JP2019052644A

JP2019052644A - 気体輸送装置

Info

Publication number: JP2019052644A
Application number: JP2018171895A
Authority: JP
Inventors: 皓然莫; Hao-Jan Mou; ▲けい▼峰黄; Chi-Feng Huang; 偉銘李; Wei-Ming Lee; 賢忠戴; Hsien-Chung Tai; 永隆韓; Yung-Lung Han
Original assignee: Microjet Technology Co Ltd
Current assignee: Microjet Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2019-04-04
Also published as: US10975856B2; TW201915325A; TWI689665B; US20190085839A1

Abstract

【課題】体積の縮小とマイクロ化、静音効果、十分な流量の輸送、そしてサイズの精度のコントロール等を同時に達成可能な気体輸送装置を提供する。【解決手段】複数個の導流ユニット１０がそれぞれ、入口板１７と、基材１１と、共振板１３と、アクチュエータ板１４と、圧電ユニット１５と、出口板１６と、バルブ５と、を包含し、入口孔１７０と合流チャンバ１２が備えられ、圧電ユニット１５が、アクチュエータ板１４の懸吊部の表面に貼付され、出口孔１６０を備え、バルブ５が、入口孔１７０と出口孔１６０の内の少なくとも一つに設置され、気体が入口孔１７０から前記合流チャンバ１２に進入し、前記共振板１３の中空孔洞を経由して第一チャンバ内に進入し、空隙から第二チャンバ内へ導入され、最後に出口板１６の出口孔１６０から導出され、特定の配列方式により複数の前記導流ユニット１０を設置することで気体の伝送を行う。【選択図】図２

Description

本発明は気体輸送装置に関するものであって、とりわけマイクロ型、薄型且つ静音の気体輸送装置である。

現在各分野において、医薬、コンピュータテクノロジ、印刷、エネルギー源等の工業に関わらず、商品は精密化及びマイクロ化へ向かって発展しており、そのうち、マイクロポンプが含む気体輸送構造はその要の技術であり、如何にして創造的な構造によりその技術的限界を克服するかが、発展における重要な内容となる。

技術の日進月歩につれて、気体輸送装置は、例えば工業応用、医業応用、医療保険、電子散熱など、より多元的に応用され、今日人気を集めているウェアラブル式装置には総じてその形跡が見られ、従来の気体輸送装置はだんだんとマイクロ化、流量極大化の趨勢が見られる。

現在の技術において、気体輸送装置は主に従来の構造部品を積重ねて構成し、並びに各構成部の部品がマイクロ化或いは、スリム化の方式を以て、装置全体のマイクロ化、スリム化を達成している。しかしながら、従来の構造の部品がマイクロ化した後、そのサイズの精度を制御するのは難しく、且つ組み立ての精度も同様にコントロールが難しく、良品率の不一致を招いてしまい、更には伝送流体の流量が不安定になる等の問題が挙げられる。

更には、従来の気体輸送装置も輸送量が不足する問題があり、単一の気体輸送装置を通じて大量の気体輸送の需要に答えるのは難しく、且つ従来の気体輸送装置は通常、外向きに凸出する電気的連接に用いる導接ピンを有し、故にもし多くの従来の気体輸送装置を並列に配列して設置し、伝送量を増加させようとしても、その組立精度は同様に制御しづらく、導電ピンが設置の障害になりやすく、且つ、その外接する電源線は設置が複雑であり、この方法を通じて流量を上昇させることは難しく、配列方式も比較的自由度が低く、運用し辛い。

故に、どのようにして、上述の周知の技術の問題を改善し、気体伝送装置を採用する従来の装置または設備の体積の縮小とマイクロ化、静音を達成し、且つマイクロ型のサイズの精度のコントロールの難しさ、流量の不足という問題を克服し、且つ各種装置に高い自由度で運用できる、マイクロ型気体伝送装置を発展させるかは、現在早期の解決が望まれる問題である。

本発明の主な目的は、気体輸送装置を提供し、微小電気機械システム作製プロセスを通じて一体成型のマイクロ気体輸送装置を製出し、従来の気体輸送装置が、体積縮小化、マイクロ化、サイズの精度のコントロール、そして流量不足を同時に兼備することが出来なかった問題を克服することである。

上述の目的を達成するため、本発明の比較的広義の実施様態は、気体輸送装置を提供しそれは、複数個の導流ユニットを包含し、前記導流ユニットがそれぞれ、入口板と、基材と、共振板と、アクチュエータ板と、圧電ユニットと、出口板と、少なくとも一つのバルブと、を包含し、前記入口板が、少なくとも一つの入口孔を備え、前記共振板が、中空孔洞を備え、且つ前記共振板と前記入口板との間に合流チャンバが備えられ、前記アクチュエータ板が、一つの懸吊部と、外枠部と、少なくとも一つの空隙と、を備え、前記圧電ユニットが、前記アクチュエータ板の前記懸吊部の表面に貼付され、前記出口板が、出口孔を備え、少なくとも一つの前記バルブが、前記入口孔と前記出口孔の内の少なくとも一つに設置され、前記入口板、前記基材、前記共振板、前記アクチュエータ板、前記出口板が順に対応して積重なって設置され、前記共振板と前記アクチュエータ板との間に間隙が備えられ第一チャンバが形成され、前記アクチュエータ板と前記出口板との間に第二チャンバが形成され、前記圧電ユニットが前記アクチュエータ板を駆動して湾曲を生じさせて共振させることで、前記第一チャンバと、前記第二チャンバが圧力差を形成し、並びに少なくとも一つの前記バルブを開放させることで、気体が前記入口板の前記入口孔から前記合流チャンバに進入し、前記共振板の前記中空孔洞を経由して、前記第一チャンバ内に進入し、少なくとも一つの前記空隙から前記第二チャンバ内へ導入され、最後に前記出口板の前記出口孔から導出され、特定の配列方式により複数の前記導流ユニットを設置することで気体の伝送を行う。

