JPH0246802B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0246802B2
JPH0246802B2 JP54500242A JP50024279A JPH0246802B2 JP H0246802 B2 JPH0246802 B2 JP H0246802B2 JP 54500242 A JP54500242 A JP 54500242A JP 50024279 A JP50024279 A JP 50024279A JP H0246802 B2 JPH0246802 B2 JP H0246802B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
fluid
output
vortex
spray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP54500242A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54500111A (en
Inventor
Piitaa Bauaa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/859,145 external-priority patent/US4184636A/en
Priority claimed from US05/950,929 external-priority patent/US4244230A/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPS54500111A publication Critical patent/JPS54500111A/ja
Publication of JPH0246802B2 publication Critical patent/JPH0246802B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/08Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities ; Fluidic oscillators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15CFLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
    • F15C1/00Circuit elements having no moving parts
    • F15C1/22Oscillators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3227Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using fluidic oscillators

Description

請求の範囲 1 圧力流体の供給に応答して流体噴流を形成し
噴出するノズル手段と、 実質的に中央の領域と入口及び出口共通開口と
を有し、該ノズル手段からの流体噴流を該共通開
口を経て受け取るように位置付られた振動室とを
具備し、 該振動室が、 前記噴流の流れの方向を実質的に横切る方向に
おいて、該振動室の側部から側部に該噴流を周期
的に向ける振動手段と、 流体を該周期的に振動せしめられた噴流から該
噴流の両側に沿つて該共通開口を介して該振動室
の外に方向付けて、反対側に沿つた方よりも該噴
流が向けられた側に沿つた方がより少ない流れが
常に出るようにする流れ方向付手段とを含み、 該振動手段が、該噴流の進路内の該振動室に配
置されて、振動の間、該振動室内に、該噴流の
各々の側に1つの渦を残す該噴流の流体の2つの
渦を形成する衝突手段を具備し、 これによつて、逆位相で該2つの渦の強さを変
動せしめ、逆位相で該共通開口に近接した位置と
該中央領域の位置の間に該2つの渦を移動せしめ
る ことを特徴とする流体振動子。
Claim 1: Nozzle means for forming and ejecting a fluid jet in response to a supply of pressurized fluid; having a substantially central region and a common inlet and outlet opening; a vibrating chamber positioned to receive through an opening, the vibrating chamber cycling the jet from side to side of the vibrating chamber in a direction substantially transverse to the direction of flow of the jet; vibrating means for directing fluid from the periodically vibrated jet out of the vibrating chamber through the common opening along opposite sides of the jet to a greater extent than along opposite sides; flow directing means for always producing less flow along the side toward which the jet is directed; and said vibrating means is disposed in said vibrating chamber in the path of said jet to direct vibration. impingement means are provided in the vibrating chamber for forming two vortices of fluid in the jet, leaving one vortex on each side of the jet, thereby increasing the strength of the two vortices in antiphase. A fluid vibrator, characterized in that the two vortices are moved in opposite phases between a position close to the common opening and a position in the central region.

2 該衝突手段が、該共通開口から離れた位置に
ある該振動室の壁によつて形成されている請求の
範囲第1項記載の流体振動子。
2. The fluid vibrator according to claim 1, wherein the collision means is formed by a wall of the vibration chamber located away from the common opening.

3 該振動室の断面形状が略円形であり、該共通
開口が該振動室の断面形状が規定する上記略円形
に接している請求の範囲第1項又は第2項記載の
流体振動子。
3. The fluid vibrator according to claim 1 or 2, wherein the vibration chamber has a substantially circular cross-sectional shape, and the common opening is in contact with the substantially circular shape defined by the cross-sectional shape of the vibration chamber.

4 該振動室の断面形状が略矩形形状である特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の流体振動子。
4. The fluid vibrator according to claim 1 or 2, wherein the vibration chamber has a substantially rectangular cross-sectional shape.

5 該衝突手段が、平坦な壁によつて形成されて
いる請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項
に記載の流体振動子。
5. The fluid vibrator according to any one of claims 1 to 4, wherein the collision means is formed by a flat wall.

6 該衝突手段が凹状の壁によつて形成されてい
る請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に
記載の流体振動子。
6. The fluid vibrator according to any one of claims 1 to 4, wherein the collision means is formed by a concave wall.

7 該衝突手段が凸状の壁によつて形成されてい
る請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に
記載の流体振動子。
7. The fluid vibrator according to any one of claims 1 to 4, wherein the collision means is formed by a convex wall.

8 該共通開口が、該入口の下流側の該入口の両
側に設けられた2つの突起を含む請求の範囲第1
項乃至第7項のいずれか1項に記載の流体振動
子。
8. Claim 1, wherein the common opening includes two protrusions provided on both sides of the inlet downstream of the inlet.
The fluid vibrator according to any one of items 7 to 7.

技術分野 本発明は流体振動子の改良に関する。Technical field The present invention relates to improvements in fluidic oscillators.

先行技術 従来、流体振動子は流体回路の構成要素として
だけではなく、流体の散布装置としての役割も有
していた(米国特許第3432102号、第3507275号、
4052002号明細書参照)。これらの特許では、可動
部分を用いることなく流体の相互作用によつて噴
流の振動が引き起こされ、その結果、振動する噴
流体が周囲に放出されている。米国特許第
3563462号明細書に述べられているような他の流
体振動子は2個あるいはそれ以上の開口から流体
を間欠的に流出する。従来技術の殆んどの特許出
願では、振動子の性能は、振動子の通路及び室の
大きさがわずか異つただけでも決定的な影響を受
けるということが明らかとなつている。又、従来
の振動子は粘性、表面張力、温度等のような、散
布する流体の特性によつても極めて強い影響を受
けやすいということも明らかとなつている。
Prior Art In the past, fluid vibrators not only functioned as components of fluid circuits but also served as fluid distribution devices (U.S. Pat. No. 3,432,102, No. 3,507,275,
4052002 specification). In these patents, oscillations of the jet are caused by fluid interaction without the use of moving parts, resulting in the ejection of an oscillating jet into the environment. US Patent No.
Other fluid transducers, such as those described in US Pat. No. 3,563,462, intermittently eject fluid from two or more apertures. Most patent applications of the prior art have shown that the performance of a transducer is critically affected by even small differences in the dimensions of the transducer passages and chambers. It has also become clear that conventional transducers are extremely sensitive to the properties of the dispensing fluid, such as viscosity, surface tension, temperature, etc.

従来技術の振動子についての他の問題点は、特
に、特別なスプレー形状を得る場合に用いられる
ときには、希望するスプレー形状が始動し始めて
すぐには得られないことである。一般には、希望
するスプレー形状は、振動子がスプレー流体で十
分に満たされて後はじめて得ることができる。し
かし、振動子が満たされるまでには、振動しない
流体が装置から噴出することが極めて多い。
Another problem with prior art vibrators, especially when used to obtain special spray shapes, is that the desired spray shape is not immediately available upon start-up. Generally, the desired spray shape can only be obtained after the transducer is sufficiently filled with spray fluid. However, by the time the vibrator is filled, non-vibrating fluid is very often ejected from the device.

従来の流体装置はコアンダ効果、流量モーメン
ト交換効果、静圧制御効果などの確立された流体
理論とよく合致するように設計されている。本発
明の発明者の意見では、先に述べた従来技術の限
界や欠点をもたらすのは、これらの標準的な流体
理論に頼つているからだと思われる。
Conventional fluid systems are designed to closely match established fluid theories such as the Coanda effect, flow moment exchange effects, and static pressure control effects. In the opinion of the inventors of the present invention, it is this reliance on standard fluid theory that results in the limitations and drawbacks of the prior art discussed above.

従つて、本発明の目的は、従来の流体振動子と
は違う別の原理に基づき作用し、それによつて先
に述べた欠点を有しない流体振動子を与えること
である。
It is therefore an object of the invention to provide a fluid oscillator which operates on a different principle than conventional fluid oscillators and thus does not have the disadvantages mentioned above.

製造公差の影響を受けない流体振動子を与える
ことが本発明の他の目的である。
It is another object of the invention to provide a fluidic oscillator that is not subject to manufacturing tolerances.

作動流体の特性の広い範囲にわたる変動に対し
て改良された作動特性を有する流体振動子を与
え、それによつて従来のものより応用分野の広い
ものとすることが更に他の目的である。
It is a further object to provide a fluidic oscillator with improved operating characteristics over a wide range of variations in the properties of the working fluid, thereby making it more versatile than previous ones.

スプレーすなわち流体散布装置として使用され
る時の流体振動子の重要な側面は、スプレー形状
の波形である。求める散布特性によつて、波形は
必然的に決められることとなる。例えば、先の米
国特許第4052002号明細書に述べられているよう
に、波形が三角波で扇形状の掃波の先端で停滞す
ることが殆んどあるいは全くない場合には、相対
的に均一に液体が分配される。掃波の先端に停滞
する時間が多くなると、空間に散布されるスプレ
ーの濃度は先端部が濃くなり、中央部が薄くな
る。中央部や中央部と先端部の中間部の濃度を濃
くすることは難しい。そして、多くの希望通りの
分散状態を得るために掃波形状を整えることは従
来の振動子においては困難なことであつた。
An important aspect of a fluid transducer when used as a spray or fluid distribution device is the waveform of the spray shape. The waveform will necessarily be determined depending on the desired dispersion characteristics. For example, as described in the earlier U.S. Pat. Liquid is dispensed. As the time spent at the tip of the sweeping wave increases, the concentration of the spray dispersed in the space becomes higher at the tip and thinner at the center. It is difficult to increase the density in the center or in the middle between the center and the tip. In conventional vibrators, it has been difficult to adjust the sweeping wave shape in order to obtain as many desired dispersion states as possible.

更に、従来の流体振動子から液状スプレーを出
す場合、液体の小滴の大きさについて2つの点を
考慮せねばならない。その1つは、異つたスプレ
ー形状を得るためには、それぞれ特定の大きさの
小滴とする必要があることであり、他の1つは、
ある大きさの小滴は吸い込みの危険性があること
がわかつており、その種の大きさのものは避けね
ばならないことである。希望の大きさの小滴を得
るためには特別の大きさの振動子が必要である
が、空間条件から云つて作ることができないこと
がしばしばある。
Additionally, when emitting a liquid spray from a conventional fluidic transducer, two considerations regarding the size of the liquid droplets must be considered. One is that each droplet needs to be a certain size to obtain different spray shapes, and the other is that
Droplets of certain sizes are known to be an inhalation hazard and should be avoided. To obtain droplets of the desired size, a specially sized transducer is required, which is often not possible due to spatial conditions.

流体振動子から放出されるスプレー散布形状の
他の重要な特性は、掃波周波数である。この特性
もまた、従来技術では、流体振動子の大きさによ
つて決定されている。周波数を必要とするものの
1例として、マツサージシヤワーの場合には周波
数はマツサージ効果を与えるものでなければなら
ないし、またマツサージ効果が同様に必要とされ
るロ頭潅注器の場合にも周波数を必要としてい
る。一方、振動子がヘアースプレーや汗留め用の
ノズルとして使用される場合には、マツサージ効
果がないことが望ましい。上記、小滴の大きさの
場合について説明したように、希望する掃波周波
数を得るのに適した振動子の大きさは、あらゆる
装置の大きさを満たすに充分なものではないこと
がしばしば生じる。
Another important characteristic of the spray profile emitted from a fluidic transducer is the sweep frequency. This characteristic is also determined in the prior art by the size of the fluidic oscillator. As an example of what requires a frequency, in the case of a pine surge shower, the frequency must be such that it gives a pine surge effect, and in the case of a head irrigator, where a pine surge effect is also required, a frequency is required. It is said that On the other hand, when the vibrator is used as a hair spray or sweat nozzle, it is desirable that there be no pine surge effect. As explained above for the droplet size case, it often happens that the appropriate transducer size to obtain the desired sweeping frequency is not large enough to satisfy all device sizes. .

それ故、本発明は放出流体のスプレー形状、小
滴の散布、小滴の大きさ、掃波周波数を制御でき
る改良された流体振動子を与えるものである。
Therefore, the present invention provides an improved fluid oscillator that allows control of ejected fluid spray shape, droplet distribution, droplet size, and sweep frequency.

掃波形状と特定された大きさの振動子の特性を
かなり変化することができる流体振動子に使用可
能の出力区域を与えることが本発明の他の目的で
ある。
It is another object of the present invention to provide a usable power area for a fluidic oscillator in which the sweep shape and characteristics of the oscillator of a specified size can be significantly varied.

全く新規のスプレー形成理論により、放出スプ
レー形状の角度、周波数、小滴の大きさ、分散を
制御できる流体振動子の出力区域を与えることが
本発明の更に他の目的である。
It is yet another object of the present invention to provide a fluidic oscillator output area in which the angle, frequency, droplet size, and dispersion of the emitted spray shape can be controlled by means of an entirely novel spray formation theory.

発明の開示 本発明によれば、流体振動子は入口、出口共通
の開口を有する室を含んでおり、流体噴流は当該
開口を通して室を横切つて放出される。室の遠く
の壁に衝突すると、噴流は両側に2つの逆回転の
渦を形成し、渦は強さと逆位相関係にある室内の
位置が交互に変化する。各々の渦は、噴流側にあ
る共通開口から流体を交互に多量あるいは少量導
く。交互に変化する出力流は、使用を特定して、
流体パルスとして放出されてもよいし、希望のス
プレー形状を得るために、以下に説明する出力室
と結合して使用されてもよい。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, a fluid transducer includes a chamber having a common inlet and outlet opening through which a fluid jet is ejected across the chamber. Upon impacting the far wall of the chamber, the jet forms two counter-rotating vortices on either side, which alternate in strength and position within the chamber in an antiphase relationship. Each vortex alternately directs more or less fluid from a common opening on the jet side. The alternating output flow is specific to the use
It may be delivered as a fluid pulse or used in combination with an output chamber as described below to obtain the desired spray shape.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

本発明の特徴及び長所は、以下の具体的な実施
例の詳細な記述を考慮することによつて、特に、
添付された図面と関係づけることによつて明らか
になるであろう。
The features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description of specific embodiments.
It will become clear when viewed in conjunction with the attached drawings.

