JP2011220642A

JP2011220642A - Cooling device, and image display apparatus

Info

Publication number: JP2011220642A
Application number: JP2010092373A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Nakao; 貴行中尾; Tatsuro Hirose; 達朗廣瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-13
Also published as: JP5371875B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a cooling device, along with an image display apparatus, capable of reducing stagnation in the circulation of a working liquid.SOLUTION: The cooling device includes: a cooling block; a heat pipe in which the working liquid is enclosed, and whose external wall is configured such that one end thereof is connected to a heat source and the other is connected to the cooling block; a plurality of Peltier element units arranged along the longitudinal direction of the heat pipe so as to cool the heat pipe through the cooling block; and a control unit configured to control the plurality of the Peltier element units such that, according to the amount of heat transfer from the heat source of the heat pipe to the cooling block, the plurality of the Peltier element units are to be driven in order from the unit closest to the heat source.

Description

本発明は、冷却装置、及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to a cooling device and an image display device.

従来から、複数のペルチェ素子を用いて冷却を行う冷却装置が提案されている。 Conventionally, a cooling apparatus that performs cooling using a plurality of Peltier elements has been proposed.

特許文献１には、熱交換装置において、入口配管から供給された熱媒を、直列に接続された複数の熱交換器によって冷却（又は加熱）し所定の温度の熱媒を出口配管から出力することが記載されている。各熱交換器では、中心に熱媒を通すプレート型熱交換器の両側面に複数のペルチェ素子が設置されている。プレート型熱交換器に面した側が吸熱（又は放熱）となるように各ペルチェ素子へ供給する電流の向きを制御することにより、各熱交換器を流れる熱媒が冷却（又は加熱）される。また、ペルチェ素子に電力を供給する直流電源回路を熱交換器ごとに設け、制御部は、熱負荷に応じて、各直流電源回路をオンオフ制御し有効となる熱交換器の台数を制御する。これにより、特許文献１によれば、熱媒の温度制御のために稼動する直流電源回路の数を少なくすることが可能となり、直流電源回路に起因する電力損失を少なくすることができるとされている。 In Patent Document 1, in a heat exchange device, a heat medium supplied from an inlet pipe is cooled (or heated) by a plurality of heat exchangers connected in series, and a heat medium having a predetermined temperature is output from the outlet pipe. It is described. In each heat exchanger, a plurality of Peltier elements are installed on both side surfaces of a plate-type heat exchanger through which a heat medium passes. The heat medium flowing through each heat exchanger is cooled (or heated) by controlling the direction of the current supplied to each Peltier element so that the side facing the plate heat exchanger absorbs heat (or dissipates heat). In addition, a DC power supply circuit that supplies power to the Peltier element is provided for each heat exchanger, and the control unit controls the number of heat exchangers that are effective by controlling each DC power supply circuit on and off according to the thermal load. Thus, according to Patent Document 1, it is possible to reduce the number of DC power supply circuits that are operated for temperature control of the heat medium, and to reduce power loss due to the DC power supply circuit. Yes.

特許文献２には、複数のサーモ・モジュールを制御する温度制御装置が記載されている。具体的には、各サーモ・モジュールには、ペルチェ素子が用いられている。温度制御装置は、１つのサーモ・モジュールを選択してその温度を検出し、そのサーモ・モジュールの温度が設定温度より上昇（又は下降）したとき、冷却（又は加熱）する方向のパルス電圧を可変電源ユニットからサーモ・モジュールのペルチェ素子へ供給する。これにより、特許文献２によれば、複数のサーモ・モジュールを単一の可変電源でパルス駆動するようにしたので、装置の小型軽量化を図ることができるとされている。 Patent Document 2 describes a temperature control device that controls a plurality of thermo modules. Specifically, a Peltier element is used for each thermo module. The temperature control device selects one thermo module and detects its temperature. When the temperature of the thermo module rises (or falls) from the set temperature, the pulse voltage in the direction of cooling (or heating) can be varied. Supply from the power supply unit to the Peltier element of the thermo module. Thus, according to Patent Document 2, since a plurality of thermo modules are pulse-driven by a single variable power source, it is said that the apparatus can be reduced in size and weight.

特開２００１−１０８３２８号公報JP 2001-108328 A 特開２００１−１５３４８５号公報JP 2001-153485 A

特許文献１及び２には、作動液が内部に封入されたヒートパイプを設けることに関して記載がない。 Patent Documents 1 and 2 have no description regarding providing a heat pipe in which a working fluid is sealed.

一方、ヒートパイプを設けた冷却装置においては、ヒートパイプの熱輸送量の限界に近い熱量を熱源側から冷却部側へ輸送した場合に、ヒートパイプ内部に封入された作動液が冷却部側の先端部に溜まる現象が発生することがある。この現象はヒートパイプの複数の冷却部が水平に近い姿勢又は熱源より下方にあると発生しやすい。この現象が発生した場合、ヒートパイプ内部の作動液の循環が滞り、熱源側に作動液が還流しなくなる。さらに作動液が溜まった部分（先端部）は、蒸気が到達しなくなるために熱流が供給されない状態で先端部側の冷却部により冷却され、他の冷却部が冷却している部分より低温になる。この部分（先端部）は熱源の冷却に寄与せずに過剰に冷却される為にペルチェ素子の電力効率は著しく低下する。低温になった先端部で蒸気の凝縮が促進されるために作動液がさらに戻らなくなる悪循環が発生し、最終的に熱源付近の作動液が枯渇することで熱源の温度が急激に上昇する可能性がある。 On the other hand, in the cooling device provided with the heat pipe, when the heat amount close to the limit of the heat transport amount of the heat pipe is transported from the heat source side to the cooling unit side, the working fluid enclosed in the heat pipe is transferred to the cooling unit side. A phenomenon may occur in which the tip portion accumulates. This phenomenon is likely to occur when the plurality of cooling parts of the heat pipe are in a horizontal posture or below the heat source. When this phenomenon occurs, the circulation of the working fluid inside the heat pipe is delayed and the working fluid does not recirculate to the heat source side. Further, the portion where the hydraulic fluid is accumulated (tip portion) is cooled by the cooling portion on the tip portion side in a state where no heat flow is supplied because the vapor does not reach, and the temperature is lower than the portion where the other cooling portions are cooled. . Since this portion (tip portion) is excessively cooled without contributing to the cooling of the heat source, the power efficiency of the Peltier element is significantly reduced. A vicious cycle in which the hydraulic fluid does not return further because vapor condensation is promoted at the tip that has become low temperature may occur, and eventually the hydraulic fluid near the heat source may be exhausted, causing the temperature of the heat source to rise rapidly There is.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作動液の循環が滞ることを低減できる冷却装置及び画像表示装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a cooling device and an image display device that can reduce the stagnation of working fluid circulation.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる冷却装置は、冷却ブロックと、作動液が内部に封入され、外壁の一端側が熱源に接続され前記外壁の他端側が前記冷却ブロックに接続されたヒートパイプと、前記冷却ブロックを介して前記ヒートパイプを冷却するように、前記ヒートパイプの長手方向に沿って配された複数のペルチェ素子ユニットと、前記ヒートパイプの前記熱源側から前記冷却ブロック側への熱輸送量に応じて、前記複数のペルチェ素子ユニットを前記熱源に近い側から順次に駆動するように前記複数のペルチェ素子ユニットの駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a cooling device according to one aspect of the present invention includes a cooling block, a working fluid enclosed therein, and one end side of the outer wall connected to a heat source. A heat pipe having an end connected to the cooling block, a plurality of Peltier element units arranged along the longitudinal direction of the heat pipe so as to cool the heat pipe via the cooling block, and the heat pipe A control unit that controls driving of the plurality of Peltier element units so as to sequentially drive the plurality of Peltier element units from the side close to the heat source in accordance with the amount of heat transport from the heat source side to the cooling block side. It is characterized by comprising.

