專利名稱：低頻率的合成射流促動器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例大體涉及合成射流促動器，并且更具體而言，涉及其中具有用于 降低其結構自然頻率的元件的合成射流促動器。
背景技術：
合成射流促動器是廣泛使用的技術，其產(chǎn)生流體的合成射流來影響那個流體在表 面上的流動。典型的合成射流促動器包括限定內(nèi)部腔室的殼體。在殼體的壁中存在孔。促 動器進一步包括在殼體中或周圍的機構，以用于周期性地改變內(nèi)部腔室內(nèi)的容積，使得產(chǎn) 生一系列流體漩渦，并且將一系列流體漩渦從殼體的孔向外發(fā)射到外部環(huán)境中。容積改變 機構的實例可包括例如活塞，其定位在射流殼體中，以在活塞或作為殼體的壁的柔性隔膜 往復運動期間將流體移入和移出孔。柔性隔膜典型地由壓電促動器或其它適當?shù)钠骷?動。典型地，控制系統(tǒng)用來產(chǎn)生容積改變機構的時諧運動。當該機構使腔室容積減小 時，流體通過孔從腔室排出。當流體穿過孔時，孔的尖銳邊緣使流分開，以產(chǎn)生卷起來成為 漩渦的渦流層。這些漩渦在它們本身的自己產(chǎn)生的速度下運動遠離孔的邊緣。當該機構使 腔室容積增大時，環(huán)境流體從距孔較大距離處被抽入腔室中。由于漩渦已經(jīng)運動遠離了孔 的邊緣，所以它們不受進入腔室中的環(huán)境流體的影響。當漩渦移動遠離孔時，它們合成流體 射流，即“合成射流”。參照圖1-3，為了描述合成射流促動器的一般操作，顯示了在本領域中已知的合成 射流促動器10及其操作。合成射流促動器10包括限定和封閉內(nèi)部腔室14的殼體11。殼 體11和腔室14實際上可呈現(xiàn)任何幾何構造，但是為了論述和理解，在圖1中以截面顯示了 殼體11具有剛性側壁12、剛性前壁13和后隔膜18，后隔膜18在一定程度上是柔性的，以 允許隔膜18相對于腔室14進行向內(nèi)和向外運動。前壁13具有任何幾何形狀的孔16。該 孔與后隔膜18直接地(diametrically)相對，并且將內(nèi)部腔室14連接到具有環(huán)境流體39 的外部環(huán)境上。可由任何適當?shù)目刂葡到y(tǒng)M控制柔性隔膜18移動。例如，隔膜18可配備有金屬 層，而且金屬電極可設置在金屬層附近但與其隔開，使得隔膜18可通過在電極和金屬層之 間施加的電偏置而運動。此外，電偏置的產(chǎn)生可由任何適當?shù)难b置控制，例如但不限于計算 機、邏輯處理器或信號發(fā)生器?？刂葡到y(tǒng)M可促使隔膜18周期性地運動，或者以時諧運動 的方式進行調(diào)整，以及強制流體進入和離開孔16。備選地，壓電促動器可附連到隔膜18上。 在那種情況下，控制系統(tǒng)可促使壓電促動器振動，從而以時諧運動的方式移動隔膜18。參照圖2和3對合成射流促動器10的操作進行描述。圖2描繪了在隔膜18受控 制而如由箭頭26所描繪的那樣向內(nèi)運動到腔室14中時的合成射流促動器10。腔室14使 其容積減小，而且流體通過孔16排出。當流體通過孔16離開腔室14時，流在尖銳的孔邊 緣30處分開，并且產(chǎn)生渦流層32，渦流層32卷起來成為漩渦34，并且開始沿由箭頭36指 示的方向運動遠離孔邊緣30。
圖3描繪了在隔膜18受控制而如由箭頭38所描繪的那樣相對于腔室14向外運 動時的合成射流促動器10。腔室14使其容積增大，并且環(huán)境流體39沖入腔室14中，如由 一組箭頭40所描繪的那樣。隔膜18由控制系統(tǒng)M控制，使得當隔膜18運動遠離腔室14 時，漩渦34已經(jīng)從孔邊緣30移開了，且從而不受被抽入腔室14中的環(huán)境流體39的影響。 同時，環(huán)境流體39的射流由漩渦34合成，從而導致從遠離孔16的較大距離處抽取的環(huán)境 流體的強烈夾帶。現(xiàn)有的合成射流設計(例如圖1-3中顯示和描述的設計)的缺點在于由于合成射 流的操作而產(chǎn)生的噪音。聽得見的噪音對由被促使以交替運動的方式偏轉的柔性隔膜造成 的合成射流的操作來說是固有的，而且合成射流的各種操作模式(結構、盤彎曲和聲學)的 自然頻率會影響在操作期間產(chǎn)生的噪音量。