本發(fā)明總體上涉及正排量泵送裝置——也被稱作流體移動(dòng)器，諸如液體泵、氣體壓縮機(jī)和合成射流器——中流體的泵送，并且總體上涉及向流體的能量轉(zhuǎn)移。

背景技術(shù)：

當(dāng)與旋轉(zhuǎn)、活塞、離心和其它泵送方法相比時(shí)，隔膜提供了用于為諸如泵、壓縮機(jī)和合成射流器的小流體移動(dòng)器產(chǎn)生循環(huán)正排量的下輪廓裝置。一種類型的隔膜型流體移動(dòng)器，即合成射流裝置，當(dāng)用于冷卻諸如服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、路由器、筆記本電腦、HBLED和軍用電子設(shè)備的高功率密度和高功率耗散電子設(shè)備時(shí)可以提供顯著的能量節(jié)約。美國(guó)專利8272851和PCT申請(qǐng)WO2012/048179描述了用于合成射流系統(tǒng)和其它流體移動(dòng)器系統(tǒng)的多種布置，并且以上兩者的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參引并入本文。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，合成射流裝置的功能腔室通常相當(dāng)小，因?yàn)檎麄€(gè)裝置必須將尺寸設(shè)定成適合諸如筆記本計(jì)算機(jī)的空間受限產(chǎn)品，并且這些空間限制導(dǎo)致了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)的復(fù)雜性阻礙合成射流裝置以最優(yōu)的方式進(jìn)行操作。例如，功能腔室(其中流體在裝置內(nèi)被移動(dòng)以引起裝置外部所需的流體的移動(dòng))通常具有不規(guī)則的形狀或構(gòu)造，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)腔室中流動(dòng)的阻力。這種對(duì)流動(dòng)的阻力可降低泵送功率密度，這是因?yàn)檠b置必須做更多的功以克服湍流、流動(dòng)限制和/或?qū)η皇抑械牧鲃?dòng)的其他阻力引起的流動(dòng)壓力下降。設(shè)計(jì)復(fù)雜性還導(dǎo)致諸如增加裝置的總高度、導(dǎo)致裝置制造和組裝中的復(fù)雜性等的其他功能缺點(diǎn)。

作為示例，一個(gè)合成射流致動(dòng)器的復(fù)雜拓?fù)?topology)包括致動(dòng)器線圈，該致動(dòng)器線圈被布置成將隔膜或相關(guān)聯(lián)的電樞的至少一部分收容到線圈的中央開(kāi)口內(nèi)的空間中。也就是說(shuō)，致動(dòng)器線圈被布置成具有帶有中央開(kāi)口的環(huán)狀形狀，并且線圈和隔膜被配置成使得當(dāng)隔膜相對(duì)于線圈移動(dòng)時(shí)隔膜或相關(guān)聯(lián)的電樞的一部分被收容到線圈的開(kāi)口中。這種布置由于多種原因可能不是最佳的，諸如在隔膜部分被收容到線圈開(kāi)口中的區(qū)域中為流體提供不規(guī)則且復(fù)雜的流動(dòng)路徑、減小了隔膜的有效泵送面積(例如，在線圈開(kāi)口內(nèi)移動(dòng)的隔膜的部分在移動(dòng)流體方面可能不那么有效)、需要復(fù)雜的電樞形狀或其他構(gòu)型、增加隔膜/線圈結(jié)構(gòu)的總高度等。

本發(fā)明的方面提供了一種具有顯著地簡(jiǎn)化的且低輪廓線圈組件和/或隔膜的流體移動(dòng)器。例如，線圈組件可以布置成限定具有簡(jiǎn)單構(gòu)型的、相對(duì)低的總高度的、提高的磁性能(例如，降低的磁阻)和/或增強(qiáng)的流動(dòng)性能的平的大致平面結(jié)構(gòu)。在一種布置中，線圈組件可以包括具有環(huán)狀形狀和中央開(kāi)口的致動(dòng)器線圈。線圈可以通過(guò)圍繞線圈的外緣的線圈支撐件在流體移動(dòng)器腔室中被支撐，并且線圈的中央開(kāi)口可以至少部分地被插塞堵塞或填充。也就是說(shuō)，支撐件和/或插塞可以至少部分地或完全地填充線圈的平面中的線圈的邊緣周?chē)膮^(qū)域和/或線圈的中央開(kāi)口。因此，在一些布置中，線圈和線圈支撐件/插塞可以限定大致平的平面結(jié)構(gòu)，該大致平的平面結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的線圈和支撐件構(gòu)型相比被高度簡(jiǎn)化。在一些實(shí)施方式中，插塞和/或支撐件可以具有高磁導(dǎo)率，即包括具有大于一的相對(duì)磁導(dǎo)率的材料，并且因此用作通量回路的一部分，從而通過(guò)減小總磁通回路的總磁阻來(lái)增加致動(dòng)器力。這與一些現(xiàn)有系統(tǒng)形成對(duì)比，在現(xiàn)有系統(tǒng)中在線圈周?chē)?或在線圈的中央開(kāi)口中的區(qū)域不包括相對(duì)低的磁阻材料，而是僅包括或主要包括空氣填充的空間。在一些情況下，線圈和插塞和/或支撐件可以限定鄰近隔膜的平表面，隔膜本身可以向線圈組件提供平表面。這可以允許插塞和/或支撐件被緊密地定位到隔膜和/或電樞，以便減小隔膜和/或電樞之間的標(biāo)稱氣隙，從而增加在氣隙中由給定的線圈電流產(chǎn)生的磁力。在一些情況下，隔膜電樞和線圈組件可以被布置成使得在隔膜移動(dòng)期間沒(méi)有電樞或隔膜的其他部分中的部分被收納超過(guò)線圈的最接近的表面。相反，隔膜(和任何相關(guān)聯(lián)的電樞)的所有部分可以保持在包括線圈的至隔膜的最接近的表面的平面之外。