第1図は、第2図の線1−1に沿つた断面図で
あり、本発明の流体振動子の底板を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line 1--1 of FIG. 2, showing the bottom plate of the fluid vibrator of the present invention.

第2図は、第1図の線2−2に沿つた断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2--2 of FIG.

第3図は、第1図の線3−3に沿つた断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3--3 of FIG.

第4図は、本発明の他の流体振動子の底板の平
面図であり、出力室と結合されている。
FIG. 4 is a plan view of the bottom plate of another fluidic vibrator of the present invention, coupled with the output chamber.

第5図は、本発明の他の流体振動子の底板の平
面図であり、出力室と結合されている。
FIG. 5 is a plan view of the bottom plate of another fluidic vibrator of the present invention, coupled with the output chamber.

第6図は、本発明の他の流体振動子の底板の平
面図である。
FIG. 6 is a plan view of the bottom plate of another fluid vibrator of the present invention.

第7図は、第6図の線7−7に沿つた断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7--7 of FIG.

第8図は、出力室と結合された本発明の流体振
動子の底板の平面図である。
FIG. 8 is a plan view of the bottom plate of the fluid vibrator of the present invention coupled with the output chamber.

第9図は、交互に出てくる流体パルス源と結合
された出力室の底板の平面図である。
FIG. 9 is a plan view of the bottom plate of the output chamber coupled with alternating sources of fluid pulses.

第10図は、出力室から噴出するスプレー形状
の典型的な波形を図式表示したものである。
FIG. 10 is a graphical representation of a typical waveform of the spray profile emitted from the output chamber.

第11,12,13,14,15図は、本発明
の典型的な流体振動子の連続した流れの状態を図
式表示したものである。
Figures 11, 12, 13, 14, and 15 are graphical representations of the continuous flow conditions of a typical fluid transducer of the present invention.

第16図は、典型的な単一の出口を有する出力
室の流れ状態を図式表示したものである。
FIG. 16 is a diagrammatic representation of the flow conditions of a typical single outlet output chamber.

第17図は、典型的な複数個の出口を有する出
力室の流れ状態を図式表示したものである。
FIG. 17 is a diagrammatic representation of the flow conditions of a typical multiple outlet output chamber.

第18図は、第17図の出力室から出る出力ス
プレー波形を図式表示したものである。
FIG. 18 is a graphical representation of the output spray waveform exiting the output chamber of FIG. 17.

第19図と第20図は、本発明の振動子と出力
室とを結合したものの底板の平面図であり、それ
と関係して出力波形が図示表示されている。
19 and 20 are plan views of the bottom plate of a combination of the vibrator and the output chamber of the present invention, and the output waveforms are illustrated in relation thereto.

第21図は、本発明の流体振動子と出力室とを
結合したものの底板の平面図であり、それぞれの
要素の相対的な大きさを示している。
FIG. 21 is a plan view of the bottom plate of the combined fluidic vibrator and output chamber of the present invention, showing the relative sizes of each element.

第22図は、本発明の1つの振動子の実施例か
ら交互に放出されるパルスの波形を図示したので
ある。
FIG. 22 illustrates the waveform of alternately emitted pulses from one vibrator embodiment of the present invention.

第23図は、本発明の他の振動子の実施例から
交互に放出されるパルスの波形を図示表示したも
のである。
FIG. 23 is a graphical representation of the waveform of pulses alternately emitted from another embodiment of the vibrator of the present invention.

第24,25,26図は、本発明の3つの振動
子と出力室を結合したものから放出されるスプレ
ー形状の波形を図示表示したものである。
24, 25, and 26 are graphical representations of spray-shaped waveforms emitted from the combination of three vibrators and an output chamber according to the present invention.

第27図は、本発明の更に他の振動子の実施例
から交互に放出されるパルスの波形を図示表示し
たものである。
FIG. 27 is a graphical representation of the waveform of pulses alternately emitted from yet another embodiment of the vibrator of the present invention.

第28図は、第27図の振動子と出力室とを結
合したものから放出されるスプレー形状の波形を
図示表示したものである。
FIG. 28 is a graphical representation of a spray-shaped waveform emitted from the combined vibrator and output chamber of FIG. 27.

第29図は、本発明の振動子と出力室を結合し
たものの他の実施例とそこから放出されるスプレ
ーの波形を図示表示したものである。
FIG. 29 is a diagram illustrating another embodiment of the combination of the vibrator and the output chamber of the present invention and the waveform of the spray emitted therefrom.

第30図は、本発明の他の振動子の実施例の上
面図である。
FIG. 30 is a top view of another embodiment of the vibrator of the present invention.

第31図と第32図は、それぞれ他の出力室の
平面図と横断面図であり、そこから放出されるス
プレー形状を示している。
Figures 31 and 32 are plan and cross-sectional views, respectively, of another output chamber showing the shape of the spray emitted therefrom.

第33図と第34図は、それぞれ出力室の実施
例の平面図と端部断面図であり、そこから放出さ
れるスプレー形状の波形を示している。
Figures 33 and 34 are top and end sectional views, respectively, of an embodiment of the output chamber showing the spray-shaped waveforms emitted therefrom.

第35図と第36図は、それぞれ出力室の実施
例の平面図と横断面図であり、そこから放出され
るスプレー形状を示している。
Figures 35 and 36 are plan and cross-sectional views, respectively, of an embodiment of the output chamber, showing the shape of the spray emitted therefrom.

第37図は、本発明の対称的な振動子と出力室
を結合したものの平面図である。
FIG. 37 is a plan view of a combination of a symmetrical vibrator and an output chamber according to the present invention.

第38図と第39図は、それぞれ他の出力室の
形状の平面図と横断面図である。
FIGS. 38 and 39 are a plan view and a cross-sectional view of other output chamber shapes, respectively.

第40図と第41図は、それぞれ他の出力室の
形状の平面図と横断面図である。
FIGS. 40 and 41 are a plan view and a cross-sectional view of other output chamber shapes, respectively.

第42図と第43図は、それぞれ更に他の出力
室の形状の端面図と側面図である。
FIGS. 42 and 43 are end and side views, respectively, of yet another output chamber shape.

第44,45,46,47図は、本発明の付加
的な振動子と出力室を結合したものの平面図であ
る。
44, 45, 46, and 47 are plan views of a combination of an additional vibrator and an output chamber according to the present invention.

最適な発明の実施態様 特に、添付図面第1,2及び3図を参照する
と、基本的な振動子10は、複数の溝、穴等とし
て、すなわち底板11とそのカバープレート12
によつて密封された窪みとして示されている。底
板11の窪みとして形成された溝、穴は必ずしも
2次元的である必要はなく、深さが場所によつて
異なる、例えば、階段状に深さが異つていてもよ
いであろうし、徐々に深さが変化していてもよい
ということは理解できよう。しかしながら、理解
し易いように、完全な平面形の要素がここでは図
示されている。2つのプレート(すなわちプレー
ト11と12)がそれぞれの実施例に示されてい
るが、これは本発明の振動子と出力室のための一
つの可能な構成手段を示そうという意図からであ
るということも理解できよう。発明自体は、種々
の通路、室、穴等にあるのであつて、それがどの
ような構造をしているかにあるのではない。プレ
ート11の窪みによつて形成されプレート12に
より密封されている振動子10には振動室13が
あり、それはこの実施例ではほぼ円形であり、そ
して内角がほぼ90゜に近い広がりをもつ開口14
を一方の側に有している。開口14からプレート
11の端までの通路は一般にはU型部材によつて
2つの出口15,16に分けられている。U型部
材は室13に面した開放端を有しており、プレー
ト11の部材17付近の窪みによつて、あるいは
プレート11の窪みの底壁に隣接するカバープレ
ート12からの突出部として形成してもよい。入
口開口18はU−型部材17の境界内で底板11
を貫通しており、圧力流体の供給口としての役割
を果たす。室13の開口14は以下に述べるよう
に液体の入口の役割と出口の役割を果たす。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring in particular to FIGS. 1, 2 and 3 of the accompanying drawings, the basic transducer 10 can be seen as a plurality of grooves, holes etc., i.e. a bottom plate 11 and its cover plate 12.
It is shown as a depression sealed by. The grooves and holes formed as depressions in the bottom plate 11 do not necessarily have to be two-dimensional, and the depth may vary depending on the location, for example, the depth may vary in a stepwise manner, or the depth may vary gradually. It is understood that the depth may vary. However, for clarity, fully planar elements are shown here. Two plates (i.e. plates 11 and 12) are shown in each embodiment with the intention of illustrating one possible construction for the transducer and output chamber of the present invention. That's understandable too. The invention itself lies in the various passages, chambers, holes, etc., and not in how they are structured. The vibrator 10, formed by a recess in the plate 11 and sealed by the plate 12, has a vibrating chamber 13, which in this embodiment is approximately circular, and an opening 14 whose internal angles extend approximately to 90°.
on one side. The passage from the opening 14 to the end of the plate 11 is generally divided into two outlets 15, 16 by a U-shaped member. The U-shaped member has an open end facing the chamber 13 and is formed by a recess in the plate 11 near the member 17 or as a projection from the cover plate 12 adjacent to the bottom wall of the recess in the plate 11. It's okay. The inlet opening 18 is located within the confines of the U-shaped member 17 in the bottom plate 11.
It penetrates through the pipe and serves as a pressure fluid supply port. The opening 14 of the chamber 13 serves as an inlet and an outlet for the liquid as described below.

