4つの角部に配置され、外装体10の底壁部11よりも外側の領域に配置されている。4つのビス220の平面視での各中心は、底壁部11の平面視の中心CPを中心とする円周ARC上に配置される。
液冷ジャケット301の四隅の角部には、ビス220の軸部が挿入される挿入穴252が形成されている。挿入穴252の平面視の大きさ及び形状は、ビス220の軸部の平面視の大きさ及び形状と同様である。挿入穴252の平面視の大きさは、ビス220の頭部の平面視の大きさよりも小さい。ビス220の軸部が挿入穴252に挿入されると、液冷ジャケット301は、ビス220の軸部に対して移動不能である。
受熱プレート20の四隅の角部には、ビス220の軸部が貫通する貫通孔250が形成されている。貫通孔250は、液冷ジャケット301に形成された貫通孔と平面視で重なり、円周ARCに沿って所定の長さを有する。貫通孔250の円周ARCに沿った方向の幅は、ビス220の軸部の平面視での大きさよりも大きく、ビス220の頭部の平面視の大きさよりも小さい。貫通孔250の内周面には、絶縁性の樹脂スペーサーが配置されている。このことによって、金属製のビス220を介した受熱プレート20と液冷ジャケット301との導通が防止される。
ビス220の軸部が貫通孔250を貫通し、挿入穴252に挿入され、液冷ジャケット301に螺合した状態では、受熱プレート20及び受熱プレート20に固定された外装体10は、ビス220の軸部及び液冷ジャケット301に対して移動可能であり、中心CPを基準として受熱プレート20に形成された貫通孔の円周ARCに沿った方向の長さの分だけ回転可能である。
上述の構成において、4つのビス220を液冷ジャケット301から脱落しない程度に緩めると、受熱プレート20及び受熱プレート20に物理的に接続されているプロジェクター201の各構成が液冷ジャケット301に対して中心CPを中心として相対的に回転可能な状態になる。この状態によって、プロジェクター201の投射光学系77から射出される投射光の進行方向を調整することができる。挿入穴252の円周ARCに沿った長さは、液冷ジャケット301に対する受熱プレート20の円周ARCに沿った方向での回転許容量、すなわちプロジェクター202からの投射光の進行方向の調整許容量に合わせて設定される。
図4は、液冷ジャケット301の斜視図である。図4に示すように、液冷ジャケット301は、水冷式ヒートシンクであるコールドプレートであり、本体302と、給液管311と、排液管312と、複数のフィン305と、を有する。液冷ジャケット301の本体302の素材は、熱伝導性の高い金属材料や、絶縁性の高い熱伝導材料であることが好ましく、例えば高熱伝導エポキシ樹脂である。本体302は、第1部材302Aと、第2部材302Bと、を有する。
第1部材302Aは、本体302の底壁を構成し、平板状に形成されている。第2部材302Bは、液冷ジャケット301と同等の高さを有する側壁部と、平面視で第1部材302Aと相当の形状及び大きさを有する上壁部によって構成されている。第2部材302Bが上方から第1部材302Aに密着しており、本体302の内部空間310が形成されている。第2部材302Bの上壁部には、給液管311と、排液管312が配置されている。
給液管311は、第2部材302Bの略矩形状に形成されている上壁部の平面視で内部空間310の対角線上にある2つの角部のうちの一方の角部の外壁面から上方に突出している。給液管311は、給湯システム101の給水装置の管路に接続される給液口313を有する。排液管312は、第2部材302Bの上壁部の平面視で対角線上にある2つの角部のうちの他方の角部の外壁面から上方に突出している。排液管312は、給湯システム101の貯留タンク401に連通する管路に接続される排液口314を有する。
図5は、図4に示すC2-C2線で矢視した液冷ジャケット301の断面図である。図5に示すように、複数のフィン305は、平面視で内部空間310よりも内側の流路形成空間315に配置されている。各々のフィン305は、板状に形成されている。フィン305の板面は、第1部材302Aの内壁面及び第2部材302Bの上壁部の内壁面と直交している。複数のフィン305は、第1部材302Aの内壁面及び第2部材302Bの上壁部の内壁面に平行な一方向において所定の間隔をあけて配置されている。内部空間310は、前述の一方向で複数のフィン305によって複数の流路に区画されている。
受熱プレート20及び液冷ジャケット301は、ともに給湯システム101の回路等のグランド(GND)と接続されている、或いは接地(アース)されていることが好ましく、帯電防止構造であることが好ましい。図3に示すように、受熱プレート20の板面22と液冷ジャケット301の第1部材302Aにおいて板面22に向き合う面との間に、絶縁性の熱伝導シート350が介在している。熱伝導シート350が設けられることによって、受熱プレート20と液冷ジャケット301との導通が防止される。
なお、給液管311及び排液管312は、平面視で内部空間310の範囲内及び流路形成空間315の範囲外に配置されている。図2を参照するとわかるように、受熱プレート20及び液冷ジャケット301が外装体10に固定された状態では、ビス220の軸部は、上方から、液冷ジャケット301の平面視で内部空間310の範囲外の第2部材302B、同範囲外の第1部材302Aを順次貫通している。
図6は、プロジェクター201の上部の断面図である。なお、図6及び次に説明する図7では、液冷ジャケット301の複数のフィン305は省略されている。図6に示すように、投射光学系77や実装基板73等の発熱部品50によって内部空間60で発生した熱Hは、受熱面である板面21の全体から受熱プレート20に受熱され、放熱面である板面22の全体から液冷ジャケット301に伝わる。受熱プレート20からの熱Hは、液冷ジャケット301の本体302のみならず複数のフィン305に伝達される。給液管311から流路形成空間315に供給された水Wはフィン305間の複数の流路を通り、水Wに接する第1部材302Aの内壁面及び複数のフィン305の両板面から熱Hが水Wに伝わる。したがって、流路に面する複数のフィン305の板面の面積が大きい程、水Wへの熱伝達効率が高く、水温が高まる。そのため、複数のフィン305の数及び各々のフィン305の板面の面積は、液冷ジャケット301に給水される水Wの温度と給湯時の水温との差等に応じて適宜設定されている。熱Hを受熱した水Wは、排液管312から排出される。
