專(zhuān)利名稱(chēng)：流體驅(qū)動(dòng)部件和傳熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體驅(qū)動(dòng)部件，其能使注入通道內(nèi)的流體沿通道方向振動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種熱傳遞系統(tǒng)，上述流體驅(qū)動(dòng)部件就用在該系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
眾所周知，按照傅立葉定律，熱量與溫度梯度ΔT成比例從高溫部分傳向低溫部分。此時(shí)的比例常數(shù)被稱(chēng)為導(dǎo)熱率，導(dǎo)熱率隨著導(dǎo)熱介質(zhì)的不同而不同。然而，即使在包含氣體、液體和固體的介質(zhì)中，導(dǎo)熱率的變化僅有五位數(shù)。因此，當(dāng)進(jìn)行熱量傳遞時(shí)，傳遞的熱量非常有限。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，最近在研究一種使流體振動(dòng)從而提高傳熱效率的方法。這種熱傳遞方法采用的是下面的這種原理。對(duì)此，圖22A、22B和22C示意性地展示了這種傳熱的原理。
為了簡(jiǎn)要地說(shuō)明該原理，建立如下的條件。流體被充入圓管，并且將圓管內(nèi)流體的振動(dòng)中心C設(shè)定為參考點(diǎn)。低溫部分位于中心C左邊的點(diǎn)L處，高溫部分位于中心C右邊的點(diǎn)H處。在沒(méi)有引起振動(dòng)時(shí)，位于振動(dòng)中心C處的一部分流體被定義為單元E。在上述條件下，考慮矩形波振動(dòng)的情況，其中，單元E在點(diǎn)H處停留半個(gè)周期，然后立即移到點(diǎn)L處并在那里停留半個(gè)周期，然后再立即回到點(diǎn)H處。就此而言，圖22A所示為沒(méi)有給予振動(dòng)時(shí)單元E的位置。圖22B中箭頭(實(shí)線(xiàn))所示為單元E移到高溫部分時(shí)熱量的傳遞方向。圖22C中箭頭(實(shí)線(xiàn))所示為單元E移到低溫部分時(shí)熱量的傳遞方向。
在該模型中，熱量按如下方式傳遞。當(dāng)單元E，其在沒(méi)有振動(dòng)時(shí)處于中心C處，移到點(diǎn)H處時(shí)，由于點(diǎn)H處圓管管壁的溫度高于單元E的溫度，單元E就從圓管管壁獲得熱量。當(dāng)單元E由于振動(dòng)從點(diǎn)H移到點(diǎn)L時(shí)，由于點(diǎn)L處圓管管壁的溫度低于單元E的溫度，單元E就將熱量釋放到圓管管壁。
如上所述，此時(shí)點(diǎn)H處圓管管壁的熱量就通過(guò)振動(dòng)流體(單元E)迅速地傳遞到點(diǎn)L處的圓管管壁。如果沒(méi)有振動(dòng)，熱量則是連續(xù)逐步地從點(diǎn)H傳遞到點(diǎn)L。因此，沒(méi)有振動(dòng)時(shí)的導(dǎo)熱率會(huì)明顯低于流體振動(dòng)時(shí)的導(dǎo)熱率。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)圓管內(nèi)的流體振動(dòng)時(shí)，表觀導(dǎo)熱率會(huì)大大增加。
在使用這種傳熱方法時(shí)，例如微處理器產(chǎn)生的熱量能夠快速擴(kuò)散掉。因此，可解決筆記本個(gè)人電腦中微處理器發(fā)熱所帶來(lái)的問(wèn)題。
根據(jù)這種傳熱方法，當(dāng)振動(dòng)的振幅和周期發(fā)生變化時(shí)，表觀導(dǎo)熱率可自由變化。作為這種功能的一種利用，例如當(dāng)對(duì)給予流體的振動(dòng)進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換時(shí)，有可能制造出一種新的設(shè)備，其具有熱開(kāi)關(guān)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)能夠非常方便地對(duì)傳熱進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
就此而言，目前采用這種傳熱方法的傳熱系統(tǒng)正處于開(kāi)發(fā)的第一階段。因此，現(xiàn)在的發(fā)明家們必須開(kāi)發(fā)出一種適用于這種傳熱系統(tǒng)的流體驅(qū)動(dòng)部件。就此而言，泵送裝置如用于人工心臟并且在線(xiàn)性振動(dòng)的同時(shí)工作的促動(dòng)器就是一種公知的流體驅(qū)動(dòng)部件。
然而，在前述原理的傳熱系統(tǒng)中，流體被振動(dòng)以便傳熱，這種方法尚未用于傳統(tǒng)的傳熱系統(tǒng)中。因此，當(dāng)傳熱系統(tǒng)所采用的僅僅是傳統(tǒng)的流體驅(qū)動(dòng)方法時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。
例如，當(dāng)用傳統(tǒng)的方法來(lái)使流動(dòng)振動(dòng)時(shí)，可考慮采用這樣的一種方法，如圖23A所示，其中的泵送設(shè)備80與通道的一側(cè)相連并且使流體5從通道的一端振動(dòng)。然而，當(dāng)使用這種方法時(shí)，就會(huì)遇到一些問(wèn)題。具體而言，在采用這種方法時(shí)壓力損失會(huì)很大。因此很難驅(qū)動(dòng)在遠(yuǎn)離泵送設(shè)備80的端部處裝載的流體5。特別是，當(dāng)流體5被吸到泵送設(shè)備80一側(cè)時(shí)，由于在端部處裝載的流體5不能適當(dāng)?shù)匚奖盟驮O(shè)備80一側(cè)，因此通道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象，也就是說(shuō)，流體通道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)氣泡。此外，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不可能關(guān)閉通道的端部，并且通道的端部不能朝下，換句話(huà)說(shuō)，通道的形狀受到限制。
另一方面，如圖23B所示，當(dāng)傳熱系統(tǒng)被構(gòu)造為在通道的兩端分別布置有一臺(tái)泵送設(shè)備80，并且由這兩臺(tái)泵送設(shè)備80來(lái)驅(qū)動(dòng)流體5時(shí)，就能驅(qū)動(dòng)流體5并避免氣穴現(xiàn)象產(chǎn)生。然而，這種方法也存在如下的缺點(diǎn)。根據(jù)這種系統(tǒng)，由于要用到兩臺(tái)泵送設(shè)備80，因此制造成本增高。此外，由于必須同步地驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)泵送設(shè)備80，因此泵送設(shè)備80的控制變得復(fù)雜起來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種流體驅(qū)動(dòng)部件，其適用于使通道內(nèi)裝載的流體沿通道方向振動(dòng)。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種傳熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)能用流體驅(qū)動(dòng)部件來(lái)振動(dòng)流體從而提高傳熱性能。
本發(fā)明的第一個(gè)方面是一種流體驅(qū)動(dòng)部件，其用來(lái)使通道內(nèi)裝載的流體沿通道方向振動(dòng)，包括移動(dòng)件；移動(dòng)件容納部分，其用來(lái)容納移動(dòng)件；以及驅(qū)動(dòng)裝置，其用來(lái)使移動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)。
該移動(dòng)件容納部分設(shè)有多個(gè)空間，這些空間分別與通道的兩端部連通。該移動(dòng)件容納部分可滑動(dòng)地容納移動(dòng)件并容納裝載在通道內(nèi)的流體，將移動(dòng)件以及通道內(nèi)的流體容納在位于移動(dòng)件兩個(gè)端部和通道端部之間的上述空間中。驅(qū)動(dòng)裝置使移動(dòng)件沿滑動(dòng)方向在移動(dòng)件容納部分中往復(fù)移動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)容納在上述空間中的與移動(dòng)件兩端部相鄰的流體。換句話(huà)說(shuō)，在本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件中，當(dāng)移動(dòng)件隨驅(qū)動(dòng)裝置往復(fù)移動(dòng)時(shí)，可使通道內(nèi)裝載的流體沿通道方向振動(dòng)。
在本發(fā)明上述第一方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，根據(jù)移動(dòng)件的移動(dòng)距離，流體從移動(dòng)件容納部分的一端釋放到通道中，同時(shí)相同體積的流體從另一端從通道中被抽吸。因此，即使在移動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)時(shí)，通道內(nèi)的流體體積不會(huì)發(fā)生變化。因此，通道內(nèi)不會(huì)形成氣穴。從而，本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件能夠抑制氣穴所帶來(lái)的振動(dòng)和噪聲。因此，通道內(nèi)的流體能夠精確適當(dāng)?shù)卣駝?dòng)。
由此，本發(fā)明不必為該流體驅(qū)動(dòng)部件提供多臺(tái)泵送部件。當(dāng)移動(dòng)件容納部分中僅有單個(gè)移動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)時(shí)，通道內(nèi)的流體就可以適當(dāng)?shù)卣駝?dòng)。因此，不需要同步驅(qū)動(dòng)裝置，而這一點(diǎn)是多臺(tái)泵送部件所必須的(參見(jiàn)圖23B)。結(jié)果，本發(fā)明可提供一種廉價(jià)的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件在驅(qū)動(dòng)上控制簡(jiǎn)單，流體的振動(dòng)良好。
在本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件中，由于通道的兩端部與移動(dòng)件容納部分相通，因此通道與移動(dòng)件容納部分可形成一個(gè)密封空間，并且被驅(qū)動(dòng)的流體可容納在該密封空間中。因此，很容易就能防止流體流到外面去。
在本發(fā)明中，即使在移動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)時(shí)，流體存在的空間的體積也可保持不變。因此，即使形成了上述氣密的密封空間，也不會(huì)因通道內(nèi)壓力降低而產(chǎn)生氣穴。因此，本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件適用于進(jìn)行傳熱的傳熱系統(tǒng)。
就此而言，在第一方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，例如，移動(dòng)件容納部分可由一圓筒構(gòu)成，并且該圓筒可與通道的兩端相通。在上述第二方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，構(gòu)造為活塞的移動(dòng)件沿圓筒的軸向在圓筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，由此從通道流入圓筒的流體就被移動(dòng)件送到通道中。本發(fā)明第一方面的流體驅(qū)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此可提供出一種廉價(jià)的適用于傳熱系統(tǒng)的流體驅(qū)動(dòng)部件。
就此而言，在本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件中，在移動(dòng)件中可設(shè)置滑動(dòng)件，并且移動(dòng)件上與移動(dòng)件容納部分內(nèi)壁接觸的滑動(dòng)面可由該滑動(dòng)件構(gòu)成。由此構(gòu)成的第三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件，能夠在移動(dòng)件容納部分內(nèi)壁上不設(shè)置軸承的情況下平滑地驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件。因此，該流體驅(qū)動(dòng)部件的制造成本得以降低，同時(shí)耐用性也進(jìn)一步提高。
就此而言，滑動(dòng)件的材料的例子可以是特氟龍(Teflon，注冊(cè)商標(biāo))、石墨(碳)以及鍍鎳的材料。優(yōu)選采用鍍有磷化鎳(NiP)的材料。特別是，在傳熱系統(tǒng)中，要對(duì)流體的類(lèi)型進(jìn)行限定以達(dá)到足夠高的傳熱能力。因此，優(yōu)選采用上述材料，上述材料的滑動(dòng)能力很好。
與第四方面類(lèi)似，可將上述滑動(dòng)件沿滑動(dòng)方向?qū)ΨQ(chēng)地分別布置在移動(dòng)件兩側(cè)的位置處。當(dāng)將一對(duì)滑動(dòng)件像第四方面的流體驅(qū)動(dòng)部件一樣相對(duì)于移動(dòng)件的中心布置在彼此對(duì)稱(chēng)的位置上，并在這些位置上形成移動(dòng)件的滑動(dòng)面時(shí)，可防止移動(dòng)件偏離中心移動(dòng)。因此在該流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件能沿滑動(dòng)方向適當(dāng)?shù)赝鶑?fù)移動(dòng)。對(duì)此，滑動(dòng)件更優(yōu)選布置在移動(dòng)件的兩端。當(dāng)滑動(dòng)件布置在移動(dòng)件的兩端時(shí)，移動(dòng)件的偏離量可進(jìn)一步降低。
如第五方面所示，在本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件中，驅(qū)動(dòng)裝置可按如下方式布置，其中移動(dòng)件中設(shè)置有磁體，以便通過(guò)磁力使移動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)。在上述第五方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，驅(qū)動(dòng)裝置布置在移動(dòng)件容納部分的外面，并且該驅(qū)動(dòng)裝置可在移動(dòng)件容納部分中形成磁場(chǎng)以便移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，本發(fā)明的移動(dòng)件容納部分中不必帶有什么復(fù)雜的部件和電氣結(jié)構(gòu)。因此，不需要使用大量的密封件以防止形成短路。結(jié)果，該流體驅(qū)動(dòng)部件的制造成本得以降低。
在第六方面所示的流體驅(qū)動(dòng)部件中，在磁體周?chē)稍O(shè)置滑動(dòng)件。由于移動(dòng)件所產(chǎn)生的推力作用到磁體的周?chē)?，因此?dāng)磁體周?chē)贾糜谢瑒?dòng)件時(shí)，就能平滑地驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件，并且減少偏離量。
