KR101862066B1 - Synthetic jet flow control with linear motor - Google Patents

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Abstract

합성 제트 유동 제어 구동기가 개시되며, 상기 합성 제트 유동 제어 구동기는, 합성 제트 유동 제어 구동기에 있어서, 내부에 캐비티가 형성된 하우징; 상기 캐비티에 배치되는 진동판; 상기 하우징의 외부와 상기 캐비티가 연통되도록 상기 진동판 상에 형성되는 오리피스; 상기 진동판을 승하강시키는 리니어 모터; 및 상기 리니어 모터를 제어하는 제어부를 포함한다.A composite jet flow control actuator is disclosed, wherein the composite jet flow control actuator comprises: a housing having a cavity formed therein; A diaphragm disposed in the cavity; An orifice formed on the diaphragm so that the cavity and the outside of the housing communicate with each other; A linear motor for moving the diaphragm up and down; And a control unit for controlling the linear motor.

Description

리니어 모터를 이용한 합성 제트 유동 제어 구동기{SYNTHETIC JET FLOW CONTROL WITH LINEAR MOTOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a synchronous jet flow control actuator using a linear motor,

본원은 리니어 모터를 이용한 합성 제트 유동 제어 구동기에 관한 것이다.The present invention relates to a synthetic jet flow control actuator using a linear motor.

합성 제트 유동 제어 구동기란 박막이나 피스톤의 진동을 통해 유동을 주기적으로 흡입하고 분출하는 장치를 의미한다. 이러한 합성 제트 유동 제어 구동기는 주기적인 진동을 바탕으로 형성된 와류(Vortex)를 이용해 별도의 유량 공급원 없이도 외부 유동의 흐름을 유도할 수 있다는 장점이 있다.A synthetic jet flow control actuator means a device that periodically sucks and ejects a flow through a vibration of a thin film or a piston. Such a composite flow control actuator has the advantage that the flow of external flow can be induced without using a separate flow source by using a vortex formed based on periodic vibration.

이러한 장점을 바탕으로 합성 제트 유동 제어 구동기를 블레이드의 유동 제어 분야, 소형 냉각 장치 분야 등에 활용하기 위해, 합성 제트 유동 제어 구동기에 의한 고속의 유체 흐름을 효율적으로 발생시키는 구동기 구조에 관한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.Based on these advantages, research and development on the structure of the actuator that efficiently generates the high-speed fluid flow by the synthetic jet flow control actuator is continuously carried out in order to utilize the synthetic jet flow control actuator in the flow control field of the blade, .

이러한 본원의 배경이 되는 기술은 미국공개특허 제2012-0298769호에 개시되었다.This background of the present invention is disclosed in U.S. Patent Publication No. 2012-0298769.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 효율적으로 고속의 유체 흐름을 발생시키는 합성 제트 유동 제어 구동기 및 합성 제트 유동 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a synthetic jet flow control actuator and a synthetic jet flow control method which efficiently generate a high fluid flow.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the embodiments of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기는, 합성 제트 유동 제어 구동기에 있어서, 내부에 캐비티가 형성된 하우징; 상기 캐비티에 배치되는 진동판; 상기 하우징의 외부와 상기 캐비티가 연통되도록 상기 진동판 상에 형성되는 오리피스; 상기 진동판을 승하강시키는 리니어 모터; 및 상기 리니어 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a composite jet flow control actuator, comprising: a housing having a cavity formed therein; A diaphragm disposed in the cavity; An orifice formed on the diaphragm so that the cavity and the outside of the housing communicate with each other; A linear motor for moving the diaphragm up and down; And a controller for controlling the linear motor.

