(57)【要約】【課題】電磁流量コントローラを提供すること。【解決手段】電磁流量コントローラを提供するシステム、方法、及び装置が提供される。１つの実施形態において、電磁流量コントローラは、２つの基板、永久磁石、及び２つの電気トレースを有することができる。２つの電気トレースのうちの少なくとも１つに電気信号を印加すると、基板のうちの１つが、他の基板から離れて撓むことができる。【選択図】      図１
2013228193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気トレースをその上に備えた第１の基板と、
永久磁石と第２の電気トレースとをその上に備え、前記第１の基板に接続された第２の基板と
を含み、前記第１の電気トレースに電気信号が提供されたときに、前記第１の基板が前記第２の基板から撓む、装置。
【請求項２】
前記第１の基板が、（ｉ）ニッケル、（ｉｉ）銅、（ｉｉｉ）鉄、（ｉｖ）チタン、（ｖ）タンタル、（ｖｉ）タングステン、又は（ｖｉｉ）コバルトから構成される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１の基板と前記第１の電気トレースとの間に絶縁層を更に含む、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記絶縁層が、（ｉ）二酸化ケイ素、（ｉｉ）オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）ガラス、（ｉｉｉ）ジメチルシラン（２ＭＳ）堆積ケイ酸塩ガラス、（ｉｖ）トリメチルシラン（３ＭＳ）堆積ケイ酸塩ガラス、（ｖ）メチルシラン（ＭＳ）堆積ケイ酸塩ガラス、（ｖｉ）ケイ酸塩ガラス、（ｖｉｉ）窒化ケイ素、（ｖｉｉｉ）炭窒化ケイ素、（ｉｘ）炭化ケイ素、又は（ｘ）ＳｉＣＯＨのうちの少なくとも１つを含む、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記第２の電気トレースは、前記永久磁石を少なくとも部分的に囲む、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記第２の基板が、カンチレバーとして第１の基板に接続される、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の基板が互いに実質的に重なり合い、前記カンチレバー接続が、前記第１の基板の第１の縁部と前記第２の基板の第２の縁部とに近接している、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記永久磁石が、前記カンチレバー接続よりも前記第１の縁部及び前記第２の縁部からより遠位にある、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記第１の基板が、前記第１の縁部から最も遠位にある前記第１の基板の縁部にて前記第２の基板に対して撓む、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
第１の電気トレースをその上に備えた第１の基板を提供するステップと、
永久磁石と第２の電気トレースとをその上に備え且つ前記第１の基板に接続された第２の基板を提供するステップと、
前記第１の電気トレースに電気信号を提供するステップと、
前記提供された電気信号に少なくとも部分的に基づいて前記第１の基板を前記第２の基板から撓ませるステップと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記第２の電気トレースにＤＣ電圧を提供するステップを更に含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記電気信号をコントローラから受け取るステップを更に含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記コントローラが、前記第２の基板からの前記第１の基板の撓みの大きさに少なくとも部分的に基づいて前記電気信号を決定する、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記コントローラが、１以上のセンサからの入力信号に少なくとも部分的に基づいて前記電気信号を決定する、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記電気信号の振幅、周波数、位相、又は信号タイプを調整し、前記第２の基板からの前記第１の基板の撓みを制御するステップを更に含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記電気信号が、（ｉ）正弦波、（ｉｉ）方形波、（ｉｉｉ）パルス列、（ｉｖ）三角波、又は（ｖ）パルス幅変調波のうちの少なくとも１つとすることができる、請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