作為上述的磁體，可在移動(dòng)件中布置一永磁體。在如此構(gòu)成的第七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)件的高效驅(qū)動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)件中布置有磁極時(shí)，可沿所需方向來(lái)平滑地驅(qū)動(dòng)該移動(dòng)件。
在第八方面中，驅(qū)動(dòng)裝置包括環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈，其沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向環(huán)繞在移動(dòng)件容納部分的側(cè)面；以及磁通，其由激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件容納部分內(nèi)形成，并且該移動(dòng)件由激勵(lì)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，第八方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中的驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選為構(gòu)成第九方面所述的驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明第九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中的驅(qū)動(dòng)裝置包括電磁體，其由環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈構(gòu)成，該線(xiàn)圈沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向環(huán)繞在移動(dòng)件容納部分的側(cè)面；以及軛體，其環(huán)繞在激勵(lì)線(xiàn)圈的外周用以形成磁路。該軛體布置在激勵(lì)線(xiàn)圈的外周上并形成磁極，該磁極與移動(dòng)件容納部分的側(cè)面相對(duì)。該驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)這個(gè)電磁體在移動(dòng)件容納部分內(nèi)沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向形成磁通。當(dāng)電磁體周期性地轉(zhuǎn)換時(shí)，移動(dòng)件在移動(dòng)件容納部分內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在上述第九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件容納部分內(nèi)不需要布置什么復(fù)雜的部件和電氣件，同時(shí)也不必使用大量的密封件以防止短路。因此，該流體驅(qū)動(dòng)部件的制造成本能得以降低。此外，由于使用了激勵(lì)線(xiàn)圈，因此驅(qū)動(dòng)裝置可由很少的一些部件構(gòu)成。此外，還能自由地控制移動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
就此而言，為了將推力有效地作用到移動(dòng)件上，其內(nèi)形成有磁極的軛體和移動(dòng)件的磁體之間的距離優(yōu)選被減小，也就是說(shuō)移動(dòng)件容納部分優(yōu)選采用較薄的材料構(gòu)成。然而，當(dāng)移動(dòng)件容納部分由較薄的材料構(gòu)成時(shí)，移動(dòng)件容納部分會(huì)受到軛體重量帶來(lái)的彎曲應(yīng)力。因此，移動(dòng)件容納部分的耐用性會(huì)降低。此外，當(dāng)移動(dòng)件容納部分因軛體重量而變形時(shí)，移動(dòng)件不能被平滑驅(qū)動(dòng)。
因此在第九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，優(yōu)選將一個(gè)軛體連接件固定到移動(dòng)件容納部分的兩端，所述連接件相對(duì)于移動(dòng)件容納部分以非接觸的狀態(tài)將軛體固定到移動(dòng)件容納部分的外周。在如此構(gòu)成的第十方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，軛體的重量可由移動(dòng)件容納部分(圓筒)的兩個(gè)端部支撐。因此，由軛體重量而作用在移動(dòng)件容納部分上的彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度就得以減小。移動(dòng)件容納部分和電磁體的軛體之間不必帶有縫隙，兩者可做成一個(gè)整體從而抑制該彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度。
第九和第十方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中的激勵(lì)線(xiàn)圈優(yōu)選以如下的形式固定到軛體上，即激勵(lì)線(xiàn)圈像第十一方面一樣相對(duì)于移動(dòng)件容納部分的側(cè)面形成一個(gè)間隙。當(dāng)激勵(lì)線(xiàn)圈，其形成一個(gè)熱源，與移動(dòng)件容納部分的側(cè)面接觸時(shí)，激勵(lì)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的熱會(huì)傳導(dǎo)到移動(dòng)件容納部分內(nèi)的流體中。因此，當(dāng)這種結(jié)構(gòu)的流體驅(qū)動(dòng)部件用于傳熱系統(tǒng)時(shí)，激勵(lì)線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)系統(tǒng)的傳熱性能產(chǎn)生影響。另一方面，當(dāng)激勵(lì)線(xiàn)圈和移動(dòng)件容納部分之間像第十一方面一樣形成有間隙時(shí)，激勵(lì)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的熱量就不會(huì)擴(kuò)散到移動(dòng)件容納部分，傳熱系統(tǒng)的性能也不會(huì)受到影響。
在這種用磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方法中，很難在移動(dòng)件的振動(dòng)中心形成一個(gè)能量穩(wěn)定的點(diǎn)。特別是，在第九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，即使激勵(lì)線(xiàn)圈未被激勵(lì)，移動(dòng)件也會(huì)受到定位力而沿軸向移到激勵(lì)線(xiàn)圈外面的一個(gè)磁場(chǎng)穩(wěn)定的位置。
因此，在本發(fā)明的第十二方面中，本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件包括移動(dòng)件，其端部受到推壓；彈性件，其用來(lái)將移動(dòng)件可滑動(dòng)地布置在移動(dòng)件容納部分的預(yù)定位置上；以及彈性件接合部分，其用來(lái)將彈性件以壓縮的形式固定在移動(dòng)件容納部分中。在這種流體驅(qū)動(dòng)部件中，彈性件的推力能將移動(dòng)件穩(wěn)定地布置在預(yù)定位置處，從而排除定位力。就此而言，彈性件可布置在移動(dòng)件的一端。作為選擇，彈性件可布置在移動(dòng)件的兩端。
在第五到第十二方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，可將一對(duì)永磁體沿移動(dòng)件的滑動(dòng)方向布置在彼此離開(kāi)預(yù)定間隔的位置處，并且使相同類(lèi)型的磁極(N極或S極)彼此相對(duì)布置。在由此構(gòu)成的第十三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，由于同類(lèi)的磁極是沿滑動(dòng)方向布置在移動(dòng)件的兩端側(cè)，因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置(例如，第九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中的驅(qū)動(dòng)裝置)形成從移動(dòng)件的一個(gè)端側(cè)到另一個(gè)端側(cè)的磁通時(shí)，移動(dòng)件的一個(gè)端側(cè)會(huì)受到排斥力的作用，另一個(gè)端側(cè)則受到吸引力的作用。因此在第十三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件能高效地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)該移動(dòng)件如第十四方面所示構(gòu)成時(shí)，其裝配方便，裝配性能提高。第十四方面流體驅(qū)動(dòng)部件中的移動(dòng)件可按如下方式進(jìn)行構(gòu)造，其中永磁體布置在移動(dòng)件中間部分構(gòu)件和移動(dòng)件端部構(gòu)件之間，這里的中間部分構(gòu)件用來(lái)構(gòu)成移動(dòng)件的中間部分，而端部構(gòu)件則構(gòu)成移動(dòng)件的端部，并且移動(dòng)件中間部分構(gòu)件、永磁體以及移動(dòng)件端部構(gòu)件通過(guò)螺釘彼此相連。當(dāng)移動(dòng)件用上述方式構(gòu)成時(shí)，永磁體的固定和定位非常容易，并且第十三方面的移動(dòng)件構(gòu)成簡(jiǎn)單。因此，能夠以很低的制造成本來(lái)制造該流體驅(qū)動(dòng)部件。
在這種流體驅(qū)動(dòng)部件中，所述一對(duì)永磁體可相對(duì)于移動(dòng)件的中心對(duì)稱(chēng)布置。在由此構(gòu)成的第十五方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，偏離量得以減少。由于移動(dòng)件的推力會(huì)由驅(qū)動(dòng)裝置作用在永磁體的外周上，因此當(dāng)滑動(dòng)件布置在永磁體的外周中時(shí)，所述移動(dòng)件能被平滑地驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明第五到七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件可以如下方式構(gòu)成布置一對(duì)環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈，該對(duì)線(xiàn)圈沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向環(huán)繞在移動(dòng)件容納部分的側(cè)面；并且這對(duì)環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈平行于移動(dòng)件的滑動(dòng)方向布置，并且移動(dòng)件由這對(duì)環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈(第十六方面)所產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該流體驅(qū)動(dòng)部件可按第十七方面所示構(gòu)成。
在第十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件可在移動(dòng)件容納部分中的一個(gè)區(qū)域中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述區(qū)域由通道側(cè)的一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈的端部和通道側(cè)的另一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈的端部所環(huán)繞。當(dāng)流體驅(qū)動(dòng)部件如此構(gòu)成時(shí)，該部件的尺寸較小，并且移動(dòng)件能被高效驅(qū)動(dòng)。
在第一到第八方面以及第十六和十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件可如第十八方面所示構(gòu)成。本發(fā)明第十八方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件還包括永磁體，所述永磁體介于布置在兩端部的暫時(shí)磁鐵之間。具有上述結(jié)構(gòu)的移動(dòng)件特別適用于第十六和第十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件。當(dāng)?shù)谑朔矫娴囊苿?dòng)件用于第十六和第十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件時(shí)，移動(dòng)件能以很高的精度往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在第十六和第十七方面中，移動(dòng)件可如第十九方面所示構(gòu)成。本發(fā)明第十九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件沿滑動(dòng)方向在兩端包括作為磁體的暫時(shí)磁鐵本發(fā)明第十九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件還包括永磁體，所述永磁體介于布置在兩端的暫時(shí)磁鐵之間。每一個(gè)暫時(shí)磁鐵在移動(dòng)件滑動(dòng)方向的長(zhǎng)度都小于激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件滑動(dòng)方向的長(zhǎng)度。
在第十九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，無(wú)論移動(dòng)件(在滑動(dòng)范圍內(nèi))處于什么位置，作用在移動(dòng)件的推力都基本上相同。因此，該移動(dòng)件能夠精確地、有規(guī)律地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于高強(qiáng)度的推力可被均勻地作用，因此這種流體驅(qū)動(dòng)部件可減小尺寸，因而減小耗電量。
就此而言，為了將高精度的、強(qiáng)度均勻的推力作用到移動(dòng)件上，優(yōu)選將暫時(shí)磁鐵在移動(dòng)件滑動(dòng)方向的長(zhǎng)度設(shè)定到激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件滑動(dòng)方向長(zhǎng)度的16％到42％。在如此構(gòu)成的第二十方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，推力相對(duì)于移動(dòng)件位置的分布非常平滑。因此，無(wú)論移動(dòng)件的位置如何，都能將強(qiáng)度均勻的推力精確地作用在移動(dòng)件上。
更為優(yōu)選的是，將暫時(shí)磁鐵在移動(dòng)件滑動(dòng)方向上的長(zhǎng)度設(shè)定到激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件滑動(dòng)方向長(zhǎng)度的25％。在如此構(gòu)成的第二十一方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，推力能夠以更均勻的強(qiáng)度作用到移動(dòng)件上，因此，移動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)更為準(zhǔn)確。
