專(zhuān)利名稱(chēng)：用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備及其冷卻方法，以及液晶投影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)(區(qū))的設(shè)備及其冷 卻方法，以及一種液晶投影設(shè)備，更具體地，涉及一種利用兩個(gè)供給 在冷卻面上彼此碰撞的氣流的冷卻單元來(lái)冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)(區(qū)) 的設(shè)備及其冷卻方法，以及一種包括該用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的 設(shè)備的液晶投影設(shè)備。
背景技術(shù)：
用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備已經(jīng)以多種形式進(jìn)行了使用， 并且為了簡(jiǎn)化構(gòu)造，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種構(gòu)造的依靠空氣冷卻的冷卻設(shè)備。 多個(gè)強(qiáng)制空氣冷卻型冷卻設(shè)備設(shè)置在投影設(shè)備中，所述投影設(shè)備是目 前廣泛用于商業(yè)和家用的投影顯示裝置。
投影顯示裝置在放大倍率下將在圖像顯示器的圖像顯示元件上生 成的圖像投影到屏幕上。在這些投影顯示裝置中，采用液晶面板作為 圖像顯示元件的液晶投影設(shè)備以如下構(gòu)造和操作將圖像顯示在屏幕 上。
來(lái)自光源的白光通過(guò)反射鏡反射，并通過(guò)PBS (偏振分束器)偏 振或轉(zhuǎn)換，用于分離成對(duì)應(yīng)的紅、綠和藍(lán)(R/G/B)色光。每個(gè)分離的 色光被引入與其相應(yīng)的每個(gè)液晶面板中，并根據(jù)視頻信號(hào)通過(guò)該液晶 面板進(jìn)行光學(xué)調(diào)制。每個(gè)光學(xué)調(diào)制的色光通過(guò)正交分色棱鏡合并并通 過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)投射到屏幕上。
在此情形中，以TN (扭曲向列相)模式運(yùn)行的液晶面板僅能處理特定的線(xiàn)性偏振分量，從而在每種色光碰撞在液晶面板上之前，通過(guò) 偏振板沿預(yù)定偏振方向(例如，S偏振)對(duì)該色光進(jìn)行調(diào)整，然后通過(guò) 液晶面板進(jìn)行光學(xué)調(diào)制。隨后，通過(guò)液晶面板的出射側(cè)的偏振板切割S 偏振分量以單獨(dú)提取P偏振分量。
這樣，在包括入射側(cè)偏振板、液晶面板和出射側(cè)偏振板的液晶單 元內(nèi)，沿光軸布置在液晶面板之前(上游)和之后(下游)的入射側(cè) 偏振板和出射側(cè)偏振板各具有僅使一個(gè)軸向方向的偏振光通過(guò)而阻斷 其它偏振光的功能，因此在它們的運(yùn)行期間由于光吸收而發(fā)熱。此外， 因?yàn)椴糠值耐干涔獗徊贾迷趯?duì)應(yīng)像素的邊界上的黑矩陣阻斷，所以液 晶面板在其運(yùn)行期間以相同的方式內(nèi)部發(fā)熱。
經(jīng)常將有機(jī)材料用于這些液晶面板和偏振板，從而如果利用短波 長(zhǎng)的光照射它們或者將它們長(zhǎng)時(shí)間地暴露于高溫，則液晶面板的受損 配向膜、偏振板的較低偏振選擇特性等將明顯損害它們的功能。因此， 液晶單元的這些部件需要針對(duì)熱輻射的措施，諸如強(qiáng)制空氣冷卻。
需要一種專(zhuān)門(mén)構(gòu)造的冷卻設(shè)備，用于有效地冷卻電子裝置中的多 個(gè)部件的多個(gè)發(fā)熱點(diǎn)，所述部件中的每一個(gè)包括其間限定一定間隔的 彼此相對(duì)的表面，并且包括位于彼此相對(duì)的表面上的發(fā)熱點(diǎn)。
圖l(a)和圖l(b)是相關(guān)背景技術(shù)的液晶投影設(shè)備的構(gòu)造的示意圖， 此處圖l(a)總體示出了整個(gè)液晶投影設(shè)備的外觀(guān)，圖l(b)示出了該液晶 投影設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。而圖2是液晶投影設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造的示意圖。
主要如圖2中所示，液晶投影設(shè)備1包括用于強(qiáng)制冷卻液晶單元 2的冷卻風(fēng)扇3以及冷卻空氣管道4，冷卻風(fēng)扇3和冷卻空氣管道4都 安裝在液晶投影設(shè)備1的殼體中。此外，根據(jù)需要設(shè)置用于冷卻光源5 的燈冷卻風(fēng)扇7、供電單元10等、用于將殼體排空的排氣風(fēng)扇9等。此處，將參照?qǐng)D3A和圖3B來(lái)描述冷卻液晶投影設(shè)備1的液晶單 元2的一般方法。圖3A和圖3B是示出用于冷卻液晶投影設(shè)備中的液 晶單元的冷卻單元的構(gòu)造的示意圖，這里圖3A是分解透視圖，而圖 3B是用于描述強(qiáng)制空氣冷卻操作的示意性橫剖視圖。
在圖3B中，包括入射側(cè)偏振板12、液晶面板13和出射側(cè)偏振板 14的液晶單元2設(shè)置用于每種色光(R/G/B)，并且包括冷卻風(fēng)扇3和 冷卻空氣管道4的空氣冷卻裝置15布置在液晶單元2的下方。
在空氣冷卻裝置15的運(yùn)行期間，來(lái)自冷卻風(fēng)扇3的空氣16從液 晶單元2的下端通過(guò)設(shè)置在冷卻空氣管道4中排出口 17供給到入射側(cè) 偏振板12、液晶面板13和出射側(cè)偏振板14之間的包括每個(gè)液晶單元 2的間隔中，以執(zhí)行強(qiáng)制空氣冷卻。
近年來(lái)，根據(jù)液晶投影設(shè)備的多樣化使用，日益要求液晶投影設(shè) 備的尺寸減小而亮度增加。為響應(yīng)這些要求，燈功率的增加以及顯示 裝置尺寸的降低目前正處于不斷發(fā)展中，導(dǎo)致入射到液晶單元上的光 的通量密度增加，并導(dǎo)致形成液晶單元2的一部分的每個(gè)部件上的熱 負(fù)荷連續(xù)增加。
例如，在2000-lm級(jí)的液晶投影設(shè)備(l.O"-XGA)中，由液晶單 元生成的總熱量大約為15 W，而出射側(cè)偏振板的熱通量大約為0.6 W/cm2。然而，對(duì)于5000-lm級(jí)，由液晶單元生成的總熱量總計(jì)35 W 以上，而出射側(cè)偏振板的熱通量總計(jì)1.4W/cn^以上。
通常，當(dāng)強(qiáng)制空氣冷卻用于冷卻液晶單元時(shí)，增加由風(fēng)扇供給的 空氣量以提高繞發(fā)熱點(diǎn)的空氣速度，進(jìn)而改進(jìn)熱傳遞系數(shù)和熱輻射能 力，從而適應(yīng)不斷增加的熱負(fù)荷。
然而，當(dāng)通過(guò)提高風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)增加所供給的空氣量時(shí)，操作噪音將提高。另一方面，當(dāng)通過(guò)采用較大尺寸的風(fēng)扇來(lái)增加所供給 的空氣量時(shí)，這減緩了設(shè)備尺寸的減小。
另一方面，為減小環(huán)境載荷和運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)于較長(zhǎng)壽命的液晶投 影設(shè)備的要求逐漸增加。除了燈之外，支配液晶投影設(shè)備的壽命的因 素主要是由于液晶單元中光學(xué)特性的退化的壽命。因此，通過(guò)冷卻性 能的改進(jìn)來(lái)降低液晶單元的運(yùn)行溫度能夠增加壽命。
