(57)【要約】【課題】冷却対象の冷却効率の低下を抑制できる冷却装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】冷却装置は、蒸発部、凝縮部、蒸気管及び液管を備え、蒸発部は、液管と接続され、液相の作動流体が内部に流入する筐体と、筐体内に設けられ、筐体に流入された液相の作動流体を貯留するリザーバーと、筐体に設けられ、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路を有するグルーブと、筐体内に設けられ、リザーバーに接続され、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ側に輸送する第１ウィックと、筐体内に第１ウィックとグルーブとの間に設けられ、第１ウィックによって輸送された液相の作動流体をグルーブ側に輸送する第２ウィックと、第１ウィックと第２ウィックとの間に設けられ、液相の作動流体によって満たされる中間層と、を有する。【選択図】図５
2020153586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、液相の前記作動流体が内部に流入する筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記筐体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と、
前記筐体に設けられ、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を有するグルーブと、
前記筐体内に設けられ、前記リザーバーに接続され、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第１ウィックと、
前記筐体内に前記第１ウィックと前記グルーブとの間に設けられ、前記第１ウィックによって輸送された液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第２ウィックと、
前記第１ウィックと前記第２ウィックとの間に設けられ、液相の前記作動流体によって満たされる中間層と、を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記蒸発部は、前記第１ウィックと前記第２ウィックとの間に設けられ、前記第１ウィックと前記第２ウィックとの間に前記中間層を形成するスペーサーを有することを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記第１ウィック及び前記第２ウィックのうちの一方の部材は、他方の部材に向かって突出して前記他方の部材に接触し前記中間層を形成する突出部を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記第２ウィックの熱伝導率は、前記第１ウィックの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置において、
前記第１ウィック及び前記第２ウィックは、同じ材料によって構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
光を出射する光源を有する光源装置と、
前記光源装置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５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。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクターにおいて、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
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相変化させる。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。
【０００３】
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グルーブと、ウィック及び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、グルーブの蒸気流路を流通して、蒸気管内に流通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のループ型ヒートパイプでは、グルーブからウィックに熱が必要以上に伝達されて、ウィックと接続されるリザーバーに貯留された液相の作動流体の温度が上昇すると、ウィックと液相の作動流体との温度差が小さくなる他、蒸発部内の圧力が高まる。このような場合には、液相から気相への作動流体の相変化が抑制され、冷却対象の冷却効率が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第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、液相の前記作動流体が内部に流入する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記筐体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と、前記筐体に設けられ、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を有するグルーブと、前記筐体内に設けられ、前記リザーバーに接続され、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第１ウィックと、前記筐体内に前記第１ウィックと前記グルーブとの間に設けられ、前記第１ウィックによって輸送された液相の前記作動流体を前記グルーブ側に輸送する第２ウィックと、前記第１ウィックと前記第２ウィックとの間に設けられ、液相の前記作動流体によって満たされる中間層と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記第１態様では、前記蒸発部は、前記第１ウィックと前記第２ウィックとの間に設けられ、前記第１ウィックと前記第２ウィックとの間に前記中間層を形成するスペーサーを有することが好ましい。
【０００８】
上記第１態様では、前記第１ウィック及び前記第２ウィックのうちの一方の部材は、他方の部材に向かって突出して前記他方の部材に接触し前記中間層を形成する突出部を有することが好ましい。