在永磁體方面，我們很難保證永磁體的尺寸精度高于其它部件的尺寸精度。因此，在第十八到第二十一方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，其中的移動(dòng)件可如第二十二方面所示構(gòu)成。本發(fā)明第二十二方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件可按如下方式構(gòu)成，其中永磁體相對(duì)于暫時(shí)磁鐵的最外表面沿徑向布置在移動(dòng)件的中間側(cè)(內(nèi)部)，所述徑向垂直于移動(dòng)件的滑動(dòng)方向。
在這種流體驅(qū)動(dòng)部件中，由于布置在移動(dòng)件中的永磁體不與移動(dòng)件容納部分的內(nèi)壁接觸，因此永磁體的尺寸誤差不會(huì)直接影響到移動(dòng)件的性能。因此，本發(fā)明允許用來(lái)制造移動(dòng)件的永磁體具有較大的尺寸誤差。
在第十八到第二十二方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，其中的移動(dòng)件可如第二十三方面所示的那樣構(gòu)成。本發(fā)明第二十三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件包括用來(lái)容納永磁體的圓筒，該永磁體容納在該圓筒中，并且有一對(duì)暫時(shí)磁鐵沿移動(dòng)件的滑動(dòng)方向彼此相對(duì)地布置在永磁體的兩端。
在本發(fā)明第二十三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，由于永磁體容納在圓筒中，因此即使永磁體存在較大的尺寸誤差，也能保證移動(dòng)件具有高的尺寸精度。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)永磁體暴露于移動(dòng)件的表面時(shí)，根據(jù)永磁體的尺寸精度，移動(dòng)件的外廓出現(xiàn)不同。然而，當(dāng)永磁體容納在圓筒中時(shí)，該磁體就不會(huì)暴露于移動(dòng)件的表面。因此，移動(dòng)件的外廓就每個(gè)個(gè)體而言會(huì)非常一致。因此這種流體驅(qū)動(dòng)部件的性能也是一致的。因此，對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，永磁體的尺寸公差可以增加。并可以抑制永磁體與移動(dòng)件容納部分中的流體接觸時(shí)的腐蝕的擴(kuò)大。因此，對(duì)第二十三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品產(chǎn)量更高，產(chǎn)品質(zhì)量更好，產(chǎn)品的耐用性更高，成本卻更低。
所述移動(dòng)件可以如第二十四方面所示那樣來(lái)構(gòu)成。本發(fā)明第二十四方面的移動(dòng)件包括布置在移動(dòng)件兩端的暫時(shí)磁鐵；以及與兩端的暫時(shí)磁鐵相連接的連接件。該移動(dòng)件可做成一體，并且設(shè)置永磁體，使永磁體將移動(dòng)件的連接件環(huán)繞起來(lái)。連接件在徑向上的長(zhǎng)度小于暫時(shí)磁鐵，這里的徑向是指垂直于移動(dòng)件滑動(dòng)方向的徑向。
在第二十四方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，當(dāng)僅用永磁體來(lái)覆蓋移動(dòng)件的連接部分時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第十八方面的移動(dòng)件的構(gòu)造。此時(shí)，由于永磁體被連接件定位，因此裝配更為容易，也就是說(shuō)，永磁體能夠精確地定位于預(yù)定的位置上。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)移動(dòng)件如第二十四方面構(gòu)成時(shí)，移動(dòng)件的裝配更為容易。
在該流體驅(qū)動(dòng)部件中，當(dāng)永磁體容納在連接兩端部的暫時(shí)磁鐵的側(cè)面的表面和連接件的側(cè)面所形成的空間中時(shí)，移動(dòng)件在構(gòu)成上可使永磁體不與移動(dòng)件容納部分的內(nèi)壁接觸。因此，在本發(fā)明第二十四方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，永磁體的尺寸公差可以增加。此外，由此構(gòu)成的流體驅(qū)動(dòng)部件的性能更高、制造成本更低。
本發(fā)明第十八到第二十二方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件可按第二十五方面所示構(gòu)成。第二十五方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件在構(gòu)成上使暫時(shí)磁鐵可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在永磁體的兩端。在上述流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件可沿移動(dòng)件容納部分的內(nèi)壁平滑地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，本發(fā)明還能提高永磁體的尺寸公差。
第一到第八以及第十六到第二十五方面的流體驅(qū)動(dòng)部件可如第二十六方面所示構(gòu)成。第二十六方面所示的流體驅(qū)動(dòng)部件包括通道連接件，其與移動(dòng)件容納部分的開(kāi)口端接合從而使通道與移動(dòng)件容納部分相通并且將通道的端部與移動(dòng)件容納部分相連；以及一個(gè)彈性密封件，其插到通道連接件與移動(dòng)件容納部分的接合部分中。在該流體驅(qū)動(dòng)部件中，通道連接件憑借彈性密封件的彈力固定到移動(dòng)件容納部分上。
在上述第二十六方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，通道連接件通過(guò)彈性密封件的彈力固定到移動(dòng)件容納部分上。因此，能夠防止流體從通道連接件與移動(dòng)件容納部分的接合部流出。此外，即使通道連接件受到外力作用，該外力也能被彈性密封件吸收，這樣該外力就不會(huì)影響到移動(dòng)件容納部分。
因此，本發(fā)明能夠提高移動(dòng)件容納部分的耐用性。特別是在移動(dòng)件容納部分由較薄的材料如薄壁管構(gòu)成時(shí)，移動(dòng)件容納部分容易破裂。因此，當(dāng)本發(fā)明(第二十六方面)應(yīng)用到具有上述移動(dòng)件容納部分的流體驅(qū)動(dòng)部件時(shí)，耐用性可以進(jìn)一步提高。
本發(fā)明第二十六方面的流體驅(qū)動(dòng)部件可如第二十七方面所示構(gòu)成。在第二十七方面中，激勵(lì)線(xiàn)圈由通道連接件固定，這樣，激勵(lì)線(xiàn)圈和移動(dòng)件容納部分的側(cè)面之間會(huì)形成間隙。
在上述第二十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，由于激勵(lì)線(xiàn)圈與移動(dòng)件容納部分的側(cè)面不接觸，因此激勵(lì)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的熱量很少會(huì)擴(kuò)散到移動(dòng)件容納部分。因此，本發(fā)明第二十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件能夠像第十一方面的流體驅(qū)動(dòng)部件一樣保持傳熱系統(tǒng)的性能。由于激勵(lì)線(xiàn)圈的重力不會(huì)直接作用到移動(dòng)件容納部分上，因此移動(dòng)件容納部分的耐用性也得以提高。
在第一到第八以及第十六到二十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，可在移動(dòng)件容納部分中布置振動(dòng)噪音抑制件以便抑制移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪音。在如此構(gòu)成的第二十八方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件失調(diào)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪音能夠得到抑制。特別是當(dāng)部件由橡膠或樹(shù)脂構(gòu)成并且其上帶有孔以便將通道與移動(dòng)件容納部分相連時(shí)，這些部件可沿移動(dòng)件滑動(dòng)方向與移動(dòng)件容納部分的兩端接合。
在本發(fā)明第一到第八方面以及第十六到二十七方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，用來(lái)調(diào)節(jié)移動(dòng)件滑動(dòng)范圍的彈性件布置在移動(dòng)件容納部分中。此時(shí)，該彈性件的結(jié)構(gòu)應(yīng)在其正常操作時(shí)不接觸移動(dòng)件，或者使其與移動(dòng)件始終接觸。當(dāng)用彈性件來(lái)對(duì)移動(dòng)件的滑動(dòng)范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，本發(fā)明的第二十九方面就能防止移動(dòng)件失調(diào)。
在用磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)件繞著磁體布置時(shí)，并且該滑動(dòng)件上受磁力作用時(shí)，如第六方面所示，就能像前面所說(shuō)的一樣平滑地驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件。對(duì)其它的流體驅(qū)動(dòng)部件也是如此。
在第三、八以及第九方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，滑動(dòng)件可如第三十方面所示構(gòu)成。本發(fā)明第三十方面的流體驅(qū)動(dòng)部件的滑動(dòng)件布置在移動(dòng)件上驅(qū)動(dòng)裝置的施力點(diǎn)外周。當(dāng)滑動(dòng)件布置在施力點(diǎn)的外周時(shí)，可平滑地驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件。因此，流體驅(qū)動(dòng)部件的耐用性得以提高。此外，與第六方面流體驅(qū)動(dòng)部件類(lèi)似，偏離量得以減少。
在第一到第三十方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件的表面可形成有凹槽。此外，如第三十一方面所示，該凹槽的方向是從移動(dòng)件的兩端沿滑動(dòng)方向指向中心部分。當(dāng)凹槽從移動(dòng)件的中心部分沿滑動(dòng)方向指向兩端時(shí)，能夠防止移動(dòng)件被保留在移動(dòng)件外周的移動(dòng)件(滑動(dòng)件)的磨損碎末卡住。因此，本發(fā)明能夠防止由移動(dòng)件磨損給流體驅(qū)動(dòng)部件帶來(lái)的性能下降。因此，本發(fā)明能夠提供一種高性能、高耐用性的流體驅(qū)動(dòng)部件。
特別是，移動(dòng)件表面的凹槽可以是螺旋形凹槽，其沿著滑動(dòng)方向在移動(dòng)件的側(cè)面旋繞。在如此構(gòu)成的本發(fā)明第三十二方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，由于凹槽為螺旋形，因此在移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能繞著滑動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。因此，本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件能夠主動(dòng)地防止磨損所產(chǎn)生的碎末留在移動(dòng)件的外周，也就是說(shuō)，其有助于防止磨損所產(chǎn)生的碎末卡住移動(dòng)件。
在本發(fā)明第三十三方面的流體驅(qū)動(dòng)部件中，移動(dòng)件容納部分垂直于移動(dòng)件滑動(dòng)方向的斷面面積優(yōu)選為大于通道的斷面面積。當(dāng)移動(dòng)件容納部分如此構(gòu)成時(shí)，通道內(nèi)流體的振幅會(huì)大于移動(dòng)件的振幅。結(jié)果，在使用這種流體驅(qū)動(dòng)部件時(shí)，傳熱量能夠提高。
以上描述了流體驅(qū)動(dòng)部件。當(dāng)本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件用于傳熱系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的傳熱性能會(huì)大大提高。
本發(fā)明第三十四方面的傳熱系統(tǒng)包括有傳熱件。該傳熱件包括第一到第三十三方面之一的流體驅(qū)動(dòng)部件；以及通道，其與流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件容納部分相通，其中，從外部熱源供到流體的熱量通過(guò)與由流體驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)而在通道內(nèi)振動(dòng)的流體進(jìn)行熱量交換而傳到低溫部分。
在該傳熱系統(tǒng)中，通道內(nèi)的流體能被流體驅(qū)動(dòng)部件有效振動(dòng)。因此，從外部熱源供到流體的熱量能有效地傳到低溫部分，因此，傳熱性能大大提高。
當(dāng)傳熱件如本發(fā)明第三十五方面所示構(gòu)成時(shí)，傳熱件的效率會(huì)進(jìn)一步提高。本發(fā)明第三十五方面的傳熱系統(tǒng)中的傳熱件被構(gòu)造為使相鄰?fù)ǖ纼?nèi)的流體以相反方向流動(dòng)。當(dāng)該流體驅(qū)動(dòng)部件工作時(shí)，利用在通道內(nèi)振動(dòng)的流體進(jìn)行熱量交換，以便流體的熱量就傳遞到相鄰?fù)ǖ赖牧黧w中。由此，從外部熱源供到流體的熱量就傳遞到低溫部分。此時(shí)，彼此相鄰的通道可由一個(gè)曲折的通道構(gòu)成。作為選擇，相鄰的通道也可由多根彼此平行布置的通道構(gòu)成。
在由此構(gòu)成的第三十五方面的傳熱系統(tǒng)中，由于相鄰?fù)ǖ纼?nèi)的流體以相反方向流動(dòng)，因此如圖24所示，布置在相鄰?fù)ǖ乐g的傳熱體的一個(gè)壁面暴露于從高溫部分傳送的元件，同時(shí)布置在相鄰?fù)ǖ乐g的傳熱體的另一個(gè)壁面暴露于從低溫部分傳送的元件。因此，在該空間中，與通道之間彼此不相鄰接的情況相比，溫度梯度更大。結(jié)果，熱量能夠有效地在相鄰流體之間傳遞，傳熱性能得以增強(qiáng)。此時(shí)，本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件的主要目的是實(shí)際用在該傳熱系統(tǒng)中。然而，本發(fā)明并不限于上述的特定應(yīng)用。
