KR20150128939A - 저 공명 음향 합성 제트 구조체 - Google Patents

저 공명 음향 합성 제트 구조체 Download PDF

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KR20150128939A
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복크 헨드릭 피터 자코버스 데
브라이언 패트릭 활렌
스탠튼 얼 위버
샤를레스 어클린 셀리
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제네럴 일렉트릭 컴퍼니
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Abstract

합성 제트 장치의 기계적 구조 공명을 감소 또는 증가시키기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 합성 제트 장치는, 제1 플레이트, 이 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소를 포함한다. 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 합성 제트 장치에 의해 생성되는 음향 노이즈의 레벨을 조절하기 위해, 합성 제트 장치의 기계적 공명을 변경시키는 변형된 섹션을 포함한다.

Description

저 공명 음향 합성 제트 구조체{LOW RESONANCE ACOUSTIC SYNTHETIC JET STRUCTURE}
관련 출원의 상호 참조
[0001] 본 출원은, 그 개시 내용이 여기에 참조로 통합되는, 2013년 3월 14일자 출원된 미국 가특허 출원 제61/784,216호의 정규 출원이며 그리고 그의 우선권을 주장한다.
[0002] 합성 제트 액추에이터들은, 표면으로부터 열을 분산시키기 위해 표면 위의 해당 유체의 흐름에 영향을 미치도록 유체의 합성 제트를 발생시키는 널리 사용되는 기술이다. 통상적인 합성 제트 액추에이터는, 내부 챔버를 형성하는 하우징을 포함한다. 오리피스가 하우징의 벽에 존재한다. 액추에이터는, 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 하우징의 오리피스로부터 밖으로 외부 환경으로 분사되도록, 주기적으로 내부 챔버 내의 부피를 변동시키는 메커니즘을 하우징 내부 또는 하우징 주변에 추가로 포함한다. 부피 변동 메커니즘의 예는, 예컨대, 피스톤의 왕복동 작동 도중에 오리피스 내외로 유체를 이동시키도록 제트 하우징 내에 배치되는 피스톤, 또는 하우징 벽으로서의 가요성 다이어프램을 포함할 수 있다. 가요성 다이어프램은 통상 압전 액추에이터 또는 다른 적절한 수단에 의해 작동된다.
[0003] 통상, 제어 시스템이, 부피 변동 메커니즘의 시간-조화 작동을 생성하기 위해 사용된다. 메커니즘이 챔버 부피를 감소시킴에 따라, 유체가 오리피스를 통해 챔버로부터 분사된다. 유체가 오리피스를 통과함에 따라, 오리피스의 날카로운 에지들이, 와류들로 말리는 와류 시트들을 생성하기 위해, 유동을 분리한다. 이러한 와류들은, 그들 자체의 자기 유도(self-induced) 속도 하에서 오리피스의 에지들로부터 멀어지게 이동한다. 메커니즘이 챔버 부피를 증가시킴에 따라, 오리피스로부터 먼 거리로부터 챔버 내로 주변 유체가 인입된다. 와류들은 이미 오리피스의 에지들로부터 멀리 이동되어 있기 때문에, 와류들은 챔버 내로 인입되는 주변 유체에 의해 영향을 받지 않는다. 와류들이 오리피스로부터 멀리 이동함에 따라, 와류들은, 유체의 제트, 즉 "합성 제트"를 합성한다.
[0004] 기존의 합성 제트 설계의 단점은, 합성 제트의 작동으로부터 생성되는 노이즈이다. 가청 노이즈는, 가요성 다이어프램이 교번하는 이동에서 편향되도록 야기되는 것의 결과로서의 합성 제트의 작동에서 고유한 것이며, 그리고 합성 제트의 다양한 작동 모드(구조적/기계적, 디스크-벤딩 및 음향)의 고유 주파수들은, 작동 도중에 생성되는 노이즈 양에 영향을 미친다.
[0005] 작동 도중에, 합성 제트는 통상, 전기적-기계적 변환을 최적화하기 위해 그리고 최소의 기계적 에너지 입력에서 최대의 편향을 달성하도록 하기 위해, 그들의 기계적 공명 모드(들)에서 또는 근처에서 여기된다. 합성 제트 작동은, 자체의 기계적 공명 모드(들)에서 그리고 그 근처에서 작동시 최적화되는 가운데, 합성 제트를 특정의 주파수로 작동시키는 것은, 장치의 음향 특성이 부분적으로 장치의 구동 주파수에 의해 결정되기 때문에, 상당량의 음향 노이즈를 발생시킬 수 있는 것을 인식하게 된다. 통상적인 합성 제트 공명은 100-170 Hz의 범위에 있지만, 그러한 공명 범위는 개개인의 가청 범위 내에 있는 것으로 인지되며, 따라서 공명 주파수에서의 합성 제트의 작동은 가청 음향 노이즈를 발생시킨다.