本発明によれば、複数のペルチェ素子ユニットによる冷却側の吸熱量がヒートパイプの最大熱輸送量に近い場合に、ヒートパイプの内部における冷却側の先端部が過剰に冷却されることが低減される。これにより、ヒートパイプの内部における冷却側の先端部に作動液が滞留する現象が抑制され、作動液の循環が滞ることを低減できる。 According to the present invention, when the endothermic amount on the cooling side by the plurality of Peltier element units is close to the maximum heat transport amount of the heat pipe, it is possible to reduce the excessive cooling of the cooling-side tip portion inside the heat pipe. The As a result, the phenomenon that the working fluid stays at the cooling-side tip inside the heat pipe is suppressed, and the circulation of the working fluid can be reduced.

図１は、実施の形態１にかかる冷却装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the cooling device according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１にかかる冷却装置の熱輸送量に対するペルチェ素子ユニットの駆動状態の一例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph illustrating an example of a driving state of the Peltier element unit with respect to the heat transport amount of the cooling device according to the first embodiment. 図３は、実施の形態２にかかる冷却装置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the cooling device according to the second embodiment. 図４は、実施の形態３にかかる冷却装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the cooling device according to the third embodiment. 図５は、実施の形態４にかかる冷却装置を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the cooling device according to the fourth embodiment. 図６は、実施の形態５にかかる冷却装置を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the cooling device according to the fifth embodiment. 図７は、実施の形態６にかかる冷却装置を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the cooling device according to the sixth embodiment. 図８は、実施の形態７及び実施の形態８にかかる画像表示装置を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an image display apparatus according to the seventh and eighth embodiments. 図９は、比較例にかかる冷却装置の熱輸送量に対するペルチェ素子ユニットの駆動状態の一例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph illustrating an example of a driving state of the Peltier element unit with respect to the heat transport amount of the cooling device according to the comparative example.

以下に、本発明にかかる冷却装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a cooling device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
実施の形態１にかかる冷却装置１００の構成を、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１にかかる冷却装置１００の構成（断面構成又は機能構成）を示す図である。 Embodiment 1 FIG.
The configuration of the cooling device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration (cross-sectional configuration or functional configuration) of a cooling device 100 according to the first embodiment.

冷却装置１００は、ヒートパイプ１、冷却部ブロック（冷却ブロック）３、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄ、放熱部ブロック５、制御装置（制御部）７、及び温度センサ８、９を備える。 The cooling device 100 includes a heat pipe 1, a cooling unit block (cooling block) 3, a plurality of Peltier element units 4 a to 4 d, a heat radiating unit block 5, a control device (control unit) 7, and temperature sensors 8 and 9.

ヒートパイプ１は、その一方に熱源２が設けられ、その他方に冷却部ブロック３が取り付けられている。すなわち、ヒートパイプ１は、外壁１ａ及び内部流路１ｂを有する。外壁１ａは、図１における横方向に延びている。外壁１ａの一端側１ａ１は、熱源２に接続されている。外壁１ａの他端側１ａ２は、冷却部ブロック３に接続されている。内部流路１ｂは、外壁１ａに囲まれた閉じた空間となっている。内部流路１ｂには、作動液が封入されている。作動液は、熱源２の温度と冷却部ブロック３の温度とに応じた所定の温度範囲内で蒸発と凝縮とを行い内部流路１ｂ内を循環する液体である。 The heat pipe 1 is provided with a heat source 2 on one side and a cooling unit block 3 on the other side. That is, the heat pipe 1 has an outer wall 1a and an inner flow path 1b. The outer wall 1a extends in the lateral direction in FIG. One end side 1 a 1 of the outer wall 1 a is connected to the heat source 2. The other end 1 a 2 of the outer wall 1 a is connected to the cooling unit block 3. The internal flow path 1b is a closed space surrounded by the outer wall 1a. A working fluid is sealed in the internal flow path 1b. The hydraulic fluid is a liquid that evaporates and condenses within a predetermined temperature range corresponding to the temperature of the heat source 2 and the temperature of the cooling unit block 3 and circulates in the internal flow path 1b.

冷却部ブロック３は、ヒートパイプ１の長手方向に沿って延びている。冷却部ブロック３の１つの主面は、外壁１ａの一端側１ａ１に接続されている。冷却部ブロック３における１つの主面と反対側の主面には、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄが接続されている。これにより、冷却部ブロック３は、ヒートパイプ１をそれぞれ冷却するための複数の冷却部３ａ〜３ｄを有する。 The cooling unit block 3 extends along the longitudinal direction of the heat pipe 1. One main surface of the cooling unit block 3 is connected to one end side 1a1 of the outer wall 1a. A plurality of Peltier element units 4 a to 4 d are connected to a main surface opposite to one main surface in the cooling unit block 3. Thereby, the cooling unit block 3 includes a plurality of cooling units 3 a to 3 d for cooling the heat pipe 1.

複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄは、冷却部ブロック３を介してヒートパイプ１を冷却するように、ヒートパイプ１の長手方向に沿って配されている。すなわち、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの吸熱面には、冷却部ブロック３が取り付けられている（接続されている）。各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの放熱面には、放熱部ブロック５が取り付けられている（接続されている）。なお、図１においてはペルチェ素子ユニットが４個配置されているが、２個以上であれば個数は限定されない。 The plurality of Peltier element units 4 a to 4 d are arranged along the longitudinal direction of the heat pipe 1 so as to cool the heat pipe 1 via the cooling unit block 3. That is, the cooling unit block 3 is attached (connected) to the heat absorbing surfaces of the Peltier element units 4a to 4d. The heat radiating part block 5 is attached (connected) to the heat radiating surface of each Peltier element unit 4a-4d. Although four Peltier element units are arranged in FIG. 1, the number is not limited as long as it is two or more.

放熱部ブロック５は、ヒートパイプ１の長手方向に沿って延びている。放熱部ブロック５の１つの主面には、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄが接続されている。 The heat radiation block 5 extends along the longitudinal direction of the heat pipe 1. A plurality of Peltier element units 4 a to 4 d are connected to one main surface of the heat radiating unit block 5.

制御装置７は、複数の制御線６ａ〜６ｄを介して複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄに接続されている。制御装置７は、各制御線６ａ〜６ｄを介して対応するペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄへ電力を供給することにより、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄを駆動する。 The control device 7 is connected to a plurality of Peltier element units 4a to 4d via a plurality of control lines 6a to 6d. The control device 7 drives each Peltier element unit 4a-4d by supplying electric power to the corresponding Peltier element unit 4a-4d via each control line 6a-6d.

具体的には、制御装置７は、ヒートパイプ１の熱源２側から冷却ブロック３側への熱輸送量に応じて、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄを熱源２に近い側から優先して順次に駆動し始めるように複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの駆動を制御する。また、制御装置７は、ヒートパイプ１の熱源２側から冷却ブロック３側への熱輸送量に応じて、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄを熱源２から遠い側から優先して順次に駆動し終えるように複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの駆動を制御する。 Specifically, the control device 7 sequentially gives priority to the plurality of Peltier element units 4a to 4d from the side close to the heat source 2 according to the amount of heat transport from the heat source 2 side of the heat pipe 1 to the cooling block 3 side. The driving of the plurality of Peltier element units 4a to 4d is controlled so as to start driving. Further, the control device 7 sequentially drives the plurality of Peltier element units 4a to 4d with priority from the side far from the heat source 2 according to the amount of heat transport from the heat source 2 side to the cooling block 3 side of the heat pipe 1. The driving of the plurality of Peltier element units 4a to 4d is controlled so as to finish.

