CN217218159U - 一种超声雾化片及电子烟装置 - Google Patents
一种超声雾化片及电子烟装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种超声雾化片及电子烟装置,其特征在于包括压电陶瓷板,该压电陶瓷板相对的两表面上或/和相对的两表面下层内设置有相邻的叉指电极成为压电活性区,并使上述压电陶瓷板的上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极的极性相反,上述的上、下表面上的叉指电极均从上述压电陶瓷板同一端开始计数。该超声雾化片及电子烟装置占用空间基本不变雾化效率显著提高,或雾化效率基本不变占用空间显著减少;其雾化时温度上升幅度下降,噪音降低,不易受损,机械强度改善;其减少尺寸,轻薄化,便于携带。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种超声雾化片、超声雾化器及电子烟装置。更具体地,本发明涉及一种性能改善的多用途的超声雾化片、超声雾化器及电子烟装置。
【背景技术】
现在的超声雾化器或超声雾化片典型地具有一种结构,其中通过将圆形的金属板粘结到圆形的压电陶瓷板的一个表面而形成振动片,其中压电陶瓷板的外围部分被支撑在金属板圆形壁内,其中压电陶瓷板中心有一通孔,其中金属板中心有一内有众多上下贯通的微孔雾化区,该微孔区与上述通孔相对。但是,这种超声雾化器或超声雾化片具有不少缺点,如其存在有效振动位移量小,难以得到较强的振动,有效能量转换效率低,雾化区域面积占比小,雾化能力不高,特别是难以用于小型化便携式装置。
其他的雾化装置如中国专利CN102219511A在其实施例图2中(说明书0069段)中揭示了长方或长条形的“压电元件10(试验片)”,其包括“7mm×4.5mm”的“压电基板11”及其表面上的“振动电极12、 13”,并在说明书0058段指出“本发明的压电陶瓷组合物(压电元件),除振荡器之外,也可以使用在……雾化器用振动器……”。
在其之后,中国专利CN209002936U揭示了一种类似的超声波雾化片,其“包括片状压电基体(101)、贴覆于压电基体(101)一侧表面的表面电极(102)、贴覆于压电基体(101)另一侧表面的驱动电极(103),其特征在于,所述压电基体(101)为长条形”。
此外,中国专利CN208909134U也揭示了一种超声波雾化片及雾化器,其中超声波雾化片包括片状压电基体、固定设于压电基体一侧表面的表面电极、固定设于压电基体另一侧表面的驱动电极,所述压电基体为长条形,所述压电基体由互连的振荡段及固定段组成,所述表面电极固定设于振荡段一侧表面,所述驱动电极固定设于振荡段另一侧表面;所述表面电极与驱动电极均为矩形。
另有,中国专利CN208941054U公开了一种超声波雾化片及雾化器,其中超声波雾化片包括片状压电基体、固定设于压电基体一侧表面的表面电极、固定设于压电基体另一侧表面的驱动电极,所述压电基体为长条形,所述压电基体由互连的振荡段及固定段组成,所述表面电极固定设于振荡段一侧表面,所述驱动电极固定设于振荡段另一侧表面;所述表面电极与驱动电极均为圆形。
上述所列超声雾化装置或超声雾化器有重大不足:
1)、因其采用长度-宽度方向非厚度方向的驱动方式,这种长度-宽度方向非厚度方向伸缩振动使该超声雾化片或超声雾化器雾化效率很低,并使该超声雾化片中心振动过大,发热严重,噪音大,并使其易受损;
2)、因压电基体为长条形,机械强度差,不抗震,在振动工作中或跌落或受到撞击时,极易受损;
