用于流体移动器的致动器的平面线圈和支撑件技术领域
本发明总体上涉及正排量泵送装置——也被称作流体移动器，诸如液体泵、气体
压缩机和合成射流器——中流体的泵送，并且总体上涉及向流体的能量转移。
背景技术
当与旋转、活塞、离心和其它泵送方法相比时，隔膜提供了用于为诸如泵、压缩机
和合成射流器的小流体移动器产生循环正排量的下轮廓装置。一种类型的隔膜型流体移动
器，即合成射流装置，当用于冷却诸如服务器、计算机、路由器、笔记本电脑、HBLED和军用电
子设备的高功率密度和高功率耗散电子设备时可以提供显著的能量节约。美国专利
8272851和PCT申请WO2012/048179描述了用于合成射流系统和其它流体移动器系统的多种
布置，并且以上两者的全部内容通过参引并入本文。
发明内容
然而，合成射流装置的功能腔室通常相当小，因为整个装置必须将尺寸设定成适
合诸如笔记本计算机的空间受限产品，并且这些空间限制导致了设计的复杂性，设计的复
杂性阻碍合成射流装置以最优的方式进行操作。例如，功能腔室(其中流体在装置内被移动
以引起装置外部所需的流体的移动)通常具有不规则的形状或构造，这会导致对腔室中流
动的阻力。这种对流动的阻力可降低泵送功率密度，这是因为装置必须做更多的功以克服
湍流、流动限制和/或对腔室中的流动的其他阻力引起的流动压力下降。设计复杂性还导致
诸如增加装置的总高度、导致装置制造和组装中的复杂性等的其他功能缺点。
作为示例，一个合成射流致动器的复杂拓扑(topology)包括致动器线圈，该致动
器线圈被布置成将隔膜或相关联的电枢的至少一部分收容到线圈的中央开口内的空间中。
也就是说，致动器线圈被布置成具有带有中央开口的环状形状，并且线圈和隔膜被配置成
使得当隔膜相对于线圈移动时隔膜或相关联的电枢的一部分被收容到线圈的开口中。这种
布置由于多种原因可能不是最佳的，诸如在隔膜部分被收容到线圈开口中的区域中为流体
提供不规则且复杂的流动路径、减小了隔膜的有效泵送面积(例如，在线圈开口内移动的隔
膜的部分在移动流体方面可能不那么有效)、需要复杂的电枢形状或其他构型、增加隔膜/
线圈结构的总高度等。
本发明的方面提供了一种具有显著地简化的且低轮廓线圈组件和/或隔膜的流体
移动器。例如，线圈组件可以布置成限定具有简单构型的、相对低的总高度的、提高的磁性
能(例如，降低的磁阻)和/或增强的流动性能的平的大致平面结构。在一种布置中，线圈组
件可以包括具有环状形状和中央开口的致动器线圈。线圈可以通过围绕线圈的外缘的线圈
支撑件在流体移动器腔室中被支撑，并且线圈的中央开口可以至少部分地被插塞堵塞或填
充。也就是说，支撑件和/或插塞可以至少部分地或完全地填充线圈的平面中的线圈的边缘
周围的区域和/或线圈的中央开口。因此，在一些布置中，线圈和线圈支撑件/插塞可以限定
大致平的平面结构，该大致平的平面结构与现有的线圈和支撑件构型相比被高度简化。在
一些实施方式中，插塞和/或支撑件可以具有高磁导率，即包括具有大于一的相对磁导率的
材料，并且因此用作通量回路的一部分，从而通过减小总磁通回路的总磁阻来增加致动器
力。这与一些现有系统形成对比，在现有系统中在线圈周围和/或在线圈的中央开口中的区
域不包括相对低的磁阻材料，而是仅包括或主要包括空气填充的空间。在一些情况下，线圈
和插塞和/或支撑件可以限定邻近隔膜的平表面，隔膜本身可以向线圈组件提供平表面。这
可以允许插塞和/或支撑件被紧密地定位到隔膜和/或电枢，以便减小隔膜和/或电枢之间
的标称气隙，从而增加在气隙中由给定的线圈电流产生的磁力。在一些情况下，隔膜电枢和
线圈组件可以被布置成使得在隔膜移动期间没有电枢或隔膜的其他部分中的部分被收纳
超过线圈的最接近的表面。相反，隔膜(和任何相关联的电枢)的所有部分可以保持在包括
线圈的至隔膜的最接近的表面的平面之外。
本发明的一些方面还可以提供具有减小的流动阻力的线圈组件上的流动路径。例
如，线圈组件或其部分可以被布置有一个或更多个大致平的边界壁，并且因此允许在壁(多
个壁)上平滑地流动。例如，流体移动器中的腔室可以在一侧由线圈组件(例如，包括线圈和