なお、受熱プレート20の板面22と液冷ジャケット301の第2部材302Bの底壁面との間に、不図示の熱伝導シートやグリスが介在していることが好ましい。このことによって、受熱プレート20の板面22と液冷ジャケット301の第2部材302Bの底壁面との僅かな隙間による熱伝達効率の低下を抑えることができる。
図7は、プロジェクター201の上部の拡大断面図である。発熱部品50は、受熱プレート20の第1部材25Aの外壁面すなわち受熱プレート20の板面21に直接固定され、板面21に面接触していることが好ましい。発熱部品50の受熱プレート20側の表面、すなわち発熱部品50における受熱プレート20への接触面と板面21との間に隙間が生じる虞がある場合、受熱プレート20への接触面と板面21との間に熱伝達部材としてグリスを介在させることが好ましい。
プロジェクター201では、発熱部品50と受熱プレート20との熱伝達部材がグリス、熱伝導シート、ヒートシンク、ヒートパイプ、ベイパーチャンバーの何れかで構成されることが好ましい。このことによって、発熱部品50の形状や大きさ、内部空間60における発熱部品50の配置に合わせた形態によって受熱プレート20に熱を効率良く伝達することができる。
しかしながら、内部空間60での制約、或いは他の部品との相対配置によって、発熱部品50を板面21に面接触させることが難しい場合がある。図7に示すように、例えば、内部空間60には、筐体75が配置されている。筐体75は、光源装置170の筐体でもあり、光学部材等の内蔵物を支持する支持部材である。筐体75は、受熱プレート20の板面21とは熱的に直接接続されていない、或いは板面21への熱伝達効率が低い。
筐体75には、光源装置170が収容されている。光源装置170は、例えばレーザー発光素子である固体光源71と、拡散光学素子72Eと、波長変換素子である蛍光体と、射出光学レンズ系と、偏光分離兼色合成素子と、を有する。偏光分離離兼色合成素子は、固体光源71から出射された青色光を、偏光成分に応じて拡散光学素子と蛍光体に入射させる。そして、偏光分離兼色合成素子で、拡散光学素子72Eから出射された光と蛍光体で蛍光に波長変換された光とを合成し、射出光学レンズ系に入射させる。なお、拡散光学素子72Eと波長変換素子である蛍光体とを入れ替えた配置にすることもできる。また、偏光分離兼色合成素子の代わりに、反射特性分離兼色合成素子を用いることができる。
光源装置170では、発熱部品50として、固体光源71、拡散光学素子72E、蛍光体が主に挙げられる。筐体75の内部空間も、熱源である発熱部品50によって温度が上昇する。
固体光源71は、熱伝導率が高い受熱板でもあるベース171に固定される。拡散光学素子72Eは、熱伝導率が高い受熱板でもあるベース75Eに固定されている。ベース75Eは、筐体75の開口した端部を塞ぐ熱伝導率が高い支持板172に固定されている。ベース171の固体光源71が実装された面と反対側の面に、ヒートパイプ81が接続されている。また、拡散光学素子72Eのベース75Eが固定される支持板172に、ヒートパイプ82が接続されている。さらに、筐体75の外側面に、熱伝達部材76が固定されてもよい。熱伝達部材76には、熱伝導シートが挙げられる。熱伝導シートは、例えばグラファイト、グラフェンのような高熱伝導有機材のシートと金属シートとの接合シートであることが好ましい。また、蛍光体に対しても、拡散光学素子72Eと同様に、ベースを介してヒートパイプに接続されるのが好ましい。
ヒートパイプ81は、受熱部81Aと、接続部81Bと、放熱部81Cと、を備える。ヒートパイプ81の受熱部81Aは、光源装置において受熱プレート20の板面21に略直交する表面に面接触している。具体的には、ヒートパイプ81の受熱部81Aは、固体光源71のベース171の裏面に接触している。ヒートパイプ81の放熱部81Cは、受熱プレート20の板面21に面接触している。ヒートパイプ81の接続部81Bは、受熱部81Aと放熱部81Cとを連結し、内部空間60で略90°で湾曲している。
ヒートパイプ82は、受熱部82Aと、接続部82Bと、放熱部82Cと、を備える。ヒートパイプ82の受熱部82Aは、光源装置170において受熱プレート20の板面21に略直交する表面に面接触している。具体的には、ヒートパイプ82の受熱部82Aは、拡散光学素子72Eのベース75Eが固定される支持板172に接触している。ヒートパイプ82の放熱部82Cは、受熱プレート20の板面21に面接触している。ヒートパイプ82の接続部82Bは、受熱部82Aと放熱部82Cとを連結し、内部空間60で略90°で湾曲している。
筐体75を介して光源装置170の発熱部品50からの熱や筐体75の内部空間からの熱を受熱プレート20により高い熱伝達効率で吸熱させるために、熱伝達部材76が配置されてもよい。熱伝達部材76は、少なくとも第1面76aと、第2面76bと、を有し、例えば直方体状に形成されている。熱伝達部材76の第1面76aは、筐体75の側面と面接触している。熱伝達部材76の第2面76bは、受熱プレート20の板面21に面接触している。熱伝達部材76の素材は、例えばアルミニウムである。
なお、受熱プレート20と発熱部品50とを熱的に接続するために、上述のヒートパイプ81,82や熱伝達部材76に替えて、ベイパーチャンバーが用いられてもよい。ヒートパイプ81の受熱部81A、ヒートパイプ82の受熱部82A、熱伝達部材76の第1面76aやベイパーチャンバーの受熱部は、発熱部品50の任意の表面、底面、側面の少なくとも何れかと面接触していることが好ましい。受熱部81A,82A、第1面76aやベイパーチャンバーの受熱部が接する面は、発熱部品50の特定の面に限定されず、適宜決めることができる。
