JPWO2016121028A1 - 冷却装置、投写型表示装置、および冷却方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、収容部材に収容された発熱体を、より小型かつ簡素な構造で冷却する冷却装置を実現するもので、本発明による冷却装置（３５）は、熱伝導性を有し発熱体（１２）を収容する収容部材（３０）と、収容部材（３０）の内側において発熱体（１２）を通り収容部材（３０）に沿って流れる第１の冷却風（３８）を生成する第１の送風機（３６）と、収容部材（３０）の外側において収容部材（３０）に沿って流れる第２の冷却風（３９）を生成する第２の送風機（３７）と、を備える。

Description

本発明は、発熱体を冷却する装置、当該装置を備える投写型表示装置、および発熱体を冷却する方法に関する。

映像を拡大表示する投写型表示装置は、パーソナルシアターから業務用プレゼンテーションまで幅広く利用されている。国際公開第２０１０／０１８６２３号（以下、「特許文献１」と称す）にはこのような投写型表示装置の一例が開示されている。

特許文献１に開示される投写型表示装置は、レーザ光源やカラーホイールといった光学部品を有する光学エンジンを備える。レーザ光源は、超高圧水銀ランプに比べて寿命が長いといった利点がある。レーザ光源のこの利点を活かすために、光学エンジンの長寿命化が求められている。

光学エンジンの長寿命化のためには、光学部品を冷却して各光学部材の動作温度を要求仕様内に収めるとともに、光学エンジンに密閉構造を採用して塵埃による光学部品の性能劣化を抑制する必要がある。このような理由から、密閉された収容部材に収容された発熱体を冷却する冷却装置を投写型表示装置に適用することが提案されている。

本発明に関連する冷却装置を、図１，図２を用いて説明する。

図１は、冷却装置の一例を示す模式的断面図である。図１に示される冷却装置１は、密閉された収容部材２と、熱輸送手段３と、放熱器４と、送風機５と、を備える。収容部材２は発熱体６を収容している。放熱器４および送風機５は収容部材２の外側に配されている。

熱輸送手段３の受熱部３ａは収容部材２の内側に位置しており、熱輸送手段３の放熱部３ｂは収容部材２の外側に位置している。受熱部３ａには発熱体６が接続されており、発熱体６から発せられた熱は、熱輸送手段３を経て収容部材２の外側に伝わる。放熱部３ｂには放熱器４が接続されており、送風機５が放熱器４へ向けて冷却風を送ることによって、放熱器４から熱が放出される。

図２は、冷却装置の他の例を示す模式的断面図である。なお、図１に示される冷却装置１の要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図２に示される冷却装置７は、吸熱器８と、送風機５とは別の送風機９と、をさらに備える。収容部材２は、複数の発熱体６と吸熱器８と送風機９とを収容している。吸熱器８は熱輸送手段３に接続されている。

送風機９は収容部材２の内側を循環する冷却風（循環冷却風）を生成する。複数の発熱体６は、送風機９により生成される循環冷却風の経路上に配されており、送風機９を用いて空冷される。循環冷却風の経路上には吸熱器８が配されており、複数の発熱体６から循環冷却風に伝わった熱は、吸熱器８および熱輸送手段３を経て収容部材２の外側に放出される。

このように、冷却装置１，７（図１および図２参照）では、収容部材２の内側の熱が収容部材２の外側に放出されるので、収容部材２の内側の温度の上昇を抑制することができる。したがって、収容部材２に収容された発熱体６をより効率的に冷却することが可能になる。

国際公開第２０１０／０１８６２３号

しかしながら、図１に示される冷却装置１では、発熱体６を受熱部３ａに接続しなければならない。そのため、発熱体６が複数ある場合には、それぞれの発熱体６を受熱部３ａに接続しなければならず、熱輸送手段３の構造が複雑になりやすい。

