KR20070003774A - 기체 분출 장치, 전자 기기 및 기체 분출 방법 - Google Patents

Abstract

가능한 한 소음의 발생을 억제하면서 발열체로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 기체 분출 장치, 상기 기체 분출 장치가 탑재된 전자 기기 및 기체 분출 방법이다. 본 발명의 기체 분출 장치(1)는 진동체(25)를 갖고, 상기 진동체(25)의 진동에 의해 노즐(23 및 24)로부터 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 소거되도록 상기 기체를 맥류로서 분출한다. 또한, 제어부(20)가 진동체(25)의 주파수를 최적의 주파수로 함으로써 소음을 억제하면서 기체의 분출량을 가능한 한 많게 하여 효과적으로 발열체를 방열할 수 있다.

기체 분출 장치, 진동체, 노즐, 제어부, 챔버

Description

기체 분출 장치, 전자 기기 및 기체 분출 방법 {GAS JETTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE AND GAS JETTING METHOD}

본 발명은 기체를 분출하여 발열체로부터 발생되는 열을 방열하는 기체 분출 장치, 상기 기체 분출 장치가 탑재된 전자 기기 및 기체 분출 방법에 관한 것이다.

종래부터, PC(Personal Computer)의 고성능화에 수반되는 IC(Integrated Circuit) 등의 발열체로부터의 발열량의 증대가 문제가 되고 있어, 다양한 방열 기술이 제안되거나 혹은 제품화되어 있다. 그 방열 방법으로서, 예를 들어 IC에 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 방열용의 핀을 접촉시키고, IC로부터의 열을 핀에 전도시켜 방열하는 방법이 있다. 또한, 팬을 이용함으로써 예를 들어 PC의 하우징 내의 따뜻해진 공기를 강제적으로 배제하고, 주위의 저온의 공기를 발열체 주변에 도입함으로써 방열하는 방법도 있다. 또한, 방열핀과 팬을 병용함으로써 방열 핀으로 발열체와 공기의 접촉 면적을 크게 하면서 팬에 의해 방열핀의 주위의 따뜻해진 공기를 강제적으로 배제하는 방법도 있다.

그러나, 이러한 팬에 의한 공기의 강제 대류에서는, 방열핀의 하류측에서 핀 표면의 온도 경계층이 생기되어, 방열핀으로부터의 열을 효율적으로 빼앗을 수 없다고 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 예를 들어 팬의 풍속 을 올려 온도 경계층을 얇게 하는 것을 들 수 있다. 그러나, 풍속을 올리기 위해 팬의 회전수를 증가시킴으로써 팬의 베어링 부분으로부터의 소음이나, 팬으로부터의 바람이 야기하는 풍절음(風切音) 등에 의한 소음이 발생한다는 문제가 있다.

상기 온도 경계층을 파괴하여 방열핀으로부터의 열을 효율적으로 공기에 도피시키는 방법으로서 합성 분류(噴流)를 이용한 것이 있다. 이것은 챔버 내에 설치한 왕복하는 피스톤 등에 의해 발생되는 공기의 움직임을, 챔버의 일단부에 마련된 구멍으로부터 분출시키는 것이다. 이 구멍으로부터 분출된 공기는 합성 분류라 불리우고, 공기의 혼합을 촉진하여 상기 온도 경계층의 파괴를 야기하여 종래의 팬에 의한 강제 대류에 비해 효율적으로 방열할 수 있다[예를 들어, 미국 특허 제6123145호 명세서(도8 등), 일본 특허 공개 제2000-223871호 공보(도2) 참조].

그러나, 상기 미국 특허 제6123145호 명세서에 기재된 기술에서는, 피스톤의 왕복 운동에 의한 공기 진동이 음파로서 전파하기 때문에 이 소리에 의한 소음이 문제가 된다. 또한, 최근의 IC의 고클럭화에 의해 발생되는 열량은 증가의 일로를 걷고 있으므로, 예를 들어 그 발열에 의해 방열핀 부근에 형성되는 온도 경계층을 파괴하기 위해서는 그 IC나 방열핀을 향해 지금까지보다 다량의 공기를 송입해야만 한다. 그렇게 하면, 상기 미국 특허 제6123145호 명세서에 있어서의 도1a 등에 도시된 장치와 같이 진동막을 진동시켜 공기를 분출시키는 장치라도, 그 진동의 진폭을 올려 공기의 분출량을 올려야 한다. 따라서 그 진동막의 진동수가 가청대역에 있는 경우에는, 그 진동막의 소음도 문제가 된다. 반대로, 진동수를 낮추면 소음은 저감하지만 공기의 분출량이 적어진다.

이상과 같은 사정에 비추어, 본 발명의 목적은 가능한 한 소음의 발생을 억제하면서 발열체로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 기체 분출 장치, 상기 기체 분출 장치가 탑재된 전자 기기 및 기체 분출 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 기체 분출 장치는 진동체를 갖고, 상기 진동체의 진동에 의해 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 약해지도록 상기 기체를 맥류로서 분출하는 복수의 분출부와, 상기 진동체의 진동의 주파수를 제어하는 제1 제어 수단을 구비한다.

본 발명에 있어서, 서로 약해지도록이라 함은 진동체에 의해 발생된 음파가 전파되는 영역의 일부 또는 전부에 있어서 상기 음파가 서로 약해지도록 하는 것이다.

본 발명에서는, 복수의 분출부에 의해 기체가 분출할 때에 발생되는 음파가 서로 약해지도록 기체가 분출되기 때문에 소음을 저감할 수 있다. 특히, 제1 제어 수단에 의해 진동체의 주파수를 최적의 주파수로 함으로써 소음을 억제하면서 기체의 분출량을 가능한 한 많게 하여 효과적으로 발열체를 방열할 수 있다. 음파가 서로 약해지도록 하기 위해서는, 예를 들어 각각의 음파의 위상을 옮기는 것을 생각할 수 있다. 또는, 음파가 서로 약해지도록 하기 위해서는 적어도 하나의 진동체로 구획하는 각 챔버를 형성하고, 상기 진동체를 진동시켜 상기 각 챔버로부터 번갈아 기체를 분출시키도록 하면 된다.