上述のように、発熱部品50と受熱プレート20とを直接接触させることができない形態において、熱伝達部材としてのヒートパイプ81,82を用いて発熱部品50の熱を受熱プレート20に伝達することができる。なお、図7に例示されているように、受熱プレート20の板面22と液冷ジャケット301において板面22に対向する外壁面との間に熱伝導シート350が介在していてもよい。
また、熱伝達部材には、第1熱伝達部材であるヒートパイプ81、第2熱伝達部材であるヒートパイプ82、熱伝達部材76が含まれる。ヒートパイプ81,82及び熱伝達部材76は、発熱部品50である固体光源71、拡散光学素子72E、蛍光体の位置に合わせて、筐体75の互いに異なる位置で互いに熱的に接続されている。プロジェクター201では、光源装置170の筐体75の互いに異なる側面、すなわち複数の場所からヒートパイプ81,82及び熱伝達部材76を介して、受熱プレート20に熱を伝達するので、光源装置170の冷却とともに液冷ジャケット301への伝熱を促進することができる。
また、発熱部品50のうち、光源装置170や光変調装置を駆動する実装基板或いは実装基板の近傍に配置される装置や光学系に対して、導通の点からヒートポンプや熱伝達部材、ベイパーチャンバーを直接接続することは難しい。そこで、実装基板からの熱は、内部空間60で流通させる空気によって受熱プレート20に伝達することができる。
図8は、プロジェクター201、受熱プレート20及び液冷ジャケット301を下方から見た拡大斜視図である。図8に示すように、投射光学系77と受熱プレート20とを熱的に接続するために、投射光学系77とその上方の受熱プレート20との間の内部空間60に、ヒートシンク230が配置されている。
ヒートシンク230は、複数のフィン232によって構成されている。各々のフィン232は、板状に形成されている。フィン232の板面は、投射光学系77の不図示の光軸に直交している。複数のフィン232は、投射光学系77の光軸と平行な方向において所定の間隔をあけて配置されている。フィン232の上端は、受熱プレート20の第1部材25Aの底壁部と互いに一体として連結されている。フィン232の材質は、受熱プレート20の本体25の材質と同一である。フィン232の下端と投射光学系77の筐体との間には、適度な隙間が形成されている。なお、フィンの形状は、例えば、凸状でもよく、板状に限定されない。
投射光学系77及びヒートシンク230と外装体10の側壁部12との間の内部空間60に、ファン235が配置されている。ファン235は、例えばシロッコファンであるが、特定の種類のファンに限定されない。ファン235と隣り合う側壁部12には、不図示の通風孔が形成されている。ファン235が稼働することによって、内部空間60の空気が流動し、投射光学系77及びヒートシンク230に当てられる。フィン232の板面の向きは、投射光学系77の不図示の光軸に直交するとしたが、ファン235の気流の流れる方向により、適宜変更されてもよい。
ファン235からの通風を介して、投射光学系77からの熱が複数のフィン232によって受熱され、受熱プレート20に伝達される。すなわち、ヒートシンク230には投射光学系77の熱が間接的に伝わり、内部空間60で温まった空気とともに、投射光学系77が空冷で冷却される。すなわち、受熱プレート20の第2面である板面21にフィン232を設けることによって、内部空間60における内気すなわち気流の冷却効果が向上する。なお、投射光学系77とヒートシンク230が直接、接続されていてもよい。
上述のように、受熱プレート20と発熱部品50との熱的な接続の形態は、互いに直接接続する形態の他に、グリス、熱伝導シート、ベイパーチャンバー、ヒートパイプ、ヒートシンク等の熱伝達部材を介して接続される形態を含む。
図9は、プロジェクター201の内部構造を説明するための平面図である。図9に示すように、プロジェクター201における内部空間60の温度は、内部空間60の任意の位置に配置された複数の発熱部品50からの熱によって上昇する。内部空間60に伝わった熱を受熱プレート20に伝達し易くするためには、プロジェクター201の内部の空気すなわち内気を内部空間60で循環させることが好ましい。
プロジェクター201では、筐体30は外装体10及び受熱プレート20によって密閉され、内部空間60は密閉空間であるため、ファン235から内気を例えば光変調装置78、光源装置170、電源装置79、投射光学系77を順次通るように供給し、ファン235に戻し、これらの装置及び光学系間を循環させる。また、プロジェクター201では、内部空間60の内気である気流は発熱部品50で温まるが、内部空間60の熱が受熱プレート20で吸熱されるので、筐体30の内部空間60の温度が一定の温度に抑えられる。
具体的には、ファン235から吹き出された内気I1の上流側の温度は相対的に低く、内気I1の下流側の温度は光変調装置78からの熱によって上昇し、相対的に高い。図7を参照して説明したように、光源装置170の熱の少なくとも一部は、例えばヒートパイプ81,82や熱伝達部材76によって受熱プレート20に伝達される。そのため、光源装置170を通った後の不図示の内気の温度はヒートパイプ81,82や熱伝達部材76によって吸熱しきれなかった量に応じて変化し、例えば光源装置170を通る前の内気の温度よりもやや低くなる。
すなわち、プロジェクター201では、ファン235は、筐体30の内部空間60に、投射光学系77をはじめとする発熱部品50に向けて内気I1~I3を含む内気を生成する。ファン235から送出された内気は、発熱部品50を介して、受熱プレート20の板面21に沿って筐体30の内部空間60を循環する。ファン235を用いて、受熱プレート20に沿って内気を循環させることによって、発熱部品50で温まる内気の熱を受熱プレート20で受熱し、内気を冷却することができる。