【０００９】
上記第１態様では、前記第２ウィックの熱伝導率は、前記第１ウィックの熱伝導率よりも大きいことが好ましい。
【００１０】
上記第１態様では、前記第１ウィック及び前記第２ウィックは、同じ材料によって構成されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２態様に係るプロジェクターは、光を出射する光源を有する光源装置と、前記光源装置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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクターの外観を示す斜視図。
【図２】第１実施形態におけるプロジェクターの内部構成を示す模式図。
【図３】第１実施形態における光源装置の構成を示す模式図。
【図４】第１実施形態における蒸発部の外観を示す斜視図。
【図５】第１実施形態における蒸発部の内部構造を模式的に示す断面図。
【図６】第１実施形態における蒸発部の内部構造を模式的に示す断面図。
【図７】第２実施形態におけるプロジェクターが備える蒸発部の内部構造を模式的に示す断面図。
【図８】第３実施形態におけるプロジェクターが備える蒸発部の内部構造を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
以下、本発明の第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、後述する光源装置４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。
【００１５】
［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。
【００１６】
［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、外装筐体２内にそれぞれ収容される画像投射装置３及び冷却装置５を更に備える。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。
【００１７】
［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及び投射する。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、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。
【００２０】
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して、画像を形成する。画像形成装置３４は、それぞれ入射される色光に応じて設けられる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。
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して画像を形成する。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。
【００２１】
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上に拡大投射する。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。
【００２２】
［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。
【００２３】
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と、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。
【００２４】
［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。
第１半導体レーザー４１２は、励起光であるｓ偏光の青色光Ｌ１ｓを出射する。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。
第２半導体レーザー４１３は、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐを出射する。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。
【００２５】
支持部材４１４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た複数の第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６Ａに接続される。そして、熱源である各半導体レーザー４１２，４１３、すなわち、光源４１１の熱は、蒸発部６Ａに伝達される。
【００２６】
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。
【００２７】
［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。
【００２８】
［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。
【００２９】
［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。
【００３０】
［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を生成し、蛍光ＹＬを第１集光素子４５に出射する。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。
【００３１】
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。そして、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。
【００３２】
［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。
【００３３】
［拡散反射装置の構成］
