WO2009144815A1 - フィルタ、冷却用噴射部材および冷却風噴射方法 - Google Patents

フィルタ、冷却用噴射部材および冷却風噴射方法 Download PDF

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cooling
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宏彰 高松
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Necディスプレイソリューションズ株式会社
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    • Y10T137/794With means for separating solid material from the fluid

Definitions

  • the present invention relates to a technique for preventing clogging of an injection port for injecting gas.
  • the cooling system can blow cooling air having a very high wind speed with a compact configuration as compared with the case where a cooling fan is used. Increasing the speed of the cooling air is realized by injecting low-pressure but high-pressure cooling air from the cooling pump through a very small injection port.
  • the cooling system is provided with various filters M for preventing clogging, and the cooling air collected by the filter is blown to the injection port N.
  • a mesh-like filter M is used as described in JP-A-60-125221 (hereinafter referred to as Document 1) and FIG. Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-111988 (hereinafter referred to as Document 2), a porous metal filter or a foam filter is used.
  • the cooling system can remove dust larger than the diameter of the injection port.
  • An object of the present invention is to provide a technique for efficiently preventing clogging of an injection port.
  • the filter of the present invention is a filter having a plurality of openings provided between a blower and an injection port for injecting cooling air supplied from the blower.
  • the area of the filter is larger than the area of the injection port, the area of each of the plurality of openings is smaller than the area of the injection port, and the total area of the plurality of openings is 1 with respect to the area of the injection port. Thru 5 times.
  • the cooling injection member of the present invention has a plurality of openings, and has a filter for allowing the cooling air supplied from the cooling pump to pass therethrough and an injection port for injecting the cooling air that has passed through the filter.
  • the area of the filter is larger than the area of the injection port, the area of each of the plurality of openings is smaller than the area of the injection port, and the total area of the plurality of openings is the area of the injection port. 1 to 5 times the area.
  • a filter having a plurality of openings is provided between a cooling pump and an injection port for injecting cooling air supplied from the cooling pump.
  • the area of each of the plurality of openings is smaller than the area of the injection openings, and the total area of the plurality of openings is 1 to 5 times the area of the injection openings.
  • FIG. 1 is an overall view showing a configuration of a cooling system according to a first embodiment. It is a general view which shows the structure of the lamp unit of 1st Embodiment, and an injection member.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an ejection member according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the ejection member according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front view of an ejection member according to the first embodiment.
  • 5 is a table comparing the characteristics of the metal filter of the first embodiment and the filter of Document 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a metal filter in which fine particles are deposited in the first embodiment. It is a perspective view which shows the structure of the injection member of 2nd Embodiment. It is a figure for demonstrating the fixing method of the metal filter of 2nd Embodiment. In 2nd Embodiment, it is a figure which shows the metal filter which microparticles
  • FIG. 3 is an overall view showing the configuration of the cooling system 1 of the first embodiment.
  • the cooling system 1 is a system for cooling an electronic device such as a projector, and is used by being incorporated in the electronic device.
  • the cooling system 1 includes a blower 10, a silicon tube 20, and an injection member 30.
  • the cooling system 1 is attached to the lamp unit 40.
  • the blower 10 is, for example, a diaphragm type pump, and blows the gas for cooling the lamp unit 40 to the injection member 30 through the silicon tube 20 as cooling air.
  • the silicon tube 20 is a silicon tube that connects the blower 10 and the injection member 30.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the injection member 30 and the lamp unit 40.
  • the injection member 30 cools the lamp unit 40 by injecting cooling air from the blower 10 onto the lamp unit 40.
  • the lamp unit 40 is a component that is used as a light source in an electronic device and that is cooled by the cooling system 1.
  • cooling system 1 may naturally cool a part other than the lamp unit 40 in the electronic device.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the injection member 30.
  • the injection member 30 includes a main body 301, an injection port 302, a spacer 303, a metal filter 304, a retaining ring 305, and a foam filter 306.
  • the arrows in the figure indicate the direction in which the cooling air is blown.
  • the main body 301 is a cylindrical member for allowing the cooling air from the blower 10 to pass through, and has an injection port 302 having a smaller diameter (for example, ⁇ 0.5 mm) than the inner diameter (for example, ⁇ 6 mm) of the cylinder at the side portion. .
  • the reason why the diameter of the injection port 302 is made smaller than the inner diameter of the cylinder of the main body 301 is to use a high wind pressure (for example, 20 kPa) and to supply high-speed cooling air of a predetermined value (for example, 130 m / s) or more from the injection port 302. This is to inject.