結(jié)合附圖參考以下的說(shuō)明，本發(fā)明的其它優(yōu)選方面和內(nèi)容將會(huì)更加清楚。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例傳熱系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A、2B和2C為傳熱設(shè)備主體21的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖3為傳熱設(shè)備主體21中最上層通道231的結(jié)構(gòu)立體圖；圖4A和4B為流體驅(qū)動(dòng)部件10的外觀圖；圖5為流體驅(qū)動(dòng)部件10沿著線(xiàn)D-D’的剖視圖；圖6為流體驅(qū)動(dòng)部件10沿著線(xiàn)D-D’的部分剖視放大圖；圖7為活塞43的展開(kāi)圖，其中構(gòu)成活塞43的部件被展開(kāi)；圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例中傳熱系統(tǒng)101的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為第二實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件110沿軸向的外廓結(jié)構(gòu)剖視圖；圖10為流體驅(qū)動(dòng)部件110端部的放大剖視圖；圖11為流體驅(qū)動(dòng)部件110右中部的放大剖視圖；圖12A、12B和12C為圓筒141中活塞143的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2與電磁線(xiàn)圈147作用在活塞上的推力的關(guān)系曲線(xiàn)圖；圖14A、14B和14C為作用在活塞上的推力的特性曲線(xiàn)；圖15A、15B和15C為活塞180的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16A、16B和16C為活塞190的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17A、17B和17C為活塞190’的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18A、18B為活塞200的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19A、19B為活塞200’的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為本發(fā)明第三實(shí)施例流體驅(qū)動(dòng)部件310的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；圖21為本發(fā)明第四實(shí)施例流體驅(qū)動(dòng)部件410的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；圖22A、22B和22C為傳熱原理的示意圖；圖23A和23B為常規(guī)泵送設(shè)備80的示意圖；圖24為對(duì)置振動(dòng)流動(dòng)式傳熱系統(tǒng)的傳熱原理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖來(lái)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。首先來(lái)說(shuō)明第一實(shí)施例。圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例傳熱系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1所示實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)1用作冷卻系統(tǒng)以冷卻發(fā)熱體3。該傳熱系統(tǒng)1包括應(yīng)用了本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件10，其用來(lái)使流體5振動(dòng)；以及傳熱設(shè)備20，其有與流體驅(qū)動(dòng)部件10相連的通道23。
傳熱設(shè)備20包括傳熱設(shè)備主體21；以及一對(duì)連接管道31，其用來(lái)將傳熱設(shè)備主體21中形成的通道23的兩個(gè)端部23a、23b與流體驅(qū)動(dòng)部件10相連。傳熱設(shè)備主體21是由通道23構(gòu)成的板狀體，通道23的外形曲折并充滿(mǎn)流體5。傳熱設(shè)備主體21沿縱向的一個(gè)端部設(shè)置有輻射部分25。輻射部分25用來(lái)冷卻裝載在通道23中的流體5。另一方面，在傳熱設(shè)備主體21的另一端是將被冷卻的發(fā)熱體3，發(fā)熱體3是諸如用于電子計(jì)算機(jī)中的微處理器的電子部件。
傳熱設(shè)備主體21是由銅、鋁等金屬板構(gòu)成的層疊體，其導(dǎo)熱率很高。在每一塊金屬板上，通過(guò)蝕刻形成有凹槽，其用作曲折通道。當(dāng)這些金屬彼此層疊時(shí)，傳熱設(shè)備主體21中就形成由多層構(gòu)成的通道23。此時(shí)，金屬板沿厚度方向彼此層疊并通過(guò)錫焊或熱壓接合彼此連接。
特別是，如圖2A所示，傳熱設(shè)備主體21中的通道23由四層通道231、233、235、237構(gòu)成。此時(shí)，圖2A所示為傳熱設(shè)備主體21沿厚度方向的剖面圖。圖2B為傳熱設(shè)備主體21沿線(xiàn)A-A’的剖面圖，并且圖2C為傳熱設(shè)備主體21沿線(xiàn)B-B’的剖面圖。圖3為傳熱設(shè)備主體21中最上層通道231的結(jié)構(gòu)立體圖。
如圖2B和2C所示，每一層上的通道23均由一條曲折通道構(gòu)成，并且某一條通道23中的流體5的流動(dòng)方向與相鄰的另一條通道23中的流體5的流動(dòng)方向相反。特別是，將被冷卻的發(fā)熱體3上部的通道23指向傳熱設(shè)備主體21的底部21a。
在本實(shí)施例中，與傳熱設(shè)備主體21底面平行的、從輻射部分25一側(cè)延伸到發(fā)熱體3一側(cè)的通道23在傳熱設(shè)備主體21的端部指向傳熱設(shè)備主體21的底部21a，在所述端部中布置有將被冷卻的發(fā)熱體3，并且鄰近發(fā)熱體3的通道被布置為與板狀發(fā)熱體3垂直，曲折通道的拐彎部分23C被布置在與發(fā)熱體3正對(duì)的部分中。由于上述結(jié)構(gòu)，在實(shí)施例中，緊靠著發(fā)熱體3的通道中的流體5被排代產(chǎn)生振動(dòng)，就好像流體5與發(fā)熱體3沖撞一樣。
另一方面，用來(lái)使流體5振動(dòng)的流體驅(qū)動(dòng)部件10與一對(duì)連接管道31相連，其中的連接管道31與每一層通道的端部相連。圖4A和4B為本發(fā)明流體驅(qū)動(dòng)部件10的外觀圖。圖4A為流體驅(qū)動(dòng)部件10側(cè)面結(jié)構(gòu)的示意圖，圖4B為流體驅(qū)動(dòng)部件10的端部沿箭頭C看去的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為流體驅(qū)動(dòng)部件10沿著線(xiàn)D-D’的剖視圖。圖6為流體驅(qū)動(dòng)部件10的局部放大剖視圖，其中截面D-D’的一部分被放大了。
如圖5所示，本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10包括圓筒41，其通過(guò)連接管道31與前述傳熱設(shè)備主體21的各層通道231、233、235、237的端部23a、23b相通。更為特別地是，一對(duì)連接管道31與流體驅(qū)動(dòng)部件10連接并連通圓筒41的端部。圓筒41帶有單個(gè)活塞43，其能沿著圓筒的軸向滑動(dòng)。圓筒41垂直于活塞43滑動(dòng)方向的斷面面積要大于連接管道31的斷面面積以及傳熱設(shè)備主體21中通道23的斷面面積。
另一方面，活塞43要短于圓筒41。在圓筒41中，流體5從連接管道31流入空間45中，該空間45是沿滑動(dòng)方向夾在活塞兩端部和連接管道31端部之間的空間。
沿軸向環(huán)繞在圓筒41側(cè)面的是用于激勵(lì)的中空電磁線(xiàn)圈47，其在圓筒41的中部環(huán)繞在圓筒側(cè)面。在電磁線(xiàn)圈47中，導(dǎo)線(xiàn)49纏繞在繞線(xiàn)筒48的周?chē)?。繞線(xiàn)筒48的內(nèi)徑略大于圓筒41的外徑。電磁線(xiàn)圈47固定在軛體51上以便形成環(huán)繞電磁線(xiàn)圈47外周的磁路，這樣，繞線(xiàn)筒48就不會(huì)與圓筒41的側(cè)面接觸。
軛體51由一對(duì)軛體構(gòu)件51a、51b構(gòu)成。每一個(gè)軛體構(gòu)件51a、51b均是具有底部并且一端開(kāi)口的構(gòu)件。在軛體構(gòu)件的底部中心有一個(gè)孔51c，圓筒41就插在該孔51c中。軛體構(gòu)件51a、51b的孔51c略大于圓筒41的外徑。
軛體51被構(gòu)造為一對(duì)軛體構(gòu)件51a、51b的開(kāi)口端彼此相連。此時(shí)，軛體51就會(huì)蓋住電磁線(xiàn)圈47的整個(gè)外周，并與繞線(xiàn)筒48接合，從而將電磁線(xiàn)圈47固定在軛體51的內(nèi)部。此時(shí)，在軛體構(gòu)件51b中，有兩個(gè)引出部分51d將構(gòu)成電磁線(xiàn)圈47的導(dǎo)線(xiàn)49的兩個(gè)端部引出。電磁線(xiàn)圈47與驅(qū)動(dòng)電路53電氣相連以便給電磁線(xiàn)圈47加上AC電壓從而激勵(lì)該電磁線(xiàn)圈47。軛體51不與圓筒41的側(cè)面接觸，但其可擰到一對(duì)圓筒端蓋55上，其中該圓筒端蓋55與圓筒41的兩端相接。
圓筒端蓋55為一部件，其一端開(kāi)口，另一端具有底部。圓筒端蓋55的開(kāi)口端帶有法蘭55a。圓筒端蓋55的內(nèi)徑基本上與圓筒41的外徑相同。在圓筒端蓋55的中心形成孔55b，連接管道31就插入在該孔中。這對(duì)圓筒端蓋55分別從開(kāi)口端側(cè)與圓筒41的端部相接，并連接到法蘭部分55a的螺釘57固定到軛體51上。
圓筒端蓋55與圓筒41的端部接合并固定到所述端部，這樣，軛體51就能在不與圓筒41接觸的條件下固定到圓筒41的側(cè)面的外周。結(jié)果，固定到軛體51上的電磁線(xiàn)圈47布置在圓筒側(cè)面的外周，并且圓筒41的側(cè)面和電磁線(xiàn)圈47之間形成有間隙，也就是說(shuō)，電磁線(xiàn)圈47不會(huì)接觸圓筒41。
此時(shí)，圓筒端蓋55的內(nèi)壁上形成用來(lái)容納O形圈59的環(huán)形凹槽55c。該O形圈59可用來(lái)防止流體5從圓筒41的兩端漏出并進(jìn)到電磁線(xiàn)圈一側(cè)。
在圓筒41的活塞43兩側(cè)的空間中，在連接圓筒端蓋55之前要先放入螺旋彈簧61和彈簧接合件63。此時(shí)，彈簧接合件63用來(lái)在螺旋彈簧61施加彈力的條件下將螺旋彈簧61固定在圓筒41中。
螺旋彈簧61用來(lái)將活塞43可滑動(dòng)地布置在圓筒41的中部。特別是，螺旋彈簧61可用來(lái)使電磁線(xiàn)圈47的中心和活塞43的中心彼此重合。螺旋彈簧61布置在彈簧接合件63和活塞43的端部之間，其中的彈簧接合件63固定在圓筒端蓋55的底部。螺旋彈簧61將一推力朝著活塞43的中心加到活塞43的端部。此時(shí)，彈簧接合件63是盤(pán)形件，其直徑與圓筒41的內(nèi)徑相同。在彈簧接合件63的中心處形成有孔63a，其直徑基本上與連接管道31的外徑相同。
下面來(lái)描述活塞43的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，圖7為展開(kāi)圖，其中構(gòu)成活塞43的部件被展開(kāi)。本實(shí)施例流體驅(qū)動(dòng)部件10所用的活塞43包括活塞中部構(gòu)件71，其用來(lái)構(gòu)成活塞43的中部；一對(duì)活塞端部構(gòu)件73，其用來(lái)構(gòu)成活塞43的端部；以及布置在活塞中部構(gòu)件71和活塞端部構(gòu)件73之間的一對(duì)永磁體75和滑動(dòng)件，滑動(dòng)件由特氟龍(Teflon一產(chǎn)品商標(biāo))構(gòu)成。此時(shí)，該滑動(dòng)件可由石墨(碳)或者是鍍鎳材料(鍍磷化鎳的材料)構(gòu)成。
永磁體75為一柱件，其沿軸向具有孔75a。永磁體75的軸向兩端為磁極(N極和S極)。永磁體75的外徑小于活塞43的直徑。
另一方面，活塞端部構(gòu)件73具有螺紋部分73a，該螺紋部分73a插入到永磁體75的孔75a中并擰到活塞中部構(gòu)件71兩端的螺紋孔71a中。在活塞中部構(gòu)件71一側(cè)的活塞端部構(gòu)件73的端部中，形成有直徑較小的部分73b，其與滑動(dòng)件77(特別是滑動(dòng)軸承部件)接合。此時(shí)，以與永磁體75同樣的方式，直徑較小部分73b的直徑要小于活塞43的直徑。并且活塞中部構(gòu)件71的兩端形成有能夠與滑動(dòng)件77接合的、直徑較小的部分71b。
活塞端部構(gòu)件73、活塞中部構(gòu)件71、永磁體75以及滑動(dòng)件77的裝配如下。永磁體75插入到活塞端部構(gòu)件73的螺紋部分73a中。然后，在滑動(dòng)件77與直徑較小的部分73b相接合的情況下，螺紋部分73a擰到活塞中部構(gòu)件71的螺紋孔71a中。以這種方式，將上述構(gòu)件彼此相連就能構(gòu)成活塞43。
在如此構(gòu)成的活塞43中，具有一對(duì)滑動(dòng)件77沿滑動(dòng)方向?qū)ΨQ(chēng)地布置在活塞43的中心兩側(cè)，并且永磁體75布置在滑動(dòng)件77的內(nèi)側(cè)，而滑動(dòng)件77則布置在活塞43的側(cè)面。活塞43中與圓筒41內(nèi)壁相接觸的滑動(dòng)面是由滑動(dòng)件77構(gòu)成。將一對(duì)永磁體75相對(duì)于活塞43的中心對(duì)稱(chēng)布置以便使相同類(lèi)型的磁極(S極)彼此相對(duì)。
上述為流體驅(qū)動(dòng)部件10的傳熱設(shè)備20的結(jié)構(gòu)。下面來(lái)介紹流體驅(qū)動(dòng)部件10的傳熱設(shè)備20的操作。
如上所述，由于電磁線(xiàn)圈47上外加AC電壓，因此電磁線(xiàn)圈47周?chē)能楏w51中孔51c內(nèi)表面(軛體51與圓筒41相對(duì)的表面)上的驅(qū)動(dòng)電路53就周期變化地依次產(chǎn)生磁極N極和S極。此時(shí)，位于電磁線(xiàn)圈47一個(gè)端側(cè)的軛體51的孔51c中形成N極，并且位于電磁線(xiàn)圈47另一個(gè)端側(cè)的軛體51的孔51c中形成與N極相反的S極。
由此，在圓筒41的內(nèi)部就沿活塞43的滑動(dòng)方向(圓筒的軸向)形成磁通。軛體51的N極會(huì)朝著圓筒的端部方向?qū)钊?3產(chǎn)生斥力。并且軛體51另一側(cè)的S極會(huì)朝著圓筒的中心方向?qū)钊?形成吸力。由此，活塞43就從軛體51的S極滑向N極。并且活塞43會(huì)隨著磁極的周期性變換重復(fù)這種操作。
驅(qū)動(dòng)電路53將周期性變化的AC電壓施加到電磁線(xiàn)圈47上，這里AC電壓的變化周期對(duì)應(yīng)于將要達(dá)到的活塞43的振動(dòng)周期。由于上述原因，活塞43就會(huì)沿著圓筒41的軸向在電磁線(xiàn)圈47的中心處往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
此時(shí)，即使電磁線(xiàn)圈47未被激勵(lì)，活塞43也會(huì)受到定位力并沿軸向移向電磁線(xiàn)圈47的外側(cè)，從而移到磁力穩(wěn)定的位置。然而，在本實(shí)施例中，螺旋彈簧61的推力作用于活塞43，因此就消除了定位力。因此，當(dāng)電磁線(xiàn)圈47未被激勵(lì)時(shí)，活塞43就能穩(wěn)定地處于電磁線(xiàn)圈47的中心。