根據(jù)現(xiàn)有設計，合成射流的結構自然頻率可達 到600Hz的水平，從而導致產(chǎn)生高水平的聽得見的噪音，這是非常不合需要的?，F(xiàn)有合成射流設計的另一個缺點在于在合成射流的操作期間消耗的功率量。合成 射流的高的結構自然頻率對應于需要提供給合成射流來使隔膜偏轉的更高的功率量。高的 功率消耗速率不僅提高了合成射流的操作成本，而且還降低了合成射流的效率。例如，當將 合成射流用作冷卻裝置時，對流冷卻受到高的功率消耗速率的不利影響，因為這種增大的 功率消耗會產(chǎn)生不需要的熱量。噪音水平和功率消耗速率兩者均為合成射流的最大偏轉的自然頻率的結果，合成 射流的最大偏轉轉而是合成射流促動器中的構件的材料屬性和形狀的結果。具體而言，現(xiàn) 有的合成射流促動器中的構件的形狀造成與其相關聯(lián)的增大的彈簧常數(shù)，從而產(chǎn)生合成射 流促動器的增大的結構自然頻率。因此，合乎需要的是提供具有低的結構自然頻率的合成射流，以便降低由于合成 射流的操作而產(chǎn)生的噪音量，并且降低在合成射流的操作期間消耗的功率量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例通過提供一種合成射流促動器及其制造方法來克服上述缺點。在 合成射流促動器的偏轉板之間提供間隔件元件，當使第一板和第二板偏轉時，間隔件元件 以彎曲運動來變形，從而降低合成射流促動器的結構自然頻率。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種合成射流促動器包括第一板、與第一板隔開且布置成 與其平行的第二板，以及設置成以便使第一板與第二板隔開且與第一板和第二板一起限定 腔室的間隔件元件。該間隔件元件包括形成于其中的至少一個孔，使得腔室與腔室外部的 環(huán)境處于流體連通，而且該間隔件元件構造成以便響應于第一板和第二板中的至少一個的 偏轉而以彎曲運動來變形。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造合成射流促動器的方法包括提供一對合成射 流板，該對合成射流板包括第一板和第二板；和將間隔部件附連到該對合成射流板上，以保 持第一板和第二板成間隔開的關系，以便限定腔室。間隔部件設置成以便響應于第一板和 第二板的偏轉而彎曲地變形，而且該間隔部件包括形成于其中的至少一個孔，使得腔室與 外部環(huán)境處于流體連通。該方法還包括將促動器元件聯(lián)接到第一板和第二板中的至少一個 上，以選擇性地促使其偏轉，從而改變腔室內(nèi)的容積，使得產(chǎn)生一系列流體漩渦，并且將一 系列流體漩渦從間隔件元件的至少一個孔發(fā)射到外部環(huán)境。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種合成射流促動器包括第一板和與第一板隔開且布置 成與其平行的第二板。該合成射流促動器還包括間隔件元件，間隔件元件設置成以便保持 第一板和第二板成間隔開的關系，以便限定腔室，間隔件元件在其中具有至少一個孔，使得 腔室與外部環(huán)境處于流體連通。合成射流促動器進一步包括聯(lián)接到第一板和第二板中的至 少一個上的促動器元件，以選擇性地促使其偏轉，從而改變腔室內(nèi)的容積，使得產(chǎn)生一系列 流體漩渦，并且將一系列流體漩渦從間隔件元件的至少一個孔發(fā)射到外部環(huán)境。該合成射 流促動器的間隔件元件包括設置成以便響應于第一板和第二板的偏轉而以彎曲運動偏轉 的順應性部件。根據(jù)結合附圖所提供的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下詳細描述，將更容易地理解這 些和其它優(yōu)點和特征。