光源装置170を通った後の内気I2は、電源装置79を通る。内気I2の下流側の温度は、電源装置79からの熱によって再び上昇し、相対的に高い。電源装置79を通った後の内気I3は、投射光学系77を通る。図8を参照して説明したように、光源装置170の熱の大部分は、例えばヒートシンク230によって受熱プレート20に伝達される。そのため、投射光学系77を通った後の不図示の内気の温度は低下し、例えばファン235から排出された直後の内気の温度と同程度の温度になる。図9では省略されているが、ヒートシンク230の複数のフィン232は平面視で内気I3が流れる方向に沿って延在しているため、内部空間60を循環する内気が複数のフィン232によって妨げられ難く、空冷の効率低下が抑えられる。
受熱プレート20は、筐体30の上面31すなわち天面に向けて配置されている。内部空間60で温められた空気は、自然に上昇し、受熱プレート20の板面21に向かって移動し、板面21に当たるので、受熱プレート20は効率良く吸熱することができる。なお、図9には1つのファン235のみを例示しているが、ファン235の数は特定の数に限定されず、発熱部品50の大きさや数、内部空間60での配置を考慮して適宜設定されればよい。
内部空間60からの排熱は、受熱プレート20で吸熱される。そのため、内部空間60が密閉されていても、発熱部品50を冷却することができる。また、内部空間60が密閉されていることによって、ファン235や各装置から発生した音が筐体30の外部に漏れ難く、プロジェクター201での騒音の発生を防止することができる。さらに、内部空間60が密閉されていることによって、プロジェクター201の内部空間に収容された各装置の防塵効果を高めることができる。
図10は、従来のプロジェクター601の平面図であり、第1実施形態のプロジェクター201との比較参照のために示す。図10に示すように、プロジェクター601では、内部空間60から速やかに排熱するために、光源装置170や電源装置79の近くの外装体10に排気孔612が形成されている。プロジェクター601では、吸気孔611は、吸気孔611から内部空間60に吸い込まれた空気すなわち内気が内部空間60を横断するように、外装体10の排気孔612に応じた位置に形成されている。
従来のプロジェクター601では、2つの吸気孔611Aから内部空間60に吸い込まれた空気は、ファン235Aから吹き出された内気とともに光変調装置78を通る。光変調装置78を通った後の内気の温度は、光変調装置78の熱によって相対的に上昇する。光変調装置78を通った後の内気は、排気孔612からプロジェクター601の外部に排出される。吸気孔611Bから内部空間60に吸い込まれた空気は、電源装置79を通る。電源装置79を通った後の内気の温度は、電源装置79の熱によって相対的に上昇する。電源装置79を通った後の内気は、電源装置79に近い方の排気孔612からプロジェクター601の外部に排出される。吸気孔611Cから内部空間60に吸い込まれた空気は、光源装置170を通る。光源装置170を通った後の内気の温度は、光源装置170の熱によって相対的に上昇する。光源装置170を通った後の内気は、光源装置170に近い方の排気孔612からプロジェクター601の外部に排出される。結果として、プロジェクター601では、発熱部品50から内部空間60に放出された熱は、結局、排気孔612からプロジェクター601の外部に排出され、エネルギーとして活用されない。
図11は、プロジェクター201の内部構造の変形例を説明するための平面図である。第1実施形態のプロジェクター201では、内部空間60に整流板90が配置されていてもよい。整流板90は、内気を整流するとともに、発熱部品50から内部空間60に放出された熱を受熱し、受熱プレート20に伝達してもよい。整流板90の上端は、受熱プレート20の第1部材25Aに互いに一体に接続されていてもよい。整流板90は、例えば平面視で湾曲している金属プレートやベイパーチャンバーである。すなわち、整流板90は、受熱プレート20と熱的に接続されていてもよい。
前述のように、ヒートシンク230の複数のフィン232が平面視で内気I3が流れる方向に沿って延在している場合、複数のフィン232も整流板90の役割を担っている。フィン232が内部空間60に収容されている装置や部材に干渉しない範囲で、受熱プレート20の第1部材25Aから内部空間60に突出する複数のヒートシンクが配置されてもよい。各々のヒートシンクは、内気が流れる方向に沿った板面を有する複数のフィン232を備える。
以上説明した第1実施形態のプロジェクター201は、少なくとも筐体30と、受熱プレート20と、熱源である発熱部品50と、を備える。筐体30は、第1面である上面31を有する。受熱プレート20は、筐体30における上面31側に配置され、上面31を構成する。受熱プレート20は、外装体10と協働して構成する筐体30内部の内部空間60に面する第2面である板面21と、板面21の反対側の第3面である板面22と、を有する。受熱プレート20の板面22は、筐体30の上面31をなす。熱源である発熱部品50は、受熱プレート20の板面21に熱的に接続されている。受熱プレート20の板面22は、給湯システム101の熱交換器である液冷ジャケット301に熱的に接続され、発熱部品50の熱を受熱した受熱プレート20の熱を液冷ジャケット301に伝達する。
第1実施形態のプロジェクター201によれば、発熱部品50で発生した熱は、板面21から受熱プレート20に受熱される。受熱プレート20が受熱した熱は、液冷ジャケット301に伝達され、液冷ジャケット301に供給される媒体液である水と熱交換し、水を温める。このような発熱部品50と受熱プレート20、液冷ジャケット301及び液冷ジャケット301に供給される水との熱交換によって、発熱部品50を冷却し、発熱部品50からの排熱を給湯システム101の給湯に有効に活用できる。従来のプロジェクターのように発熱部品からの熱をペルチェ素子のような熱電素子に供給して熱を電力に変換する場合では、熱変換効率は一般に5%~10%程度であり、熱電素子を駆動する電力も別途必要とされる。一方で、第1実施形態のプロジェクター201によれば、熱変換効率を少なくとも熱電素子を用いる場合に比べて向上させて例えば20%以上に高めることができ、受熱プレート20や液冷ジャケット301を駆動する電力も必要としない。したがって、排熱の活用率が高いプロジェクター201を実現することができる。
