專利名稱：冷卻裝置和投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻裝置和投影儀。
背景技術(shù)：
近年來提出了一種小型的冷卻裝置，利用液體的冷卻介質(zhì)吸收發(fā)熱的器件或被加熱的器件的熱量，由此冷卻器件等冷卻對象物。例如，提出了具有固體發(fā)光光源的投影儀，該固體發(fā)光光源針對所供給的信號的響應(yīng)性高且調(diào)光性能良好。固體發(fā)光光源(發(fā)熱體)的發(fā)光量與電流的供給量成比例地增加，但發(fā)熱量也在增加，因而在供給較大的電流的情況下，由于自身的熱而破損或壽命縮短。因此，提出了利用上述的冷卻裝置來冷卻固體發(fā)光光源，由此抑制固體發(fā)光光源的破損，實現(xiàn)長壽命化。具體地講，這種冷卻裝置具有冷卻介質(zhì)，其用于冷卻固體發(fā)光光源等發(fā)熱源；冷卻介質(zhì)冷卻單元，其對通過吸收發(fā)熱源發(fā)出的熱量而成為高溫的冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。例如，專利文獻(xiàn)1公開了如下技術(shù)，冷卻用液體(冷卻介質(zhì))始終通過循環(huán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)，從而消除冷卻槽內(nèi)溫度的不均。根據(jù)這種技術(shù)，不會損壞固體發(fā)光光源，能夠提高施加給固體發(fā)光光源的電流/電壓，從而能夠提高屏幕亮度。不會導(dǎo)致投影儀裝置的大型化。能夠增加冷卻用液體的液體量。另外，能夠利用冷卻機(jī)構(gòu)將被加熱的冷卻用液體的熱有效地散熱到外部，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻效率的提高。專利文獻(xiàn)1日本特開平8-MM63號公報諸如上述專利文獻(xiàn)1所述的對設(shè)于電子設(shè)備等中的半導(dǎo)體模塊進(jìn)行冷卻的液冷套管，形成在密閉狀態(tài)下對冷卻水進(jìn)行循環(huán)的密閉系統(tǒng)循環(huán)流路，以便防止冷卻水泄漏 (參照圖12(A))。但是，密閉系統(tǒng)循環(huán)流路如圖12(B)所示，在泵工作時，密閉系統(tǒng)循環(huán)流路的構(gòu)成要素在由于流路的流體阻力而增加的壓力下產(chǎn)生變形，使得容積擴(kuò)大。其擴(kuò)大的程度由于下游側(cè)(泵入口流路側(cè))的流路阻力的影響，越到上游側(cè)(泵出口流路側(cè))越大。 因此，如果在這種狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行驅(qū)動，則供給側(cè)壓力成為負(fù)壓，使得泵特性降低。結(jié)果，泵不能穩(wěn)定地使冷卻水進(jìn)行循環(huán)，有可能很難穩(wěn)定地對發(fā)熱的設(shè)備進(jìn)行冷卻。這種擴(kuò)大的程度如下所述。首先，設(shè)對循環(huán)流路系統(tǒng)整體施加固定壓力ΔΡ時的流路系統(tǒng)整體的容積增加量為Δν。然后，設(shè)在循環(huán)流路系統(tǒng)流過期望的流量時泵出口流路側(cè)的壓力與泵入口流路側(cè)的壓力差為1^。隨著沿循環(huán)流路流向下游，循環(huán)流路內(nèi)的壓力減小，在泵入口側(cè)流路中I^s =0。此時，假設(shè)循環(huán)流路整體的流體量固定，則在循環(huán)流路的上游側(cè)即泵出口流路側(cè)，循環(huán)流路變形，體積增加vd。隨之，在下游側(cè)產(chǎn)生流體的不足而成為負(fù)壓。為了不產(chǎn)生該負(fù)壓而保持泵入口側(cè)流路的壓力與泵驅(qū)動之前相同，需要滿足式1 所示的條件的容積調(diào)整室。對算式乘以1/2是因為隨著到達(dá)下游側(cè)，循環(huán)流路的壓力減小， 循環(huán)流路的變形弓I起的容積的增加減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述問題的至少一部分而提出的，能夠作為下面的方式或者應(yīng)用例實現(xiàn)。[應(yīng)用例1]一種冷卻裝置，其特征在于，該冷卻裝置具有泵，其具有能夠通過驅(qū)動活塞或者可動壁來變更容積的泵室、使流體流入所述泵室的入口流路、使流體從所述泵室流出的出口流路、以及在所述入口流路和所述泵室之間開閉所述入口流路的流體阻力要素；循環(huán)流路，其使流體從所述出口流路向所述入口流路循環(huán)；以及第1容積調(diào)整室，其調(diào)整流入所述泵室的流體的壓力，在設(shè)所述循環(huán)流路的流體的壓力增加量為△ P，設(shè)此時該循環(huán)流路的體積增加量為Δν，設(shè)使流體循環(huán)時該循環(huán)流路的所述出口流路側(cè)的流體的壓力為Ps時，所述第1容積調(diào)整室的調(diào)整容量是滿足下式的調(diào)整容量VB，
v J_p AFB > 2 5 ΔΡ
