空冷式電気装置用の塵捕集構造及びそれを備えた電気装置
【課題】 本発明の課題は、空冷式電気装置に使用されるものとして、塵フィルターを使用することなく塵が分離及び捕集できる空冷式電気装置用の塵捕集構造を提供することにある。
【解決手段】 空気吸引用の吸気ファンを備える空冷式電気装置に用いられる空冷式電気装置用の塵捕集構造は、前記電気装置の筐体に間隔をおいて並んで設置され、複数個の吸引口を形成する複数個の第１渦流発生部材と、前記複数個の吸引口から前記筐体の内側に一定距離離間して設定される複数個の第２渦流発生部材とを含み、前記複数個の第１渦流発生部材の各々は前記筐体の内側に突出しており、前記吸気ファンにより前記吸引口に吸引される空気が前記第１渦流発生部材の後端に渦流を発生させる形状に形成され、前記複数個の第２渦流発生部材の各々は、前記吸引口を通じて吸引される空気を分岐させ、分岐された空気が前記第２渦流発生部材の後端で渦流を形成する形状に形成される。
【解決手段】 空気吸引用の吸気ファンを備える空冷式電気装置に用いられる空冷式電気装置用の塵捕集構造は、前記電気装置の筐体に間隔をおいて並んで設置され、複数個の吸引口を形成する複数個の第１渦流発生部材と、前記複数個の吸引口から前記筐体の内側に一定距離離間して設定される複数個の第２渦流発生部材とを含み、前記複数個の第１渦流発生部材の各々は前記筐体の内側に突出しており、前記吸気ファンにより前記吸引口に吸引される空気が前記第１渦流発生部材の後端に渦流を発生させる形状に形成され、前記複数個の第２渦流発生部材の各々は、前記吸引口を通じて吸引される空気を分岐させ、分岐された空気が前記第２渦流発生部材の後端で渦流を形成する形状に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空冷式電気装置に関し、より詳細には、吸引される空気から塵を分離する空冷式電気装置に使用される塵捕集構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この頃、電気装置の基本的な機能に対する技術だけでなく、その基本的な機能が長く保持かつ発揮できるようにするための技術も、電気装置の中核性能として評価されている。
【０００３】
ところが、外部空気を用いて内部の発熱源を冷却する空冷式電気装置においては、電気装置の機能を長く保持するためには、電気装置に吸引される塵を取り除く必要がある。吸引される空気から塵を取り除くために、一般的に、従来の空冷式電気装置は塵フィルターを使用してきた。
【０００４】
一般的な塵フィルターは、無数の微細な穴又は格子状のフィルター部材を数回に折って形成する。従って、吸引される空気は、微細な穴又は格子を通過し、塵はフィルター部材にかけられるようになる。塵フィルターを長時間使用すると、塵フィルターの微細な穴又は格子が塵によって詰まってしまう。従って、塵フィルターを使用する電気装置は、定期的に塵フィルターを洗浄したり、取り替えなければならないという不便さがある。
【０００５】
特に、空冷式で冷却される電気装置の場合、内部に入り込む塵を遮断するために、穴又は格子の細かい塵フィルターを使用すると、外部の冷たい空気が電気装置の内部に入り込みにくくなる。従って、冷却機能が低下するおそれがある。逆に、穴又は格子の間隔の大きい塵フィルターを使用すると、外部の空気を電気装置に取り込むことは容易であるため、冷却機能を高めることはできるものの、塵除去の効率が低下して電気装置の性能を低下させるおそれがあるという問題がある。
【０００６】
従って、従来の空冷式電気装置は、適切な大きさの穴をもつ塵フィルターを使って吸引される空気から塵を取り除いており、一定間隔で塵フィルターを洗浄又は取り替えるように管理している。
【０００７】
しかし、このような従来の空冷式電気装置は、塵フィルターをユーザが適切に管理していなかったために、電気装置が故障を起こしてしまうケースが頻発し、製品の信頼性を低下させるだけでなく、修理代がかさむようになってしまう。
【０００８】
従って、塵フィルターを使用することなく、塵が捕集できる塵捕集構造への開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国登録実用第０３３９２１５号
【特許文献２】日本特開第２０００−３０４３７９号公報
【特許文献３】日本特開平９−１１７６２７号公報
【特許文献４】日本特開第２００４−２２００１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、空冷式電気装置に使用されるものとして、塵フィルターを使用することなく塵が分離及び捕集できる空冷式電気装置用の塵捕集構造に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面によると、空気吸引用の吸気ファンを備える空冷式電気装置に用いられる空冷式電気装置用の塵捕集構造において、前記電気装置の筐体に間隔をおいて並んで設置され、複数個の吸引口を形成する複数個の第１渦流発生部材と、前記複数個の吸引口から前記筐体の内側に一定距離離間して設定される複数個の第２渦流発生部材とを含み、前記複数個の第１渦流発生部材の各々は前記筐体の内側に突出しており、前記吸気ファンにより前記吸引口に吸引される空気が前記第１渦流発生部材の後端に渦流を発生させる形状に形成され、前記複数個の第２渦流発生部材の各々は、前記吸引口を通じて吸引される空気を分岐させ、分岐された空気が前記第２渦流発生部材の後端で渦流を形成するようにする形状に形成されることが望ましい。
【００１２】
前記第１渦流発生部材は、前記吸引口を通じて引き込まれる空気が、渦流を形成するようにガイドする曲面形状をもつガイド部と、前記ガイド部の両側端で隣接する前記第１渦流発生部材に向かって突出している羽根部とを含んでよい。
【００１３】
前記羽根部は、三角形と、長方形及び台形の形状のうちのいずれか一つの断面形状に形成されてよい。
【００１４】
前記第１渦流発生部材のガイド部は、凹状に形成されてよい。
【００１５】
前記第２渦流発生部材の断面は楔状に形成され、前記楔状の両側傾斜面は、前記吸引口側に向かって集まるように配置されてよい。
【００１６】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分が三角形状又は流線型に形成されてよい。
【００１７】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分の反対側の部分には空気に対して流動抵抗を発生させる溝が形成されてよい。
【００１８】
前記複数個の第２渦流発生部材は少なくとも２列に配置され、後列に配置される複数個の第２渦流発生部材は、前列に配置される複数個の第２渦流発生部材の各々の間の空間を隔てて対向するように配置されてよい。
【００１９】
前記複数個の第２渦流発生部材は、ジグザグ状に配置されてよい。
【００２０】
前記第１及び第２渦流発生部材は、前記筐体と一つの胴体とで形成されることは望ましい。
【００２１】
前記第１及び第２渦流発生部材は、前記筐体と分離自在のハウジングに設けてよい。
【００２２】
本発明に係る塵捕集構造は、前記筐体の内側に設けられ、前記複数個の第１及び第２渦流発生部材を通過した空気を前記吸気ファン側にガイドするガイドダクトを更に含み、前記ガイドダクトの内面には吸引された空気が渦流を形成するようにする複数個の渦流発生溝が形成されてよい。
【００２３】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端周囲に、前記筐体の床面に形成された塵排出口を更に含んでよい。
【００２４】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端に設けられた塵付着部材を更に含んでよい。
【００２５】
なお、前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端周囲に、前記筐体の床面に形成された塵排出口と、他の一部の渦流発生部材の後端に設けられた塵付着部材を更に含んでよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一実施形態に係る塵捕集構造を有する空冷式電気装置は、塵フィルターの微細穴にしてはかなり大きい吸引口を通じて外部空気を筐体内に吸引するため、塵フィルターを使用する場合より、容量の小さい吸気ファンを使用しても電気装置を必要な温度に冷却することができる。
【００２７】
なお、本発明に係る塵捕集構造は、筐体内部の発熱源に付着できる比較的大きい塵を分離して捕集できるため、塵によって電気装置の性能が低下してしまうことを防止することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態に係る塵捕集構造を有する空冷式電気装置は、捕集された塵を筐体外部に排出できるため、塵フィルターを使用する電気装置に比べて維持保守が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を有する電気装置を概念的に示す図である。
【図２】図１の電気装置を矢印Ｃの方向から見た図である。
【図３】図１の電気装置に設けられた塵捕集構造を示す斜視図である。
