KR101248716B1 - 초음파 변환기 냉각 방법 및 장치 - Google Patents

초음파 변환기 냉각 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 변환기를 냉각하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는, 적어도 하나의 압전 스택(4)과, 압전 스택(2)과 함께 λ/2 진폭기를 형성하는 적어도 2개의 원통형 변환기 본체(5)로 구성되며, 변환기가 다중 배열될 경우에 각각 2개의 변환기 본체가 하나의 공통의 변환기 본체(6)로 조합 가능하며, 변환기 본체(5, 6)는 관류 채널(7)을 포함하고 이를 통해 고압 하의 냉각액이 유동 가능한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 초음파 변환기 냉각 방법은, 초음파 변환기의 본체에는 고압 하의 압력이 관류되고 그리고/또는 순환 유동되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 변환기 내에서 형성된 열이 대류에 의해 양호하게 직접 방출된다. 또한, 본 발명에 따른 수단에 의해 변환기와 냉각액 사이에 공통의 큰 접촉면이 구현될 수 있다. 목표한 열 방출이 공지된 방법보다 더 효과적이므로, 본 발명에 따른 수단에 의해 고출력 초음파 변환기의 장시간 작동이 보장될 수 있다.
초음파 변환기, 압전 스택, 변환기 본체, 냉각액, 대류, 채널

Description

초음파 변환기 냉각 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR COOLING ULTRASONIC TRANSDUCER}
본 발명은 청구항 제1항 및 제6항의 전제부에 따른 초음파 변환기 냉각 방법 및 장치에 관한 것이다.
초음파 변환기 사용 시에 열 형태의 손실 출력이 발생한다. 그 원인은 한편으로 전기적 손실이고, 다른 한편으로 전기 에너지를 기계 에너지로 변환할 때 발생하는 압전 요소의 마찰 손실에 있다. 이때 형성되는 열 에너지를 다양한 작용 원리를 사용하여 방출하는 것이 통상 공지되어 있다. 공지된 냉각 시스템의 작동은 열 전도 또는 환류를 통해 열을 전달하는 원리를 기초로 한다. 대부분 상기 양 작용 원리의 조합을 적용한다.
자연적인 큰 진폭을 갖는 고출력 초음파 변환기의 냉각 시에 문제점은, 생성된 큰 열량이 마찰 형태의 추가의 부하 또는 추가의 열 발생없이 방출된다는 것이다. 이는 종래에 효과적인 열 방출의 사용 하에 지금까지 가스 형태의 매체를 이용하여 가능했는데, 이는 냉각액의 사용을 통한 진공 현상(cavitation)에 의한 추가의 높은 출력이 달성되기 때문인데, 이러한 점은 변환기의 손상을 야기할 수도 있다. 가스 형태의 냉매의 사용 시에, 냉각을 위해서는 많은 고압 가스량이 필요 하기 때문에 이 냉각 방법은 매우 비경제적이다. 또한, 냉각 가스가, 고착된 또는 흐르는 오물에 노출되어 있어야 하므로, 고출력 초음파 변환기에서 발생하는 고전압을 기초로하는 브릿지 형성을 통한 단락이 형성될 수 없다.
유럽 특허 공보 EP 0553804 A2호에는, 열 전도 원리를 기초로 하는 고주파 초음파 변환기용 냉각 시스템이 공지되어 있다. 초음파 변환기의 후방에는 냉각 기 형태의 열 하강기가 배열된다. 냉각기는 열 전달 가능한 수지를 이용하여 하우징에 연결된다. 열은 먼저 변환기로부터 냉각기로 전달되고 다시 수지를 통해 하우징으로 전달되는데, 열은 하우징으로부터 대기로 방출된다. 이러한 방식의 냉각은 높은 에너지가 수지로 전달되기 때문에, 고출력에 대해서는 불충분하고 복수의 마이크로미터의 높은 진폭에 대해서는 사용 불가능하다.
여러 경우에, 초음파 변환기용 냉각 시스템의 기능은 변환기를 둘러싸는 하우징의 개구를 통한 공동 현상을 이용하는 열 방출을 기초로 한다(예를 들어 SONOPULS HD 60, BANDELIN electronic GmbH & Co. KG). 이러한 방식의 냉각도 고출력에는 충분하지 않다.
