專利名稱：聲流體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于聲共振器中聲共振的聲流體機(jī)(acoustic fluidmachine)。
背景技術(shù)：
已知一種聲流體機(jī)，其中活塞在聲共振器的較大半徑底部中沿軸向進(jìn)行小幅度的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而在上端將氣體吸入聲共振器內(nèi)，并利用聲共振器中壓力變化將其排出。
通過利用沿軸向進(jìn)行小幅度往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的共振，產(chǎn)生聲駐波的振幅壓力變化，以此來利用聲流體機(jī)，通過致動(dòng)器使聲共振器底部的活塞進(jìn)行高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
該聲流體機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，不易發(fā)生故障。該聲流體機(jī)預(yù)期在將來得到廣泛使用。
但是，在這種聲流體機(jī)中，僅通過進(jìn)行微小振動(dòng)的活塞來吸氣和排氣，因此存在一個(gè)基本的問題獲得的壓縮比和流速較小。為了獲得高壓高流速，有必要減輕活塞和增大致動(dòng)器的輸出。但是如果減輕了活塞，強(qiáng)度就會(huì)變差，如果致動(dòng)器的輸出增大，就會(huì)提高制造致動(dòng)器的成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供這樣一種聲流體機(jī)，它減小施加在活塞上的載荷，由此通過普通致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)高壓排出氣。


下面參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，可以更清楚理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本發(fā)明聲流體機(jī)第一實(shí)施例的垂直剖視圖；圖2是本發(fā)明聲流體機(jī)第二實(shí)施例的垂直放大剖視圖；圖3是沿圖2中線III-III的水平剖面圖；圖4是本發(fā)明聲流體機(jī)第三實(shí)施例的垂直放大剖視圖；圖5是沿圖4中線V-V的水平剖面圖；圖6是本發(fā)明聲流體機(jī)第四實(shí)施例的垂直放大剖視圖；圖7是沿圖6中線VII-VII的水平剖面圖；圖8是本發(fā)明聲流體機(jī)第五實(shí)施例的垂直放大剖視圖；圖9是沿圖8中線IV-IV的水平剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明聲流體機(jī)第一實(shí)施例的垂直剖視圖。
圖示聲流體機(jī)具有聲共振器1、在聲共振器1的大直徑底部上的致動(dòng)器2和在小直徑上端的閥裝置3。
聲共振器1具有共鳴腔4，共鳴腔4具有較大直徑下端和較小直徑上端，共鳴腔4的內(nèi)表面滿足以下公式r(x)=rp-ro2cos(πLx)+rp+ro2]]>其中L是共鳴腔的長度，rp是致動(dòng)器下端或底部的半徑，ro是上端或吸氣或排氣上端的半徑。
致動(dòng)器2還作支承件使用，并具有通過致動(dòng)器2進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞5?；钊?由輕鋁制成，并裝配在共鳴腔4的下端。密封6裝配在活塞5的外圍。聲共振器1的下端具有外法蘭7，外法蘭7疊置在致動(dòng)器2的上表面上。通過合適數(shù)量的螺栓8將外法蘭7固定在致動(dòng)器2上。
閥裝置3包括并排設(shè)置的吸氣室12和排氣室16。吸氣室12具有入口9和吸氣孔11，吸氣孔11的底壁下表面具有內(nèi)止回閥10。排氣室16具有出口13和排氣孔15，排氣孔15的底壁上表面具有外止回閥14。吸氣室12通過分隔壁17與排氣室16隔開。
內(nèi)和外止回閥10和14包括由薄鋼板制成的簧片閥，它們分別固定在吸氣室12的底壁下表面上和排氣室15的底壁上表面上，或者是包括橡皮板閥。它們可包括球型閥或其它類型。
外止回閥13的閥開啟阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)止回閥10的閥開啟阻力。
通過精度約為0.1Hz的功能合成器(function synthesizer)(未示)控制致動(dòng)器2的驅(qū)動(dòng)頻率。
活塞5在聲共振器1下端的較大直徑底部上沿軸向進(jìn)行小幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)聲共振器中的壓力幅度很小時(shí)，使外部空氣通過入口9進(jìn)入吸氣室12并通過吸氣孔11和內(nèi)止回閥10進(jìn)入聲共振器1。當(dāng)聲共振器1中的壓力幅度很大時(shí)，空氣通過排氣孔15和外止回閥14進(jìn)入排氣室16，并在壓力下通過出口13從排氣室16中排出。