本発明の第一好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図。図１の示す気体輸送装置の断面構造指示図。図２の示す気体輸送装置の断面の単一の導流ユニットの部分拡大構造指示図。図３Ａの示す気体輸送装置の単一の導流ユニットの作動の流れの部分拡大指示図。図３Ａの示す気体輸送装置の単一の導流ユニットの作動の流れの部分拡大指示図。図３Ａの示す気体輸送装置の単一導流ユニットの作動の流れの部分拡大指示図。本発明の第二好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図。本発明の第三好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図。本発明の第四好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図。本発明のバルブの第一、第二、第三実施態様の作動指示図。本発明のバルブの第一、第二、第三実施態様の作動指示図。本発明のバルブの第四、第五実施態様の作動指示図。本発明のバルブの第四、第五実施態様の作動指示図。

本発明の特徴と利点を体現するいくつかの典型的実施例については、後方で詳しく説明する。本発明は異なる態様において各種の変化が可能であり、そのいずれも本発明の範囲を脱せず、且つ本発明の説明および図面は本質的に説明のために用いられ、本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。

図２乃至図３Ｄを参照すると、本発明の気体輸送装置１は、複数個の導流ユニット１０と、少なくとも一つの入口板１７と、少なくとも一つの入口孔１７０と、少なくとも一つの基材１１と、少なくとも一つの共振板１３と、少なくとも一つの中空孔洞１３０と、少なくとも一つの合流チャンバ１２と、少なくとも一つのアクチュエータ板１４と、少なくとも一つの懸吊部１４１と、少なくとも一つの外枠部１４２と、少なくとも一つの空隙１４３と、少なくとも一つの圧電ユニット１５と、少なくとも一つの出口板１６と、少なくとも一つの出口孔１６０と、少なくとも一つのバルブ５と、少なくとも一つの間隙ｇ０と、少なくとも一つの第一チャンバ１８と、少なくとも一つの第二チャンバ１９と、少なくとも一つの圧力差と、を包含し、以下の実施例において、入口板１７と、基材１１と、共振板１３と、中空孔洞１３０と、合流チャンバ１２と、アクチュエータ板１４と、懸吊部１４１と、外枠部１４２と、圧電ユニット１５と、出口板１６と、出口孔１６０と、間隙ｇ０と、第一チャンバ１８と、第二チャンバ１９と、圧力差と、は数量を一つとして説明しているが、これに限らず、入口板１７と、基材１１と、共振板１３と、中空孔洞１３０と、合流チャンバ１２と、アクチュエータ板１４と、懸吊部１４１と、外枠部１４２と、圧電ユニット１５と、出口板１６と、出口孔１６０と、間隙ｇ０と、第一チャンバ１８と、第二チャンバ１９と、圧力差と、は複数個の組合せとすることもできる。

本発明の気体輸送装置は、微小電気機械システム作製プロセスにより一体成型のマイクロ型気体輸送装置を製出し、従来の気体輸送装置の、体積の縮小とマイクロ化、十分な流量の輸送、そしてサイズの精度のコントロール等を同時に達成できないという限界を克服する。まず、図１、図２、図３Ａを参照すると、第一好実施例において、気体輸送装置１は、特定の配列方式により設置される複数個の導流ユニット１０により組立てられ、本好実施例において、複数個の前記導流ユニット１０は二列十行の配列方式により四角形の平板上の構造を形成し、複数の前記導流ユニット１０はそれぞれ、入口板１７、基材１１、共振板１３、アクチュエータ板１４、圧電ユニット１５、出口板１６等のパーツを順に積重ねて構成され、そのうち、前記入口板１７は入口孔１７０を備え、前記共振板１３は中空孔洞１３０及び可動部１３１を備え、且つ、前記共振板１３と前記入口板１７との間に合流チャンバ１２を形成し、前記アクチュエータ板１４は懸吊部１４１と、外枠部１４２と、複数個の空隙１４３と、を備え、前記出口板１６は出口孔１６０を備えており、その構造、特徴及び設置方式は明細書後方で詳述する。本実施例における気体輸送装置１は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）により一体成型に製成され、そのサイズは体積が小さくスリム化で、且つ従来の気体輸送装置のように積重ねて加工する必要がなく、サイズの精度のコントロールが困難な点を回避し、完成品の品質は安定し、その良品率も高くなる。