【図４】図１の塵捕集構造の作動原理を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造によって塵が分離されることをシミュレーションした結果を示す写真である。
【図６】図１の塵捕集構造の第１渦流発生部材の別の例を示す図である。
【図７】図４の塵捕集構造の第１渦流発生部材の羽根部の様々な例を示す部分図である。
【図８】図１の塵捕集構造の第２渦流発生部材の別の例を示す図である。
【図９】図１の塵捕集構造の塵排出口と塵付着部材を示す部分断面図である。
【図１０】ハウジングに設けられた本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を示す斜視図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を概略的に示す部分断面図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を概略的に示す部分断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を備えたプロジェクタを示す概略図である。
【図１４】図１３の塵捕集構成によって塵が捕集される様子を示すシミュレーション写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ここで説明される実施形態は、発明の理解を促すための例示を示したものであって、本発明はここで説明される実施形態とは異なる多様な実施形態に変形されて実施できることを理解すべきである。但し、以下で本発明を説明するうえで、関連の公知機能又は構成要素に対する具体的な説明が、本発明の要旨からかけ離れていると判断される場合、その詳細な説明及び具体的な図示を省略する。なお、添付の図は、発明の理解を促すために、添付図面は実際の寸法で示されたものではなく、一部の構成要素のみを拡大して示すことがある。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を有する電気装置を概念的に示す図である。図２は、図１の電気装置を矢印Ｃの方向から見た図であり、図３は、図１の電気装置に設けられた塵捕集構造を示す斜視図である。
【００３２】
図１によると、空冷式電気装置１は、筐体１０と、発熱源２０と、吸気ファン３０と、塵捕集構造１１０を含んでよい。
【００３３】
筐体１０は、空冷式電気装置（又は電子装置）１の外観を形成するものとして、外部空気ＯＡが筐体１０内部に引き込まれる吸引口１１を含む。ここで、空冷式電気装置１は、電気を使って所定機能を行うものとして、その内部の発熱源２０を外部空気ＯＡで冷却して内部温度を所定温度以下に保持する装置のことをいう。例えば、空冷式電気装置１は、プロジェクタ（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）、プロジェクションテレビ（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ ＴＶ）等を含んでよい。
【００３４】
図１において、筐体１０は長方形の断面であるものとして示されているが、それは一例に過ぎず、無論、電気装置１の機能に応じて筐体１０は多様な形状に形成されてよい。
【００３５】
発熱源２０は、筐体１０内部に設けられ、電気装置１が所定の機能を行う間、熱を発生する全ての部品のことをいう。
【００３６】
吸気ファン３０は、筐体１０の一端に設けられ、外部空気ＯＡを電気装置１の筐体１０内部に吸引する吸引力を発生させる。従って、吸気ファン３０が動作すると、外部空気ＯＡが筐体１０内部に吸引されて発熱源２０を通過した後、吸気ファン３０を通って筐体１０の排出口１３を通じて筐体１０外部に排出される。
【００３７】
塵捕集構造１００は、従来の塵フィルターの代わりに使用するものとして、外部空気ＯＡの吸引が円滑になるようにし、吸引される外部空気ＯＡに含まれる比較的に大きな塵を効果的に分離できるように構成される。
【００３８】
図１ないし図３を参照しながら、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００は、複数個の第１渦流発生部材１１０と複数個の第２渦流発生部材１２０とを含んでよい。
【００３９】
複数個の第１渦流発生部材１１０は、筐体１０と一体に形成され、外部空気ＯＡが吸引される複数個の吸引口１１を形成する。即ち、複数個の第１渦流発生部材１１０は筐体１０を成形する際、筐体１０の前面１２と一つの胴体とで形成してよい。複数個の第１渦流発生部材１１０は筐体１０に間隔をおいて並んで設置され、互いに隣接する２つの第１渦流発生部材１１０は一つの吸引口１１を形成する。
【００４０】
複数個の第１渦流発生部材１１０の各々は、筐体１０の内側に突出しており、筐体１０の上面１５と下面１４との間の距離に相当する長さを有する。第１渦流発生部材１１０の断面は、吸気ファン３０によって吸引口１１に吸引される外部空気ＯＡが、図４に示すように、第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂで渦流を発生させるようにする曲面形状に形成される。このような機能を行う第１渦流発生部材１１０は、図４に示すようにガイド部１１１と羽根部１１２とを含んでよい。ガイド部１１１は、吸引口１１を通じて引き込まれる外部空気ＯＡが渦流を形成するようにガイドするものとして、曲面形状を有する。ガイド部１１１は、図１及び図３に示すように、筐体１０の内側方向に窪んでいる形状、即ち、空気移動方向に窪んでいる形状に形成されてよい。即ち、第１渦流発生部材１１０は、断面が曲面であるチャネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）形状に形成されてよい。従って、第１渦流発生部材１１０は、凹部１１０ａの入口が筐体１０の外部を向くように配置される。なお、第１渦流発生部材１１０’は、図６に示すように、羽根部１１２の間に壁１１３がある形状に形成されてよい。この場合、第１渦流発生部材１１０’は断面が曲面である柱状となる。
【００４１】
図４によると、中央部の第１渦流発生部材１１０−１の羽根部１１２は、ガイド部１１１の両側端で隣接している第１渦流発生部材１１０−２、１１０−３に向かって突設される。従って、隣接する２つの第１渦流発生部材１１０−１、１１０−２の羽根部１１２の間の空間が吸引口１１を形成する。この突出している羽根部１１２は、吸引口１１を通過する空気が第１渦流発生部材１１０の後端、即ちガイド部１１１の後端周囲Ｂで渦流の形成を手伝う。従って、吸引口１１の幅Ｗ１が吸引口１１の内側の幅Ｗ２より小さいものが、第１渦流発生部材１１０による空気の渦流発生が容易になる。ここで、吸引口１１の内側の幅Ｗ２は、隣接する２つの第１渦流発生部材１１０−１、１１０−２のガイド部１１１の間の距離として、隣接する２つの第１渦流発生部材１１０−１、１１０−２のガイド部１１１は、外部空気ＯＡが通過する空気通路を形成する。
【００４２】
羽根部１１２は、ガイド部１１１で突出している形態である限り、多様な形状に形成されてよい。例えば、羽根部１１２は図７の（ａ）ないし（ｃ）に示されたような多様な三角断面、又は、図７の（ｄ）と（ｅ）に示されたような長方形断面又は台形断面に形成されてよい。
【００４３】
第１渦流発生部材１１０の形状及び大きさ、吸引口１１の幅Ｗ１と個数、吸引口の内側の幅Ｗ２などは、本発明による塵捕集構造１００を実際に電気装置１に適用する際、電気装置１に必要な冷却容量に応じて適切に決定されてよい。
【００４４】
複数個の第２渦流発生部材１２０は、複数個の吸引口１１から筐体１０の内側に一定距離離間されて設置される。複数個の第２渦流発生部１２０は筐体１０を成形する際、筐体１０と一つの胴体とで形成されてよい。
【００４５】
複数個の第２渦流発生部材１２０の各々は、吸引口１１を通して吸引される外部空気ＯＡを２つの流れに分岐させ、分岐された空気の流れが第２渦流発生部材１２０の後端周囲Ａで渦流を形成することができるようにする形状に形成される。
【００４６】
図３に示すように、第２渦流発生部材１２０は吸引口１１に向かう側の先端部１２１は一直線であり、吸引口１１から遠ざかる方向の後端部は先端部１２１をなす一直線を中心に両側に広がる形状に形成されてよい。従って、第２渦流発生部材１２０の断面は、図４に示すように、２つの側面１２２、１２３を有し、前記２つの側面１２２、１２３は吸引口１１側に向かって集まり、吸引口１１から遠ざかると両側に広がる傾斜面で形成される。即ち、第２渦流発生部材１２０の断面は２つの傾斜面１２２、１２３が一点に向かって集まる楔状に形成されてよい。このとき、楔状の第２渦流発生部材１２０の断面は、吸引口１１側の先端部１２１は三角形状に形成できる。又は、別の例として、図８に示すように、先端部１２１’を流線型に形成できる。図８で、流線型に形成された先端部１２１’は、Ｐ１とＰ２との間の部分を指す。
【００４７】
なお、吸引口１１の反対側に向かう第２渦流発生部材１２０の後端部１２４には、第２渦流発生部材１２０によって２つの流れに分岐された空気が、第２渦流発生部材１２０の後端部１２４で円滑に渦流を形成できるように溝が形成されてよい。この場合、第２渦流発生部材１２０は、図３に示すように、ほぼＶ字型の断面をもつチャネルに形成される。この溝１２４は、第２渦流発生部材１２０に沿って流れる空気に対して流動抵抗を発生させて渦流発生を促進させる。従って、第２渦流発生部材１２０に沿って移動した空気は、図４及び図５に示すように、第２渦流発生部材１２０の後端部１２４の周囲Ａに渦流を形成する。
