專利名稱：冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備中高溫體的冷卻，特別是液晶面板等使用光 閥元件，在屏幕上放大投影而顯示圖像等信息的液晶顯示設備等電子 設備中的液晶面板和偏光板等的冷卻技術。
背景技術：
作為液晶顯示設備的一種的液晶投影儀，具有作為光閥的液晶面 板，調制來自光源的光，將液晶面板上的圖像信息投射到屏幕上并顯 示。由于是這樣的結構，在液晶投影儀中，用于投射圖像信息的來自 光源的光由于通過液晶面板的液晶層而被光吸收，并且在屏蔽不需要的光源的黑膜(Blackmask)等之中也被光吸收，由于這樣的光吸收， 液晶面板溫度上升。此外，來自光源的光中不具有規定偏光軸的光被 配置在液晶面板前后的偏光板吸收。蓄積在偏光板中的熱傳遞到液晶 面板，引起液晶面板的溫度上升。過度的液晶面板的溫度上升導致液晶面板的可靠性降低，所以與 其它電子設備中所進行的同樣地，在液晶投影儀中，運用設置在設備 內的風扇取得外部空氣而進行送風的空冷方法，進行液晶面板和偏光 板的冷卻。近年，由于液晶顯示設備的使用狀況的多樣化而要求顯示畫面的 高亮度化，從而照射到該液晶顯示設備的液晶面板的光更強。另一方 面，市場上產品更廉價的要求也更強烈，使用的液晶面板越來越小型 化。綜合這些因素，成為液晶面板的加熱密度非常大的狀況。這樣液 晶面板的溫度上升，使得液晶面板的品質劣化也加速，成為液晶顯示 設備的產品壽命的問題，冷卻裝置也被要求提高與溫度上升相應的冷 卻能力。此外，照射液晶顯示設備等的光并放大投射的顯示設備，如果在 設備內吸引而保留有雜物和塵埃，則由于投射光而使它們被顯示，導 致畫面質量劣化，所以期望發熱體的冷卻方法是不與外部的空氣相流通的冷卻方法。作為謀求應對雜物和塵埃，并提高冷卻能力的方法，對專利文獻l 所記載的設置液體冷卻介質的液冷方式在進行各種探討。這樣的冷卻 裝置，將封入有液體冷卻介質的受熱部件密接配置在液晶面板與偏光 板之間，使蓄積在液晶面板與偏光板上的熱傳遞到流通有液體冷卻介 質的受熱部件，通過液體泵將受熱后的液體冷卻介質移送至配置在離 開的位置上的散熱器，通過該散熱器進行散熱。該液體冷卻介質通過 液體泵而在受熱部件與散熱器之間循環，通過設定熱移送的最佳熱交 換狀態而提高冷卻能力。此外，在專利文獻2記載的冷卻裝置中，配置具有流通冷卻冷卻 介質的流路的受熱部件，使其僅與除光源照射的液晶面板組件的光透 過區域之外的周邊區域密接。液晶面板所蓄積的熱傳遞到在液晶面板 周邊循環的冷卻冷卻介質，通過泵將受熱后的冷卻冷卻介質移送至配 置在離開的位置上的散熱單元，由散熱單元進行散熱，冷卻冷卻介質 不直接接受光的照射，避免了對投射畫面質量的影響。進而，作為遮斷混入液晶顯示設備的雜物和塵埃的同時，冷卻液晶面板等的高溫體的方法，有專利文獻3所記載的冷卻裝置。該冷卻裝置，通過框體使得液晶顯示裝置處于氣密狀態，將框體內的空氣暫 時壓縮后，通過噴嘴向著高溫體噴射。通過來自該噴嘴的由于絕熱膨 脹而溫度降低的空氣流冷卻高溫體。此時，壓縮時引起的溫度上升由 設置在壓縮裝置的外部并與外部接觸的散熱片向外部空氣中散熱。這里，專利文獻4所記載的冷卻模塊不是涉及液晶顯示裝置的冷卻裝置的例子，是并用兩個不同的冷卻模塊進行冷卻的冷卻裝置。該 冷卻裝置設置有通過冷卻介質接受發熱體的熱并進行熱移送的冷卻循 環系統、和使通過壓縮機壓縮后，絕熱膨脹而溫度降低的冷卻介質循 環的冷卻循環系統，是由前者的冷卻系統接受發熱體的熱并進行熱移 送，由后者的另一冷卻系統熱連接并吸收該冷卻介質的熱，在后者的 循環系統中進行散熱的冷卻系統。