JP2019531201A - 超音波流体除去システム - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (31)
- 第1の表面、前記第1の表面とは反対側を向いた第2の表面、および前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する少なくとも1つの縁部によって画定された塊体を有するプレートと、
前記プレートに結合された1つ以上のトランスデューサであって、前記1つ以上のトランスデューサの各々が、前記プレートから流体の液滴を超音波で除去するために、伝播方向に前記プレートを通って伝播する超音波を発生するように動作可能である1つ以上のトランスデューサと、
を備え、
前記プレートが、前記1つ以上のトランスデューサによって発生される超音波の経路内に配置された1つ以上の構造であって、前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波の前記伝播方向とは反対の方向に伝播する所定量の超音波エネルギーを達成するために前記プレート内の超音波の伝播を制御するように構成された1つ以上の構造を備え、前記1つ以上の構造の各々の形状の1つ以上のパラメータの値が、前記構造に入射する超音波に対して所定の効果を達成するように予め決定されているシステム。 - 前記1つ以上のパラメータが、以下のうちの任意の1つ以上、すなわち、
前記第1の表面および/または前記第2の表面に垂直な方向における前記構造の高さ、
前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波の前記伝播方向に垂直な方向における前記構造の長さ、
前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波が伝播する方向に沿った、前記1つ以上のトランスデューサからの前記構造の距離、
前記第1の表面および/または前記第2の表面に対する前記構造の角度、
前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波が伝播する前記方向に対する前記構造の角度、
前記構造の表面の形状、
前記構造の表面の曲率
のうちの任意の1つ以上を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記1つ以上の構造が、前記1つ以上の構造に入射する少なくとも一部の超音波エネルギーを散乱、吸収、および/または反射するように構成されている、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記1つ以上の構造が、前記プレートの材料における不連続部であって、実質的に前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在し、前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波の前記伝播方向に対して傾斜した方向に長さを有する不連続部を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記不連続部が、以下のうちの1つ、すなわち、
前記プレートの縁部、
前記第1の表面と前記第2の表面との間で前記プレートを貫通する孔、
前記プレートの前記塊体中の空隙、
すぐ近傍の領域とは異なる材料特性を有する、前記プレートの前記塊体の領域
のうちの1つを含む、請求項3または4に記載のシステム。 - 前記構造が、前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波の前記伝播方向に垂直な方向の、前記プレートの長さと実質的に等しい、前記1つ以上のトランスデューサによって発生される前記超音波の前記伝播方向に垂直な前記方向の長さを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記プレートが、第1の縁部と、前記第1の縁部とは反対側にある第2の縁部とを備え、前記1つ以上のトランスデューサが、前記第1の縁部の比較的近くかつ前記第2の縁部から比較的遠くで前記プレートに取り付けられており、前記第2の縁部に向かって主伝播方向に伝播する超音波を発生するように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記1つ以上の構造が、少なくとも1つの吸収構造を備え、前記少なくとも1つの吸収構造が、前記第2の縁部にまたはその近くに配置されており、前記少なくとも1つの吸収構造がない場合に伝播するであろう反射超音波エネルギーの量と比較して、前記主伝播方向とは反対の方向に伝播する反射超音波エネルギーの量を低減するように構成されている、請求項7に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの吸収構造が、所定量の入射超音波エネルギーを散乱するように構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 散乱される入射超音波エネルギーの前記所定量が、前記プレート内における進行超音波に対する定在超音波の所定の比を達成するように設定されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの吸収構造が、前記プレートの前記塊体中に複数の孔を備え、前記複数の孔が、実質的に前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する、請求項8〜10のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記複数の孔が、前記第2の縁部の近傍に所定のパターンで配置されている、請求項11に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの吸収構造が、実質的に前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する、前記プレートの前記塊体中の不連続部を備え、前記不連続部が、前記不連続部と前記第1の縁部との間の前記伝播方向に沿った距離が、前記主伝播方向に垂直な軸線に沿って変化するように波形形状を有する、請求項8〜10のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記不連続部が、前記1つ以上のトランスデューサによって発生される超音波の入射角が、前記主伝播方向に垂直な方向の前記不連続部の長さに沿って変化するような形状を有する、請求項13に記載のシステム。