【００４８】
第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂ及び第２渦流発生部材の後端周囲Ａに形成される渦流によって分離された塵を捕集するために塵排出口１７を筐体１０の床１６に形成してよい（図９を参照）。又は、渦流によって捕集された塵を吸着するための塵付着部材１８を筐体１０の内部に設けてよい。又は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の一部の後端周囲の筐体の床１６には塵排出口１７を形成し、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の他の一部の後端には塵付着部材１８を設けてよい。
【００４９】
図９は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の一部の後端周囲の筐体の床面１６に形成された塵排出口１７と一部の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端に付着された塵付着部材１８を示している。従って、吸気ファン３０が停止すると、渦流によって捕集されていた塵は下に落下して塵排出口１７を通って筐体１０の外部に排出される。第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端に塵付着部材１８が設けられている場合には、吸気ファン３０が停止すると、渦流によって捕集されていた塵は隣接している塵付着部材１８に付着される。
【００５０】
以下、前記のような構造を有する本発明の一実施形態に係る塵付着構造１００の作用を、図１、図４及び図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００によって塵が分離される様子をコンピュータでシミュレーションした結果を示す写真である。
【００５１】
吸気ファン３０を作動させると、吸引力が発生して外部空気ＯＡが複数個の第１渦流発生部材１１０との間の吸引口１１を通して筐体１０の内部に引き込まれる。
【００５２】
吸引口１１を通して吸引される外部空気ＯＡは、第２渦流発生部材１２０によって図４及び図５に示すように、２つの空気の流れに分岐される。図４において、第２渦流発生部材１２０の右側に分岐された右側空気の流れは、第２渦流発生部材１２０の右側傾斜面１２２と右側第１渦流発生部材１１０のガイド部１１１との間を通過する。
【００５３】
右側空気の流れの一部Ｒ１は、右側第１渦流発生部材１１０−１のガイド部１１１に従って移動するようになる。空気がガイド部１１１に従って移動すると、流動抵抗の差によってガイド部１１１の後端周囲Ｂに逆流（Ｂａｃｋ Ｆｌｏｗ）が生じ、抗力（Ｄｒａｇ Ｆｏｒｃｅ）が発生する。この抗力によって、第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂには渦流が形成され、吸引された外部空気ＯＡに含まれた塵は、この渦流によって外部空気ＯＡから分離されてこの渦流に閉じ込められるようになる。
【００５４】
なお、右側空気の流れの他の一部Ｒ２は、第２渦流発生部材１２０の右側傾斜面１２２に沿って移動するようになる。空気が右側傾斜面１２２に沿って移動すると、流動抵抗の差によって右側傾斜面１２２の後端周囲Ａに逆流が生じ、抗力が発生する。この抗力によって第２渦流発生部材１２０の後端周囲Ａに渦流が形成され、吸引された外部空気ＯＡに含まれた塵は、この渦流によって外部空気ＯＡから分離されてこの渦流に閉じ込められるようになる。従って、右側空気の流れとともに引き込まれてきた塵は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端周囲Ｂ、Ａに形成された渦流に閉じ込まれるため、筐体１０の内部に入り込むことはない。
【００５５】
なお、図４において、第２渦流発生部材１２０の左側に分岐された左側空気の流れＬ２、Ｌ１は、第２渦流発生部材１２０の左側傾斜面１２３と左側第１渦流発生部材１１０−２のガイド部１１１との間を通過する。
【００５６】
左側空気の流れの一部Ｌ１は、
左側第１渦流発生部材１１０−２のガイド部１１１に従って移動するようになり、左側空気の流れの他の一部Ｌ２は、第２渦流発生部材１２０の左側傾斜面１２３に沿って移動するようになる。空気が第１渦流発生部材１１０のガイド部１１１と第２渦流発生部材１２０の左側傾斜面１２３に沿って移動すると、上記において説明したような原理に基づき、第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂと第２渦流発生部材１２０の後端周囲Ａに渦流が形成される。吸引された外部空気ＯＡに含まれた塵は、この渦流によって外部空気ＯＡから分離されてこの渦流に閉じ込められるようになる。従って、右側空気の流れとともに引き込まれてきた塵は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端周囲Ｂ、Ａに形成された渦流に閉じ込まれるため、筐体１０の内部に入り込むことはない。
【００５７】
塵捕集構造１００を通過して塵の分離された外部空気ＯＡは、発熱源２０を通るようになる。冷たい外部空気が発熱源２０を通る間、熱交換によって発熱源２０が冷却して空気は熱くなる。熱くなった空気は、吸気ファン３０を通って筐体１０の排出口１３を通って外部に排出される。
【００５８】
このように、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００を有する空冷式電気装置１は、塵フィルターの微細穴にしてはかなり大きい吸引口１１を通って外部空気ＯＡを筐体１０の内部に吸引するため、塵フィルターを使用する場合より容量が小さい吸気ファン３０を使用しても、電気装置１を必要な温度に冷却することができる。なお、本発明に係る塵捕集構造１００は、筐体１０の内部の発熱源２０に付着可能な比較的大きい塵を分離して捕集できるため、塵によって電気装置１の性能が低下することを防止することができる。
【００５９】
吸気ファン３０が停止すると、吸引口１１を通って外部空気ＯＡが筐体１０の内部に引き込まれない。すると、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端周囲Ｂ、Ａに形成されていた渦流が消滅する。渦流が消滅すると、渦流に閉じ込められていた塵は下へ落下するようになる。このとき、筐体１０の床面１６には塵排出口１７が形成されているため、落下する塵は筐体１０の外部へ排出される。
【００６０】
従って、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００を有する空冷式電気装置１は捕集された塵を筐体１０の外部に排出できるため、塵フィルターを使用する電気装置に比べて維持保守が容易になる。
【００６１】
図１０は、本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造の別の例を示す斜視図である。
【００６２】
図１０の塵捕集構造２００は、第１及び第２渦流発生部材２１０、２２０がハウジング２０１に設けられることが、上述の塵捕集構造１００とは相違する。ハウジング２０１は電気装置１の筐体１０と別個に形成され、電気装置１の筐体１０に形成された装着孔（図示せず）に分離自在に装着される。第１及び第２渦流発生部材２１０、２２０はハウジング２０１の内側に一定間隔で配置される。第１及び第２渦流発生部材２１０，２２０の配置は、上述の実施形態の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
図１１と図１２は、本発明の別の実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を示す断面図である。図１１を参照すると、本実施形態の塵捕集構造３００は、第２渦流発生部材３２０が２列に配置されていることが、図１に示されている塵捕集構造１００と異なる。第１渦流発生部材３１０から近い第１列の第２渦流発生部材３２０−１は、図１の塵捕集構造１００の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と同様に配置される。第２列の第２渦流発生部材３２０−２は、第１列の第２渦流発生部材３２０−１の間の空間Ｓを隔てて第１渦流発生部材３１０と対向するように設けられる。
【００６４】
本実施形態において、第１渦流発生部材３１０と２列に配置されている第２渦流発生部材３２０が吸引口３１１を通って吸引される外部空気から塵を分離する作用は、上述の実施形態の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