插塞和/或支撑件)限定，并且在相反侧由能够移动的隔膜限定。如本领域技术人员已知的，
可以控制线圈产生朝线圈吸引隔膜的一部分的磁场。隔膜的这种移动改变了在线圈/插塞/
支撑件与隔膜之间的空间或间隙中的腔室(或其一部分)的容积，从而引起腔室中的流动。
在一些实施方式中，线圈组件和/或隔膜可各自限定至少部分地界定腔室并允许腔室中平
滑流动的平表面，例如，与其中线圈组件被配置为具有至少部分地限定腔室的不规则表面
的布置相比。在一个实施方式中，线圈可以由线圈周围的线圈支撑件进行支撑，并且线圈可
以布置成具有开口的环状环形状，该开口至少部分地由插塞填充。与隔膜相反的线圈的表
面可以与插塞和/或线圈支撑件的表面齐平，使得线圈组件限定与隔膜相反的平表面。隔膜
也可以具有与线圈组件相反的平表面，从而部分地限定具有两个相反的平表面的腔室，在
腔室中可发生的流动可以基于隔膜的运动而在两个相反的平表面之间进行。
在本发明的一方面，流体移动器包括具有出口开口的腔室和具有在腔室中能够移
动以使流体在出口开口处移动的部分的第一流体隔膜。腔室中的线圈组件可以被定位成邻
近第一流体隔膜，并且磁耦合至流体隔膜，以响应于线圈中的电流而在腔室中移动流体隔
膜的能够移动的部分。也就是说，线圈中的随时间变化的电流可以使流体隔膜在腔室中振
动，使流体在出口开口处运动。线圈组件可以包括具有环状形状的线圈和在环状形状内部
的开口，例如，线圈可以布置为具有中央开口的圆形或卵形环。线圈组件还可以包括开口中
的(例如，部分地或完全地堵塞或填充开口的)插塞或线圈的外围周围的在腔室中支撑线圈
的支撑件中的至少一个。插塞和/或支撑件可以包括具有大于一的相对磁导率的材料，并且
被布置成使得由线圈中的电流所产生的、使流体隔膜运动的磁场线通过插塞和/或支撑件。
利用这种布置，例如通过减小包括隔膜和/或电枢的磁通量回路的气隙磁阻，插塞和/或支
撑件可以增加针对给定线圈电流施加到隔膜的磁力。插塞和/或支撑件还可以用作隔膜与
线圈组件的相反侧上的流体移动器的另一部分(诸如第二隔膜)之间的物理屏障或壁。所提
供的屏障或壁可以减小对腔室中的流体流动的阻力，并且改善系统的磁性能。
在一些结构中，第一流体隔膜和线圈组件可以被布置成使得在流体隔膜的移动期
间没有流体隔膜的部分进入线圈的开口，例如，隔膜的任何部分都不能通过包括最接近隔
膜定位的线圈的一部分的平面。因此，隔膜可以被定位成非常接近线圈组件，但是不在由线
圈限定的空间内移动。在一些情况下，插塞可以完全堵塞线圈的开口，例如使得流体不能移
动通过开口。类似地，支撑件可以紧邻在其中定位线圈的孔周围的线圈的外围，使得流体不
能通过线圈和支撑件之间的任何间隙或开口。线圈和支撑件和/或插塞可以限定平的结构，
例如其中支撑件、线圈和/或插塞都近似具有相同厚度的大致平面结构。在一些情况下，包
括支撑件、线圈和插塞的线圈组件可以限定具有约0.005至约0.1的厚度宽度比(thickness
to widthratio)的结构。在一些情况下，隔膜可包括具有类似平的结构的电枢，例如形成为
具有大于一的相对磁导率并且厚度宽度比为大约0.002至0.1的材料的平板。
在一些实施方式中，可以为流体移动器设置两个隔膜，例如，第一流体隔膜可以被
定位在线圈组件的顶部的上方，并且第二流体隔膜被定位在线圈的底部的下方。支撑件、线
圈和/或插塞可以限定与第一流体隔膜相反的第一平表面和与第二流体隔膜相反的第二平
表面。可以基于线圈的绕组中的电流使隔膜朝彼此移动。也就是说，在第一流体隔膜和线圈
组件之间以及第二流体隔膜与线圈组件之间可分别存在上间隙和下间隙，并且流体移动器
可以被布置成基于第一流体隔膜和第二流体隔膜相对于壳体的运动在上间隙和下间隙中
移动流体。
本发明的各方面还可以提供限定在一侧的线圈和插塞或线圈支撑件与另一侧上
的能够移动隔膜之间的腔室，其在线圈/插塞/支撑件与隔膜之间具有均匀的间隙厚度或距
离。通过为腔室提供均匀的间隙厚度，例如由于减小的湍流、对流动的限制或阻止腔室中的
