(57)【要約】【課題】種々の姿勢でも内部の略全体に亘って気泡が充満することなく、冷却液体との熱交換効率を安定に維持できる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器８１は、中空状に形成され、内部に複数の微細流路Ｃｍを有する。この熱交換器８１は、互いに平行して熱交換器８１の幅方向に沿って並設され、複数の微細流路Ｃｍを形成する複数の隔壁部８１３と、熱交換器８１内外を連通し、冷却液体を流入出させるための流入部８１９及び流出部８１７とを備える。流入部８１９及び流出部８１７は、熱交換器８１の内側面８１２Ａ，８１２Ｂにおける幅方向の略中央に位置し互いに対向する一対の中央位置Ｐ１，Ｐ２から、幅方向に沿って互いに逆方向に延び、熱交換器８１の外側面８１８，８１６まで貫通するようにそれぞれ形成されている。【選択図】図５
2010243694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成され、内部に複数の微細流路を有する熱交換器であって、
互いに平行して当該熱交換器の幅方向に沿って並設され、前記複数の微細流路を形成する複数の隔壁部と、
当該熱交換器内外を連通し、冷却液体を流入出させるための流入部及び流出部とを備え、
前記流入部及び前記流出部は、
当該熱交換器の内側面における前記幅方向の略中央に位置し互いに対向する一対の中央位置から、前記幅方向に沿って互いに逆方向に延び、当該熱交換器の外側面まで貫通するようにそれぞれ形成されている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
冷却液体により冷却対象を冷却する液冷装置と、外装を構成する外装筐体とを備えたプロジェクターであって、
前記液冷装置は、
請求項１に記載の熱交換器を備え、
前記熱交換器は、
前記流出部が前記外装筐体の天面部側に位置するとともに、前記流入部が前記外装筐体の底面部側に位置し、冷却液体を当該プロジェクターからの画像の投射方向に対して略平行に流入出する姿勢で前記外装筐体内部に配設されている
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
冷却液体により冷却対象を冷却する液冷装置と、外装を構成する外装筐体とを備えたプロジェクターであって、
前記液冷装置は、
請求項１に記載の熱交換器を備え、
前記熱交換器は、
前記外装筐体の底面部からの前記流入部及び前記流出部の各高さ位置が略同一位置となり、冷却液体を当該プロジェクターからの画像の投射方向に対して略平行に流入出する姿勢で前記外装筐体内部に配設されている
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、冷却液体と熱交換する熱交換器、及び熱交換器を備えたプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターにおいて、液晶パネル等の冷却対象を効率的に冷却するために、流路に沿って冷却液体を循環させ、循環させた冷却液体により冷却対象を冷却する循環式の液冷装置を備えた構成が知られている。
このような液冷装置では、冷却液体により冷却対象を効果的に冷却するために、冷却液体の温度を低減する熱交換器を用いた構成が多用される（例えば、特許文献１参照）。
具体的に、特許文献１に記載の熱交換器は、中空状の直方体形状を有し、直方体形状の一側面に冷却液体を流入出させるための流入部及び流出部がそれぞれ設けられている。また、熱交換器は、内部に冷却液体が流通する水路が形成されている。そして、熱交換器は、内部に流入した冷却液体を水路に沿って流通させることで、冷却液体と水路を構成する隔壁との間で熱交換し、冷却液体の温度を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような液冷装置では、経年使用により冷却液体が蒸発することで、流路中に気泡が発生することとなる。そして、熱交換器内部に冷却液体とともに気泡が流入して蓄積され、熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満してしまった場合には、気泡が断熱層となるため、冷却液体と熱交換器との間での熱交換効率が低下してしまう。すなわち、冷却液体の温度を低減させることが難しい。
ここで、特許文献１に記載の熱交換器は、略水平方向に画像を投射する、いわゆる正置き姿勢（机等の設置面上に載置した姿勢）でプロジェクターから画像を投射することを前提として設計されたものである。言い換えれば、熱交換器は、正置き姿勢でプロジェクターが設置された際に、熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満しないように設計されている。
【０００５】
このため、例えば、上方側に画像を投射する上方投射姿勢（投射レンズが上方側に位置する姿勢）、あるいは下方側に画像を投射する下方投射姿勢（投射レンズが下方側に位置する姿勢）でプロジェクターを設置した場合には、熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満してしまう、という問題がある。