振動子10の作動については、第11〜15図
によく示されている。説明の理解をよくするため
に、作動流体は液体であり、周囲の空気中に向け
て噴射されるものと仮定する。但し、本発明の振
動子及び出力室はいずれも、作動流体が気体で周
囲の流体が気体の場合、作動流体が液体で周囲の
流体が液体の場合、そして作動流体が固体の浮遊
する流体で周囲の流体が気体の場合であつても作
動するものであることは云うまでもない。圧力流
体が入口開口18から入つてくると、部材17は
開口14を通して室13に流体を噴出させる。室
13の遠い壁に突き当たると、噴出流体は2つの
相反する方向の流体に分けられ、室13の輪郭に
沿つて流れ、そして流入時と逆の方向に出力通路
15,16を経て外に出る。この2つの逆流は流
入してくる噴流と反対の方向に渦A,Bを生起せ
しめる。この状態は、第11図に示されているよ
うに、2つの流れが互に影響しあうことにより極
めて不安定である。例えば、第12図のように、
初めは渦Bの方が勢いが強いものと仮定しよう。
渦Bは室13の中央部に近い位置に動き、入つて
くる流体の多くのものを反時計方向に回転させ、
出口通路16から放出させる。その間、力の弱い
渦Aは出口通路15方向に移動し、少量の流体を
時計方向に回転させて通路15から噴出させる。
そして結局、第13図に示すように、渦Bは実質
的に室13の中央部に位置し、渦Aは実質的に出
口通路15を封鎖することとなる。通路16を通
つて最大の量の液体が出ていくのは、この状態の
時である。渦Aが流出通路15に次第に近づくに
従つて、2つの事が生じる。すなわち、渦Aは流
出通路15を通つて流出する液体の流れを止め、
部材17の口に実質的により近づくこととなる。
このような状態では、渦Aは渦Bよりもはるかに
速い速度で流れる流体を受け止めることとなる。
従つて、渦Aは出口通路15に近づくにつれて速
く回転し始めることとなる。実際、渦Bよりはは
るかに速く回転をする。出口通路15が塞がれる
と、渦Aは室13の中央部に向つて後退し始め、
それと同時に、ゆつくりと回転している渦Bを中
央部から後退させる。このような傾向は、噴流そ
のものが室13の中央部に向つて放出されるとい
う事実によつて助長され、もし他の流体の影響を
受けないとすれば室の中央部に向うことになるで
あろう。さて、渦が図11に示された状態に近づ
くと、渦Aは勢いをもち室13の中央部に向い続
ける。渦Bが勢いをもつた時の渦Aと同じよう
に、結局渦Bは第15図に示された位置までおし
やられ、出口通路16の流れを塞ぐこととなる。
この状態の時、渦Aは室13の中央に位置し、実
質的に全ての流体が出口通路15を通つて流出す
る。渦Bは噴入流体から高速流体を受け止める位
置にあるので、渦Bは速く回転し、2つの渦の間
でBが勢いを持ち始める。このように、渦Bは第
14図に示されているように、室13の中央部に
向つて動く。渦Aが室13の中央部から戻る時は
いつでも渦Bが中央部に向うので多くの流体が出
口通路16噴出し、通路15を通る流体がわずか
となる。2つの渦が第11図に示された位置を占
め、出力通路15,16を通る流量が等しくなる
時、1サイクルしたこととなる。そして、これま
で述べた様にサイクルが繰り返される。これまで
述べてきた作動を要約すると、室13に噴入する
最初の流れは室を横切つて真直ぐの流れを生起
し、その流れは遠くの壁の近くで2つのループに
わかれる。2つに分かれた逆方向に向いた流れは
渦を作り、その渦は噴流に力を及ぼす。その結果
生じる2つの渦の間の不安定な均衡は初期の運動
量の状態を維持することはできない。というの
は、わずかの間に起きる不均衡により逆方向に向
いた流れのうちの一方が増大し、他方が減少する
からである。そして次に噴流を逆流ループの弱い
方に偏向させ、更にその動きを強めていく。換言
すれば、正のフイードバツク効果が現われ、新た
な渦の均衡に達するまで室から出て行く流れを室
の一方の側に曲げることとなる。この現象は本来
遷移的な動的性質を有するものであつて、静的に
安定しているものではなく安定状態を示す流れは
一つとしてないということが理解できよう。すな
わち、いかなる場所の流れの状態も過去の流れの
影響を受けるということである。云うなれば、流
れは影響を与えるとともにやや遅れて他の場所の
流れの状態の影響をも受けるということである。
2つの渦のうちの勢力の強いものの方が、いかな
る地点においても図に示したような流れの形状を
維持することができるように思われるかも知れな
いが、出口通路へ流れる流体の静安定効果により
室の流れの形状はより対称的になろうとする。こ
れは次に一つの逆方向流れの減少を引き起こすと
同時に、他方の側の逆方向流れの増加を引き起こ
すこととなる。いずれの効果もそれぞれの時間遅
れの後有効となる。この時間遅れは、2つの渦の
回転エネルギーは流体が逆転する前に消えるはず
のものであるという事実により、更に増大する。
このようにして、短時間の間、1つの出力通路か
ら流出する流れはそれが消える前は実質的に一定
であり、(もつとも流れる区域が窮屈なので速度
は増加するかもしれないが)結局、隣接する反対
方向の流れに対する影響もまた同じ時間の間維持
されることとなる。流れの形状はより対称的なも
のとなり、相対する逆方向ループ流れの形成は相
対する出口通路からの流出を引き起こす。渦ルー
プの効果は全体としてイナータンスとエネルギー
保存法則とからなり、それらは全て振動機能には
必要不可欠のものである。
The operation of the vibrator 10 is best illustrated in FIGS. 11-15. For better understanding of the explanation, it is assumed that the working fluid is a liquid and is injected into the surrounding air. However, both the vibrator and the output chamber of the present invention can be used when the working fluid is a gas and the surrounding fluid is a gas, when the working fluid is a liquid and the surrounding fluid is a liquid, and when the working fluid is a solid floating fluid. It goes without saying that the device operates even when the surrounding fluid is gas. When pressurized fluid enters through the inlet opening 18, the member 17 forces the fluid into the chamber 13 through the opening 14. Upon hitting the far wall of the chamber 13, the ejected fluid is split into two oppositely oriented fluids that flow along the contour of the chamber 13 and exit through the output passages 15, 16 in the opposite direction to the inlet. . These two counterflows generate vortices A and B in the opposite direction to the incoming jet. This state is extremely unstable due to the mutual influence of the two flows, as shown in FIG. For example, as shown in Figure 12,
Let's initially assume that vortex B has stronger momentum.
Vortex B moves closer to the center of chamber 13 and rotates much of the incoming fluid counterclockwise;
It is discharged from the outlet passage 16. Meanwhile, the weaker vortex A moves toward the outlet passage 15, causing a small amount of fluid to rotate clockwise and be ejected from the passage 15.
As a result, as shown in FIG. 13, the vortex B is located substantially in the center of the chamber 13, and the vortex A substantially blocks the outlet passage 15. It is during this condition that the maximum amount of liquid exits through the passageway 16. As vortex A gradually approaches outflow passage 15, two things occur. That is, the vortex A stops the flow of liquid exiting through the outflow passage 15;
The mouth of member 17 will be substantially closer.
In such a state, vortex A receives fluid flowing at a much higher velocity than vortex B.
Therefore, the vortex A begins to rotate faster as it approaches the outlet passage 15. In fact, it rotates much faster than vortex B. When the outlet passage 15 is blocked, the vortex A begins to retreat towards the center of the chamber 13,
At the same time, the slowly rotating vortex B is retreated from the center. This tendency is facilitated by the fact that the jet itself is ejected towards the center of the chamber 13, which it would not otherwise be if it were not influenced by other fluids. Probably. Now, when the vortex approaches the state shown in FIG. 11, the vortex A continues to move toward the center of the chamber 13 with momentum. Like vortex A when vortex B gains momentum, vortex B is eventually forced to the position shown in FIG. 15 and blocks the flow in outlet passage 16.
In this state, vortex A is located in the center of chamber 13 and substantially all fluid exits through outlet passage 15. Since the vortex B is in a position to receive the high-speed fluid from the injected fluid, the vortex B rotates quickly and begins to gain momentum between the two vortices. Thus, the vortex B moves towards the center of the chamber 13, as shown in FIG. Whenever vortex A returns from the center of chamber 13, vortex B is directed toward the center so that more fluid emerges from outlet passage 16 and less fluid passes through passage 15. One cycle has occurred when the two vortices occupy the positions shown in FIG. 11 and the flow rates through the output passages 15 and 16 are equal. The cycle then repeats as described above. To summarize the operation described so far, the initial flow entering chamber 13 creates a straight flow across the chamber, which splits into two loops near the far wall. The two divided flows in opposite directions create a vortex, which exerts a force on the jet. The resulting unstable equilibrium between the two vortices cannot maintain the initial momentum state. This is because a momentary imbalance causes one of the opposing flows to increase and the other to decrease. The jet is then deflected to the weaker side of the backflow loop, further intensifying its movement. In other words, a positive feedback effect occurs, bending the flow leaving the chamber to one side of the chamber until a new vortex equilibrium is reached. It can be understood that this phenomenon inherently has transitional and dynamic properties, and is not statically stable, with not a single flow exhibiting a stable state. In other words, the state of flow at any location is influenced by past flows. In other words, the flow is affected and, with a slight delay, is also affected by the flow conditions at other locations.
It may seem that the stronger of the two vortices is able to maintain the flow shape shown in the figure at any point, but the static stabilization effect of the fluid flowing into the outlet passage is This tends to make the flow shape of the chamber more symmetrical. This in turn causes a decrease in the reverse flow on one side while simultaneously causing an increase in the reverse flow on the other side. Both effects take effect after their respective time delays. This time delay is further increased by the fact that the rotational energy of the two vortices should dissipate before the fluid reverses.
In this way, for a short period of time, the flow out of one output passage is essentially constant before it dissipates, and eventually the adjacent The influence on the flow in the opposite direction will also be maintained for the same amount of time. The flow shape becomes more symmetrical, and the formation of opposing counter-loop flows causes outflow from opposing outlet passages. The overall effect of the vortex loop consists of inertance and the law of conservation of energy, all of which are essential for oscillatory function.

振動子10からの流れは第1図によく示されて
おり、通路15と16から強い流れを交互に放出
する。第2図に示された室13の横断面は方形で
ある必要はなく、長円、凸凹形、あるいは他の、
深さの一様でない形であつてもよい。同様に室1
3の平面形は図のように円形である必要はなく、
どのような形でも、例えば第4図に示された方形
であつてもよい。特に第4図の要素20は底板2
1だけが示されており、上部板は説明を単純に、
明快にするために省略してある。事実、以後示さ
れる振動子の殆んどは、上部板が省略されてい
る。振動子20は第1図の入口開口18と同じ入
口開口22を有しており、ほぼU型をした部材2
3は第1図のU型部材17と同じものである。U
型部材23の両側にある出口通路25と26は第
1図の出口通路15と16に対応する。振動室2
4は輪郭がほぼ方形であり通路25と26の端部
間の距離に一致する幅を有している。出口通路2
5と26はU型部材23の向側の室24の続きで
ある出力室27に向つており、出口開口制限部材
28まで平行に伸びる側壁を有している。部材2
3から出る噴流の振動は、第11図から第15図
に記述したように進行する。室24の直角、方形
の形状は、出力パルスの形状に影響を与えるが、
振動が生じるのを妨げることにはならない。更
に、室24のような形の室での振動サイクルは
各々の出力通路からの最大流が生じる端の個所に
より強い停滞を有する傾向がある。出力流体のス
ラグ(slugs)は第1図に示されたテーパー状の
先端、後端よりも更にはつきりとした形状の先端
と後端を有する傾向にある。
The flow from oscillator 10 is best shown in FIG. 1 and emits alternating strong flows from passages 15 and 16. The cross-section of the chamber 13 shown in FIG.
The shape may have a non-uniform depth. Similarly, room 1
The planar shape of 3 does not have to be circular as shown in the figure,
It may be of any shape, for example the rectangular shape shown in FIG. In particular, element 20 in FIG.
Only 1 is shown, and the upper plate simply explains,
Omitted for clarity. In fact, in most of the vibrators shown hereafter, the top plate is omitted. The transducer 20 has an inlet aperture 22 similar to the inlet aperture 18 of FIG.
3 is the same as the U-shaped member 17 in FIG. U
Outlet passages 25 and 26 on either side of mold member 23 correspond to outlet passages 15 and 16 in FIG. Vibration chamber 2
4 is approximately rectangular in profile and has a width corresponding to the distance between the ends of passages 25 and 26. Exit passage 2
5 and 26 face an output chamber 27 which is a continuation of the chamber 24 on the opposite side of the U-shaped member 23 and have side walls extending parallel to the outlet opening limiting member 28 . Part 2
The oscillation of the jet emerging from 3 proceeds as described in FIGS. 11 to 15. The rectangular, rectangular shape of the chamber 24 influences the shape of the output pulse;
This does not prevent vibration from occurring. Additionally, oscillating cycles in chambers shaped like chamber 24 tend to have stronger stagnation at the end points where maximum flow from each output passage occurs. Output fluid slugs tend to have leading and trailing ends that are even more sharply shaped than the tapered leading and trailing ends shown in FIG.

出力室27は交互に反対方向に回転する液体の
スラグ(slugs)を受ける。すなわち、通路25
からの流れは室27に時計方向の流れを生起し、
通路26からの流れは室27に反時計方向の流れ
を生起する傾向にある。その結果室27に出力渦
が発生し、渦は交互に入つてくる流れに対応して
最初は時計方向にそして反時計方向に交互にスピ
ン回転を行う。出力室27からスプレーがどのよ
うに出てくるかは第5図の実施例に極めてよく示
されている。
The output chamber 27 receives slugs of liquid rotating in alternating opposite directions. That is, passage 25
The flow from causes a clockwise flow in chamber 27,
Flow from passage 26 tends to create a counterclockwise flow in chamber 27. As a result, an output vortex is generated in the chamber 27, which alternately spins in response to the incoming flow, initially clockwise and then counterclockwise. How the spray emerges from the output chamber 27 is best illustrated in the embodiment of FIG.

特に第5図に関して、振動子と出力室との形状
30はほぼU型の溝32によつてほぼ円形の室3
4に向けられる圧力流体用の入口開口31を含ん
でいる。U型部材32は流れ分割器33の一部で
ある。振動室34の入口及び出口の共通開口39
の下流には、側壁40と41が広がり、分割器3
3に沿つて側壁40は振動子の出口通路35を形
成して、一方側壁41は出口通路36を形成す
る。側壁40と41は出力室37の出口開口38
に向つて収れんする。分割器33の下流面42は
凹面を形成しておりほぼ円形の出力室37を形成
する。通路35と36は互に逆回転の向きをもつ
て出力室37に流体を送り込む。室37からどの
ようにスプレーが放出されるかは第16図に図示
されている。第16図によると、通路35と36
から入りこむ流れは出力渦を発生し最初は時計方
向に回転し、次には反時計方向に交互に回転す
る。出口38を横切るおのおのの点の速度ベクト
ルの合計が出口開口から噴出されるスプレーの形
状を決定する。容易に理解できるように単純化す
るため、出口開口38の端点43と44の2点が
第16図に示されている。以下の議論のために、
室37の渦流は矢印で示すように反時計方向であ
ると仮定する。点43には、その点の出力渦に対
しての接線方向速度VTと半径方向速度VRとがあ
る。ベクトルVTとVRの合計は点43から出てい
る速度Rとなる。接線速度ベクトルVTは渦のス
ペン効果だけによつて生じたものであり、出力渦
により生じた点43の動圧力によつて生じたもの
である。半径方向速度ベクトルVRは通路35と
36から室37に向う流体の静圧力と流量によつ
て生じるものである。これと同じことが、出口開
口38の反対側にある点44の速度ベクトル
VT′とVR′についても云える。このベクトルの和
はベクトルR′となる。ベクトルRとR′はある瞬
間時点での出口開口38から噴出する流体のベク
トルを表わす。その時には、出口38からの流出
流体はベクトルRとR′との間におさめられる。
これらのベクトルは次第に離間し、そのため流体
は拡がる傾向にある。しかしながら、表面張力効
果が働き、流れを収れんしようとする。実際の応
用例では、殆んどの場合、特に高速の場合には、
収れん効果がはつきりと出る前に、出力流体は
細々とした小滴に分けられる傾向にある。が、そ
ういうことはあつても、収れん効果により拡散現
象が続くことはない。重要なことは、あらゆる瞬
間においても、出口開口38から出ていく流体
は、出力渦と同じ平面に拡つていくことである。
室37の出力渦が継続して速度と方向を変える時
に前後方向に振動するのはこの拡散流体である。
このタイプのスプレー形式は第10図に示されて
いる。ここでシート45がくねくね曲つて前後に
掃波し、噴出流体45が粘着性をもつて周囲の空
気に作用することにより、短かい距離の間に(こ
の距離は圧力によつて異なるが)流れ45はひも
状になりそして小滴となり始めることに注意しな
ければならない。この粘性相互作用により、周期
的に掃波された噴流が多くの小滴となり、ほぼ扇
形の形状をしたスプレー形状となるのである。し
かしながら、出口開口38から放出される拡散流
体の場合は、流れ自体が、同じ圧力で完全な噴流
体を噴出するよりもはるかに早く小滴となる。出
力室37を用いると、同じ大きさの普通の流体振
動子を用いて、しかも同じ圧力で作動して得られ
る小滴よりも更に小さなものが得られる。
With particular reference to FIG.
4 includes an inlet opening 31 for pressure fluid. U-shaped member 32 is part of flow divider 33. Common opening 39 for the entrance and exit of the vibration chamber 34
Downstream of the divider 3, side walls 40 and 41 extend.
3, the side wall 40 forms the exit passage 35 of the transducer, while the side wall 41 forms the exit passage 36. The side walls 40 and 41 form the outlet opening 38 of the output chamber 37.
It converges towards. The downstream face 42 of the divider 33 is concave and defines a generally circular output chamber 37 . Passages 35 and 36 feed fluid into output chamber 37 in opposite rotational directions. How the spray is discharged from chamber 37 is illustrated in FIG. According to FIG. 16, passages 35 and 36
The incoming flow generates an output vortex that rotates first clockwise and then alternately counterclockwise. The sum of the velocity vectors of each point across outlet 38 determines the shape of the spray emitted from the outlet opening. For simplicity and ease of understanding, two end points 43 and 44 of the outlet opening 38 are shown in FIG. 16. For the discussion below,
It is assumed that the vortex flow in chamber 37 is counterclockwise as shown by the arrow. Point 43 has a tangential velocity V T and a radial velocity VR relative to the output vortex at that point. The sum of the vectors V T and V R is the velocity R emerging from point 43. The tangential velocity vector V T is caused solely by the Spen effect of the vortex and is caused by the dynamic pressure at point 43 caused by the output vortex. The radial velocity vector V R is caused by the static pressure and flow of fluid from passages 35 and 36 into chamber 37 . The same is true for the velocity vector at point 44 on the opposite side of exit aperture 38.
The same can be said about V T ′ and V R ′. The sum of these vectors becomes vector R'. Vectors R and R' represent the vectors of fluid ejecting from outlet opening 38 at a given instant. The outflow fluid from outlet 38 is then trapped between vectors R and R'.
These vectors gradually move apart, so the fluid tends to spread out. However, surface tension effects come into play and try to converge the flow. In most practical applications, especially at high speeds,
The output fluid tends to break up into small droplets before the astringent effect is noticeable. However, even if this happens, the diffusion phenomenon will not continue due to the convergence effect. What is important is that at any moment the fluid exiting the outlet opening 38 spreads out in the same plane as the output vortex.
It is this diffused fluid that vibrates back and forth as the output vortex of chamber 37 continues to change speed and direction.
This type of spray format is shown in FIG. Here, the sheet 45 twists and sweeps back and forth, and the ejected fluid 45 acts on the surrounding air with viscosity, causing the flow to flow over a short distance (although this distance varies depending on the pressure). It must be noted that 45 becomes stringy and begins to droplet. This viscous interaction causes the periodically swept jet to become many droplets, resulting in a nearly fan-shaped spray. However, in the case of a diffuser fluid ejected from the outlet opening 38, the flow itself becomes droplets much faster than ejecting a complete jet at the same pressure. Using the output chamber 37, smaller droplets are obtained than would be obtained using a conventional fluid transducer of the same size and operating at the same pressure.