内側表面及び外側表面を有するベーンと、
前記内側表面から前記外側表面に延びて前記ベーンを通るオリフィスと、
前記内側表面上で前記オリフィスに近接して配置された１以上の電磁流量コントローラと
を備えるシステムであって、第１の流体が前記オリフィスを通って前記内側表面から流れて、前記オリフィスを通って流れた後に第２の流体と少なくとも部分的に混合し、前記１以上の電磁流量コントローラの各々が、
第１の電気トレースをその上に備えた第１の基板と、
永久磁石と第２の電気トレースとをその上に備え、前記第１の基板に接続された第２の基板と
を含み、前記第１の電気トレースに電気信号が提供されたときに、前記第１の基板が前記第２の基板から撓む、システム。
【請求項１８】
前記外側表面上で前記オリフィスの近傍に配置された１以上の電磁流量コントローラを更に備える、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記１以上の電磁流量コントローラに提供される電気信号が、前記第１の流体の流れの変動を低減するように決定することができる、請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１の流体が可燃性燃料であり、前記第２の流体が１以上の酸化剤である、請求項１７記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に、流量コントローラに関し、詳細には、電磁流量コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼システムは、一般に、燃料及び空気などの１以上の流体を燃焼室に提供する前に混合させる。燃焼ノズル組立体は、燃焼室の上流側に設けることができ、燃料及び空気混合気を燃焼室に提供することができる。従って、燃焼ノズル組立体は、好適なパラメータの下で燃焼室を作動させるのに好適な比率で燃料及び空気を混合することができる。この混合は、燃料を特定の導管に流し、空気を別の導管に流して、適切なオリフィスを通じてこれら燃料及び空気を混合することにより実施することができる。従って、混合比率並びに他のパラメータは、オリフィスを通る燃料及び空気の１以上の流れを調整（バッフル調整）することにより制御することができる。
【０００３】
特定の態様において、オリフィスを通る２つの流体の混合は、２つの流体の１以上の流れに対する障害物をオリフィスに近接して設けることによって制御することができる。従って、２つの流体の１以上の流れに対する障害物は、当該障害物により妨げられたときに２つの流体の１以上の流れの浸透レベルによって制御することができる。
【０００４】
燃焼ノズル組立体の場合には、燃料及び空気混合気の制御装置を用いて、空気と混合する前に燃料導管中の燃料の変動を制御し、これにより燃焼中に放出される熱の変動を制御することができる。これらの変動はまた、一般にＱプライムと呼ばれる。同様に、燃焼室の上流側の混合オリフィスの近傍における空気速度及び圧力変動の制御装置を設けて、燃料空気混合気又は比率を制御することができる。これらの圧力変動はまた、一般にＰプライムと呼ばれる。
【０００５】
特定の態様において、燃焼室の上流側で燃料及び空気混合気を制御するのに利用できる制御装置は、比較的高温で作動することが必要とされる場合がある。一般に、作動温度は、通常使用される強誘電材料のキュリー温度を超える可能性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】H.Suzuki et al."Active Control of an Axisymmetric Jet with Distributed Electromagnetic Flap Actuators." Department of Mechanical Engineering,The University of Tokyo. Experimental in Fluids 36(2004)498-509.
【発明の概要】
【０００７】
本開示の特定の実施形態は、流体混合オリフィスの近傍に配置することができる流体流量コントローラを提供することができる。流体流量コントローラは、混合オリフィスに垂直な方向で流体の流れを選択的に変動するよう制御することができる。流体流量を制御することにより、混合オリフィスにおける流体の１以上の有効圧力を制御することができる。１つの態様において、流体流量コントローラは、単位時間内に混合オリフィスを通る流体の容積を制御することができる。更に、流体流量コントローラは、混合オリフィスを通る流体流の流れを制御することができる。流体流量コントローラは、１以上の電気信号が印加されたときに互いに対して撓む２つの基板を含む、電磁流量コントローラとすることができる。特定の態様において、電磁流量コントローラは、種々の作動条件下で作動パラメータを維持する目的で電気信号を印加することができる。電磁流量コントローラは、種々の強誘電材料のキュリー温度を超える温度で作動することができる。特定の実施形態において、電磁流量コントローラは、一方又は他方の基板上に配置された永久磁石を有することができる。永久磁石は、強誘電材料から構成することができ、電磁流量コントローラは、永久磁石の強誘電材料のキュリー温度を超える温度で作動することができる。