또한, 팬 또는 압력 공기를 이용하여 추가의 냉각이 행해지는 상기 냉각 시스템의 다양한 변형이 공지되어 있다. 이러한 방식의 냉각의 단점은, 먼지 또는 습기가 하우징 내로 전달될 수 있기 때문에 전기 전도 가능한 오물에 의한 브릿지 형성을 통한 전기 단락의 위험이 증가된다는 것이다. 팬 및 내부로부터 외부로 열을 교환하는 장치를 갖는 회로 시스템에도 공지되어 있으나, 장치 기술적으로 비싸고 이 또한 열 방출을 제한한다.
유럽 특허 공보 EP 0782125 A2호에는, 액체를 안내하는 열 전도관과 변환기 후방에 배열된 냉각기와 연결된 고주파수 초음파 변환기의 냉각 장치가 공지되어 있다. 냉각액은 도관을 통해 공급 및 방출될 수 있다. 열 방출은 냉각기를 통한 대류(convection)에 의해 행해진다. 이러한 냉각 시스템의 특별 구성에서, 채널로서의 열 전도관은 가능한 큰 접촉면을 달성하기 위해 전체적으로 또는 부분적으로, 변환기를 둘러싸는 재료로 성형된다. 냉각액이 초음파 변환기를 관류하는 것이 아니라, 초음파 변환기와 접촉되어 위치하는 냉각 시스템을 관류한다. 이 또한 고출력에 대해서는 열 전달이 충분하지 않다.
국제 공개 공보 WO 0008630 A1호에는 특히 고출력 초음파 변환기용 열 방출 장치가 공지되어 있다. 열 방출은 열 전도 및 대류의 조합을 기초로 한다. 변환기 본체의 표면에는 진동 흡수층이 마련되는데, 이는 열전달 시에 기계적 마찰 손실을 감소시킨다. 상기 층 위에는 열전달 가능한 재료층이 위치한다. 이 층에는 냉각기가 배열되는데, 이로부터 열이 냉매를 이용하여 대류에 의해 방출 가능하다. 이러한 장치의 단점은 층 전환부에 의해 형성되는 온도 구배가 열 방출 시에 효율의 감소에 작용한다는 것이다. 또한, 변환기와 냉각 장치 사이의 최대 가능한 공동 접촉면은 변환기 표면으로 제한되므로, 고출력 초음파 변환기의 장시간 작동은 많은 양의 냉매를 공급하여서만 보장될 수 있고, 이에 의해 방법의 비경제성이 발생한다.
마지막으로, 미국 특허 공보 US 5,936,163호에는 리액터 및 증기 도관과 같은 고온에서 사용 가능한 초음파 변환기가 공지되어 있다. 대기로부터 변환기로 유입되는 열을 방출하기 위해 초음파 변환기의 본체는 순환 냉매로 냉각된다.
상기 모든 공지된 해결책의 단점은 고출력으로 초음파 변환기의 지속적인 작동은 보장될 수 없거나 또는 저비용으로 그리고/또는 효율의 악화없이 보장될 수 없다.
본 발명의 목적은 손실 출력에 의해 형성되는 열을, 지금까지 공지된 초음파 변환기의 냉각 장치 및 냉각 방법보다 더 효과적으로, 고출력에서도 초음파 변환기의 오랜 작동을 신뢰성있고 경제적으로 보장하는 초음파 변환기 냉각 장치 및 냉각 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 제1항에 설명된 특징을 갖는 방법 및 청구항 제8항의 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 초음파 변환기 냉각 방법은, 압력 하의 냉각액이 초음파 변환기의 본체에 관류되고, 그리고/또는 순환 유동되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법은, 변환기 내에서 형성되는 열이 대류에 의해 직접 방출되므로 달성된다. 냉각 요소를 통한 열 전달이 요구되지 않는다. 컨버터 본체의 관류에 의해, 컨버터와 냉각액 사이의 공통의 접촉면이 달성된다. 목표하는 열 방출은 공지된 방법보다 실질적으로 더 효과적이므로, 본 발명에 따른 수단에 의해 고출력의 초음파 변환기의 장시간 작동이 보장된다.