温度センサ８は、ヒートパイプ１の例えば冷却部３ａ近辺の温度を測定し、その測定結果を制御装置７へ供給する。温度センサ９は、ヒートパイプ１の熱源２近辺の温度を測定し、その測定結果を制御装置７へ供給する。これにより、制御装置７は、温度センサ８又は９の測定結果から各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄへ供給する電力を決定し、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの駆動を制御する。 The temperature sensor 8 measures the temperature of the heat pipe 1 near the cooling unit 3a, for example, and supplies the measurement result to the control device 7. The temperature sensor 9 measures the temperature of the heat pipe 1 near the heat source 2 and supplies the measurement result to the control device 7. Thereby, the control apparatus 7 determines the electric power supplied to each Peltier element unit 4a-4d from the measurement result of the temperature sensor 8 or 9, and controls the drive of each Peltier element unit 4a-4d.

なお、温度センサ８および温度センサ９は、少なくとも一方が取り付けられていれば制御装置７による制御が可能である。例えば、レーザ素子を使用した投射型の画像表示装置の場合、ヒートパイプ１とレーザ素子（熱源２）との間の熱抵抗が一定であれば、レーザ素子（熱源２）に温度センサ９を取り付けずに、例えば冷却部３ａ近辺に温度センサ８を配置しても良い。 The temperature sensor 8 and the temperature sensor 9 can be controlled by the control device 7 as long as at least one of them is attached. For example, in the case of a projection-type image display device using a laser element, if the thermal resistance between the heat pipe 1 and the laser element (heat source 2) is constant, the temperature sensor 9 is attached to the laser element (heat source 2). Instead, for example, the temperature sensor 8 may be arranged in the vicinity of the cooling unit 3a.

ここで、仮に、制御装置７が複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄを同時に駆動し始めるように複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの駆動を制御する場合について考える。この場合、制御装置７による駆動の開始後、ヒートパイプ１の内部流路１ｂに封入された作動液による外壁１ａの一端側１ａ１から他端側１ａ２への熱輸送量が徐々に増えていく。このとき、図９に示すように、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄによる吸熱量Ｑａ１〜Ｑｄ１は、同時に増加していく。そして、ヒートパイプ１の熱輸送量の限界に近い（例えば、図９に示す熱輸送量８０〜１００％の領域Ｒ１の）熱量を熱源側から冷却部側へ輸送した場合に、ヒートパイプ１内部に封入された作動液が内部流路１ｂ内における冷却部３ｄ側の先端部１ｂ１に溜まる現象が発生することがある。この現象はヒートパイプ１の複数の冷却部３ａ〜３ｄが水平に近い姿勢又は加熱部が上方にあると発生しやすい。この現象が発生した場合、ヒートパイプ１内部の作動液の循環が滞り、熱源２側に作動液が還流しなくなる。さらに作動液が溜まった部分（先端部１ｂ１）は、蒸気が到達しなくなるために熱流が供給されない状態で先端部１ｂ１側の冷却部３ｄにより最大電力近傍（例えば、吸熱量８０〜１００％に対応した電力）で冷却され、他の冷却部３ａ〜３ｃが冷却している部分より低温になる。この部分（先端部１ｂ１）は熱源２の冷却に寄与せずに過剰に冷却される為にペルチェ素子の電力効率は著しく低下する。低温になった先端部１ｂ１で蒸気の凝縮が促進されるために作動液がさらに戻らなくなる悪循環が発生し、最終的に熱源２付近の作動液が枯渇することで熱源２の温度が急激に上昇する可能性がある。 Here, suppose a case where the control device 7 controls driving of the plurality of Peltier element units 4a to 4d so as to start driving the plurality of Peltier element units 4a to 4d simultaneously. In this case, after the drive by the control device 7 is started, the amount of heat transport from the one end side 1a1 of the outer wall 1a to the other end side 1a2 by the hydraulic fluid sealed in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 gradually increases. At this time, as shown in FIG. 9, the endothermic amounts Qa1 to Qd1 by the Peltier element units 4a to 4d increase simultaneously. When the heat amount close to the limit of the heat transport amount of the heat pipe 1 (for example, the region R1 having a heat transport amount of 80 to 100% shown in FIG. 9) is transported from the heat source side to the cooling unit side, A phenomenon may occur in which the hydraulic fluid sealed in is accumulated at the front end 1b1 on the cooling unit 3d side in the internal flow path 1b. This phenomenon is likely to occur when the plurality of cooling units 3a to 3d of the heat pipe 1 are in a posture that is almost horizontal or the heating unit is above. When this phenomenon occurs, the circulation of the working fluid inside the heat pipe 1 is delayed and the working fluid does not recirculate to the heat source 2 side. Further, the portion where the hydraulic fluid is accumulated (tip portion 1b1) corresponds to the vicinity of the maximum electric power (for example, the heat absorption amount is 80 to 100%) by the cooling portion 3d on the tip portion 1b1 side in a state where no heat flow is supplied because the steam does not reach. The other cooling parts 3a to 3c are cooled to a lower temperature than the part being cooled. Since this portion (tip portion 1b1) is excessively cooled without contributing to the cooling of the heat source 2, the power efficiency of the Peltier element is significantly reduced. A vicious cycle occurs in which the working fluid does not return because the vapor condensation is promoted at the tip 1b1 that has become low temperature, and the temperature of the heat source 2 suddenly rises due to the exhaustion of the working fluid near the heat source 2. there's a possibility that.

それに対し、実施の形態１では、ヒートパイプ１の熱源２側から冷却ブロック３側への熱輸送量に応じて、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄを熱源２に近い側から順次に駆動し始めるように複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの駆動を制御する。この場合、制御装置７による駆動の開始後、ヒートパイプ１の内部流路１ｂに封入された作動液による外壁１ａの一端側１ａ１から他端側１ａ２への熱輸送量が徐々に増えていく。このとき、図２に示すように、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄによる吸熱量Ｑａ〜Ｑｄは、順次に増加していく。 On the other hand, in the first embodiment, the plurality of Peltier element units 4a to 4d are sequentially driven from the side close to the heat source 2 in accordance with the amount of heat transport from the heat source 2 side of the heat pipe 1 to the cooling block 3 side. In this way, the driving of the plurality of Peltier element units 4a to 4d is controlled. In this case, after the drive by the control device 7 is started, the amount of heat transport from the one end side 1a1 of the outer wall 1a to the other end side 1a2 by the hydraulic fluid sealed in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 gradually increases. At this time, as shown in FIG. 2, the heat absorption amounts Qa to Qd by the respective Peltier element units 4a to 4d are sequentially increased.