具体的に、特許文献１に記載の熱交換器は、直方体形状の一側面において、流入部及び流出部が投射方向にそれぞれ略直交するとともに、投射方向に沿ってそれぞれ並設されている。このため、上方投射姿勢あるいは下方投射姿勢でプロジェクターを設置した際に、熱交換器において、流入部が上方側に位置し、流出部が下方側に位置する姿勢となる場合がある。
すなわち、熱交換器が上記の姿勢となった場合には、冷却液体とともに熱交換器内部に流入した気泡は、熱交換器内部の上方側の空間に移動し、上方側から順次、下方側の流出部の位置まで蓄積されることとなり、熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満してしまう。
したがって、種々の姿勢でも熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満することなく、冷却液体と熱交換器との熱交換効率を安定に維持できる技術が要望されている。
【０００６】
本発明の目的は、種々の姿勢でも内部の略全体に亘って気泡が充満することなく、冷却液体との熱交換効率を安定に維持できる熱交換器、及びプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱交換器は、中空状に形成され、内部に複数の微細流路を有する熱交換器であって、互いに平行して当該熱交換器の幅方向に沿って並設され、前記複数の微細流路を形成する複数の隔壁部と、当該熱交換器内外を連通し、冷却液体を流入出させるための流入部及び流出部とを備え、前記流入部及び前記流出部は、当該熱交換器の内側面における前記幅方向の略中央に位置し互いに対向する一対の中央位置から、前記幅方向に沿って互いに逆方向に延び、当該熱交換器の外側面まで貫通するようにそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、熱交換器を構成する流出部は、熱交換器の内側面において、流路下流側で、幅方向の略中央に位置する第１中央位置から、幅方向に沿って延び、熱交換器の外側面まで貫通するように形成されている。一方、熱交換器を構成する流入部は、熱交換器の内側面において、流路上流側で、第１中央位置に対向する第２中央位置から、幅方向に沿って流出部の延出方向とは逆方向に延び、熱交換器の外側面まで貫通するように形成されている。
このことにより、例えば、プロジェクターに熱交換器を搭載した際に、プロジェクターが種々の姿勢で設置された場合であっても、以下に示すように、熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満することを防止できる。
例えば、流出部が外装筐体の天面部側に位置するとともに、流入部が外装筐体の底面部側に位置し、冷却液体を投射方向に対して略平行に流入出する姿勢で外装筐体内部に熱交換器を配設する（以下、第１の配設形態と記載）。
熱交換器は、第１の配設形態で配設されると、プロジェクターが正置き姿勢で設置された場合には、流出部（第１中央位置）が上方側に位置するとともに、流入部（第２中央位置）が下方側に位置する姿勢となる。
このため、流入部を介して熱交換器内部に流入した気泡は、浮力により上方側に移動することで、上方側に位置する流出部から冷却液体とともに外部に排出されることとなる。
【０００９】
また、熱交換器は、プロジェクターが上方投射姿勢あるいは下方投射姿勢で設置された場合には、第１中央位置及び第２中央位置が上下方向の略中心位置に位置する姿勢となる。
このため、流入部を介して熱交換器内部に流入した気泡は、浮力により上方側に移動することで、熱交換器内部における上方側の空間に順次、蓄積され、流出部の形成位置（第１中央位置）まで蓄積された後、流出部から冷却液体とともに外部に排出されることとなる。
【００１０】
以上のことから、プロジェクターが種々の姿勢で設置された場合であっても、熱交換器内部には、最大限で熱交換器内部の略半分の空間にしか気泡が蓄積されず、熱交換器内部の略全体に亘って気泡が充満することを防止できる。
したがって、プロジェクターが種々の姿勢で設置された場合であっても、冷却液体と熱交換器との熱交換効率を安定に維持でき、冷却液体の温度を効率的に低減して冷却液体により冷却される冷却対象を効果的に冷却できる。
【００１１】
本発明のプロジェクターは、冷却液体により冷却対象を冷却する液冷装置と、外装を構成する外装筐体とを備えたプロジェクターであって、前記液冷装置は、上述した熱交換器を備え、前記熱交換器は、前記流出部が前記外装筐体の天面部側に位置するとともに、前記流入部が前記外装筐体の底面部側に位置し、冷却液体を当該プロジェクターからの画像の投射方向に略平行に流入出する姿勢で前記外装筐体内部に配設されていることを特徴とする。
本発明のプロジェクターは、上述した熱交換器を備え、熱交換器が第１の配設形態で配設されるので、上述した熱交換器と同様の作用及び効果を享受できる。
【００１２】
本発明のプロジェクターは、冷却液体により冷却対象を冷却する液冷装置と、外装を構成する外装筐体とを備えたプロジェクターであって、前記液冷装置は、上述した熱交換器を備え、前記熱交換器は、前記外装筐体の底面部からの前記流入部及び前記流出部の各高さ位置が略同一位置となり、冷却液体を当該プロジェクターからの画像の投射方向に略平行に流入出する姿勢で前記外装筐体内部に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、熱交換器は、外装筐体内部に上述したように配設されている（以下、第２の配設形態）。
