CN110882874A

CN110882874A - 双向反射式超声波雾化换能器

Info

Publication number: CN110882874A
Application number: CN201911096067.9A
Authority: CN
Inventors: 咸威; 咸寿荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2020-03-17
Also published as: WO2021092853A1

Abstract

本发明涉及液体雾化技术领域，尤其涉及一种双向反射式超声波雾化换能器。该双向反射式超声波雾化换能器包括超声波发射装置和超声波反射装置，所述超声波发射装置包括压电陶瓷片，所述压电陶瓷片的左右两侧面均设有电极，所述超声波反射装置包括反射件，所述反射件设有反射面，所述压电陶瓷片的左右两侧面分别与所述反射面相对应。本发明所述的双向反射式超声波雾化换能器，通过反射件的反射面能够对压电陶瓷片发射的左右两个方向的超声波分别进行反射，使超声波反射出液体表面实现雾化，进而大幅提高了超声波雾化效率。

Description

双向反射式超声波雾化换能器

技术领域

本发明涉及液体雾化技术领域，尤其涉及一种双向反射式超声波雾化换能器。

背景技术

超声波雾化是液体雾化中一种十分常见的雾化方式，广泛应用于加湿、雾化消毒、香薰、美容、喷涂、喷雾干燥等领域中。最为常见的超声波雾化设备是采用单晶片的压电陶瓷换能器组成的超声波雾化器。在使用时，将压电陶瓷换能器的一面置于液体中并向液体中发射超声波，使液体与空气的临界面形成喷泉水柱，并将液体撕裂成微小液滴而形成雾化形态。然而，这种超声波雾化设备的雾化效率不高，通常300ml/h的雾化量需要消耗20W以上的电功率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种双向反射式超声波雾化换能器，解决现有超声波雾化设备的雾化效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双向反射式超声波雾化换能器，包括超声波发射装置和超声波反射装置，所述超声波发射装置包括压电陶瓷片，所述压电陶瓷片的左右两侧面均设有电极；所述超声波反射装置包括反射件，所述反射件设有反射面，所述压电陶瓷片的左右两侧面分别与所述反射面相对应。

进一步地，所述反射件设有两个，两个所述反射件对称设置于所述压电陶瓷片的左右两侧。

进一步地，所述反射件为反射块，所述反射块面向所述压电陶瓷片的一侧设有所述反射面，所述反射面为扇形，且所述反射面呈内凹的球面；所述反射面从远离所述压电陶瓷片的一端至靠近所述压电陶瓷片的另一端呈倾斜向下延伸，且所述反射面的宽度从上至下逐渐减小。

具体地，所述超声波反射装置还包括反射块安装座，所述反射块安装于所述反射块安装座；所述超声波发射装置还包括陶瓷片安装座，所述压电陶瓷片安装于所述陶瓷片安装座。

具体地，所述反射块安装座设有上端开口的第一安装槽，所述陶瓷片安装座和所述反射块均设置于所述第一安装槽中；所述陶瓷片安装座设有上端开口的第二安装槽，所述压电陶瓷片设置于所述第二安装槽中，所述第二安装槽的侧壁上对应所述压电陶瓷片的左右两侧面分别设有通孔。

具体地，所述超声波发射装置还包括密封圈，所述密封圈套装于所述压电陶瓷片的外圈，所述压电陶瓷片通过所述密封圈安装固定于所述第二安装槽中。

进一步地，所述反射件为反射板，所述反射板面向所述压电陶瓷片的一侧设有所述反射面，所述反射面呈平面，所述反射面从远离所述压电陶瓷片的一侧至靠近所述压电陶瓷片的另一侧呈倾斜向下设置。

进一步地，所述超声波发射装置还包括两个引线，两个所述引线分别与两个所述电极对应连接。

进一步地，所述反射件设有一个，所述反射件的反射面呈内凹的圆弧面或球冠面，所述压电陶瓷片设置于所述反射面的中心位置处；所述压电陶瓷片的延伸方向穿过所述圆弧面的圆心，或所述压电陶瓷片的延伸方向穿过所述球冠面的球心。

进一步地，所述压电陶瓷片发射的超声波与所述反射件反射的超声波之间的夹角范围为20°～80°或100°～170°。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的双向反射式超声波雾化换能器，通过在压电陶瓷片的左右两侧面分别设置电极，从而使压电陶瓷片能够在液体中分别向左右两个方向发射超声波，同时，通过在反射件上设置反射面，使压电陶瓷片的左右两侧面分别与反射面相对应，从而通过反射件的反射面能够对压电陶瓷片发射的左右两个方向的超声波分别进行反射，使超声波反射出液体表面实现雾化，进而大幅提高了超声波雾化效率。

