專利名稱：聲學(xué)流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于氣體的聲學(xué)流體機(jī)械，所述機(jī)械利用壓力變化幅度中基于聲共振的振蕩。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的聲學(xué)流體機(jī)械中，活塞通過執(zhí)行器的高速軸向小振幅而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞設(shè)置在共鳴器的較大直徑的基部，氣體吸入共鳴器并通過較小直徑上端利用伴隨活塞往復(fù)在共鳴器內(nèi)的壓力振蕩而從其排放。
此聲學(xué)流體機(jī)械利用當(dāng)活塞以非常小的振幅軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)通過伴隨活塞運(yùn)動(dòng)的管內(nèi)的氣柱共振所產(chǎn)生的駐聲波的壓力變化振幅中的振蕩，并只包括作為操作部件的執(zhí)行器，所述執(zhí)行器使得共鳴器的基部中的活塞以高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
聲學(xué)流體機(jī)械具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并具有發(fā)生故障的可能性非常小的特點(diǎn)，在未來會(huì)有更廣的應(yīng)用。
但是，在上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)流體機(jī)械中，通過將活塞表面上所產(chǎn)生的聲波傳輸?shù)缴隙硕鴪?zhí)行所需的吸入和排放動(dòng)作，所述活塞具有小而高速的振動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)有效動(dòng)作，必須使得到達(dá)上端的聲波的干涉最小化。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的動(dòng)作，必須使得共鳴器的長(zhǎng)度與活塞的直徑之比最大化。即，為了有效地獲取所規(guī)定的吸入和排出能力，必須相對(duì)于活塞的直徑增加上述共鳴器長(zhǎng)度的特定水平。
但是，對(duì)于給定的所需性能，如果共鳴器的長(zhǎng)度太大，其應(yīng)用受限，制造成本和安裝成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種聲學(xué)流體機(jī)械，其中共鳴器的長(zhǎng)度相對(duì)于活塞的直徑被最小化，由此實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用性的增加以及生產(chǎn)成本的降低。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種聲學(xué)流體機(jī)械，包括共鳴器，所述共鳴器具有較大直徑的基部和較小直徑的上端；設(shè)置在共鳴器的上端的閥裝置，閥裝置具有吸入孔和排放孔；共鳴器基部中的活塞，活塞具有上表面，共鳴器的上端與活塞的上表面之間的距離在活塞的整個(gè)表面之上是基本不變的；以及執(zhí)行器，所述執(zhí)行器連接至活塞以較小的振幅在軸向高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣氣體通過共鳴器內(nèi)的壓力振蕩經(jīng)過吸入孔吸入共鳴器并經(jīng)過排出孔排放。
根據(jù)本發(fā)明，即使在活塞具有較大的直徑，由于通過振動(dòng)在活塞表面上所產(chǎn)生的聲波被有效地集中在共鳴器的上端的吸入/排放閥裝置上，可以獲得較高的吸入/排放效果，結(jié)果就可能相對(duì)于活塞的直徑減小共鳴器的長(zhǎng)度。


本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將從附圖以及對(duì)其的下述說明而更加顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的聲學(xué)流體機(jī)械的實(shí)施例的垂直剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的聲學(xué)流體機(jī)械的另外的實(shí)施例的垂直剖視圖。
具體實(shí)施例方式
一種光學(xué)流體機(jī)械通過將執(zhí)行器2安裝到共鳴器1的基部的較大直徑之下以及將閥裝置3安裝到共鳴器1的較小直徑上端而形成。
共鳴器1具有共振腔4，共振腔4具有較大直徑的下端，并且所述直徑朝頂部逐漸減小。共振腔4的尺寸使得當(dāng)下端至上端的長(zhǎng)度大約是100時(shí)，上端的直徑大約是5，下端的直徑大約是35。
執(zhí)行器2也用作支撐平臺(tái)，并往復(fù)移動(dòng)連接到執(zhí)行器2的活塞5?；钊?由輕合金制造并裝配在共振腔4的下端中，活塞5的外周裝備有密封件6。
活塞5的表面的外部19自中心18朝上逐漸傾斜。
共鳴器1在下端具有向外凸緣7，此向外凸緣7被疊加在執(zhí)行器2的上表面上，向外凸緣7和執(zhí)行器2通過合適數(shù)目的螺栓8被彼此固定。
