ДВУХСТОРОННЯЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ЛЕНТОЧНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК G10K15/00 H04R7/04 H04R13/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции ленточного акустического преобразователя, и может быть использовано для концертных акустических систем (линейных массивах, пассивных и активных акустических системах).

Из уровня техники известны конструкции ленточных драйверов от компаний "SLS Audio" (www.slsaudio.com), "Alcons Audio" (www.alconsaudio.com). "Stage Accompany" (www.staqeaccompany.com).

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является ленточный драйвер (заявка на патент США №2008212823, 04.09.2008), включающий корпус с охлаждающими ребрами, проходящими снаружи и в продольном направлении. В части корпуса помещена рама, которая состоит из рамки и полос. К рамке приклеена мембрана из полиимидной пленки, на мембране расположена электропроводная структура, вызывающая колебания мембраны при передаче электрического сигнала от усилителя в громкоговоритель. Преобразователь содержит магниты, образующие постоянное магнитное поле, окружающее проводниковую структуру мембраны. Проводниковая структура выполнена в виде электропроводящего провода, который размещен в виде удлиненной прямоугольной спирали на одной стороне мембраны.

Известные ленточные драйверы характеризуются тем, что преобразователи выполнены с закрытыми корпусами. У таких устройств меньше долговременная мощность преобразователя, обусловленная неравномерным отводом горячего воздуха от мембраны только с одной стороны.

Задача предлагаемого изобретения направлена на увеличение мощности известных конструкций ленточных преобразователей.

Технический результат заявленного технического решения заключается в повышении предельной долговременной мощности мембраны.

Заявленный технический результат обеспечивается за счет конструкции двухсторонней системы охлаждения ленточного акустического преобразователя, размещенного внутри корпуса акустической колонки, включающей вертикально ориентированные магниты с магнитопроводами, в прорезях которых расположена рамка, высота которой превышает высоту магнитов, при этом вдоль обеих поверхностей рамки, в области центральной части рамки между магнитопроводами, образованы вертикальные каналы, на рамке закреплена мембрана из полиимидной пленки с размещенным на ней с одной стороны электропроводящим проводом в форме удлиненной прямоугольной спирали, в магнитопроводах параллельно рамке расположены шпильки, закрепленные удлиненными гайками, магнитопроводы крепятся к крышкам лючков посредством винта, вставленного в каждую удлиненную гайку, при этом лючки закреплены на противоположных сторонах внутренней поверхности фанерного корпуса акустической колонки.

Технический результат достигается за счет того, что вдоль обеих поверхностей в области центральной части рамки между магнитопроводами выполнены вертикальные каналы для конвекционной циркуляции воздуха по обе стороны мембраны. При работе ленточного преобразователя температура проводников возрастает до 200÷300°C и вокруг мембраны образуется двухсторонняя конвекционная тяга, которая повышает предельно допустимую долговременную мощность мембраны, поскольку согласно закону Ньютона-Рихмана, тепловой поток Q от стенки к среде пропорционален поверхности теплообмена F и разности температур между температурой твердой стенки tc и температурой среды t'ж Q=α⋅F(t'ст-t'ж). Полезная площадь распространения проточного потока воздуха за счет открытых каналов увеличивается в 2 раза, что дает возможность отводить больше тепловой энергии, тем самым снизить температуру пленки или подводить больше мощности к ленточному преобразователю (повышая его полезную мощность излучения звуковых волн при тех же габаритах).

При креплении магнитопроводов к лючкам между магнитами и лючками за счет удлиненных гаек образуется пространство, которое связано с окружающей средой.

Ленточный преобразователь отделен от остального объема колонки фанерным корпусом, который в области верхнего и нижнего лючка обклеен звукопоглощающими материалами, поглощающими обратную волну, создаваемую задней поверхностью мембраны, обращенной к задней стенке колонки. Лабиринт, создаваемый стенками корпуса колонки, рамкой и магнитной системой, также препятствует проходу обратной волны.

Магнитопровод, расположенный со стороны поверхности рамки, обращенной к задней стенке корпуса колонки, выполнен с выступом, обращенным к рамке с мембраной, что обеспечивает концентрацию магнитного поля в зоне токопроводников.

