磁浮式气流交换的方法及磁浮式气流交换系统与流程

本发明涉及一种气流交换的方法及系统，尤指通过磁浮原理来进行气流交换的磁浮式气流交换的方法及磁浮式气流交换系统。

背景技术：

热对流系统是利用空气的流动来将热能作转移或气流交换的动作，而能够造成空气流动的方式有很多，被动的自然热对流也是其中之一，但效果却有限，因此，主动式的热对流，如风扇，就成为大多数设计所采用的方式。

在热对流系统上为了增加热对流效应，通常会使用风扇来产生空气的对流，不过由于风扇有转子、电刷及轴承等等因摩擦产生的噪音，以及风扇高速旋转产生的风切声，这些恼人的噪音常常困扰着使用者。因此，现有的热对流系统实有改善的必要。

因此，需要提供一种磁浮式气流交换的方法及磁浮式气流交换系统来解决上述问题。

技术实现要素：

因此，本发明的主要目的即在于提供一种磁浮式气流交换的方法及其装置，以解决上述问题。

本发明公开一种磁浮式气流交换的方法，该方法包括：根据欲进行气流交换的一位置，形成通过该位置的一气流路径，其中该气流路径包括一进气口与一出气口；设置一动子于该气流路径中；以及利用一磁浮原理驱使该动子在该气流路径中进行一往返运动，以在该气流路径中产生气压差，用来带动外部气流从该进气口进入该气流路径，以及带动欲进行气流交换的气流从该出气口排出。

本发明还公开一种磁浮式气流交换系统，该磁浮式气流交换系统包括：一气流通道，该气流通道包括通过欲进行气流交换位置的一气流路径，以及包括一进气口与一出气口；一动子，该动子设置于该气流路径中，其中该动子是通过磁浮原理被驱使于该气流路径中进行一往返运动，以在该气流路径中产生气压差，用来带动外部气流从该进气口进入该气流路径，以及带动欲进行气流交换的气流从该出气口排出。

本发明提供的磁浮式气流交换的方法及系统，用来改善现有热对流系统的噪音问题， 并降低现有热对流系统内的组件磨擦损耗问题。

附图说明

图1为本发明实施例的一气流交换流程的示意图。

图2A至图2B为本发明第一实施例的一气流交换系统的示意图。

图3为本发明第二实施例的一气流交换系统的示意图。

图4A至图4B为本发明实施例一气流交换系统运作的示意图。

图5为本发明实施例一气阀开关控制的示意图。

图6A至图8B为本发明实施例一气阀开关的开合动作示意图。

图9为本发明实施例一气流交换系统的散热功能的示意图。

图10至图11为本发明实施例一气体交换量的示意图。

主要组件符号说明：

10 气流交换流程

100～140 步骤

20、30、90 气流交换系统

200、300、900 动子

200a、200b、300a、300b 活塞环

202、302、902 气流路径

202a、302a、902a 进气口

202b、302b、902b 出气口

204a、204b、304 气阀

D 检测器

S、N 磁性组件

908 密闭空间

304a 磁阀控制器

201、301 气流通道

具体实施方式

为解决热对流系统的噪音问题，本发明的主要目的在于提供无接触无磨擦的磁浮原理来设计热对流系统，以改善现有热对流系统的噪音问题。

本发明采用无接触的磁浮原理，因此可以改善马达噪音的问题。除此之外，磁浮原理具有没有磨擦损耗，使用寿命更长的优点。在本文中的磁浮原理是指通过同磁性相斥及异磁性相吸的磁性原理。详细说明请参考图1，图1为本发明实施例的一气流交换流程10的示意图。值得注意的是，气流交换流程10可用于电子装置或密闭空间(如停车场、地下室等)等，但不限于此。气流交换流程10可用来加强密闭空间的气体交换效率或散热 效率，并包含以下步骤：

步骤100：开始。

步骤110：根据欲进行气流交换的一位置，形成通过该位置的一气流路径，其中该气流路径包含一进气口与一出气口。

步骤120：设置一动子于该气流路径中。

步骤130：利用一磁浮原理驱使该动子在该气流路径中进行一往返运动，以在该气流路径中产生气压差，用来带动外部气流从该进气口进入该气流路径，以及带动欲进行气流交换的气流从该出气口排出。

步骤140：结束。

根据气流交换流程10，动子会在气流路径中进行往返运动，因此会推挤气流路径中的动子前方的空气从该出气口排出，而外部空气会自动从该气流路径的进气口进入气流路径中，藉以达到气流交换的功效。

