使用等离子致动器的内部流量控制制造技术

提供了使用等离子致动器进行内部流量控制的系统。在各种示例性实施例中，一种用于流体流的系统包括在内部容纳流体流的管道。所述管道具有通过其导向流体流的几何形状变化。等离子致动器被布置成与流体流接触，以在流体流中产生射流以影响流经所述几何形状变化的流体。

【技术实现步骤摘要】
使用等离子致动器的内部流量控制引言本公开主要涉及封闭管道内的流量控制，且更具体地，涉及使用等离子体致动器的内部流量控制。在许多应用中采用流体以完成各种任务。例如，流体可以用作传递或以其它方式影响热、功率、位置、条件或其它参数的介质。通常使用各种形式的管道来限定用于移动流体的内部流体流动通道，并且其中流体性质通常在不同地方变化。这是因为这些管道的路线通常涉及弯头、放大、汇入、分支、高度变化以及对流动提出挑战的其它变化，例如障碍物和其它阻力。阻力的潜在来源通常是阻碍流动的流动结果。阻力可能导致不期望的性能和/或能量损失。例如，在具有泵的流动系统中，泵的尺寸被设计成考虑到总损失而向输送点提供所需的流量。减少损失能够减小泵的尺寸或使泵使用更少的能量运行。因而，期望对宽范围的流动应用最小化流动损失，以提供改进的性能和/或消耗更少的能量。此外，结合附图和前述
和
技术介绍
，通过之后的详细说明和所附权利要求，内部流量控制的其它期望特征和特性将变得显而易见。
技术实现思路
使用等离子体致动器提供用于内部流体流量控制的系统。在各种实施例中，用于流体流动的系统包括管道，管道被配置成在内部容纳流体流，其中管道具有几何形状变化，流体流通过这种几何形状导向。等离子体致动器被布置成与流体流接触，并且被配置成在流体流中产生射流以影响穿过几何形状变化的流体流。在另外的实施例中，等离子体致动器包括与流体流接触的暴露电极、与暴露电极间隔开的隐藏电极，以及将隐藏电极与流体流和暴露电极分开的介电材料片。在另外的实施例中，电源与暴露电极和隐藏电极耦合。电源被配置为改变提供给等离子体致动器的电压以改变产生的射流。在另外的实施例中，隐藏电极相对于流体流设置在暴露电极的下游，使得射流在与流体流的共同方向上产生。在另外的实施例中，隐藏电极相对于流体流设置在暴露电极的上游，使得射流在与流体流的相反方向上产生。在另外的实施例中，等离子体致动器在几何形状变化处完全围绕管道延伸。在另外的实施例中，管道分支为单独的第一和第二路径。等离子体致动器被定位在第一路径附近，并且被配置成与进入第二路径相比增加进入第一路径的流体流的比例。在另外的实施例中，几何形状变化包括管道中的弯头。等离子致动器被布置在流体流的关于弯头的上游，并且弯头实现流体流的方向改变。等离子致动器被布置在弯头内侧上。在另外的实施例中，等离子致动器被布置在仅位于管道一侧上的堵头内。在许多其它实施例中，一种用于流体流的系统包括管道，管道包括被配置成在壁内内部容纳流体流的壁。管道具有通过其导向流体流的几何形状变化，其中几何形状变化影响流体流。等离子体致动器被布置成与流体流接触，并且被配置成在流体流中产生射流以通过几何形状变化抑制流量分离和再循环的产生。在许多另外的实施例中，一种用于流体流的系统包括管道，管道被配置成在内部容纳流体流，其中管道具有几何形状变化，流体流通过这种几何形状导向。等离子体致动器被布置成与流体流接触，并且被配置成在流体流中产生射流以通过几何形状变化影响流体流。等离子体致动器包括与流体流接触的暴露电极、与暴露电极间隔开的隐藏电极，以及将隐藏电极与流体流和暴露电极分开的介电材料片。电源与暴露电极和隐藏电极耦合。电源包括电源和用于升高电压的升压转换器，并且被配置为向等离子体致动器提供电压以产生射流。附图说明下面将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：图1是根据实施例的用于进行管道中的流量控制的等离子致动器的示意性横截面图；图2是根据实施例的具有电源的等离子致动器的示意图；图3是根据实施例的用于进行管道中的流量控制的等离子致动器的示意性横截面图；图4是根据实施例的用于等离子致动器的进口歧管应用的示意性透视图；图5是根据实施例的图4的进口歧管的示意性横截面图；图6是根据实施例的用于等离子致动器的催化转化器系统应用的示意性透视图；图7是根据实施例的具有等离子致动器的图6的催化转化器系统的示意性横截面图；图8是根据实施例的具有等离子致动器的图6的催化转化器系统的示意图；图9是根据实施例的具有等离子致动器的分支管道的示意图；以及图10是根据实施例的具有等离子致动器的管道系统的示意图。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本申请的主旨或其用途。此外，无意受前述