在上述列舉的專利文獻中存在以下必須解決的問題。 在專利文獻1記載的冷卻裝置中，由于從光源照射的光透過液體 冷卻介質，如果液體冷卻介質混入氣泡或塵埃，則產生在圖像中投射有氣泡或塵埃的圖像的新問題。此外，如果液體冷卻介質中產生溫度 差，則由于液體冷卻介質內的對流等引起發生圖像抖動的問題，而且， 液體冷卻介質因從光源照射的光而變質，引起品質的劣化，造成光對 液晶面板的透過率降低，圖像的照度降低的問題。在專利文獻2記載的冷卻裝置中，在避開從光源照射的光所透過 的區域的區域中，使液晶面板等的冷卻冷卻介質循環而進行冷卻，所 以能夠避免由于光的影響而在冷卻冷卻介質中產生專利文獻1的問題， 但是冷卻冷卻介質必須高效地將從光源照射的光產生的液晶面板和偏 光板的熱向周邊傳遞。由此，在熱傳遞方面，要使用光透過率良好、導熱率(coefficient of thermal conductivity)高的高透光、高熱傳導材 料。但現實是，這樣的高透光、高熱導材料是被限定的材料，價格高， 這成為商業產品成本方面的問題。此外，由于散熱單元吸入的空氣帶 入雜物和塵埃，所以有的液晶顯示裝置要在高熱傳導材料和液晶面板 的表面部設置防塵玻璃等。在專利文獻3記載的冷卻裝置中，噴射出的空氣的壓力和溫度可 通過控制壓縮機的壓縮狀態而且進行控制，但需要壓縮機這樣的大型 裝置。而且，絕熱膨脹引起的空氣急冷使得設備內的空氣中的水份液 化，如果這些水滴附著在液晶面板等之上，則造成圖像的劣化。此外， 壓縮機的空氣流噴射周期等造成溫度的周期變動，該周期也可能對圖 像產生影響。為了向電子設備上裝卸冷卻裝置，專利文獻4記載的冷卻裝置將 電子設備與冷卻裝置獨立設置，提高裝卸的可操作性。但是，在不能 裝卸冷卻裝置的要求密封性的的電子設備等之中，要使任何一者成為 可以一種冷卻方法進行冷卻的狀態，都要設置獨立的兩個冷卻循環系 統，使冷卻循環系統相互熱連接，只能是間接地進行熱傳遞的組合， 存在冷卻裝置冗長性。[專利文獻1]日本專利特開平1-159684號公報 [專利文獻2]日本專利特開2005-275189號公報 [專利文獻3]日本專利特開2005-148624號公報 [專利文獻4]日本專利特開2004-319628號公報發明內容本發明的冷卻裝置構成為，具備通過循環的第一冷卻介質冷卻 電子設備的高溫體的第一冷卻模塊；通過循環的第二冷卻介質冷卻上 述第一冷卻介質的第二冷卻模塊；和驅動上述第一冷卻介質與上述第 二冷卻介質循環的一個冷卻介質驅動模塊。此外，本發明的冷卻裝置構成為，具備冷卻介質驅動部，包括吸入和排出空氣的第一泵室與吸入和排出冷卻液的第二泵室，第一泵室與第二泵室聯動動作；空冷模塊，包括向液晶面板或偏光板噴出冷卻空氣的噴嘴、和流入通過上述第一泵室吸入和排出的上述冷卻空 氣并冷卻上述冷卻空氣，同時向上述噴嘴流出已冷卻的冷卻空氣的熱 交換部，該空冷模塊設置于內置有液晶面板和偏光板的電子設備的氣密部的內部；和液冷模塊，包括通過由上述第二泵室吸入和排出的 冷卻液冷卻上述熱交換部的受熱部；進行由上述受熱部吸熱后的冷卻 液的散熱，同時設置于上述氣密部的外部的散熱部；和以使冷卻液在 上述第二泵室、上述受熱部和上述散熱部中循環的方式連接并流通上 述冷卻液的管路。根據本發明的冷卻裝置，能夠提供內部部件沒有溫度劣化、可靠 性和畫面質量高的液晶顯示設備等電子設備。
圖1是使用本發明的實施例的冷卻裝置的液晶顯示設備的概略構 成圖。圖2是本發明的實施例的冷卻裝置的冷卻的溫度狀態的說明圖。 圖3是表示冷卻介質的流量與冷卻介質的吸熱量的關系的示意圖。 圖4是說明本發明的實施例的冷卻的熱交換狀態的示意圖。 圖5是表示空氣與水的物理特性值的示意圖。