図１２を参照すると、本実施形態の塵捕集構造４００は第２渦流発生部材４２０がジグザグに配置されていることが、図１に示されている塵捕集構造１００と異なる。図１２において、左側から一番目の第２渦流発生部材４２０−１が吸引口４１１の近くに設けられると、二番目の第２渦流発生部材４２０−２は吸引口４１１から一番目の第２渦流発生部材４２０−１より遠く離れるように設けられる。三番目、五番目の第２渦流発生部材４２０−３、４２０−５は、吸引口４１１から一番目の第２渦流発生部材４２０−１と同じ距離ｄ１離間されて設置され、四番目の第２渦流発生部材４２０−４は、吸引口４１１から二番目の第２渦流発生部材４２０−２と同じ距離ｄ２離間されて設置される。従って、第２渦流発生部材４２０はジグザグ状に配置される。
【００６６】
本実施形態において、第１渦流発生部材４１０とジグザグに配置されている第２渦流発生部材４２０が吸引口４１１を通って吸引される外部空気から塵を分離する作用は、上述の実施形態の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１３は、本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を備えたプロジェクタを示す概略図である。図１３に示すように、プロジェクタ５００は、送風機５１０と、ガイドダクト５２０と、塵捕集構造５３０とを含んでよい。送風機５１０は、外部空気ＯＡを吸引して発熱源のあるプロジェクタ５００の内部に送風してプロジェクタ５００を冷却させる。送風機５１０は、上述の実施形態の吸気ファン３０に相当する。ガイドダクト５２０は、送風機５１０と塵捕集構造５３０を連結して塵捕集構造５３０を通過した外部空気ＯＡを送風機５１０にガイドする。
【００６８】
塵捕集構造５３０は、ガイドダクト５２０の入口部５２１に設けられ、送風機５１０の吸引力によって引き込まれる外部空気ＯＡから塵を分離する。塵捕集構造５３０は複数個の第１渦流発生部材５３１と、複数個の第２渦流発生部材５３２、及び複数個の渦流発生溝５３３を含んでよい。
【００６９】
複数個の第１渦流発生部材５３１は、一定間隔離間されるように配置されている。従って、互いに隣接している２つの第１渦流発生部材５３１の間には吸引口５３５が形成される。複数個の第１渦流発生部材５３１によって形成された複数個の吸引口５３５がガイドダクト５２０の入口を形成する。本実施形態の場合には、第１渦流発生部材５３１の断面がほぼ長方形の溝形状に形成されているが、上述の実施形態の第１渦流発生部材１１０のように渦流発生を促す曲面に形成されてよい。第１渦流発生部材５３１は、その断面形状の他には、上述の実施形態の第１渦流発生部材１１０と同様である。
【００７０】
複数個の第２渦流発生部材５３２は、上述の実施形態に係る第２渦流発生部材１２０と同様の形状に形成され、複数個の第１渦流発生部材５３１の後側のガイドダクト５２０にジグザグに配置されている。従って、複数個の第１渦流発生部５３１を通過した外部空気ＯＡは、図１４に示すように、複数個の第２渦流発生部材５３２の後端周囲に渦流を生成するようになる。図１４は、図１３の塵捕集構造５３０によって外部空気ＯＡから塵が分離される様子を示すために、コンピュータシミュレーションを行った結果を示す写真である。
【００７１】
複数個の渦流発生溝５３３は、複数個の第１渦流発生部材５３１を対向するガイドダクト５２０の内面に形成される。複数個の渦流発生溝５３３の各々は、溝入口が複数個の第１渦流発生部材５３１を向くように形成される。送風機５１０によって外部空気ＯＡが吸引される際、図１４に示すように、渦流発生溝５３３の内部には渦流が発生して外部空気ＯＡから塵を分離し、分離された塵を閉じ込めることができる。送風機５１０が停止すると、複数個の渦流発生溝５３３の内部で渦流に閉じ込められていた塵は下方に落下するようになる。従って、複数個の渦流発生溝５３３が設けられたガイドダクト５２０の床面には各々の渦流発生溝５３３に相当する複数個の塵排出口（図示せず）を形成することができる。すると、複数個の渦流発生溝５３３によって分離された塵を塵排出口を通ってガイドダクト５２０の外部には排出することができる。
【００７２】
ガイドダクト５２０は、塵捕集構造５３０の設けられた入口部５２１と送風機５１０に連結される排出部５２２と入口部５２１と排出部５３３を連結する連結部５２３を含み、ほぼＳ字型に形成されることができる。連結部５２３は、複数個の第１渦流発生部材５３１の設けられた入口及び送風機５１０に連結された出口より狭く形成されてよい。すると、ガイドダクト５２０を通過する外部空気ＯＡから塵をより効果的に分離することができるようになる。
【００７３】
送風機５１０で外部空気ＯＡをガイドするガイドダクト５２０に設けられた第１及び第２渦流発生部材５３１、５３２によって塵が分離される作用は、上述の実施形態と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７５】
１ 電気装置
１０ 筐体
１１ 吸引口
１２ 筐体前面
１７ 塵排出口
１８ 塵付着部材
２０ 発熱源
３０ 吸気ファン
１００、２００、３００、４００、５３０ 塵捕集構造
１１０、２１０、３１０、４１０、５３１ 第１渦流発生部材
１２０、２２０、３２０、４２０、５３２ 第２渦流発生部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空冷式電気装置に関し、より詳細には、吸引される空気から塵を分離する空冷式電気装置に使用される塵捕集構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この頃、電気装置の基本的な機能に対する技術だけでなく、その基本的な機能が長く保持かつ発揮できるようにするための技術も、電気装置の中核性能として評価されている。
【０００３】
ところが、外部空気を用いて内部の発熱源を冷却する空冷式電気装置においては、電気装置の機能を長く保持するためには、電気装置に吸引される塵を取り除く必要がある。吸引される空気から塵を取り除くために、一般的に、従来の空冷式電気装置は塵フィルターを使用してきた。
【０００４】
一般的な塵フィルターは、無数の微細な穴又は格子状のフィルター部材を数回に折って形成する。従って、吸引される空気は、微細な穴又は格子を通過し、塵はフィルター部材にかけられるようになる。塵フィルターを長時間使用すると、塵フィルターの微細な穴又は格子が塵によって詰まってしまう。従って、塵フィルターを使用する電気装置は、定期的に塵フィルターを洗浄したり、取り替えなければならないという不便さがある。
【０００５】
特に、空冷式で冷却される電気装置の場合、内部に入り込む塵を遮断するために、穴又は格子の細かい塵フィルターを使用すると、外部の冷たい空気が電気装置の内部に入り込みにくくなる。従って、冷却機能が低下するおそれがある。逆に、穴又は格子の間隔の大きい塵フィルターを使用すると、外部の空気を電気装置に取り込むことは容易であるため、冷却機能を高めることはできるものの、塵除去の効率が低下して電気装置の性能を低下させるおそれがあるという問題がある。
【０００６】
従って、従来の空冷式電気装置は、適切な大きさの穴をもつ塵フィルターを使って吸引される空気から塵を取り除いており、一定間隔で塵フィルターを洗浄又は取り替えるように管理している。
【０００７】
しかし、このような従来の空冷式電気装置は、塵フィルターをユーザが適切に管理していなかったために、電気装置が故障を起こしてしまうケースが頻発し、製品の信頼性を低下させるだけでなく、修理代がかさむようになってしまう。
【０００８】
従って、塵フィルターを使用することなく、塵が捕集できる塵捕集構造への開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国登録実用第０３３９２１５号
【特許文献２】日本特開第２０００−３０４３７９号公報
【特許文献３】日本特開平９−１１７６２７号公報
【特許文献４】日本特開第２００４−２２００１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、空冷式電気装置に使用されるものとして、塵フィルターを使用することなく塵が分離及び捕集できる空冷式電気装置用の塵捕集構造に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面によると、空気吸引用の吸気ファンを備える空冷式電気装置に用いられる空冷式電気装置用の塵捕集構造において、前記電気装置の筐体に間隔をおいて並んで設置され、複数個の吸引口を形成する複数個の第１渦流発生部材と、前記複数個の吸引口から前記筐体の内側に一定距離離間して設定される複数個の第２渦流発生部材とを含み、前記複数個の第１渦流発生部材の各々は前記筐体の内側に突出しており、前記吸気ファンにより前記吸引口に吸引される空気が前記第１渦流発生部材の後端に渦流を発生させる形状に形成され、前記複数個の第２渦流発生部材の各々は、前記吸引口を通じて吸引される空気を分岐させ、分岐された空気が前記第２渦流発生部材の後端で渦流を形成するようにする形状に形成されることが望ましい。
【００１２】
前記第１渦流発生部材は、前記吸引口を通じて引き込まれる空気が、渦流を形成するようにガイドする曲面形状をもつガイド部と、前記ガイド部の両側端で隣接する前記第１渦流発生部材に向かって突出している羽根部とを含んでよい。
【００１３】
前記羽根部は、三角形と、長方形及び台形の形状のうちのいずれか一つの断面形状に形成されてよい。