例えば、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの設計上の最大吸熱量を１００％とした場合、冷却に必要なヒートパイプ１の熱輸送量が増大するに従い、ペルチェ素子ユニット４ａの駆動電力を吸熱量０％に対応した値から吸熱量１００％に対応した値まで増やす。その後、ペルチェ素子ユニット４ｂの駆動電力を吸熱量０％に対応した値から吸熱量１００％に対応した値まで増やす。その後、ペルチェ素子ユニット４ｃの駆動電力を吸熱量０％に対応した値から吸熱量１００％に対応した値まで増やす。その後、ペルチェ素子ユニット４ｄの駆動電力を吸熱量０％に対応した値から吸熱量１００％に対応した値まで増やす。このように、熱源２に近いペルチェ素子ユニットから順次に駆動電力を増やす。 For example, when the design maximum heat absorption amount of each Peltier element unit 4a to 4d is 100%, the driving power of the Peltier element unit 4a is reduced to 0 as the heat transport amount of the heat pipe 1 required for cooling increases. % To a value corresponding to 100% of the endothermic amount. Thereafter, the driving power of the Peltier element unit 4b is increased from a value corresponding to the endothermic amount 0% to a value corresponding to the endothermic amount 100%. Thereafter, the driving power of the Peltier element unit 4c is increased from a value corresponding to the endothermic amount 0% to a value corresponding to the endothermic amount 100%. Thereafter, the driving power of the Peltier element unit 4d is increased from a value corresponding to the endothermic amount 0% to a value corresponding to the endothermic amount 100%. In this way, the driving power is sequentially increased from the Peltier element unit close to the heat source 2.

なお、最大駆動電力の状態から電力を減らす場合は、ペルチェ素子ユニット４ａの駆動電力を吸熱量１００％に対応した値から吸熱量０％に対応した値まで減らす。その後、ペルチェ素子ユニット４ｂの駆動電力を吸熱量１００％に対応した値から吸熱量０％に対応した値まで減らす。その後、ペルチェ素子ユニット４ｃの駆動電力を吸熱量１００％に対応した値から吸熱量０％に対応した値まで減らす。その後、ペルチェ素子ユニット４ｄの駆動電力を吸熱量１００％に対応した値から吸熱量０％に対応した値まで減らす。このように、熱源２から遠いペルチェ素子ユニットから順次に駆動電力を減らす。 When reducing the power from the maximum drive power state, the drive power of the Peltier element unit 4a is reduced from a value corresponding to the endothermic amount 100% to a value corresponding to the endothermic amount 0%. Thereafter, the driving power of the Peltier element unit 4b is reduced from a value corresponding to the endothermic amount 100% to a value corresponding to the endothermic amount 0%. Thereafter, the driving power of the Peltier element unit 4c is reduced from a value corresponding to the endothermic amount 100% to a value corresponding to the endothermic amount 0%. Thereafter, the driving power of the Peltier element unit 4d is reduced from a value corresponding to the endothermic amount 100% to a value corresponding to the endothermic amount 0%. In this way, the driving power is sequentially reduced from the Peltier element unit far from the heat source 2.

図２に示すように、ペルチェ素子ユニット４ｄの電力を制御することによりヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける先端部１ｂ１近辺が最大電力近傍（例えば、吸熱量８０〜１００％に対応した電力）で駆動されるのは、ペルチェ素子ユニット４ｄの設計上の最大熱輸送量近傍（例えば、図２に破線で示す熱輸送量９５〜１００％の領域Ｒ）に達した時に限定される。従って、最大電力近傍を下回る電力（すなわち、他のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｃが最大吸熱量近傍に達した時）においては、先端部１ｂ１近辺が過剰に冷却されることが低減される。すなわち、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄによる冷却側の吸熱量がヒートパイプ１の最大熱輸送量に近づいていった場合でも、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける冷却側の先端部１ｂ１が過剰に冷却されることが低減される。これにより、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける冷却側の先端部１ｂ１に作動液が滞留する現象が抑制され、作動液の循環が滞ることを低減できる。 As shown in FIG. 2, by controlling the power of the Peltier element unit 4d, the vicinity of the tip 1b1 in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 is near the maximum power (for example, power corresponding to an endothermic amount of 80 to 100%). The driving is limited when the vicinity of the designed maximum heat transport amount of the Peltier element unit 4d (for example, the region R having a heat transport amount of 95 to 100% indicated by a broken line in FIG. 2) is reached. Therefore, excessive cooling of the vicinity of the tip 1b1 is reduced when the power is below the maximum power (that is, when the other Peltier element units 4a to 4c reach the maximum heat absorption amount). That is, even when the amount of heat absorbed on the cooling side by the plurality of Peltier element units 4a to 4d approaches the maximum heat transport amount of the heat pipe 1, the cooling-side tip 1b1 in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 is excessive. Cooling is reduced. Thereby, the phenomenon that the working fluid is retained at the cooling-side tip portion 1b1 in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 is suppressed, and the circulation of the working fluid can be reduced.

したがって、作動液の滞留が無い状態で各ペルチェ素子ユニットを駆動することで、ヒートパイプ１の内部流路１ｂ内の蒸気が冷却部３ａ〜３ｄに対応した外壁１ａの他端側１ａ２の全体に均等に行き渡り、過剰に冷却される部分が発生しにくいため、作動液は容易に還流して熱源２を冷却する。これにより、ペルチェ素子ユニットの表裏の温度差が少なくなり、ペルチェ素子ユニットの電力効率が改善される。この結果、比較例に比べて冷却装置の熱輸送量の限界が増大し、電力効率も改善される。 Therefore, by driving each Peltier element unit in a state where there is no stagnation of the hydraulic fluid, the steam in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 is spread over the other end side 1a2 of the outer wall 1a corresponding to the cooling units 3a to 3d. Since a portion that is evenly distributed and excessively cooled does not easily occur, the working fluid is easily refluxed to cool the heat source 2. Thereby, the temperature difference of the front and back of a Peltier device unit decreases, and the power efficiency of a Peltier device unit is improved. As a result, the limit of the heat transport amount of the cooling device is increased as compared with the comparative example, and the power efficiency is also improved.

なお、図２に示す制御は一例であり、熱輸送量とペルチェ素子の吸熱量との関係は任意の曲線で構成してもよく、各ペルチェ素子ユニットが動作を開始する熱輸送量も自由に決定できる。 Note that the control shown in FIG. 2 is an example, and the relationship between the heat transport amount and the heat absorption amount of the Peltier element may be configured by an arbitrary curve, and the heat transport amount at which each Peltier element unit starts operating is also free. Can be determined.

実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる冷却装置２００について図３を用いて説明する。図３は、実施の形態２にかかる冷却装置２００の構成の一部を示す斜視図である。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 2. FIG.
Next, the cooling device 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view illustrating a part of the configuration of the cooling device 200 according to the second embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 1. FIG.

冷却装置２００は、複数のヒートパイプ２０１−１〜２０１−３、及び冷却部ブロック２０３を備える。複数設けられたヒートパイプ２０１−１〜２０１−３は、互いに（例えば、互いに平行に）並んでいる。各ヒートパイプ２０１−１〜２０１−３は、冷却部ブロック２０３の内部を貫通するように延びている。すなわち、冷却部ブロック２０３は、各ヒートパイプ２０１−１〜２０１−３の長手方向に垂直な断面で見た場合に、各ヒートパイプ２０１−１〜２０１−３の外壁を囲むように接続されている。 The cooling device 200 includes a plurality of heat pipes 201-1 to 201-3 and a cooling unit block 203. A plurality of heat pipes 201-1 to 201-3 are arranged side by side (for example, parallel to each other). Each of the heat pipes 201-1 to 201-3 extends so as to penetrate the inside of the cooling unit block 203. That is, the cooling unit block 203 is connected so as to surround the outer wall of each heat pipe 201-1 to 201-3 when viewed in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of each heat pipe 201-1 to 201-3. Yes.