【０００８】
１つの実施形態において、装置は、第１の電気トレースをその上に備えた第１の基板と、永久磁石と第２の電気トレースとをその上に備え且つ第１の基板に接続された第２の基板とを含むことができる。第１の基板は、第１の電気トレースに電気信号が提供されたときに第２の基板から撓むことができる。
【０００９】
別の実施形態において、方法は、第１の電気トレースをその上に備えた第１の基板を提供するステップと、永久磁石と第２の電気トレースとをその上に備え且つ第１の基板に接続された第２の基板を提供するステップとを含むことができる。本方法は更に、第１の電気トレースに電気信号を提供するステップと、提供された電気信号に少なくとも部分的に基づいて第１の基板を第２の基板から撓ませるステップとを含むことができる。
【００１０】
更に別の実施形態において、システムは、内側表面及び外側表面を有するベーンと、内側表面から外側表面に延びてベーンを通るオリフィスとを含むことができる。本システムは更に、内側表面上でオリフィスに近接して配置された１以上の電磁流量コントローラを含むことができ、第１の流体がオリフィスを通って内側表面から流れて、オリフィスを通って流れた後に第２の流体と少なくとも部分的に混合し、１以上の電磁流量コントローラの各々が、第１の電気トレースをその上に備えた第１の基板と、永久磁石と第２の電気トレースとをその上に備え且つ第１の基板に接続された第２の基板とを含む。第１の電気トレースに電気信号が提供されたときに、第１の基板が第２の基板から撓むことができる。
【００１１】
本明細書で詳細に説明される本発明の他の実施形態、特徴、及び態様は、請求項に記載された本発明の一部と見なされる。他の実施形態、特徴、及び態様は、以下の詳細な説明、添付図面及び請求項を参照すると理解することができる。
【００１２】
ここで必ずしも縮尺通りではない添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の実施形態に従って作動する例示的な燃焼ノズル組立体を示す簡易概略図。
【図２】本開示の実施形態による、図１の燃焼ノズル組立体に含まれるベーンの例示的な内側表面を示す簡易概略断面図。
【図３】本開示の実施形態による、図２の燃焼ノズル組立体に含まれるベーンの例示的な内側表面を示す簡易概略断面図。
【図４】本開示の実施形態による、電磁流量コントローラがその上に配置された図２のベーンの外側表面上の例示的なオリフィスを示す簡易概略断面図。
【図５】本開示の実施形態による、図２のベーン上に配置された例示的な電磁流量コントローラを示す簡易概略図。
【図６】本開示の実施形態による、図５の例示的な電磁流量コントローラの例示的な固定基板を示す簡易概略図。
【図７】本開示の実施形態による、図５の例示的な電磁流量コントローラの例示的な撓み基板を示す簡易概略図。
【図８】本開示の実施形態による、図５の電磁流量コントローラを作動させる例示的な方法のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態を示している添付図面を参照しながら、以下において本開示の実施形態をより完全に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記述した実施形態に限定されると解釈すべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全なものとなりまた当業者に対して本発明の技術的範囲を十分に伝えるようにするために提示するものである。同様の参照符号は全体を通じて同じ要素を表す。
【００１５】
本発明の実施形態は、オリフィスを通る流体の流れを制御するための装置、システム、及び方法を提供することができる。本装置は、電磁流量コントローラとすることができる。電磁流量コントローラは、該電磁流量コントローラに近接したオリフィスを通る流体の流れを選択的に変動させるよう調整することができる。電磁流量コントローラは、互いに一方端上に結合された固定基板及び固定基板を含むことができる。電磁流量コントローラは更に、撓み基板上に設けられた電気トレースを有することができ、これにより、電気信号が通電されたときに、撓み基板が固定基板から離れる方向に撓むことができる。電磁流量コントローラは更にまた、固定基板上に設けられた電気トレースを有することができ、電気信号が通電されたときに、電磁流量コントローラが比較的幅広い作動条件においてその作動パラメータ及び作動特性（比較的高い温度作動のような）を維持できる。特定の実施形態において、固定基板上の電気トレースに提供される電気信号は、固定基板上に設けられた強誘電体ベースの永久磁石の磁区のアライメントを維持するための駆動力を提供することができる。電磁流量コントローラは、特定の実施形態において、燃焼に好適な比率で燃料及び空気を混合する目的で比較的高い周囲温度で作動している燃焼ノズル組立体上に設けることができる。１つの態様において、電磁流量コントローラは、約７００°Ｆよりも高い温度で作動することができる。