拡散反射装置４９は、波長変換素子４６にて生成及び出射される蛍光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Ｌ２ｃ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。
【００３４】
［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。
【００３５】
［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と後述する凝縮部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。
【００３６】
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、減圧状態で内部に封入された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した部位以外の部位にて気相の作動流体から熱を奪って、作動流体の相状態を気相から液相に変化させるとともに、奪った熱を放出することによって、冷却対象を冷却する。
このようなループ型ヒートパイプ５１は、蒸発部６Ａ、蒸気管５２、凝縮部５３及び液管５４を備える。なお、蒸発部６Ａの構成は、後に詳述する。
【００３７】
［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６Ａ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６Ａにおいて液相から気相に変化して蒸発部６Ａから蒸気管５２に流入される作動流体を、凝縮部５３に流通させる。
【００３８】
［凝縮部の構成］
凝縮部５３は、気相の作動流体の熱を奪って放熱し、作動流体を気相から液相に相変化させ、液相の作動流体を液管５４に流出させる。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。
【００３９】
［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６Ａ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６Ａに流通させる。
【００４０】
［蒸発部の構成］
蒸発部６Ａ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６Ａ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。
【００４１】
図４は、蒸発部６Ａの外観を示す斜視図である。また、図５及び図６は、蒸発部６Ａの内部構造を示す断面図である。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６Ａ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６Ａの断面を示す図である。すなわち、図５に示される蒸発部６Ａの断面と、図６に示される蒸発部６Ａ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、複数の流路ＶＣのうち一部の流路ＶＣに符号を付す。
蒸発部６Ａ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にそれぞれ設けられるリザーバー６２及び熱交換部６３Ａを備える。
【００４２】
［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。このような筐体６１は、図４に示すように、天面部６１Ａ、底面部６１Ｂ及び側面部６１Ｃ〜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。
【００４３】
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。そして、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。
【００４４】
以下の説明では、互いに直交する三方向を、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向とする。そして、＋Ｘ方向を、側面部６１Ｆから側面部６１Ｅに向かう方向とし、＋Ｙ方向を、底面部６１Ｂから天面部６１Ａに向かう方向とし、＋Ｚ方向を、側面部６１Ｄから側面部６１Ｃに向かう方向とする。
また、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。
【００４５】
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６２を構成する。すなわち、第１筐体６１１には、リザーバー６２が設けられている。
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の内部と連通しており、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、第１筐体６１１内に流入する。
【００４６】
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６３Ａの流体輸送層であるウィック６４Ａが配置される他、熱交換部６３Ａの流路形成層であるグルーブ６５を構成する複数の流路ＶＣが形成されている。すなわち、第２筐体６１２とグルーブ６５とは一体化されており、第２筐体６１２には、ウィック６４Ａ及びグルーブ６５を含む熱交換部６３Ａ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、第２筐体６１２内のグルーブ６５に設けられた複数の流路ＶＣと連通しており、詳しくは後述するが、複数の流路ＶＣ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。
【００４７】
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６４Ａの外径形状に応じた円環状部材であり、封止部材６１３の中央には、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体をウィック６４Ａ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６４Ａの中心と略一致し、封止部材６１３の外縁がウィック６４Ａ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６４Ａに対して＋Ｙ方向に配置されて、第１筐体６１１とウィック６４Ａ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。