本發(fā)明的一些方面還可以提供具有減小的流動(dòng)阻力的線圈組件上的流動(dòng)路徑。例如，線圈組件或其部分可以被布置有一個(gè)或更多個(gè)大致平的邊界壁，并且因此允許在壁(多個(gè)壁)上平滑地流動(dòng)。例如，流體移動(dòng)器中的腔室可以在一側(cè)由線圈組件(例如，包括線圈和插塞和/或支撐件)限定，并且在相反側(cè)由能夠移動(dòng)的隔膜限定。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，可以控制線圈產(chǎn)生朝線圈吸引隔膜的一部分的磁場(chǎng)。隔膜的這種移動(dòng)改變了在線圈/插塞/支撐件與隔膜之間的空間或間隙中的腔室(或其一部分)的容積，從而引起腔室中的流動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，線圈組件和/或隔膜可各自限定至少部分地界定腔室并允許腔室中平滑流動(dòng)的平表面，例如，與其中線圈組件被配置為具有至少部分地限定腔室的不規(guī)則表面的布置相比。在一個(gè)實(shí)施方式中，線圈可以由線圈周?chē)木€圈支撐件進(jìn)行支撐，并且線圈可以布置成具有開(kāi)口的環(huán)狀環(huán)形狀，該開(kāi)口至少部分地由插塞填充。與隔膜相反的線圈的表面可以與插塞和/或線圈支撐件的表面齊平，使得線圈組件限定與隔膜相反的平表面。隔膜也可以具有與線圈組件相反的平表面，從而部分地限定具有兩個(gè)相反的平表面的腔室，在腔室中可發(fā)生的流動(dòng)可以基于隔膜的運(yùn)動(dòng)而在兩個(gè)相反的平表面之間進(jìn)行。

在本發(fā)明的一方面，流體移動(dòng)器包括具有出口開(kāi)口的腔室和具有在腔室中能夠移動(dòng)以使流體在出口開(kāi)口處移動(dòng)的部分的第一流體隔膜。腔室中的線圈組件可以被定位成鄰近第一流體隔膜，并且磁耦合至流體隔膜，以響應(yīng)于線圈中的電流而在腔室中移動(dòng)流體隔膜的能夠移動(dòng)的部分。也就是說(shuō)，線圈中的隨時(shí)間變化的電流可以使流體隔膜在腔室中振動(dòng)，使流體在出口開(kāi)口處運(yùn)動(dòng)。線圈組件可以包括具有環(huán)狀形狀的線圈和在環(huán)狀形狀內(nèi)部的開(kāi)口，例如，線圈可以布置為具有中央開(kāi)口的圓形或卵形環(huán)。線圈組件還可以包括開(kāi)口中的(例如，部分地或完全地堵塞或填充開(kāi)口的)插塞或線圈的外圍周?chē)脑谇皇抑兄尉€圈的支撐件中的至少一個(gè)。插塞和/或支撐件可以包括具有大于一的相對(duì)磁導(dǎo)率的材料，并且被布置成使得由線圈中的電流所產(chǎn)生的、使流體隔膜運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)線通過(guò)插塞和/或支撐件。利用這種布置，例如通過(guò)減小包括隔膜和/或電樞的磁通量回路的氣隙磁阻，插塞和/或支撐件可以增加針對(duì)給定線圈電流施加到隔膜的磁力。插塞和/或支撐件還可以用作隔膜與線圈組件的相反側(cè)上的流體移動(dòng)器的另一部分(諸如第二隔膜)之間的物理屏障或壁。所提供的屏障或壁可以減小對(duì)腔室中的流體流動(dòng)的阻力，并且改善系統(tǒng)的磁性能。

在一些結(jié)構(gòu)中，第一流體隔膜和線圈組件可以被布置成使得在流體隔膜的移動(dòng)期間沒(méi)有流體隔膜的部分進(jìn)入線圈的開(kāi)口，例如，隔膜的任何部分都不能通過(guò)包括最接近隔膜定位的線圈的一部分的平面。因此，隔膜可以被定位成非常接近線圈組件，但是不在由線圈限定的空間內(nèi)移動(dòng)。在一些情況下，插塞可以完全堵塞線圈的開(kāi)口，例如使得流體不能移動(dòng)通過(guò)開(kāi)口。類似地，支撐件可以緊鄰在其中定位線圈的孔周?chē)木€圈的外圍，使得流體不能通過(guò)線圈和支撐件之間的任何間隙或開(kāi)口。線圈和支撐件和/或插塞可以限定平的結(jié)構(gòu)，例如其中支撐件、線圈和/或插塞都近似具有相同厚度的大致平面結(jié)構(gòu)。在一些情況下，包括支撐件、線圈和插塞的線圈組件可以限定具有約0.005至約0.1的厚度寬度比(thickness to widthratio)的結(jié)構(gòu)。在一些情況下，隔膜可包括具有類似平的結(jié)構(gòu)的電樞，例如形成為具有大于一的相對(duì)磁導(dǎo)率并且厚度寬度比為大約0.002至0.1的材料的平板。

在一些實(shí)施方式中，可以為流體移動(dòng)器設(shè)置兩個(gè)隔膜，例如，第一流體隔膜可以被定位在線圈組件的頂部的上方，并且第二流體隔膜被定位在線圈的底部的下方。支撐件、線圈和/或插塞可以限定與第一流體隔膜相反的第一平表面和與第二流體隔膜相反的第二平表面?？梢曰诰€圈的繞組中的電流使隔膜朝彼此移動(dòng)。也就是說(shuō)，在第一流體隔膜和線圈組件之間以及第二流體隔膜與線圈組件之間可分別存在上間隙和下間隙，并且流體移動(dòng)器可以被布置成基于第一流體隔膜和第二流體隔膜相對(duì)于殼體的運(yùn)動(dòng)在上間隙和下間隙中移動(dòng)流體。

