KR20150128981A - Synthetic jet with non-metallic blade structure - Google Patents
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Abstract
소음을 저감하고 진동을 감소시키기 위해 합성 제트 디바이스의 공진 주파수를 낮추는 시스템 및 방법이 개시된다. 합성 제트 디바이스는 제1 플레이트, 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 제1 플레이트와 제2 플레이트에 커플링되고 이들 플레이트 사이에 위치 설정되어 챔버를 형성하고 내부에 오리피스를 포함하는 간격 구성요소, 및 제1 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어 커플링된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 액추에이터 요소를 포함하며, 제1 및 제2 플레이트는 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 형성된다.A system and method for lowering the resonant frequency of a composite jet device to reduce noise and reduce vibration is disclosed. The composite jetting device includes a first plate, a second plate spaced from the first plate, a spacing component coupled to the first and second plates and positioned between the plates to form a chamber and including an orifice therein, And an actuator element coupled to at least one of the first and second plates to selectively bias the coupled plate, wherein the first and second plates are formed at least partially of a non-metallic material.
Description
관련출원의 교차참조Cross reference of related application
본 출원은 2013년 3월 15일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/787,738호 - 그 개시 내용이 참조에 의해 본 명세서에 포함됨 - 의 정규 출원이며, 상기 미국 가특허출원에 대한 우선권을 주장한다.This application is a pending application of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 787,738, filed Mar. 15, 2013, the disclosure of which is incorporated herein by reference, and the United States claims priority to a patent application .
본 발명은 비금속제 블레이드 구조를 지닌 합성 제트 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a composite jet device having a non-metallic blade structure.
합성 제트 액추에이터는, 열을 외측으로 분산시키기 위해 표면에 걸친 유체 흐름에 영향을 주는 유체의 합성 제트를 생성하는, 널리 사용되는 기술이다. 통상적인 합성 제트 액추에이터는 내부 챔버를 형성하는 하우징을 포함한다. 하우징의 벽에는 오리피스(orifice)가 마련된다. 상기 액추에이터는 하우징 내에 또는 하우징 주위에, 일련의 유체 와류가 생성되어 하우징의 오리피스로부터 외부 환경으로 방출되도록 내부 챔버 내의 체적을 주기적으로 변경하기 위한 메커니즘을 포함한다. 체적 변경 기구의 예로는, 예컨대 피스톤의 왕복 운동 중에 오리피스 내외로 유체를 이동시키도록 제트 하우징 내에 위치 설정되는 피스톤이나 하우징의 벽과 같은 가요성 다이어프램이 있다. 가요성 다이어프램은 통상적으로 압전 액추에이터 또는 다른 적절한 수단에 의해 활성화된다.Synthetic jet actuators are widely used techniques for producing synthetic jets of fluids that affect fluid flow across a surface to distribute heat outwardly. Conventional composite jet actuators include a housing forming an inner chamber. An orifice is provided in the wall of the housing. The actuator includes a mechanism for periodically varying the volume in the inner chamber so that a series of fluid vortices are generated and released from the orifice of the housing to the exterior environment within or around the housing. An example of a volume change mechanism is a flexible diaphragm, such as a piston or wall of a housing, positioned within the jet housing to move fluid into or out of the orifice, for example, during reciprocating motion of the piston. The flexible diaphragm is typically activated by a piezoelectric actuator or other suitable means.
통상적으로, 체적 변경 기구의 시간 고조파 동작(time-harmonic motion)을 발생시키는 데 제어 시스템이 사용된다. 메커니즘이 챔버 체적을 감소시킬 때, 유체는 오리피스를 통해 챔버로부터 방출된다. 유체가 오리피스를 통과할 때, 오리피스의 예리한 에지는 와류로 롤링되는 와류 시트를 형성하도록 흐름을 분리한다. 이러한 와류는 자체 유도되는 속도로 오리피스의 에지로부터 멀어진다. 메커니즘이 챔버 체적을 증가시시킬 때, 주위 유체가 오리피스로부터 먼 거리에서부터 챔버 내로 흡인된다. 와류는 이미 오리피스의 와류로부터 멀어지도록 이동했기 때문에, 챔버 내로 진입하는 주위 유체에 의해 영향을 받지 않는다. 와류가 오리피스로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때에, 와류는 유체의 제트, 즉 "합성 제트"를 합성한다.Typically, a control system is used to generate a time-harmonic motion of the volume changing mechanism. When the mechanism reduces the chamber volume, the fluid is discharged from the chamber through the orifice. As the fluid passes through the orifice, the sharp edges of the orifice separate the flow to form a vortex sheet that is rolled into the vortex. This vortex drifts away from the edge of the orifice at a self-induced rate. As the mechanism increases the chamber volume, ambient fluid is drawn into the chamber from a distance away from the orifice. Since the vortex has already moved away from the vortex of the orifice, it is not affected by the surrounding fluid entering the chamber. As the vortex moves away from the orifice, the vortex synthesizes the jet of fluid, or "synthetic jet ".
청각적 소음이, 디바이스의 대향면 각각에서 액추에이터(즉, 압전 액추에이터)를 채용하는 이중 냉각 제트(Dual Cooling Jet; DCJ)를 포함한 합성 제트 작동의 한가지 부정적인 양태라는 점이 인식된다. DCJ는 통상적으로, 전기 에너지 대 기계 에너지 변환을 최적화하기 위해 그리고 최소 기계 에너지 입력으로 최대 편향을 달성하기 위해 그 기계적 공진 모드(들)에서 또는 이 공진 모드 근처에서 여기된다. DCJ 작동은 그 기계적 공진 모드(들)에서 또는 이 공진 모드 근처에서 작동될 때에 최적화되지만, 디바이스의 청각적 시그너쳐가 디바이스의 구동 주파수에 의해 부분적으로 결정되기 때문에 DCJ를 소정 주파수로 작동시키는 것은 상당량의 청각적 소음을 발생시킬 수 있다는 점이 인식된다.It is recognized that auditory noise is one negative aspect of synthetic jet operation, including dual cooling jets (DCJ) employing actuators (i.e., piezoelectric actuators) on each of the opposing sides of the device. The DCJ is typically excited in or near its resonant mechanical mode (s) to optimize electrical energy to mechanical energy conversion and to achieve maximum deflection with minimal mechanical energy input. DCJ operation is optimized when operating in or near its mechanical resonant mode (s), but operating the DCJ at a given frequency is not a significant amount of operation since the acoustic signature of the device is determined in part by the drive frequency of the device It is recognized that acoustic noise can be generated.