附图说明

图1是本发明实施例双向反射式超声波雾化换能器的一种结构示意图；

图2是本发明实施例双向反射式超声波雾化换能器中超声波发射装置和超声波反射装置的一种结构示意图；

图3是本发明实施例双向反射式超声波雾化换能器中超声波发射装置和超声波反射装置的一种剖视图；

图4是本发明实施例双向反射式超声波雾化换能器的另一种结构示意图；

图5是本发明实施例双向反射式超声波雾化换能器中超声波发射装置和超声波反射装置的另一种结构示意图；

图6是本发明实施例双向反射式超声波雾化换能器中超声波发射装置和超声波反射装置的另一种结构示意图。

图中：1：压电陶瓷片；2：反射件；201：反射面；3：反射块安装座；301：第一安装槽；302：支脚；4：陶瓷片安装座；401：第二安装槽；402：通孔；5：密封圈；6：引线；7：储水容器；8：成雾区域。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例提供一种双向反射式超声波雾化换能器，包括超声波发射装置和超声波反射装置。

其中，超声波发射装置包括压电陶瓷片1，压电陶瓷片1的左右两侧面均设有电极(图中未示)。也即，将压电陶瓷片1整体呈竖直向浸入液体中时，压电陶瓷片1的左右两侧面能够在液体中分别向左右两个方向发射超声波。

其中，超声波反射装置包括反射件2，反射件2设有反射面201，压电陶瓷片1的左右两侧面分别与反射面201相对应。

在使用时，将压电陶瓷片1呈竖直向放入储水容器7的液体中，同时将反射件2放入储水容器7的液体中，则通过反射件2能够对压电陶瓷片1左右两侧发射的两个方向的超声波分别进行向上反射，进而使超声波反射出液体表面，实现雾化。

由此，本发明实施例所述的双向反射式超声波雾化换能器，实现了单个压电陶瓷片1同时产生左右两路超声波雾化路径的效果，大幅提高了超声波雾化效率。

本发明实施例所述的双向反射式超声波雾化换能器，与传统的超声波雾化换能器中单个压电陶瓷片只能产生单路超声波雾化路径相比，能够在雾化效率上提高近1倍，雾化效果更好。

在本发明的具体实施例中，设定压电陶瓷片1发射的超声波与反射件2反射的超声波之间的夹角为θ，夹角θ可以为直角、也可以为锐角，还可以为钝角。也即，夹角θ可以根据实际使用需求任意设定。

其中，当压电陶瓷片1发射的超声波与反射件2反射的超声波之间的夹角设置为锐角或钝角时，由于超声波呈倾斜向射出液面，因此可以降低双向反射式超声波雾化换能器雾化时所需液位深度以及成雾高度。

具体来说，夹角θ的范围可以设置为20°～80°或100°～170°，此时，所述的双向反射式超声波雾化换能器，能够在保证具有较好的雾化效果的前提下，所需液位深度以及成雾高度也较低，使得使用更加方便。

在本发明的进一步实施例中，反射件2可以设置两个，两个反射件2对称设置于压电陶瓷片1的左右两侧。

如图1至图3所示，在一种具体实施例中，两个反射件2分别为反射块，也即，两个反射块对称设置于压电陶瓷片1的左右两侧。

其中，各反射块分别在面向压电陶瓷片1的一侧设置反射面201，该反射面201为扇形，并且该反射面201呈内凹的球面。各反射面201从远离压电陶瓷片1的一端至靠近压电陶瓷片1的另一端呈倾斜向下延伸，并且反射面201的宽度从上至下逐渐减小，从而使得从压电陶瓷片1发射出的超声波能够落在反射块的反射面201上，并能够经过该反射面201进行反射。

由于反射块上的反射面201采用内凹的球面，使得经过同一个反射块的反射面201所反射的超声波可以产生聚焦的效果。而当压电陶瓷片1发射的超声波与反射块反射的超声波之间的夹角θ设置为锐角时，则经过两个反射块所反射的超声波可以产生聚焦的效果。也即，通过两个反射块对压电陶瓷片1发射的超声波进行反射时，可以产生双重聚焦的效果，从而大大的提高了双向反射式超声波雾化换能器的雾化效率。

具体来说，超声波反射装置还包括反射块安装座3，反射块通过反射块安装座3进行安装固定。

具体来说，超声波发射装置还包括陶瓷片安装座4，压电陶瓷片1通过陶瓷片安装座4进行安装固定。

具体来说，反射块安装座3设有上端开口的第一安装槽301，反射块安装座3的底部设有支脚302。陶瓷片安装座4和两个反射块均设置于第一安装槽301中。其中，陶瓷片安装座4设置在第一安装槽301的中部，两个反射块对称设置在陶瓷片安装座4的左右两侧。

