CN101668404B - 微流体输送及雾化装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种微流体输送及雾化装置，用以传送流体并将流体雾化成多个液滴喷出，其包含：微流体输送器，具有入口通道；雾化器，其具有喷嘴片、储存槽及致动元件，喷嘴片是与储存槽相对应设置，且与致动元件连接；其中，微流体输送器是将流体通过入口通道传送至雾化器的储存槽，使喷嘴片相应致动元件的驱动而将流体雾化成多个液滴喷出。

Description

微流体输送及雾化装置

技术领域

本发明是关于一种微流体输送及雾化装置，尤指一种适用于电子元件散热的微流体输送及雾化装置。

背景技术

近年来，电脑系统已逐渐成为人们日常生活中不可或缺的设备，其内部设有主机板以维持整个电脑系统的运作，然而主机板于运作时其上的发热元件，例如：CPU，会产生大量的热量，假若热量无法适当地转移至外界而累积于壳体内，则不只会减损发热元件的寿命甚至于损毁，而且会降低整个电脑系统的运作效能，因此，为维持电脑系统的使用寿命与效能，在主机板上通常会采取适当的散热机制以将热量转移至外界。

目前的发热元件的散热方式是利用一抽吸泵配合一热交换机，其中热交换机贴付于发热元件的表面，主要利用泵将水抽入热交换机内，利用液体，例如：水，将发热元件所产生的热量移除，以达到散热的功效。

虽然已知的使用抽吸泵配合热交换机的方式可达到将发热元件所产生的热量移除的功效，但是仅利用水不断重复进行循环的散热效果有限，且使用抽吸泵的结构设置不只体积大、结构复杂、不易组装且成本高，无法符合薄形化的需求。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的微流体输送及雾化装置，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种微流体输送及雾化装置，以解决已知的通过泵配合热交换机对发热元件进行散热的方式，除了以水进行循环的散热效果有限外，使用抽吸泵的结构设置不只体积大、结构复杂、不易组装且成本高外，亦无法符合薄形化需求等缺点。

为达上述目的，本发明的一较广义实施样态为提供一种微流体输送及雾化装置，用以传送流体并将流体雾化成多个液滴喷出，其包含：微流体输送器，具有入口通道及出口通道；雾化器，其具有喷嘴片、储存槽及致动元件，喷嘴片是与储存槽相对应设置，且与致动元件连接；其中，微流体输送器是将流体通过入口通道传送至雾化器的储存槽，使喷嘴片相应致动元件的驱动而将流体雾化成多个液滴喷出。

附图说明

图1A是较佳实施例的微流体输送及雾化装置的正面分解结构示意图。

图1B是图1A的反面分解结构示意图结构。

图1C是图1A的组装完成结构示意图。

图1D是图1B的组装完成结构示意图。

图2A是图1C的A-A剖面结构示意图。

图2B是图2A的压力腔室膨胀状态示意图。

图2C是图2A的压力腔室压缩及雾化器喷雾状态示意图。

图2D是图2C所示的雾化器的致动元件及喷嘴片向上作动状态示意图

图3A是图1C的B-B剖面结构示意图。

图3B是图3A所示的雾化器喷雾状态示意图。

图3C是图3B所示的雾化器的致动元件及喷嘴片向上作动状态示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图标在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1A及图1B，其中图1A是本发明一较佳实施例的微流体输送及雾化装置的正面分解结构示意，图1B则为图1A的反面分解结构示意图结构，如图所示，本发明的微流体输送及雾化装置1主要由一微流体输送器2结合一雾化器3所组成，其中，微流体输送器2主要是由阀体座21、阀体盖体22、阀体薄膜23、多个暂存室、致动装置24及盖体25所组成，而雾化器3则是由储存槽31、喷嘴片32、致动元件33及压板34所组成，其中，压板34主要用来定位致动元件33及喷嘴片32，且具有相对应喷嘴片32的多个喷孔321设置的开口341。