具體實施方式
以下參照附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1是以模型表示使用本發明的實施例的冷卻裝置的液晶顯示設 備的概略構成圖。液晶顯示裝置的被冷卻部件是被光照射的液晶面板等，本發明的實施例的冷卻裝置優選解決透光的液晶面板特有的冷卻 問題。此外，不限于液晶顯示裝置，在要求與外部空氣隔絕的其它電 子設備中也有效。液晶顯示設備1調制從光源照射的光，形成圖像信息，將形成的 圖像信息投射在屏幕上，進行放大顯示。該液晶顯示裝置1在框體2內具有光學單元3，投射透鏡4將通過光學單元3形成的圖像信息投射 在屏幕(未圖示)上。本發明的實施例具備用于冷卻該光學單元3的 冷卻裝置5。首先，參照圖1說明形成圖像信息的光學單元3的功能和構成的 概要。光學單元3是用于對從光源射出的光進行光學處理，在光學圖 像中形成圖像信息的結構物，由照明光學系統31、色分離光學系統32、 光學變換元件33、色合成光學系統34等構成。照明光學系統31構成為，由光源311照射的光被反射器312反射 而作為平行光射出，通過由小透鏡組構成的透鏡陣列313分離成多個 部分的光，由重疊透鏡314在后述的液晶面板上成像。色分離光學系統32具有以下功能使從照明光學系統31射出的 多個部分的光透過"反射的分色鏡321 (藍分離)、322 (綠、紅分離)、 和反射部分光的反射鏡323、 324、 325將光分離成紅、綠、藍三色的 色光。由色分離光學系統32分離的紅、綠、藍三色光投射到各光學變換 元件33的后述各色光用的液晶面板。入射側偏光板331R (G、 B)與射出側偏光板333R (G、 B)在夾 著液晶面板332R (G、 B)的位置配置，這三組部件構成光學變換元件 33。偏光方向對齊為大致同一方向的各色光入射到各入射偏光板331 (R、 G、 B)，但僅與光的偏光軸大致同一方向的偏振光通過，其它光 被吸收。從液晶面板332 (R、 G、 B)射出的光中，僅具有與通過入射 側偏光板331 (R、 G、 B)的光的透過軸平行的偏光軸的光透過各出射 側偏光板333 (R、 G、 B)，其它光被吸收。因此，入射側偏光板331 (R、 G、 B)和射出側偏光板333 (R、 G、 B)因該吸收光而溫度上升。 特別是射出側偏光板蓄熱量大。用于對由各液晶面板332 (R、 G、 B)調制，從各射出側偏光板333 (R、 G、 B)射出的各色光的圖像信息進行合成，形成彩色圖像的 四個直角棱鏡，拼合成色合成光學系統34。投射透鏡4由多個透鏡組合而成，將由色合成光學系統34形成的 彩色圖像放大投射到屏幕上。在上述的液晶顯示設備1中，例如，具有對因光源的光引起溫度 上升的偏光板331 (R、 G、 B)、 333 (R、 G、 B)和液晶面板332 (R、 G、 B)進行冷卻的冷卻裝置5。參照圖1說明該液晶顯示設備1的冷卻裝置5的基本構成。首先，本發明的實施例中與現有的電子設備的冷卻裝置相比大的 不同的特征是，驅動兩種冷卻介質的泵的使用，和通過該泵驅動的兩 種冷卻介質的被冷卻體。泵51作為渦流式泵，將一個渦流泵51的泵 室分割成第一泵室511和第二泵室512，并構成為兩個獨立的泵流路。 第一泵室511和第二泵室512中分別設置有冷卻介質的第一流入路口 513與第二流入路口 514、冷卻介質的第一流出路口 515與第二流出路 □ 516。兩個冷卻模塊的冷卻介質由各自的泵室驅動。由渦流泵51的第一 泵室511使冷卻介質循環的冷卻系統是由多個配管551循環連接受熱 部件52、散熱部件53和液槽54而構成的第一冷卻模塊。