陶瓷片安装座4和反射块安装座3可以采用一体结构，也可以采用分体式结构。当陶瓷片安装座4和反射块安装座3采用分体式结构时，陶瓷片安装座4可拆卸的安装在第一安装槽301中。

具体来说，陶瓷片安装座4设有上端开口的第二安装槽401，压电陶瓷片1呈竖直向安装于第二安装槽401中。在第二安装槽401的侧壁上对应压电陶瓷片1的左右两侧面分别设有通孔402，使得压电陶瓷片1的左右两侧面发射的超声波，能够分别穿过两个通孔402射向对应的两个反射块。

具体来说，超声波发射装置还包括密封圈5，密封圈5套装于压电陶瓷片1的外圈，压电陶瓷片1能够通过密封圈5安装在第二安装槽401中，从而实现压电陶瓷片1在第二安装槽401中的固定。

具体来说，在使用时，可以将反射块安装座3和陶瓷片安装座4直接放置在储水容器7中，使反射块安装座3的支脚302与储水容器7的底面相接触，进而使两个反射块和压电陶瓷片1分别设置在储水容器7内部，并浸没在液体中。

如图4所示，在另一种具体实施例中，两个反射件2分别为反射板，也即，两个反射板对称设置于压电陶瓷片1的左右两侧。

其中，各反射板在面向压电陶瓷片1的一侧设置反射面201，该反射面201呈平面。各反射面201从远离压电陶瓷片1的一侧至靠近压电陶瓷片1的另一侧呈倾斜向下设置。从而使得从压电陶瓷片1发射出的超声波能够落在反射板的反射面201上，并能够经过该反射面201进行反射。

当压电陶瓷片1发射的超声波与反射板反射的超声波之间的夹角θ设置为锐角时，则经过两个反射板反射的超声波可以产生聚焦的效果，从而进一步提高双向反射式超声波雾化换能器的雾化效率。

具体来说，在使用时，可以将两个反射板与储水容器7的底面直接进行连接，也可以将两个反射板通过安装支架与储水容器7的底面进行连接。同理，可以将压电陶瓷片1直接与储水容器7的底面进行连接，也可以使压电陶瓷片1通过安装支座与储水容器7的底面进行连接，进而使两个反射板和压电陶瓷片1能够分别固定在储水容器7内部，并浸没在液体中。

如图5所示，在另一种具体实施例中，反射件2设有一个，在该反射件2的上端面设置反射面201，该反射面201为圆弧面。

其中，将压电陶瓷片1设置于该反射面201的中心位置处，并且压电陶瓷片1的延伸方向穿过该圆弧面的圆心。也即，该反射面201为轴对称结构，在使用状态下，压电陶瓷片1呈竖直向设置于该反射面201的中心位置处，并且确保从压电陶瓷片1的左右两侧面发射的超声波均能够被该反射面201进行向上反射。

当压电陶瓷片1发射的超声波与圆弧面反射的超声波之间的夹角θ设置为锐角时，则压电陶瓷片1左右两侧发射的超声波经过该圆弧面反射时可以产生聚焦的效果，从而进一步提高双向反射式超声波雾化换能器的雾化效率。

如图6所示，在另一种具体实施例中，反射件2设有一个，在该反射件2的上端面设置反射面201，该反射面201为球冠面。

其中，将压电陶瓷片1设置于该反射面201的中心位置处，并且压电陶瓷片1的延伸方向穿过该球冠面的球心。也即，在图6所示的使用状态下，压电陶瓷片1呈竖直向设置于该反射面201的中心位置处。这种结构形式，使得压电陶瓷片1在该反射面201中沿竖向轴线任意转动时，压电陶瓷片1的左右两侧面发射的超声波始终能够被该球冠面进行向上反射。

由于反射面201采用球冠面，使得压电陶瓷片1同一侧发射的超声波经过该球冠面反射时可以产生聚焦的效果。而当压电陶瓷片1发射的超声波与球冠面反射的超声波之间的夹角θ设置为锐角时，则压电陶瓷片1的左右两侧发射的超声波经过该球冠面反射时可以产生聚焦的效果。也即，通过该球冠面对压电陶瓷片1发射的超声波进行反射时，可以产生双重聚焦的效果，从而大大的提高了双向反射式超声波雾化换能器的雾化效率。