流动的其它特性，可以较少地限制腔室中的流动。均匀的间隙厚度可以通过将线圈/插塞/
支撑件和隔膜布置成具有彼此均匀间隔开的相反的平表面，或者以其他方式，例如通过使
线圈/插塞/支撑件和隔膜具有互补形状的表面(诸如，锥形、球形等)，其在表面之间具有均
匀的距离。
在一些实施方式中，腔室可以包括布置在线圈/插塞/支撑件的相反侧的两个部分
或间隙，并且线圈/插塞/支撑件可以在其两侧上限定低阻力流动表面。隔膜可以被布置在
线圈/插塞/支撑件的相反两侧上，使得线圈的控制可以使两个隔膜移动，从而导致在线圈/
插塞/支撑件两侧的腔室部分或间隙中的流动。与上述实施方式一致，线圈/插塞/支撑件可
以限定与两个隔膜的平表面相反的平表面。其他结构也是可能的，诸如在线圈/插塞/支撑
件的一侧或两侧上的腔室部分中提供均匀的间隙厚度，提供线圈的表面以在线圈的一侧或
两侧上与一个或多个支撑板的表面齐平，在线圈/插塞的一侧或两侧上提供平的线圈/插塞
表面等。布置在线圈的相反侧上的隔膜的这种结构可以提供高效的致动器，例如，可以控制
隔膜的运动以减少振动并利用系统的一个或多个机械共振频率。然而，本发明的方面可以
与单隔膜流体移动器一起使用。
本发明的一些方面提供了在两个相对的流体隔膜之间提供物理屏障或分隔的线
圈组件结构。屏障壁或分隔壁可以由高导磁材料制成或以其他方式包括高导磁材料，其增
强可以由流体隔膜上的线圈组件中的电流施加的磁力。这与以下系统相反，该系统具有相
反的隔膜以及隔膜之间的线圈组件，但是仅具有将隔膜的至少一部分彼此分开的单个气
隙。然而，通过在隔膜的至少部分之间(例如，在致动器线圈的中央开口处和/或在线圈的外
围周围)提供高磁导率分隔壁，可以增强隔膜上的磁吸引力，并且可以几乎等于尽管在磁通
回路中引入了两个独立振荡的气隙的情况。例如，在一个实施方式中，线圈组件可以包括形
成为支撑在一对流体隔膜之间的环状环的线圈。与现有系统相反，线圈的开口内侧可以被
中央插塞或板堵塞或以其它方式至少部分地填充。中央插塞可以由导磁材料制成，使得可
以增强由线圈中的电流产生的对隔膜的吸引力，例如与不存在中央插塞的布置相比而强
化。替代地或另外地，线圈的外围周围的支撑件可以导磁材料制成，例如具有大于一的相对
磁导率。尽管在磁通回路中引入了两个独立振荡的气隙，这种布置也可以帮助在隔膜上产
生几乎相等的力，这可以帮助减少流体移动器壳体的振动，因为隔膜经历相对相等且相反
的力，这样的力使得隔膜以几乎相等且相反的运动(例如，几乎相同的位移、速度和加速度
特性)在腔室中移动。
在本发明的一方面，流体移动器包括具有出口开口的腔室，例如，壳体可以限定腔
室并且可以包括至腔室的流体可以流动通过的一个或多个开口。腔室中的第一流体隔膜和
第二流体隔膜可以各自具有能够在腔室中移动以使流体在出口开口处移动的部分。例如，
可以使隔膜在腔室中振荡，以此方式使得流体移入和移出出口开口。腔室中的线圈组件可
以被定位在第一流体隔膜和第二流体隔膜之间并且耦合到流体隔膜以移动腔室中的流体
隔膜的可移动部分。例如，线圈组件中的电流可以产生使得隔膜的一部分朝线圈组件移动
的磁场。在一个实施方式中，线圈组件可以包括具有环状形状的线圈和在环状形状内部的
开口，并且中央插塞可以至少部分地堵塞或填充线圈的开口。也就是说，中央插塞可以充当
第一隔膜与第二隔膜之间的屏障或分隔壁。在中央插塞由导磁材料制成的布置中，中央插
塞可以增强由线圈中的电流产生的对隔膜的吸引力的强度。也就是说，中央插塞充当通量
回路的一部分，从而通过减小通量回路的总磁阻来增加致动器力。
在一些实施方式中，支撑件可以被布置在线圈周围以在腔室中支撑线圈。此外，支
撑件、线圈和中央插塞可以一起限定平的结构，例如，包括分别与第一流体隔膜和第二流体
隔膜相反的第一平表面和第二平表面。如上所述，尽管在通量回路中引入两个独立振荡的
气隙，这些平表面可以提供减小的流动阻力，而不会在隔膜上引起不相等的力。在一个实施
方式中，支撑件被形成为具有孔的平板，线圈被定位在该孔中，线圈的第一上表面可以与支