【００１６】
本明細書では燃焼室又は燃焼室における燃焼ノズル組立体の関連で説明されているが、電磁流量コントローラは、あらゆる好適な流体流量制御用途で使用できる点は理解されるであろう。例えば、電磁流量コントローラは、様々なあらゆる液体又は気体などの様々なあらゆる流体を混合するのに用いることができる。電磁流量コントローラは、比較的低温又は比較的高温を含む、あらゆる好適な周囲条件で作動することができる。特定の実施形態において、電磁流量コントローラは、種々の強誘電体材料のキュリー温度を超える温度で作動することができる。
【００１７】
ここで図１を参照すると、図示の例示的な燃焼ノズル組立体１００の簡易概略図は、様々な流体送給管体１０４が接続されているノズル組立体後面１０２を含むことができる。流体送給管体１０４は、液体及び気体などの流体を燃焼ノズル組立体１００に提供することができる。流体は、例えば、液体燃料、ガス燃料、空気、又は他の酸化剤を含むことができる。流体は、コネクタ導管１１２及び１１４を通り、１以上の燃料空気混合シリンダ１１６に入ることができる。燃料空気混合シリンダ１１６は、ノズル組立体後面１０２及びノズル組立体前面１４０によって機械的に支持することができる。燃料空気混合シリンダ１１６に入る流体は、ここで互いに混合され、混合した流体は、ノズル１５０を通って燃焼室（図示せず）に流入することができる。燃料空気混合シリンダ１１６は、一例として、１以上の流動燃料を空気と混合することができる。流動燃料は、混合シリンダ１１６の作動温度及び圧力にて気体又は液体の何れかとすることができる。
【００１８】
３つの燃料空気混合シリンダ１１６及びノズル１５０が図示されているが、あらゆる好適な数の燃料空気混合シリンダ１１６及びノズル１５０が存在してもよい点は理解されるであろう。特定の実施形態において、各燃料空気混合シリンダ１１６は、それぞれ対応するノズル１５０を有することができる。他の実施形態においては、異なる数の燃料空気混合シリンダ１１６及びノズル１５０が存在することができ、特定の燃料空気混合シリンダと特定のノズルとの間で一対一の対応でなくてもよい。
【００１９】
次に、図２〜４を参照すると、例示的な燃料空気混合シリンダ１１６の１つを通る断面図が、１以上のベーン１６０を有するように図示されている。ベーン１６０は、１以上の孔１６４、１６６、１６８が貫通した、図２及び３に示すような内側表面１６２を含むことができる。矢印１７０で示すように、ベーン１６０の内部に流体流れが存在することができる。ベーンの内部の流体流れは、ベーン１６０の内側表面１６２によって定められる導管を通ることができる。図４に示すように、ベーン１６０はまた、外側表面１８２を有することができ、流体１８４で示されるようにベーン１６０の外部に流体流れが存在することができる。従って、ベーン１６０の外部の流体流れは、燃料空気混合シリンダ１１６の外側表面１８２及び内側表面１６２によって定められる導管を通ることができる。特定の実施形態において、ベーン１６０の内部上を流れる流体１７０は、ベーン１６０の外部上を流れる流体１８４とは異なることができる。１つの態様において、流体１７０は、炭化水素燃料のような燃料とすることができ、流体１８４は、酸素又は空気などの酸化剤とすることができる。場合によっては、流体１７０及び１８４の１以上は、複数の流体化合物の混合体とすることができる。例えば、流体１７０は、メタン、エタン、ブタン、及びプロパンなどの複数の炭化水素化合物の混合体とすることができる。加えて、場合によっては、流体１７０、１８４は、互いに異なる相であってもよい。例えば、本開示の実施形態によれば、流体１７０は、液体とすることができ、流体１８４は気体とすることができる。他の実施形態では、流体１７０、１８４は同じ流体であってもよい。
【００２０】
特定の実施形態において、ベーン１６０の内部の流体１７０の圧力は、ベーン１６０の外部の流体１８４の圧力を上回ることができる。結果として、燃焼ノズル組立体１００の作動中、流体１７０は、１以上の孔１６４、１６６、１６８を通って流れ、ベーン１６０の外部又は燃焼ノズル組立体１００の燃料空気混合シリンダ１１６内で流体１８４と混合することができる。流体１８４と流体１７０の混合の経時的な速度、比率、及び稠度は、経時的に孔１６４、１６６、１６８を通って流れる流体１７０の量に依存することができる。従って、流体１７０及び１８４の混合の種々の態様は、経時的に孔１６４、１６６、１６８を通る流体１７０の流れを制御することによって制御することができる。
【００２１】