3)、因其需一定的机械强度,压电基体不能太薄(然而,压电基体越薄,振动越强,雾化效率越高),压电基体将偏厚,压电基体内中心电场强度偏低(因电场强度E与两电极间距离d成反比)压电基体内中心粒子受电场作用偏弱,从而振动越偏弱,雾化效率偏弱。
此外,中国专利CN206079025U及CN107752129A也揭示了一种超声雾化片或超声雾化器,其“包括超声雾化片,所述超声雾化片上表面设有烟油吸附层而形成压电陶瓷组件(10),该超声雾化片与烟油吸附层形成一体化整体式结构,该烟油吸附层用于吸附及导输烟油”,上述烟油吸附层有陶瓷浆层、棉花、无纺布。
上述所列超声雾化装置或超声雾化器也有不足:
该雾化片使用的压电陶瓷基本上采用长度-宽度方向非厚度方向的驱动方式,这种长度-宽度方向非厚度方向伸缩振动使该发明中的超声雾化片或超声雾化器雾化效率很低,并使该超声雾化片中心振动过大,发热严重,噪音大,并可能使其受损。
因此,现实中,上述发明中的超声雾化片或超声雾化器有进一步改进的需要。
【实用新型内容】
本发明的目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其占用空间基本不变雾化效率显著提高,或雾化效率基本不变占用空间显著减少。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其雾化时温度上升幅度下降。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其雾化时噪音降低。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其雾化时不易受损,机械强度改善。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其适用于肺部吸入,特别是用于电子烟。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其可用于微小型化便携式装置,减少尺寸,轻薄化,便于携带。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其用途较多,特别适合医药用,改善临床效果。
本发明的另一目的就是提供一种超声雾化片或超声雾化器,其适用于肺部吸入,特别是用于电子烟。
本发明人出人意料地发现,采用如下的超声雾化片(特别是方形),该超声雾化片包括(特别是方形的、无通孔的)压电陶瓷板(或压电元件)及(特别是方形的)振动板(如金属板),该压电陶瓷板(或压电元件)安装固定在该振动板上,该压电陶瓷板(或压电元件)正表面和背表面上设置有电极,电极间施加交流信号可以厚度方向弯曲振动,有利于减少其尺寸,特别是宽度和/或厚度上的尺寸,适用于微小型化便携式装置,有利于增加有效振动位移量,获得到较强的有效振动,增加有效能量转换效率,增加雾化区域面积,大幅提高雾化能力、雾化效率,改善雾化效果,并可使该超声雾化片发热较轻,温度上升幅度不高,噪音降低,不易受损。
基于上述发现,可达到部分或全部上述目的,从而完成了本发明。
本发明涉及一种超声雾化片,其包括压电陶瓷板(或压电元件)及振动板,
该压电陶瓷板(或压电元件)设置(安装或固定)在该振动板(表面)上,从厚度方向观察,该压电陶瓷板(或压电元件)与该振动板之间有重叠的区域,该重叠的区域的面积占该压电陶瓷板(或压电元件) 中包含该重叠的区域的一面的整体面积的50%以上(更佳地,70%以上,更佳地,85%以上,更佳地,90%以上,更佳地,95%以上,最佳地99%以上)(上述重叠的区域面积占比越大,下述厚度方向振动越大,平面收缩-扩张式振动越小,越有利于提高雾化性能),