室37の作用を要約すると、これは制限回路
(電気回路の抵抗回路に相当)とイナータンス
(電気回路のインダクタンス)フイルタ回路とし
ての役割を有し、入つてくるパルス状の信号を平
滑化し、更には実質的には振幅が大じ大きさであ
るが、渦が方向及び速さを変えるために1つの側
から他方へ揺れながら通り過ぎていく一つの出力
流体流を形成することとなる。室37の静圧力は
出口開口38のそれぞれの点に半径方向速度ベク
トルVRを発生する。室37の渦のスピン回転速
度は、接線速度ベクトルVTを発生する。第10
図に示された後退角αは接線速度ベクトルVT
共に正の相関関係の変化をし、また半径方向速度
ベクトルVRとは逆に負の相関関係の変化をする。
スピン速度が非常に大きく、静圧力が極めて小さ
いと、接線速度ベクトルVTが大きくなり、後退
角αが180゜までになることが観察された。又、そ
の反対に、スピン速度よりも静圧力が大きく、そ
の結果半径方向速度ベクトルVRが相対的に大き
いという場合には、後退角は極めて小さいかある
いは殆んど気がつかない程のものとなる。このよ
うに、出口開口38の幅を大きくし、それによつ
て室37の静圧力を減少させることによつて、後
退角αを著しく増加させることができた。同様
に、出口38のすぐそばの壁40,41の輪郭を
形成することにより、例えば、その壁の間の距離
を狭まくすることにより、後退角αを相当量減ら
すことができた。こうした効果は、以下に述べる
他の実施例とも関係づけて示されている。
To summarize the function of the chamber 37, it functions as a limiting circuit (corresponding to a resistance circuit in an electric circuit) and an inertance (inductance in an electric circuit) filter circuit, smoothing the incoming pulsed signal, and further Although the vortices are substantially large in amplitude, they form an output fluid stream that swings past from one side to the other as the vortices change direction and speed. The static pressure in chamber 37 produces a radial velocity vector V R at each point of outlet opening 38 . The spin rotational speed of the vortex in chamber 37 generates a tangential velocity vector V T . 10th
The sweepback angle α shown in the figure varies in a positive correlation with the tangential velocity vector V T and in a negative correlation with the radial velocity vector V R .
It has been observed that when the spin rate is very high and the static pressure is very small, the tangential velocity vector V T becomes large and the receding angle α becomes up to 180°. Conversely, if the static pressure is greater than the spin velocity and, as a result, the radial velocity vector V R is relatively large, the sweepback angle will be extremely small or almost imperceptible. . Thus, by increasing the width of the outlet opening 38 and thereby reducing the static pressure in the chamber 37, it was possible to significantly increase the sweepback angle α. Similarly, by contouring the walls 40, 41 in the immediate vicinity of the outlet 38, for example by narrowing the distance between them, it was possible to reduce the sweepback angle α by a considerable amount. These effects are also shown in relation to other embodiments described below.

その次の第6図と第7図を参照しよう。本発明
の振動子の他の形式のものが示されている。詳記
すると、振動子50は上板52と底板51とから
なつている。窪みが底板51にきざまれて振動子
を形成しており、この窪みは、必要な密封を行う
ために上板52によつて覆われている。振動子5
0は第1図の振動子10とは2つの点で異なる。
第1の点は、振動室53の形状は円形というより
はほぼ梯形であることである。第2の点は、入力
流体は、底板51と上板52にそれぞれ形成され
た通路54と55を通つて運ばれることである。
通路54と55は角度が設けられており、それに
よつて共通の供給噴流が室53に向かうこととな
り、第1図に示された振動子に関して述べられた
ものと同じ経過をたどつて噴流は振動する。通路
54と55により第1図のU型部材17は不必要
となり、振動子の平面上には何の構造物もないこ
ととなる。梯形室53と第4図の方形室24は振
動子の形状として使用でき、また希望通りの振動
を発生する多くの応用例のうちの1つの例でしか
ない。例えば、振動室は長円でも、不規則な形状
でも、多角形でもよく、第11図から第15図に
関係して説明したように交互に渦を発達させ移動
させるための室があればどんなものでもよい。
Please refer to the following figures 6 and 7. Other types of transducers of the invention are shown. In more detail, the vibrator 50 consists of a top plate 52 and a bottom plate 51. A recess is cut into the bottom plate 51 to form the transducer, and this recess is covered by a top plate 52 to provide the necessary sealing. Vibrator 5
0 differs from the vibrator 10 of FIG. 1 in two respects.
The first point is that the shape of the vibration chamber 53 is approximately trapezoidal rather than circular. Second, the input fluid is conveyed through passageways 54 and 55 formed in the bottom plate 51 and top plate 52, respectively.
Passages 54 and 55 are angled so that a common supply jet is directed into chamber 53, and the jets follow the same course as described for the oscillator shown in FIG. Vibrate. Passages 54 and 55 eliminate the need for U-shaped member 17 of FIG. 1, and there is no structure in the plane of the transducer. The trapezoidal chamber 53 and the rectangular chamber 24 of FIG. 4 are only one example of many applications that can be used as a vibrator shape and produce the desired vibrations. For example, the vibrating chamber may be oval, irregularly shaped, polygonal, or any chamber provided with a chamber for alternately developing and moving vortices as described in connection with Figures 11 to 15. It can be anything.

第8図を参照すると、従来よく知られた慣用形
式の流体振動子56が示されている。この形式の
ものは、振動子から本発明により作られた出力部
分57へ流体を交互に流すための出口通路58と
59とを有している。室57は、そこへ流体を交
互に送る振動子の性質とは関係なく、室37につ
いて先に述べられたと同じように作動する。この
点を更に示したものが、第9図の出力室60であ
り、図で表わされた交互に発進するパルス源(交
互に作用するシヤトル・バルブや流体増幅器等の
ようなものであつてもよい)からの信号を受け
る。
Referring to FIG. 8, a conventional type of fluidic transducer 56 well known in the art is shown. This type has outlet passages 58 and 59 for alternately flowing fluid from the transducer to the output section 57 made according to the invention. Chamber 57 operates in the same manner as described above for chamber 37, regardless of the nature of the oscillator that alternately pumps fluid into it. Further illustrating this point is the output chamber 60 of FIG. receive signals from

それに関して第17図を参照すると、第16図
の出力室37とあらゆる点で似かよつているが、
単一の出口開口38ではなく2つの出口開口62
と63を有する出力室61が示されている。第1
6図の実施例に適用されたベクトル解析が同様の
ベクトルを有する第17図の実施例にも同様に適
用される。しかしながら、室61から2つの流れ
が同じ周波数で出ていく。しかし、いつの場合で
もベクトルVRとVR′のなす角よりもいく分広い角
度で広がつていく。これは、接線ベクトルVT
VT′は第16図に示すように半径方向ベクトルの
なす角よりも大きい角度をなすからである。その
結果2つの同期した(周波数)が流体が掃き出さ
れ第18図に示すような複合波形を形成する。
In this regard, referring to FIG. 17, it is found that it is similar in all respects to the output chamber 37 of FIG.
Two outlet openings 62 instead of a single outlet opening 38
An output chamber 61 is shown having . and 63. 1st
The vector analysis applied to the embodiment of FIG. 6 applies equally to the embodiment of FIG. 17, which has similar vectors. However, two streams exit chamber 61 at the same frequency. However, in any case, it spreads out at an angle somewhat wider than the angle formed by the vectors V R and V R ′. This means that the tangent vector V T and
This is because V T ' forms an angle larger than the angle formed by the radial direction vector, as shown in FIG. As a result, two synchronized (frequency) fluids are swept out forming a composite waveform as shown in FIG.

出力室37と61の作動について更に説明する
ことにより、スピン回転が逆方向になると同時に
半径方向ベクトルVRの大きさが幾分増加すると
いうことに気がつくであろう。スピンが最大の大
きさを有するときVRは最小値に減少する。それ
故、室37と61に送られるパルス信号の最大値
と出力渦の回転速度の最大値との間には位相が生
じる。また、室の特別な設計によつて出力渦の中
央部の圧力は大気圧の上下を変動するかもしれな
いということにも気付くべきである。
By further explaining the operation of the output chambers 37 and 61, it will be noticed that the magnitude of the radial vector V R increases somewhat as the spin rotation is reversed. V R decreases to a minimum value when the spin has a maximum magnitude. Therefore, a phase occurs between the maximum value of the pulse signals sent to chambers 37 and 61 and the maximum value of the rotational speed of the output vortex. It should also be noted that depending on the particular design of the chamber, the pressure in the center of the output vortex may vary above and below atmospheric pressure.

第18図を参照すると、第1図に示された一般
的な型の振動子が、U型部材68から出る噴流の
両側に直立した2つの部材66,67を含むよう
に変形されている。部材66と67は円筒(すな
わち断面が円形)として示されているが、断面形
状は本質的にどのような形状でもよい。重要なこ
とは、部材68と部材66と67との間にそれぞ
れの隙間69と70ができるように部材68の端
よりやや下流方向に位置していることである。部
材66と67そしてこれによつて作られる隙間に
よつて、振動子64から出されるパルスを第1図
に示された傾斜先端面を有するパルスと比較して
より先の尖たものとする効果を有している。特
に、先の第11図から第15図についての議論と
関連して云うと、部材66と67があると追しの
けられた渦が力を取り戻すには長い時間がかか
る。それは1つには、隙間69,70を横切る入
力噴流のエネルギー損失のためにである。噴流の
エネルギー損失とは追しのけられた渦に力を与え
るエネルギーが少くないので渦が発生するのに時
間がかかるということである。しかしながら、追
しのけられた渦が中央部の渦を追しのける程充分
に力を持つと、遷移がすぐに起こるタイミングと
なる。それ故、両極端状態(すなわち、第13図
と第15図)にはかなり長い停滞部分が生じ、こ
の両者の状態の間の遷移が急速に起こることとな
る。このため、先端がするどく尖つたパルスやス
ラグが出てくることになる。
Referring to FIG. 18, the general type of transducer shown in FIG. Although members 66 and 67 are shown as cylindrical (ie, circular in cross-section), they may have essentially any cross-sectional shape. Importantly, member 68 is located slightly downstream of the ends of member 68 so that gaps 69 and 70 are formed between members 66 and 67, respectively. The members 66 and 67 and the gap created by them have the effect of making the pulses emitted from the vibrator 64 more pointed compared to the pulses having the slanted tip surface shown in FIG. have. Particularly in connection with the earlier discussion of FIGS. 11-15, with the presence of members 66 and 67, it takes a long time for the displaced vortices to regain their strength. This is in part due to the energy loss of the input jet across the gaps 69,70. Energy loss in the jet flow means that the energy that gives force to the displaced vortices is not small, so it takes time for the vortices to generate. However, when the displaced vortex becomes powerful enough to displace the central vortex, the transition is timed to occur quickly. Therefore, the extreme states (i.e., FIGS. 13 and 15) have fairly long stagnation periods, and transitions between these two states occur rapidly. As a result, pulses and slugs with sharp edges are produced.