본 발명에 따른 방법의 범주 내에서, 바람직하게는 냉각액의 압력이 공동 현상을 감소시키거나 또는 방지하도록 구성된다. 바람직하게는, 2 내지 20 bar 범위 내에서 조정된다. 5 bar가 특히 바람직하다. 이로써, 공동 현상에 의한 장치의 손상 위험이 현저히 감소되고 공동 현상 형성에 의한 추가의 출력 저하가 감소 또는 방지된다.
냉각액의 압력은 관류 채널 및/또는 가스압에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법의 범주 내에서, 액체 압력이 내부 영역 내에 형성되고 냉각액이 하우징을 통해 흐르는 초음파 변환기 본체의 내부 영역으로부터 외부 영역으로의 관류, 또는 압력이 외부 영역 내에 형성되고 냉각액이 내부 영역을 통해 흐르는 초음파 변환기 본체의 외부 영역으로부터 내부 영역으로의 관류가 구현된다. 이러한 방법으로, 변환기로부터의 특히 효과적인 열 방출이 달성된다. 또한, 공동 현상 방지를 위해 내부 및 외부 영역 내에 압력이 형성되도록 관류가 행해지며, 냉각액 유동을 위해 내부와 외부 영역 사이의 압력 구배가 요구되는 것은 특히 바람직하다.
또한, 바람직하게는 초음파 변환기의 본체의 내부 및/또는 외부 영역에서 순환 유동되는데, 이는 이를 통해 열이 변환기 표면으로부터 대류에 의해 방출되기 때문이다.
여기서, 내부 영역은 특히 인장 로드와 변환기 본체 사이의 중공 챔버이고, 외부 영역은 특히 변환기 본체와 하우징 사이의 공간이다.
또한, 본 발명에 따른 방법의 범주 내에서, 냉각액은 비전도성 액체인데, 이는 전기 단락을 방지하기 위해서이다.
본 발명에 따른 초음파 변환기 냉각 장치는, 장치가 적어도 하나의 압전 스택과, 압전 스택과 함께 λ/2 발진기를 형성하는 적어도 2개의 원통형 변환기 본체로 구성되며, 변환기의 다중 배열 시에 각각 2개의 변환기 본체가 공통의 변환기 본체로 조합 가능하고 적어도 2개의 변환기 본체의 적어도 하나가 적어도 하나의 관류 채널을 포함하는데, 이 관류 채널을 통해 압력 하의 냉각액이 흐를 수 있는 것을 그 특징으로 한다. 이러한 방법으로, 바람직하게는 변환기 내에서 형성되는 열이 대류를 통해 직접 방출될 수 있다. 냉각 요소를 통한 열 전달이 요구되지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 수단에 의해 변환기와 냉각액 사이의 공통의 큰 접촉면이 구현된다. 목표하는 열 방출이 공지된 방법보다 실질적으로 더 효과적이기 때문에, 본 발명에 따른 수단에 의해 고출력 초음파 변환기의 장시간 작동이 보장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 냉각액의 압력은 공동 현상이 감소시키거나 또는 방지하도록 구성된다. 바람직하게는, 2 내지 20 bar 범위 내에서 조정된다. 특히 5 bar가 바람직하다. 이로써, 공동 현상에 의한 장치의 손상 위험이 현저히 감소되고 공동 현상 형성에 의한 추가의 출력 저하가 감소 또는 방지된다.
또한, 본 발명의 바람지한 구성에서, 적어도 하나의 관류 채널이 슬릿 형태로 구성되어, 변환기 본체와 냉각액 사이의 공통의 큰 접촉면이 구현될 수 있다. 이는 열 방출 시에 더 높은 효율을 보장한다.
또한, 본 발명의 바람직한 구성에서, 장치는, 적어도 2개의 개구 및 적어도 하나의 안내 채널을 갖는 적어도 2개의 중공 챔버 내에 배열된 인장 로드를 포함하며, 이 안내 채널을 통해 압력 하의 냉각액이 유동 가능하다. 이로써, 냉각액이 중공 챔버 내로 일정하게 공급되는 가능성이 달성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 구성에서, 냉각액이 적어도 하나의 안내 채널을 통해 공급 가능하고 적어도 하나의 관류 채널을 통해 방출 가능하다. 또한, 바람직하게는, 냉각액이 적어도 하나의 관류 채널을 통해 공급 가능하고 인장 로드 내의 적어도 하나의 안내 채널을 통해 방출 가능하다. 이러한 방법으로 변환기가 내부 영역으로부터 외부 영역으로의 또는 외부 영역으로부터 내부 영역으로의 관류의 간단한 조작 가능성 및 구현 가능성이 제공된다.