そして、熱交換器は、第２の配設形態で配設されると、プロジェクターが正置き姿勢で設置された場合には、幅方向、及び隔壁の延出方向の双方に直交する厚み方向が上下方向に向く姿勢となる。
ところで、熱交換器としては、一般的に、厚み寸法が幅方向や隔壁の延出方向の各寸法よりも小さくなるように形成されるものである。
すなわち、プロジェクターが正置き姿勢で設置された場合において、熱交換器内部の空間と流出部の孔との上下方向の隙間は非常に小さい。
このため、流入部を介して熱交換器内部に流入した気泡は、浮力により上方側に移動し、熱交換器内部における上方側の空間に順次、蓄積されても、上記のように非常に小さい隙間分の空間にしか蓄積されず、流出部の孔の縁まで蓄積されると、流出部を介して冷却液体とともに外部に排出されることとなる。
なお、熱交換器は、プロジェクターが上方投射姿勢や下方投射姿勢で設置された場合には、第１の配設形態と同様の姿勢となる。
以上のことから、上述した熱交換器と同様の作用及び効果を享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクターの概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態における液冷装置の構成を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態における光学素子保持部の構造を示す図。
【図４】第１実施形態におけるタンクの構成を示す斜視図。
【図５】第１実施形態における熱交換器の構成を示す図。
【図６】第１実施形態における熱交換器の構成を示す図。
【図７】第１実施形態における投射レンズと熱交換器との位置関係を模式的に示す図。
【図８】第１実施形態におけるプロジェクターの種々の姿勢を模式的に示す図。
【図９】第１実施形態におけるプロジェクターが種々の姿勢で設置された場合での熱交換器の姿勢を示す図。
【図１０】第２実施形態における投射レンズと熱交換器との位置関係を模式的に示す図。
【図１１】第２実施形態におけるプロジェクターが種々の姿勢で設置された場合での熱交換器の姿勢を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクターの構成〕
図１は、第１実施形態におけるプロジェクター１の概略構成を示す図である。具体的に、図１は、プロジェクター１の内部構造を外装筐体２の天面部２１（図８参照）側から見た図である。
プロジェクター１は、画像情報に応じた画像を形成してスクリーン（図示略）上に投射し、投影画像を表示する。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２と、光学ユニット３と、液冷装置４（図２参照）等を備える。
【００１６】
外装筐体２は、プロジェクターが正置き姿勢で設置された際に鉛直方向に交差する天面部２１（図８参照）及び底面部２２（図１）を有する略直方体状に形成され、内部に光学ユニット３及び液冷装置４を収納する。
この外装筐体２において、天面部２１には、一対のハンドル２１Ａ（図８参照）が取り付けられている。
一対のハンドル２１Ａは、プロジェクター１を持ち運ぶ際等に利用者により把持される部材であり、略Ｕ字形状を有するように形成されている。そして、一対のハンドル２１Ａは、互いに平行となり、かつ、前後方向（投射レンズ３５からの画像の投射方向に沿う方向）に延出するように、Ｕ字形状の両端が天面部２１にそれぞれ取り付けられている。
【００１７】
そして、一対のハンドル２１Ａには、具体的な図示は省略したが、プロジェクター１を天吊り姿勢（天井等から吊り下げた姿勢）で設置する際に、天吊り用の金具が取り付けられる複数のネジ孔が形成されている。
すなわち、本実施形態のプロジェクター１は、天吊り姿勢で設置する際に、正置き姿勢と同一の姿勢（天面部２１が上方側に向き底面部２２が下方側に向く姿勢）となるように設計されている。
【００１８】
〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット３は、制御装置（図示略）による制御の下、画像情報に応じて画像を形成して投射する。
この光学ユニット３は、図１に示すように、一対の光源装置３１Ａ，３１Ｂと、反射ミラー３１Ｃと、レンズアレイ３２１，３２２、偏光変換素子３２３、及び重畳レンズ３２４を有する照明光学装置３２と、ダイクロイックミラー３３１，３３２、及び反射ミラー３３３〜３３６を有する色分離光学装置３３と、光変調素子としての３つの液晶パネル３４１（赤色光側の液晶パネルを３４１Ｒ、緑色光側の液晶パネルを３４１Ｇ、青色光側の液晶パネルを３４１Ｂとする）、３つの入射側偏光板３４２、３つの射出側偏光板３４３、及び色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム３４４を有する光学装置３４と、投射光学装置としての投射レンズ３５と、これら各部材３１Ａ，３１Ｂ、３２〜３４を内部に収納する光学部品用筐体３６とを備える。
【００１９】
