(57)【要約】【課題】液晶表示機器における騒音、塵埃、液晶パネルの品質保証を図った小型の冷却装置を提供する。【解決手段】光源による液晶パネルや偏光板での発熱に対して、液晶パネル、るいは偏光板の光透過領域以外の周辺領域において冷媒を通流する複数の受熱部材を熱接続させる構成として、一方の受熱部材には冷媒を噴霧する噴霧部材を設けた気化熱冷却方式とし、他方の受熱部材には液体冷媒を循環駆動する液冷方式として、両方式の受熱部材を１つの放熱部材による冷媒循環系で構成する。【選択図】図３
2007322637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器の発熱体を冷却する電子機器用冷却装置において、
前記発熱体に熱接続して受熱する複数の受熱部材と、前記複数の受熱部材で受熱した冷媒から放熱する放熱部材と、前記複数の受熱部材と前記放熱部との間で前記冷媒を循環移送する配管および冷媒駆動ポンプと、液状の前記冷媒を貯留するタンクとを有してなり、
前記複数の受熱部材の少なくとも１つは、前記冷媒を蒸発させ気化熱によって受熱する第１の受熱部材とし、
前記複数の受熱部材の他の受熱部材は、前記冷媒を内部流路に通流して熱伝達で受熱する第２の受熱部材とすることを特徴とする電子機器用冷却装置。
【請求項２】
電子機器の発熱体を冷却する電子機器用冷却装置において、
前記発熱体に熱接続して受熱する第１の受熱部材および第２の受熱部材と、前記第１の受熱部材および前記第２の受熱部材で受熱した冷媒から放熱する放熱部材と、前記複数の受熱部材と前記放熱部とで前記冷媒を循環移送する配管および冷媒駆動ポンプと、液状の前記冷媒を貯留し前記放熱部と接続されたタンクとを有してなり、
前記第１の受熱部材は、前記冷媒を流入する第１の流入路口と、前記冷媒を流出する第１の流出路口とを有し、
前記第２の受熱部材は、前記冷媒を流入する第２の流入路口と、前記冷媒を流出する第２の流出路口とを有し、
前記配管は、前記第１の流入路口と前記第２の流入路口とを前記冷媒駆動ポンプに接続する第１の配管と、前記第１の流出路口と前記第２の流出路口とを前記前記タンクに接続する第２の配管と、前記タンクと前記冷媒駆動ポンプを接続する第３の配管とから構成され、
前記第１の受熱部材では、前記第１の流入路口の近傍において、前記第１の受熱部材の内面に向けて前記冷媒を噴霧する噴霧部材が設けられていることを特徴とする電子機器用冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器用冷却装置であって、
前記第１の受熱部材は、前記噴霧部材によって霧化された前記冷媒を蒸発させて気化熱として受熱させ、前記第１の流出路口より気化された冷媒を流出し、
前記第２の受熱部材では、前記冷媒に熱伝達によって受熱させ、前記第２の流出路口より液体冷媒を流出し、
前記第１の流出口および第２の流出路口とをともに接続した前記第２の配管によって前記冷媒を気液混合として放熱部に移送することを特徴とする電子機器用冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子機器用冷却装置であって、
気体冷媒と液体冷媒とを混合して移送された前記冷媒は、第２の配管および前記放熱部材において放熱され、冷媒を液体に相変化させることを特徴とする電子機器用冷却装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の電子機器用冷却装置であって、
前記発熱体は、液晶表示機器の液晶パネルまたは偏光板であることを特徴とする電子機器用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器における発熱体の冷却装置に関し、特に高効率な電子機器用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器としての液晶表示機器は、ライトバブルとして液晶パネルを備え、光源からの光を変調し液晶パネル上の画像情報をスクリーン上に投射して表示するプロジェクタである。画像情報を投射するための光源からの光は、液晶パネルの液晶層を通過することによって光吸収されるとともに、不要光の遮断を行うブラックマスク等において光吸収される。液晶パネルはこの光吸収によって温度上昇することになる。また、光源からの光における所定の偏光軸を有さない光は液晶パネル前後に配置される偏光板によって吸収されることから、偏光板においても熱が蓄積される。このため機器内部に光源等を有する液晶表示装置は、液晶パネルや偏光板の温度上昇を抑制するために液晶パネルや偏光板を冷却しながら使用される。