撑件的第二上表面位于同一平面中，并且线圈的第二下表面可以与支撑件的第二下表面位
于同一平面中。类似地，中央插塞的上表面和下表面可以与线圈的上表面和下表面位于同
一平面中，例如，中央插塞可以制成为具有与线圈和线圈支撑件相同厚度的平板。在另一个
实施方式中，线圈支撑件由高磁导率磁性材料制成，使得支撑件充当通量回路的一部分，从
而通过减小总磁阻来增加致动器力。
在一些实施方式中，第一隔膜和第二隔膜各自包括分别定位在邻近线圈和中央插
塞的第一隔膜和第二隔膜的一侧上的第一电枢和第二电枢。这些电枢可以各自限定与线圈
和中央插塞相反的平表面。因此，电枢和支撑/线圈/中央插塞可以限定彼此相反的平表面。
在第一电枢与支撑件、线圈和中央插塞之间，以及在第二电枢与支撑件、线圈和中央插塞之
间可分别存在上间隙和下间隙，并且电枢的移动可使流体在上间隙和下间隙中移动，并且
由此引起流体在出口开口处的运动。可以具有在电枢上的均匀厚度的上间隙和下间隙可以
例如经由线圈支撑件或中央插塞中的孔彼此流体连通，这可以帮助在隔膜上保持相对相等
的动态压力。
在本发明的另一方面，流体移动器可以包括具有出口开口的腔室和具有在腔室中
可移动以使流体在出口开口处移动的部分的流体隔膜。腔室中的线圈组件可以耦合至流体
隔膜以移动流体隔膜的在腔室中的该部分，并且可以包括布置为具有开口的环状体的线
圈。线圈的开口中的插塞可以完全地、基本上或至少部分地堵塞或填充开口。在一些实施方
式中，插塞可以具有与隔膜相反的第一表面，并且第一表面可以与线圈的与隔膜相反或最
接近的表面齐平或与其位于同一平面中。在又一些实施方式中，在腔室中支撑线圈的线圈
的线圈周围的支撑件可以与线圈和/或插塞一起限定与流体隔膜相反的平表面。例如，支撑
件可以被形成为具有孔的平板，线圈被定位在该孔中，并且线圈的上表面可以与支撑件的
上表面位于同一平面中。
在一些实施方式中，流体移动器可以包括两个隔膜，例如，定位在线圈顶部上方的
第一流体隔膜和定位在线圈底部下方的第二流体隔膜。支撑件、线圈和/或插塞可以限定与
第一隔膜相反的第一平表面和与第二流体隔膜相反的第二平表面。在第一流体隔膜与线圈
之间以及第二流体隔膜与线圈之间可以分别存在上间隙和下间隙，并且流体移动器可以被
布置成基于第一流体隔膜和第二流体隔膜相对于壳体的移动在上间隙和下间隙中移动流
体。例如，支撑件和线圈可以被布置成相对于腔室保持固定，并且线圈中的电流可以使第一
隔膜和第二隔膜相对于腔室移动，例如，在腔室中以0.1Hz至1kHz或更高的频率振动运动，
或者替代地以非周期性间隔发生的单个跳动(pulse)。在一些实施方式中，流体隔膜具有相
对于腔室固定的外围，并且线圈组件被布置成相对于腔室移动位于外围内部的流体隔膜的
部分。
根据以下描述本发明的这些和其他方面将是明显的。
附图说明
包含在说明书中并且形成了说明书的一部分的附图图示了本发明的选定的实施
方式，并且附图连同说明一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1示出了说明性实施方式中的流体移动器的立体图；
图2示出了沿着图1中的线2-2的流体移动器的截面图；
图3示出了图1的流体移动器的分解视图；
图4示出了图1实施方式的下壳体部分的分解视图；以及
图5示出了在没有喷嘴就位的情况下的流体移动器的立体侧视图。
具体实施方式
本发明的各方面在应用中不限于以下描述中所阐述的或附图中所图示的部件的
构造和布置的细节。可以采用其他实施方式并且可以以多种方式实施或实现本发明的各方
面。此外，本发明的各方面能够单独使用或以彼此任何合适的组合来使用。因而，本文中所
使用的措辞和术语是出于描述的目的而不应当被认为是限制。
图1和图2分别是说明性实施方式中的流体移动器4的立体示意图和截面图，流体
移动器4包括壳体1，壳体1限定具有内部容积的腔室6，第一隔膜2a、第二隔膜2b和线圈组件
12位于该内部容积中。在该实施方式中，腔室6的内部容积被划分成三个主要部分：位于第
一隔膜2a上方的第一外腔室6a、位于第一隔膜2a与第二隔膜2b之间的中央腔室6b以及位于