본원의 제2 측면에 따른 합성 제트 유동 제어 방법은, 본원의 제 1 측면에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기를 이용한 합성 제트 유동 제어 방법에 있어서, 상기 진동판을 승강시키는 단계; 및 상기 진동판을 하강시키는 단계를 포함하되, 상기 진동판을 승강시키는 단계는, 상기 캐비티에서 상기 진동판과 상기 오리피스 사이의 공간을 압축시켜 상기 오리피스를 통해 기체를 상기 하우징의 외부로 토출시켜 제트를 형성하고, 상기 진동판을 하강하는 단계는, 상기 캐비티에서 상기 진동판과 상기 오리피스 사이의 공간을 팽창시켜 상기 오리피스를 통해 기체를 상기 캐비티 내로 유입시켜 제트를 형성할 수 있다.The synthetic jet flow control method according to the second aspect of the present application is a synthetic jet flow control method using a synthetic jet flow control actuator according to the first aspect of the present application, And lowering the diaphragm, wherein the step of lifting and lowering the diaphragm comprises compressing a space between the diaphragm and the orifice in the cavity, discharging the gas to the outside of the housing through the orifice to form a jet , The step of lowering the diaphragm may expand the space between the diaphragm and the orifice in the cavity so that gas is introduced into the cavity through the orifice to form a jet.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described task solution is merely exemplary and should not be construed as limiting the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments in the drawings and the detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 캐비티 내에서 진동판이 승하강 구동되므로, 진동판과 오리피스 사이의 공간이 효율적으로 압축 및 팽창될 수 있고, 이에 따라, 진동판과 오리피스 사이의 공간의 압축량 및 팽창량을 종래에 비해 증가시킬 수 있으며, 고속의 유체 흐름의 생성을 극대화할 수 있고, 유체 흐름의 속도를 극대화할 수 있다. According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, since the diaphragm is driven up and down in the cavity, the space between the diaphragm and the orifice can be efficiently compressed and expanded, and accordingly, the compression amount and the expansion of the space between the diaphragm and the orifice The amount of the fluid can be increased as compared with the conventional method, the generation of the high-speed fluid flow can be maximized, and the speed of the fluid flow can be maximized.

도 1은 진동판이 승강된 본원의 일 실시예에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기의 개략적인 단면도이다.
도 2는 진동판이 하강된 상태의 본원의 일 실시예에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기의 개략적인 단면도이다.
도 3은 진동판이 원형 형상인 본원의 일 실시예에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기의 개략적인 사시도이다.
도 4는 진동판이 원형 형상인 본원의 일 실시예에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a synthetic jet flow control actuator according to an embodiment of the present invention in which a diaphragm is lifted and lowered.
2 is a schematic cross-sectional view of a composite jet flow control actuator in accordance with one embodiment of the present invention with the diaphragm lowered.
Figure 3 is a schematic perspective view of a composite jet flow control actuator according to one embodiment of the present disclosure in which the diaphragm is in a circular shape.
Figure 4 is a schematic perspective view of a composite jet flow control actuator according to one embodiment of the present disclosure in which the diaphragm is in a circular shape.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.It will be appreciated that throughout the specification it will be understood that when a member is located on another member "top", "top", "under", "bottom" But also the case where there is another member between the two members as well as the case where they are in contact with each other.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as " including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 하측, 하면 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 1 내지 도 4를 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 상측, 전반적으로 6시 방향이 하측, 전반적으로 6시 방향을 향하는 면이 하면 등이 될 수 있다. 다만, 본원의 일 실시예에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기 및 이를 이용한 합성 제트 유동 제어 방법의 다양한 실제적인 적용에 있어서는, 하면이 상측으로 향하게 배치되는 등 다양한 방향으로 배치될 수 있을 것이다.For reference, the terms related to directions and positions (upper, lower, lower, etc.) in the description of the embodiments of the present application are set based on the arrangement state of each structure shown in the drawings. For example, as shown in Figs. 1 to 4, the 12 o'clock direction is generally the upper side, the 6 o'clock direction is generally the lower side, and the side facing the 6 o'clock direction as a whole may be the bottom. However, the composite jet flow control actuator according to one embodiment of the present invention and the composite jet flow control method using the same may be arranged in various directions such as the bottom face oriented upward.

본원은 합성 제트 유동 제어 구동기에 관한 것이다.The present invention relates to a synthetic jet flow control actuator.

본원에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기는, 블레이드 유동 제어에 적용될 수 있다. 이를테면, Wind turbines, Aircraft 등에 적용될 수 있다. 또한, 본원의 합성 제트 유동 제어 구동기에 따르면, 블레이드 유동 제어 구동기의 소형화가 가능할 수 있다. 또한, 본원의 합성 제트 유동 제어 구동기는, 블레이트 유동 제어 기술 개발의 원천 기술로 사용될 수 있으며, 본원의 합성 제트 유동 제어 구동기에 따르면, 기존의 풍력 블레이드에 비해 더 높은 받음각에서의 유동 박리를 억제하여 양력 계수의 증가를 기대할 수 있다.The synthetic jet flow control actuator according to the present application can be applied to the blade flow control. For example, it can be applied to wind turbines, aircraft, and so on. Further, according to the synthetic jet flow control actuator of the present application, miniaturization of the blade flow control actuator may be possible. In addition, the synthetic jet flow control actuator of the present application can be used as a source technology for development of blurt flow control technology. According to the synthetic jet flow control actuator of the present application, the flow separation at a higher angle of attack is suppressed The increase of the lift coefficient can be expected.