ここで、一対の光源装置３１Ａ，３１Ｂは、図１に示すように、同様の構成を有し、光源ランプ３１１及びリフレクター３１２を備える。そして、一対の光源装置３１Ａ，３１Ｂは、反射ミラー３１Ｃに向けて光束を射出するように反射ミラー３１Ｃを挟んで対向配置されている。
そして、光学ユニット３では、上述した構成により、一対の光源装置３１Ａ，３１Ｂから射出された光束は、反射ミラー３１Ｃにより、光学部品用筐体３６内部に設定された照明光軸Ａｘ（図１）に沿って反射され、照明光学装置３２に照射される。照明光学装置３２に照射された光束は、照明光学装置３２にて面内照度が均一化されるとともに、色分離光学装置３３にてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。分離された各色光は、各液晶パネル３４１にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の画像が形成される。色光毎の画像は、プリズム３４４にて合成され、投射レンズ３５にてスクリーン（図示略）に投射される。
【００２０】
〔液冷装置の構成〕
図２は、液冷装置４の構成を模式的に示す図である。
液冷装置４は、環状の流路に沿って水やエチレングリコール等の冷却液体を循環させ、該冷却液体により光学素子としての液晶パネル３４１を冷却する。この液冷装置４は、図２に示すように、３つの光学素子保持部５と、液体圧送部６と、液体蓄積部としてのタンク７と、熱交換ユニット８と、複数の液体循環部材９とを備える。
複数の液体循環部材９は、内部に冷却液体を流通可能とする管状部材で構成され、各部材５〜８を接続し、環状の流路を形成する。
なお、液体循環部材９による各部材５〜８の接続構造については、後述する。
【００２１】
〔光学素子保持部の構成〕
図３は、光学素子保持部５の構造を示す図である。具体的に、図３は、光学素子保持部５を光束入射側から見た平面図である。
３つの光学素子保持部５は、３つの液晶パネル３４１をそれぞれ保持するとともに、内部に冷却液体が流入出し、該冷却液体により３つの液晶パネル３４１をそれぞれ冷却する。なお、各光学素子保持部５は、同様の構成であり、以下では１つの光学素子保持部５のみを説明する。この光学素子保持部５は、図３に示すように、液体流通管５１と、光学素子支持枠５２とを備える。
【００２２】
液体流通管５１は、液晶パネル３４１の画像形成領域（光透過領域）を平面視で囲むように屈曲し、冷却液体を流入出させる各端部が上方側（天面部２１側）に平行して延出するように形成されている。
光学素子支持枠５２は、具体的な図示は省略したが、光束射出側において、液晶パネル３４１の外形形状に対応して光束入射側に向けて窪む凹部を有し、前記凹部にて液晶パネル３４１を収納保持する。
また、前記凹部の底部分には、図３に示すように、液晶パネル３４１の画像形成領域に対応した開口部５２１が形成されている。
さらに、光学素子支持枠５２には、具体的な図示は省略したが、前記凹部を囲むように貫通形成された平面視Ｕ字状の貫通孔が形成され、該貫通孔に液体流通管５１が配設される。
なお、具体的な図示は省略したが、光学素子支持枠５２は、光束入射側及び光束射出側の２体に分割形成されており、該２体で液体流通管５１を挟持するように構成されている。
以上のように、光学素子保持部５は、液体流通管５１が液晶パネル３４１の側端部に対向するように配設され、液晶パネル３４１の熱を液晶パネル３４１〜光学素子支持枠５２〜液体流通管５１の熱伝達経路を辿って放熱させるように構成されている。
【００２３】
〔液体圧送部の構成〕
液体圧送部６は、冷却液体を吸入及び圧送するポンプであり、環状の流路に沿って冷却液体を循環させる。
この液体圧送部６は、例えば、中空部材内に羽根車が配置された構成を有し、前記羽根車が回転することで、冷却液体を吸入及び圧送する。
なお、液体圧送部６の構成としては、上述した羽根車を有する構成に限らず、ダイヤフラムを利用した他の構成を採用してもよい。
【００２４】
〔タンクの構成〕
図４は、タンク７の構成を示す斜視図である。
タンク７は、略直方体状の中空部材で構成され、流入した冷却液体を一時的に蓄積した後に流出する。
このタンク７において、上方側の端面には、図４に示すように、内部に連通し、タンク７に冷却液体を注入するための注入部７１が設けられている。
すなわち、液冷装置４を組み立てた後、注入部７１を介して冷却液体を注入することで、液冷装置４に冷却液体が充填されることとなる。
なお、図４では、図示を省略したが、注入部７１には、冷却液体を注入した後、注入部７１を封止するためのキャップが取り付けられる。
また、タンク７において、２つの側面部には、図４に示すように、内部に連通し、冷却液体を流入出するための流入口７２及び流出口７３が設けられている。
そして、上述したタンク７は、アルミニウム等の金属材料から構成されている。
【００２５】
〔熱交換ユニットの構成〕
熱交換ユニット８は、環状の流路に沿って循環する冷却液体の温度を低減する。この熱交換ユニット８は、図２に示すように、熱交換器８１と、区画板８２と、熱電変換素子としてのペルチェ素子８３と、放熱側伝熱部材８４とを備える。