當(dāng)活塞43往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體5，其體積對(duì)應(yīng)于活塞43的移動(dòng)距離，從圓筒41的一端排出。由此排出的流體5流入到傳熱設(shè)備主體21中通道23的一端，同時(shí)相同體積的流體5從通道23的另一端排出。據(jù)此，裝載在傳熱設(shè)備中的流體5就沿著圖2中箭頭所示的方向隨著活塞43的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而振動(dòng)。此時(shí)，圖2的箭頭x表示的是流體5在活塞43移入通道端部23a時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向，圖2的箭頭y表示的是流體5在活塞43移入通道端部23b時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向。
在流體驅(qū)動(dòng)部件10的這種操作過(guò)程中，傳熱設(shè)備主體21與在其通道23中振動(dòng)的流體5進(jìn)行熱量交換，并且從發(fā)熱體3傳到流體5的熱量會(huì)按照前面圖10中所示的原理很快地傳到前述低溫的輻射部分25。
在傳熱設(shè)備主體21中，用來(lái)將相鄰?fù)ǖ?3分開(kāi)的隔離部分22周期性地布置在高溫流體5和低溫流體5之間，也就是說(shuō)，高溫流體5和低溫流體5周期性地相對(duì)。因此高溫流體5的熱量就傳到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)的低溫流體5。熱量通過(guò)振動(dòng)而轉(zhuǎn)移就好像該熱量做“跳背”一樣。以這種方式，發(fā)熱體3的熱量就傳到低溫的輻射部分25，同時(shí)熱量也會(huì)沿著傳熱設(shè)備主體21的方向向上傳遞。
此時(shí)，緊靠著發(fā)熱體3的流體5振動(dòng)并發(fā)生置換，就像流體5與發(fā)熱體3相撞一樣。因此，流體5就以紊流狀態(tài)在對(duì)應(yīng)著發(fā)熱體3的一部分通道23中振動(dòng)。結(jié)果，在對(duì)應(yīng)著發(fā)熱體3的部分通道23中，低溫流體5間斷地撞擊發(fā)熱體3，從而提高了發(fā)熱體3和流體5之間的傳熱系數(shù)。由此，與沒(méi)有紊流的情況相比，本實(shí)施例中會(huì)有大量的熱量從發(fā)熱體3恢復(fù)過(guò)來(lái)。由此就能實(shí)現(xiàn)快速傳熱。
上述內(nèi)容所涉及的是本實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)1和流體驅(qū)動(dòng)部件10。在本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10中，通過(guò)圓筒41中活塞43的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述圓筒41與傳熱設(shè)備主體21中通道23的兩端23a、23b相通，通道23中的流體5能夠準(zhǔn)確地在流通方向(圖2中箭頭x和y的方向)上進(jìn)行振動(dòng)。此時(shí)，由于流體5存在的區(qū)域的體積不變，因此通道23中不會(huì)出現(xiàn)氣穴(氣泡)。因此，當(dāng)采用所述流體驅(qū)動(dòng)部件10時(shí)，能夠避免由氣穴所引起的振動(dòng)和噪聲。
在本實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)1中，由于只用到單個(gè)電磁線(xiàn)圈47來(lái)驅(qū)動(dòng)單個(gè)活塞43來(lái)使流體5振動(dòng)，因此不存在同步驅(qū)動(dòng)裝置的問(wèn)題，而圖23B中所示的多個(gè)泵送設(shè)備80中卻存在這個(gè)問(wèn)題。因此，活塞43的控制更為容易。結(jié)果，當(dāng)采用本實(shí)施例時(shí)，優(yōu)選用于傳熱系統(tǒng)中的流體驅(qū)動(dòng)部件10的制造成本降低。因此，傳熱系統(tǒng)的制造成本也得以降低。
在本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10中，由于電磁線(xiàn)圈47布置在圓筒41的外側(cè)并且活塞43通過(guò)磁力往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)僅將O形圈59布置在電磁線(xiàn)圈47的外周以防止流體5從圓筒41的端部流出時(shí)，可防止電子電路的短路。此外，由于圓筒41的氣密非常簡(jiǎn)單，因此很容易就能防止流體5漏到外面去。
在本實(shí)施例中，永磁體75被布置為使同類(lèi)磁極(S-極)彼此相對(duì)，并使吸力作用在活塞43的一側(cè)，同時(shí)斥力作用在活塞的另一側(cè)。由此就能在活塞43上加上高強(qiáng)度的推力。因此只需很小的電力就能使活塞43高效地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在本實(shí)施例中，滑動(dòng)件77沿軸向布置在活塞43兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)位置(兩端)上，并形成活塞43與圓筒41內(nèi)壁接觸的滑動(dòng)表面。因此，活塞43的驅(qū)動(dòng)平滑，設(shè)備的耐用性增強(qiáng)。此外，由于圓筒41的內(nèi)壁不需要軸承部件，因此部件的數(shù)目減少，設(shè)備的制造成本降低。
在本實(shí)施例中，滑動(dòng)件77沿軸向布置在活塞43兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)位置(兩端)上，并且一對(duì)滑動(dòng)件77布置在永磁體75的外周，其中，活塞43的推力(磁力)由電磁線(xiàn)圈47產(chǎn)生的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在這些位置形成滑動(dòng)表面。因此，偏離量大大降低。由于前述的原因，在本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10中，活塞43能夠沿著圓筒軸向適當(dāng)?shù)赝鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，并且設(shè)備的耐用性得以提高。
在本實(shí)施例中，采用了一種方法，其中通過(guò)螺釘沿軸向?qū)?gòu)成活塞43的部件彼此相連。因此，活塞43的裝配非常容易，流體驅(qū)動(dòng)部件10的制造成本也低。
在本實(shí)施例中，軛體51的孔51c的內(nèi)表面與圓筒41的側(cè)面之間有間隙，其中所述內(nèi)表面位于軛體51和電磁線(xiàn)圈47所構(gòu)成的電磁體的磁極旁邊，從而軛體51和圓筒41彼此之間沒(méi)有接觸。由此能夠防止軛體51的孔51c的內(nèi)表面用作支點(diǎn)時(shí)彎曲應(yīng)力作用在圓筒41上。特別是，在本實(shí)施例中，由于圓筒端蓋55支撐著軛體51，因此能夠防止軛體51因其重量而將大的彎曲應(yīng)力作用在圓筒41上。結(jié)果，流體驅(qū)動(dòng)部件10的耐用性大大提高。
在本實(shí)施例中，電磁線(xiàn)圈47的繞線(xiàn)筒48與圓筒41之間沒(méi)有接觸，并且繞線(xiàn)筒48和圓筒41之間形成有間隙。因此，能夠防止電磁線(xiàn)圈47產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散到圓筒41。由此就能防止以電磁線(xiàn)圈47為熱源的發(fā)熱體3的冷卻性而變壞。
在本實(shí)施例中，圓筒41的斷面面積大于通道23的斷面面積。因此，通道23中流體5的振幅要大于活塞43的振幅。由此可大大提高傳熱系統(tǒng)1的傳熱性能。
本發(fā)明所述的軛體連接件對(duì)應(yīng)于本實(shí)施例的圓筒端蓋55，本發(fā)明所述的傳熱件對(duì)應(yīng)于本實(shí)施例中的傳熱設(shè)備20。驅(qū)動(dòng)裝置包括由電磁線(xiàn)圈47和軛體51構(gòu)成的電磁體；以及用來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁體的驅(qū)動(dòng)電路53。
下面來(lái)描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例中傳熱系統(tǒng)101的結(jié)構(gòu)示意圖。第二實(shí)施例的傳熱系統(tǒng)101包括流體驅(qū)動(dòng)部件110；以及傳熱設(shè)備120，其具有通道23從而與流體驅(qū)動(dòng)部件110相連。
該傳熱設(shè)備120包括傳熱設(shè)備主體21(如圖2中所示)，其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的相同；以及一對(duì)連接管道131，其用來(lái)將傳熱設(shè)備主體21中的通道23的兩端23a、23b與流體驅(qū)動(dòng)部件110連接。在傳熱設(shè)備主體21的與輻射部分25相對(duì)的一端如第一實(shí)施例一樣布置有待冷卻的發(fā)熱體3。
流體驅(qū)動(dòng)部件110與連接著傳熱設(shè)備主體21中各層通道端部的一對(duì)連接管道131相連。圖9為第二實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件110沿軸向的概略結(jié)構(gòu)剖視圖。圖10為流體驅(qū)動(dòng)部件110端部的放大剖視圖。圖11為流體驅(qū)動(dòng)部件110右中部的放大剖視圖。
如圖9所示，流體驅(qū)動(dòng)部件110包括圓筒141，其通過(guò)連接管道131與前述傳熱設(shè)備主體21各層上的通道231、233、235、237的端部23a、23b相通。圓筒141設(shè)置有活塞143，其能沿著圓筒的軸向滑動(dòng)。
活塞143短于圓筒141。圓筒141垂直于活塞143滑動(dòng)方向(即圓筒141軸向)的斷面面積要大于連接管道131的斷面面積以及傳熱設(shè)備主體21中通道23的斷面面積。在用于容納上述活塞143的圓筒141中，在連接管道131中流動(dòng)的流體5被注入介于沿著滑動(dòng)方向的活塞143的兩個(gè)端部和與圓筒141相通的連接管道端部之間的空間中。
沿著圓筒141的軸向在其側(cè)面的外周，圓筒141的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)中空的圓筒狀激勵(lì)電磁電磁線(xiàn)圈147，電磁電磁線(xiàn)圈147環(huán)繞在圓筒141的側(cè)面。一對(duì)電磁電磁線(xiàn)圈147沿著圓筒141的軸向以緊密的形式并列布置。
在電磁線(xiàn)圈147中，導(dǎo)線(xiàn)纏繞在繞線(xiàn)筒148的周?chē)＠@線(xiàn)筒148的內(nèi)徑略大于圓筒141的外徑。電磁線(xiàn)圈147固定在流體驅(qū)動(dòng)部件110兩端的圓筒端蓋155上，這樣，繞線(xiàn)筒148就不會(huì)與圓筒141的側(cè)面形成接觸。
此時(shí)，電磁線(xiàn)圈147的外周覆蓋有筒形殼體150。構(gòu)成電磁線(xiàn)圈147的導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)引出部分引到外面，并與驅(qū)動(dòng)電路153相連，圖中未示出。
流體驅(qū)動(dòng)部件110的每一個(gè)端部都設(shè)有圓筒端蓋155，其與連接管道131和圓筒141相連。每一個(gè)圓筒端蓋155均由第一端蓋構(gòu)件156和第二端蓋構(gòu)件157組成。
第一端蓋構(gòu)件156包括孔156a，其直徑稍大于圓筒141的外徑；第一接合部156b，其與電磁線(xiàn)圈147相接合；以及第二接合部156c，其與第二端蓋構(gòu)件157相接合。當(dāng)?shù)谝欢松w構(gòu)件156的孔156a容納著圓筒141的端部時(shí)，第一端蓋構(gòu)件156通過(guò)第一接合部156b與電磁線(xiàn)圈147相連。
當(dāng)?shù)诙松w構(gòu)件157與第一端蓋構(gòu)件156的第二接合部156c接合時(shí)，第一端蓋構(gòu)件156被設(shè)置為與圓筒141的側(cè)面沒(méi)有接觸的狀態(tài)。此時(shí)，固定到第一端蓋構(gòu)件156上的電磁線(xiàn)圈147也設(shè)置為與圓筒141的側(cè)面不接觸的狀態(tài)，并且圓筒141的側(cè)面與電磁線(xiàn)圈147之間以及圓筒141的側(cè)面與第一端蓋構(gòu)件156之間形成預(yù)定的間隙。
第二端蓋構(gòu)件157設(shè)有從主體部分上突出的插入部分157a，其直徑與第一端蓋構(gòu)件156的直徑相等。插入部分157a從圓筒141的開(kāi)口端插入到圓筒141中并與之接合。這樣，插入部分157a就容納到圓筒141的內(nèi)部。插入部分157a的直徑略小于圓筒141的內(nèi)徑。插入部分157a上具有凹槽157b，其用來(lái)將O形圈158容納在圓筒141的接合部分中。
O形圈158位于圓筒141的內(nèi)壁和插入部分157a的外壁之間，其作為彈性密封件用來(lái)防止注入到圓筒141中的流體流到外面去。與此同時(shí)，O形圈158防止作用在第二端蓋構(gòu)件157上的外力(扭力)在連接第二端蓋構(gòu)件157時(shí)影響到圓筒141。此時(shí)，本實(shí)施例的第二端蓋構(gòu)件157通過(guò)O形圈158的產(chǎn)生的彈力固定在圓筒141中。
第二端蓋構(gòu)件157上設(shè)置有連接部分157c，其外形像一個(gè)開(kāi)口，用來(lái)與連接管道131相連。第二端蓋構(gòu)件157上還設(shè)置有通孔157d，其在連接部分157c與插入部分157a位于活塞143一側(cè)的端部之間形成通道。該通孔157d用來(lái)將圓筒141中的裝載流體的空間、連接管道131以及傳熱設(shè)備主體21的通道23彼此連通起來(lái)。
插入部分157a上帶有與筒狀止動(dòng)件159接合的止動(dòng)件連接部分157e。止動(dòng)件連接部分157e的直徑要小于插入部分157a中其它部分的直徑，尺寸與止動(dòng)件159的厚度相對(duì)應(yīng)。
止動(dòng)件159與止動(dòng)件連接部分157e相接合并固定在第二端蓋構(gòu)件157上。止動(dòng)件159由橡膠制成，當(dāng)活塞143往復(fù)振動(dòng)時(shí)，特別是在驅(qū)動(dòng)電路153失調(diào)時(shí)，其用來(lái)吸收?qǐng)A筒141內(nèi)產(chǎn)生的振動(dòng)。由此，就能抑制活塞143往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲。關(guān)于這一點(diǎn)，止動(dòng)件159的材料并不限于橡膠。止動(dòng)件159也可由樹(shù)脂材料例如特氟龍(Teflon商標(biāo))制成。作為選擇，其也可由橡膠和金屬共同制成。
下面來(lái)介紹活塞143的結(jié)構(gòu)。圖12A、12B和12C為圓筒141中活塞143的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12A為活塞143的平面圖，圖12B為活塞143的與縱向垂直的剖面的結(jié)構(gòu)概略圖，圖12C為活塞143的縱向剖面的結(jié)構(gòu)概略圖。
活塞143包括永磁體171，其外形為柱狀；筒體173，其用來(lái)容納永磁體171；以及一對(duì)端部形成部件175，其沿軸向布置在永磁體171的兩端，并且彼此相對(duì)。筒體173由金屬如不銹鋼制成，其形狀為中空的圓筒。筒體173上帶有磷化鎳的鍍層173a，其作為滑動(dòng)件布置在筒體173的整個(gè)側(cè)面上并與圓筒141的內(nèi)壁接觸。筒體173的外徑基本上圓筒141的內(nèi)徑相同。活塞143的滑動(dòng)面由磷化鎳的鍍層173a構(gòu)成。
