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合成射流器制造技术

技术编号:18667690 阅读:21 留言:0更新日期:2018-08-14 20:30
本发明专利技术公开了合成射流器,包括腔体、弹性膜、出口活门和进口活门,出口活门和进口活门均可活动地设在腔体上,出口活门打开时形成出口通道,进口活门打开时形成进口通道,弹性膜设在腔体上并构成腔体的内壁,弹性膜振动时腔体随之扩张或收缩;腔体扩张时,腔体的内外压差驱动出口通道收缩或关闭、进口通道扩张或打开;腔体收缩时,腔体的内外压差驱动出口通道扩张或打开、进口通道收缩或关闭;从腔体的内部到外部的方向上,出口通道的至少部分段形成为过流面积逐渐减小的收缩通道。该合成射流器能够减少气流摩擦造成的气流机械能损失,高效地生成气流,多个合成射流器并列工作,能够产生大面积的气流,从而可用于通风、冷却等各种领域。

Synthetic jet

The invention discloses a synthetic jet, which comprises a cavity, an elastic membrane, an outlet valve and an inlet valve. Both the outlet valve and an inlet valve can be movably arranged on the cavity, an outlet channel is formed when the outlet valve is opened, an inlet channel is formed when the inlet valve is opened, and an elastic membrane is arranged on the cavity and constitutes the inner wall of the cavity. When vibration occurs, the cavity expands or contracts; when the cavity expands, the pressure difference between the inside and outside of the cavity drives the outlet channel to contract or close, the inlet channel to expand or open; when the cavity shrinks, the pressure difference between the inside and outside of the cavity drives the outlet channel to expand or open, the inlet channel to contract or close; from the inside of the cavity to the outside direction, the outlet. At least part of the channel is formed as a contraction channel with an over current area decreasing. The synthesized jet can reduce the loss of mechanical energy caused by air friction, efficiently generate air flow, and multiple synthesized jets can work side by side to produce large area of air flow, which can be used in ventilation, cooling and other fields.