然而，在層流區(qū)域中，強(qiáng)制對(duì)流的平均熱傳遞系數(shù)與空氣速度的 平方根成比例，而面板的運(yùn)行溫度與空氣速度的平方根成反比。因而， 某種程度地降低面板的運(yùn)行溫度將導(dǎo)致面板溫度變化對(duì)空氣速度變化 的較低靈敏性。
圖4是顯示在0.8"-SXGA (5000-lm級(jí)，25。C環(huán)境)中面板冷卻空 氣速度與面板運(yùn)行溫度之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。要將面板運(yùn)行溫度從70 。C降低至60°C ( △ T = -10。C )，可將空氣速度簡(jiǎn)單地從4.5 m/s增加到8 m/s ( A V=+3.5m/s)，而要從60°C降低至50°C (AT二-1(TC)，必須 將空氣速度從8 m/s增加到18m/s (AV二 + 10m/s)，如曲線(xiàn)圖所示。
這樣，當(dāng)依靠強(qiáng)制空氣冷卻來(lái)進(jìn)一步降低面板運(yùn)行溫度，用于延 長(zhǎng)壽命時(shí)，由于目標(biāo)溫度更低，所以需要過(guò)高的冷卻空氣速度。因此， 風(fēng)扇運(yùn)行噪音能進(jìn)一步增加，或者設(shè)備的尺寸能增加，如上所述，并
且在一些情形中，能超過(guò)冷卻能力的限度(空氣冷卻限度)，從而開(kāi)發(fā) 高效的液晶單元冷卻系統(tǒng)具有迫切的必要性。
此外，關(guān)于液晶面板，從圖像質(zhì)量的觀(guān)點(diǎn)對(duì)于冷卻存在另一需求。 具體地，由于對(duì)輸入信號(hào)的光學(xué)調(diào)制效果高度取決于液晶面板的光學(xué) 調(diào)制中的溫度，所以面板平面上的熱梯度引起亮度和色彩的變化，導(dǎo) 致投影圖像的質(zhì)量下降。為此，在冷卻液晶面板中，期望一種將出現(xiàn) 在運(yùn)行中的面板表面上的溫度梯度和溫度變化減到最小的冷卻方法。圖5是示出了如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 (JP-11-295814A)中公開(kāi)的液晶單 元冷卻的第一現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性側(cè)視圖。具體地，借助于布置在 正交分色棱鏡35下方的空氣導(dǎo)向板39優(yōu)化從冷卻風(fēng)扇3供給的空氣 的方向來(lái)提供一種用于改進(jìn)液晶面板的冷卻效率的設(shè)備。
圖6是示出了如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2 (JP-2001-318361A)中公開(kāi)的液晶 單元冷卻的第二現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性透視圖。具體地， 一種用于改 進(jìn)冷卻效率的設(shè)備設(shè)有凸出部41，用于將冷卻空氣導(dǎo)向液晶保持框架 40以限制從管道排出口 42供給的空氣的間隙。
圖7是示出了如在專(zhuān)利文獻(xiàn)3 (JP-2004-61894A)中公開(kāi)的液晶單 元冷卻的第三現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性橫剖視圖。具體地，提供一種設(shè) 備，用于通過(guò)在液晶面板保持框架40的空氣通道中提供切口 43來(lái)改 變液晶面板13與偏振板14之間的空氣通道寬度(圖中的X和Y)從 而調(diào)節(jié)冷卻空氣的速度。
圖8A和圖8B是示出了液晶單元冷卻的第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第一 示例的示意圖，這里圖8A是頂視圖，而圖8B是側(cè)剖視圖。圖9A和 圖9B是示出了液晶單元冷卻的第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第二示例的示意 圖，這里圖9A是頂視圖，而圖9B是側(cè)剖視圖。此第四現(xiàn)有技術(shù)示例 在專(zhuān)利文獻(xiàn)4 (JP-2000-124649A)中公開(kāi)。
在圖8A和圖8B中，具有U形凹槽形式的空氣導(dǎo)板44連接(定 位)在液晶面板13與偏振板12之間，用于通過(guò)位于上端處的U形凹 槽將從下向上吹的冷卻空氣的方向在液晶面板13的出射側(cè)旋轉(zhuǎn)180。， 以在入射偏振板12上從上向下地供給空氣，從而消除出現(xiàn)在面板表面 上的熱梯度。
另一方面，在圖9A和圖9B中，公開(kāi)了一種用于通過(guò)在液晶面板13上方和下方提供一對(duì)冷卻風(fēng)扇3a、 3b來(lái)消除面板平面上的熱梯度的 設(shè)備，液晶面板介于該對(duì)風(fēng)扇之間，從而在出射側(cè)從下向上地供給氣 流，而在入射側(cè)從上向下地供給氣流。
圖10是示出了液晶單元冷卻的第五現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性側(cè)剖 視圖。此第五現(xiàn)有技術(shù)示例在專(zhuān)利文獻(xiàn)5 (JP-2001-209126A)中公開(kāi)， 專(zhuān)利文獻(xiàn)5公開(kāi)了一種設(shè)備，該設(shè)備包括借助循環(huán)管道45的密閉型內(nèi) 部循環(huán)結(jié)構(gòu)的液晶面板冷卻單元，這里第一冷卻風(fēng)扇3a空氣冷卻液晶 單元，通過(guò)所接收的熱加熱的廢氣通過(guò)散熱片等(未示出，設(shè)置在圖 中循環(huán)管道45和空氣循環(huán)管道46的邊界上)傳送到通過(guò)循環(huán)管道45 遮蔽的外部空氣循環(huán)管道46，而散熱片的熱通過(guò)設(shè)置在外部的第二冷 卻風(fēng)扇3b輻射。

發(fā)明內(nèi)容
要通過(guò)本發(fā)明解決的問(wèn)題
如上所述，當(dāng)嘗試增加風(fēng)扇的空氣速度以改進(jìn)冷卻液晶單元的冷
卻性能時(shí)，這將導(dǎo)致風(fēng)扇運(yùn)行噪音和安裝體積的增加。此外，當(dāng)期望 將液晶單元冷卻到大致室溫以延長(zhǎng)其壽命時(shí)，這可能會(huì)受到空氣冷卻
限度(即使空氣速度增加溫度也不降低)的阻礙。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 (第一現(xiàn)有技術(shù)示例)公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括 位于正交分色棱鏡下方的空氣導(dǎo)向板，用于調(diào)節(jié)供給到液晶面板的冷 卻空氣的方向，以改進(jìn)冷卻液晶面板的效率。然而，即使通過(guò)優(yōu)化向 液晶面板供給空氣的角度來(lái)供給增加的空氣量以碰撞面板出射側(cè)，相 反也只有減少的氣流供給到定位在其相對(duì)表面上的出射側(cè)偏振板，從 而導(dǎo)致冷卻出射側(cè)偏振板的較低效率。
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 (第二現(xiàn)有技術(shù)示例)公開(kāi)了一種設(shè)備，該設(shè)備包括 位于液晶面板保持框架中的凸出部，用于限制供給氣流的間隙，以在 沒(méi)有浪費(fèi)的情況下通過(guò)管道將氣流有效地導(dǎo)向液晶面板。然而，由于通過(guò)該凸出部對(duì)漏氣的限制部分地導(dǎo)致空氣速度由于空氣阻力的增加 而降低，并且導(dǎo)致面板溫度由于下游區(qū)域(在液晶面板上方)中排出 熱量的停滯(廢氣釋放的加劇)而升高，抵消了對(duì)冷卻效率的改進(jìn)， 因而難以提供充分的效果。