【００４８】
［リザーバーの構成］
リザーバー６２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６２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６２は、筐体６１内において、ウィック６４Ａ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。
【００４９】
［熱交換部の構成］
熱交換部６３Ａは、第２筐体６１２に設けられている。熱交換部６３Ａ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６２に貯留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６３Ａは、流体輸送層としてのウィック６４Ａと、流路形成層としてのグルーブ６５と、を有する。すなわち、蒸発部６Ａは、熱交換部６３Ａを構成するウィック６４Ａ及びグルーブ６５を有する。詳述すると、熱交換部６３Ａは、リザーバー６２から熱交換部６３Ａに向かう−Ｙ方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック６４Ａと、流路形成層としてのグルーブ６５と、を有する。
【００５０】
［ウィックの構成］
ウィック６４Ａは、リザーバー６２に貯留されている液相の作動流体と接触するように第２筐体６１２内に設けられ、毛管力によって、リザーバー６２から浸み込んだ液相の作動流体を−Ｙ方向に輸送する。すなわち、ウィック６４Ａは、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。
なお、ウィック６４Ａの構成については、後に詳述する。
【００５１】
［グルーブの構成］
グルーブ６５は、上記のように、第２筐体６１２と一体化されている。換言すると、グルーブ６５は、第２筐体６１２の一部である。グルーブ６５は、グルーブ６５における＋Ｙ方向の面であり、ウィック６４Ａと接続される接続面６５１を有する。接続面６５１は、ウィック６４Ａの後述する第２ウィック６４２と接続される。
また、グルーブ６５は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路ＶＣを有する。複数の流路ＶＣは、それぞれ接続面６５１から−Ｙ方向に凹んだ溝部であり、＋Ｘ方向に沿って延出し、かつ、＋Ｚ方向に沿って配列されている。複数の流路ＶＣは、蒸気管接続部６１２１と連通している。
【００５２】
［ウィックの詳細構成］
ウィック６４Ａは、第１ウィック６４１、第２ウィック６４２及び中間層６４３と、スペーサーＳＲと、を備えて構成されている。すなわち、蒸発部６Ａは、ウィック６４Ａを構成する第１ウィック６４１、第２ウィック６４２、中間層６４３及びスペーサーＳＲを有する。
第１ウィック６４１、第２ウィック６４２及び中間層６４３は、リザーバー６２からグルーブ６５に向かう方向である−Ｙ方向に向かって、第１ウィック６４１、中間層６４３、第２ウィック６４２の順で設けられている。
【００５３】
［第１ウィックの構成］
第１ウィック６４１は、ウィック６４Ａにおいて最も＋Ｙ方向に位置する。第１ウィック６４１は、筐体６１内に設けられ、＋Ｙ方向の面６４１Ａがリザーバー６２に接続されている。第１ウィック６４１は、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。
本実施形態では、第１ウィック６４１は、金属によって粒子状又は繊維状に形成された複数の第１金属体が結合された構成を有し、図示を省略するが、内部に空隙を含む。詳述すると、第１ウィック６４１は、複数の第１金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に空隙を含む。そして、第１ウィック６４１は、リザーバー６２から空隙内に浸み込んだ液相の作動流体を、リザーバー６２とは反対側、すなわち、グルーブ６５側に輸送する。
なお、本実施形態では、第１ウィック６４１を構成する複数の第１金属体は、熱伝導率が比較的小さい金属、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ：Steel Use Stainless）によって構成されている。
【００５４】
［第２ウィックの構成］
第２ウィック６４２は、筐体６１内に第１ウィック６４１とグルーブ６５との間に設けられ、−Ｙ方向の面６４２Ｂがグルーブ６５と接触して配置されている。第２ウィック６４２は、第１ウィック６４１によって輸送された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。詳述すると、第２ウィック６４２は、第１ウィック６４１によって輸送されて中間層６４３に一時的に貯留された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。
本実施形態では、第２ウィック６４２は、第１ウィック６４１と同様に、金属によって粒子状又は繊維状に形成された複数の第２金属体が結合されて構成され、図示を省略するが、内部に空隙を含む。詳述すると、第２ウィック６４２は、複数の第２金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に空隙を含む。そして、第２ウィック６４２は、毛管力によって、空隙に浸み込んだ液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。
なお、本実施形態では、第２ウィック６４２を構成する複数の第２金属体は、第１金属体の熱伝導率より高い熱伝導率を有する金属、例えば銅によって構成されている。すなわち、第２ウィック６４２の熱伝導率は、第１ウィック６４１の熱伝導率より大きい。しかしながら、これに限らず、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２とは、同じ材料によって構成されてもよい。すなわち、第１ウィック６４１の熱伝導率と第２ウィック６４２の熱伝導率とは、同じであってもよい。
【００５５】
［中間層の構成］