また、図２に示される冷却装置７では、流体と固体との間の熱伝達を利用して循環冷却風の熱を収容部材２の外側に放出している。熱伝達による伝熱効率は比較的小さいので、吸熱器８の熱面積を十分に大きくすることが必要とされる。そのため、吸熱器８を大きくしなければならず、冷却装置７が大型化する。

そこで、本発明の目的は、収容部材に収容された発熱体を、より小型かつ簡素な構造で冷却することができる冷却装置、投写型表示装置、および冷却方法を提供することにある。

本発明の冷却装置は、熱伝導性を有し発熱体を収容する収容部材と、収容部材の内側を流れる第１の冷却風を生成する第１の送風機と、収容部材の外側を流れる第２の冷却風を生成する第２の送風機と、を備える。

また、本発明の投写型表示装置は、前述の冷却装置を備え、発熱体が光学部品である。

また、本発明の冷却方法は、熱伝導性を有する収容部材に発熱体を収容することと、収容部材の内側を流れる第１の冷却風を生成することと、収容部材の外側を流れる第２の冷却風を生成することと、を含む。

本発明によれば、収容部材に収容された発熱体を、より小型かつ簡素な構造で冷却することができる。

関連する冷却装置の一例を示す模式的断面図である。 関連する冷却装置の他の例を示す模式的断面図である。 本発明に係る冷却装置を適用可能な投写型表示装置の模式的面図である。 蛍光体ホイールの正面図である。 カラーホイールの正面図である。 本発明の第１の実施形態例に係る冷却装置を備える投写型表示装置の模式図である。 並流型熱交換器を説明するための図である。 並流型熱交換器における高温流体と低温流体の温度分布を示すグラフである。 向流型熱交換器を説明するための図である。 向流型熱交換器における高温流体と低温流体の温度分布を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態例に係る冷却装置を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態例に係る冷却装置を示す模式図である。 図１２におけるＡ部の詳細を示す拡大模式図である。 本発明の第４の実施形態例に係る冷却装置の一部を示す拡大模式図である。 本発明の第５の実施形態例に係る冷却装置の一部を示す拡大模式図である。 本発明の第６の実施形態例に係る冷却装置の一部を示す拡大模式図である。 本発明の第７の実施形態例に係る冷却装置の一部を示す拡大模式図である。 本発明の第８の実施形態例に係る冷却装置の一部を示す拡大模式図である。

次に、本発明の実施形態例について、図面を参照して説明する。図３は、本発明に係る冷却装置を適用可能な投写型表示装置の模式的面図である。図３に示すように、投写型表示装置１０は、レーザ光源１１と、蛍光体ホイール１２と、カラーホイール１３と、ライトトンネル１４と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）１５と、投写レンズ１６と、を備える。

レーザ光源１１と蛍光体ホイール１２の間には、コリメータレンズ１７とダイクロイックミラー１８と集光レンズ１９とが配されている。カラーホイール１３の、ライトトンネル１４とは反対の側には、反射ミラー２０と集光レンズ２１とが配されている。ライトトンネル１４の、カラーホイール１３とは反対の側には集光レンズ２２が配されている。またＤＭＤ１５と投写レンズ１６の間には、内部全反射（ＴＩＲ：Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２３が配されている。

図４は、蛍光体ホイール１２の正面図である。図４に示すように、蛍光体ホイール１２は、蛍光体２４が塗布された円形基板２５を含む。再び図３を参照すると、蛍光体ホイール１２はモータ２６に連結されており、モータ２６を駆動すると蛍光体ホイール１２が回転する。蛍光体ホイール１２を回転させているのは、蛍光体２４に集光される励起用レーザ光のエネルギを分散させて、蛍光体２４が熱的損傷を受けることを回避するためである。

図５は、カラーホイール１３の正面図である。図５に示すように、カラーホイール１３は、複数のカラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ，２７Ｙが同心の扇形に配された円形基板２８を含む。カラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ，２７Ｙには、それぞれ、所定の色を透過するように誘電多層膜が蒸着されている。再び図３を参照すると、カラーホイール１３はモータ２９に連結されており、モータ２９を駆動するとカラーホイール１３が回転する。

