JP2019052642A - 気体輸送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体積縮小化、マイクロ化、静音効果、サイズ精度のコントロール、流量が不足する問題を克服し、各種装置に幅広く運用できるマイクロ流体輸送装置を提供する。【解決手段】第一導流ユニット及び第二導流ユニットと、集気チャンバと含み、第一導流ユニット及び第二導流ユニットが、それぞれ入口孔１７０及び出口孔１６０を備え、第一導流ユニット及び第二導流ユニットの起動を経て、気体を各入口孔１７０から導入し、出口孔１６０から排出させ、集気チャンバが、第一導流ユニット及び第二導流ユニットの間に設置され、且つ排気口を備え、そのうち、第一導流ユニット及び第二導流ユニットが、それぞれ気体を入口孔１７０から吸入し、且つ出口孔１６０から集気チャンバへ輸送し、更に集気チャンバの前記排気口から排出させ、適切な気体輸送量を調整する。【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、製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、如何にして新しい構造を創造し、従来技術を突破するかが求められている。

科学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、並びに各一つの構成部の部品が極小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、従来の構造部品がマイクロ化後、そのサイズ精度をコントロールするのは難しく、且つ組立て精度も同様に簡単ではなく、製品の良品率の不一致を招いてしまい、更には輸送気体の流量が不安定になる等の問題がある。

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し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、外向きに凸出し電気的接続に用いる導電ピンを有し、故に多くの従来の気体輸送装置を並列に配列して設置し、輸送量を増加させようとしても、その組立精度は同様にコントロールしづらく、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、この方法を通して流量を向上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。

以上より、従来の技術の欠点を改善し、従来の気体輸送装置の計器或いは設備の体積を小さくし、マイクロ化、静音を達成し、且つマイクロ化によるサイズ精度のコントロールの難しさ、流量が不足する問題を克服し、各種装置に幅広く運用できるマイクロ流体輸送装置が、現状求められている。

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により、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、静音効果、サイズ精度のコントロール、そして流量不足を同時に兼ね備える事ができ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、気体輸送装置は、第一導流ユニット及び第二導流ユニットと、集気チャンバとを含み、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、それぞれ入口孔及び出口孔を備え、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、駆動されることにより、気体を各前記入口孔から導入し、各前記出口孔から排出し、前記集気チャンバが、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットの間に設置され、且つ排気口を備え、その内、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットは、それぞれ気体を前記入口孔から吸入し、且つ前記出口孔から前記集気チャンバへ輸送し、更に前記集気チャンバの前記排気口から排出し、適切な気体輸送量の調整を実現させる。

本発明の好実施例における気体輸送装置の外観構造指示図。 図１に示す導流ユニットの構造指示図。 図２に示す気体輸送装置の単一導流ユニットの作動過程部分指示図。 図２に示す気体輸送装置の単一導流ユニットの作動過程部分指示図。 図２に示す気体輸送装置の単一導流ユニットの作動過程部分指示図。 本発明のバルブの第一、第二、第三実施様態の作動指示図。 本発明のバルブの第一、第二、第三実施様態の作動指示図。 本発明のバルブの第四、第五実施様態の作動指示図。 本発明のバルブの第四、第五実施様態の作動指示図。

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１乃至図３Ｃを参照すると、本発明は気体輸送装置１を提供し、それは、少なくとも一つの第一導流ユニットセット１０ａと、少なくとも一つの第二導流ユニットセット１０ｂと、少なくとも一つの入口孔１７０と、少なくとも一つの出口孔１６０と、少なくとも一つの集気チャンバ１０ｃと、少なくとも一つの排気口Ａとを包含し、以下の実施例において、前記第一導流ユニットセット１０ａ、前記第二導流ユニットセット１０ｂ、前記入口孔１７０、前記出口孔１６０、前記集気チャンバ１０ｃ、前記排気口Ａはその数量を一つとして説明しているが、これに限らず、前記第一導流ユニットセット１０ａ、前記第二導流ユニットセット１０ｂ、前記入口孔１７０、前記出口孔１６０、前記集気チャンバ１０ｃ、前記排気口Ａ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流体制御装置を製出し、従来の流体輸送装置の、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を参照すると、本実施例において、気体輸送装置１は、第一導流ユニット１０ａと、第二導流ユニット１０ｂと、集気チャンバ１０ｃとを包含し、前記集気チャンバ１０ｃは、前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂとの間に設置され、且つ、前記集気チャンバ１０ｃは排気口Ａを備える。本実施例において、前記第一導流ユニット１０ａと前記第二導流ユニット１０ｂは同様の導流ユニット構造であり、前記第一導流ユニット１０ａと前記第二導流ユニット１０ｂ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、外枠部１４２、複数個の空隙１４３を備え、前記出口板１６は出口孔１６０を備え、その構造、特徴及び設置方式は以下の説明でより詳細に説明する。

