JP2006196504A - 冷却装置及びこれを用いた電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 発熱部品を内部に有する電気機器において、冷却する空気に含まれる塵等を取り除くフィルタの目詰まりを防ぎ、ファンを逆回転しなくても清浄な空気で発熱部品を冷却でき、さらに発熱量が大きい場合でも十分な冷却を行うことができる冷却装置を提供する。
【解決手段】 シロッコファン１ｉが発生する負圧により外部から取り込んだ塵等を含む第１の空気は、円筒形の容器１ｃの内部で旋回する気流を形成する。旋回する気流により塵等が空気から遠心分離されてケース１ｅに集塵される。塵等が分離された清浄な第２の空気は、負圧によりダクト１ｈを介して容器１ｇに吸い出される。さらにシロッコファン１ｉにより排気ダクト１ｂから清浄な第２の空気が排気され、高圧放電ランプ３へ吹きつけられることで電気機器２の冷却動作が行われる。
【選択図】 図２

Description

この発明は発熱体を有する電気機器、例えば高圧放電ランプ等を内部に備える投射型表示装置のような電気機器において、発熱体または発熱体により温度が上昇する部品（以下、発熱部品とする）を空冷する冷却装置に関するものである。

一般に電気機器の内部には、例えばランプ、モータまたは半導体部品等の発熱体が存在する。このような電気機器では、発熱体が発生する熱により当該電気機器の内部温度が上昇すると、発熱体自身や発熱体近傍の部品等の異常な動作の要因となるだけでなく、当該電気機器の故障、破壊または寿命の短縮化の原因となる。このため、ファン等の送風機により外部の空気を当該電気機器内に取り込んで発熱部品を冷却して、温度の上昇を抑圧する。しかし外部の空気を取り込む際に、これに含まれる塵や埃等の不要物（以下、塵等とする）が空気と共に電気機器の内部に入るため、当該電気機器の品質、信頼性または安全性が低下する場合がある。

例えば投射型表示装置を例にとれば、投射型表示装置内部の投射ユニットに塵等が入り込んだ場合、投射ユニット内の光学部品に塵等が付着すると映像の品質が劣化する。また、塵等が投射型表示装置の可動部に付着すると可動部の動きを阻害し、または可動部の磨耗の原因となって故障を誘発するため信頼性を損なう。さらに塵等が絶縁物に付着すると絶縁性能が低下し、投射型表示装置の破壊や寿命の短縮化につながるおそれがあり、安全性を損なう。これに対して従来の冷却装置では、外気を取り入れる際にフィルタを使用して塵等を除去していた（例えば特許文献１）。また、他の従来の冷却装置では、電気機器内の発熱部品を密封し、塵等が電気機器へ侵入しても、性能が低下しないような担保措置を講じていた（例えば特許文献２および特許文献３）。

特開平０９−１３０７１３（第２、３頁） 特開２００４−４５９９０（第４頁、図１） 特開平０８−１２５３６４（第２頁、図１）

従来の冷却装置のように外部の空気を取り入れる際にフィルタを使用する場合は、塵等によりフィルタが目詰まりして空気がフィルタを通過しにくくなるため、冷却効率が低下する問題がある。この問題を解決するために、改良した冷却装置ではフィルタの表面積を大きくして巻取り式にする方法（例えば特許文献１）や、取り入れる空気の量を電気機器内部の温度に基づき制御する方法（例えば特許文献４）を適用することで、フィルタの目詰まりを防いでいる。しかし、これらの改良した冷却装置でも、塵等を取り除くのがフィルタだけであることに関しては、従来技術と変わらない。従って、例えば長時間の連続運転を行う場合や、空気中に多くの塵等が含まれる環境下にあっては、本質的にフィルタの目詰まりを防ぐことができない問題がある。さらに他の改良した冷却装置では、フィルタに付着した塵等をファンの逆回転により吹き飛ばすことで目詰まりを防いでいる（例えば特許文献５）。しかし、この場合はファンを逆回転させるため、連続して冷却することが求められる電気機器には適用できず、またファンを逆回転しても吹き飛ばせないような大きな塵等には効果がない。さらに、吹き飛ばした塵等が外気中に拡散し、周囲の環境を悪化させるという別の問題も発生する。