【技术实现步骤摘要】
合成射流器
本专利技术属于流体机械领域,具体而言,本专利技术涉及一种合成射流器。
技术介绍
合成射流(英文名称:syntheticjet)是一种由于激励器交替吹吸周围流体而产生的非连续射流。合成射流激励器具有可以产生某种振动机制(如活塞、压电膜、电磁膜等)的空腔,空腔通过孔口与外界流体联通。激励器工作时交替吹吸周围流体,使流体形成向远离孔口方向的流动。与传统的连续吹气或吸气流动控制技术相比,合成射流具有结构简单紧凑、重量轻、成本低、维护方便、无需额外气源等诸多优点。目前常用的合成射流器在形成射流时,由于射流器内以及射流器进出口较大的气流摩擦,造成气流机械能损失大、不能高效地形成气流;并且现有的合成射流器一般只能形成小股射流,无法形成大面积的气流,因而仅可用于冷却小型发热电器元件。因此,现有的合成射流器有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的一个目的在于提出一种合成射流器,该合成射流器能够减少气流摩擦造成的气流机械能损失,能够较为高效地生成气流,并且当多个合成射流器并列工作时,能够产生大面积的气流,从而可用于通风、冷却等各种领域。在本专利技术的一个方面,本专利技术提出了一种合成射流器。根据本专利技术的实施例,所述合成射流器包括:腔体、弹性膜、出口活门和进口活门,所述出口活门和所述进口活门均可活动地设在所述腔体上,所述出口活门打开时形成出口通道,所述进口活门打开时形成进口通道,所述弹性膜设在所述腔体上并构成所述腔体的内壁,所述弹性膜振动时所述腔体随之扩张或收缩;所述合成射流器构造成,所述腔体扩张时,所述腔体的内外压差驱动所述出口通道收缩或关闭、所述进口通道扩张或打开;所述腔体收缩时,所述腔体的内外压差驱动所述出口通道扩张或打开、所述进口通道收缩或关闭;其中,从所述腔体的内部到外部的方向上,所述出口通道的至少部分段形成为过流面积逐渐减小的收缩通道。根据本专利技术实施例的合成射流器,工作状态时,布置在腔体上的弹性膜在电磁力驱动下发生振动,腔体受到扩张,腔体内部气压降低,进口活门在内外气压作用下扩张或打开,流体通过进口通道被吸入腔体,而此时出口活门在内外气压的作用下收拢或关闭,减少或切断流体从出口通道进入腔体,然后弹性膜在电磁力驱动下驱使腔体收缩,腔体内部气压增加,进口活门在内外气压作用下收拢或关闭,减少或切断流体从进口通道流出腔体,而此时出口活门在内外气压的作用下打开或扩张,流体经出口通道流出腔体,当出口活门打开或扩张时,可以形成从腔体到外界的收缩通道,这种通道有利于将腔体中的较高压力的流体转化为高速气流然后射出。另外,根据本专利技术上述实施例的合成射流器还可以具有如下附加的技术特征:在本专利技术的一些实施例中,从所述腔体的外部到内部的方向上,所述进口通道的过流面积先逐渐减小,后逐渐增大。专利技术人发现,该种形式的进口通道有利于将被吸入的空气先转化为一定速度的气流,并使气流均匀,减少流动不均造成的摩擦损失,通过进口通道的中间喉部后再将气流的动能转化为腔体中的压力并同时减少气流速度,以减少腔体中的气流摩擦所造成的机械能损失,从而能够较为高效地生成气流。在本专利技术的一些实施例中,所述腔体在扩张和收缩时的最大体积变化量为V,所述出口通道在最大开度时的最小截面处面积为A,V与A满足关系式:V≥x×A,即V大于等于x乘以A,其中,x=10,x的单位为米m,V的单位为立方米m3,A的单位为平方米m2。由此,当弹性膜振动频率为1赫兹时,由腔体体积变化在出口通道最小截面处所形成的气流时均速度不低于10m/s,从而可以用于通风或冷却等各种领域。在本专利技术的一些实施例中,所述进口活门和所述出口活门相对设置。由此,可以保证气流顺畅的通过腔体。在本专利技术的一些实施例中,所述弹性膜成对设置在气流流通方向上的两侧。由此,可以实现腔体的均匀收缩和扩张,从而减小合成射流器工作时气流摩擦造成的气流机械能损失。在本专利技术的一些实施例中,至少一个所述弹性膜正对所述出口活门设置。由此,可以显著提高出口通道气流速度。在本专利技术的一些实施例中,多个所述合成射流器并列设置时,至少一个所述弹性膜构成相邻两个所述合成射流器的侧壁。由此,能够产生大面积的气流,从而可以用于通风、冷却等各种领域,并且该合成射流器结构紧凑。在本专利技术的一些实施例中,共用所述弹性膜的所述合成射流器的所述进口通道朝向一致、所述出口通道朝向也一致。由此,可以保证产生大面积的气流。在本专利技术的一些实施例中,在从所述腔体的内部到外部的方向上,所述出口活门形成为逐渐朝向彼此延伸的弧形对开门。由此,可以显著减少气流摩擦造成的气流机械能损失,从而保证高效的生成气流。在本专利技术的一些实施例中,在从所述腔体的外部到内部的方向上,所述进口活门形成为先逐渐朝向彼此延伸、后逐渐远离彼此的曲线形对开门。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是根据本专利技术一个实施例的合成射流器的结构示意图;图2是根据本专利技术再一个实施例的合成射流器的结构示意图;图3是根据本专利技术又一个实施例的合成射流器的结构示意图;图4是根据本专利技术又一个实施例的合成射流器的结构示意图;图5是根据本专利技术又一个实施例的合成射流器的结构示意图;图6是根据本专利技术又一个实施例的合成射流器的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本专利技术,而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本专利技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成射流器,包括腔体、弹性膜、出口活门和进口活门,其特征在于,所述出口活门和所述进口活门均可活动地设在所述腔体上,所述出口活门打开时形成出口通道,所述进口活门打开时形成进口通道,所述弹性膜设在所述腔体上并构成所述腔体的内壁,所述弹性膜振动时所述腔体随之扩张或收缩;所述合成射流器构造成,所述腔体扩张时,所述腔体的内外压差驱动所述出口通道收缩或关闭、所述进口通道扩张或打开;所述腔体收缩时,所述腔体的内外压差驱动所述出口通道扩张或打开、所述进口通道收缩或关闭;其中,从所述腔体的内部到外部的方向上,所述出口通道的至少部分段形成为过流面积逐渐减小的收缩通道。

【技术特征摘要】
1.一种合成射流器,包括腔体、弹性膜、出口活门和进口活门,其特征在于,所述出口活门和所述进口活门均可活动地设在所述腔体上,所述出口活门打开时形成出口通道,所述进口活门打开时形成进口通道,所述弹性膜设在所述腔体上并构成所述腔体的内壁,所述弹性膜振动时所述腔体随之扩张或收缩;所述合成射流器构造成,所述腔体扩张时,所述腔体的内外压差驱动所述出口通道收缩或关闭、所述进口通道扩张或打开;所述腔体收缩时,所述腔体的内外压差驱动所述出口通道扩张或打开、所述进口通道收缩或关闭;其中,从所述腔体的内部到外部的方向上,所述出口通道的至少部分段形成为过流面积逐渐减小的收缩通道。2.根据权利要求1所述的合成射流器,其特征在于,从所述腔体的外部到内部的方向上,所述进口通道的过流面积先逐渐减小,后逐渐增大。3.根据权利要求1所述的合成射流器,其特征在于,所述腔体在扩张和收缩时的最大体积变化量为V,所述出口通道在最大开度时的最小截面处面积为A,V与A满足关系式:V≥x×A,其中,x=10,...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨震
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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