[0006] 그러므로, 장치의 유동 출력에 영향을 미치지 않는 가운데 합성 제트의 음향 특징을 감소시키기 위해, 30 Hz 미만 또는 20 kHz 초과와 같은, 인간의 수용 대역(즉, 가청 범위) 위아래의 기계적 공명을 갖는 합성 제트를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
[0007] 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 합성 제트 장치는, 제1 플레이트, 이 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소를 포함하고, 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 합성 제트 장치에 의해 생성되는 음향 노이즈의 레벨을 조절하기 위해, 합성 제트 장치의 기계적 공명을 변경시키는 변형된 섹션을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0008] 본 발명의 다른 양태에 따르면, 합성 제트 장치는, 제1 플레이트, 이 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소를 포함하고, 상기 액추에이터 요소, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 작동 도중에 합성 제트 장치의 기계적 공명이 인간의 가청 주파수 범위 밖에 있는 것을 야기하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
[0009] 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 합성 제트 장치는, 제1 플레이트, 이 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 압전 작동 액추에이터를 포함하고, 상기 압전 작동 액추에이터는, 합성 제트 장치가 미리 정해진 요구되는 기계적 공명 범위 내에서 작동하는 것을 야기하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
[0010] 이들 및 다른 장점과 특징들은 첨부 도면과 관련하여 제공된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 더 쉽게 이해될 것이다.
[0011] 도면들은 본 발명을 수행하기 위해 현재 고안된 실시예들을 예시한다.
[0012] 도면에서:
[0013] 도 1은 본 발명의 실시예와 함께 사용 가능한 합성 제트 조립체의 사시도이다.
[0014] 도 2는 본 발명의 실시예와 함께 사용 가능한 합성 제트의 일부의 단면도이다.
[0015] 도 3은 제어 시스템이 다이어프램을 오리피스 측으로 내측으로 이동되도록 야기함에 따른 제트를 도시하는 도 2의 합성 제트의 단면도이다.
[0016] 도 4는 제어 시스템이 다이어프램을 오리피스로부터 멀리 외측으로 이동되도록 야기함에 따른 제트를 도시하는 도 2의 합성 제트 액추에이터의 단면도이다.
[0017] 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 평면도이다.
[0018] 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 평면도이다.
[0019] 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 평면도이다.
[0020] 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 평면도이다.
[0021] 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 단면도이다.
[0022] 도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 평면도이다.
[0023] 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 평면도이다.
[0024] 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 합성 제트의 상면도이다.
[0025] 본 발명의 실시예들은 합성 제트 장치의 기계적 구조 공명을 감소 또는 증가시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
[0026] 도 1-4는 본 발명을 더 잘 이해하기 위한 목적으로 본 발명의 실시예와 함께 사용 가능한 합성 제트 조립체(10)의 전체적인 구조와 함께, 합성 제트 조립체의 작동 도중의 다양한 구성요소의 작동을 예시한다. 특정 합성 제트 조립체(10)가 도 1-4에 예시는 가운데, 본 발명의 실시예들은 변화된 구성의 합성 제트 조립체에 통합될 수 있으며 그리고 따라서 합성 제트 조립체(10)는 발명의 범위를 제한하는 것을 의미하지 않는다는 것을 인식하게 된다. 예로서, 합성 제트의 배치를 고정하는 장착 브라켓을 포함하지 않는 합성 제트 조립체가 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
[0027] 먼저 도 1을 참조하면, 합성 제트 조립체(10)는, 도 2에 그 단면이 예시된 합성 제트(12) 및 장착 브라켓(14)을 포함하는 것으로 도시된다. 일 실시예에서, 장착 브라켓(14)은, 합성 제트(12)의 본체 또는 하우징(16)의 하나 이상의 위치에 부착되는 U-자형 장착 브라켓이지만, 장착 브라켓은, 원형 합성 제트(12)를 그 내부에 수용하도록 구성되는 반원형 브라켓과 같은 다른 형태/윤곽의 브라켓으로서 구성될 수 있는 것으로 인식된다. 회로 드라이버(18)가 장착 브라켓(14)의 외부에 위치하게 되거나 부착될 수 있다. 대안적으로, 회로 드라이버(18)는, 합성 조립체(10)로부터 멀리 위치하게 될 수 있다.
[0028] 이제 도 1 및 도 2를 함께 참조하고 도면에 도시된 바와 같이, 합성 제트(12)의 하우징(16)은, 그 내부에 가스 또는 유체(22)를 갖는 내부 챔버 또는 캐비티(20)를 한정하고 부분적으로 둘러싼다. 하우징(16)과 내부 챔버(20)는, 본 발명의 여러 실시예에 따라 실제적으로 임의의 기하학적 구성을 취하고 있지만, 논의와 이해를 목적으로, 하우징(16)은, 제1 플레이트(24)와 제2 플레이트(26)(대안적으로 블레이드(blades) 또는 포일(foils)로 지칭됨)를 포함하는 것으로, 도 2의 단면도에 도시되어 있으며, 제1 및 제2 플레이트는 그들 사이에 위치하게 되는 스페이서 요소(28)에 의해 이격된 관계로 유지된다. 일 실시예에서, 스페이서 요소(28)는, 제1 및 제2 플레이트(24, 26) 사이에 약 1 mm의 간격을 유지한다. 하나 이상의 오리피스(30)가, 내부 챔버(20)를 주변 외부 환경(32)과 유체 소통 상태로 배치하기 위해, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)와 스페이서 요소(28)의 측벽들 사이에 형성된다. 대안적인 실시예에서, 스페이서 요소(28)는, 하나 이상의 오리피스(30)가 형성되는 전방면(도시 생략)을 포함한다.