请再参阅图1A，阀体盖体22及致动装置24之间形成一压力腔室225，主要用来储存流体，该微流体输送器2的组装方式是将阀体薄膜23设置于阀体座21及阀体盖体22之间，并使阀体薄膜23与阀体座21及阀体盖体22相互堆叠结合，且在阀体薄膜23与阀体盖体22之间形成一第一暂存室，而在阀体薄膜23与阀体座21之间形成一第二暂存室，并且于阀体盖体22上的相对应位置还设置有致动装置24，致动装置24是由一振动薄膜241以及一致动器242组装而成，用以驱动微流体输送器2的作动，最后，再将盖体25设置于致动装置24的上方，故其是依序将阀体座21、阀体薄膜23、阀体盖体22、致动装置24及盖体25相对应堆叠设置，以完成微流体输送器2的组装。

请再参阅图1A，阀体座21及阀体盖体22是微流体输送器2中导引流体进出的主要结构，阀体座21具有一个入口通道211以及一个出口通道212，流体是通过入口通道211传送至阀体座21上表面的一开口213，并且阀体薄膜23及阀体座21之间所形成的第二暂存室即为图中所示的出口暂存腔214，但不以此为限，其是由阀体座21的上表面于与雾化器3的储存槽31相对应的位置产生部分凹陷而形成，并与储存槽31及出口通道212相连通，该出口暂存腔214是用以暂时储存流体，并使该流体由出口暂存腔214通过一开口215而输送至储存槽31，再通过出口通道212排出。

以及，在阀体座21上还具有多个凹槽结构，用以供一密封环261(如图2A所示)设置于其上，阀体座21具有环绕开口213外围的凹槽216，及环绕于出口暂存腔214外围的凹槽217，主要通过设置于凹槽216及217内的密封环261使阀体座21与阀体薄膜23之间紧密的贴合，以防止流体外泄。

阀体盖体22具有一上表面220及一下表面221，以及在阀体盖体22上亦具有贯穿上表面220至下表面221的入口阀门通道222及出口阀门通道223，且该入口阀门通道222设置于与阀体座21的开口213相对应的位置，而出口阀门通道223则设置于与阀体座21的出口暂存腔214内的开口215相对应的位置，并且阀体薄膜23及阀体盖体22之间所形成的第一暂存室即为图中所示的入口暂存腔224，且不以此为限，其是由阀体盖体22的下表面221于与入口阀门通道222相对应的位置产生部份凹陷而形成，且其连通于入口阀门通道222。

请再参阅图1A，阀体盖体22的上表面220是部份凹陷，以形成一压力腔室225，其是与致动装置24的致动器242相对应设置，压力腔室225是通过入口阀门通道222连通于入口暂存腔224，并同时与出口阀门通道223相连通。

另外如图1A及图1B所示，阀体盖体22上同样具有多个凹槽结构，以本实施例为例，在阀体盖体22的上表面220具有环绕压力腔室225而设置的凹槽226，而在下表面221上则具有环绕设置于入口暂存腔224的凹槽227、环绕设置于出口阀门通道223的凹槽228，同样地，上述凹槽结构是用以供一密封环262设置于其中，主要通过设置于凹槽227及228内的密封环262使阀体盖体22与阀体薄膜23之间紧密的贴合，以防止流体外泄，而设置于凹槽226内的密封环262则用来使致动装置24的致动薄膜241与阀体盖体22之间紧密的贴合，以防止流体外泄(如图2A所示)。

请再参阅图1A及图1B，阀体薄膜23主要是一厚度实质上相同的薄片结构，其上具有多个镂空阀开关，包含第一阀开关以及第二阀开关，于本实施例中，第一阀开关是入口阀门结构231，而第二阀开关是出口阀门结构232，其中，入口阀门结构231具有入口阀片2313以及多个环绕入口阀片2313外围而设置的镂空孔2312，另外，在孔2312之间还具有与入口阀片2313相连接的延伸部2311，当阀体薄膜23承受自压力腔室225传递而来的应力时，如图2C所示，出口阀门结构232开启而使流体释出时，入口阀门结构231是整个平贴于阀体座21之上，此时入口阀片2313会紧贴于微凸结构218，而密封住阀体座21上的开口213，且其外围的镂空孔2312及延伸部2311则顺势浮贴于阀体座21之上，故因此入口阀门结构231的关闭作用，使流体无法流出。