容納在筒體173中的永磁體171的直徑小于筒體173的內(nèi)徑。永磁體171的軸向長(zhǎng)度略小于筒體173的軸向長(zhǎng)度。由此構(gòu)成的永磁體171被設(shè)置為其磁極(N極和S極)布置在筒體173的開(kāi)口部分中，并且永磁體171容納在筒體173的中部。在筒體173的端部接合有端部形成部件175，從而端部形成部件175與永磁體171的端面接觸。
端部形成部件175由磁性材料(鐵氧體材料)如鐵制成。當(dāng)端部形成部件175布置在磁場(chǎng)中時(shí)，端部形成部件175會(huì)受磁場(chǎng)影響并被暫時(shí)磁化，因此其用作暫時(shí)磁鐵。端部形成部件175基本為柱體形狀，其一端帶有直徑減小的部分175a以便與筒體173接合，其另一端的直徑要大于永磁體171的外徑，并略小于筒體173的外徑。
端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2要短于電磁線(xiàn)圈147的軸向長(zhǎng)度L1。特別是，端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2最好為電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。
在端部形成部件175的側(cè)面上形成有螺旋凹槽175b，其從直徑較小的一端175a開(kāi)始一直延伸到另一端(活塞143的端部)。特別是，多條螺旋凹槽175b以下述方式形成，即沿軸向繞著端部形成部件175的側(cè)面形成。
由此構(gòu)成的端部形成部件175中直徑較小的部分175a與其中容納有永磁體171的筒體173接合，并且當(dāng)活塞143組裝完成時(shí)，從筒體173的端部到活塞143的端部螺旋盤(pán)繞形成有凹槽175b。
筒體173、永磁體171以及端部形成部件175通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂這樣的粘接劑彼此粘接和固定起來(lái)。此時(shí)，筒體173中的所有間隙都填有粘接劑，由此可將永磁體171確定地固定在筒體173中，并且永磁體171與流體5不形成接觸。此時(shí)，筒體173以及端部形成部件175可通過(guò)焊接彼此連接并固定在一起。
由此構(gòu)成的流體驅(qū)動(dòng)部件110的操作如下。驅(qū)動(dòng)電路153給電磁線(xiàn)圈147加上AC電壓，由此在圓筒141中沿其軸向形成正反方向周期性交替變化的磁通。由此，活塞143，其中的永磁體171沿圓筒141的軸向在一端為N極另一端為S極，沿磁通方向滑動(dòng)并在磁力作用下在一對(duì)電磁線(xiàn)圈147邊緣位置的振動(dòng)中心處周期性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
此時(shí)，本實(shí)施例的活塞143在圓筒141內(nèi)的區(qū)域PR1中振動(dòng)，所述區(qū)域PR1被一對(duì)電磁線(xiàn)圈147環(huán)繞。特別是，本實(shí)施例的活塞143在區(qū)域PR1中振動(dòng)，所述區(qū)域PR1是由圓筒端蓋155一側(cè)(通道23一側(cè))的一個(gè)電磁線(xiàn)圈147的端部和圓筒端蓋155一側(cè)(通道23一側(cè))的另一個(gè)電磁線(xiàn)圈147的端部包圍形成。
當(dāng)活塞143往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，體積對(duì)應(yīng)于活塞移動(dòng)量的流體5從圓筒141的一端排出。由此排出的流體5流入到傳熱設(shè)備主體21的通道23的一端，同時(shí)相同體積的流體5從通道23的另一端排出。這樣，傳熱設(shè)備120中的流體5就沿著圖2所示的箭頭方向(與通道23平行的通道方向)隨著活塞143的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而振動(dòng)。
圖13為端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2與電磁線(xiàn)圈147施加給活塞143的推力的關(guān)系曲線(xiàn)。在這種情況下，該曲線(xiàn)表示的是活塞143被停止時(shí)由電磁線(xiàn)圈147作用在活塞143上的靜推力的測(cè)量結(jié)果。
在圖14A、14B和14C所示的曲線(xiàn)中，零點(diǎn)為振動(dòng)中心，活塞相對(duì)于振動(dòng)中心的位置在橫坐標(biāo)軸上示出。在活塞位于所述位置時(shí)，作用于活塞上的推力的強(qiáng)度在縱坐標(biāo)軸上示出。圖14A的曲線(xiàn)為端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2大于適當(dāng)值時(shí)的情況；圖14B的曲線(xiàn)為端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2等于適當(dāng)值時(shí)的情況；圖14C的曲線(xiàn)為端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2小于適當(dāng)值時(shí)的情況。
如圖13所示，作用在活塞143上的推力的強(qiáng)度在端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2等于電磁線(xiàn)圈147長(zhǎng)度L1的25％時(shí)變?yōu)樽畲?。?dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147長(zhǎng)度L1的25％時(shí)，只需較小的電力就能有效地驅(qū)動(dòng)活塞143。因此，當(dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147長(zhǎng)度L1的25％時(shí)，流體驅(qū)動(dòng)部件的尺寸減小，耗電量也降低。
從圖13可以看出，在端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147長(zhǎng)度L1的16％到42％時(shí)，由此所獲得的推力基本也達(dá)到最大。因此，當(dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147長(zhǎng)度L1的16％到42％時(shí)，可獲得基本上與本實(shí)施例的效果相同的效果。
當(dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2太大或太小時(shí)，就不能在活塞的任易位置處施加強(qiáng)度均勻的推力。然而，當(dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147長(zhǎng)度L1的16％到42％時(shí)，如圖14B所示，在活塞滑動(dòng)范圍的區(qū)域內(nèi)(圖中橫軸上-A到A之間)不論活塞處于什么位置都能對(duì)活塞施加強(qiáng)度基本恒定的推力。因此，在本實(shí)施例中，活塞143可被高效地驅(qū)動(dòng)。
此時(shí)，當(dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2大于適當(dāng)值時(shí)，如圖14A所示，隨著活塞位置的變化，推力的強(qiáng)度發(fā)生很大的變化。此時(shí)推力隨著活塞的位置發(fā)生很大變化的原因在于，當(dāng)端部形成部件175的長(zhǎng)度增加時(shí)，在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)端部形成部件175會(huì)受到電磁線(xiàn)圈147的磁場(chǎng)的較強(qiáng)影響，所述電磁線(xiàn)圈不同于環(huán)繞端部形成部件175本身的電磁線(xiàn)圈147。
當(dāng)端部形成部件175的軸向長(zhǎng)度L2明顯小于適當(dāng)值時(shí)，如圖14C所示，推力強(qiáng)度會(huì)在轉(zhuǎn)折點(diǎn)(轉(zhuǎn)折點(diǎn)A、-A)附近極大地減小。推力在轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近如此減小的原因在于，此時(shí)的端部形成部件175不能減少電磁線(xiàn)圈147的中心和端部之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布波動(dòng)的影響。
上述說(shuō)明涉及的是傳熱系統(tǒng)101和流體驅(qū)動(dòng)部件110的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，當(dāng)活塞143在圓筒141中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于圓筒141與傳熱設(shè)備主體21中形成的通道23的兩端23a、23b相通，因此通道23中的流體5沿通道方向(圖2中箭頭x和y的方向)振動(dòng)。因此，流體5所占區(qū)域的體積不會(huì)變化，因此通道23中不會(huì)出現(xiàn)氣穴(氣泡)。因此，該流體驅(qū)動(dòng)部件110能夠避免氣穴所引起的振動(dòng)和噪聲。
在本實(shí)施例中，電磁線(xiàn)圈147布置在圓筒141的外側(cè)，活塞143由磁力驅(qū)動(dòng)。因此，很容易氣密地密封圓筒141的內(nèi)部，從而能夠防止流體5流到外面去。此外還能防止電路短路。
在本實(shí)施例中，活塞143由電磁線(xiàn)圈147所形成的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，其中不需使用軛體。因此，活塞143上沒(méi)有定位力，可在活塞143上準(zhǔn)確地作用均勻的推力。因此，在本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件110中，能夠適當(dāng)準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)活塞143。
在本實(shí)施例中，當(dāng)構(gòu)成活塞143的永磁體171容納在筒體173中時(shí)，活塞143的外形不會(huì)受到永磁體171尺寸誤差的影響，因此永磁體171的尺寸公差可以增加。因此，根據(jù)本實(shí)施例，制造成本可以降低。
在本實(shí)施例中，當(dāng)永磁體171容納在筒體173中時(shí)，可以避免永磁體171與流體5接觸。因此能夠防止永磁體171被流體5侵蝕。由此，本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件110的耐用性得以提高。
在本實(shí)施例中，當(dāng)螺旋凹槽175b從活塞143表面上設(shè)置有滑動(dòng)件(磷化鎳鍍層)的區(qū)域沿軸向朝向活塞143的端部形成時(shí)，能防止活塞143磨蝕產(chǎn)生的粉末滯留在活塞143的振動(dòng)中心附近。因此在該流體驅(qū)動(dòng)部件110中，活塞143不會(huì)因磨蝕粉末滯留在其振動(dòng)中心附近而出現(xiàn)無(wú)法平滑滑動(dòng)的情況。因此，該活塞幾乎不會(huì)出現(xiàn)意外停止的情況。
在本實(shí)施例中，第二端蓋構(gòu)件157，其作為通道連接件用來(lái)將連接管道131與圓筒141相連，通過(guò)O形圈158的彈力固定在圓筒141中。因此，本實(shí)施例能夠解決第二端蓋構(gòu)件157與圓筒141連接時(shí)作用在圓筒141上的外力(扭力)較大從而使圓筒141變形和損壞的問(wèn)題。
在本實(shí)施例中，由于電磁線(xiàn)圈147沿軸向與圓筒141的側(cè)面離開(kāi)布置，因此電磁線(xiàn)圈147所產(chǎn)生的熱不會(huì)傳到圓筒141上。因此也能有效地防止傳熱系統(tǒng)101的傳熱性能下降。
在本實(shí)施例中，圓筒141的斷面面積大于通道23的斷面面積。因此，通道23中流體5的振幅要大于活塞143的振幅。其結(jié)果是傳熱系統(tǒng)101的傳熱性能大大提高。當(dāng)傳熱設(shè)備120用于本實(shí)施例中時(shí)，傳熱系統(tǒng)101可以獲得與第一實(shí)施例相同的效果。
在這種情況下，本實(shí)施例的傳熱件對(duì)應(yīng)于傳熱設(shè)備120。驅(qū)動(dòng)裝置包括一對(duì)電磁線(xiàn)圈147；以及用來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁線(xiàn)圈147的驅(qū)動(dòng)電路153。振動(dòng)噪聲抑制件對(duì)應(yīng)于止動(dòng)件159。
在流體驅(qū)動(dòng)部件110中，還可用另一種活塞來(lái)代替上述活塞143。圖15A、15B和15C為第一種變化形式的活塞180的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15A為活塞180的結(jié)構(gòu)平面圖，圖15B為與活塞180的縱向垂直的剖面的概略結(jié)構(gòu)剖視圖，圖15C為活塞180軸向剖面的概略結(jié)構(gòu)剖視圖。
第一種變化形式的活塞180基本上與上述活塞143的構(gòu)成相同。然而在活塞180中，代替端部形成部件175，使用了具有不同形狀的凹槽的端部形成部件185。在這種情況下，活塞180包括永磁體171，其結(jié)構(gòu)與活塞143中的永磁體相同；筒體173，其用來(lái)容納永磁體171；以及一對(duì)端部形成部件185，其布置在永磁體171的端側(cè)。
永磁體171被設(shè)置為使其磁極(N極和S極)布置在筒體173的開(kāi)口部分中，并且永磁體171容納在筒體173的中部。在筒體173的端部接合有端部形成部件185，從而端部形成部件185與永磁體171的端面接觸。
端部形成部件185由磁性材料(鐵氧體材料)如鐵制成，并用作暫時(shí)磁鐵。端部形成部件185基本上形成柱體，其一端具有直徑減小的部分185a以便與筒體173接合。端部形成部件185的軸向長(zhǎng)度L2要短于電磁線(xiàn)圈147的軸向長(zhǎng)度L1。特別是，端部形成部件185的軸向長(zhǎng)度L2最好為電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。
在端部形成部件185的側(cè)面上形成有平行于活塞180的軸線(xiàn)方向延伸的多條凹槽185b，從形成直徑較小部分185a的端部延伸到另一端部。端部形成部件185以其直徑較小的部分185a與其中容納有永磁體171的筒體173接合。
結(jié)果，當(dāng)活塞180組裝完以后，凹槽185b從筒體173的端部朝向所述的活塞143的端部線(xiàn)性地布置。換句話(huà)說(shuō)，從活塞180的中部到活塞180的端部形成有直線(xiàn)凹槽。與活塞143相比，在上述構(gòu)成的活塞180中，凹槽185b的加工更為容易。因此如此構(gòu)成的活塞180的優(yōu)點(diǎn)是加工成本低。
圖16A、16B和16C為第二種變化形式的活塞190的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16A為活塞190的結(jié)構(gòu)平面圖，圖16B為活塞190的縱向剖面的總體結(jié)構(gòu)圖，圖16C為與活塞190的縱向方向垂直的剖面的總體結(jié)構(gòu)圖。