專(zhuān)利文獻(xiàn)3 (第三現(xiàn)有技術(shù)示例)公開(kāi)了一種設(shè)備，該設(shè)備包括 位于液晶面板保持框架的空氣路徑中的切口，以確?？諝馔ㄟ^(guò)面積， 即使與偏振板的間距狹窄，從而補(bǔ)償冷卻空氣的速度。然而，當(dāng)對(duì)應(yīng) 單元之間的間距在流入端處狹窄時(shí)，這構(gòu)成了空氣阻力，從而減小了 供給空氣的量。而且，即使在其下游側(cè)設(shè)置切口來(lái)增加空氣通過(guò)面積， 空氣速度在冷卻部件(液晶面板，以及偏振板的光透射面)處也降低， 從而冷卻效率不提高。
專(zhuān)利文獻(xiàn)4 (第四現(xiàn)有技術(shù)示例)的第一示例公幵了一種結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)包括具有U形凹槽形式的空氣導(dǎo)板，該空氣導(dǎo)板連接(定位) 在液晶面板與偏振板之間，以使由風(fēng)扇供給的氣流在頂端處回轉(zhuǎn)，以 沿相反方向在液晶面板的入射側(cè)和出射側(cè)冷卻該液晶面板，從而減緩 面板溫度的變化。然而，在此情形中，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，空氣通過(guò)面 積減小到一半，并且空氣行進(jìn)距離增加兩倍，因而加劇了空氣阻力從 而限制了通過(guò)風(fēng)扇供給的空氣量。此外，由于已經(jīng)過(guò)并在U形凹槽的 前半體中冷卻了面板出射側(cè)的空氣被排出的熱加熱，所以在其中空氣
轉(zhuǎn)向以經(jīng)過(guò)面板入射側(cè)的后半體中熱輻射能力明顯降低。因而，此結(jié) 構(gòu)不適于高效冷卻。
另一方面，在第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第二示例(圖9A和圖9B)中， 該示例使用一對(duì)風(fēng)扇沿相反的方向使面板入射側(cè)和出射側(cè)分別通風(fēng)， 這是有效的，在于面板表面上的發(fā)熱分布(冷卻作用)在入射側(cè)和 出射側(cè)倒置，從而平衡了面板內(nèi)的溫度。然而，此結(jié)構(gòu)遵循傳統(tǒng)的將 平行氣流引導(dǎo)到發(fā)熱面上以輻射熱量的冷卻方法，并且因?yàn)槊總€(gè)空氣 通過(guò)面積減小到一半導(dǎo)致空氣阻力增加而未能實(shí)現(xiàn)充分的冷卻效率，同時(shí)降低了每個(gè)風(fēng)扇的熱輻射載荷。
專(zhuān)利文獻(xiàn)5 (第五現(xiàn)有技術(shù)示例)通過(guò)密閉循環(huán)系統(tǒng)來(lái)強(qiáng)制地空 氣冷卻液晶單元以通過(guò)散熱片將廢氣的熱量傳送到外部并通過(guò)另一空 氣冷卻風(fēng)扇輻射該熱量，從而降低用于冷卻液晶單元的內(nèi)部循環(huán)空氣 的溫度。然而，在此情形中，對(duì)于防止灰塵引入液晶單元中是有效的， 但是排出熱量的輸送涉及氣體(內(nèi)部循環(huán)流動(dòng))一固體(散熱片)一 空氣(對(duì)外部空氣的強(qiáng)制空氣冷卻)的熱傳遞過(guò)程兩次，因此由于從 內(nèi)部循環(huán)空氣到外部空氣的大的熱阻，該第五現(xiàn)有技術(shù)示例不利地遭 受不足的熱輸送效率，并且不能應(yīng)用于產(chǎn)生大量熱的高亮度模型。
本發(fā)明的示例特征是以小型和低成本的構(gòu)造提供一種低噪音的冷 卻設(shè)備，用于有效地降低電子裝置的運(yùn)行溫度，該電子裝置包括多個(gè) 部件，所述部件包括彼此相對(duì)的其間具有一定間距的表面并在所述彼 此相對(duì)的表面中的至少任一個(gè)上具有發(fā)熱點(diǎn)。
用于解決問(wèn)題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備是用于強(qiáng)制空氣冷卻 包括多個(gè)部件的電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的冷卻設(shè)備，所述部件并排布置以 具有相同的面內(nèi)方向，并且包括位于其表面內(nèi)的發(fā)熱點(diǎn)。該冷卻設(shè)備 進(jìn)一步包括用于沿面內(nèi)方向的取向向發(fā)熱點(diǎn)供給氣流的第一空氣冷卻 裝置以及用于沿面內(nèi)方向與通過(guò)第一空氣冷卻裝置供給的氣流不同取 向地向發(fā)熱點(diǎn)供給氣流的第二空氣冷卻裝置。
發(fā)明效果
在本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備中，例如，當(dāng)應(yīng)用 到用于液晶圖像顯示器的冷卻機(jī)構(gòu)時(shí)， 一對(duì)空氣冷卻裝置用于促使氣 流以相對(duì)的狀態(tài)在液晶面板與偏振板之間的間隔中碰撞，從而產(chǎn)生垂 直于液晶面板和偏振板的各發(fā)熱面的碰撞射流，該對(duì)空氣冷卻裝置橫 跨介于其間的液晶單元在豎直方向彼此相對(duì)地布置。這樣，與根據(jù)相關(guān)背景技術(shù)的依靠沿平行面的均勻流的液晶單元的冷卻相比，能明顯 地改進(jìn)熱傳遞系數(shù)以促進(jìn)熱傳遞，因而有利地提供小尺寸、低成本和 低噪音的高效冷卻。


參照附圖，根據(jù)下文本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，將更好地 理解上述和其它示例性目的、方面和優(yōu)點(diǎn)。
圖l(a)和圖l(b)是相關(guān)背景技術(shù)的液晶投影設(shè)備的構(gòu)造的示意圖，
此處圖l(a)示出了總體的液晶投影設(shè)備的外觀(guān)，而圖l(b)示出了該液晶
投影設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖2示出了圖示液晶投影設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造的示意圖。 圖3A示出了圖示用于液晶投影設(shè)備的液晶單元的冷卻單元的構(gòu) 造的示意性分解透視圖。
圖3B示出了用于描述用于液晶投影設(shè)備的液晶單元的冷卻單元
的強(qiáng)制空氣冷卻操作的示意性橫剖視圖。
圖4示出了顯示在0.8"-SXGA (5000-lm級(jí)，25"C環(huán)境)中面板冷
卻空氣速度與面板運(yùn)行溫度之間的關(guān)系。
圖5示出了圖示冷卻液晶單元的第一現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性側(cè)視圖。
圖6示出了圖示冷卻液晶單元的第二現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性透視圖。
圖7示出了圖示冷卻液晶單元的第三現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性側(cè)視圖。
圖8A示出了圖示冷卻液晶單元的第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第一示例 的示意性頂視圖。
圖8B示出了圖示冷卻液晶單元的第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第一示例 的示意性側(cè)剖視圖。
圖9A示出了圖示冷卻液晶單元的第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第二示例 的示意性頂視圖。
圖9B示出了圖示冷卻液晶單元的第四現(xiàn)有技術(shù)示例的第二示例的示意性側(cè)剖視圖。