本好実施例の気体輸送装置１は、前記入口板１７の複数個の前記入口孔１７０と、前記基材１１の複数個の前記合流チャンバ１２と、前記共振板１３の複数個の前記中空孔洞１３０及び前記可動部１３１と、前記アクチュエータ板１４の複数個の前記懸吊部１４１及び複数個の前記空隙１４３と、複数個の前記圧電ユニット１５及び複数個の前記出口孔１６０と、を通じて複数個の前記導流ユニット１０を構成しており、言い換えると、各前記導流ユニット１０はいずれも、一つの前記合流チャンバ１２と、一つの前記中空孔洞１３０と、一つの前記可動部１３１と、一つの前記懸吊部１４１と、一つの前記空隙１４３と、一つの前記圧電ユニット１５と、一つの前記出口孔１６０と、を包含し、且つ複数個の前記導流ユニット１０は一つの前記入口孔１７０を共用するが、これに限らず、各前記導流ユニット１０の前記共振板１３と前記アクチュエータ板１４との間に間隙ｇ０を備えて第一チャンバ１８（図３Ａに示す）を形成し、前記アクチュエータ板１４と前記出口板１６との間に第二チャンバ１９（図３Ａに示す）を形成する。前記気体輸送装置１の構造及び気体制御方式の説明をより簡単にするために、以下の内容は単一の前記導流ユニット１０に対して説明を行うが、これは本発明が単一の前記導流ユニット１０のみしか有さないよう制限するものではなく、複数個の前記導流ユニット１０は、同様の構造である単一の前記導流ユニット１０を複数個包含することができ、これにより前記気体輸送装置１を形成し、その数量は実際の状況に基づき変化させてもよい。他の一部の実施例において、各前記導流ユニット１０は一つの入口孔１７０を備えることもできるが、これに限らない。

図１を参照すると、第一好実施例において、前記気体輸送装置１の複数個の前記導流ユニット１０の数量は四十個であり、即ち、前記気体輸送装置１は四十個の単独で気体を輸送できるユニットを備え、即ち図１に示すように、各前記出口孔１６０は、各前記導流ユニット１０に対応し、四十個の前記導流ユニット１０は、更にそれぞれ二十個を一列とし、二個ずつ対応して横並びに設置されるが、これに限らず、その数量、配列方式は実際の状況に基づき変化させても良い。

図２を参照すると、本実施例において、前記入口板１７は、前記入口板１７を貫通する孔洞である前記入口孔１７０を備え、それは気体の流通に役立ち、本実施例の前記入口孔１７０の数量は一つである。一部の実施例において、前記入口孔１７０の数量は一つ以上とすることもできるが、これに限らず、その数量、配列方式は実際の状況に基づき変化させても良い。一部の実施例において、前記入口板１７は、更に濾過装置（図示していない）を有するが、これに限らず、前記濾過装置は、前記入口孔１７０を密封するように設置されて気体中の粉塵或いは、気体中の雑質を濾過するために用いられ、雑質、粉塵が気体輸送装置１の内部に流れ、パーツが損傷するのを防いでいる。

本実施例において、前記基材１１は、更に駆動回路（図示していない）を備え、前記圧電ユニット１５の正極及び負極と電気的連接して駆動電源を提供するが、これに限らない。一部の好実施例において、前記駆動回路は、前記気体輸送装置１内部の任意の位置に設置することもできるが、これに限らず、実際の状況に基づいて変化させても良い。

図２及び図３Ａを参照すると、本実施例の気体輸送装置１において、前記共振板１３は、懸吊構造であり、前記共振板１３が更に前記中空孔洞１３０及び複数個の可動部１３１を備え、且つ、各前記導流ユニット１０がいずれも、一つの中空孔洞１３０及びそれに対応する前記可動部１３１を備える。本実施例の前記導流ユニット１０において、前記中空孔洞１３０は、前記可動部１３１の中心箇所に設置され、且つ、前記中空孔洞１３０が前記共振板１３を貫通する孔洞であり、前記合流チャンバ１２と前記第一チャンバ１８との間を連通し、気体流通及び伝送に役立つ。本実施の例前記可動部１３１は、前記共振板１３の部分であり、それは可撓構造であり、前記アクチュエータ板１４の駆動に伴って、上下に湾曲振動することで気体を伝送しており、その作動方式は、明細書後方で更に詳述する。

図２及び図３Ａを参照すると、本実施例の気体輸送装置１において、前記アクチュエータ板１４は、金属材料の薄膜或いは多結晶シリコン薄膜により構成されるが、これに限らず、前記アクチュエータ板１４は中空懸吊構造であり、前記アクチュエータ板１４が、更に懸吊部１４１と、外枠部１４２を備え、且つ、各前記導流ユニット１０はいずれも、一つの前記懸吊部１４１を備える。本実施例の前記導流ユニット１０において、前記懸吊部１４１は、複数個の連接部（図示していない）によって、前記外枠部１４２に連接することで、前記懸吊部１４１が前記外枠部１４２で懸吊し、並びに前記懸吊部１４１及び前記外枠部１４２間は、複数個の前記空隙１４３を定義し、気体流通に役立てており、且つ、前記懸吊部１４１と、前記外枠部１４２と、前記空隙１４３と、の設置方式、実施態様及び数量はこれらに限らず、実際の状況に基づいて変化させても良い。一部の実施例において、前記懸吊部１４１は、階段面の構造であり、即ち、前記懸吊部１４１は更に凸部（図示していない）を備え、前記凸部は、円形の突起構造とすることができるが、これに限らず、前記懸吊部１４１の下表面に設置し、並びに前記凸部を設置することよって、前記第一チャンバ１８の深度を一定区間に維持し、これにより前記第一チャンバ１８の深度が浅すぎて、前記共振板１３の前記可動部１３１が共振を実施する際、前記アクチュエータ板１４と接触し、騒音を発生する問題などを防ぎ、更に、前記第一チャンバ１８の深度が深すぎて、気体伝送の圧力が足りなくなる問題も防ぐこともできるが、これに限らない。