附圖示出了為了執(zhí)行本發(fā)明而在目前構想的實施例。在圖中圖1是具有控制系統(tǒng)的現(xiàn)有技術的零凈質(zhì)量通量的合成射流促動器的截面。圖2是描繪了在控制系統(tǒng)促使隔膜向內(nèi)朝向孔而行進時的射流的圖1的合成射流 促動器的截面。圖3是描繪了在控制系統(tǒng)促使隔膜向外遠離孔而行進時的射流的圖1的合成射流 促動器的截面。圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的合成射流促動器的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成射流促動器的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成射流促動器的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成射流促動器的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成射流促動器的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成射流促動器的示意性截面?zhèn)纫晥D。50合成射流促動器52合成射流板54合成射流板56促動器元件58促動器元件60合成射流流62間隔件元件64 腔室66 孔68外部環(huán)境70彎曲方向72彎曲方向74順應性彈性體層76合成射流促動器
78間隔件元件80 狹縫82合成射流促動器84間隔件元件86外邊緣88合成射流促動器90間隔件元件92外表面94外周邊96合成射流促動器98間隔件元件100合成射流促動器102間隔件元件104第一柔性延伸部件106內(nèi)表面108第二柔性延伸部件110內(nèi)表面112剛性壁部件
具體實施例方式本發(fā)明的實施例提供了一種合成射流促動器及其制造方法。在合成射流促動器的 偏轉板之間提供了間隔件元件，當?shù)谝话搴偷诙灞淮偈蛊D時，間隔件元件以彎曲運動 來變形，從而降低合成射流促動器的結構自然頻率?，F(xiàn)在參照圖4A和4B，顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的合成射流促動器50。合成射 流促動器50包括一對合成射流板52、54，它們在圖4A和4B中顯示為第一板52和布置成與 第一板52平行的相對的第二板M。附連到第一板52和第二板M中的至少一個上或附連 到圖4A和4B中顯示的第一板和第二板兩者上的是促動器元件56、58，其設置成以便促使板 移位。在一個示例性實施例中，促動器元件56、58包括壓電元件(例如壓電盤)，壓電元件 設置成以便周期性地接收來自控制器/功率源(未顯示)的電荷，以及經(jīng)受響應于該電荷 的機械應力和/或應變。壓電元件56、58的應力/應變促使第一板52和第二板M偏轉， 使得例如實現(xiàn)板的時諧運動或振動。了解到，可選擇性地控制分別聯(lián)接到第一板52和第二 板M上的壓電元件56、58，以促使板中的一個或兩者振動，以便控制從合成射流促動器50 中排出的合成射流流60的體積和速度。定位在第一板52和第二板M之間的間隔件元件62保持第一板52和第二板M 成間隔開的關系。第一板52和第二板M以及間隔件元件62的組合在合成射流促動器50 內(nèi)限定腔室或容積64。間隔件元件62在其中包括一個或多個孔66，以使腔室64與周圍的 外部環(huán)境68處于流體連通。如圖4A和4B所示，一對孔66形成于間隔件元件62中，以允 許環(huán)境流體抽入合成射流促動器50中，以及從合成射流促動器50中排出環(huán)境流體，但是可 了解，在間隔件元件62中可形成更多或更少數(shù)量的孔(比如，例如1、3或4個孔)。如以上所闡述，選擇性地控制聯(lián)接到第一板52和第二板M上的壓電元件56、58，以促使板中的一 個或兩者振動，以便控制從孔66中的一個或兩者排出的合成射流流60的體積和速度。如圖4A所示，根據(jù)一個實施例，合成射流促動器50的間隔件元件62形成為在靜 止時具有內(nèi)凹形狀的柔性壁部件(即柔性環(huán))。也就是說，間隔件元件62形成為在不存在 促動器元件56、58引起的板52、54的任何偏轉的情況下具有內(nèi)凹形狀。柔性壁部件62構 造成使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使該柔性壁部件62以向內(nèi)和向外的 彎曲運動來變形。柔性壁部件62的向內(nèi)和向外的彎曲運動沿著與第一板52和第二板M 的偏轉方向相垂直的方向，如分別由箭頭70(指示向內(nèi)和向外的彎曲方向)和箭頭72(指 示板的偏轉方向)所指示的那樣。