蛍光体ホイール１２やカラーホイール１３といった光学部品は、図３に示すように、収容部材３０の内部に配されている。収容部材３０は密閉されており、収容部材３０の内部は、収容部材３０の外部と遮断されている。複数の光学部品が収容部材３０を用いて一体となったユニットは、「光学エンジン」とも呼ばれる。収容部材３０は、「エンジンブロック」とも呼ばれる。

また、投写型表示装置１０は、電源、回路基板、スピーカ、吸気ファンおよび排気ファン（各々図示せず）をさらに備えている。筐体３４が光学エンジン、電源、回路基板、スピーカ、吸気ファンおよび排気ファンを収容している。

次に、投写型表示装置１０の動作について、図３ないし図５を用いて説明する。

レーザ光源１１から発せられたレーザ光３１は、コリメータレンズ１７、ダイクロイックミラー１８および集光レンズ１９を通過して蛍光体ホイール１２上の蛍光体２４に照射される。このとき蛍光体２４は、レーザ光３１によって励起され、励起光とは異なる波長の蛍光（例えば黄色の蛍光）３２を発する。

蛍光３２は、集光レンズ１９、ダイクロイックミラー１８、反射ミラー２０、集光レンズ２１を通過し、カラーホイール１３へ入射する。入射した蛍光３２は、カラーフィルタ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ，２７Ｙの色セグメントに応じて、各色光（例えば、赤色、緑色、青色、黄色）に時分割される。

その後、蛍光３２は、ライトトンネル１４を通過し、均一照度の矩形光束３３としてライトトンネル１４から出射される。矩形光束３３は、集光レンズ２２および内部全反射プリズム２３を経由してＤＭＤ１５に照射され、画像信号に応じて変調される。変調された矩形光束３３は、再び内部全反射プリズム２３を経由して投写レンズ１６に入射し、スクリーン（図示せず）へ向けて拡大投写される。

なお、ここでは、ＤＭＤ１５が空間光変調素子として使用され、ライトトンネル１４が光インテグレータとして使用され、内部全反射プリズム２３がビーム分離素子として使用されているが、本発明はこの形態に限られない。例えば、空間光変調素子として液晶パネルが使用され、光インテグレータとしてフライアイレンズが使用され、ビーム分離素子としてフィールドレンズやミラーが使用されてもよい。

また、ここでは、レーザ光３１の全てが蛍光体２４を励起させるために利用され、蛍光体２４から発せられた蛍光３２をカラーホイール１３で時分割することによって、必要な全ての色光が生成されているが、本発明はこの形態に限られない。蛍光体２４が発する蛍光の一部の波長成分（例えば青色光の波長成分）が小さい場合には、ハイブリッド方式で全ての色光を生成することが提案されている。

ハイブリッド方式とは、レーザ光（例えば青色光）の一部を蛍光（例えば赤色光、緑色光、黄色光）に変換し、当該レーザ光の残りをそのまま維持する方式である。具体的には、蛍光体２４の一部を扇形に切り取り、代わりに同じ扇形の反射ミラーを円形基板２５に配して、励起光（例えば青色光）の一部をレーザ光のまま反射し、カラーホイールを透過させることによって、全ての色光が生成される。

光学エンジンの構成部材の中には、光の吸収などにより発熱を伴うものがある。

例えば上述した蛍光体ホイール１２は、蛍光体２４の光変換効率が５０％程度である。そのため、励起用のレーザ光３１が蛍光体２４に照射されると、レーザ光３１の約半分は波長変換されて蛍光として光路上へ回帰するが、レーザ光３１の約残り半分の光エネルギは蛍光体２４で熱エネルギに変換される。そのため蛍光体ホイール１２は発熱源となる。