  • the injection port 302 injects the cooling air blown by the blower 10 at a wind speed equal to or higher than a predetermined value.
  • the diameter of the injection port 302 is smaller than the inner diameter of the main body 301 and the air velocity of the cooling air injected from the injection port 302 can be maintained at a predetermined value or more, the inner diameter of the cylinder of the main body 301 and the cooling blown by the blower 10
  • the value of the wind pressure and the diameter of the injection port 302 can be arbitrarily changed.
  • the spacer 303 and the retaining ring 305 are ring-shaped parts that fix the metal filter 304 inside the main body 301.
  • the metal filter 304 is a disk-shaped component for collecting fine particles contained in the cooling air from the blower 10.
  • the foam filter 306 is a porous part for collecting dust.
  • metal filter 304 is not limited to metal but may be formed of other materials such as plastic.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the main body 301 in which the spacers (303, 304, 305, and 306) are stored as seen from the side. Referring to the figure, the fine particles contained in the cooling air from the blower 10 are first collected by the foam filter 306 and then collected by the metal filter 304, and the cooling air after dust collection is jetted from the injection port 302.
  • the spacers 303, 304, 305, and 306
  • FIG. 7 is a front view of the metal filter 304.
  • the metal filter 304 has a plurality of punch holes 3041.
  • the area of the metal filter 304 is approximately equal to the inner diameter of the main body 301 that is larger than the ejection port 302.
  • the area of each punch hole 3041 is made smaller than the area of the injection port 302 in order to collect fine particles smaller than the injection port 302.
  • the total area of the punch holes 3041 is 1 to 5 times the area of the injection holes 302.
  • the reason why the ratio is 1 or more is that when the ratio is smaller than 1, the pressure loss due to the metal filter 30 becomes too large.
  • the reason why the ratio is 5 times or less is that when the ratio is larger than 5, the speed of the cooling air passing through the punch holes 3041 does not reach a predetermined value (for example, 26 m / s).
  • FIG. 8 is a table comparing characteristics of the configuration of the filter 304 of the present embodiment and the mesh filter disclosed in Document 1.
  • injection port is an injection port 302
  • conventional product mesh is the filter M described in Document 1 or FIG. 2
  • Example 1 and “Example 2” are examples of the metal filter 304. It is.
  • the “diameter ratio” is the ratio of the diameter of the hole opened in the filter to the diameter of the injection port 302.
  • the “aperture magnification” is the ratio of the total area of the holes opened in the filter to the area of the injection port 302.
  • Numberer of holes is the number of holes opened in the filter.
  • Period ratio is the ratio of the total circumference of the holes opened in the filter to the circumference of the injection port 302.
  • the “outlet flow rate ratio” is the ratio of the wind speed of the cooling air jetted from the hole opened in the filter to the wind speed of the cooling wind jetted from the jet nozzle 302.
  • each punch hole 3041 is about 30% of the area of the injection port 302 (diameter ratio 0.3), and the total number of punch holes 3041 is 33. According to this configuration, the total area of these punch holes 3041 is about 2.7 times the area of the injection port 302 (opening magnification 2.7), and the outlet flow velocity ratio is about 0.4.
  • the wind speed of the cooling air passing through 3041 is about 52 m / s or more when the wind speed at the injection port is 130 m / s or more. For this reason, the metal filter 30 can suppress the pressure loss below a predetermined level and obtain a wind speed of a predetermined value (26 m / s) or more.
  • each punch hole 3041 is about 30% of the area of the injection hole 302, and the total number of punch holes 3041 is 62. According to this configuration, since the aperture magnification is about 5.0 and the outlet flow velocity ratio is about 0.2, the metal filter 30 suppresses the pressure loss to a predetermined level or less, and a predetermined value (26 m / s). The above wind speed can be obtained.
  • each punch hole 3041 is smaller than that of the injection port 302 and the total area of the punch holes 3041 is 1 to 5 times the area of the injection port 302, the size and shape of the punch hole 3041 are determined. Alternatively, the number of holes may be arbitrarily changed.
  • the advantage of obtaining sufficient wind speed will be described with reference to FIG.
  • the figure shows that the cooling air flow near the punch hole 3041 when the wind speed of the gas passing through the punch hole 3041 is 20% of the gas wind speed (130 m / s) passing through the injection hole 302, that is, 26 m / s or more.