此外，由渦 流泵51的第二泵室512移送冷卻介質的冷卻系統是第二冷卻模塊，由 通過配管552連接的空氣熱交換部件56與具有噴嘴組57的噴射模塊 構成，其中噴嘴組57包括噴射被移送的冷卻介質的控制部件。本發明的實施例的液晶顯示設備1的被冷卻體是透光的三組液晶 面板332 (R、 G、 B)和偏光板331 (R、 G、 B)、 333 (R、 G、 B)部 分。冷卻該液晶面板等的冷卻裝置5采用直接對液晶面板和偏光板的 平面噴射低溫風的冷卻方式，消除了液冷方式中冷卻液晶面板等透光 部分時產生的問題。如圖1所示，作為被冷卻體由于具有三色光的液晶面板332 (R、 G、 B)和偏光板331 (R、 G、 B)、 333 (R、 G、 B)，所以本發明的實 施例的冷卻裝置5至少具有三組噴嘴57。進行液晶顯示設備l內的其 它發熱電子部件的冷卻時，根據需要，將噴嘴57與作為冷卻對象的被 冷卻體相對配置，可同樣冷卻。這里，說明第一冷卻模塊和第二冷卻模塊的構成和動作內容。首先，參照圖1說明作為對直接冷卻對象的液晶面板332、偏光板331、 333等進行冷卻的第二冷卻模塊的構成和空氣的噴射方法。通過渦流泵51的第二泵室512使噴射的空氣冷卻介質動作。艮P， 從設置于第二泵室512的第二流入路口 514，使隔絕與外部通風的密閉 的液晶顯示設備l內部的空氣流入，通過渦流泵51的第二流出路口516 將空氣移送至由第二配管552連接的空氣熱交換部件56。在空氣熱交 換部件56內部，為了在被移送的空氣流通時確保與空氣接觸的面積大， 謀求熱交換，形成具有散熱片形狀等的流路(未圖示)。被移送的空氣 在滯留于空氣熱交換部件56內后，被噴嘴57向被冷卻體噴射。這里，參照圖1和圖2說明冷卻高溫體332、 331、 333 (溫度 Th)時低溫(T2)的噴射風的形成。圖2是表示本發明的實施例的冷 卻裝置的熱變換狀態的示意圖。空氣熱交換部件56內吸引的空氣是密閉的液晶顯示設備1內的空 氣，在隔絕外部的雜物和塵埃方面優選，是對高溫體332、 331、 333 (溫度Th)進行噴射并吸熱后(溫度Tc)的空氣。該吸熱后的空 氣的熱(溫度Tc)在液晶顯示設備1內部浮游時被框體2等熱擴散 而散熱，成為稍低溫度(Tl)，但液晶顯示設備1的內部也保有其它發 熱體等，若吸收的空氣熱沒有完全放出，則空氣還是與吸熱后的溫度 (Tc)相近的溫度狀態。該吸熱后的狀態的空氣(溫度Tc)即使被 噴射到被冷卻體331、 332、 333 (溫度Th)，由于被冷卻體的高溫狀態 不能被充分冷卻，所以必須使噴射的空氣成為低溫(溫度T2)的噴 射風。說明噴射的低溫(T2)空氣的形成。空氣熱交換部件56與后述的 第一冷卻模塊的受熱部件52熱連接。框體2內的空氣被吸入該空氣熱 交換部件56，流通的空氣的熱(溫度Tl)被在受熱部件52內部流通 的液態冷卻介質受熱，從而形成低溫(T2)風。滯留在空氣熱交換部 件56中、冷卻的低溫(T2)的空氣被噴射控制機構從噴嘴57連續地 或以具有規定周期的間歇地向高溫體332、 331、 333 (溫度Th)噴射， 從而冷卻液晶面板332和偏光板331、 333等(溫度Tc)。重復以下 循環從高溫體332、 331、 333吸熱后(溫度Tc)的空氣再次在液晶顯示設備1內浮游，通過液晶顯示設備1的框體2等散熱(溫度 Tl)，同時再次被渦流泵51的第二流入路口 514吸入，被在第一冷卻模塊的受熱部件52中流通的的冷卻介質液受熱，成為低溫(T2)風， 由噴嘴57噴射。這里，首先順次說明從與被冷卻體近的部分開始的熱變換。