CN208749522U - 气体输送装置 - Google Patents

Abstract

一种气体输送装置，包含入口板、基材、共振板、致动板、压电元件以及出口板依序堆叠，其更包含至少一阀，该阀设置于入口板的入口孔及出口板的出口孔中至少一者。其中，共振板与入口板之间具有一汇流腔室，共振板与致动板间具有一第一腔室，且致动板与出口板间具有一第二腔室；当压电元件驱动致动板时，第一腔室及第二腔室形成一压力差，此时使阀开启，以导引气体由入口板的入口孔进入汇流腔室，流经共振板的中空孔洞进入第一腔室内，并由致动板的空隙导入第二腔室内，最后由出口板的出口孔导出，借此控制气体的输送。

Description

气体输送装置

【技术领域】

本案是关于一种气体输送装置，尤指一种具有阀以控制气体流动的气体输送装置。

【背景技术】

目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微帮浦、喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的流体输送结构为其关键技术，是以，如何借创新结构突破其技术瓶颈，为发展的重要内容。

随着科技的日新月异，流体输送装置的应用上亦愈来愈多元化，举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热等等，甚至近来热门的穿戴式装置皆可见它的踨影，可见传统的流体输送装置已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。

然而，目前微型化的流体输送装置虽能持续传输气体，但在微型化的有限容积的腔室或流道上设计要求较多的气体传输，显然要提升是有一定困难度，因此结合阀门的设计，不尽可控制气流传输的持续或中断，也可控制气体单向的流动，而且让有限容积的腔室或流道去累积气体，以提升气体量的输出，这是本案所欲实用新型的主要课题。

【实用新型内容】

本案的主要目的在于提供一种气体输送装置，其入口孔与出口孔中至少一者设置一阀，让有限容积的腔室去累积气体，以提升气体量的输出。

为达上述目的，本案的一较广义实施态样为提供一种气体输送装置，其包含：一入口板，具有至少一入口孔；一基材；一共振板，具有一中空孔洞，且共振板与入口板之间具有一汇流腔室；一致动板，具有一悬浮部、一外框部及至少一空隙；一压电元件，贴附于该致动板的悬浮部的一表面；一出口板，具有一出口孔；至少一阀，设置在入口孔与出口孔的至少一个中；其中，入口板、基材、共振板、致动板及出口板依序对应堆叠设置，共振板及该致动板之间具有一间隙形成一第一腔室，致动板及出口板之间形成一第二腔室，压电元件驱动致动板产生弯曲共振，以使第一腔室及第二腔室形成一压力差，并使阀开启，让气体由入口孔进入汇流腔室而流经共振板的中空孔洞，以进入第一腔室内，并由该至少一空隙导入第二腔室内，最后由出口板的出口孔导出，借此以控制气体的流通。

【附图说明】

图1为本案的一较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。

图2A至图2C为本案的一较佳实施例的气体输送装置的作动示意图。

图3A及图3B为本案的阀的第一、第二及第三实施态样的作动示意图。

图4A及图4B为本案的阀的第四、第五实施态样的作动示意图。

【具体实施方式】

体现本案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。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本案。

请参阅第1图，其为本案的一较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。在本案的一较佳实施例中，气体输送装置1由基材11、共振板13、致动板14、压电元件15及出口板16依序对应堆叠所构成一主体，再以入口板17用以封盖基材11底部所组成。其中，基材11由一硅材或由石墨烯材制成的板材，并以半导体制程制出一贯穿的汇流腔室12，入口板17用以封盖基材11底部，并具有至少一入口孔170对应连通汇流腔室12。共振板13为一挠性板，贴合堆叠固设于基材11上方，并于对应到汇流腔室12位置设有一中空孔洞130，而共振板13在贴合基材11以外的悬空部分形成一可动部131，可受一共振频率而弯曲形变。致动板14为具有一悬浮部141、一外框部142及至少一空隙143的板结构，悬浮部141设置于中间受外框部142连接支撑，且悬浮部141与外框部142未连接部分而保持多个空隙143，致动板14的外框部142为贴合堆叠固设于共振板13上，而使悬浮部141与共振板13之间具有一间隙g0以形成一第一腔室18，悬浮部141可为任意几何形状，较佳者为正方形。压电元件15为压电材料制成的一板状结构，贴附于致动板14的悬浮部141的一表面上，其尺寸则略小于悬浮部141。出口板16为利用一隔离件(例如，导电胶)贴合堆叠于致动板14的外框部142上，以使出口板16与致动板14之间隔出一第二腔室19，出口板16具有一出口孔160，连通第二腔室19。