그 외에도, 본 발명의 구성에서, 상기 장치가 액체에 대해 기밀한 하우징을 포함한다. 하우징은 한편으로는 변환기의 활성 요소의 보호를 위해 사용되며 냉각액의 수용 및 안내를 위해 특히 적합한 가능성을 제공한다.
또한, 본 발명의 바람직한 구성에서, 장치는 하우징 및/또는 호온(horn) 및/또는 접지 단부와 연결된 플랜지를 포함한다. 이 플랜지를 통해 특히 간단하게 구현 가능한 하우징의 고정 가능성이 달성된다. 또한, 호온을 통해 소노트로드(sonotrode)와의 적절한 연결 가능성이 제공된다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결 장치를 포함하는데, 이를 통해 냉각액이 적어도 하나의 안내 채널로 전도 가능하고 그리고/또는 적어도 하나의 안내 채널로부터 방출 가능하다. 상기 수단에 의해 적어도 하나의 안내 채널을 냉각액 공급 장치에 조작 가능하게 특히 간단히 연결하는 가능성 및 적어도 하나의 안내 체널에 냉각액을 공급하는 가능성이 구현된다.
또한, 본 발명의 특히 바람직한 구성에서, 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결 장치를 포함하며, 이를 통해 냉각액이 하우징 내로 유동 가능하며 그리고/또는 하우징으로부터 방출 가능하다. 상기 수단에 의해 적어도 하나의 안내 채널을 냉각액 공급 장치에 조작 가능하게 특히 간단히 연결하는 가능성 및 적어도 하나의 안내 채널에 냉각액을 공급하는 가능성이 구현된다.
마지막으로, 본 발명의 바람직한 구성에서, 적어도 2개의 변환기 본체의 적어도 하나가 부분적으로 내부면에서 그리고/또는 적어도 부분적으로 외부면에서 냉각액이 유동 가능하다. 이로써, 대류를 이용하여 변환기로부터 열의 효과적인 방출이 달성된다.
본 발명의 다른 변형예에서, 변환기 본체는 관류 채널을 포함하지 않는다. 이 변형예에서 변환기 본체의 내부 챔버가 외부 챔버와 연결 채널을 통해 연결되어 순환할뿐이다.
본 발명의 다른 바람직한 구성은 종속 청구항의 특징에서 설명된다.
본 발명은 도면을 참조하여 이하 실시예에서 상세히 설명된다.
도 1은 축방향으로 배열된 냉각액 공급부를 갖는 냉각 장치를 포함하는 초음파 변환기의 개략 단면도이다.
도 2는 반경 방향으로 배열된 2개의 공급부를 갖는 냉각 장치를 포함하는 초음파 변환기의 개략 단면도이다.
도 3은 관류 채널은 없으나 연결 채널이 마련된 냉각 장치를 포함하는 초음파 변환기의 개략 단면도이다.
도 1은 초음파 변환기의 냉각을 위한 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 갖는 초음파 변환기의 개략 종단면도이다. 초음파 변환기는 원통형 변환기 본체(5, 6)로 구성되며, 변환기 본체의 각 전면에는 2개의 변환기 본체(5, 6) 사이에 배열된 압전 스택(4)이 마련되며, 일부 변환기 본체(5, 6)는 그 전면측에 각각 하나의 압전 스택(4)이 배열된 공통의 변환기 본체(6)로서 구성된다. 각각의 압전 스택(4)은 변환기 본체(5)의 하나와, 공통의 변환기 본체(6)의 절반 또는 2개의 공통의 변환기 본체(6)의 각각의 절반과 함께 λ/2 진폭기를 형성한다. 변환기 본체(5, 6)는 반경 방향으로 관류 채널(7)을 포함한다. 변환기 본체(5, 6) 및 압전 스택(4)은 나사산 단부를 갖는 인장 로드(3) 상에 교호 방식으로 배열된다. 