液晶 面板332和偏光板33K 332的冷卻通過空氣與從被冷卻體的界面的熱 傳遞、和空氣冷卻介質的熱轉移所進行的熱交換而進行。為說明這些 熱交換，在圖5中表示涉及本發明的熱交換的空氣的物理性質的特性 與作為一般的液態冷卻介質的水作比較。首先，被冷卻體與空氣的界面的空氣冷卻介質的受熱量Ws以下式表示Ws=(傳熱率)X (溫度差)X (接觸面積)……(1)這里，傳熱率(heat transfer coefficient)是與普朗特常數和導熱率 相關的函數，并根據冷卻介質的流速而變化， 一般地，液體冷卻介質 與空氣冷卻介質的比率大約為20倍左右。g卩，要使空氣冷卻介質得到 與液體冷卻介質冷卻的相同溫度的冷卻結果，至少必須將液晶面板和 偏光板等與空氣的接觸面積擴大約20倍左右。液晶面板和偏光板在光學上配置成最佳狀態，難以配置成各自的 整個面與流通有液體冷卻介質的受熱部件接觸，所以液晶面板332與 射出側偏光板333之間必須配置受熱部件。因此，在利用液體冷卻介 質的冷卻方式中，只在有限的接觸面積上進行熱傳遞。與此相對，在噴射空氣冷卻介質的冷卻方法中，液晶面板332和 偏光板331、 333各自的配置要設置可流通空氣的間隙，使得在各自的 兩平面噴射空氣冷卻介質。這意味著容易增加與冷卻介質的接觸面積， 作為一例，可擴大約6倍左右。進而，構成為液晶面板332和偏光板 331、 333的安裝部件上設置具有3 4倍左右的接觸面積的散熱片部 件。由以上可知，容易實現使與空氣冷卻介質的接觸面積擴大到與水 冷方式的受熱部件的接觸面積的約20倍左右，空氣冷卻介質也能確保 與向液體冷卻介質的熱傳遞相同的傳遞熱量。接著說明熱移送的吸熱量Wt。空氣冷卻介質的熱傳送的吸熱量Wt以下式表示Wt=(密度)*(比熱*(流量*(溫度差)……(2)這里，如圖5所示，液體冷卻介質與空氣冷卻介質的密度為1:0.00129，比熱為l: 0.24，所以若利用液體冷卻介質的冷卻驅動性能的泵來驅動的空氣冷卻介質的流量與溫度差相同時，則空氣冷卻介質的熱移送性能為液體冷卻介質的吸熱量Wt的約1/3200。因此，為了在噴射低溫(T2)風并冷卻到在工作冷卻溫度(Tc) 中得到必須的熱量(Wt)，必須大幅增加噴射的空氣流量。這里，由于能夠實現溫度差(AT)越大吸收的熱量越多，所以通 過噴嘴57噴射的空氣，與由框體2等的熱擴散所散熱后的溫度(Tl) 狀態的空氣相比，通過由第一冷卻模塊的液體冷卻介質進行冷卻并噴 射成為低溫(T2)的空氣，如上述，使從高溫體吸收的熱量增多。下 面說明，用于在該空氣交換部件56中使要噴射的空氣成為低溫(T2) 的第一冷卻模塊。利用第一配管組551使渦流泵51的第一泵室511、受熱部件52、 散熱部件53和液槽54成為閉循環流路而構成第一冷卻模塊，其是在 閉循環流路內移送液體冷卻介質并通過兩個熱交換器(受熱部件52、 散熱部件53)進行熱交換的裝置。如上所述，受熱部件52具有內部流 通液體冷卻介質的流通路，與空氣熱交換部件56熱連接。空氣熱交換部件56內移送的空氣在滯留于液晶顯示設備1內的期 間雖然散熱，但沒有被完全放出的熱使在受熱部件52中流通的液體冷 卻介質受熱，成為低溫風(T2)。另一方面，受熱的液體冷卻介質(溫 度T2)通過與渦流泵51的第一泵室511連接的配管551而被移送， 并移送到散熱部件53。這里，散熱部件53安裝在液晶顯示設備1的框體2的外部，受熱 后的液體冷卻介質的熱(T2)通過安裝在框體外部的風扇(未圖示) 等，在框體2的外部與外部空氣(溫度Ta)通風而冷卻，在框體2 之外進行散熱。散熱后的冷卻介質液(溫度Ta)在配管551中流通， 向受熱部件52循環。