安裝到共鳴器1的上端的閥裝置3包括成一條線安置的吸入腔12和排放腔16。吸入腔12具有在閥裝置3的一側(cè)上的入口9和用于將外部空氣通過底壁3a用向內(nèi)單向閥10吸入的吸入孔11，并且排放腔16具有在閥裝置3的另外一側(cè)上的出口13以及用于通過底壁3a用向外單向閥14排放受壓空氣的排出孔15。
向內(nèi)和向外單向閥10和14由諸如薄鋼板制造的橡膠板閥或者簧片閥形成，并在一端分別固定到吸入腔12的底壁3a的下表面以及排放腔16的底壁3a的上表面。它們可以是球型也可以是其它類型。
向外的單向閥14的閥打開阻力被設(shè)置得相當(dāng)?shù)卮笥谙騼?nèi)的單向閥10的閥打開阻力。
吸入腔12和排放腔16通過壁17隔開。
執(zhí)行器2的驅(qū)動(dòng)頻率通過函數(shù)合成器(未示出)控制，并能夠以大約0.1Hz的精度調(diào)節(jié)。
當(dāng)活塞5在共鳴器1的下端上的較大直徑的基部中以非常小的振幅軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且共鳴器1內(nèi)的壓力振幅伴隨此往復(fù)而變?yōu)樽钚≈禃r(shí)，外部空氣被吸入入口9中，流入吸入腔12，并通過吸入孔11和向內(nèi)單向閥10吸入共鳴器1中。當(dāng)共鳴器1內(nèi)的壓力振幅變?yōu)樽畲笾?，空氣在受壓狀態(tài)中從共鳴器1的內(nèi)部通過排放孔15、向外單向閥14、排放腔16和出口13被排放。
如此前所述，排放孔15處向外單向閥14的閥打開阻力被設(shè)置得相當(dāng)?shù)卮笥诔槲肟?1處的向內(nèi)單向閥10的阻力。
因此，在操作的初始階段，借助活塞5的操作通過吸入孔11的共振腔4以及向內(nèi)單向閥10所吸入的空氣通過活塞5的后續(xù)操作沒有經(jīng)過排放孔15立即排放，但是在共振腔4內(nèi)的壓力增加到特定的水平之后，向外的單向閥14打開，空氣通過排放孔15和出口13被排放。
因此，與其中兩個(gè)單向閥10和14具有相同的閥打開阻力的裝置相比，通過活塞5的往復(fù)被吸入共振腔4中的氣體的密度更高，結(jié)果排放壓力和排放率較大。
在圖1所示的實(shí)施例中，由于外部19自活塞5的上表面上的中心18向上逐漸傾斜，通過活塞5的振動(dòng)而產(chǎn)生的聲波被向內(nèi)指引或者朝共鳴器1的上端指引。
因此，即使在共鳴器1的基部的直徑相當(dāng)大時(shí)，聲波被集中在上端，由此使得氣體更為有效地壓縮。
相對(duì)活塞5的直徑或者共鳴器1的較大直徑基部共鳴器1的長(zhǎng)度的減小允許抽吸和排放變得有效。
圖2是對(duì)應(yīng)圖1的本發(fā)明的另外的實(shí)施例的視圖。
圖2中的聲學(xué)流體機(jī)械與圖1中的相似。相同的附圖標(biāo)記被分配給圖1中相同的部件，其描述此處省略。下面僅說明區(qū)別部分。
在圖2中，活塞5具有凹陷上表面22，其是球的一部分，所述球的半徑是連接共鳴器1的上端的中心20和活塞5的表面的中心21的直線。球的中心與共鳴器1的上端的中心20一致。
活塞5的表面上的波可以被以更高的效率集中到共鳴器1的中心20，這樣能夠獲得更高的效率。
凹陷表面22可以是橢圓彎曲表面。
前述只涉及本發(fā)明的實(shí)施例。不同的修改和變動(dòng)可以由普通技術(shù)人員在不背離權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種聲學(xué)流體機(jī)械，包括共鳴器，所述共鳴器具有較大直徑的基部和較小直徑的上端；設(shè)置在所述共鳴器的上端的閥裝置，所述閥裝置具有吸入孔和排放孔；共鳴器基部中的活塞，所述活塞具有的上表面使共鳴器的上端與活塞的上表面之間的距離在活塞的整個(gè)表面之上是基本不變的；以及執(zhí)行器，所述執(zhí)行器連接到活塞，以使活塞在軸向以較小的振幅來高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣氣體借助共鳴器內(nèi)的壓力振蕩通過吸入孔被吸入共鳴器，并通過排放孔排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)流體機(jī)械，其特征在于，所述活塞的上表面是凹陷的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)流體機(jī)械，其特征在于，所述活塞具有凹陷表面，所述凹陷表面是球體的一部分，所述球體的半徑是連接共鳴器的上端的中心和活塞的表面的中心的直線，球的中心與共鳴器的上端的中心一致。
全文摘要
一種聲學(xué)流體機(jī)械，包括共鳴器、閥裝置、活塞和執(zhí)行器。共鳴器具有較大直徑的基部和較小直徑的上端。閥裝置設(shè)置在共鳴器的上端并具有吸入孔和排放孔?；钊O(shè)置在共鳴器基部中，并且具有的上表面使共鳴器的上端與活塞的上表面之間的距離在活塞的整個(gè)表面之上是基本不變的。執(zhí)行器連接到活塞并使活塞在軸向以較小的振幅來高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣氣體借助共鳴器內(nèi)的壓力振蕩通過吸入孔被吸入共鳴器，通過排放孔排放。
文檔編號(hào)F04F7/00GK1730940SQ200410055858
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者川橋正昭, 藤岡完, 齋藤昌之 申請(qǐng)人:阿耐斯特巖田株式會(huì)社