第二隔膜2b下方的第二外腔室6c。如以下进一步讨论的，中央腔室6b被线圈组件12划分成
第一间隙25和第二间隙26。如可在图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彼此隔离开，并且与位于腔室6的一侧的出口开口8连通。
在该实施方式中，第一外腔室6a和第二外腔室6c以及中央腔室6b中的每个分别与出口的独
立的区段即8a、8c和8b连通。如果需要的话，出口开口8可以位于其他位置，比如腔室6的顶
部或底部处，并且在一些实施方式中，诸如液体泵和气体压缩机，可以设置有两个或更多个
开口8，并且这些开口还可以包括阀以能够进行流体压缩和/或单向流动。
如以下更详细地描述的，隔膜2a、2b可控制以在腔室6中周期性地移动从而空气或
其他流体在相应的开口区段8a、8b、8c处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，并且然后被驱动沿箭头10的方向离开开口部段8a、8b、8c。如对于本领域技术
人员已知的并且在美国专利8272851中更详细地描述的，在出口开口8处的这种空气流运动
会引起沿箭头10的方向远离开口8移动的一系列空气脉冲和旋涡的形成，从而产生合成射
流。在该实施方式中，流体移动器4包括出口喷嘴或歧管7，出口喷嘴或歧管7在出口开口8处
配装至壳体1。出口喷嘴7可以被布置成对流速、流动方向和流动位置和/或来自流体移动器
4的流动的其他特征进行控制。例如，在该实施方式中，出口喷嘴7包括三排开口71，三排开
口71被布置成分别导引来自出口开口区段8a、8b、8c中的每个的流动。即，喷嘴开口71中的
每排喷嘴开口对应于相应的出口区段8a、8b、8c和相应的腔室区段6a、6b、6c，并且喷嘴开口
71中的每排喷嘴开口被布置成使用由相应的开口71形成的每个射流形成多个合成射流。然
而，应明白的是，用于出口喷嘴或歧管7的其他布置是可能的，诸如使用不同的端口几何形
状(诸如单个的狭槽的端口替代一排圆形的端口开口等)沿其他方向发送流体或将流体发
送到一个或更多个空气流动管道中。
在该实施方式中，线圈组件12包括支撑件21、线圈22和插塞23。支撑件21被布置成
在腔室6中对线圈22和插塞23进行支撑，例如使得支撑件21、线圈22和插塞23相对于壳体1
保持固定。线圈22磁耦合至隔膜2a、2b，使得线圈22中的电流可引起一部分隔膜2a、2b的一
部分的运动。即，线圈22中的电流可产生磁场，该磁场对隔膜2a、2b产生吸引力，吸引力使隔
膜2a、2b朝线圈组件12移动。隔膜2a、2b的该运动引起在第一外腔室6a和第二外腔室6c以及
中央腔室6b(通过调节腔室6a至6c的容积)中发生流动并且相应地在出口开口区段8a、8b、
8c处发生流动。
线圈组件12的操作可以由控制器14控制(例如，包括适合地编程的通用计算机或
其他数据处理装置)，控制器14接收(例如，来自一个或更多个传感器、用户输入装置等的)
控制信息并且对线圈组件12的操作和/或其他流体移动器部件相应地进行控制。控制器14
可包括任何适合的部件以执行期望的控制、通信和/或其他功能。例如，控制器14可以包括
用于进行数据处理功能的诸如一个或更多个通用计算机、计算机网络、一个或更多个微处
理器或PIC等的控制电路，用于存储数据和/或操作指令的一个或更多个存储器(例如，包括
易失性存储器和/或非易失性存储器，诸如光盘和磁盘驱动器、半导体存储器、磁带或磁盘
存储器等)，用于有线或无线通信的通信总线或其他通信装置(例如，包括各种线、开关、连
接器、以太网通信装置、WLAN通信装置等)，软件或其他的计算机可执行指令(例如，包括用
于执行与对流体移动器4和其他部件进行控制有关的功能的指令)，电力供给或其他电源
(诸如用于与电源插座(electricaloutlet)配合的插头(plug)、电池、变压器等)，继电器，
用于驱动线圈组件12的其他开关装置和/或驱动电路，机械连杆机构，一个或更多个传感器