本実施例の前記気体輸送装置１の前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂは、前記入口板１７の前記入口孔１７０、前記基材１１の前記合流チャンバ１２、前記共振板１３の前記中空孔１３０及び前記可動部１３１、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１及び前記空隙１４３、前記圧電ユニット１５、前記出口孔１６０、でそれぞれ前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂを構成し、言い換えると、前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂ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１３０と、一つの前記可動部１３１と、一つの前記懸吊部１４１と、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、前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂ、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２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２参照）を形成する。前記第一導流ユニット１０ａと前記第二導流ユニット１０ｂは同様の導流ユニット構造であり、前記気体輸送装置１の構造及び気体制御方式の説明を簡単にするために、以下の内容は前記第一導流ユニット１０ａを用いて説明を行う。

図２を参照すると、本実施例において、前記入口板１７は前記入口孔１７０を備え、それは前記入口板１７を貫通する孔洞であり、気体を流通させるのに用いられ、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任意に変化させることができる。一部の実施例において、前記入口板１７は、更に濾過装置（図面未掲載）を含むが、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、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、粉塵が前記気体輸送装置１の内部に流れ、パーツが損傷するのを防ぐ。

本実施例の前記気体輸送装置１において、前記第一導流ユニット１０ａの前記基材１１は、更に駆動回路（図面未掲載）を備え、前記圧電ユニット１５の正極及び負極と電気的接続し、駆動電源の提供に用いられるが、これに限らない。一部の実施例において、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任意に変化させることができる。

図１及び図２を参照すると、本実施例の前記気体輸送装置１において、前記第一導流ユニット１０ａの前記共振板１３は懸吊構造であり、前記共振板１３は、更に前記中空孔１３０及び複数個の可動部１３１を備え、且つ各一つの前記導流ユニット１０はいずれも、一つの前記中空孔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１３０は前記共振板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との間に連通し、気体を流通及び輸送させる。本実施例の前記可動部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し、これにより気体を輸送する。その動作方式は、説明書の後段でより詳細に説明する。

図１及び図２を参照すると、本実施例の前記第一導流ユニット１０ａ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は、更に前記懸吊部１４１、前記外枠部１４２を備え、且つ各一つの前記導流ユニット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（図面未掲載）が前記外枠部１４２に連接することで、前記懸吊部１４１を前記外枠部１４２中で懸吊し、並びに前記懸吊部１４１及び前記外枠部１４２の間は、複数個の前記空隙１４３を定義し、気体の流通に役立ち、且つ前記懸吊部１４１、前記外枠部１４２、前記空隙１４３の設置方式や実施様態、数量はこれらに限らず、実際の状況に基づいて任意に変化させることができる。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（図面未掲載）を含み、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によって、前記第一チャンバ１８の深度を一特定区間値に維持し、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にある前記可動部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等を防ぎ、更に、前記第一チャンバ１８の深度が深すぎて、気体輸送の圧力が足りなくなる問題も防ぐことができるが、これに限らない。

図１及び図２を参照すると、本実施例の前記気体輸送装置１において、前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂはいずれも、一つの前記圧電ユニット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は、更に正極及び負極（図面未掲載）を備え、電気的接続に用いられ、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の往復式振動をさせるのに用い、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との間にある前記第一チャンバ１８が圧力変化を発生し、気体を輸送させる。この作動方法は後方でより詳しく記載する。

図１及び図２を参照すると、本実施例の前記気体輸送装置１において、前記第一導流ユニット１０ａの前記出口板１６は、更に前記出口孔１６０を包含し、且つ各一つの前記導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂはいずれも、一つの前記出口孔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外部との間に連通し、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外部へ流し、気体の輸送を実現させる。