蛍光体２４は動作温度によりその光変換効率が変化する。すなわち蛍光体２４の動作温度が上昇すると光変換効率は低下する。高輝度投写型表示装置に用いられる蛍光体ホイール１２の場合、スクリーンに投写される光の明るさを確保するために、発熱体となる蛍光体ホイール１２を冷却する必要がある。

またカラーホイール１３の透過率やライトトンネル１４の反射率は、１００％にはならない。そのため、カラーホイール１３やライトトンネル１４は蛍光３２の一部を吸収して発熱する。カラーホイール１３やライトトンネル１４の熱はモータや接着剤にダメージを与え、それぞれの部品寿命を低下させる。このような理由から、適切な冷却手段により動作温度をコントロールすることが要求されている。

他にも、蛍光体ホイール１２に励起用のレーザ光３１を集光させるための集光レンズ１９なども、光束密度の極めて高い光が通過するために、コーティング保護を目的とした冷却が必要になる場合もある。

このように光学エンジンには、冷却を必要とする光学部材が複数存在する。

以下、蛍光体ホイール１２といった、収容部材３０の内部に配される発熱体を冷却する装置および方法について、第１ないし第８の実施形態例を用いてより詳細に説明する。なお、以下の説明では、蛍光体ホイール１２が発熱体とされているが、本発明はこの形態に限定されるものではない。冷却対象は収容部材３０の内部に配置された発熱体であれば何でもよく、また発熱体が複数ある場合であっても同様の効果が得られる。

（第１の実施形態例）
まず、第１の実施形態例について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態例に係る冷却装置を備える投写型表示装置１０の模式図である。図６に示すように、冷却装置３５は、収容部材３０と、収容部材３０の内側に位置する第１の送風機３６と、収容部材３０の外側に位置する第２の送風機３７と、を備え、密閉循環冷却システムを構築している。収容部材３０の少なくとも一部は熱伝導性を有する材料、例えばアルミニウムからなる。

第１の送風機３６は、収容部材３０の内側において収容部材３０の内側を循環して流れる第１の冷却風３８を生成する。蛍光体ホイール１２は、第１の冷却風３８の経路上に位置している。したがって、蛍光体ホイール１２は第１の冷却風３８（より具体的には、低温の第１の冷却風３８ａ）によって冷却される。

蛍光体ホイール１２から熱を奪って高温になった第１の冷却風３８（高温の第１の冷却風３８ｂ）は、少なくとも一部が収容部材３０の内壁に沿って流れ、第１の送風機３６の吸入口へ流入する。収容部材３０は熱伝導性を有するので、高温の第１の冷却風３８ｂが収容部材３０に沿って流れる際に高温の第１の冷却風３８ｂの熱は収容部材３０に伝わる。言い換えれば、高温の第１の冷却風３８ｂは冷却される。

第２の送風機３７は、収容部材３０の外側を流れる第２の冷却風３９を生成する。第２の冷却風３９は少なくとも一部が収容部材３０の外壁に沿って流れる。したがって、収容部材３０の熱は第２の冷却風３９に伝わり、収容部材３０は冷却される。つまり、高温の第１の冷却風３８ｂの熱は、収容部材３０を介して第２の冷却風３９へ伝わる。

本実施形態例では、蛍光体ホイール１２を収容部材３０に接続する必要がない。熱輸送手段を別途設けて当該熱輸送手段の受熱部に蛍光体ホイール１２を接続する必要もない。したがって、蛍光体ホイール１２といった発熱体が複数ある場合であっても、冷却装置３５の構造が複雑にならない。

また、本実施形態例によれば、収容部材３０を介して高温の第１の冷却風３８ｂと第２の冷却風３９との間で熱を交換しているので、吸熱器８を別途設ける必要がない。したがって、冷却装置３５の大型化を抑制することができる。