図５及び図６は、熱交換器８１の構成を示す図である。具体的に、図５は熱交換器８１の平面図であり、図６は図５のVI-VI線の断面図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図５に示す鉛直軸（Ｙ軸）、Ｙ軸に直交するＸ軸及びＺ軸を用いて説明する。
熱交換器８１は、中空形状を有し、内部を流通する冷却液体と熱交換する。この熱交換器８１は、図５または図６に示すように、交換器本体８１Ａと、遮蔽板８１Ｂとを備える。
【００２６】
交換器本体８１Ａは、図５または図６に示すように、矩形状の板体で構成されている。
この交換器本体８１Ａにおいて、＋Ｘ軸方向の板面には、凹状に窪む平面視略矩形状の第１凹部８１１が形成されている。
また、第１凹部８１１の底部分には、凹状に窪む平面視矩形状の第２凹部８１２が形成されている。
この第２凹部８１２の底部分には、Ｙ軸方向に延出し、互いに平行してＺ軸方向（熱交換器８１の幅方向）に並設した複数の隔壁部８１３が立設されている。
なお、複数の隔壁部８１３は、図６に示すように、第２凹部８１２の深さ寸法と同一の高さ寸法を有するように形成されている。また、これら隔壁部８１３は、例えば、数１０μｍ〜数１００μｍ程度の厚み寸法を有し、互いに数１０μｍ〜数１００μｍ程度の間隔を空けて形成されている。
【００２７】
また、第２凹部８１２における＋Ｙ軸側の側壁部（熱交換器８１の内側面）８１２Ａにおいて、Ｚ軸方向の第１中央位置Ｐ１には、図５に示すように、＋Ｙ軸方向に凹状に窪む流出側凹部８１４が形成されている。
同様に、第２凹部８１２における−Ｙ軸側の側壁部（熱交換器８１の内側面）８１２Ｂにおいて、第１中央位置Ｐ１に対向する第２中央位置Ｐ２には、図５に示すように、−Ｙ軸方向に凹状に窪む流入側凹部８１５が形成されている。
【００２８】
また、交換器本体８１Ａには、流出側凹部８１４の側壁から、−Ｚ軸方向に沿って延び、−Ｚ軸側の外面（熱交換器８１の外側面）８１６まで貫通するとともに外面８１６から−Ｚ軸側に突出し、第２凹部８１２内部と熱交換器８１外部とを連通する流出部８１７が形成されている。
同様に、交換器本体８１Ａには、流入側凹部８１５の側壁から、＋Ｚ軸方向に沿って延び、＋Ｚ軸側の外面（熱交換器８１の外側面）８１８まで貫通するとともに外面８１８から＋Ｚ軸側に突出し、第２凹部８１２内部と熱交換器８１外部とを連通する流入部８１９が形成されている。
【００２９】
遮蔽板８１Ｂは、図５または図６に２点鎖線で示したように、第１凹部８１１と同様の平面形状を有する板体で構成され、第１凹部８１１に嵌合することで、第２凹部８１２を閉塞する。
そして、遮蔽板８１Ｂにて第２凹部８１２が閉塞されることで、図５または図６に示すように、複数の隔壁部８１３間に冷却液体が流通する複数の微細流路Ｃｍが形成される。すなわち、熱交換器８１は、いわゆる、マイクロチャンネル等の熱交換器で構成されている。
以上の構成により、熱交換器８１に流入した冷却液体は、図５に示すように、流入部８１９を介して−Ｚ軸方向に流通して第２凹部８１２内部に流入し、−Ｙ軸側から＋Ｙ軸側にかけて複数の微細流路Ｃｍを辿って流通した後、流出部８１７を介して＋Ｚ軸方向に流通して熱交換器８１外部に流出することとなる。
【００３０】
区画板８２は、平面視矩形状の板体で構成され、熱交換器８１及び放熱側伝熱部材８４を区画するとともに、熱交換器８１、ペルチェ素子８３、及び放熱側伝熱部材８４を一体化する。この区画板８２は、熱伝導率が低い（例えば、０．９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下）材料で構成されている。
この区画板８２には、図２に示すように、熱交換器８１の平面形状よりも小さい矩形形状を有し、ペルチェ素子８３を嵌合可能とする開口部８２１が形成されている。
そして、熱交換器８１は、区画板８２における一方の板面において、交換器本体８１Ａにおける−Ｘ軸側の板面の略中心領域にて開口部８２１を閉塞するように開口部８２１周縁部分に固定される。
【００３１】
ペルチェ素子８３は、具体的な図示は省略したが、ｐ型半導体とｎ型半導体とを金属片で接合して構成した接合対を複数有しており、これら複数の接合対は電気的に直接に接続されている。
このような構成を有するペルチェ素子８３において、電力が供給されると、図２に示すように、ペルチェ素子８３の一方の端面が熱を吸収する吸熱面８３１となり、他方の端面が熱を放熱する放熱面８３２となる。
そして、ペルチェ素子８３は、区画板８２の開口部８２１に嵌合され、吸熱面８３１が熱交換器８１（交換器本体８１Ａ）に熱伝達可能に接続する。
【００３２】
放熱側伝熱部材８４は、図２に示すように、矩形状の板体８４１と、板体８４１から突出する複数のフィン部材８４２とを有する、いわゆるヒートシンクで構成されている。そして、放熱側伝熱部材８４は、区画板８２の他方の板面において、開口部８２１を閉塞するように開口部８２１周縁部分に固定される。この状態では、放熱側伝熱部材８４は、ペルチェ素子８３の放熱面８３２に熱伝達可能に接続する。
すなわち、区画板８２にて各部材８１，８３，８４を一体化した状態では、熱交換器８１〜ペルチェ素子８３〜放熱側伝熱部材８４の熱伝達経路が形成される。
このため、ペルチェ素子８３の駆動により、熱交換器８１は、吸熱面８３１から熱が吸収され、冷却される。また、ペルチェ素子８３の放熱面８３２に生じる熱は、放熱側伝熱部材８４を介して外部に放熱される。