本發(fā)明的各方面還可以提供限定在一側(cè)的線圈和插塞或線圈支撐件與另一側(cè)上的能夠移動(dòng)隔膜之間的腔室，其在線圈/插塞/支撐件與隔膜之間具有均勻的間隙厚度或距離。通過(guò)為腔室提供均勻的間隙厚度，例如由于減小的湍流、對(duì)流動(dòng)的限制或阻止腔室中的流動(dòng)的其它特性，可以較少地限制腔室中的流動(dòng)。均勻的間隙厚度可以通過(guò)將線圈/插塞/支撐件和隔膜布置成具有彼此均勻間隔開(kāi)的相反的平表面，或者以其他方式，例如通過(guò)使線圈/插塞/支撐件和隔膜具有互補(bǔ)形狀的表面(諸如，錐形、球形等)，其在表面之間具有均勻的距離。

在一些實(shí)施方式中，腔室可以包括布置在線圈/插塞/支撐件的相反側(cè)的兩個(gè)部分或間隙，并且線圈/插塞/支撐件可以在其兩側(cè)上限定低阻力流動(dòng)表面。隔膜可以被布置在線圈/插塞/支撐件的相反兩側(cè)上，使得線圈的控制可以使兩個(gè)隔膜移動(dòng)，從而導(dǎo)致在線圈/插塞/支撐件兩側(cè)的腔室部分或間隙中的流動(dòng)。與上述實(shí)施方式一致，線圈/插塞/支撐件可以限定與兩個(gè)隔膜的平表面相反的平表面。其他結(jié)構(gòu)也是可能的，諸如在線圈/插塞/支撐件的一側(cè)或兩側(cè)上的腔室部分中提供均勻的間隙厚度，提供線圈的表面以在線圈的一側(cè)或兩側(cè)上與一個(gè)或多個(gè)支撐板的表面齊平，在線圈/插塞的一側(cè)或兩側(cè)上提供平的線圈/插塞表面等。布置在線圈的相反側(cè)上的隔膜的這種結(jié)構(gòu)可以提供高效的致動(dòng)器，例如，可以控制隔膜的運(yùn)動(dòng)以減少振動(dòng)并利用系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械共振頻率。然而，本發(fā)明的方面可以與單隔膜流體移動(dòng)器一起使用。

本發(fā)明的一些方面提供了在兩個(gè)相對(duì)的流體隔膜之間提供物理屏障或分隔的線圈組件結(jié)構(gòu)。屏障壁或分隔壁可以由高導(dǎo)磁材料制成或以其他方式包括高導(dǎo)磁材料，其增強(qiáng)可以由流體隔膜上的線圈組件中的電流施加的磁力。這與以下系統(tǒng)相反，該系統(tǒng)具有相反的隔膜以及隔膜之間的線圈組件，但是僅具有將隔膜的至少一部分彼此分開(kāi)的單個(gè)氣隙。然而，通過(guò)在隔膜的至少部分之間(例如，在致動(dòng)器線圈的中央開(kāi)口處和/或在線圈的外圍周?chē)?提供高磁導(dǎo)率分隔壁，可以增強(qiáng)隔膜上的磁吸引力，并且可以幾乎等于盡管在磁通回路中引入了兩個(gè)獨(dú)立振蕩的氣隙的情況。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，線圈組件可以包括形成為支撐在一對(duì)流體隔膜之間的環(huán)狀環(huán)的線圈。與現(xiàn)有系統(tǒng)相反，線圈的開(kāi)口內(nèi)側(cè)可以被中央插塞或板堵塞或以其它方式至少部分地填充。中央插塞可以由導(dǎo)磁材料制成，使得可以增強(qiáng)由線圈中的電流產(chǎn)生的對(duì)隔膜的吸引力，例如與不存在中央插塞的布置相比而強(qiáng)化。替代地或另外地，線圈的外圍周?chē)闹渭梢詫?dǎo)磁材料制成，例如具有大于一的相對(duì)磁導(dǎo)率。盡管在磁通回路中引入了兩個(gè)獨(dú)立振蕩的氣隙，這種布置也可以幫助在隔膜上產(chǎn)生幾乎相等的力，這可以幫助減少流體移動(dòng)器殼體的振動(dòng)，因?yàn)楦裟そ?jīng)歷相對(duì)相等且相反的力，這樣的力使得隔膜以幾乎相等且相反的運(yùn)動(dòng)(例如，幾乎相同的位移、速度和加速度特性)在腔室中移動(dòng)。

在本發(fā)明的一方面，流體移動(dòng)器包括具有出口開(kāi)口的腔室，例如，殼體可以限定腔室并且可以包括至腔室的流體可以流動(dòng)通過(guò)的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。腔室中的第一流體隔膜和第二流體隔膜可以各自具有能夠在腔室中移動(dòng)以使流體在出口開(kāi)口處移動(dòng)的部分。例如，可以使隔膜在腔室中振蕩，以此方式使得流體移入和移出出口開(kāi)口。腔室中的線圈組件可以被定位在第一流體隔膜和第二流體隔膜之間并且耦合到流體隔膜以移動(dòng)腔室中的流體隔膜的可移動(dòng)部分。例如，線圈組件中的電流可以產(chǎn)生使得隔膜的一部分朝線圈組件移動(dòng)的磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，線圈組件可以包括具有環(huán)狀形狀的線圈和在環(huán)狀形狀內(nèi)部的開(kāi)口，并且中央插塞可以至少部分地堵塞或填充線圈的開(kāi)口。也就是說(shuō)，中央插塞可以充當(dāng)?shù)谝桓裟づc第二隔膜之間的屏障或分隔壁。在中央插塞由導(dǎo)磁材料制成的布置中，中央插塞可以增強(qiáng)由線圈中的電流產(chǎn)生的對(duì)隔膜的吸引力的強(qiáng)度。也就是說(shuō)，中央插塞充當(dāng)通量回路的一部分，從而通過(guò)減小通量回路的總磁阻來(lái)增加致動(dòng)器力。

