CN112041074A - 微流体料盒和包括该微流体料盒的微流体递送装置 - Google Patents

微流体料盒和包括该微流体料盒的微流体递送装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种微流体递送装置和从微流体管芯分配流体组合物的方法。所述方法包括：从风扇产生气流；将所述气流的第一部分引导通过外壳中的第一出气口；将所述气流的第二部分引导通过所述外壳中的第二出气口；通过所述外壳中的流体孔口从微流体管芯喷射流体组合物；将所述气流的所述第二部分引导邻近所述微流体管芯并且引导出所述流体出口，其中所述气流的所述第一部分将自所述流体出口喷出的流体组合物引导到空气中。

Description

微流体料盒和包括该微流体料盒的微流体递送装置
技术领域
本公开涉及一种微流体递送装置，该微流体递送装置具有用于将流体组合物分配到空气中的微流体管芯。
背景技术
存在用于将组合物递送到表面上或递送到空气中的微流体料盒。微流体料盒可包含流体组合物、微流体管芯、以及用于分配流体组合物的一个或多个喷嘴。微流体料盒可为能够与微流体递送装置可释放地连接的，该微流体递送装置可包括例如外壳，该外壳具有与电源保持电连通的电连接件。流体组合物以液滴的形式从微流体管芯分配。一些液滴可在从微流体管芯喷射时破裂成较小的液滴，或者一些液滴可形成从液滴的主要部分破裂开的尾部部分。在一些情况下，这些小液滴或液滴的尾部部分可回落到微流体管芯上，从而导致流体组合物积聚在微流体管芯上并且可能阻塞一些或所有喷嘴。
因此，需要开发一种微流体递送装置，该微流体递送装置能够将从微流体管芯分配的流体组合物推进到空气中，使得其不沉积回到微流体管芯上。
发明内容
“组合”
A.一种微流体递送装置，所述微流体递送装置包括：
风扇；
外壳，所述外壳具有内部和外部，所述外壳还包括第一出气口和流体出口，所述外壳的所述内部包括从所述风扇延伸到所述第一出气口的气流通道，所述第一出气口通向所述外壳的所述外部，其中所述气流通道包括第二出气口，所述第二出气口暴露于所述外壳的所述内部并且与所述流体出口保持气流连通，其中所述外壳还包括与电源电连接的外壳电触点；
微流体料盒，所述微流体料盒能够与所述外壳可释放地连接，所述微流体料盒包括：
贮存器，所述贮存器用于容纳流体组合物；
电路，所述电路包括第一端部部分和第二端部部分，其中所述电路的所述第一端部部分设置在所述第一面上，并且所述电路的所述第二端部部分设置在所述第二面上；以及
微流体管芯，所述微流体管芯设置在所述第二面上，其中所述微流体管芯与所述电路保持电连通并且与所述贮存器保持流体连通，其中所述第二气流出口与所述微流体管芯保持气流连通，其中从所述微流体管芯分配的流体组合物通过所述流体出口离开所述外壳。
B.根据段落A所述的微流体递送装置，其中来自所述风扇的气流被引导通过所述第一出气口和所述第二出气口，其中进入所述第二出气口的气流邻近所述微流体管芯行进并且连同所述流体组合物一起离开所述流体出口。
C.根据段落A或段落B所述的微流体递送装置，其中所述外壳包括从所述流体出口朝所述微流体管芯延伸的流体通道。
D.根据段落A至C中任一段所述的微流体递送装置，其中离开所述第一出气口的气流以相对于水平向上的角度行进。
E.根据段落A至D中任一段所述的微流体递送装置，其中大部分气流离开所述第一出气口。
F.根据段落A至E中任一段所述的微流体递送装置，其中所述流体组合物是基本上水平分配的。
G.根据段落A至F中任一段所述的微流体递送装置，其中所述微流体管芯包括：半导体基板，所述半导体基板包括多个热喷射致动器；流体流动基板，所述流体流动基板包括流体供应通道和一个或多个流体室，其中每个流体室与流体喷射致动器相关联；以及喷嘴板，所述喷嘴板包括一个或多个喷嘴，其中每个喷嘴与流体室保持流体连通，并且其中所述流体组合物包含香料混合物。
H.一种从微流体管芯分配流体组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
从风扇产生气流；
将所述气流的第一部分引导通过外壳中的第一出气口；
将所述气流的第二部分引导通过所述外壳中的第二出气口；
通过所述外壳中的流体孔口从微流体管芯喷射流体组合物；
将所述气流的所述第二部分引导邻近所述微流体管芯并且引导出所述流体出口，其中所述气流的所述第一部分将自所述流体出口喷出的流体组合物引导到空气中。
I.根据段落H所述的方法，其中所述外壳包括内部和外部，其中所述第一出气口通向所述外壳的所述外部，并且其中所述第二出气口通向所述外壳的所述内部。
J.根据段落I所述的方法，其中所述外壳包括从所述风扇延伸到所述第一出气口的气流通道气流，其中所述气流通道包括所述第二出气口。
K.根据段落I或段落J所述的方法，其中所述外壳包括从所述流体出口朝所述微流体管芯延伸的流体通道。
L.根据段落H至K中任一段所述的方法，其中离开所述第一出气口的气流以相对于水平向上的角度行进。
M.根据段落H至L中任一段所述的方法，其中大部分气流离开所述第一出气口。
N.根据段落H至M中任一段所述的方法，其中所述流体组合物是从所述微流体管芯基本上水平喷射的。
O.根据段落H至N中任一段所述的方法，其中所述微流体管芯包括：半导体基板，所述半导体基板包括多个热致动器；流体流动基板，所述流体流动基板包括流体供应通道和一个或多个流体室，其中每个流体室与流体喷射致动器相关联；以及喷嘴板，所述喷嘴板包括一个或多个喷嘴，其中每个喷嘴与流体室保持流体连通，并且其中所述流体组合物包含香料混合物。