一方、他の従来の冷却装置のように発熱部品を密封した場合は、これらを十分に冷却できない問題がある。例えば上に例示した投射型表示装置においては、通常用いられる高圧放電ランプ等の光源は発熱量が非常に大きく、密封構造にすると十分に放熱できない。その結果、投射型表示装置の破壊や故障の原因となる。すなわち、発熱体からの発熱量が大きい電気機器に対しては、発熱部品に直接、空気を当てて冷却することが必須となる。

さらに上述した従来技術だけでは、例えば投射型表示装置における高圧放電ランプが破損した場合などのように、何らかの原因により電気機器の内部に部品の破片等の不要物（以下、破片等とする）が生じた場合、この破片等が排気される気体に運ばれて外部に拡散されてしまう。その結果、破片等により周囲の環境が汚染されてしまうという課題がある。

特開平０９−１８０４２７（第２、３頁、図１） 特開平０７−１３０１６１（第２頁、図３）

この発明に係る冷却装置は、吸気口から取り入れた第１の空気が内部で旋回する気流を形成する容器と、前記容器の内部と空間的に接続し旋回する前記第１の空気から遠心分離された不要物を格納する集塵部と、前記不要物が遠心分離された第２の空気を前記容器の内部から吸い出すダクトと、負圧を発生して前記第１の空気を前記容器に取り入れるとともに、正圧を発生して前記第２の空気を発熱部品に送る送風機とを備えたものである。

この発明によれば、冷却装置の容器に塵等を含む空気を取り入れ容器内で空気を旋回させて塵等を遠心分離するので、フィルタを使用しなくても塵等を含まない空気を冷却装置から排出して発熱部品を冷却できる。またフィルタを使用しないため、本質的に目詰まりが発生せず、発熱量が大きい場合であっても充分な冷却をすることができる。また、冷却装置にフィルタを併用すれば、集塵能力が高くなるのに加えて、フィルタのみを使用した場合と比較してフィルタが汚れにくくなるため、外気を吸気する際の抵抗を低く抑えることができ、吸気効率の低下を防ぐことができる。

また、この発明によれば、発熱部品を冷却した空気を冷却装置が吸気した後、容器内で空気を旋回させて塵等を遠心分離するので、電気機器内で何らかの原因により生じた部品の破片等が排出されて、周囲の環境を汚染するのを防ぐ効果がある。例えば、電気機器内に搭載された高圧放電ランプ等が寿命に達して割れた場合、ガラスの細かい破片が電気機器の外部へ飛び散る危険を防ぐ効果がある。

また、この発明によれば、冷却装置における空気が旋回する容器内に発熱部品を配置することにより、たとえ取り入れた空気と共に塵等が電気機器の内部に入って発熱部品に付着した場合であっても、旋回する空気が発熱部品に当たることで塵等を発熱部品から離脱させることができるので、発熱部品の汚染を防ぐ効果がある。また、この場合は旋回する気体で発熱部品を冷却するので、冷却する空気が攪拌され、発熱部品の温度分布を均一にできる効果がある。

また、この発明によれば、発熱部品により熱せられた空気を取り込む冷却装置にフィルタを併用することで、部品の破片等が電気機器外へ排出されて環境や人体を害するのを防ぐ効果を高めることができる。この場合、フィルタのみで集塵する冷却装置と比較して、フィルタの汚染を抑圧することができるため、電気機器内の空気を排気する際の抵抗を低く抑えることができ、排気効率の低下を防ぐことができる。