第1実施形態の給湯システム101は、上述のプロジェクター201と、受熱プレート20から給液された液に熱を伝達させる熱交換器である液冷ジャケット301と、液冷ジャケット301で加温された液を貯留する貯留タンク401と、を備える。給湯システム101は、貯留タンク401に貯留された媒体液である液、すなわち水を給湯する。
第1実施形態の給湯システム101によれば、高い熱伝達効率を有するプロジェクター201の排熱を用いて給湯することができる。すなわち、第1実施形態によれば、排熱の活用率が高いプロジェクターを備えた給湯システム101を実現することができる。
[変形例]
図12は、プロジェクター201の変形例であるプロジェクター202の図2に示すC1-C1線で矢視した場合に対応する断面図である。図12に示すように、本変形例の受熱プレート20は、ベイパーチャンバーで構成されてもよい。その場合、受熱プレート20は、本体25を備える。本体25は、厚み方向の第1部材25Aと、第2部材25Bと、を備え、例えばアルミニウム等の金属製で構成されている。第1部材25Aは、熱源である発熱部品50からの熱を受熱する。第2部材25Bは、第1部材25Aで受熱した熱を放熱する。第1部材25Aと第2部材25Bは厚み方向で互いに密着されており、内部空間27には作動流体Lが封入されている。作動流体Lは、第1部材25Aと第2部材25Bの各々の内壁面に接し、例えば水である。第1部材25Aの内部空間27に面する内壁面には、不図示の所謂ウィックと呼ばれる毛細管が設けられている。第1部材25Aが発熱部品50からの熱を受熱すると、作動流体Lが蒸発して内部空間27に拡がる。第1部材25Aが受熱した熱は、作動流体Lの蒸気によって第2部材25Bの全体に熱拡散し、第2部材25Bに伝達される。第2部材25Bへの熱拡散によって、作動流体Lの蒸気は、凝縮し、液体すなわち作動流体Lに戻る。このプロセスが繰り返されることによって、受熱プレート20は、発熱部品50で発熱した熱を受熱し、受熱プレート20全体に熱拡散して、液冷ジャケット301に熱を放熱することができる。そして、第1部材25Aに熱的に接続された発熱部品50が冷却される。
図12は、プロジェクター201の変形例であるプロジェクター202の図2に示すC1-C1線で矢視した場合に対応する断面図である。図12に示すように、本変形例の受熱プレート20は、ベイパーチャンバーで構成されてもよい。その場合、受熱プレート20は、本体25を備える。本体25は、厚み方向の第1部材25Aと、第2部材25Bと、を備え、例えばアルミニウム等の金属製で構成されている。第1部材25Aは、熱源である発熱部品50からの熱を受熱する。第2部材25Bは、第1部材25Aで受熱した熱を放熱する。第1部材25Aと第2部材25Bは厚み方向で互いに密着されており、内部空間27には作動流体Lが封入されている。作動流体Lは、第1部材25Aと第2部材25Bの各々の内壁面に接し、例えば水である。第1部材25Aの内部空間27に面する内壁面には、不図示の所謂ウィックと呼ばれる毛細管が設けられている。第1部材25Aが発熱部品50からの熱を受熱すると、作動流体Lが蒸発して内部空間27に拡がる。第1部材25Aが受熱した熱は、作動流体Lの蒸気によって第2部材25Bの全体に熱拡散し、第2部材25Bに伝達される。第2部材25Bへの熱拡散によって、作動流体Lの蒸気は、凝縮し、液体すなわち作動流体Lに戻る。このプロセスが繰り返されることによって、受熱プレート20は、発熱部品50で発熱した熱を受熱し、受熱プレート20全体に熱拡散して、液冷ジャケット301に熱を放熱することができる。そして、第1部材25Aに熱的に接続された発熱部品50が冷却される。
他の変形例として、受熱プレート20の本体25の素材は、前述の高熱伝導エポキシ樹脂のように絶縁性の高い熱伝導材料であることが好ましい。受熱プレート20の本体25及び液冷ジャケット301の本体302の材質に依らず、本体25及び本体302においてビス220の軸部を貫通させるために形成された貫通孔やビス220の頭部が接する座面は、絶縁構造であることが好ましい。
さらに他の変形例として、受熱プレート20にヒートパイプを搭載した場合には、搭載されたヒートパイプの受熱部と、液冷ジャケット301に熱的に接続された不図示の放熱部と、受熱部と放熱部とを接続する不図示の接続部とを備える。例えば、放熱部としてはプレート母材であるアルミニウムが挙げられ、接続部としてはハンダ接合材が挙げられる。
図13は、プロジェクター201の変形例であるプロジェクター203の平面図である。図14は、図13に示すC3-C3線で矢視したプロジェクター203の断面図である。図13及び図14に示すように、プロジェクター203では、受熱プレート20に任意の数のヒートパイプ180が搭載され、例えば2つのヒートパイプ180が搭載されている。具体的には、ヒートパイプ180は、受熱プレート20の板面21に形成された凹みに配置されている。各々のヒートパイプ180は、例えば発熱部品50の上方を通り、且つ受熱プレート20の板面21でなるべく広い範囲を通るように配置され、例えば平面視で蛇行している。
ヒートパイプ180の受熱部182は、受熱プレート20の板面21に露出したヒートパイプ180の周壁部のうち、発熱部品50と熱的に接続されている部分で構成されている。2つのヒートパイプ180の受熱部182は、例えば光源装置170と熱的に接続された熱伝達部材76に接続されている。具体的には、受熱部182は、熱伝達部材76の第2面76bが2つのヒートパイプ180において平面視で熱伝達部材76と重なる部分の板面21に露出している周壁部に接している。ヒートパイプ180の放熱部184は、受熱プレート20に形成された凹みの内壁面に接するヒートパイプ180の周壁部によって構成されている。ヒートパイプ180の接続部は、受熱部182と放熱部184とを接続し、例えば受熱プレート20の板面21に露出したヒートパイプ180の周壁部のうち、発熱部品50とは熱的に接続されていない部分で構成されている。
[第2実施形態]
