(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルの吹き出す空気の速度場の分布を改善し、発熱部材の表面に対する気流を平均に分布させて効率の良い冷却効果を達成することのできるノズルの速度場変換装置を提供する。【解決手段】発熱部材３０と、空気の流動経路に沿って空気を発熱部材３０に注入する空気注入装置４０２との間において、空気の流動経路上に設けられる速度場変換装置４０６であって、空気注入装置４０２の送り出す空気の第一速度場を第二速度場に変換し、発熱部材３０に至る空気を均一に分布させるように構成する速度場変換装置。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部材と、空気の流動経路に沿って空気を該発熱部材に注入する空気注入装置との間において、空気の流動経路上に設けられる速度場変換装置であって、該空気注入装置の送り出す空気の第一速度場を第二速度場に変換し、該発熱部材に至る空気を均一に分布させるように構成することを特徴とする速度場変換装置。
【請求項２】
前記速度場変換装置が、空気の流動経路において気流の進行方向に対し平行になるように設けられる羽根であって、
該羽根が直立部と折り返し部とを含んでなり、該直立部は空気の流動経路に設けられ、該折り返し部は第一端折り返し部と、中央折り返し部と、第二端折り返し部とに分けられ、該中央折り返し部は第一の方向に向かって所定の角度だけ折り返して第一角度を形成し、該第一端折り返し部と該第二端折り返し部は第二の方向に向かって所定角度だけ折り返して第二角度を形成し、該第一方向と第二方向とが空気の流通方向に対して垂直になるように構成することを特徴とする請求項１に記載の速度場変換装置。
【請求項３】
前記速度場変換装置がフィルタネットであって、該フィルタネットは空気の流動経路において、空気の流動方向に対して垂直に設けられ、
該フィルタネットは、外部領域と内部領域とを含み、該外部領域の開口率が該内部領域に比して小さい事を特徴とする請求項１に記載の速度場変換装置。
【請求項４】
前記発熱部材と、前記空気注入装置とがノズルに連結することを特徴とする請求項１に記載の速度場変換装置。
【請求項５】
空気注入装置と発熱部材との間に設けられ、該空気注入装置から送られる空気を該発熱部材に送り込むノズルであって、該空気注入装置の吹き出す空気の第一速度場を第二速度場に変換し、該発熱部材に至る空気を均一に分布させる速度場変換装置を内設することを特徴とするノズル。
【請求項６】
前記速度場変換装置が、空気の流動経路において気流の進行方向に対し平行になるように設けられる羽根であって、
該羽根が直立部と折り返し部とを含んでなり、該直立部は空気の流動経路に設けられ、該折り返し部は第一端折り返し部と、中央折り返し部と、第二端折り返し部とに分けられ、該中央折り返し部は第一の方向に向かって所定の角度だけ折り返して第一角度を形成し、該第一端折り返し部と該第二端折り返し部は第二の方向に向かって所定角度だけ折り返して第二角度を形成し、該第一方向と第二方向とが空気の流通方向に対して垂直になるように構成することを特徴とする請求項５に記載のノズル。
【請求項７】
前記速度場変換装置が前記ノズル内に設けるフィルタネットであって、
該フィルタネットは空気の流動経路において、空気の流動方向に対して垂直に設けられ、且つ外部領域と内部領域とを含み、該外部領域の開口率が該内部領域に比して小さいことを特徴とする請求項５に記載の速度場変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルに用いる速度場変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置は、熱エネルギーを発生させる多くの素子（以下、「発熱部材」と称する。）を具えたものである。これら発熱部材から発生する熱エネルギーを適宜に排除しないと、電子装置の不安定、及び素子の損傷を招くことがある。かかる現象はプロジェクターにおけるランプにおいて特に深刻な問題となる。プロジェクターにおけるランプはプロジェクターの使用時において大量の光と熱を発生させる。仮に熱エネルギーを装置の外部に効率良く放出することができなければランプの破損を容易に招き、プロジェクターを正常に作動させることができなくなるという問題がある。
【０００３】
図１に従来の技術を開示する。即ち、ランプ１０と放熱システム２０に関する説明図である。ランプ１０はハウジング１０２を有し、該ハウジング１０２に空気進入口１０４と排気口１０６とを設ける。ファン２０４はノズル２０２の作用によって空気をランプ１０内に送りこむ。
【０００４】
上述する従来の技術はランプ１０に対して空気の流動を以って放熱することのみを考慮したものである。よってランプ１０の空気進入口１０４と排気口１０６においてのみ空気の通過率と空気の抵抗を計算し、ファンがどれだけのパワーを消耗してシステムの要求を達成するかを算出する。しかしながら、放熱はランプ１０の周囲の空気の密度及び圧力場の変化が関連する。これらについては往々にして考慮されることが無く、もしくはその影響が低く見られる。