【０００３】
液晶表示機器の液晶パネルおよび偏光板の冷却は、他の電子機器において行われているのと同様に機器内に設置されたファンで冷却風を送風する空冷方法が一般的に実施されている。
【０００４】
近年、このプロジェクタの液晶パネルに照射される光は、表示画面の高輝度化の要求に対応して、より強いものになってきている。一方、市場での価格低減の要求も大きく、使用される液晶パネルはますます小型化している。このら要因等が重なって、液晶パネルの発熱密度は非常に大きくなっている。また、温度上昇は液晶パネルの品質劣化を招くことから液晶プロジェクタの製品寿命の問題となっており、冷却装置の冷却能力の向上が要求されている。
【０００５】
この冷却能力を向上する方法として、ファンによる空冷方式に換えて、液冷媒を設けた液冷方式が色々と検討されている。
この液冷方式の一つの方法として、特許文献１に記載の冷却装置がある。特許文献１の冷却装置は、冷却液を充填する空間部を有し、この空間部に注入・充填した冷却液を液晶パネル等の被冷却面に密接するように配置して、光源から照射される光によって生じる液晶パネルの熱を接触させた冷却液で冷却するものである。
【０００６】
液冷方式の他の方法として、特許文献２に記載の冷却装置がある。この冷却装置は、液体冷媒を封入した受熱部材を液晶パネルと偏光板の間に密接して、液晶パネルと偏光板に発熱した熱を液体冷媒に伝達し、受熱した液体冷媒を液体ポンプによって離間した位置に配置されたラジエータに移送して、このラジエータによって放熱するものである。この液体冷媒は、受熱部材とラジエータの間を液体ポンプによって循環して、熱移送により最適な熱交換状態を設定することで冷却能力を向上するものである。
【０００７】
また、他の液体冷媒の循環方式における冷却方法として、特許文献３に記載の冷却装置がある。この冷却装置は、冷却冷媒を流す流路を有した受熱部材を光源で照射される液晶パネルモジュールの光透過領域を除く周辺の領域のみに密接させて配置して、液晶パネルで発熱した熱を液晶パネル周辺で循環する冷却冷媒に伝達し、受熱した冷却冷媒をポンプによって離間した位置に配置された放熱ユニットに移送して、放熱ユニットで放熱するものである。特許文献２の冷却装置は、冷却冷媒が直接光の照射を受けることがないようにしたものである。
【０００８】
さらに、液晶パネルの光源からの照射される光透過領域を除く周辺の領域においてのみで熱伝達して冷却する冷却装置として、特許文献４に記載の冷却装置がある。この冷却装置では、循環する冷媒の熱伝導手段をヒートパイプとして冷媒を蒸発させて使用することで冷却効率を上げている。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−０９１７１６号公報
【特許文献２】特開平１−１５９６８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２７５１８９号公報
【特許文献４】特開２００５−２０２３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した背景技術においては、解決しなければならない課題がある。冷却ファンによる一般的な空冷方式においては、冷却性能を上げようとすると、送風量を増やすことになる。そのために冷却ファンを大形化するか、高速で回転する必要がある。このことは、騒音の問題となるとともに、ごみやほこりを電子機器内に積極的に吸い込むことになり、吸い込んだごみやほこりが液晶パネル等に付着することによって画質の劣化となる問題がある。
【００１１】
空冷方式のこれらの問題に対応し、改善を図るための液冷方式が検討されている。しかし、特許文献１に記載の冷却装置では、冷却室内に封入された冷却液だけによる冷却であり、冷却液には自ずと熱容量の限界を有するため発熱した液晶パネルとの熱交換能力が低いという問題が残る。
【００１２】
特許文献２に記載の冷却装置では、光源から照射される光が液体冷媒を透過するため、気泡や塵埃が液体冷媒に混入すると画像に気泡や塵埃の映像が投射されてしまう問題がある。また、液体冷媒に温度差が生じると液体冷媒内での対流などによって画像に揺らぎが発生する問題や、さらには、液体冷媒が光源からの照射する光によって変質や品質が劣化して、光の液晶パネルへの透過率が低下し、画像の照度低下を生じてしまう問題も呈している。
【００１３】