  • the arrow path indicates the flow path of the cooling air
  • the length of the arrow indicates the magnitude of the gas flow velocity.
  • the flow velocity of the cooling air passing through the central portion of the punch hole 3041 is equal to or higher than a predetermined value, the flow of the cooling air passing through the punch hole 3041 becomes faster than the flow of the cooling air in the vicinity thereof.
  • the total area of the punch holes 3041 is larger than 5 times the area of the injection holes 302, for example, in the “conventional product mesh” shown in FIG.
  • the ratio is 0.0 and the wind speed is smaller than 26 m / s.
  • FIG. 10 there is not much difference in the wind speed passing through the hole and its peripheral part, and the pressure difference between the hole and its periphery is small, so gas is drawn from the periphery into the hole.
  • the flow curve is gentle. For this reason, fine particles in the gas pass through the hole without being deposited around the hole, and the filter cannot efficiently collect dust.
  • FIG. 11 is a front view of the metal filter 304 as viewed from the side where the cooling air is blown when the cooling system 1 is operated for a predetermined time. Referring to the figure, as a result of a gas having a wind velocity of a predetermined value or more passing through the punch hole 3041, fine particles in the gas are attached around the punch hole 3041.
  • Fine particles that could not be collected even by the foam filter 306 and the metal filter 304 are accumulated in the periphery of the injection port 302. This is because, for example, the wind speed of the gas injected from the injection port 302 is sufficiently large at 130 m / s or more, and, as in the case shown in FIG. .
  • the injection port 302 When the fine particles accumulated at the injection port 302 reach a certain amount or more, the injection port 302 is clogged.
  • the time until this clogging occurs depends on the circumference of the hole through which a gas having a wind speed of a predetermined value or more passes.
  • fine particles accumulate on the periphery of the punch hole 3041 in addition to the injection port 302. Therefore, when the metal filter 304 is provided, the circumference of the punch hole 3041 is larger than when the metal filter 304 is not provided. The total amount of time increases until clogging occurs.
  • the total circumferential length of the punch holes 3041 is It becomes 9.4 times the circumference of 302, and the time until clogging is 10 times or more.
  • the metal filter 304 in which a plurality of punch holes 3041 are formed is provided between the blower 10 and the ejection port 302 that ejects the cooling air supplied from the blower 10.
  • the area of the metal filter 304 is larger than the area of the injection port 302
  • the area of each of the plurality of punch holes 3041 is smaller than the area of the injection port 302
  • the total area of the plurality of punch holes 3041 is equal to the area of the injection port 302. Since the area is set to 1 to 5 times, it is possible to collect fine particles smaller than the injection port 302, and to keep the pressure loss to a predetermined value or less and the air velocity of the cooling air passing through the punch hole 3041 to a predetermined value or more. it can.
  • a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of filters similar to the metal filter 304 are provided on the ejection member 30a.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of the injection member 30a of the present embodiment.
  • the ejection member 30a has the same configuration as the ejection member 30 of the first embodiment, except that it further includes a spacer 303a and a metal filter 304a.
  • the ejection member 30a stores these components in the main body 301 in the order of the spacer 303, the metal filter 304, the spacer 303a, the metal filter 304a, the retaining ring 305, and the foam filter 306.
  • the configurations of the spacer 303a and the metal filter 304a are the same as the configurations of the spacer 303 and the metal filter 304.
  • the metal filters 304 and 304a except for the hole in the central portion, have a cooling air passage that passes through the punch hole 3041 and a cooling passage that passes through the punch hole 3041a opened in the metal filter 304a.
  • the wind path of the wind is shifted and fixed to the ejection member 30a.
  • the arrows in the figure indicate the direction in which the cooling air is blown.
  • the cooling air that has passed through the punch holes 3041a collides with the surface of the metal filter 304 where holes are not formed.
  • fine particles accumulate at a portion where the cooling air that has passed through the punch hole 3041 a collides.
  • the injection member 30a since the injection member 30a includes the plurality of metal filters 304 and 304a, the fine particles can be more reliably removed.
  • the metal filters 304 and 304a are fixed by shifting the air path that passes through the punch hole 3041a and the air path that passes through the punch hole 3041, the cooling air that has passed through the punch hole 3041a Since the fine particles that collide with the surface other than the punch hole 3041 and do not accumulate in the peripheral portion of the punch hole 3041a accumulate in the collision portion, the dust collecting force of the ejection member 30a increases.
  • the injection member 30a is not limited to two filters similar to the metal filter 304, but may be provided with three or more filters.