図２及び図３Ａを参照すると、本実施例の気体輸送装置１において、各前記導流ユニット１０はいずれも、一つの圧電ユニット１５を備え、前記圧電ユニット１５は前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１の上表面に貼付され、且つ前記圧電ユニット１５が更に正極及び負極（図示していない）を有し、電気的接続するのに用いられ、前記圧電ユニット１５に電圧を受けさせた後に変形を発生させ、前記アクチュエータ板１４を駆動して垂直方向に往復して振動させるために用いられ、並びに前記共振板１３を連動させて共振を発生させることで、前記共振板１３と前記アクチュエータ板１４との間の前記第一チャンバ１８が圧力変化を発生して気体を伝送する。その作動方法は明細書後方で更に詳述する。

図１乃至図３Ａを参照すると、本実施例の気体輸送装置１において、前記出口板１６は更に出口孔１６０を包含し、且つ各前記導流ユニット１０がいずれも、一つの出口孔１６０を備える。本実施例の前記導流ユニット１０において、前記出口孔１６０は前記第二チャンバ１９と前記出口板１６外部との間で連通し、気体を前記第二チャンバ１９から前記出口孔１６０を経て、前記出口板１６外部へ流すのに役立っており、気体輸送を実現させている。

図３Ａ乃至３Ｄを参照すると、図３Ｂ乃至図３Ｅは、図３Ａが示す気体輸送装置の単一の導流ユニット作動の流れの部分拡大指示図である。まず、図３Ａが示す気体輸送装置１の前記導流ユニット１０がディスエーブル状態（即ち初期状態）であり、そのうち、前記共振板１３と前記アクチュエータ板１４との間に間隙ｇ０を備えることで、前記共振板１３と、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１との間に前記間隙ｇ０の深度を維持することができ、気体を導引してより迅速に流動させることができ、且つ前記懸吊部１４１と前記共振板１３とが適切な距離を維持することで、互いの干渉を減少し、騒音の発生を低減するが、これに限らない。

図２及び図３Ｂを参照すると、前記導流ユニット１０において、前記圧電ユニット１５が電圧を印加することで、前記アクチュエータ板１４が前記圧電ユニット１５の駆動を受けて起動すると、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１が上向きに振動することで、前記第一チャンバ１８の体積が増大し、圧力が減少するため、気体が前記入口板１７上の前記入口孔１７０から外部圧力に順応して進入し、並びに前記基材１１の前記合流チャンバ１２箇所に集合し、更に前記共振板１３上の前記合流チャンバ１２と対応して設置される中空孔洞１３０を経て、上向きに前記第一チャンバ１８内に流入する。次に図２及び図３Ｃを参照すると、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１の振動を受けるに伴って、前記共振板１３の前記可動部１３１も、共振して上向きに振動し、且つ、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１も同時に下向きに振動することで、前記共振板１３の前記可動部１３１が、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１上に貼付して抵触し、同時に前記第一チャンバ１８中間の流通空間を閉じ、前記第一チャンバ１８を圧縮することで、その体積が縮小し、圧力が増加し、前記第二チャンバ１９は、体積が増大し、圧力が減少し、圧力勾配を形成することで、前記第一チャンバ１８内部の気体を両側に推動かして流動させ、並びに前記アクチュエータ板１４の複数個の空隙１４３を経て、前記第二チャンバ１９内に流入する。

図２及び図３Ｄを参照すると、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１は下向きに振動し続け、並びに前記共振板１３の前記可動部１３１を連動させて下向きに振動させることで、前記第一チャンバ１８が更に圧縮され、並びに大部分の気体を前記第二チャンバ１９内に流入させて一時的に保存できる。

最後に、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１が継続して上向きに振動することで、前記第二チャンバ１９が圧縮され、体積が縮小し、圧力が増加するため、前記第二チャンバ１９内の気体が前記出口板１６の前記出口孔１６０から前記出口板１６の外部へ導出されることで、気体の伝送を完成させており、図３Ｂに示す作動を繰返し行うことで、前記第一チャンバ１８の体積が増大し、圧力が減少し、再度気体を前記入口板１７上の前記入口孔１７０より外部圧力に順応して進入させ、並びに前記基材１１の前記合流チャンバ１２に合流させ、更に前記共振板１３上の前記合流チャンバ１２と対応して設置される前記中空孔洞１３０を経て、上向きに前記第一チャンバ１８内に流入する。上述の図３Ｂから図３Ｄの前記導流ユニット１０の気体伝送作業を繰返すことで、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１及び前記共振板１３の前記可動部１３１が往復の上下振動をし続け、気体を前記入口孔１７０から前記出口孔１６０に向かって導き続け、気体の伝送を実現する。