中間層６４３は、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に設けられ、液相の作動流体によって満たされた層である。本実施形態では、中間層６４３は、第１ウィック６４１における−Ｙ方向の面６４１Ｂと第２ウィック６４２における＋Ｙ方向の面６４２Ａとの間にスペーサーＳＲが設けられることによって第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に設けられる空隙である。
中間層６４３は、第１ウィック６４１によって輸送された液相の作動流体を一時的に貯留する貯留槽としての機能を有する他、熱伝導率が相対的に低い液相の作動流体を貯留することによって、グルーブ６５から熱が伝達される第２ウィック６４２から第１ウィック６４１に熱が伝達することを抑制する断熱層としての機能を有する。
【００５６】
［スペーサーの構成］
スペーサーＳＲは、上記のように、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に複数設けられて、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に中間層６４３を形成する。
スペーサーＳＲは、例えば、樹脂又は金属によって構成された球体によって構成できる他、樹脂又は金属によって構成された網によって構成できる。網の形状としては、例えば、渦巻状、放射状及び格子状が挙げられる。なお、スペーサーＳＲの構成材料は、第２ウィック６４２から第１ウィック６４１への熱伝達を抑制するために、第２ウィック６４２の熱伝導率より小さい熱伝送率を有する材料であることが好ましい。また、スペーサーＳＲは、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に１つ以上設けられていればよい。
【００５７】
［熱交換部における液相の作動流体の蒸発部位］
ここで、熱交換部６３Ａにおいて、ウィック６４Ａにより−Ｙ方向に輸送された液相の作動流体は、第２筐体６１２からグルーブ６５に伝達された光源４１１の熱によって蒸発されて、作動流体の蒸気、すなわち、気相の作動流体に変化する。液相の作動流体の蒸発部位は、グルーブ６５である場合と、ウィック６４Ａである場合とがある。
蒸発部位がグルーブ６５である場合、ウィック６４Ａによって複数の流路ＶＣの表面に輸送された液相の作動流体が、グルーブ６５に伝達された熱によって蒸発される。
蒸発部位がウィック６４Ａである場合、ウィック６４Ａに保持された液相の作動流体が、グルーブ６５からウィック６４Ａに伝達された熱によって蒸発される。
そして、グルーブ６５又はウィック６４Ａにて蒸発されて、液相から気相に変化した作動流体は、複数の流路ＶＣを流通して、蒸気管接続部６１２１と連通する蒸気管５２に流入する。このように、光源４１１から奪われた熱が液相から気相への作動流体の相変化に利用されることにより熱伝達が促進され、光源４１１が冷却される。
【００５８】
本実施形態では、ウィック６４Ａにおいてグルーブ６５と熱伝達可能に接続される第２ウィック６４２は、熱伝導率が比較的高い金属によって構成されている。このため、グルーブ６５から第２ウィック６４２に熱が伝わりやすいことから、第２ウィック６４２に蒸発部位を設定しやすい。
一方で、第２ウィック６４２に伝達された熱が、リザーバー６２に接続される第１ウィック６４１に伝達されると、リザーバー６２内の温度が上昇し、ひいては、筐体６１内の圧力が上昇してしまい、液相から気相への作動流体の相変化が生じにくくなる。このような場合には、第２筐体６１２に伝達された冷却対象である光源４１１の熱が効率的に熱交換されにくくなって、光源４１１の冷却効率が低下し得る。
【００５９】
これに対し、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に中間層６４３を設けている他、第１ウィック６４１は、熱伝導率が第２ウィック６４２の熱伝導率より小さい金属によって構成されている。これにより、第２ウィック６４２から第１ウィック６４１に熱が伝達しにくい他、第１ウィック６４１の熱伝導が抑制されている。
【００６０】
［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によれば、以下の効果を奏することができる。
プロジェクター１は、光を出射する光源４１１を有する光源装置４と、光源装置４から出射された光を変調する光変調装置３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）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、光源４１１を冷却対象とする冷却装置５と、を備える。冷却装置５は、蒸発部６Ａ、凝縮部５３、蒸気管５２及び液管５４を有するループ型ヒートパイプ５１を備える。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６Ａへ流通させる。蒸気管５２は、蒸発部６Ａ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。蒸発部６Ａは、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。
蒸発部６Ａは、筐体６１、リザーバー６２、グルーブ６５、第１ウィック６４１、第２ウィック６４２及び中間層６４３を有する。筐体６１は、液管５４と接続されており、筐体６１の内部には、液相の作動流体が流入する。リザーバー６２は、筐体６１内に設けられて、筐体６１に流入された液相の作動流体を貯留する。グルーブ６５は、筐体６１に設けられており、グルーブ６５は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路ＶＣを有する。第１ウィック６４１は、筐体６１内に設けられ、リザーバー６２に接続され、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。第２ウィック６４２は、筐体６１内に第１ウィック６４１とグルーブ６５との間に設けられて、第１ウィック６４１によって輸送された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。そして、中間層６４３は、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に設けられて、液相の作動流体によって満たされている。
【００６１】
このような構成によれば、中間層６４３によって、第２ウィック６４２に伝達された熱が第１ウィック６４１に伝達されることを抑制できる。従って、筐体６１内の圧力が上昇することによって光源４１１の冷却効率が低下することを抑制できる。