実施の形態２では、ヒートパイプの本数の増加により熱輸送量を増やすことができると共に、ペルチェ素子ユニットの冷却面及び熱源に対して熱流を分散させ、冷却効率を向上させることができる。 In the second embodiment, the heat transport amount can be increased by increasing the number of heat pipes, and the heat flow can be distributed to the cooling surface and the heat source of the Peltier element unit to improve the cooling efficiency.

実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかる冷却装置３００について図４を用いて説明する。図４は、実施の形態３にかかる冷却装置３００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 3 FIG.
Next, the cooling device 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the cooling device 300 according to the third embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 1. FIG.

冷却装置３００は、冷却部ブロック（冷却ブロック）３０３、複数のペルチェ素子ユニット３０４ａ〜３０４ｄ、放熱部ブロック３０５、制御装置３０７を備える。２つの冷却ブロック３、３０３は、ヒートパイプ１を挟むように配されている。複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄ、３０４ａ〜３０４ｄは、２つの冷却ブロック３、３０３、及びヒートパイプ１を挟むように配されている。 The cooling device 300 includes a cooling unit block (cooling block) 303, a plurality of Peltier element units 304a to 304d, a heat radiation unit block 305, and a control device 307. The two cooling blocks 3 and 303 are arranged so as to sandwich the heat pipe 1. The plurality of Peltier element units 4 a to 4 d and 304 a to 304 d are arranged so as to sandwich the two cooling blocks 3 and 303 and the heat pipe 1.

放熱部ブロック３０５は、ヒートパイプ１の長手方向に沿って延びている。放熱部ブロック３０５の１つの主面には、複数のペルチェ素子ユニット３０４ａ〜３０４ｄが接続されている。 The heat dissipating unit block 305 extends along the longitudinal direction of the heat pipe 1. A plurality of Peltier element units 304 a to 304 d are connected to one main surface of the heat radiating unit block 305.

制御装置３０７は、複数の制御線３０６ａ〜３０６ｄを介して複数のペルチェ素子ユニット３０４ａ〜３０４ｄに接続されている。制御装置３０７は、各制御線３０６ａ〜３０６ｄを介して対応するペルチェ素子ユニット３０４ａ〜３０４ｄへ電力を供給することにより、各ペルチェ素子ユニット３０４ａ〜３０４ｄを駆動する。 The control device 307 is connected to a plurality of Peltier element units 304a to 304d via a plurality of control lines 306a to 306d. The control device 307 drives each Peltier element unit 304a to 304d by supplying electric power to the corresponding Peltier element unit 304a to 304d via each control line 306a to 306d.

具体的には、制御装置３０７は、ヒートパイプ１の熱源２側から冷却ブロック３、３０３側への熱輸送量に応じて、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄ、３０４ａ〜３０４ｄを熱源２に近い側から優先して順次に駆動し始めるように複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄ、３０４ａ〜３０４ｄの駆動を制御する。また、制御装置３０７は、ヒートパイプ１の熱源２側から冷却ブロック３、３０３側への熱輸送量に応じて、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄ、３０４ａ〜３０４ｄを熱源２から遠い側から優先して順次に駆動し終えるように複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄ、３０４ａ〜３０４ｄの駆動を制御する。 Specifically, the control device 307 closes the plurality of Peltier element units 4a to 4d and 304a to 304d to the heat source 2 in accordance with the amount of heat transport from the heat source 2 side of the heat pipe 1 to the cooling blocks 3 and 303 side. The driving of the plurality of Peltier element units 4a to 4d, 304a to 304d is controlled so as to start driving sequentially with priority from the side. Further, the control device 307 gives priority to the plurality of Peltier element units 4a to 4d and 304a to 304d from the side far from the heat source 2 according to the amount of heat transport from the heat source 2 side of the heat pipe 1 to the cooling blocks 3 and 303 side. Then, the driving of the plurality of Peltier element units 4a to 4d and 304a to 304d is controlled so as to finish driving sequentially.

実施の形態３では、ヒートパイプ１の単位長さ当りに対してペルチェ素子ユニットの個数をより多く取り付けることができるので、ヒートパイプ１の熱輸送量を容易に増やすことができる。 In Embodiment 3, since the number of Peltier element units can be increased with respect to the unit length of the heat pipe 1, the heat transport amount of the heat pipe 1 can be easily increased.

実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる冷却装置４００について図５を用いて説明する。図５は、実施の形態４にかかる冷却装置４００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 4 FIG.
Next, the cooling device 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the cooling device 400 according to the fourth embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 1. FIG.

冷却装置４００は、複数のペルチェ素子ユニット４０４ａ〜４０４ｄ、及び制御装置４０７を備える。複数のペルチェ素子ユニット４０４ａ〜４０４ｄのそれぞれは、複数の冷却回路を有する。例えば、ペルチェ素子ユニット４０４ａは、複数の冷却回路４０４ａ１〜４０４ａ４を有する。制御装置４０７は、複数のペルチェ素子ユニット４０４ａ〜４０４ｄのそれぞれにおける複数の冷却回路を個別に駆動する。例えば、制御装置４０７は、複数の制御線４０６ａ１〜４０６ａ４を介して複数の冷却回路４０４ａ１〜４０４ａ４に接続されている。これにより、制御装置４０７は、ペルチェ素子ユニット４０４ａにおける複数の冷却回路４０４ａ１〜４０４ａ４を個別に駆動する。なお、各冷却回路は、例えば、Ｐ型半導体とＮ型半導体とが交互に電気的に直列に接続されたものである。 The cooling device 400 includes a plurality of Peltier element units 404 a to 404 d and a control device 407. Each of the plurality of Peltier element units 404a to 404d has a plurality of cooling circuits. For example, the Peltier element unit 404a includes a plurality of cooling circuits 404a1 to 404a4. The control device 407 individually drives a plurality of cooling circuits in each of the plurality of Peltier element units 404a to 404d. For example, the control device 407 is connected to a plurality of cooling circuits 404a1 to 404a4 via a plurality of control lines 406a1 to 406a4. As a result, the control device 407 individually drives the plurality of cooling circuits 404a1 to 404a4 in the Peltier element unit 404a. Each cooling circuit is, for example, one in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are alternately electrically connected in series.

実施の形態４では、各ペルチェ素子ユニットにおける複数の冷却回路を個別に駆動するので、ペルチェ素子ユニット内の任意の位置を部分的に冷却することが容易になる。また、ひとつのペルチェ素子ユニットが複数の位置に分解して制御されることで、冷却領域を細分化して制御することが可能になる。すなわち、ペルチェ素子ユニットの個数より多くの自由度で冷却回路の位置に応じた冷却領域を制御することが可能になる。 In the fourth embodiment, since a plurality of cooling circuits in each Peltier element unit are individually driven, it is easy to partially cool an arbitrary position in the Peltier element unit. Further, since one Peltier element unit is disassembled and controlled at a plurality of positions, the cooling region can be subdivided and controlled. That is, it becomes possible to control the cooling region corresponding to the position of the cooling circuit with a degree of freedom greater than the number of Peltier element units.

実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかる冷却装置５００について図６を用いて説明する。図６は、実施の形態５にかかる冷却装置５００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 5 FIG.
Next, a cooling device 500 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a cooling device 500 according to the fifth embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 1. FIG.