附图说明
图1是微流体料盒的透视图，其中移除了电路和微流体管芯以更清楚地示出微流体料盒的细节。
图2是沿线2-2截取的图1的截面图。
图3是图1的微流体料盒的另一个透视图。
图4是图1的微流体料盒的底部平面图。
图5是图1的微流体料盒的侧正视图。
图6是微流体料盒的透视图，其中电路和微流体管芯被示出。
图7是图6的部分7的放大视图。
图8是微流体管芯的截面图。
图9是微流体管芯的一部分的平面图。
图10是微流体递送装置的透视图，该微流体递送装置具有与外壳可释放地连接的微流体料盒。
图11是图10的微流体递送装置的另选透视图。
图12是微流体递送装置的顶部平面图，其中移除了微流体料盒以更清楚地观察微流体递送装置的内部的元件。
图13是微流体递送装置的外壳的接收器的透视图。
图14是微流体料盒的侧正视图。
图15是图6的微流体料盒的另选透视图。
图16是图13的部分16的放大视图。
图17是沿线17-17截取的图11的截面图。
图18是图17的部分18的放大视图。
图19是图11的微流体递送装置的侧正视图，其中移除了外壳的一部分以更清楚地示出微流体递送装置的内部处的元件。
图20是图19的另选透视图，其示出了第二出气口。
图21是微流体管芯和微流体递送装置的外壳的面板中的流体开口的侧正视图的示意图，以示出从微流体管芯分配的流体组合物和将流体组合物推出流体出口的气流。
具体实施方式
虽然下文描述描述了微流体料盒和微流体递送装置，两者均具有各种部件，但是应当理解，微流体料盒和微流体递送装置不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造和布置。本公开的微流体料盒和微流体递送装置适用于其他构型或者可以各种方式实践或执行。例如，微流体料盒可与用于将流体组合物递送到空气中的各种装置或其他外壳构型一起使用。
在整个本公开中，参考了笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系包括从共同的原点延伸并且互相正交的X轴、Y轴和Z轴。也可参考平行于相应轴延伸的X方向、Y方向和Z方向。微流体料盒被构造成在Z方向上与微流体递送装置连接。
本公开涉及一种微流体料盒。所述微流体料盒被构造成能够与微流体递送装置可释放地连接。微流体料盒可包括内部和外部。微流体料盒的内部可包括用于容纳液体组合物的贮存器。贮存器可包括从贮存器延伸并终止于暴露于微流体料盒的外部的流体开口处的流体通道。
微流体料盒可包括三个或更多个面。例如，微流体料盒可包括顶面、与顶面相对的底面、以及在顶面和底面之间延伸的一个或多个侧面。在整个本公开中，微流体料盒可称为具有第一面、第二面、第三面等。应当理解，第一面可以是例如底面、或顶面、或侧面。对编号面的标引仅用于讨论和区分例如存在于单个面上而可能不存在于另一个面上的特征，并且不旨在限制特定面的位置或取向，除非具体地定义为对应于特定位置或取向。
流体开口可设置在微流体料盒的第二面中。微流体料盒可包括设置在第二面上的微流体管芯。微流体管芯可与流体开口保持流体连通。
微流体料盒的第一面可包括一个或多个开口。这些开口可适当地对准微流体料盒并且限制微流体料盒相对于微流体递送装置的运动。在微流体料盒的第一面中可存在多于一种类型的开口。例如，第一面可包括一个或多个次开口和/或主开口。主开口可有助于使用者使微流体料盒与微流体递送装置大致对准和取向。次开口可提供与微流体递送装置的微调对准和稳定性。具体地讲，由次开口提供的微调对准可有助于与微流体递送装置形成稳固的电连接。
电路可设置在微流体料盒上以向微流体管芯提供电力。电路可包括第一端部部分、第二端部部分、以及将第一端部部分和第二端部部隔开的中心部分。电路的第一端部部分可设置在微流体料盒的第一面上，电路的第二端部部分可设置在第二端部部分上，并且电路的中心部分可跨越微流体料盒的第一面和第二面。电路的第一端部部分可包括用于与微流体递送装置的外壳的电触点连接的电触点。电路的第二端部部分可向微流体管芯提供电力。
电路的第一端部部分可包括一个或多个电路开口。当存在时，电路的第一端部部分中的电路开口可与微流体料盒的第一面中的次开口对准。如果在电路的第一端部部分中存在多于一个的电路开口，则至少两个电路开口可设置在电触点的相对侧上或可由电触点隔开，以便提供稳固的电连接。当次开口不存在于第一面中时，电路中的电路开口也可存在。
微流体管芯包括易碎的电子部件和微型喷嘴，该微型喷嘴可容易地被例如碎片或油堵塞。微流体管芯可设置在微流体料盒上，使得微流体管芯受到保护而免于被使用者触摸或击中、击中微流体装置的外壳、或击中微流体料盒可接触的任何其他表面或物体而损坏。例如，微流体料盒的第二面可由在X方向上远离X轴从第二面上的任何其他点延伸得最远的第二面最外点限定。微流体管芯可设置在第二面中的在X方向上从第二面最外侧向内定位的凹陷区域上。
微流体递送装置可包括外壳和电源。外壳可包括具有用于接收微流体料盒的开口的接收器。接收器可接收微流体料盒的一部分，或者微流体料盒可完全设置在接收器内。外壳的接收器可包括电触点，这些电触点与电源电连接并且被构造成与微流体料盒的电触点电连接。接收器可包括分别由电路开口、次开口和/或主开口接收的一个或多个次导向柱和/或主导向柱。
微流体料盒可包括第三面上的一个或多个元件，该一个或多个元件有助于使用者将微流体料盒正确地对准到外壳中。第三面可以是在使用者将微流体料盒插入外壳中时可面向使用者的顶面。例如，微流体料盒可包括从第三面延伸的一个或多个突起部。突起部可与外壳的接收器中的凹陷区域对准。突起部可在X方向上延伸到第三面最外点。突起部可从第三面延伸到第四面上，使得突起部在第四面上在X方向上向外延伸。