圖10示出了圖示冷卻液晶單元的第五現(xiàn)有技術(shù)示例的示意性側(cè) 剖視圖。
圖ll示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的用于冷卻液晶圖像顯 示器的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的示意性分解透視圖。
圖12示出了用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的用于冷卻 液晶圖像顯示器中的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的構(gòu)造和操作的示意性橫剖視圖。
圖13示出了顯示圖12中用于冷卻液晶單元的氣流的流動(dòng)的示意 性局部橫剖視圖和局部放大橫剖視圖。
圖14示出了用于描述根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的用于冷卻
液晶圖像顯示器中的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的構(gòu)造和操作的示意性橫剖視圖。
圖15示出了顯示圖14中用于冷卻液晶單元的氣流的流動(dòng)的示意 性局部橫剖視圖和局部放大橫剖視圖。
圖16A示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第一示例性實(shí)施例中的冷卻 結(jié)構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖16B示出了當(dāng)從橫向面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第一示例性實(shí)施例中的冷卻結(jié) 構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖16C示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第三示例性實(shí)施例中的冷卻 結(jié)構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖16D示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第四示例性實(shí)施例中的冷卻 結(jié)構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖16E示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第五示例性實(shí)施例中的冷卻 結(jié)構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖16F示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第六示例性實(shí)施例中的冷卻 結(jié)構(gòu)的示意性橫剖視圖。
圖17A示出了根據(jù)本發(fā)明的第七示例性實(shí)施例的示意性說(shuō)明圖， 包括描述冷卻設(shè)備的管道構(gòu)造的透視圖和描述操作的橫剖視圖。
圖17B示出了根據(jù)本發(fā)明的第七示例性實(shí)施例的示意性說(shuō)明圖， 以及描述冷卻設(shè)備的操作的頂視圖。
圖18示出了顯示本發(fā)明的冷卻設(shè)備中的控制方法的示意性說(shuō)明圖，這里(i)示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)的液晶單元的正視圖，而(ii) 示出了當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)的液晶單元的橫剖視圖，并且(a)、 (b)、 (c)以時(shí)間序列顯示風(fēng)扇氣流量的變化。
圖19示出了用于描述碰撞噴射冷卻的示意圖。
圖20A示出了用于描述液晶圖像顯示器中的液晶面板和偏振板的 光透射面的示意圖，以及顯示并排的液晶面板和偏振板的正視圖。
圖20B示出了用于描述液晶圖像顯示器中的液晶面板和偏振板的 光透射面的示意圖，以及顯示并排的液晶面板和偏振板的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)，將參照附圖在構(gòu)造和操作方面來(lái)對(duì)根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí) 施例的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行描述。在此示例性實(shí)施 例中，為便于理解，電子裝置將被描述為由液晶投影設(shè)備的液晶圖像 顯示器，以及形成液晶單元的諸如入射側(cè)偏振板、液晶面板和出射側(cè) 偏振板的部件來(lái)表示。然而，本發(fā)明不限于此示例性實(shí)施例，而是也 可應(yīng)用到用于電子裝置的冷卻設(shè)備等，電子裝置包括多個(gè)部件，所述 部件的每一個(gè)包括彼此相對(duì)的表面，所述表面之間限定一定間隔，這 里所述彼此相對(duì)的表面中的至少任一個(gè)是發(fā)熱點(diǎn)，例如橫跨狹窄間隙 布置的發(fā)熱點(diǎn)，諸如支架單元，其具有多個(gè)平行安裝于其中的印刷電 路板、以狹窄間距面對(duì)殼體的內(nèi)壁安裝在小型電子裝置的板上的IC芯 片等。
由于之前已經(jīng)在背景技術(shù)部分中對(duì)液晶投影設(shè)備進(jìn)行了描述，所 以此處省略此描述。
圖ll是根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的用于冷卻液晶圖像顯示器 的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的示意性分解透視圖，圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明第 一示例性實(shí)施例的液晶圖像顯示器中的發(fā)熱點(diǎn)冷卻設(shè)備的構(gòu)造和操作 的示意性橫剖視圖，而圖13包括顯示圖12中用于冷卻液晶顯示單元 的空氣的流動(dòng)的示意性局部橫剖視圖和局部放大橫剖視圖。根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻液晶投影設(shè)備的液晶圖像顯示器(電子裝
置)的冷卻設(shè)備26a由包括第一冷卻風(fēng)扇27a和第一空氣冷卻管道28a 的第一空氣冷卻單元29a以及類(lèi)似的包括第二冷卻風(fēng)扇31a和第二空氣 冷卻管道32a的第二空氣冷卻單元33a形成，第二空氣冷卻單元33a 和第一空氣冷卻單元29a分別布置在液晶顯示單元2的上端和下端處， 液晶顯示單元2設(shè)置用于R/G/B色光的每一個(gè)并且包括組裝到一個(gè)單 元中的入射側(cè)偏振板12、液晶顯示面板13和出射側(cè)偏振板14。
接下來(lái)參照?qǐng)D12，將對(duì)此示例性實(shí)施例中用于通過(guò)冷卻設(shè)備26a 冷卻液晶單元2的操作進(jìn)行描述。
在此示例性實(shí)施例中，如圖12中所示，第一空氣冷卻單元29a設(shè) 置在液晶單元2的下端處，并且從第一冷卻風(fēng)扇27a產(chǎn)生的第一氣流 30a從下向上通過(guò)第一空氣冷卻管道28a穿過(guò)各色光的入射側(cè)偏振板12 與液晶面板13之間以及液晶面板13與出射側(cè)偏振板14之間的間隔。
另外，第二空氣冷卻單元33a設(shè)置在液晶單元2的上端處，并且 從第二冷卻風(fēng)扇31a產(chǎn)生的第二氣流34a以相同的方式從上向下通過(guò)第 二空氣冷卻管道32a穿過(guò)各色光的入射側(cè)偏振板12與液晶面板13之間 以及液晶面板3與出射側(cè)偏振板14之間的間隔。