特許文献３に記載の冷却装置では、液晶パネル等の冷却冷媒は、光源から照射される光が透過する領域を除いた領域で循環させているので、冷却冷媒に関する光の影響によって生じる上記問題は回避できる。しかし、光源から照射される光による液晶パネルや偏光板の熱を高熱伝導材等で周辺への冷却冷媒に伝達する必要があり、この熱伝達に光透過率が良く、熱伝導率の高い高光透過、高熱伝導材の材料が用いられることになる。現状では、この高光透過、高熱伝導材は限られた材質しかなく高価なものとなって、商業製品としての課題となっている。
【００１４】
特許文献４に記載の冷却装置では、気化熱冷却のヒートパイプを設けることで、液晶パネルの光源からの照射される光の透過する領域外で冷却しながら、熱交換能力を高めようとするものである。しかし、ヒートパイプによって気化する冷媒量による冷却能力の限界や、気化しやすくするために循環系内を低圧力に保つことの必要性や、気化し体積膨張することによる圧力増加に対しての機密性の維持への対策等に何らの記載がない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題は、発熱体に熱接続して受熱する複数の受熱部材と、複数の受熱部材で受熱した冷媒から放熱する放熱部材と、複数の受熱部材と放熱部との間で冷媒を循環移送する配管および冷媒駆動ポンプと、液状の冷媒を貯留し放熱部と接続されたタンクとを有してなり、複数の受熱部材の少なくとも１つは、冷媒を蒸発させ気化熱によって受熱する第１の受熱部材とし、複数の受熱部材の他の受熱部材は、冷媒を内部流路に通流して熱伝達で受熱する第２の受熱部材とする電子機器用冷却装置により解決できる。
【００１６】
また、発熱体に熱接続して受熱する第１の受熱部材および第２の受熱部材と、第１の受熱部材および第２の受熱部材で受熱した冷媒から放熱する放熱部材と、複数の受熱部材と放熱部とで冷媒を循環移送する配管および冷媒駆動ポンプと、液状の冷媒を貯留し放熱部と接続されたタンクとを有してなり、第１の受熱部材は、冷媒を流入する第１の流入路口と、冷媒を流出する第１の流出路口とを有し、第２の受熱部材は、冷媒を流入する第２の流入路口と、冷媒を流出する第２の流出路口とを有し、  配管は、第１の流入路口と第２の流入路口とを冷媒駆動ポンプに接続する第１の配管と、第１の流出路口と第２の流出路口とをタンクに接続する第２の配管と、タンクと冷媒駆動ポンプを接続する第３の配管とから構成され、第１の受熱部材では、第１の流入路口の近傍において、第１の受熱部材の内面に向けて冷媒を噴霧する噴霧部材が設けられている電子機器用冷却装置により解決できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の上記のような構成とした冷却装置によれば、投射光源による液晶パネルあるいは偏光板で発生する熱を効率的に冷却することができるため、液晶表示機器の高輝度化、低騒音化を可能とするとともに、信頼性の向上による液晶パネルの長寿命化を可能とする小型の冷却装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて図１ないし図４を参照しながら詳細に説明する。ここで、図１は冷却装置を用いた液晶表示機器の構成を説明するブロック図である。図２は冷却装置の受熱部の構成を説明する展開斜視図である。図３は冷却装置の構成を説明する側面図である。図４は冷却装置の受熱能力と放熱能力とを説明する図である。
【００１９】
まず、図１を参照して液晶表示機器を説明する。ここで、液晶表示機器とは、光源から照射される光を変調して画像情報を形成し、形成した画像情報をスクリーン上に投射して拡大表示するものである。図１において、液晶表示機器１は、筐体２内に光学ユニット３を有し、光学ユニット３によって形成された画像情報を投射レンズ４によってスクリーン（図示しない）上に投射する。本実施例では、この光学ユニット３を冷却するための冷却装置５を備えている。
【００２０】
まず、画像情報を形成する光学ユニット３の機能と構成の概略について、説明する。光学ユニット３は、光源から射出された光を光学的な処理によって画像情報を光学画像に形成する。光学ユニット３は、照明光学系３１、色分離光学系３２、光学変換素子３３、色合成光学系３４、等で構成される。
【００２１】
照明光学系３１は、光源３１１より照射された光を、リフレクタ３１２によって反射させて平行光として射出し、小レンズ群で構成されたレンズアレイ３１３で複数の部分光に分割し、重畳レンズ３１４で後述する液晶パネル上に結像する。
【００２２】