出力室65はRL(すなわち制限およびイナータ
ンス)フイルターとしてこれらの鋭い先端をろ過
する傾向にある。このことは、室65にそれぞれ
ある出力開口73と74から放出されるスプレー
出力波形71と72に示されている。さらに云え
ば、通路75と76とが長くなると、それによつ
てイナータンスとフイルター機能が更につけ加わ
ることになる。
The output chamber 65 tends to filter out these sharp edges as a RL (or restriction and inertance) filter. This is illustrated in the spray output waveforms 71 and 72 emitted from output apertures 73 and 74, respectively, in chamber 65. Furthermore, the longer passages 75 and 76 provide additional inertance and filtering.

第17図に関して説明したように、室65の2
つの出口から出る波形71と72は周波数と位相
が同期しているが、出口開口73と74との間の
角度よりも大きい角度で空間に拡つていることが
観察されている。これは、接線速度ベクトルVT
とVT′は、半径方向速度ベクトルVRとVR′の間の
角度よりも大きな角度をなしているからである。
As explained in connection with FIG.
It has been observed that the waveforms 71 and 72 emanating from the two outlets are synchronized in frequency and phase, but are spread out in space at an angle greater than the angle between the outlet apertures 73 and 74. This is the tangential velocity vector V T
This is because V T ′ and V T ′ form a larger angle than the angle between the radial velocity vectors V R and V R ′.

第19図と第20図は出力室の形状が波形に与
える影響を示している。第19図においてほぼ円
形の振動室はU型部材78からの噴流を受け取め
先に述べたように振動が引き続き起こる。振動子
からの交互に出てくる出力パルスは通路79と8
0を経て一点に収れんする側壁82と83との間
に形成された出力室81にまで導かれる。側壁の
収れんにより出力室81はかなり狭いものとな
る。唯一の出口開口84は85で図示された波形
を有する掃波スプレー形状を放出する。波形85
は、第10図の波形45と較べて両端間の遷移は
ゆつくりとしたものとなつている。(すなわち、
中央部に長い停滞部86を有している。)ことに
注意すべきである。また後退角αは波形45より
も幾分小さいことにも注意すべきである。この効
果は、主として半径方向速度ベクトルVRは出力
室が狭いときにはより大きくなるという理由か
ら、狭い出力室81が原因となつている。半径方
向速度ベクトルが大きいことは、狭い室の静圧力
はより大きくなりVRは静圧力の影響を受けると
いう事実に基いている。波形85によりスプレー
形状は流れの端よりも中央部においてより重く凝
縮された小滴を形成する。
Figures 19 and 20 show the influence of the shape of the output chamber on the waveform. In FIG. 19, the generally circular vibrating chamber receives the jet from the U-shaped member 78 and continues to vibrate as described above. The alternating output pulses from the vibrator pass through paths 79 and 8.
0 to an output chamber 81 formed between side walls 82 and 83 that converge to one point. Due to the convergence of the side walls, the output chamber 81 becomes quite narrow. A single outlet opening 84 emits a sweep spray shape having a waveform illustrated at 85. Waveform 85
Compared to waveform 45 in FIG. 10, the transition between both ends is gradual. (i.e.
It has a long stagnation part 86 in the center. ) should be noted. It should also be noted that the sweepback angle α is somewhat smaller than waveform 45. This effect is primarily due to the narrow output chamber 81 because the radial velocity vector V R is larger when the output chamber is narrow. The large radial velocity vector is based on the fact that the static pressure in a narrow chamber is larger and V R is influenced by the static pressure. The waveform 85 causes the spray shape to form more heavily concentrated droplets in the center than at the edges of the stream.

対照的に、第20図の振動子と出力室を結合し
たものは異つた波形91を生ずる。特に、要素9
0は振動室の端の幅よりも出口室の端の幅の方が
広い形状の卵形をしている。振動室92はU型部
材94からの噴流を受け取め、第11図から第1
5図について述べたと同じように振動を発生す
る。しかしながら室92の入口、出口の共通開口
は、ほぼ円形の室92に関して180゜以上の角度を
有している。換言すれば、要素90の側壁95,
96は振動室92と出力室93との間で直線状に
拡つている。部材94は側壁間に配置されてお
り、室92と93との間に連絡通路97,98を
形成する。振動室92の半径は第19図の室77
の半径と実質的に同じである。しかしながら、出
力室93は室81よりもかなり広い。その結果、
波形91は第19図の波形85とはかなり異つて
いるように見える。特に、波形91は、のこぎり
波形状の第19図の中央部86のない三角波であ
る。中央部の集中がないことの理由は室81と比
べて室93が広いからである。波形91の遷移区
域(すなわち両端間)ははるかに滑らかなもので
あり、そして(下流からみると)凸形状している
ということにも注意すべきである。凸形状である
ことは、中央部の液体が両端の液体よりもややゆ
つくり進行していることを示している。一般的に
は、波形91は液体が均一に分散させることとな
る。
In contrast, the combined transducer and output chamber of FIG. 20 produces a different waveform 91. In particular, element 9
0 has an oval shape in which the width at the end of the exit chamber is wider than the width at the end of the vibration chamber. The vibrating chamber 92 receives the jet from the U-shaped member 94, and as shown in FIG.
Vibrations are generated in the same way as described for Figure 5. However, the common inlet and outlet openings of the chamber 92 have an angle of more than 180° with respect to the generally circular chamber 92. In other words, the side wall 95 of the element 90,
96 extends linearly between the vibration chamber 92 and the output chamber 93. A member 94 is disposed between the side walls and defines communication passages 97, 98 between chambers 92 and 93. The radius of the vibration chamber 92 is the same as that of the chamber 77 in FIG.
is substantially the same as the radius of However, output chamber 93 is significantly larger than chamber 81. the result,
Waveform 91 appears significantly different from waveform 85 of FIG. In particular, the waveform 91 is a triangular wave without the central portion 86 of FIG. 19, which has a sawtooth wave shape. The reason for the lack of central concentration is that chamber 93 is wider than chamber 81. It should also be noted that the transition area (ie between the ends) of waveform 91 is much smoother and (when viewed from downstream) has a convex shape. The convex shape indicates that the liquid in the center is progressing a little more slowly than the liquid at both ends. Generally, the waveform 91 will cause the liquid to be evenly distributed.

本発明の振動子と出力室を結合したものは、異
つた大きさの場合にも同様の状態を与えることが
わかつた。このようにして、口頭の潅注器として
使用できる小さな装置はU型部材のところで1イ
ンチの1000分の1程度の幅のノズルを有している
かもしれないし、またこの振動子はあらゆる方向
にスケールアツプして作られて、例えば、大きな
装飾的な噴水を与えることができ大きさは大きい
が、形状が同一の波形を生ずるようになるかもし
れない。第19図の装置と同様の一定の縮尺で描
かれた振動子と出口室を結合したもの100が第
21図に示されている。図からわかるように、ほ
ぼUの型をした部材101の出口に形成されたノ
ズルの幅Wに対して全ての大きさが決められてい
る。振動室102の直径は8Wである。ノズルと
室102の遠い壁との間の距離は9Wである。室
102の入口、出口の共通開口は7Wでありノズ
ルから2W隔つている。部材101と側壁103,
104との間の最も接近した距離は2.5Wであり、
最大距離は11Wである。装置100の長さは25W
で出力室106からの出口開口105の幅は
2.5Wである。装置100は実質的にどのような
大きさでも作ることができ、ここで述べた原理に
よつて作動する。しかしながら、装置100の相
対的な大きさは、本発明により可能となる多くの
波形のうちの唯一の形状をとりそして、この大き
さは本発明の範囲を限定するものではないことに
注意すべきである。
It has been found that the combined vibrator and output chamber of the present invention provides similar conditions for different sizes. Thus, a small device that can be used as an oral irrigator may have a nozzle as wide as one thousandth of an inch at the U-shaped member, and the vibrator scales in all directions. It may be made up to give, for example, a large decorative fountain, and the size may be large, but the shape may yield identical corrugations. A combined transducer and exit chamber 100, drawn to scale, similar to the device of FIG. 19 is shown in FIG. As can be seen from the figure, all sizes are determined relative to the width W of the nozzle formed at the outlet of the substantially U-shaped member 101. The diameter of the vibration chamber 102 is 8W. The distance between the nozzle and the far wall of chamber 102 is 9W. The common opening of the inlet and outlet of the chamber 102 is 7W and is separated by 2W from the nozzle. member 101 and side wall 103,
The closest distance between 104 and 104 is 2.5W,
The maximum distance is 11W. The length of device 100 is 25W
The width of the outlet opening 105 from the output chamber 106 is
It is 2.5W. Apparatus 100 can be made of virtually any size and operate according to the principles described herein. However, it should be noted that the relative size of the device 100 is only one of the many waveforms possible with the present invention, and this size is not intended to limit the scope of the invention. It is.

第22図から第26図は振動子/出力室の大き
さが種々異つたときの波形を示している。特に、
第22図の振動子110はかなり短かい出力通路
111,112を有しているものとして示されて
いる。そこから発生するパルスは時間に対して図
示された大きさを有する。一連の出力パルスは
180゜位相のずれたのこぎり歯波形からなる。これ
を、相当に長い出口通路114と115を有する
振動子113と比較してみるとよいであろう。こ
こでもまたのこぎり歯状の波形をしているが、そ
れぞれのパルスはかなりなめらかであり、周波数
は小さい。このことは、長い通路114と115
がより大きなイナータンス(電気的なインダクタ
ンスに相当)を振動子に与え、振動室の反応をか
なり遅めることになるという事実に主として基い
ている。第24図では、短かい出口通路111と
112のある振動子110(第22図の)がかな
り小さな容積の出力室116とつながつている。
室116から放出される掃波スプレーの波形11
7はのこぎり歯状波形であり、波の両端間の遷移
部分は下流方向に膨張している。このことは、掃
波形態の中央の遷移部分の流れが両端部の速度よ
りもやや速い速度で動いていることを示してい
る。これは、反対方向に膨張して、中央部の流れ
が遅いことを示している第20図の波形91と比
較するとよいであろう。この理由は、小さな出力
室116では渦のイナータンスが小さいので、振
動子からパルスを出す勢いが劣えた後のスピン速
度が低下する時間がより早くなるからである。ス
ピン速度の低下により半径方向速度VRが強くな
り、流出流体の中央部にその高速度を伝えるから
である。振動子110は第25図にも示されてお
り、ここでは、幾分幅のある出力室119が備え
られている。室119はより大きな渦イナータン
スを与え、出力パルスが減退した時の渦の劣えを
防いでいる。その結果、下流方向の膨みがない波
形118となる。これは主として、半径方向速度
ベクトルの勢いがもはやないからである。第26
図の室120の様に、出力室の大きさを更に大き
くすると、中央部が上流方向にやや膨んでいる、
すなわち第24図の波形117と反対の形状の波
形121を生起する。このことは、中央部の流体
が両端部の液体よりもより遅く流れ始めるという
第20図の波形91の傾向を示している。この原
因は、より大きい室120の渦イナータンスの増
加であり、このイナータンスはパルスを送り出す
勢いが減退した後も渦が回転し続けるようにし、
それによつて、接線速度ベクトルVTの勢いを強
くする。更に、波形117と118とよりも波形
121によつて作られる角度が大きいことからわ
かるように、接線ベクトルVTの勢いが強くなる
ことによつて後退角が増加することになる。第2
4図、25図、26図の3つの実施例で、掃波形
状した流体の分配はかなり均一なものとなつてい
る。
FIGS. 22 to 26 show waveforms for various vibrator/output chamber sizes. especially,
The transducer 110 of FIG. 22 is shown as having fairly short output paths 111,112. The pulses generated therefrom have the illustrated magnitude versus time. The series of output pulses is
Consists of sawtooth waveforms with a 180° phase shift. Contrast this with a transducer 113 which has considerably longer outlet passages 114 and 115. Again, it has a sawtooth waveform, but each pulse is fairly smooth and has a low frequency. This means that long passages 114 and 115
It is mainly based on the fact that this imparts a greater inertance (corresponding to electrical inductance) to the vibrator, which considerably slows down the reaction of the vibrating chamber. In FIG. 24, a transducer 110 (of FIG. 22) with short outlet passages 111 and 112 is connected to an output chamber 116 of relatively small volume.
Waveform 11 of sweep spray emitted from chamber 116
7 is a sawtooth waveform, with the transition portion between the two ends of the wave expanding in the downstream direction. This indicates that the flow in the central transition part of the swept wave configuration is moving at a slightly higher velocity than the velocity at both ends. This may be compared to waveform 91 in Figure 20, which expands in the opposite direction and shows slower flow in the middle. The reason for this is that in the small output chamber 116, the inertance of the vortex is small, so that the spin speed decreases more quickly after the vibrator loses its momentum of producing pulses. This is because the decrease in spin speed increases the radial velocity V R and transmits the high velocity to the center of the outflow fluid. The transducer 110 is also shown in FIG. 25, where it is provided with a somewhat wider output chamber 119. Chamber 119 provides greater vortex inertance and prevents vortex degradation as the output pulse fades. As a result, the waveform 118 has no bulge in the downstream direction. This is primarily because the radial velocity vector no longer has momentum. 26th
As shown in the chamber 120 in the figure, when the size of the output chamber is further increased, the central portion swells slightly in the upstream direction.
That is, a waveform 121 having a shape opposite to the waveform 117 in FIG. 24 is generated. This illustrates the trend of waveform 91 in Figure 20, where fluid in the center begins to flow more slowly than liquid at the ends. The cause of this is the increased vortex inertance of the larger chamber 120, which inertance causes the vortex to continue rotating even after the pulse-sending momentum has diminished;
Thereby, the momentum of the tangential velocity vector V T is strengthened. Furthermore, as can be seen from the fact that the angle created by waveform 121 is larger than that by waveforms 117 and 118, the receding angle increases as the momentum of tangential vector V T becomes stronger. Second
In the three embodiments of FIGS. 4, 25, and 26, the distribution of the sweep-shaped fluid is fairly uniform.