该压电陶瓷板(或压电元件)的相对的两表面上或/和相对的两表面之间(如表层内)设置有相对的电极成为压电活性区(更佳地,至少在上述压电陶瓷板(或压电元件)与上述振动板的上述重叠区域内相对的两表面上或/和相对的两表面之间(如表层内)设置有相对的电极成为压电活性区),或者该压电陶瓷板(或压电元件)的表面上或/和表面下层内设置有相邻(next to/adjacentto)的叉指电极成为压电活性区,(该电极间施加交流(/或交变)电(信号)可使该超声雾化片(主要或基本上)以其厚度方向(弯曲或 /和扭转)振动(厚度方向振动(相对于传统主流平面收缩-扩张式振动)有利于提高雾化性能),)
上述压电陶瓷板(或压电元件)或/和上述振动板基本(或总体)上为方形扁平体,较佳地,为长方形扁平体(方形扁平体(相对于圆形扁平体)有利于提高雾化性能或/和减少空间占用比)。
较佳地,上述压电陶瓷板是无通孔的,无通孔的相对于(中心区)有通孔的有利于提高雾化性能,因通孔减少了雾化面积,而且,中心区雾化能力最强,离中心区越近雾化能力越强。
较佳地,上述压电陶瓷板中的任意一个压电活性区内相对电极间的距离小于上述振动板的厚度,更佳地,上述压电陶瓷板的表观总厚度不小于上述振动板的厚度,更佳地,上述压电陶瓷板的表观总厚度大于上述振动板的厚度,用以提高雾化性能。
较佳地,上述振动板的机械强度高于上述压电陶瓷板的的机械强度(较佳地,振动板机械强度比压电陶瓷板大于2倍以上,较佳地,振动板机械强度比压电陶瓷板大于5倍以上,较佳地,振动板机械强度比压电陶瓷板大于10倍以上),用以提高该超声雾化片的机械强度改善,用以克服压电陶瓷板变薄机械强度降低的不足,降低雾化时及意外机械撞击等时的损坏率。
上述叉指电极的(指条)宽度(a)或相邻叉指电极(指条)间的距离(b)通常分别为10nm~1mm,较佳地为20nm~500μm,更佳地为40nm~200μm,最佳地为80nm~100μm。上述叉指电极(指条)的压电活性有效长度(w)(或称上述相邻叉指电极对组成的叉指换能器的孔径)通常不受限制,一般为0.5mm~ 30mm,较佳地为1mm~20mm,较佳地为3mm~15mm。上述叉指电极的(指条)宽度(a)与相邻叉指电极 (指条)间的距离(b)较佳地基本相等,此时其所激励出的表面声波波长入基本是其指条宽度a的四倍。相邻叉指电极对组成的叉指换能器的周期长度可用p表示,p=2a+2b。上述叉指电极优选栅栏电极。相同极性(正极或负极)的上述叉指电极(指条)与同一汇流条相连或相通,另一极性(负极或正极)的上述叉指电极(指条)则与另一汇流条相连或相通,当上述两条汇流条分别与交流电的两端(正极或负极)相连或相通,使其设置在的压电陶瓷板(或压电元件)表面上产生表面波,并可以其厚度方向(弯曲或/和扭转)振动,该振动可把该压电陶瓷板固定的振动板强化。
较佳地,上述压电陶瓷板(或压电元件)的相对的两表面上或/和相对的两表面下层内设置有上述的叉指电极。更佳地,使上述的上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极的极性相反,上述的上、下表面上的叉指电极均从上述压电陶瓷板同一端开始计数。更佳地,上述压电陶瓷板(或压电元件)的相对的两表面上或/和相对的两表面下层内基本对称地设置有上述的叉指电极。
较佳地,上述振动板未与上述压电陶瓷板(或压电元件)重叠的区域的长度为该压电陶瓷板(或压电元件)的长度的5%以上,更佳地,30%以上,更佳地,50%以上,更佳地,100%以上,更佳地,200%以上,最佳地,300%以上,该振动板未重叠的区域的部分或全部用作超声雾化片的固定段,有利于该超声雾化片的固定,上述振动板延长有利于振动,有利于提高雾化性能。