또한, 복수의 분출부는 예를 들어 기체를 분출시키기 위한 개구부를 복수 갖는 하나의 하우징, 또는 개구부를 적어도 하나 갖는 복수의 챔버(혹은 하우징) 등으로 구성된다. 후자의 경우, 예를 들어 하나의 하우징의 내부에 적어도 하나의 진동체가 설치되고, 이 진동체가 구획이 되어 하우징 중에 복수의 챔버가 형성되는 형태를 생각할 수 있다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체의 진폭을 제어하는 제2 제어 수단을 더 구비한다. 예를 들어 진동체의 진폭을 최적의 진폭으로 함으로써 원하는 기체의 분출량을 얻을 수 있다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체는 최저 공진 주파수가 200 (Hz) 이하이다. 일반적으로, 최저 공진 주파수보다 낮은 주파수 대역에 있어서의 진동체로부터 발생되는 소리의 음압 레벨을 나타내는 기울기 또는 곡선은, 진동체에 따르지 않고 거의 동일하다. 따라서, 최저 공진 주파수가 낮을수록 상기 최저 공진 주파수보다 낮은 주파수 대역에서 진동시킨 진동체의 음압 레벨을 가능한 한 크게 할 수 있다. 즉, 진폭을 크게 할 수 있으므로 기체의 분출량을 가능한 한 많게 할 수 있다. 또한, 주파수는 낮을수록 사람의 청감은 둔해지는 경향이 있으므로, 진동체의 구동 주파수 대역이 200 (Hz) 이하이면 사람의 청감 특성을 고려한 경우에 정숙성을 유지할 수 있다. 최저 공진 주파수를 150 (Hz) 이하로 하고, 150 (Hz) 이하의 주파수 대역에서 진동시키는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 100 (Hz) 이하로 제어한다. 이에 의해, 사람의 청감 특성을 고려한 경우 소음을 보다 저감시킬 수 있다. 특히, 주파수를 35 (Hz) 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 거의 수직인 면을 갖고, 상기 면의 면적이 70,000 (㎟) 이하인 경우 상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 100 (Hz) 이하로 제어하고, 상기 제2 제어 수단은 상기 진폭을 1 (mm) 내지 3 (mm)로 제어한다. 진동체의 면의 면적을 70,000 (㎟) 이하로 한 것은, 예를 들어 데스크탑형 또는 랩탑형의 PC에 기체 분출 장치를 내장하고자 해도 기체 분출 장치가 크기 때문에 내장할 수 없을 가능성이 있어 실용화에는 적합하지 않기 때문이다.

이 경우에, 주파수가 100 (Hz) 이하이며 진폭이 1 mm 미만인 경우에는, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해서는 진동체의 면의 면적을 상당히 크게 해야만 해 실용화에 적합하지 않다.

한편, 예를 들어 진동체의 면의 면적이 70,000 (㎟) 정도이며 100 (Hz) 근방에서 진동체를 진동시키는 경우에는, 진폭이 3 (mm)를 넘으면 진동체의 관성도 커져 기구적으로 부하가 커지기 때문이다. 주파수가 100 (Hz) 이하인 경우는, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해 진폭을 1.5 (mm) 내지 3 (mm)로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 특히 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 거의 수직인 면을 갖고, 상기 면의 면적이 70,000 (㎟) 이하인 경우, 상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 35 (Hz) 이하로 제어하고, 상기 제2 제어 수단은 상기 진폭을 1 (mm) 내지 5 (mm)로 제어함으로써 소음을 보다 저감할 수 있다. 주파수가 35 (Hz) 이하이며 진폭이 1 mm 미만인 경우에는, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해서는 후술하는 진동체의 면의 면적을 상당히 크게 해야만 해 실용화에는 적합하지 않다.

한편, 예를 들어 진동체의 면의 면적이 70,000 (㎟) 정도이며 35 (Hz) 근방에서 진동체를 진동시키는 경우에는, 진폭이 5 (mm)를 넘으면 진동면이 큰만큼 진동체의 관성도 커져 기구적으로 부하가 커지기 때문이다. 주파수가 35 (Hz) 이하인 경우는, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해 진폭을 2 (mm) 내지 5 (mm)로 하는 것이 보다 바람직하다. 이상적으로는 3 (mm) 내지 5 (mm)이다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에는 거의 수직인 면을 갖고, 상기 면의 면적이 1,500 (㎟) 내지 70,000 (㎟)이다. 예를 들어, 1,500 (㎟) 미만으로 하면, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해서는 주파수가 상술한 200 (Hz)를 초과해야만 해 소음이 증가하거나, 또는 진폭을 예를 들어 5 (mm) 이상으로 해야만 해 실용화에는 적합하지 않다. 이 경우, 진동면의 면적이 2,000 (㎟) 이상인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 거의 수직인 면을 갖고, 상기 제1 제어 수단에 의해 구동되는 상기 주파수를 A (Hz), 상기 제2 제어 수단에 의해 구동되는 상기 진폭을 B (mm), 상기 면의 면적을 C (㎟)라 한 경우, A × B × C = 100,000 (㎣/s) 내지 10,000,000 (㎣/s)이다. 이 범위이면, 원하는 기체의 분출량을 얻을 수 있어, 효과적으로 방열 처리할 수 있는 동시에 소음을 저감할 수 있다. 특히, A × B × C = 200,000 (㎣/s) 이상인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 진동체의 전후의 흔들림 폭은 진폭(B)의 배이며, 진동체가 진동판을 갖는 경우 그 진동판의 표면과 이면을 이용한 경우에는 C는 진동판의 상기 표면 또는 이면의 면적의 배이다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 각 분출부로부터 분출된 상기 기체가 공급되는 발열체와, 상기 발열체의 주위의 기체와의 사이의 영역의 열저항이 0.7 (K/W) 이하이고, 상기 음파의 음원으로부터 대략 1 (m) 떨어진 위치에서의 소음 레벨이 30 (dBA) 이하이다. 열저항은 기체 분출 장치의 냉각 능력이기도 하다. 소음 레벨을 25 (dBA) 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 발열체로서는, 예를 들어 IC 칩이나 저항 등의 전자 부품, 혹은 방열핀(히트싱크) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않고 발열하는 것이면 무엇이라도 좋다. 이하, 마찬가지이다.

그 경우, 상기 각 분출부와 상기 발열체를 포함한 포락 체적이 250 (㎤) 이하이다.

