JP2009529119A - 流体エネルギー伝達装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照により全体として本明細書に組み入れられる「流体エネルギー伝達装置」という題のTimothy S. Lucas, Providence Forge, Virginia, U.S.A.による2006年3月7日付けの米国特許仮出願第60/780,037号に対する優先権を請求する。
本発明は概して、エネルギーを大量の流体内に搬送する器具および方法に関し、より具体的には、リニアポンプ、リニアコンプレッサ、合成ジェット、共振音響システムおよび他の流体装置に関する。
規定のエンクロージャ内部で流体にエネルギーを搬送することを目的として、先行技術では、容積式、機械的かき混ぜなどの撹拌、または、音響進行波もしくは音響定在波の適用、遠心力の適用および熱エネルギーの付加を含めた数多くのアプローチが用いられてきた。これらのさまざまな方法を用いた、流体への機械的エネルギーの伝達は、多様な用途を目的とすることができ、ほんのいくつかを挙げるだけでも、例えば圧縮、圧送、混合、霧化、合成ジェット、流体計量、サンプリング、生物兵器作用物質向け空気サンプリング、インクジェット、ろ過、化学反応に起因する物理的変化の駆動、または粉砕もしくは集塊などの懸濁した微粒子中での他の材料変化、あるいはこれらのプロセスのいずれかの組み合せが含まれうる。
これらのニーズを満たしこれまでの研究努力の制限を克服するために、本発明は、ダイヤフラムおよびピストン流体装置、例えばポンプ、コンプレッサ、合成ジェットおよび音響装置を、駆動周波数でそして時としてそのシステム共振またはその近くで駆動するための新しい浮動反動-駆動アクチュエータを用いた流体エネルギー伝達装置として提供される。さらにこれらのニーズを満たしこれまでの研究努力の制限を克服するために、本発明は、流体装置例えばポンプ、コンプレッサおよび合成ジェットのための大きなダイヤフラムおよびピストンのストロークを駆動周波数で駆動するための、ならびに時としてそのシステム共振またはその近くで駆動するための低ストローク高力アクチュエータの使用を可能にする、流体エネルギー伝達装置として提供される。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバのもう1つの部分に対して可動である部分を含み、可動部分が、可動部分の移動によってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可動部分に取付けられた可変リラクタンスアクチュエータとを含み、
可変リラクタンスアクチュエータが、(i) 可動部分に直接連結されている状態および(ii) 可動部分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
可変リラクタンスアクチュエータが、可動部分以外の該装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体エネルギー伝達装置が存在する。
チャンバと流体連通している流体入口ポートと;
チャンバと流体連通している流体出口ポートとをさらに含む、
前述および/または後述の流体伝達装置が存在し、
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバのもう1つの部分に対して可動である部分を含み、可動部分が、可動部分の移動によってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可動部分に取付けられた電気活性アクチュエータとを含み、
電気活性アクチュエータが、(i) 可動部分に直接連結されている状態および(ii) 可動部分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
電気活性アクチュエータが、可動部分以外の該装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体エネルギー伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、可撓性部分上の最大偏向点が可撓性部分上の他の任意の点よりも大きい変位を提供するような形でチャンバのもう1つの部分に対して可動である可撓性部分を含み、可撓性部分が、可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
最大偏向点以外の点において可撓性部分に取り付けられた力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、(i) 可撓性部分に直接連結されている状態および(ii) 可撓性部分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