Размещение рамки в прорези магнитопроводов обеспечивает исключение горизонтального смещения рамки.

Крепление преобразователя к лючку предотвращает смещение рамки в вертикальном направлении.

Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее:

Фиг. 1 - общий вид акустической колонки.

Фиг. 2 - общий вид ленточного преобразователя.

Фиг. 3 - крепление преобразователя к крышке лючка.

Фиг. 4 - вид преобразователя сверху.

Фиг. 5 - вид лабиринта сверху.

Фиг. 6 - конвекционная циркуляция воздуха вокруг мембраны.

Ленточный преобразователь состоит из 5 основных элементов.

На латунную рамку 1 приклеена мембрана из полиимидной пленки 2. На пленку нанесен электропроводящий провод в форме удлиненной прямоугольной спирали, образующий звуковую катушку в магнитном поле. Магнитное поле образуется за счет магнитов 5 и приклеенных к ним магнитопроводов 4.

Рамка 1 располагается в прорезях 6 магнитопроводов 4. Прорези предотвращают горизонтальное смещение рамки.

Сам ленточный преобразователь располагается внутри корпуса колонки (Фиг. 1 и Фиг. 3). Его крепление к корпусу колонки с обеих сторон осуществляется с помощью шпилек 7, проходящих через магнитопровод 4, закрепляемых удлиненными гайками 8 с обеих сторон магнитопровода. Винт 9 вворачивается в удлиненную гайку 8, закрепляя крышку лючка 10, которая, в свою очередь, закреплена винтами в фанерном корпусе колонки. Лючок 10 предотвращает смещение рамки 1 в вертикальном направлении. Конструкция крепления преобразователя симметрична сверху и снизу.

Вокруг зоны ленты с электропроводящими проводами между магнитопроводами образуются вертикальные каналы 10, связанные с внешней средой, для конвекционной циркуляции воздуха спереди и сзади (фиг. 4, 5). При работе температура электропроводящих проводов возрастает до 200-300 градусов. Образуется двухсторонняя конвекционная тяга 11, схематично показанная на фиг. 6, которая повышает максимально допустимую долговременную мощность мембраны. Также возможно принудительное увеличение тяги при помощи вентилятора.

Фанерный корпус вокруг ленточного преобразователя, в области верхнего лючка и в области нижнего лючка, обклеен звукопоглощающими материалами 12, которые гасят обратную волну 14, создаваемую задней стороной мембраны. Лабиринт 13, создаваемый жесткой рамкой 1, также препятствует проходу обратной волны 14.

Предложена двухсторонняя система охлаждения ленточного акустического преобразователя, размещенного внутри корпуса акустической колонки. Она включает вертикально ориентированные магниты и закрепленные на них магнитопроводы с прорезями, в которых расположена рамка, высота которой превышает высоту магнитов. Между магнитопроводами вдоль обеих поверхностей рамки в области ее центральной части образованы вертикальные каналы, которые связаны с внешней средой через лабиринт. На рамке закреплена мембрана из полиимидной пленки с размещенным на ней электропроводником в форме удлиненной прямоугольной спирали, при этом преобразователь посредством удлиненных гаек закреплен между лючками, расположенными на противоположных сторонах корпуса акустической колонки на расстоянии, равном высоте рамки. 6 ил.

Двухсторонняя система охлаждения ленточного акустического преобразователя, размещенного внутри корпуса акустической колонки, характеризующаяся тем, что включает вертикально ориентированные магниты и закрепленные на них магнитопроводы с прорезями, в которых расположена рамка, высота которой превышает высоту магнитов, между магнитопроводами вдоль обеих поверхностей рамки в области ее центральной части образованы вертикальные каналы, которые связаны с внешней средой через лабиринт, на рамке закреплена мембрана из полиимидной пленки с размещенным на ней электропроводником в форме удлиненной прямоугольной спирали, при этом преобразователь посредством удлиненных гаек закреплен между лючками, расположенными на противоположных сторонах корпуса акустической колонки на расстоянии, равном высоте рамки.