本案的气体输送装置1为了微型化的设计，在有限容积的腔室去累积气体，以提升气体量的输出，更具有至少一阀10，阀10可设置在入口孔170或出口孔160任一个之中，或者同时设置于两者，以累积气体而提升气体量的输出。阀10的结构与作动方式将于后段详述。

请参阅图2A至图2C，其为本案的一较佳实施例的气体输送装置的作动示意图。气体输送装置1的压电元件15施加电压驱动致动板14产生弯曲共振，致动板14进行沿垂直方向的往复式运动。如图2A所示，当致动板14向上振动时，第一腔室18体积增加，进而产生一吸力，驱使外界的一气体经由入口孔170被导入汇流腔室12内，且第二腔室19内气体受压缩，而由出口孔160排出，同时如图2B所示，当致动板14的振动引发共振板13产生共振，因而导致共振板13的可动部131向上形变，气体经过共振板13的中空孔洞130进入第一腔室18，并将第一腔室18中的气体向周边挤压。再如图2C所示，当致动板14向下振动时，进一步压缩第一腔室18的体积，使其中的气体透过空隙143向上流入第二腔室19，再重复图2A所示的作动，第二腔室19内气体受压缩，而由出口孔160排出，再次将外界的气体导入汇流腔室12。气体输送装置1借由重复循环上述图2A至图2C所示的作动，即可持续进行气体的传输。

请参阅图3A及图3B，其为本案的阀10的第一实施态样的作动示意图。如图3A所示，阀10的第一实施态样为包含一保持件101、一密封件102以及一阀片103。在本案的一较佳实施例中，保持件101、密封件102以及阀片103皆以石墨烯材所制成，但不以此为限。保持件101上具有至少两个通气孔101a，而阀片103设置于保持件101及密封件102之间所形成的容置空间105中，且对应保持件101的通气孔101a位置设置通气孔103a，保持件101的通气孔101a及阀片103的通气孔103a，其位置为大致相互对准。以及密封件102上设有至少一个通气孔102a，且密封件102的通气孔102a与保持件101的通气孔101a的位置形成错位而不对准。

请同时参阅图1至图3B。在本案的一较佳实施例中，阀10如图3A所示的第一实施例样态，设置于入口板17的入口孔170之中。当气体输送装置1致能，开始前述如图2A至图2C所示的作动，持续将气体由入口板17的入口孔170导入气体输送装置1内部，此时如图3B所示，气体输送装置1内部形成吸力，阀片103会如图示中沿箭头方向的气流而将阀片103上推，致使阀103顶触于保持件101，同时开启密封件102的通气孔102a的作动，由于阀片103的通气孔103a的位置大致对准保持件101的通气孔101a，因此气体可由密封件102的通气孔102a导入，再由阀片103的通气孔103a与保持件101的通气孔101a接通，使气流向上流动；当气体输送装置1的致动板14向下振动时，进一步压缩第一腔室18的体积，使气体透过空隙143向上流入第二腔室19，同时阀10的阀片103受到气体推压，进而恢复如图3A所示封闭密封件102的通气孔102a的作动，形成气体一单向的流动进入汇流腔室12，并在汇流腔室12内累积气体，如此气体输送装置1的致动板14向上振动时，即可获得较多的气体由出口孔160排出，以提升气体量的输出。