また、この発明によれば、塵等の不要物を所定の場所に集めることができるため、これを簡単に取り除くことができる。

また、この発明によれば、冷却装置にフィルタを適用しなくて済むため、送風機を逆回転する動作も不要となり、制御を簡単にできる効果がある。

以下この発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお実施の形態１では、この発明に係る冷却装置により投射型表示装置の高圧放電ランプを冷却する場合を例にとり説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１における冷却装置１を、電気機器である投射型表示装置２の冷却風取入口２ａに配した場合における、投射型表示装置２の斜透視図である。図１において空気の流れを点線の矢印で示す。投射型表示装置２の冷却風取入口２ａから取り入れた、不要物である塵等を含む第１の空気は、冷却装置１の吸気ダクト１ａから冷却装置１の内部へ取り入れられる。冷却装置１は、取り入れた空気に含まれる塵等を空気から取り除き、第２の空気である清浄な空気を排気ダクト１ｂから排気する。排気ダクト１ｂから排気された清浄な空気は、投射型表示装置２の内部に冷却装置１と分離して排気ダクト１ｂの付近に設けられた、発熱部品である高圧放電ランプ３に冷却風として吹きつけられる。高圧放電ランプ３は投射型表示装置２の動作時には点灯、発熱しており、冷却風により冷却される。冷却風は高圧放電ランプ３を冷却した後、投射型表示装置２の冷却風排出口２ｂから外部へ排気される。

次に冷却装置１について説明する。図２は冷却装置１の斜透視図である。図２において、第１の空気が内部で旋回する気流を形成する容器である有底円筒形の容器１ｃの外側面には、容器１ｃの接線と平行に吸気ダクト１ａが取り付けられている。さらに吸気ダクト１ａは、容器１ｃの内部に外部から空気を送り込めるよう、容器１ｃの内壁面に設けた開口部１ｄにおいて、容器１ｃの内部と外部を空間的に接続している。一方、容器１ｃの別の外側面の下部には、集塵部であるケース１ｅが容器１ｃと着脱自在に取り付けられており、容器１ｃの側面に設けられた排出口１ｆから塵等を排出してケース１ｅに集塵できるように構成されている。また、容器１ｃの上側には、容器１ｃと同一の中心軸を有する有底円筒形の容器１ｇが設けられている。そして容器１ｃと容器１ｇとは、中心軸付近において円筒形のダクト１ｈにより空間的に接続されている。ダクト１ｈは容器１ｃの高さの中央付近まで伸びている。さらに容器１ｇの上側には送風機であるシロッコファン１ｉが設けられ、容器１ｇと空間的に接続している。そしてシロッコファン１ｉにより、排気ダクト１ｂから冷却装置１の外へ容器１ｇ内の空気が排出される。

次に冷却装置１により高圧放電ランプ３を冷却する動作を説明する。冷却装置１は、サイクロン式集塵技術を冷却に応用した装置である。冷却装置１において、シロッコファン１ｉが回転することにより負圧が発生する。発生した負圧は空間的に接続された容器１ｇ、ダクト１ｈ、及び容器１ｃを介して吸気ダクト１ａにかかる。吸気ダクト１ａにかかる負圧により、冷却装置１の外部に存在する塵等が含まれた空気が容器１ｃの内部に取り込まれる。ここで吸気ダクト１ａは、吸い込んだ空気が容器１ｃの内壁面に沿って旋回する気流を形成するように、内壁面である円筒曲面の接線方向から空気を吸込むよう設置されている。このため、吸気ダクト１ａから開口部１ｄを通じて容器１ｃ内に吸込まれた空気は、図２に点線の矢印Ｄ０で示すように、容器１ｃの内壁面に沿い有底円筒形の容器１ｃの中心軸（図示せず）を中心として旋回する気流を形成する。

容器１ｃ内で旋回する空気は、上述のように通常は塵等を含んでいる。ところが、容器１ｃ内を空気が旋回することで、これらの塵等には遠心力が作用し、容器１ｃの内壁面付近に偏在する。そして内壁面付近に偏在する塵等は、旋回する気流によって内壁面に沿って移動し、やがて排出口１ｆに達して図２に点線の矢印Ｄ１で示すようにケース１ｅに集塵される。

一方、容器１ｃ内の空気は、図２に点線の矢印Ｄ２で示すように、シロッコファン１ｉが発生した負圧によりダクト１ｈを介して容器１ｇへ吸い出される。このとき、ダクト１ｈは容器１ｃの中心軸付近に設置されるので、容器１ｃの中心付近の空気だけを吸込み、容器１ｃの内壁面付近の空気を吸い込まない。このため、内壁面付近に偏在する塵等を含まない清浄な空気だけを容器１ｇに吸込むことができる。すなわち、遠心力で容器１ｃの内壁面付近に集められた塵等は、常に矢印Ｄ１のようにケース１ｅに集塵され、矢印Ｄ２のように容器１ｇに吸込まれることはない。実施の形態１では、このようなサイクロン式集塵技術により、取り込んだ空気から塵等を除去している。なお実施の形態１ではケース１ｅ自体が冷却装置１から着脱自在となっており、ケース１ｅに集められた塵等は、ケース１ｅを外すことで簡単に除去することができる。