【００６２】
蒸発部６Ａは、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に設けられ、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に中間層６４３を形成するスペーサーＳＲを有する。
このような構成によれば、スペーサーＳＲの±Ｙ方向における寸法の分だけ、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２とを離間させることができる。従って、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に、液相の作動流体によって満たされる中間層６４３を簡易に形成できる。
【００６３】
第２ウィック６４２の熱伝導率は、第１ウィック６４１の熱伝導率より大きい。詳述すると、第２ウィック６４２を構成する第２金属体の熱伝導率は、第１ウィック６４１を構成する第１金属体の熱伝導率より大きい。換言すると、第１ウィック６４１の熱伝導率は、第２ウィック６４２の熱伝導率より小さい。
これによれば、第２ウィック６４２から第１ウィック６４１への熱伝達を一層抑制できる。従って、筐体６１内の圧力が上昇することを効果的に抑制でき、光源４１１の冷却効率の低下を抑制できる。
【００６４】
なお、上記のように、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２とは、同じ材料によって構成されてもよい。換言すると、第１ウィック６４１の熱伝導率と、第２ウィック６４２の熱伝導率とは、同じであってもよい。
この場合でも、中間層６４３が設けられることによって、第２ウィック６４２から第１ウィック６４１への熱伝達を抑制できる。
この他、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２とを異なる材料によって構成する必要がない。このため、それぞれ異なる材料によって構成された第１ウィック６４１及び第２ウィック６４２を用意する必要がないことから、蒸発部６Ａの製造コストが上昇することを抑制できる。
【００６５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第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が、熱交換部の構成が異なる。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。
【００６６】
図７は、本実施形態に係るプロジェクターが備える蒸発部６Ｂの内部構造を模式的に示す断面図である。詳述すると、図７は、上記した仮想線ＶＬ１に応じた部位での蒸発部６Ｂの断面を示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、蒸発部６Ａに代えて、図７に示す蒸発部６Ｂを有する他は、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。すなわち、本実施形態に係る冷却装置５は、蒸発部６Ａに代えて蒸発部６Ｂを有し、光源４１１を冷却対象とする。また、蒸発部６Ｂは、熱交換部６３Ａに代えて熱交換部６３Ｂを有する他は、蒸発部６Ａと同様の構成及び機能を有する。
【００６７】
熱交換部６３Ｂは、熱交換部６３Ａと同様の機能を有する。熱交換部６３Ｂは、図７に示すように、リザーバー６２から熱交換部６３Ｂに向かう−Ｙ方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック６４Ｂと、流路形成層としてのグルーブ６５と、を有する。
【００６８】
ウィック６４Ｂは、ウィック６４Ａと同様に、毛管力によって、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。ウィック６４Ｂは、第１実施形態における第１ウィック６４１に代えて第１ウィック６４４を有し、スペーサーＳＲを有しない他は、ウィック６４Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、ウィック６４Ｂは、−Ｙ方向に向かって順に第１ウィック６４４、中間層６４３及び第２ウィック６４２を有する。
【００６９】
第１ウィック６４４は、第１ウィック６４１と同様に、ウィック６４Ｂにおいて最も＋Ｙ方向に位置する。第１ウィック６４４は、筐体６１内に設けられ、＋Ｙ方向の面６４４Ａがリザーバー６２に接続されている。第１ウィック６４４は、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。
本実施形態においても、第１ウィック６４４は、複数の第１金属体が焼結によって結合された焼結体であり、液相の作動流体が浸み込む空隙を含む。
なお、第１ウィック６４４を構成する複数の第１金属体は、第２ウィック６４２を構成する複数の第２金属体の熱伝導率より小さい熱伝導率を有する金属によって構成されている。すなわち、第１ウィック６４４の熱伝導率は、第２ウィック６４２の熱伝導率より小さい。換言すると、第２ウィック６４２の熱伝導率は、第１ウィック６４４の熱伝導率より大きい。
【００７０】
第１ウィック６４４は、第２ウィック６４２と対向する面である−Ｙ方向の面６４４Ｂに、第２ウィック６４２に向かって突出する複数の突出部６４４１を有する。すなわち、第１ウィック６４４は、−Ｙ方向の面６４４Ｂから−Ｙ方向に突出する複数の突出部６４４１を有する。
複数の突出部６４４１は、面６４４Ｂにおいて略等間隔に設けられている。そして、第１ウィック６４４及び第２ウィック６４２が筐体６１内に設けられたときに、複数の突出部６４４１は、第２ウィック６４２における＋Ｙ方向の面６４２Ａに接触して、面６４４Ｂと面６４２Ａとの間に、中間層６４３を形成する。すなわち、複数の突出部６４４１が面６４２Ａと接触することによって、第１ウィック６４４と第２ウィック６４２との間には、液相の作動流体によって満たされる中間層６４３が設けられる。このため、蒸発部６Ｂは、スペーサーＳＲに代えて、突出部６４４１を有すると言い換えることができる。
このような複数の突出部６４４１は、第１ウィック６４４の面６４４Ｂを加工する等して設けることができる。なお、突出部６４４１は、第１ウィック６４４における−Ｙ方向の面６４４Ｂに１つ以上設けられていればよい。
【００７１】