혹은, 상기 각 분출부로부터 분출된 상기 기체가 공급되는 발열체와, 상기 발열체의 주위의 기체와의 사이의 영역의 열저항이 0.5 (K/W) 이하이고, 상기 음파의 음원으로부터 대략 1 (m) 떨어진 위치에서의 소음 레벨이 30 (dBA) 이하이고, 상기 각 분출부와 상기 발열체를 포함한 포락 체적이 500 (㎤) 이하이다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 수직인 면에 대해 거의 대칭인 형상을 갖는다. 이러한 대칭 구조로 함으로써, 각 음파의 진폭 등을 동일하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 그 음파의 왜곡 성분인 고조파의 진폭 등도 가능한 한 동일하게 할 수 있으므로 소음을 보다 저감시킬 수 있다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 진동체는 진동하는 방향에 수직인 면을 갖고, 상기 면에 대해 비대칭인 형상을 갖는 제1 진동체와, 상기 제1 진동체와 거의 동일 형상을 갖고, 상기 제1 진동체의 진동 방향과 거의 동일 방향으로 진동하도록, 또한 상기 진동 방향에서 상기 제1 진동체와는 반대 방향으로 배치된 제2 진동체로 구성된다. 이러한 구성에 따르면, 비대칭인 형상을 갖는 진동체라도 서로 반대 방향으로 배치함으로써 전체적인 대칭성을 확보할 수 있다. 따라서, 복수의 분출부에 의해 발생되는 각각의 음파의 파형을 가능한 한 동일하게 할 수 있어, 정숙성의 향상을 도모할 수 있다. 비대칭인 형상의 진동체로서는, 예를 들어 코일부나 마그네트부를 갖는 스피커의 형상을 갖는 것을 이용할 수 있다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 각 분출부는 거의 용적이 동등해지도록 상기 진동체에 의해 구획되어 형성되고, 상기 기체를 분출시키기 위한 복수의 챔버를 갖는 하우징을 갖는다. 예를 들어, 하우징이 각 챔버와 외부를 각각 연통시키는 복수의 개구부를 가짐으로써 개구부를 거쳐서 기체를 분출시킬 수 있다. 본 발명에서는, 각 챔버의 용적을 동등하게 함으로써 각각 발생되는 기체의 분출량, 혹은 소리의 진폭 등을 동일하게 할 수 있다. 따라서, 효과적으로 방열 처리할 수 있는 동시에 소음을 가능한 한 저감할 수 있다. 본 발명의 기체 분출 장치는, 각 분출부가 각각 하우징을 갖는 것은 아니며, 분출부가 전부 모여 하나의 하우징을 구성하는 것이다. 진동체는 하나라도 좋고, 복수라도 좋다. 이하, 마찬가지이다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 각 분출부는 상기 진동체에 의해 구획되어 형성되고, 상기 기체를 분출하기 위한 복수의 챔버를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 외부에 배치되고 상기 진동체를 구동하기 위한 액튜에이터를 갖는다. 액튜에이터가 하우징의 외부에 배치되면, 각 챔버의 용적을 가능한 한 동등하게 할 수 있다. 또한, 액튜에이터가 하우징의 내부에 있으면 챔버에 그 액튜에이터의 열이 가득 찰 가능성이 있고, 열이 가득 차면 방열 능력이 저하한다. 그러나, 본 발명에서는 그와 같은 문제를 회피할 수 있다. 이에 의해, 상기한 바와 같이 효과적으로 방열 처리할 수 있는 동시에 소음을 가능한 한 저감할 수 있다.

본 발명의 일형태에 따르면, 상기 하우징은 상기 외부로부터 상기 각 챔버 중 적어도 하나의 챔버에 걸쳐 관통하는 구멍부를 갖고, 상기 기체 분출 장치는 상기 구멍부에 삽입 관통되어 상기 진동체에 설치되고 상기 액튜에이터와 일체적으로 가동하는 로드와, 상기 구멍부에 설치되고 상기 로드를 지지하는 지지 부재를 더 구비한다. 지지 부재가 설치됨으로써 로드의 흔들림을 억제할 수 있어, 진동체를 안정적으로 진동시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 지지 부재가 구멍부를 덮어 하우징을 밀폐하도록 설치함으로써 진동체가 진동하였을 때에 하우징 내부의 기체가 상기 구멍부로부터 누설되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 관한 전자 기기는, 발열체와 진동체를 갖고, 상기 진동체의 진동에 의해 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 약해지도록 상기 기체를 맥류로서 상기 발열체에 분출하는 복수의 분출부와, 상기 진동체의 진동의 주파수를 제어하는 수단을 구비한다.

본 발명에서는, 진동체의 주파수를 최적의 주파수로 함으로써 소음을 억제하면서 기체의 분출량을 가능한 한 많게 하여 효과적으로 발열체를 방열할 수 있다. 전자 기기로서는, 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistance), 카메라, 디스플레이 장치, 오디오 기기, 그 밖의 전화 제품 등을 들 수 있다.

본 발명에 관한 기체 분출 방법은, 진동체의 진동에 의해 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 약해지도록 상기 기체를 맥류로서 분출하는 공정과, 상기 진동체의 진동의 주파수를 제어하는 공정을 구비한다.

본 발명에서는, 진동체의 주파수를 최적의 주파수로 함으로써 소음을 억제하면서 기체의 분출량을 가능한 한 많게 하여 효과적으로 발열체를 방열할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 가능한 한 소음의 발생을 억제하면서, 발열체로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열할 수 있다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 사시도이다.

도2는 도1에 도시한 기체 분출 장치의 단면도이다.

도3은 IC 칩 등을 방열할 때의 예를 도시한 사시도이다.

도4는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 단면도이다.

도5는 도4에 도시한 A-A선 단면도이다.

도6은 도4에 도시한 기체 분출 장치의 노즐의 수를 더욱 늘린 기체 분출 장치 및 히트싱크를 도시한 평면도이다.

도7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 단면도이다.

도8a 및 도8b는 도1에 도시한 기체 분출 장치의 각 노즐로부터 나온 음파의 측정 결과를 나타낸 도면이다.

도9a 및 도9b는 도4에 도시한 기체 분출 장치의 각 노즐로부터 나온 음파의 측정 결과를 나타낸 도면이다.

도10은 사람의 청감 특성을 나타낸 그래프이다.

도11은 최저 공진 주파수(f0)가 110 (Hz)인 스피커의 음향 특성의 예를 나타낸 도면이다.

도12는 최저 공진 주파수(f0)가 200 (Hz)인 스피커의 음향 특성의 예를 나타낸 도면이다.

도13은 평가치 등과 기체의 유속과의 관계를 나타낸 표이다.

도14는 상기 평가치와 기체가 분출될 때의 유속과의 관계를 나타낸 그래프이다.

도15는 소음 레벨과 열저항과의 특성을 나타낸 도면이다.

도16은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 단면도이다.

도17은 도16에 도시한 기체 분출 장치의 변형예를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 사시도이다. 도2는 그 단면도이다.