【００３３】
〔液体循環部材による接続構造〕
次に、液体循環部材９による各部材５〜８の接続構造について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、図２に示すように、３つの光学素子保持部５のうち、赤色光側の液晶パネル３４１Ｒを保持する光学素子保持部を赤色光変調素子保持部５Ｒ、緑色光側の液晶パネル３４１Ｇを保持する光学素子保持部を緑色光変調素子保持部５Ｇ、青色光側の液晶パネル３４１Ｂを保持する光学素子保持部を青色光変調素子保持部５Ｂとする。
液体循環部材９は、図２に示すように、第１〜第６液体循環部材９Ａ〜９Ｆの６本で構成されている。
具体的に、第１液体循環部材９Ａは、流入側及び流出側が赤色光変調素子保持部５Ｒ及び緑色光変調素子保持部５Ｇにおける各液体流通管５１の一方の端部にそれぞれ接続される。
第２液体循環部材９Ｂは、流入側が緑色光変調素子保持部５Ｇにおける液体流通管５１の他方の端部に接続され、流出側が青色光変調素子保持部５Ｂにおける液体流通管５１の一方の端部に接続される。
【００３４】
第３液体循環部材９Ｃは、流入側が青色光変調素子保持部５Ｂにおける液体流通管５１の他方の端部に接続され、流出側が液体圧送部６に接続される。
第４液体循環部材９Ｄは、流入側及び流出側が液体圧送部６及びタンク７における流入口７２にそれぞれ接続される。
第５液体循環部材９Ｅは、流入側及び流出側がタンク７における流出口７３及び熱交換器８１の流入部８１９にそれぞれ接続される。
第６液体循環部材９Ｆは、流入側及び流出側が熱交換器８１の流出部８１７及び赤色光変調素子保持部５Ｒにおける液体流通管５１の他方の端部に接続される。
【００３５】
以上のような液体循環部材９による接続構造により、赤色光変調素子保持部５Ｒ〜緑色光変調素子保持部５Ｇ〜青色光変調素子保持部５Ｂ〜液体圧送部６〜タンク７〜熱交換器８１を辿り、再度、赤色光変調素子保持部５Ｒに戻る環状の流路Ｃが形成される。
そして、上述した液冷装置４により、以下に示すように液晶パネル３４１が冷却される。
すなわち、液晶パネル３４１にて生じた熱は、光学素子保持部５を介して冷却液体に伝達される。
光学素子保持部５から流出した冷却液体は、流路Ｃを辿って熱交換器８１に流入する。
ここで、熱交換器８１は、ペルチェ素子８３の駆動により、吸熱面８３１から熱が吸収されることで冷却されている。このため、熱交換器８１に流入した冷却液体は、内部の微細流路Ｃｍを流通する際に、熱交換器８１との間で熱交換が行われ、冷却される。
そして、熱交換器８１にて冷却された冷却液体は、再度、光学素子保持部５に流入する。
【００３６】
〔熱交換器の姿勢〕
次に、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された場合での熱交換器８１の姿勢について説明する。
なお、投射レンズ３５に対する熱交換器８１の位置関係については、以下の通りである。
図７は、投射レンズ３５と熱交換器８１との位置関係を模式的に示す図である。具体的に、図７は、天面部２１側から見た図である。
熱交換器８１は、＋Ｙ軸側が天面部２１側に向くとともに、＋Ｚ軸方向が投射レンズ３５の投射方向Ｒに沿う姿勢で外装筐体２内部に配設される。
すなわち、熱交換器８１は、流出部８１７が天面部２１側に位置するとともに、流入部８１９が底面部２２側に位置し、冷却液体を投射方向Ｒに対して略平行に流入出する姿勢で外装筐体２内部に配設される。
【００３７】
そして、熱交換器８１は、上述したように外装筐体２内部に配設されることで、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された際に、以下に示すような姿勢となる。
図８は、プロジェクター１の種々の姿勢を模式的に示す図である。
図９は、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された場合での熱交換器８１の姿勢を遮蔽板８１Ｂ側から見た断面図である。
熱交換器８１は、プロジェクター１が図８（Ａ）に示す正置き姿勢（天吊り姿勢も同様）で設置された場合には、流出部８１７（流出側凹部８１４）が上方側に位置するとともに、流入部８１９（流入側凹部８１５）が下方側に位置する姿勢となる（図９（Ａ））。
このため、流入部８１９を介して第２凹部８１２内部に流入した気泡は、浮力により上方側に移動することで、上方側に位置する流出部８１７から冷却液体とともに外部に排出されることとなる。
【００３８】
また、熱交換器８１は、プロジェクター１が図８（Ｂ）に示す上方投射姿勢（投射レンズ３５が上方側に位置する姿勢）や図８（Ｃ）に示す下方投射姿勢（投射レンズ３５が下方側に位置する姿勢）で設置された場合には、図９（Ｂ）や図９（Ｃ）に示すように、流出側凹部８１４及び流入側凹部８１５が上下方向の略中心位置に位置する姿勢となる。
このため、流入部８１９を介して第２凹部８１２内部に流入した気泡は、浮力により上方側に移動することで、第２凹部８１２内部における上方側の空間に順次、蓄積され、流出側凹部８１４の形成位置まで蓄積された後、流出部８１７から冷却液体とともに外部に排出されることとなる。