  • a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that a further shielding plate 307 is provided on the ejection member 30b.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of the injection member 30b of the present embodiment.
  • the ejection member 30b has the same configuration as the ejection member 30 of the first embodiment except that the ejection member 30b further includes a shielding plate 307 and a spacer 303b.
  • the injection member 30b stores these components in the main body 301 in the order of the spacer 303b, the shielding plate 307, the spacer 303, the metal filter 304, the retaining ring 305, and the foam filter 306.
  • FIG. 16 is a front view of the shielding plate 307.
  • the shielding plate 307 is a disk-shaped member having a plurality of notches 3071 formed on the outer peripheral portion.
  • the cooling air that has passed through the punch hole 3041 collides with the surface of the shielding plate 307, passes through the notch 3071, and is ejected from the ejection port 302. For this reason, as shown in FIG. 17, in the shielding plate 307, fine particles accumulate on the portion where the cooling air that has passed through the punch holes 3041 collides.
  • the cooling air that has passed through the punch hole 3041 is shielded by the shielding plate 307, and the fine particles that have not accumulated around the punch hole 3041a accumulate on the shielding plate 307. Therefore, the dust collecting force of the injection member 30b increases.
  • the component for depositing the fine particles is not limited to the filter 304 and the shielding plate 307 shown in the second embodiment and the third embodiment described above, and is provided between the injection port and the filter. Any part may be used as long as it has a wall surface against which the cooling air that has passed through the filter collides, and the shape is not limited.

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Abstract

 送風機と、該送風機より供給された冷却風を噴射する噴射口(302)との間に設けられる、複数の開口部が形成されたフィルタ(304)であって、前記フィルタ(304)の面積は前記噴射口(302)の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積は前記噴射口(302)の面積より小さく、前記複数の開口部の合計の面積は前記噴射口(302)の面積に対して1乃至5倍である、フィルタ(304)である。

Description

フィルタ、冷却用噴射部材および冷却風噴射方法
 本発明は、気体を噴射する噴射口の目詰まりを防止する技術に関する。