在一些實(shí)施方式中，支撐件可以被布置在線圈周?chē)栽谇皇抑兄尉€圈。此外，支撐件、線圈和中央插塞可以一起限定平的結(jié)構(gòu)，例如，包括分別與第一流體隔膜和第二流體隔膜相反的第一平表面和第二平表面。如上所述，盡管在通量回路中引入兩個(gè)獨(dú)立振蕩的氣隙，這些平表面可以提供減小的流動(dòng)阻力，而不會(huì)在隔膜上引起不相等的力。在一個(gè)實(shí)施方式中，支撐件被形成為具有孔的平板，線圈被定位在該孔中，線圈的第一上表面可以與支撐件的第二上表面位于同一平面中，并且線圈的第二下表面可以與支撐件的第二下表面位于同一平面中。類似地，中央插塞的上表面和下表面可以與線圈的上表面和下表面位于同一平面中，例如，中央插塞可以制成為具有與線圈和線圈支撐件相同厚度的平板。在另一個(gè)實(shí)施方式中，線圈支撐件由高磁導(dǎo)率磁性材料制成，使得支撐件充當(dāng)通量回路的一部分，從而通過(guò)減小總磁阻來(lái)增加致動(dòng)器力。

在一些實(shí)施方式中，第一隔膜和第二隔膜各自包括分別定位在鄰近線圈和中央插塞的第一隔膜和第二隔膜的一側(cè)上的第一電樞和第二電樞。這些電樞可以各自限定與線圈和中央插塞相反的平表面。因此，電樞和支撐/線圈/中央插塞可以限定彼此相反的平表面。在第一電樞與支撐件、線圈和中央插塞之間，以及在第二電樞與支撐件、線圈和中央插塞之間可分別存在上間隙和下間隙，并且電樞的移動(dòng)可使流體在上間隙和下間隙中移動(dòng)，并且由此引起流體在出口開(kāi)口處的運(yùn)動(dòng)?？梢跃哂性陔姌猩系木鶆蚝穸鹊纳祥g隙和下間隙可以例如經(jīng)由線圈支撐件或中央插塞中的孔彼此流體連通，這可以幫助在隔膜上保持相對(duì)相等的動(dòng)態(tài)壓力。

在本發(fā)明的另一方面，流體移動(dòng)器可以包括具有出口開(kāi)口的腔室和具有在腔室中可移動(dòng)以使流體在出口開(kāi)口處移動(dòng)的部分的流體隔膜。腔室中的線圈組件可以耦合至流體隔膜以移動(dòng)流體隔膜的在腔室中的該部分，并且可以包括布置為具有開(kāi)口的環(huán)狀體的線圈。線圈的開(kāi)口中的插塞可以完全地、基本上或至少部分地堵塞或填充開(kāi)口。在一些實(shí)施方式中，插塞可以具有與隔膜相反的第一表面，并且第一表面可以與線圈的與隔膜相反或最接近的表面齊平或與其位于同一平面中。在又一些實(shí)施方式中，在腔室中支撐線圈的線圈的線圈周?chē)闹渭梢耘c線圈和/或插塞一起限定與流體隔膜相反的平表面。例如，支撐件可以被形成為具有孔的平板，線圈被定位在該孔中，并且線圈的上表面可以與支撐件的上表面位于同一平面中。

在一些實(shí)施方式中，流體移動(dòng)器可以包括兩個(gè)隔膜，例如，定位在線圈頂部上方的第一流體隔膜和定位在線圈底部下方的第二流體隔膜。支撐件、線圈和/或插塞可以限定與第一隔膜相反的第一平表面和與第二流體隔膜相反的第二平表面。在第一流體隔膜與線圈之間以及第二流體隔膜與線圈之間可以分別存在上間隙和下間隙，并且流體移動(dòng)器可以被布置成基于第一流體隔膜和第二流體隔膜相對(duì)于殼體的移動(dòng)在上間隙和下間隙中移動(dòng)流體。例如，支撐件和線圈可以被布置成相對(duì)于腔室保持固定，并且線圈中的電流可以使第一隔膜和第二隔膜相對(duì)于腔室移動(dòng)，例如，在腔室中以0.1Hz至1kHz或更高的頻率振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，或者替代地以非周期性間隔發(fā)生的單個(gè)跳動(dòng)(pulse)。在一些實(shí)施方式中，流體隔膜具有相對(duì)于腔室固定的外圍，并且線圈組件被布置成相對(duì)于腔室移動(dòng)位于外圍內(nèi)部的流體隔膜的部分。

根據(jù)以下描述本發(fā)明的這些和其他方面將是明顯的。

附圖說(shuō)明

包含在說(shuō)明書(shū)中并且形成了說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖圖示了本發(fā)明的選定的實(shí)施方式，并且附圖連同說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：

圖1示出了說(shuō)明性實(shí)施方式中的流體移動(dòng)器的立體圖；

圖2示出了沿著圖1中的線2-2的流體移動(dòng)器的截面圖；

圖3示出了圖1的流體移動(dòng)器的分解視圖；

圖4示出了圖1實(shí)施方式的下殼體部分的分解視圖；以及

圖5示出了在沒(méi)有噴嘴就位的情況下的流體移動(dòng)器的立體側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的各方面在應(yīng)用中不限于以下描述中所闡述的或附圖中所圖示的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)?？梢圆捎闷渌麑?shí)施方式并且可以以多種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各方面。此外，本發(fā)明的各方面能夠單獨(dú)使用或以彼此任何合適的組合來(lái)使用。因而，本文中所使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的而不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制。