容器１ｇに吸込まれた清浄な空気は、シロッコファン１ｉが発生する負圧により容器１ｇから吸い出されて、排気ダクト１ｂから冷却装置１の外部へ排出される。排出された清浄な空気は、シロッコファン１ｉが発生する正圧により、図１の点線の矢印で示すように高圧放電ランプ３に吹き付けられて、高圧放電ランプ３が発生する熱を奪ってこれを冷却する。熱を奪った清浄な空気は、そのまま投射型表示装置２の冷却風排出口２ｂから外部へ排気される。以上のように実施の形態１では、容器１ｃの内部で空気を旋回させることで空気から塵等を分離するサイクロン式集塵技術を冷却に応用し、塵等が分離された空気を高圧放電ランプ３に吹き付けることで、清浄な空気により高圧放電ランプ３を冷却することができる。

なお、実施の形態１では外部の空気を直接、冷却装置１に取り込む構成としたが、大きなゴミ等が入り込まないよう、冷却風取入口２ａ、吸気ダクト１ａまたは開口部１ｄに網などを装着する構成としてもよい。また、容器１ｇやシロッコファン１ｉにフィルタを装着する構成としてもよい。フィルタを装着する場合は、例えば容器１ｃで除去しきれなかった塵等があっても、当該フィルタでこれを除去することができる。図３に、フィルタ１ｊを容器１ｇとシロッコファン１ｉとの間に挿入する場合の例を示す。このようにフィルタ１ｊを挿入することで、容器１ｃで除去しきれない細かい塵等を除去することが可能となる。なお、この場合のフィルタ１ｊは、容易に交換できるようにスライド式等の方法で取り外しできるようにすることもできる。

なお、実施の形態１では容器１ｃの外側面に吸気ダクト１ａを設ける構成を用いて説明したが、吸気ダクト１ａが容器１ｃと一体化して構成されていても、開口部１ｄを通じて容器１ｃの内壁面の接線方向から外部の空気を内部に取り入れる構成であれば、同様の効果を得ることができる。

さらに、実施の形態１ではケース１ｅ自体を着脱可能な構成としたが、例えば蓋や引出し等を取りつける構成とすることで、集めた塵等を取り出しやすくしてもよい。また、ケース１ｅを透明な容器としてもよく、この場合はケース１ｅを取り外さなくても塵等の収集状態を確認することができる。また、ケース１ｅは容器１ｃの外側面の下部に設ける構成としたが、これは必ずしも必要ではない。容器１ｃの側面に設けた排出口１ｆにより、ケース１ｅが容器１ｃと空間的に接続されていれば、ケース１ｅは集塵部として同様の効果を得ることができる。

さらに、実施の形態１では容器１ｇと容器１ｃとが一体的に構成され、ダクト１ｈによって接続している構成としたが、例えばこれらを切り離すことができるような構成としてもよい。その結果、容器１ｇを取り外すことで、容器１ｃの内壁面を容易に清掃することができる。さらに、シロッコファン１ｉを容器１ｇから取り外すことができるように構成してもよく、その結果、容器１ｇの内部の清掃や、シロッコファン１ｉの羽根やモータ等の交換を容易にすることができる。さらに容器１ｇを削減し、シロッコファン１ｉをダクト１ｈに接続して、シロッコファン１ｉが直接、容器１ｃ内から空気を吸い出す構成としてもよく、この場合、容器１ｇの削減により構成を簡単化でき、冷却装置１の製造工程を簡略化して、安価に冷却装置１を製造することができる。

さらに、実施の形態１においてダクト１ｈは、図１及び図２に示すように容器１ｃの高さ方向の中央付近まで伸びているものとして説明したが、これは必ずしも必要ではない。ダクト１ｈは、より長くするか、または短くしても同様の効果を得ることができる。また、ダクト１ｈは円筒形としたが、角筒形であってもよい。さらにダクト１ｈを削減して、容器１ｃの上側中心軸付近に容器１ｇと空間的に接続する通気口のみが設置された構成とすることもできる。この場合、ダクト１ｈの削減により構成を簡単化でき、冷却装置１の製造工程を簡略化して安価に冷却装置１を製造することができる。また、ダクト１ｈの側面に、容器１ｃ内の空気を吸込む穴やスリットを設けてもよい。