 プロジェクターなどの電子機器の冷却システムにおいて、冷却ポンプを使用すると、冷却ファンを使用した場合に比べ、冷却システムは、コンパクトな構成で非常に風速の大きな冷却風を送風することができる。冷却風の風速を大きくすることは、冷却ポンプからの低流量であるが高圧の冷却風を、非常に小さい噴射口から噴射することにより実現されている。
 冷却システムの噴射口は非常に小さいため、噴射口において、細かいゴミによる目詰まりが生じることがある。そこで、冷却システムは、図1に示すように、目詰まりを防止するための各種のフィルタMを設け、フィルタで集塵した後の冷却風を噴射口Nへ送風する構成としている。
 目詰まり防止用のフィルタとしては、例えば、特開昭60-125221号公報(以下、文献1という)や図2に記載されているように、メッシュ状のフィルタMが使用される。また、特開2002-119810号公報(以下、文献2という)に開示されているように、多孔質の金属製のフィルタや、発泡体のフィルタが使用される。
 これらのフィルタの各孔、例えば、図2における孔Hの径は噴射口Nの口径より小さいので、冷却システムは、噴射口径より大きなゴミを取り除くことができる。
 しかしながら、噴射口径より小さな微細なゴミは、文献1または文献2に記載のフィルタの孔もすり抜けてしまうことがある。このため、これらのフィルタを使用しても、微細なゴミが噴射口に堆積することよる目詰まりの防止は困難である。
 目詰まりの防止効果をより高めるために、微細なゴミを取り除けるように孔を小さくしすぎると、フィルタによる圧力損失が大きくなり、エネルギー効率が低くなる。
 このため、文献1または文献2に記載のフィルタによっても、冷却システムは、微細なゴミの堆積による噴射口の目詰まりを十分に防止できないという問題があった。
 本発明の目的は、噴射口の目詰まりを効率的に防止する技術を提供することである。
 上記目的を達成するために、本発明のフィルタは、送風機と、該送風機より供給された冷却風を噴射する噴射口との間に設けられる、複数の開口部が形成されたフィルタであって、前記フィルタの面積は前記噴射口の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積は前記噴射口の面積より小さく、前記複数の開口部の合計の面積は前記噴射口の面積に対して1乃至5倍である。
 本発明の冷却用噴射部材は、複数の開口部が形成され、冷却ポンプより供給された冷却風を通過させるためのフィルタと、前記フィルタを通過した前記冷却風を噴射する噴射口と、を有し、前記フィルタの面積は、前記噴射口の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積は前記噴射口の面積より小さく、且つ、前記複数の開口部の合計の面積は前記噴射口の面積に対して1乃至5倍である。
 本発明の冷却風噴射方法は、冷却ポンプと、該冷却ポンプより供給された冷却風を噴射する噴射口との間に、複数の開口部が形成されたフィルタを設け、前記フィルタの面積を前記噴射口の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積を前記噴射口の面積より小さく、且つ、前記複数の開口部の合計の面積を前記噴射口の面積に対して1乃至5倍とする。
従来の噴射部材の構成を示す斜視図である。 文献1に開示されたフィルタの正面図である。 第1の実施形態の冷却システムの構成を示す全体図である。 第1の実施形態のランプユニットおよび噴射部材の構成を示す全体図である。 第1の実施形態の噴射部材の構成を示す斜視図である。 第1の実施形態の噴射部材の断面図である。 第1の実施形態の噴射部材の正面図である。 第1の実施形態の金属フィルタと文献1のフィルタとの特性を比較した表である。 第1の実施の形態のパンチ孔周辺の冷却風の流れを示す図である。 文献1のフィルタのパンチ孔周辺の冷却風の流れを示す図である。 第1の実施形態において、微粒子が堆積した金属フィルタを示す図である。 第2の実施の形態の噴射部材の構成を示す斜視図である。 第2の実施の形態の金属フィルタの固定方法を説明するための図である。 第2の実施形態において、微粒子が堆積した金属フィルタを示す図である。 第3の実施形態の噴射部材の構成を示す斜視図である。 第3の実施形態の遮蔽板の正面図である。 第3の実施形態において、微粒子が堆積した遮蔽板を示す図である。
 本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
 (第1の実施の形態)
 図3は、第1の実施形態の冷却システム1の構成を示す全体図である。冷却システム1は、プロジェクターなどの電子機器を冷却するためのシステムであり、電子機器の内部に組み込まれて使用される。同図を参照すると、冷却システム1は、送風機10、シリコンチューブ20、および噴射部材30を有する。そして、この冷却システム1は、ランプユニット40に取り付けられている。
 送風機10は、例えば、ダイヤフラム型ポンプであり、シリコンチューブ20を通じて、ランプユニット40を冷却するための気体を冷却風として噴射部材30へ送風する。
 シリコンチューブ20は、送風機10と噴射部材30とを接続する、シリコン製のチューブである。