圖1和圖2分別是說(shuō)明性實(shí)施方式中的流體移動(dòng)器4的立體示意圖和截面圖，流體移動(dòng)器4包括殼體1，殼體1限定具有內(nèi)部容積的腔室6，第一隔膜2a、第二隔膜2b和線圈組件12位于該內(nèi)部容積中。在該實(shí)施方式中，腔室6的內(nèi)部容積被劃分成三個(gè)主要部分：位于第一隔膜2a上方的第一外腔室6a、位于第一隔膜2a與第二隔膜2b之間的中央腔室6b以及位于第二隔膜2b下方的第二外腔室6c。如以下進(jìn)一步討論的，中央腔室6b被線圈組件12劃分成第一間隙25和第二間隙26。如可在圖5中更清楚地看到的，在腔室6中，第一外腔室6a和第二外腔室6c以及中央腔室6b被隔膜2彼此隔離開(kāi)，并且與位于腔室6的一側(cè)的出口開(kāi)口8連通。在該實(shí)施方式中，第一外腔室6a和第二外腔室6c以及中央腔室6b中的每個(gè)分別與出口的獨(dú)立的區(qū)段即8a、8c和8b連通。如果需要的話，出口開(kāi)口8可以位于其他位置，比如腔室6的頂部或底部處，并且在一些實(shí)施方式中，諸如液體泵和氣體壓縮機(jī)，可以設(shè)置有兩個(gè)或更多個(gè)開(kāi)口8，并且這些開(kāi)口還可以包括閥以能夠進(jìn)行流體壓縮和/或單向流動(dòng)。

如以下更詳細(xì)地描述的，隔膜2a、2b可控制以在腔室6中周期性地移動(dòng)從而空氣或其他流體在相應(yīng)的開(kāi)口區(qū)段8a、8b、8c處被交替地吸入第一外腔室6a和第二外腔室6c以及中央腔室6b，并且然后被驅(qū)動(dòng)沿箭頭10的方向離開(kāi)開(kāi)口部段8a、8b、8c。如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且在美國(guó)專利8272851中更詳細(xì)地描述的，在出口開(kāi)口8處的這種空氣流運(yùn)動(dòng)會(huì)引起沿箭頭10的方向遠(yuǎn)離開(kāi)口8移動(dòng)的一系列空氣脈沖和旋渦的形成，從而產(chǎn)生合成射流。在該實(shí)施方式中，流體移動(dòng)器4包括出口噴嘴或歧管7，出口噴嘴或歧管7在出口開(kāi)口8處配裝至殼體1。出口噴嘴7可以被布置成對(duì)流速、流動(dòng)方向和流動(dòng)位置和/或來(lái)自流體移動(dòng)器4的流動(dòng)的其他特征進(jìn)行控制。例如，在該實(shí)施方式中，出口噴嘴7包括三排開(kāi)口71，三排開(kāi)口71被布置成分別導(dǎo)引來(lái)自出口開(kāi)口區(qū)段8a、8b、8c中的每個(gè)的流動(dòng)。即，噴嘴開(kāi)口71中的每排噴嘴開(kāi)口對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的出口區(qū)段8a、8b、8c和相應(yīng)的腔室區(qū)段6a、6b、6c，并且噴嘴開(kāi)口71中的每排噴嘴開(kāi)口被布置成使用由相應(yīng)的開(kāi)口71形成的每個(gè)射流形成多個(gè)合成射流。然而，應(yīng)明白的是，用于出口噴嘴或歧管7的其他布置是可能的，諸如使用不同的端口幾何形狀(諸如單個(gè)的狹槽的端口替代一排圓形的端口開(kāi)口等)沿其他方向發(fā)送流體或?qū)⒘黧w發(fā)送到一個(gè)或更多個(gè)空氣流動(dòng)管道中。

在該實(shí)施方式中，線圈組件12包括支撐件21、線圈22和插塞23。支撐件21被布置成在腔室6中對(duì)線圈22和插塞23進(jìn)行支撐，例如使得支撐件21、線圈22和插塞23相對(duì)于殼體1保持固定。線圈22磁耦合至隔膜2a、2b，使得線圈22中的電流可引起一部分隔膜2a、2b的一部分的運(yùn)動(dòng)。即，線圈22中的電流可產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)對(duì)隔膜2a、2b產(chǎn)生吸引力，吸引力使隔膜2a、2b朝線圈組件12移動(dòng)。隔膜2a、2b的該運(yùn)動(dòng)引起在第一外腔室6a和第二外腔室6c以及中央腔室6b(通過(guò)調(diào)節(jié)腔室6a至6c的容積)中發(fā)生流動(dòng)并且相應(yīng)地在出口開(kāi)口區(qū)段8a、8b、8c處發(fā)生流動(dòng)。

