TWI730301B

TWI730301B - 流體驅動裝置

Info

Publication number: TWI730301B
Application number: TW108107335A
Authority: TW
Inventors: 金際遠; 曾令遠
Original assignee: 點晶科技股份有限公司
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2021-06-11
Also published as: TW202033901A; US20200284273A1; CN111664078A

Abstract

一種流體驅動裝置，包括：一容納主體，包括一第一側以及一第二側，所述第一側與所述第二側是相對設置，所述容納主體中容納一流體，所述容納主體具有彈性；一第一磁力產生模組，設置在所述第一側；以及一第二磁力產生模組，設置在所述第二側；其中，所述第一磁力產生模組以及所述第二磁力產生模組的相互作用使所述容納主體產生一形變量，而驅動所述流體進行流動。

Description

流體驅動裝置

本發明涉及一種流體驅動裝置，特別是涉及一種不利用熱能或機械式風扇旋轉作為驅動動力的流體驅動裝置。

目前使用的流體驅動裝置中，例如熱導管是通過熱能的吸收與發散，帶動導管內部流體的流動，以達到散熱效果。此外，引擎或是蒸汽機，都是將熱能轉換成機械能，才驅動其他的裝置。單純以流體驅動的方法而言，都是使流體吸收熱能或是散發熱能之後，才得以利用使用者想要的能量形式。

不過，加熱的來源，現在仍是石油、煤氣、天然氣等可燃性能源為主。在不久的未來，這些可燃性能源逐漸減少，對於人們的生活或許有相當大的影響。

因此，提供一種不利用熱能驅動流體的裝置，則是業界現在的重要課題。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種流體驅動裝置，包括：一容納主體，包括一第一側以及一第二側，所述第一側與所述第二側是相對設置，所述容納主體中容納一流體，所述容納主體具有彈性；一第一磁力產生模組，設置在所述第一側；以及一第二磁力產生模組，設置在所述第二側；其中，所述第一磁力產生模組以及所述第二磁力產生模組的相互作用使所述容納主體產生一形變量，而驅動所述流體進行流動。

本發明利用電能控制本發明中的磁力產生模組，通過磁力的吸引與排斥，使流體驅動裝置的容納主體產生形變，進而驅動容納主體中的流體。不僅可以有效降低熱能的使用，更可以通過容納主體的形變而控制流體的速度與方向。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1、1’:流體驅動裝置

10、10’:容納主體

20、20’:第一磁力產生模組

30、30’:第二磁力產生模組

40’:第三磁力產生模組

50’:第四磁力產生模組

60’:第五磁力產生模組

70’:第六磁力產生模組

80’:第七磁力產生模組

90’:第八磁力產生模組

10A:第一側

10B:第二側

201:第一磁力產生單元

202:第二磁力產生單元

203:第三磁力產生單元

204:第四磁力產生單元

205:第五磁力產生單元

206:第六磁力產生單元

301:第七磁力產生單元

302:第八磁力產生單元

303:第九磁力產生單元

304:第十磁力產生單元

305:第十一磁力產生單元

306:第十二磁力產生單元

d0:初始距離

d1:第一距離

d2:第二距離

d3:第三距離

d4:第四距離

50:電力提供模組

60:控制模組

圖1為本發明實施例的流體驅動裝置的示意圖。

圖2為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的示意圖。

圖3為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

圖4為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

圖5為本發明實施例的流體驅動裝置的功能方塊圖。

圖6A為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

圖6B為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

圖7是圖1中流體驅動裝置沿剖面線VII-VII’的剖面圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所提供有關“流體驅動裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所提供的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所提供的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

請參閱圖1，圖1為本發明實施例的流體驅動裝置的示意圖。

在本實施例中，流體驅動裝置1，包括：一容納主體10、一第一磁力產生模組20、以及一第二磁力產生模組30。

容納主體10包括一第一側10A以及一第二側10B。第一側10A與第二側10B是相對設置。在本實施例中，容納主體10是一管體，用於容納一流體。流體包括一氣體或是一液體。此外，容納主體的材料是具有彈性的材料。在實際設計上，容納主體10只要是可以具有形變能力的機構設計或是材料即可。在本實施例中，容納主體10的管壁具有一厚度。