艮口，通過作為一個冷卻介質驅動部件的渦流泵51，在兩個系統的 冷卻模塊中循環驅動各自的冷卻介質。此外，通過進行組合，發揮各冷卻模塊雙方的長處，由此實現用于液晶顯示裝置1的特有的冷卻被 冷卻體的冷卻裝置5。接下來，參照圖3和圖4說明本發明的實施例的冷卻的狀態。圖3是以模型表示冷卻介質的流量與冷卻介質的吸熱量的關系的示意圖。圖3所示的特性曲線只不過表示是定性表示，同時，如上述(2式)所 示，冷卻介質的流量(Q)與吸熱量(W)的關系為比例關系。此外，作為驅動本發明的實施例的冷卻介質的泵54，由于被二分 割為第一泵室511與第二泵室512，當泵形狀為相等時，相對于原來泵 室未被分割的一條流路的渦流泵的流量(Ql)，各泵室內被驅動的冷卻 介質液的流量約減半為(1/2 *Q1)因此，在僅有一個泵室流通的冷卻介質量(1/2 ，Ql)從被冷卻體 (液晶面板或空氣)吸熱而冷卻的情況下，能夠吸收的熱量成為冷卻 介量減少的W1 = 1/2W1 (b點)。不能得到將被冷卻體溫度(Th)冷卻 到規定的工作冷卻溫度(Tc)所必須的吸熱量Wl (a點)。為了使被 冷卻體(Th)成為工作冷卻溫度(Tc)，通過由另一泵室驅動的冷卻介 質吸收與吸熱量(Wl)的差量((W1) — (Wl'))，得到期望的冷卻 性能。艮口，本發明的實施例中的冷卻裝置，在對透光的液晶面板等進行 冷卻時避免不合適的液體冷卻介質，利用空氣冷卻介質進行冷卻，通 過由第一泵室511驅動的液體冷卻介質的吸熱量("b")與由第二泵室 512驅動的空氣冷卻介質的吸熱量("c")，實現使液晶面板等發熱體溫 度(Th)冷卻(溫度Tc)的方法。但是，如果空氣冷卻介質的吸熱量與液體冷卻介質為同一流量， 則如上所述，吸熱僅為約1/3200，在將一個驅動泵51 二分割為泵室的 實施例中，液體冷卻介質與空氣冷卻介質的驅動流量必然相同，所以 如圖2所示，停留在增加吸熱量("c")，不能得到期望的吸熱量Wl。 因此，有必要蓄積并流通約3200倍的空氣冷卻介質。.參照圖4說明本發明的實施例的冷卻方式的熱交換狀態。圖4是基于一般的冷卻方式的考慮，說明本發明的實施例的冷卻 方式的冷卻的熱交換狀態的示意圖。圖4 (a)以模型表示基本的一般 冷卻狀況。圖4 (b)以模型說明本發明的實施例的冷卻狀況。橫方向(軸)表示假定與熱交換相關的流量的時間上的概念，縱方向(軸) 表示與熱交換相關的溫度上的概念。如圖4 (a)所示， 一般地，電子設備的發熱體的冷卻裝置為了將被冷卻體的發熱溫度(Th)冷卻至被冷卻體的允許溫度(T0)以下的 冷卻工作溫度(Tc)，通過溫度(Ta)的冷卻介質進行熱交換，被冷卻 體的發熱溫度(Th)由水冷方式的受熱部件的液體冷卻介質或空冷方 式的流通空氣受熱，得到冷卻溫度(Tc)所需要的熱量(溫度變化(Th —Tc))，即冷卻介質吸收的熱量(Wl)為通過散熱部件對冷卻介質的 受熱溫度(Tc)進行散熱，而成為受熱前的冷卻介質溫度(Ta)的熱 量(溫度(Ta—Tc))，即等于冷卻介質放出的熱量(W2)。這樣，在 這樣的冷卻裝置中，吸熱和散熱引起的熱量轉移均衡。在本發明的實施例的冷卻裝置中，根據吸熱量(Wl)與散熱量 (W2)的關系，利用圖4 (b)說明為了得到規定的熱量(Wl)的冷 卻狀態，包括以上已述的內容再次說明。液晶顯示設備l內的向發熱體噴射并吸熱后的空氣的溫度(Tc)， 在框體2內滯留的期間通過框體2等進行熱擴散而散熱，假定空氣成 為溫度(Tl)。溫度(Tl)的空氣通過第二冷卻模塊的第二流入路口 514被吸入，進入泵室512，通過第二流出路口 516，流通配管552， 移送到空氣熱交換部件56。