力発生アクチュエータが、可撓性部分以外の該装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である可撓性部分を含み、可撓性部分が、可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可撓性部分の閉ループのまわりで可撓性部分を圧締めし、それにより閉ループ内部の内部区分と閉ループの外部の外部区分を含む2つの区分へと該可撓性部分を分割し、同時に、内部区分と外部区分の変位が反対方向となるように外部区分と内部区分がピボットクランプのまわりを旋回する、ピボットクランプと
可撓性部分の外部区分への取り付け点を有する少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、(i) 可撓性部分の外部区分に直接連結されている状態および(ii) 可撓性部分の外部区分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
力発生アクチュエータが、可撓性部分の外部区分以外の装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、第1の可撓性部分上の最大偏向点が第1の可撓性部分上の他の任意の点よりも大きい変位を提供するような形でチャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
最大偏向点以外の点にある該可撓性部分への取り付け点およびチャンバの第2の部分への取り付け点を有する、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、チャンバ容積の対応する変化と共に、チャンバの可撓性部分とチャンバの第2の部分との間に交互に力を加え;かつ
最大偏向点の結果として得られたピーク変位が、力発生アクチュエータの変位よりも大きい、
流体伝達装置が存在する。
第2の可撓性部分上の最大偏向点が第2の可撓性部分上の他の任意の点よりも大きい変位を提供するように、チャンバの第1の可撓性部分に対して可動であるチャンバの第2の可撓性部分を含む、チャンバの第2の部分と
最大偏向点以外の点に第2の可撓性部分への取り付け点も有する力発生アクチュエータとをさらに含み、
力発生アクチュエータが、チャンバの第1と第2の可撓性部分の間に交互に力を加え、それにより第1と第2の可撓性チャンバ部分の最大偏向点の間で力発生アクチュエータの変位よりも大きいピーク変位を結果としてもたらす、
前述および/または後述の流体伝達装置が存在する。
第1の可撓性部分が可撓性周辺部を有する第1のピストンを含み;かつ
第2の可撓性部分が可撓性周辺部を有する第2のピストンを含む、
前述および/または後述の流体伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
ゼロ曲げ変位点にある第1の可撓性部分への取り付け点およびチャンバの第2の部分への取り付け点を有し、第1の可撓性部分の曲げ変位の方向で力を発生させる、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、アクチュエータの変位と第1の可撓性部分の曲げ変位との瞬間的総和の結果として得られるチャンバ容積の変化と共に、チャンバの可撓性部分とチャンバの第2の部分との間に交互に力を加える、
流体伝達装置が存在する。
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
前述および/または後述の流体伝達装置が存在する。
チャンバの第1の可撓性部分に対して可動であるチャンバの第2の可撓性部分を含むチャンバの第2の部分と
第2の可撓性部分のゼロ曲げ変位点に第2の可撓性部分への取り付け点も有する力発生アクチュエータとをさらに含み、
力発生アクチュエータが、チャンバの第1と第2の可撓性部分の間に交互に力を加え、それにより第1と第2の可撓性チャンバ部分の最大偏向点の間で力発生アクチュエータの変位よりも大きいピーク変位を結果としてもたらす、
前述および/または後述の流体伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
ゼロ曲げ変位点にある第1の可撓性部分への取り付け点を有し、第1の可撓性部分の曲げ変位に対して横方向に力を発生させる、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、第1の可撓性部分の軸方向振動の結果もたらされるチャンバ容積の変化と共に、チャンバの第1の可撓性部分上に交互に力を加える、
流体伝達装置が存在する。
チャンバの第1の可撓性部分に対して可動であるチャンバの第2の可撓性部分を含むチャンバの第2の部分と
第2の可撓性部分のゼロ曲げ変位点に第2の可撓性部分への取り付け点も有し、かつ第2の可撓性部分の曲げ変位に対して横方向に力を発生させる、力発生アクチュエータとをさらに含み、
力発生アクチュエータが、チャンバの第1および第2の可撓性部分上に交互の横方向の力を加え、それにより第1および第2の可撓性部分の軸方向振動の結果として生じるチャンバ容積の変化がもたらされる、
前述および/または後述の流体伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