상호 대면한 인장 로드(3)의 단부에 배열된 나사산을 갖는 2개의 접지 단부(10)에 의해 장치는 고정되고 클램핑되는데, 상기 접지 단부는 각각 인장 로드(3)의 나사산 단부에 나사 결합된다. 인장 로드(3)는 냉각액용 안내 채널(13)을 포함하며, 안내 채널의 단부에는 냉각액 공급부(1)를 형성하는 냉각액 도관(1)용 연결 장치가 장착된다. 인장 로드는 안내 채널로부터 변환기 본체의 중공 챔버(11)로 유동하는 냉각액을 위한 유출구를 포함한다. 상호 대향하여 놓인 접지 단부(10)는 호온(8)과 연결되고 이 호온은 소노트로드와 연결 가능성을 제공하고 변환기에 의해 형성된 기계적 진폭의 전달에 사용된다. 상기 장치에는 냉각액을 수용하기 위한 액체에 대해 기밀한 하우징(12)이 마련되는데, 이 하우징은 외부 장치에 조립되는 가능성을 제공하는 플랜지(9)와 연결된다. 플랜지(9)는 호온(8)과 연결된다. 플랜지(9)는 하우징(12)으로부터의 냉각액 방출부(2)를 형성하는 냉각액 도관(2)을 위한 연결 장치를 포함한다. 공급부(1)에 대한 냉각액 도관은 하우징(12)을 통해 관통 안내된다. 냉각액은 공급부(1)를 통해 압력에 의해 인장 로드(3)의 안내 채널(13)로 공급된다. 안내 채널(13)을 통해 냉각액이 변환기 본체의 중공 챔버(11)로 공급되며, 여기서 관류 채널(7)을 통해 변환기 본체(5, 6)에는 냉각액이 관류된다. 변환기에 의해 형성되는 열은 이러한 방식으로 대류에 의해 직접 냉각액에 전달된다. 관류 채널(7)로부터 방출되는 냉각액은 하우징(12) 내에 수집되고 방출부(12)를 통해 장치로부터 방출된다. 이러한 방식으로, 공지된 방법에 비해 초음파 변환기의 더 효과적인 냉각이 달성된다. 본 발명에 따른 수단에 의해 고출력 초음파 변환기의 장시간 작동이 보장된다.
변환기 본체 수명을 연장시키기 위해 그리고/또는 슬릿으로 구성된 관류 채널(7)의 효과적인 관류를 구현하기 위해, 관류 채널(7)의 단부에는 개구, 예를 들어 원형 보어가 장착된다. 보어의 직경은 바람직하게는 슬릿의 폭보다 크다.
도 2는 실질적으로 도 1에 도시된 초음파 변환기에 상응하나, 본 발명에 따른 초음파 변환기의 다른 실시예의 장치를 갖는 초음파 변환기의 구조의 개략 종단면도이다. 도 1의 구조와 다른점은 냉각액에 대해 2개의 공급부(1)를 갖는다는 것이며, 이러한 공급부는 각각 반경 방향으로 배열되고 외측으로부터 하우징(12) 및 접지 단부(10)를 관통하여, 인장 로드(3)와 변환기 본체(5, 6) 사이의 중공 챔버(11)로 안내된다. 따라서, 냉각액 도관을 중공 챔버(11)에 연결하기 위한 연결 장치(1)는 변환기의 대향 단부에 배열된다. 이러한 방식으로, 냉각액이 대향하여 놓인 단부로부터 압력에 의해 중공 챔버(11)로 공급되고 관류 채널(7)을 통해 방출된다. 이로써, 바람직하게는 도 1에 비해 더 일정한 열 방출이 장치의 전체 길이에 걸쳐서 형성된다. 이로써, 도 1에 도시된 실시예보다 초음파 변환기의 더 효과적인 냉각이 달성된다.
도 3에는 변환기 본체(5, 6)가 관류 채널(7)을 포함하지 않는 본 발명의 다른 실시예가 도시된다. 물론, 내부 챔버(11)가 연결 채널(15)을 통해 외부 챔버(14)와 연결된다.
제1변형예에서, 냉각액이 공급부(1)를 통해 공급되고, 안내 채널(13)을 통해 내부 챔버(11)로 도달되어 순환 유동하고 변환기 본체(5, 6)를 냉각하고, 연결 채널(15)을 통해 내부 챔버(11)를 벗어난 후 외부 챔버(14)를 통해 방출부(2)로 방출된다. 이러한 변형예에서, 변환기 본체(5, 6)의 내측만이 냉각된다.