柔性壁部件62的內(nèi)凹結構及其在促動器元件56、58引 起板偏轉時的向內(nèi)和向外的彎曲運動提供了具有低彈簧常數(shù)的間隔件元件。柔性壁部件62 的低彈簧常數(shù)起作用，以在第一板52和第二板M的最大偏轉處降低合成射流促動器50的 自然頻率，從而允許合成射流促動器50在低頻率處操作，以及降低相關聯(lián)的噪音輸出和功 率消耗。如圖4B所示，根據(jù)一個實施例，合成射流促動器50的間隔件元件62形成為在靜 止時具有外凸形狀的柔性壁部件(即柔性環(huán))。也就是說，間隔件元件62形成為在不存在 促動器元件56、58引起的板52、54的任何偏轉的情況下具有外凸形狀。柔性壁部件62構 造成使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使該柔性壁部件62以向內(nèi)和向外的 彎曲運動來變形，如由箭頭70所指示的那樣。柔性壁部件62的外凸結構及其在促動器元 件56、58引起板偏轉時的向內(nèi)和向外的彎曲運動提供了具有低彈簧常數(shù)的間隔件元件，從 而降低合成射流促動器50的自然頻率。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，柔性壁部件62由布置成或者內(nèi)凹(圖4A)布置 或者外凸(圖4B)布置的一排順應性彈性體層74形成。例如，可提供一排硅酮層，該排硅 酮層彼此層疊，以提供內(nèi)凹形或外凸形柔性壁部件/環(huán)，其中至少一些層74具有形成于其 中的間隙，這些間隙共同形成孔66。還了解的是，例如，諸如聚碳酸酯和聚酰亞胺(Kapton) 的其它柔性材料也可用來形成柔性壁部件62的層74。在圖4A和4B的合成射流促動器50的各個實施例中，了解到，柔性壁部件62響應 于促動器元件56、58引起的板52、54的偏轉而以彎曲運動來變形，而非壓縮型以及膨脹型 變形。也就是說，例如，形成為帶卷邊(beaded)的材料的堅實的(solid)環(huán)的間隔元件會 響應于促動器元件56、58引起的板52、54的偏轉而經(jīng)受壓縮變形和膨脹變形，而非柔性壁 部件62所經(jīng)受的彎曲變形。柔性壁部件62的彎曲變形/轉換提供了比經(jīng)受壓縮變形/膨 脹變形的間隔件部件具有更低的彈簧常數(shù)的間隔元件，從而降低合成射流促動器50的自 然頻率?，F(xiàn)在參照圖5，顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的合成射流促動器76。合成射 流促動器76包括第一合成射流板52和布置成與第一合成射流板52平行的相對的第二合 成射流板M。附連到第一板52和第二板M中的至少一個上或附連到圖5所示的第一板和 第二板兩者上的是設置成以便促使板移位的促動器元件56、58。在一個示例性實施例中，促 動器元件56、58包括壓電元件(例如壓電盤)，壓電元件設置成以便周期性地接收來自控制 器/功率源(未顯示)的電荷，以及經(jīng)受響應于該電荷的機械應力和/或應變。壓電元件 56,58的應力/應變促使第一板52和第二板M偏轉，使得例如實現(xiàn)板的時諧運動或振動。了解到，可選擇性地控制分別聯(lián)接到第一板52和第二板M上的壓電元件56、58，以促使板 中的一個或兩者振動，以便控制從合成射流促動器76中排出的合成射流流60的體積和速度。定位在第一板52和第二板M之間的間隔件元件78保持第一板52和第二板M 成間隔開的關系。第一板52和第二板M以及間隔件元件78的組合在合成射流促動器76 內(nèi)限定腔室或容積64。間隔件元件78在其中包括一個或多個孔66，以使腔室64與周圍的 外部環(huán)境68處于流體連通。如圖5所示，一對孔66形成于間隔件元件78中，以允許環(huán)境 流體抽入合成射流促動器76中，以及從合成射流促動器76中排出環(huán)境流體。也就是說，如 以上所闡述，選擇性地控制聯(lián)接到第一板52和第二板M上的壓電元件56、58，以促使板中 的一個或兩者振動，以便控制從孔66中的一個或兩者排出的合成射流流60的體積和速度。