【０００５】
上述する従来の技術においてノズル２０２は気流をガイドし、ランプ１０内に送りこむ機能しかない。但し、ノズル２０２から吹き出される空気の流動速度は、中心の位置が最も早くなる（その速度場については図１参照）。よって通常はノズルの中心の位置をランプが発熱した場合、最も温度が高くなる部位に対応するように設け、最も好ましい放熱効果を得る目的を達成する。しかし、実際に部材を組立てる過程において、ランプ１０の最も温度が高くなる部位が容易にずれるか、もしくは角度が若干変動する状況が発生する。このため気体の流動速度の最も速い部分が発熱によって温度の最も高くなる部位に対応しなくなる。この場合、放熱システム２０の放熱効果が大幅に下がり、ランプ１０は効率のよい放熱が得られず温度が高くなる。
【０００６】
上述する問題は、スマートタイプのファンノズル移動位置決め装置、もしくはスマートタイプの発熱部材移動装置を設けることによって解決できる。しかし、この２種類の装置を応用することは製造コストを大幅に高めることになり、経済的効果が得られない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ノズルの吹き出す空気の速度場の分布を改善し、発熱部材の表面に対する気流を平均に分布させて効率の良い冷却効果を達成することのできるノズルの速度場変換装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の課題は、発熱部材の温度に対して適宜に反応し、ファンの送風量を調整することのできる放熱システムを提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の課題は、空気の速度場を変換し、発熱部材の表面に至る空気を平均に分布させることのできるノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明者らは、従来の技術に鑑み鋭意研究を重ねた結果、発熱部材と、該発熱部材に空気を注入する空気注入装置との間に、該空気注入装置の送り出す空気の第一速度場を第二速度場に変換し、該発熱部材に至る空気を均一に分布させる速度場変換装置を設ける構造によって前記課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づき本発明を完成した。
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１１】
請求項１に記載する速度場変換装置は、発熱部材と、空気の流動経路に沿って空気を該発熱部材に注入する空気注入装置との間において、空気の流動経路上に設けられる速度場変換装置であって、該空気注入装置の送り出す空気の第一速度場を第二速度場に変換し、該発熱部材に至る空気を均一に分布させるように構成したものである。
【００１２】
請求項２に記載する速度場変換装置は、請求項１における前記速度場変換装置が、空気の流動経路において気流の進行方向に対し平行になるように設けられる羽根であって、
該羽根が直立部と折り返し部とを含んでなり、該直立部は空気の流動経路に設けられ、該折り返し部は第一端折り返し部と、中央折り返し部と、第二端折り返し部とに分けられ、該中央折り返し部は第一の方向に向かって所定の角度だけ折り返して第一角度を形成し、該第一端折り返し部と該第二端折り返し部は第二の方向に向かって所定角度だけ折り返して第二角度を形成し、該第一方向と第二方向とが空気の流通方向に対して垂直になるように構成したものである。
【００１３】
請求項３に記載する速度場変換装置は、請求項２における速度場変換装置がフィルタネットであって、該フィルタネットは空気の流動経路において、空気の流動方向に対して垂直に設けられ、
該フィルタネットは、外部領域と内部領域とを含み、該外部領域の開口率が該内部領域に比して小さくしたものである。
【００１４】
請求項４に記載する速度場変換装置は、請求項１における発熱部材と、前記空気注入装置とがノズルに連結したものである。
【００１５】
請求項５に記載するノズルは、空気注入装置と発熱部材との間に設けられ、該空気注入装置から送られる空気を該発熱部材に送り込むノズルであって、該空気注入装置の吹き出す空気の第一速度場を第二速度場に変換し、該発熱部材に至る空気を均一に分布させる速度場変換装置を内設したものである。
【００１６】
請求項６に記載するノズルは、請求項５における速度場変換装置が、空気の流動経路において気流の進行方向に対し平行になるように設けられる羽根であって、
該羽根が直立部と折り返し部とを含んでなり、該直立部は空気の流動経路に設けられ、該折り返し部は第一端折り返し部と、中央折り返し部と、第二端折り返し部とに分けられ、該中央折り返し部は第一の方向に向かって所定の角度だけ折り返して第一角度を形成し、該第一端折り返し部と該第二端折り返し部は第二の方向に向かって所定角度だけ折り返して第二角度を形成し、該第一方向と第二方向とが空気の流通方向に対して垂直になるように構成したものである。