接下來(lái)參照?qǐng)D13，將給出此實(shí)施例中通過(guò)冷卻設(shè)備26a的冷卻動(dòng) 作的描述。圖13是從圖12中的液晶單元2中提取的僅用于一種色光 的液晶單元2的示意性橫剖視圖。
如上所述，第一氣流30a從液晶單元2的下端從下向上地送入入 射側(cè)偏振板12與液晶面板13之間的間隔中以及液晶面板13與出射側(cè) 偏振板14之間的間隔中。第二氣流34a以相同的方式從液晶單元2的 上端從上向下地送入入射側(cè)偏振板12與液晶面板13之間的間隔中以及液晶面板13與出射側(cè)偏振板14之間的間隔中。當(dāng)?shù)谝焕鋮s風(fēng)扇27a 和第二冷卻風(fēng)扇31a具有相等的供給空氣量時(shí)并且當(dāng)?shù)谝豢諝饫鋮s管 道28a和第二空氣冷卻管道32a具有相等的空氣阻力時(shí)，第一氣流30a 和第二氣流34a在各自單元之間的間隔中以相對(duì)的狀態(tài)在中心位置處 (圖中的碰撞面)碰撞。
在此情形中，從彼此相反的方向以相對(duì)的狀態(tài)碰撞的第一氣流30a 和第二氣流34a產(chǎn)生旋回流，所述旋回流在第一氣流30a和第二氣流 34a碰撞的位置處垂直地流向入射/出射側(cè)的偏振板12、 14和液晶面板 13的光透射面，如圖13的詳細(xì)視圖中所示。因而，形成朝著發(fā)熱面(光 透射面)的垂直射流，同時(shí)允許色光的透射。
這樣，與相關(guān)背景技術(shù)的依靠平行平直流的冷卻方法相比，能大 大提高熱傳遞系數(shù)，因而能夠以高熱輻射效率冷卻液晶單元。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D14對(duì)根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的設(shè)備的 第二示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖14是用于描述根據(jù)本發(fā)明第二示 例性實(shí)施例的用于冷卻液晶圖像顯示器中的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的構(gòu)造和操 作的示意性橫剖視圖，而圖15包括顯示圖14中用于冷卻液晶單元的 空氣的流動(dòng)的示意性局部橫剖視圖和局部放大橫剖視圖。
在該第二示例性實(shí)施例中的冷卻設(shè)備26b中，以及在第一示例性 實(shí)施例中的冷卻設(shè)備26a中，布置在液晶單元2的上端處的第二空氣冷 卻單元33b僅包括軸向風(fēng)扇36。
同樣地，在此情形中，由包括第一冷卻風(fēng)扇27b和第一空氣冷卻 管道28b的第一空氣冷卻單元29b發(fā)送的第一空氣流動(dòng)(氣流)30b以 及從包括軸向風(fēng)扇36的第二空氣冷卻單元33b發(fā)送的第二氣流34b被 供給到形成液晶單元2的一部分的入射側(cè)偏振板12與液晶面板13之 間的間隔中以及液晶面板13與出射側(cè)偏振板14之間的間隔中。因此，第一氣流30b和第二氣流34b在各自元件之間的大致中心位置(圖15 中的碰撞面b)處以相對(duì)的狀態(tài)碰撞。因而，產(chǎn)生垂直射流，該射流以 與上述第一示例性實(shí)施例相似的方式朝著作為發(fā)熱面的入射/出射側(cè)偏 振板12、 14和液晶面板13的光透射面流動(dòng)。
在此示例性實(shí)施例中，第二空氣冷卻單元僅包括軸向風(fēng)扇，從而 減小了尺寸并簡(jiǎn)化了安裝。
接下來(lái)，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的設(shè)備的 第三到第六示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖16A到圖16F是第一以及第三到第六示例性實(shí)施例中的冷卻結(jié) 構(gòu)的示意性橫剖視圖，此處圖16A是當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第一示例 性實(shí)施例的示意性橫剖視圖；圖I6B是當(dāng)從橫向面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第一示例 性實(shí)施例的示意性橫剖視圖；圖16C是當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第三示 例性實(shí)施例的示意性橫剖視圖；圖16D是當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第四 示例性實(shí)施例的示意性橫剖視圖；圖16E是當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)第 五示例性實(shí)施例的示意性橫剖視圖；而圖16F是當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察 時(shí)第六示例性實(shí)施例的示意性橫剖視圖。提供圖16A和圖16B用于描 述第一示例性實(shí)施例與第三到第六示例性實(shí)施例的比較。
在第一示例性實(shí)施例中，氣流通過(guò)獨(dú)立的空氣冷卻單元29a、 33a 沿相反的方向從液晶單元2的上方和下方供給，以導(dǎo)致冷卻氣流在液 晶單元2的光透射面上的中心位置(碰撞面a)處彼此碰撞，從而產(chǎn)生 朝著每個(gè)發(fā)熱面的垂直流動(dòng)(碰撞射流)。
另一方面，在圖16C中所示的第三實(shí)施例中的冷卻結(jié)構(gòu)中，布置 在液晶單元2的下端處的第一空氣冷卻單元29c的第一排出口 37c以及 以相同方式布置在液晶單元2的上端處的第二空氣冷卻單元33c的第二 排出口 38c分別從由圖中ax指示的面板的中心軸線(xiàn)向左和向右偏移。這樣，通過(guò)第一空氣冷卻單元29c產(chǎn)生的第一氣流30c和類(lèi)似的 通過(guò)第二空氣冷卻單元33c產(chǎn)生的第二氣流34c在與空氣速度分布的變 化相對(duì)應(yīng)的位置處相對(duì)地碰撞，從而形成旋回流，所述旋回流在基本 沿光透射面上的對(duì)角線(xiàn)(圖中的碰撞面c)的位置處垂直流向發(fā)熱面。 由此，能夠?qū)崿F(xiàn)液晶單元的廣泛和非常有效的冷卻。
在此情形中，由于氣流在碰撞之后沿傾斜方向流動(dòng)，所以能容易 地將熱廢氣從殼體中排出，從而廢氣將不會(huì)重新循環(huán)到冷卻空氣中。
圖16D中圖示的第四示例性實(shí)施例中的冷卻結(jié)構(gòu)包括第一空氣冷 卻單元29d的第一排出口 37d和類(lèi)似的第二空氣冷卻單元33d的第二 排出口 38d，第一排出口 37d和第二排出口 38d布置為在光透射面的對(duì)
角線(xiàn)上基本相對(duì)。
這樣，與上述第三示例性實(shí)施例相似，通過(guò)第一空氣冷卻單元29d 產(chǎn)生的第一氣流30d和類(lèi)似的通過(guò)第二空氣冷卻單元33d產(chǎn)生的第二 氣流34d被供給到入射側(cè)偏振板與液晶面板之間的間隔中以及液晶面 板與出射側(cè)偏振板之間的間隔中，并且在光透射面上的對(duì)角線(xiàn)位置(圖 中的碰撞面d)處彼此相對(duì)地碰撞。因而，形成旋回流，所述旋回流在 光透射面的對(duì)角線(xiàn)上垂直流向發(fā)熱面以產(chǎn)生與第三示例性實(shí)施例相似 的效果。