[0029] 다양한 실시예에 따르면, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)는, 금속, 플라스틱, 유리 및/또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 유사하게, 스페이서 요소(28)는, 금속, 플라스틱, 유리 및/또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 적절한 금속은, 니켈, 알루미늄, 구리 및 몰리브덴과 같은 재료나 또는 스테인리스 강, 황동, 청동 등의 합금을 포함한다. 적절한 중합체 및 플라스틱은, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 열경화성 수지, 에폭시, 우레탄, 아크릴, 실리콘, 폴리이미드 및 포토레지스트-가능 재료와 같은 열가소성 수지, 그리고 다른 탄성 플라스틱을 포함한다. 적절한 세라믹은, 예컨대, 티탄산염(titanates)(예, 티탄산 란탄, 티탄산 비스무스 및 티탄산 지르콘산 염)과 몰리브덴산염을 포함한다. 더불어, 합성 제트(12)의 다양한 다른 구성요소들이 마찬가지로 금속으로 형성될 수 있다.
[0030] 액추에이터들(34, 36)이 제1 및 제2 복합 구조체 또는 가요성 다이어프램(38, 40)을 형성하기 위해 개별적인 제1 및 제2 플레이트(24, 26)에 결합되며, 이러한 다이어프램들은, 제어기 조립체 또는 제어 유닛 시스템(42)을 통해 드라이버(18)에 의해 제어된다. 예를 들면, 각각의 가요성 다이어프램(38, 40)은 금속층을 갖출 수 있으며, 그리고 금속 전극이 해당 금속층에 인접하게 배치됨으로써, 다이어프램들(38, 40)이 전극과 금속층 사이에 부과되는 전기적 바이어스를 통해 이동될 수 있도록 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제어기 조립체(42)는 드라이버(18)에 전자적으로 연결되며, 드라이버는 합성 제트(12)의 장착 브라켓(14)에 직접 연결된다. 대안적인 실시예에서, 제어 유닛 시스템(42)이, 합성 제트(12)로부터 멀리 위치하게 되는 드라이버(18)에 합체된다. 더불어, 제어 시스템(42)은, 예컨대, 컴퓨터, 로직 프로세서, 또는 신호 생성기와 같은 임의의 적절한 디바이스에 의한 전기적 바이어스를 발생시키도록 구성될 수 있다.
[0031] 일 실시예에서, 액추에이터들(34, 36)은, 고조파 교류 전압의 인가에 의해 작동될 수 있는 압전 작동(piezomotive) 디바이스이며, 고조파 교류 전압은 압전 작동 디바이스가 빠르게 팽창 및 수축하는 것을 야기한다. 작동 도중에, 제어 시스템(42)은, 드라이버(18)를 통해, 압전 작동 액추에이터들(34, 36)로 전하를 전달하고, 압전 작동 액추에이터들은 전하에 응답하여 기계적 응력 및/또는 변형을 받는다. 압전 작동 액추에이터(34, 36)의 응력/변형은, 제1 및 제2 플레이트(24, 26) 사이의 내부 챔버(20)의 부피를 변화시키는 시간-조화 또는 주기적 이동이 달성되도록, 개별적인 제1 및 제2 플레이트(24, 26)의 편향을 야기한다. 일 실시예에 따르면, 스페이서 요소(28)는 또한 가요성으로 제작될 수 있으며 그리고 내부 챔버(20)의 부피를 변동시키도록 변형될 수 있다. 내부 챔버(20)에서의 결과적인 부피 변동은, 도 3 및 도 4와 관련하여 상세히 설명되는 바와 같이, 내부 챔버(20)와 외부 부피(32) 사이에서 가스 또는 다른 유체의 교환을 야기한다.
[0032] 압전 작동 액추에이터들(34, 36)은, 본 발명의 여러 가지 실시예에 따라 모노모프(monomorph) 또는 바이모프(bimorph) 디바이스일 수 있다. 모노모프 실시예에서, 압전 작동 액추에이터들(34, 36)은, 금속, 플라스틱, 유리 또는 세라믹을 포함하는 재료로 형성되는 플레이트들(24, 26)에 결합될 수 있다. 바이모프 실시예에서, 압전 작동 액추에이터들(34, 36) 중 하나 또는 양자 모두는, 압전 재료로 형성되는 플레이트들(24, 26)에 결합되는 바이모프 액추에이터일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 바이모프는 단일 액추에이터(34, 36)를 포함할 수 있으며 그리고 플레이트들(24, 26)은 제2 액추에이터이다.
[0033] 합성 제트(12)의 구성요소들은, 접착제, 땜납 등을 사용하여 함께 접착되거나 그렇지 않으면 서로 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 열경화성 접착제 또는 전기 전도성 접착제가, 제1 및 제2 복합 구조체(38, 40)를 형성하도록 액추에이터들(34, 36)을 제1 및 제2 플레이트(24, 26)에 접합하기 위해 채용된다. 전기 전도성 접착제의 경우, 접착제는, 리드 와이어(도시 생략)를 합성 제트(12)에 부착하기 위해, 은, 금 등과 같은 전도성 충전제(filler)로 충전될 수 있다. 적절한 접착제는, Shore A 경도가 100 이하인 범위의 경도를 가질 수 있으며 그리고, 120도 이상의 작동 온도가 얻어질 수 있도록, 예로서 실리콘, 폴리우레탄, 열가소성 고무 등을 포함할 수 있다.