微流体递送装置可包括风扇，该风扇用于产生气流以有助于将流体组合物递送到空气中。风扇可用于将流体组合物进一步推入空气中并且/或者可用于在与从微流体管芯分配流体组合物不同的方向上引导流体组合物。风扇可用于在微流体管芯上方引导空气，以使沉积回到微流体管芯上的流体组合物的量最小化。
微流体递送装置
参考图1至图3，微流体料盒10包括内部12和外部14。微流体料盒10的内部12包括贮存器16和一个或多个流体通道18。贮存器16可由底壁20或形成底壁20和一个或多个侧壁22的多个表面形成。贮存器16可由微流体料盒10的封盖24包封。流体通道18在流体开口50处从微流体料盒10的贮存器16延伸到外部14。贮存器可包括空气口。
微流体料盒10的贮存器16可包含约5mL至约50mL的流体组合物，另选地约10mL至约30mL的流体组合物，另选地约15mL至约20mL的流体组合物。贮存器16可由用于容纳流体组合物的任何合适的材料制成。用于容器的合适材料包括但不限于塑料、金属、陶瓷、复合材料等。微流体料盒可被构造成具有多个贮存器，每个贮存器包含相同或不同的组合物。微流体递送装置可利用一个或多个微流体料盒，每个微流体料盒包含单独的贮存器。
参考图2，贮存器16也可包含多孔材料19诸如海绵，该多孔材料产生背压以防止当微流体管芯不工作时流体组合物从微流体管芯渗漏。流体组合物可通过作用于流体组合物的重力和/或毛细管力行进通过多孔材料并且到达微流体管芯。多孔材料可包括金属或织物网片、开孔聚合物泡沫、或纤维聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、或纤维的双组分或多孔吸芯，它们包含形成流体通道的多个互连的开孔。多孔材料可包括三聚氰胺泡沫。多孔材料可能不含聚氨酯泡沫。多孔材料与附接到流体通道18的顶部的过滤器25保持紧密接触。由过滤器产生的高毛细力保持多孔材料和流体通道18之间的流体路径，同时防止空气进入流体通道。这种紧密的流体连接也有助于保持将流体容纳在料盒腔16内而不从微流体管芯或封盖渗漏所需的负压。
封盖24可与贮存器16成一整体或者可被构造为与贮存器16连接的独立元件。封盖24可包括一个或多个元件，该一个或多个元件接合在一起或整体形成为一个部件。封盖24可包括封盖顶表面92和一个或多个封盖侧表面90。封盖24的尺寸可被设定成匹配贮存器开口17的尺寸。或者，封盖可大于贮存器开口17，使得一个或多个封盖侧表面90在相应面上在X方向或Y方向上延伸得比贮存器16的侧壁22的全部或一部分延伸得更远。
参考图1至图3，微流体料盒10的外部12由两个、三个或更多个面组成。每个面由一个或多个边缘界定。两个面沿边缘连接。每个面可以是平坦的、基本上平坦的、或以各种方式成轮廓的。这些面可连接以形成各种形状，诸如立方体、圆柱体、圆锥体、四面体、三棱柱、长方体等。微流体料盒可由各种材料构成，包括塑料、金属、玻璃、陶瓷、木材、复合材料、以及它们的组合。微流体料盒的不同元件可由相同或不同的材料构成。
参考图1至图3，微流体料盒10可包括沿第一边缘30a接合的至少第一面26和第二面28。例如，第一面26可以是底面，并且第二面28可以是侧面。微流体料盒10可包括基本上与第一面26相对的第三面32，诸如顶面。Z轴可分别对分第一面26和第二面32。第二面28可沿第二边缘30b与第三面32接合。
微流体料盒10可包括一个或多个侧面。在基本上立方体形状的微流体料盒10中，微流体料盒10可包括顶面、与顶面相对的底面、以及在顶面和底面之间延伸的四个侧面。每个接合面可沿边缘连接。在圆柱体形状的微流体料盒中，例如，微流体料盒可包括顶面、与顶面相对的底面、以及在顶面和底面之间延伸的单个弯曲侧面。
参考图1和图3至图5，微流体料盒10可包括一个或多个侧面。例如，微流体料盒可包括第二面28、与第二面28相对的第四面84、与第二面28接合并接合第一面28和第三面32的第五面86、与第二面28接合并与第五面86相对的第六面88。第四面84可在第三边缘30c处与第三面32连接，并且在第四边缘30d处与第一面26连接。
参考图2至图3，微流体料盒10的流体通道18可延伸到流体开口50，该流体开口可设置在微流体料盒10的第二面28中。参考图3至图7，微流体料盒10可包括设置在第二面28上的微流体管芯51。微流体管芯51可与流体开口50保持流体连通。
微流体管芯的主要部件是半导体基板、流动特征层和喷嘴板层。流动特征层和喷嘴板层可由两个单独层或一个连续层形成。半导体基板优选地由硅制成并且包含沉积在其装置表面上的各种钝化层、导电金属层、电阻层、绝缘层和保护层。半导体基板中的流体喷射致动器产生快速压力脉冲以从喷嘴喷射流体组合物。快速压力脉冲可由以高频率振动的压电装置(例如，微机械致动)或由通过快速加热循环(例如，微热成核)引起流体组合物内的流体组合物的一部分挥发的加热器电阻器产生。对于热致动器，各个加热器电阻器被限定在电阻层中，并且每个加热器电阻器对应于喷嘴板中的喷嘴，以用于加热流体组合物并从喷嘴喷射流体组合物。