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，合成射流促動器76的間隔件元件78形成 為半節(jié)管或具有形成于其中的狹縫的管。間隔件元件78可由例如切成半部或具有切割在 其中的狹縫80的導管管道(用硅酮或其它順應性材料制成)或0形圈形成。因此半節(jié)管 78構造成使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使該半節(jié)管78以向內(nèi)和向外的 彎曲運動來變形。半節(jié)管78的向內(nèi)和向外的彎曲運動沿著與第一板52和第二板M的偏 轉方向相垂直的方向，如分別由箭頭70(指示向內(nèi)和向外的彎曲方向)和箭頭72(指示板 的偏轉方向)所指示的那樣。半節(jié)管78的結構及其在促動器元件56、58引起板偏轉時的 向內(nèi)和向外的彎曲運動提供了具有低彈簧常數(shù)的間隔件元件。半節(jié)管78的低彈簧常數(shù)起 作用而在第一板52和第二板M的最大偏轉處降低合成射流促動器76的自然頻率，從而允 許合成射流促動器76在低頻率處操作，以及降低相關聯(lián)的噪音輸出和功率消耗?，F(xiàn)在參照圖6，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了具有形成為波紋管形柔性壁的 間隔件元件84的合成射流促動器82。波紋管形柔性壁84在第一板52和第二板M的外 邊緣86內(nèi)部定位在第一板52和第二板M之間(即“內(nèi)波紋管”)。波紋管形柔性壁84構 造成在其中具有多個易彎的折疊，使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使該波 紋管形柔性壁84以向內(nèi)和向外的彎曲運動來變形。波紋管形柔性壁84的向內(nèi)和向外的 彎曲運動沿著與第一板52和第二板M的偏轉方向相垂直的方向，如分別由箭頭70 (指示 向內(nèi)和向外的彎曲方向)和箭頭72(指示板的偏轉方向)所指示的那樣。波紋管形柔性壁 84的結構及其在促動器元件56、58引起板偏轉時的向內(nèi)和向外的彎曲運動提供了具有低 彈簧常數(shù)的間隔件元件。波紋管形柔性壁84的低彈簧常數(shù)起作用而在第一板52和第二板 54的最大偏轉處降低合成射流促動器82的自然頻率，從而允許合成射流促動器82在低頻 率處操作，以及降低相關聯(lián)的噪音輸出和功率消耗。現(xiàn)在參照圖7，顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的合成射流促動器88。合成射 流促動器88在其中包括形成為波紋管形柔性壁的間隔件元件90，該波紋管形柔性壁設置 成以便保持板52和板M成間隔開的關系。如圖7所示，波紋管形柔性壁90在第一板52 和第二板討的外周邊94附近附連到第一板52和第二板M中的各個的外表面92上(即 “外波紋管”)。波紋管形柔性壁90從第一板52和第二板M中延伸出來，使得波紋管形柔 性壁90的高度大于第一板和第二板之間的間隔距離。波紋管形柔性壁90還從第一板52 和第二板M中延伸出來而越過第一板52和第二板M的外周邊94，使得整個合成射流促動 器88的水平尺寸(沿方向70)得到提高。波紋管形柔性壁90構造成在其中具有多個易彎的折疊，使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使該波紋管形柔性壁90以向內(nèi) 和向外的彎曲運動來變形。波紋管形柔性壁90的向內(nèi)和向外的彎曲運動沿著與第一板52 和第二板討的偏轉方向72相垂直的方向70，并且起作用而在第一板52和第二板M的最 大偏轉處降低合成射流促動器88的自然頻率，從而允許合成射流促動器88在低頻率處操 作，以及降低相關聯(lián)的噪音輸出和功率消耗。現(xiàn)在參照圖8，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了具有形成為盒形柔性壁結構的 間隔件元件98的合成射流促動器96，該盒形柔性壁結構設置成以便保持板52和板M成 間隔開的關系。如圖8所示，柔性壁結構98在第一板52和第二板M的外周邊94附近附 連到第一板52和第二板M中的各個的外表面92上。