冷却装置５００は、温度センサ５１１及び制御装置５０７を備える。温度センサ５１１は、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの吸熱面の温度を検出する複数の検出端子（複数の検出部）５１１ａ〜５１１ｄを有する。各検出端子５１１ａ〜５１１ｄは、例えば、対応する冷却部３ａ〜３ｄの温度を検出することにより、対応するペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの吸熱面の温度を検出する。温度センサ５１１は、検出端子５１１ａ〜５１１ｄにより検出された温度の情報を制御装置５０７へ供給する。 The cooling device 500 includes a temperature sensor 511 and a control device 507. The temperature sensor 511 includes a plurality of detection terminals (a plurality of detection units) 511a to 511d that detect the temperatures of the heat absorbing surfaces of the plurality of Peltier element units 4a to 4d. Each detection terminal 511a-511d detects the temperature of the heat absorption surface of corresponding Peltier device unit 4a-4d by detecting the temperature of corresponding cooling part 3a-3d, for example. The temperature sensor 511 supplies information on the temperatures detected by the detection terminals 511a to 511d to the control device 507.

制御装置５０７は、温度センサ５１１の検出端子５１１ａ〜５１１ｄにより検出された温度に基づき、他のペルチェ素子ユニットと比較して温度が低下したペルチェ素子ユニットの冷却を抑制する。すなわち、制御装置５０７は、各検出端子５１１ａ〜５１１ｄにより検出された温度のうち閾値以下の温度があるか否かを判断する。制御装置５０７は、閾値以下の温度がある、すなわちいずれかの検出端子により閾値以下の温度が検出された場合、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄのうち閾値以下の温度を検出した検出端子に対応したペルチェ素子ユニットの駆動を他のペルチェ素子ユニットの駆動に比べて抑制する。これにより、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける冷却が抑制された部分では過剰に作動液が凝縮することが抑制される。 Based on the temperature detected by the detection terminals 511a to 511d of the temperature sensor 511, the control device 507 suppresses cooling of the Peltier element unit whose temperature is lower than that of other Peltier element units. That is, the control device 507 determines whether or not there is a temperature equal to or lower than a threshold value among the temperatures detected by the detection terminals 511a to 511d. The control device 507 corresponds to the detection terminal that detects the temperature below the threshold among the plurality of Peltier element units 4a to 4d when there is a temperature below the threshold, that is, when any of the detection terminals detects a temperature below the threshold. The driving of the Peltier element unit is suppressed as compared with the driving of other Peltier element units. Thereby, it is suppressed that a hydraulic fluid condenses excessively in the part by which the cooling in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 was suppressed.

実施の形態５では、ヒートパイプ１の各冷却部３ａ〜３ｄの温度を監視し、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける液溜まりが発生した部分の冷却を停止するといった制御が可能になる。このように制御することでヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける冷却部分全体で最適な蒸気凝縮が維持され、ヒートパイプ１の最大熱輸送能力が向上する。 In the fifth embodiment, it is possible to control the temperature of each cooling unit 3a to 3d of the heat pipe 1 to stop the cooling of the portion where the liquid pool has occurred in the internal flow path 1b of the heat pipe 1. By controlling in this way, optimal vapor condensation is maintained in the whole cooling part in the internal flow path 1b of the heat pipe 1, and the maximum heat transport capability of the heat pipe 1 is improved.

実施の形態６．
次に、実施の形態６にかかる冷却装置６００について図７を用いて説明する。図７は、実施の形態６にかかる冷却装置６００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 6 FIG.
Next, a cooling device 600 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a cooling device 600 according to the sixth embodiment. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 1. FIG.

冷却装置６００は、起電力測定装置６１２、制御装置６０７、及び温度センサ６０９を備える。複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄによりヒートパイプ１の冷却を一定時間行った後に瞬間的に複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの動作を停止させると、各ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄでは、外部からの電力供給（電圧印加）が無い状態において、表裏の温度差に応じた起電力が発生する。起電力測定装置６１２はこの起電力を測定する。すなわち、起電力測定装置６１２は、制御装置６０７により複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの駆動が同時に停止された場合に、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄにおける起電力を検出する複数の検出ノード（複数の第２の検出部）６１２ａ〜６１２ｄを有する。各検出ノード６１２ａ〜６１２ｄは、例えば、対応する制御線６ａ〜６ｄの電圧を検出することにより、対応するペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄにおける起電力を検出する。起電力測定装置６１２は、検出ノード６１２ａ〜６１２ｄにより検出された起電力の情報を制御装置６０７へ供給する。温度センサ６０９は、熱源２の温度を計測する。 The cooling device 600 includes an electromotive force measurement device 612, a control device 607, and a temperature sensor 609. When the operation of the plurality of Peltier element units 4a to 4d is instantaneously stopped after the heat pipe 1 is cooled for a certain time by the plurality of Peltier element units 4a to 4d, each Peltier element unit 4a to 4d In the absence of power supply (voltage application), an electromotive force is generated according to the temperature difference between the front and back sides. The electromotive force measuring device 612 measures this electromotive force. That is, the electromotive force measuring device 612 has a plurality of detection nodes (detection nodes) that detect electromotive forces in the plurality of Peltier element units 4a to 4d when the control device 607 simultaneously stops driving the plurality of Peltier element units 4a to 4d. A plurality of second detection units) 612a to 612d. Each of the detection nodes 612a to 612d detects the electromotive force in the corresponding Peltier element unit 4a to 4d, for example, by detecting the voltage of the corresponding control line 6a to 6d. The electromotive force measurement device 612 supplies information on the electromotive force detected by the detection nodes 612a to 612d to the control device 607. The temperature sensor 609 measures the temperature of the heat source 2.

制御装置６０７は、温度センサ６０９により計測された熱源２の温度と目標温度との差に応じてペルチェ素子への出力を設定する。さらに、制御装置６０７は、起電力測定装置６１２の複数の検出ノード６１２ａ〜６１２ｄにより検出された起電力から、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの表裏（吸熱面と放熱面と）の温度差を推計する。制御装置６０７は、この推計した値により冷却再開時の各ペルチェ素子ユニットの駆動電力（駆動電圧）を決定する。すなわち、制御装置６０７は、各検出ノード６１２ａ〜６１２ｄにより検出された起電力から推計された温度差のうち閾値以上の温度差があるか否かを判断する。複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄは共通の放熱ブロック５と接触しており、ペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄの放熱面の温度はほぼ同じである。したがって、吸熱面と放熱面との温度差が閾値以上と推計されたペルチェ素子ユニットでは、吸熱面の温度が所定の下限以下に低下していると考えられる。制御装置６０７は、閾値以上の温度差が推計された場合、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄのうち閾値以上の温度差が推計されたペルチェ素子ユニットの駆動を他のペルチェ素子ユニットの駆動に比べて抑制する。これにより、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける冷却が抑制された部分では過剰に作動液が凝縮することが抑制される。 The control device 607 sets the output to the Peltier element according to the difference between the temperature of the heat source 2 measured by the temperature sensor 609 and the target temperature. Furthermore, the control device 607 calculates the temperature difference between the front and back surfaces (the heat absorption surface and the heat dissipation surface) of the plurality of Peltier element units 4a to 4d from the electromotive forces detected by the plurality of detection nodes 612a to 612d of the electromotive force measurement device 612. Estimate. The control device 607 determines the driving power (driving voltage) of each Peltier element unit at the time of restarting cooling based on the estimated value. That is, the control device 607 determines whether there is a temperature difference equal to or greater than a threshold value among the temperature differences estimated from the electromotive forces detected by the detection nodes 612a to 612d. The plurality of Peltier element units 4a to 4d are in contact with the common heat dissipation block 5, and the temperatures of the heat dissipation surfaces of the Peltier element units 4a to 4d are substantially the same. Therefore, in the Peltier element unit in which the temperature difference between the heat absorbing surface and the heat radiating surface is estimated to be equal to or greater than the threshold value, it is considered that the temperature of the heat absorbing surface is lowered below a predetermined lower limit. When the temperature difference equal to or greater than the threshold is estimated, the control device 607 compares the driving of the Peltier element unit in which the temperature difference equal to or greater than the threshold is estimated among the plurality of Peltier element units 4a to 4d as compared with the driving of other Peltier element units. To suppress. Thereby, it is suppressed that a hydraulic fluid condenses excessively in the part by which the cooling in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 was suppressed.