假設，溫度(Tl)的空氣從噴嘴57噴射到被冷卻體(溫度Th)， 被吸入泵室512的空氣(溫度Tl)從被冷卻體的溫度(Th)吸熱， 框體2的自然散熱量大，從空氣溫度降低的空氣冷卻性能的觀點看優 選。但是，現實中，僅該自然散熱難以使空氣溫度(Tl)大幅下降， 所以成為難以冷卻至規定的冷卻溫度(Tc)的狀況。這里，通過降低(溫度T2)噴射的空氣的溫度(Tl)，由此增加 從被冷卻體的溫度(Th)的吸熱量，在第二冷卻模塊的空氣熱交換部 件56中流通，以第一冷卻模塊對貯存的空氣(溫度Tl)進行冷卻(溫 度T2)。第一冷卻模塊的熱變換狀態與上述相同。這里，在與該渦流泵51的被二分割的兩個泵室的容積相等的狀態 下，假定通過泵室512驅動的冷卻介質為空氣的實施例的情況并說明。 使用將泵室二分割后的泵，泵個數少，容易實現組裝性和安裝性的效果，相反，使冷卻介質量減半但不降低冷卻能力，對此后述。空氣冷卻介質和液體冷卻介質的熱移動量約有1: 3200的不同， 所以在相同構成的冷卻裝置中，空氣冷卻介質進行的冷卻相對于液體 冷卻介質進行的冷卻，只要不以該比率量增加空氣的流量，就不能進 行與液體冷卻介質受熱時同樣性能的冷卻。換言之，噴嘴57噴射的空氣的噴射方法如果是連續的，則在一個渦流泵51驅動各冷卻介質的本發明的實施例中，吸入的空氣的流量與液體冷卻介質的流量為相同量， 不能進行高溫體的規定的冷卻。為了補充該熱移動量的不足量，通過 控制空氣的噴射方法而進行。來自用于冷卻高溫體的噴嘴57的空氣的噴射，驅動渦流泵51并 將規定量的空氣送入空氣熱交換器56中后，由噴射控制模塊以規定的 周期進行控制并噴射。利用規定的周期開放噴嘴57，因而假定空氣在 噴射周期的期間，成為在空氣熱交換部件56中將空氣以一定壓縮狀態 進行貯存的狀態，而不是有意識地進行絕熱壓縮。此外，噴射通過未 圖示的噴射裝置由噴嘴57，由于具有噴嘴的壓力阻抗而由噴嘴開放， 所以期待因一定的空氣的絕熱膨脹產生的噴射空氣的溫度下降，但該 絕熱膨脹所產生的溫度下降不是有意進行，而是由適當的壓縮、膨脹 決定的。噴射的目的是，為了進行空氣和被冷卻體的熱移送，而確保 瞬間的空氣流量的方法。 這里，只要泵流量不變，則流通的空氣流量為連續的空氣流，或 周期性地間歇噴射，空氣冷卻介質的流量在規定的時間內為一定，所 以總的吸熱量為一定，但是由于吸熱量與流速成比例，所以與使流通 的空氣冷卻介質的流量增加相比，謀求噴射流速的增加能夠更有效地 應對。但是，在不改變冷卻介質驅動流量的泵中，空氣的驅動總量不變， 所以為了吸收規定的熱量，而在規定時間蓄積以得到空氣的總量。進 行該規定的時間蓄積的循環，即周期性地進行驅動。通過周期性地噴射冷卻空氣而進行發熱體的吸熱，因此，在噴射 時冷卻的狀態之后，被冷卻體的發熱溫度上升。被冷卻體的溫度上升 期間若長時間持續，則可能對液晶面板產生影響，但在液晶面板的溫 度上升過程中斷續地噴射低溫風，進行冷卻，從而可以平均地確保發熱體的允許溫度(T0)。另一方面，通過周期性地噴射空氣進行冷卻，伴隨著噴射的周期， 被冷卻體的冷卻溫度變動。為了應對此問題，對被冷卻體的冷卻空氣 的噴射周期，優選為形成圖像信息場頻，或場頻的整約數。液晶顯示設備等，順次掃描構成圖像的像素，由場頻構成1幅圖 像。若與場頻同步噴射冷卻風，則在冷卻風的噴射定時，被掃描的畫 面上的像素位置總是為一定的掃描位置，所以在畫面上相同的場所的 掃描時刻被冷卻，畫面上的溫度變化產生的圖像的亮度變化的狀態具 有同樣的周期，所以可使視覺上的變化為一定。場頻例如在NTSC的TV方式中為1/60秒，因此在蓄積上述1/3200 的60倍后再噴射。