柔性壁結構98從第一板52和第二 板M中延伸出來，使得柔性壁結構98的高度大于第一板和第二板之間的間隔距離。柔性 壁結構98還從第一板52和第二板M中延伸出來而越過第一板52和第二板M的外周邊 94，使得整個合成射流促動器96的水平尺寸(沿方向70)得到提高。柔性壁結構98構造 成使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使該柔性壁結構98以向內(nèi)和向外的彎 曲運動來變形。柔性壁結構98的向內(nèi)和向外的彎曲運動沿著與第一板52和第二板M的 偏轉方向72相垂直的方向70，并且起作用來在第一板52和第二板M的最大偏轉處降低合 成射流促動器96的自然頻率，從而允許合成射流促動器96在低頻率處操作，以及降低相關 聯(lián)的噪音輸出和功率消耗?，F(xiàn)在參照圖9，顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的合成射流促動器100。合成射 流促動器100在其中包括形成為復合間隔件元件的間隔件元件102，其設置成以便保持板 52和板M成間隔開的關系。復合間隔件元件102包括附連到第一板52的內(nèi)表面106上 的、向外延伸越過第一板52的外周邊94的第一柔性延伸部件104，以及附連到第二板M的 內(nèi)表面110上且向外延伸越過第二板M的外周邊94的第二柔性延伸部件108。具有形成 于其中的孔66的剛性壁部件112定位在第一柔性延伸部件104和第二柔性延伸部件108 之間，以保持第一柔性延伸部件和第二柔性延伸部件成間隔開的關系。復合間隔件元件102 構造成使得在促動器元件56、58引起板5254偏轉時，致使第一柔性延伸部件104和第二 柔性延伸部件108以向上和向下的彎曲運動來變形。第一柔性延伸部件104和第二柔性延 伸部件108的向上和向下的彎曲運動沿著與第一板52和第二板M的偏轉方向72平行的 方向72，并且起作用來在第一板52和第二板M的最大偏轉處降低合成射流促動器100的 自然頻率，從而允許合成射流促動器100在低頻率處操作，以及降低相關聯(lián)的噪音輸出和 功率消耗。雖然將圖4-9的合成射流促動器顯示和描述為在其中具有多個孔，但是還構想到 本發(fā)明的實施例可與單孔的合成射流促動器一起使用。另外，雖然將圖4-9的合成射流促 動器顯示和描述為具有包括在第一板和第二板中的各個上的促動器元件，但是還構想到本 發(fā)明的實施例可包括定位在板中的一個上的僅單個促動器元件。有利地，圖4-9所示的合成射流促動器的實施例在其中結合了起作用來降低合成 射流促動器的結構自然操作頻率的間隔件元件/部件。根據(jù)上面闡述的實施例，與可典型 地在600Hz或更大的結構自然操作頻率處操作的現(xiàn)有技術的合成射流促動器相比，該合成 射流促動器的結構自然操作頻率為在400Hz處或低于400Hz。另外，基于結合在其中的間隔 件元件的結構/設計，還降低了在上面闡述的合成射流促動器的操作期間產(chǎn)生的噪聲的水平。與可典型地在32dBA或更大的噪音水平處操作的現(xiàn)有技術的合成射流促動器相比，與 該合成射流促動器的操作相關聯(lián)的噪聲水平為在27dBA的水平處或低于27dBA的水平。雖然已經(jīng)結合了僅有限數(shù)量的實施例來對本發(fā)明進行詳細描述，但是應當容易地 理解，本發(fā)明不限于這種公開的實施例。相反，可修改本發(fā)明，以便結合之前未描述但與本 發(fā)明的精神和范圍相當?shù)娜魏螖?shù)量的變化、備選方案、替代或等效布置。另外，雖然已經(jīng)描 述了本發(fā)明的各種實施例，但是要理解，本發(fā)明的各方面可包括僅一些所描述的實施例。因 此，本發(fā)明不應視為受前述描述的限制，而是僅由所附的權利要求書的范圍限制。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種合成射流促動器包括第一板、與第一板隔開 且布置成與其平行的第二板，以及設置成以便使第一板與第二板隔開且與第一板和第二板 一起限定腔室的間隔件元件。間隔件元件包括形成于其中的至少一個孔，使得腔室與腔室 外部的環(huán)境處于流體連通，而且間隔件元件構造成以便響應于第一板和第二板中的至少一 個的偏轉而以彎曲運動來變形。