実施の形態６では、温度センサ５１１（図６参照）を用いずに、すなわちペルチェ素子ユニット近辺の温度測定のためのセンサ及びその配線を省略し、ヒートパイプ１の各冷却部３ａ〜３ｄの温度を監視し、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける液溜まりが発生した部分の冷却を停止するといった制御が可能になる。このように制御することによっても、ヒートパイプ１の内部流路１ｂにおける冷却部分全体で最適な蒸気凝縮が維持され、ヒートパイプ１の最大熱輸送能力が向上する。 In the sixth embodiment, the temperature sensor 511 (see FIG. 6) is not used, that is, the temperature measurement sensor and its wiring in the vicinity of the Peltier element unit are omitted, and the temperatures of the cooling units 3a to 3d of the heat pipe 1 are omitted. It is possible to control such that the cooling of the portion where the liquid pool has occurred in the internal flow path 1b of the heat pipe 1 is stopped. By controlling in this way, the optimum vapor condensation is maintained in the whole cooling part in the internal flow path 1b of the heat pipe 1, and the maximum heat transport capacity of the heat pipe 1 is improved.

実施の形態７．
次に、実施の形態７として、実施の形態１〜実施の形態６にかかる冷却装置を画像表示装置に適用した例について図８を用いて説明する。図８は、一例として、実施の形態２の冷却装置２００を画像表示装置７００のレーザ素子の冷却に用いた例を示す。 Embodiment 7 FIG.
Next, as Embodiment 7, an example in which the cooling device according to Embodiments 1 to 6 is applied to an image display device will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows an example in which the cooling device 200 according to the second embodiment is used for cooling the laser element of the image display device 700 as an example.

画像表示装置７００は、レーザ素子７１４、画像投影装置７１５、スクリーン７１６、及び冷却装置２００を備える。画像表示装置７００では、レーザ素子７１４より出射された光は画像投影装置７１５内の画像変調装置（図示せず）及び光学装置（図示せず）を経てスクリーン７１６に画像として投射される。スクリーン７１６には、投射された画像（例えば、動画像）が表示される。レーザ素子７１４は、例えば、半導体レーザ素子が用いられる。これら半導体レーザ素子には、熱源となる冷却装置が取り付けられている。レーザ素子７１４は、例えば、カラー表示を目的として複数（７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂ）配置される。 The image display device 700 includes a laser element 714, an image projection device 715, a screen 716, and a cooling device 200. In the image display device 700, the light emitted from the laser element 714 is projected as an image on the screen 716 through an image modulation device (not shown) and an optical device (not shown) in the image projection device 715. A projected image (for example, a moving image) is displayed on the screen 716. As the laser element 714, for example, a semiconductor laser element is used. A cooling device serving as a heat source is attached to these semiconductor laser elements. For example, a plurality of laser elements 714 (714r, 714g, 714b) are arranged for the purpose of color display.

冷却装置２００では、目標温度に対して現在の（冷却部３ａ近辺及び／又は熱源２近辺の）温度が大幅に高い場合、その能力（駆動電力）を上げ、目標温度に近づくに従い能力（駆動電力）を下げるように制御される。この制御の調整量は制御装置７（図１参照）により決定される。 In the cooling device 200, when the current temperature (in the vicinity of the cooling unit 3a and / or in the vicinity of the heat source 2) is significantly higher than the target temperature, the capability (drive power) is increased, and the capability (drive power) is increased as the target temperature is approached. ) Is controlled to lower. The adjustment amount of this control is determined by the control device 7 (see FIG. 1).

実施の形態７では、この冷却装置２００に、実施の形態１〜実施の形態６の何れか構成を用いることで冷却装置２００の最大熱輸送能力が向上する。レーザ素子７１４の近傍にその駆動回路を配置する必要が有る場合、レーザ素子７１４に、ヒートパイプの熱輸送能力を高めた冷却装置２００を接続することにより、設計自由度が向上する。また、ペルチェ素子ユニットの電力効率改善がされ、画像表示装置７００全体の消費電力を低減できる。 In the seventh embodiment, the maximum heat transport capability of the cooling device 200 is improved by using any of the configurations of the first to sixth embodiments for the cooling device 200. When it is necessary to dispose the drive circuit in the vicinity of the laser element 714, the degree of freedom in design is improved by connecting the cooling device 200 with increased heat transport capability of the heat pipe to the laser element 714. Further, the power efficiency of the Peltier element unit is improved, and the power consumption of the entire image display device 700 can be reduced.

なお、図８においては温度センサの図示を省略したが、温度センサの各種配置又は実施の形態６の起電力検出回路は画像表示装置の設計に応じて最適なものを選択すれば良い。また、実施の形態２のように複数のヒートパイプを用いてもよい。さらに、放熱部ブロック５における、複数のペルチェ素子ユニット４ａ〜４ｄが接続されている１つの主面と反対側の主面には、放熱の効率を高めるために、放熱フィン７１３が接続されていてもよい。 Although the illustration of the temperature sensor is omitted in FIG. 8, various types of arrangement of the temperature sensor or the electromotive force detection circuit of the sixth embodiment may be selected in accordance with the design of the image display device. A plurality of heat pipes may be used as in the second embodiment. Further, in order to increase the efficiency of heat dissipation, heat dissipation fins 713 are connected to the main surface opposite to one main surface to which the plurality of Peltier element units 4a to 4d are connected in the heat dissipation unit block 5. Also good.

実施の形態８．
次に、実施の形態８として、実施の形態１〜実施の形態６にかかる冷却装置を画像表示装置に適用した他の例について図８を用いて説明する。以下では、実施の形態７と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 8 FIG.
Next, as an eighth embodiment, another example in which the cooling device according to the first to sixth embodiments is applied to an image display device will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 7. FIG.

図８の画像表示装置７００において、複数色のレーザ素子７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂをそれぞれの出力を投射される画像（例えば、動画像）の色バランスに応じて動的に制御し、表示画像を改善する機能を持たせることがある。すなわち、レーザ制御部（図示せず）は、複数色のレーザ素子７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂによりスクリーン（表示画面）７１６に投射される画像の色バランスに応じて、すなわち適正な色バランスを有する画像がスクリーン７１６に表示されるように、複数色のレーザ素子７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂのそれぞれの出力を動的に制御する。このとき、画像表示装置７００においては、その動作状態に応じて、複数色のレーザ素子７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂによる発熱量が変化する。 In the image display apparatus 700 of FIG. 8, the laser elements 714r, 714g, and 714b of a plurality of colors are dynamically controlled according to the color balance of an image (for example, a moving image) whose output is projected, thereby improving the display image. May have a function to do. In other words, the laser control unit (not shown) can display an image having an appropriate color balance according to the color balance of an image projected on the screen (display screen) 716 by the laser elements 714r, 714g, and 714b of the plurality of colors. As displayed on the screen 716, the outputs of the laser elements 714r, 714g, and 714b of a plurality of colors are dynamically controlled. At this time, in the image display device 700, the amount of heat generated by the laser elements 714r, 714g, and 714b of the plurality of colors changes according to the operation state.