在本實施例中，第一磁力產生模組20，設置在容納主體10的第一側10A。第二磁力產生模組30則設置在容納主體10的第二側10B。第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30的相互作用，則會使容納主體10的至少一部分產生一形變量，而使容納在容納主體10中的流體進行流動。也就是，通過第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30的磁力作用，使得容納主體10產生形變，而使容納主體10的內部空間產生變化，以驅動容納空間10中的流體可以依照形變的方式而流動。

在本實施例中，第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30設置在容納主體10的管壁中。也就是，第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30是分別設置在容納主體10的第一側10A中以及第二側10B中。在其他實施例中，第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30可以設置在容納主體10的管壁外側或是管壁內側，其可根據實際需求進行調整、設計，在本發明中不作限制。

請參閱圖1，第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30分別包括多個磁力產生單元，在本實施例中，第一磁力產生模組20包括、一第一磁力產生單元201、一第二磁力產生單元202、一第三磁力產生單元203、一第四磁力產生單元204、一第五磁力產生單元205、以及一第六磁力產生單元206。第二磁力產生模組30包括、一第七磁力產生單元301、一第八磁力產生單元302、一第九磁力產生單元303、一第十磁力產生單元304、一第十一磁力產生單元305、以及一第十二磁力產生單元306。

第一磁力產生模組20的第一磁力產生單元201、第二磁力產生單元202、第三磁力產生單元203、第四磁力產生單元204、第五磁力產生單元205、第六磁力產生單元206，與第二磁力產生模組30的第七磁力產生單元301、第八磁力產生單元302、第九磁力產生單元303、第十磁力產生單元304、第十一磁力產生單元305、第十二磁力產生單元306分別兩兩對應設置。也就是，在本實施例中，第一磁力產生單元201設置在第七磁力產生單元301的對面一側。第二磁力產生單元202設置在第八磁力產生單元302的對面一側。第三磁力產生單元203設置在第九磁力產生單元303的對面一側。第四磁力產生單元204設置在第十磁力產生單元304的對面一側。第五磁力產生單元205設置在第十一磁力產生單元305的對面一側。第六磁力產生單元206設置在第十二磁力產生單元306的對面一側。

在本實施例中，第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206與第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306分別具有多個磁極。容納主體10根據第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206與第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的多個磁極的相互吸引或是排斥，而使容納主體10產生形變量。也就是，容納主體10的內徑會根據第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206與第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的多個磁極的相互吸引或是排斥，而產生增加或是減少的情況。在圖1中，容納主體10的內徑為一初始距離d0。

進一步地說，第一磁力產生模組20的磁力產生單元201-206的其中之一是第一磁極。且相對側設置的第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的其中之一是第二磁極，且所述第一磁極與所述第二磁極是相同極性(同為S極或是同為N極)，因此會互相排斥。設置第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206的其中之一以及第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的容納主體10的一管壁區域的一內徑會增加。

第一磁力產生模組20的磁力產生單元201-206的其中之一是第一磁極。且相對側設置的第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的其中之一是第二磁極，且所述第一磁極與所述第二磁極是不同極性(一者為S極，一者為N極)，因此會互相吸引。設置第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206的其中之一以及第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的容納主體10的一管壁區域的一內徑會減少。

請參照圖2，圖2為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的示意圖。

第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206的多個磁極是N極。第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的多個磁極是S極。第一磁力產生模組20的多個磁極與第二磁力產生模組30的多個磁極是不同的磁極，因此會互相吸引。在本實施例中，第一磁力產生模組20與第二磁力產生模組30是設置容納主體10的管壁中，因此，容納主體10的兩側管壁會因為互相吸引的磁力而互相靠近。此時，容納主體10的內徑是一第一距離d1。第一距離d1小於初始距離d0。