線圈組件12的操作可以由控制器14控制(例如，包括適合地編程的通用計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)處理裝置)，控制器14接收(例如，來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)傳感器、用戶輸入裝置等的)控制信息并且對(duì)線圈組件12的操作和/或其他流體移動(dòng)器部件相應(yīng)地進(jìn)行控制?？刂破?4可包括任何適合的部件以執(zhí)行期望的控制、通信和/或其他功能。例如，控制器14可以包括用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理功能的諸如一個(gè)或更多個(gè)通用計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)或更多個(gè)微處理器或PIC等的控制電路，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或操作指令的一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器(例如，包括易失性存儲(chǔ)器和/或非易失性存儲(chǔ)器，諸如光盤(pán)和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁帶或磁盤(pán)存儲(chǔ)器等)，用于有線或無(wú)線通信的通信總線或其他通信裝置(例如，包括各種線、開(kāi)關(guān)、連接器、以太網(wǎng)通信裝置、WLAN通信裝置等)，軟件或其他的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(例如，包括用于執(zhí)行與對(duì)流體移動(dòng)器4和其他部件進(jìn)行控制有關(guān)的功能的指令)，電力供給或其他電源(諸如用于與電源插座(electricaloutlet)配合的插頭(plug)、電池、變壓器等)，繼電器，用于驅(qū)動(dòng)線圈組件12的其他開(kāi)關(guān)裝置和/或驅(qū)動(dòng)電路，機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)，一個(gè)或更多個(gè)傳感器或數(shù)據(jù)輸入裝置(諸如檢測(cè)隔膜2a、2b的運(yùn)動(dòng)和/或位置的傳感器以及/或者檢測(cè)由流體移動(dòng)器4產(chǎn)生的射流冷卻的裝置的溫度、使用者操作的按鈕或開(kāi)關(guān)、從另一裝置接收控制指令的接口等)，用戶數(shù)據(jù)輸入裝置(諸如按鈕、轉(zhuǎn)盤(pán)、旋鈕、鍵盤(pán)、觸摸屏或其他)，信息顯示裝置(諸如LCD顯示器、指示燈、打印機(jī)等)，和/或用于提供期望的輸入/輸出和控制功能的其他部件。簡(jiǎn)而言之，控制器114可包括任何合適的部件以執(zhí)行針對(duì)流體移動(dòng)器4或針對(duì)諸如液體泵、氣體壓縮機(jī)或聲學(xué)泵和壓縮機(jī)的其他流體移動(dòng)器的期望的控制和通信功能。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，插塞23可以至少部分地堵塞(occlude)或填充線圈22的開(kāi)口，例如，使得插塞23至少部分地將第一隔膜和第二隔膜彼此分開(kāi)。(還應(yīng)指出的是，可以在流體移動(dòng)器中僅使用一個(gè)隔膜的實(shí)施方式中采用該方面。因此，例如，插塞23可將單個(gè)隔膜與流體移動(dòng)器4的在線圈組件12的相反側(cè)上的其他部分(諸如殼體1的一部分)分隔開(kāi)。在該實(shí)施方式中，線圈22被配置為具有開(kāi)口的環(huán)狀環(huán)，該環(huán)狀環(huán)可以是圓形、卵形、橢圓形或其他閉環(huán)形狀，并且插塞23可以具有與環(huán)狀環(huán)的開(kāi)口的尺寸和形狀匹配的形狀。例如，插塞23可以由具有大約0.030英寸厚度的鋼的平的板制成，插塞23完全堵塞或填充線圈開(kāi)口，盡管其他形狀和/或尺寸也是可能的，包括那些其中插塞23僅部分地填充開(kāi)口的形狀和/或尺寸。插塞23的厚度可以例如與線圈22的厚度大約相同，使得插塞23的上表面與線圈22的上表面齊平，并且使得插塞23的下表面與線圈22的下表面齊平。在一些布置中，插塞23和線圈22的上表面和下表面可以分別位于同一平面，盡管這未必是必須的，例如，插塞23也可以在線圈22的上方和/或下方突出。因此，線圈22和插塞23可以限定平的、大致平面的結(jié)構(gòu)，盡管線圈22和插塞23的上表面和/或下表面未精確地布置在共用平面中。例如，通過(guò)限定具有低的流動(dòng)阻力的平表面或其他表面的插塞和線圈，插塞23的該布置可以提供在間隙25、26中改進(jìn)的流動(dòng)特性。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以在線圈周?chē)贾糜糜诰€圈的支撐件，以在隔膜之間的提供除了處于線圈的中央開(kāi)口的插塞之外的或替代處于線圈的中央開(kāi)口的插塞的間分隔壁或屏障。例如，如圖2中所示，線圈22可以在其外圍處被支撐件21圍繞，支撐件21在線圈22的外圍處緊鄰線圈22。在圖2中所示的實(shí)施方式中，支撐件21被布置為具有孔的平板，并且支撐件21的厚度近似等于線圈21的厚度，其中，在該孔處線圈22被支撐。因此，支撐件21和線圈22(以及可能的插塞23)可以限定平的大致平面的結(jié)構(gòu)。在一些布置中，支撐件21可以布置成與線圈和/或插塞一起在線圈組件12的上表面和/下表面處限定平表面，例如，通過(guò)使支撐件21布置為平的板，其中，板的上表面和下表面與線圈22或插塞23的上表面和下表面平齊或位于同一平面。如上所述，支撐件21、線圈22和/或插塞23的上表面和下表面未精確地被布置在共用平面中，但是支撐件21、線圈22和/或插塞23仍可以限定具有在頂部和/或底部上的平表面的平的結(jié)構(gòu)。對(duì)于線圈組件12的該平的結(jié)構(gòu)布置可以提供相對(duì)緊湊的線圈組件，并且其表現(xiàn)出跨越線圈組件12的流動(dòng)的低的阻力。此外，線圈組件12的平的性質(zhì)可以允許隔膜(多個(gè)隔膜)2被非常緊密地定位至線圈組件12，由此增大線圈組件12的磁場(chǎng)可以施加在隔膜(多個(gè)隔膜)2上的力。