【００１４】
前記第１渦流発生部材のガイド部は、凹状に形成されてよい。
【００１５】
前記第２渦流発生部材の断面は楔状に形成され、前記楔状の両側傾斜面は、前記吸引口側に向かって集まるように配置されてよい。
【００１６】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分が三角形状又は流線型に形成されてよい。
【００１７】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分の反対側の部分には空気に対して流動抵抗を発生させる溝が形成されてよい。
【００１８】
前記複数個の第２渦流発生部材は少なくとも２列に配置され、後列に配置される複数個の第２渦流発生部材は、前列に配置される複数個の第２渦流発生部材の各々の間の空間を隔てて対向するように配置されてよい。
【００１９】
前記複数個の第２渦流発生部材は、ジグザグ状に配置されてよい。
【００２０】
前記第１及び第２渦流発生部材は、前記筐体と一つの胴体とで形成されることは望ましい。
【００２１】
前記第１及び第２渦流発生部材は、前記筐体と分離自在のハウジングに設けてよい。
【００２２】
本発明に係る塵捕集構造は、前記筐体の内側に設けられ、前記複数個の第１及び第２渦流発生部材を通過した空気を前記吸気ファン側にガイドするガイドダクトを更に含み、前記ガイドダクトの内面には吸引された空気が渦流を形成するようにする複数個の渦流発生溝が形成されてよい。
【００２３】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端周囲に、前記筐体の床面に形成された塵排出口を更に含んでよい。
【００２４】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端に設けられた塵付着部材を更に含んでよい。
【００２５】
なお、前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端周囲に、前記筐体の床面に形成された塵排出口と、他の一部の渦流発生部材の後端に設けられた塵付着部材を更に含んでよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一実施形態に係る塵捕集構造を有する空冷式電気装置は、塵フィルターの微細穴にしてはかなり大きい吸引口を通じて外部空気を筐体内に吸引するため、塵フィルターを使用する場合より、容量の小さい吸気ファンを使用しても電気装置を必要な温度に冷却することができる。
【００２７】
なお、本発明に係る塵捕集構造は、筐体内部の発熱源に付着できる比較的大きい塵を分離して捕集できるため、塵によって電気装置の性能が低下してしまうことを防止することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態に係る塵捕集構造を有する空冷式電気装置は、捕集された塵を筐体外部に排出できるため、塵フィルターを使用する電気装置に比べて維持保守が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を有する電気装置を概念的に示す図である。
【図２】図１の電気装置を矢印Ｃの方向から見た図である。
【図３】図１の電気装置に設けられた塵捕集構造を示す斜視図である。
【図４】図１の塵捕集構造の作動原理を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造によって塵が分離されることをシミュレーションした結果を示す写真である。
【図６】図１の塵捕集構造の第１渦流発生部材の別の例を示す図である。
【図７】図４の塵捕集構造の第１渦流発生部材の羽根部の様々な例を示す部分図である。
【図８】図１の塵捕集構造の第２渦流発生部材の別の例を示す図である。
【図９】図１の塵捕集構造の塵排出口と塵付着部材を示す部分断面図である。
【図１０】ハウジングに設けられた本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を示す斜視図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を概略的に示す部分断面図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を概略的に示す部分断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を備えたプロジェクタを示す概略図である。
【図１４】図１３の塵捕集構成によって塵が捕集される様子を示すシミュレーション写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ここで説明される実施形態は、発明の理解を促すための例示を示したものであって、本発明はここで説明される実施形態とは異なる多様な実施形態に変形されて実施できることを理解すべきである。但し、以下で本発明を説明するうえで、関連の公知機能又は構成要素に対する具体的な説明が、本発明の要旨からかけ離れていると判断される場合、その詳細な説明及び具体的な図示を省略する。なお、添付の図は、発明の理解を促すために、添付図面は実際の寸法で示されたものではなく、一部の構成要素のみを拡大して示すことがある。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を有する電気装置を概念的に示す図である。図２は、図１の電気装置を矢印Ｃの方向から見た図であり、図３は、図１の電気装置に設けられた塵捕集構造を示す斜視図である。
【００３２】
図１によると、空冷式電気装置１は、筐体１０と、発熱源２０と、吸気ファン３０と、塵捕集構造１１０を含んでよい。
【００３３】
筐体１０は、空冷式電気装置（又は電子装置）１の外観を形成するものとして、外部空気ＯＡが筐体１０内部に引き込まれる吸引口１１を含む。ここで、空冷式電気装置１は、電気を使って所定機能を行うものとして、その内部の発熱源２０を外部空気ＯＡで冷却して内部温度を所定温度以下に保持する装置のことをいう。例えば、空冷式電気装置１は、プロジェクタ（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）、プロジェクションテレビ（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ ＴＶ）等を含んでよい。
【００３４】
図１において、筐体１０は長方形の断面であるものとして示されているが、それは一例に過ぎず、無論、電気装置１の機能に応じて筐体１０は多様な形状に形成されてよい。
【００３５】
発熱源２０は、筐体１０内部に設けられ、電気装置１が所定の機能を行う間、熱を発生する全ての部品のことをいう。
【００３６】
吸気ファン３０は、筐体１０の一端に設けられ、外部空気ＯＡを電気装置１の筐体１０内部に吸引する吸引力を発生させる。従って、吸気ファン３０が動作すると、外部空気ＯＡが筐体１０内部に吸引されて発熱源２０を通過した後、吸気ファン３０を通って筐体１０の排出口１３を通じて筐体１０外部に排出される。
【００３７】
塵捕集構造１００は、従来の塵フィルターの代わりに使用するものとして、外部空気ＯＡの吸引が円滑になるようにし、吸引される外部空気ＯＡに含まれる比較的に大きな塵を効果的に分離できるように構成される。
【００３８】
図１ないし図３を参照しながら、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００は、複数個の第１渦流発生部材１１０と複数個の第２渦流発生部材１２０とを含んでよい。
【００３９】
複数個の第１渦流発生部材１１０は、筐体１０と一体に形成され、外部空気ＯＡが吸引される複数個の吸引口１１を形成する。即ち、複数個の第１渦流発生部材１１０は筐体１０を成形する際、筐体１０の前面１２と一つの胴体とで形成してよい。複数個の第１渦流発生部材１１０は筐体１０に間隔をおいて並んで設置され、互いに隣接する２つの第１渦流発生部材１１０は一つの吸引口１１を形成する。
【００４０】
複数個の第１渦流発生部材１１０の各々は、筐体１０の内側に突出しており、筐体１０の上面１５と下面１４との間の距離に相当する長さを有する。第１渦流発生部材１１０の断面は、吸気ファン３０によって吸引口１１に吸引される外部空気ＯＡが、図４に示すように、第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂで渦流を発生させるようにする曲面形状に形成される。このような機能を行う第１渦流発生部材１１０は、図４に示すようにガイド部１１１と羽根部１１２とを含んでよい。ガイド部１１１は、吸引口１１を通じて引き込まれる外部空気ＯＡが渦流を形成するようにガイドするものとして、曲面形状を有する。ガイド部１１１は、図１及び図３に示すように、筐体１０の内側方向に窪んでいる形状、即ち、空気移動方向に窪んでいる形状に形成されてよい。即ち、第１渦流発生部材１１０は、断面が曲面であるチャネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）形状に形成されてよい。従って、第１渦流発生部材１１０は、凹部１１０ａの入口が筐体１０の外部を向くように配置される。なお、第１渦流発生部材１１０’は、図６に示すように、羽根部１１２の間に壁１１３がある形状に形成されてよい。この場合、第１渦流発生部材１１０’は断面が曲面である柱状となる。