或数据输入装置(诸如检测隔膜2a、2b的运动和/或位置的传感器以及/或者检测由流体移
动器4产生的射流冷却的装置的温度、使用者操作的按钮或开关、从另一装置接收控制指令
的接口等)，用户数据输入装置(诸如按钮、转盘、旋钮、键盘、触摸屏或其他)，信息显示装置
(诸如LCD显示器、指示灯、打印机等)，和/或用于提供期望的输入/输出和控制功能的其他
部件。简而言之，控制器114可包括任何合适的部件以执行针对流体移动器4或针对诸如液
体泵、气体压缩机或声学泵和压缩机的其他流体移动器的期望的控制和通信功能。
根据本发明的一方面，插塞23可以至少部分地堵塞(occlude)或填充线圈22的开
口，例如，使得插塞23至少部分地将第一隔膜和第二隔膜彼此分开。(还应指出的是，可以在
流体移动器中仅使用一个隔膜的实施方式中采用该方面。因此，例如，插塞23可将单个隔膜
与流体移动器4的在线圈组件12的相反侧上的其他部分(诸如壳体1的一部分)分隔开。在该
实施方式中，线圈22被配置为具有开口的环状环，该环状环可以是圆形、卵形、椭圆形或其
他闭环形状，并且插塞23可以具有与环状环的开口的尺寸和形状匹配的形状。例如，插塞23
可以由具有大约0.030英寸厚度的钢的平的板制成，插塞23完全堵塞或填充线圈开口，尽管
其他形状和/或尺寸也是可能的，包括那些其中插塞23仅部分地填充开口的形状和/或尺
寸。插塞23的厚度可以例如与线圈22的厚度大约相同，使得插塞23的上表面与线圈22的上
表面齐平，并且使得插塞23的下表面与线圈22的下表面齐平。在一些布置中，插塞23和线圈
22的上表面和下表面可以分别位于同一平面，尽管这未必是必须的，例如，插塞23也可以在
线圈22的上方和/或下方突出。因此，线圈22和插塞23可以限定平的、大致平面的结构，尽管
线圈22和插塞23的上表面和/或下表面未精确地布置在共用平面中。例如，通过限定具有低
的流动阻力的平表面或其他表面的插塞和线圈，插塞23的该布置可以提供在间隙25、26中
改进的流动特性。
根据本发明的另一方面，可以在线圈周围布置用于线圈的支撑件，以在隔膜之间
的提供除了处于线圈的中央开口的插塞之外的或替代处于线圈的中央开口的插塞的间分
隔壁或屏障。例如，如图2中所示，线圈22可以在其外围处被支撑件21围绕，支撑件21在线圈
22的外围处紧邻线圈22。在图2中所示的实施方式中，支撑件21被布置为具有孔的平板，并
且支撑件21的厚度近似等于线圈21的厚度，其中，在该孔处线圈22被支撑。因此，支撑件21
和线圈22(以及可能的插塞23)可以限定平的大致平面的结构。在一些布置中，支撑件21可
以布置成与线圈和/或插塞一起在线圈组件12的上表面和/下表面处限定平表面，例如，通
过使支撑件21布置为平的板，其中，板的上表面和下表面与线圈22或插塞23的上表面和下
表面平齐或位于同一平面。如上所述，支撑件21、线圈22和/或插塞23的上表面和下表面未
精确地被布置在共用平面中，但是支撑件21、线圈22和/或插塞23仍可以限定具有在顶部
和/或底部上的平表面的平的结构。对于线圈组件12的该平的结构布置可以提供相对紧凑
的线圈组件，并且其表现出跨越线圈组件12的流动的低的阻力。此外，线圈组件12的平的性
质可以允许隔膜(多个隔膜)2被非常紧密地定位至线圈组件12，由此增大线圈组件12的磁
场可以施加在隔膜(多个隔膜)2上的力。
如上所述，线圈组件12能够经由磁耦合移动流体隔膜(多个隔膜)2，即，线圈组件
12未机械地连接至隔膜(多个隔膜)2来引起它们的运动。如将理解的，线圈22的绕组中的电
流产生磁场以耦合线圈组件12和隔膜(多个隔膜)2，并且图2示出了闭环50，闭环50图示出
了可以由线圈22中电流产生的通量回路的路径。实际通量线根据诸如线圈的总安培匝数、
线圈22周围的材料的磁导率、单个部件的尺寸等的各种因素将可能具有不同于环路50的并
且变化的形状。
根据本发明的一方面，支撑件21和/或插塞23可具有高的相对磁导率、例如，大于