如上所述，線圈組件12能夠經(jīng)由磁耦合移動(dòng)流體隔膜(多個(gè)隔膜)2，即，線圈組件12未機(jī)械地連接至隔膜(多個(gè)隔膜)2來(lái)引起它們的運(yùn)動(dòng)。如將理解的，線圈22的繞組中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)以耦合線圈組件12和隔膜(多個(gè)隔膜)2，并且圖2示出了閉環(huán)50，閉環(huán)50圖示出了可以由線圈22中電流產(chǎn)生的通量回路的路徑。實(shí)際通量線根據(jù)諸如線圈的總安培匝數(shù)、線圈22周?chē)牟牧系拇艑?dǎo)率、單個(gè)部件的尺寸等的各種因素將可能具有不同于環(huán)路50的并且變化的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，支撐件21和/或插塞23可具有高的相對(duì)磁導(dǎo)率、例如，大于一的相對(duì)磁導(dǎo)率，其可以增大隔膜(多個(gè)隔膜)2上的線圈的磁場(chǎng)的磁力。即，一般來(lái)說(shuō)，由于支撐件21和/或插塞23可以降低磁通量環(huán)路50的磁阻，因此可以通過(guò)增加高磁導(dǎo)率的支撐件21和/或插塞23來(lái)增加隔膜(多個(gè)隔膜)2上的、由線圈22中的電流產(chǎn)生的吸引磁力。例如，支撐件21和插塞23可以使用高磁導(dǎo)率材料填充線圈22的平面中的氣隙，由此減小系統(tǒng)的磁阻。因此，支撐件21和/或插塞23可以消除或降少原本通過(guò)使隔膜(多個(gè)隔膜)2的任何部分延伸超過(guò)線圈22的最接近的表面來(lái)降低磁通環(huán)路50的磁阻(例如，延伸到線圈22的開(kāi)口中或以其他方式延伸超過(guò)線圈的平面)的任何需要。即，雖然其他線圈/隔膜布置可能需要穿透隔膜(或相關(guān)聯(lián)的電樞)超過(guò)最接近的線圈表面的平面(例如，進(jìn)入線圈開(kāi)口)，但是支撐件21和/或插塞23可避免這種要求，并且還可以提供在隔膜(多個(gè)隔膜)2上的改進(jìn)的力特征。

隔膜(多個(gè)隔膜)2將大致包括導(dǎo)磁的材料或磁性材料，使得由線圈22產(chǎn)生的此處將產(chǎn)生引起隔膜(多個(gè)隔膜)2運(yùn)動(dòng)的磁力。在該說(shuō)明性實(shí)施方式中，隔膜2每個(gè)均包括電樞31，電樞31制成為鄰近線圈22的一側(cè)上的隔膜2的圓形的平的板，使得該板與線圈組件12相反。電樞31由具有高磁導(dǎo)率的鋼制成，并且在該實(shí)施方式中具有大約0.010英寸的厚度，但是其他布置也是可能的。隔膜2還包括附接至電樞31并且與電樞31一起移動(dòng)并且將隔膜2的相反兩側(cè)彼此氣動(dòng)分開(kāi)的其他部件。例如，隔膜2可以包括在隔膜2的外圍33處附接至殼體1的一個(gè)或更多個(gè)彈簧鋼的板。因此，隔膜2的外圍33可相對(duì)于殼體1保持固定，即使隔膜2的內(nèi)部部分在線圈組件12的影響下移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，例如，一個(gè)或更多個(gè)彈簧鋼的板可以是同心的并且彼此被間隙間隔開(kāi)，以提升隔膜2的泵送性能，并且間隙可以被諸如彈性體的包覆模制件32流體地密封。包覆模制件32可防止流體流動(dòng)通過(guò)在隔膜部件部分之間的間隙(多個(gè)間隔)，并且還將有助于將隔膜部分接合在一起。當(dāng)然，其他隔膜結(jié)構(gòu)也是可能的，諸如在WO2012/048179中描述的那些。

通過(guò)導(dǎo)磁的插塞23和/或通過(guò)導(dǎo)磁的支撐件21可以提供的一個(gè)特征是即使增加插塞23和支撐件21將獨(dú)立振蕩磁性氣隙的2引入到磁通環(huán)路中，這也不會(huì)導(dǎo)致隔膜和/或電樞上的獨(dú)立的力，因此不會(huì)增加殼體的振動(dòng)。因此，線圈組件12可以在第一隔膜2a和第二隔膜2b上保持相等或幾乎相等的(但相反的)磁力。相等的力將導(dǎo)致隔膜2a、2b相等或幾乎相等的位移，相等或幾乎相等的位移將會(huì)導(dǎo)致抵消或幾乎抵消殼體1上的隔膜慣性反作用力。由于隔膜2a、2b上的相反的且相等的力可以被傳遞至殼體1或可以被殼體1抵消，這樣可以有助于保持流體移動(dòng)器4的低的振動(dòng)。因此，可以使殼體1的振動(dòng)最小化。因此，可以在不增大殼體振動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)通過(guò)線圈組件提供減小腔室流動(dòng)阻力和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。

為了進(jìn)一步輔助以助于減小振動(dòng)，流體移動(dòng)器4可以被布置成幫助保持隔膜2a、2b上的相等的泵送載荷。例如，流體移動(dòng)器4可以被布置成通過(guò)在間隙25、26中具有幾乎相等的動(dòng)態(tài)壓力使得隔膜2a、2b經(jīng)受相等的運(yùn)動(dòng)阻力。這可以通過(guò)提供一個(gè)或更多個(gè)開(kāi)口或允許在每個(gè)隔膜2a、2b與線圈組件12之間的空間或間隙25、26之間的流體連通的其他流體路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，圖3示出了流體移動(dòng)器4的分解圖，其中，第一殼體部分1a(其具有附接至其的第一隔膜2a)與第二殼體部分1b(其具有附接至其的第二隔膜2b)分隔開(kāi)。線圈組件12被定位在第一殼體部分1a與第二殼體部分1b之間，并且支撐件21、線圈22和插塞23被布置在一起以在間隙25、26之間限定至少略微流體緊密的結(jié)構(gòu)。然而，支撐件21包括在從電樞31徑向向外的區(qū)域中(也參見(jiàn)圖2)線圈22周?chē)贾玫拈_(kāi)口24。這些開(kāi)口24提供了第一隔膜2a與線圈組件12之間的第一間隙25同第二隔膜2b與線圈組件12之間的第二間隙26之間的流體連通。因此，第一間隙25和第二間隙26中的壓力可以被保持為幾乎相等，由此呈現(xiàn)具有幾乎相等的載荷或運(yùn)動(dòng)阻力的隔膜2a、2b。