、
技术实现思路
或以下详细描述中所呈现的任何明示或暗示的理论约束。根据本文所述的优选实施例，使用介质阻挡放电(DBD)等离子体致动器来完成流量控制，所述等离子体致动器可应用于各种内部流控制策略，例如附着流、分离流和涡流发生。一个示例涉及减轻流动分离和再循环以改善通过内部通路的流动。等离子体致动器每个都包括至少两个电极，这些电极由介电材料偏移和分开。一个电极，称为隐藏电极，封装在介电材料中，另一个电极，称为暴露电极，暴露于流动流体。在其它实施例中，可使用多个隐藏电极。当向电极施加功率时，等离子体起源于暴露电极并在隐藏电极的区域上穿过介电材料的表面扩散。等离子体跨隐藏电极产生远离暴露电极的射流。如下面进一步描述的，射流用于控制流动流体的多个方面。例如，等离子致动器可用于使流动分离和再循环最小化，由此改善管道系统的性能并减少移动流体所消耗的能量的量。等离子致动器可用于控制具有管道的各种应用中的流动，其中管道容纳流动的流体，诸如管子、管段、歧管、端口、扩散器等。在诸如车辆流体系统等移动应用中，通过降低功耗和提高流动效率，可以提高燃油经济性，减少排放和二氧化碳足迹。等离子致动器内部流量控制也可调，从而通过消除流动分离和再循环来提供流量噪声降低。在如图1中所示的示例性实施例中，封闭管形式的管道20将流体流22从视图中的左侧移动至右侧。等离子致动器24沿管道20布置，并且在该示例中，被配置成降低否则可能由于管道20中的几何形状变化26而产生的流量损失。在该示例中，几何形状变化26包括管道中的弯头，其改变流体流22的方向。等离子致动器24为DBD型，并且作为堵头布置在穿过管道20的壁30的开口28中。等离子致动器24位于由几何形状变化26产生的弯头的内侧上，并且直接处于几何形状变化26的开始处之前。等离子致动器24包括暴露于流体流22的暴露电极32，并且在该示例中，暴露电极32位于壁30的内表面34内侧。介电材料片36位于开口28内，并且完全封闭开口。在其它示例中，介电材料片36被布置在壁30的内侧表面34上，壁30用作载体介电材料片36的基板。等离子致动器24包括隐藏电极38，其被封装在介电材料片36内。电极32、38被介电材料片36分离。电源40耦合电极32、38。等离子致动器24的性能由所使用的介电材料类型并且由功率输入确定。可从大范围的已知材料选择介电材料。另外参考图2，示例性电源40包括电源42，在该实施例中，电源42为与可再充电电池46连接的车辆的12伏DC电源总线44。在12伏电源总线44和等离子致动器24之间耦合的是包括电路的电源电子模块48，电路具有包括固态开关的至少一个DC-DC增压转换器50，视应用需要的其它功率调节设备。设置控制器50以控制功率电子模块48，诸如以改变被供应至等离子致动器24的电压电平。跨两个电极32、38耦合电源。为了控制流经等离子致动器24的流体流，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于流体流的系统，包括：管道，所述管道被配置成在内部容纳流体流，其中所述管道具有几何形状变化，流体流通过所述几何形状变化导向；以及等离子致动器，其被布置成与流体流接触，并且被配置成在流体流中产生射流以影响穿过所述几何形状变化的流体流。

【技术特征摘要】
2018.04.17 US 15/9547881.一种用于流体流的系统，包括：管道，所述管道被配置成在内部容纳流体流，其中所述管道具有几何形状变化，流体流通过所述几何形状变化导向；以及等离子致动器，其被布置成与流体流接触，并且被配置成在流体流中产生射流以影响穿过所述几何形状变化的流体流。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述等离子致动器包括与流体流接触的暴露电极、与所述暴露电极间隔开的隐藏电极，以及将所述隐藏电极与流体流和所述暴露电极分开的介电材料片。3.根据权利要求2所述的系统，包括耦合所述暴露电极和所述隐藏电极的电源，其中所述电源被配置成改变被供应至所述等离子致动器的电压，从而改变所产生的射流。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述隐藏电极相对于流体流设置在所述暴露电极的上游，使得射流在与流体流的共同方向上产生。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·卡里奇，T·韩，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US