【００１７】
請求項７に記載するノズルは、請求項５における速度場変換装置が前記ノズル内に設けるフィルタネットであって、
該フィルタネットは空気の流動経路において、空気の流動方向に対して垂直に設けられ、且つ外部領域と内部領域とを含み、該外部領域の開口率が該内部領域に比して小さくしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の速度場変換装置は、ノズルの吹き出す空気の速度場の分布を改善し、発熱部材の表面に対する気流を平均に分布させて効率の良い冷却効果を達成することができるという利点がある。
【００１９】
また、本発明の放熱システムは、発熱部材の温度に対して適宜に反応し、ファンの送風量を調整することができ、従来の技術に見られるように、排気口と空気進入口の通過率と風の抵抗のみを計算するため、発熱部材の温度に対して確実に反応することができないという欠点を改善することができる。
【００２０】
また、本発明のノズルは、空気の速度場を変換し、発熱部材の表面に至る空気を平均して分布させることができ、従来の技術に見られるようなコストの高いスマートタイプのファンノズル移動位置決め装置、もしくはスマートタイプの発熱部材移動装置等を設ける必要がなく、製造コストを節減するという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、発熱部材と空気注入装置との間に設ける速度場変換装置と該速度場変換装置を具えるノズル、及びその放熱システムを提供するものであって、該発熱部材は空気の進入と排気に供する空気進入口と排気口とを具え、該放熱システムは空気注入装置、ノズル、速度場変換装置、及び温度感知装置を含んでなる。
【００２２】
該空気注入装置は、空気を注入するために供し、該ノズルは、該空気注入口と該空気進入口とに接続し、空気を直接該発熱部材に注入するために用いられ、該速度場変換装置は、空気の流動経路上に設けられ、該空気注入装置から吹き出される空気の第一速度場を第二速度場に変換し、該発熱部材に対して均一に分布する作用を有する。
【００２３】
該温度感知装置は、該発熱部材と該空気注入装置に接続し、該発熱部材の温度を能動的に感知し、該空気注入装置の空気の流量を調整、制御するために供する。
【００２４】
本発明の速度場変換装置は、発熱部材の表面に至る空気の流動を平均的に分布させ、従来の技術に見られるように組立て加工において不可抗力で発生する偏差の影響を解決するという目的を達成することができる。また、能動的学習機能を具えた温度制御装置を添加することによって排気口の空気の流量を能動的に調整し放熱効果を高め、風の抵抗を低減させ、更には騒音を減少させるという目的を達成することができる。
かかる構成の速度場変換装置について、その構造と特徴を詳述するために具体的な実施例を挙げ、以下に説明する。
【実施例】
【００２５】
本発明は、従来の技術による所定の分布を有する気流のフィールドを特殊な速度場が分布する気流のフィールドに変えるものである。図２に、ランプ３０を含む放熱システム４０を開示する。目下電子装置内部には極めて多くの発熱部材が設けられている。例えばコンピュータ内の中央演算処理ユニット、ハードディスク、光ディスクドライバの光学読み取りヘッドなどである。図２においてはプロジェクタの発熱部材であるランプを例として本発明を説明する。
【００２６】
プロジェクター内のランプ３０は、放熱の便宜をはかるためハウジング３０２（またはランプカバーと称する）に空気進入口３０４と排気口３０６を設ける。図２における放熱システムはランプ３０の温度を制御するものであって、空気注入装置４０２と、ノズル４０４と、速度場変換装置４０６と、温度感知装置４０８とを具える。ノズル４０４はランプ３０のハウジング３０２に設けた空気進入口３０４に接続し、空気注入装置４０２の作用によって空気をハウジング３０２内に注入する。該空気注入装置は例えばファンか、もしくはブロアーであって、ランプのハウジング内に送風して空気を送り込み、強制的に放熱効果を達成することを目的とする。
【００２７】
本発明の速度場変換装置４０は、空気の流動経路上に設けられる。例えばノズル４０４の出口の位置に設けるか、空気注入装置４０２とノズル４０４との接続個所か、もしくはランプ３０の空気進入口３０４などに設ける事ができる。図２においてはノズル４０４の吹き出し口に設ける場合を例として開示する。但し、速度場変換装置４０６を設ける位置がどの位置になろうと、空気注入装置４０２の吹き出す空気の第一速度場を第二速度場に変換することを目的とする。該第二速度場は、例えば凹型（両側の流動速度が速く中間の流動速度が遅い）か、もしくはフラット型（中間と両側の流動速度が一様である）などであって、ランプ３０に対して空気を均一に分布させるものである。