 図4は、噴射部材30およびランプユニット40の拡大図である。同図を参照すると、噴射部材30は、送風機10からの冷却風をランプユニット40に噴射することにより、ランプユニット40を冷却する。
 ランプユニット40は、電子機器において光源として使用され、冷却システム1が冷却対象とする部品である。
 なお、冷却システム1は、電子機器において、ランプユニット40以外の部位を冷却対象としてもよいのは勿論である。
 図5は、噴射部材30の構成を示す斜視図である。同図を参照すると、噴射部材30は、本体301、噴射口302、スぺーサ303、金属フィルタ304、止め輪305、および発泡フィルタ306を有する。同図における矢印は、冷却風が送風される方向を示している。
 本体301は、送風機10からの冷却風を通過させるための円筒状の部材であり、この円筒の内径(例えば、φ6mm)より小さな口径(例えば、φ0.5mm)の噴射口302を側部に有する。噴射口302の口径を、本体301の円筒の内径より小さくするのは、高い風圧(例えば、20kPa)を利用し、所定値(例えば、130m/s)以上の高速の冷却風を噴射口302から噴射するためである。噴射口302は、送風機10により送風された冷却風を所定値以上の風速で噴射する。
 なお、本体301の内径より噴射口302の口径が小さく、噴射口302から噴射される冷却風の風速を所定値以上に維持できるのであれば、本体301の円筒の内径、送風機10が送風する冷却風の風圧、および噴射口302の口径の値は任意に変更できる。
 スぺーサ303および止め輪305は、金属フィルタ304を本体301内部に固定するリング状の部品である。金属フィルタ304は、送風機10からの冷却風が含む微粒子を集塵するための円盤状の部品である。発泡フィルタ306は、集塵用の多孔質の部品である。
 なお、金属フィルタ304は、金属製に限らず、プラスチック製など、他の材料で形成されたものであってもよい。
 噴射部材30は、スぺーサ303、金属フィルタ304、止め輪305、および発泡フィルタ306の順に、これらの部品を本体301に収納する。図6は、スぺーサ等(303、304、305、および306)が収納された本体301を側面から見た断面図である。同図を参照すると、送風機10からの冷却風に含まれる微粒子は、まず、発泡フィルタ306により集塵され、次いで金属フィルタ304により集塵され、集塵後の冷却風は噴射口302から噴射される。
 図7は、金属フィルタ304の正面図である。同図を参照すると、金属フィルタ304には、複数のパンチ孔3041が開口されている。金属フィルタ304の面積は、噴射口302より大きな本体301の内径にほぼ等しい。そして、これらのパンチ孔3041のそれぞれの面積は、噴射口302より小さな微粒子を集塵するため、噴射口302の面積より小さくする。
 そして、パンチ孔3041の総面積は、射出口302の面積に対して1~5倍とする。1倍以上とするのは、比率が1より小さいと、金属フィルタ30による圧力損失が大きくなりすぎるためである。5倍以下とするのは、比率が5より大きいと、パンチ孔3041を通過する冷却風の風速が所定の値(例えば、26m/s)に達しなくなるためである。
 図8は、本実施形態のフィルタ304の構成と、文献1に開示されたメッシュ状のフィルタとの特性を比較した表である。同図において、「射出口」は、噴射口302、「従来品メッシュ」は、文献1または図2に記載のフィルタM、「実施例1」および「実施例2」は、金属フィルタ304の一例である。「直径比」は、噴射口302の直径に対する、フィルタに開口された孔の直径の比率である。「開口倍率」は、噴射口302の面積に対する、フィルタに開口された孔の合計面積の比率である。「孔数」は、フィルタに開口された孔の数である。「周長比」は、噴射口302の円周に対する、フィルタに開口された孔の円周の合計の比率である。「出口流速比」は、噴射口302から噴射される冷却風の風速に対する、フィルタに開口された孔から噴射される冷却風の風速の比率である。
 「実施例1」では、各パンチ孔3041の面積を、噴射口302の面積の約30%程度(直径比0.3)とし、パンチ孔3041の総数は、33個とする。この構成によれば、これらのパンチ孔3041の総面積は、噴射口302の面積の約2.7倍(開口倍率2.7)となり、出口流速比が約0.4となるので、パンチ孔3041を通過する冷却風の風速は、噴射口の風速が130m/s以上の場合、約52m/s以上となる。このため、金属フィルタ30は、圧力損失を所定のレベル以下に抑え、且つ、所定値(26m/s)以上の風速を得ることができる。
 また、「実施例2」では、各パンチ孔3041の面積を、噴射口302の面積の約30%程度とし、パンチ孔3041の総数は、62個とする。この構成によれば、開口倍率は約5.0、出口流速比は約0.2となるので、金属フィルタ30は、圧力損失を所定のレベル以下に抑え、且つ、所定値(26m/s)以上の風速を得ることができる。
 なお、パンチ孔3041それぞれの面積が、射出口302より小さく、且つ、パンチ孔3041の総面積が、射出口302の面積の1~5倍となるのであれば、パンチ孔3041の大きさ、形状、または孔の数は、任意に変更してもよい。