孔１６４、１６６、１６８の１以上に近接した内側表面１６２上に配置される１以上の電磁流量コントローラ１９０が存在することができる。また、孔１６４、１６６、１６８の１以上に近接した外側表面１８２上に配置される１以上の電磁流量コントローラ１９０が存在することができる。この例示的な実施形態において、電磁流量コントローラ１９０は、内側表面１６２と外側表面１８２の両方の孔１６８を囲むように図示されている。電磁流量コントローラ１９０は、孔１６８を通る流体の流れを調整することができる。
【００２２】
本明細書では単一のベーン１６０が記載されているが、各燃料空気混合シリンダは、あらゆる好適な数のベーンを含むことができる点は理解されるであろう。そこを介して流体１７０、１８４が混合される３つの孔１６４、１６６、１６８が描かれているが、ベーン１６０の壁を貫通するあらゆる好適な数の孔が存在してもよい点は理解されるであろう。また、この実施例では電磁流量コントローラ１９０を近接して有する単一の孔１６８が図示されているが、あらゆる数の孔１６４、１６６、１６８が、これらに付随した電磁流量コントローラ１９０を有することができる点に留意されたい。加えて、特定の孔１６４、１６６、１６８に近接してあらゆる好適な数の電磁流量コントローラ１９０が存在することができる。更にまた、電磁流量コントローラは、図示と同じ孔の内側表面及び外側表面上に、或いは異なる孔上に設けることができる。
【００２３】
特定の実施形態において、ベーン１６０上に設けられた電磁流量コントローラ１９０は、電磁流量コントローラ１９０への電気接続（図示せず）を介して電気的制御信号を電磁流量コントローラ１９０に提供することによって電気的に調整することができる。１つの態様において、２つの電気信号を電磁流量コントローラ１９０に提供し作動させることができる。第１の信号は、電磁流量コントローラに近接した孔を通る流体流れの調整及び制御のために提供することができる。第２の信号は、特に比較的高い周囲温度で使用されるときに流量コントローラの作動特性を経時的に維持する目的で提供することができる。
【００２４】
また、燃焼ノズル組立体１００は、本発明の特定の実施形態による種々の方法で修正することができる点に留意されたい。例えば、特定の実施形態において、１以上の要素は、除去するか、同等の又はほぼ同等の要素と置き換えることができる。加えて、他の実施形態において、他の要素は、燃焼ノズル組立体１００に加えるか、又はその中に存在することができる。
【００２５】
次に、図５を参照すると、例示的な電磁流量コントローラ１９０の作動は、ベーン１６０の外側表面１８２上に設けられた単一の電磁流量コントローラ１９０及び該外側表面１８２に沿って実質的に流れる流体流量１８４を考慮することにより説明される。電磁流量コントローラ１９０は、第１の基板、すなわち撓み基板１９２を含み、該撓み基板１９２は、１以上の接続点１９６を介して第２の基板、又は固定基板１９４に機械的に結合される。図示のように、開示事項の特定の実施形態において、撓み基板１９２は、１以上の接続点１９６を介してカンチレバー型構成で固定基板１９４に接続することができる。更に、図示のように、固定基板は、ベーン１６０の外側表面１８２のような表面に機械的に固定することができる。
【００２６】
作動中、電気信号が撓み基板１９２上の電気トレースに印加された場合、撓み基板１９２は、矢印１９８で図示するように、固定基板１９４から離れる方向に撓むことができる。１つの態様において、撓み基板に印加される電気信号の振幅及び周波数によって、撓みのレベルを制御することができる。特定の実施形態において、印加される電気信号は、正弦波のような特定周波数の繰り返し信号とすることができる。このような場合、撓み基板１９２は、固定基板１９４から離れる方向の撓みと固定基板１９４に向かう撓みとを繰り返すことができる。これは、撓み基板１９２のフラップ運動として視ることができる。
【００２７】
撓み基板１９２は、あらゆる数の好適な材料から構成することができる。特定の実施形態において、撓み基板１９２は、例えば、ニッケル、コバルト、タングステン、チタン、鉄、銅、又は同様のものなどの金属から構成することができる。他の実施形態において、撓み基板１９２は、プラスチック、セラミック、又は他の何れかの好適な材料から構成することができる。撓み基板１９２は、比較的高いサイクル条件のような特定の作動条件下でサイクル疲労を受ける可能性がある点は理解されるであろう。従って、材料は、サイクル疲労に対して比較的高耐久性の材料から構成するよう選択することができる。
【００２８】
特定の実施形態において、固定基板１９４からの撓み基板１９２の最大撓みレベルは、約６０ミル（１．５ｍｍ）〜１００ミル（２．５ｍｍ）の範囲とすることができる。特定の実施形態において、電磁流量コントローラ１９０は、約５００°Ｆよりも高い周囲温度で作動することができる。別の特定の実施形態において、電磁流量コントローラ１９０は、約８００°Ｆよりも高い周囲温度で作動することができる。更に別の特定の実施形態において、電磁流量コントローラ１９０は、約１１００°Ｆよりも高い周囲温度で作動することができる。