기체 분출 장치(1)는 1개의 하우징(22)을 갖고 있다. 하우징(22)의 내부에는 진동체(25)가 배치되어 있고, 하우징(22)의 내부는 이 진동체(25)에 의해 2개의 챔버(22a 및 22b)로 구획되어 있다. 챔버(22a 및 22b)에는 예를 들어 공기가 포함되어 있다. 이와 같이 구획된 챔버(22a 및 22b)와 하우징(22)의 외부를 각각 연통시키도록 하우징(22)에 개구부(22c 및 22d)가 각각 복수 형성되어 있다. 이 경우, 개구부(22c)의 수와 개구부(22d)의 수가 동등해지도록 구성된다. 이 개구부[22c(22d)]는 1개라도 좋다. 개구부(22c 및 22d)에는, 각각 챔버(22a 및 22b) 내의 공기를 분출 가능한 노즐(23 및 24)이 설치되어 있다. 노즐(23) 등은 반드시 필요한 것은 아니며, 개구부(22c) 등이 형성되어 있을 뿐이라도 좋다.

진동체(25)는 진동판(27)을 갖고 있고, 진동판(27)은 예를 들어 유연한 막 형상의 물질, 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate) 필름 등에 의해 형성되어 있다. 진동체(25)는, 예를 들어 스피커의 구조를 갖고 있고, 도시하지 않은 코일, 마그네트 등으로 되어 있다. 진동체(25)는 제어부(20)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 제어부(20)는, 예를 들어 진동체(25)의 코일에 정현파의 교류 전압을 인가하기 위한 전원 회로, 진동체(25)의 진동의 파형을 제어하기 위한 제어 회로 등을 갖고 있다. 제어 회로는, 특히 진동체(25)에 가하는 전압, 즉 진폭, 혹은 구동 주파수 등을 제어하도록 되어 있다.

하우징(22)은 강성이 높은 물질, 예를 들어 알루미늄 등의 금속이나 플라스틱에 의해 구성되어 있다. 형상은 예를 들어 직방체 형상이다. 하우징(22)은, 예를 들어 형상, 재질, 개구부 등의 형상을 동등하게 한 것을 이용한다.

이상과 같이 구성된 기체 분출 장치(1)의 작용을 설명한다. 제어부(20)가 진동체(25)를 소정의 주파수로 구동하고, 진동판(27)을 정현파 진동시킴으로써 챔 버(22a 및 22b)의 압력이 번갈아 증감한다. 이에 수반하여, 개구부(22c 및 22d)를 거쳐서 공기의 흐름이 발생한다. 이 공기의 흐름은, 노즐(23, 24)에 있어서 하우징(22)의 내부로부터 외부로, 외부로부터 내부로 흐르도록 번갈아 발생한다. 노즐(23) 등으로부터 분출되는 공기는 합성 분류가 된다. 합성 분류라 함은, 노즐(23) 등으로부터 공기가 분출됨으로써 분출된 공기의 주위의 기압이 낮아지므로 분출된 공기의 주위에 있는 기체가 말려 들어가게 됨으로써 발생하는 분류이다. 즉, 분출된 공기와 그 주위의 공기가 합성되어 분류가 된다. 이와 같이 챔버(22a 및 22b)의 외부로 공기가 맥류로서 분출됨으로써 이 분출된 공기를 예를 들어 IC칩이나 히트싱크 등의 발열체에 불어대어 효과적으로 방열할 수 있다.

한편, 진동판(27)의 진동에 의해 노즐(23 및 24)로부터 음파가 번갈아 발생하여, 이 음파가 공기 중을 전파한다. 노즐(23 및 24)로부터 발생하는 음파는, 챔버(22a 및 22b)의 형상 등 개구부(22c 및 22d)의 형상, 노즐(23 및 24)의 형상 등을 동등하게 하고 있으므로 파형이 동등하고 위상이 반전된 것이 된다. 따라서, 노즐(23 및 24)을 거쳐서 발생되는 음파가 상쇄되어 소음을 억제할 수 있다.

여기서, 노즐(23, 24)의 간격(d)은 d 〈 λ/2(λ는 발생하는 음파의 파장)가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 이 식을 충족시키도록 하면, 노즐(23) 등으로부터 발생한 음파의 거의 최대 진폭끼리 서로 강해지는 부분이 없어지므로 소음의 발생을 가능한 한 방지할 수 있다.

도3은 기체 분출 장치(1)를 이용하여, 예를 들어 IC칩 등을 방열할 때의 예를 도시한 사시도이다. IC 칩(50)은 예를 들어 히트 스프레더(또는 히트 파이프의 기능을 갖는 열수송체)(51) 등에 접촉하여 설치되고, 히트 스프레더(51)에는 복수의 히트싱크(52)가 설치되어 있다. 기체 분출 장치(1)는, 예를 들어 노즐(23 및 24)로부터의 기체의 분출 방향을 히트싱크(52)를 향해 배치되어 있다.

IC 칩(50)으로부터 발생되는 열은 히트 스프레더(51)로 확산되어 히트싱크(52)로 전달된다. 그렇게 하면, 히트싱크(52)의 근방은 고열의 공기가 체류하여 온도 경계층이 형성된다. 그래서, 예를 들어 진동체(25)의 진동에 의해 노즐(23 및 24)로부터 발생된 분류를 히트싱크(52)를 향해 불어댄다. 이 분류에 의해 상기 온도 경계층이 파괴되어 효율적으로 방열된다.

도4 및 도5는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 단면도이다. 도5는 도4에 도시한 A-A선 단면도이고, 도4는 도5에 도시한 B-B선 단면도이다. 이 기체 분출 장치(61)는 하우징(68) 내에 챔버(62a 및 62b)를 갖고 구성되어 있다. 챔버(62a 및 62b)는 하우징(68) 및 하우징(68) 내에 설치된 벽(69)에 의해 구성되어 있다. 챔버(62a 및 62b)에는 진동체(65a 및 65b)가 각각 배치되어 있다. 진동체(65a 및 65b)의 구성은, 예를 들어 도1 및 도2에서 도시한 진동체(25) 등과 마찬가지이다. 하우징(68)에는 챔버(62a 및 62b)에 내부가 각각 연통되는 노즐(63a 및 63b)이 설치되고, 이에 의해 챔버(62a 및 62b)로부터 공기가 각각 토출된다. 진동체(65a 및 65b)는 벽(69)에 설치된 개구부(66a 및 66b)를 각각 폐색하도록 설치되어 있다. 진동체(65b)가 챔버(62a) 내의 공기를 진동시킴으로써, 노즐(63a)로부터 공기를 토출시킨다. 또한, 진동체(65a)가 챔버(62b) 내의 공기를 진동시킴으로써 노즐(63b)로부터 공기를 토출시킨다. 진동체(65a 및 65b)는 도2에 도시한 제어부(20)와 마찬가지로 도시하지 않은 제어부에 접속되고, 예를 들어 서로 역위상이며, 또한 동일 진폭으로 진동하도록 제어된다.