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種制造合成射流促動器的方法包括提供一對合 成射流板，該對合成射流板包括第一板和第二板；以及將間隔部件附連到該對合成射流板 上，以保持第一板和第二板成間隔開的關系，且以便限定腔室。間隔部件設置成以便響應于 第一板和第二板的偏轉而彎曲地變形，而且間隔部件包括形成于其中的至少一個孔，使得 腔室與外部環(huán)境處于流體連通。該方法還包括將促動器元件聯(lián)接到第一板和第二板中的至 少一個上，以選擇性地促使其偏轉，從而改變腔室內(nèi)的容積，使得產(chǎn)生一系列流體漩渦，并 且將一系列流體漩渦從間隔件元件的至少一個孔發(fā)射到外部環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，合成射流促動器包括第一板和與第一板隔開且布置 成與其平行的第二板。該合成射流促動器還包括間隔件元件，間隔件元件設置成以便保持 第一板和第二板成間隔開的關系，以便限定腔室，該間隔件元件在其中具有至少一個孔，使 得腔室與外部環(huán)境處于流體連通。該合成射流促動器進一步包括聯(lián)接到第一板和第二板中 的至少一個上的促動器元件，以選擇性地促使其偏轉，從而改變腔室內(nèi)的容積，使得產(chǎn)生一 系列流體漩渦，并且將一系列流體漩渦從間隔件元件的至少一個孔發(fā)射到外部環(huán)境。該合 成射流促動器的間隔件元件包括設置成以便響應于第一板和第二板的偏轉而以彎曲運動 來偏轉的順應性部件。權利要求中聲明的內(nèi)容為新的，并且期望根據(jù)專利法得到專利保護。
權利要求
1.一種合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，包括第一板(52)；與所述第一板(52)隔開并且平行于所述第一板(52)而布置的第二板(54)；以及設置成使所述第一板(5 與所述第二板(54)隔開并且與所述第一板和第二板(52， 54) 一起限定腔室(64)的間隔件元件(62，78，84，90，98，102)，所述間隔件元件(62，78，84， 90,98,102)具有形成于其中的至少一個孔(66)，使得所述腔室(64)與所述腔室(64)外部 的環(huán)境(68)處于流體連通；以及其中，所述間隔件元件(62，78，84，90，98，10幻構造成以便響應于所述第一板和第二 板(52，M)中的至少一個的偏轉而以彎曲運動來變形。
2.根據(jù)權利要求1所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62，78，84，90，98，102)構造成在所述第一板和第二板(52，54)中的至少一個 被促使偏轉時以向內(nèi)和向外的彎曲運動來變形，所述向內(nèi)和向外的彎曲運動沿著與所述第 一板和第二板(52，M)中的所述至少一個的偏轉方向垂直的方向。
3.根據(jù)權利要求2所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62,78,84,90,98,102)包括多層的順應性彈性體結構(74)。
4.根據(jù)權利要求2所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62，78，84，90，98，10幻包括定位在所述第一板和第二板(52，54)之間的外凸 形柔性壁(6 和定位在所述第一板和第二板(52，54)之間的內(nèi)凹形柔性壁(6 中的一 個，所述外凸形柔性壁(6 和所述內(nèi)凹形柔性壁(6 中的所述一個設置成以便以向內(nèi)和 向外的彎曲運動來變形。
5.根據(jù)權利要求2所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62，78，84，90，98，10幻包括定位在所述第一板和第二板(52，54)之間且設置 成以便以向內(nèi)和向外的彎曲運動來變形的波紋管形柔性壁(84)。