ο根據(jù)該應(yīng)用例，通過將第1容積調(diào)整室安裝在循環(huán)流路的入口流路側(cè)，入口流路和出口流路的基于泵驅(qū)動的壓力基本相同，不會產(chǎn)生循環(huán)流路系統(tǒng)的構(gòu)成要素的變形引起的泵前后的循環(huán)流路中的流體體積的偏差，因而能夠穩(wěn)定地使流體循環(huán)，能夠穩(wěn)定地對熱源進(jìn)行冷卻。[應(yīng)用例2]根據(jù)上述冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室具有調(diào)整該第1 容積調(diào)整室的容積的壓力調(diào)整要素，所述壓力調(diào)整要素由具有彈性的部件形成。根據(jù)該應(yīng)用例，能夠容易地通過彈性變形來調(diào)整容積調(diào)整室的容積。[應(yīng)用例3]根據(jù)上述冷卻裝置，其特征在于，在所述循環(huán)流路的所述出口流路側(cè)還具有第2容積調(diào)整室，該第2容積調(diào)整室調(diào)整從所述泵室流出的流體的壓力。根據(jù)該應(yīng)用例，第2容積調(diào)整室吸收出口流路側(cè)的脈動流，因而能夠穩(wěn)定地使液體流出。[應(yīng)用例4]根據(jù)上述冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室是相互連通的。根據(jù)該應(yīng)用例，第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室是連通的，因而即使在內(nèi)部的流體減少時也能相互取得平衡。[應(yīng)用例5]根據(jù)上述冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室被配置成并聯(lián)狀或者串聯(lián)狀。根據(jù)該應(yīng)用例，冷卻裝置內(nèi)的容積調(diào)整室的配置變得容易。[應(yīng)用例6]根據(jù)上述冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室中的至少一個具有伸縮構(gòu)造。根據(jù)該應(yīng)用例，能夠容易地利用伸縮構(gòu)造構(gòu)成容積調(diào)整室。[應(yīng)用例7]—種投影儀，其特征在于，該投影儀具有以上記載的冷卻裝置。根據(jù)該應(yīng)用例，通過利用上述冷卻裝置冷卻固體發(fā)光光源，能夠抑制固體發(fā)光光源自身的熱引起的損壞，因而能夠提高施加給固體發(fā)光光源的電流/電壓，從而能夠提高屏幕亮度。能夠利用冷卻機(jī)構(gòu)將被加熱的冷卻用液體的熱有效地散熱到外部，實現(xiàn)冷卻用液體的冷卻效率的提高。


圖1是表示第1實施方式的投影儀的結(jié)構(gòu)概況的示意圖。圖2是表示第1實施方式的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概況的示意圖。圖3是表示第1實施方式的泵的剖視圖和俯視圖。圖4是表示第2實施方式的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概況的示意圖。圖5是表示第2實施方式的入口流路側(cè)容積調(diào)整室的剖視圖。圖6是用于說明第2實施方式的入口流路側(cè)容積調(diào)整室的動作的剖視圖。圖7是表示第2實施方式的泵的剖視圖。圖8是表示第3實施方式的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概況的示意圖。圖9是表示變形例1的容積調(diào)整室的剖視圖。圖10是表示變形例2的容積調(diào)整室的剖視圖。圖11是表示變形例3的容積調(diào)整室的剖視圖。圖12是說明過去的冷卻系統(tǒng)的圖。標(biāo)號說明2投影儀；4外裝框體；6光學(xué)裝置；7、8、9冷卻系統(tǒng)(冷卻裝置)；10光源裝置； IOR紅色光用LED模塊；IOG綠色光用LED模塊；IOB藍(lán)色光用LED模塊；12液晶光閥；14十字分色棱鏡；16投射鏡頭；18流體流動部件(軟管)(循環(huán)流路)；19入口流路側(cè)容積調(diào)整室(第1容積調(diào)整室)；20、21泵；22受熱部；23彈簧；對散熱部；25出口流路側(cè)容積調(diào)整室(第2容積調(diào)整室)；26冷卻介質(zhì)冷卻部；27天平；28電機(jī)控制部；30溫度傳感器；32溫度管理部；34風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)；36風(fēng)扇；38殼體；40底板；42層疊式壓電元件；44加強(qiáng)板；46 隔板；48泵室部件；48a泵室；48b細(xì)管部；48c出口連接管路(出口流路)；50入口流路部件；50a入口流路；50b容積調(diào)整室(第1容積調(diào)整室)；50c緩沖室；52壓力調(diào)整板(壓力調(diào)整要素)(振動板)；53簧片閥(流體阻力要素)(壓力調(diào)整要素)力4單向閥(流體阻力要素)；60基座單元(流體阻力要素)；62入口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼；64出口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼；66環(huán)狀部件；68螺栓；70泵單元收納室；72泵驅(qū)動電路；74、76流路。
具體實施例方式下面，參照附圖對本實施方式的冷卻裝置、投影儀以及冷卻方法的一個實施方式進(jìn)行說明。在下面的附圖中適當(dāng)變更各個部件的比例尺，以便將各個部件設(shè)為能夠識別的大小。(第1實施方式)(投影儀的結(jié)構(gòu))圖1是示出本實施方式的投影儀的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。本實施方式的投影儀2根據(jù)圖像信息對從光源射出的光束進(jìn)行調(diào)制而形成光學(xué)像，將形成的光學(xué)像放大投射到屏幕 (省略圖示)上。該投影儀2大體由外裝框體4、光學(xué)裝置6、冷卻系統(tǒng)(冷卻裝置)7構(gòu)成。雖然在圖1中省略了圖示，在外裝框體4內(nèi)，在除了光學(xué)裝置6和冷卻系統(tǒng)7之外的空間中配置有對投影儀2的構(gòu)成部件提供電力的電源單元、和控制投影儀2整體的控制裝置等。