이와 같이, 진동체(65a 및 65b)가 진동 방향(R)과 동일해지도록, 또한 서로 역방향이 되도록 배치됨으로써 스피커와 같이 비대칭인 형상을 갖는 진동체라도 전체적인 대칭성을 확보할 수 있다. 따라서, 노즐(63a 및 63b)로부터 발생되는 각각의 음파의 파형을 가능한 한 동일하게 할 수 있어 정숙성의 향상을 도모할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 기체 분출 장치(61)에 대해 진동체를 2개 이용한 구성을 나타냈지만, 진동체를 짝수개 이용하면 마찬가지로 음파는 서로 약해지게 된다.

도6은 도4 및 도5에 도시한 기체 분출 장치(61)의 노즐(63a 및 63b)의 수를 더욱 늘린 기체 분출 장치 및 히트싱크를 도시한 평면도이다. 이 히트싱크(31)는 예를 들어 그 하나하나의 핀 부재(32)의 공기의 유통부(32a)에, 각 노즐[63a(63b)]이 대향하도록 히트싱크(31)에 대해 기체 분출 장치(61)가 배치되어 있다. 이에 의해, 유효하게 히트싱크(31)를 활용할 수 있으므로 방열 효율이 향상된다.

도7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 단면도이다. 본 실시 형태에 관한 기체 분출 장치(41)는, 도2에 도시한 기체 분출 장치(1)의 진동체(25) 대신에 판형의 진동체(45)를 갖고 있다. 진동체(45)는, 예를 들어 수지제의 필름에 도시하지 않은 평면형의 코일이 부착되어 구성되어 있다. 제어부(40)에 의해 상기 코일에 교류 전압이 인가됨으로써 예를 들어 하우징(22) 내에 배치된 도시하지 않은 마그네트의 자기장을 이용하여 도면 중 상하로 진동하 도록 되어 있다. 이와 같이, 판형의 진동체(45)를 설치함으로써 챔버(22a측과 22b측)에서 대칭적인 구조로 할 수 있어 노이즈 등을 가능한 한 작게 할 수 있다.

이상과 같이, 상기 각 실시 형태에 관한 기체 분출 장치(1, 61, 41)는 발열체를 효과적으로 방열하면서 소음을 저감할 수 있지만, 발생되는 소리를 완전히 소거하는 것은 어렵다. 그 이유로서 다음 항목을 들 수 있다.

1) 노즐로부터 나오는 기본 주파수의 진폭이 진동체의 표면과 이면에서 동일하지 않다.

2) 노즐로부터 나오는 기본 주파수의 표면과 이면의 위상 어긋남이 180도로부터 어긋난다.

3) 노즐로부터 나오는 고조파(왜곡 성분)의 진폭이 진동체의 표면과 이면에서 동일하지 않다.

4) 노즐로부터 나오는 고조파의 표면과 이면의 위상 어긋남이 180도로부터 어긋난다.

예를 들어 도1 및 도2에 도시한 기체 분출 장치(1)에서는, 챔버(22b)에는 진동체(25)의 전방면이 면하고, 챔버(22a)에는 진동체(25)의 이면의 프레임(액튜에이터측)이 면하게 된다. 일반적으로 진동체(25)의 스피커와 같은 후방의 음압은 그다지 고려되어 있지 않으며, 프레임이 차음 효과를 갖는 경우가 있어 표면보다도 이면의 음압이 작다. 즉, 이 구성에서는 일반적으로는 기본파의 진폭이 표면과 이면에서 달라 노이즈가 남는다. 이 구성에서 각 노즐(23 및 24)로부터 나온 음파의 측정 결과를 도8a에 나타낸다. 상부의 그래프가 도1에서 도시한 하방의 노즐(24) 로부터 나온 음파를 나타내고, 하부의 그래프가 상방의 노즐(23)로부터 나온 음파를 나타내고 있다. 도8a로부터 노즐(24)로부터 나온 음파 쪽이 진폭이 큰 것을 알 수 있다. 또한, 그것들을 합성한 소리를 도8b에 나타낸다. 도8b로부터 알 수 있는 바와 같이 기본파의 주파수에서의 노이즈가 남아 있다.

다음에 도4 및 도5에 도시한 기체 분출 장치(61)를 이용한 경우, 각 챔버에 대해 스피커의 표면과 이면이 하나씩 면하기 때문에, 2개의 챔버(62a 및 62b)에 설치된 각 노즐(63a 및 63b)로부터 나오는 기본파의 진폭은 같은 정도가 된다. 이 경우, 기본파의 소음은 어느 정도 발생되어 있지만, 고조파 성분을 완전히 소거하고 있지 않다. 이 경우의 각 노즐(63a 및 63b)로부터 나온 음파의 측정 결과를 도9a에 나타낸다. 또한, 이들 합성음한 소리를 도9b에 나타낸다. 도9b에서는, 진폭의 스케일은 도8b에서 나타낸 것보다 작지만 고조파 성분, 즉 도9a에서 나타낸 기본파의 2차 고조파 및 그것보다 고차파가 남아 있는 것을 알 수 있다. 이것은 진동체를 복수 사용하기 위해, 그 개체차로부터 노즐로부터 나오는 고조파의 진폭과 서로 위상이 일치되지 않는 것에 따른다.

이들 과제에 대한 대책으로서는, 진동체의 구조가 가능한 한 대칭형이고, 진동체는 가능한 한 1개를 이용하여 그 양측에 챔버를 배치하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 보다 효과적인 대책으로서 기본 주파수를 가능한 한 낮추는 것이다.

여기서, 도10은 사람의 청감 특성을 나타낸 그래프이다. 이 그래프는 JIS 규격으로 규정된 등 라우드네스 곡선(A 특성의 것)이고, 20 (Hz) 내지 20 (kHz)의 주파수 대역에 있어서, 사람이 같은 음압 레벨에 노출되었을 때에 어느 정도의 크 기로 들리는지를 나타낸 것이다. 즉, 1 (kHz)의 음파를 기준으로 하여 각 주파수의 소리가 어느 정도의 크기로 들리는지를 나타낸 것이다. 이 도면으로부터, 동일한 음압 레벨이라도, 1 (kHz)의 소리에 비해 50 (Hz)의 소리는 30 (dB) 작게 들리는 것을 알 수 있다. 또한, 음압 레벨 Lp(dB)은 이하의 식으로 정의된다.