DCJ를 포함한 여러 변형된 합성 제트는 통상적으로, 전기 도전성 접착제를 사용하여 금속제 플레이트나 블레이드에 접합되는 금속화 압전 액추에이터를 사용하여 구성된다. 압전 액추에이터에 대한 전기 접속은 금속화된 노출 압전측에 연결하고 플레이트 재료에 연결하는 것에 의해 달성된다. 땜납 또는 도전성 접착제가 통상적으로 사용된다. 그 후에, 상기한 플레이트들 중 2개가 둘레를 따라 함께 접착되고, 오리피스 개구를 남겨 제트를 형성한다. 압전 액추에이터의 활성화 시, 공기가 오리피스를 통해 흡입 및 배출되어 순 포지티브 공기 흐름(net positive air flow)을 유발한다.Several modified composite jets, including DCJ, are typically constructed using metallized piezoelectric actuators that are bonded to a metal plate or blade using an electrically conductive adhesive. The electrical connection to the piezoelectric actuator is achieved by connecting to the exposed piezoelectric side of the metallization and connecting to the plate material. Solder or conductive adhesive is commonly used. Thereafter, two of the plates are glued together along the perimeter, leaving an orifice opening to form a jet. Upon activation of the piezoelectric actuator, air is sucked in and out through the orifice, causing a net positive air flow.
금속제 플레이트 또는 블레이드에 대한 한가지 결점은, 이들이 고가이고, 그 강성이, DCJ 작동 소음을 증가시키는 보다 높은 공진 주파수를 유발한다는 것이다. 또한, 금속 질량은 진동을 증가시킬 수 있다. 더욱이, DCJ의 공진 주파수는 금속제 플레이트로 인해 증가될 수 있다.One drawback to metal plates or blades is that they are expensive and their stiffness causes a higher resonant frequency that increases the DCJ operating noise. In addition, metal masses can increase vibration. Moreover, the resonant frequency of the DCJ can be increased due to the metal plate.
따라서, 소음을 줄이기 위해 훨씬 더 낮은 공진 주파수를 갖도록 제조되는 플레이트를 지닌, DCJ와 같은 합성 제트를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 플레이트가 더 낮은 진동을 제공할 수 있는 감소된 질량을 갖는 것도 또한 바람직할 것이다.Thus, it would be desirable to provide a synthetic jet, such as DCJ, with a plate made to have a much lower resonant frequency to reduce noise. It would also be desirable for the plate to have a reduced mass that could provide lower vibration.
본 발명의 일양태에 따르면, 합성 제트 디바이스는, 제1 플레이트, 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 제1 플레이트와 제2 플레이트에 커플링되고 이들 플레이트 사이에 위치 설정되어 챔버를 형성하고 내부에 오리피스를 포함하는 공간 구성요소, 및 제1 플레이트 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어 커플링된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 액추에이터 요소를 포함하고, 제1 플레이트와 제2 플레이트는 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 형성된다.According to an aspect of the invention, a composite jetting device includes a first plate, a second plate spaced from the first plate, a first plate coupled to the first plate and a second plate positioned between the plates to form a chamber, And an actuator element coupled to at least one of the first plate and the second plate for selectively inducing deflection of the coupled plate, wherein the first plate and the second plate comprise at least And is formed of a partly non-metallic material.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 합성 제트 디바이스의 제조 방법은 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 구성하는 단계, 액추에이터 요소를 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 부착하여, 부착된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 단계, 제1 플레이트를 제2 플레이트에 이격된 배열로 고정시켜 챔버를 형성하고 내부에 오리피스를 포함하는 공간 구성요소에 의해 제1 플레이트를 제2 플레이트에 대해 위치 설정하는 단계를 포함한다. 상기 합성 제트 디바이스의 제조 방법은 또한 액추에이터 요소 및 제1 플레이트와 제2 플레이트 각각에 전기 접속부를 부착하는 단계를 더 포함하며, 전기 접속부에 액추에이터 요소가 부착되어, 액추에이터 요소에 전압을 선택적으로 인가할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a composite jet device includes constructing a first plate and a second plate at least partially from a nonmetallic material, attaching the actuator element to at least one of the first plate and the second plate , Selectively causing deflection of the attached plate, securing the first plate in a spaced-apart arrangement in the second plate to form a chamber, and the first plate to the second plate by a spatial component comprising an orifice therein And setting the position of the second switch. The method of manufacturing a composite jet device also includes attaching an electrical contact to each of the actuator element and the first and second plates, wherein an actuator element is attached to the electrical contact to selectively apply a voltage to the actuator element .
본 발명의 다른 양태에 따르면, 합성 제트 디바이스는, 제1 플레이트, 제 1 플레이트로부터 이격되어 챔버를 형성하는 제 2 플레이트, 및 챔버의 체적을 변경하기 위해, 제1 플레이트 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어 커플링된 플레이트의 편향을 유발하는 액추에이터 요소를 포함한다. 제1 플레이트 및 제2 플레이트 각각은 절기 절연성의 비금속제 재료를 포함하는 제1 재료와, 전기 도전성 재료를 포함하고, 필러 재료, 금속화층 및 제1 재료 상에 또는 제1 재료 내에 마련되고, 내부적으로 또는 외부적으로 형성된 리드(lead) 중 하나로서 형성되는 제2 재료를 포함한다.According to another aspect of the invention, a composite jetting device includes a first plate, a second plate spaced from the first plate to form a chamber, and at least one of a first plate or a second plate to change the volume of the chamber To cause deflection of the coupled plate. Each of the first plate and the second plate comprises a first material comprising a non-metallic insulating material and an electrically conductive material, the filler material, the metallization layer and the first and second plates being provided on or in the first material, And a second material formed as one of the externally formed leads.
이들 및 다른 장점과 피쳐(feature)는 첨부도면과 함께 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 아래의 상세한 설명으로부터 보다 쉽게 이해될 것이다. These and other advantages and features will become more readily apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention, when taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명을 실시하기 위해 현재 고려되는 실시예를 예시한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예와 함께 사용 가능한 합성 제트 조립체의 도면이다.
도 3은 제어 시스템이 다이어프램을 오리피스를 향해 내측으로 이동되도록 할 때의 제트를 도시한 도 1 및 도 2의 합성 제트의 단면도이다.
도 4는 제어 시스템이 다이어프램을 오리피스로부터 멀어지도록 외측방향으로 이동되도록 할 때의 제트를 도시한 도 1 및 도 2의 합성 제트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 내부에 비금속제 플레이트를 포함하는 합성 제트를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 내부에 비금속제 플레이트를 포함하는 합성 제트를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 합성 제트의 비금속제 플레이트를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 합성 제트의 비금속제 플레이트를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 합성 제트의 이중 절첩식 비금속제 플레이트 구조를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 합성 제트의 이중 절첩식 비금속제 플레이트 구조를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 합성 제트의 비금속제 플레이트를 형성하기 위한 빌드업 프로세스를 예시하는 도면이다.Illustrate embodiments currently contemplated for carrying out the invention.