第２の冷却風３９は、高温の第１の冷却風３８ｂが流れる方向とは反対となる逆方向に流れることが好ましい。この場合、冷却装置３５は、向流型熱交換器として構成される。

ここで、熱交換器について説明する。

二流体間で熱交換を行う装置を熱交換器といい、このうち隔板式熱交換器は最も基本的な熱交換器である。隔板式熱交換器は、高温流体と低温流体を混合させないように両流体間を隔壁で仕切った構造を有する。高温流体と隔壁との間では対流熱伝達が、隔壁内部では熱伝導が、そして隔壁と低温流体との間では対流熱伝達が生じる。その結果、高温流体から低温流体へ、流体を混合させることなく熱が輸送される。

このような隔板式熱交換器は、高温流体と低温流体の流れの方向によっていくつかに分類される。図７は並流型熱交換器を説明するための図である。図７に示すように、並流型熱交換器では、高温流体Ｆｈと低温流体Ｆｃとが互いに同じ方向に流れる。

図８は、並流型熱交換器における高温流体Ｆｈと低温流体Ｆｃの温度分布を示すグラフである。当該グラフにおいて、横軸は並流型熱交換器の入口からの位置Ｘであり、縦軸は高温流体Ｆｈおよび低温流体Ｆｃの温度Ｔである。図８に示すように、向流型熱交換機の入口近傍では、高温流体Ｆｈの温度Ｔｈ１と低温流体Ｆｃの温度Ｔｃ１との差が大きいので、当該入口近傍では熱が効率よく交換される。しかし、高温流体Ｆｈの出口温度Ｔｈ２は、低温流体Ｆｃの出口温度Ｔｃ２よりも低くなることはない。

図９は、向流型熱交換器を説明するための図である。図９に示すように、向流型熱交換器では、高温流体Ｆｈと低温流体Ｆｃとが互いに反対となる逆方向に流れる。図１０は、向流型熱交換器における高温流体Ｆｈと低温流体Ｆｃの温度分布を示すグラフである。当該グラフにおいて、横軸は交流型熱交換器における高温流体Ｆｈのための入口からの位置Ｘであり、縦軸は高温流体Ｆｈおよび低温流体Ｆｃの温度Ｔである。

図１０に示すように、高温流体Ｆｈと低温流体Ｆｃとの間の流れ方向に関する平均温度差が、並流型熱交換器の場合と比べて、隔壁の広い領域において比較的大きく保たれるので、熱交換性能をより向上させることができる。その結果、高温流体Ｆｈの出口温度Ｔｈ２を低温流体Ｆｃの出口温度Ｔｃ２よりも低くすることが可能にある。

この他にも、隔板式熱交換器として、直交流型熱交換器やシェルアンドチューブ型熱交換器などが実用されているが、ここではその説明を省略する。

再び図６を参照する。本実施形態例に係る冷却構造は、向流型熱交換器の原理で動作する。

すなわち、第１の冷却風３８が発熱体（蛍光体ホイール１２）を冷却して再び第１の送風機３６の吸気口へと環流する過程において、その循環方向とは逆向き（向流）になるように、第２の送風機３７が第２の冷却風３９を生成する。そのため、高温の第１の冷却風３８ｂ（高温流体）は、第２の冷却風３９（低温流体）の出口温度（収容部材３０に沿って流れ終えたところの温度）より低い温度まで冷却される。したがって、収容部材３０の内側の熱を効率的に収容部材３０の外側へ放出することができ、収容部材３０を密閉したまま、収容部材３０の内側の発熱体（蛍光体ホイール１２）を効率的に冷却することが可能になる。

（第２の実施形態例）
次に、本発明の第２の実施形態例について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態例に係る冷却装置３５を示す模式図である。

本実施形態例では、導風板４０が、前述した第１の実施形態例における第２の送風機３７の送風方向に沿って、収容部材３０のうち高温の第１の冷却風３８ｂと熱交換を行う部分の外側に配されている。導風板４０によって、第２の冷却風３９の流れが案内され、収容部材３０のより広い範囲に渡って、第１の冷却風３８と第２の冷却風３９との間で熱が効率的に交換される。したがって、密閉循環冷却システムの放熱性能をより高めることができる。