外裝框體4是在內(nèi)部收納配置光學(xué)裝置6和冷卻系統(tǒng)7等的框體。雖然省略了圖示，但在該外裝框體4上形成有將投影儀2外部的空氣導(dǎo)入內(nèi)部的進(jìn)氣口、和將在投影儀2 內(nèi)部被加熱的空氣排出的排氣口。光學(xué)裝置6對從光源射出的光束進(jìn)行光學(xué)處理，形成與圖像信息對應(yīng)的光學(xué)像 (彩色圖像)，對形成的彩色圖像進(jìn)行放大投射。該光學(xué)裝置6如圖1所示具有作為發(fā)熱體的光源裝置10、作為光調(diào)制裝置的3個液晶光閥12、作為顏色合成光學(xué)裝置的十字分色棱鏡14、作為投射光學(xué)裝置的投射鏡頭16等。光源裝置10在所述控制裝置的控制下點亮，朝向液晶光閥12射出光束。如圖1 所示，光源裝置10由射出紅色光的紅色光用LED(Light Emitting Diode 發(fā)光二極管)模塊10R、射出綠色光的綠色光用LED模塊10G、射出藍(lán)色光的藍(lán)色光用LED模塊IOB構(gòu)成。LED模塊10R、10G、10B的結(jié)構(gòu)大致相同，在硅基板上排列形成有作為固體發(fā)光元件的多個LED元件，不過省略了具體的圖示。構(gòu)成LED模塊10R、10G、10B的LED元件形成為其晶體的類型和添加物等不同，分別發(fā)出紅色光、綠色光、藍(lán)色光。光源裝置10不限于上述的LED模塊，也可以采用其它結(jié)構(gòu)，例如采用激光二極管、 有機(jī)EL(電致發(fā)光，Electro Luminescence)元件、硅發(fā)光元件的各種固體發(fā)光元件。3個液晶光閥12是透射型的液晶面板，根據(jù)來自所述控制裝置的驅(qū)動信號，改變被封入到液晶單元(省略圖示)中的液晶分子的排列，分別透射或者遮擋從各個LED模塊 10R、10GU0B射出的各種顏色光，由此向十字分色棱鏡14射出與圖像信息對應(yīng)的各個光學(xué)像。十字分色棱鏡14是將從各個液晶光閥12射出的按照每種顏色光調(diào)制后的光學(xué)像進(jìn)行合成而形成彩色圖像的光學(xué)元件。該十字分色棱鏡14是將4個直角棱鏡粘貼而成的， 在俯視圖中大致呈正方形狀，在將直角棱鏡彼此粘貼的界面形成有兩個介質(zhì)多層膜。這些介質(zhì)多層膜反射從彼此相對的各個液晶光閥12射出的各種顏色光，透射從與投射鏡頭16 相對的液晶光閥12射出的顏色光。這樣，將在各個液晶光閥12調(diào)制后的各種顏色光進(jìn)行合成而形成彩色圖像。投射鏡頭16構(gòu)成為組合了多個透鏡的透鏡組。投射鏡頭16將從十字分色棱鏡14 射出的彩色圖像放大投射到未圖示的屏幕上。也可以在光源裝置10和液晶光閥12之間設(shè)置其它光學(xué)元件，例如，設(shè)置將從光源裝置10射出的顏色光的偏振方向?qū)R為大致一個方向的直線偏振光的偏振光轉(zhuǎn)換元件、 使從光源裝置10射出的顏色光的面內(nèi)照度均勻的組合桿(口7卜^—夕)、以及將多個小透鏡配置成矩陣狀的透鏡陣列等均勻照明光學(xué)元件。冷卻系統(tǒng)7是使冷卻介質(zhì)(流體)X循環(huán)，并利用該冷卻介質(zhì)X來冷卻各個LED模塊10R、10G、10B的裝置，具體情況將在后面進(jìn)行說明。在本實施方式中構(gòu)成為冷卻LED模塊10R、10G、10B,但不限于此，也可以構(gòu)成為冷卻液晶光閥12等投影儀2內(nèi)部的其它構(gòu)成部件。如圖1所示，冷卻系統(tǒng)7與各個LED模塊10R、10GU0B對應(yīng)地由3個冷卻系統(tǒng)7 構(gòu)成。3個冷卻系統(tǒng)7的結(jié)構(gòu)相同，因此下面只說明一個冷卻系統(tǒng)7。(冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))
圖2是示出本實施方式的冷卻系統(tǒng)7的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。本實施方式的冷卻系統(tǒng)7用于通過冷卻介質(zhì)X來冷卻發(fā)熱體H，如圖2所示，構(gòu)成為具有流體流動部件(軟管) (循環(huán)流路)18、泵20、受熱部22、散熱部M、冷卻介質(zhì)冷卻部26、電機(jī)控制部觀、溫度傳感器30以及溫度管理部32。本實施方式的冷卻介質(zhì)X采用液體。流體流動部件18用于形成冷卻介質(zhì)X的循環(huán)流路，形狀被設(shè)定成為環(huán)狀。在流體流動部件18的中途部位配置有泵20、受熱部22以及散熱部24。流體流動部件18使流體從出口連接管路48c向入口流路50a循環(huán)。泵20用于使流體流動部件18內(nèi)的冷卻介質(zhì)X流動。受熱部22被配置成為與發(fā)熱體H接觸，利用金屬等熱傳導(dǎo)率較高的材料形成。在該受熱部22中，發(fā)熱體H的熱量被冷卻介質(zhì)X吸收，從而冷卻發(fā)熱體H。散熱部M用于對通過吸收發(fā)熱體H的熱量而成為高溫的冷卻介質(zhì)X進(jìn)行散熱，在本實施方式中構(gòu)成為散熱器。冷卻介質(zhì)冷卻部沈用于對冷卻介質(zhì)X進(jìn)行冷卻，在本實施方式中利用具有風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)；34和風(fēng)扇36的冷卻風(fēng)扇構(gòu)成。