변환기 본체(5, 6)의 외측만이 냉각되는 대안적인 제2변형예에서, 하우징 공급부(1a) 및 환형 도관(17)을 통해 냉각액이 공급된다. 하우징 공급부(1a)를 통해 공급된 냉각액은 환형 도관(17)을 통해 일정하게 공급되어 분배되고, 변환기(5, 6)의 외측을 형성하거나 또는 여기서는 적어도 하나의 냉매막을 형성하고, 방출부(2)를 통해 방출된다.
제3변형예에서, 변환기 본체(5, 6)의 내측뿐만 아니라 외측도 냉각되는 것이 가능한데, 공급부(1)를 통해 내부 챔버(11)로 그리고 하우징 공급부(1a)를 통해 외부 챔버(14)로 냉매가 공급된다.
변환기 요소(5, 6)의 내측 냉각을 위한 공급부(1) 및 외측 냉각을 위한 하우 징 공급부(1a)를 통해 공급되는 냉매의 방출은 방출부(2)를 통해 행해진다.
공동 현상의 방지를 위해 본 실시예에서 가스압 튜브(6)를 통해 하우징(12) 내에는 가스압이 형성되는데, 본 실시예에서 이는 6 bar이다.
본 발명은 여기서 설명된 변형예에 한정되지 않는다. 오히려, 다른 변형예의 설명된 수단과 특징의 조합으로, 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 구현되는 것도 가능하다.
도면부호 리스트
1: 냉각액 도관용 연결 장치, 공급부
1a: 하우징 공급부
2: 냉각액 도관용 연결 장치, 방출부
3: 인장 로드
4: 압전 스택
5: 변환기 본체
6: 공동 변환기 본체
7: 관류 채널
8: 호온
9: 플랜지
10: 접지 단부
11: 중공 챔버, 내부 챔버
12: 액체 기밀 하우징
13: 안내 채널
14: 외부 챔버
15: 연결 채널
16: 가스압 튜브
17: 환형 도관

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 적어도 하나의 압전 스택(4)과, 압전 스택(2)과 함께 λ/2 진폭기를 형성하는 적어도 2개의 원통형 변환기 본체(5)로 구성되며, 변환기가 다중 배열될 경우에 각각 2개의 변환기 본체가 하나의 공동의 변환기 본체(6)로 조합 가능한, 초음파 변환기의 냉각 장치에 있어서;
    변환기 본체(5, 6)는 내부 챔버(11) 및 외부 챔버(14)에 의해 둘러싸이고; 적어도 2개의 변환기 본체(5, 6) 중 적어도 하나는 압력 하에서 냉각액이 유동될 수 있는 적어도 하나의 관류 채널(7)과, 내부챔버(11)와 외부챔버(14) 사이에 배열되는 적어도 하나의 연결채널(15) 중의 적어도 하나를 포함하고; 상기 관류채널(7)과 연결채널(15)는 압력 하에서의 냉각액을 내부 챔버에서 외부 챔버로 유동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 압력은 공동 현상을 감소시키거나 공동 현상을 방지하도록 형성되고, 상기 압력은 2 내지 20 bar의 범위 내에서 조정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 관류 채널(7)은 슬릿 형태로 구성되며, 상기 장치는 적어도 2개의 변환기 본체(5, 6)로 구성된 중공 챔버(11) 내에 배열되는 인장 로드(3)를 포함하며, 이 인장 로드는 적어도 하나의 개구 및 압력 하의 냉각액이 유동 가능한 적어도 하나의 안내 채널(13)을 구비하며, 냉각액은 적어도 하나의 안내 채널(13)을 통해 공급 가능하고 적어도 하나의 관류 채널(7)을 통해 방출 가능하며, 냉각액은 적어도 하나의 관류 채널(7)을 통해 공급 가능하고, 인장 로드(3) 내의 적어도 하나의 안내 채널(13)을 통해 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 액체에 대해 기밀한 하우징(12)과 플랜지를 포함하며, 상기 플랜지는 하우징(12) 및 호온(8)과 연결되며, 상기 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결 장치(1, 2)를 포함하며, 상기 연결장치를 통하여 냉각액이 중공 챔버(11)로 유동 가능하고, 중공 챔버(11)로부터 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 액체에 대해 기밀한 하우징(12)과 플랜지를 포함하며, 상기 플랜지는 하우징(12) 및 호온(8)과 연결되며, 상기 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결 장치(1, 2)를 포함하며, 상기 연결장치를 통하여 냉각액이 중공 챔버(11)로 유동 가능하거나, 중공 챔버(11)로부터 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결장치(1,2)를 포함하고, 상기 연결장치를 통하여 냉각액은 적어도 하나의 안내채널(13)로 유동 가능하고 적어도 하나의 안내채널(13)에서 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결장치(1,2)를 포함하고, 상기 연결장치를 통하여 냉각액은 적어도 하나의 안내채널(13)로 유동 가능하거나 적어도 하나의 안내채널(13)에서 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결장치(1,2)를 포함하고, 상기 연결장치를 통하여 냉각액은 하우징(12)으로 유동 가능하고 하우징(12)에서 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 냉각액 도관을 위한 적어도 하나의 연결장치(1,2)를 포함하고, 상기 연결장치를 통하여 냉각액은 하우징(12)으로 유동 가능하거나 하우징(12)에서 방출 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    냉각액은, 적어도 2개의 변환기 본체(5, 6) 중의 적어도 하나에서 적어도 부분적으로 내부면과 외부면 중의 어느 하나를 따라 순환 유동하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 관류 채널(7)의 단부에는 관류 채널(7)의 폭보다 큰 직경을 갖는 개구가 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254894B3 (de) * 2002-11-20 2004-05-27 Dr. Hielscher Gmbh Vorrichtung zur Kühlung von Ultraschallwandlern