- 前記不連続部が、前記プレートの前記第2の縁部を含む、請求項13または14に記載のシステム。
- 前記1つ以上のトランスデューサが、前記第1の縁部に向かって副伝播方向に伝播する超音波を発生するように構成されており、前記1つ以上の構造が、前記第1の縁部にまたはその近くに配置された少なくとも1つの増幅構造であって、前記少なくとも1つの増幅構造がない場合に伝播するであろう反射超音波エネルギーの量と比較して、前記副伝播方向とは反対の方向に伝播する反射超音波エネルギーの量を増大させるように構成された少なくとも1つの増幅構造を備える、請求項7〜15のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの増幅構造が、所定量の入射超音波エネルギーを反射するように構成されている、請求項7〜16のいずれか一項に記載のシステム。
- 反射される入射超音波エネルギーの前記所定量が、前記少なくとも1つの増幅構造によって反射された超音波と、前記1つ以上のトランスデューサと前記第2の縁部との間で前記主伝播方向に前記プレート内を伝播する、前記1つ以上のトランスデューサによって発生された波との建設的干渉を達成するように設定されている、請求項17に記載のシステム。
- 反射される入射超音波エネルギーの前記所定量が、前記1つ以上のトランスデューサと前記第2の縁部との間で前記主伝播方向に前記プレート内を伝播する所定の振幅の波を達成するように設定されている、請求項17または18に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの増幅構造が、実質的に前記プレートの前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する、前記プレートの前記塊体中の平面状の不連続部を備え、前記不連続部の平面が、前記副伝播方向に垂直であり、前記第1の表面および前記第2の表面の各々に垂直である、請求項17〜19のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記不連続部が、前記プレートの前記第1の縁部を含む、請求項20に記載のシステム。
- 前記1つ以上の構造が、前記1つ以上のトランスデューサと前記第2の縁部との間に配置された少なくとも1つのガイド構造であって、前記プレート内を伝播する超音波の伝播方向を変えるように構成された少なくとも1つのガイド構造を備える、請求項7〜21のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのガイド構造が、前記プレートの所定領域内を伝播する超音波の振幅が、前記所定領域の近傍の、前記プレートの領域内を伝播する超音波の振幅よりも大きくなるように前記所定領域で建設的干渉を引き起こすために前記所定領域に超音波を向けるように構成されている、請求項22に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのガイド構造が、実質的に前記プレートの前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する、前記プレートの前記塊体中の不連続部を備える、請求項22または23に記載のシステム。
- 前記プレートが工作機械の窓を含み、前記流体が切削流体を含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載のシステム。
- 請求項1〜25のいずれか一項に記載のシステムを備える工作機械。
- 第1の表面、前記第1の表面とは反対側を向いた第2の表面、および前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する少なくとも1つの縁部によって画定された塊体を有するプレートから流体を除去する方法であって、
前記プレートに結合された1つ以上の超音波トランスデューサを使用して前記プレート内に超音波を発生するステップであって、前記発生された超音波が伝播方向に前記プレート内を伝播するようにするステップと、
前記プレート内の超音波の伝播を制御して、前記伝播方向とは反対の方向に伝播する所定量の超音波エネルギーを達成するステップと、
を含む方法。 - 前記プレートの表面を横切って前記流体の液滴を推進するステップを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記プレートが、請求項1〜25のいずれか一項に記載のプレートであり、前記超音波が、請求項1〜25のいずれか一項に記載の装置を使用して発生され、前記超音波の伝播が、請求項1〜25のいずれか一項に記載の1つ以上の構造を使用して制御される、請求項27または28に記載の方法。
- プレートを用意する方法であって、前記プレートが、前記プレートから流体の液滴を超音波で除去するために前記プレートを通って伝播する超音波の経路内に配置される1つ以上の構造を有し、前記方法が、
前記構造に入射する超音波に対して所定の効果を達成するための、前記1つ以上の構造の各々の形状の1つ以上のパラメータの値、および
前記プレートを通って伝播する前記超音波の伝播方向とは反対の方向に伝播する所定量の超音波エネルギーを達成するための、前記1つ以上の構造の形態、
を決定するステップと、
第1の表面、前記第1の表面とは反対側を向いた第2の表面、および前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する少なくとも1つの縁部によって画定された塊体ならびに前記決定された値および形態による前記1つ以上の構造を有するプレートを用意するステップと、
を含む方法。 - 第1の表面、前記第1の表面とは反対側を向いた第2の表面、および前記第1の表面と前記第2の表面との間に延在する少なくとも1つの縁部によって画定された塊体を有する窓であって、
前記窓が、前記窓から流体の液滴を超音波で除去するために前記窓を通って伝播する超音波の経路内に配置された1つ以上の構造を備え、前記1つ以上の構造が、前記窓を通って伝播する前記超音波の伝播方向とは反対の方向に伝播する所定量の超音波エネルギーを達成するように構成されており、
前記1つ以上の構造の各々の形状の1つ以上のパラメータの値が、前記構造に入射する超音波に対して所定の効果を達成するように予め決定されている、
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