较佳地,上述超声雾化片总体上是长条形体,其长度与宽度比不低于1.5,更佳地不低于2,更佳地不低于3,但较佳地不超过8,更佳地不超过6,更佳地不超过5,较佳地,上述压电陶瓷板的长度与上述的振动板长度之比低于0.75,较佳地低于0.6,更佳地低于0.5,但较佳地不低于0.1,更佳地不低于0.15,更佳地不低于0.2,上述比例太多或少,均不利于雾化性能的发挥及固定,且不利于降低损坏率。
较佳地,上述超声雾化片中的压电陶瓷板(或压电元件)基本或总体上是方形体,其至少一对相对的两个边被固定于上述振动板,更佳地,至少相对较短的两个边被固定于上述振动板,最佳地,其至少四个拐角(边角)被固定于上述振动板,以利于最大范围内的厚度方向振动。
上述超声雾化片的振动板中的至少一端或一边被固定,较佳地,其基本或总体上是方形体,至少其相对较短的两个边被固定,更佳地,至少其四个拐角(边角)被固定。
上述超声雾化片中的压电陶瓷板(或压电元件)位于振动板的一侧(具有单面结构),或其两侧(具有双面结构,即夹心式结构),共同构成一超声雾化片;或者上述压电陶瓷板(或压电元件)被上述振动板夹持于或包裹于其中。
上述超声雾化片优选为夹心式结构,其基本上(或主要)由两个各含有一个压电活性区的压电陶瓷板 (或压电元件)和一个振动板贴合固定组成,振动板固定夹持于两个压电陶瓷板(或压电元件)之间。上述两个压电陶瓷板(或压电元件)(上的电极)串联连接,且两压电陶瓷板(或压电元件)相对面电极极性相同(两压电陶瓷板相反方向极化),或者两个压电陶瓷板(或压电元件)(上的电极)并联连接,且两压电陶瓷板(或压电元件)相对面电极极性相反(两压电陶瓷板同一方向极化),实现弯曲振动。较佳地,上述振动板边缘伸出两压电陶瓷板(或压电元件)周边;较佳地,上述超声雾化片的两压电陶瓷板(或压电元件)周边外设有焊盘,更佳地焊盘相连于振动板。
本发明还涉及一种超声雾化片,其包括压电陶瓷板,
该压电陶瓷板相对的两表面上或/和相对的两表面下层内设置有相邻的叉指电极成为压电活性区,并使上述压电陶瓷板的上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极的极性相反,上述的上、下表面上的叉指电极均从上述压电陶瓷板同一端开始计数。较佳地,上述压电陶瓷板的相对的两表面上或 /和相对的两表面下层内上述的叉指电极基本对称地设置。较佳地,其还包括振动板,上述压电陶瓷板设置(安装或固定)在该振动板(表面)上。较佳地,其还包括多孔体或/和容器。
本发明涉及还一种超声雾化器,包括上述超声雾化片及多孔体(较佳地,具有厚度方向及长度或/和宽度方向或者厚度方向及径向方向通导能力的多孔体)。
本发明涉及还一种超声雾化器,包括上述超声雾化片、多孔体(较佳地,具有厚度方向及长度或/和宽度方向或者厚度方向及径向方向通导能力的多孔体)及容器,上述多孔体设置成上述容器的壁体的一部分或全部或设置在容器外表面上,上述超声雾化片设置在上述容器内或设置在容器表面上或设置成上述容器壁体的一部分。
本发明涉及还一种超声雾化器,包括上述超声雾化片及多孔体(较任地,具有厚度方同及长度或/和宽度方向或者厚度方向及径向方向通导能力的多孔体),上述多孔体设置在上述超声雾化片表面上(较佳地,从厚度方向观察,该多孔体有微孔的区域与该超声雾化片上述的压电活性区互相部分或完全重合(较佳地,上述多孔体有微孔的区域至少有30%以上(更佳地50%,更佳地70%,更佳地90%,最佳地95%)的面积区域与上述超声雾化片的压电活性区相重合;或者上述超声雾化片的压电活性区至少有30%以上(更佳地50%,更佳地70%,更佳地90%,最佳地95%)的面积区域与上述多孔体有微孔的区域相重合)(相互重叠面积越多,越有利于提高雾化性能)),该超声雾化片上设置的电极间施加交流(/或交变)电(信号)可使该超声雾化片以其厚度方向(弯曲或/和扭转)振动,(该多孔体可感受该超声雾化片的上述振动,)上述振动可使该多孔体中(的微孔中)的液体雾化。