圖16E中圖示的第五示例性實(shí)施例中的冷卻結(jié)構(gòu)包括第一冷卻單 元29e和第二冷卻單元33e，第一冷卻單元29e和第二冷卻單元33e都 布置在液晶單元的下端的兩側(cè)。第一空氣冷卻單元29e的第一排出口 37e和類(lèi)似的第二空氣冷卻單元33e的第二排出口 38e設(shè)置為使得空氣 供給方向在面板的沿豎直方向的中心線(xiàn)(圖中的ax)上相交。
在此情形中，與其它示例性實(shí)施例相似，能對(duì)液晶單元進(jìn)行非常有效地冷卻，同時(shí)第一和第二氣流能沿相同的方向朝著液晶單元上方 排出，因而便于廢熱處理。
圖16F中圖示的第六示例性實(shí)施例中的冷卻結(jié)構(gòu)包括第一空氣冷
卻單元29f的第一排出口 37f和類(lèi)似的第二空氣冷卻單元33f的第二排 出口 38f,第一排出口 37d和第二排出口 38d布置為在液晶單元2的左 側(cè)和右側(cè)彼此相對(duì)。
在此情形中，必須在液晶單元的左側(cè)和右側(cè)提供安裝空間。然而， 由于朝著發(fā)熱面的旋回流形成在面板的中心軸線(xiàn)(圖中的ax)上，所 以這對(duì)于在豎直方向上具有大溫度梯度的液晶面板是有效的。
接下來(lái)，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的冷卻設(shè)備中的第七示例性實(shí)施例 進(jìn)行描述。
圖17A和圖17B是根據(jù)本發(fā)明的第七示例性實(shí)施例的示意性說(shuō)明 圖，這里圖17A包括描述冷卻設(shè)備的管道構(gòu)造的透視圖和描述操作的 橫剖視圖，而圖17B是以相同的方式描述該操作的頂視圖。
在圖17A和圖17B中圖示的第七示例性實(shí)施例中，省略了形成第 二空氣冷卻單元的一部分的第二冷卻風(fēng)扇。然而，第一冷卻風(fēng)扇27g 被共用，而第二空氣冷卻管道32g從第一空氣管道28g中途分支，并 在液晶單元2的側(cè)向位置處朝著液晶單元2的中心延伸以在上述的第 一到第六示例性實(shí)施例的冷卻設(shè)備中將第二氣流34g基本水平地從液 晶單元2的側(cè)向方向朝著光透射面的中心排出。
這樣，通過(guò)第一管道28g從液晶單元2下方向上方供給的第一氣 流30g和從液晶單元2的一側(cè)供給的第二氣流34g具有兩個(gè)不同的向 量(在此示例性實(shí)施例中是正交向量)并且在入射側(cè)偏振板12與液晶 面板13之間或液晶面板13與出射側(cè)偏振板14之間的光透射面上的中心位置附近在單元中的間隔中碰撞。因而，能以與上述第一到第六示 例性實(shí)施例相似的方式實(shí)現(xiàn)高冷卻效果。
此外，在此情形中，由于第一冷卻風(fēng)扇27g被第一空氣冷卻管道
28g和第二冷卻管道32g共用，所以能減少所安裝風(fēng)扇的數(shù)量，從而導(dǎo) 致成本和噪音的降低。此外，由于第二管道32g通過(guò)從第一管道30g
的一部分分支而形成，所以不僅能減小冷卻風(fēng)扇的安裝體積還能減小 冷卻設(shè)備的安裝體積，因而便于應(yīng)用到小投影設(shè)備。
此外，由于無(wú)需將第二冷卻風(fēng)扇或第二管道設(shè)置為獨(dú)立的構(gòu)件， 所以能簡(jiǎn)化組裝過(guò)程。另外，這允許保持與相關(guān)背景技術(shù)的采用單一 冷卻風(fēng)扇的構(gòu)造中的投影設(shè)備相同的生產(chǎn)率，同時(shí)提供高冷卻能力。
接下來(lái)，參照附圖，對(duì)使用本發(fā)明的冷卻設(shè)備通過(guò)擴(kuò)大冷卻作用 區(qū)以提高熱輻射效果并同時(shí)減緩液晶面板的表面上的熱梯度來(lái)改進(jìn)投 影圖像的質(zhì)量的方法進(jìn)行描述。
圖18包括顯示本發(fā)明的冷卻設(shè)備中的控制方法的示意性說(shuō)明圖， 這里(i)是當(dāng)從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)的液晶單元的正視圖，而(ii)示出了當(dāng) 從光透射面?zhèn)扔^(guān)察時(shí)的液晶單元的橫剖視圖，并且(a)、 (b)、 (c)以時(shí)間 序列指示風(fēng)扇空氣量的變化。順序(a)—(b)—(c)—(b)—(a)表示以時(shí)間序 列的風(fēng)扇空氣量控制以及在各自情形處的通風(fēng)狀態(tài)。
在說(shuō)明圖中，將上述第一示例性實(shí)施例的冷卻設(shè)備作為示例給出， 但是該控制方法能應(yīng)用于其它示例性實(shí)施例的冷卻設(shè)備。
分別設(shè)置在液晶單元2的下端和上端處的第一空氣冷卻單元29a 和第二空氣冷卻單元33a分別包括第一冷卻風(fēng)扇(未示出)和第一空氣 冷卻管道28a以及第二冷卻風(fēng)扇(未示出)和第二空氣冷卻管道32a。 從各自的管道排出口 ，第一氣流30a和第二氣流34a沿相反的方向供給到入射側(cè)偏振板12與液晶面板13之間以及液晶面板13與出射側(cè)偏振
板M之間的間隔中。氣流30a、 30b在其中途位置處碰撞以在垂直于光 透射面的方向形成旋回流。因而，利用垂直的射流對(duì)發(fā)熱面進(jìn)行冷卻。
此冷卻方法控制由第一冷卻風(fēng)扇供給的空氣的量與由第二冷卻風(fēng) 扇供給的空氣的量的比率，以隨時(shí)間改變碰撞的位置，并沿豎直方向 將垂直流移向光透射面，從而擴(kuò)大高效冷卻所作用的區(qū)域，并同時(shí)減 緩面板表面上的溫度差。
具體地，對(duì)獨(dú)立的冷卻風(fēng)扇(第一冷卻風(fēng)扇和第二冷卻風(fēng)扇)進(jìn) 行控制以調(diào)節(jié)由風(fēng)扇供給的各自的空氣量的比率，使得在特定時(shí)間(圖 18(a))第一空氣量大于第二空氣量；使得在下一時(shí)間(圖18(b))第一 空氣量等于第二空氣量；并且使得在下一時(shí)間(圖18(c))第一空氣量 小于第二空氣量。空氣量的控制可電力改變風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度，或者可 通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)置在管道中的風(fēng)門(mén)開(kāi)口來(lái)進(jìn)行。
控制周期性重復(fù)，諸如(a) —(b)—(c) —(b)—(a)，從而豎直移動(dòng)形成 在輸入/輸出偏振板和液晶面板的光透射面上的旋回流(碰撞射流)以 改變提供最大冷卻效果所在的位置(即，氣流碰撞所在的位置)來(lái)擴(kuò) 大其中冷卻作用高的區(qū)域，并減緩光透射面內(nèi)的熱傳遞系數(shù)隨時(shí)間的 局部變動(dòng)，從而限制面板表面內(nèi)的溫度梯度以改進(jìn)投影圖像的質(zhì)量。
盡管將第一示例性實(shí)施例作為示例而給出了上文的描述，但明顯 的是通過(guò)在其它示例性實(shí)施例中執(zhí)行此空氣量的控制也能提供相似的 效果。
在本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的第八示例性實(shí)施 例中，來(lái)自第一空氣冷卻裝置的第一氣流和來(lái)自第二空氣冷卻裝置的 第二氣流彼此具有不同的空氣速度向量。可將第一空氣冷卻裝置和第 二空氣冷卻裝置設(shè)置為使得第一氣流和第二氣流在多個(gè)部件的相對(duì)表面上的發(fā)熱點(diǎn)的位置處彼此碰撞。第一空氣冷卻裝置可布置在多個(gè)部 件的相對(duì)面的下端處，而第二空氣冷卻裝置可布置在多個(gè)部件的相對(duì) 面的上端處。第一空氣冷卻裝置可包括第一冷卻風(fēng)扇和第一空氣冷卻 管道，而第二空氣冷卻裝置可包括第二空氣冷卻風(fēng)扇和第二空氣冷卻 管道。第一空氣冷卻裝置和第二空氣冷卻裝置中的一個(gè)可包括冷卻風(fēng) 扇和空氣冷卻管道，而另一個(gè)可僅包括冷卻風(fēng)扇。第一空氣冷卻裝置 可包括第一冷卻風(fēng)扇和第一空氣冷卻管道，而第二空氣冷卻裝置可包 括與第一空氣冷卻裝置共用的第一冷卻風(fēng)扇以及從第一空氣冷卻管道 中途分支的用于將空氣從與第一空氣冷卻管道的空氣供給方向不同的 方向供給到平面中的第二空氣冷卻管道。此外，第一冷卻風(fēng)扇和第二 冷卻風(fēng)扇可提供可變的空氣量。