圖3還示出了支撐件21被布置成靠近出口開(kāi)口8的開(kāi)口24(在圖3中的左側(cè))允許來(lái)自第一間隙25和第二間隙26的流動(dòng)在與出口噴嘴或歧管7相互作用之前匯合在一起。圖3還圖示出了第二隔膜2b的電樞31中的鍵孔形凹陷31a。該凹陷31a提供了用于至線圈22的控制線或引線的物理間隙，并且如果需要的話該可以去除物理間隙。第一隔膜2a的電樞31(未示出)可以具有類似的鍵孔凹陷31a，該鍵孔凹陷31a未必用于提供布線空間，而是確保電樞31具有類似的磁力響應(yīng)和質(zhì)量。

圖4示出了第二殼體部分1b和第二流體隔膜2b的分解視圖。第一殼體部分1a和第一流體隔膜2a以與圖4中所示相似的方式被布置，并且因此未被示出。在該實(shí)施方式中，第二隔膜2b包括組裝至另一隔膜部件的電樞31，其附接至隔膜框架34?？蚣?4在腔室6中提供了對(duì)隔膜2b的支撐，以及提供用于隔膜2b至第二殼體部分1b的附接點(diǎn)，并且提供了在第二腔室部分6c與中央腔室部分6b之間(例如，在靠近出口開(kāi)口8的區(qū)域中)的分隔壁或屏障。該實(shí)施方式中的電樞31被布置為除了靠近外圍33的折曲(flex)區(qū)域之外，幾乎覆蓋在包覆模制件32的內(nèi)徑的內(nèi)側(cè)的全部隔膜區(qū)域。被包覆模制件32覆蓋的該隔膜2的折曲區(qū)域是在當(dāng)隔膜的更多中央部分在磁力的影響下移動(dòng)時(shí)隔膜2發(fā)生彎曲的大部分所在的位置。如上所指出的，該折曲區(qū)域可以包括類鉸鏈(hinge-like)特征、彈性部件或被布置成為隔膜2提供期望的折曲特征的其他，諸如對(duì)于給定機(jī)械諧振頻率、隔膜中央部分的運(yùn)動(dòng)的范圍等所期望的彈簧剛度。

上述實(shí)施方式的應(yīng)用能夠建立在無(wú)論借助于機(jī)械的容積位移能量被傳遞至流體的任何位置。應(yīng)用包括：例如流體移動(dòng)器，諸如泵、壓縮機(jī)和合成射流器；將流體能量施加至流體填充的用于應(yīng)用的聲共振器，諸如聲學(xué)壓縮機(jī)或熱聲(thermoacoustic)發(fā)動(dòng)機(jī)、蜂鳴器和作為聲音再現(xiàn)中揚(yáng)聲器紙盆(speaker cone)元件。

本文中所提供的各實(shí)施方式不是意在窮舉或者將本發(fā)明限制于公開(kāi)的精確形式，并且鑒于以上教導(dǎo)許多修改和變型是可能的。選擇和描述各實(shí)施方式以最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠在各種實(shí)施方式中并以適于所預(yù)期的特定用途的各種修改來(lái)最佳地利用本發(fā)明。盡管以上描述包含了許多詳細(xì)說(shuō)明，但這些不應(yīng)當(dāng)被解讀為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，而是作為本發(fā)明的替代實(shí)施方式的舉例。

除非清楚地被指示為相反，否則如本文的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所使用的，不定冠詞“一(a)”和“一個(gè)(an)”應(yīng)當(dāng)被理解為表示“至少一個(gè)”。

如本文的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所使用的短語(yǔ)“和/或”應(yīng)當(dāng)被理解為表示如此結(jié)合的元件中的“任一個(gè)或兩個(gè)”，即，在一些情況下以結(jié)合的方式存在而在其他情況下以分離的方式存在的元件。當(dāng)以相同的方式來(lái)解讀用“和/或”列出的多個(gè)元件應(yīng)，即，如此結(jié)合的元件中的“一個(gè)或更多個(gè)”。除了通過(guò)“和/或”語(yǔ)句特別指出的元件之外，其他元件可以可選地存在，而不管與特別指出的這些元件相關(guān)或不相關(guān)。

本文中使用的“包含(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”和/或其變型是指包含其后列出的項(xiàng)目及其等同物以及附加項(xiàng)目。

還應(yīng)當(dāng)理解的是，除非清楚地指示為相反，否則在本文中所要求保護(hù)的包含多于一個(gè)步驟或動(dòng)作的任何方法中，方法的步驟或動(dòng)作的順序不一定限于所記載的方法的步驟或動(dòng)作的順序。

盡管已參照各種說(shuō)明性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的各方面進(jìn)行了描述，但是這樣的方面不限于所描述的各實(shí)施方式。因而，顯而易見(jiàn)的是，所描述的各實(shí)施方式的許多替代方案、修改和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。因此，本文中所闡述的各實(shí)施方式意在為說(shuō)明性的而非限制性的。在不偏離本發(fā)明的各方面的精神的情況下能夠做出各種改變。