在本案阀10的阀片103、密封件102以及保持件101可用石墨烯材料所制成，以形成微型化的阀件。而在本案阀10的第二实施例态样中，阀片103为一带电荷的材料，保持件101为一两极性的导电材料。保持件101电性连接一控制电路(未图示)，该控制电路用以控制保持件101的极性(正电极性或负电极性)，若阀片103为一带负电荷的材料，当阀10须受控开启时，控制电路控制保持件101形成一正电极，此时阀片103与保持件101维持不同极性，如此会使阀片103朝保持件101靠近，构成阀10的开启(如图3B所示)。反之，若阀片103为一带负电荷的材料，当阀10须受控关闭时，控制电路控制保持件101形成一负电极，此时阀片103与保持件101维持相同极性，如此会使阀片103朝密封件102靠近，构成阀10的关闭(如图3A所示)。

在本案阀10的第三实施例态样中，阀10为一带磁性的材料，而保持件101为一可受控变换极性的磁性材料。保持件101电性连接一控制电路(未图示)，该控制电路用以控制保持件101的极性(正极或负极)。若阀片103为一带负极的磁性材料，当阀10须受控开启时，控制电路控制保持件101形成一正极的磁性，此时阀片103与保持件101维持不同极性，使阀片103朝保持件101靠近，构成阀10的开启(如图3B所示)。反之，若阀片103为一带负极的磁性材料，当阀10须受控关闭时，控制电路控制保持件101形成一负极的磁性，此时阀片103与保持件101维持相同极性，使阀片103朝密封件102靠近，构成阀10的关闭(如图3A所示)。

请参阅图4A及图4B，其为本案的阀的第四实施态样的作动示意图。如图4A所示，阀10包含一保持件101、一密封件102及一柔性膜104。保持件101上具有至少两个通气孔101a，保持件101与密封件102之间保持一容置空间105。柔性膜104以一可挠性材料所制成，贴附于保持件101的一表面上，并设置于容置空间105内，且对应保持件101的通气孔101a位置设置通气孔104a，保持件101的通气孔101a及阀片103的通气孔104a，其位置为大致相互对准。以及密封件102上设有至少一个通气孔102a，且密封件102的通气孔102a与保持件101的通气孔101a的位置形成错位而不对准。

请继续参阅图4A及图4B。在本案阀10的第四实施态样中，保持件101为一受热膨胀的材料，且电性连接一控制电路(未图示)，该控制电路用以控制保持件101受热。当阀10须受控开启时，控制电路控制保持件101不受热膨胀，保持件101与密封件102保持容置空间105之间距，构成阀10的开启(如图4A所示)。反之，当阀10须受控关闭时，控制电路控制保持件101受热膨胀，而驱使保持件101朝密封件102抵触，此时柔性膜104可以密贴封闭密封件102的至少一个通气孔102a，构成阀10的关闭(如图4B所示)。

在本案阀10的第五实施态样中，保持件101为一压电材料，且电性连接一控制电路(未图示)，该控制电路用以控制保持件101的形变。当阀10须受控开启时，控制电路控制保持件101不产生形变，保持件101与密封件102保持容置空间105形成间距，构成阀10的开启(如图4A所示)。反之，当阀10须受控关闭时，控制电路控制保持件101产生形变，驱使保持件101朝密封件102抵触，此时柔性膜104以密贴封闭密封件102的至少一个通气孔102a，构成阀10的关闭(如图4B所示)。当然，密封件102的多个通气孔102a所对应的每个间隔区块的保持件101，也可独立受控制电路控制，形成可调变阀10的流通作动，达成适当气体流量的调节作用。

综上所述，本案的气体输送装置在入口孔与出口孔中的至少一者设置一阀，让有限容积的腔室去累积气体，以提升气体量的输出极具产业利用性。

本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

1：气体输送装置

10：阀

101：保持件

102：密封件

103：阀片

104：柔性膜

101a、102a、103a、104a：通气孔

105：容置空间

11：基材

12：汇流腔室

13：共振板

130：中空孔洞

131：可动部

14：致动板

141：悬浮部

142：外框部

143：空隙

15：压电元件

16：出口板

160：出口孔

17：入口板

170：入口孔

18：第一腔室

19：第二腔室

g0：间隙

Claims (8)