EP1868182A1 (de) * 2006-06-14 2007-12-19 Telsonic Holding AG Ultraschallgeber mit Kühlflüssigkeit, Ultraschall-Schweissanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallgebers
US8475375B2 (en) * 2006-12-15 2013-07-02 General Electric Company System and method for actively cooling an ultrasound probe
US7879200B2 (en) * 2007-07-05 2011-02-01 Nevada Heat Treating, Inc. Ultrasonic transducer and horn used in oxidative desulfurization of fossil fuels
US7790002B2 (en) * 2007-07-05 2010-09-07 Nevada Heat Treating, Inc. Ultrasonic transducer and horn used in oxidative desulfurization of fossil fuels
FR2929040B1 (fr) * 2008-03-18 2010-04-23 Super Sonic Imagine Dispositif d'insonification presentant une chambre de refroidissement interne
US20100191113A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-29 General Electric Company Systems and methods for ultrasound imaging with reduced thermal dose
RU2452872C2 (ru) 2010-07-15 2012-06-10 Андрей Леонидович Кузнецов Пьезоэлектрический насос
CN104620374A (zh) * 2012-04-03 2015-05-13 西门子公司 冷却设备
DE102012014892A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Stellantrieb und Verfahren zum Entwärmen eines in einem Stellantrieb mit einem Stellglied eingehausten Festkörperaktors
US10295505B2 (en) * 2014-01-21 2019-05-21 Promedica Bioelectronics S.R.L. Device for ultrasound tests
RU2665744C2 (ru) 2014-03-31 2018-09-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Рэнк" Устройство для создания механических колебаний
CN104148270A (zh) * 2014-08-05 2014-11-19 曹学良 一种适用于防爆环境的换能器连接方式
CN106139426A (zh) * 2015-04-16 2016-11-23 金相植 具有液体冷却系统的超声波手术用手持件以及装置
US11039814B2 (en) 2016-12-04 2021-06-22 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transducers
RU2667476C2 (ru) * 2016-12-05 2018-09-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "РЭНК" ООО "РЭНК" Шаговый пьезоэлектрический двигатель
CN108333574B (zh) * 2017-12-22 2022-09-06 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种特殊空间覆盖的水声换能器
US10656007B2 (en) 2018-04-11 2020-05-19 Exo Imaging Inc. Asymmetrical ultrasound transducer array
US10648852B2 (en) 2018-04-11 2020-05-12 Exo Imaging Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers
CN109513598B (zh) * 2018-12-28 2023-09-19 深圳先进技术研究院 背衬结构、背衬结构的制作方法以及超声换能器
CN110479687B (zh) * 2019-08-01 2022-04-15 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种动力电池铝壳的超声清洗装置
KR20220055493A (ko) 2019-09-12 2022-05-03 엑소 이미징, 인크. 에지 홈, 가상 피봇, 및 자유 경계를 통한 증가된 mut 커플링 효율성 및 대역폭
JP2022552229A (ja) 2019-10-10 2022-12-15 サニーブルック リサーチ インスティチュート 超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサアレイを冷却するためのシステム及び方法
CN111111583A (zh) * 2019-12-17 2020-05-08 湖州师范学院 一种多超声耦合强化高粘度有机废弃物热解炭化装置
AU2021231410B2 (en) 2020-03-05 2021-12-23 Exo Imaging, Inc. Ultrasonic imaging device with programmable anatomy and flow imaging
CN112370595B (zh) * 2020-11-13 2023-04-14 武汉盛大康成医药科技有限公司 多功能清创仪