次に、第27図について、振動子125は第1
8図の振動子と同様に形成されており、部材12
6,127はU型部材128からわずかだけ離れ
て隙間130,131を形成し、その隙間は入力
噴力と出力パルスとを結合している。第18図と
関連して説明したように、この構成はパルスをよ
り尖鋭なものとする傾向にあり、振動サイクルの
両端部にはより大きな停滞部があり、そして両端
の間ではかなり速く切り換り、遷移することにな
る。このことは、出力パルス124と123の時
間軸対増幅の図によつて明らかにされており、第
22図と第23図に示された幾分鋭つたパルスと
比較して平坦な先端を示している。振動子125
は第28図において、出力室132と結合されて
いる。室132からの出口開口133は、第24
図、第25図、第26図の波形よりも長い停滞時
間を掃波の両端間に有する波形134のスプレー
を放出する。第18図に関連して説明したよう
に、部材126,127があるために、隅に追い
やられた渦(第13図のA)が再び勢いを持つの
が遅れる傾向にあるので、振動サイクルの両先端
にはより大きな停滞部分がある。
Next, regarding FIG. 27, the vibrator 125 is
It is formed in the same way as the vibrator shown in Fig. 8, and the member 12
6 and 127 are slightly separated from the U-shaped member 128 to form gaps 130 and 131, which gaps combine the input jet force and the output pulse. As explained in connection with Figure 18, this configuration tends to make the pulses sharper, with larger stagnation at the ends of the vibration cycle, and a much faster switch between the ends. This will result in a transition. This is made clear by the time axis vs. amplification plots of output pulses 124 and 123, which show flat tips compared to the somewhat sharper pulses shown in FIGS. 22 and 23. ing. Vibrator 125
is connected to the output chamber 132 in FIG. The outlet opening 133 from the chamber 132 is the 24th
A spray of waveform 134 is emitted that has a longer residence time between the ends of the sweep wave than the waveforms of FIGS. 25 and 26. As explained in connection with FIG. 18, the presence of members 126 and 127 tends to delay the vortex (A in FIG. 13) that has been driven to a corner from gaining momentum again, so the vibration cycle is There are larger stagnation areas at both tips.

第29図について、他の形式の振動と出力室を
結合したもの135が示されている。装置135
の振動部分は先に述べたものよりも相当に長く、
凹面ではなく凸面の遠くの壁137を含む振動室
136となつている。更に云えば、振動子出力通
路138と139は先に述べた実施例に示された
ものよりも幾分幅が広い。装置135の出力室1
40にはU型部材141の開口142があり、そ
こから流体を直接出力室に放出する。振動室の長
さを長くすることによつて、振動子の周波数を減
少する効果を有する。それは、第11図から第1
5図に記載された渦AとBは振動サイクルの間に
より長い距離を進まねばならないからである。あ
る点を越えて、このように長さを長くする場合、
一様の振動を維持するために出口通路138と1
39の幅を広くする必要があるということがわか
つた。ある点を越える場合で(例えば、室136
の長さが部材141の出口の幅の25倍以上の場
合)、出力通路が広くない場合には、室136に
背圧が生じ、そのため時折振動が生じたりあるい
は安定状態が生じる。長い振動室とその固有の低
振動数はマツサージシヤワーや装飾的なスプレー
噴水には有用であり、凸面壁137やノズル14
2があつてもなくても使用できる。
Referring to FIG. 29, another type of vibration and power chamber combination 135 is shown. device 135
The vibrating part of is considerably longer than the one mentioned above,
The vibrating chamber 136 includes a far wall 137 that is convex rather than concave. Furthermore, transducer output passages 138 and 139 are somewhat wider than those shown in the previously described embodiments. Output chamber 1 of device 135
At 40 there is an opening 142 in the U-shaped member 141 through which fluid is discharged directly into the output chamber. Increasing the length of the vibration chamber has the effect of reducing the frequency of the vibrator. It is the first one from Figure 11.
This is because the vortices A and B described in Figure 5 have to travel a longer distance during the vibration cycle. When increasing the length beyond a certain point,
Outlet passages 138 and 1 to maintain uniform vibration
I found out that I needed to make the width of 39 wider. If a certain point is exceeded (for example, chamber 136
If the output passage is not wide (for example, if the length of the output passage is greater than 25 times the width of the outlet of member 141), a back pressure will be created in chamber 136, resulting in occasional vibrations or plateaus. The long vibrating chamber and its inherent low vibration frequency are useful in pine surge showers and decorative spray fountains, where convex walls 137 and nozzles 14
Can be used with or without 2.

凸面壁137は、平面壁や凹面壁よりも両先端
間をより早く移動する振動サイクルを生じる効果
がある。より速く遷移することにより、出力通路
138と139に送られるパルスの上下する時間
が短くなる。この特徴は、長くなつた振動室や噴
入ノズルとは別に独立して使用することができ
る。
The convex wall 137 has the effect of creating a vibration cycle that moves faster between the tips than a flat or concave wall. The faster transitions result in shorter rise and fall times for the pulses sent to output paths 138 and 139. This feature can be used independently apart from the elongated vibrating chamber and injection nozzle.

開口142からの噴入流体は放出されるスプレ
ー形状の中央部の流量を増やすのに使用される。
事実、これにより両端間の遷移時間は短くなり、
端よりも掃波サイクルの中央部により大きな“停
滞”を生じる。このことは出口143から出るス
プレー形状の波形144によく反映している。そ
れによれば、遷移部分が外側に向つて相当曲がつ
ていることに気がつく。この特徴をベクトルの議
論と第16図に関連づけてみると、ノズル142
からの流入流体は、動的な意味でも(流入流体は
半径方向ベクトルの方向に沿つて流れるので)出
力室140の静圧力を附加するという意味でも、
半径方向ベクトルVRの大きさを大きくする。
The injected fluid from opening 142 is used to increase the flow rate in the center of the ejected spray shape.
In fact, this reduces the transition time between the two ends,
There is a greater "stagnation" in the middle of the sweeping cycle than at the edges. This is well reflected in the spray-shaped waveform 144 emerging from the outlet 143. According to this, it is noticed that the transition part is considerably curved toward the outside. Relating this feature to the discussion of vectors and FIG.
The incoming fluid from the output chamber 140 exerts a static pressure in the output chamber 140, both in a dynamic sense (as the incoming fluid flows along the direction of the radial vector).
Increase the magnitude of the radial vector V R.

第29図に関して説明された特徴は、出力スプ
レー形状を形作る付加的な技術を与え、かつ、こ
の中で述べられた他の振動子と出力室とともに使
用することができる。
The features described with respect to FIG. 29 provide additional techniques for shaping the output spray shape and can be used with the other transducers and output chambers described herein.

第30図の振動子145は異つた方向に向く複
数個の出口を有する態様を図示している。特に、
ノズル146が噴流を振動室147に放出する
が、室の形状は第11図から第15図に関して説
明した原理によりどのようなものでもよい。出口
通路148と149が図のように外に向けられて
おり、噴入流体に対し180゜の方向ではなくて、ほ
ぼ90゜の角度をなしている。これらの通路はどの
ような角度でどのような方向にでも、あるいは図
面と同一の平面であつてもそうでなくても、応用
例次第でどうにでもなることが理解できよう。更
に、これらの通路の1つあるいはそれ以上のも
の、例えば、通路149は同位相の出力パルスを
与える2つの通路150と151の分岐路を有す
るものであつてもよい。通路148,149,1
50,151は出力パルスの出方を遅らせて種々
の異つた効果や結果を得るために長くしてもよい
し、短くしてもよいということが理解できよう。
The transducer 145 of FIG. 30 illustrates an embodiment having a plurality of outlets pointing in different directions. especially,
A nozzle 146 emits a jet into a vibrating chamber 147, which may be of any shape in accordance with the principles described with respect to FIGS. 11-15. Outlet passages 148 and 149 are directed outwardly as shown and at approximately a 90° angle to the injected fluid rather than in a 180° direction. It will be appreciated that these channels can be at any angle, in any direction, and may or may not be in the same plane as the drawing, depending on the application. Furthermore, one or more of these paths, for example path 149, may have two paths 150 and 151 branching to provide output pulses in phase. Passage 148, 149, 1
It will be appreciated that 50 and 151 may be made longer or shorter to delay the onset of the output pulse and achieve various different effects and results.

先に述べた出力室から送り出されると説明され
たフアン形状のスプレーは、標的に当たると一直
線すなわち一次元の模様を与える。換言すれば、
サイクリツクに掃き出されるスプレーが途中にお
かれた表面板に衝突すると、液体は表面の一直線
上を行き来する。出力室から2次元のスプレー形
状を得ることも又容易である。2次元の標的を覆
うことのできるスプレーを出すための出力室の態
様が第31図と第32図に図示されている。特
に、出力室152は通路153と154から流体
パルスを交互に供給されることとなつている。出
力室152からの出力開口155は、ただ単に室
の外周に設けられた小穴ではなく、室に向つてノ
ツチが切られている。実施例ではノツチは装置の
中央縦軸にそつて円形刃によつて切られ、室15
2の平面に対し垂直で断面がV形のアーチ形ノツ
チ156を与える。室に向つて出口を切ることに
よつてその中の静圧力はあらゆる方向に拡がる。
その結果、出口155から出るスプレーはノツチ
156の輪郭に沿うため、ノツチと同一平面のシ
ート状の流体を噴出することとなる。(すなわち
室152の平面に垂直な)このシート状の液体は
第16図で説明した交互の渦の作用により前後に
行き来し、出口155から放出されるスプレーは
周期的に掃波されるシート状のものとなる。そし
て、スプレーの途中においた標的に衝突すると方
形な地域を覆い、それによつて、2次元のスプレ
ー地域を与える。ノツチが室152に向つてより
深く切られると、垂直平面上のシートの拡がり角
度は増加することに気がついた。ノツチの断面の
輪郭を種々変化させると、垂直面(室に対して垂
直な面)の流体が分散していく形状を変えること
ができる。
The fan-shaped spray described above as being delivered from the output chamber produces a linear or one-dimensional pattern when it hits the target. In other words,
When the cyclically swept spray collides with a surface plate placed in the middle, the liquid moves back and forth in a straight line on the surface. It is also easy to obtain a two-dimensional spray shape from the output chamber. An embodiment of the output chamber for delivering a spray capable of covering a two-dimensional target is illustrated in FIGS. 31 and 32. In particular, output chamber 152 is to be supplied alternately with fluid pulses from passages 153 and 154. The output opening 155 from the output chamber 152 is not simply a small hole provided in the outer periphery of the chamber, but is notched into the chamber. In the embodiment, the notch is cut by a circular blade along the central longitudinal axis of the device, and the notch is cut by a circular blade along the central longitudinal axis of the device.
An arcuate notch 156 is perpendicular to the plane of FIG. 2 and V-shaped in cross section. By cutting the outlet toward the chamber, the static pressure within it spreads out in all directions.
As a result, the spray exiting from the outlet 155 follows the contour of the notch 156, thereby ejecting a sheet of fluid flush with the notch. This sheet of liquid (i.e. perpendicular to the plane of chamber 152) is moved back and forth by the action of the alternating vortices described in FIG. Becomes the property of When it hits a target mid-spray, it covers a rectangular area, thereby giving a two-dimensional spray area. It has been noticed that as the notches are cut deeper towards the chamber 152, the spread angle of the sheet in the vertical plane increases. By varying the cross-sectional profile of the notch, it is possible to change the shape in which the fluid is distributed in the vertical plane (the plane perpendicular to the chamber).

他の出力室の実施例が第33図と第34図に図
示されている。この中で、出力室160は通路1
61と162から交互に流体パルスを受け、出口
開口163として形成された穴から平面形状の、
或はフアン形状のスプレーを掃き出す。しかしな
がら、出口開口163は室の端壁ではなく、床
(もしくは天井)に形成されている。第16図の
室に対して適用されたものと同様のベクトル解析
が室160に適用できるが、室160においては
出口開口163は交互に出てくる渦の半径に沿つ
て広がつていることに注意すべきである。渦の回
転速度は半径上の異なる地点では変化しているの
で、接線速度ベクトルVTは開口163の長さに
沿つて変化する。その結果、噴出されるスプレー
の波形は第34図の図の平面に対して幾分非対称
となり、出力開口の長さが長くなればなる程、非
対称の程度が大きくなる。
Other output chamber embodiments are illustrated in FIGS. 33 and 34. Among these, the output chamber 160 is the passage 1
The planar shaped
Or sweep out a fan-shaped spray. However, the outlet opening 163 is formed in the floor (or ceiling) rather than in the end wall of the chamber. A vector analysis similar to that applied to the chamber of FIG. 16 can be applied to chamber 160, except that in chamber 160 the outlet openings 163 extend along the radius of the alternating vortices. You should be careful. Since the rotational speed of the vortex is changing at different points on the radius, the tangential velocity vector V T changes along the length of the aperture 163. As a result, the waveform of the ejected spray will be somewhat asymmetrical with respect to the plane of the diagram of FIG. 34, and the longer the length of the output aperture, the greater the degree of asymmetry.