さらに、実施の形態１では送風機は図１及び図２に示すようなシロッコファン１ｉであるとして説明したが、これは必ずしも必要ではなく、例えば図４に示すように軸流ファン１ｋを用いることもできる。図４は他の冷却装置１の透視図であり、図２と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、実施の形態１ではシロッコファン１ｉは図１及び図２に示すように、容器１ｃの中心軸すなわち旋回する気流の中心軸とシロッコファン１ｉの中心軸を平行に設置しているが、平行に限らず任意の角度を有する位置関係で設置することもできる。また、実施の形態１ではシロッコファン１ｉで負圧を発生させ、これにより吸気ダクト１ａから容器１ｃに空気を吸い込む構成としたが、例えばシロッコファン１ｉを吸気ダクト１ａの外側に設置する等により、正圧を発生させて容器１ｃの中に気体を吹き入れるような構成としてもよいことは言うまでもない。

さらに、実施の形態１では投射型表示装置２を設置した平面と冷却装置１の容器１ｃにおいて空気が旋回する回転軸とが鉛直となるよう、冷却装置１を設置する構成としたが、これは必ずしも必要ではなく、任意の角度を有する位置関係で設置することもできる。

さらに、実施の形態１では冷却装置１のケース１ｅは容器１ｃの外側面に設けられているとして説明したが、これは必ずしも外側面に設ける必要はない。例えば図５に示すように容器１ｃの下部を円錐形とし、その下にケース１ｅを設け、容器１ｃとケース１ｅとを容器１ｃの底面を削除して排出口１ｆとすることで空間的に接続する構成としてもよい。図５は他の冷却装置１の透視図であり、図２と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。この場合も、塵等は図５の点線の矢印Ｄ０のような旋回する気流の遠心力により容器１ｃの内壁面付近に偏在する。その後、多数の塵等が集まって重量が重い塵等が形成され、これらの重量が重い塵等が、重力によって円錐部分の内壁面に沿い容器１ｃから排出口１ｆを通ってケース１ｅへ落ちることで集塵される。なお、この場合のケース１ｅの外形は図５に示すような円形としているが、円形である必要はなく、どのような形状であってもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、冷却装置１を投射型表示装置２の冷却風取入口２ａに配した場合について説明した。これに対して実施の形態２では、冷却装置１１を投射型表示装置２の冷却風排出口２ｂに配した場合について説明する。図６は実施の形態２における投射型表示装置２を示す斜透視図であり、実施の形態１の図１に相当する。図６では、図１と異なり冷却装置１１を投射型表示装置２の冷却風排出口２ｂに設置している。なお、冷却装置１１は実施の形態１の図２に示す冷却装置１と類似した構成であり、図４に示した他の冷却装置１である。具体的には冷却装置１のシロッコファン１ｉを軸流ファン１ｋに置き換えて、さらに排気ダクト１ｂを除いたものである。なお冷却装置１１における冷却装置１と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図６において、投射型表示装置２の冷却風取入口２ａから取り入れた空気は、冷却風として高圧放電ランプ３に吹きつけられる。これは、冷却装置１１が高圧放電ランプ３付近の空気を取り入れているためであり、より具体的には冷却装置１１の軸流ファン１ｋが発生する負圧が冷却風取入口２ａにかかるためである。高圧放電ランプ３は投射型表示装置２の動作時には点灯、発熱しており、冷却風により冷却される。冷却風は高圧放電ランプ３を冷却した後、冷却装置１の吸気ダクト１ａから冷却装置１の内部へ取り入れられる。冷却装置１は、実施の形態１で説明した動作に基づき、取り入れた空気に含まれる塵等を空気から取り除き、清浄な空気を軸流ファン１ｋから排気する。軸流ファン１ｋの排気面は、図６に示すように、そのまま投射型表示装置２の冷却風排出口２ｂとなっているので、冷却装置１から排気された清浄な空気は外部へ排気される。