Figures 1 and 2 are views of a composite jet assembly usable with embodiments of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of the composite jet of Figures 1 and 2 showing the jet as the control system causes the diaphragm to move inward toward the orifice.
Figure 4 is a cross-sectional view of the composite jet of Figures 1 and 2 showing the jet as the control system causes the diaphragm to move outwardly away from the orifice.
5 is a diagram illustrating a build-up process for forming a composite jet comprising a non-metallic plate therein, in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a build-up process for forming a composite jet comprising a non-metallic plate therein, in accordance with an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a build-up process for forming a nonmetallic plate of a synthetic jet, in accordance with an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a build-up process for forming a nonmetallic plate of a synthetic jet, in accordance with an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a build-up process for forming a double-folded non-metallic plate structure of a composite jet, in accordance with an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a build-up process for forming a double-folded non-metallic plate structure of a composite jet, in accordance with an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a build-up process for forming a nonmetallic plate of a synthetic jet, in accordance with an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예는, 보다 적은 소음과 보다 적은 진동을 위한 보다 낮은 공진 주파수를 제공하는 비금속제 플레이트를 갖는 합성 제트 디바이스에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to composite jet devices having non-metallic plates that provide a lower resonance frequency for less noise and less vibration.
도 1 내지 도 4는 본 발명을 보다 양호하게 이해할 수 있도록, 본 발명의 실시예와 함께 사용 가능한 합성 제트 조립체(10)의 일반적인 구조를, 합성 제트 조립체의 작동 중에 다양한 구성요소의 동작과 함께 예시한다. 특정 합성 제트 조립체(10)가 도 1 내지 도 4에 예시되어 있지만, 본 발명의 실시예는 다양한 구성의 합성 제트 조립체에 포함될 수 있고, 이에 따라 상기 합성 제트 디바이스(10)는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 점이 이해된다. 일례로서, 합성 제트의 위치 설정을 고정하기 위한 장착 브라켓을 포함하지 않는 합성 제트 조립체가 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려된다.Figures 1-4 illustrate the general structure of a
우선 도 1을 참고하면, 합성 제트 조립체(10)는 그 단면이 도 2에 예시된 합성 제트(12) 및 장착 브라켓(14)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일실시예에서, 장착 브라켓(14)은 합성 제트(12)의 본체 또는 하우징(12)에 하나 이상의 부위에서 고정되는 U자 형상 장착 브라켓이지만, 장착 브라켓은 내부에 원형 합성 제트(12)를 수용하도록 구성된 반원형 브라켓과 같은 상이한 형상/프로파일을 갖는 브라켓으로서 구성될 수 있다는 점이 이해된다. 회로 드라이버(18)가 장착 브라켓(14) 외측에 배치되거나 고정될 수 있다. 대안으로서, 회로 드라이버(18)는 합성 제트 조립체(10)로부터 떨어져 배치될 수 있다.Referring first to FIG. 1, the
이제 도 1 및 도 2를 함께 참고하면 그리고 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 합성 제트(12)의 하우징(16)은 내부에 가스 또는 유체(22)가 있는 내부 챔버 또는 공동(20)을 형성하거나 부분적으로 둘러싼다. 하우징(16)과 내부 챔버(20)는 사실상 본 발명의 다양한 실시예에 따른 임의의 기하학적 구성을 취할 수 있지만, 설명 및 이해를 위해 하우징(16)은, 스페이서 요소(28)가 그 사이에 위치 설정되는 것에 의해 이격된 관계로 유지되는 제1 플레이트(24)와 제2 플레이트(26)(대안으로서 블레이드 또는 포일이라고도 함)를 포함하는 것으로 도 2에 단면이 도시되어 있다. 일실시예에서, 스페이서 요소(28)는 제1 플레이트(24)와 제2 플레이트(26) 사이에 대략 1 mm의 거리를 유지한다. 내부 챔버(20)가 주위, 즉 외부 환경(32)과 유체 연통되도록 하기 위해, 하나 이상의 오리피스(30)가 제1 플레이트(24) 및 제2 플레이트(26)와 스페이서 요소(28)의 측벽 사이에 형성된다. 변형예에서, 스페이서 요소(28)는 하나 이상의 오리피스(30)가 형성되는 정면(도시하지 않음)을 포함한다.Referring now to Figures 1 and 2 together and as shown in Figures 1 and 2, the
다양한 실시예에 따르면, 제1 플레이트(24) 및 제2 플레이트(26)는 금속, 플라스틱, 유리 및/또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 스페이서 요소(28)는 금속, 플라스틱, 유리 및/또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 적절한 금속으로는, 니켈, 알루미늄, 구리, 몰리브덴 또는 스테인리스강, 황동 및 청동 등과 같은 합금이 있다. 적절한 폴리머와 플라스틱으로는, 폴리올레핀, 폴리카보네이트와 같은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 에폭시, 우레탄, 아크릴, 실리콘, 폴리이미드 및 포토레지스트-가능 재료 및 다른 탄성 플라스틱이 있다. 적절한 세라믹으로는, 예컨대 티타네이트(란타늄 티타네이트, 비스무트 티타네이트 및 리드 지르코네이트 티타네이트 등), 몰리브데이트가 있다. 더욱이, 합성 제트(12)의 다양한 다른 구성요소는 금속으로도 또한 형성될 수 있다. According to various embodiments, the
예시적인 실시예에 따르면, 액추에이터(34, 36)는 제1 플레이트(24) 및 제 2 플레이트(26) 각각에 커플링되어, 컨트롤러 조립체 또는 제어 유닛 시스템(42)을 통해 드라이버(18)에 의해 제어되는 제1 및 제2 복합 구조 또는 유연한 다이어프램(38, 40)을 형성한다. 합성 제트(12)는 이에 따라 DCJ로서 구성된다. 다이어프램(38, 40)을 제어하기 위해, 각각의 유연한 다이어프램(38, 40)에는 금속층이 장착될 수 있고, 금속 전극이 금속층에 인접 배치될 수 있기 때문에, 다이어프램(38, 40)은 전극과 금속층 사이에 부과되는 전기 바이어스를 통해 이동될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 일실시예에서 컨트롤러 조립체(42)는 드라이버(18)에 전기적으로 커플링되며, 드라이버는 합성 제트(12)의 장착 브라켓(14)에 직접 커플링된다. 변형예에서, 제어 유닛 시스템(42)은 합성 제트(12)로부터 이격되어 배치된 드라이버(18)에 포함된다. 더욱이, 제어 유닛 시스템(42)은, 임의의 적절한 디바이스에 의해, 예컨대 컴퓨터, 논리 프로세서 또는 신호 생성기 등에 의해 전기 바이어스를 생성하도록 구성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the
일실시예에서, 액추에이터(34, 36)는 압전 원동(piezomitive) 디바이스이며, 이 디바이스는, 압전 원동 디바이스가 급속하게 팽창 수축하도록 하는 고조파 교류 전압의 인가에 의해 활성화될 수 있다. 작동 중에, 제어 시스템(42)은 드라이버(18)를 통해 압전 액추에이터(34, 36)로 전하를 전달하며, 압전 액추에이터는 전하에 응답하여 응력 및/또는 변형을 겪는다. 압전 원동 액추에이터(34, 36)의 응력/변형이 각각의 제1 및 제2 플레이트(24, 26)의 편향을 유발하여, 플레이트(24, 26)들 사이의 내부 챔버(20)의 체적을 변경하는 시간 고주파 또는 주기적 동작이 달성된다. 일실시예에 따르면, 스페이서 요소(28)도 또한 유연성이 있게 형성될 수 있으며, 내부 챔버(20)의 체적을 변경하도록 변형될 수 있다. 내부 챔버(20) 내의 결과적인 체적 변경은 도 3 및 도 4에 관하여 상세히 설명하는 바와 같은, 내부 챔버(20)와 외부 체적(32) 사이의 가스 또는 다른 유체의 상호 교환을 유발한다.In one embodiment, the
압전 원동 액추에이터(34, 36)는 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 모노모프(monomorph) 또는 바이모프(bimorph) 디바이스일 수 있다. 모노모프 실시예에서, 압전 원동 액추에이터(34, 36)는, 금속, 플라스틱, 유리 또는 세라믹을 포함하는 재료로 형성된 플레이트(24, 26)에 커플링될 수 있다. 바이모프 실시예에서, 어느 하나 또는 양자 모두의 압전 원동 액추에이터(34, 36)는 압전 재료로 형성된 플레이트(24, 26)에 커플링된 바이모프 액추에이터일 수 있다. 변형예에서, 바이모프는 단일 액추에이터(34, 36)를 포함할 수 있고, 플레이트(24, 26)는 제2 액추에이터이다.