第35図と第36図には更に他の出力室の形状
が図示されている。この実施例は、第31図と第
32図のものと同様、線状の標的ではなく、2次
元の標的を覆うシート状の掃波形状を与える。出
力室165は、これまでに述べた室と同様、通路
166と167からの流体パルスを交互に受け取
める。しかしながら、室165は通路166,1
67の面に対し垂直に、円筒状に広がつているの
で、室165の深さ(第36図)は実質的に先に
述べた室と較べて深い。出口開口168は室の外
周に形成されており、室の円筒中心軸と平行に伸
びている。圧力流体が室165より放出される
と、流体はノツチ168によつてシート状に形成
され、室165の渦回転面と垂直になる。第16
図で述べられた原理によつて、交互に変化するス
ピンのためシート状の液体は前後に振動する。そ
して波形はシートの高さに沿つて均一に流体を分
配する。シートの幅に沿つた分配(第35図に示
された次元)は、これまで振動子と出力室の形状
について説明した種々の特徴、機能により決定さ
れる。
Still other output chamber shapes are illustrated in FIGS. 35 and 36. This embodiment, like those in FIGS. 31 and 32, provides a sheet-like sweep shape that covers a two-dimensional target rather than a linear target. Output chamber 165, like the previously described chambers, can alternately receive fluid pulses from passageways 166 and 167. However, chamber 165 has passages 166,1
Since it extends cylindrically perpendicular to the plane of 67, the depth of chamber 165 (FIG. 36) is substantially greater than the previously described chambers. An outlet opening 168 is formed on the outer periphery of the chamber and extends parallel to the cylindrical central axis of the chamber. As the pressurized fluid exits chamber 165, the fluid is formed into a sheet by notch 168, perpendicular to the vortex rotation plane of chamber 165. 16th
The principle described in the figure causes a sheet of liquid to oscillate back and forth due to alternating spins. The corrugations then distribute fluid evenly along the height of the sheet. The distribution along the width of the sheet (the dimension shown in FIG. 35) is determined by the various features previously described for the transducer and output chamber shapes.

第37図の振動子と出力室の形状170は縦方
向の中心軸に関し、非対称である。振動室170
は部材172のノズル171から半径方向ではな
いが室を横切つて噴流を受ける。その結果、振動
室、これは第11図から第15図に関して説明し
た原理に基いて作動するが、不均衡であり、出口
通路175に放出される流体スラグ(slugs)は
出口通路176に放出されるパルスよりも長い持
続時間を有する。その結果、出力室173の時計
方向回転は反時計方向回転よりも長い持続時間を
有し、出口開口174から放出されるスプレーは
第37図に示すように、縦方向中心線の上部より
も下部の方が重い。非対称な振動子、出力室、部
材172の位置、出口174の位置等は全て、希
望するスプレー形状を得るのに使用できる。
The shape 170 of the vibrator and output chamber in FIG. 37 is asymmetrical with respect to the longitudinal central axis. Vibration chamber 170
receives a jet from nozzle 171 of member 172 across the chamber, but not radially. As a result, the vibrating chamber, which operates on the principles described with respect to FIGS. The pulse has a longer duration than the other pulses. As a result, a clockwise rotation of the output chamber 173 has a longer duration than a counterclockwise rotation, and the spray emitted from the outlet opening 174 is lower than above the longitudinal centerline, as shown in FIG. is heavier. Asymmetrical transducer, output chamber, location of member 172, location of outlet 174, etc. can all be used to obtain the desired spray shape.

第38図と第39図の出力室177は2つの特
徴を有している。その1つは、出口開口は室の天
井あるいは床のほぼ中央部に設けられたほぼ円形
の穴であることである。他の1つは、流れ分割器
178と179が設けられ入つてくる流体パルス
を分割するようになつていることである。特に、
分割器178は室の外周に沿つて伸びる通路18
3と、分割器178よりも半径方向内側にある通
路184の間を流れてくるパルスを分割する。同
様に、分割器179は外側通路180と内側通路
181との間を流れるパルスを分割する。上記の
位置にある出口開口185は室177の出力渦が
交互にスピン回転の向きを変える毎に向きを変え
るへこんだ円錐形のスプレー形状を与える。円錐
形状186の拡がり角度はスピン速度とともに変
化するので、出力渦が方向を変える間に速度を早
めたり遅めたりすると、スプレー形状186は交
互に開いたり(186)閉じたり(187)す
る。このようにして、形状186は標的に当たる
とほぼ円形を覆うことゝなる。流れ分割器178
と179は2つではなく4つの出力渦にスピン力
を与え、その結果、室内の出力渦の動きが最小と
なる。出力渦はこのように出力開口185の中央
に維持され、スプレー円錐形186,187を対
称的なものとする。第38図、第39図の特徴
(すなわち、出口185の位置と分割器178,
179があること)はそれぞれ独立して使用する
ことができる。
The output chamber 177 of FIGS. 38 and 39 has two features. One is that the exit opening is a generally circular hole located approximately in the center of the ceiling or floor of the chamber. Another is that flow splitters 178 and 179 are provided to split the incoming fluid pulses. especially,
Divider 178 includes passageway 18 extending along the perimeter of the chamber.
3 and a passage 184 that is radially inward of the divider 178. Similarly, splitter 179 splits the pulses flowing between outer passage 180 and inner passage 181. The outlet opening 185 in the above location provides a concave conical spray shape that the output vortices of the chamber 177 alternately redirect with each change of direction of spin rotation. Since the divergence angle of the conical shape 186 changes with spin speed, the spray shape 186 will alternately open (186) and close (187) as the output vortex speeds up or slows down while changing direction. In this way, the shape 186 will cover a generally circular area when it hits the target. flow divider 178
and 179 impart a spin force to four output vortices instead of two, resulting in minimal output vortex movement within the chamber. The output vortex is thus kept centered in the output aperture 185, making the spray cones 186, 187 symmetrical. The features of FIGS. 38 and 39 (i.e., the location of the outlet 185 and the divider 178,
179) can be used independently.

同じ形のスプレー形状が第40図、第41図の
出力室190によつて得られる。特に、出力室1
90は円筒形をしており、通路192,193か
ら入つてくるパルスの平面から伸び、中央の出口
開口191に向つて漏斗状の傾斜がつけられてい
る。出力スプレー形状もまた回転円錐状のシート
となつており、室190の出力渦の向きの変化に
より連続して回転方向を変化し、スピン速度最高
時の拡大位置194から、最小時のかなり収縮し
た位置195まで移動する。
A similar spray profile is obtained with the output chamber 190 of FIGS. 40 and 41. In particular, output chamber 1
90 is cylindrical in shape, extending from the plane of the incoming pulses from passages 192, 193 and funnel-shaped towards a central outlet opening 191. The output spray shape is also a rotating conical sheet, and the direction of rotation changes continuously due to changes in the direction of the output vortex in the chamber 190, from an expanded position 194 at the highest spin speed to a considerably contracted position at the minimum. Move to position 195.

第38,39図の装置と、第40,41図の装
置は装飾的な噴水、シヤワーコンテナースプレ−
ノズル等に有用である。
The apparatus of Figures 38 and 39 and the apparatus of Figures 40 and 41 are suitable for decorative fountains, shower container sprays, etc.
Useful for nozzles, etc.

第42図と第43図の装置は出力室の原理を出
力渦の3次元回転に広げたものである。特に、ほ
ぼ球形をした室が第1の振動室が1つの源201
から、直径上相対した入口開口202と203の
部位で交互に2つの流体信号;すなわちパルスを
受ける。他の1対の直径上相対した入口開口20
4,205は他の源206の流体信号、パルスを
交互に受ける。源201からの信号の周波数はf1
であり、源206の信号の周波数はf2である。穴
202,203が成す平面は穴204,205の
平面に対し垂直をなしている。もつとも、このこ
とは本発明の特徴を制限するものでは決してな
い。球状室200の出口開口207はこれらの2
つの平面の交差線が室の外周と交差する点に位置
している。源201と206からの信号の相対的
な周波数と位相の大きさによつて、種々の形状の
出力スプレーが得られる。このようにして、もし
周波数f1とf2が等しく位置が90゜ずれている場合に
は、入力信号がはつきりとした形のパルスの時に
は断面が方形のスプレーが、入力信号が曲がりく
ねつたものである時には断面円形のスプレー形状
が放出されることとなる。周波数f1が周波数f2
2倍で、入力信号がわん曲した形状のときは、第
39図のものが生じる。換言すれば、出口開口2
07から出るスプレーの横断面が、陰極線オシロ
スコープで得られるよく知られたリサジヤス形状
(Lissajous patterns)となるということである。
入力信号の間の位相と振動数の関係を適当に選ぶ
ことにより、極めて多くの種類の波形を得ること
ができる。
The apparatus of FIGS. 42 and 43 extends the principle of the output chamber to three-dimensional rotation of the output vortex. In particular, the first vibration chamber is a source 201 having a substantially spherical shape.
From there, diametrically opposed inlet openings 202 and 203 alternately receive two fluid signals; ie, pulses. Another pair of diametrically opposed inlet openings 20
4,205 alternately receives fluid signals, pulses, from another source 206. The frequency of the signal from source 201 is f 1
, and the frequency of the signal at source 206 is f 2 . The planes formed by the holes 202 and 203 are perpendicular to the planes of the holes 204 and 205. However, this in no way limits the features of the invention. The outlet opening 207 of the spherical chamber 200
It is located at the point where the intersection line of the two planes intersects the outer periphery of the chamber. Depending on the relative frequency and phase magnitude of the signals from sources 201 and 206, various shapes of output sprays are obtained. In this way, if the frequencies f 1 and f 2 are equal and offset by 90°, then a spray with a square cross section will be produced when the input signal is a sharply shaped pulse, and a spray with a square cross section will be produced when the input signal is a sharply shaped pulse. When it is a vine, a spray with a circular cross section is emitted. When the frequency f 1 is twice the frequency f 2 and the input signal has a curved shape, the result shown in FIG. 39 occurs. In other words, the exit opening 2
This means that the cross-section of the spray coming out of 07 has the well-known Lissajous patterns obtained with a cathode ray oscilloscope.
By appropriately selecting the phase and frequency relationship between the input signals, a wide variety of waveforms can be obtained.

第44図、第45図と第46図には、振動子と
出力室を結合したものが3つ図示されている。装
置210,211と212の3つの装置におい
て、振動室213と出力室214の大きさと形状
は実質的に同じである。相違点は入口と出口の共
通開口215の大きさが違うことであり、装置2
10の開口が最小で装置212の開口が最大であ
ることである。スプレー形状の波形は次のような
影響を受ける。最小の開口の場合(装置210)、
観察された波形は先端がわずかに丸みの帯びた明
確な形をしたのこぎり歯状であつた。中間の大き
さの開口の場合(装置211)、装置210と比
較して波の先端の丸みがあまりなかつた。最大の
開口215の場合(装置212)、丸みはさらに
なくなり、波形は第20図の波形91と実質的に
同じで殆んど三角形であつた。この波形は3つの
うちでもつとも均一に流体を分散する。一般的に
云えば、開口215が広がれば広がる程、振動出
力の流れの絞りが効かなくなり、出力室のフイル
ター効果が大きくなる。
FIG. 44, FIG. 45, and FIG. 46 show three combinations of a vibrator and an output chamber. In the three devices 210, 211 and 212, the size and shape of the vibration chamber 213 and the output chamber 214 are substantially the same. The difference is that the size of the common opening 215 at the inlet and outlet is different, and the device 2
The opening of device 10 is the smallest and the opening of device 212 is the largest. The waveform of the spray shape is influenced by the following: For the smallest aperture (device 210),
The observed waveform had a distinct sawtooth shape with a slightly rounded tip. For the medium size aperture (device 211), the wave tips were less rounded compared to device 210. For the largest aperture 215 (device 212), there was even less roundness and the waveform was substantially the same as waveform 91 in FIG. 20, almost triangular. This waveform distributes fluid the most uniformly of the three. Generally speaking, the wider the aperture 215, the less restrictive the flow of vibrational output, and the greater the filtering effect of the output chamber.

第47図において、振動子と出力室を結合した
もの216は振動室217と出力室218とを含
んでいる。この装置は、側壁220と221とが
U型噴出部材219の向う側で収れんしてのど部
223を形成し、出力室218で拡がり再びまた
収れんして出力開口222を形成している点に特
徴がある。この形状は流れを逆転する効果を有し
ており、振動室217から出て側壁220に沿つ
て流れる流体はのど部223で向きが変えられ、
反対側の壁に沿つて出力室218に入る。室21
8の壁面のわん曲面によつてより大きなスピン効
果が得られるという点を除いて、非逆転流体につ
いて述べたと同様に作用する。
In FIG. 47, a combination of a vibrator and an output chamber 216 includes a vibration chamber 217 and an output chamber 218. This device is characterized in that the side walls 220 and 221 converge on the other side of the U-shaped ejection member 219 to form a throat portion 223, expand at the output chamber 218, and converge again to form the output opening 222. be. This shape has the effect of reversing the flow, so that fluid exiting the vibrating chamber 217 and flowing along the side wall 220 is redirected at the throat 223 and
It enters the output chamber 218 along the opposite wall. Room 21
The effect is similar to that described for the non-reversing fluid, except that the curved surface of the 8 wall provides a greater spin effect.