第二種變化形式的活塞190包括活塞本體193，其中，構(gòu)成活塞190的端部的一對(duì)端部形成部件195和用來(lái)連接端部形成部件195的連接件194構(gòu)成一個(gè)整體。第二種變化形式的活塞190也包括一對(duì)分開(kāi)的永磁體191，其在垂面于軸向方向上的斷面為半圓形。
端部形成部件195由磁性材料(鐵氧體材料)如鐵制成，并用作暫時(shí)磁鐵。端部形成部件195基本為一柱體，其在連接件194一側(cè)帶有直徑減小的部分195a以便容納筒形滑動(dòng)件192。
端部形成部件195的外徑略小于圓筒141的內(nèi)徑。端部形成部件195的軸向長(zhǎng)度L2為電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。直徑較小的部分195a的軸向長(zhǎng)度基本與筒形滑動(dòng)件192的軸向長(zhǎng)度相同。筒形滑動(dòng)件192的外徑基本上與圓筒141的內(nèi)徑相同。在上述活塞190中，滑動(dòng)面由筒形滑動(dòng)件192構(gòu)成，所述滑動(dòng)件192沿軸向?qū)ΨQ(chēng)地布置在活塞190的兩側(cè)。
在端部形成部件195中，形成有從直徑較小的部分195a延伸到與連接件194一側(cè)相對(duì)的一側(cè)的端部(即延伸到活塞190的端部)的螺旋凹槽195b。特別是，凹槽195b盤(pán)繞端部形成部件195形成。
另一方面，連接件194的直徑小于端部形成部件195的直徑。特別是，端部形成部件195的半徑略大于這樣的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度等于分開(kāi)的永磁體191的徑向厚度加上連接件194的半徑。一對(duì)分開(kāi)的永磁體191粘接在連接件194上。當(dāng)這對(duì)分開(kāi)的永磁體191彼此放置在一起時(shí)就構(gòu)成圓柱狀永磁體，其內(nèi)徑基本上與連接件194的外徑相同，其外徑略小于端部形成部件195的外徑。
當(dāng)這對(duì)分開(kāi)的永磁體191連接到上述活塞本體193中的連接件194外周時(shí)，活塞190就制成了。在如此構(gòu)成的活塞190中，分開(kāi)的永磁體191沿著與活塞190滑動(dòng)方向(活塞190的軸向)相垂直的徑向方向相對(duì)于連接該對(duì)端部形成部件195側(cè)面的表面(端部形成部件195的最外層表面)布置在活塞190的中部。
在上述活塞190中，裝配非常容易。因此產(chǎn)品的制造很簡(jiǎn)單。此外，由于分開(kāi)的永磁體191不與圓筒141接觸，因此分開(kāi)的永磁體191能夠具有更大的尺寸公差，產(chǎn)品的可靠性也得以提高。
在這種情況下，活塞190中的滑動(dòng)件192從端部形成部件195突出。然而也可在端部形成部件195的側(cè)面鍍上磷化鎳來(lái)代替滑動(dòng)件192。圖17A、17B和17C為變化形式的活塞190’的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17A為活塞190’的結(jié)構(gòu)平面圖，圖17B為活塞190’的縱向剖面的總體結(jié)構(gòu)圖，圖17C為與活塞190’的縱向垂直的剖面的概略結(jié)構(gòu)剖視圖。
變形后的活塞190’，其端部形成部件195’上沒(méi)有直徑較小的部分195a，但端部形成部件195’的側(cè)面上帶有磷化鎳的鍍層196以代替原來(lái)的滑動(dòng)件192。除此之外，活塞190’的結(jié)構(gòu)基本上與上面的活塞190相同。
在活塞190’中，用作滑動(dòng)件的磷化鎳鍍層196通過(guò)電鍍工藝在端部形成部件195’的側(cè)面上形成。因此，活塞190’的制造比活塞190更為容易。
圖18A、18B為第三種變化形式的活塞200的結(jié)構(gòu)示意圖。此時(shí)，圖18A為活塞200的結(jié)構(gòu)平面圖，圖18B為活塞200的縱向剖面的概略結(jié)構(gòu)剖視圖。
第三種變化形式的活塞200包括柱狀的永磁體201；以及一對(duì)端部形成部件205，其沿軸向布置在永磁體201的兩端以形成活塞200的端部。
端部形成部件205由磁性材料(鐵氧體材料)如鐵制成，并用作暫時(shí)磁鐵。端部形成部件205基本為一柱體，其在永磁體201一側(cè)帶有一個(gè)直徑減小的部分205a以容納筒形滑動(dòng)件202。
端部形成部件205的外徑略小于圓筒141的內(nèi)徑。端部形成部件205的軸向長(zhǎng)度L2為電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。直徑較小的部分205a的軸向長(zhǎng)度基本與筒形滑動(dòng)件202的軸向長(zhǎng)度相同。筒形滑動(dòng)件202的外徑基本上與圓筒141的內(nèi)徑相同。在上述活塞200中，滑動(dòng)面由筒形滑動(dòng)件202構(gòu)成，其沿軸向?qū)ΨQ(chēng)地布置在活塞200的兩側(cè)。
在端部形成部件205中，形成有從直徑較小的部分205a延伸到活塞200端部的螺旋形凹槽205b。特別是，凹槽205b盤(pán)繞端部形成部件205形成。永磁體201的直徑小于端部形成部件205的直徑，其沿軸向在永磁體201兩側(cè)端面上可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到端部形成部件205上，這樣永磁體201可相對(duì)于端部形成部件205旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度。
在如此構(gòu)成的活塞200中，由于端部形成部件205和永磁體201之間可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在一起，因此端部形成部件205能在圓筒141的內(nèi)壁上平滑地滑動(dòng)。結(jié)果當(dāng)使用該活塞200時(shí)，可制造出高性能的流體驅(qū)動(dòng)部件。此外，永磁體201的直徑最好小于端部形成部件205的直徑。因此，在一定的范圍內(nèi)可允許永磁體201的尺寸誤差。因此，在本實(shí)施例中，永磁體201的尺寸公差可以增加，制造成本也可降低。
在這種情況下，與活塞190一樣，在活塞200中，可在端部形成部件205的側(cè)面形成磷化鎳的鍍層以代替滑動(dòng)件202。圖19A和19B為變化形式的活塞200’的結(jié)構(gòu)示意圖。圖19A為活塞200’的結(jié)構(gòu)平面圖，圖19B為活塞200’的縱向剖面的概略結(jié)構(gòu)視圖。
變形后的活塞200’，其端部形成部件205’上沒(méi)有了直徑較小的部分205a，但端部形成部件205’的側(cè)面上帶有一層磷化鎳的鍍層206以代替原來(lái)的滑動(dòng)件202。除此之外，活塞200’的結(jié)構(gòu)基本上與上面的活塞200相同。
在活塞200’中，用作滑動(dòng)件的磷化鎳鍍層206通過(guò)電鍍工藝在端部形成部件205’的側(cè)面上形成。因此，活塞200’的制造比活塞200更為容易。
在這方面，出于與活塞143的情況相同的理由，上述活塞180、190、190’、200、200’的端部形成部件的軸向長(zhǎng)度L2不必是電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。端部形成部件的長(zhǎng)度L2可設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的16％到42％。
下面來(lái)介紹本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖20為本發(fā)明第三實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件310的縱向剖面的總體結(jié)構(gòu)圖。第三實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件310與上述傳熱設(shè)備120一起構(gòu)成傳熱系統(tǒng)。該傳熱系統(tǒng)是這樣構(gòu)成的僅用流體驅(qū)動(dòng)部件310代替圖8所示的流體驅(qū)動(dòng)部件110。因此，這里沒(méi)有展示其中帶有流體驅(qū)動(dòng)部件310的傳熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
第三實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件310在構(gòu)成上是在第二實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件110中設(shè)置有過(guò)濾器320。流體5可以流過(guò)過(guò)濾器320，而活塞143磨損產(chǎn)生的粉末不會(huì)流過(guò)過(guò)濾器320。圓筒141中布置有一對(duì)過(guò)濾器320。
相對(duì)于止動(dòng)件159，過(guò)濾器320布置在活塞143一側(cè)的位置上，該止動(dòng)件159位于活塞143的滑動(dòng)范圍之外的端側(cè)處。過(guò)濾器320用來(lái)防止活塞143磨損所產(chǎn)生的粉末經(jīng)止動(dòng)件159的開(kāi)孔進(jìn)入到通道5中。在這種具有過(guò)濾器320的流體驅(qū)動(dòng)部件310中，不會(huì)有磨損粉末滯留在通道5中。因此，傳熱系統(tǒng)的耐用性提高。換句話(huà)說(shuō)，第三實(shí)施例能夠提供更為可靠的產(chǎn)品。
即使在第三實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件310中，也能像第二實(shí)施例中的流體驅(qū)動(dòng)部件110的變形形式一樣，用活塞180、190、190’、200、200’來(lái)代替活塞143。這時(shí)，端部形成部件的軸向長(zhǎng)度L2不必為電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。端部形成部件的長(zhǎng)度L2可設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的16％到42％。
下面來(lái)介紹本發(fā)明的第四實(shí)施例。圖21為本發(fā)明第四實(shí)施例流體驅(qū)動(dòng)部件410的縱向剖面的總體結(jié)構(gòu)圖。第四實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件410與上述傳熱設(shè)備120一起構(gòu)成傳熱系統(tǒng)。該傳熱系統(tǒng)在構(gòu)成上只需將流體驅(qū)動(dòng)部件410代替圖8所示的流體驅(qū)動(dòng)部件110即可。因此，這里沒(méi)有展示其中帶有流體驅(qū)動(dòng)部件410的傳熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在第四實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件410中，代替第二實(shí)施例中的流體驅(qū)動(dòng)部件110所用的止動(dòng)件159，設(shè)置有一對(duì)螺旋彈簧420。當(dāng)活塞143由電磁線(xiàn)圈147所產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)時(shí)，活塞在某一時(shí)間內(nèi)可能無(wú)法控制，結(jié)果活塞會(huì)跑到原滑動(dòng)范圍之外。在本實(shí)施例中，為了使活塞143正確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在活塞143的滑動(dòng)區(qū)域PR2的兩端側(cè)布置有螺旋彈簧420，這樣就能使活塞143在原有滑動(dòng)范圍PR2之內(nèi)正確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在本實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件410中，用來(lái)沿圓筒141的軸向施加彈力的螺旋彈簧420布置在活塞143的滑動(dòng)范圍PR2附近。因此，活塞143的滑動(dòng)就被螺旋彈簧420限制在預(yù)定的范圍之內(nèi)，也就是說(shuō)，活塞143不會(huì)超出預(yù)定范圍跑到圓筒141一側(cè)。
因此，在第四實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件410中，任何時(shí)候都能正常地驅(qū)動(dòng)活塞143，產(chǎn)品性能提高。在第四實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件410中，由于使用了彈性件(螺旋彈簧420)，因此能夠防止失調(diào)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。
即使在第四實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件410中，也能像第二實(shí)施例中流體驅(qū)動(dòng)部件110的變形形式一樣，用活塞180、190、190’、200、200’來(lái)代替活塞143。這時(shí)，端部形成部件的軸向長(zhǎng)度L2不必為電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的25％。端部形成部件的長(zhǎng)度L2可設(shè)定到電磁線(xiàn)圈147軸向長(zhǎng)度L1的16％到42％。
上面已經(jīng)介紹了本發(fā)明第一到第四實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10、110、310和410和采用這些流體驅(qū)動(dòng)部件的傳熱系統(tǒng)。然而，本發(fā)明的流體驅(qū)動(dòng)部件和傳熱系統(tǒng)并不限于上述特定的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)此提出各種變化形式。
例如，上述實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10、110、310和410主要是用在傳熱系統(tǒng)中。然而，上述實(shí)施例的流體驅(qū)動(dòng)部件10、110、310和410并不限于上述特定的用途。在第一實(shí)施例中，軛體51和圓筒41被不同地構(gòu)造并且兩者之間形成間隙，從而圓筒41不會(huì)受到彎曲應(yīng)力。然而，代替在軛體51和圓筒41之間形成間隙，軛體51和圓筒41也可構(gòu)造為一個(gè)整體以便使彎曲應(yīng)力不作用在圓筒41上。
此外，還可在活塞43側(cè)面的外周形成迷宮密封部件，從而使流體5不會(huì)通過(guò)圓筒41和活塞43之間的間隙從一端流出到另一端。當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，也能使流體5有效振動(dòng)。
盡管上面出于示例目的參考選擇的特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但很顯然，在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思和范圍的情況本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)此進(jìn)行許多的變形。
權(quán)利要求