[0034] 본 발명의 실시예에서, 액추에이터들(34, 36)은, 유압적, 공압적, 자기적, 정전기적 및 초음파적 재료와 같은, 압전 작동 디바이스와 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 그러한 실시예에서, 제어 시스템(42)은, 개별적인 액추에이터(34, 36)를 대응하는 방식으로 활성화하도록 구성된다. 예를 들면, 정전기적 재료가 사용되는 경우, 제어 시스템(42)은 개별적인 제1 및 제2 플레이트(24, 26)를 활성화시켜 휘어지도록 하기 위해 액추에이터(34, 36)에 빠르게 교번하는 정전기적 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
[0035] 합성 제트(12)의 작동은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된다. 먼저 도 3을 참조하면, 합성 제트(12)는, 액추에이터들(34, 36)이, 제1 및 제2 플레이트들(24, 26)이 화살표(44)로 나타낸 바와 같이 내부 챔버(20)에 대해 외측으로 이동되는 것을 야기하도록 제어되는 것으로, 예시된다. 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 외측으로 휘어짐에 따라, 내부 챔버(20)의 내부 부피가 증가하게 되며, 그리고, 다수의 화살표(48)로 나타낸 바와 같이, 주변 유체 또는 가스(46)가 내부 챔버(20) 내로 급속하게 유입된다. 액추에이터들(34, 36)은 제어 시스템(42)에 의해 제어되며, 따라서 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 내부 챔버(20)로부터 외측으로 이동하게 될 때, 와류들이 이미 오리피스(30)의 에지들로부터 제거되도록 그리고 그에 따라 내부 챔버(20) 내로 인입되는 주변 유체(46)에 의해 영향을 받지 않도록 한다. 한편, 주변 유체(46)의 제트가, 오리피스(30)로부터 먼 거리로부터 인입되는 주변 유체(46)의 강한 동반 이행(entrainment)을 생성하는, 와류들에 의해 합성된다.
[0036] 도 4는, 액추에이터들(34, 36)이, 화살표(50)로 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 내측으로 내부 챔버(20) 안으로 휘어지는 것을 야기하도록 제어되는 것과 같은, 합성 제트(12)를 나타낸다. 내부 챔버(20)의 내부 부피가 감소하며, 그리고 유체(22)가, 예컨대 발광 다이오드와 같은 냉각될 디바이스(54)를 향해 화살표들(52)의 세트에 의해 지시되는 방향으로 오리피스(30)를 관통하는 냉각 제트로서, 토출된다. 유체(22)가 오리피스(30)를 통해 내부 챔버(20)를 빠져나감에 따라, 유동은, 오리피스(30)의 날카로운 에지에서 분리되고, 와류들로 말려 들어가는 와류 시트를 생성하며 그리고, 오리피스(30)로부터 멀어지게 이동하기 시작한다.
[0037] 도 1-4의 합성 제트는 단일 오리피스를 갖는 것으로 예시되고 설명되지만, 본 발명의 실시예는 복수 오리피스 합성 제트 액추에이터를 포함할 수 있는 것도 고려된다. 추가로, 도 1-4의 합성 제트 액추에이터는, 제1 및 제2 플레이트 각각에 액추에이터 요소가 포함되는 것으로 예시 및 설명되지만, 본 발명의 실시예는 상기 플레이트 중 하나의 플레이트에 위치된 하나의 액추에이터 요소만을 포함할 수 있는 것도 고려된다. 또한, 합성 제트 플레이트는 여기 예시된 바와 같이 정사각형 구성 대신에 원형, 직사각형 또는 다른 형태의 구성으로 제공될 수 있는 것도 고려된다.
[0038] 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플레이트들(24, 26)의 작동 범위 및/또는 합성 제트(12)의 주파수를 변화시키는 것을 포함하여, 합성 제트 장치의 기계적 구조 공명을 감소 또는 증가시키기 위해, 플레이트(24, 26) 상에 설치된 압전-액추에이터 디바이스들(34, 36)은, 그 크기, 형태, 배치 위치 및/또는 개수가 선택적으로 변경된다. 다시 말해, 합성 제트(12)에 포함된 압전-액추에이터들(34, 36)의 크기, 형태, 배치 위치 및/또는 개수는, 도 1-4에 도시된 "표준" 액추에이터들(34, 36); 즉 플레이트들(24, 26) 상의 표준 크기 및 배치 위치를 갖는 액추에이터들(34, 36)과 비교하여 달라질 수 있다. 플레이트들(24, 26) 상에 장착되는 압전-액추에이터들(34, 36)의 다른 배치, 크기 및 형태는, 합성 제트(12)의 요구되는 또는 바람직한 작동 상태에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 합성 제트(12)의 (즉, 그 내부의 가동 구성요소의) 선택된 형태상의 형상들은, 이들이 합성 제트 조립체(10)에 대한 상당한 유동 출력 및/또는 주파수 특성 및/또는 오디오 출력을 제공하도록(예, 제로 또는 거의 제로로부터, 인간이 인지할 수 있는 범위 내의 원하는 출력까지), 다른 것들보다 바람직할 수 수 있다.