第２の冷却風３９を、導風板４０を利用して、収容部材３０の外側に位置する電源や回路といった発熱体まで導き、これらの発熱体を冷却してもよい。図１１では、第２の冷却風３９が、発熱体としてのスピーカＳまで導かれている例が示されている。

（第３の実施形態例）
次に、本発明の第３の実施形態例について図１２および図１３を用いて説明する。図１２は、本実施形態例に係る冷却装置３５を示す模式図であり、図１３は、図１２におけるＡ部の詳細を示す拡大模式図である。

本実施形態例では、第１または第２の実施形態例において、収容部材３０の、第１の冷却風３８と熱交換を行う部位に、放熱用のヒートシンク４１が形成されている。なお、図１２および図１３に示すヒートシンク４１では、理解を容易にするために、第２の冷却風３９の流れ方向と垂直にフィンが延びているが、フィンは、第２の冷却風３９の流れ方向に沿って延在していることが好ましい。これは、以降の実施形態例においても同様である。

隔板式熱交換器では、高温流体と隔壁との間では対流熱伝達が、隔壁内部では厚さ方向に熱伝導が、そして隔壁と低温流体の間では再び対流熱伝達が生じて、高温流体から低温流体へ流体を混合させることなく熱を輸送する。そのため、本実施形態例のヒートシンク４１を図１２に示される部位に設けることで、隔壁（収容部材３０の壁）と低温流体（冷却風３９）との間の対流熱伝達を改善することができる。したがって、密閉循環冷却システムの冷却性能をより高めることが可能になる。

（第４の実施形態例）
次に、本発明の第４の実施形態例について、図１４を用いて説明する。図１４は、本実施形態例における、図１２のＡ部に対応する部分を示す模式図である。

第３の実施形態例では、ヒートシンク４１は収容部材３０の本体に一体的に形成されているが（図１２、図１３参照）、本実施形態例では、ヒートシンクは収容部材３０とは異なる部材として形成されている。より具体的に本実施形態例について説明する。

収容部材３０は、収容部材本体３０ａと、収容部材本体３０ａとは別の部材である熱伝導性部材４２と、を含む。熱伝導性部材４２にはフィンが形成されており、熱伝導性部材４２はヒートシンクとして機能する。これにより、例えば収容部材本体３０ａを軽量なマグネシウム合金で形成し、熱伝導性部材４２のみを、熱伝導率の高いアルミニウム合金で形成するといったことが可能になる。したがって、光学エンジンの軽量化を図ることができる。

また、本実施形態例では、図１４に示すように、熱伝導性部材４２が収容部材本体３０ａとは別の部材となるので、熱伝導性部材４２のフィンを収容部材３０の外側に延在させるだけでなく、収容部材３０の内側にもフィンを延在させることができる。

収容部材３０の内側のフィンは、第１の冷却風３８ｂの熱を受け取る受熱フィンとして機能する。そのため、隔板式熱交換器において、隔壁（熱伝導性部材４２）と低温流体（第２の冷却風３９）との間の対流熱伝達を改善するとともに、高温流体（第２の冷却風３８ｂ）と隔壁（熱伝導性部材４２）との間の対流熱伝達も改善することができる。したがって、密閉循環冷却システムの冷却性能を飛躍的に高めることが可能になる。

隔壁内部の厚さ方向の熱伝導は、熱伝導率の高いアルミニウム合金を適用することで改善する。

（第５の実施形態例）
次に、本発明の第５の実施形態例について図１５を用いて説明する。図１５は、本実施形態例における、図１２のＡ部に対応する部分を示す模式図である。

第４の実施形態例では、熱伝導性部材４２がフィンを有するヒートシンクとして機能するが（図１４参照）、本実施形態例では、熱伝導性部材４３はマイクロチャネルを形成する。このような熱伝導性部材４３を用いることによって、向流型のマイクロチャネル熱交換器が構成される。