6.根據(jù)權利要求2所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62,78,84,90,98,102)包括沿著所述第一板和第二板(52,54)的外周邊(94) 附連到所述第一板和第二板(52，54)中的各個的外表面(9 上的波紋管形柔性壁(90)，所 述波紋管形柔性壁(90)向外延伸越過所述第一板和第二板(52，54)的所述外周邊(94)，并 且設置成以便以向內(nèi)和向外的彎曲運動來變形。
7.根據(jù)權利要求2所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62，78，84，90，98，102)包括沿著所述第一板和第二板(52,54)的外周邊(94) 附連到所述第一板和第二板(52，54)中的各個的外表面(9 上的盒形柔性壁結構(98)，所 述盒形柔性壁結構(98)向外延伸越過所述第一板和第二板(52，54)的所述外周邊(94)，并 且設置成以便以向內(nèi)和向外的彎曲運動來變形。
8.根據(jù)權利要求2所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62,78,84,90,98,102)包括空心管(78)，該空心管(78)具有形成于其中的狹 縫(80)，所述空心管(78)設置成以便以向內(nèi)和向外的彎曲運動來變形。
9.根據(jù)權利要求1所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所述 間隔件元件(62，78，84，90，98，102)包括附連到所述第一板(5 的內(nèi)表面(106)上并且向外延伸越過所述第一板(5 的外周邊(94)的第一柔性延伸部件(104)；附連到所述第二板(54)的內(nèi)表面(110)上并且向外延伸越過所述第二板(54)的外周 邊(94)的第二柔性延伸部件(108)；以及定位在所述第一柔性延伸部件(104)和所述第二柔性延伸部件(108)之間、以保持 所述第一柔性延伸部件(104)和所述第二柔性延伸部件(108)成間隔開的關系的剛性壁 (112)，所述剛性壁(112)具有形成于其中的所述至少一個孔(66)；其中，所述第一柔性延伸部件(104)和所述第二柔性延伸部件(108)構造成以便在所 述第一板和第二板(52，M)中的至少一個被促使偏轉時以向上和向下的彎曲運動來變形， 所述向上和向下的彎曲運動沿著與所述第一板和第二板(52，M)中的所述至少一個的偏 轉方向平行的方向。
10.根據(jù)權利要求1所述的合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)，其特征在于，所 述合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)進一步包括促動器元件(56，58)，該促動器元件 (56,58)聯(lián)接到所述第一板和第二板(52，M)中的至少一個上，以選擇性地促使其偏轉，從 而改變所述腔室(64)內(nèi)的容積，使得產(chǎn)生一系列流體漩渦，并且將所述一系列流體漩渦從 所述間隔件元件(62，78，84，90，98，10幻的所述至少一個孔(66)向外發(fā)射到所述外部環(huán)境 (68)。
全文摘要
本發(fā)明涉及低頻率的合成射流促動器及其制造方法。公開了一種用于降低合成射流促動器(50，76，82，88，96，100)的結構自然頻率的系統(tǒng)和方法。提供了合成射流促動器，其包括第一板(52)、與第一板(52)隔開且布置成與其平行的第二板(54)，以及設置成以便使第一板(52)與第二板(54)隔開且與第一板和第二板(52，54)一起限定腔室(64)的間隔件元件(62，78，84，90，98，102)。間隔件元件包括形成于其中的至少一個孔(66)，使得腔室(64)與腔室(64)外部的環(huán)境(68)處于流體連通，而且間隔件元件構造成以便響應于第一板和第二板(52，54)中的至少一個的偏轉而以彎曲運動來變形。
文檔編號F04F5/00GK102102686SQ20101061569
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2009年12月16日
發(fā)明者B·P·惠倫, C·E·西萊伊, C·F·小沃爾夫, T·E·斯特徹爾, T·G·維茨爾, Y·V·厄圖卡 申請人:通用電氣公司