合成射流器的制作方法

本发明是关于一种合成射流器。

背景技术：

在流体动力学中，合成射流为把周遭的流体转化成一种流体喷射的技术。一般而言，合成射流器(Synthetic Jet)是藉由把周遭的气体吸纳，并于其内部加压使吸纳到的气体喷出，并带动周围的气体随喷出的气体流动，以达到对目标热源产生散热的效果。

因此，为增加合成射流器对目标热源的散热效果，如何吸纳远离目标热源的气体，并把其喷射到目标热源上，无疑为业界重要的一个研发方向。

技术实现要素：

本发明的一技术实施例在于提供一种合成射流器(Synthetic Jet)，其对热源喷射出气体进行散热时，能够吸入远离热源的气体，以增加热源散热的效果。

根据本发明的一实施方式，一种合成射流器包含壳体、振动膜与引流道。壳体具有腔室以及相对的入口与出口，入口与出口连通腔室，腔室用以供气体容纳于其中，出口对应热源。振动膜把腔室分隔为第一子腔室与第二子腔室，入口连通第一子腔室，第二子腔室具有第二子腔室开口，第二子腔室开口连通出口。引流道连通第一子腔室与出口。当受到驱动时，振动膜往复式地朝第一子腔室与第二子腔室变形。

在本发明一或多个实施方式中，上述的合成射流器更包含活门。此活门设置于引流道连通出口的一端，当振动膜朝第二子腔室变形，活门阻断引流道与第二子腔室开口之间的连通。

在本发明一或多个实施方式中，上述的合成射流器更包含活门。此活门设置于引流道连通出口的一端，当振动膜朝第一子腔室变形，活门促成引流道与第二子腔室开口之间的连通。

在本发明一或多个实施方式中，上述的振动膜为压电薄膜。

在本发明一或多个实施方式中，上述的引流道具有引流道入口与引流道出口。引流道入口连通第一子腔室，引流道出口连通第二子腔室开口，引流道入口的位置实质上对应振动膜的中心。合成射流器更包含活门，此活门设置于引流道出口。

在本发明一或多个实施方式中，上述的壳体更具有至少一第一导斜面。此第一导斜面的两端分别连接出口及第二子腔室。

在本发明一或多个实施方式中，上述的第一子腔室具有第一子腔室开口，第一子腔室开口朝向第一导斜面，且第二子腔室开口朝向第一导斜面。

在本发明一或多个实施方式中，上述的第一子腔室开口的法线方向与第二子腔室开口的法线方向实质上交错。

在本发明一或多个实施方式中，上述的合成射流器更包含驱动单元，此驱动单元用以驱动振动膜。

在本发明一或多个实施方式中，上述的振动膜为磁性薄膜，驱动单元包含电磁线圈，此电磁线圈用以产生驱动振动膜的交流磁场。

本发明上述实施方式与已知先前技术相较，至少具有以下优点：

(1)由于壳体的入口与出口相对而设，因此，出口对应热源，意味着入口远离热源。由于热源容易使周围的气体加热，因此，入口远离热源能使合成射流器避免吸入被热源加热了的气体。如此一来，不断地被吸入合成射流器的气体，并非于热源周围被热源加热了的气体，因此，不断地由合成射流器中被喷射至热源的喷射气体，并不带有来自热源的热能，使得合成射流器对热源进行散热的效果能够得到提升。

(2)当容纳于第一子腔室的气体被挤压至引流道时，由于引流道入口的位置实质上对应振动膜的中心，因此，容纳于第一子腔室的气体能够更容易地被挤压至引流道中，使得合成射流器的运作过程能够更顺畅。

(3)由于壳体更具有至少一导斜面，导斜面的两端分别连接出口及第二子腔室，而第一子腔室开口朝向导斜面，且第二子腔室开口朝向导斜面，也就是第一子腔室开口的法线方向与第二子腔室开口的法线方向实质上交错，因此，导斜面能将第一子腔室开口排出的气体顺畅地引导至第二子腔室开口。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施方式的合成射流器(Synthetic Jet)的剖面图。

图2绘示图1的合成射流器的剖面图，其中振动膜朝第一子腔室变形。

图3绘示图1的合成射流器的剖面图，其中振动膜朝第二子腔室变形。

图4绘示依照本发明另一实施方式的合成射流器的剖面图，其中合成射流器更包含驱动单元。

组件标号说明：

100：合成射流器

110：壳体

111：入口

112：出口

113：第二子腔室开口

114：第一子腔室开口

115：第一流线型表面

116：第二流线型表面

117：导斜面

120：振动膜

121：中心

130：引流道

131：引流道入口

132：引流道出口

140：驱动单元

141：电磁线圈

150：活门

200：热源

C：腔室

C1：第一子腔室

C2：第二子腔室

Fc、Fs：气体

Fj：喷射气体

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

除非另有定义，本文所使用的所有词汇(包括技术和科学术语)具有其通常的意涵，其意涵能够被熟悉此领域者所理解。更进一步的说，上述的词汇在普遍常用的字典中的定义，在本说明书的内容中应被解读为与本发明相关领域一致的意涵。除非有特别明确定义，这些词汇将不被解释为理想化的或过于正式的意涵。