【００４１】
図４によると、中央部の第１渦流発生部材１１０−１の羽根部１１２は、ガイド部１１１の両側端で隣接している第１渦流発生部材１１０−２、１１０−３に向かって突設される。従って、隣接する２つの第１渦流発生部材１１０−１、１１０−２の羽根部１１２の間の空間が吸引口１１を形成する。この突出している羽根部１１２は、吸引口１１を通過する空気が第１渦流発生部材１１０の後端、即ちガイド部１１１の後端周囲Ｂで渦流の形成を手伝う。従って、吸引口１１の幅Ｗ１が吸引口１１の内側の幅Ｗ２より小さいものが、第１渦流発生部材１１０による空気の渦流発生が容易になる。ここで、吸引口１１の内側の幅Ｗ２は、隣接する２つの第１渦流発生部材１１０−１、１１０−２のガイド部１１１の間の距離として、隣接する２つの第１渦流発生部材１１０−１、１１０−２のガイド部１１１は、外部空気ＯＡが通過する空気通路を形成する。
【００４２】
羽根部１１２は、ガイド部１１１で突出している形態である限り、多様な形状に形成されてよい。例えば、羽根部１１２は図７の（ａ）ないし（ｃ）に示されたような多様な三角断面、又は、図７の（ｄ）と（ｅ）に示されたような長方形断面又は台形断面に形成されてよい。
【００４３】
第１渦流発生部材１１０の形状及び大きさ、吸引口１１の幅Ｗ１と個数、吸引口の内側の幅Ｗ２などは、本発明による塵捕集構造１００を実際に電気装置１に適用する際、電気装置１に必要な冷却容量に応じて適切に決定されてよい。
【００４４】
複数個の第２渦流発生部材１２０は、複数個の吸引口１１から筐体１０の内側に一定距離離間されて設置される。複数個の第２渦流発生部１２０は筐体１０を成形する際、筐体１０と一つの胴体とで形成されてよい。
【００４５】
複数個の第２渦流発生部材１２０の各々は、吸引口１１を通して吸引される外部空気ＯＡを２つの流れに分岐させ、分岐された空気の流れが第２渦流発生部材１２０の後端周囲Ａで渦流を形成することができるようにする形状に形成される。
【００４６】
図３に示すように、第２渦流発生部材１２０は吸引口１１に向かう側の先端部１２１は一直線であり、吸引口１１から遠ざかる方向の後端部は先端部１２１をなす一直線を中心に両側に広がる形状に形成されてよい。従って、第２渦流発生部材１２０の断面は、図４に示すように、２つの側面１２２、１２３を有し、前記２つの側面１２２、１２３は吸引口１１側に向かって集まり、吸引口１１から遠ざかると両側に広がる傾斜面で形成される。即ち、第２渦流発生部材１２０の断面は２つの傾斜面１２２、１２３が一点に向かって集まる楔状に形成されてよい。このとき、楔状の第２渦流発生部材１２０の断面は、吸引口１１側の先端部１２１は三角形状に形成できる。又は、別の例として、図８に示すように、先端部１２１’を流線型に形成できる。図８で、流線型に形成された先端部１２１’は、Ｐ１とＰ２との間の部分を指す。
【００４７】
なお、吸引口１１の反対側に向かう第２渦流発生部材１２０の後端部１２４には、第２渦流発生部材１２０によって２つの流れに分岐された空気が、第２渦流発生部材１２０の後端部１２４で円滑に渦流を形成できるように溝が形成されてよい。この場合、第２渦流発生部材１２０は、図３に示すように、ほぼＶ字型の断面をもつチャネルに形成される。この溝１２４は、第２渦流発生部材１２０に沿って流れる空気に対して流動抵抗を発生させて渦流発生を促進させる。従って、第２渦流発生部材１２０に沿って移動した空気は、図４及び図５に示すように、第２渦流発生部材１２０の後端部１２４の周囲Ａに渦流を形成する。
【００４８】
第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂ及び第２渦流発生部材の後端周囲Ａに形成される渦流によって分離された塵を捕集するために塵排出口１７を筐体１０の床１６に形成してよい（図９を参照）。又は、渦流によって捕集された塵を吸着するための塵付着部材１８を筐体１０の内部に設けてよい。又は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の一部の後端周囲の筐体の床１６には塵排出口１７を形成し、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の他の一部の後端には塵付着部材１８を設けてよい。
【００４９】
図９は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の一部の後端周囲の筐体の床面１６に形成された塵排出口１７と一部の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端に付着された塵付着部材１８を示している。従って、吸気ファン３０が停止すると、渦流によって捕集されていた塵は下に落下して塵排出口１７を通って筐体１０の外部に排出される。第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端に塵付着部材１８が設けられている場合には、吸気ファン３０が停止すると、渦流によって捕集されていた塵は隣接している塵付着部材１８に付着される。
【００５０】
以下、前記のような構造を有する本発明の一実施形態に係る塵付着構造１００の作用を、図１、図４及び図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００によって塵が分離される様子をコンピュータでシミュレーションした結果を示す写真である。
【００５１】
吸気ファン３０を作動させると、吸引力が発生して外部空気ＯＡが複数個の第１渦流発生部材１１０との間の吸引口１１を通して筐体１０の内部に引き込まれる。
【００５２】
吸引口１１を通して吸引される外部空気ＯＡは、第２渦流発生部材１２０によって図４及び図５に示すように、２つの空気の流れに分岐される。図４において、第２渦流発生部材１２０の右側に分岐された右側空気の流れは、第２渦流発生部材１２０の右側傾斜面１２２と右側第１渦流発生部材１１０のガイド部１１１との間を通過する。
【００５３】
右側空気の流れの一部Ｒ１は、右側第１渦流発生部材１１０−１のガイド部１１１に従って移動するようになる。空気がガイド部１１１に従って移動すると、流動抵抗の差によってガイド部１１１の後端周囲Ｂに逆流（Ｂａｃｋ Ｆｌｏｗ）が生じ、抗力（Ｄｒａｇ Ｆｏｒｃｅ）が発生する。この抗力によって、第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂには渦流が形成され、吸引された外部空気ＯＡに含まれた塵は、この渦流によって外部空気ＯＡから分離されてこの渦流に閉じ込められるようになる。
【００５４】
なお、右側空気の流れの他の一部Ｒ２は、第２渦流発生部材１２０の右側傾斜面１２２に沿って移動するようになる。空気が右側傾斜面１２２に沿って移動すると、流動抵抗の差によって右側傾斜面１２２の後端周囲Ａに逆流が生じ、抗力が発生する。この抗力によって第２渦流発生部材１２０の後端周囲Ａに渦流が形成され、吸引された外部空気ＯＡに含まれた塵は、この渦流によって外部空気ＯＡから分離されてこの渦流に閉じ込められるようになる。従って、右側空気の流れとともに引き込まれてきた塵は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端周囲Ｂ、Ａに形成された渦流に閉じ込まれるため、筐体１０の内部に入り込むことはない。
【００５５】
なお、図４において、第２渦流発生部材１２０の左側に分岐された左側空気の流れＬ２、Ｌ１は、第２渦流発生部材１２０の左側傾斜面１２３と左側第１渦流発生部材１１０−２のガイド部１１１との間を通過する。
【００５６】
左側空気の流れの一部Ｌ１は、
左側第１渦流発生部材１１０−２のガイド部１１１に従って移動するようになり、左側空気の流れの他の一部Ｌ２は、第２渦流発生部材１２０の左側傾斜面１２３に沿って移動するようになる。空気が第１渦流発生部材１１０のガイド部１１１と第２渦流発生部材１２０の左側傾斜面１２３に沿って移動すると、上記において説明したような原理に基づき、第１渦流発生部材１１０の後端周囲Ｂと第２渦流発生部材１２０の後端周囲Ａに渦流が形成される。吸引された外部空気ＯＡに含まれた塵は、この渦流によって外部空気ＯＡから分離されてこの渦流に閉じ込められるようになる。従って、右側空気の流れとともに引き込まれてきた塵は、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端周囲Ｂ、Ａに形成された渦流に閉じ込まれるため、筐体１０の内部に入り込むことはない。
【００５７】
塵捕集構造１００を通過して塵の分離された外部空気ＯＡは、発熱源２０を通るようになる。冷たい外部空気が発熱源２０を通る間、熱交換によって発熱源２０が冷却して空気は熱くなる。熱くなった空気は、吸気ファン３０を通って筐体１０の排出口１３を通って外部に排出される。
【００５８】