一的相对磁导率，其可以增大隔膜(多个隔膜)2上的线圈的磁场的磁力。即，一般来说，由于
支撑件21和/或插塞23可以降低磁通量环路50的磁阻，因此可以通过增加高磁导率的支撑
件21和/或插塞23来增加隔膜(多个隔膜)2上的、由线圈22中的电流产生的吸引磁力。例如，
支撑件21和插塞23可以使用高磁导率材料填充线圈22的平面中的气隙，由此减小系统的磁
阻。因此，支撑件21和/或插塞23可以消除或降少原本通过使隔膜(多个隔膜)2的任何部分
延伸超过线圈22的最接近的表面来降低磁通环路50的磁阻(例如，延伸到线圈22的开口中
或以其他方式延伸超过线圈的平面)的任何需要。即，虽然其他线圈/隔膜布置可能需要穿
透隔膜(或相关联的电枢)超过最接近的线圈表面的平面(例如，进入线圈开口)，但是支撑
件21和/或插塞23可避免这种要求，并且还可以提供在隔膜(多个隔膜)2上的改进的力特
征。
隔膜(多个隔膜)2将大致包括导磁的材料或磁性材料，使得由线圈22产生的此处
将产生引起隔膜(多个隔膜)2运动的磁力。在该说明性实施方式中，隔膜2每个均包括电枢
31，电枢31制成为邻近线圈22的一侧上的隔膜2的圆形的平的板，使得该板与线圈组件12相
反。电枢31由具有高磁导率的钢制成，并且在该实施方式中具有大约0.010英寸的厚度，但
是其他布置也是可能的。隔膜2还包括附接至电枢31并且与电枢31一起移动并且将隔膜2的
相反两侧彼此气动分开的其他部件。例如，隔膜2可以包括在隔膜2的外围33处附接至壳体1
的一个或更多个弹簧钢的板。因此，隔膜2的外围33可相对于壳体1保持固定，即使隔膜2的
内部部分在线圈组件12的影响下移动。在一些实施方式中，例如，一个或更多个弹簧钢的板
可以是同心的并且彼此被间隙间隔开，以提升隔膜2的泵送性能，并且间隙可以被诸如弹性
体的包覆模制件32流体地密封。包覆模制件32可防止流体流动通过在隔膜部件部分之间的
间隙(多个间隔)，并且还将有助于将隔膜部分接合在一起。当然，其他隔膜结构也是可能
的，诸如在WO2012/048179中描述的那些。
通过导磁的插塞23和/或通过导磁的支撑件21可以提供的一个特征是即使增加插
塞23和支撑件21将独立振荡磁性气隙的2引入到磁通环路中，这也不会导致隔膜和/或电枢
上的独立的力，因此不会增加壳体的振动。因此，线圈组件12可以在第一隔膜2a和第二隔膜
2b上保持相等或几乎相等的(但相反的)磁力。相等的力将导致隔膜2a、2b相等或几乎相等
的位移，相等或几乎相等的位移将会导致抵消或几乎抵消壳体1上的隔膜惯性反作用力。由
于隔膜2a、2b上的相反的且相等的力可以被传递至壳体1或可以被壳体1抵消，这样可以有
助于保持流体移动器4的低的振动。因此，可以使壳体1的振动最小化。因此，可以在不增大
壳体振动的情况下实现通过线圈组件提供减小腔室流动阻力和简化设计的全部优点。
为了进一步辅助以助于减小振动，流体移动器4可以被布置成帮助保持隔膜2a、2b
上的相等的泵送载荷。例如，流体移动器4可以被布置成通过在间隙25、26中具有几乎相等
的动态压力使得隔膜2a、2b经受相等的运动阻力。这可以通过提供一个或更多个开口或允
许在每个隔膜2a、2b与线圈组件12之间的空间或间隙25、26之间的流体连通的其他流体路
径来实现。例如，图3示出了流体移动器4的分解图，其中，第一壳体部分1a(其具有附接至其
的第一隔膜2a)与第二壳体部分1b(其具有附接至其的第二隔膜2b)分隔开。线圈组件12被
定位在第一壳体部分1a与第二壳体部分1b之间，并且支撑件21、线圈22和插塞23被布置在
一起以在间隙25、26之间限定至少略微流体紧密的结构。然而，支撑件21包括在从电枢31径
向向外的区域中(也参见图2)线圈22周围布置的开口24。这些开口24提供了第一隔膜2a与
线圈组件12之间的第一间隙25同第二隔膜2b与线圈组件12之间的第二间隙26之间的流体
连通。因此，第一间隙25和第二间隙26中的压力可以被保持为几乎相等，由此呈现具有几乎
相等的载荷或运动阻力的隔膜2a、2b。
图3还示出了支撑件21被布置成靠近出口开口8的开口24(在图3中的左侧)允许来