Lp = 20 log(p/p0) … 식(1)

p는 음압(Pa), p0은 기준 음압(20 μPa)이다.

20 Hz까지 낮출 것까지도 없고, 그 근방의 소리이면 청감도는 충분히 낮아 청감 특성을 고려한 A 특성의 노이즈 레벨(소음 레벨)로서는 작아진다. 또한, 기본파의 주파수를 낮게 하면, 고조파의 주파수도 그에 따라 낮아져 청감 특성이 가능한 한 낮은 곳으로 고조파의 노이즈도 갖고 갈 수 있다. 주파수를 낮춘다고 하는 것은, 노즐로부터의 기체의 분출량도 낮추는 것이 되므로, 단순히 주파수를 낮추면 되는 것은 아니다.

본 발명자들의 실험에서는, 30 Hz 정도의 기본 주파수로 충분한 소음 효과가 있는 것을 확인하고 있다. 도10에 나타낸 바와 같이, 같은 음압 레벨의 경우 주파수가 200 (Hz)로부터 100 (Hz)로 떨어지면 노이즈 레벨은 약 10 (dBA) 저하하고, 100으로부터 30 Hz로 떨어지면 노이즈 레벨은 그곳으로부터 약 20 (dBA) 더 저하한다.

단일 주파수의 소리에 대해 보면, 저주파에서의 진동체의 구동이 노이즈 레벨을 저하시키지만, 한편 상술한 바와 같이 구동 주파수가 낮으면 그만큼 진동체의 왕복 횟수가 줄기 때문에 노즐로부터의 기체의 분출량이 저하되게 된다. 그러기 위해서는 저주파에서도 충분히 진폭을 얻을 수 있는 진동체를 이용할 필요가 있다. 즉, 스피커 등의 진동체의 특성에서 생각하면, 30 (Hz)나 100 (Hz) 등, 예를 들어 200 (Hz) 이하에서의 음압 레벨이 충분히 얻어져야 한다.

도11 및 도12는 최저 공진 주파수(f0)가 각각 110 (Hz) 및 200 (Hz)인 스피커의 음향 특성의 예를 나타낸 도면이다. f0보다 높은 주파수에서의 음압 레벨은 모두 90 (dB) 정도이다. 그러나, f0보다 낮은 주파수 대역에서는, f0이 낮은 스피커 쪽이 동일한 주파수에서의 음압은 커진다. 예를 들어 50 (Hz)에서의 음압을 보면, f0 = 110 (Hz)의 스피커에서는 음압이 70 (dB)인 데 반해 f0 = 200 (Hz)의 스피커의 그것은 약 62 (dB)로 되어 있다. 이것은 f0보다 낮은 주파수 대역에서는 음압은 40 (dB/dc)의 증폭 특성이 있기 때문이다.

즉, 스피커의 특성을 상기 각 실시 형태에 관한 진동체(25) 등의 구동 특성과 동등하다고 생각한 경우, f0이 낮은 쪽이 저주파에서의 음압이 높다고 할 수 있다. 음압이 높은 쪽이 노즐로부터의 기체의 분출량 혹은 유속이 커진다. 따라서, 구동계도 포함한 진동체의 최저 공진 주파수(f0)가 낮을수록 저주파 영역에서의 분출량 또는 유속을 올릴 수 있다고 할 수 있다. 예를 들어, 30 (Hz)로 구동하는 경우 f0는 낮고, 또한 30 (Hz)에 가까운 쪽이 좋지만 본 발명자들이 행한 스피커의 실험에서는 f0 = 100 (Hz) 정도의 스피커이면 30 (Hz)로 구동한 경우라도 필요한 진동체의 음압(즉 진폭)을 얻을 수 있는 것을 알고 있다.

따라서, f0이 200 (Hz) 이하, 보다 바람직하게는 150 (Hz) 이하, 더욱 바람직하게는 100 (Hz) 이하의 진동체를 이용하여 각각의 f0보다 낮은 주파수 대역에서 진동체를 구동시키면 좋다.

상기 각 실시 형태에서 나타낸 기체 분출 장치(1, 41, 61)의 기체의 분출량을 향상시키기 위해서는 다음 요인을 생각할 수 있다.

1) 진동체의 면적이 크다.

2) 진동체의 진폭이 크다.

3) 진동체의 구동 주파수가 높다.

그래서, 본 발명자들은 다음과 같은 평가치를 생각하였다. 진동체의 구동 주파수를 A (Hz), 진동체의 진폭을 ± B (mm), 진동체의 면적(진동체가 복수인 경우는 그 합계)을 C (㎟)라 한 경우에 평가치(D) = A × B × C를 계산해 보자. 도13은 평가치 등과 기체의 유속과의 관계를 나타낸 표이다. 또한, 도14는 상기 평가치(D)와 기체가 분출될 때의 유속과의 관계를 나타낸 그래프이다. 이 경우, 유속은 기체의 분출량(단위 시간당 기체의 이동량)에 비례한다고 생각해도 좋다.

이 실험에서는, 상기 도1 및 도4에 도시한 기체 분출 장치이며, 노즐의 내경은 3 mm이고 그 개수는 32개인 것을 이용하였다. 또한, 진동체로서 시판된 스피커를 이용하였다. 20 (Hz)로부터 200 (Hz) 정도로 왕복 운동을 하는 진동체로서 가장 손쉽게 입수할 수 있는 것이 스피커이기 때문이다. 도13 및 도14로부터, 평가치(D)가 커지면 유속이 커지는 경향을 볼 수 있다.

이와 같이, 기체 분출 장치로부터 나온 공기를 히트싱크에 불어대어 방열 능력을 보면, 대개 유속이 높을수록 방열 능력이 높다. 도14로부터, 평가치(D)로부터 보면 100,000 (㎣/s)을 초과하면 열저항으로 1 (K/W) 정도가 된다. 또한, 200,000 (㎣/s)을 넘으면 0.7 (K/W)을 하회하여 그 유속이 4 (m/s)를 초과하고, 방열 디바이스로서 만족할 수 있는 값이 되는 것이 판명되었다. 덧붙여, 70 (W)급의 CPU의 방열에는 열저항 0.3 (K/W)을 하회하는 방열 디바이스가 이용되고 있다. 단, 방열 능력은 기기의 응용 상황에 따라 사양이 결정되기 때문에, 유속만으로는 평가할 수 없는 것은 고려할 필요가 있지만 대략적인 판단 재료는 된다.