色分離光学系３２は、照明光学系３１から射出された複数の部分光を透過・反射させるダイクロイックミラー３２１（青分離）、３２２（緑、赤分離）および部分光を反射させる反射ミラー３２３、３２４、３２５によって赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
色分離光学系３２で分離された赤、緑、青の３色光は各々の光学変換素子３３の後述する各色光用の液晶パネルに投射される。
【００２３】
３色分の光学変換素子３３は互いに等価な素子である。各光学変換素子３３は、入射側偏光板３３１と射出側偏光板３３３で液晶パネル３３２を挟んだ位置に配置され、ＲＧＢ３組で構成される。光学変換素子３３の入射側偏光板３３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）には、偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射されるが、光の偏光軸とほぼ同一の方向の偏光光のみを通過させて、その他の光を吸収する。各出射側偏光板３３３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、液晶パネル３３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から射出された光のうち入射側偏光板３３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を通過した光の透過軸と直行する偏光軸を有するもののみ透過させて、その他の光を吸収する。よって、入射側偏光板３３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および射出側偏光板３３３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）はこの吸収光によって温度上昇することになる。
【００２４】
色合成光学系３４は、各液晶パネル３３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって変調され、各射出側偏光板３３３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から射出された各色光ごとの画像情報を合成してカラー画像に形成するために４つの直角プリズムを張り合わせたものである。
【００２５】
投射レンズ４は、複数のレンズを組合せた構成であり、色合成光学系３４で形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射するものである。上記のような液晶表示機器１において、光源からの光によって温度上昇する偏光板３３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、３３３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）および液晶パネル３３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を冷却する冷却装置５を有している。
【００２６】
冷却装置５の基本構成は、電子機器の冷却装置として開発された循環型液冷装置と同様な構成である。冷却装置５は、受熱部材５１と、受熱部材５１で受熱（吸熱）した熱を冷媒から放熱する放熱部材５２と、受熱部材５１と放熱部材５２との間で冷媒を循環移送する循環系としての配管５３と、冷媒を循環する冷媒駆動ポンプ５４と、液体冷媒を滞留するためのタンク５５とから構成されている。
【００２７】
なお、液晶表示機器の冷却装置５は、発熱体として、３色の光の液晶パネル３３２と偏光板３３１、３３３を有していることから、３組の受熱部材５１を有する。また、３組の発熱体を均等に冷却する必要から、冷却装置におけるその他の構成部材は共通に用いる。
【００２８】
この液晶表示機器の冷却装置５の構成について、図２および図３を参照して、さらに詳細に説明する。
図２において、液晶表示装置１の被冷却体は、光が透過する３組の液晶パネル３３２および偏光板３３１、３３３部分である。受熱部材５１の構造は、冷却すべき発熱体が光の透過する部分を有していることを考慮した構造とする必要がある。すなわち、光源３１１からの投射光によって液晶パネル３３２、入射側偏光板３３１および出射側偏光板３３３において上昇する熱を受熱（吸熱）する受熱部材５１は、液晶パネル３３２、入射側偏光板３３１および出射側偏光板３３３の光が透過する領域を除く外周部に接触する枠状に構成する。受熱部５１は、入射側偏光板３３１と液晶パネル３３２から受熱する受熱室５１１と、液晶パネル３３２と出射側偏光板３３３から受熱する受熱室５１２と、それらを接続する入口側配管５３１と出口側配管５３２とから構成される。