합성 제트(12)의 구성요소는 함께 접착될 수도 있고, 이와 달리 접착제, 땜납 등을 사용하여 서로 부착될 수도 있다. 일실시예에서, 제1 및 제2 복합 구조(38, 40)를 형성하도록 액추에이터(34, 36)를 제1 및 제2 플레이트(24, 26)에 접합시키는 데 열경화성 접착제 또는 전기 도전성 접착제가 채용된다. 전기 도전성 접착제의 경우, 리드 와이어(도시하지 않음)를 합성 제트(12)에 부착하기 위해, 접착제는 은, 금 등과 같은 전기 도전성 필러로 충전될 수 있다. 적절한 접착제는 100 이하의 쇼어 A 경도 범위의 경도를 가질 수 있고, 예컨대 실리콘, 폴리우레탄, 열가소성 수지 고무 등을 포함할 수 있어, 120 ℃ 이상의 작동 온도가 달성될 수 있다.The components of the
본 발명의 실시예에서, 액추에이터(34, 36)는 압전 원동 디바이스 외에, 유압식 구성요소, 공압식 구성요소, 자기식 구성요소, 정전식 구성요소, 및 초음파식 구성요소와 같은 디바이스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 그러한 실시예에서는, 제어 시스템(42)은 대응하는 방식으로 각각의 액추에이터(34, 36)를 활성화시키도록 구성된다. 예컨대, 정전식 구성요소가 사용되는 경우, 제어 시스템(42)은 각각의 제1 및 제2 플레이트(24, 26)를 활성화시키고 휘게 하기 위해 액추에이터(34, 36)에 신속하게 교호하는 정전 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
합성 제트(12)의 작동은 도 3 및 도 4와 관련하여 설명된다. 우선 도 3을 참고하면, 액추에이터(34, 36)가 제1 및 제2 플레이트(24, 26)를 화살표 44로 도시한 바와 같이 내부 챔버(20)에 대하여 외측방향으로 이동시키도록 제어될 때의 합성 제트(12)가 예시되어 있다. 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 외측 방향으로 휠 때, 내부 챔버(20)의 내부 체적은 증가하고, 주위 유체 또는 가스(46)가 화살표 48 세트로 도시한 바와 같이 내부 챔버(20) 내로 들어온다. 액추에이터(34, 36)는 제어 시스템(42)에 의해, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 내부 챔버(20)로부터 외측 방향으로 이동될 때에 와류가 이미 오리피스(30)의 에지로부터 분리되어 이에 따라 내부 챔버(20) 내로 흡인되는 주위 유체(46)에 영향을 주지 않도록 제어된다. 한편, 주위 유체(46) 제트는 와류에 의해 합성되어, 오리피스(30)로부터 멀리 떨어진 거리로부터 흡인되는 주위 유체(46)의 강력한 혼입을 발생시킨다.The operation of the
도 4는, 액추에이터(34, 36)가 제1 및 제2 플레이트(24, 26)를 화살표 50으로 도시한 바와 같이 내부 챔버(20) 내로 내측방향으로 휘게 하도록 제어될 때의 합성 제트(12)를 보여준다. 내부 챔버(20)의 내부 체적은 감소되고, 유체(22)는 화살표 52 세트로 나타낸 방향으로 냉각 제트가 오리피스(30)를 통해 냉각할 디바이스(54), 예컨대 발광 다이오드 측을 향할 때에 배출된다. 유체(22)가 오리피스(30)를 통해 내부 챔버(20)를 빠져나갈 때, 흐름은 오리피스(30)의 예리한 에지에서 분리되어, 와류로 롤링되고 오리피스(30)의 에지로부터 멀어지도록 이동하기 시작하는 와류 시트를 형성한다.4 shows the
도 1 내지 도 4의 합성 제트가 제시되어 있고 내부에 단일 오리피스를 갖는 것으로 설명되지만, 본 발명의 실시예는 다수의 오리피스 합성 제트 액추에이터를 포함할 수 있는 것도 또한 고려된다. 추가로, 도 1 내지 도 4의 합성 제트 액추에이터가 제시되어 있고, 제1 및 제2 플레이트 각각에 액추에이터 요소가 포함되는 것으로 설명되지만, 본 발명의 실시예는 플레이트들 중 어느 하나에 위치 설정되는 단지 하나의 액추에이터 요소를 포함할 수 있는 것도 또한 고려된다. 더욱이, 합성 제트 플레이트는, 여기에서 예시하는 바와 같은 정사각형 구성보다는 원형, 직사각형 또는 대안의 형상을 갖는 구성으로 마련될 수 있는 것도 또한 고려된다.It is also contemplated that the composite jets of Figures 1-4 are shown and described as having a single orifice therein, although embodiments of the present invention may include multiple orifice composite jet actuators. In addition, although the composite jet actuator of Figs. 1-4 is shown and described as including an actuator element in each of the first and second plates, embodiments of the present invention may be applied to any of a plurality of It is also contemplated that one actuator element may be included. It is further contemplated that the composite jet plate may be provided in a configuration having a circular, rectangular or alternative shape rather than a square configuration as illustrated herein.