이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기(이하 '본 구동기'라 함)에 대해 설명한다.Hereinafter, a synthetic jet flow control driver (hereinafter referred to as 'the present driver') according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 진동판이 승강된 상태의 본 구동기의 개략적인 단면도이고, 도 2는 진동판이 하강된 상태의 본 구동기의 개략적인 단면도이며, 도 3은 진동판이 원형 형상인 본 구동기의 개략적인 사시도이고, 도 4는 진동판이 사각형 형상인 본 구동기의 개략적인 사시도이다. 참고로, 도 1은 도 3 및 도 4의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절개한 개략적인 단면도와 같을 수 있다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the actuator in a state in which the diaphragm is lowered, FIG. 3 is a schematic perspective view of the actuator in which the diaphragm is in a circular shape, Fig. 4 is a schematic perspective view of the present actuator in which the diaphragm is in a rectangular shape. For reference, FIG. 1 may be the same as a schematic cross-sectional view cut along III-III of FIG. 3 and FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 구동기는 내부에 캐비티(cavity)(13)가 형성된 하우징(1), 캐비티(13) 에 배치되는 진동판(2), 하우징(1)의 외부와 캐비티(13)가 연통되도록 진동판(2) 상에 형성되는 오리피스(3), 진동판을 승하강시키는 리니어 모터(4) 및 리니어 모터(4)를 제어하는 제어부를 포함한다.1 and 2, the actuator includes a housing 1 having a cavity 13 therein, a diaphragm 2 disposed on the cavity 13, a diaphragm 2 disposed on the outside of the housing 1 and a cavity 13 An orifice 3 formed on the diaphragm 2 so as to allow the diaphragm 2 to communicate with the linear motor 4, a linear motor 4 for moving the diaphragm up and down, and a control unit for controlling the linear motor 4.

이러한 본 구동기에 따르면, 도 1에 나타난 바와 같이, 리니어 모터(4)의 승강에 의해, 캐비티(13)에서 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간이 압축될 수 있다. 리니어 모터(4)의 승강 시, 진동판(2)이 승강하게 되므로, 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간이 압축될 수 있다. 이에 따라, 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 기체가 오리피스(3)를 통하여 하우징(1)의 외부로 토출될 수 있고, 이 때, 오리피스(3)에서 와류가 발생할 수 있으며, 와류로 인해 고속의 유체 흐름(제트(jet))이 형성될 수 있다.1, the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 in the cavity 13 can be compressed by raising and lowering the linear motor 4. In this case, as shown in Fig. When the linear motor 4 is moved up and down, the diaphragm 2 is raised and lowered, so that the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 can be compressed. The gas between the diaphragm 2 and the orifice 3 can be discharged to the outside of the housing 1 through the orifice 3 and at this time a vortex can be generated in the orifice 3, A high-speed fluid flow (jet) can be formed.

또한, 본 구동기에 따르면, 도 2에 나타난 바와 같이, 리니어 모터(4)의 하강에 의해, 캐비티(13)에서 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간이 팽창될 수 있다. 리니어 모터(3)의 하강 시, 진동판(2)이 하강하게 되므로, 캐비티(13)에서 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간이 팽창될 수 있다. 이에 따라, 하우징(1) 외부의 기체가 캐비티(13) 내부로 유입될 수 있고, 이 때, 오리피스(3)에서 와류가 발생할 수 있으며, 와류로 인해 고속의 유체 흐름(제트(jet))이 형성될 수 있다.2, the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 in the cavity 13 can be expanded by the lowering of the linear motor 4. As shown in Fig. The diaphragm 2 is lowered when the linear motor 3 is lowered so that the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 in the cavity 13 can be expanded. As a result, gas outside the housing 1 can be introduced into the cavity 13, and vortexes can be generated in the orifice 3 at this time, and a high velocity fluid flow (jet) .

이와같이, 본 구동기는, 캐비티(13) 내에서 승하강 구동하는 진동판(2)을 포함함으로써, 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간을 효율적으로 압축 및 팽창시킬 수 있고, 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간의 압축량 및 팽창량을 종래에 비해 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 고속의 유체 흐름의 생성을 극대화할 수 있고, 유체 흐름의 속도를 극대화할 수 있다.The present actuator can efficiently compress and expand the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 by including the diaphragm 2 that moves up and down in the cavity 13, The compression amount and the expansion amount of the space between the orifice 3 and the orifice 3 can be increased as compared with the prior art, thereby maximizing the generation of the high-speed fluid flow and maximizing the speed of the fluid flow.