以上より、本実施例の気体輸送装置１は、各前記導流ユニット１０の流道設計において圧力勾配を発生することで、気体を高速流動させ、並びに流道の出入方向の抵抗差を通じて、気体を吸入側から排出側へ伝送し、且つ、前記排出側に圧力ある状態下でも、気体を押出し続けることができ、並びに静音効果を達成できる。一部の実施例において、前記共振板１３の垂直往復振動の周波数は、前記アクチュエータ板１４の振動周波数と同じとすることができ、即ち、両者が同時に上向き或いは同時に下向きに振動することができる。これは実際の実施状況に基づいて任意に変化させることができ、本実施例の示す作動方式に限らない。

本実施例において、前記気体輸送装置１の四十個の前記導流ユニット１０は、多種の配列方式の設計及び駆動回路の連接に適応することができ、自由度が非常に高く、更に各種電子部品中に応用され、且つ四十個の前記導流ユニット１０を同時にイネーブルして気体を伝送させることができ、大量の気体伝送の需要を満たせる他、各前記導流ユニット１０も、単独で作動或いは停止の制御ができ、例えば、ある前記導流ユニット１０は作動、その他の前記導流ユニット１０は停止といったことも可能で、またある前記導流ユニット１０とその他の前記導流ユニット１０が交替で作動することも出来るが、これらに限らず、各種気体輸送流量の需要を容易に達成し、並びに大幅に消費電力を低減する。

図４を参照すると、図４は本発明の第二好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図である。本発明の第二好実施例において、気体輸送装置２の複数個の導流ユニット２０の数量を八十個とし、その配列方式は、出口板２６のすべての出口孔２６０が前記導流ユニット２０全てに対応する形となっており、言い換えると、前記気体輸送装置２は、八十個の単独で気体を伝送できるユニットを備え、前記導流ユニット２０の構造は、前述の第一実施例と同様であり、差異はその数量、配列方式だけであるため、構造に関してここで改めて説明しない。本好実施例の前記導流ユニット２０の八十個の前記導流ユニット２０も、二十個を一列とし、四列で並列に対応させて設置するが、これらに限らず、その数量、配列方式は、実際の状況に基づいて任意に変化させることができる。八十個の前記導流ユニット２０を同時にイネーブルして気体を伝送させることで、前述の実施例より更に大きな気体輸送量を達成でき、且つ、全ての前記導流ユニット２０は単独で導流することもでき、その流体伝送量の制御範囲は更に大きく、各種大きな流量の気体の伝送を必要とする装置内に更に高い自由度で応用させることが出来るが、これらに限らない。図４Ｂ及び図４Ｃを参照すると、前記気体輸送装置２の複数個の前記導流ユニット２０は、数量を二十個とする事ができ、その配列方式は、それぞれ一列の縦並び配列または一行の横並び配列による設置とすることが出来るが、これに限らない。

図５を参照すると、図５は本発明の第三好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図である。本発明の第三好実施例において、気体輸送装置３は円形構造であり、且つ、導流ユニット３０の数量をそれぞれ四十個とし、出口板３６のすべての出口孔３６０が、前記導流ユニット３０全てに対応しており、言い換えると、前記気体輸送装置３は四十個の単独で気体を伝送できるユニットを備え、すべての前記導流ユニット３０の構造は、前述の第一実施例と同様であり、差異は数量、配列方式だけであるため、構造に関してここで改めて説明しない。本好実施例の四十個前記導流ユニット３０は、リング型の配列方式で設置しているが、これに限らず、その数量、配列方式は、実際の状況に基づいて任意に変化させることができ、四十個の前記導流ユニット３０のリング形の配置を通じて、各種円形或いはリング状の気体伝送通路に応用できる。それぞれの前記導流ユニット３０の配列方法を変化させることで、装置内で求められる各種形状に対応でき、更に高い自由度で、各種気体伝送装置内への応用が出来る。

図６を参照すると、図６は本発明の第四好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図である。本発明の第四好実施例において、気体輸送装置４の導流ユニット４０は、ハニカム状に配列する。

図２と図３Ａを参照すると、本発明の前記気体輸送装置１は、更に少なくとも一つのバルブ５を備え、前記バルブ５は前記気体輸送装置１の前記入口孔１７０或いは前記出口孔１６０に設置することができ、或いは同時に前記入口孔１７０及び前記出口孔１６０に設置することができる。

図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、前記バルブ５の第一実施態様は、保持部５１と、密封部５２と、バルブ片５３と、を備える。前記バルブ片５３は、前記保持部５１と前記密封部５２との間で形成される容置空間５５中に設置し、前記保持部５１上に少なくとも二つの通気孔５１１を備え、前記バルブ片５３が対応する前記保持部５１上の前記通気孔５１１の位置にも通気孔５３１を設置し、前記保持部５１の前記通気孔５１１及び前記バルブ片５３の前記通気孔５３１の位置は、おおよそ相互に照準し、前記密封部５２上に少なくとも一つの前記通気孔５２１を備え、且つ、前記密封部５２の前記通気孔５２１と前記保持部５１の前記通気孔５１１の位置はズレを形成し、照準していない。