【００２９】
受熱室５１１と受熱室５１２は、冷媒が流入する入口側配管５３１との接続部と、冷媒が流出する出口側配管５３２接続部との間に空間部有する同様な密封室構造としている。しかし、受熱室５１１と受熱室５１２は、受熱室５１２が通常の液冷であるのに対し、受熱室５１１はその入口部に噴霧部材５６を有し、冷媒を噴霧状に噴射している。この結果、受熱室５１１の出口からは気体冷媒が排出される。
【００３０】
すなわち、受熱室５１２から排出された液体冷媒の中に、受熱室５１から排出された気体冷媒が混合され出口側配管５３２には、気液混合冷媒が流れることとなる。この場合、受熱室５１から排出された気体冷媒の温度は、受熱室５１２から排出された液体冷媒の温度より高く、気体冷媒の一部は液体冷媒によって冷却され、凝縮液化されて出口側配管５３２を流れる。ここで、受熱室５１１を通過する液体換算の冷媒量は、受熱室５１２を通過する冷媒量よりも少ない。また、両者で流速も異なる。しかし、受熱部５１全体では、入口側配管５３１を流れる液体冷媒の流量と、出口側配管５３２を流れる気液混合冷媒の流量は同じであり、単なる液冷モジュールとなんら変わることなく動作する。
【００３１】
図３を参照して、受熱部１ユニット分の冷却装置の全体構造を説明する。受熱部材５１の一部である受熱室５１１、５１２は、それぞれ、入射側偏光板３３１と液晶パネル３３２、液晶パネル３３２と出射側偏光板３３３に挟まれるように配置され、入射側偏光板３３１、液晶パネル３３２および出射側偏光板３３３から受熱する。ここで、受熱室５１１では液体冷媒を噴霧部材５６から噴霧し、受熱によって気化された気体冷媒を排出する。一方、受熱室５１２では、液体のまま冷媒に受熱させ、液体冷媒を排出する。この結果、出口側配管５３２には、気液混合冷媒が、流れる。気相冷媒の一部は出口側配管５３２中で液相に戻るが、大部分は放熱部材５２を有するタンク５５中で液相に戻る。液相に戻った冷媒はタンク５５の下方位置に接続された配管５３３を通流して冷媒駆動ポンプ５４に導かれ、冷媒駆動ポンプ５４に接続された配管５３１により再び受熱部材５１に循環される構成である。
【００３２】
上述した実施例では、受熱部材５１が発熱体の発熱中心部と熱接続したものではなく、発熱体の周辺部で熱接続したことに特徴がある。また、発熱体に複数の受熱部材を熱接続したことに特徴がある。
なお、上述した実施例では、受熱室の形状が「口」型なので、噴霧部材を複数設置して、冷媒の吹きつけ分布の均等化を図っても良い。
【００３３】
図４を用いて、本実施例の高発熱体電子機器に対する冷却装置の冷却方法と冷却能力について説明する。図４において、（ａ）は現在の電子機器の冷却装置において冷却性能を達成している水冷方式の冷却状況を模式的に示している。（ｂ）は発熱体の発熱温度が上昇する高発熱体電子機器おいて冷却性能を達成するための課題を説明している。（ｃ）は本実施例における高発熱体電子機器における冷却性能の達成方法を説明している。
【００３４】
まず、電子機器の発熱体の水冷方式による冷却は、図４の（a）で示すように発熱体発熱温度（イ）を発熱する発熱体に冷媒環境温度（ニ）である冷媒を熱接続して受熱し、受熱した熱を移送して放熱することにより、発熱体の冷却後温度（ハ）を電子機器の許容温度（ロ）以下に管理することにある。
【００３５】
ここで発熱体の高発熱化に対し発熱温度を許容温度に管理するには、冷媒の熱交換量を制御して行うことになる。即ち、図４の（ｂ）に示すように発熱温度が大きい高発熱体の場合は、（a）の熱交換性能を持つ冷却装置では、冷却性能の限界により許容温度を達成できなくなる場合が生じる。この問題に対処するには、冷却装置の冷却能力を向上する必要がある。冷却能力の向上は、冷媒の単位時間あたりの熱変換容量を増加させることである。すなわち、冷媒の受熱量を増加しながら冷媒の放熱温度を下げるために冷媒の通流量を増大させるポンプの大形化や、放熱量を上げるために放熱部材やファンの大形化を要し、冷却装置の大形化を招くことになる。
【００３６】