第1の可撓性部分の中心への取り付け点を有し、第1の可撓性部分の横方向曲げ変位に対して横方向に力を発生させる、力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、第1の可撓性部分の軸方向振動の結果もたらされるチャンバ容積の変化と共に、チャンバの第1の可撓性部分上に交互に力を加える、
流体伝達装置が存在する。
チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である可撓性部分を含み、可撓性部分が、可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可撓性部分の閉ループのまわりで可撓性部分を圧締めし、それにより閉ループ内部の内部区分および閉ループの外部の外部区分を含む2つの区分へと該可撓性部分を分割し、同時に、内部区分と外部区分の変位が反対方向となるように外部区分と内部区分がピボットクランプのまわりを旋回する、ピボットクランプと
可撓性部分の外部区分への取り付け点およびピボットクランプへの取り付け点を有し、可撓性部分の曲げ変位と同じ方向で力を発生させる、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、可撓性部分の曲げの結果として生じるチャンバ容積の変化と共に、ピボットクランプと可撓性部分の外部区分との間に交互に力を加える、
流体伝達装置が存在する。
この節では、本発明の態様の記述は、本発明のダイヤフラムまたはピストンに対して加えられる力を説明する複数の小見出しの下にまとめられている。力の名称は一般に、ダイヤフラム/ピストン軸(すなわち軸方向または半径方向)との関係における力の方向および作用点(例えば心上/軸上、心外れ、または圧締め点)を表わしている。
PCT特許出願第PCT/US2005/046557号は、全体が参照により本明細書に組み入れられる浮動ベンダーアクチュエータ(例えばピエゾセラミクスまたは任意の数の他の電気活性アクチュエータ)を有する反動-駆動装置について記述している。反動-駆動システムの浮動アクチュエータ原動力は、強力低ストロークアクチュエータの使用を可能にし、それにより従来のポンプおよびコンプレッサを駆動する高価な電動機は不要になる。本発明はさらに、反動-駆動システム内で使用可能なさらなるアクチュエータを提供する。反動-駆動態様では、力は軸方向に導かれる。反動-駆動アクチュエータは、その力が流体システムに加えられる場所に基づいて、(i) 軸方向またはピストン被動型、および(ii) 軸外被動型の2つの異なるクラスに分類される。
この見出しの下で論述されているアクチュエータは、ダイヤフラムをその中心で駆動するためまたはピストンを駆動するために用いられる。
軸外駆動は、反動-駆動システム内のアクチュエータのインピーダンスに負荷のインピーダンスを同調させる手段を提供し、同様に、アクチュエータに対する加速関連応力を減少させるためにも使用可能である。
本発明の以下の態様については、アクチュエータは浮動せず、その代りに流体装置のハウジングに機械的に接地される。
図19は、一般的なアクチュエータ190の底面がハウジング192に取り付けられ、その上面が、ダイヤフラム196に弾性的に連結されているスタンドオフ194に連結されている、接地されたアクチュエータの設計を例示している。同調質量198がダイヤフラム196の中心に連結されており、システム共振周波数を調整するために使用可能である。先に説明した軸外駆動の原理に従うと、アクチュエータ190の小さい偏向が、システムの機械的振幅に起因して、ダイヤフラム196の中心においてより大きな偏向を結果としてもたらす。結果として得られた増幅係数は、スタンドオフ194の直径と正比例して変動する。本発明の範囲内では、図19の流体エネルギー送達システム内で任意のタイプのアクチュエータを使用することができる。
本発明の先に記述した態様においては、ばね、ベローズ、または他の流体構成要素は、典型的にハウジング本体に圧締めされており、ばねまたはダイヤフラムの可撓性部分はアクチュエータによって駆動されている。圧締め駆動の特徴的な差異は、アクチュエータがばね、ダイヤフラムまたは他の流体構成要素の圧締め点を駆動するという点にある。定義上、曲げ部材の圧締め点またはクランプ区分というのは、クランプのために曲がったり撓んだりできない部分のことであるが、それにもかかわらず、圧締め点は通常装置ハウジングに対して移動可能である。
図30は、流体エネルギー伝達装置がエンクロージャ300、環状電気活性アクチュエータ302、ダイヤフラム304および任意の同調質量306を有する、軸方向圧締め駆動の一つの態様を例示している。アクチュエータ302の上面は、ハウジング300に対して機械的に接地されており、アクチュエータ302の底面はダイヤフラム304に取り付けられている。アクチュエータ302とダイヤフラム304の間の連結は、ダイヤフラム304の圧締め点303を含んでいる。アクチュエータ302の振動変位は、ダイヤフラム304の振動変位と同じ方向にある。電気活性アクチュエータのタイプはアクチュエータ322の主要な振動が軸方向となるような形で選択される。圧締め点303の振動変位はダイヤフラム304に伝達される。振動変位の周波数fがダイヤフラムの高次共振モードより低い場合には、ダイヤフラムは周波数fでその基本軸モードで揺動することにより応答する。駆動周波数fがシステム基本共振またはその近くである場合には、エネルギーはシステム共振に貯蔵され、ダイヤフラム304の変位は、貯蔵エネルギーに正比例して増大する。システム共振は、任意の質量306を用いて同調可能である。
