低共振声音合成喷射器结构的制作方法
【专利说明】低共振声音合成喷射器结构
[0001]相关串请的交叉引用
本申请为在2013年3月14日提交的美国临时专利申请序列号61/ 784，216的非临时申请，且主张对其优先权，该申请的公开内容在此通过引用并入本文中。
【背景技术】
[0002]合成喷射器促动器是广泛使用的技术，其生成流体的合成射流来影响表面上的该流体流，以从其消散热。典型的合成喷射器促动器包括限定内腔的壳体。孔口存在于壳体的壁中。促动器还包括壳体中或壳体周围的机构，其用于定期改变内室内的容积，以便生成一系列流体涡流，且从壳体的孔口射出到外部环境中。例如，容积改变机构的实例可包括例如定位在喷射器壳体中的活塞，以在活塞或作为壳体的壁的柔性膜片的往复期间使流体移入和移出孔口。柔性隔膜典型地由压电促动器或其它适合的器件促动。
[0003]典型地，控制系统用于产生容积改变机构的时间谐波运动。当机构减小室容积时，流体经由孔口从室排出。当流体穿过孔口时，孔口的尖锐边缘分流来产生卷成涡流的涡面。这些涡流在其自身的自动引起的速度下移离孔口的边缘。当机构增大室容积时，环境流体从离孔口较大距离处吸入室中。由于涡流已经移离孔口的边缘，故它们不会由进入室中的环境流体影响。当涡流远离孔口行进时，它们合成流体射流，即，〃合成射流"。
[0004]现有的合成喷射器设计的缺陷在于由合成喷射器的操作生成的噪音。由于柔性隔膜在交替运动中被引起偏转，故可听噪音是合成喷射器的操作中固有的，且合成喷射器的各种操作模式(结构/机械、盘弯曲和声学)的固有频率影响操作期间生成的噪音量。
[0005]在操作中，合成喷射器通常在其(多个)机械共振模式下或附近被激励，以便优化电气到机械的转换，且以便实现最小机械能输入下的最大偏转。尽管合成喷射器操作冷却性能在其机械共振模式下或附近操作时优化，但认识到的是，在某些频率下操作合成喷射器可生成大量噪声，因为装置的声学标记部分地由装置的驱动频率来确定。典型的合成喷射器的共振在100到170Hz的范围中；然而，将认识到的是，此共振范围在个人的听觉范围内，且因此合成喷射器在共振频率下的操作生成可听噪声。
[0006]因此，将期望的是提供具有低于或高于人类接收频带(S卩，听力范围)的机械共振的合成喷射器，如，大于30Hz或高于20kHz，以便减小合成喷射器的声学标记，同时不会影响装置的流动输出。
【发明内容】
[0007]根据本发明的一个方面，一种合成喷射器装置包括第一板、与第一板间隔开的第二板、联接到且定位在第一板与第二板之间以形成室且其中包括孔口的间隔构件，以及联接到第一板和第二板中的至少一者上以有选择地引起其偏转的促动器元件，从而改变室内的容积，以便一系列流体涡流生成且从间隔构件的孔口射出，其中所述第一板和所述第二板中的至少一者包括修改区段，其改变合成喷射器装置的机械共振，以便控制由合成喷射器装置生成的噪声水平。
[0008]根据本发明的另一个方面，一种合成喷射器装置包括第一板、与第一板间隔开的第二板、联接到且定位在第一板与第二板之间以形成室且其中包括孔口的间隔构件，以及联接到第一板和第二板中的至少一者上以有选择地引起其偏转的促动器元件，从而改变室内的容积，以便一系列流体涡流生成且从间隔构件的孔口射出。其中促动器元件、第一板和第二板中的至少一者构造成在操作期间引起合成喷射器装置的机械共振在人类可听频率范围外。
[0009]根据本发明的又一个方面，一种合成喷射器装置包括第一板、与第一板间隔开的第二板、联接且定位在第一板与第二板之间以形成室且包括其中的孔口的间隔构件，以及联接到第一板和第二板中的至少一者上以有选择地引起其偏转的压电机动促动器，从而改变室内的容积，以便流体流生成且从间隔构件的孔口射出，其中压电机动促动器构造成引起合成喷射器装置在预先确定的期望的机械共振范围内操作。
[0010]这些及其它优点和特征将从连同附图提供的本发明的优选实施例的以下详细描述中更容易清楚。
【附图说明】
[0011]附图示出了当前构想的用于执行本发明的实施例。
[0012]在附图中:
图1为可结合本发明的实施例使用的合成喷射器组件的透视图。
[0013]图2为可结合本发明的实施例使用的合成喷射器的一部分的截面。
[0014]图3为图2的合成喷射器的截面，绘出了当控制系统引起隔膜朝孔口向内行进时的喷射器。
[0015]图4为图2的合成喷射器促动器的截面，绘出了在控制系统引起隔膜远离孔口向外行进时的喷射器。
[0016]图5为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
[0017]图6A和6B为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
[0018]图7A和7B为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
[0019]图8为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
[0020]图9为根据本发明的实施例的合成喷射器的截面。
[0021]图10A-10D为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
[0022]图11为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
[0023]图12为根据本发明的实施例的合成喷射器的顶视图。
【具体实施方式】
[0024]本发明的实施例针对一种用于减小或增大合成喷射器装置的机械结构共振的设备及方法。
[0025]为了更好地理解本发明，图1-4示出了可结合本发明的实施例使用的合成喷射器组件10的总体结构，连同其操作期间各种构件的移动。尽管在图1-4中示出了特定的合成喷射器组件10，但将认识到的是，本发明的实施例可并入不同构造的合成喷射器组件，且因此，合成喷射器组件10不意味着限制本发明的范围。举例来说，并未包括用于固定定位合成喷射器的安装支架的合成喷射器组件认作是在本发明的范围内。
[0026]首先参看图1，合成喷射器组件10显示为包括截面在图2中示出的合成喷射器12，和安装支架14。在一个实施例中，安装支架14为u形安装支架，其在一个或多个位置处附连到合成喷射器12的本体或壳体16上，但将认识到的是，安装支架可构造为具有不同形状/轮廓的支架，如，构造成将圆形的合成喷射器12收纳在其中的半圆形支架。电路驱动器18可位于安装支架14外或附连到安装支架14上。作为备选，电路驱动器18可位于离合成喷射器组件10较远处。
[0027]现在一起参看图1和2，且如其中所示，合成喷射器12的壳体16限定且部分地包围其中具有气体或流体22的内室或腔20。尽管壳体16和内腔20可实际上采用根据本发明的各种实施例的任何几何构造，但出于论述和理解的目的，壳体16在图2的截面中示为包括第一板24和第二板26 (作为备选称为叶片或箔片)，其以间隔开的关系由定位在其间的隔离元件28保持。在一个实施例中，隔离元件28包括第一板24与第二板26之间的大约Imm的分离。一个或更多个孔口 30形成在第一板24和第二板26与隔离元件28的侧壁之间，以便将内腔20置于与周围的外部环境32流体连通。在备选实施例中，隔离元件28包括一个或更多个孔口 30形成在其中的前表面(未示出)。
[0028]根据各种实施例，第一板24和第二板26可由金属、塑料、玻璃和/或陶瓷形成。同样，隔离