如上所述，排氣孔15中外止回閥14的閥開啟阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于吸氣孔11中內(nèi)止回閥10的閥開啟阻力。
因此，在開始操作時(shí)，用活塞5通過吸氣孔11和內(nèi)止回閥10吸入共鳴腔4的空氣不立即通過排氣孔15排出，而僅在共振腔4中的壓力超過特定值后，打開外止回閥14，使得空氣通過排氣孔15和出口13排出。
因此，吸入和排出共鳴腔4的氣體密度增大，由此獲得高排氣壓力和排氣量。
根據(jù)本發(fā)明，在中心附近有多個(gè)較小直徑孔18。
當(dāng)活塞5沿軸向進(jìn)行高速振動(dòng)時(shí)，靠近活塞5的氣體部分流過孔18而到達(dá)活塞5的相反側(cè)，使得作用在前表面和后表面的壓力減小。
因此，允許活塞5由輕而薄的材料制成，由此提高其使用壽命，并減小致動(dòng)器2的尺寸。
圖2是本發(fā)明聲流體機(jī)第二實(shí)施例的垂直放大剖視圖，圖3是沿圖2中線III-III的水平剖面圖。該基本結(jié)構(gòu)類似于圖1所示結(jié)構(gòu)，下面僅描述不同之處。
在活塞5的外圍表面形成合適數(shù)量的槽19，密封6設(shè)置在聲共振器1的內(nèi)表面上。
通過槽19，使活塞5的前后空間彼此相通，從而能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
圖4是本發(fā)明聲流體機(jī)第三實(shí)施例的垂直放大剖視圖，圖5是沿圖4中線V-V的水平剖面圖。
在活塞5的外圍表面制出合適數(shù)量的凹部20，密封6裝配在聲共振器1的內(nèi)周表面中。通過凹部20，使活塞5的前后空間彼此相通，從而能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
圖6是本發(fā)明聲流體機(jī)第四實(shí)施例的垂直放大剖視圖，圖7是沿圖6中線VII-VII的水平剖面圖。
在聲共振器1的內(nèi)周表面上制出合適數(shù)量的槽21，其微微超過活塞5往復(fù)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，密封6裝配在活塞5的外周表面中。
活塞5的前后空間通過槽21彼此相通，由此能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
圖8是本發(fā)明聲流體機(jī)第五實(shí)施例的垂直放大剖視圖，圖9是沿圖8中線IX-IX的水平剖面圖。
在聲共振器1的內(nèi)周表面上制出孔22，其微微超過活塞5往復(fù)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，使得活塞5的前后空間彼此相通?？?2包括上部22a和下部22b。密封6裝配在活塞5的外周表面中，因而能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
代替22，也可將固定在聲共振器1的外周表面上。
上述內(nèi)容僅涉及本發(fā)明的實(shí)施例。在不背離權(quán)利要求的范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種聲流體機(jī)，包括聲共振器；活塞，位于聲共振器的底部；致動(dòng)器，連接活塞，使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便使聲共振器中的氣體振動(dòng)；以及閥裝置，位于聲共振器的上端，活塞的前后空間彼此相通以減小施加在活塞上的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的聲流體機(jī)，其中貫穿活塞制有孔。
3.如權(quán)利要求1所述的聲流體機(jī)，其中在活塞的外周表面上制有槽。
4.如權(quán)利要求1所述的聲流體機(jī)，其中在活塞的外周表面上制有凹部。
5.如權(quán)利要求1所述的聲流體機(jī)，其中在活塞的內(nèi)周表面上制有槽。
6.如權(quán)利要求1所述的聲流體機(jī)，其中在聲共振器的周圍壁中制有孔，使活塞的前空間與后空間相通。
7.如權(quán)利要求1所述的聲流體機(jī)，其中在活塞的外周表面和聲共振器的內(nèi)周表面之間設(shè)有密封。
全文摘要
一種聲流體機(jī)，具有聲共振器和通過在聲共振器底部的致動(dòng)器進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞。閥裝置設(shè)置在聲共振器的上端。外部空氣通過閥裝置進(jìn)入聲共振器?；钊哂型?，活塞的前空間與后空間通過該通孔相通，由此減小施加在活塞上的載荷。
文檔編號(hào)F04B35/00GK1724870SQ200410069350
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月19日
發(fā)明者川橋正昭, 藤岡完, 齊藤昌之 申請(qǐng)人:阿耐斯特巖田株式會(huì)社