このように、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００を有する空冷式電気装置１は、塵フィルターの微細穴にしてはかなり大きい吸引口１１を通って外部空気ＯＡを筐体１０の内部に吸引するため、塵フィルターを使用する場合より容量が小さい吸気ファン３０を使用しても、電気装置１を必要な温度に冷却することができる。なお、本発明に係る塵捕集構造１００は、筐体１０の内部の発熱源２０に付着可能な比較的大きい塵を分離して捕集できるため、塵によって電気装置１の性能が低下することを防止することができる。
【００５９】
吸気ファン３０が停止すると、吸引口１１を通って外部空気ＯＡが筐体１０の内部に引き込まれない。すると、第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０の後端周囲Ｂ、Ａに形成されていた渦流が消滅する。渦流が消滅すると、渦流に閉じ込められていた塵は下へ落下するようになる。このとき、筐体１０の床面１６には塵排出口１７が形成されているため、落下する塵は筐体１０の外部へ排出される。
【００６０】
従って、本発明の一実施形態に係る塵捕集構造１００を有する空冷式電気装置１は捕集された塵を筐体１０の外部に排出できるため、塵フィルターを使用する電気装置に比べて維持保守が容易になる。
【００６１】
図１０は、本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造の別の例を示す斜視図である。
【００６２】
図１０の塵捕集構造２００は、第１及び第２渦流発生部材２１０、２２０がハウジング２０１に設けられることが、上述の塵捕集構造１００とは相違する。ハウジング２０１は電気装置１の筐体１０と別個に形成され、電気装置１の筐体１０に形成された装着孔（図示せず）に分離自在に装着される。第１及び第２渦流発生部材２１０、２２０はハウジング２０１の内側に一定間隔で配置される。第１及び第２渦流発生部材２１０，２２０の配置は、上述の実施形態の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
図１１と図１２は、本発明の別の実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を示す断面図である。図１１を参照すると、本実施形態の塵捕集構造３００は、第２渦流発生部材３２０が２列に配置されていることが、図１に示されている塵捕集構造１００と異なる。第１渦流発生部材３１０から近い第１列の第２渦流発生部材３２０−１は、図１の塵捕集構造１００の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と同様に配置される。第２列の第２渦流発生部材３２０−２は、第１列の第２渦流発生部材３２０−１の間の空間Ｓを隔てて第１渦流発生部材３１０と対向するように設けられる。
【００６４】
本実施形態において、第１渦流発生部材３１０と２列に配置されている第２渦流発生部材３２０が吸引口３１１を通って吸引される外部空気から塵を分離する作用は、上述の実施形態の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
図１２を参照すると、本実施形態の塵捕集構造４００は第２渦流発生部材４２０がジグザグに配置されていることが、図１に示されている塵捕集構造１００と異なる。図１２において、左側から一番目の第２渦流発生部材４２０−１が吸引口４１１の近くに設けられると、二番目の第２渦流発生部材４２０−２は吸引口４１１から一番目の第２渦流発生部材４２０−１より遠く離れるように設けられる。三番目、五番目の第２渦流発生部材４２０−３、４２０−５は、吸引口４１１から一番目の第２渦流発生部材４２０−１と同じ距離ｄ１離間されて設置され、四番目の第２渦流発生部材４２０−４は、吸引口４１１から二番目の第２渦流発生部材４２０−２と同じ距離ｄ２離間されて設置される。従って、第２渦流発生部材４２０はジグザグ状に配置される。
【００６６】
本実施形態において、第１渦流発生部材４１０とジグザグに配置されている第２渦流発生部材４２０が吸引口４１１を通って吸引される外部空気から塵を分離する作用は、上述の実施形態の第１及び第２渦流発生部材１１０、１２０と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１３は、本発明の一実施形態に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を備えたプロジェクタを示す概略図である。図１３に示すように、プロジェクタ５００は、送風機５１０と、ガイドダクト５２０と、塵捕集構造５３０とを含んでよい。送風機５１０は、外部空気ＯＡを吸引して発熱源のあるプロジェクタ５００の内部に送風してプロジェクタ５００を冷却させる。送風機５１０は、上述の実施形態の吸気ファン３０に相当する。ガイドダクト５２０は、送風機５１０と塵捕集構造５３０を連結して塵捕集構造５３０を通過した外部空気ＯＡを送風機５１０にガイドする。
【００６８】
塵捕集構造５３０は、ガイドダクト５２０の入口部５２１に設けられ、送風機５１０の吸引力によって引き込まれる外部空気ＯＡから塵を分離する。塵捕集構造５３０は複数個の第１渦流発生部材５３１と、複数個の第２渦流発生部材５３２、及び複数個の渦流発生溝５３３を含んでよい。
【００６９】
複数個の第１渦流発生部材５３１は、一定間隔離間されるように配置されている。従って、互いに隣接している２つの第１渦流発生部材５３１の間には吸引口５３５が形成される。複数個の第１渦流発生部材５３１によって形成された複数個の吸引口５３５がガイドダクト５２０の入口を形成する。本実施形態の場合には、第１渦流発生部材５３１の断面がほぼ長方形の溝形状に形成されているが、上述の実施形態の第１渦流発生部材１１０のように渦流発生を促す曲面に形成されてよい。第１渦流発生部材５３１は、その断面形状の他には、上述の実施形態の第１渦流発生部材１１０と同様である。
【００７０】
複数個の第２渦流発生部材５３２は、上述の実施形態に係る第２渦流発生部材１２０と同様の形状に形成され、複数個の第１渦流発生部材５３１の後側のガイドダクト５２０にジグザグに配置されている。従って、複数個の第１渦流発生部５３１を通過した外部空気ＯＡは、図１４に示すように、複数個の第２渦流発生部材５３２の後端周囲に渦流を生成するようになる。図１４は、図１３の塵捕集構造５３０によって外部空気ＯＡから塵が分離される様子を示すために、コンピュータシミュレーションを行った結果を示す写真である。
【００７１】
複数個の渦流発生溝５３３は、複数個の第１渦流発生部材５３１を対向するガイドダクト５２０の内面に形成される。複数個の渦流発生溝５３３の各々は、溝入口が複数個の第１渦流発生部材５３１を向くように形成される。送風機５１０によって外部空気ＯＡが吸引される際、図１４に示すように、渦流発生溝５３３の内部には渦流が発生して外部空気ＯＡから塵を分離し、分離された塵を閉じ込めることができる。送風機５１０が停止すると、複数個の渦流発生溝５３３の内部で渦流に閉じ込められていた塵は下方に落下するようになる。従って、複数個の渦流発生溝５３３が設けられたガイドダクト５２０の床面には各々の渦流発生溝５３３に相当する複数個の塵排出口（図示せず）を形成することができる。すると、複数個の渦流発生溝５３３によって分離された塵を塵排出口を通ってガイドダクト５２０の外部には排出することができる。
【００７２】
ガイドダクト５２０は、塵捕集構造５３０の設けられた入口部５２１と送風機５１０に連結される排出部５２２と入口部５２１と排出部５３３を連結する連結部５２３を含み、ほぼＳ字型に形成されることができる。連結部５２３は、複数個の第１渦流発生部材５３１の設けられた入口及び送風機５１０に連結された出口より狭く形成されてよい。すると、ガイドダクト５２０を通過する外部空気ＯＡから塵をより効果的に分離することができるようになる。
【００７３】
送風機５１０で外部空気ＯＡをガイドするガイドダクト５２０に設けられた第１及び第２渦流発生部材５３１、５３２によって塵が分離される作用は、上述の実施形態と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７５】
１ 電気装置
１０ 筐体
１１ 吸引口
１２ 筐体前面
１７ 塵排出口
１８ 塵付着部材
２０ 発熱源
３０ 吸気ファン
１００、２００、３００、４００、５３０ 塵捕集構造
１１０、２１０、３１０、４１０、５３１ 第１渦流発生部材
１２０、２２０、３２０、４２０、５３２ 第２渦流発生部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気吸引用の吸気ファンを備える空冷式電気装置に用いられる空冷式電気装置用の塵捕集構造において、
前記電気装置の筐体に間隔をおいて並んで設置され、複数個の吸引口を形成する複数個の第１渦流発生部材と、
前記複数個の吸引口から前記筐体の内側に一定距離離間して設定される複数個の第２渦流発生部材とを含み、
前記複数個の第１渦流発生部材の各々は前記筐体の内側に突出しており、前記吸気ファンにより前記吸引口に吸引される空気が前記第１渦流発生部材の後端に渦流を発生させる形状に形成され、
前記複数個の第２渦流発生部材の各々は、前記吸引口を通じて吸引される空気を分岐させ、分岐された空気が前記第２渦流発生部材の後端で渦流を形成するようにする形状に形成されることを特徴とする空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項２】