図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、本発明の第一好実施例において、前記バルブ５は前記入口板１７の入口孔１７０に設置でき、前記気体輸送装置１が起動していると、気体を前記入口板１７の前記入口孔１７０から前記気体輸送装置１内部に導入し、この時前記気体輸送装置１内部は吸引力を形成し、前記バルブ片５３は図７Ｂに示すように、矢印方向の気流に沿って前記バルブ片５３を上に押上げ、前記バルブ片５３を前記保持部５１に抵触させ、同時に前記密封部５２の前記通気孔５２１を開放し、気体を前記密封部５２の前記通気孔５２１から導入し、前記バルブ片５３の前記通気孔５３１の位置はおおよそ前記保持部５１の前記通気孔５１１に照準しており、故に通気孔５３１と、前記前記通気孔５１１が互いに連通することで、気流を上向きに流動させ、前記気体輸送装置１内に進入させる。前記気体輸送装置１の前記アクチュエータ板１４が下向きに振動する時、更に前記第一チャンバ１８の体積を圧縮することで、前記空隙１４３を通じて気体が上向きに前記第二チャンバ１９に流入し、同時に前記バルブ５の前記バルブ片５３が気体の押圧を受け、前記７Ａに示すように前記密封部５２の前記通気孔５２１の作動を回復し、気体が単一の流動を形成して前記合流チャンバ１２へ進入し、並びに前記合流チャンバ１２内に気体を累積して、前記気体輸送装置１の前記アクチュエータ板１４が上向きに振動する際、比較的多くの気体を前記出口孔１６０から排出することができ、気体の輸出量を上昇させる。

本発明の前記バルブ５の前記保持部５１と、前記密封部５２と、前記バルブ片５３はグラフェン材により製成することができ、マイクロ型であるバルブ部を形成する。本発明の前記バルブ５の第二実施例の態様において、前記バルブ片５３は帯電荷材料とし、前記保持部５１は両極性の導電材料とする。前記保持部５１は制御回路（図示していない）と電気的接続し、前記制御回路は前記保持部５１の極性（正極或いは負極）を制御するために用いる。もし、前記バルブ片５３が負電荷を帯びる材料である場合、前記バルブ５が制御を受け開放する時、前記制御回路は前記保持部５１を制御し正極を形成させ、この時、前記バルブ片５３と前記保持部５１は異なる極性を維持することで、前記バルブ片５３が前記保持部５１に向かって接近し、前記バルブ５の開放（図７Ｂ参照）を構成する。対照的に、前記バルブ片５３が負電荷を帯びる材料である場合、前記バルブ５の制御を受け閉鎖する時、前記制御回路は前記保持部５１を制御し負極を形成させ、この時、前記バルブ片５３と前記保持部５１が同様の極性を維持することで、前記バルブ片５３が前記密封部５２に向かって接近し、前記バルブ５の閉鎖（図７Ａ参照）を構成する。

本発明の前記バルブ５の第三実施例の態様において、前記バルブ片５３は帯磁性材料とし、前記保持部５１は、制御を受け極性が変化する磁性材料とすることができる。前記保持部５１は、制御回路（図示していない）と電気的連接し、前記制御回路は前記保持部５１の極性（正極或いは負極）を制御するために用いる。もし、前記バルブ片５３が負極を帯びる磁性材料である場合、前記バルブ５が制御を受け開放する時、前記保持部５１は正極の磁性を形成し、この時前記制御回路が、前記バルブ片５３と前記保持部５１が異なる極性を維持するよう制御することで、前記バルブ片５３は前記保持部５１に向かって接近し、前記バルブ５の開放（図７Ｂ参照）を構成する。対照的に、もし、前記バルブ片５３が負極を帯びる磁性材料である場合、前記バルブ５が制御を受け閉鎖する時、前記保持部５１は負極の磁性を形成し、この時制御回路が、前記バルブ片５３と前記保持部５１が同様の極性を保持するよう制御することで、前記バルブ片５３は前記密封部５２に向かって接近し、前記バルブ５の閉鎖（図７Ａ参照）を構成する。

図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、本発明のバルブの第四実施態様の作動指示図である。図８Ａが示すように、前記バルブ５は、前記保持部５１と、前記密封部５２と、ソフト膜５４と、を備える。前記保持部５１上には、少なくとも二つの前記通気孔５１１を備え、前記保持部５１と前記密封部５２との間には前記容置空間５５を備える。前記ソフト膜５４は、可撓性材料から製成され、前記保持部５１の側面に貼付されて前記容置空間５５内に置かれ、且つ前記保持部５１上の前記通気孔５１１に対応する位置にも前記通気孔５４１を設け、前記保持部５１の前記通気孔５１１及び前記ソフト膜５４の前記通気孔５４１の位置は、おおよそ相互に照準している。前記密封部５２上には少なくとも一つの通気孔５２１を備え、且つ前記密封部５２の前記通気孔５２１と、前記保持部５１の前記通気孔５１１と、の位置はズレを形成し、照準していない。