以下の態様では、圧締め点上に及ぼされる力は、半径方向である。
図37Aは、本発明の屈曲半径方向駆動態様を例示する。ダイヤフラム502はその中心に取り付けられたディスク形状の電気活性アクチュエータ504を有する。ダイヤフラム502はその周囲で環状クランプ508で圧締めされ、それによりエンクロージャ500に取り付けられている。流体チャンバ506は、ダイヤフラム502、アクチュエータ504およびエンクロージャ500により画定されている。機能を説明するため、アクチュエータ504は、ピエゾセラミック材料で構築されると仮定されているが、他の任意の数の電気活性材料で構築され得る。アクチュエータ504の分極は、所与の極性の電圧の印加が該アクチュエータを主にその半径方向寸法において拡張または収縮させるようなものである。
図38は、エンクロージャ380、ダイヤフラム386、任意の同調質量388、環状電気活性アクチュエータ382および環状ナイフエッジクランプ390および392を有する、本発明の縁部被動態様を例示する。アクチュエータ382の底面は、エンクロージャ380に取り付けられている。アクチュエータ382の上面は、コネクタ384を介してダイヤフラム386の縁部または周囲に取り付けられている。アクチュエータ382が励起されると、それはZ軸に平行な力を発生させる。力が-Z方向である場合には、ダイヤフラム386の中心は+Z方向に移動する。同様に、力が+Z方向である場合には、ダイヤフラム386の中心は-Z方向に移動する。
本発明の流体エネルギー伝達装置は同様に、音響コンプレッサおよび熱音響エンジンなどの高出力共振音響負荷を駆動するために使用することもできる。米国特許第5,515,684号、第5,319,938号、第5,579,399号、第6,230,420号は、高エネルギー密度の音響共振器を設計する原理、特定的な共振器形状および高エネルギー密度の音響共振器の適用を開示しており、それらの内容は全て、全体として参照により本明細書に組み入れられる。
本発明またはPCT出願第PCT/US2005/046557号の態様のうちのいずれかにより駆動される場合、合成ジェットの流動性能を増大させるために音響共振器を使用することができる。例えば図44は、図42の態様において記述されている本発明の流体エネルギー伝達装置422により駆動される半径方向音響共振器420を有する音響的に共振する合成ジェットを例示している。合成ジェットポート426が共振器420の中心424に位置設定されている。音響共振に貯蔵され得る高レベルのエネルギーは、結果として大きな圧力揺動をもたらし、これが今度はポート426を通る大きな揺動流を生成し得る。これらの大きな揺動流は、当該技術分野において周知のとおり、共振器420の外部で脈動するジェット流を発生させる。
Claims (58)
- チャンバの少なくとも一部分が、チャンバのもう1つの部分に対して可動である部分を含み、可動部分が、可動部分の移動によってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可動部分に取付けられた可変リラクタンスアクチュエータとを含み、
可変リラクタンスアクチュエータが、(i) 可動部分に直接連結されている状態および(ii) 可動部分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
可変リラクタンスアクチュエータが、可動部分以外の該装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体エネルギー伝達装置。 - 可動部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項1記載の装置。
- アクチュエータが、可動部分から分離している装置の構成要素に対して弾性的に連結されている、請求項1記載の装置。
- 可変リラクタンスアクチュエータのエアギャップは、アクチュエータおよび移動部分が実質的にアクチュエータの変位のみに起因して第1の位置と第2の位置との間で移動するような変位振幅および周波数で揺動するように適合されており、第1の位置と第2の位置との間の距離がアクチュエータエアギャップの変位振幅よりも大きい、請求項1記載の装置。
- 可動部分がダイヤフラムを含む、請求項1記載の装置。
- 可動部分が、可撓性の周辺部を有するピストンを含む、請求項1記載の装置。
- 請求項1記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - 流体がチャンバに出入りできるようにするチャンバ内の開口部をさらに含み、該開口部を通る揺動流が合成ジェットを発生させる、請求項1記載の流体エネルギー伝達装置。
- チャンバ可動部分がベローズを含む、請求項1記載の流体エネルギー伝達装置。