1.一种气体输送装置，其特征在于，包含：

一入口板，具有至少一入口孔；

一基材；

一共振板，具有一中空孔洞，且该共振板与该入口板之间具有一汇流腔室；

一致动板，具有一悬浮部、一外框部及至少一空隙；

一压电元件，贴附于该致动板的该悬浮部的一表面；

一出口板，具有一出口孔；以及

至少一阀，设置在该入口孔和该出口孔中的至少一者；

其中，该入口板、该基材、该共振板、该致动板及该出口板依序对应堆叠设置，该共振板及该致动板之间具有一间隙形成一第一腔室，该致动板及该出口板之间形成一第二腔室，该压电元件驱动该致动板产生弯曲共振，以使该第一腔室及该第二腔室形成一压力差，并使该阀开启，让气体由该入口孔进入该汇流腔室而流经该共振板的该中空孔洞，以进入该第一腔室内，并由该至少一空隙导入该第二腔室内，最后由该出口板的该出口孔导出，借此以传输气体的流动。

2.如权利要求1所述的气体输送装置，其特征在于，该阀包含一保持件、一密封件及一阀片，其中该保持件及该密封件之间保持一容置空间，该阀片设置于该容置空间中，该保持件上具有至少两个通气孔，而该阀片对应该保持件的该通气孔位置设置通气孔，该保持件的该通气孔及该阀片的该通气孔位置为大致相互对准，以及该密封件上设有至少一个通气孔，且与该保持件的该通气孔位置为形成错位不对准。

3.如权利要求1所述的气体输送装置，其特征在于，该阀包含由石墨烯材制成的一保持件、一密封件及一阀片，其中该保持件及该密封件之间保持一容置空间，该阀片设置于该容置空间中，该保持件上具有至少两个通气孔，而该阀片对应该保持件的该通气孔位置设置通气孔，该保持件的该通气孔及该阀片的该通气孔位置为大致相互对准，以及该密封件上设有至少一个通气孔，且与该保持件的该通气孔位置为形成错位不对准。

4.如权利要求2或3所述的气体输送装置，其特征在于，该阀片为一带电荷的材料，该保持件为一两极性的导电材料，由一控制电路控制其极性，当该阀片与该保持件维持不同极性时，该阀片朝该保持件靠近，构成该阀的开启；当该阀片与该保持件维持相同极性时，该阀片朝该密封件靠近，构成该阀的关闭。

5.如权利要求2或3所述的气体输送装置，其特征在于，该阀片为一带磁性的材料，该保持件为一可受控变换极性的磁性材料，由一控制电路控制其极性，当该阀片与该保持件维持不同极性时，该阀片朝该保持件靠近，构成该阀的开启；当该阀片与该保持件维持相同极性时，该阀片朝该密封件靠近，构成该阀的关闭。

6.如权利要求1所述的气体输送装置，其特征在于，该阀包含一保持件、一密封件及一柔性膜，其中该保持件与该密封件之间保持有一容置空间，以及该柔性膜贴附于该保持件一表面上，并设置位于该容置空间内，又该保持件上具有至少两个通气孔，而该柔性膜对应该保持件的该通气孔位置设置通气孔，该保持件的该通气孔及该柔性膜的该通气孔位置为大致相互对准，以及该密封件上设有至少一个通气孔，且与该保持件的该通气孔位置为形成错位不对准。

7.如权利要求6所述的气体输送装置，其特征在于，该保持件为一热膨胀的材料，由一控制电路控制其受热，当该保持件受热膨胀时，该柔性膜朝该密封件抵触，以封闭该密封件的该至少一个通气孔，构成该阀的关闭；当该保持件不受热膨胀时，该密封件与该保持件保持该容置空间形成间距，构成该阀的开启。

8.如权利要求6所述的气体输送装置，其特征在于，该保持件为一压电材料，由一控制电路控制其形变，当该保持件形变时，该柔性膜朝该密封件抵触，以封闭该密封件的多个通气孔，构成该阀的关闭；当该保持件不形变时，该密封件与该保持件保持该容置空间形成间距，构成该阀的开启。