[0039] 플레이트들(24, 26) 상의 압전-액추에이터 디바이스(들)의 크기, 형태 및/또는 개수에 관한 본 발명의 여러 실시예가, 도 5-9에 예시된다. 이러한 실시예들은 일부의 예를 나타내지만, 단지 각각에서 구현되는 개념들의 예시일 뿐이다.
[0040] 먼저 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른, 합성 제트(12) 내의 압전-액추에이터(60)의 크기는, 도 1-4에 도시된 "표준" 액추에이터들(34, 36)에 비해 최소화된다. 압전-액추에이터(60)가 단지 플레이트들(24, 26)을 공명 주파수로 여기하며 상당량의 실제적인 일을 행해야 하는 것은 아님에 따라, 압전-액추에이터(60)의 크기는, 합성 제트(12)의 작동 및 유동 출력에 불리하게 영향을 미치지 않고, 감소하게 될 수 있다. 더 작은 압전-액추에이터(60)가 감소된 크기를 가지므로, 액추에이터는 적은 강도를 가지게 되며 그리고 그에 따라 작동 도중에 합성 제트(12)의 음향 레벨을 감소시키도록 낮은 공명을 제공한다.
[0041] 다음에 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 다른 실시예에 따른, 분할형 압전-액추에이터(62)가, 도 1-4에 도시된 단일 "표준" 액추에이터들(34, 36) 대신에, 각각의 플레이트(24, 26) 상에 채용된다. 일 실시예에서 그리고 도 6a에 도시된 바와 같이, 분할형 압전-액추에이터(62)는, 요구되는 또는 바람직한 합성 제트(12)의 작동 상태에 기초하여, 다수의 요구되는 배열 또는 패턴 중 임의의 배열 또는 패턴(예, 합성 제트(12)의 가동 구성요소의 요구되는 형태적 형상)으로 플레이트들(24, 26) 상에 배치되는, 작은 압전-액추에이터(64)의 "사슬(chain)"로서 구성될 수 있다. 다른 실시예에서 그리고 도 6b에 도시된 바와 같이, 분할형 압전-액추에이터(62)는, 2개의 절반부(65)로 형성되는 분할-원형 압전-액추에이터로서 구성될 수 있다. 분할형 압전-액추에이터(62)의 특정 배열 및 배치는 일 방향으로 합성 제트(12)의 강도를 최소화시키도록 역할을 하며 그리고 그에 따라 작동 도중에 합성 제트(12)의 음향 레벨을 감소시키도록 낮은 공명을 제공한다.
[0042] 다음에 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 다른 실시예에 따른, 합성 제트(12) 내의 하나 이상의 압전-액추에이터의 형상은, 도 1-4에 도시된 "표준" 액추에이터들(34, 36)과 비교하여 변경된다. 플레이트들(24, 26) 상의 압전-액추에이터(들)는, 요구되는 또는 바람직한 합성 제트(12)의 작동 상태에 기초하여, 다수의 요구되는 형상 중 임의의 형상(예, 합성 제트(12)의 가동 구성요소의 요구되는 형태적 형상)을 갖도록 형성될 수 있고, 더불어 압전-액추에이터의 특정 형태는 요구되는 위치에서 또는 요구되는 방향을 따라 강도를 감소시키도록 역할을 하며, 그리고 그에 따라 작동 도중에 합성 제트(12)의 음향 레벨을 감소시키도록 낮은 공명을 제공한다. 일례로서, 압전-액추에이터(66)는, 도 7a에 도시된 바와 같이 정사각형 구성을 갖도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 압전-액추에이터(68)가, 도 7b에 도시된 바와 같이 불규칙한 구성을 갖도록 구성될 수도 있을 것이다.
[0043] 다음에 도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른, 압전-액추에이터(70)가, 요구되는 위치에서 하나의 또는 모든 플레이트(24, 26) 상에 편심되게(중심점(72)으로부터 떨어져) 위치하게 될 수 있다. 하나의 플레이트(24, 26) 상의 편심 위치에 압전-액추에이터(70)를 위치시키는 것은, 플레이트들(24, 26)의 중심에 탭 또는 다른 구속 구조체(도시 생략)의 배치/위치 설정을 허용한다. 부가적으로, 플레이트들(24, 26) 상의 편심 위치에 압전-액추에이터(70)를 위치시키는 것은, 합성 제트(12)의 강도가 특정의 위치에서 및/또는 특정의 방향을 따라 최소화되는 것을 허용한다.
[0044] 다음에 도 9를 참조하면, 다른 실시예에 따른, 합성 제트(12)는, 각각의 플레이트(24, 26) 상에 "이중" 배열의 압전-액추에이터들(34, 36)을 포함한다. 다시 말해, 압전-액추에이터들(34, 36)(예컨대, 도 1-4에 도시된 "표준" 액추에이터(34, 36)와 유사할 수 있다)은 각각의 플레이트(24, 26)의 상면과 저면 모두에 배치된다. 각 플레이트(24, 26) 상의 압전-액추에이터들(34, 36)은, 플레이트의 대향하는 표면들 상에서 서로 인접하도록 서로 정렬된다. 플레이트들(24, 26)의 상면과 저면의 각각의 상에 압전-액추에이터(34, 36)를 포함하는 것에 의해, 합성 제트(12)[즉, 압전-액추에이터들(34, 36)과 플레이트들(24, 26)에 의해 형성되는 다이어프램들(38, 40)]의 강도는, 합성 제트(12)의 가동 구성요소들의 요구되는 형태적 형상의 생성을 포함하는, 요구되는 또는 바람직한 합성 제트(12)의 작동 상태에 기초하여, 요구되는 정도로 변경될 수 있다.