風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)34是用于驅(qū)動風(fēng)扇36的電機(jī)，由該風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)34驅(qū)動風(fēng)扇36 旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生風(fēng)，冷卻介質(zhì)X的熱量通過散熱部對被散熱，由此冷卻介質(zhì)X被冷卻。電機(jī)控制部觀根據(jù)由發(fā)熱體H供給的信號來控制冷卻介質(zhì)冷卻部沈，具體地講， 通過控制風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)34來控制風(fēng)扇36的轉(zhuǎn)速。溫度傳感器30被配置在能夠測定發(fā)熱體H的溫度的位置，并與溫度管理部32連接。并且，溫度管理部32根據(jù)由溫度傳感器30供給的測定信號，作為信號提供給電機(jī)控制部28。下面，對如上所述構(gòu)成的本實施方式的冷卻系統(tǒng)7的動作(冷卻方法)進(jìn)行說明。 在本實施方式的冷卻系統(tǒng)7中，假定以固定方式驅(qū)動泵20，冷卻介質(zhì)X在流體流動部件18 內(nèi)循環(huán)。在流體流動部件18內(nèi)循環(huán)的過程中，在受熱部22中從發(fā)熱體H吸收熱量，在散熱部對中將從發(fā)熱體H吸收的熱量散熱，由此冷卻介質(zhì)X被冷卻，然后再次進(jìn)行循環(huán)，在受熱部22中從發(fā)熱體H吸收熱量。發(fā)熱體H的當(dāng)前的溫度狀況通過溫度傳感器30輸入到溫度管理部32。并且，作為信號提供給電機(jī)控制部觀。(泵的結(jié)構(gòu))圖3是示出本實施方式的泵20的剖視圖和俯視圖。如圖3(A)所示，底板40通過焊接牢靠地固定在層疊式壓電元件的保持部件即殼體38的下部。在作為泵的驅(qū)動源的層疊式壓電元件42的上表面預(yù)先粘接有加強(qiáng)板44，構(gòu)成層疊式壓電元件單元，固定在所述殼體38內(nèi)部。通過層疊式壓電元件42的下表面與所述底板40的上表面的粘接來實現(xiàn)該固定。在固定層疊式壓電元件42后，殼體38的上表面和加強(qiáng)板44的上表面通過磨削加工而加工成為同一平面。在進(jìn)行該加工時，層疊式壓電元件42被施加驅(qū)動時的層疊式壓電元件42的驅(qū)動電壓的中心值。因此，在層疊式壓電元件42與加強(qiáng)板44的上表面，在沒有對層疊式壓電元件42施加電壓的狀態(tài)下產(chǎn)生臺階。在磨削加工后，在加強(qiáng)板44和殼體38雙方粘接隔板46。隔板46利用厚度為20 μ m 的不銹鋼薄板構(gòu)成，但其與加強(qiáng)板44和殼體38粘接的下表面的相反側(cè)即上表面具有樹脂皮膜。以將該隔板46夾在與殼體38之間的方式來安裝泵室部件48。殼體38和泵室部件 48的隔板46的外周固定部的內(nèi)周部的形狀是殼體38稍大。泵室部件48在其內(nèi)部形成有泵室48a、細(xì)管部48b、出口連接管路(出口流路)48c。殼體38與泵室部件48的固定是利用未圖示的螺釘進(jìn)行的。入口流路部件50嵌合在泵室部件48的上部，并利用未圖示的螺釘進(jìn)行固定。通過驅(qū)動隔板46，泵室48a的容積變化。出口連接管路48c使流體從泵室48a流出。敞開的入口流路部件50的上表面被柔軟且氣體密閉性較高的壓力調(diào)整板(壓力調(diào)整要素)52密封。壓力調(diào)整板52調(diào)整大容量緩沖器即容積調(diào)整室(第1容積調(diào)整室)50b 的容積。壓力調(diào)整板52通過改變其表面積來調(diào)整容積調(diào)整室50b的容積。壓力調(diào)整板52 利用具有彈性的部件形成。關(guān)于壓力調(diào)整板52的材質(zhì)，為了同時具有柔軟性和氣體密閉性，優(yōu)選金屬(例如不銹鋼、鋁等)薄膜與樹脂的復(fù)合材料等。也可以是金屬膜。還可以是在容積調(diào)整室50b的頂板上粘貼PVC薄膜的構(gòu)造或者硅樹脂等柔軟的軟管。壓力調(diào)整板52 的表面可以附加伸縮自如的折線狀或者同心圓狀的波紋狀，也可以形成為蛇皮構(gòu)造。蛇皮構(gòu)造可以是螺旋狀，也可以是分別獨(dú)立的蛇皮狀。容積調(diào)整室50b被設(shè)于入口流路50a。容積調(diào)整室50b調(diào)整流入泵室48a的流體的壓力。在設(shè)流體流動部件18 (整體)的流體的壓力增加量為ΔΡ，設(shè)此時流體流動部件 18(整體)的體積增加量為Δν，設(shè)使流體循環(huán)時流體流動部件18的出口連接管路48c側(cè)的流體的壓力為Ps時，容積調(diào)整室50b的調(diào)整容量是滿足下式的調(diào)整容量VB，
ν >λΡ ^Lf β > 2 5