在電子裝置的多個(gè)部件中的發(fā)熱點(diǎn)的冷卻中也能產(chǎn)生本發(fā)明的效 果，所述部件具有彼此相對(duì)的表面，所述表面中的至少任一個(gè)包括發(fā) ^點(diǎn)、。
此外，由于風(fēng)扇氣流碰撞所在的位置能通過(guò)任意地控制來(lái)自一對(duì) 空氣冷卻裝置的空氣量的比率來(lái)任意設(shè)定，所以能以面板的中心為基 礎(chǔ)周期性地改變碰撞射流所產(chǎn)生的位置以減緩面板表面的熱梯度，從 而有利地改進(jìn)圖像質(zhì)量。
在根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的第九示例性 實(shí)施例中，電子裝置可以是液晶圖像顯示器，而部件可包括形成液晶 單元的一部分的入射側(cè)偏振板、液晶面板和出射側(cè)偏振板。
在本發(fā)明的第十示例性實(shí)施例中， 一種冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的 方法可以是上述用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備的發(fā)熱點(diǎn)冷卻方 法。第十實(shí)施例可包括通過(guò)第一空氣冷卻裝置沿第一方向在部件的相 對(duì)表面之間的間隙中為電子裝置的部件供給第一氣流。另外，通過(guò)第 二空氣冷卻裝置沿與第一方向不同的第二方向在部件的相對(duì)表面之間供給第二氣流，從而導(dǎo)致第一氣流和第二氣流在部件的相對(duì)表面上的 發(fā)熱點(diǎn)的中心位置附近彼此碰撞。因而，產(chǎn)生垂直流向部件的相對(duì)表 面中的一個(gè)或兩個(gè)的旋回流。
在根據(jù)本發(fā)明第十一示例性實(shí)施例的冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的方 法中，第一空氣冷卻裝置布置在電子裝置的部件的下端處，而第二空 氣冷卻裝置布置在電子裝置的部件的上端處。可通過(guò)第一空氣冷卻裝 置在多個(gè)部件之間的間隔中從下向上地供給第一氣流，而可通過(guò)第二 空氣冷卻裝置在多個(gè)部件之間的間隔中在下面冷卻供給第二氣流，以 導(dǎo)致第一氣流和第二氣流在部件的相對(duì)表面上的發(fā)熱點(diǎn)的中心位置附 近彼此碰撞。因而，產(chǎn)生垂直流向部件的相對(duì)表面中的一個(gè)或兩個(gè)的 旋回流。通過(guò)隨時(shí)間改變形成第一空氣冷卻裝置的一部分的第一冷卻 風(fēng)扇與形成第二空氣冷卻裝置的一部分的第二冷卻風(fēng)扇的空氣量的比 率，可周期性地從部件的相對(duì)表面上的發(fā)熱點(diǎn)的中心位置移動(dòng)第一氣 流和第二氣流碰撞所在的位置。電子裝置可以是液晶圖像顯示器，而 部件可包括構(gòu)成液晶單元的入射側(cè)偏振板、液晶面板和出射側(cè)偏振板。
在本發(fā)明的第十二示例性實(shí)施例中，液晶投影設(shè)備包括上述用于 冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備中的任一個(gè)。
在根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備中，當(dāng)電子裝 置例如是液晶投影設(shè)備的液晶圖像顯示器時(shí)，在液晶單元上方和下方 設(shè)置一對(duì)各包括冷卻風(fēng)扇和空氣冷卻管道的獨(dú)立的空氣冷卻裝置。因 此，氣流沿相反的方向從上方和下方穿過(guò)液晶單元在其間供給，以使 氣流通過(guò)入射側(cè)偏振板與液晶面板之間或液晶面板與出射側(cè)偏振板之 間的間隔。兩股氣流在發(fā)熱點(diǎn)的中心位置附近的光透射面的中心附近 碰撞，從而改進(jìn)了冷卻效率。
為通過(guò)強(qiáng)制空氣冷卻來(lái)冷卻諸如偏振板和液晶面板的發(fā)熱平板， 可將提供最高冷卻效率的碰撞噴射冷卻作為方法中的一種而給出。圖19是用于描述碰撞噴射冷卻的示意圖。如圖19中所示，碰撞噴射冷卻
是這樣一種方法，該方法涉及通過(guò)噴嘴19垂直于發(fā)熱平板18噴射冷 卻劑(空氣、液體)20以致使碰撞射流與發(fā)熱板18碰撞，從而從發(fā)熱 面輻射熱量。
通常，在針對(duì)發(fā)熱平板的強(qiáng)制空氣冷卻中，預(yù)想兩種方法，即薄 化法和置換法，用于改進(jìn)熱傳遞系數(shù)以促進(jìn)熱傳遞。
前者是一種通過(guò)減小形成在發(fā)熱體的表面上的熱邊界層的厚度 (薄化)來(lái)促進(jìn)熱傳遞的方法，在此情形中，由于熱邊界層的厚度與 主流方向的速度(沿平板的流率)的平方根成反比，所以上述提高空 氣速度以降低發(fā)熱體的溫度的方式可與此相比較。
后者意欲通過(guò)促使固體表面附近的流體與同該流體稍稍隔開(kāi)的流 體的交換來(lái)促進(jìn)熱傳遞，并通過(guò)控制與不穩(wěn)定渦流的產(chǎn)生/消失相關(guān)的 湍流來(lái)實(shí)現(xiàn)。
用于通過(guò)使射流從與發(fā)熱平板垂直的方向與該發(fā)熱平板碰撞來(lái)冷 卻發(fā)熱平板的碰撞噴射冷卻歸于后者。通過(guò)如下過(guò)程，碰撞噴射冷卻 展示了比沿發(fā)熱平板供給空氣的傳統(tǒng)方法高五到十倍的冷卻能力
1) 由于碰撞射流而導(dǎo)致的發(fā)熱體表面上的熱邊界層的破損(剝
離)；
2) 由于產(chǎn)生在碰撞面上的旋回流而導(dǎo)致的流體交換(溫度置換)；
以及
3) 由于柯恩達(dá)效應(yīng)(流體的特征，通過(guò)該特征，置于流動(dòng)中的物 體引起流體與固體的壁表面之間的壓力的降低，以將流動(dòng)吸引到壁面， 從而改變沿物體的流動(dòng)方向)而導(dǎo)致的射流在壁上的滑動(dòng)。
順便提及，當(dāng)將此碰撞噴射冷卻例如應(yīng)用于冷卻液晶投影設(shè)備中 的液晶圖像顯示器時(shí)，其噴嘴位置是要解決的問(wèn)題。具體地，因?yàn)楫?dāng)各色光經(jīng)過(guò)時(shí)，液晶面板和偏振板由于光吸收效應(yīng)而發(fā)熱，所以發(fā)熱
面基本與光透射面(面板光透射面22、偏振板光透射面25)相匹配， 如圖20A和圖20B中所示。因此，必須產(chǎn)生與發(fā)熱面垂直的氣流，以 便不阻礙每種色彩的透射。圖20A和圖20B是用于描述液晶圖像顯示 器中的液晶面板和偏振板的光透射面的示意圖，這里圖20A是顯示并 排放置的液晶面板和偏振板的正視屈，而圖20B是側(cè)視圖。
因而，在本發(fā)明中的用于液晶圖像顯示器的冷卻機(jī)構(gòu)中，沿彼此 相反的方向從液晶單元上方和下方供給冷卻氣流，以致使冷卻氣流在 液晶面板與偏振板之間的間隔中的光透射面的中心附近彼此碰撞。因 而，產(chǎn)生旋回流，所述旋回流垂直流向液晶面板和偏振板的發(fā)熱面以 形成垂直射流，從而顯著地提高熱傳遞系數(shù)以促進(jìn)熱傳遞并實(shí)現(xiàn)液晶 單元的高效冷卻。