1.一種流體驅(qū)動(dòng)部件，其用來(lái)使裝載在通道內(nèi)的流體沿通道方向振動(dòng)，所述流體驅(qū)動(dòng)部件包括移動(dòng)件容納部分，其與通道的兩端連通，移動(dòng)件可滑動(dòng)地容納在移動(dòng)件容納部分中，通道內(nèi)的流體沿移動(dòng)件的滑動(dòng)方向容納在移動(dòng)件容納部分兩端和通道端部之間的空間中；以及驅(qū)動(dòng)裝置，其用來(lái)使移動(dòng)件沿滑動(dòng)方向在移動(dòng)件容納部分中往復(fù)移動(dòng)，其中當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)移動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)時(shí)，裝載在通道內(nèi)的流體沿通道方向被振動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件容納部分為圓筒，該圓筒與通道的兩端相通，移動(dòng)件是沿圓筒的軸向在圓筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的活塞，所述的圓筒軸向?yàn)橐苿?dòng)件的滑動(dòng)方向。
3.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括滑動(dòng)件，并且移動(dòng)件的滑動(dòng)面由該滑動(dòng)件構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括一對(duì)滑動(dòng)件，所述一對(duì)滑動(dòng)件沿滑動(dòng)方向布置在移動(dòng)件兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)位置處。
5.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括磁體，驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)施加到磁體上的磁力而使移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求3的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括磁體，滑動(dòng)件布置在磁體的外周中，驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)施加到磁體上的磁力而使移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中移動(dòng)件的磁體為永磁體。
8.如權(quán)利要求5的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的驅(qū)動(dòng)裝置包括環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈，其沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向環(huán)繞在移動(dòng)件容納部分的側(cè)面；激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件容納部分內(nèi)形成磁通，移動(dòng)件由激勵(lì)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求5的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的驅(qū)動(dòng)裝置包括電磁體，其由環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈構(gòu)成，該環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向環(huán)繞在移動(dòng)件容納部分的側(cè)面；以用于形成磁路的軛體，其覆蓋激勵(lì)線(xiàn)圈的外周，用于形成與移動(dòng)件容納部分的側(cè)面相對(duì)的磁極，其中，當(dāng)電磁體的磁極周期性地轉(zhuǎn)換時(shí)，移動(dòng)件在移動(dòng)件容納部分中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9的流體驅(qū)動(dòng)部件，其進(jìn)一步包括軛體連接件，所述軛體連接件固定到移動(dòng)件容納部分的兩端，以便相對(duì)于移動(dòng)件容納部分以非接觸的狀態(tài)固定軛體。
11.如權(quán)利要求9的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的激勵(lì)線(xiàn)圈以如下的狀態(tài)固定到軛體上，即激勵(lì)線(xiàn)圈像相對(duì)于移動(dòng)件容納部分的側(cè)面形成間隙。
12.如權(quán)利要求9的流體驅(qū)動(dòng)部件，其進(jìn)一步包括彈性件，其用來(lái)推壓移動(dòng)件的端部從而將移動(dòng)件可滑動(dòng)地布置在移動(dòng)件容納部分中的預(yù)定位置上；以及彈性件接合部分，其用來(lái)以這樣的狀態(tài)將彈性件固定在移動(dòng)件容納部分中，所述狀態(tài)為彈性件產(chǎn)生推力的狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求5的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括作為所述磁體的一對(duì)永磁體，所述一對(duì)永磁體沿著滑動(dòng)方向布置在彼此分開(kāi)預(yù)定間隔的位置處，以便同類(lèi)的磁極彼此相對(duì)。
14.如權(quán)利要求13的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括移動(dòng)件中間部分構(gòu)件，其用來(lái)構(gòu)成移動(dòng)件本身的中部；以及移動(dòng)件端部構(gòu)件，其用來(lái)構(gòu)成移動(dòng)件本身的端部，其中移動(dòng)件中間部分構(gòu)件、永磁體以及移動(dòng)件端部構(gòu)件通過(guò)螺釘彼此相連，其中的永磁體布置在移動(dòng)件中間部分構(gòu)件和移動(dòng)件端部構(gòu)件之間。
15.如權(quán)利要求13的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中所述的一對(duì)永磁體相對(duì)于移動(dòng)件的中心對(duì)稱(chēng)布置。
16.如權(quán)利要求5的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的驅(qū)動(dòng)裝置包括一對(duì)環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈，所述一對(duì)環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向環(huán)繞移動(dòng)件容納部分的側(cè)面，并且該對(duì)環(huán)形激勵(lì)線(xiàn)圈沿著移動(dòng)件的滑動(dòng)方向彼此平行地布置；移動(dòng)件由這對(duì)激勵(lì)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件在移動(dòng)件容納部分中的一個(gè)區(qū)域中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述區(qū)域由通道側(cè)的一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈的端部和通道側(cè)的另一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈的端部所環(huán)繞。
18.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括暫時(shí)磁鐵，其作為磁體沿滑動(dòng)方向布置在兩端；以及永磁體，其布置在所述布置在兩端的暫時(shí)磁鐵之間。
19.如權(quán)利要求16的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括暫時(shí)磁鐵，其作為磁體沿滑動(dòng)方向布置在兩端；永磁體，其布置在所述布置在兩端的暫時(shí)磁鐵之間；每一個(gè)暫時(shí)磁鐵在移動(dòng)件滑動(dòng)方向的長(zhǎng)度都小于激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件滑動(dòng)方向的長(zhǎng)度。
20.如權(quán)利要求19的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中暫時(shí)磁鐵在移動(dòng)件滑動(dòng)方向上的長(zhǎng)度設(shè)定為激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件滑動(dòng)方向上的長(zhǎng)度的16％到42％。
21.如權(quán)利要求20的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中暫時(shí)磁鐵在移動(dòng)件滑動(dòng)方向上的長(zhǎng)度設(shè)定為激勵(lì)線(xiàn)圈在移動(dòng)件滑動(dòng)方向上的長(zhǎng)度的25％。
22.如權(quán)利要求18的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的永磁體相對(duì)于暫時(shí)磁鐵的最外表面沿徑向布置在移動(dòng)件的中心側(cè)，所述的徑向垂直于移動(dòng)件的滑動(dòng)方向。
23.如權(quán)利要求18的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括用來(lái)容納永磁體的筒體，永磁體容納在該筒體中，一對(duì)暫時(shí)磁鐵沿移動(dòng)件的滑動(dòng)方向彼此相對(duì)地布置在永磁體的兩端。
24.如權(quán)利要求18的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件包括由布置在兩端的暫時(shí)磁鐵和連接件構(gòu)成的移動(dòng)件本體，其中的連接件用來(lái)連接布置在兩端的暫時(shí)磁鐵，移動(dòng)件本體被制成一體，永磁體被布置為環(huán)繞移動(dòng)件本體的連接件，其中連接件在垂直于移動(dòng)件滑動(dòng)方向的徑向上的長(zhǎng)度小于暫時(shí)磁鐵的長(zhǎng)度。
25.如權(quán)利要求18的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中的移動(dòng)件在構(gòu)成上使暫時(shí)磁鐵可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在永磁體的兩端。
26.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其包括通道連接件，其與移動(dòng)件容納部分的開(kāi)口端接合，用來(lái)連接通道的端部與移動(dòng)件容納部分，以便使通道與移動(dòng)件容納部分彼此相通；以及彈性密封件，其設(shè)置在通道連接件與移動(dòng)件容納部分的接合部分中，其中所述通道連接件憑借彈性密封件的彈力固定到移動(dòng)件容納部分上。
27.如權(quán)利要求8的流體驅(qū)動(dòng)部件，其進(jìn)一步包括通道連接件，其與移動(dòng)件容納部分的開(kāi)口端接合，用來(lái)連接通道的端部與移動(dòng)件容納部分，以便使通道與移動(dòng)件容納部分彼此相通；以及彈性密封件，其設(shè)置在通道連接件與移動(dòng)件容納部分的接合部分中，其中所述通道連接件憑借彈性密封件的彈力固定到移動(dòng)件容納部分上，以及激勵(lì)線(xiàn)圈由通道連接件固定，以便在激勵(lì)線(xiàn)圈和移動(dòng)件容納部分的側(cè)面之間形成間隙。
28.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中在移動(dòng)件容納部分中設(shè)置振動(dòng)噪音抑制件，用于抑制移動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)噪音。
29.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中在移動(dòng)件容納部分中設(shè)置有用來(lái)限制移動(dòng)件滑動(dòng)范圍的彈性件。
30.如權(quán)利要求3的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中滑動(dòng)件布置在驅(qū)動(dòng)裝置操作時(shí)作用在移動(dòng)件上的力的施力點(diǎn)的外周上。
31.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中在移動(dòng)件的表面上沿滑動(dòng)方向從移動(dòng)件的兩端指向中心部分形成有凹槽。
32.如權(quán)利要求31的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中移動(dòng)件表面上形成的凹槽是螺旋凹槽，其沿著滑動(dòng)方向在移動(dòng)件的側(cè)面旋繞。
33.如權(quán)利要求1的流體驅(qū)動(dòng)部件，其中移動(dòng)件容納部分沿著垂直于移動(dòng)件滑動(dòng)方向的方向的斷面面積大于通道的斷面面積。
34.一種傳熱系統(tǒng)，其包括如權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動(dòng)部件；以及傳熱件，該傳熱件包括通道，該通道與流體驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)件容納部分相通，其中當(dāng)流體驅(qū)動(dòng)部件操作時(shí)，利用在通道內(nèi)振動(dòng)的流體進(jìn)行熱量交換，以便將從外部熱源供應(yīng)的熱量傳遞到低溫部分。
35.如權(quán)利要求34的傳熱系統(tǒng)，其中的傳熱件被構(gòu)造為使彼此相鄰的通道內(nèi)的流體的移動(dòng)方向彼此相反，當(dāng)流體驅(qū)動(dòng)部件工作時(shí)，傳熱件利用在通道內(nèi)振動(dòng)的流體進(jìn)行熱量交換，以便流體的熱量傳遞到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)的流體，并且從外部熱源供給流體的熱量被傳遞到低溫部分。
全文摘要
一種流體驅(qū)動(dòng)部件，其包括圓筒，該圓筒與傳熱設(shè)備中的曲折通道兩端相通。在該圓筒中，布置有活塞，其可沿軸向滑動(dòng)。活塞兩端空間中的流體與曲折通道相連。圓筒側(cè)面外周的線(xiàn)圈使磁極發(fā)生周期性地轉(zhuǎn)換并使圓筒內(nèi)的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了平滑地驅(qū)動(dòng)活塞并減少電力消耗，活塞的兩端布置有一對(duì)滑動(dòng)件。當(dāng)通道內(nèi)的流體由活塞運(yùn)動(dòng)而振動(dòng)起來(lái)時(shí)，傳熱設(shè)備的表觀熱導(dǎo)率提高，熱量能夠快速地從發(fā)熱體擴(kuò)散到輻射部分。
文檔編號(hào)H01L23/34GK1531173SQ20041000821
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者奈良健一, 井上誠(chéng)司, 荻原康正, 小原公和, 鈴木伸直, 司, 和, 正, 直 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