参考图8和图9，其示出了微流体管芯10的一部分的简化表示。微流体管芯包括半导体基板112，该半导体基板可以是硅半导体基板112，其包含形成在基板112的装置侧116上的多个流体喷射致动器114，诸如压电装置或加热器电阻器，如图9的简化图示所示。在使压电致动器作为流体喷射致动器114的微流体管芯中，压电致动器可邻近喷嘴设置，诸如图9所示，或者可远离喷嘴设置并且仍将压力脉冲传输到待从喷嘴喷射的流体组合物。在激活流体喷射致动器114时，通过半导体基板112中的一个或多个流体供应通孔118供应的流体通过流体供应通道120流动到厚膜层124中的流体室122，在此处使流体通过喷嘴板128中的喷嘴126喷射。通过熟知的半导体制造技术在半导体基板112的装置侧116上形成流体喷射致动器。厚膜层124和喷嘴板128可以是单独层或可以是一个连续层。
喷嘴板128可包括约4个至200个喷嘴126、或约6个至120个喷嘴、或约8个至64个喷嘴。每个喷嘴126可在每个电点火脉冲中递送约0.5皮升至约35皮升或约1皮升至约20皮升或约2皮升至约10皮升的流体组合物。各个喷嘴126可具有通常约0.0024英寸(5微米至50微米)的直径。从微流体管芯51释放的流体组合物的流速可在约5mg/h至约70mg/h的范围内或任何其他合适的速率或范围。
第一面26可包括一个或多个元件以提供对准和稳固的电连接以用于将微流体料盒10与微流体装置连接。参考图3和图4，第一面26可由第一端部部分34、第二端部部分36和将第一端部部分34和第二端部部分36隔开的中心部分38限定。第一面26可具有形成于第一面26中的一个或多个元件。例如，第一面26可包括一个或多个开口，诸如一个或多个次开口40和一个或多个主开口42。如下文将更详细地讨论的，次开口40的定位可与电子部件(诸如电路)的定位对准，以便帮助保持电子部件正确对准。如果存在一个或多个主开口42，则主开口可在第一面26的不同部分中间隔开。例如，一个主开口42可设置在第一端部部分34中并且/或者一个主开口42可设置在第二端部部分36中。主开口42也可放置在中心区域中，这取决于电路的放置。
参考图6和图7，微流体料盒10包括电路52。电路52可以是柔性电路、具有刚性部分和柔性部分的半柔性电路、以及刚性电路板的形式。电路52可包括第一端部部分54、第二端部部分56和分别将第一端部部分54和第二端部部分56隔开的中心部分58。电路52的第一端部部分54可设置在微流体料盒10的第一面26上，电路52的第二端部部分56可设置在微流体料盒10的第二面28上，并且电路52的中心部分58可分别跨越微流体料盒10的第一面26和第二面28。电路52的第一端部部分54可包括用于与微流体递送装置的外壳的电触点连接的电触点60。电路52的第二端部部分56可与微流体管芯51保持电连通。
电路52的第一端部部分54可包括一个或多个电路开口62。电路52的第一端部部分54中的电路开口62可与微流体料盒10的第一面26中的次开口40对准。与第一面26中的次开口40类似，电路52的第一端部部分54中的电路开口62可以是相对较小的微调对准开口。次开口40可具有比电路开口62的开口面积更小的开口面积，以允许电路52相对于次开口40的较小不对准。
参考图4和图6至图7，第一面26中的次开口40可以总是与电路52中的电路开口62对准，或者第一面26中的次开口40可以远离电路52设置，以提供微流体料盒10的附加微调对准。
电路开口62可存在于不存在次开口的构型中。
将电路开口62直接放置在电路52上可在微流体料盒10和微流体递送装置之间提供稳固的电连接，同时微流体料盒10与微流体递送装置连接。如果在电路52的第一端部部分54中存在多于一个的电路开口62，则至少两个电路开口62可设置在电触点60的相对侧上或可由电触点60隔开。将电路开口62放置在电路52的电触点60的相对侧上可在微流体料盒10和微流体装置之间提供稳固的电连接。在电路52上具有两个或更多个电路开口62可限制微流体料盒在X方向和Y方向上的运动。
包括至少两个次开口40、或至少一个次开口40和至少一个主开口42、或至少两个次开口40与至少一个主开口42的组合的第一面26可防止微流体料盒10相对于微流体递送装置的外壳在X方向和Y方向上的运动。通过将第一面主开口42和/或第一面次开口40分别放置在第一面26的第一端部部分34和第二端部部分36中的每一者中可实现比如果开口仅分别放置在第一端部部分34和第二端部部分36中的一者中更大的稳定性。
参考图10至图13，微流体料盒10可被构造成能够与微流体递送装置44可释放地连接。微流体递送装置44可包括外壳46和电源48。外壳46可包括具有用于接收微流体料盒10的开口66的接收器64。接收器64可接收微流体料盒10的一部分，或者微流体料盒10可完全设置在接收器64内。外壳46的接收器64可包括被构造成与微流体料盒10的电触点60电连接的电触点68。如将在下文更详细地讨论的，电触点68可为弹簧加载的，使得它们与微流体料盒10上的电触点60形成稳固的电连接。
接收器64可包括一个或多个次导向柱70，该一个或多个次导向柱被构造成由微流体料盒10的电路开口62和/或次开口40接收。接收器64可包括被构造成由微流体料盒10的主开口42接收的一个或多个主导向柱72。次导向柱70的尺寸和形状被设定成配合在电路开口62和/或次开口40内，并且在次导向柱70和电路开口62和/或次开口40之间提供最小的间隙。主导向柱72的尺寸和形状被设定成配合在主开口42内，并且在主导向柱72和主开口42之间提供最小的间隙。
外壳46可包括布置在外壳46的前侧上的面板47。外壳46还可包括用于将流体组合物从微流体料盒10释放到空气中的流体出口74。外壳46可包括第一出气口76，该第一出气口用于将空气朝所分配的流体组合物向上和/或向外引导到周围空间中。流体出口74和第一出气口76可设置在面板47中。