【００２９】
次に、図６を参照すると、例示的な撓み基板１９２は、撓み基板電気トレース２０２がその上に設けられた表面２００を含むことができる。撓み基板電気トレース２０２は更に、第２の部分２０６よりも接続点１９６に比較的近接することができる第１の部分２０４を有することができる。特定の実施形態において、撓み基板電気トレース２０２の第２の部分２０６は、図示のようなループ形状を有することができる。他の実施形態では、第２の部分２０６は、蛇行、螺旋、又はあらゆる好適な形状を有することができる。
【００３０】
上述のように、特定の実施形態において、撓み基板１９２は、金属のような導電性材料から構成することができる。この場合、撓み基板電気トレース２０２は、撓み基板１９２から電気的に絶縁することができる。換言すると、撓み基板１９２は、金属層及び該金属層の上に電気絶縁層などの１つよりも多い層を含むことができる。従って、撓み基板１９２の表面２００は、電気的絶縁材料とすることができる。撓み基板電気トレース２０２は、撓み基板１９２の金属層に電気的に短絡しないように、電気絶縁材料の上に設けることができる。
【００３１】
更に特定の実施形態において、撓み基板１９２は、２つよりも多い層から構成することができる。例えば、撓み基板１９２は、金属層と、その上に接着促進層と、該接触促進層の上に電気的絶縁層とを有することができる。更に別の実施形態において、撓み基板１９２は、非導電性材料からのみ構成することができ、撓み基板電気トレース２０２は、非導電性材料の上に中間層なしで直接設けることができる。
【００３２】
絶縁層（撓み基板１９２の表面２００上に設けられた場合）は、半導体、回路基板、及び電子機器産業で一般に使用されている誘電材料などの何れかの好適な絶縁層とすることができる。絶縁材料は、限定ではないが、二酸化ケイ素、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）ガラス、ジメチルシラン（２ＭＳ）堆積ケイ酸塩ガラス、トリメチルシラン（３ＭＳ）堆積ケイ酸塩ガラス、メチルシラン（ＭＳ）堆積ケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素、炭化ケイ素、ＳｉＣＯＨ、又はこれらの組み合わせを含むことができる。絶縁材料は、限定ではないが、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、スパッタリング、蒸着、スピンオン堆積法、原子層堆積法（ＡＬＤ）、積層、又はこれらの組み合わせを含む、様々な好適な技法を用いて堆積することができる。
【００３３】
撓み基板電気トレース２０２は、例えば、様々な金属、金属スタック、金属間化合物、半金属、及びこれらの合金など、あらゆる好適な材料から構成することができる。金属は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、銀（Ａｇ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はこれらの組み合わせ、合金、金属間化合物、酸化物、又は窒化物を含むことができる。或いは、導電性非金属材料は、撓み基板電気トレース２０２の形成に利用することができる。このような材料は、例えば、縮退ドープされたポリシリコンなどのドープ半導体材料を含むことができる。撓み基板電気トレース２０２は、限定ではないが、パターニング、蒸着、リフトオフ、化学機械研磨、アニーリング、又はこれらの組み合わせを含む、様々な工程ステップを用いて製作することができる。撓み基板電気トレース２０２は、限定ではないが、フォトリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィー、電子ビームリソグラフィー、ステンシライング、スクリーン印刷、又はこれらの組み合わせを含む、種々の好適なパターニング技術を用いてパターン形成することができる。更に、撓み基板電気トレース２０２は、限定ではないが、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、スパッタリング、蒸着、原子層堆積法（ＡＬＤ）、電気めっき、化学めっき、又はこれらの組み合わせを含む、種々の好適な技法を用いて堆積することができる。
【００３４】
撓み基板１９２及びその上の電気トレース２０２の製作では、半導体製作、半導体パッケージング、回路基板製作、又はエレクトロニクス製作プロセス技術を用いることができる点は理解されるであろう。従って、撓み基板１９２の製作では、インレイド統合、ダマシン、リフトオフ、及び同様のものなどの技術を用いることができる。また、撓み基板電気トレース２０２が螺旋形状のような特定の形状に製作される場合には、撓み基板電気トレース２０２は、複数の層を相互接続する電気的バイアにより複数層の上に設けることができる点は理解されるであろう。