다시 말해, 본 구동기에 의하면, 진동판(2)의 사용을 통해 리니어 모터(4)의 작동에 의해 분출되는 공기의 속도 및 고속의 유체 생성을 극대할 수 있다.In other words, according to this actuator, the speed of air ejected by the operation of the linear motor 4 and the generation of high-speed fluid can be maximized through the use of the diaphragm 2.

이하에서는, 본 구동기와 관련된 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration related to the present driver will be described in more detail.

제어부(5)는, 리니어 모터(4)가 상하 방향으로 진동하도록, 리니어 모터(4)에 직류 전압(DC voltage)을 공급하되, 함수 발생기에 의해 소정의 주파수에 따라 공급할 수 있다. 일반적으로, 리니어 모터의 코일은 전해지는 전압의 위상에 따라 수직으로 작동하는 특성이 있다. 본 구동기는, 이러한 리니어 모터의 특성을 이용해, 리니어 모터(4)에 직류 전압을 함수 발생기에 의해 소정의 주파수에 따라 공급하여, 리니어 모터(4)가 상하 방향으로 진동하게 함으로써, 진동판(2)을 승하강 시킨다.The control unit 5 supplies a DC voltage to the linear motor 4 so that the linear motor 4 vibrates in the vertical direction and can supply the DC voltage according to a predetermined frequency by the function generator. Generally, a coil of a linear motor has a characteristic that it operates vertically according to the phase of a voltage to be transmitted. The present driving machine supplies the DC voltage to the linear motor 4 at a predetermined frequency by the function generator using the characteristics of the linear motor 4 so that the linear motor 4 vibrates in the vertical direction, .

예시적으로, 소정의 주파수는 50 Hz 또는 100 Hz일 수 있다. 또한, 소정의 주파수는 함수 발생기에 의해 구현될 수 있다.Illustratively, the predetermined frequency may be 50 Hz or 100 Hz. Further, the predetermined frequency may be implemented by a function generator.

또한, 제어부(5)는 MCU(Micro Controller Unit)일 수 있다.In addition, the controller 5 may be an MCU (Micro Controller Unit).

일반적으로, 리니어 모터를 작동하는 방식으로 신호 증폭기(Function Generator)를 사용하는 방식 및 별도의 컨트롤러를 사용하여 제어하는 방식이 있다. 신호 증폭기를 사용할 경우 정확한 작동 주파수와 작동 전압을 가해줄 수 있다는 장점이 있지만, 제어부의 부피가 커져 합성 제트 유동 제어 구동기의 소형화가 어렵고, 작동 전압이 크므로, 저전력을 사용하는 물체에 사용되는 합성 제트 유동 제어 구동기의 전원으로 적합하지 않다는 문제점이 있었다.Generally, there is a method of using a signal amplifier (Function Generator) in a manner of operating a linear motor or a method of controlling by using a separate controller. Although the signal amplifier has the advantage that it can apply the correct operating frequency and operating voltage, it is difficult to miniaturize the synthetic jet flow control actuator due to the large volume of the control part, and the operating voltage is high. Therefore, There is a problem in that it is not suitable as a power source for the jet flow control actuator.

반면에, 본 구동기에 따르면, 제어부(5)가 MCU 기반이므로, 본 구동기는 소형화될 수 있다. 다시 말해, 본 구동기는, MCU 기반의 모터제어 모듈을 사용하여 구동 시스템의 부피를 최소화할 수 있다.On the other hand, according to this driver, since the controller 5 is based on MCU, this driver can be miniaturized. In other words, this driver can minimize the volume of the drive system by using the MCU-based motor control module.

또한, 본 구동기는, MCU 기반의 모터 제어 모듈을 통해 저전력의 제어 시스템을 구축할 수 있다. 이에 따라, 저 전력에서도 본 구동기는 제어 및 사용될 수 있다. 즉, 본 구동기는 저전력으로 리니어 모터(4)를 작동시켜 고속의 유체를 분출할 수 있다.In addition, this driver can build a low-power control system through MCU-based motor control module. Thus, this driver can be controlled and used even at low power. That is, the present actuator can operate the linear motor 4 with low power to eject high-speed fluid.