次いで、本発明の第2実施形態のプロジェクター及び給湯システムについて説明する。
次いで、本発明の第2実施形態のプロジェクター及び給湯システムについて説明する。
(給湯システム)
図示していないが、本発明の第2実施形態の給湯システムは、プロジェクター205と、貯留タンク401と、熱源501と、を備える。第2実施形態の給湯システムにおけるプロジェクター202、貯留タンク401、及び熱源501の各々の役割及び動作は、給湯システム101におけるプロジェクター201、貯留タンク401、及び熱源501の各々と同様である。
図示していないが、本発明の第2実施形態の給湯システムは、プロジェクター205と、貯留タンク401と、熱源501と、を備える。第2実施形態の給湯システムにおけるプロジェクター202、貯留タンク401、及び熱源501の各々の役割及び動作は、給湯システム101におけるプロジェクター201、貯留タンク401、及び熱源501の各々と同様である。
(プロジェクター)
図15は、図2に示すC1-C1線で矢視した場合に対応する第2実施形態のプロジェクター205の断面図である。図15に示すように、プロジェクター205は、少なくとも筐体30と、熱源である発熱部品50と、液冷ジャケット301と、を備える。但し、図15では、発熱部品50が省略又は簡略化されている。以下のプロジェクター205の説明では、プロジェクター201とは異なる構成について説明し、プロジェクター201と共通する内容については省略する。
図15は、図2に示すC1-C1線で矢視した場合に対応する第2実施形態のプロジェクター205の断面図である。図15に示すように、プロジェクター205は、少なくとも筐体30と、熱源である発熱部品50と、液冷ジャケット301と、を備える。但し、図15では、発熱部品50が省略又は簡略化されている。以下のプロジェクター205の説明では、プロジェクター201とは異なる構成について説明し、プロジェクター201と共通する内容については省略する。
図15に示すように、プロジェクター205では、熱交換器である液冷ジャケット301は、プロジェクター205に付属する構成として位置付けられる。液冷ジャケット301の給液管311及び排液管312が第2実施形態の給湯システムの給液部材及び排液部材に接続されることによって、プロジェクター205は、第2実施形態の給湯システムが備え付けられた建物等に取り付けられている。すなわち、液冷ジャケット301が給湯システムではなくプロジェクターに付属すること以外は、第2実施形態の給湯システムは第1実施形態の給湯システム101と同様に構成されている。第2実施形態における筐体30への液冷ジャケット301の装着形態、筐体30の内部の構成及び配置は、第1実施形態で説明した内容と同様である。
図16は、プロジェクター205の上部の断面図である。なお、図16では、熱伝導シート350、及び液冷ジャケット301の複数のフィン305は省略され、光源装置170は簡略化されている。図16に示すように、光源装置170、実装基板73等の発熱部品50によって内部空間60で発生した熱Hは、必要に応じて図示略の第1実施形態のヒートパイプ等の熱伝達部材を介し、板面21の全体から受熱プレート20に受熱される。また、第1実施形態で図9を参照して説明したように内部空間60にはファン235によって内気が循環している。図16に示すように、例えば投射光学系77で発生した熱Hは、内気I3によってヒートシンク230から受熱プレート20に受熱され、内気I3は冷却される。すなわち、内部空間60に配置された発熱部品50からの熱は、熱伝達部材や内気によって受熱プレート20に伝達され、受熱プレート20の板面22の全体から液冷ジャケット301に伝わる。液冷ジャケット301の給液管311から流路形成空間315に供給された水Wは、熱Hを受けて温められ、排液管312から排出される。このことによって、給湯用の水Wが生成される。
以上説明した第2実施形態のプロジェクター202は、少なくとも筐体30と、受熱プレート20と、熱源である発熱部品50と、液冷ジャケット301と、を備える。筐体30は、第1面である上面31を有する。受熱プレート20は、筐体30における上面31側に配置され、上面31を構成する。受熱プレート20は、外装体10と協働して構成する筐体30の内部の内部空間60に面する第2面である板面21と、板面21の反対側の第3面である板面22と、を有する。受熱プレート20の板面22は、筐体30の上面31をなす。熱源である発熱部品50は、受熱プレート20の板面21に熱的に接続されている。液冷ジャケット301は、受熱プレート20の板面22に熱的に接続され、給湯システム101の媒体液である水の流路に連通する給液口313と排液口314とを有する。液冷ジャケット301は、発熱部品50の熱を受熱した受熱プレート20の熱を給湯システム101の水に伝達する。
第2実施形態のプロジェクター202によれば、液冷ジャケット301をプロジェクターに付属させ、第1実施形態のプロジェクター201と同様の作用効果に基づいて発熱部品50を冷却し、発熱部品50からの排熱を給湯システム101の給湯に有効に活用できる。また、第2実施形態のプロジェクター202によれば、従来のように熱電素子を用いる場合に比べて熱変換効率を向上させることができる。したがって、排熱の活用率が高いプロジェクター201を実現することができる。
第2実施形態の給湯システムは、上述のプロジェクター202と、プロジェクター202の液冷ジャケット301で加温された液を貯留する貯留タンク401と、を備える。第2実施形態の給湯システムは、貯留タンク401に貯留された媒体液である液、すなわち水を給湯する。
第2実施形態の給湯システムによれば、高い熱伝達効率を有するプロジェクター202の排熱を用いて給湯することができる。すなわち、第2実施形態においても、排熱の活用率が高いプロジェクターを備えた給湯システムを実現することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、上述の実施形態及び複数の変形例の構成要素は適宜組み合わせ可能である。