【００３５】
次に図７を参照すると、例示的な固定基板１９４は、固定基板電気トレース２１２がその上に設けられた表面２１０を含むことができる。固定基板電気トレース２１２は更に、第２の部分２１６よりも接続点１９６に相対的に近接することができる第１の部分２１４を有することができる。固定基板電気トレース２１２は、接続点１９６に比較的遠位の位置にて表面２１０上に設けられた永久磁石２２０を少なくとも部分的に囲むことができる。従って、図６に示した撓み基板電気トレース２０２の第２の部分２０６及び永久磁石２２０は両方とも、互いに比較的近接することができる。特定の実施形態において、固定基板電気トレース２１２の第２の部分２１６は、図示のようにループ形状を有することができる。他の実施形態では、第２の部分は、永久磁石２２０を囲む螺旋形状又は他の何れかの好適な形状を有することができる。また、固定基板電気トレース２１２が螺旋形状などの特定の形状で製作される場合には、固定基板電気トレース２１２は、複数の層を相互接続する電気的バイアにより複数層の上に設けることができる点は理解されるであろう。
【００３６】
撓み基板１９２の場合と同様に、特定の実施形態において、固定基板１９４は、金属などの導電性材料から構成することができる。この場合、固定基板電気トレース２１２は、固定基板１９４から電気的に絶縁することができる。換言すると、固定基板１９４は、帰属層、及び該金属層の上に電気的絶縁層など、１つよりも多い層を含むことができる。従って、固定基板１９４の表面２１０は、電気的絶縁材料とすることができる。固定基板電気トレース２１２は、固定基板１９４の金属層に電気的に短絡しないように、電気絶縁材料の上に設けることができる。
【００３７】
固定基板１９４及びその上の固定基板電気トレース２１２を製作するのに使用される技術、プロセス、及び材料は、撓み基板１９２及びその上の撓み基板電気トレース２０２を製作するのに使用される技術、プロセス、及び材料と実質的に同様とすることができる。従って、簡略にするため、永久磁石２２０以外の固定基板１９４の製作に関連する説明はここでは繰り返さないことにする。
【００３８】
永久磁石２２０は、固定基板電気トレース２１２を製作するのに使用される技術と同様の技術を用いて製作することができる。詳細には、パターニング及び堆積プロセスを用いて永久磁石２２０を製作することができる。パターニング技術は、フォトリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィー、電子ビームリソグラフィー、ステンシライング、スクリーン印刷、又は同様のものを含むことができる。堆積技術は、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、スパッタリング、蒸着、原子層堆積法（ＡＬＤ）、電気めっき、化学めっき、又は同様のものを含むことができる。永久磁石２２０は、限定ではないが、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、又はこれらの組み合わせ、酸化物、合金、もしくはその金属間化合物を含む、強誘電材料から製作することができる。永久磁石２２０を製作するのに使用される強誘電材料は、磁区コヒーレンスを失う、約４００°Ｆ〜約１４００°Ｆのキュリー温度又は他の臨界温度を有することができる。
【００３９】
次に図６及び７を両方とも参照すると、作動時には、電磁流量コントローラ１９０は、撓み基板電気トレース２０２上に電気信号を提供することができる。電気信号は、コントローラ（図示せず）により生成することができる。電気信号は、ＤＣ信号、或いは、正弦波、方形波、三角波、又は同様のものなどの周期的もしくは繰り返し信号とすることができる。１つの態様において、撓み基板電気トレースは、電気信号が提供されたときに磁界を生成することができる。撓み基板電気トレース２０２によって生成される磁界は、永久磁石２２０の磁界と相互作用し、撓み基板１９２を固定基板１９４から離れて、又は固定基板１９４に向けて撓ませることができる。１つの態様において、周期的信号が撓み基板電気トレース２０２に印加されたときには、撓み基板１９２は、固定基板１９４からの反発と固定基板１９４への引張とを繰り返すことができる。
【００４０】
電気信号はまた、固定基板電気トレース２１２にも提供することができる。この信号は、直流（ＤＣ）信号とすることができ、コントローラ又は信号発生器（図示せず）により提供することができる。固定基板電気トレース２１２に提供される電気信号は、長期間にわたり様々な作動条件下で電磁流量コントローラの繰り返し可能な性能を提供することができる。特定の実施形態において、固定基板電気トレース２１２に提供される電気信号により、永久磁石２２０は、該永久磁石２２０のキュリー温度近傍又はそれ以上の温度で磁区コヒーレンスを維持できるようにすることができる。換言すると、固定基板電気トレース２１２を通って流れる電流は永久磁石２２０の近傍に磁界を生成することができ、永久磁石の磁区が流動し、もはや高温で整列されていない場合に、固定基板電気トレース２１２における電流から生じる磁界が再編成できる。他の特定の実施形態において、非ＤＣ信号を固定基板電気トレース２１２に提供してもよい。