또한, 본 구동기에 따르면, 상용 프로그램(Code Vision)에 의해 MCU인 제어부(5)를 통해 리니어 모터(4)의 작동 변위가 제어될 수 있고, 함수발생기에 의해 구현되는 리니어 모터(4)의 작동 주파수가 제어될 수 있다.Further, according to the present driver, the operating displacement of the linear motor 4 can be controlled via the control unit 5 which is an MCU by a commercial program (Code Vision), and the operation of the linear motor 4 implemented by the function generator The frequency can be controlled.

이와 같이, 본 구동기는 MCU 기반의 모터 제어 모듈을 사용하여 리니어 모터(4)의 동작 부분을 상하로 작동시킴으로써 오리피스(3)에 고속의 유체를 생성할 수 있다.Thus, the present actuator can generate high-speed fluid in the orifice 3 by operating the operating portion of the linear motor 4 up and down using the MCU-based motor control module.

또한, 본 구동기는, 합성 제트 유동 제어를 통해 공기 역학적 특성의 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the present actuator can improve the performance of aerodynamic characteristics through the combined jet flow control.

또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 구동기는 댐퍼(6)를 포함할 수 있다. 댐퍼(6)는 진동판(2)의 승하강 시, 하우징(1)의 진동이 저감되도록, 캐비티(13)의 저면 상에 배치될 수 있다.1 and 2, the present driving device may include a damper 6. The damper 6 can be disposed on the bottom surface of the cavity 13 so as to reduce the vibration of the housing 1 when the diaphragm 2 ascends and descends.

예시적으로, 도 2를 참조하면, 댐퍼(6)는, 진동판(2)의 승강 또는 하강 시, 진동판(2)의 적어도 일부에 접촉될 수 있다. 진동판(2)의 진동은 하우징(1)에 전달되어 하우징(1) 자체가 진동될 수 있는데, 진동판(2)의 승강 또는 하강 시 진동판(2) 중 적어도 일부가 댐퍼(6)에 접촉되도록 함으로써, 하우징(1)에 전달될 예정인 진동 중 적어도 일부가 댐퍼(6)에 흡수될 수 있다. 댐퍼(6)와 진동판(2)의 접촉은 예를 들면, 진동판(2)이 댐퍼(6)와 접촉되는 레벨까지 하강되어 이루어질 수 있다. 다른 예로는, 진동판(2)이 하강되었다가 다시 승강될 때, 진동판(2)의 둘레 부분이 관성에 의해 하강되면서 댐퍼(6)에 접촉될 수 있다.2, the damper 6 can be brought into contact with at least a part of the diaphragm 2 when the diaphragm 2 is lifted or lowered. Vibrations of the diaphragm 2 can be transmitted to the housing 1 to vibrate the housing 1 so that at least a part of the diaphragm 2 is brought into contact with the damper 6 when the diaphragm 2 is lifted or lowered , At least a part of the vibration to be transmitted to the housing 1 can be absorbed by the damper 6. The damper 6 and the diaphragm 2 can be brought into contact with each other by, for example, lowering the diaphragm 2 to a level at which the diaphragm 2 is in contact with the damper 6. [ As another example, when the diaphragm 2 is lowered and then lifted again, the peripheral portion of the diaphragm 2 may be lowered by inertia and contact the damper 6. [

또한, 예시적으로, 또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 리니어 모터(4)는 진동판(2)의 중간 부분(예를 들면 중앙 부분)과 연결되고, 댐퍼(6)는 진동판(2)의 하면 둘레에 대응하여 위치할 수 있다.1 and 2, the linear motor 4 is connected to a middle portion (for example, a central portion) of the diaphragm 2, and the damper 6 is connected to the diaphragm 2, As shown in FIG.

리니어 모터(4)가 진동판(2)의 중간 부분과 연결되므로, 진동판(2)의 중간 부분은 리니어 모터(4)와 연동하여 이동되는 고정단(리니어 모터에 고정적으로 연결된 부분)이라 할 수 있다. 한편, 하지만, 진동판(2)의 둘레(테두리) 부분은 리니어 모터(4)에 직접적으로 연결되지 않은 자유단(지지점이 없는 부분)으로서 소정의 진동이 발생될 수 있다. 따라서, 댐퍼(6)가 진동판(2)의 하면 둘레에 대응하여 위치함이 바람직하다. 참고로, 댐퍼(6)가 진동판(2)의 하면 둘레에 대응하여 위치한다는 것은, 도 1 및 도 2를 참조하면, 댐퍼(6)가 진동판(2)의 하면 둘레와 대향하게 캐비티(13)의 저면 상에 배치되는 것을 의미할 수 있다.Since the linear motor 4 is connected to the middle portion of the diaphragm 2, the intermediate portion of the diaphragm 2 can be referred to as a fixed end (a portion fixedly connected to the linear motor) that moves in conjunction with the linear motor 4 . On the other hand, however, the peripheral portion of the diaphragm 2 may have a free end which is not directly connected to the linear motor 4 (a portion having no supporting point). Therefore, it is preferable that the damper 6 is positioned corresponding to the circumference of the lower surface of the diaphragm 2. 1 and 2, the damper 6 is disposed in the cavity 13 so as to oppose the bottom surface of the diaphragm 2, and the damper 6 is positioned in correspondence with the bottom surface of the diaphragm 2, As shown in FIG.