여기서, JIS 규격에서는 열저항의 단위는 ((㎡K)/W)이다. 열저항의 정의는, 「생각하고 있는 2면 사이의 온도차를 열류속(熱流束) 1 (W/㎡)로 나눈 값」으로 되어 있기 때문이다. 열류속이라 함은,「단위 면적당 및 단위 시간당 이동하는 열량」(열량의 단위는 J)이다. 본 발명에서는, 상기한 바와 같이 열저항의 단위를 (K/W)로 하고, 상기「2면 사이」라 하는「면적」의 단위를 고려하고 있지 않지만, (K/W)라 하는 열저항의 단위도 일반적으로 이용되는 단위이다. 본 실시 형태의 경우, 예를 들어 발열체와 그 주위의 공기의 온도차(Δt)로 한 경우에 열저항(R)은 R = Δt/발열체의 와트수로 나타낼 수 있다.

본 실험으로부터, 구경이 크고 진폭이 클수록 유속을 크게 하는 합성 제트류를 만들 수 있다. 특히 스피커의 콘[예를 들어 도2에서 도시한 진동판(27)]의 진폭이 1 (mm) 이상인 것에서 유속이 커지고 방열 능력이 높은 것을 알 수 있었다. 진폭이 1 mm 미만인 경우에는, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해서는 상기 면적(C)을 상당히 크게 해야만 해 실용화에는 적합하지 않다. 진폭은 1 (mm)보다는 클수록 좋고, 바람직하게는 구동 주파수(A)가 100 (Hz) 이하에서 1 (mm) 내지 3 (mm), 이상적으로는 30 (Hz)에서 3 (mm) 이상이다.

또한, 진동체의 크기의 상한을 생각하면 진폭은 5 (mm) 이하로 하는 것이 바람직하다. 진동체의 크기는, 면적(C)이 70,000 (㎟) 이하, 즉 그 구경(직경)이 300 (mm) 이하가 바람직하다. 70,000 (㎟)을 초과하면, 데스크탑형 또는 랩탑형의 PC에 기체 분출 장치를 내장하고자 해도 기체 분출 장치가 커져 내장할 수 없을 가능성이 있어 실용화에는 적합하지 않기 때문이다.

면적(C)이 70,000 (㎟) 이하인 경우에, 진폭을 5 (mm) 이하로 하는 것은 다음 이유에 따른다. 즉, 면적(C)이 70,000 (㎟) 정도이며, 예를 들어 35 (Hz) 근방에서 진동체를 진동시키는 경우에는 진폭을 5 (mm)를 초과하면 진동체의 관성도 커져 기구적으로 부하가 커지기 때문이다. 또한, 이 경우 100 (Hz) 근방에서 진동체를 진동시키는 경우에는 진폭을 5 (mm)를 초과하면 진동체의 관성도 커져 기구적으로 부하가 커진다.

한편, 본 실험으로부터 구경이 60 (mm) 이상[면적(C) = 2827 (㎟)]인 스피커로 열저항 0.5 (K/W) 이하인 데이터를 얻고 있다. 면적(C)이 이 절반 정도이면 열저항이 배 정도가 될 것이라 상정하면, 면적(C)은 1500 (㎟) 이상이면 좋다. 1500 (㎟) 미만으로 하면, 원하는 기체 분출량을 얻기 위해서는 주파수가 200 (Hz)를 초과해야만 해 소음이 증가하거나, 또는 진폭을 예를 들어 5 (mm) 이상으로 해야만 해 실용화에는 적합하지 않다. 이 경우, 면적(C)이 2,000 (㎟) 이상인 것이 보다 바람직하다.

지금까지 서술한 상기 각 실시 형태에 관한 기체 분출 장치(1, 41, 61)에, 상기 면적(C)을 갖는 진동체를 적용하여 구동 주파수(A) 및 진폭(B)으로 제어함으 로써 효과적인 방열 처리를 행할 수 있는 동시에 소음을 저감할 수 있다. 특히, 노이즈 레벨이 30 (dBA) 이하, 열저항이 0.7 (K/W) 이하인 방열 디바이스를 실현할 수 있다.

도15는 소음 레벨과 열저항과의 특성을 나타낸 도면이며, 날개차를 구비한 종래의 팬과, 본 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 비교한 예를 나타낸다. 여기서의 열저항은, 발열체로서의 히트싱크와 상기 히트싱크의 주위의 공기 사이의 열저항이다. 이 도면으로부터, 종래의 팬에 비해 본 실시 형태에 관한 기체 분출 장치 쪽이, 열저항과 소음 레벨의 양쪽에 대해 좋은 값을 얻고 있는 것을 알 수 있다.

본 실시 형태에 관한 기체 분출 장치의 소형화를 지향하는 경우, 구경이 작은 진동체를 사용하는 것이 필요해진다. 그러나, 구경이 작은 것은 앞의 평가치(D)의 사고 방식으로부터 알 수 있듯이 유리하지 않다. 그 대책으로서, 진폭이 큰 진동체를 이용하면 좋다. 본 발명의 수법을 이용하면 히트싱크를 포함한 250 cc 정도의 포락 체적으로, 열저항이 0.7 (K/W) 이하, 음원으로부터 1 m 정도 떨어진 위치에서의 소음 레벨이 30 (dBA) 이하, 혹은 25 (dBA) 이하를 실현할 수 있다.

도16은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 기체 분출 장치를 도시한 단면도이다. 본 실시 형태에 관한 기체 분출 장치(71)의 진동체로서는, 도7에 도시한 판형의 진동체(45)가 이용되고 있다. 진동체(45)에는 상기 진동체(45)를 가동시키는 액튜에이터(78)의 로드(85)가 설치되어 있다. 로드(85)는 하우징(72)에 마련된 구멍부(72e)에 삽통되어 있다. 액튜에이터(78)는 요크(82), 마그네트(83), 코 일(84) 등을 갖고 있다. 제어부(70)에 의해 코일에 예를 들어 교류 전압이 인가됨으로써 로드(85)가 도면 중 상하로 이동하고, 이에 의해 진동체(45)가 진동한다.

본 실시 형태에서는, 액튜에이터(78)가 하우징(72)의 외부에 배치되어 있으므로 각 챔버(72a 및 72b)의 용적을 가능한 한 동등하게 할 수 있다. 또한, 액튜에이터(78)가 하우징(72)의 내부에 있으면 챔버(72a 또는 72b)에 그 액튜에이터(78)의 열이 가득 찰 가능성이 있다. 이 상태에서 진동체를 진동시키면, 그 열을 가진 기류가 분출되어 방열의 능력이 저하한다. 그러나, 본 실시 형태에서는 그러한 문제를 회피할 수 있다.

도17은 도16에 나타낸 기체 분출 장치의 변형예를 도시한 단면도이다. 이 기체 분출 장치(91)는 로드(85)를 지지하는 지지 부재(92)가 설치되어 있다. 이 지지 부재(92)는, 예를 들어 벨로우즈 부재로 구성된다. 이 지지 부재(92)에 의해, 진동체(45)의 진동 방향에 대한 로드(75)의 가로 흔들림을 억제할 수 있어, 진동체(45)를 안정적으로 진동시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 지지 부재(92)가 구멍부(72e)를 덮어 하우징(72)을 밀폐하도록 설치됨으로써 진동체(45)가 진동할 때에 하우징(72) 내부의 공기가 상기 구멍부(72e)로부터 누설되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 실시 형태에는 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형이 가능하다.

상기 각 실시 형태에 관한 기체 분출 장치로서는, 하우징이 하나의 예를 나타내었다. 그러나, 복수의 독립된 하우징을 준비하여 각 하우징마다 진동체를 설치하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우도, 진동체의 위상이나 주파수를 제어하여 소 음을 저감시킬 수 있다.

도7에 도시한 기체 분출 장치는, 그 진동체(45)가 코일에 의해 진동하는 예를 나타냈지만, 예를 들어 압전 디바이스를 이용한 진동체라도 상관없다. 압전체를 이용하는 경우, 기체 분출 장치가 마이크로화된 경우에 특히 유효하다.

Claims (25)

1. 진동체를 갖고, 상기 진동체의 진동에 의해 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 약해지도록 상기 기체를 맥류로서 분출하는 복수의 분출부와, 상기 진동체의 진동의 주파수를 제어하는 제1 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동체의 진폭을 제어하는 제2 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 진동체는 최저 공진 주파수가 200 (Hz) 이하인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 진동체는 최저 공진 주파수가 150 (Hz) 이하인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 100 (Hz) 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 35 (Hz) 이하로 제어 하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 거의 수직인 면을 갖고, 상기 면의 면적이 70,000 (㎟) 이하인 경우, 상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 100 (Hz) 이하로 제어하고, 상기 제2 제어 수단은 상기 진폭을 1 (mm) 내지 3 (mm)로 제어하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2 제어 수단은 상기 진폭을 1.5 (mm) 내지 3 (mm)로 제어하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
9. 제2항에 있어서, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향으로 거의 수직인 면을 갖고, 상기 면의 면적이 70,000 (㎟) 이하인 경우,

   상기 제1 제어 수단은 상기 주파수를 35 (Hz) 이하로 제어하고, 상기 제2 제어 수단은 상기 진폭을 1 (mm) 내지 5 (mm)로 제어하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 제어 수단은 상기 진폭을 2 (mm) 내지 5 (mm)로 제어하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 거의 수직인 면을 갖고, 상기 면의 면적이 1,500 (㎟) 내지 70,000 (㎟)인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 진동체는 상기 면의 면적이 2,000 (㎟) 이상인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
13. 제2항에 있어서, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 거의 수직인 면을 갖고,

    상기 제1 제어 수단에 의해 구동되는 상기 주파수를 A (Hz), 상기 제2 제어 수단에 의해 구동되는 상기 진폭을 B (mm), 상기 면의 면적을 C (㎟)로 한 경우,

    A × B × C = 100,000 (㎣/s) 내지 10,000,000 (㎣/s)인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
14. 제13항에 있어서, A × B × C = 200,000 (㎣/s) 이상인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 각 분출부로부터 분출된 상기 기체가 공급되는 발열체와, 상기 발열체의 주위의 기체 사이의 영역의 열저항이 0.7 (K/W) 이하이고, 상기 음파의 음원으로부터 대략 1 (m) 떨어진 위치에서의 소음 레벨이 30 (dBA) 이하인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 소음 레벨이 25 (dBA) 이하인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 각 분출부와 상기 발열체를 포함한 포락 체적이 250 (㎤) 이하인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 진동체는 상기 진동체의 진동의 방향에 수직인 면에 대해 거의 대칭인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 각 분출부로부터 분출된 상기 기체가 공급되는 발열체와, 상기 발열체의 주위의 기체 사이의 영역의 열저항이 0.5 (K/W) 이하이고, 상기 음파의 음원으로부터 대략 1 (m) 떨어진 위치에서의 소음 레벨이 30 (dBA) 이하이고, 상기 각 분출부와 상기 발열체를 포함한 포락 체적이 500 (㎤) 이하인 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 진동체는,

    진동하는 방향에 수직인 면을 갖고, 상기 면에 대해 비대칭인 형상을 갖는 제1 진동체와,

    상기 제1 진동체와 거의 동일 형상을 갖고, 상기 제1 진동체의 진동 방향과 거의 동일 방향으로 진동하도록, 또한 상기 진동 방향에서 상기 제1 진동체와는 반대 방향에 배치된 제2 진동체로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 각 분출부는 거의 용적이 동등해지도록 상기 진동체에 의해 구획되어 형성되고, 상기 기체를 분출시키기 위한 복수의 챔버를 갖는 하우징을 갖는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
22. 제1항에 있어서, 상기 각 분출부는,

    상기 진동체에 의해 구획되어 형성되고 상기 기체를 분출하기 위한 복수의 챔버를 갖는 하우징과,

    상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 진동체를 구동하기 위한 액튜에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 하우징은 상기 외부로부터 상기 각 챔버 중 적어도 하나의 챔버에 걸쳐서 관통하는 구멍부를 갖고,

    상기 기체 분출 장치는,

    상기 구멍부에 삽입 관통되어 상기 진동체에 설치되고 상기 액튜에이터와 일체적으로 가동하는 로드와,

    상기 구멍부에 설치되고, 상기 로드를 지지하는 지지 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 장치.
24. 발열체와,

    진동체를 갖고, 상기 진동체의 진동에 의해 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 약해지도록 상기 기체를 맥류로서 상기 발열체에 분출하는 복수의 분출부와, 상기 진동체의 진동의 주파수를 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
25. 진동체의 진동에 의해 기체가 분출될 때에 각각 발생되는 음파가 서로 약해지도록 상기 기체를 맥류로서 분출하는 공정과, 상기 진동체의 진동의 주파수를 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기체 분출 방법.

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