図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、本発明の前記バルブ５の第四好実施例において、前記保持部５１は、熱を受けて膨張する材料とし、且つ制御回路（図示していない）と電気的接続し、前記制御回路は前記保持部５１の受熱を制御する。前記バルブ５が制御を受け開放する時、前記制御回路は、前記保持部５１が熱を受けて膨張しないよう制御し、前記保持部５１と前記密封部５２に前記容置空間５５の距離を保持させ、前記バルブ５の開放を構成する（図８Ａ参照）。対照的に、前記バルブ５が制御を受けて閉鎖する時、前記制御回路は前記保持部５１を制御して熱を受けて膨張させ、前記保持部５１を前記密封部５２に向かって抵触させ、この時、前記ソフト膜５４は前記密封部５２の前記通気孔５２１を密封し、前記バルブ５の閉鎖（図８Ｂ参照）を構成する。

図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、本発明の前記バルブ５の第五好実施例において、前記保持部５１は圧電材料とし、制御回路（図示していない）によりその変形を制御する。前記バルブ５が制御を受け開放する時、前記保持部５１は変形を受けず、前記保持部５１と前記密封部５２に前記容置空間５５の距離を保持させ、前記バルブ５の開放（図８Ａ参照）を構成する。対照的に、前記バルブ５が制御を受けて閉鎖する時、前記制御回路は、前記保持部５１を制御し、前記保持部５１が変形を受けて前記密封部５２に向かって抵触し、この時前記ソフト膜５４は、前記密封部５２の前記通気孔５２１を密封し、前記バルブ５の閉鎖（図８Ｂ参照）を構成する。当然、前記密封部５２の複数個の前記通気孔５２１が対応する各間隔のブロックである前記保持部５１は、独立して制御回路の制御を受けることもでき、可変調の前記バルブ５の流通作動を形成し、適切に気体流量を調整する作用を達成する。

以上より、本発明の提供する気体輸送装置は、複数個の導流ユニットを包含し、前記導流ユニットの作動を通じて圧力勾配を生成することで、気体を迅速に流動させ、並びに特定の配列方式により複数の前記導流ユニットの設置し、気体伝送量の制御及び調節に用いられる。その他に、圧電ユニットがアクチュエータ板をイネーブルして作動させることを通じて、気体が設計後の流動及び圧力チャンバ中で圧力勾配を発生させて、気体が高速流動し、進入側から出口側へ迅速に輸送され、気体輸送を実現する。更に本発明は、導流ユニットの数量、設置方式、駆動方式の自由道の高い変化を通じて、各種異なる装置及び気体伝送流量の需要に応じることができ、高伝送量、高機能、高自由度等を達成できる。また、本発明はバルブの設置により、気体を有効的に集中させ、容積に限りがあるチャンバ内に気体を累積し、気体送出量の上昇の効果を達する。

発明は当業者であれば諸般の修飾が可能であるが、いずれも後付の特許請求の範囲の保護範囲に含まれる。

１、２、３、４気体輸送装置
１０、２０、３０、４０導流ユニット
１１基材
１２合流チャンバ
１３共振板
１３０中空孔洞
１３１可動部
１４アクチュエータ板
１４１懸吊部
１４２外枠部
１４３空隙
１５圧電ユニット
１６、２６、３６出口板
１６０、２６０、３６０出口孔
１７入口板
１７０入口孔
１８第一チャンバ
１９第二チャンバ
ｇ０間隙
５バルブ
５１保持部
５２密封部
５３バルブ片
５４ソフト膜
５１１、５２１、５３１、５４１通気孔
５５容置空間