実施の形態８では、複数色のレーザ素子７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂの冷却に実施の形態１〜実施の形態６の何れかの構成を用いることで、ヒートパイプ本数とペルチェ素子の個数とが等しい構成の場合と比較して、レーザ素子の最大出力制御範囲をより広く取ることができる。また、出力が低い状態から高い状態に変化した場合においてもヒートパイプの冷却部分の温度が均一に保たれる為、熱輸送量の増大に伴うペルチェ素子の効率の低下幅が改善し、画像表示装置の消費電力を低減できる。 In the eighth embodiment, the number of heat pipes is equal to the number of Peltier elements by using the configuration of any of the first to sixth embodiments for cooling the laser elements 714r, 714g, and 714b of a plurality of colors. Compared to the case, the maximum output control range of the laser element can be made wider. In addition, even when the output changes from a low state to a high state, the temperature of the cooling part of the heat pipe is kept uniform. The power consumption of the apparatus can be reduced.

以上のように、本発明にかかる冷却装置、及び画像表示装置は、複数のペルチェ素子を用いて冷却を行う装置に有用である。 As described above, the cooling device and the image display device according to the present invention are useful for a device that performs cooling using a plurality of Peltier elements.

１、２０１−１〜２０１−３ヒートパイプ
２熱源
３、２０３、３０３冷却部ブロック
４ａ〜４ｄ、３０４ａ〜３０４ｄ、４０４ａ〜４０４ｄペルチェ素子ユニット
５、３０５放熱部ブロック
６ａ〜６ｄ、３０６ａ〜３０６ｄ、４０６ａ１〜４０６ａ４制御線
７、３０７、４０７、５０７、６０７制御装置
８温度センサ
９温度センサ
４０４ａ１〜４０４ａ４冷却回路
５１１温度センサ
５１１ａ〜５１１ｄ検出端子
６１２起電力測定装置
６１２ａ〜６１２ｄ検出ノード
７１３放熱フィン
７１４、７１４ｒ、７１４ｇ、７１４ｂレーザ素子
７１５画像投影装置
７１６スクリーン 1, 201-1 to 201-3 Heat pipe 2 Heat source 3, 203, 303 Cooling block 4a to 4d, 304a to 304d, 404a to 404d Peltier element unit 5, 305 Radiating block 6a to 6d, 306a to 306d, 406a1 -406a4 Control line 7,307,407,507,607 Control device 8 Temperature sensor 9 Temperature sensor 404a1-404a4 Cooling circuit 511 Temperature sensor 511a-511d Detection terminal 612 Electromotive force measurement device 612a-612d Detection node 713 Radiation fin 714, 714r , 714g, 714b Laser element 715 Image projector 716 Screen

Claims

冷却ブロックと、
作動液が内部に封入され、外壁の一端側が熱源に接続され前記外壁の他端側が前記冷却ブロックに接続されたヒートパイプと、
前記冷却ブロックを介して前記ヒートパイプを冷却するように、前記ヒートパイプの長手方向に沿って配された複数のペルチェ素子ユニットと、
前記ヒートパイプの前記熱源側から前記冷却ブロック側への熱輸送量に応じて、前記複数のペルチェ素子ユニットを前記熱源に近い側から順次に駆動するように前記複数のペルチェ素子ユニットの駆動を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする冷却装置。 A cooling block;
A heat pipe in which hydraulic fluid is enclosed, one end of the outer wall is connected to a heat source, and the other end of the outer wall is connected to the cooling block;
A plurality of Peltier element units arranged along the longitudinal direction of the heat pipe so as to cool the heat pipe via the cooling block;
Control driving of the plurality of Peltier element units so as to sequentially drive the plurality of Peltier element units from the side close to the heat source in accordance with the amount of heat transport from the heat source side to the cooling block side of the heat pipe. A control unit,
A cooling device comprising:

前記ヒートパイプは、複数設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein a plurality of the heat pipes are provided.

２つの前記冷却ブロックを備え、
２つの前記冷却ブロックは、前記ヒートパイプを挟むように配され、
前記複数のペルチェ素子ユニットは、２つの前記冷却ブロック及び前記ヒートパイプを挟むように配されている
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 Two cooling blocks,
The two cooling blocks are arranged so as to sandwich the heat pipe,
The cooling device according to claim 1, wherein the plurality of Peltier element units are arranged so as to sandwich the two cooling blocks and the heat pipe.

前記複数のペルチェ素子ユニットのそれぞれは、複数の冷却回路を有し、
前記制御部は、前記複数のペルチェ素子ユニットのそれぞれにおける前記複数の冷却回路を個別に駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 Each of the plurality of Peltier element units has a plurality of cooling circuits,
The cooling device according to claim 1, wherein the control unit individually drives the plurality of cooling circuits in each of the plurality of Peltier element units.

前記複数のペルチェ素子ユニットの吸熱面の温度をそれぞれ検出する複数の検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部により閾値以下の温度が検出された場合、前記複数のペルチェ素子ユニットのうち前記閾値以下の温度を検出した前記検出部に対応したペルチェ素子ユニットの駆動を他のペルチェ素子ユニットの駆動に比べて抑制する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 A plurality of detectors for detecting the temperature of the endothermic surfaces of the plurality of Peltier element units,
When the temperature below the threshold is detected by the detector, the controller controls driving of the Peltier element unit corresponding to the detector that detected the temperature below the threshold among the plurality of Peltier element units. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling device is suppressed as compared with driving of the element unit.

前記制御部により前記複数のペルチェ素子ユニットの駆動が同時に停止されたときに、前記複数のペルチェ素子ユニットにおける起電力を検出する複数の第２の検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記複数の第２の検出部により検出された前記複数のペルチェ素子ユニットにおける起電力から前記複数のペルチェ素子ユニットの吸熱面と放熱面との温度差を推計し、推計した温度差が閾値以下である場合、前記複数のペルチェ素子ユニットのうち前記閾値以上の温度差が推計されたペルチェ素子ユニットの駆動を他のペルチェ素子ユニットの駆動に比べて抑制する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 A plurality of second detection units for detecting electromotive forces in the plurality of Peltier element units when driving of the plurality of Peltier element units is simultaneously stopped by the control unit;
The control unit estimates the temperature difference between the heat absorption surface and the heat dissipation surface of the plurality of Peltier element units from the electromotive force in the plurality of Peltier element units detected by the plurality of second detection units, and estimates the temperature When the difference is less than or equal to a threshold value, driving of the Peltier element unit in which a temperature difference equal to or greater than the threshold value is estimated among the plurality of Peltier element units is suppressed as compared with driving of other Peltier element units. Item 2. The cooling device according to Item 1.

レーザ素子と、
前記レーザ素子を冷却する請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却装置と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。 A laser element;
The cooling device according to any one of claims 1 to 6, wherein the laser element is cooled;
An image display device comprising:

複数色のレーザ素子と、
前記複数色のレーザ素子により表示画面に投射される画像の色バランスに応じて、前記複数色のレーザ素子のそれぞれの出力を動的に制御するレーザ制御部と、
前記複数色のレーザ素子を冷却する請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却装置と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。 Multiple color laser elements;
A laser control unit for dynamically controlling the output of each of the laser elements of the plurality of colors according to the color balance of the image projected on the display screen by the laser elements of the plurality of colors;
The cooling device according to any one of claims 1 to 6, which cools the laser elements of the plurality of colors.
An image display device comprising: