超音波風扇
研究摘要:
現行的馬達風扇在科技日新月異之下遇到了瓶頸,為了追求微機械化的需要,相對於馬達也必須小型化,尤其筆記型電腦內部的體積空間較小,傳統的馬達風扇不易縮小,且移熱效果也有限,在流量及轉速部份都無法有效的提升;因此本計畫使用壓電驅動式的馬達來帶動風扇,將中心軸小型化,使風扇的截面積與弦長加大,以增加流量及減少中心軸的積熱,再設計一等效電路,取代各項實驗設備,並製作成單一個晶片,最後整合風扇葉片、轉軸、電路晶片及風扇框架,使之適合使用於有限空間中之散熱工具。壓電驅動式風扇在理論上提供了一個有別於傳統風扇的嶄新驅動形式。激發我們對於設計新的散熱風扇的思考。然而實際上它存在著幾個目前尚待解決的問題,例如了配合陶瓷片的擺放勢必在架構上必須大型化,如此一來與現今工業微小化如同反其道而行。壓電陶瓷在運作的過程中會產生熱,對於散熱產品而言這無疑也是一個最大的致命傷。凡此都有待更進一步之研發才能看得出超音波風扇之成果
技術研發成果說明:
目前國內已有許多單位從事電子元件散熱的研發,但仍著墨於傳統散熱方式的研究上,有鑑於未來對電子元件散熱上的要求,以及走向輕薄短小的趨勢,使得舊有的散熱裝置將無法勝任。因此,本計畫利用有別於傳統電動馬達驅動的方式,來發展新一代的散熱風扇裝置,而此一新構想結合熱流與機械電子兩大領域來共同發展,以為國內在熱流與機電領域做出貢獻,誠如下

技術特點說明:
壓電片:
能產生共振頻率在5000rpm~10000rpm之間, 國內自製
複合式翼型之製作:
清華大學工程與系統學系電子構裝散熱小組所研發之軸流風扇設計軟體,並提供80種AMCA之翼型資料庫
定頻IC:
晶片之設計,國內IC設計業界自製
在實做上基本上歸納出六個設計上的重點與方向。
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風扇整體架構體積應能符合小型化的需求
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轉速上應盡可能達到軸流式風扇的標準
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縮小風扇軸心面積以增加風量
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降低風扇轉動時的噪音
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力求整體架構的穩定性
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少中心積熱的問題
可利用之產業及可開發之產品:
超音波風扇設計裝置為電子元件散熱的一項利器,而發展的壓電陶瓷除了可作為本計畫中超音波風扇之動力外,亦在其他方面有極大的應用潛力,如:利用RF技術可應用於整容或骨骼矯正(external fixator)、生物醫學﹑印表機噴墨頭,以期未來能為國內的MEMS的研究與發展,在微噴射器的應用上有直接貢獻。另外、AMCA 80種翼型之建立對於Cooler風扇廠商有莫大之助益,目前有理論之翼型只有平版式及AMCA-65兩種,其他可應用之翼型只能靠經驗之累積建立,因此如何將各種可能應用之翼型資料庫建立於目前之風扇設計軟體為幫前之要務。