ここで、この冷却装置の大形化を回避して冷却能力を上げる冷却方法として、冷媒を蒸発させて気化熱による吸熱する冷却方法が期待される。ただ、気化熱による冷却の方法には、解決しなければならない問題が多くある。まず、その１つに電子機器の許容温度の問題がある。パーソナルコンピュータなどのＣＰＵに代表される半導体素子の許容温度は、約７０℃〜８０℃程度であるとされているが、液晶パネルの許容温度も同程度である。このように許容温度が低い場合、冷媒の気化熱によって冷却する冷却方式においては、当然のごとく冷媒の沸点を許容温度に下げる必要がある。即ち、沸点が高いとその沸点温度以下への冷却を実現できないことになるためである。よって、対応として沸点の低い冷媒を使用し、沸点を下げるために低圧力状態の密閉構造として使用することになる。さらには、気化熱冷却のためには、所定の冷媒量を気化させることになるが、冷媒が気化することにより、体積の増加およびそれによる圧力の増加が生じることから、冷却装置の強度、密閉性の確保が要求される。
【００３７】
本実施例は高発熱体を有する電子機器における冷却方法として（ｃ）に示すような熱交換作用を有する構成としている。即ち、電子機器の高発熱体の温度上昇に対し、気化熱冷却により所定の温度まで発熱体の温度を抑制し発熱体の発熱温度を低い状態とした上で、その抑制された温度状態に対して循環型液冷却装置で冷却するというものである。循環型液冷却装置において要求する熱交換量が抑制されているので、熱交換器の能力は小さなもので対応可能となり、冷却装置全体の小型化を実現するものである。
【００３８】
本実施例の構成について説明する。光源からの光の透過する発熱体の発熱中心部ではなく周辺部からの熱接続によって冷却性能を得る手段として、気化熱を利用した冷却方法と冷媒による熱移送による液冷却方法を併用する。そのために、まず受熱部材５１はそれぞれの冷却用の受熱室を複数個を有している。複数の受熱室５１１、５１２の少なくとも１つの受熱室の密閉空間部には、流入路口より液体冷媒を流入させ、液晶パネル３３２および偏光板３３１/３３３の熱によって受熱面で液体冷媒を気化し気化熱として吸熱する構成としている。この少なくとも１つの受熱室における気化熱冷却の特徴は、通常の大気圧状態で冷媒を気化させ、かつ冷媒の気化量を冷却装置の圧力増加を抑制するに適する量にして使用する。
【００３９】
この構成の詳細について説明する。まず、一般的に冷媒が発熱体から気化熱として吸熱する方法は、発熱体の温度が冷媒の沸騰以上であり、冷媒が沸騰して蒸発することで行われている。この場合には、ヒートパイプに代表されるように蒸気圧の上昇等によって冷媒が自然循環するポンプレスの循環が可能である。ここで、冷媒の沸騰によらない蒸発が行われるならば、純水に近い冷媒の使用や、定常に近い気圧下での気化熱による吸熱が可能となり、冷却性能を向上できうる。沸騰によらない蒸発を行わせるには、気化分子運動作用を促進させるようにすることであり、受熱面と冷媒の接触層をできる限り薄くした表面接触状態となるように冷媒を受熱室に供給する構成としている。冷媒の受熱室への表面接触状態を構成する手段として、受熱部室の流入路口より受熱面に向けて噴霧状態で噴射するノズルを有する噴霧部材５６を設けている。霧状として噴霧された液体冷媒は受熱部室の受熱面で気化され、流出路口から気体冷媒として移送される構成としている。
【００４０】
ここで、タンク容量は、液体冷媒の気化による体積膨張によって冷却装置の循環流路内の圧力の増加の影響を抑制するために気体冷媒として通流される流路体積よりも数倍〜数１０倍の空気量を滞留する構成を有したものが好ましい。さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発熱体の温度上昇の状態に対応させて、噴霧する液体冷媒量を調整する制御装置を備えれば、冷却性能を制御することもできる。
【００４１】
また、気化熱冷却方式の冷却効率は従来の循環型液冷方式による冷却効率よりも大きいといえるが、定常大気圧に近い状況の下で冷媒を噴霧して沸騰によらないで蒸発によって気化できる液体冷媒の流量は、発熱体の温度上昇状態によって異なるものの、循環型水冷冷却時の冷媒流量よりも自ずと少なくなる。また、気化による圧力増加を抑制することからも噴霧する冷媒量を限定しているため、気化熱による冷却だけによる冷却効果は、温度上昇状況において十分な冷却結果を得ることが出来ない。
【００４２】
これよって、複数の受熱部室のうち、他の受熱部室には、流入路口より液体冷媒を流入させ、受熱面で受熱して流出路口より液体冷媒の状態で流出する循環型液冷の冷却方式の構成として備えることにより、許容温度を達成する冷却性能を得る。
【００４３】