参考图4至图7和图13，次开口40、电路开口62和/或主开口42可用于对准微流体料盒10并限制该微流体料盒相对于微流体递送装置44的外壳的运动。次开口40和主开口42可具有不同的开口面积。主开口42可具有比次开口40的开口面积更大的开口面积，并且可用于微流体料盒10与微流体递送装置44的外壳46中的一个或多个主导向柱72的主要对准。微流体料盒10中的次开口40和/或电路开口62可用于微流体料盒10与外壳46中的一个或多个次导向柱70的较小或微调对准。提供微流体料盒10的微调对准可提供外壳46和微流体料盒10之间稳固的电连接。主要对准可有助于使用者将微流体料盒10以适当的取向插入外壳46并对准。主开口42可防止使用者以不能与外壳46进行适当的电连接或不能使微流体管芯51在适当的击发方向上对准的方式将微流体料盒10与外壳46连接。将微流体料盒10的次开口40和/或电路开口62与外壳46的次导向柱70配合可防止微流体料盒10相对于微流体递送装置44的外壳46在X方向和Y方向上的运动。将微流体料盒10的主开口42与外壳46的主导向柱72配合可限制微流体料盒10相对于微流体递送装置44的外壳46在X方向和Y方向上的运动。
主开口42能够吸收由微流体料盒10的运动引起的任何力，以便保护次导向柱70或电路52免于经历由微流体料盒10的运动引起的过大的力。因此，通过具有至少一个次开口40和至少一个主开口42，微流体料盒10可为使用者提供简单的对准、与外壳稳固的电连接、以及保护电路52和次导向柱70免于微流体料盒10的运动的力分布。
参考图6，当在第一面26中不存在次开口时，可存在电路52中的电路开口62。在此类构型中，仅由电路52中的电路开口62接收次导向柱70。
主开口42可被构造成具有与彼此相同形状的主开口42或者可被构造成使得至少一个主开口42具有不同的形状。
例如，参考图4，第一主开口42a可具有第一形状，并且第二主开口42b可具有不同于第一形状的第二形状。仅为了进行示意性的说明，第一主开口42a可以是圆形的，并且第二开口42b可以是椭圆形或体育场形状。通过具有不同形状的主开口42，微流体料盒10可仅在一个取向上与微流体递送装置44的外壳46连接，这为微流体管芯51提供了适当的电连接和功能。可选择不同的形状，使得主开口42的形状使得主导向柱72将仅配合到主开口42中的一个主开口中。例如，参考图4和图13，圆形主导向柱72可仅配合到圆形主开口42中，并且椭圆形主导向柱72可仅配合到椭圆形主开口42中。
除主开口42或替代该主开口，次开口40和/或电路开口62也可被构造成具有彼此相同的形状的次开口40，或者可被构造为使得至少一个次开口40具有不同的形状。
参考图3和图6至图7，第一面26和/或第二面28可分别包括在电路52与微流体料盒10接合的位置处的插入区域78。插入区域78的尺寸可被设定成使得电路52能够适配在插入区域78内。参考图6至图7，插入区域78的尺寸可被设定成使得当电路52与微流体料盒10接合时，电路52分别与第一面26的第一端部部分34和第二端部部分36的周围表面齐平。
仅为了进行示意性的说明，图4和图7所示的电路设置在第一面26的中心区38中，并且第一面26的中心区域38在Z方向上分别相对于第一端部部分34和第二端部部分36凹陷。因此，电路52分别与第一端部部分34和第二端部部分36的Z方向高度相对齐平。
次开口40可在Z方向上相对于主开口42嵌入在第一面26上，使得微流体料盒10首先与主导向柱72对准以确保微流体料盒10被适当地取向。一旦主开口42开始接收主导向柱72，则电路开口62和/或次开口40可接收次导向柱70以用于微流体料盒10上的电触点60和外壳46上的电触点68的微调、精确对准。将实现类似结果的另一种构型将包括使主开口42和次开口40在第一面26上处于相同的相对Z方向高度，但是使外壳46上的主导向柱72比次导向柱70延伸得更远，使得当微流体料盒10与外壳连接时，主导向柱72将在次导向柱70开始与次开口40连接之前开始与主开口42连接。或者，主开口40和次开口42可在Z方向上以相同的相对高度设置在第一面26上，并且主导向柱70和次导向柱72可同时与第一面26上的主开口40和次开口42连接。
微流体管芯51可设置在微流体料盒10上，使得微流体管芯免于被使用者、微流体管芯装置的外壳或微流体料盒10可接触的任何其他表面或物体触摸或击中。例如，参考图3和图5，微流体料盒10的第二面28可由在X方向上远离X轴从第二面28上的任何其他点延伸得最远的第二面最外点80限定。参考图6，微流体管芯51可设置在第二面28中的在X方向上从第二面最外点80向内定位的区域上。
参考图5和图14，第二面最外点80可位于封盖侧表面90上。或者，第二面最外点80也可设置在第二面28的侧壁22上。
参考图3和图5，为了在X方向上将微流体管芯51定位在来自第二面最外点80的向内表面上，第二面28可包括凹陷区域82，该凹陷区域从分别接合第一面26和第二面28的边缘30延伸到第二面28中。微流体管芯51可设置在凹陷区域82上，以便保护微流体管芯51免于被触摸或击中。凹陷区域82可跨第二面28的整个Y维度从第五面86处的第五边缘30e连续延伸到第六面88处的第六边缘30f。凹陷区域82可仅跨第二面28的Y维度的一部分延伸。
凹陷区域82可朝第三面32延伸到各种长度，只要凹陷区域82足够大以配合微流体管芯51即可。