［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実施形態にて示したプロジェクター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。
蒸発部６Ｂにおいて、第１ウィック６４４及び第２ウィック６４２のうちの一方の部材である第１ウィック６４４は、他方の部材である第２ウィック６４２に向かって突出し第２ウィック６４２に接触して、第１ウィック６４４と第２ウィック６４２との間に中間層６４３を形成する突出部６４４１を有する。
このような構成によれば、第１ウィック６４４と第２ウィック６４２との間にスペーサーＳＲを設けることなく、第１ウィック６４４と第２ウィック６４２との間に中間層６４３を設けることができる。従って、中間層６４３を簡易に形成できる他、スペーサーＳＲが不要となるので、蒸発部６Ｂ、ひいては、冷却装置５の製造コストを低減できる。
【００７２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３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２実施形態に係るプロジェクターと同様の構成を備えるが、第２ウィックが突出部を有し、第１ウィックが突出部を有さない点で相違する。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。
【００７３】
図８は、蒸発部６Ｂの変形である蒸発部６Ｃの内部構造を模式的に示す断面図である。詳述すると、図８は、上記した仮想線ＶＬ１に応じた部位での蒸発部６Ｃの断面を示す図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態における蒸発部６Ａに代えて、図８に示す蒸発部６Ｃを有する他は、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。すなわち、本実施形態に係る冷却装置５は、蒸発部６Ａに代えて蒸発部６Ｃを有し、光源４１１を冷却対象とする。また、蒸発部６Ｃは、熱交換部６３Ａに代えて熱交換部６３Ｃを有する他は、蒸発部６Ａと同様の構成及び機能を有する。
【００７４】
熱交換部６３Ｃは、熱交換部６３Ａ，６３Ｂと同様の機能を有する。熱交換部６３Ｃは、図８に示すように、リザーバー６２から熱交換部６３Ｃに向かう−Ｙ方向に向かって順に設けられる流体輸送層としてのウィック６４Ｃと、流路形成層としてのグルーブ６５と、を有する。
【００７５】
ウィック６４Ｃは、ウィック６４Ａ，６４Ｂと同様に機能する。ウィック６４Ｃは、−Ｙ方向に向かって順に第１ウィック６４１、中間層６４３及び第２ウィック６４５を有する一方で、スペーサーＳＲを有しない。
第２ウィック６４５は、第２ウィック６４２と同様に、ウィック６４Ｃにおいて最も＋Ｙ方向に位置する。第２ウィック６４５は、筐体６１内に第１ウィック６４１とグルーブ６５との間に設けられ、−Ｙ方向の面６４５Ｂがグルーブ６５と接触して配置されている。第２ウィック６４５は、第１ウィック６４１によって輸送された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。詳述すると、第２ウィック６４５は、第１ウィック６４１によって輸送されて中間層６４３に一時的に貯留された液相の作動流体をグルーブ６５側に輸送する。
本実施形態においても、第２ウィック６４５は、複数の第２金属体が焼結によって結合された焼結体であり、内部に液相の作動流体が浸み込む空隙を含む。
なお、第２ウィック６４５を構成する複数の第２金属体は、第１ウィック６４１，６４４を構成する第１金属体の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する金属によって構成されている。すなわち、第２ウィック６４５の熱伝導率は、第１ウィック６４１，６４４の熱伝導率より大きい。
【００７６】
このような第２ウィック６４５は、第１ウィック６４１と対向する面である＋Ｙ方向の面６４５Ａに、第１ウィック６４１に向かって突出する複数の突出部６４５１を有する。すなわち、第２ウィック６４５は、＋Ｙ方向の面６４５Ａから＋Ｙ方向に突出する複数の突出部６４５１を有する。
複数の突出部６４５１は、面６４５Ａにおいて略等間隔に設けられている。そして、第１ウィック６４１及び第２ウィック６４５が筐体６１内に設けられたときに、複数の突出部６４５１は、第１ウィック６４１における−Ｙ方向の面６４１Ｂに接触して、面６４１Ｂと面６４５Ａとの間に、中間層６４３を形成する。すなわち、複数の突出部６４５１が面６４１Ｂと接触することによって、第１ウィック６４１と第２ウィック６４５との間には、液相の作動流体によって満たされる中間層６４３が設けられる。このため、蒸発部６Ｃは、スペーサーＳＲに代えて、突出部６４５１を有すると言い換えることができる。
このような複数の突出部６４５１は、第２ウィック６４５の面６４５Ａを加工する等して設けることができる。なお、突出部６４５１は、第２ウィック６４５における＋Ｙ方向の面６４５Ａに１つ以上設けられていればよい。
【００７７】
［第３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２実施形態に係るプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
すなわち、蒸発部６Ｃにおいて、第１ウィック６４１及び第２ウィック６４５のうちの一方の部材である第２ウィック６４５は、他方の部材である第１ウィック６４１に向かって突出し第１ウィック６４１に接触して、中間層６４３を形成する突出部６４５１を有する。
このような構成によれば、第１ウィック６４１と第２ウィック６４５との間にスペーサーＳＲを設けることなく、第１ウィック６４１と第２ウィック６４５との間に中間層６４３を設けることができる。従って、中間層６４３を簡易に形成できる他、スペーサーＳＲが不要となるので、蒸発部６Ｃ、ひいては、冷却装置５の製造コストを低減できる。
【００７８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、第１ウィック６４１，６４４及び第２ウィック６４２，６４５は、それぞれ焼結体であるとした。しかしながら、第１ウィック及び第２ウィックの構成は、焼結体に限らず、他の構成であってもよい。
【００７９】
上記各実施形態では、リザーバー６２に接続される第１ウィック６４１，６４４と、グルーブ６５に接続される第２ウィック６４２，６４５との間に、液相の作動流体によって満たされる中間層６４３が設けられるとした。ここで、第１ウィックは、液相の作動流体が流通可能な複数の層によって構成されていてもよく、第２ウィックは、液相の作動流体が流通可能な複数の層によって構成されていてもよい。