较佳地,上述多孔体设置在上述超声雾化片表面上或离其距离0至10mm内,更佳地0至6mm内,更佳地0至3mm内,最佳地0至1mm内。
说明:本发明中的述语“机械强度”是指材料受外力作用时,其单位面积上所能承受的(不发生不可逆改变的)最大负荷,代表金属或非金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。本发明一般用抗折强度、抗冲击强度、抗拉强度或抗压强度等来表示。
附图说明
图1为两个压电陶瓷片(反向极化)串联时弯曲振动示意图。
图2为两个压电陶瓷片(同向极化)并联时弯曲振动示意图。
图3为实施例1所涉及的超声雾化片的透视图。
图4为实施例1所涉及的超声雾化器的透视图。
图5为对照例1-1所涉及的超声雾化片(不含多孔体)的透视图。
图6为对照例1-1所涉及的超声雾化片(含多孔体)的透视图。
图7为实施例2-1所涉及的超声雾化器的沿宽度方向(A)及长度方向(B)的横截面图。
图8是实施例2-2所涉及的压电元件的透视图。
图9是实施例2-2所涉及的压电元件的侧面剖视图。
图10是实施例2-3所涉及的压电元件的侧面剖视图。
图11是实施例2-4所涉及的压电元件的侧面剖视图。
图12是实施例2-5所涉及的压电元件的侧面剖视图。
图13是实施例2-6所涉及的压电陶瓷板10(层叠型压电致动器)的侧面剖视图。
图14是实施例2-6所涉及的压电陶瓷板10(层叠型压电致动器)的立体图。
图15是实施例2所涉及的压电元件的侧面剖视图。
图16为实施例3-2所涉及的超声雾化器的沿长度方向的横截面图。
图17为对照例3-2所涉及的超声雾化器的沿长度方向的横截面图。
图18是实施例4所涉及的超声雾化片的沿宽度方向的侧面剖视图。
图19示出实施例6的超声雾化器的沿长度-高度方向的横截面图。
图20示出实施例6的超声雾化器下部的沿高度-宽度方向的横截面图。
图21示出实施例6的超声雾化器上部的沿高度-宽度方向的横截面图。
图22是实施例2-6所涉及的压电陶瓷板10(层叠型压电致动器)的中的电极设置方式的分解立体图。
图23为实施例7-1的超声雾化片的沿宽度方向(A)及长度方向(B)的横截面图。
图24为实施例7-2的超声雾化器的沿宽度方向(A)及长度方向(B)的横截面图。
图25为实施例9的超声雾化器的横截面图,其中,A为该超声雾化器沿长度-宽度方向的横截面图,B 为超声雾化器沿长度-高度方向的横截面图。
图26示出实施例9的超声雾化器的沿高度-宽度方向的横截面图。
图27示出实施例10的超声雾化器的截面图。
图28示出实施例11的超声雾化器的一个例子的截面图。
图29示出实施例12的超声雾化器的一个例子的截面图。
图30-1示出实施例13、14的超声雾化器的一个例子的截面图。
图30-2示出图30-1中部位11的放大图。
图30-3示出图30-1中部位11被替换成部位11b的放大图。
图31示出实施例15的超声雾化器的分解透视图。
图32示出沿图31中线(v--v的)截面图,表明超声雾化器的组装状态。
图33是沿图32中线VI-VI的截面图。
图34是图31所示的一部分超声雾化器的放大截面图。
图35是图31所示的超声雾化器的雾化量-时间的图。
图36示出实施例5的超声雾化器的分解立体图。
图37是实施例5中的附着振动板(树脂胶片)的超声雾化片的分解立体图。
图38是将图36所示的超声雾化器的多孔体及密封粘合剂除去的状态平面图。
图39是图38中A-A线处的局部剖面图。