请参照图1，其绘示依照本发明一实施方式的合成射流器(Synthetic Jet)100的剖面图。如图1所示，一种合成射流器100包含壳体110、振动膜120与引流道130。壳体110具有腔室C以及相对的入口111与出口112，入口111与出口112连通腔室C，腔室C用以供气体Fc容纳于其中，出口112对应热源200。振动膜120把腔室C分隔为第一子腔室C1与第二子腔室C2，入口111连通第一子腔室C1，第二子腔室C2具有第二子腔室开口113，第二子腔 室开口113连通出口112。引流道130连通第一子腔室C1与出口112。当受到驱动时，振动膜120往复式地朝第一子腔室C1与第二子腔室C2变形。在实务的应用中，振动膜振动膜120可为压电薄膜。

进一步而言，合成射流器100更包含活门150。活门150设置于引流道130连通出口112的一端，以容许气体Fc从引流道130流向第二子腔室开口113，并防止气体Fc从第二子腔室开口113流向引流道130。具体而言，当振动膜120朝第二子腔室C2变形，活门150阻断引流道130与第二子腔室开口113之间的连通。另一方面，当振动膜120朝第一子腔室C1变形，活门150促成引流道130与第二子腔室开口113之间的连通。

请参照图2，其绘示图1的合成射流器100的剖面图，其中振动膜120朝第一子腔室C1变形。如图2所示，振动膜120经驱动而朝第一子腔室C1变形，使得第一子腔室C1的空间减少，进而使第一子腔室C1内的压力增加。相对而言，振动膜120朝第一子腔室C1的变形，使第二子腔室C2的空间增加，进而使第二子腔室C2内的压力减少。如此一来，第一子腔室C1内的压力高于第二子腔室C2内的压力，而活门150也因此而打开，促成引流道130与第二子腔室开口113之间的连通。此时，容纳于压力相对较高的第一子腔室C1的气体Fc(在本实施方式中为空气)，会被挤压至引流道130，而由于第二子腔室C2内的压力低于第一子腔室C1内的压力，第二子腔室C2倾向把气体Fc吸入，因此，气体Fc经由引流道130流动至第二子腔室开口113，再由第二子腔室开口113进入并储存于压力相对较低的第二子腔室C2。

请参照图3，其绘示图1的合成射流器100的剖面图，其中振动膜120朝第二子腔室C2变形。如图3所示，振动膜120经驱动而朝第二子腔室C2变形，使得第二子腔室C2的空间减少，进而使第二子腔室C2内的压力增加。相对而言，振动膜120朝第二子腔室C2的变形，使第一子腔室C1的空间增加，进而使第一子腔室C1内的压力减少。如此一来，第二子腔室C2内的压力高于第一子腔室C1内的压力，而活门150也因此而关闭。此时，上述由第一子腔室C1进入至并储存于第二子腔室C2的气体Fc，因为第二子腔室C2内压力的增加而被挤压至第二子腔室开口113，由于活门150此时已经关闭，阻断了引流道130与第二子腔室开口113之间的连通，第二子腔室C2内的气体Fc无法进入第一子腔室C1内，却会通过第二子腔室开口113而挤压至出口112，进而通过出口112而成为喷射气体Fj朝热源200喷射，以对热源200产生散热的效果。

同时，如上所述，由于振动膜120朝第二子腔室C2变形而导致第一子腔室C1内的压力减少，这除了使活门150关闭外，于合成射流器100外围绕入口111的气体Fs，会被压力减 少的第一子腔室C1经入口111吸入，使得本来于合成射流器100外围绕入口111的气体Fs被容纳于第一子腔室C1中而成为气体Fc。

请回到图2。此时，振动膜120再次朝第一子腔室C1变形，如上所述，容纳于压力相对较高的第一子腔室C1的气体Fc，会被挤压至引流道130，而由于第二子腔室C2内的压力低于第一子腔室C1内的压力，活门150因此再次打开，再次促成引流道130与第二子腔室开口113之间的连通，而第二子腔室C2倾向把气体Fc吸入，因此，气体Fc经由引流道130流动至第二子腔室开口113，再由第二子腔室开口113进入并储存于压力相对较低的第二子腔室C2。如此一来，当合成射流器100运作时，振动膜120往复式地朝第一子腔室C1与第二子腔室C2变形，于合成射流器100外围绕入口111的气体Fs，会不断地被吸入合成射流器100的壳体110中而成为气体Fc，并不断地由合成射流器100的壳体110中被挤压至出口112，进而通过出口112成为喷射气体Fj而朝热源200喷射，以对热源200产生散热的效果。