US11951512B2 (en) 2021-03-31 2024-04-09 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US11819881B2 (en) 2021-03-31 2023-11-21 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
DE102021123704A1 (de) 2021-09-14 2023-03-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Ultraschallwandler, verfahren zur herstellung eines ultraschallwandlers und vorrichtung für eine medizinische therapie mit hochintensivem fokussiertem ultraschall

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002515717A (ja) * 1998-05-12 2002-05-28 ウルトラソナス エイビー 高出力超音波トランスジューサ

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2917642A (en) * 1955-02-21 1959-12-15 Wright Pressure-responsive transducer
US3104335A (en) * 1959-09-15 1963-09-17 Endevco Corp Accelerometer
AT215704B (de) * 1959-10-02 1961-06-26 Hans Dipl Ing Dr Techn List Piezoelektrischer Druckgeber
US3555297A (en) * 1969-10-13 1971-01-12 Eastman Kodak Co Cooled ultrasonic transducer
CA933276A (en) * 1971-02-05 1973-09-04 J. Last Anthony Ultrasonic motor
US3694675A (en) * 1971-02-25 1972-09-26 Eastman Kodak Co Cooled ultrasonic transducer
GB2137316A (en) * 1983-03-31 1984-10-03 Paul Fuller Valve apparatus
JPS60104762A (ja) * 1983-11-10 1985-06-10 Nippon Soken Inc 電歪式アクチュエータ及びそれを用いた燃料噴射弁
DE4026458A1 (de) * 1990-08-17 1992-02-20 Mannesmann Ag Us-pruefvorrichtung
FR2665844B1 (fr) * 1990-08-20 1996-02-09 Cogema Traitement d'agglomerats de particules solides en suspension dans un liquide afin d'obtenir un melange circulant sans depots.
JPH04181041A (ja) * 1990-11-16 1992-06-29 Toyota Motor Corp 車両振動低減装置
US5213103A (en) * 1992-01-31 1993-05-25 Acoustic Imaging Technologies Corp. Apparatus for and method of cooling ultrasonic medical transducers by conductive heat transfer
US5371429A (en) * 1993-09-28 1994-12-06 Misonix, Inc. Electromechanical transducer device
US5560362A (en) * 1994-06-13 1996-10-01 Acuson Corporation Active thermal control of ultrasound transducers
US5630420A (en) * 1995-09-29 1997-05-20 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic instrument for surgical applications
US5721463A (en) * 1995-12-29 1998-02-24 General Electric Company Method and apparatus for transferring heat from transducer array of ultrasonic probe
US5961465A (en) * 1998-02-10 1999-10-05 Hewlett-Packard Company Ultrasound signal processing electronics with active cooling
US5936163A (en) * 1998-05-13 1999-08-10 Greathouse; John D. Portable high temperature ultrasonic testing (UT) piezo probe with cooling apparatus
DE19836229C1 (de) * 1998-08-04 2000-03-23 Hielscher Gmbh Anordnung zur Wärmeableitung, insbesondere für Ultraschallwandler mit hoher Leistung
DE19837262A1 (de) 1998-08-17 2000-03-09 Kari Richter Ultraschall-Applikator
DE10027264C5 (de) * 2000-05-31 2004-10-28 Dr. Hielscher Gmbh Ultraschallwandler
DE10254894B3 (de) * 2002-11-20 2004-05-27 Dr. Hielscher Gmbh Vorrichtung zur Kühlung von Ultraschallwandlern

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002515717A (ja) * 1998-05-12 2002-05-28 ウルトラソナス エイビー 高出力超音波トランスジューサ

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