图40是实施例5中的附着振动板(树脂胶片)的超声雾化片的立体图。
图41是实施例5中的压电元件的放大立体图。
图42示出实施例18~21的超声雾化器中叉指电极的平面示意图,图中1表示指条,2表示汇流条,a 表示叉指换电极的(指条1)宽度,b表示相邻叉指电极(指条1)间的距离,p表示相邻叉指电极对组成的叉指换能器的周期长度,w表示叉指换电极的(指条1)的压电活性有效长度(或上述叉指换能器的孔径)。
【具体实施方式】
压电陶瓷板(或压电元件)
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器中的压电陶瓷板(或压电元件),可以是单个含有一个压电活性区的压电陶瓷片,也可以是基本上(或主要)由两个或三个或更多个各含有一个压电活性区的压电陶瓷片/层形成的层叠体,其中相对的两表面上或/和相对的两表面之间(如表层内)设置有相对的电极,该电极间施加交流(/或交变)电(信号)可便该超声雾化片以其厚度方向(弯曲或/和扭转)振动。
通常,上述压电陶瓷板(片/层)中的任意一个压电活性区内相对电极间的距离或上述压电陶瓷板(片 /层)的厚度小于上述振动板的厚度,有利于提高雾化性能。较佳地上述相对电极间的距离小于上述振动板的厚度的一半,更佳地,小于上述振动板的厚度的五分之一,更佳地,小于上述振动板的厚度的十分之一,更佳地,小于上述振动板的厚度的百分之一,更佳地,小于上述振动板的厚度的一千分之一,更佳地,小于上述振动板的厚度的一方分之一。上述压电陶瓷片的电极具有使其具备导电性并且不妨碍位移的厚度是必要的,其厚度特别是其中压电活性区内相对电极间的距离优选0.1μ~500μm,更优选0.5~50μm,最优选0.5~5μm。特别是内部电极压电活性区内相对电极间的距离优选1~3μm程度,表面电极的厚度优选0.2~0.5μm。
上述层叠体型的压电陶瓷板(或压电元件)一优选例,包括至少将两个各含有一个压电活性区的压电陶瓷层层叠起来的叠层体、设置在叠层体的正表面和背表面上的主表面电极、位于每个陶瓷层之间的内部电极,这里所有陶瓷层在沿厚度方向的相同方向上极化,叠层体响应于主表面电极与内部电极之间所施加的(交变信号)交流(/或交变)电(信号)以弯曲模式整个地振动。
上述压电陶瓷板(或压电元件)特别优选基本上(或主要)由两个各含有一个压电活性区的压电陶瓷片/层形成的层叠体,两压电陶瓷片/层间设有一内电极,两个外侧面设有两个外侧电极且相通,该内电极与两个外侧电极绝缘,该内电极与外侧电极间施加交流(/或交变)电(信号)可使该超声雾化片以其厚度方向(弯曲或/和扭转)振动。较佳地,该内电极引出至外侧面,与外侧电极并列设置(二者间预设了间隔)。
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器中的压电陶瓷板(或压电元件)另一优选例,包括层叠两个或三个各含有一个压电活性区的压电陶瓷层形成的层叠体;各形成在上述层叠体的上表面和下表面上的主表面电极;和形成在上述相邻的两个压电陶瓷层之间的内部电极,其中,所有上述陶瓷层相对于厚度方向沿相同方向极化;并且通过横跨上述主表面电极和上述内部电极施加交流电(信号),上述层叠体在其整体中以其厚度方向产生(弯曲或/和扭转)振动。
较佳地,上述压电陶瓷板(或压电元件)包括三个层叠的压电陶瓷层,位于外层的两个压电陶瓷层各含有一个压电活性区,并且中间陶瓷层的厚度在上述层叠体的整个厚度的百分之50到百分之80之间。在这三个层叠的层叠体中,由于在两个内部电极之间没有电位差,故中间层不对弯曲振动作贡献,但其较厚的厚度增加了压电陶瓷板(或压电元件)的机械强度,此外,两个较薄的外层增加了位移量,增大了雾化量(压电陶瓷板(或压电元件)越薄,位移量越大,雾化能力越强)。