如将在下文更详细地讨论的，如果来自风扇的空气在微流体管芯51上方被引导，则使凹陷区域82在第二面28的整个Y维度上连续延伸可减少形成小湍流漩涡，这导致基本上层流的空气离开流体出口74。气流方向的小转或变化可导致产生湍流漩涡。因此，使凹陷区域82作为跨Y维度的单个连续表面积可减少当空气在管芯上方流动并通过流体出口74时气流经历的方向改变量。
具有凹陷区域78也可使得将贮存器16的底壁20和侧壁22模制为单件成为可能。在不具有凹陷区域78的情况下，从贮存器16延伸到流体开口50的流体通道18可能太长并且太难以模制为单件。通过在微流体料盒10中具有凹陷区域78来缩短流体通道18的长度，贮存器16可被构造为单件模制材料。封盖24可以是独立元件，或者可以是具有贮存器16的单件。
参考图3和图6，插入区域78和凹陷区域82可在第二面28上重叠。例如，第二面28上的插入区域78可相对于凹陷区域82凹陷，使得第二面28上的插入区域78的表面在X方向上从凹陷区域82向内设置在第二面28上。这样，设置在第二面28上的电路52与第二面28的周围凹陷区域82基本上齐平。
参考图11、图12、图15和图16，微流体料盒10可包括第三面32上的一个或多个元件，该一个或多个元件有助于使用者将微流体料盒10正确地对准到外壳中。当使用者将微流体料盒10插入外壳46中时，第三面32可以是使用者视野中的顶面。例如，微流体料盒10可包括从第三面32延伸的一个或多个突起部94。突起部94可与外壳46的接收器64中的凹陷区域100对准。突起部94可在X方向上延伸到第三面最外点98。突起部94可从第三面32延伸到第四面84上，使得突起部94在第四面84上在X方向上向外延伸。
突起部94可采用各种不同的形状。例如，突起部94可以是弓形的，诸如半圆形、正方形、矩形等。
突起部可从第三面延伸到相邻面。例如，突起部94可在第三面32和第四面84上在X方向上向外延伸。或者，突起部94可在第三面32和第二面28上在X方向上向外延伸。相反，突起部94可被构造成在第三面32和第五面86或第六面88上在Y方向上延伸。
参考图11、图15和图17，使突起部94从第三面32延伸到第四面84允许外壳46的面板47和微流体料盒10的贮存器16之间的间距较小。例如，如果突起部94从第三面32到第二面28设置，则必须在面板47和微流体料盒10的贮存器16之间设置更大的间距以为突起部94腾出空间。
突起部94或突起部94的一部分可形成于封盖24中。参考图15，突起部94可形成于贮存器16的封盖24和侧壁22中。
参考图13、图15和图16，微流体料盒10和外壳46可包括用于在微流体料盒10与外壳46连接时将微流体料盒10与外壳46固定在一起的连接器。例如，外壳46可包括第一连接器102，并且微流体料盒10可包括第二连接器104。第一连接器102可以是凸形连接器，并且第二连接器104可以是凹形连接器，或反之亦然。第一连接器102和第二连接器104在外壳46和微流体料盒10之间在Z方向上提供固定且稳定的电连接。
参考图12、图13和图15，第二连接器104可设置在微流体料盒10中的突起部94处。外壳46中的第一连接器102可设置在凹陷区域100处，在该凹陷区域中微流体料盒10的突起部94与外壳46配合。
第一连接器102可设置成远离凹陷区域100并且/或者第二连接器104可设置成远离突起部94。
参考图4、图7、图15和图16，具有一个或多个开口(诸如次开口40、电路开口62和/或主开口42)的微流体料盒10与第二连接器104组合提供了微流体料盒10，当该微流体料盒与微流体递送装置44的外壳46固定在一起时在X方向、Y方向和Z方向上具有稳定性。
参考图13，微流体料盒10可与外壳46弹簧加载，使得使用者能够容易地从微流体递送装置移除微流体料盒10。例如，外壳46的接收器64可包括当微流体料盒10的第二连接器104与外壳46的第一连接器102接合以将微流体料盒10与外壳46固定在一起时可被压缩的一个或多个弹簧106。为了释放微流体料盒10，可按压微流体料盒10以便分别释放第一连接器102和第二连接器104之间的连接。一旦被释放，弹簧106可将微流体料盒10向上推动并推出微流体递送装置。
如前所讨论，外壳46的电触点68可为弹簧加载的，以便提供与微流体料盒10的稳固电连接。弹簧加载的电触点68以及第一连接器102和第二连接器104可分别被设计成使得一定水平的力由微流体料盒10上的电触点60施加到外壳46上的电触点68。第一连接器102和第二连接器104可被构造成使得外壳46上的电触点68压缩约1mm至约2mm。
微流体料盒可具有从外壳46释放微流体料盒10的释放按钮。或者，可朝外壳46推动微流体料盒10以使微流体料盒10与外壳46接合和/或脱离接合。微流体料盒10可与紧固件或夹具接合以将微流体料盒10连接到外壳46中。
接收器64可包括用于将微流体料盒10引导到接收器64中的一个或多个导轨。
微流体递送装置可被构造成紧凑且容易携带的。在此类情况下，微流体递送装置可以是电池驱动的。微流体递送装置能够与电源一起使用，如9伏电池、常规的干电池诸如“A”、“AA”、“AAA”、“C”和“D”电池、纽扣电池、手表电池、太阳能电池、以及具有再充电基座的可再充电电池。
微流体递送装置可包括风扇，该风扇用于产生气流以有助于将流体组合物递送到空气中。可使用为微流体递送装置提供期望气流速度、尺寸和功率要求的任何风扇。风扇可用于将流体组合物进一步推入空气中并且/或者可用于在与从微流体管芯分配流体组合物不同的方向上引导流体组合物。风扇可设置在外壳的内部中或至少部分地设置在外壳的内部中，或设置在外壳的外部处。风扇还可用于在微流体管芯51上方引导空气，以使沉积回到微流体管芯51上的流体组合物的量最小化。