図２乃至３Ｃを参照すると、図３Ａ乃至図３Ｃは、図２に示す気体輸送装置の単一の導流ユニット１０ａの作動過程部分拡大指示図である。まず、図２に示す前記気体輸送装置１の前記導流ユニット１０ａ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との間に前記間隙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、気体を引導して、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３Ａを参照すると、前記導流ユニット１０ａにおいて、前記圧電ユニット１５に電圧を印加し、前記アクチュエータ板１４が前記圧電ユニット１５の駆動を受けて作動する場合、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１は上向きに振動し、前記第一チャンバ１８の体積は増大し、圧力は減少し、一方で気体は前記入口板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に集められ、更に前記共振板１３上で前記合流チャンバ１２と対応して設置される前記中央孔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３Ｂ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い、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し、前記共振板１３の前記可動部１３１を、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１上に貼付して抵触させ、同時に前記第一チャンバ１８内の流通空間を閉じ、これにより前記第一チャンバ１８を圧縮することで、体積を縮小し、圧力を増加し、前記第二チャンバ１９の体積を増大し、圧力を減少し、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流動させ、並びに前記アクチュエータ板１４の複数個の前記空隙１４３を経て、前記第二チャンバ１９内に流入させる。

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は下向きに振動し続け、並びに前記共振板１３にある前記可動部１３１を連動させ、前記可動部１３１はそれに伴って下向きに振動し、前記第一チャンバ１８を更に圧縮させ、並びに大部分の気流を前記第二チャンバ１９内に一時的に保存させる。

最後、前記アクチュエータ板１４の前記懸吊部１４１は上向きに振動し、前記第二チャンバ１９を圧縮させることで、体積を縮小し、圧力を増加し、前記第二チャンバ１９内の気体を前記出口板１６の前記出口孔１６０から前記出口板１６の外部へ導出し、気体の輸送を完成させる。図３Ａに示す作動を繰返して行い、前記第一チャンバ１８の体積を増大させ、圧力を減少させ、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上で前記合流チャンバ１２と対応して設置される前記中央孔洞１３０を経て、上向きに前記第一チャンバ１８に流入させる。上述の図３Ａから図３Ｃの前記導流ユニット１０の気体輸送作動を繰返すことで、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に継続して往復式上下振動を行わせ、気体を継続して前記入口孔１７０から前記出口孔１６０に向かって導き、気体の輸送を実現させる。

以上より、本実施例の気体輸送装置１は、前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂの流道設計において圧力勾配を発生させることで、気体を高速流動させ、並びに流道進出方向の抵抗差異を通じて、気体を吸入端から排出端へ輸送し、且つ前記排出端に圧力がかかっている状態下でも、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の垂直往復式振動の周波数は、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。そ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るが、本実施例の示す作動に限らない。

図１を参照すると、本実施例において、前記第一導流ユニット１０ａを縦方向上向きに前記第二導流ユニット１０ｂと積重ね、且つ前記第一導流ユニット１０ａと前記第二導流ユニット１０ｂとの間に前記集気チャンバ１０ｃを設置し、前記集気チャンバ１０ｃは、前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂの前記出口孔１６０と連通する。前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂが起動した場合、気体を複数個の前記入口孔１７０から吸入することができ、更に各前記出口孔１６０から前記集気チャンバ１０ｃに輸送して気体を累積し、前記集気チャンバ１０ｃは前記第一導流ユニット１０ａと、前記第二導流ユニット１０ｂとから輸送される気体を収集し、最後に前記排出口Ａから排出させる。このような設置の前記気体輸送装置１は、前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂの作動を利用して、適切な気体輸送量を調整することができる。

本実施例において、前記気体輸送装置１の前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂは、駆動回路の連接と組合せることができ、自由度が非常に高く、更に各種電子ユニットに応用され、且つ同時に気体輸送をイネーブルでき、大量の気体輸送の需要に対応でき、この他に、各一つの前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂも、単独で作動或いは停止の制御ができ、例えば、前記第一導流ユニット１０ａを作動、前記第二導流ユニット１０ｂを停止とし、または前記第一導流ユニット１０ａ、前記第二導流ユニット１０ｂを交互に作動させたりすることもできるが、これに限らず、各種気体輸送流量の要求を簡単に達成することができ、並びに大幅に消費電力を低減することができる。

図１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の前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂの前記入口孔１７０或いは前記出口孔１６０の内の少なくとも一つ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４Ａ及び図４Ｂ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４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本発明の第一実施様態において、前記バルブ５は前記入口板１７の前記入口孔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４Ｂ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４Ａ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の前記第一導流ユニット１０ａ及び前記第二導流ユニット１０ｂの前記アクチュエータ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の第二実施様態において、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（図面未掲載）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がマイナス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４Ｂ参照）を構成する。対照的に、前記バルブ片５３がマイナス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４Ａ参照）を構成する。

本発明の前記バルブ５の第三実施態様において、前記バルブ片５３は帯磁性材料とし、前記保持部５１は、制御を受け極性を変換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（図面未掲載）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しすることで、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４Ｂ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４Ａ参照）を構成する。