上述のように、冷却風取入口２ａから吸い込まれた空気は投射型表示装置２内の高圧放電ランプ３を冷却するが、例えば高圧放電ランプ３が破損した場合は、破片等が投射型表示装置２内に散乱するおそれがある。実施の形態２では、これらの破片等を冷却風によって冷却装置１が取り込むことで、破片等を空気から分離し、冷却装置１１のケース１ｅに集めることができる。そして清浄になった空気を、冷却装置１１から投射型表示装置２の外に排気する。

具体的に、投射型表示装置２内の高圧放電ランプ３が破損した場合について、高圧放電ランプ３の構造を示しながら説明する。図７は高圧放電ランプ３を示す図である。この種のランプは、一般に放電する光源部分がガラスで密閉されており、かつその密閉された内部が高い圧力を有している。このガラスで密封された光源部分であるバーナー３ａから輻射される光は、リフレクタ３ｂにより図７に示す矢印Ｌ方向の照明光に変えられる。また、バーナー３ａの放射方向前面には、バーナー３ａが破裂した場合にガラスの飛散を防止するフロントガラス３ｃが設けられる。

ここで、フロントガラス３ｃとリフレクタ３ｂでバーナー３ａを密閉する構成とすれば、バーナー３ａが破損した場合であっても、高圧放電ランプ３の外部へガラスが飛散するのを避けることができる。しかし通常の投射型表示装置２に使用される高出力の高圧放電ランプ３では、リフレクタ３ｂとフロントガラス３ｃでバーナー３ａを密閉すると、高圧放電ランプ３の内部温度が著しく上昇する。そこで通常は内部温度の上昇を抑圧するため、図７に示すようにバーナー３ａの周囲には通気口３ｄが設けられている。なお通気口３ｄは、図７に示した２個だけに限らず、複数個の通気口３ｄを備える構成とすることもできる。

さらに内部温度の上昇を抑圧するため、フロントガラス３ｃを備えない高圧放電ランプ３もある。この場合、フロントガラス３ｃがないので、バーナー３ａが破損すると、ガラスの破片が高圧放電ランプ３の周囲に飛び散り、これらの破片等が冷却風に混入して投射型表示装置２の外に排出される場合がある。実施の形態２によれば、上述の冷却風に混入した破片等を、冷却装置１１によってケース１ｅに集めることができるので、投射型表示装置２の外へ破片等が飛散し、周囲の環境を汚染することを防止できるという効果を有する。

実施の形態３．
実施の形態１では、冷却装置１で塵等を除去した清浄な空気を高圧放電ランプ３に吹きつけることで、高圧放電ランプ３を冷却する場合について説明した。これに対して実施の形態３では、冷却装置１２の容器１ｃの内部に高圧放電ランプ３を格納し、容器１ｃの中を旋回する気流により、高圧放電ランプ３を冷却する。なお冷却装置１２は、実施の形態２の図６に示す冷却装置１１と類似した構成であり、具体的には冷却装置１２の内部の容器１ｃに高圧放電ランプ３を格納した点で相違する。また冷却装置１２における冷却装置１１と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、実施の形態３における冷却装置１２を示す図であり、図４と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図８に示すように、実施の形態３における冷却装置１２は、容器１ｃ内に高圧放電ランプ３を備えている。冷却装置１の吸気ダクト１ａから点線の矢印で示すように吸い込まれた空気は、容器１ｃに取り込まれて、図８に点線の矢印Ｃ０で示すように容器１ｃの内部を高圧放電ランプ３の外周に沿って旋回する。容器１ｃの内部には、旋回する気流が吹き当たる場所で、かつ旋回する気流をできるだけ妨げない位置に高圧放電ランプ３が設置される。一般に高圧放電ランプ３の外形は、図７に示したようにリフレクタ３ｂの形状に由来する円錐形状のものが多いため、具体的には当該円錐形状の中心軸と容器１ｃの内部を旋回する気流の回転軸が一致するように、高圧放電ランプ３を設置する。