【００２８】
図３ａは本発明における羽根型速度場変換装置４０６の説明図である。図３ａ〜ｃにおいては、三方向から見た速度場変換装置４０６を開示する。図３ａは正面図であって、図３ｂは左前方から見た斜視図であり、図３ｃは右前方から見た斜視図である。図面に開示するように速度場変換装置４０６は一枚の羽根であって、前述するように空気の流動経路において、気流の進行方向に対し平行になるように設ける。即ち該羽根の本体は空気の流通に影響を与えない。該羽根は上固定部４１０を下固定部４１２と、直立部４１４と、折り返し部４１６とを含んで成る。該上固定部４１０とした固定部４１２は、空気の流動経路に該羽根を固定し、空気注入装置４０２の作動によって脱落することを防ぐためのものである。
【００２９】
直立部分４１４は速度場変換装置４０６の主幹を出すものであって、上固定部４１０とした固定部４１２とを固定することによって空気の流通路の中間に位置し、且つ空気の進行方向に平行するように設けられる。このため空気の流通に影響を与えない。
【００３０】
折り返し部４１６は第一端折り返し部４１８と、中央折り返し部４２０と、第二端折り返し部４２２とに分けられる。中央折り返し部４２０は第一の方向に向かって所定の角度だけ折り返して第一角度を形成し、第一端折り返し部４１８と第二端折り返し部４２２は第二の方向に向かって所定角度だけの折り返して第二角度を形成する。該第一方向と第二方向は空気の流通方向に対して垂直になる。
【００３１】
図３ａ〜ｃにおいて第一方向と第二方向はいずれも左向きである。中央折り返し部４２０は１５度折り返し、第一端折り返し部４１８と第二端折り返し部４１２はそれぞれ９０度折り返す。
【００３２】
図４ａおよびｂは、図３ａ〜ｃに開示する速度場変換装置４０６と、ノズル４０４と空気進入口３０３の連結を示した説明図である。図４ａは正面図であって、図４ｂは側面図である。実施低において速度場変換装置４０６は上固定部４１０とした固定部４１２をランプ３０のハウジング３０２に形成した空気進入口３０４内に設ける。よって図３ａ〜ｃに開示する第一端折り返し部４１８、第二端折り返し部４２２に形成される尖端部が、図４ｂに開示するようにランプ３０のハウジング３０２向かうように設けられる。
【００３３】
また、気流をフィラメントの位置にガイドするために速度場変換装置４０６の折り返し部４１０を、空気の流れがフィラメントに向かうように設ける。図４ａに開示するように第一端折り返し部４１８、第二端折り返し部４２２は、気流を中間より右寄りにガイドする。また、中央折り返し部４２０は気流を右側にガイドする。上述する実施例において中央折り返し部４２０は中間部分の空気の流通に抵抗することを主な目的とし、中間部分の空気の流れを偏向させて空気の中間部の流動速度を降下させる作用を有する。第一端折り返し部４１８、第二端折り返し部４２２は、中央折り返し部４２０に近接した部分と、第一端折り返し部４１８及び第二端折り返し部４２２とが交錯する個所の気流の流動速度を高め、全体的な速度場を中間が遅く両側が早い速度場に変換する作用を有する。よって、他の実施形態において該羽根の折り返しに任意の変化を加えることができる。例えば両端の折り返し部を右に折り返し、中央折り返し部を左におり返すか、または折り返す方向を互いに交換しても良い。係る変化は多用で、且つ煩雑であるのでここでは詳述しない。
【００３４】
速度場変換装置として羽根を利用する以外にエアーフィルタを利用しても良い。図５に本発明におけるフィルタ型速度場変換装置を開示する。図５に開示するように速度場変換装置はフィルタネット５０である。前述するようにフィルタネット５０は同様に空気の流動経路に設ける。但し、フィルタネット５０を空気の流動方向に対して垂直に設け、空気の流通に対して抵抗力を発生させる点において異なる。フィルタネット５０は、上固定部５０２と、下固定部５０４と、外部領域５０６と、内部領域５０８とを含む。
【００３５】
上固定部５０２はフィルタネット５０を空気の流動経路に固定し、空気注入措置４０の作動によって脱落することを防ぐためのものである。流動する空気の中間の部分の流動速度を降下させるためにフィルタネット５０は外部領域５０６の開口率を内部領域５０８より小さくする。上述する実施形態と同様に、フィルタネットは流動する空気の中間の流動速度を降下させることを目的とする。よってフィルタネット５０は多種多様の形態に設計することができる。例えば内部領域５０８にネットを設け、外部領域には空気の流動に対して抵抗する物体を設けない形態も可能である。
【００３６】
上述する速度場変換装置を設けることによって図２に開示する空気注入装置４０２によって送り出される空気は、速度場を改善することができ、空気がランプのあらゆる位置に均一に分布する。特にランプのフィラメントの位置（最も容易に発熱する部位である。図に開示しない）については組立て加工の不良によって好ましい放熱効果が得られないという現象が発生することなく、ランプの寿命を延長することができる。