請參照圖3，圖3為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

第一磁力產生模組20的多個磁力產生單元201-206的多個磁極是S極。第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的多個磁極也是S極。第一磁力產生模組20的多個磁極與第二磁力產生模組30的多個磁極是相同的磁極，因此會互相排斥。在本實施例中，第一磁力產生模組20與第二磁力產生模組30是設置容納主體10的管壁中，因此，容納主體10的兩側管壁會因為互相排斥的磁力而互相靠近。此時，容納主體10的內徑是一第二距離d2。第二距離d2大於初始距離d0以及第一距離d1。

請參閱圖4，圖4為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

在本實施例中，第一磁力產生模組20的第一磁力產生單元201、第二磁力產生單元202、第三磁力產生單元203的磁極是N極。第一磁力產生模組20的第四磁力產生單元204、第五磁力產生單元205、第六磁力產生單元206的磁極是S極。第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元301-306的多個磁極是S極。

也就是，第一磁力產生單元201、第二磁力產生單元202、第三磁力產生單元203與第七磁力產生單元301、第八磁力單元302、第九磁力產生單元303的磁極是不同的磁極，因此會互相吸引。因此，第一磁力產生單元201、第二磁力產生單元202、第三磁力產生單元203與第七磁力產生單元301、第八磁力單元302、第九磁力產生單元303設置的管壁區域的內徑會減少。

第四磁力產生單元204、第五磁力產生單元205、第六磁力產生單元206與第十磁力產生單元304、第十一磁力產生單元305、第十二磁力產生單元306的磁極是相同的磁極，因此會互相排斥。因此，第四磁力產生單元204、第五磁力產生單元205、第六磁力產生單元206與第十磁力產生單元304、第十一磁力單元305、第十二磁力產生單元306設置的管壁區域的內徑會增加。在本實施例中，第一磁力產生單元201、第二磁力產生單元202、第三磁力產生單元203與第七磁力產生單元301、第八磁力單元302、第九磁力產生單元303之間的距離為一第三距離d3。第四磁力產生單元204、第五磁力產生單元205、第六磁力產生單元206與第十磁力產生單元304、第十一磁力產生單元305、第十二磁力產生單元306之間的距離為一第四距離d4。第三距離d3小於第四距離d4。

在本實施例中，第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元是電磁鐵。也就是，磁力產生單元201-206以及磁力產生單元301-306包括至少一線圈以及一導體。

請參照圖5，圖5為本發明實施例的流體驅動裝置的功能方塊圖。

在本實施例中，流體驅動裝置1還包括一電力提供模組50以及一控制模組60。控制模組60電性連接電力提供模組50。電力提供模組50電性連接第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30。

電力提供模組提供電力給第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30各自的多個磁力產生單元，以產生多個磁極。

在本實施例中，第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30各自的多個磁力產生單元可以使容納主體10的管體內徑增加或是減少，因此，可以通過容納主體10內部的空間變化，使得容納主體10內的流體進行不同方向、不同速度的流動。

在本實施例中，控制模組60提供給電力提供模組50一控制信號。可以控制電力提供模組50提供給第一磁力模組20與第二磁力模組30的電壓大小、電流方向等，以控制第一磁力模組20與第二磁力模組30的多個磁力產生單元產生不同的磁極、不同的磁力大小、不同的磁極排列、以及不同磁極變化順序。

也就是，電力提供模組50根據控制訊號提供電力至第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30。

在本實施例中，容納主體10的第一側10A或是第二側10B是固定設置在一固定點或是一平面上。也就是，以容納主體10第一側10A或是第二側10B為參考點，容納主體10的形變量可以進一步的計算與規劃。

請參照圖6A以及圖6B，圖6A為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。圖6B為本發明實施例的流體驅動裝置的第一磁力產生模組與第二磁力產生模組相互作用的另一示意圖。

在本實施例中，第二磁力產生模組30的多個磁力產生單元 301-306的磁極都是S極。在此是為了簡易說明。因此，將第二磁力產生模組30的多個磁極都預設為S極。在其他實施例中，可以預設第一磁力產生模組20的多個磁極為相同極性。也可以不設定任何預設值。