이와 같이, 댐퍼(6)에 의해, 진동판(2)의 구동 시, 본 구동기의 진동이 효과적으로 완화될 수 있다. 예시적으로, 댐퍼(6)의 재질은 실리콘일 수 있다.As described above, the vibration of the present actuator can be effectively mitigated by the damper 6 when the diaphragm 2 is driven. Illustratively, the material of the damper 6 may be silicon.

또한 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 구동기는 리니어 모터(4)의 동작 부분이 진동판(2)만을 동작시키고 하우징(1)에는 직접적인 구동력이 전달되지 않도록 분리 장착되므로, 리니어 모터(4)의 작동에 따른 진동을 완화할 수 있다.1 and 2, the actuator of the linear motor 4 is separately mounted such that the operating portion of the linear motor 4 operates only the diaphragm 2 and the driving force is not directly transmitted to the housing 1. Therefore, The vibration due to the operation can be alleviated.

또한, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 리니어 모터(4)는 진동판(2)의 중앙 부분과 연결되고, 오리피스(3)는 진동판(2)의 중앙 부분에 대응하여 형성될 수 있다. 다시 말해, 리니어 모터(4)의 상단과 오리피스(3)는 진동판(2)을 사이에 두고 서로 대향할 수 있다. 1 and 2, the linear motor 4 is connected to the central portion of the diaphragm 2, and the orifice 3 can be formed corresponding to the central portion of the diaphragm 2, as shown in Figs. In other words, the upper end of the linear motor 4 and the orifice 3 can face each other with the diaphragm 2 interposed therebetween.

이에 따라, 진동판(2)의 승강 시, 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간에 압력 편차가 최소화되며, 진동판(2)과 오리피스(3) 사이에 분포했던 유체가 오리피스(3)를 통해 균일하고 유출될 수 있다. 또한, 진동판(2)의 하강 시, 외부의 유체가 오리피스(3)를 통해 진동판(2)과 오리피스(3) 사이 공간으로 대칭성 있게 유입될 수 있다. The pressure difference between the diaphragm 2 and the orifice 3 is minimized when the diaphragm 2 is lifted or lowered and the fluid that is distributed between the diaphragm 2 and the orifice 3 reaches the orifice 3 And can be spilled out. When the diaphragm 2 is lowered, the external fluid can flow symmetrically into the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 through the orifice 3.

또한, 캐비티(13)를 수평 방향을 따라 절개한 공간의 단면 형상은 진동판(2)을 수평 방향을 따라 절개한 단면 형상에 대응할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 진동판(2)은 원형 또는 다각형 형상의 판일 수 있다.The cross-sectional shape of the space cut along the horizontal direction of the cavity 13 may correspond to the cross-sectional shape of the diaphragm 2 cut along the horizontal direction. 3 and 4, the diaphragm 2 may be a circular or polygonal plate.

진동판(2)이 원형인 경우, 도 3을 참조하면, 캐비티(13)의 수평 방향을 따라 절개한 공간의 단면 형상은 상기 진동판(2)의 원형에 대응하는 원형 형상일 수 있다. 또한, 진동판(2)이 다각형 형상인 경우, 도 4를 참조하면, 캐비티(13)의 수평 방향을 따라 절개한 공간의 단면 형상은 다각형 형상일 수 있다. 예시적으로, 진동판(2)과 캐비티(13)의 수평 단면은 상호 대응하는 사각형 형상일 수 있다.3, the cross-sectional shape of the space cut along the horizontal direction of the cavity 13 may have a circular shape corresponding to the circular shape of the diaphragm 2. In this case, 4, when the diaphragm 2 has a polygonal shape, the sectional shape of the space cut along the horizontal direction of the cavity 13 may be polygonal. Illustratively, the horizontal sections of the diaphragm 2 and the cavity 13 may have a corresponding rectangular shape.