ο容積調(diào)整室50b發(fā)揮向泵室48a穩(wěn)定地供給冷卻介質(zhì)X的作用。容積調(diào)整室50b 如果滿足上述調(diào)整容量VB，則其截面也可以大于粘接在隔板46上的加強(qiáng)板44的直徑。優(yōu)選在俯視圖中的形狀是以單向閥M為中心的大致圓形狀(參照圖3(B))。關(guān)于容積調(diào)整室 50b的形狀沒有特別限定，例如在俯視圖中的形狀也可以是三角形、四方形等多邊形狀。雖然沒有圖示，但是容積調(diào)整室50b也可以形成為環(huán)狀。由此，能夠從環(huán)狀之間向外部伸出細(xì)管部48b和出口連接管路48c。環(huán)狀的容積調(diào)整室50b的直徑可以大于粘接在隔板46上的加強(qiáng)板44的直徑。例如，其大小可以是2倍以上。單向閥M設(shè)于入口流路50a和泵室48a之間，對入口流路50a進(jìn)行開閉。入口流路50a使流體流入泵室48a。在設(shè)有入口流路50a的入口流路部件50的突出部連接有未圖示的入口管路，同樣在泵室部件48的突出部連接有未圖示的出口管路。該入口管路和出口管路利用具有適當(dāng)柔軟性的樹脂軟管等構(gòu)成。軟管也可以具有耐熱性。下面，對本實施方式的泵內(nèi)部的流路進(jìn)行說明。從未圖示的入口管路流入的流體， 從容積調(diào)整室50b流入泵室48a。容積調(diào)整室50b去往泵室48a的流路逐漸縮小成為約 Φ 0. 5mm的孔，并與泵室48a連通。在該容積調(diào)整室50b與泵室48a的邊界部設(shè)置有作為檢查閥的單向閥(流體阻力要素)54，單向閥M利用15 μ m的不銹鋼薄板形成，防止從泵室 48a向容積調(diào)整室50b的逆流。
泵室48a由細(xì)管部48b開口的連接部分、和隔板46上部的扁平形狀的壓縮部分構(gòu)成。從泵室48a流出的流體通過細(xì)管部48b、出口連接管路48c送出到未圖示的連接管路中。(泵的動作)下面，對本實施方式的泵20的動作進(jìn)行說明。定義流路的慣性值L。在設(shè)流路的截面積為S，設(shè)流路的長度為1，設(shè)工作流體的密度為P的情況下，根據(jù)L= PX1/S給出慣性值L。在設(shè)流路的差壓為△ P，設(shè)在流路中流過的流量為Q的情況下，通過使用慣性值 L將流路內(nèi)流體的運(yùn)動方程式變形，導(dǎo)出ΔΡ = LXdQ/dt這種關(guān)系。即，慣性值L表示單位壓力對流量的時間變化造成的影響程度，慣性值L越大，流量的時間變化越小，慣性值L越小，流量的時間變化越大。關(guān)于與多個流路的并聯(lián)連接或多個形狀不同的流路的串聯(lián)連接相關(guān)的合成慣性值，只要與電子電路中的電感的并聯(lián)連接、串聯(lián)連接相同地將各個流路的慣性值進(jìn)行合成而算出即可。具體地講，將多個流路并聯(lián)連接時的合成慣性值，可以與電子電路中的電感的并聯(lián)連接相同地進(jìn)行合成而求出。將多個形狀不同的流路串聯(lián)連接時的合成慣性值，可以與電子電路中的電感的串聯(lián)連接相同地進(jìn)行合成而求出。當(dāng)在流路中具有柔軟部等壓力調(diào)整要素的情況下，合成慣性值只要考慮到壓力調(diào)整要素即可。因此，在本實施方式的泵中，入口流路的合成慣性值是指從壓力調(diào)整要素即壓力調(diào)整板52到單向閥M的合成慣性值。另一方面，出口流路的合成慣性值是指細(xì)管部48b 與出口連接管路48c的慣性值的合計。出口流路與入口流路相比，流路的長度較長，流路的截面積小，因而出口流路的合成慣性值大于入口流路。(第2實施方式)(冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))圖4是示出本實施方式的冷卻系統(tǒng)8的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。在本實施方式的說明中，對與第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略其說明。入口流路側(cè)容積調(diào)整室(第1容積調(diào)整室)19設(shè)于流體流動部件18的入口流路 50a側(cè)。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19使流入泵室48a的冷卻介質(zhì)X的壓力穩(wěn)定。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19具有伸縮構(gòu)造。(入口流路側(cè)容積調(diào)整室)圖5是示出本實施方式的入口流路側(cè)容積調(diào)整室19的剖視圖。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19構(gòu)成為可自由伸縮。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19利用金屬等的部件構(gòu)成，具有關(guān)于沿著伸縮方向(圖5中的上下方向)的中心軸呈旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19如圖5所示，能夠使冷卻液體X在內(nèi)部流通，并與流體流動部件18連接。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19優(yōu)選氣密性高、內(nèi)部的冷卻液體X不揮發(fā)的材質(zhì)。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19 以與流體流動部件18連接的端部的相反側(cè)的端部被密封的狀態(tài)與彈簧23連接。借助流體流動部件18內(nèi)的壓力驅(qū)動入口流路側(cè)容積調(diào)整室19進(jìn)行伸縮。彈簧23是與入口流路側(cè)容積調(diào)整室19的與流體流動部件18連接的端部的相反側(cè)的端部連接，在圖5中構(gòu)成為能夠上下伸縮，通過伸縮對入口流路側(cè)容積調(diào)整室19進(jìn)行加壓的部件。彈簧23在圖5中沿上下方向進(jìn)行伸縮。并且，彈簧23的位移方向的一個端部固定在投影儀2內(nèi)部，另一個端部與入口流路側(cè)容積調(diào)整室19連接。