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器中的压电陶瓷板(或压电元件)又一优选例,包括多个各含有一个压电活性区的压电陶瓷层,被层叠以确定一层叠体;主表面电极,设置在上述层叠体的前后主表面上;内部电极,设置在各个上述陶瓷层之间,并且所有陶瓷层沿其厚度方向的同一方向极化;上述压电陶瓷板 (或压电元件)响应于在主表面电极和内部电极之间施加的(交变信号)交流(/或交变)电(信号)而产生弯曲振动;和树脂层,设置得覆盖基本上层叠体的全部的前后表面(以保护其上的电极,并可提高抗碎强度及雾化能力)。
上述层叠体型的压电陶瓷板(或压电元件)又一具体例,包括:
至少三个片状压电陶瓷烧结体,具有上表面、下表面以及相对置的第1端面、第2端面;
上表面电极形成在位于最上部的上述陶瓷烧结体的上表面上;
下表面电极形成在位于最下部的上述陶瓷烧结体的下表面上;
第1外部电极,其形成在上述陶瓷烧结体的第1端面;
第2外部电极,其形成在上述陶瓷烧结体的第2端面;
至少一个第1内部电极,形成在相邻的上述陶瓷烧结体间,并且被引出到第1外部电极;
以及至少一个第2内部电极,形成在相邻的上述陶瓷烧结体间,并且被引出到第2外部电极;
上述陶瓷烧结体与上述第1内部电极以及上述第2内部电极一起层叠;
上述第1内部电极与第2外部电极绝缘,上述第2内部电极与第1外部电极绝缘;
上述上表面电极和位于最上部的上述第1内部电极、上述第1内部电极和上述第2内部电极及上述下表面电极和位于最下部的上述第2内部电极隔着上述陶瓷烧结体相对置,其中一部分陶瓷层夹在上述上表面电极与位于最上部的上述第1内部电极之间、上述第1内部电极与第2内部电极之间及上述下表面电极与位于最下部的上述第2内部电极之间作为活性层,具有至少三个活性层;
当上述陶瓷烧结体总数为奇数时,第1外部电极引出与下表面电极相通,第2外部电极引出与上表面电极相通,上表面电极与下表面电极间绝缘(较佳地,上述表面电极引出至同一表面,与形成在其上的表面电极并列设置,但与该表面电极间绝缘(二者间预设了间隔));
当上述陶瓷烧结体总数为偶数时,第1外部电极与上表面电极及下表面电极绝缘(但较佳地第1外部电极引出至上表面和/或下表面,与形成在其上的表面电极并列设置,但与该表面电极间绝缘(二者间预设了间隔)),第2外部电极引出与上表面电极及下表面电极相通;
通过将(交变信号)交流(/或交变)电(信号)施加到第1外部电极及第2外部电极可使该雾化片在厚度方向弯曲振动。
上述层叠体型的压电陶瓷板(或压电元件)另一具体例,包括
陶瓷烧结体,其由压电陶瓷构成,并且具有上表面、下表面以及相对置的第1端面、第2端面;
上表面电极形成在上述陶瓷烧结体的上表面上;
下表面电极形成在上述陶瓷烧结体的下表面上;
第1外部电极,其形成在上述陶瓷烧结体的第1端面;
第2外部电极,其形成在上述陶瓷烧结体的第2端面;
至少一个第1内部电极,形成在上述陶瓷烧结体内,并且被引出到上述第1端面;
至少一个第2内部电极,形成在上述陶瓷烧结体内,并且被引出到上述第2端面;
以及至少三个陶瓷层,形成在上述陶瓷烧结体内,并且与上述第1内部电极以及上述第2内部电极一起层叠;
上述第1内部电极与第2外部电极绝缘,上述第2内部电极与第1外部电极绝缘;
上述上表面电极和位于最上部的上述第1内部电极、上述第1内部电极和上述第2内部电极及上述下表面电极和位于最下部的上述第2内部电极在陶瓷烧结体内隔着上述陶瓷层相对置,其中一部分陶瓷层夹在上述上表面电极与位于最上部的上述第1内部电极之间、上述第1内部电极与第2内部电极之间及上述下表面电极与位于最下部的上述第2内部电极之间作为活性层,具有至少三个活性层;