上記のとおり、本発明に従うと、 圧力流体の供給に応答して流体噴流を形成し噴
出するノズル手段と、 実質的に中央の領域と入口及び出口共通開口と
を有し、該ノズル手段からの流体噴流を該共通開
口を経て受け取るように位置付られた振動室とを
具備し、 該振動室が、 前記噴流の流れの方向を実質的に横切る方向に
おいて、該振動室の側部から側部に該噴流を周期
的に向ける振動手段と、 流体を該周期的に振動せしめられた噴流から該
噴流の両側に沿つて該共通開口を介して該振動室
の外に方向付けて、反対側に沿つた方よりも該噴
流が向けられた側に沿つた方がより少ない流れが
常に出るようにする流れ方向付手段とを含み、 該振動手段が、該噴流の進路内の該振動室に配
置されて、振動の間、該振動室内に、該噴流の
各々の側に1つの渦を残す該噴流の流体の2つの
渦を形成する衝突手段を具備し、 これによつて、逆位相で該2つの渦の強さを変
動せしめ、逆位相で該共通開口に近接した位置と
該中央領域の位置の間に該2つの渦を移動せしめ
る ことを特徴とする流体振動子 が提供される。
As indicated above, in accordance with the invention there is provided a nozzle means for forming and ejecting a fluid jet in response to a supply of pressurized fluid; a substantially central region and a common inlet and outlet opening; a vibratory chamber positioned to receive a fluid jet through the common aperture, the vibrating chamber extending from side to side of the vibrating chamber in a direction substantially transverse to the direction of flow of the jet; vibrating means for periodically directing the jet to the opposite side of the vibrating chamber; flow directing means for always producing less flow along the side towards which the jet is directed than along the side of the jet, the vibration means being disposed in the vibrating chamber in the path of the jet; and comprising impingement means for forming two vortices of fluid in the jet, one vortex on each side of the jet, in the vibrating chamber during vibration, thereby causing the fluid to swell in antiphase. A fluid vibrator is provided, characterized in that the strength of two vortices is varied and the two vortices are moved in opposite phases between a position close to the common opening and a position in the central region.

ノズル手段は、例えば、第1図のU−型部材1
7、第4図のU−型部材23、第6図及び第7図
の通路54,55、第11図乃至第15図の部材
17、第29図のU型部材141によつて構成さ
れる。
The nozzle means may be, for example, the U-shaped member 1 of FIG.
7. Consisting of the U-shaped member 23 in FIG. 4, the passages 54 and 55 in FIGS. 6 and 7, the member 17 in FIGS. 11 to 15, and the U-shaped member 141 in FIG. 29 .

振動室は、例えば、第1図の振動室13、第4
図の振動室24、第6図の振動室53、第11図
乃至第15図の室13、第29図の振動室136
によつて構成される。
The vibration chambers include, for example, the vibration chamber 13 and the fourth vibration chamber in FIG.
The vibration chamber 24 shown in the figure, the vibration chamber 53 shown in FIG. 6, the chamber 13 shown in FIGS. 11 to 15, and the vibration chamber 136 shown in FIG. 29
Consisting of:

振動室の実質的に中央の領域は、例えば、第1
図の実質的に中央の領域501、第4図の実質的
に中央の領域502、第6図の実質的に中央の領
域503、第29図の実質的に中央の領域505
によつて構成される。
The substantially central region of the vibration chamber is, for example, a first
Substantially central region 501 in the figures, substantially central region 502 in FIG. 4, substantially central region 503 in FIG. 6, substantially central region 505 in FIG.
Composed by.

衝突手段は、例えば、第1図のU−型部材17
の流体噴出口に対向して位置する、振動室13の
側壁部分505、第4図のU−型部材23の流体
噴出口に対向して位置する、振動室24の側壁部
分506、第6図の通路54,55流体噴出口に
対向して位置する、振動室53の側壁部分50
7、第29図の凸面壁137によつて構成され
る。
The collision means may be, for example, the U-shaped member 17 in FIG.
A side wall portion 505 of the vibrating chamber 13, located opposite the fluid spout of the U-shaped member 23 of FIG. A side wall portion 50 of the vibration chamber 53 located opposite the passages 54 and 55 of the fluid jets.
7. Consisting of a convex wall 137 in FIG.

振動手段は、例えば、上記のとおりの衝突手段
及びこれに隣接する壁部分によつて構成される。
The vibration means is constituted by, for example, the above-mentioned collision means and a wall portion adjacent thereto.

流れ方向付手段は、第1図の側壁部分505を
含む振動手段と2つの出口15,16との間の側
壁部分508、第4図の側壁部分506を含む振
動手段と2つの出口通路25,26との間の側壁
部分510、第6図の側壁部分507を含む振動
手段と出口との間の側壁部分512、第29図の
凸面壁137含む振動手段と出力通路138,1
39との間の側壁部分514によつて構成され
る。
The flow directing means includes a side wall section 508 between the vibrating means including the side wall section 505 in FIG. 1 and the two outlets 15, 16, a vibrating means including the side wall section 506 in FIG. 26, a side wall section 512 between the vibrating means including the side wall section 507 of FIG.
39 and a side wall portion 514 between the two.

本発明によると、上記のとおりの衝突手段、側
壁部分、流れ方向付手段等によつて、逆位相で該
渦の強さを変更せしめ、逆位相で該入口及び出口
共通開口に近接した位置と該中央領域の位置の間
に該渦を移動せしめる。従つて、本発明による
と、振動室内の2つの渦が形成される。2つの渦
の強さは周期的に変動する。そして、一方の渦の
強さが最も強いとき他方の渦の強さが最も弱い。
更に、2つの渦は、該入口及び出口共通開口に近
接した位置と該中央領域の位置の間を移動する。
そして、一方の渦が入口及び出口共通開口に近接
した位置にあるとき、他方の渦が該中央領域の位
置にある。
According to the present invention, the strength of the vortex is changed in opposite phases by the collision means, side wall portion, flow direction means, etc. as described above, and the strength of the vortex is changed in opposite phases to a position close to the common inlet and outlet openings. The vortex is moved between positions in the central region. According to the invention, therefore, two vortices are formed within the vibration chamber. The strength of the two vortices varies periodically. When the strength of one vortex is the strongest, the strength of the other vortex is the weakest.
Additionally, two vortices move between a location proximate the common inlet and outlet openings and a location in the central region.
When one vortex is located close to the common inlet and exit openings, the other vortex is located in the central region.

本発明の振動子と出力室はある利点を有すると
説明してきた。その中には、低圧の時には振動子
は上板がなくても(すなわち第1図の板12がな
くても)振動することも含まれる。これは、多く
の応用例にとつて特に有利な点であつて、密封さ
れていない通路や川の流れの測定にも使用され
る。
The transducer and output chamber of the present invention have been described as having certain advantages. This includes the fact that at low pressures, the vibrator vibrates even without the top plate (ie, without plate 12 in FIG. 1). This is particularly advantageous for many applications, including measurements of unsealed passageways and river flows.

振動子は、また、実質的にあらゆる流体に適用
でき、周囲が気体のもとでの気体や液体、周囲が
液体のもとでの気体や液体、周囲が気体や液体の
もとでの固体の浮遊した流体等に使用できる。重
要なことは、振動は、多くの応用例の場合、非常
に低い流体圧力(1/10psi程度)のもとで始まる。
更に、振動はすぐに始まる。すなわち、振動が起
こるまで流出する流れが何もないので、振動のた
めの準備期間が全くない。振動子と出力室は対称
であつてもよいし、非対称であつてもよいし、ど
のような深さでも、どのような大きさのものであ
つてもよく、それらの全ては希望するスプレー形
状を得るために設計者が採用できるものである。
Oscillators can also be applied to virtually any fluid, including gases and liquids in a gas environment, gases and liquids in a liquid environment, and solids in a gas or liquid environment. Can be used for suspended fluids, etc. Importantly, vibration begins at very low fluid pressures (on the order of 1/10 psi) for many applications.
Moreover, the vibrations start immediately. That is, there is no run-up period for the oscillations since there is no flow out until the oscillations occur. The transducer and output chamber can be symmetrical or asymmetrical, and can be of any depth and size, all depending on the desired spray shape. This can be adopted by designers to obtain

ここで示された出力室は滑らかなわん曲した外
周を有しているが、渦が生起するようなどのよう
な形状であつてもよい。このように、出力室の外
周の尖つた隅は、波形に影響を与えると同時に、
第16図について述べたような作用を引き起こ
す。更に、出力室から出る通路の数は波形に影響
を与えるが、渦の形成を妨げることはない。更
に、全体の出口面積が増加すると後退角αが増加
することがわかつた。特に、第17図の室61と
同じような室では、出口開口の1つを塞ぐことに
よつて、波形は同じ形ではあるが、出口開口から
放出されるスプレー形状は相当に変わることがわ
かつた。同様に、第16図の室37では、単一の
出口38の大きさが小さくなると、後退角が減少
する。この後退角の変化は、出口が小さくなつて
室の静圧力が増加し、それによつて半径方向ベク
トルVRが大きくなることが生じる。
The output chamber shown here has a smooth, curved outer circumference, but could have any shape to create a vortex. In this way, sharp corners around the output chamber affect the waveform and at the same time
The effect described in connection with FIG. 16 is caused. Furthermore, the number of passages exiting the output chamber influences the waveform, but does not prevent the formation of vortices. Furthermore, it was found that the sweepback angle α increases as the total exit area increases. In particular, it has been found that for a chamber similar to chamber 61 in Figure 17, by blocking one of the outlet openings, the shape of the spray emitted from the outlet opening changes considerably, although the waveform remains the same. Ta. Similarly, in the chamber 37 of FIG. 16, the sweepback angle decreases as the size of the single outlet 38 decreases. This change in the sweepback angle causes the outlet to become smaller and the static pressure in the chamber to increase, thereby increasing the radial vector V R .

私の発明の種々の実施例について説明、図示し
てきたが、更にその詳細については、本発明の精
神と範囲から逸脱しない限りで、添付された特許
請求の範囲に記載されていることは明らかであ
る。
While various embodiments of my invention have been described and illustrated, further details thereof may be found in the appended claims without departing from the spirit and scope of the invention. be.

JP54500242A 1977-12-09 1978-12-07 Expired - Lifetime JPH0246802B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/859,145 US4184636A (en) 1977-12-09 1977-12-09 Fluidic oscillator and spray-forming output chamber
US05/950,929 US4244230A (en) 1978-10-12 1978-10-12 Fluidic oscillator flowmeter
PCT/US1978/000195 WO1979000361A1 (en) 1977-12-09 1978-12-07 Improved fluidic oscillator and spray-forming output chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54500111A JPS54500111A (en) 1979-12-27
JPH0246802B2 true JPH0246802B2 (en) 1990-10-17

Family

ID=27127501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54500242A Expired - Lifetime JPH0246802B2 (en) 1977-12-09 1978-12-07

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH0246802B2 (en)
WO (1) WO1979000361A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4843889A (en) * 1988-05-11 1989-07-04 Gas Research Institute Trapped-vortex pair flowmeter
FR2679028B1 (en) * 1991-07-09 1993-10-29 Schlumberger Industrie FLUID OSCILLATOR AND FLOWMETER COMPRISING SUCH AN OSCILLATOR.
DE19503059A1 (en) * 1995-02-01 1996-08-08 Vdo Schindling Window cleaning system for a motor vehicle
US5860603A (en) * 1996-09-12 1999-01-19 Bowles Fluidics Corporation Low pressure, full coverage fluidic spray device
GB2395758B (en) 2002-11-26 2007-04-11 Flow Systems Design Ltd Display fountain system array and wind detector
CN100427214C (en) * 2005-11-30 2008-10-22 孙厚钧 Jet-flow oscillator
CZ2012822A3 (en) * 2012-11-22 2014-02-26 Ăšstav termomechaniky AV ÄŚR, v.v.i. Generator unit of gas bubbles in liquid
JP6236751B1 (en) * 2017-01-13 2017-11-29 Toto株式会社 Water discharge device
JP6847397B2 (en) * 2017-03-29 2021-03-24 Toto株式会社 Water spouting device
JP6399478B1 (en) * 2017-12-25 2018-10-03 Toto株式会社 Water discharge device
US11951492B2 (en) 2019-02-25 2024-04-09 Stratec Se Monitoring of a fluidic free jet
LU101254B1 (en) * 2019-05-28 2020-11-30 Stratec Se Monitoring of a fluid free jet
WO2023106370A1 (en) * 2021-12-10 2023-06-15 Toto株式会社 Water discharging device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3209774A (en) * 1962-09-28 1965-10-05 Bowles Eng Corp Differential fluid amplifier
US3216439A (en) * 1962-12-18 1965-11-09 Bowles Eng Corp External vortex transformer
US3258024A (en) * 1964-02-18 1966-06-28 Sperry Rand Corp Fluid vortex flip-flop
US3589185A (en) * 1969-09-04 1971-06-29 Fischer & Porter Co Vortex type flowmeter
GB1330643A (en) * 1970-09-30 1973-09-19 Nat Res Dev Fluidic device
US3885434A (en) * 1974-01-24 1975-05-27 Cordis Corp Flowmeter
US4074571A (en) * 1974-08-01 1978-02-21 Fischer & Porter Co. Obstacle assembly for vortex type flowmeter
US4052002A (en) * 1974-09-30 1977-10-04 Bowles Fluidics Corporation Controlled fluid dispersal techniques

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54500111A (en) 1979-12-27
WO1979000361A1 (en) 1979-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6335842B2 (en)
USRE33448E (en) Fluidic oscillator and spray-forming output chamber
US4122845A (en) Personal care spray device
US4052002A (en) Controlled fluid dispersal techniques
JPS6146681B2 (en)
US4151955A (en) Oscillating spray device
USRE33605E (en) Fluidic oscillator and spray-forming output chamber
JPS5849300B2 (en) vibrating spray device
CA1059918A (en) Controlled fluid dispersal techniques
JP6545784B2 (en) Improved three jet island fluid oscillator circuit, method and nozzle assembly
JPH0246802B2 (en)
CN106938223B (en) Water discharge device
US4260106A (en) Fluidic oscillator with resonant inertance and dynamic compliance circuit
JP2017109152A (en) Water spouting device
JP6674632B2 (en) Water spouting device
USRE31683E (en) Fluidic oscillator with resonary inertance and dynamic compliance circuit
WO2017057327A1 (en) Water discharging device