여기서, 캐비티(13)의 수평 단면 형상과 진동판(2)의 수평 단면 형상이 대응한다는 것은, 진동판(2)의 둘레와 하우징(1)의 내주면(캐비티(13)의 둘레) 사이의 간격이 진동판(2)의 승하강이 가능한 범위(공차 범위) 내에서 최소화되는 간격을 의미할 수 있다.The reason why the horizontal cross-sectional shape of the cavity 13 corresponds to the horizontal cross-sectional shape of the diaphragm 2 is that the interval between the periphery of the diaphragm 2 and the inner peripheral surface of the housing 1 (circumference of the cavity 13) (Tolerance range) within which the rising and falling of the substrate 2 can be performed.

또한, 진동판(2)의 재질은 라텍스 및 아크릴 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 진동판(2)은 소정의 탄력을 가지고 승하강될 수 있다.In addition, the material of the diaphragm 2 may include at least one of latex and acrylic. Thereby, the diaphragm 2 can be lifted up and down with a predetermined elastic force.

또한, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 하우징(1)은 상부 프레임(11) 및 하부 프레임(12)을 포함할 수 있다.1 to 4, the housing 1 may include an upper frame 11 and a lower frame 12. [

한편, 본원은 상술한 본 구동기를 이용한 합성 제트 유동 제어 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for controlling a synthetic jet flow using the present driver.

본원에 따른 합성 제트 유동 제어 방법은, 진동판(2)을 승강시키는 단계 및 진동판(2)을 하강시키는 단계를 포함한다.The synthetic jet flow control method according to the present invention includes a step of raising and lowering the diaphragm 2 and a step of lowering the diaphragm 2. [

진동판(2)을 승강시키는 단계는, 캐비티(13)에서 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간을 압축시켜 오리피스(3)를 통해 기체를 하우징(1)의 외부로 토출시킴으로써 제트를 형성할 수 있다.The step of raising and lowering the diaphragm 2 compresses a space between the diaphragm 2 and the orifice 3 in the cavity 13 to jet the gas to the outside of the housing 1 through the orifice 3 to form a jet can do.

또한, 진동판(2)을 하강시키는 단계는, 캐비티(13)에서 진동판(2)과 오리피스(3) 사이의 공간을 팽창시켜 오리피스(3)를 통해 기체를 캐티비(13) 내로 유입시킴으로써 제트를 형성할 수 있다. The step of lowering the diaphragm 2 also includes the step of expanding the space between the diaphragm 2 and the orifice 3 in the cavity 13 to introduce the gas into the cavity 13 through the orifice 3, .

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

1: 하우징 11: 상부 프레임
12: 하부 프레임 13: 캐비티
2: 진동판 3: 오리피스
4: 리니어 모터 5: 제어부
6: 댐퍼 1: housing 11: upper frame
12: lower frame 13: cavity
2: diaphragm 3: orifice
4: Linear motor 5: Control part
6: Damper

Claims (13)