上述のように設置すると、旋回する気流は矢印Ｃ０のように高圧放電ランプ３のリフレクタ３ｂの外周に沿って流れ、リフレクタ３ｂから熱を奪って高圧放電ランプ３を冷却する。また、旋回する気流の一部は図８の点線の矢印Ｃ１のように、高圧放電ランプ３に設けられた通気口３ｄから高圧放電ランプ３の内部に入り、バーナー３ａを冷却する。さらに旋回する気流は、高圧放電ランプ３を冷却すると同時に、高圧放電ランプ３の周囲に存在する塵等、外部から飛来して高圧放電ランプ３に付着した塵等、または高圧放電ランプ３の破損等によって生じた破片等を吹き飛ばし、これらをケース１ｅに集塵する。そしてダクト１ｈからは、塵等が除かれた清浄な空気が容器１ｇに取り込まれる。以後の動作は実施の形態２と同様のため省略する。

以上のように構成することで、容器１ｃ内を旋回する気流を妨げることがなく、高圧放電ランプ３を冷却することができる。しかも高圧放電ランプ３を冷却するのに旋回する気流を用いるため、冷却が局部的とならず、高圧放電ランプ３の周囲の空気が撹拌され、全体を均一に冷却することができるという効果を得ることができる。また冷却装置１２は、冷却装置と高圧放電ランプ３を一体化した構成であるため、投射型表示装置２をコンパクト化することができる。さらに、高圧放電ランプ３内の光源であるバーナー３ａが破損した場合であっても、破損により生じた破片等を冷却装置１２のケース１ｅで集塵することができる。このため、破片等が外部へ飛散することがなく周囲の環境の汚染を防止することができるという効果を得ることができる。

なお、実施の形態３では高圧放電ランプ３からの照射光が横向きとなるよう、冷却装置１２を構成するものとして説明したが、これは必ずしも横向きに限らず、どのような方向に照射するものであってもよい。

実施の形態４．
実施の形態１ないし３では、それぞれ１台の投射型表示装置２に対して１台の冷却装置を適用する場合について説明した。これに対して実施の形態４では、１台の投射型表示装置２に対して複数台の冷却装置を適用する。

図９は、実施の形態４における投射型表示装置２を示す図であって、より具体的にはリア投射型プロジェクター４を示す図である。図９におけるリア投射型プロジェクター４には、実施の形態１に示した冷却装置１と実施の形態３に示した冷却装置１２を適用している。図９に示したリア投射型プロジェクター４においては、冷却装置１２内に設けた高圧放電ランプ３から出力される光を用いて、投射ユニット４ａが映像を投射する。投射ユニット４ａから出力された映像の光は反射鏡４ｂが反射し、反射鏡４ｂが反射した光を、透過形スクリーン４ｃが映像として映し出すことで、プロジェクターとしての機能を発揮する。

図９において、リア投射型プロジェクター４の冷却風取入口２ａには、実施の形態１で説明した冷却装置１を実施の形態１と同様に配置している。すなわち冷却風取入口２ａから、外部の空気を冷却装置１が吸気ダクト１ａにより取り入れるよう配置する。冷却装置１は、実施の形態１における冷却装置１と同一の動作をするので、詳細な動作の説明を省略する。冷却装置１により、リア投射型プロジェクター４に取り込まれた空気に含まれる塵等が集塵され、清浄な空気が投射ユニット４ａに吹き付けられる。吹き付けられた清浄な空気は、リア投射型プロジェクター４の内部を上昇し、反射鏡４ｂや透過形スクリーン４ｃを冷却する。このとき、リア投射型プロジェクター４の内部の塵等を取り込み、再び下降する。

一方、リア投射型プロジェクター４の高圧放電ランプ３には、実施の形態３で説明した冷却装置１２を配置している。冷却装置１２は、実施の形態３における冷却装置１２と同一の動作をするので、詳細な動作の説明を省略する。冷却装置１２は、リア投射型プロジェクター４の内部を循環して下降してきた空気を取り込み、空気に含まれるリア投射型プロジェクター４の内部の塵等や、高圧放電ランプ３が破損した場合に発生する破片等を集塵する。