マイクロチャネルとは、微細加工技術などを使って加工した狭隘な流路のことで、流路の大きさは、一般に表面張力の影響が現れる、数ミリ径以下のものに定義されることが多い。一般的に熱交換器の管内熱伝達率は管の流路断面寸法の逆数に比例することが知られており、熱交換器をマイクロチャンネル化した場合、高い熱伝達率が得られる。

本実施形態例は、収容部材３０の内側にフィンを十分に延ばすことができない場合や、収容部材３０の外側にフィンを十分に延ばすことができない場合などに好適である。収容部材３０の内側にフィンを十分に延ばすことができない場合とは、例えば、収容部材３０の内側の光学部品とフィンとが干渉する場合である。収容部材３０の外側にフィンを十分に延ばすことができない場合とは、例えば、筐体３４により制約される場合である。

また第４の実施形態例と同様に、収容部材３０の熱交換部位（熱伝導性部材４３）を熱伝導性の高い別部材（アルミニウム合金等）で形成することによって、マイクロチャネルの微細加工が両面で可能となる。したがって、小型で高性能な密閉循環冷却システムを構築することが可能となる。

（第６の実施形態例）
次に、本発明の第６の実施形態例について図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態例における、図１２のＡ部に対応する部分を示す模式図である。

本発明の第６の実施形態例では、収容部材３０は、収容部材本体３０ａと、収容部材本体３０ａとは別の部材である熱伝導性部材４４と、を含む。熱伝導性部材４４は、収容部材３０の外側に、第４の実施形態例における熱伝導性部材４２のようなフィン４４ａを有し、収容部材３０の内側に、第５の実施形態例における熱伝導性部材４３のようなマイクロチャネル形成部４４ｂを有する。

本実施形態例は、収容部材３０の外側には十分なスペースが確保できるが収容部材３０の内側には十分なスペースが確保できない場合に好適である。本実施形態例では、第４および第５の実施形態例と同様に、小型で高性能な密閉循環冷却システムを構築することが可能となる。

（第７の実施形態例）
次に、本発明の第７の実施形態例について図１７を用いて説明する。図１７は、本実施形態例における、図１２のＡ部に対応する部分を示す模式図である。本実施形態例では、収容部材３０の熱交換部（第１の冷却風３８ｂの熱を第２の冷却風３９へ伝える部分をいう）に、乱流促進部４５が形成されている。

一般に、熱交換器の伝熱性能を向上させる手段として、伝熱面上に乱流促進体を設置して伝熱係数を増進させる方法がある。これは、空気の流れが層流から乱流になると熱伝達率が大きくなる性質を利用したものであり、流路内に乱流促進体を設置し、再付着点近傍での伝熱係数を高くすることで伝熱性能を改善すること目的としている。この方法は、適用が容易かつ安価であるため有用性が高い。

本実施形態例は、収容部材３０の外側面上に、第２の冷却風３９の流れを乱流化するための乱流促進部４５を有するので、小型でありながら、隔壁（収容部材３０）と低温流体（第２の冷却風３９）との間の対流熱伝達が改善する。したがって、密閉循環冷却システムの放熱性能をより高めることが可能になる。

（第８の実施形態例）
次に、本発明の第８の実施形態例について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態例における、図１２のＡ部に対応する部分を示す模式図である。

本実施形態例では、収容部材３０は、収容部材本体３０ａと、収容部材本体３０ａとは別に形成された熱伝導性部材４６と、を含む。熱伝導性部材４６は、第７の実施形態例において収容部材３０に一体成形された乱流促進体を有する。

熱伝導性部材４６を収容部材本体３０ａとは別に形成することにより、第４の実施形態例のように、光学エンジンの軽量化を図ることができるとともに、収容部材３０の外側だけでなく内側にも乱流促進体を設けることができる。そのため、隔板式熱交換器において、隔壁（熱伝導性部材４６）と低温流体（第２の冷却風３９）との間の対流熱伝達を改善するとともに、高温流体（第１の冷却風３８）と隔壁（熱伝導性部材４６）との間の対流熱伝達を改善することができる。したがって、小型でありながら、密閉循環冷却システムの冷却性能を飛躍的に改善することができる。