[0045] 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플레이트들(24, 26)의 이동 범위 및/또는 합성 제트(12)의 주파수를 변경시키는 것을 포함하여, 합성 제트 디바이스의 기계적 구조 공명을 감소 또는 증가시키기 위해, 플레이트들(24, 26)은 기계적 구조 공명을 변화시키도록 일부 형태로 변경된다. 플레이트들(24, 26)의 구조의 변경시, 플레이트들(24, 26)의 강도의 선택적인/국부적인 증가 또는 감소(플레이트들의 나머지의 강도에 비해)가, 기계적 구조 공명의 변경을 성취하기 위해 실행된다. 플레이트들(24, 26)에 대한 보강 특징부들 중의 일부의 예가, 국부적 보스(local boss), 스탬핑 윤곽, 스탬핑 패턴, 증가된 국부적 두께, 증가된 국부적으로 더 강한 재료 특성 및/또는 주름진 형상을 포함한다. 플레이트들(24, 26)의 강도를 감소시키는 특징부들의 예가, 국부적 노치 형성, 스크래치 형성, 감소된 두께, 예비-응력 부여(pre-stressing) 및/또는 감소된 국부적으로 더 약한 재료 특성을 포함한다.
[0046] 플레이트들(24, 26)의 강도의 국부적인 증가시킴 또는 감소시킴에 관한 본 발명의 여러 실시예가, 도 10-11에 예시된다. 이러한 실시예들은 일부 예를 제시하지만, 단지 각각에서 구현되는 개념들을 예시할 뿐이다.
[0047] 먼저 도 10a-10d를 참조하면, 일 실시예에 따른, 노치들 또는 스크래치들(74)이, 합성 제트(12)의 기계적 구조 공명을 낮추기 위해 플레이트들의 강도를 국부적으로 감소시키도록, 플레이트들(24, 26) 상에 형성된다. 노치들/스크래치들(74)은, 요구되는 또는 바람직한 합성 제트(12)의 작동 상태(예, 합성 제트(12)의 가동 구성요소의 요구되는 형태적 형상)에 기초하여, 다수의 요구되는 패턴 중 임의의 패턴을 갖도록 형성될 수 있으며, 더불어 노치들/스크래치들(74)의 특정 형태와 개수는 플레이트들(24, 26)의 두께를 감소시키도록 역할을 하며 그리고 그에 따라 요구되는 위치에서 또는 요구되는 방향을 따라 강도를 저하시키도록 역할을 한다. 따라서, 노치들/스크래치들(74)은, 작동 도중에 합성 제트(12)의 음향 레벨을 낮추는 낮은 공명을 제공한다. 예를 들면, 노치들/스크래치들(74)은, 플레이트들(24, 26) 상에, 압전-액추에이터(34)를 중심으로 방사형 패턴으로(도 10a), 플레이트들(24, 26)을 가로질러 선형 패턴으로(도 10b), 플레이트들(24, 26) 상에 만곡된 패턴으로(도 10c), 또는 플레이트(24, 26) 상에 랜덤 패턴으로(도 10d) 형성될 수 있다.
[0048] 다른 실시예에 따르면, 플레이트들(24, 26)의 강도는, 플레이트들 상에 예비 응력을 생성하는 것을 통해서도 감소하게 될 수 있다. 알려진 바와 같이, 구조체의 강도가 작용 하중에 기인하여 제로로 감소하게 될 때, 구조체의 좌굴(buckling)이 발생하며, 그리고 그로 인해, 본 명세서에 사용되는 용어"사전-좌굴된(pre-buckled)"은, 공칭 강도보다 낮은 강도 및 그에 따른 더 낮은 고유 주파수를 갖는 상태에 있는 플레이트들(24, 26)을 지칭하는 것으로 이해된다. 낮아진 강도의 사전-좌굴된 상태를 생성하기 위한 예비-응력은, 클램프, 초기에 신장을 갖는 스프링을 사용하여, 또는 상이한 재료의 열팽창 불일치에 의해, 구현될 수 있다. 따라서, 사전-좌굴된 플레이트는, 예비-응력에 의해 국부적으로 감소된 강도를 갖는 것으로 이해된다.
[0049] 다음에 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따라, 보강 특징부(76)가, 합성 제트의 기계적 구조 공명을 변화시키기 위해 플레이트들의 강도를 국부적으로 증가시키도록 플레이트들(24, 26) 상에 형성된다. 보강 특징부(76)는, 플레이트들(24, 26) 상에 형성되는, 국부적 보스, 스탬핑 특징부, 증가된 두께의 영역 또는, 더 강한 재료 특성을 갖는 재료로 형성되는 국부적 영역으로서 형성될 수 있으며, 더불어 보강 특징부(76)의 특정 구성은, 합성 제트(12)의 요구되는 또는 바람직한 작동 상태에 기초하게 되며 그리고, 합성 제트가 작동 도중에 요구되는 유동 출력을 제공하도록 및/또는 요구되는 주파수 특성을 갖도록, 합성 제트(12)(즉, 그 내부의 가동 구성요소들)의 형태적 형상을 조절하기 위한 것이다.