この構成による冷却作用は、図４の（ｃ）に示される。まず、高発熱体の発熱温度を気化熱の吸熱により低下させている。その温度状況から、（ａ）に示す冷却性能を有する冷却装置で冷却すると許容温度（ロ）を十分に達成する高性能な冷却が可能となる。よって、許容温度（ロ）を維持するためならば、循環型液冷方式の冷却性能を低減する小型の冷却装置で対応可能になる。
【００４４】
ここで、２つの受熱部室の流出路口を接続した配管５３２部においては、各々の流出路口からそれぞれ冷媒の相状態の異なる液体冷媒と気体冷媒が流速と流量を異なった状態で混合されて移送されている。ただ、系としての受熱部材５１に流入する液体冷媒の流量は受熱部材５１から流出する気液混合冷媒の流量と原則的に同一量であるので、従来の水冷モジュールの動作と何ら変わることは無く動作されるものである。
【００４５】
さらに、各々の流出路口から流出される気体冷媒の温度は、液体冷媒の温度より高い状態のため、配管５３２部分において、気体冷媒の一部は液体冷媒によって放熱され凝縮し液化されながら配管５３２内を移送されることになるので、配管５３２部において拡散放熱を助成するフィンやファンを備えることがより好ましい。また、気液混合状態の冷媒は放熱部材５２に移送され、放熱部材により放熱されるが、電子機器の筐体に接触された自然放熱等によって放熱しても良いが図示しない冷却ファン等で冷却を助成する構成とされれば、より好ましい。
【００４６】
気液混合の冷媒は、放熱部材５２で放熱されることによって液体冷媒の状態に相変換される。放熱部材５２と一体構成として下部に設けたタンク５５は、液体となった冷媒を滞留するように構成している。ここで、放熱部材５１で放熱しきれずに浮遊している気体冷媒は、滞留している液体冷媒やタンク５５一体構成の放熱部材５２の筐体等によって徐々に冷却されて液化されていく。
【００４７】
タンク５５の下部には冷媒流出口を設け、タンク５５に滞留している液体冷媒を冷媒駆動ポンプ５４によって受熱部材５１に循環する構成としている。よって、冷媒駆動ポンプ５４が駆動する冷媒は基本的に液体冷媒である。
【００４８】
冷媒が熱接続している領域は液晶パネル３３２や偏光板３３１、３３３の光透過領域を除いた周辺部であるため、温度上昇の高い部分を直接冷却することにならない。この冷却効率の低下を補うために冷却効率の高い気化熱の吸熱によって冷却を行っている。周辺部の温度の冷却を図れることによって液晶パネル３３２、偏光板３３１，３３３の光透過領域の温度も低減できた。
【００４９】
勿論、液晶パネル３３２の光透過流域に熱伝導性の良い透光性部材を設けて、光透過による温度上昇を周辺に設置した受熱部材５１に伝導する構成を設けることがより好都合である。
【００５０】
また、光源の光が透過する液晶パネル３３２の周辺部における冷却のため、液晶パネル３３２の平面内に温度分布が残り、投射画面上に色むらが生じることの問題についても気化熱冷却により、絶対温度を下げることができることから、温度による影響度も全体的に緩和できることになる。
【００５１】
以上のような構成によって、液晶表示機器における冷却性能を高めながら、画像情報の劣化を招くことなく、製品の信頼性を高め製品寿命を長くする効果を有する。
【００５２】
本実施例では、液晶表示機器の発熱体である液晶パネルの冷却について説明した。このため、受熱室の形状は中心部を開口し周辺部において通流する平面形状としてきた。しかし、中心部に開口を有さない平面的に流路を有する受熱部材によって、気化熱による冷却との水冷方式による受熱方式とを併用して冷却する方法、構造によれば、他の電子機器における発熱体の冷却においても冷却性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】冷却装置を用いた液晶表示機器の構成を説明するブロック図である。
【図２】冷却装置の受熱部の構成を説明する展開斜視図である。
【図３】冷却装置の構成を説明する側面図である。
【図４】冷却装置の受熱能力と放熱能力とを説明する図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…液晶表示機器、２…筐体、３…光学ユニット、４…投射レンズ、５…冷却装置、５１…受熱部材、５２…放熱部材、５３…配管、５４…冷媒駆動ポンプ、５５…タンク、５６…噴霧部材、３３１…入射側偏光板、３３２…液晶パネル、３３３…射出側偏光板、５１１…受熱室、５１２…受熱室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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