【００８０】
上記第１実施形態では、中間層６４３は、第１ウィック６４１と第２ウィック６４２との間に配置されるスペーサーＳＲによって形成されるとした。上記第２実施形態では、中間層６４３は、第１ウィック６４４の突出部６４４１が第２ウィック６４２に接触することによって第１ウィック６４４と第２ウィック６４２との間に形成されるとした。上記第３実施形態では、中間層６４３は、第２ウィック６４５の突出部６４５１が第１ウィック６４１に接触することによって第１ウィック６４１と第２ウィック６４５との間に形成されるとした。しかしながら、これに限らず、中間層６４３を形成するための構成は、上記に限定されない。例えば、第１ウィックと第２ウィックとの間に中間層が形成されるように、所定の間隔を空けた状態にて第１ウィック及び第２ウィックのうち少なくともいずれかを保持する保持部を、筐体が有していてもよい。
【００８１】
上記第２実施形態では、第１ウィック６４４が有する突出部６４４１が第２ウィック６４２と接触することによって、中間層６４３が形成されるとした。上記第３実施形態では、第２ウィック６４５が有する突出部６４５１が第１ウィック６４１と接触することによって、中間層６４３が形成されるとした。しかしながら、液体の作動流体によって満たされる中間層は、第１ウィックと第２ウィックとの間に部分的に形成されていてもよい。例えば、第１ウィックにおける−Ｙ方向の面と、第２ウィックにおける＋Ｙ方向の面とのうち、少なくとも一方の面に、他方の面に向かう方向とは反対方向に凹む溝部が形成され、一方の部材が他方の部材と接触することによって、溝部内に中間層が形成されてもよい。
【００８２】
上記第２実施形態では、第１ウィック６４４が突出部６４４１を有し、上記第３実施形態では、第２ウィック６４５が突出部６４５１を有するとした。しかしながら、これに限らず、第１ウィック及び第２ウィックのそれぞれが、突出部を有していてもよい。この場合、各ウィックの突出部は、第１ウィックの突出部と、第２ウィックの突出部とが接触するように設けられていてもよく、各ウィックの突出部が互いに接触しないように設けられていてもよい。
【００８３】
上記各実施形態では、第２ウィック６４２，６４５の熱伝導率は、第１ウィック６４１，６４４の熱伝導率よりも大きいとした。しかしながら、これに限らず、第２ウィック６４２，６４５の熱伝導率は、第１ウィック６４１，６４４の熱伝導率と同じでもよく、第１ウィック６４１，６４４の熱伝導率よりも小さくてもよい。換言すると、第１ウィック６４４と第２ウィック６４２とは、同じ材料によって構成されていてもよく、第１ウィック６４１と第２ウィック６４５とは、同じ材料によって構成されていてもよい。
【００８４】
上記各実施形態では、プロジェクター１は、図２に示した画像投射装置３を有し、画像投射装置３は、図３に示した光源装置４を有するものとした。しかしながら、これに限らず、画像投射装置３が有する光学部品の構成及びレイアウトは、適宜変更可能であり、光源装置４が有する光学部品の構成及びレイアウトは、適宜変更可能である。例えば、光源装置４が有する波長変換素子４６は、波長変換部４６１にて生成した蛍光ＹＬを、青色光Ｌ１ｓの入射側に出射する反射型の波長変換素子であるが、青色光Ｌ１ｓの入射方向に沿って蛍光を出射する透過型の波長変換素子を、光源装置が有していてもよい。
【００８５】
上記各実施形態では、グルーブ６５は、筐体６１を構成する第２筐体６１２と一体化されているとした。しかしながら、これに限らず、グルーブと第２筐体とは別体であってもよい。この場合、ウィック及びグルーブは、第２筐体の内部に配置されればよい。
【００８６】
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、ループ型ヒートパイプ５１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。
【００８７】
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（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）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、本発明を適用可能である。
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。
【００８８】
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、本発明の冷却装置は、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、本発明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。
【符号の説明】
【００８９】
１…プロジェクター、３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）…光変調装置、３６…投射光学装置、４…光源装置、４１１…光源、５…冷却装置、５１…ループ型ヒートパイプ、５２…蒸気管、５３…凝縮部、５４…液管、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…蒸発部、６１…筐体、６１１…第１筐体、６１１１…液管接続部、６１２…第２筐体、６１３…封止部材、６１Ａ…天面部、６１Ｂ…底面部、６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ…側面部、６２…リザーバー、６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ…熱交換部、６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ…ウィック、６４１，６４４…第１ウィック、６４１Ａ，６４１Ｂ…面、６４２，６４５…第２ウィック、６４２Ａ，６４２Ｂ…面、６４３…中間層、６４４１，６４５１…突出部、６５…グルーブ、ＳＲ…スペーサー、ＶＣ…流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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