【００４１】
特定の実施形態において、永久磁石は、撓み基板上に設けることができる点は理解されるであろう。これらの実施形態において、撓み基板を撓ませる電気信号は、固定基板上に提供することができる。
【００４２】
次に図８を参照すると、本開示の実施形態による、電磁流量コントローラ１９０の固定基板１９４に対して撓み基板１９２を撓ませる例示的な方法２３０が提供される。ブロック２３２において、固定基板は、固定基板電気トレースとその上の永久磁石とを備えることができる。図７に関して説明したように、固定基板１９４は、何らかの種々の好適な材料から構成することができ、固定基板電気トレース２１２は、間にある誘電体又は他の電気的絶縁層によって固定基板１９４から電気的に絶縁することができる。上述のように、固定基板電気トレース２１２は更に、永久磁石２２０の周りに複数の巻線を有することができる。永久磁石２２０は、何らかの種々の好適な強誘電材料から構成することができる。
【００４３】
ブロック２３４において、撓み基板は、その上に撓み基板電気トレースを備えることができる。図６に関して説明したように、撓み基板１９２は、何らかの種々の好適な材料から構成することができ、固定基板電気トレース２０２は、間にある誘電体又は他の電気的絶縁層によって撓み基板１９２から電気的に絶縁することができる。
【００４４】
ブロック２３６において、ＤＣ信号は、固定基板電気トレースに提供することができる。図６及び７に関して説明するように、ＤＣ信号の目的は、永久磁石２２０を構成するのに使用される強誘電材料のキュリー温度近傍又はそれ以上の温度など、比較的高い温度で作動している間の永久磁石２２０の磁気特性を維持することとすることができる。
【００４５】
ブロック２３８において、制御信号を決定することができる。ブロック２４０において、決定した制御信号を撓み基板電気トレースに提供することができる。制御信号は、様々な物理的フィードバック及び信号に基づいてコントローラが決定することができる。例えば、燃焼室ノズル組立体の関連において、制御信号は、燃料空気混合シリンダ１１６のベーン内の燃料及び空気の混合に関するフィードバックに基づくことができる。
【００４６】
ブロック２４２において、撓み基板は、固定基板２４２に対して撓むことができる。撓みは、ブロック２４０にて撓み基板電気トレース２０２に提供された制御信号に基づくことができる。特定の実施形態において、撓みは、経時的に繰り返すことができる。
【００４７】
本方法２３０は、本発明の特定の実施形態による種々の方法で修正できる点に留意されたい。例えば、方法２３０の１以上の工程は、本発明の他の実施形態において排除するか、又は異なる順序で実行することができる。加えて、他の工程を本発明の他の実施形態による方法２３０に加えることができる。
【００４８】
現時点で最も実用的且つ好ましい実施形態であると考えられるものに関して発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に添付の請求項の技術的思想及び範囲内に含まれる様々な修正形態及び均等な構成を保護するものであることを理解されたい。本明細書では特定の用語が利用されているが、これらは、限定の目的ではなく、一般的及び説明的な意味でのみ用いられる。
【００４９】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００５０】
１００  燃焼ノズル組立体
１０２  ノズル組立体後面
１０４  流体送給管体
１１２  コネクタ導管
１１４  コネクタ導管
１１６  燃料空気混合シリンダ
１４０  ノズル組立体前面
１５０  ノズル
１６０  ベーン
１６２  内側表面
１６４  孔
１６６  孔
１６８  孔
１７０  流体
１８２  外側表面
１８４  流体流
１９０  電磁流量コントローラ
１９２  撓み基板
１９４  固定基板
１９６  接続点
１９８  矢印
２００  表面
２０２  撓み基板電気トレース
２０４  第１の部分
２０６  第２の部分
２１０  表面
２１２  固定基板電気トレース
２１４  第１の部分
２１６  第２の部分
２２０  永久磁石
【図１】
2013228193.tif 000003
【図２】
2013228193.tif 000004
【図３】
2013228193.tif 000005
【図４】
2013228193.tif 000006
【図５】
2013228193.tif 000007
【図６】
2013228193.tif 000008
【図７】
2013228193.tif 000009
【図８】
2013228193.tif 000010
【外国語明細書】
2013228193000001.pdf