例えば、本発明のプロジェクターでは、外装体に対する受熱プレート及び熱交換器の固定方法は、各実施形態で例示したようにビスと固定具とを用いる方法及び携帯に限定されない。受熱プレート及び熱交換器に外装体に対する係止部が設けられ、外装体に前述の係止部に係止可能な被係止部が設けられ、筐体内の熱源と受熱プレートと熱交換器との熱的な接続状態を確保したうえで係止部が被係止部に直接係止されていてもよい。
また、本発明のプロジェクターの熱交換器である液冷ジャケットは、水冷式ヒートシンクであるコールドプレートに限定されず、受熱プレートから伝達された熱を給湯システムから供給される給湯用の液と熱交換し、熱交換後の水を貯留タンクに供給可能な熱交換器であればよい。
また、本発明のプロジェクターの筐体は必ずしも密閉されていなくてもよい。上述の各実施形態に適用するならば、外装体に通気孔が全く形成されていないとは限らず、外装体と受熱プレートとは必ずしも密着されなくてもよい。筐体が密閉されていない場合には、密閉されている場合に比べてプロジェクターの排熱の活用率がやや低下するが、ある程度の排熱の活用率が見込まれる。必要に応じて、筐体を構成する外装体に通気孔が形成されていてもよい。
以下、本開示の内容をまとめて付記する。
(付記1)本発明の一つの態様のプロジェクターは、第1面を有する筐体と、第1面側に配置され、筐体の内部に面する第2面と、第2面の反対側の第3面を有し、第1面をなす受熱プレートと、第2面に熱的に接続される熱源と、を備える。第3面は、給湯システムの熱交換器に熱的に接続され、熱源の熱を受熱した受熱プレートの熱を熱交換器に伝達する。付記1のプロジェクターによれば、熱源から発生した熱は、受熱プレートに受熱される。受熱プレートが受熱した熱は、給湯システムの熱交換器に伝達される。このことによって、熱源の冷却を行い、排熱を給湯システムの給湯に活用することができる。
(付記1)本発明の一つの態様のプロジェクターは、第1面を有する筐体と、第1面側に配置され、筐体の内部に面する第2面と、第2面の反対側の第3面を有し、第1面をなす受熱プレートと、第2面に熱的に接続される熱源と、を備える。第3面は、給湯システムの熱交換器に熱的に接続され、熱源の熱を受熱した受熱プレートの熱を熱交換器に伝達する。付記1のプロジェクターによれば、熱源から発生した熱は、受熱プレートに受熱される。受熱プレートが受熱した熱は、給湯システムの熱交換器に伝達される。このことによって、熱源の冷却を行い、排熱を給湯システムの給湯に活用することができる。
(付記2)本発明の一つの態様のプロジェクターは、熱源が外装を備え、熱源と受熱プレートが外装と受熱プレートとを熱伝達部材を介して熱的に接続されている、付記1のプロジェクターである。付記2のプロジェクターによれば、熱源と受熱プレートとを直接接触させることができない形態において、熱伝達部材を用いて熱源の熱を受熱プレートに伝達することができる。
(付記3)本発明の一つの態様のプロジェクターは、熱伝達部材は、第1熱伝達部材と第2熱伝達部材とを含み、第1熱伝達部材と第2熱伝達部材は、外装のうち異なる位置で前記外装と前記受熱プレートとに熱的に接続されている、付記2のプロジェクターである。
付記3のプロジェクターによれば、熱源の外装の複数の場所から熱伝達部材を介して、受熱プレートに熱を伝達するので、熱源の冷却及び熱交換器への伝熱を促進することができる。
付記3のプロジェクターによれば、熱源の外装の複数の場所から熱伝達部材を介して、受熱プレートに熱を伝達するので、熱源の冷却及び熱交換器への伝熱を促進することができる。
(付記4)本発明の一つの態様のプロジェクターは、熱伝達部材がグリス、熱伝導シート、ヒートシンク、ヒートパイプ、及びベイパーチャンバーの何れかで構成されている、付記1から3の何れか1つのプロジェクターである。付記4のプロジェクターによれば、熱伝達部材がグリス、熱伝導シート、ヒートシンク、ヒートパイプ、ベイパーチャンバーの何れかで構成されることによって、熱源に合わせて受熱プレートに熱を効率良く伝達するできる。
(付記5)本発明の一つの態様のプロジェクターは、熱源が電源装置、光源装置、光源装置の照明光を画像光に変換する光変調素子、画像光を投射する投射光学装置、前記電源装置と前記光源装置と前記光変調素子の少なくとも何れかを制御する回路基板で構成され、電源装置、光源装置、光変調素子、投射光学装置、回路基板の少なくとも1つと受熱プレートとが熱的に接続されている、付記1から3の何れか1つのプロジェクターである。付記5のプロジェクターによれば、熱源となる電源装置、光源装置、光変調素子、投射光学装置の少なくとも1つの排熱を給湯システムの媒体液の加温に活用することができる。
(付記6)本発明の一つの態様のプロジェクターは、筐体内に、熱源に向けて気流を生成するファンを備え、ファンから送出した気流が熱源を介して、第2面に沿って、筐体内を循環する、付記1から5の何れか1つのプロジェクターである。付記6のプロジェクターによれば、ファンを用いて受熱プレートに沿って気流を循環させることによって、熱源で温まる気流の熱を受熱プレートで受熱し、気流を冷却することができる。
(付記7)本発明の一つの態様のプロジェクターは、第2面にフィンが設けられ、フィンは気流の熱を受熱する、付記6のプロジェクターである。付記7のプロジェクターによれば、受熱プレートの第2面にフィンを設けることによって、気流の冷却効果が向上する。
(付記8)本発明の一つの態様のプロジェクターは、筐体が密閉されている、付記6又は7のプロジェクターである。付記8のプロジェクターによれば、筐体は密閉空間であるため、気流を効率的に循環させ、ファンによる騒音を抑制することができ、防塵効果も得られる。また、付記8のプロジェクターによれば、気流は熱源で温まるが、筐体の内部の熱が受熱プレートで吸熱されるので、筐体の内部の温度が一定の温度に抑えられる。