 十分な風速を得ることの利点について、図9を参照して説明する。同図は、パンチ孔3041を通過する気体の風速が噴射口302を通過する気体の風速(130m/s)の20%、即ち26m/s以上である場合の、パンチ孔3041付近の冷却風の流れを示す図である。同図において、矢印の経路は、冷却風の流れの経路を示し、矢印の長さは、気体の流速の大きさを示す。同図を参照すると、パンチ孔3041の中央部を通過する冷却風の流速が所定値以上である場合、パンチ孔3041を通過する冷却風の流れが、その周辺の冷却風の流れより速くなり、ベルヌーイの定理により流れが遅い周辺と流れの速い孔の部分との間の圧力差が大きくなる結果、パンチ孔3041の周辺から、パンチ孔3041へ向けて急なカーブを描いて気体が引き込まれる流れが生じる。この流れの経路に沿って微粒子がパンチ孔3041に引き込まれるとき、パンチ孔3041の周辺の面に微粒子が接して付着し、堆積する。
 これに対して、パンチ孔3041の総面積を、射出口302の面積の5倍より大きくした場合、例えば、図8に示した「従来品メッシュ」においては、開口倍率が64.8、出口流速比は、0.0となり、風速は26m/sより小さくなる。その場合、図10に示すように、孔と、その周辺部とを通過する風速にあまり差が生じず、孔と、その周辺との間の圧力差が小さいので、周辺から孔へ気体が引き込まれる流れのカーブは緩やかである。このため、気体中の微粒子は、孔の周囲に堆積しないで孔を通過してしまい、フィルタは効率的に集塵できない。
 図11は、冷却システム1を所定時間稼働させたときの、冷却風を送風する側から見た、金属フィルタ304の正面図である。同図を参照すると、所定値以上の風速の気体がパンチ孔3041を通過した結果、気体中の微粒子が、パンチ孔3041の周囲に付着している。
 発泡フィルタ306および金属フィルタ304によっても集塵しきれなかった微粒子は、噴射口302の周辺部に堆積する。噴射口302から噴射される気体の風速は例えば、130m/s以上で十分に大きく、図9に示した場合と同様に、孔の中央部の流速と周辺部の圧力差が大きくなるためである。
 噴射口302に堆積した微粒子が一定量以上に達すると、噴射口302は目詰まりを起こす。この目詰まりが生じるまでの時間は、所定値以上の風速の気体が通過する孔の周長に依存する。冷却システム1においては、噴射口302のほか、パンチ孔3041の周辺部にも、微粒子が堆積するので、金属フィルタ304を設けた場合、設けない場合と比較して、パンチ孔3041の周長の合計の分、目詰まりが生じるまでの時間が長くなる。
 例えば、図8の「実施例1」に示したように、噴射口302の0.3倍の面積のパンチ孔3041を33個、設けた場合、パンチ孔3041の周長の合計は、噴射口302の周長の9.4倍となり、目詰まりが生じるまでの時間は、10倍以上となる。
 以上説明したように、本実施形態によれば、送風機10と、送風機10より供給された冷却風を噴射する噴射口302との間に、複数のパンチ孔3041が形成された金属フィルタ304を設けて、金属フィルタ304の面積を噴射口302の面積より大きく、複数のパンチ孔3041のそれぞれの面積を噴射口302の面積より小さく、且つ、複数のパンチ孔3041の合計の面積を噴射口302の面積に対して1乃至5倍としているので、噴射口302より小さな微粒子を集塵でき、かつ、圧力損失を所定値以下におさえつつ、パンチ孔3041を通過する冷却風の風速を所定値以上にできる。その結果、パンチ孔3041の周辺部に微粒子が堆積するので、冷却システム1は、微粒子による目詰まりを効率的に防ぐことができる。
(第2の実施形態)
 本発明の第2の実施形態について、図12~図14を参照して説明する。第2の実施形態は、噴射部材30aに、金属フィルタ304と同様のフィルタを複数枚設けた点で、第1の実施形態と異なる。
 図12は、本実施形態の噴射部材30aの構成を示す斜視図である。同図を参照すると、噴射部材30aは、スぺーサ303aおよび金属フィルタ304aを更に有する以外は、第1の実施形態の噴射部材30と同様の構成である。噴射部材30aは、スぺーサ303、金属フィルタ304、スぺーサ303a、金属フィルタ304a、止め輪305、および発泡フィルタ306の順に、これらの部品を本体301に収納する。
 スぺーサ303aおよび金属フィルタ304aの構成は、スぺーサ303および金属フィルタ304の構成と同様である。但し、金属フィルタ304および304aは、図13に示すように、中央部の孔を除き、パンチ孔3041を通過する冷却風の風路と、金属フィルタ304aに開口されたパンチ孔3041aを通過する冷却風の風路とを、ずらして、噴射部材30aに固定される。同図における矢印は、冷却風の送風される方向を示している。このように、金属フィルタ304、304aを固定することにより、パンチ孔3041aを通過した冷却風は、金属フィルタ304の孔の空いていない面に衝突する。このため、図14に示すように、金属フィルタ304において、パンチ孔3041aを通過した冷却風が衝突する部分に微粒子が堆積する。
 以上、説明したように、本実施形態によれば、噴射部材30aは、複数の金属フィルタ304、304aを有するので、微粒子をより確実に除去することができる。
 そして、金属フィルタ304、304aは、パンチ孔3041aを通過する風路と、パンチ孔3041を通過する風路とをずらして、固定されるので、パンチ孔3041aを通過した冷却風は、金属フィルタ304のパンチ孔3041以外の面に衝突し、パンチ孔3041aの周辺部に堆積しなかった微粒子が衝突部分に微粒子が堆積するので、噴射部材30aの集塵力が増す。