- チャンバの少なくとも一部分が、チャンバのもう1つの部分に対して可動である部分を含み、可動部分が、可動部分の移動によってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可動部分に取付けられた電気活性アクチュエータとを含み、
電気活性アクチュエータが、(i) 可動部分に直接連結されている状態および(ii) 可動部分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
電気活性アクチュエータが、可動部分以外の該装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体エネルギー伝達装置。 - 可動部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項10記載の装置。
- 電気活性アクチュエータに反動質量が取り付けられている、請求項10記載の電流エネルギー伝達装置。
- 可動部分がダイヤフラムを含む、請求項10記載の流体エネルギー伝達装置。
- 可動部分が、可撓性の周辺部を有するピストンを含む、請求項10記載の流体エネルギー伝達装置。
- 請求項10記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - チャンバの少なくとも一部分が、可撓性部分上の最大偏向点が可撓性部分上の他の任意の点よりも大きい変位を提供するような形でチャンバのもう1つの部分に対して可動である可撓性部分を含み、可撓性部分が、可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
最大偏向点以外の点において可撓性部分に取り付けられる力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、(i) 可撓性部分に直接連結されている状態および(ii) 可撓性部分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
力発生アクチュエータが、可撓性部分以外の該装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体エネルギー伝達装置。 - 可動部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項16記載の装置。
- 可撓性部分がダイヤフラムを含む、請求項16記載の流体エネルギー伝達装置。
- ダイヤフラムが、最大偏向点となる中央ピストン区分をさらに含む、請求項16記載の流体エネルギー伝達装置。
- 可撓性部分が、少なくとも1つのベローズ区分を有するベローズを含む、請求項16記載の流体エネルギー伝達装置。
- ベローズが、最大偏向点となる中央ピストン区分をさらに含む、請求項20記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータがベンダーアクチュエータを含む、請求項16記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータが可変リラクタンスアクチュエータを含む、請求項16記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータが固体電気活性アクチュエータを含む、請求項16記載の流体エネルギー伝達装置。
- 請求項16記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可動部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である可撓性部分を含み、可撓性部分が、可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可撓性部分の閉ループのまわりで可撓性部分を圧締めし、それにより閉ループの内部の内部区分と閉ループの外部の外部区分を含む2つの区分へと該可撓性部分を分割し、同時に、内部区分と外部区分の変位が反対方向となるように外部区分と内部区分がピボットクランプのまわりを旋回する、ピボットクランプと
可撓性部分の外部区分への取り付け点を有する少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、(i) 可撓性部分の外部区分に直接連結されている状態および(ii) 可撓性部分の外部区分にリンクされてアクチュエータ-可動部分アセンブリを形成している状態の少なくとも一方であり;
力発生アクチュエータが、可撓性部分の外部区分以外の装置の他のいかなる構成要素に対しても事実上連結されておらずかつ事実上リンクされておらず;かつ
アクチュエータ-可動部分アセンブリが、実質的に駆動周波数でのアクチュエータの揺動にのみ起因して移動するように適合されている、
流体エネルギー伝達装置。 - チャンバの少なくとも一部分が、第1の可撓性部分上の最大偏向点が第1の可撓性部分上の他の任意の点よりも大きい変位を提供するような形でチャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