请再参阅图1B并配合图2A，于阀体盖体22的下表面221的出口阀门通道223的边缘环绕设置一微凸结构229，是与出口阀门结构232的出口阀片2323相抵顶，用以施一预力于该出口阀门结构232，一旦，入口阀门结构231开启而使流体流入阀体座21内部时，阀体薄膜23的出口阀门结构232仍能与微凸结构229形成一段封闭面的接触，能产生更大更佳的预盖紧防止逆流的效果。

而当阀体薄膜23受到压力腔室225体积增加而产生的吸力作用下，由于设置于阀体盖体22的微凸结构229已提供出口阀门结构232一预力，因而出口阀片2323可通过延伸部2321的支撑而产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，当因压力腔室225的负压而使入口阀门结构231产生位移(如图2B所示)，此时，流体则可通过镂空的孔2312由阀体座21流至阀体盖体22的入口暂存腔224，并通过入口暂存腔224及入口阀门通道222传送至压力腔室225内，如此一来，入口阀门结构231即可相应压力腔室225产生的正负压力差而迅速的开启或关闭，以控制流体的进出，并使流体不会回流至阀体座21上。

同样地，位于同一阀体薄膜23上的另一阀门结构则为出口阀门结构232，其中的出口阀片2323、延伸部2321以及孔2322的作动方式均与入口阀门结构231相同，因而不再赘述，惟与出口阀门结构232相抵顶的微凸结构229设置方向是与与入口阀门结构231相抵顶的微凸结构218反向设置，如图2C所示，因而当压力腔室225压缩而产生一推力时，设置于阀体座21上表面的微凸结构218将提供入口阀门结构231一预力(Preforce)，使得入口阀片2313可通过延伸部2311的支撑而产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，当因压力腔室225的正压而使出口阀门结构232产生位移，此时，流体则可通过镂空的孔2322由压力腔室225经阀体盖体22而流至阀体座21的出口暂存腔214内，并可通过开口215流入储存槽31内并通过出口通道212排出，如此一来，则可通过出口阀门结构232开启的机制，将流体自压力腔室225内泄出，以达到流体输送的功能。

请再参阅图1B及图2A，雾化器3与微流体输送器2的组装方式是将喷嘴片32及致动元件33所组成的结构设置于微流体输送器2的阀体座21及压板34之间，并相互堆叠结合，且于储存槽31的周围环绕设置一凹槽311，用以供一密封环263设置于其中，主要通过设置于凹槽311内的密封环263使阀体座21与喷嘴片32贴合，以防止流体外泄，即可形成本发明的微流体输送及雾化装置1(如图1C及图1D所示)。

请再参阅图1B、图2A及图3A，于本实施例中，雾化器3的致动元件33是环绕设置于喷嘴片32的多个喷孔321的周围，且喷孔321的两侧是分别与储存槽31及压板34的开口341相对应设置，且该储存槽31是由阀体座21的下表面凹陷设置，且与出口通道212、阀体座21的开口215及出口暂存腔214相连通。

请同时参阅图2A、图2B、图2C，如图2A所示，当盖体25、致动装置24、阀体盖体22、阀体薄膜23、密封环261、262、阀体座21、喷嘴片32、致动元件33、密封环263以及压板34彼此对应组装设置后，即可成为本发明的微流体输送及雾化装置1。

当以一电压驱动致动器242时，致动装置24产生弯曲变形，如图2B所示，致动装置24是朝箭号a所指的方向向上弯曲变形，使得压力腔室225的体积增加，因而产生一吸力，使阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受一向上的拉力，并使已具有一预力的入口阀门结构231的入口阀片2313迅速开启(如图2B所示)，使流体可大量地通过阀体座21上的入口通道211被吸取进来，并流经阀体座21上的开口213、阀体薄膜23上的入口阀门结构231的孔2312、阀体盖体22上的入口暂存腔224、入口阀门通道222而流入压力腔室225之内。