なお、収容部材３０の外側と内側とで第１および第２の冷却風３８，３９の流れ方向が反対であるため、乱流促進体の配向が、収容部材３０の外側と内側で逆方向に設計することになる。

隔壁内部の厚さ方向の熱伝導は、熱伝導率の高い材料（アルミニウム合金など）を適用することで改善する。

また、第６の実施形態例と同様に、収容部材３０の外側と内側で、光学エンジンや筐体３４に合わせて、異なる形態の組合せ（例えば、収容部材３０の外側にはフィンを形成し、収容部材３０の内側には乱流促進体を形成するなど）が可能である。

１ 冷却装置
２ 収容体
３ 熱輸送手段
４ 放熱器
５ 送風機
６ 発熱体
７ 冷却装置
８ 吸熱器
９ 送風機
１０ 投写型表示装置
１１ レーザ光源
１２ 蛍光体ホイール
１３ カラーホイール
１４ ライトトンネル
１５ ＤＭＤ
１６ 投写レンズ
１７ コリメータレンズ
１８ ダイクロイックミラー
１９ 集光レンズ
２０ 反射ミラー
２１ 集光レンズ
２２ 集光レンズ
２３ 内部全反射プリズム
２４ 蛍光体
２５ 円形基板
２６ モータ
２７ カラーフィルタ
２８ 円形基板
２９ モータ
３０ 収容部材
３１ レーザ光
３２ 蛍光
３３ 矩形光束
３４ 筐体
３５ 冷却装置
３６ 第１の送風機
３７ 第２の送風機
３８ 冷却風
３９ 冷却風
４０ 導風板
４１ ヒートシンク
４２ 熱伝導性部材
４３ 熱伝導性部材
４４ 熱伝導性部材
４５ 乱流促進部
４６ 熱伝導性部材

Claims (11)

1. 熱伝導性を有し、発熱体を収容する収容部材と、
   前記収容部材の内側を流れる第１の冷却風を生成する第１の送風機と、
   前記収容部材の外側を流れる第２の冷却風を生成する第２の送風機と、を備える冷却装置。
2. 請求項１記載の冷却装置において、
   前記第１の冷却風は前記収容部材の内壁に沿って流れ、前記第１の冷却風は前記収容部材の外壁に沿って流れる、冷却装置。
3. 請求項２に記載の冷却装置において、
   前記収容部材の内壁に沿って流れる前記第１の冷却風は、前記収容部材の外壁に沿って流れる前記第２の冷却風とは逆方向に流れる、冷却装置。
4. 請求項２または３に記載の冷却装置において、
   前記収容部材に沿って前記第２の冷却風を導く導風板をさらに備える、冷却装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の冷却装置において、
   前記収容部材は、前記収容部材の内側および外側の少なくとも一方に延びるフィンを有する、冷却装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の冷却装置において、
   前記収容部材は、前記収容部材の内側および外側の少なくとも一方にマイクロチャネルを形成している、冷却装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の冷却装置において、
   前記収容部材は、前記収容部材の内側および外側の少なくとも一方に乱流促進体を形成している、冷却装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の冷却装置において、
   前記収容部材が、収容部材本体と、該収容部材本体とは別の部材である熱伝導性部材と、を含む、冷却装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の冷却装置を備え、
   前記発熱体が光学部品である、投写型表示装置。
10. 請求項９に記載の投写型表示装置において、
    前記光学部品は、蛍光体ホイール、カラーホイールおよびライトトンネルの少なくとも１つである、投写型表示装置。
11. 熱伝導性を有する収容部材に発熱体を収容することと、
    前記収容部材の内側を流れる第１の冷却風を生成することと、
    前記収容部材の外側を流れる第２の冷却風を生成することと、を含む、冷却方法。

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