此外，通過(guò)隨時(shí)間改變由設(shè)置在液晶單元上方和下方的風(fēng)扇供給 的空氣量的比率，氣流碰撞所在的位置(垂直射流所產(chǎn)生的位置)能 相對(duì)于液晶面板和偏振板從液晶面板的中心豎直振動(dòng)。這樣，由于展 示最大冷卻效果的區(qū)域(碰撞的位置)能在面板表面內(nèi)周期性改變， 所以能夠消除液晶面板的表面上的熱梯度，從而改進(jìn)投影圖像的質(zhì)量。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了具體顯示和 描述，但是本發(fā)明不限于這些示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人 員將理解的是在不偏離如由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可在本發(fā)明中作出各種形式和細(xì)節(jié)的改變。
此外，注意的是申請(qǐng)人的意圖是包含所有權(quán)利要求要素的等同物， 即使以后在訴訟期間補(bǔ)正的。
本申請(qǐng)基于并要求2006年10月23日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng) No.2006-287395的優(yōu)先權(quán)利益，該申請(qǐng)的公開(kāi)通過(guò)參引完全合并于此。
權(quán)利要求
1.一種用于空氣冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的冷卻設(shè)備，所述電子裝置包括多個(gè)并排布置以具有相同面內(nèi)方向的部件，所述部件包括位于其表面內(nèi)的發(fā)熱點(diǎn)，其特征在于所述冷卻設(shè)備包括第一空氣冷卻裝置，用于沿所述面內(nèi)方向的取向向所述發(fā)熱點(diǎn)供給氣流；以及第二空氣冷卻裝置，用于沿所述面內(nèi)方向與通過(guò)所述第一空氣冷卻裝置供給的氣流不同取向地向所述發(fā)熱點(diǎn)供給氣流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備，其中通過(guò)所述第一空氣冷卻裝置供給的第一氣流和通過(guò)所述第二空氣 冷卻裝置供給的第二氣流具有彼此不同的空氣速度向量；并且所述第一空氣冷卻裝置和所述第二空氣冷卻裝置設(shè)置為使得所述 第一氣流和所述第二氣流在多個(gè)所述部件的相對(duì)表面上的所述發(fā)熱點(diǎn) 的位置處彼此碰撞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè) 備，其中所述第一空氣冷卻裝置布置在與多個(gè)所述部件相對(duì)的平面的下端處；并且所述第二空氣冷卻裝置布置在與所述多個(gè)所述部件相對(duì)的所述平 面的上端處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備，其中所述第一空氣冷卻裝置包括第一冷卻風(fēng)扇和第一空氣冷卻管道；并且所述第二空氣冷卻裝置包括第二冷卻風(fēng)扇和第二空氣冷卻管道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備，其中所述第一空氣冷卻裝置和所述第二空氣冷卻裝置中的一個(gè)包括冷 卻風(fēng)扇和空氣冷卻管道，而所述第一空氣冷卻裝置和所述第二空氣冷 卻裝置中的另一個(gè)只包括冷卻風(fēng)扇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備，其中-所述第一空氣冷卻裝置包括第一冷卻風(fēng)扇和第一空氣冷卻管道；并且所述第二空氣冷卻裝置包括與所述第一空氣冷卻裝置共用的所述 第一冷卻風(fēng)扇以及從所述第一空氣冷卻管道中途分支的用于將空氣從 與所述第一空氣冷卻管道的空氣供給方向不同的方向供給到平面中的 第二空氣冷卻管道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè) 備，其中所述第一冷卻風(fēng)扇和所述第二冷卻風(fēng)扇供給可變的空氣量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備，其中所述電子裝置包括液晶圖像顯示器，而所述部件包括構(gòu)成液晶單 元的入射側(cè)偏振板、液晶面板和出射側(cè)偏振板。
9. 一種發(fā)熱點(diǎn)冷卻方法，用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備，所述方法的特征在于包括通過(guò)所述第一空氣冷卻裝置沿第一方向在所述部件的相對(duì)表面之間的間隙中為所述電子裝置的所述部件供給第一氣流；通過(guò)所述第二空氣冷卻裝置沿與所述第一方向不同的第二方向在所述部件的相對(duì)表面之間的間隙中供給第二氣流；以及促使所述第一氣流和所述第二氣流在所述部件的相對(duì)表面上的發(fā) 熱點(diǎn)的中心位置附近彼此碰撞，從而產(chǎn)生垂直流向所述部件的相對(duì)表 面中的一個(gè)或兩個(gè)的旋回流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的方法，其中 所述第一空氣冷卻裝置布置在所述電子裝置的所述部件的下端處，而所述第二空氣冷卻裝置布置在所述電子裝置的所述部件的上端 處；通過(guò)所述第一空氣冷卻裝置在多個(gè)所述部件之間的間隔中從下向 上地供給第一氣流；通過(guò)所述第二空氣冷卻裝置在所述多個(gè)所述部件之間的間隔中從上向下地供給第二氣流；以及促使所述第一氣流和所述第二氣流在所述部件的相對(duì)表面上的發(fā) 熱點(diǎn)的中心位置附近彼此碰撞，從而產(chǎn)生垂直流向所述部件的相對(duì)表 面中的 一個(gè)或兩個(gè)的旋回流。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的方法，其中通過(guò)隨時(shí)間改變形成所述第一空氣冷卻裝置的一部分的所述第一 冷卻風(fēng)扇供給的空氣量與形成所述第二空氣冷卻裝置的一部分的所述 第二冷卻風(fēng)扇供給的空氣量的比率，周期性地從所述部件的相對(duì)表面 上的發(fā)熱點(diǎn)的中心位置移動(dòng)所述第一氣流與所述第二氣流碰撞所在的 位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9到11中的任一項(xiàng)所述的冷卻電子裝置的發(fā)熱 點(diǎn)的方法，其中所述電子裝置包括液晶圖像顯示器，而所述部件包括構(gòu)成液晶單 元的入射側(cè)偏振板、液晶面板和出射側(cè)偏振板。
13. —種液晶投影設(shè)備，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的 用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備。
全文摘要
一種用于有效降低電子裝置運(yùn)行溫度的小型和低成本構(gòu)造的低噪音的冷卻設(shè)備包括多個(gè)部件，所述部件包括彼此相對(duì)的其間具有一定間距的表面并在所述彼此相對(duì)的表面中的至少任一個(gè)上具有發(fā)熱點(diǎn)。用于冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的設(shè)備包括用于強(qiáng)制地空氣冷卻電子裝置的發(fā)熱點(diǎn)的冷卻設(shè)備，該電子裝置包括多個(gè)部件，所述部件并排布置以具有相同的面內(nèi)方向，并且包括位于其表面內(nèi)的發(fā)熱點(diǎn)。該冷卻設(shè)備包括用于沿該面內(nèi)方向的取向向發(fā)熱點(diǎn)供給氣流的第一空氣冷卻單元以及用于沿面內(nèi)方向與通過(guò)該第一空氣冷卻單元供給的氣流不同取向地向發(fā)熱點(diǎn)供給氣流的第二空氣冷卻單元。
文檔編號(hào)G03B21/16GK101529330SQ20078003933
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者宇都宮基恭 申請(qǐng)人:Nec顯示器解決方案株式會(huì)社