最大偏向点以外の点にある該可撓性部分への取り付け点およびチャンバの第2の部分への取り付け点を有する少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、チャンバ容積の対応する変化と共に、チャンバの可撓性部分とチャンバの第2の部分との間に交互に力を加え;かつ
最大偏向点の結果として得られたピーク変位が、力発生アクチュエータの変位よりも大きい、
流体エネルギー伝達装置。 - 第1の可撓性部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項27記載の装置。
- 力発生アクチュエータがベンダーアクチュエータを含む、請求項27記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータが可変リラクタンスアクチュエータを含む、請求項27記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータが電気活性アクチュエータを含む、請求項27記載の流体エネルギー伝達装置。
- 請求項27記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - 第2の可撓性部分上の最大偏向点が第2の可撓性部分上の他の任意の点よりも大きい変位を提供するように、チャンバの第1の可撓性部分に対して可動であるチャンバの第2の可撓性部分を含むチャンバの第2の部分と
最大偏向点以外の点に第2の可撓性部分への取り付け点も有する力発生アクチュエータとをさらに含み、
力発生アクチュエータが、チャンバの第1と第2の可撓性部分との間に交互に力を加え、それにより第1と第2の可撓性チャンバ部分の最大偏向点の間で力発生アクチュエータの変位よりも大きいピーク変位を結果としてもたらす、
請求項27記載の流体エネルギー伝達装置。 - 第1の可撓性部分が可撓性周辺部を有する第1のピストンを含み;かつ
第2の可撓性部分が可撓性周辺部を有する第2のピストンを含む、
請求項33記載の流体エネルギー伝達装置。 - チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
ゼロ曲げ変位点にある第1の可撓性部分への取り付け点およびチャンバの第2の部分への取り付け点を有し、第1の可撓性部分の曲げ変位の方向で力を発生させる、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、アクチュエータ変位と第1の可撓性部分の曲げ変位との瞬間的総和の結果として得られるチャンバ容積の変化と共に、チャンバの可撓性部分とチャンバの第2の部分との間に交互に力を加える、
流体エネルギー伝達装置。 - 第1の可撓性部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項35記載の装置。
- 力発生アクチュエータが可変リラクタンスアクチュエータを含む、請求項35記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータが固体電気活性アクチュエータを含む、請求項35記載の流体エネルギー伝達装置。
- 請求項35記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - チャンバの第1の可撓性部分に対して可動であるチャンバの第2の可撓性部分を含むチャンバの第2の部分と
第2の可撓性部分のゼロ曲げ変位点に第2の可撓性部分への取り付け点も有する力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、チャンバの第1と第2の可撓性部分の間に交互に力を加え、それにより第1と第2の可撓性チャンバ部分の最大偏向点の間で力発生アクチュエータの軸方向変位よりも大きいピーク変位を結果としてもたらす、
請求項35記載の流体エネルギー伝達装置。 - チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
ゼロ曲げ変位点にある第1の可撓性部分への取り付け点を有し、第1の可撓性部分の曲げ変位に対して横方向に力を発生させる、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、第1の可撓性部分の軸方向振動の結果もたらされるチャンバ容積の変化と共に、チャンバの第1の可撓性部分上に交互に横方向の力を加える、
流体エネルギー伝達装置。 - 可撓性部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項41記載の装置。
- 力発生アクチュエータが電気活性アクチュエータを含む、請求項41記載の流体エネルギー伝達装置。
- 請求項41記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - チャンバの第1の可撓性部分に対して可動であるチャンバの第2の可撓性部分を含むチャンバの第2の部分と
第2の可撓性部分のゼロ曲げ変位点に第2の可撓性部分への取り付け点も有し、かつ第2の可撓性部分の曲げ変位に対して横方向に力を発生させる、力発生アクチュエータとをさらに含み、