【００３７】
本発明においては上述するように速度場変化装置を設ける以外に図２に開示するように温度感知装置４０８を更に含む。温度感知装置４０８は複数のセンサユニット（図２に開示しない）と、記憶媒体４２４とを具える。センサユニットは、ランプ３０の複数の発熱しやすい部位（例えばフィラメントの位置及び空気進入口、排気口等）に設けてランプ３０のそれぞれの部位の温度を感知する。記憶媒体４２４は温度感知装置４０８が感知した温度と、同一時間における空気注入装置の注入する空気の流量を調節する。即ち、記憶媒体４２４はそれぞれの発熱しやすい部位の特性を記録し、最も適宜な空気進入口、排気口の設計及び空気の流量の制御に記録を提供することを目的とする。また、かかる記録はランプが故障した場合の修理、もしくは保守のための参考資料として提供することができる。
【００３８】
また、温度感知装置４０８は同時に空気注入装置に接続する。即ち、ランプ３０のそれぞれの部位の温度を感知すると同時に、その時点において空気注入装置が注入した空気の流量を記録するためである。空気の流量の単位は空気注入装置の採用する単位の違いによって異なるが、「体積／時間（例えばｍｌ／ｓ）」及び「重量／時間（例えばｍｇ／ｓ）」に分けることができる。温度感知装置４０８によって空気注入装置が注入する空気の流量を制御し、ランプの温度の安定した制御を達成することができる。
【００３９】
以上をまとめると、本発明による速度場変換装置はコストが低く、従来の技術における発熱部材の放熱効果が不均一になるという問題を改善することができる。また、温度制御装置を設けることによって発熱部材の温度を能動的に制御することができ、従来の技術に見られるような空気の進入口、排気口のみを受動的に改善する設計に比して、発熱部材の故障率を効率良く降下させることができ、設計上のミスが発生する回数を減少させることができる。
【００４０】
以上は本発明の好ましい実施例であって、本発明を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来のランプと放熱システムとの関係を示した説明図である。
【図２】本発明によるランプと放熱システムとの関係を示した説明図である。
【図３ａ】本発明における羽根型速度場変換装置の正面図である。
【図３ｂ】本発明における羽根型速度場変換装置を左前方から見た斜視図である。
【図３ｃ】本発明における羽根型速度場変換装置を右前方からみた斜視図である。
【図４ａ】図３ａ〜ｃに開示する速度場変換装置をノズル及び空気進入口に連結した状態を示した正面説明図である。
【図４ｂ】図３ａ〜ｃに開示する速度場変換装置をノズル及び空気進入口に連結した状態を示した側面説明図である。
【図５】本発明におけるフィルタネット型速度場変換装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０                ランプ
１０２              ハウジング
１０４              空気進入口
１０６              排気口
２０                放熱システム
２０２              ノズル
２０４              ファン
３０                ランプ
３０２              ハウジング
３０４              空気進入口
３０６              排気口
４０                放熱システム
４０２              空気注入装置
４０４              ノズル
４０６              速度場変換装置
４０８              温度感知装置
４１０              上固定部
４１２              下固定部
４１４              直立部
４１６              折り返し部
４１８              第一端折り返し部
４２０              中央折り返し部
４２２              第二端折り返し部
４２４              記憶媒体
５０                フィルタネット
５０２              上固定部
５０４              下固定部
５０６              外部領域
５０８              内部領域
【図１】
2005150749.tif 000003
【図２】
2005150749.tif 000004
【図３ａ】
2005150749.tif 000005
【図３ｂ】
2005150749.tif 000006
【図３ｃ】
2005150749.tif 000007
【図４ａ】
2005150749.tif 000008
【図４ｂ】
2005150749.tif 000009
【図５】
2005150749.tif 000010