自第一间隙25和第二间隙26的流动在与出口喷嘴或歧管7相互作用之前汇合在一起。图3还
图示出了第二隔膜2b的电枢31中的键孔形凹陷31a。该凹陷31a提供了用于至线圈22的控制
线或引线的物理间隙，并且如果需要的话该可以去除物理间隙。第一隔膜2a的电枢31(未示
出)可以具有类似的键孔凹陷31a，该键孔凹陷31a未必用于提供布线空间，而是确保电枢31
具有类似的磁力响应和质量。
图4示出了第二壳体部分1b和第二流体隔膜2b的分解视图。第一壳体部分1a和第
一流体隔膜2a以与图4中所示相似的方式被布置，并且因此未被示出。在该实施方式中，第
二隔膜2b包括组装至另一隔膜部件的电枢31，其附接至隔膜框架34。框架34在腔室6中提供
了对隔膜2b的支撑，以及提供用于隔膜2b至第二壳体部分1b的附接点，并且提供了在第二
腔室部分6c与中央腔室部分6b之间(例如，在靠近出口开口8的区域中)的分隔壁或屏障。该
实施方式中的电枢31被布置为除了靠近外围33的折曲(flex)区域之外，几乎覆盖在包覆模
制件32的内径的内侧的全部隔膜区域。被包覆模制件32覆盖的该隔膜2的折曲区域是在当
隔膜的更多中央部分在磁力的影响下移动时隔膜2发生弯曲的大部分所在的位置。如上所
指出的，该折曲区域可以包括类铰链(hinge-like)特征、弹性部件或被布置成为隔膜2提供
期望的折曲特征的其他，诸如对于给定机械谐振频率、隔膜中央部分的运动的范围等所期
望的弹簧刚度。
上述实施方式的应用能够建立在无论借助于机械的容积位移能量被传递至流体
的任何位置。应用包括：例如流体移动器，诸如泵、压缩机和合成射流器；将流体能量施加至
流体填充的用于应用的声共振器，诸如声学压缩机或热声(thermoacoustic)发动机、蜂鸣
器和作为声音再现中扬声器纸盆(speaker cone)元件。
本文中所提供的各实施方式不是意在穷举或者将本发明限制于公开的精确形式，
并且鉴于以上教导许多修改和变型是可能的。选择和描述各实施方式以最佳地解释本发明
的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够在各种实施方式中并以适于所预
期的特定用途的各种修改来最佳地利用本发明。尽管以上描述包含了许多详细说明，但这
些不应当被解读为对本发明的范围的限制，而是作为本发明的替代实施方式的举例。
除非清楚地被指示为相反，否则如本文的说明书和权利要求中所使用的，不定冠
词“一(a)”和“一个(an)”应当被理解为表示“至少一个”。
如本文的说明书和权利要求中所使用的短语“和/或”应当被理解为表示如此结合
的元件中的“任一个或两个”，即，在一些情况下以结合的方式存在而在其他情况下以分离
的方式存在的元件。当以相同的方式来解读用“和/或”列出的多个元件应，即，如此结合的
元件中的“一个或更多个”。除了通过“和/或”语句特别指出的元件之外，其他元件可以可选
地存在，而不管与特别指出的这些元件相关或不相关。
本文中使用的“包含(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“含有
(containing)”、“涉及(involving)”和/或其变型是指包含其后列出的项目及其等同物以
及附加项目。
还应当理解的是，除非清楚地指示为相反，否则在本文中所要求保护的包含多于
一个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不一定限于所记载的方法的步骤
或动作的顺序。
尽管已参照各种说明性实施方式对本发明的各方面进行了描述，但是这样的方面
不限于所描述的各实施方式。因而，显而易见的是，所描述的各实施方式的许多替代方案、
修改和变型对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，本文中所阐述的各实施方式意在
为说明性的而非限制性的。在不偏离本发明的各方面的精神的情况下能够做出各种改变。