본 발명의 실시예에 따르면, 부분적으로 또는 전체적으로 비금속제 재료로 형성되고 이에 따라 이하에서는 대체로 "비금속제 플레이트"라고 칭하는 플레이트 또는 블레이드를 포함하는 합성 제트 디바이스가 마련된다. 플레이트는 강성을 설정하고, 이에 따라 합성 제트의 공진 주파수를 조정하도록 선택되고 맞춰질 수 있는 임의의 다수의 적절한 비금속제 재료로 형성될 수 있다. 플레이트를 부분적으로 또는 전체적으로 형성하는 특정 비금속제 재료를 선택하는 것에 의해, 플레이트는 보다 적은 소음을 위해 훨씬 더 낮은 공진 주파수와, 보다 적은 진동을 일으킬 수 있는 감소된 질량을 갖도록 제조될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a composite jetting device comprising a plate or blade, which is formed partly or wholly of a nonmetallic material and is hereinafter referred to generally as a "nonmetallic plate ". The plate can be formed of any of a number of suitable nonmetallic materials that can be selected and matched to set the stiffness and thus the resonant frequency of the composite jet. By selecting certain non-metallic materials that form the plate, partly or wholly, the plate can be made to have a much lower resonant frequency for less noise and a reduced mass that can cause less vibration.
본 발명의 실시예에 따르면, 플레이트를 부분적으로 또는 전체적으로 형성하는 비금속제 재료는 제한하는 것은 아니지만, 다양한 열가소성 수지, 열경화성 수지 및 필러의 조합을 포함하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 내충격성 폴리스티렌(HIPS), 폴리아미드(PA), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC/ABS), 폴리우레탄(PU), 에폭시 및 이들의 조합 형태의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 같은 다수의 적절한 비금속제 재료일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nonmetallic material forming the plate partially or wholly includes, but is not limited to, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride and polyvinyl chloride, including combinations of various thermoplastic resins, thermosetting resins and fillers. (PET), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride (PVDC), low density polyethylene (LDPE), polypropylene PP), polystyrene (PS), impact resistant polystyrene (HIPS), polyamide (PA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polycarbonate (PC), polycarbonate / acrylonitrile butadiene styrene Polyurethane (PU), epoxy and combinations thereof, or a plurality of suitable non-metallic materials such as thermosetting resins Lt; / RTI >
본 발명의 몇몇 실시예에서, 금속제 코팅이 비금속제 재료로 형성된 플레이트에 도포된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 플레이트는 금속제 코팅이 불필요하도록 (필러의 사용을 통해) 충분한 전기 전도성을 갖게 형성될 수 있다.In some embodiments of the present invention, a metal coating is applied to a plate formed from a non-metallic material. In another embodiment of the invention, the plate may be formed with sufficient electrical conductivity (through the use of a filler) such that a metal coating is not required.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 비금속제 플레이트(60)(그리고 합성 제트(12)를 제조하기 위한 빌드업 프로세스가 도시되어 있다. 프로세스의 제1 단계에서는, 앞서 기술한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 세트 중 임의의 것으로 형성된 기판과 같은 비금속제의 전기 절연성 재료 또는 기판(60)이 마련된다. 다음 단계에서, 비금속제 기판(62)은 64로 나타낸 바와 같은 촉매(예컨대, 백금 촉매)로 적셔져, 플레이트에 대한 표면/이면 보호를 활성화시킨다. 이어서, 66으로 나타낸 바와 같은 구리 또는 니켈과 같은 전기 도전성 금속제 재료가 다음 단계에서 무전해 도금을 통해 도포되어, 비금속제 플레이트(60)의 최종 구조를 형성한다. 도금 시에, 도전성 에폭시(예컨대, 은 에폭시)를 활용하여 압전 원동 액추에이터(34, 36)를 플레이트(60)에 고정한다. 마지막으로, 와이어 또는 유연한 회로 재료와 같은 전기 도관이 압전 원동 액추에이터(34, 36)와 플레이트(60)에 부착된다. 그 후, 실리콘과 같은 접착제를 사용하여 합성 제트의 2개의 플레이트(60)를 함께 결합시키는 데, 이때 실리콘은 형성되는 합성 제트(12)의 2개의 플레이트들 사이에 스페이서 요소(28)를 형성한다.5, there is shown a build-up process for producing a non-metallic plate 60 (and a composite jet 12) according to an embodiment of the present invention. In the first stage of the process, the
도 5에 예시하고 설명한 프로세스에 관하여, 증발 또는 스퍼터링 기법과 같은 무전해 도금에 대한 대안의 프로세싱을 사용하여 금속을 성막할 수 있다. 그 후, 더 두꺼운 금속이 요망되는 경우에 전기 도금이 후속할 수 있다. 전형적인 금속화 스킴(scheme)은 팔라듐 활성화 무전해 구리 또는 니켈, 스퍼터링되거나 증발된 Ti, Cr, TiW, Cu, Ni, Au, Al을 포함할 수 있으며, (산화를 방지하기 위해 필요하다면) 얇은 Au층으로 둘러싸인 Cu 또는 Ni의 보다 얇은 도금이 후속할 수 있다. 스퍼터링 또는 증발 프로세스는 통상적으로, 금속 접착을 촉진하기 위해 Ti, Cr 또는 TiW의 성막으로 시작할 것이다. 원한다면 새도우 마스킹 또는 공동 리소그래픽 패턴 및 에칭 단계를 사용하여 완성된 금속을 패터닝할 수 있다. 다른 실시예에서, 플레이트는 압전성 폴리머 재료(piezo-polymer material)로 캐스팅되고, 양측면에서 금속화되고, 분극(分極)되어 일체형 액추에이터 플레이트를 형성할 수 있다.With regard to the process illustrated and described in FIG. 5, alternative processing of electroless plating, such as evaporation or sputtering techniques, can be used to deposit the metal. Thereafter, electroplating may follow if a thicker metal is desired. Typical metallization schemes may include palladium activated electroless copper or nickel, sputtered or evaporated Ti, Cr, TiW, Cu, Ni, Au, Al, and a thin Au (if necessary to prevent oxidation) A thinner plating of Cu or Ni surrounded by the layer may follow. The sputtering or evaporation process will typically begin with the deposition of Ti, Cr or TiW to promote metal adhesion. If desired, shadow masking or a common lithographic pattern and etch step can be used to pattern the finished metal. In another embodiment, the plate is cast into a piezo-polymer material, metallized on both sides, and polarized to form an integral actuator plate.