 なお、噴射部材30aに、金属フィルタ304と同様のフィルタを2枚に限らず、3枚以上設けてもよいのは勿論である。
(第3の実施形態)
 本発明の第3の実施形態について図15~図17を参照して説明する。第3の実施形態は、噴射部材30bに、遮蔽板307を更に枚設けた点で、第1の実施形態と異なる。
 図15は、本実施形態の噴射部材30bの構成を示す斜視図である。同図を参照すると、噴射部材30bは、遮蔽板307およびスぺーサ303bを更に有する以外は、第1の実施形態の噴射部材30と同様の構成である。噴射部材30bは、スぺーサ303b、遮蔽板307、スぺーサ303、金属フィルタ304、止め輪305、および発泡フィルタ306の順に、これらの部品を本体301に収納する。
 スぺーサ303bは、スぺーサ303と同様のものである。図16は、遮蔽板307の正面図である。同図を参照すると、遮蔽板307は、外周部に複数の切欠き3071が形成された円盤状の部材である。パンチ孔3041を通過した冷却風は遮蔽板307の面に衝突し、切欠き3071を通過して噴射口302から噴射される。このため、図17に示すように、遮蔽板307において、パンチ孔3041を通過した冷却風が衝突する部分に微粒子が堆積する。
 以上、説明したように、本実施形態によれば、パンチ孔3041を通過した冷却風が、遮蔽板307に遮蔽され、パンチ孔3041aの周辺部に堆積しなかった微粒子が遮蔽板307に堆積するので、噴射部材30bの集塵力が増す。
 なお、微粒子を堆積させるための部品は、上述の第2の実施形態、第3の実施形態に示したフィルタ304や遮蔽板307に限らず、噴射口とフィルタの間に設けられ、本発明のフィルタを通過した冷却風を衝突させる壁面を有する部品であればよく、その形状は問わない。
 以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。クレームに定義された本発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

Claims (11)

  1.  送風機と、該送風機より供給された冷却風を噴射する噴射口との間に設けられる、複数の開口部が形成されたフィルタであって、
     前記フィルタの面積は前記噴射口の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積は前記噴射口の面積より小さく、前記複数の開口部の合計の面積は前記噴射口の面積に対して1乃至5倍である、フィルタ。
  2.  複数の開口部が形成され、送風機より供給された冷却風を通過させるためのフィルタと、
     前記フィルタを通過した前記冷却風を噴射する噴射口と、を有し、
     前記フィルタの面積は、前記噴射口の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積は前記噴射口の面積より小さく、且つ、前記複数の開口部の合計の面積は前記噴射口の面積に対して1乃至5倍である、冷却用噴射部材。
  3.  前記開口部を通過する冷却風が衝突する壁面を有する部品を前記フィルタと前記噴射口との間に更に有する、請求項2に記載の冷却用噴射部材。
  4.  外周に切欠き部が形成され、前記開口部を通過する前記冷却風の風路を遮蔽する遮蔽板を更に有する、請求項2に記載の冷却用噴射部材。
  5.  複数の前記フィルタを有する、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の冷却用噴射部材。
  6.  複数の前記フィルタは、1のフィルタに形成された前記開口部を通過する前記冷却風の風路と、他のフィルタに形成された前記開口部を通過する前記冷却風の風路とをずらして前記冷却用噴射部材に固定される、請求項5に記載の冷却用噴射部材。
  7.  送風機と、該送風機より供給された冷却風を噴射する噴射口との間に、複数の開口部が形成されたフィルタを設け、前記フィルタの面積を前記噴射口の面積より大きく、前記複数の開口部のそれぞれの面積を前記噴射口の面積より小さく、且つ、前記複数の開口部の合計の面積を前記噴射口の面積に対して1乃至5倍とする、冷却風噴射方法。
  8.  前記開口部を通過する冷却風が衝突する部品を前記フィルタと前記噴射口との間に更に設けた、請求項7に記載の冷却風噴射方法。
  9.  外周に切欠き部が形成され、前記開口部を通過する前記冷却風の風路を遮蔽する遮蔽板を更に設けた、請求項7に記載の冷却風噴射方法。
  10.  複数のフィルタを設けた、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の冷却風噴射方法。
  11.  複数の前記フィルタは、1のフィルタに形成された前記開口部を通過する前記冷却風の風路と、他のフィルタに形成された前記開口部を通過する前記冷却風の風路とをずらして前記冷却用噴射部材に固定される、請求項5に記載の冷却風噴射方法。
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