Claims

気体輸送装置であって、複数個の導流ユニットを包含し、
前記導流ユニットがそれぞれ、入口板と、基材と、共振板と、アクチュエータ板と、圧電ユニットと、出口板と、少なくとも一つのバルブと、を包含し、
前記入口板が、少なくとも一つの入口孔を備え、
前記共振板が、中空孔洞を備え、且つ前記共振板と前記入口板との間に合流チャンバが備えられ、
前記アクチュエータ板が、一つの懸吊部と、外枠部と、少なくとも一つの空隙と、を備え、
前記圧電ユニットが、前記アクチュエータ板の前記懸吊部の表面に貼付され、
前記出口板が、出口孔を備え、
少なくとも一つの前記バルブが、前記入口孔と前記出口孔の内の少なくとも一つに設置され、
前記入口板、前記基材、前記共振板、前記アクチュエータ板、前記出口板が順に対応して積重なって設置され、前記共振板と前記アクチュエータ板との間に間隙が備えられ第一チャンバが形成され、前記アクチュエータ板と前記出口板との間に第二チャンバが形成され、前記圧電ユニットが前記アクチュエータ板を駆動して湾曲を生じさせて共振させることで、前記第一チャンバと前記第二チャンバが圧力差を形成し、並びに少なくとも一つの前記バルブを開放させることで、気体が前記入口板の前記入口孔から前記合流チャンバに進入し、前記共振板の中空孔洞を経由して、前記第一チャンバ内に進入し、少なくとも一つの前記空隙から前記第二チャンバ内へ導入され、最後に前記出口板の前記出口孔から導出され、特定の配列方式により複数の前記導流ユニットを設置することで気体の伝送を行うことを特徴とする、気体輸送装置。
前記特定の配列方式が、一列の縦並び配列であることを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記特定の配列方式が、一行の横並び配列であることを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記特定の配列方式が、環状方式の配列であることを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記特定の配列方式が、ハニカム状方式の配列であることを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記バルブが、保持部と、密封部と、バルブ片と、を包含し、前記保持部と前記密封部との間で容置空間が保持され、前記バルブ片が前記容置空間内に設置され、前記保持部上に少なくとも二つの通気孔が備えられ、前記バルブ片が前記保持部の前記通気孔と対応する位置に通気孔が設置され、前記保持部の前記通気孔と、前記バルブ片の前記通気孔の位置がおおよそ相互に照準し、前記密封部上に少なくとも一つの通気孔が備えられ、且つ前記保持部の前記通気孔の位置とでズレを形成し、照準しないことを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記バルブが、グラフェン材で製成される保持部と、密封部と、バルブ片と、を包含し、前記保持部と前記密封部との間で容置空間が保持され、前記バルブ片が前記容置空間内に設置され、前記保持部上に少なくとも二つの通気孔が備えられ、前記バルブ片が前記保持部の前記通気孔と対応する位置に通気孔が設置され、前記保持部の前記通気孔と、前記バルブ片の前記通気孔の位置がおおよそ相互に照準し、前記密封部上に少なくとも一つの通気孔が備えられ、且つ前記保持部の前記通気孔の位置とでズレを形成し、照準しないことを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記バルブ片が帯電荷材料であり、前記保持部が両極性の導電材料であり、制御回路によりその極性を制御し、前記バルブ片と前記保持部が異なる極性を維持する時、前記バルブ片が前記保持部に向かって接近し、前記バルブの開放を構成し、前記バルブ片と前記保持部が同じ極性を保持する時、前記バルブ片が前記密封部に向かって接近し、前記バルブの閉鎖を構成することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の気体輸送装置。
前記バルブ片が帯磁性材料であり、前記保持部が制御を受け極性を変換させる磁性材料であり、制御回路によりその極性を制御し、前記バルブ片と前記保持部が異なる極性を保持する時、前記バルブ片が前記保持部に向かって接近し、前記バルブの開放を構成し、前記バルブ片と前記保持部が同じ極性を保持する時、前記バルブ片が前記密封部に向かって接近し、前記バルブの閉鎖を構成することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の気体輸送装置。
前記バルブが、保持部と、密封部と、ソフト膜と、を包含し、前記保持部と前記密封部との間に容置空間が保持され、前記ソフト膜が前記保持部表面上に貼付され、並びに前記容置空間内に設置され、前記保持部上に少なくとも二つの通気孔が備えられ、前記ソフト膜が前記保持部の前記通気孔と対応する位置に通気孔が設置され、前記保持部の前記通気孔と、前記ソフト膜の前記通気孔の位置がおおよそ相互に照準し、前記密封部上に少なくとも一つの通気孔が備えられ、且つ前記保持部の前記通気孔の位置とでズレを形成し、照準しないことを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
前記保持部が熱膨張材料或いは圧電材料の内の一つであり、制御回路によりその受熱或いは変形を制御し、前記保持部が熱を受けて膨張或いは変形する時、前記ソフト膜が前記密封部に向かって抵触し、前記密封部の少なくとも一つの前記通気孔を密封することで、前記バルブの閉鎖を構成し、前記保持部が熱を受けて膨張しない時、前記密封部と前記保持部との間で前記容置空間の距離が保持され、前記バルブの開放を構成することを特徴とする、請求項１０に記載の気体輸送装置。
気体輸送装置であって、複数個の導流ユニットを包含し、
前記導流ユニットがそれぞれ、少なくとも一つの入口板と、少なくとも一つの基材と、少なくとも一つの共振板と、少なくとも一つのアクチュエータ板と、少なくとも一つの圧電ユニットと、少なくとも一つの出口板と、少なくとも一つのバルブと、を包含し、
少なくとも一つの前記入口板が、少なくとも一つの入口孔を備え、
少なくとも一つの前記共振板が、少なくとも一つの中空孔洞を備え、且つ前記共振板と前記入口板との間に少なくとも一つの合流チャンバが備えられ、
少なくとも一つの前記アクチュエータ板が、少なくとも一つの懸吊部と、少なくとも一つの外枠部と、少なくとも一つの空隙と、を備え、
少なくとも一つの前記圧電ユニットが、前記アクチュエータ板の前記懸吊部の表面に貼付され、
少なくとも一つの前記出口板が、少なくとも一つの出口孔を備え、
少なくとも一つの前記バルブが、前記入口孔と前記出口孔の内の少なくとも一つに設置され、
前記入口板、前記基材、前記共振板、前記アクチュエータ板、前記出口板が順に対応して積重なって設置され、前記共振板と前記アクチュエータ板との間に少なくとも一つの間隙が備えられ少なくとも一つの第一チャンバが形成され、前記アクチュエータ板と前記出口板との間に少なくとも一つの第二チャンバが形成され、前記圧電ユニットが前記アクチュエータ板を駆動して湾曲を生じさせて共振させることで、前記第一チャンバと前記第二チャンバが少なくとも一つの圧力差を形成し、並びに少なくとも一つの前記バルブを開放させることで、気体が前記入口板の前記入口孔から前記合流チャンバに進入し、前記共振板の中空孔洞を経由して、前記第一チャンバ内に進入し、少なくとも一つの前記空隙から前記第二チャンバ内へ導入され、最後に前記出口板の前記出口孔から導出され、特定の配列方式により複数の前記導流ユニットを設置することで気体の伝送を行うことを特徴とする、気体輸送装置。