【００３９】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、熱交換器８１を構成する流出部８１７及び流入部８１９は、側壁部８１２Ａ，８１２Ｂの各中央位置Ｐ１，Ｐ２から、幅方向に沿って互いに逆方向に延び、外面８１６、８１８まで貫通するように形成されている。
そして、熱交換器８１は、流出部８１７が天面部２１側に位置するとともに、流入部８１９が底面部２２側に位置し、冷却液体を投射方向Ｒに沿って流入出する姿勢で外装筐体２内部に配設される。
このことにより、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された場合であっても、第２凹部８１２内部には、最大限で第２凹部８１２内部の略半分の空間にしか気泡が蓄積されず、第２凹部８１２内部の略全体に亘って気泡が充満することを防止できる。
したがって、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された場合であっても、冷却液体と熱交換器８１との熱交換効率を安定に維持でき、冷却液体の温度を効率的に低減して冷却液体により冷却される冷却対象を効果的に冷却できる。
【００４０】
また、ペルチェ素子８３の吸熱面８３１は、交換器本体８１Ａにおける板面の略中心位置に熱伝達可能に接続する。すなわち、最大限で第２凹部８１２内部の略半分の空間に気泡が蓄積された場合には、吸熱面８３１の一部の領域は、蓄積された気泡により熱交換器８１を介した冷却液体との熱伝達経路が閉塞されるが、他の領域は、熱交換器８１を介した冷却液体との熱伝達経路が維持されることとなる。
したがって、最大限で第２凹部８１２内部の略半分の空間に気泡が蓄積された場合であっても、上記の熱伝達経路により、冷却液体を十分に冷却することができる。
【００４１】
さらに、流入部８１９及び流出部８１７は、投射方向Ｒに対して略平行するように設けられているので、液体循環部材９にて配管した際に、液体循環部材９が熱交換器８１に対して天面部２１側及び底面部２２側に突出することがない。すなわち、熱交換器８１への液体循環部材９の配管を考慮して、プロジェクター１の厚み寸法（天面部２１及び底面部２２間の寸法）を大きくする必要がなく、プロジェクター１の厚み寸法を小さくすることができる。
上述した第１実施形態では、説明を簡略化するために、プロジェクター１の姿勢として、正置き姿勢（天吊り姿勢）、上方投射姿勢、及び下方投射姿勢の３つの姿勢を例に挙げて説明したが、プロジェクター１は正置き姿勢から上方投射姿勢あるいは下方投射姿勢までの間の傾斜した姿勢にも設定できるものであり、このような種々の姿勢であっても上述した効果を奏することができる。
【００４２】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１０は、第２実施形態における投射レンズ３５と熱交換器８１との位置関係を模式的に示す図である。具体的に、図１０は、天面部２１側から見た図である。
本実施形態では、図１０に示すように、前記第１実施形態に対して、熱交換器８１の配設位置が異なるのみである。
【００４３】
具体的に、熱交換器８１は、図１０に示すように、遮蔽板８１Ｂ（＋Ｘ軸側）が天面部２１側に向くとともに、＋Ｚ軸方向が投射方向Ｒに沿う姿勢で外装筐体２内部に配設されている。
すなわち、熱交換器８１は、底面部２２からの流入部８１９及び流出部８１７の各高さ位置が略同一位置となり、冷却液体を投射方向Ｒに対して略平行に流入出する姿勢で外装筐体２内部に配設されている。
【００４４】
次に、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された際での本実施形態の熱交換器８１の姿勢について説明する。
図１１は、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された場合での熱交換器８１の姿勢を示す図である。
なお、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）では、説明の便宜上、熱交換器８１を＋Ｙ軸側（図１１（Ａ））、遮蔽板８１Ｂ側（図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ））からそれぞれ見ている。
【００４５】
熱交換器８１は、プロジェクター１が図８（Ａ）に示す正置き姿勢（天吊り姿勢も同様）で設置された場合には、遮蔽板８１Ｂが上方側に位置し、厚み方向（Ｘ軸方向）が上下方向に向く姿勢となる。
ここで、熱交換器８１は、厚み寸法が他の方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の寸法よりも小さくなるように形成されている。すなわち、遮蔽板８１Ｂと流出部８１７の孔８１７Ａ（図６）との隙間は非常に小さい。
このため、流入部８１９を介して第２凹部８１２内部に流入した気泡は、浮力により上方側に移動し、第２凹部８１２内部における遮蔽板８１Ｂ側（上方側）の空間に順次、蓄積されても、上記のように非常に小さい隙間分の空間にしか蓄積されず、流出部８１７の孔８１７Ａまで蓄積されると、流出部８１７を介して冷却液体とともに外部に排出されることとなる。
【００４６】