在本實施例中，容納主體10的第二側10B是固定設置在一固定點或是一平面上。因此，容納主體10的內徑變化可以比較清楚的觀察到。

如圖6A所示，在第二磁力產生單元202、第三磁力產生單元203、第九磁力產生單元303、以及第十磁力產生單元304之間的區域，會大於其他磁力產生單元之間的區域。此時，第二磁力產生單元202的磁極產生變化，由S極轉換為N極。在第二磁力產生單元202與第八磁力產生單元302之間的流體會被擠壓而往第三磁力產生單元203與第九磁力產生單元303的方向移動。此時，第一磁力產生單元201以及第七磁力產生單元301之間的磁力則須加大，以促使流體往第三磁力產生單元203與第九磁力產生單元303的方向移動。

在本實施例中，通過第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30產生的磁力，可以增加或減少容納主體10的內徑，也就是改變容納主體10內側的截面積。也就是容納主體10的截面積是第一磁力產生模組20以及第二磁力產生模組30產生的磁力的非線性函數值，如下公式1所示。

Area=Func(Fmag)-公式1

其中，Area是容納主體10的內側截面積，Fmag則是多個磁力產生單元之間所產生的磁力。

在本實施例中，多個磁力產生單元之間的磁力可以根據電力提供模組50提供的電力而改變大小。因此，磁力Fmag還可以分成多個等級。

進一步地說，由於容納主體10的截面積改變，則會影響到流體的速度。

也就是，容納主體10中的流體會遵守以下公式2。公式2是流體在連續容器中的速度與截面積的關係。

A1＊V1=A2＊V2-公式2

根據公式2可以知道，流體的速度是跟流經容器的截面積成反比。也就是，截面積越大，流體速度越慢。截面積越小，流體速度越快。

在本實施例中，通過磁力大小的控制，磁極變化的順序，可以根據有效的控制容納主體10中流體的流動方向以及流動速度。

在本實施例中，容納主體10、磁力產生模組、磁力產生單元的數量以及設置位置，都可以根據實際需求進行調整設計，在本發明不做限制。

由於容納主體10中的流體可以是氣體或是液體，因此，本發明的流體驅動裝置1可以用於散熱系統中，通過氣體或是液體的移動，有效控制散熱的效率。

再者，由於氣體或是液體的驅動，也可作為動力源使用，因此，可以作為水下運載設備或是水面上的運載設備或是空中運載設備的動力源。

請參照圖7，圖7是圖1中流體驅動裝置沿剖面線VII-VII’的剖面圖。

在本實施例中，流體驅動裝置1’包括一容納主體10’、一第一磁力產生模組20’、一第二磁力產生模組30’、一第三磁力產生模組40’、一第四磁力產生模組50’、一第五磁力產生模組60’、一第六磁力產生模組70’、一第七磁力產生模組80’以及一第八磁力產生模組90’。

在本實施例中，第一磁力產生模組20’、第二磁力產生模組30’、第三磁力產生模組40’、第四磁力產生模組50’、第五磁力產生模組60’、第六磁力產生模組70’、第七磁力產生模組80’以及第八磁力產生模組90’兩兩相對設置於容納主體10’中。也就是，第一磁力產生模組20’與第五磁力產生模組60’相對設置。第二磁力產生模組30’與第六磁力產生模組70’ 相對設置。第三磁力產生模組40’與第七磁力產生模組80’相對設置。第四磁力產生模組50’與第八磁力產生模組90’相對設置。

在本實施例中，各磁力產生模組的磁力調整方式可以更加靈活，如圖7所示，可以先以第一磁力產生模組20’的磁極作為基準，以調整其他磁力產生模組的磁極以及磁力大小。

在本實施例中，採取多組磁力產生模組可以加快、加大或是調整容納主體10’的容積變化，以有效調整容納主體10’中的流體速度，進而加大流體的前進力道或是後退力道。

[實施例的有益效果]

以上所提供的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1:流體驅動裝置

10:容納主體

20:第一磁力產生模組

30:第二磁力產生模組