이제 도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른, 비금속제 플레이트(들)(70)(그리고 합성 제트(12) 제조을 위한 빌드업 프로세스)의 다른 예가 도시되어 있다. 도 6의 비금속제 플레이트(70)는 박막 구리 코팅 유리 보강 에폭시 라미네이트 시트(예컨대, FR4 PCB 블랭크) - 대안으로서 이후에는 구리 코팅 PCB 블랭크라고 칭함 - 로서 형성된다. 합성 제트(12)의 제조에서, 구리 코팅 PCB 블랭크(70)가 마련되고, 이어서 도전성 에폭시(예컨대, Ag 에폭시)와 압전 액추에이터(34, 36)가 후속하여, 압전 액추에이터(34, 36)를 비금속제 플레이트(70)의 구리 코팅에 고정하는 에폭시를 사용하여 블랭크에 부착된다. 다음에, 플레이트(70)의 둘레를 따라 도포되고 합성 제트(12)의 2개의 플레이트를 함께 결합시키는 데 사용되는 실리콘(28) - 플레이트(70)들을 함께 실링하면서 내부에 개구 또는 오리피스는 남겨둠 - 과 같은 접착제를 사용하여 우레탄 코팅 와이어와 같은 전기 도관(68)이 압전 요소와 구리 코팅 PCB 블랭크(70)에 부착(예컨대, 납땜, 도전성 에폭시화, 또는 기계적 부착)된다.Referring now to FIG. 6, another example of a nonmetallic plate (s) 70 (and a build-up process for manufacturing the composite jet 12) is shown, in accordance with an embodiment of the present invention. The
본 발명의 다른 실시예에서, 합성 제트(12)의 비금속제 플레이트는 캡톤(Kapton)® 또는 다른 적절한 유전체 재료로 형성될 수 있다. 캡톤 플레이트가 비금속제 플레이트를 형성하는 데 활용되는 일실시예가 도 7에 제시되며, 도 7에는 플레이트(들)의 제조을 위한 빌드업 프로세스가 예시된다. 도 7의 빌드업 프로세스에 도시한 바와 같이, 각각의 비금속제 플레이트의 경우에는, 우선 비피복 캡톤 플레이트(72)가 마련되고, 다음에 그 상면(76)에 도전성 리드(74)가 스퍼터링된 리드, 캡톤 커넥터, 와이어 또는 도전성 에폭시 라인 형태로 형성된다. 빌드업 프로세스의 다음 단계에서, 압전 액추에이터(34, 36)가 도전성 리드(74)에 전기적으로 커플링되도록 각각의 캡톤 플레이트(72) 상에 배치된다. 마지막으로, 압전 액추에이터(34, 36)와 도전성 리드(68)에 접속하기 위한 전기 접속부(68)가 마련된다. 그 후, 실리콘과 같은 접착제를 사용하여 합성 제트의 2개의 플레이트를 함께 결합할 수 있으며, 이때 실리콘은 합성 제트의 2개의 플레이트들 사이에 스페이서 요소를 형성한다.In another embodiment of the present invention, the nonmetallic plate of the
캡톤 플레이트가 활용되는 다른 실시예에서 그리고 도 8의 빌드업 프로세스로 나타낸 바와 같이, 각각 캡톤 회로로서 구성되는 비금속제 플레이트(78)가 마련되며, 이때 캡톤의 더 두꺼운 층에는 내부에 압전 액추에이터(34, 36)에 접속될 수 있는 내부 배선(80)이 마련된다. 내부 배선(80)은 캡톤에 의해 완전히 커버될 수 있고, 압전 액추에이터(34, 36)와 (전기 도관(68)의 접속을 위한) 리드 컨택트에서 국소적으로 노출될 수도 있고 완전히 노출될 수도 있다.In another embodiment where a capton plate is utilized and as shown by the build-up process of Figure 8, there is provided a
이제 도 9 및 도 10을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에서 합성 제트의 비금속제 플레이트는 가교 부분에서 이중으로 절첩할 수 있는 비금속제 재료의 단일 부재로 형성되어 한 쌍의 플레이트를 형성한다. 우선 도 9의 빌드업 프로세스를 참고하면, 이중 절첩 플레이트는, 먼저 한 쌍의 플레이트 부분(86, 88)을 형성하도록 가교 부분(84)에서 이중으로 절첩되는 비금속제 재료의 단일 부재(예컨대, 캡톤)(82)을 제공하는 것에 의해 제조된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 가교 부분(84)은, 플레이트(86, 88)의 폭을 따라 센터링되는 재료의 얇은 스트립으로서 형성된다. 그러나, 가교 부분(84)은 대신에 플레이트(86, 88)의 전체 폭으로 연장되도록 형성될 수 있지만, 별개의 제1 및 제2 플레이트(86, 88)를 형성하도록 플레이트의 절첩을 제공하도록 구성될 수 있다는 점이 이해된다. 예시적인 실시예에 따르면, 이중 절첩 플레이트(82)는, 커버되고 압전 액추에이터와 리드 컨택트에서 국소적으로 노출되며 내부에 형성되는 내부 전기 접속부 또는 리드를 포함한다.Referring now to Figures 9 and 10, in another embodiment of the present invention, the nonmetallic plate of the composite jet is formed as a single piece of nonmetallic material that can be doubly folded in the cross-section to form a pair of plates. Referring to the buildup process of FIG. 9, the double-folding plate may be a single member of a nonmetallic material that is doubly folded at the
도 9의 실시예에서, 내부 배선은, 각각의 플레이트(86, 88) 상에 위치 설정된 2개의 압전 액추에이터(34, 36) 사이에서 연장되고 압전 액추에이터(34, 36) 각각에 접속되는 연속형 리드(90)는 포함하기 때문에, 이중 절첩 플레이트에 형성되는 내부 리드의 개수가 감소된다. 전기 접속부(68)가 2개의 압전 액추에이터(34, 36) 각각에 대해서 그리고 가교 부분(84)을 가로질러 연장되는 연속형 도전성 리드(90)를 위한 전기 접속부(68)만이 필요하기 때문에. 합성 제트에 접속하기 위해 마련되는 전기 접속부(68)의 개수도 또한 감소되는데, 합성 제트에 대한 총 3개의 전기 접속부(68)가 마련된다.In the embodiment of Figure 9 the internal wiring is a continuous lead extending between two
도 9의 이중 절첩 플레이트(그리고 가교 부분을 가로질러 연장되는 내부에 도시한 연속형 리드)의 변형예에서, 도 10은, 2개의 별개의 리드(92)가 형성되도록 가교 부분을 통과하는 불연속적인 리드를 갖는 이중 절첩 플레이트(82)를 보여준다. 별개의 리드(92)는 각각의 플레이트(86, 88) 상에 위치 설정되는 2개의 압전 액추에이터(34, 36)에 접속되며, 이때 전기 접속부(68)는 2개의 압전 액추에이터(35, 36)에 대한 접속 및 도전성 리드(92)에 대한 접속을 위해 마련된다. 이에 따라, 도 10의 실시예에서는 합성 제트를 위한 총 4개의 전기 접속부(68)가 마련된다.In a variant of the double folding plate of Figure 9 (and the continuous lead shown in the figure extending internally across the bridging portion), Figure 10 shows a discrete < RTI ID = 0.0 > Showing a
이제 도 11을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 비금속제 플레이트(94)(그리고 그 제조을 위한 빌드업 프로세스)의 다른 예가 도시되어 있다. 비금속제의 비도전성 재료로 형성된, 캡톤과 같은 플레이트(94)가 마련된다. 마련된 각각의 플레이트(94)는, 도 11에 있는 플레이트의 정면(98)과 배면(100) 상에 도시한 바와 같이 플레이트(94) 상에 위치 설정되는 각각의 압전 액추에이터(34, 36) 아래에 위치 설정되도록 배치되고 플레이트 내부에 형성된 금속제 구멍(96)을 갖는다. 이 구멍(96)은, 각각의 플레이트(94)의 정면(98) 상에 위치 설정된 압전 액추에이터(36)의 배면측에 대한 전기 접속부를 형성하도록 금속제 인서트 또는 도전성 에폭시로 충전될 수 있다. 플레이트(94)의 배면(100) 상에는, 와이어 또는 유연한 회로 리드(68)가 합성 제트(12)에 부착될 수 있는 위치에, 전기 신호를 제공하기 위해, 전기 플렉스 회로 또는 스퍼터링된 라인 컨택트(102)가 형성된다.Referring now to FIG. 11, another example of a non-metallic plate 94 (and a build-up process for its manufacture) according to an embodiment of the present invention is shown. A