g卩，在噴射空氣冷卻介質時需要充足約1/50的吸熱 量。形成噴嘴口徑，使得噴嘴的流速相比現有的液體冷卻介質的流速 為50倍。本發明的實施例使用以下控制方法不使噴嘴57噴射的空氣流增 加總的渦流泵51的流量，且抑制冷卻裝置的大型化，為此在時間上間 歇噴射噴射空氣流，但最重視謀求電子設備的防塵的目的，并且為了 謀求液晶面板等的冷卻，連續地使冷卻風通風，在想要得到規定的冷 卻溫度的情況下，也可以是空氣的噴射用泵和冷卻空氣的液體冷卻介 質驅動用泵兩個專用而獨立設置。此外，根據泵的驅動流量，提高冷卻性能可與現有技術的冷卻方 法同樣。即使被冷卻體為液晶面板以外的發熱部件，也可在被冷卻體的附 近增設配置同樣的噴嘴。進而，也適用于要求密閉的液晶顯示設備以外的其它電子設備中。 根據上述的構成的本發明的實施例的冷卻裝置，涉及投射光的液 晶顯示設備的高溫體的冷卻，不會從外部吸引雜物和塵埃到液晶顯示 設備內，可以高效的冷卻由于投射光源而使液晶面板或偏光板所產生 的熱，冷卻對畫面質量也沒有影響，能夠提供投射的畫面質量在視覺 上獲得均勻感的最佳液晶顯示設備。
權利要求
1.一種電子設備用的冷卻裝置，其特征在于，具有第一冷卻模塊，通過循環的第一冷卻介質冷卻電子設備的高溫體；第二冷卻模塊，通過循環的第二冷卻介質冷卻所述第一冷卻介質；和一個冷卻介質驅動模塊，進行驅動，以使所述第一冷卻介質與所述第二冷卻介質分別單獨地循環。
2. 如權利要求l所述的電子設備用的冷卻裝置，其特征在于 所述第一冷卻介質為氣體，所述第一冷卻模塊通過空冷方式冷卻所述高溫體，所述第二冷卻介質為液體，所述第二冷卻模塊通過液冷方式冷卻 所述第一冷卻介質，所述冷卻介質驅動模塊具有排出所述第一冷卻介質的第一泵室和 排出所述第二冷卻介質的第二泵室。
3. 如權利要求2所述的電子設備用的冷卻裝置，其特征在于 所述第一冷卻模塊設置在，設置有所述高溫體的電子設備的氣密部的內部，所述第二冷卻模塊，散熱部設置于所述氣密部的外部，而冷卻所 述第二冷卻介質。
4. 一種電子設備用的冷卻裝置，其特征在于，具有 冷卻介質驅動模塊，包括吸入和排出空氣的第一泵室與吸入和排出冷卻液的第二泵室，第一泵室與第二泵室聯動動作；空冷模塊，包括噴嘴，向液晶面板或偏光板噴出冷卻空氣；和熱交換部，流入通過所述第一泵室吸入和排出的空氣并冷卻該空氣， 同時向所述噴嘴流出已冷卻的冷卻空氣，該空冷模塊設置于內置有液晶面板和偏光板的電子設備的氣密部的內部；和液冷模塊，包括受熱部，通過由所述第二泵室吸入和排出的冷卻液冷卻所述熱交換部；散熱部，進行由所述受熱部吸熱后的冷卻液的散熱，并設置于所述氣密部的外部；和管路，以使冷卻液在所述第 二泵室、所述受熱部和所述散熱部中循環的方式進行連接并流通所述 冷卻液。
5.如權利要求4所述的電子設備用的冷卻裝置，其特征在于以所述液晶面板的場頻、或同步于其約數頻率的頻率進行所述噴 嘴的空氣噴出。
全文摘要
本發明提供一種冷卻裝置，解決液晶顯示設備中由于光透過而產生的特有的雜物、塵埃的問題，實現液晶面板等的冷卻。其構成為對于由于光源而使液晶面板和偏光板產生的發熱，通過第一冷卻模塊，將與外部隔絕流通的液晶顯示裝置內的空氣作為冷卻風，對作為發熱體的液晶面板或偏光板進行冷卻，由第二冷卻模塊噴射發熱體并吸熱，冷卻發熱體。
文檔編號H05K7/20GK101227812SQ20081000174
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月8日 優先權日2007年1月19日
發明者荻路憲治, 賀來信行, 近藤義廣 申請人:株式會社日立制作所