在本发明的进一步实施例中，超声波发射装置还包括两个引线6，两个引线6分别与压电陶瓷片1的两个电极对应连接。在使用时，将两个引线6分别与电源接通，即可使压电陶瓷片1的左右两侧面分别发射超声波。

进一步来说，如图1和图4所示，将储水容器7中的液体深度h2设置为约等于压电陶瓷片1的焦距时，可得到最佳的雾化效果。设定超声波从压电陶瓷片1至反射面201的距离为L1，设定超声波从反射面201至成雾区域8的距离为L2，设定液体液面至成雾区域8的距离为h1，则L1+L2约等于压电陶瓷片1的焦距时，可得到最佳雾化效果。

因此，与传统的将压电陶瓷片1呈水平向直接设置于液体中的雾化方式相比，在同等条件下(压电陶瓷片1的焦距相同)，采用本发明实施例所述的双向反射式超声波雾化换能器进行雾化操作，能够有效降低所需液体深度h2。

设定L1与L2之间的夹角为θ，如果不考虑反射面201本身的高度，则L2应当大于等于h2,(其中θ等于90°时，L2等于h2)。故此，通过调节压电陶瓷片1与反射面201之间的距离，也即，通过调节距离L1的大小，就可以调节所需液体深度h2的大小。其中L1越大，所需液体深度h2越小，从而实现低液位雾化。

此外，通过调节夹角θ的大小，也可以调节所需液体深度h2的大小。当θ小于90°时，压电陶瓷片1左右两侧发出的两束超声波经过反射面201反射后可以聚焦在一点，从而实现声聚焦效果，继而能够进一步提高雾化效率。

综上所述，本发明实施例所述的双向反射式超声波雾化换能器，通过在压电陶瓷片的左右两侧面分别设置电极，从而使压电陶瓷片能够在液体中分别向左右两个方向发射超声波，同时，通过在反射件上设置反射面，使压电陶瓷片的左右两侧面分别与反射面相对应，从而通过反射件能够对压电陶瓷片发射的两个方向的超声波分别进行反射，使超声波反射出液体表面实现雾化，进而大幅提高了超声波雾化效率。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：包括超声波发射装置和超声波反射装置，所述超声波发射装置包括压电陶瓷片，所述压电陶瓷片的左右两侧面均设有电极；所述超声波反射装置包括反射件，所述反射件设有反射面，所述压电陶瓷片的左右两侧面分别与所述反射面相对应。

2.根据权利要求1所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述反射件设有两个，两个所述反射件对称设置于所述压电陶瓷片的左右两侧。

3.根据权利要求2所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述反射件为反射块，所述反射块面向所述压电陶瓷片的一侧设有所述反射面，所述反射面为扇形，且所述反射面呈内凹的球面；所述反射面从远离所述压电陶瓷片的一端至靠近所述压电陶瓷片的另一端呈倾斜向下延伸，且所述反射面的宽度从上至下逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述超声波反射装置还包括反射块安装座，所述反射块安装于所述反射块安装座；所述超声波发射装置还包括陶瓷片安装座，所述压电陶瓷片安装于所述陶瓷片安装座。

5.根据权利要求4所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述反射块安装座设有上端开口的第一安装槽，所述陶瓷片安装座和所述反射块均设置于所述第一安装槽中；所述陶瓷片安装座设有上端开口的第二安装槽，所述压电陶瓷片设置于所述第二安装槽中，所述第二安装槽的侧壁上对应所述压电陶瓷片的左右两侧面分别设有通孔。

6.根据权利要求5所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述超声波发射装置还包括密封圈，所述密封圈套装于所述压电陶瓷片的外圈，所述压电陶瓷片通过所述密封圈安装固定于所述第二安装槽中。

7.根据权利要求2所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述反射件为反射板，所述反射板面向所述压电陶瓷片的一侧设有所述反射面，所述反射面呈平面，所述反射面从远离所述压电陶瓷片的一侧至靠近所述压电陶瓷片的另一侧呈倾斜向下设置。

8.根据权利要求1所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述超声波发射装置还包括两个引线，两个所述引线分别与两个所述电极对应连接。

9.根据权利要求1所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述反射件设有一个，所述反射件的反射面呈内凹的圆弧面或球冠面，所述压电陶瓷片设置于所述反射面的中心位置处；所述压电陶瓷片的延伸方向穿过所述圆弧面的圆心，或所述压电陶瓷片的延伸方向穿过所述球冠面的球心。

10.根据权利要求1所述的双向反射式超声波雾化换能器，其特征在于：所述压电陶瓷片发射的超声波与所述反射件反射的超声波之间的夹角范围为20°～80°或100°～170°。