此时，由于阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受该向上拉力，故位于另一端的出口阀门结构232是因该向上拉力使得位于阀体薄膜23上的出口阀片2323密封住出口阀门通道223，而使得出口阀门结构232关闭。

当致动装置224因电场方向改变而如图2C所示的箭号b向下弯曲变形时，则会压缩压力腔室225的体积，使得压力腔室225对内部的流体产生一推力，并使阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受一向下推力，此时，设置于微凸结构229上的出口阀门结构232的出口阀片2323其可迅速开启，并使液体瞬间大量宣泄，由压力腔室225通过阀体盖体22上的出口阀门通道223、阀体薄膜23上的出口阀门结构232的孔2322、阀体座21上的出口暂存腔214、开口215而流至雾化器3的储存槽31并通过出口通道212排出(如图2C及图3B所示)，同样地，此时由于入口阀门结构1231是承受该向下的推力，因而使得入口阀片2313密封住开口213，以关闭入口阀门结构231。

请再参阅图2C、图2D及图3A、图3B、图3C，如图2C及图3B所示，当流体通过微流体输送器2传送至雾化器3的储存槽31内部，且雾化器3的致动元件33受一电压驱动而产生方向向下弯曲变形，将带动喷嘴片32向下移动，而使储存槽31内部的流体通过喷嘴片32的喷孔321(如图1A、图1B所示)雾化成多个液滴4，并喷出至外界，可通过该雾化的液滴4将本发明的微流体输送及雾化装置1所连接的发热元件所产生的热量移除，以达到散热的功效，但不以此为限，本发明的微流体输送及雾化装置1亦可使用于例如医疗等方面，即均匀的喷出药剂。

请再参阅图2D及图3C，当雾化器3的致动元件33受一电压驱动而产生方向向上弯曲变形，将带动喷嘴片32向上移动，此时会使外界的气体5通过喷孔321渗透至储存槽31内部，而气体5可随着储存槽31内部的流体通过阀体座21的出口通道212排出。

综上所述，本发明的微流体输送及雾化装置是通过结合微流体输送器与雾化器，以达到将流体输送至雾化器的储存槽，并通过致动元件的驱动使流体通过喷嘴片雾化喷出，如此的结构设置不只体积小、结构简单、组装容易，而且可达到薄型化的需求。因此，本发明的微流体输送及雾化装置极具产业的价值。

Claims (4)

1.一种微流体输送及雾化装置，用以传送一流体并将该流体雾化成多个液滴喷出，其包含：

一雾化器，其具有一喷嘴片、一储存槽及一致动元件，该喷嘴片是与该储存槽相对应设置，且与该致动元件连接；

一微流体输送器，具有一入口通道及一出口通道，该微流体输送器包含：

一阀体座，其设有该入口通道及该出口通道；

一阀体盖体，其设置于该阀体座上；

一阀体薄膜，其设置于该阀体座及该阀体盖体之间，该阀体薄膜与该阀体盖体之间形成至少一第一暂存室，以及于该阀体薄膜与该阀体座之间形成至少一第二暂存室；以及

一致动装置，其外围是固设于该阀体盖体，阀体盖体及致动装置之间形成压力腔室；

其中，该微流体输送器是将该流体通过该入口通道传送至该雾化器的该储存槽，使该喷嘴片相应该致动元件的驱动而将该流体雾化成多个液滴喷出，该阀体座的该出口通道与该储存槽相连通，使通过该喷嘴片渗透至该储存槽内部的外界气体通过该阀体座的该出口通道排出。

2.根据权利要求1所述的微流体输送及雾化装置，其特征在于该储存槽设置于该阀体座上，且与该第二暂存室相连通。

3.根据权利要求1所述的微流体输送及雾化装置，其特征在于该雾化器还具有一压板，用以定位该致动元件，且具有相对应该喷嘴片设置的一开口。

4.根据权利要求1所述的微流体输送及雾化装置，其特征在于该致动元件是环绕设置于该喷嘴片的多个喷孔的周围。

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