流體流動部件18以冷卻液體X能夠流通的方式與入口流路側(cè)容積調(diào)整室19連接。該流體流動部件18以固定在投影儀2內(nèi)部的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。入口流路側(cè)容積調(diào)整室 19通過與流體流動部件18連接，成為如圖5所示例如中心軸向著上下方向的狀態(tài)。在設(shè)流體流動部件18 (整體)的流體的壓力增加量為△ P，設(shè)此時流體流動部件 18(整體)的體積增加量為Δν，設(shè)使流體循環(huán)時流體流動部件18的出口連接管路48c側(cè)的流體的壓力為PS時，入口流路側(cè)容積調(diào)整室19的調(diào)整容量是滿足下式的調(diào)整容量VB，
r > ι ρ AVB 2 ΔΡ
ο下面，對上述的入口流路側(cè)容積調(diào)整室19的動作進(jìn)行說明。圖6是用于說明本實施方式的容積調(diào)整室的動作的剖視圖。具體地講，圖6(A)和 (B)示出入口流路側(cè)容積調(diào)整室19移動到移動末端位置的狀態(tài)。例如，在流體流動部件18 內(nèi)部的容積增加的情況下，如圖6(A)所示，通過入口流路側(cè)容積調(diào)整室19的收縮，入口流路側(cè)容積調(diào)整室19內(nèi)部的冷卻液體X流入流體流動部件18內(nèi)。冷卻液體X在流體流動部件18內(nèi)部沿圖6中的箭頭A方向正向流動，并流入泵21。在流體流動部件18內(nèi)部的容積減小(初始狀態(tài))的情況下，如圖6(B)所示，通過入口流路側(cè)容積調(diào)整室19的拉伸，流體流動部件18內(nèi)部的冷卻液體X流入入口流路側(cè)容積調(diào)整室19內(nèi)部。在上述實施方式中，入口流路側(cè)容積調(diào)整室19分別利用一個波紋管構(gòu)成，但波紋管的數(shù)量不限于一個，也可以是兩個以上。(泵的結(jié)構(gòu))圖7是示出本實施方式的泵21的剖視圖。底板40通過焊接牢靠地固定在層疊式壓電元件的保持部件即殼體38的下部。在作為泵的驅(qū)動源的層疊式壓電元件42的上表面預(yù)先粘接有加強(qiáng)板44，構(gòu)成層疊式壓電元件單元，并固定在所述殼體38內(nèi)部。通過層疊式壓電元件42的下表面與所述底板40上表面的粘接來實現(xiàn)該固定。在固定層疊式壓電元件42后，殼體38的上表面和加強(qiáng)板44的上表面通過磨削加工而加工成為同一平面。在進(jìn)行該加工時，層疊式壓電元件42被施加驅(qū)動時的層疊式壓電元件42的驅(qū)動電壓的中心值。因此，在層疊式壓電元件42與加強(qiáng)板44的上表面，在沒有對層疊式壓電元件42施加電壓的狀態(tài)下產(chǎn)生臺階。在磨削加工后，在加強(qiáng)板44和殼體38雙方粘接隔板46。隔板46利用厚度為20 μ m 的不銹鋼薄板構(gòu)成，但與加強(qiáng)板44和殼體38粘接的下表面的相反側(cè)即上表面具有樹脂皮膜。以將該隔板46夾在與殼體38之間的方式來安裝泵室部件48。殼體38和泵室部件48 的隔板46的外周固定部的內(nèi)周部的形狀是殼體38稍大。泵室部件48在其內(nèi)部形成有泵室48a、細(xì)管部48b、出口連接管路(出口流路)48c。殼體38與泵室部件48的固定是利用未圖示的螺釘進(jìn)行的。入口流路部件50嵌合在泵室部件48的上部，并利用未圖示的螺釘進(jìn)行固定。通過驅(qū)動隔板46，泵室48a的容積變化。出口連接管路48c使流體從泵室48a流出。敞開的入口流路部件50的上表面被柔軟且氣體密閉性較高的振動板(壓力調(diào)整要素)52密封。振動板52調(diào)整緩沖室50c的容積。振動板52通過改變其形狀來調(diào)整緩沖室50c的容積。振動板52利用具有柔軟性的部件形成。關(guān)于振動板52材質(zhì)，為了同時具有柔軟性和氣體密閉性，優(yōu)選金屬(例如不銹鋼、鋁等)薄膜與樹脂的復(fù)合材料等。也可以是在緩沖室50c的頂板上粘貼PVC薄膜的構(gòu)造或者硅樹脂等柔軟的軟管。壓力調(diào)整板52 的表面可以附加伸縮自如的折線狀或者同心圓狀的波紋狀，也可以形成為蛇皮構(gòu)造。蛇皮構(gòu)造可以是螺旋狀，也可以是分別獨(dú)立的蛇皮狀?；善y53設(shè)于入口流路50a和泵室48a之間，對入口流路50a進(jìn)行開閉。入口流路50a使流體流入泵室48a。在設(shè)有入口流路50a的入口流路部件50的突出部連接有未圖示的入口管路，同樣在泵室部件48的突出部連接有未圖示的出口管路。該入口管路和出口管路利用具有適當(dāng)柔軟性的樹脂軟管等構(gòu)成。下面，對本實施方式的泵內(nèi)部的流路進(jìn)行說明。從未圖示的入口管路流入的流體， 從緩沖室50c流入泵室48a。緩沖室50c去往泵室48a的流路逐漸縮小成為約Φ0. 5mm的孔，并與泵室48a連通。在該緩沖室50c與泵室48a的邊界部設(shè)置有作為檢查閥的簧片閥 (流體阻力要素)53，簧片閥53利用15 μ m的不銹鋼薄板形成，防止從泵室48a向緩沖室 50c的逆流。泵室48a由細(xì)管部48b開口的連接部分、和隔板46上部的扁平形狀的壓縮部分構(gòu)成。從泵室48a流出的流體通過細(xì)管部48b、出口連接管路48c送出到未圖示的連接管路中。(泵的動作)下面，對本實施方式的泵21的動作進(jìn)行說明。定義流路的慣性值L。在設(shè)流路的截面積為S，設(shè)流路的長度為1，設(shè)工作流體的密度為P的情況下，根據(jù)L= PX1/S給出慣性值L。