[0050] 다음에 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따라, 플레이트들(24, 26)은, 합성 제트의 기계적 구조 공명을 변동시키기 위해 플레이트들의 강도를 국부적으로 증가시키는, 주름진 플레이트로서 형성된다. 주름진 플레이트들은, 플레이트들(24, 26)을 보강하며 그리고 합성 제트의 기계적 공명을 변화시키기 위한 것인, 일련의 나란한 돌출부들(78: ridge) 및 오목부들(80)을 포함한다. 플레이트들(24, 26)의 전체가 주름진 구성(corrugated construction)을 갖는 것으로 도 12에 예시된 가운데, 단지 플레이트들의 일부만이 주름진 구성을 가질 수 있으며 플레이트의 나머지는 평탄한/평면형 구성을 가질 수 있다는 것이 인식된다. 합성 제트(12)의 작동에서, 주름진 플레이트들(돌출부들(78) 및 오목부들(80)을 갖는)은, 작동 도중에 요구되는 유동 출력을 제공하도록 및/또는 요구되는 주파수 특성을 갖도록, 합성 제트(12)의 형태적 형상에 영향을 미친다.
[0051] 본 발명의 실시예에 따르면, 플레이트의 강도에 대한 선택적인 국부적 증가시킴 또는 감소시킴을 달성하기 위해 채용되는, 이상에 설명되고 도 10-12에 예시되는 특징부들은, 요구되는 패턴으로 단독으로 또는 조합으로 적용될 수 있는 것으로 인식된다. 추가로, 플레이트의 강도에 대한 선택적인 국부적 증가시킴 또는 감소시킴을 달성하기 위해 채용되는 특징부들에 부가하여, 플레이트들(24, 26)은, 합성 제트(12)의 기계적 구조 공명에 추가로 영향을 미치도록 선택되는, 다양한 형태(예컨대 표준 정사각형 또는 원형 형태를 넘어서는)를 가질 수 있는 것으로 인식된다. 더 나아가, 플레이트들(24, 26)의 강도에 대한 선택적인 국부적 증가시킴 또는 감소시킴을 달성하기 위해 채용되는 도 10-12에 도시된 특징부들은, 도 5-9에 도시되는 플레이트들(24, 26) 상의 압전-액추에이터 디바이스(들)의 크기, 형태 및/또는 개수에 관한 변화들과 조합으로 사용될 수 있는 것으로 인식된다.
[0052] 유리하게, 본 발명의 실시예들은 따라서, 낮은 음향 특성의 합성 제트를 제공한다. 합성 제트의 기계적 구조 공명을 요구되는 양만큼 증가시키거나 감소시키는 역할을 하는, 요구되는 크기, 개수, 형태 및/또는 구성의 압전-액추에이터들 및 플레이트들을 갖는, 합성 제트가 제공된다. 합성 제트의 기계적 구조 공명의 선택적인 변경은, 합성 제트의 음향 특성을 감소시키기 위해, 이에 국한되는 것은 아니지만, 300 Hz 미만 또는 20 kHz 초과와 같은, 낮은 인간의 수용 대역의 요구되는 기계적 공명 모드를 갖는 합성 제트의 설계를 허용한다.
[0053] 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성 제트 장치가, 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소를 포함한다. 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 합성 제트 장치에 의해 생성되는 음향 노이즈의 레벨을 조절하기 위해, 합성 제트 장치의 기계적 공명을 변경시키는 변형된 섹션을 포함한다.
[0054] 본 발명의 다른 양태에 따르면, 합성 제트 장치가, 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소를 포함하고, 상기 액추에이터 요소, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 작동 도중에 합성 제트 장치의 기계적 공명이 인간의 가청 주파수 범위 밖에 있는 것을 야기하도록 구성된다.
[0055] 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 합성 제트 장치는, 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소, 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 유동이 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 압전 작동 액추에이터를 포함하고, 상기 압전 작동 액추에이터는, 합성 제트 장치가 미리 정해진 요구되는 기계적 공명 범위 내에서 작동하는 것을 야기하도록 구성된다.
[0056] 비록 본 발명은 단지 제한된 수의 실시예와 관련하여 상세히 설명되었지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예에 제한되지 않는다는 것을 바로 이해해야 할 것이다. 대신에, 본 발명은, 여기에 설명되지는 않았지만 본 발명의 사상 및 범위에 상응하는, 임의의 수의 변화, 변경, 대체 또는 균등 배열을 통합하도록 변형될 수 있다. 추가로, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 여러 양태는 설명된 실시예 중 단지 일부만을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은, 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 봐서는 안 되며, 오히려 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (23)

  1. 합성 제트 장치로서:
    제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트;
    챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소; 및
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소
    를 포함하고
    상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 합성 제트 장치에 의해 생성되는 음향 노이즈의 레벨을 조절하기 위해, 합성 제트 장치의 기계적 공명을 변경시키는 변형된 섹션을 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은, 상기 플레이트의 나머지 부분에 비해 증가된 강도 또는 감소된 강도 중 하나를 갖는 것인, 합성 제트 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나에 형성되는 노치들 또는 스크래치들의 배열을 포함하고, 상기 노치들 또는 스크래치들의 배열은 감소된 플레이트 두께의 섹션을 제공하는 것인, 합성 제트 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은, 상기 제1 및 제2 플레이트의 나머지를 형성하기 위해 사용되는 재료에 비해 더 약한 재료 특성을 갖는 재료로 구성되는, 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트 내의 섹션을 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은, 사전-좌굴된 플레이트를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은, 국부적 보스, 스탬핑된 특징부 및 증가된 두께의 영역 중 하나를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은, 상기 제1 및 제2 플레이트의 나머지를 형성하기 위해 사용되는 재료에 비해 더 강한 재료 특성을 갖는 재료로 구성되는, 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트 내의 섹션을 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은 주름진 구성을 갖는 플레이트 섹션을 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 변형된 섹션은, 작동 도중에 합성 제트 장치의 기계적 공명이 30 Hz 미만 또는 20 kHz 초과가 되는 것을 야기하도록 구성되는 것인, 합성 제트 장치.