(付記9)本発明の一つの態様のプロジェクターは、第1面を有する筐体と、第1面側に配置され、筐体の内部に面する第2面と、第2面の反対側の第3面とを有する受熱プレートと、第2面に熱的に接続される熱源と、第3面に熱的に接続され、給湯システムの媒体液の流路に連通する給液口と排液口とを有し、熱源の熱を受熱した受熱プレートの熱を給湯システムの媒体液に伝達する熱交換器と、を備える。付記9のプロジェクターでは、熱源から発生した熱は、受熱プレートに受熱される。給湯システムの媒体液は、熱交換器の給液口より給液され、熱交換器の内部で受熱プレートが受熱した熱が伝達される。熱が伝達された媒体液は、熱交換器の排液口から排液され、給湯システムの流路に送出される。付記9のプロジェクターによれば、熱源を冷却するとともに、排熱を給湯システムの媒体液の加温に活用することができる。
(付記10)本発明の一つの態様のプロジェクターは、熱交換器は水冷式ヒートシンクで構成されている、付記9のプロジェクターである。付記10のプロジェクターによれば、熱交換器としてコールドプレートを採用し、受熱プレートからの熱を第2面の面内で伝達することができるので、全体の厚さが増大せず、熱交換の効率が高まる。
(付記11)本発明の一つの態様の給湯システムは、付記1から3の何れか一項に記載のプロジェクターと、受熱プレートから給液された液に熱を伝達させる熱交換器と、熱交換器で加温された液を貯留する貯留タンクと、を備え、貯留タンクの液を給湯する。付記11の給湯システムによれば、プロジェクターの排熱を利用し、給湯することができる。すなわち、排熱の活用率が高いプロジェクターを備えた給湯システムを実現することができる。
(付記12)本発明の一つの態様の給湯システムは、付記9又は付記10に記載のプロジェクターと、プロジェクターの熱交換器で加温された液を貯留する貯留タンクと、を備え、貯留タンクの液を給湯する。付記12の給湯システムによれば、プロジェクターの排熱を利用し、給湯することができる。すなわち、排熱の活用率が高いプロジェクターを備えた給湯システムを実現することができる。
20…受熱プレート、50…発熱部品(熱源)、101…給湯システム、201,202…プロジェクター、301…液冷ジャケット(熱交換器)、401…貯留タンク、501…熱源。
Claims (12)
- 第1面を有する筐体と、
前記第1面側に配置され、前記筐体の内部に面する第2面と、前記第2面の反対側の第3面を有し、前記第1面をなす受熱プレートと、
前記第2面に熱的に接続される熱源と、
を備え、
前記第3面は、給湯システムの熱交換器に熱的に接続され、前記熱源の熱を受熱した前記受熱プレートの熱を前記熱交換器に伝達する、
プロジェクター。 - 前記熱源は、外装を備え、
前記熱源と前記受熱プレートとは、前記外装と前記受熱プレートとを熱伝達部材を介して熱的に接続されている、
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記熱伝達部材は、第1熱伝達部材と第2熱伝達部材とを含み、
前記第1熱伝達部材と前記第2熱伝達部材は、前記外装のうち異なる位置で前記外装と前記受熱プレートとに熱的に接続されている、
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記熱伝達部材は、グリス、熱伝導シート、ヒートシンク、ヒートパイプ、及びベイパーチャンバーの何れかで構成されている、
請求項2又は3に記載のプロジェクター。 - 前記熱源は、電源装置、光源装置、光源装置の照明光を画像光に変換する光変調素子、画像光を投射する投射光学装置、前記電源装置と前記光源装置と前記光変調素子の少なくとも何れかを制御する回路基板で構成され、
前記電源装置、前記光源装置、前記光変調素子、前記投射光学装置、前記回路基板の少なくとも1つと前記受熱プレートとが熱的に接続されている、
請求項1から3の何れか一項に記載のプロジェクター。 - 前記筐体内に、前記熱源に向けて気流を生成するファンを備え、
前記ファンから送出した前記気流は、前記熱源を介して、前記第2面に沿って、前記筐体内を循環する、
請求項1から3の何れか一項に記載のプロジェクター。 - 前記第2面にフィンが設けられ、
前記フィンは気流の熱を受熱する、
請求項6に記載のプロジェクター。 - 前記筐体は密閉されている、
請求項6に記載のプロジェクター。 - 第1面を有する筐体と、
前記第1面側に配置され、前記筐体の内部に面する第2面と、前記第2面の反対側の第3面とを有する受熱プレートと、
前記第2面に熱的に接続される熱源と、
前記第3面に熱的に接続され、給湯システムの媒体液の流路に連通する給液口と排液口とを有し、前記熱源の熱を受熱した前記受熱プレートの熱を前記給湯システムの媒体液に伝達する熱交換器と、
を備える、
プロジェクター。 - 熱交換器は水冷式ヒートシンクで構成されている、
請求項9に記載のプロジェクター。 - 請求項1から3の何れか一項に記載のプロジェクターと、
前記受熱プレートから給液された液に熱を伝達させる熱交換器と、
前記熱交換器で加温された液を貯留する貯留タンクと、
を備え、
前記貯留タンクの液を給湯する、
給湯システム。 - 請求項9又は10に記載のプロジェクターと、
前記プロジェクターの熱交換器で加温された液を貯留する貯留タンクと、
を備え、
前記貯留タンクの液を給湯する、
給湯システム。
Priority Applications (1)
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JP2022144354A JP2024039756A (ja) | 2022-09-12 | 2022-09-12 | プロジェクター及び給湯システム |
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Family Applications (1)
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2022
- 2022-09-12 JP JP2022144354A patent/JP2024039756A/ja active Pending
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