在設(shè)流路的差壓為△ P，設(shè)在流路中流過的流量為Q的情況下，通過使用慣性值 L將流路內(nèi)流體的運(yùn)動方程式變形，導(dǎo)出ΔΡ = LXdQ/dt這種關(guān)系。S卩，慣性值L表示單位壓力對流量的時間變化造成的影響程度，慣性值L越大，流量的時間變化越小，慣性值L越小，流量的時間變化越大。關(guān)于與多個流路的并聯(lián)連接或多個形狀不同的流路的串聯(lián)連接相關(guān)的合成慣性值，只要與電子電路中的電感的并聯(lián)連接、串聯(lián)連接相同地將各個流路的慣性值進(jìn)行合成而算出即可。具體地講，將多個流路并聯(lián)連接時的合成慣性值，可以與電子電路中的電感的并聯(lián)連接相同地進(jìn)行合成而求出。將多個形狀不同的流路的串聯(lián)連接時的合成慣性值，可以與電子電路中的電感的串聯(lián)連接相同地進(jìn)行合成而求出。當(dāng)在流路中具有柔軟部等壓力調(diào)整要素的情況下，合成慣性值只要考慮到壓力調(diào)整要素即可。因此，在本實施方式的泵中，入口流路的合成慣性值是指從壓力調(diào)整要素即壓力調(diào)整板52到簧片閥53的合成慣性值。另一方面，出口流路的合成慣性值是指細(xì)管部48b 與出口連接管路48c的慣性值的合計。出口流路與入口流路相比，流路的長度較長，流路的截面積小，因而出口流路的合成慣性值大于入口流路。(第3實施方式)(冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))圖8是示出本實施方式的冷卻系統(tǒng)9的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。在本實施方式的說明中，對與第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略其說明。本實施方式的冷卻系統(tǒng)(冷卻裝置)9通過冷卻介質(zhì)X對發(fā)熱體H進(jìn)行冷卻，如圖 8所示，構(gòu)成為具有流體流動部件(軟管)(循環(huán)流路)18、泵20 (21)和受熱部22，這種結(jié)構(gòu)是省略了第1實施方式中的散熱部、冷卻介質(zhì)冷卻部、電機(jī)控制部、溫度傳感器和溫度管理部后的結(jié)構(gòu)。即，對發(fā)熱體H進(jìn)行冷卻后的冷卻介質(zhì)X的熱用于將冷卻介質(zhì)X通過流體流動部件18提供到流體流動部件18外部。在這種情況下，通過調(diào)節(jié)流體流動部件18的長度，能夠?qū)Πl(fā)熱體H進(jìn)行冷卻后的冷卻介質(zhì)X設(shè)為期望的溫度。優(yōu)選將流體流動部件18 和泵2(K21)設(shè)置在投影儀內(nèi)部的通風(fēng)狀態(tài)良好的位置。(變形例1)圖9是示出本變形例的容積調(diào)整室的剖視圖。本變形例是在上述實施方式中追加了出口流路側(cè)容積調(diào)整室(第2容積調(diào)整室)25后的結(jié)構(gòu)。出口流路側(cè)容積調(diào)整室25設(shè)于流體流動部件18的出口連接管路(出口流路)48c 側(cè)。出口流路側(cè)容積調(diào)整室25用于吸收從泵21流出的冷卻液體X的脈動。相對于泵21 并聯(lián)地配置入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25。出口流路側(cè)容積調(diào)整室25是形成為波紋管狀的伸縮管。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25通過天平27與一個彈簧 23連接。通過改變天平27的彈簧23的位置，能夠平衡良好地向入口流路側(cè)容積調(diào)整室19 和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25傳遞力。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室 25被實施力學(xué)連接，即使在內(nèi)部的冷卻液體X減少時也能相互取得平衡。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19也可以利用比出口流路側(cè)容積調(diào)整室25柔軟的材料形成，從而靈活變形。(變形例2)圖10是示出本變形例的容積調(diào)整室的剖視圖。本變形例是在上述變形例中，相對于泵21串聯(lián)地配置入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25與一個彈簧23連接。泵21被夾在入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25之間，由此振動不易傳遞到外部，能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)穩(wěn)定。(變形例3)圖11是示出本變形例的容積調(diào)整室的剖視圖。本變形例是在上述變形例中，以被入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25覆蓋的方式配置泵20 。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19、入口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼62、出口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼 64、出口流路側(cè)容積調(diào)整室25依次疊置在帶底圓筒型基座單元60的上表面上，利用環(huán)狀部件66按壓上述各個部件的緣部。