また、熱交換器８１は、プロジェクター１が図８（Ｂ）に示す上方投射姿勢や図８（Ｃ）に示す下方投射姿勢で設置された場合には、前記第１実施形態と同様に、図１１（Ｂ）や図１１（Ｃ）に示すように、流出側凹部８１４及び流入側凹部８１５が上下方向の略中心位置に位置する姿勢となる。
以上のように、上述した第２実施形態においては、上述したように熱交換器８１を配設した場合であっても、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【００４７】
なお、本発明は前述の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。
前記各実施形態において、プロジェクター１が種々の姿勢で設置された場合に、いずれの姿勢でも第１中央位置Ｐ１が第２中央位置Ｐ２より下方側に位置しなければ、前記各実施形態とは異なる形で熱交換器８１を外装筐体２内部に配設しても構わない。
【００４８】
前記各実施形態において、熱交換器８１の形状は、前記各実施形態で説明した形状に限らない。
例えば、熱交換器８１は、平面視矩形形状を有していたが、これに限らず、平面視円形状を有するように形成しても構わない。同様に、第２凹部８１２も平面視円形状を有するように形成しても構わない。
前記各実施形態において、冷却対象として、液晶パネル３４１を採用していたが、これに限らず、光源装置３１Ａ，３１Ｂ、偏光変換素子３２３、入射側偏光板３４２、射出側偏光板３４３等の光学素子や、プロジェクター１内部の構成部材に電力を供給する電源装置、あるいは液晶パネル３４１等を制御する制御装置等を冷却対象としても構わない。
【００４９】
前記各実施形態において、液冷装置４を構成する各部材５〜８の配設順序は、前記各実施形態で説明した順序に限らず、その他の順序で配設しても構わない。
前記各実施形態では、液晶パネル３４１は、３つ設けられていたが、その数は３つに限らず、１つ、２つ、あるいは、４つ以上であっても構わない。
前記各実施形態において、光変調素子としては、透過型または反射型の液晶パネルの他、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の光変調素子を採用しても構わない。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の熱交換器は、プレゼンテーションやホームシアターに用いられるプロジェクターに搭載される液冷装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・プロジェクター、２・・・外装筐体、４・・・液冷装置、２１・・・天面部、２２・・・底面部、８１・・・熱交換器、８１２Ａ，８１２Ｂ・・・側壁部（内側面）、８１３・・・隔壁部、８１６，８１８・・・外面（外側面）、８１７・・・流出部、８１９・・・流入部、Ｃｍ・・・微細流路、Ｐ１，Ｐ２・・・中央位置、Ｒ・・・投射方向。
【図１】
2010243694.tif 000003
【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】
2010243694.tif 000009
【図８】
2010243694.tif 000010
【図９】
2010243694.tif 000011
【図１０】
2010243694.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
外装筐体２は、プロジェクターが正置き姿勢で設置された際に鉛直方向に交差する天面部２１（図８参照）及び底面部２２（図８参照）を有する略直方体状に形成され、内部に光学ユニット３及び液冷装置４を収納する。
この外装筐体２において、天面部２１には、一対のハンドル２１Ａ（図８参照）が取り付けられている。
一対のハンドル２１Ａは、プロジェクター１を持ち運ぶ際等に利用者により把持される部材であり、略Ｕ字形状を有するように形成されている。そして、一対のハンドル２１Ａは、互いに平行となり、かつ、前後方向（投射レンズ３５からの画像の投射方向に沿う方向）に延出するように、Ｕ字形状の両端が天面部２１にそれぞれ取り付けられている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
遮蔽板８１Ｂは、図５または図６に２点鎖線で示したように、第１凹部８１１と同様の平面形状を有する板体で構成され、第１凹部８１１に嵌合することで、第２凹部８１２を閉塞する。
そして、遮蔽板８１Ｂにて第２凹部８１２が閉塞されることで、図５または図６に示すように、複数の隔壁部８１３間に冷却液体が流通する複数の微細流路Ｃｍが形成される。すなわち、熱交換器８１は、いわゆる、マイクロチャンネル等の熱交換器で構成されている。
以上の構成により、熱交換器８１に流入した冷却液体は、図５に示すように、流入部８１９を介して−Ｚ軸方向に流通して第２凹部８１２内部に流入し、−Ｙ軸側から＋Ｙ軸側にかけて複数の微細流路Ｃｍを辿って流通した後、流出部８１７を介して−Ｚ軸方向に流通して熱交換器８１外部に流出することとなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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