前記第１渦流発生部材は、
前記吸引口を通じて引き込まれる空気が、渦流を形成するようにガイドする曲面形状をもつガイド部と、
前記ガイド部の両側端で隣接する前記第１渦流発生部材に向かって突出している羽根部と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項３】
前記羽根部は、三角形と、長方形及び台形の形状のうちのいずれか一つの断面形状であることを特徴とする請求項２に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項４】
前記第１渦流発生部材のガイド部は、凹状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項５】
前記第２渦流発生部材の断面は楔状に形成され、前記楔状の両側傾斜面は、前記吸引口側に向かって集まるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項６】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分が三角形状であることを特徴とする請求項５に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項７】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分が流線型であることを特徴とする請求項５に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項８】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分の反対側の部分には空気に対して流動抵抗を発生させる溝が形成されることを特徴とする請求項５に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項９】
前記複数個の第２渦流発生部材は少なくとも２列に配置され、
後列に配置される複数個の第２渦流発生部材は、前列に配置される複数個の第２渦流発生部材の各々の間の空間を隔てて対向するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１０】
前記複数個の第２渦流発生部材は、ジグザグ状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１１】
前記第１及び第２渦流発生部材は、前記筐体と分離自在のハウジングに設けられることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１２】
前記筐体の内側に設けられ、前記複数個の第１及び第２渦流発生部材を通過した空気を前記吸気ファン側にガイドするガイドダクトを更に含み、
前記ガイドダクトの内面には吸引された空気が渦流を形成するようにする複数個の渦流発生溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１３】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端周囲に、前記筐体の床面に形成された塵排出口を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１４】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端に設けられた塵付着部材を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１4のうちいずれか一項に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を含むことを特徴とする電気装置。
【請求項１】
空気吸引用の吸気ファンを備える空冷式電気装置に用いられる空冷式電気装置用の塵捕集構造において、
前記電気装置の筐体に間隔をおいて並んで設置され、複数個の吸引口を形成する複数個の第１渦流発生部材と、
前記複数個の吸引口から前記筐体の内側に一定距離離間して設定される複数個の第２渦流発生部材とを含み、
前記複数個の第１渦流発生部材の各々は前記筐体の内側に突出しており、前記吸気ファンにより前記吸引口に吸引される空気が前記第１渦流発生部材の後端に渦流を発生させる形状に形成され、
前記複数個の第２渦流発生部材の各々は、前記吸引口を通じて吸引される空気を分岐させ、分岐された空気が前記第２渦流発生部材の後端で渦流を形成するようにする形状に形成されることを特徴とする空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項２】
前記第１渦流発生部材は、
前記吸引口を通じて引き込まれる空気が、渦流を形成するようにガイドする曲面形状をもつガイド部と、
前記ガイド部の両側端で隣接する前記第１渦流発生部材に向かって突出している羽根部と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項３】
前記羽根部は、三角形と、長方形及び台形の形状のうちのいずれか一つの断面形状であることを特徴とする請求項２に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項４】
前記第１渦流発生部材のガイド部は、凹状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項５】
前記第２渦流発生部材の断面は楔状に形成され、前記楔状の両側傾斜面は、前記吸引口側に向かって集まるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項６】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分が三角形状であることを特徴とする請求項５に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項７】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分が流線型であることを特徴とする請求項５に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項８】
前記第２渦流発生部材の断面は、前記吸引口側の部分の反対側の部分には空気に対して流動抵抗を発生させる溝が形成されることを特徴とする請求項５に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項９】
前記複数個の第２渦流発生部材は少なくとも２列に配置され、
後列に配置される複数個の第２渦流発生部材は、前列に配置される複数個の第２渦流発生部材の各々の間の空間を隔てて対向するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１０】
前記複数個の第２渦流発生部材は、ジグザグ状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１１】
前記第１及び第２渦流発生部材は、前記筐体と分離自在のハウジングに設けられることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１２】
前記筐体の内側に設けられ、前記複数個の第１及び第２渦流発生部材を通過した空気を前記吸気ファン側にガイドするガイドダクトを更に含み、
前記ガイドダクトの内面には吸引された空気が渦流を形成するようにする複数個の渦流発生溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１３】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端周囲に、前記筐体の床面に形成された塵排出口を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１４】
前記複数個の第１及び第２渦流発生部材のうち、少なくとも一部の渦流発生部材の各々の後端に設けられた塵付着部材を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式電気装置用の塵捕集構造。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１4のうちいずれか一項に係る空冷式電気装置用の塵捕集構造を含むことを特徴とする電気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図５】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図５】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１６８３０（Ｐ２０１２−２１６８３０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７６７６５（Ｐ２０１２−７６７６５）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]