環(huán)狀部件66的固定采用多個螺栓68。在由入口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼62和出口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼64形成的泵單元收納室70中固定有泵2(K21)和泵驅(qū)動電路72。在入口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼62和出口流路側(cè)容積調(diào)整室側(cè)密封殼64中分別設(shè)有與泵2(Κ21)連通的流路74、76。(其它變形例)在上述實施方式中采用了透射型的液晶面板(液晶光閥12)，但不限于此，也可以采用反射型的液晶面板，或者也可以采用數(shù)字微鏡裝置(〒*寸7 · 4 > 7 7 > > >卜公司的商標(biāo))。在上述實施方式中構(gòu)成為設(shè)置了 3個液晶光閥12，但不限于此，也可以構(gòu)成為只設(shè)置1個液晶光閥12。在上述實施方式中只列舉了從觀察屏幕的方向進(jìn)行投射的前投式投影儀的示例，但本發(fā)明也能夠適用于從觀察屏幕的方向的相反側(cè)進(jìn)行投射的背投式投影儀。在上述實施方式中采用了投影儀，但不限于此，其它電子設(shè)備例如具有 CPU (Central Processing Unit 中央處理單元)等的個人計算機(jī)、打印機(jī)或者醫(yī)療設(shè)備 (例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電顯示裝置、超聲波診斷裝置)也能夠采用本實施方式的冷卻系統(tǒng)。在上述實施方式中說明了利用風(fēng)扇驅(qū)動電機(jī)34和風(fēng)扇36構(gòu)成冷卻介質(zhì)冷卻部 26。但是，本實施方式不限于此，冷卻介質(zhì)冷卻部沈也能夠采用珀爾帖元件等。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25也可以是氣缸、隔板、或者通常將合成樹脂或鋁箔層疊加工(層壓加工)形成的薄膜容器。入口流路側(cè)容積調(diào)整室19 和出口流路側(cè)容積調(diào)整室25只要是將空氣壓力變換成推力的裝置，就沒有特別限制。
1權(quán)利要求
1.一種冷卻裝置，其特征在于，該冷卻裝置具有泵，其具有容積可變的泵室、使流體流入所述泵室的入口流路、使流體從所述泵室流出的出口流路、以及在所述入口流路和所述泵室之間開閉所述入口流路的流體阻力要素；循環(huán)流路，其使流體從所述出口流路向所述入口流路循環(huán)；以及第1容積調(diào)整室，其調(diào)整流入所述泵室的流體的壓力，在設(shè)所述循環(huán)流路的流體的壓力增加量為ΔΡ，設(shè)此時該循環(huán)流路的體積增加量為 Δ V，設(shè)使流體循環(huán)時該循環(huán)流路的所述出口流路側(cè)的流體的壓力為Ps時，所述第1容積調(diào)整室的調(diào)整容量是滿足下式的調(diào)整容量VB，V ^pB 2 s APο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室具有調(diào)整該第1容積調(diào)整室的容積的壓力調(diào)整要素，所述壓力調(diào)整要素由具有彈性的部件形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻裝置，其特征在于，在所述循環(huán)流路的所述出口流路側(cè)還具有第2容積調(diào)整室，該第2容積調(diào)整室調(diào)整從所述泵室流出的流體的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室相互連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室被配置成并聯(lián)狀或者串聯(lián)狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中的任意一項所述的冷卻裝置，其特征在于，所述第1容積調(diào)整室和第2容積調(diào)整室中的至少一個具有伸縮構(gòu)造。
7.一種投影儀，其特征在于，該投影儀具有權(quán)利要求1 6中的任意一項所述的冷卻裝
全文摘要
本發(fā)明提供能夠穩(wěn)定地冷卻熱源的冷卻裝置和投影儀。冷卻裝置具有泵(20)，具有泵室(48a)、使流體流入泵室(48a)的入口流路(50a)、使流體從泵室流出(48a)的出口流路(48c)、在入口流路(50a)和泵室(48a)之間開閉入口流路(50a)的流體阻力要素(54)；循環(huán)流路，使流體從出口流路(48c)向入口流路(50a)循環(huán)；第1容積調(diào)整室(50b)，調(diào)整流入泵室(48a)的流體的壓力，在設(shè)循環(huán)流路的流體的壓力增加量為ΔP，設(shè)此時該循環(huán)流路的體積增加量為ΔV，設(shè)使流體循環(huán)時循環(huán)流路的出口流路(48c)側(cè)的流體的壓力為Ps時，第1容積調(diào)整室(50b)的調(diào)整容量是滿足下式的調(diào)整容量VB，
文檔編號G03B21/16GK102411253SQ20111027027
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者平林篤哉, 瀨戶毅 申請人:精工愛普生株式會社