リア投射型プロジェクター４は、冷却風取入口２ａに配置された冷却装置１からのみ外気を吸気する一方、高圧放電ランプ３が内蔵された冷却装置１２からのみ内気を排出するよう密封するか、または構造上の隙間などを少なくすることにより、できるかぎりその他の部分で外気の出入がないように構成されている。これにより、外気に含まれる塵等は、冷却装置１によって除去されて、清浄な空気がリア投射型プロジェクター４の内部に吸気される。この清浄な空気は、投射ユニット４ａからの光を反射する反射鏡４ｂや透過形スクリーン４ｃへの塵等の付着を防ぐので、光の反射効率が低下して映像が暗くなるのを防ぐ効果を得ることができる。さらに、この清浄な空気を投射ユニット４ａの冷却に使用することで、投射ユニット４ａの内部部品の汚れを防ぎ、性能劣化や信頼性の低下を防ぐことができる。この清浄な空気は、さらに冷却装置１２に吸気され、高圧放電ランプ３を冷却すると共に汚染を防止し、リア投射型プロジェクター４の外部へ排出される。冷却装置１２は、ランプが破損して破片等が空気に混入した場合であっても、これらの破片等を遠心分離して集塵するので、破片等が外部に排出されて外部の環境を汚染するのを防止するという効果を得ることができる。

ところで上記説明ではこの発明に係る冷却装置を適用する電気機器として、投射型表示装置を例にとり説明したが、投射型表示装置に限らずパーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオ、エアコンまたはヒーター等、他の電気機器へも適用できることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１に用いられる投射型表示装置の斜透視図である。 この発明の実施の形態１に用いられる冷却装置の透視図である。 この発明の実施の形態１に用いられる冷却装置の一部を示す図である。 この発明の実施の形態１に用いられる他の冷却装置の透視図である。 この発明の実施の形態１に用いられる他の冷却装置の透視図である。 この発明の実施の形態２に用いられる投射型表示装置の斜透視図である。 この発明の実施の形態２に用いられる高圧放電ランプを示す図である。 この発明の実施の形態３に用いられる冷却装置の透視図である。 この発明の実施の形態４に用いられるリア投射型プロジェクターを示す図である。

符号の説明

１、１１、１２ 冷却装置
１ｃ 容器
１ｅ 集塵部であるケース
１ｈ ダクト
１ｉ 送風機であるシロッコファン
１ｋ 軸流ファン
２ 投射型表示装置
３ 高圧放電ランプ
４ リア投射型プロジェクター

Claims (8)

1. 吸気口から取り入れた第１の空気が内部で旋回する気流を形成する容器と、
   前記容器の内部と空間的に接続し旋回する前記第１の空気から遠心分離された不要物を格納する集塵部と、
   前記不要物が遠心分離された第２の空気を前記容器の内部から吸い出すダクトと、
   負圧を発生して前記第１の空気を前記容器に取り入れるとともに、正圧を発生して前記第２の空気を発熱部品に送る送風機と
   を備えることを特徴とする冷却装置。
2. 発熱部品に送られて発熱部品を冷却し吸気口から取り入れた第１の空気が内部で旋回する気流を形成する容器と、
   前記容器の内部と空間的に接続し旋回する前記第１の空気から遠心分離された不要物を格納する集塵部と、
   前記不要物が遠心分離された第２の空気を前記容器の内部から吸い出すダクトと、
   負圧を発生して前記第１の空気を発熱部品に送って前記容器に取り入れるとともに、正圧を発生して前記第２の空気を排気する送風機と
   を備えることを特徴とする冷却装置。
3. 吸気口から取り入れた第１の空気が内部で旋回する気流を形成し、前記気流により内部に有する発熱部品を冷却するよう構成される容器と、
   前記容器の内部と空間的に接続し旋回する前記第１の空気から遠心分離された不要物を格納する集塵部と、
   前記不要物が遠心分離された第２の空気を前記容器の内部から吸い出すダクトと、
   負圧を発生して前記第１の空気を前記容器に取り入れるとともに、正圧を発生して前記第２の空気を排気する送風機と
   を備えることを特徴とする冷却装置。
4. 送風機はダクトに接続されて第２の空気を排気することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷却装置。
5. 送風機は容器に接続されて吸気口から取り入れた第１の空気を前記容器の内部に送ることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷却装置。
6. 発熱部品は表示装置用のランプであることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の冷却装置。
7. 発熱部品と、
   発熱部品を冷却する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷却装置とを備えることを特徴とする電気機器。
8. 発熱部品は照明光を照射するランプまたは前記照明光を用いて映像を出力する光学系であり、前記映像が投影されるスクリーンを備えたことを特徴とする、請求項７に記載の電気機器。

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