유익하게는, 본 발명의 실시예는 이에 따라, 합성 제트의 작동 중에 청각적 소음의 레벨을 낮추기 위해 비금속제 플레이트를 포함하는 합성 제트 조립체를 제공한다. 비금속제 플레이트는, 보다 적은 소음을 생성하는 보다 낮은 공진 주파수를 제공하도록 금속제 플레이트보다 낮은 강성을 갖도록 제조되고, 이때 플레이트는 또한 작동 중에 보다 낮은 진동을 발생시키는 감소된 질량을 갖는다. 비금속제 플레이트는, 금속제 플레이트에 비해 그 비용이 감소되도록 저가의 재료로 형성될 수 있다.Advantageously, embodiments of the present invention thus provide a composite jet assembly comprising a base metal plate for lowering the level of audible noise during operation of the composite jet. A non-metallic plate is fabricated to have a lower stiffness than a metal plate to provide a lower resonant frequency that produces less noise, wherein the plate also has a reduced mass that causes lower vibration during operation. The nonmetallic plate can be formed of a low cost material so that its cost is reduced compared to the metal plate.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 합성 제트는 제1 플레이트, 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트, 제1 플레이트와 제1 플레이트에 커플링되고 이들 플레이트 사이에 위치 설정되어 챔버를 형성하고 내부에 오리피스를 포함하는 간격 구성요소, 및 제1 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어 커플링된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 액추에이터 요소를 포함하며, 제1 및 제2 플레이트는 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 형성된다.Thus, according to an embodiment of the invention, the composite jet is coupled to a first plate, a second plate spaced from the first plate, a first plate and a first plate, and positioned between these plates to form a chamber And an actuator element coupled to and coupled to at least one of the first or second plate to selectively bias the coupled plate, wherein the first and second plates are at least partially And is formed of a nonmetal material.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 합성 제트 디바이스의 제조 방법은, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 구성하는 단계, 액추에이터 요소를 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 부착하여, 선택적으로 부착된 플레이트의 편향을 유발하는 단계, 및 간격 구성요소에 의해 제2 플레이트에 대해 제1 플레이트를 위치 설정하는 단계를 포함하고, 간격 구성요소는 제1 플레이트를 이격된 배열로 제2 플레이트에 고정하여 챔버를 형성하고 내부에 오리피스를 포함한다. 상기 방법은 또한, 액추에이터 요소에 대한 선택적인 전압 인가를 가능하게 하도록 전기 접속부를 액추에이터 요소와 제1 및 제2 플레이트 각각에 부착하는 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a composite jet device includes the steps of: constructing a first plate and a second plate at least partially from a nonmetallic material; attaching the actuator element to at least one of the first plate and the second plate; Thereby causing the deflection of the selectively attached plate, and positioning the first plate relative to the second plate by the spacing component, wherein the spacing component is configured to bias the first plate in a spaced
본 발명의 다른 양태에 따르면, 합성 제트 디바이스는, 제1 플레이트, 제1 플레이트로부터 이격되어 챔버를 형성하는 제2 플레이트, 및 챔버의 체적을 변경하기 위해 제1 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어 커플링된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 액추에이터 요소를 포함한다. 제1 및 제2 플레이트 각각은 전기 절연성의 비금속제 재료를 포함하는 제1 재료와, 전기 도전성 재료를 포함하고, 필러 재료, 금속화층 및 제1 재료 상에 또는 제1 재료 내에 마련되는 내부적으로 또는 외부적으로 형성된 리드 중 어느 하나로서 형성되는 제2 재료를 포함한다.According to another aspect of the invention, a composite jetting device includes a first plate, a second plate spaced from the first plate to form a chamber, and a second plate coupled to at least one of the first or second plate to change the volume of the chamber. And an actuator element that selectively causes deflection of the coupled and coupled plate. Wherein each of the first and second plates comprises a first material comprising an electrically insulating nonmetallic material and an electrically conductive material and wherein the filler material, the metallization layer and the first and second plates are provided internally or < RTI ID = And a second material formed as one of the externally formed leads.
단지 제한된 개수의 실시예와 연계하여 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명은 그러한 개시된 실시예로 제한되는 것은 아니라는 점이 쉽게 이해되어야만 한다. 오히려, 본 발명은 이전에 설명하지 않았지만 본 발명의 사상과 범위에 상응하는 임의의 개수의 변형, 변경, 대체 또는 증가의 구성을 포함하도록 수정될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 양태는 설명된 실시예들 중 일부만을 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.Although the invention has been described in detail in connection with only a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to such disclosed embodiments. Rather, the invention may be modified to include any number of variations, alterations, substitutions or additions that do not previously described, but which correspond to the spirit and scope of the invention. In addition, while various embodiments of the invention have been described, it is to be understood that aspects of the invention may include only some of the described embodiments. Accordingly, the invention is not to be limited by the foregoing description, but is only limited by the appended claims.