  10. 합성 제트 장치로서,
    제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트;
    챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소; 및
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 와류가 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 액추에이터 요소
    를 포함하고
    상기 액추에이터 요소, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 작동 도중에 합성 제트 장치의 기계적 공명이 인간의 가청 주파수 범위 밖에 있는 것을 야기하도록 구성되는 것인, 합성 제트 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 액추에이터 요소는, 작동 도중에 상기 합성 제트 장치의 기계적 공명이 인간의 가청 주파수 범위 밖에 있는 것을 야기하도록 구성되고, 상기 액추에이터 요소는 압전 작동 액추에이터를 포함하며, 상기 압전 작동 액추에이터의 크기, 형태, 개수 및 배치 위치 중 적어도 하나가, 상기 합성 제트 장치의 기계적 공명이 인간의 가청 주파수 범위 밖에 있는 것을 야기하는 것인, 합성 제트 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 압전 작동 액추에이터는, 상기 제1 또는 제2 플레이트 중 개별적인 하나의 플레이트 상에 배열되는 일련의 액추에이터 요소들을 포함하는, 분할형 압전 작동 액추에이터를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 압전 작동 액추에이터는, 비원형 압전 작동 액추에이터를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 압전 작동 액추에이터는, 상기 제1 또는 제2 플레이트의 중심점으로부터 편심된 위치에서 상기 제1 또는 제2 플레이트 중 개별적인 하나의 플레이트에 결합되는, 압전 작동 액추에이터를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 작동 도중에 상기 합성 제트 장치의 기계적 공명이 인간의 가청 주파수 범위 밖에 있는 것을 야기하도록 구성되는 것인, 합성 제트 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 해당 플레이트의 나머지의 강도에 비해 더 낮은 강도를 갖는 섹션을 포함하고,
    상기 낮은 강도를 갖는 섹션은,
    상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트에 형성되는 노치들 또는 스크래치들의 배열;
    상기 제1 및 제2 플레이트의 나머지를 형성하기 위해 사용되는 재료에 비해 감소된 강도 특성을 갖는 재료로 구성되는, 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트 내의 섹션;
    사전-좌굴된 플레이트;
    중 하나 이상을 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나는, 해당 플레이트의 나머지의 강도에 비해 증가된 강도를 갖는 섹션을 포함하고,
    상기 증가된 강도를 갖는 섹션은,
    국부적 보스, 스탬핑 특징부, 또는 증가된 두께의 영역;
    상기 제1 및 제2 플레이트의 나머지를 형성하기 위해 사용되는 재료에 비해 더 강한 재료 특성을 갖는 재료로 구성되는, 상기 제1 및 제2 플레이트 중 적어도 하나의 플레이트 내의 섹션;
    주름진 구성을 갖는 플레이트 섹션;
    중 하나 이상을 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  18. 제 10항에 있어서,
    작동 도중에 상기 합성 제트 장치의 기계적 공명은, 30 Hz 미만 또는 20 kHz 초과인 것인, 합성 제트 장치.
  19. 합성 제트 장치로서,
    제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트;
    챔버를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 플레이트에 결합되며 그리고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 배치되며 그리고 내부에 오리피스를 포함하는 이격 구성요소; 및
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 이들의 편향을 선택적으로 야기하기 위해 결합되어, 그로 인해 상기 챔버 내의 부피를 변동시킴으로써 일련의 유체 유동이 생성되도록 그리고 상기 이격 구성요소의 오리피스로부터 밖으로 분사되도록 하는 압전 작동 액추에이터
    를 포함하고
    상기 압전 작동 액추에이터는, 합성 제트 장치가 미리 정해진 요구되는 기계적 공명 범위 내에서 작동하는 것을 야기하도록 구성되는 것인, 합성 제트 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 압전 작동 액추에이터는, 상기 제1 및 제2 플레이트 중 개별적인 하나의 플레이트 상에 배열되는 일련의 액추에이터 요소들을 포함하는, 분할형 압전 작동 액추에이터를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 압전 작동 액추에이터는, 비원형 압전 작동 액추에이터를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 압전 작동 액추에이터는, 상기 제1 또는 제2 플레이트의 중심점으로부터 편심된 위치에서 상기 제1 또는 제2 플레이트 중 개별적인 하나의 플레이트에 결합되는, 압전 작동 액추에이터를 포함하는 것인, 합성 제트 장치.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 미리 정해진 기계적 공명은, 30 Hz 미만 또는 20 kHz 초과인 것인, 합성 제트 장치.
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