図５Ａ及び図５Ｂ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５Ａ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５Ａ及び図５Ｂ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（図面未掲載）と電気的連接し、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、前記容置空間５５内に保持し、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５Ａ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５Ｂ参照）を構成する。

図５Ａ及び図５Ｂ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（図面未掲載）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、前記容置空間５５内に保持し、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（図５Ａ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５Ｂ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、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットの作動を通して圧力勾配を生成することで、気体を迅速に流動させ、並びに前記集気チャンバを経て合流させ、排気口から排出し、これにより気体の伝送量を調節する。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、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットの駆動方式の自由度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。

本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 気体輸送装置
１０ａ 第一導流ユニット
１０ｂ 第二導流ユニット
１０ｃ 集気チャンバ
Ａ 排気口
１１ 基材
１２ 合流チャンバ
１３ 共振板
１３０ 中空孔
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 出口板
１６０ 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 (10)

1. 気体輸送装置であり、第一導流ユニット及び第二導流ユニットと、集気チャンバと含み、
   前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、それぞれ入口孔及び出口孔を備え、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、起動を経て、気体を各前記入口孔から導入し、前記出口孔から排出し、
   前記集気チャンバが、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットの間に設置され、且つ排気口を備え、
   そのうち、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、それぞれ気体を前記入口孔から吸入し、且つ前記出口孔から前記集気チャンバへ輸送し、更に前記集気チャンバの前記排気口から排出し、適切な気体輸送量を調整することを特徴とする、気体輸送装置。
2. 前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、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、バルブと、を包含し、
   前記入口板が、前記入口孔を備え、
   前記共振板が、中空孔を備え、且つ前記入口板との間に合流チャンバを備え、
   前記アクチュエータ板が、一つの懸吊部、外枠部、少なくとも一つの空隙を備え、
   前記圧電ユニットが、前記アクチュエータ板にある前記懸吊部の表面に貼付され、
   前記出口板が、前記出口孔を備え、
   前記バルブが、前記入口孔と前記出口孔の少なくとも一つの中に設置され、
   そのうち、前記入口孔、前記基材、前記共振板、前記アクチュエータ板、前記出口板が順に積重ねて設置され、前記共振板と前記アクチュエータ板との間には間隙を備え、第一チャンバを形成し、前記アクチュエータと前記出口板との間に第二チャンバを形成し、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共振を発生させることで、前記第一チャンバと前記第二チャンバに圧力差を形成させ、並びに前記バルブを開放させ、気体を前記入口板の前記入口孔から前記合流チャンバに進入させ、前記共振板の前記中空孔を経て、前記第一チャンバ内に進入させ、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し、最後に前記出口板にある前記出口孔から導出し、これにより気体を輸送する流動をすることを特徴とする、請求項１に記載の気体輸送装置。
3. 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２に記載の気体輸送装置。
4. 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２に記載の気体輸送装置。
5. 前記バルブ片が帯電荷材料からなり、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３あるいは請求項４に記載の気体輸送装置。
6. 前記バルブ片が帯磁性材料からなり、前記保持部が制御を受け極性が変化する磁性材料であり、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３あるいは請求項４に記載の気体輸送装置。
7. 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２に記載の気体輸送装置。
8. 前記保持部が熱膨張材料であり、制御回路によりその受熱を制御し、前記保持部が熱を受け膨張する時、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７に記載の気体輸送装置。
9. 前記保持部が圧電材料であり、制御回路によりその変形を制御し、前記保持部が変形する時、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、前記保持部が変形しない時、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７に記載の気体輸送装置。
10. 気体輸送装置であり、少なくとも一つの第一導流ユニット及び少なくとも一つの第二導流ユニットと、少なくとも一つの集気チャンバと含み、
    少なくとも一つの前記第一導流ユニット及び少なくとも一つの前記第二導流ユニットが、それぞれ少なくとも一つの入口孔及び少なくとも一つの出口孔を備え、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、起動を経て、気体を各前記入口孔から導入し、前記出口孔から排出し、
    少なくとも一つの前記集気チャンバが、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットの間に設置され、且つ少なくとも一つの排気口を備え、
    そのうち、前記第一導流ユニット及び前記第二導流ユニットが、それぞれ気体を前記入口孔から吸入し、且つ前記出口孔から前記集気チャンバへ輸送し、更に前記集気チャンバの前記排気口から排出し、適切な気体輸送量を調整することを特徴とする、気体輸送装置。