参见图17，风扇130可设置在外壳46的内部12内。风扇可以各种角度设置，这取决于气流的期望方向。仅出于示例性、非限制性目的，图17示出了风扇可相对于X轴向上成角度，使得气流被引导成与X轴成向上的角度。风扇130与气流通道110保持气流连通，该气流通道用作由风扇130产生的气流的通道。
参考图17至图21，来自风扇130的气流行进通过气流通道110并且到达通向微流体递送装置的外部的第一出气口76或对微流体递送装置的内部加压的第二出气口108。第一出气口76可设置在外壳46的面板47中。参考图19，第二出气口108通向外壳46的内部12。然后，来自风扇130的气流沿两条路径中的一条路径行进，始终沿循阻力最小的路径。为了控制通过第一出气口76或第二出气口108离开的空气量，可相应地设计第一出气口76和/或第二出气口108处的背压。例如，为了使更大体积的空气离开第一出气口76，第一出气口76处的背压可小于第二出气口108处的背压。气流的第一部分可行进离开第一出气口76以将从微流体管芯分配的流体组合物推入空气中。气流的第二部分可行进穿过第二出气口108穿过外壳46的内部12，在微流体管芯51上方并从流体出口74流出。气流的第二部分可有助于在流体组合物21离开流体出口74时保持流体组合物21的液滴以基本上层流的方式运动，并且防止流体组合物21的液滴沉积回到微流体管芯51或周围表面上。气流的第一部分可有助于将所分配的流体组合物向外和/或向上推入空气中。
参考图20和图21，行进到外壳46的内部12中的气流的第二部分用于对外壳46的内部12加压。空气从第二出气口108行进穿过内部12并到达流体出口74。流体出口74是通向外壳46的外部14的最高压力开口，空气旨在行进穿过该最大压力开口，并且空气将行进穿过外壳46的内部12内的任何开放空间以到达流体出口74。因此，如图21所示，空气从微流体管芯51上方的所有方向行进并离开流体出口74。
可能有利的是，将与外壳46的内部12中的流体组合物混合的气流的体积保持为最小，因为可形成湍流漩涡，该湍流漩涡可影响流体组合物离开外壳并以基本上层流分散到空气中的能力。使大部分气流离开单独的气流出口并与外壳46的外部14处的流体组合物合并有助于使所分配的流体组合物向外、向上和/或远离微流体递送装置运动。因此，由风扇130产生的大部分空气可离开第一出气口76。由风扇所产生的空气的至少70％、或至少75％、或至少80％、或至少85％、或至少90％离开第一出气口。第一出气口76可被设计成产生比在第二出气口108处产生的背压更低的背压。
参考图21，外壳可包括邻接流体出口74的流体通道111。经过流体通道111的空气可帮助保持来自微流体管芯51的流体组合物21的液滴以基本上层流的空气在流体出口74中居中。保持流体组合物的液滴在它们经过流体出口74时居中可防止液滴沉积到外壳上。流体通道111可以邻近微流体管芯51设置。间隙119可将流体通道111和微流体管芯51隔开。间隙119可将流体通道111与微流体管芯51隔开距微流体管芯51的喷嘴约0.75mm至约5mm、更优选地约1.0mm至约3mm的长度。流体通道111可具有约2mm至约6mm的长度。间隙119和/或流体通道111的长度可在X方向上测量。
在流体组合物和气流汇聚的点处，平均气流速度可在约0.25米/秒(“m/s”)至约15m/s的范围内。平均气流可根据对喷射流体组合物的期望影响而变化。如上所讨论的，气流通道34、出气口28和风扇32可被设计成产生平均气流动量，该平均气流动量大于在气流和流体组合物汇聚时流体组合物的动量，以便改变流体组合物的方向。如本文所用，气流的“平均速度”是整个气流流中的速度的平均值，因为气流流在气流通道的表面附近将具有较低的速度，而在气流流的中心将具有较高的速度。同样，如本文所用，“平均动量”是整个气流流中动量的平均值。
离开流体出口74的气流可具有约.25m/s至约4m/s并且最优选地介于0.5m/s和2m/s之间的速度。离开第一出气口76的气流可具有约1m/s至约15m/s并且最优选地介于1m/s和5m/s之间的速度。
第二出气口108的开口面积、形状和取向可分别选自任何尺寸、形状或取向，这取决于气流将对流体组合物具有的期望影响。
流体组合物
为了在微流体递送装置中进行令人满意地操作，考虑了流体组合物的许多特性。一些因素包括配制具有最佳粘度以从微流体递送构件发射的流体组合物，配制具有有限量或不具有将阻塞微流体递送构件的悬浮固体的流体组合物，配制足够稳定以不干燥和阻塞微流体递送构件的流体组合物，配制不易燃的流体组合物等。为了从微流体管芯进行充分分配，在设计流体组合物时可考虑空气清新或恶臭减少组合物的适当雾化和有效递送。
流体组合物可包含香料组合物，该香料组合物包含一种或多种香料原料。香料原料递送快乐的芳香有益效果。流体组合物可包含香料混合物，该香料混合物的存在量按流体组合物的重量计大于约50％，另选地大于约60％，另选地大于约70％，另选地大于约75％，另选地大于约80％，另选地约50％至约100％，另选地约60％至约100％，另选地约70％至约100％，另选地约80％至约100％，另选地约90％至约100％。流体组合物可完全由香料混合物(即100重量％)组成。