此外，如上所述，由于壳体110的入口111与出口112相对而设，因此，出口112对应热源200，意味着入口111远离热源200。由于热源200容易使周围的气体Fs加热，因此，入口111远离热源200能使合成射流器100避免吸入被热源200加热了的气体Fs。如此一来，不断地被吸入合成射流器100的气体Fs，并非于热源200周围被热源200加热了的气体Fs，因此，不断地由合成射流器100中被喷射至热源200的喷射气体Fj，并不带有来自热源200的热能，使得合成射流器100对热源200进行散热的效果能够得到提升。

具体而言，如图1～图3所示，引流道130具有引流道入口131与引流道出口132，引流道入口131连通第一子腔室C1，引流道出口132连通第二子腔室开口113，引流道入口131的位置实质上对应振动膜120的中心121，而活门150设置于引流道出口132。当振动膜120受到驱动而朝第一子腔室C1变形时，如上所述，容纳于第一子腔室C1的气体Fc会被挤压至引流道130，由于引流道入口131的位置实质上对应振动膜120的中心121，因此，容纳于第一子腔室C1的气体Fc能够更容易地被挤压至引流道130中，使得合成射流器100的运作过程能够更顺畅。

此外，如图1～图3所示，壳体110更具有至少一导斜面117，导斜面117的两端分别连接出口112及第二子腔室C2。第一子腔室开口114朝向导斜面117，且第二子腔室开口113朝向导斜面117。换句话说，第一子腔室开口114的法线方向与第二子腔室开口113的法线方向实质上交错。如此一来，导斜面117能将第一子腔室开口114排出的气体Fc顺畅地引导至第二子腔室开口113。

当气体Fc通过出口112而成为喷射气体Fj朝热源200喷射时，于合成射流器100外围绕出口112的气体Fs，会被喷射出来的喷射气体Fj带动，并随被喷射出来的喷射气体Fj朝热源200流动，使得热源200散热的效果得以提升。如图1～图3所示，壳体110更具有至少一第一流线型表面115。第一流线型表面115邻接出口112，以使于合成射流器100外围绕出口112的气体Fs，能够更顺畅地随被合成射流器100喷射出来的喷射气体Fj朝热源200流动，以进一步提升合成射流器100对热源200的散热效果。

另一方面，如图1～图3所示，壳体110更具有至少一第二流线型表面116。第二流线型表面116邻接入口111，以使于合成射流器100外围绕入口111的气体Fs，能够更顺畅地通过入口111而被吸入第一子腔室C1中。

请参照图4，其绘示依照本发明另一实施方式的合成射流器100的剖面图，其中合成射流器100更包含驱动单元140。如图4所示，一种合成射流器100包含壳体110、振动膜120、引流道130、活门150与驱动单元140。壳体110具有腔室C以及相对的入口111与出口112，入口111与出口112连通腔室C，腔室C用以供气体Fc容纳于其中，出口112对应热源200。振动膜120把腔室C分隔为第一子腔室C1与第二子腔室C2，入口111连通第一子腔室C1，第二子腔室C2具有第二子腔室开口113，第二子腔室开口113连通出口112。引流道130连通第一子腔室C1与第二子腔室开口113。活门150设置于引流道130连通第二子腔室开口113的一端，以容许气体Fc从引流道130流向第二子腔室开口113，并防止气体Fc从第二子腔室开口113流向引流道130。驱动单元140用以驱动振动膜120往复式地朝第一子腔室C1与第二子腔室C2变形。在本例的实务应用中，振动膜120为磁性薄膜，而驱动单元140包含电磁线圈141，用以产生驱动磁性薄膜的交流磁场。

在实务的应用中，驱动单元140可应用电磁力、压电式或机械式等运作模式，以驱动振动膜120往复式地朝第一子腔室C1与第二子腔室C2变形，但本发明并不以此为限。

综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有以下优点：

(1)由于壳体的入口与出口相对而设，因此，出口对应热源，意味着入口远离热源。由于热源容易使周围的气体加热，因此，入口远离热源能使合成射流器避免吸入被热源加热了的气体。如此一来，不断地被吸入合成射流器的气体，并非于热源周围被热源加热了的气体，因此，不断地由合成射流器中被喷射至热源的喷射气体，并不带有来自热源的热能，使得合 成射流器对热源进行散热的效果能够得到提升。

(2)当容纳于第一子腔室的气体被挤压至引流道时，由于引流道入口的位置实质上对应振动膜的中心，因此，容纳于第一子腔室的气体能够更容易地被挤压至引流道中，使得合成射流器的运作过程能够更顺畅。

(3)由于壳体更具有至少一导斜面，导斜面的两端分别连接出口及第二子腔室，而第一子腔室开口朝向导斜面，且第二子腔室开口朝向导斜面，亦即第一子腔室开口的法线方向与第二子腔室开口的法线方向实质上交错，因此，导斜面能将第一子腔室开口排出的气体顺畅地引导至第二子腔室开口。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。