Claims (22)
제1 플레이트;
제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트;
제1 플레이트와 제2 플레이트에 커플링되고 이들 플레이트 사이에 위치 설정되어 챔버를 형성하고 내부에 오리피스(orifice)를 포함하는 간격 구성요소; 및
제1 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어, 커플링된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 액추에이터 요소
를 포함하고, 제1 및 제2 플레이트는 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 형성되는 것인 합성 제트 디바이스.As a composite jet device,
A first plate;
A second plate spaced from the first plate;
A spacing component coupled to the first and second plates and positioned between the plates to form a chamber and comprising an orifice therein; And
An actuator element coupled to at least one of the first or second plate to selectively bias the coupled plate,
Wherein the first and second plates are formed at least partially of a non-metallic material.
전기 비도전성의 비금속제 기판; 및
전기 비도전성의 비금속제 기판 상에 도포되는 전기 도전성 금속화층
을 포함하는 것인 합성 제트 디바이스.5. The apparatus of claim 4, wherein each of the first and second plates
Non-conductive non-metallic substrates; And
An electrically conductive metallization layer applied onto a non-electrically conductive non-
Wherein the composite jet device comprises:
유연한 유전체층; 및
유연한 유전체층의 외면 상에 형성되거나 유연한 유전체층 내부에 형성되는 전기 도전성 리드
를 포함하는 것인 합성 제트 디바이스.5. The apparatus of claim 4, wherein each of the first and second plates
Flexible dielectric layer; And
An electrically conductive lead formed on the outer surface of the flexible dielectric layer or formed in the flexible dielectric layer
Wherein the composite jet device comprises:
제1 플레이트 및 제2 플레이트를 적어도 부분적으로 비금속제 재료로 구성하는 단계;
액추에이터 요소를 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나에 부착하여, 부착된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 단계;
제1 플레이트를 이격된 배열로 제2 플레이트에 고정하여 챔버를 형성하고 내부에 오리피스를 포함하는 간격 구성요소에 의해 제1 플레이트를 제2 플레이트에 대해 위치 설정하는 단계; 및
액추에이터 요소와, 제1 및 제2 플레이트 각각에, 액추에이터 요소에 선택적인 전압 인가를 가능하게 하도록 액추에이터 요소에 부착되는 전기 접속부를 부착하는 단계
를 포함하는 합성 제트 디바이스의 제조 방법.A method of manufacturing a composite jet device,
Constructing the first plate and the second plate at least partially from a non-metallic material;
Attaching the actuator element to at least one of the first plate and the second plate to selectively cause deflection of the attached plate;
Securing the first plate to the second plate in a spaced apart arrangement to form a chamber and positioning the first plate relative to the second plate by a spacing component comprising an orifice therein; And
Attaching an electrical contact attached to the actuator element to each of the first and second plates to enable selective application of voltage to the actuator element,
Wherein the method comprises the steps of:
전기 비도전성의 비금속제 기판을 마련하는 것; 및
전기 비도전성의 비금속제 기판 상에 전기 도전성 금속화층을 도포하는 것
을 포함하는 것인 합성 제트의 제조 방법.12. The method of claim 11, wherein configuring each of the first plate and the second plate comprises:
Providing a non-conductive non-metallic substrate; And
Applying an electrically conductive metallization layer on a non-electrically conductive non-metallic substrate
≪ / RTI >
제1 플레이트 부분, 제2 플레이트 부분 및 가교 부분을 포함하는 전기 비도전성의 비금속제 재료의 단일 부재를 마련하는 것; 및
제1 플레이트 부분이 제2 플레이트 부분과 거의 평행한 배열로 배향되도록 가교 부분에서 전기 비도전성의 비금속제 재료의 단일 부재를 절첩하여 제1 플레이트와 제2 플레이트를 형성하는 것
을 포함하고, 전기 비도전성의 비금속제 재료의 단일 부재는 가교 부분을 통과하여 그리고 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나 상에 있는 액추에이터 요소로 연장되고, 내부에 형성된 리드를 포함하는 것인 합성 제트 디바이스의 제조 방법.12. The method of claim 11, wherein configuring the first plate and the second plate comprises:
Providing a single member of an electrically non-conductive non-metallic material comprising a first plate portion, a second plate portion and a cross-linking portion; And
The first plate and the second plate are formed by folding a single member of non-electrically conductive non-metallic material in the cross-linked portion such that the first plate portion is oriented in an arrangement substantially parallel to the second plate portion
Wherein a single member of a non-electrically conductive nonmetallic material extends through the cross-linking portion and into an actuator element on at least one of the first plate and the second plate and comprises a lead formed therein, A method of manufacturing a jet device.
제1 플레이트;
챔버를 형성하도록 제1 플레이트로부터 이격된 제2 플레이트; 및
챔버의 체적을 변경하기 위해, 제1 또는 제2 플레이트 중 적어도 하나에 커플링되어 커플링된 플레이트의 편향을 선택적으로 유발하는 액추에이터 요소
를 포함하고, 제1 및 제2 플레이트 각각은,
전기 절연성의 비금속제 재료를 포함하는 제1 재료; 및
전기 도전성 재료를 포함하고, 필러 재료, 금속화층, 제1 재료 상에 또는 제1 재료 내에 마련되는 내부적으로 또는 외부적으로 형성된 리드 중 어느 하나로서 형성되는 제2 재료
를 포함하는 것인 합성 제트 디바이스.As a composite jet device,
A first plate;
A second plate spaced from the first plate to form a chamber; And
An actuator element coupled to at least one of the first or second plate to selectively cause deflection of the coupled plate to change the volume of the chamber;
Wherein each of the first and second plates comprises:
A first material comprising an electrically insulating nonmetallic material; And
And a second material formed as either a filler material, a metallization layer, a lid formed internally or externally on the first material or in the first material,
Wherein the composite jet device comprises:
제1 플레이트 부분;
제2 플레이트 부분;
제1 플레이트 부분을 제2 플레이트 부분에 연결하는 가교 부분; 및
가교 부분을 통과하여 그리고 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 하나 상의 액추에이터 요소로 연장되고, 이중 절첩형 플레이트 구조 내부에 형성되는 리드
를 포함하며, 절첩형 플레이트 구조는, 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 형성하기 위해 제1 플레이트 부분이 제2 플레이트 부분과 거의 평행한 배열로 배향되도록 가교 부분에서 절첩되는 것인 합성 제트 디바이스.20. The method of claim 19, wherein the first plate and the second plate comprise foldable plate structures formed from a single member of non-metallic non-metallic material,
A first plate portion;
A second plate portion;
A bridging portion connecting the first plate portion to the second plate portion; And
A lead extending through the cross-linking portion and into an actuator element on at least one of the first plate and the second plate,
Wherein the foldable plate structure is folded at the cross-linked portion such that the first plate portion is oriented in an arrangement substantially parallel to the second plate portion to form the first plate and the second plate.
20. The method of claim 19, wherein the components of the first material and the second material in each of the first plate and the second plate are selected such that the stiffness of the first plate and the second plate to set the resonant frequency of the composite jet device to a desired level To a predetermined value.
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