流体组合物可基本上不含在混合物中存在的悬浮固体或固体颗粒，其中颗粒物分散在液体基质内。流体组合物可具有小于5重量％的悬浮固体，另选地小于4重量％的悬浮固体，另选地小于3重量％的悬浮固体，另选地小于2重量％的悬浮固体，另选地小于1重量％的悬浮固体，另选地小于0.5重量％的悬浮固体，或不含悬浮固体。悬浮固体能够与一些香料材料特有的溶解固体区别开来。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
应当理解的是，在本说明书中给出的每一最大数值限定值将包括每一个较小的数值限定值，即如同该较小的数值限定值在本说明中也有表示。贯穿本说明书给出的每一最小数值限度将包括每一较高数值限度，如同此类较高数值限度在本文中明确写出。贯穿本说明书给出的每一数值范围将包括落在此类较宽数值范围内的每一较窄数值范围，如同此类较窄的数值范围全部在本文中明确写出。
除非明确排除或以其它方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (15)

1.一种微流体递送装置，所述微流体递送装置包括：
风扇；
外壳，所述外壳具有内部和外部，所述外壳还包括第一出气口和流体出口，所述外壳的所述内部包括从所述风扇延伸到所述第一出气口的气流通道，所述第一出气口通向所述外壳的所述外部，其中所述气流通道包括第二出气口，所述第二出气口暴露于所述外壳的所述内部并且与所述流体出口气流连通，其中所述外壳还包括与电源电连接的外壳电触点；
微流体料盒，所述微流体料盒能够与所述外壳可释放地连接，所述微流体料盒包括：
贮存器，所述贮存器用于容纳流体组合物；
电路，所述电路包括第一端部部分和第二端部部分，其中所述电路的所述第一端部部分设置在第一面上，并且所述电路的所述第二端部部分设置在第二面上；以及
微流体管芯，所述微流体管芯设置在所述第二面上，其中所述微流体管芯与所述电路电连通并且与所述贮存器流体连通，其中所述第二气流出口与所述微流体管芯气流连通，其中从所述微流体管芯分配的流体组合物通过所述流体出口离开所述外壳。
2.根据权利要求1所述的微流体递送装置，其中来自所述风扇的气流被引导通过所述第一出气口和所述第二出气口，其中进入所述第二出气口的气流邻近所述微流体管芯行进并且连同所述流体组合物一起离开所述流体出口。
3.根据前述权利要求中任一项所述的微流体递送装置，其中所述外壳包括从所述流体出口朝所述微流体管芯延伸的流体通道。
4.根据前述权利要求中任一项所述的微流体递送装置，其中离开所述第一出气口的气流以相对于水平向上的角度行进。
5.根据前述权利要求中任一项所述的微流体递送装置，其中大部分气流离开所述第一出气口。
6.根据前述权利要求中任一项所述的微流体递送装置，其中所述流体组合物是基本上水平分配的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的微流体递送装置，其中所述微流体管芯包括：半导体基板，所述半导体基板包括多个热喷射致动器；流体流动基板，所述流体流动基板包括流体供应通道和一个或多个流体室，其中每个流体室与流体喷射致动器相关联；以及喷嘴板，所述喷嘴板包括一个或多个喷嘴，其中每个喷嘴与流体室流体连通，并且其中所述流体组合物包括香料混合物。
8.一种从微流体管芯分配流体组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
从风扇产生气流；
将所述气流的第一部分引导通过外壳中的第一出气口；
将所述气流的第二部分引导通过所述外壳中的第二出气口；
通过所述外壳中的流体孔口从微流体管芯喷射流体组合物；
将所述气流的所述第二部分引导邻近所述微流体管芯并且引导出所述流体出口，其中所述气流的所述第一部分将自所述流体出口喷出的所述流体组合物引导到空气中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述外壳包括内部和外部，其中所述第一出气口通向所述外壳的所述外部，并且其中所述第二出气口通向所述外壳的所述内部。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述外壳包括从所述风扇延伸到所述第一出气口的气流通道气流，其中所述气流通道包括所述第二出气口。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中所述外壳包括从所述流体出口朝所述微流体管芯延伸的流体通道。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中离开所述第一出气口的气流以相对于水平向上的角度行进。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中大部分气流离开所述第一出气口。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中所述流体组合物是从所述微流体管芯基本上水平喷射的。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，其中所述微流体管芯包括：半导体基板，所述半导体基板包括多个热致动器；流体流动基板，所述流体流动基板包括流体供应通道和一个或多个流体室，其中每个流体室与流体喷射致动器相关联；以及喷嘴板，所述喷嘴板包括一个或多个喷嘴，其中每个喷嘴与流体室流体连通，并且其中所述流体组合物包括香料混合物。
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