합성 제트 유동 제어 구동기에 있어서,
내부에 캐비티가 형성된 하우징;
상기 캐비티에 배치되는 진동판;
상기 하우징의 외부와 상기 캐비티가 연통되도록 상기 진동판 상에 형성되는 오리피스;
상기 진동판을 승하강시키는 리니어 모터;
상기 리니어 모터를 제어하는 제어부; 및
상기 진동판의 하면 둘레에 대응 위치하도록 상기 캐비티의 저면 상에 배치되되, 상기 진동판의 승강 또는 하강 시 상기 진동판 중 적어도 일부가 접촉되도록 배치되는 댐퍼를 포함하되,
상기 리니어 모터는 공급되는 직류 전압에 의해 상하 방향으로 진동하는 구성으로서, 상기 진동판의 중앙 부분과 연결되고,
상기 오리피스는 상기 진동판의 중앙 부분에 대응하여 형성되고,
상기 진동판은 상기 리니어 모터에 의한 승하강시 탄력을 가지고 승하강되도록 라텍스 및 아크릴 중 하나 이상을 포함하는 재질을 갖는 박막으로 구비되고, 상기 리니어 모터의 구동력이 상기 하우징에 직접적으로 전달되지 않도록 그 둘레 부분이 자유단을 형성하여 상기 하우징과 분리 장착되며,
상기 댐퍼는 상기 진동판의 승강 시 상기 진동판의 둘레가 관성에 의해 하강되면서 상기 진동판의 둘레의 적어도 일부에 접촉되거나 또는 상기 진동판의 하강 시 상기 진동판의 적어도 일부에 접촉되도록 구비되고,
상기 제어부는 MCU(Micro Controller Unit)로서, 상기 리니어 모터가 상하 방향으로 진동하도록 상기 리니어 모터에 직류 전압(DC voltage)을 공급하되, 함수 발생기에 의해 소정의 주파수에 따라 공급하는 것인, 합성 제트 유동 제어 구동기.In a synthetic jet flow control actuator,
A housing having a cavity formed therein;
A diaphragm disposed in the cavity;
An orifice formed on the diaphragm so that the cavity and the outside of the housing communicate with each other;
A linear motor for moving the diaphragm up and down;
A control unit for controlling the linear motor; And
And a damper disposed on the bottom surface of the cavity so as to correspond to the bottom surface of the diaphragm and disposed so that at least a part of the diaphragm contacts when the diaphragm ascends or descends,
Wherein the linear motor vibrates in a vertical direction by a supplied DC voltage and is connected to a central portion of the diaphragm,
The orifice being formed corresponding to a central portion of the diaphragm,
Wherein the diaphragm is formed of a thin film having a material including at least one of latex and acrylic so as to be lifted up and down by the linear motor when lifted up and down by the linear motor so that driving force of the linear motor is not directly transmitted to the housing, The free end is detachably mounted on the housing,
Wherein the damper is provided such that when the diaphragm is lifted or lowered, the periphery of the diaphragm is lowered by inertia so as to contact at least a part of the periphery of the diaphragm, or to contact at least a part of the diaphragm when the diaphragm descends,
Wherein the control unit is an MCU (Micro Controller Unit), which supplies DC voltage to the linear motor so that the linear motor vibrates in the vertical direction, and supplies the DC voltage according to a predetermined frequency by a function generator. Flow control actuator. 제1항에 있어서,
상기 리니어 모터의 승강에 의해, 상기 캐비티에서 상기 진동판과 상기 오리피스 사이의 공간이 압축되고,
상기 리니어 모터의 하강에 의해, 상기 캐비티에서 상기 진동판과 상기 오리피스 사이의 공간이 팽창되는 것인, 합성 제트 유동 제어 구동기.The method according to claim 1,
The space between the diaphragm and the orifice in the cavity is compressed by the lifting and lowering of the linear motor,
Wherein the lowering of the linear motor causes the space between the diaphragm and the orifice in the cavity to expand. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 소정의 주파수는 50 Hz 또는 100 Hz인 것인, 합성제트 유동제어 구동기.The method according to claim 1,
Wherein the predetermined frequency is 50 Hz or 100 Hz. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 캐비티를 수평 방향을 따라 절개한 공간의 단면 형상은, 상기 진동판을 수평 방향을 따라 절개한 단면 형상에 대응하는 것인, 합성 제트 유동 제어 구동기.The method according to claim 1,
Wherein the sectional shape of the space cut along the horizontal direction of the cavity corresponds to the sectional shape of the diaphragm cut along the horizontal direction. 제11항에 있어서,
상기 진동판은 원형 또는 다각형 형상의 판인 것인, 합성 제트 유동 제어 구동기.12. The method of claim 11,
Wherein the diaphragm is a circular or polygonal plate. 제1항에 따른 합성 제트 유동 제어 구동기를 이용한 합성 제트 유동 제어 방법에 있어서,
상기 진동판을 승강시키는 단계; 및
상기 진동판을 하강시키는 단계를 포함하되,
상기 진동판을 승강시키는 단계는, 상기 캐비티에서 상기 진동판과 상기 오리피스 사이의 공간을 압축시켜 상기 오리피스를 통해 기체를 상기 하우징의 외부로 토출시켜 제트를 형성하고,
상기 진동판을 하강하는 단계는, 상기 캐비티에서 상기 진동판과 상기 오리피스 사이의 공간을 팽창시켜 상기 오리피스를 통해 기체를 상기 캐비티 내로 유입시켜 제트를 형성하는 것인, 합성 제트 유동 제어 방법.A composite jet flow control method using a composite jet flow control actuator according to claim 1,
Elevating the diaphragm; And
And lowering the diaphragm,
The step of lifting and lowering the diaphragm may include the step of compressing a space between the diaphragm and the orifice in the cavity to discharge the gas to the outside of the housing through the orifice to form a jet,
Wherein the step of lowering the diaphragm is to expand a space between the diaphragm and the orifice in the cavity so as to introduce gas into the cavity through the orifice to form a jet.
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JP2006105060A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Anest Iwata Corp Linear vibrating compressor
JP2007120496A (en) * 2005-09-27 2007-05-17 Okayama Univ Pump

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