气流交换流程10的实现，请参考图2A、图2B，图2A、图2B为本发明实施例一气流交换系统20的示意图。如图2A所示，气流交换系统20包含一动子200及一气流通道201，其中动子200包含活塞环200a、200b，以及气流信道201包含一气流路径202，以及一进气口202a及出气口202b。另外，在动子200与气流通道201之间边壁上设有磁性组件S、N。关于气流交换系统20的运作方式，详细说明如下。如图2A所示，本发明通过在动子200与气流通道201之间边壁所设置的磁性组件S、N，产生磁极的相吸及相斥效应，因而造成动子200在气流路径202中向左位移，用以推挤气流交换系统20内部空气从该出气口202b排出，并带动气流交换系统20外部空气从该进气口202a进入。另外，当动子移动到气流路径202的边缘时，利用磁极的相斥提供制动力及反作用力，再使动子200向右位移(如图2B所示)，用以推挤气流交换系统20内部空气从该出气口202b排出，并带动气流交换系统20外部空气从该进气口202a进入。简单来说，本发明通过磁浮原理使动子200持续进行往返运动。进一步地，动子200上设置有活塞环200a、200b，其与气流通道201之间边壁保持微小间隙，以达到无磨擦的目的。当动子200进行往返运动时会带动活塞环200a、200b，使得气流路径202内部产生压力差，进而带动上述的空气对流。除此之外，本发明实施例在进气口202a及出气口202b处各设置有气阀204a、204b，如图2A、图2B所示，气阀204a、204b会随着动子200运动方向而改变位置，用来控制进气或排气，并可以维持固定的进气或排气方向，达到主动式的空气对流。本发明的气流交换系统20在运作过程无磨擦产生，只要交换的空气量足够，动子200的运动频率也可降低，故可大幅降低噪音产生。

值得注意的是，除了图2A、图2B所示的动子200为直线往返，动子200的往返运动亦可为环状往返。请参考图3，图3为本发明另一实施例一气流交换系统30的示意图。气流交换系统30包含动子300、气流通道301及气阀304，其中动子300包含活塞环300a、300b，以及气流信道301包含气流路径302、进气口302a及出气口302b。另外，在动子300与气流通道301之间边壁上设有磁性组件S、N。关于气流交换系统30的运作方式， 请参考图4A、图4B，详细说明如下。动子300上面有活塞环300a、300b，其与气流通道301边壁保持微小间隙，以达到无磨擦的目的。值得注意的是，气阀304可供动子300通过及隔离进气口302a与出气口302b的气流回流。当动子300持续圆周运动时带动活塞环300a、300b，使得气流路径302内产生压力差而产生气流，当动子300要通过气阀304时，气阀304会打开(如图4B所示)，当动子300通过后，气阀304随即关闭(如图4A所示)，周而复始，持续运动，即可将空气从进气口302a带入，再将气流路径302内的空气从出气口302b排出，产生主动式的空气对流。

另一方面，请参见图5，图5为本发明实施例一气阀开关控制的示意图。为了让气阀304可以在正确时间开启，可在动子300进行往返运动的气流路径上设置一检测器D，检测器D可为光学或耦合等非接触式，以减少噪音产生。当检测器D检测到动子300经过时，可传送信号至用来控制气阀304的磁阀控制器304a，藉以控制气阀304的开启动作及经过一预定时间后的自动关闭动作或气阀304的位置。进一步地，气阀304的实现可以有下列方式：

1.磁驱动栅栏式，请参见图6A、图6B。举例来说，当磁阀控制器304a接收到从检测器D传送的信号时，其可利用磁极的变化来驱动阀门304。如图6A、图6B所示，根据磁性原理，阀门304会根据支点位置摆动，进而达到开启以利于动子300通过，以及关闭以隔离进气口302a与排气出口302b。

2.磁驱动闸门式，请参见图7A、图7B。不同于图6A、图6B，图7A、图7B中的阀门304是根据轴向位移，进而达到开启以利于动子300通过，关闭以隔离进气口302a与排气出口302b。

3.光圈式气阀，请参见图8A、图8B。不同于通过磁性原理来控制阀门304的位置，在此实施例中，阀门304是利用相机光圈的原理，机械式地驱动阀门304开合，使气阀304体积能缩至最小。

上述气阀的实现方式亦可套用于图2A、图2B所示的气阀204a、204b，详细结构及运作方式可参考上述，在此不再赘述。

另外，本发明的气流交换系统可用来增加散热效率。请参考图9，其为本发明实施例一气流交换系统90的散热功能的示意图。如图9所示，一热源H位于一密闭空间908中，通过气流交换系统90的配置，使气流路径902通过热源H，以及通过动子900在气流路径902中进行往返运作，使外部空气从进气口902a进入，并将热源H所产生的热空气从出气口902b排出，藉以达到散热效果。值得注意的是，本案的气流交换系统可置于密闭空间中或是配置于密闭空间外部。举例来说，此密闭空间可为一笔记本型计算机/桌上型计算机等装置，而热源可为处理器，因此本案所述的气流交换系统可设计安装于笔记本型计算机或桌上型计算机中，藉以增加空气对流的效能，达到降低处理器温度的功效。

请参考图10至图11，图10至图11为本发明实施例一气体交换量的示意图。如图10所示，动子900在气流路径902进行往返运动的空间可为圆形，而气流路径902的截面积 及动子900绕行的半径决定单次绕行的排气量，以及动子900运转转速可决定单位时间的排气量，因动子900与气流路径902为非接触式，故考虑气体泄漏交换效率为90％，详细计算公式如下：

实际气体交换量(cc/sec)＝管截面积(cm²)x管长(c)x转速(圈/sec)x交换效率(％)。

另外，不同于图10，图11中动子900在气流路径902进行往返运动的空间可为方形。由图10至图11可知，相较于圆形的气流路径902，方形的气流路径902能获得较高的空气实际交换量。值得注意的是，动子900的形状需尽量配合气流路径902的空间形状，以获得较佳的交换效率。

综上所述，本发明提供的磁浮式气流交换的方法及系统，用来改善现有热对流系统的噪音问题，并降低现有热对流系统内的组件磨擦损耗问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。