力発生アクチュエータが、チャンバの第1および第2の可撓性部分上に交互に横方向の力を加え、それにより第1および第2の可撓性部分の軸方向振動の結果として生じるチャンバ容積の変化がもたらされる、
請求項41記載の流体エネルギー伝達装置。 - チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である第1の可撓性部分を含み、第1の可撓性部分が、第1の可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
第1の可撓性部分の中心への取り付け点を有し、かつ第1の可撓性部分の軸方向曲げ変位に対して横方向に力を発生させる、力発生アクチュエータとを含み、
力発生アクチュエータが、第1の可撓性部分の軸方向振動の結果もたらされるチャンバ容積の変化と共に、チャンバの第1の可撓性部分上に交互に横方向の力を加える、
流体エネルギー伝達装置。 - 可撓性部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項46記載の装置。
- 請求項46記載の装置と
チャンバと流体連通している流体入口ポートと
チャンバと流体連通している流体出口ポートとを含み、
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を増大させるような形で入口ポートを介してチャンバ内に流体を引き込むように適合されており;かつ
該装置が、可撓性部分の移動中に、チャンバの容積を減少させるような形で出口ポートを介してチャンバ外に流体を放出するように適合されている、
ポンプ。 - チャンバの少なくとも一部分が、チャンバの第2の部分に対して可動である可撓性部分を含み、可撓性部分が、可撓性部分を曲げることによってチャンバの容積を第1の容積から第2の容積まで変化させるように適合されている、流体受入れ用チャンバと
可撓性部分の閉ループのまわりで可撓性部分を圧締めし、それにより閉ループの内部の内部区分および閉ループの外部の外部区分を含む2つの区分へと該可撓性部分を分割し、同時に、内部区分と外部区分の変位が反対方向となるように外部区分と内部区分がピボットクランプのまわりを旋回する、ピボットクランプと
可撓性部分の外部区分への取り付け点およびピボットクランプへの取り付け点を有し、可撓性部分の曲げ変位と同じ方向で力を発生させる、少なくとも1つの力発生アクチュエータとを含み、
該力発生アクチュエータが、可撓性部分の屈曲の結果として生じるチャンバ容積の変化と共に、ピボットクランプと可撓性部分の外部区分との間に交互に力を加える、
流体エネルギー伝達装置。 - 可撓性部分の変位を貯蔵エネルギーと正比例して増大させるように、アクチュエータをある周波数で駆動してエネルギーをシステム共振に貯蔵する、請求項49記載の装置。
- 力発生アクチュエータが可変リラクタンスアクチュエータを含む、請求項49記載の流体エネルギー伝達装置。
- 力発生アクチュエータが電気活性アクチュエータを含む、請求項49記載の流体エネルギー伝達装置。
- 共振音響モードを支持するための音響共振器と;
(i) 請求項1記載の流体エネルギー伝達装置、または(ii) 請求項14記載の流体エネルギー伝達装置、または(iii) 請求項18記載の流体エネルギー伝達装置、または(iv) 請求項26A記載の流体エネルギー伝達装置、または(v) 請求項27記載の流体エネルギー伝達装置、または(vi) 請求項32記載の流体エネルギー伝達装置、または(vii) 請求項37記載の流体エネルギー伝達装置、または(vii) 請求項41記載の流体エネルギー伝達装置、または(viii) 請求項46記載の流体エネルギー伝達装置、または(vii) 請求項49記載の流体エネルギー伝達装置のうちの1つである、流体エネルギー伝達装置
とを含む、
音響エネルギー伝達装置。 - 音響モードが縦モードである、請求項53記載の音響エネルギー伝達装置。
- 音響モードが半径方向モードである、請求項53記載の音響エネルギー伝達装置。
- 音響共振器が共振合成ジェットを含む、請求項53記載の音響エネルギー伝達装置。
- 音響共振器が音響コンプレッサの共振器を含む、請求項53記載の音響エネルギー伝達装置。
- 合成ジェットを含み;
該合成ジェットが(i) 請求項1記載の流体エネルギー伝達装置、または(ii) 請求項14記載の流体エネルギー伝達装置、または(iii) 請求項18記載の流体エネルギー伝達装置、または(iv) 請求項26A記載の流体エネルギー伝達装置、または(v) 請求項27記載の流体エネルギー伝達装置、または(vi) 請求項32記載の流体エネルギー伝達装置、または(vii) 請求項37記載の流体エネルギー伝達装置、または(vii) 請求項41記載の流体エネルギー伝達装置、または(viii) 請求項46記載の流体エネルギー伝達装置、または(vii) 請求項49記載の流体エネルギー伝達装置のうちの1つである流体エネルギー伝達装置により駆動されている、
合成ジェット装置。
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