当上述陶瓷层层数为奇数时,第1外部电极引出与下表面电极相通,第2外部电极引出与上表面电极相通,上表面电极与下表面电极间绝缘(较佳地,上述表面电极引出至同一表面,与形成在其上的表面电极并列设置,但与该表面电极间绝缘(二者间预设了间隔));
当上述陶瓷层层数为偶数时,第1外部电极与上表面电极及下表面电极绝缘(但较佳地第1外部电极引出至上表面和/或下表面,与形成在其上的表面电极并列设置,但与该表面电极间绝缘(二者间预设了间隔)),第2外部电极引出与上表面电极及下表面电极相通;
通过将(交变信号)交流(/或交变)电(信号)施加到第1外部电极及第2外部电极可使该雾化片在厚度方向弯曲振动。
较佳地,在上述陶瓷烧结体内,上述多个第1内部电极、第2内部电极中的位于最上部的内部电极与陶瓷烧结体的上表面之间的陶瓷层设为第1不活泼层(即不设上表面电极,或上述上表面电极和位于最上部的上述内部电极在陶瓷烧结体内隔着上述陶瓷层不相对置,其中没有陶瓷层夹在上述上表面电极与位于最上部的上述内部电极之间之间作为活性层),上述多个第1内部电极、第2内部电极中的位于最下部的内部电极与陶瓷烧结体的下表面之间的陶瓷层设为第2不活泼层(即不设下表面电极,或上述下表面电极和位于最下部的上述内部电极在陶瓷烧结体内隔着上述陶瓷层不相对置,其中没有陶瓷层夹在上述下表面电极与位于最下部的上述内部电极之间之间作为活性层),在设为上述不活泼层的陶瓷层的厚度比作为上述活性层的陶瓷层的厚度薄,
并且将第1内部电极或者第2内部电极的长度设为从引出该第1内部电极或者第2内部电极的第1端面或者第2端面到该第1内部电极或者第2内部电极的顶端的距离时,位于上述最上部的内部电极以及位于最下部的内部电极的长度的至少一方比其他内部电极的长度短,
在上述陶瓷烧结体的层叠方向上俯视时,上述第1外部电极、第2外部电极形成为隔着不活泼层而与最上部以及最下部的上述内部电极中的连接于不同的电位的内部电极不重叠。
如此可提供一种层叠型压电致动器和具备该层叠型压电致动器的压电振动装置,即使将最外层的陶瓷层设为不活泼层,通过使该不活泼层的厚度变薄从而提高了位移量,也难以产生陶瓷烧结体中的破坏。
上述压电陶瓷板(或压电元件)压电活性区的(固有)振动频率或/和上述交流(/或交变)电(信号) 频率范围通常为10kHz-500MHz,优选20kHz-100MHz,更优选为80k~200kHz或者160k~260kHz或者1MHZ~ 3MHZ,或3.5MHZ~50MHZ。优选上述压电陶瓷板(或压电元件)振动频率与上述交流(/或交变)电(信号) 频率基本相同。
上述压电陶瓷板(或压电元件)的形态为基本上为扁平状的方形(如正方形,长方形,长条形)体形状。较佳地,上述压电陶瓷板(或压电元件)中心或中部部位是实心的,较佳地,中心或中部部位是任意弹性固体材料实心的,用以缓冲中心机械能,减少中心损害,特别是弹性固体材料实心的,可以把聚集在中心或中部的势能回弹回去,减少能量损耗,提高能量利用率,上述弹性固体材料可以是温度高于其玻璃化转变温度处于高弹态呈现弹性的固体高分子材料(聚合物),弹性固体材料实例包括但不限于橡胶、硫化橡胶、硅(橡)胶、泡沫(或多孔)塑料、聚氨酯弹性体(TPU)材料、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PVC、PU(聚氨酯、发泡聚氨基甲酸酯)、EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚橡胶制品)、CR(氯丁橡胶)、 PEF(聚乙烯化学交联高发泡材料)、EPS(发泡聚苯乙烯)、EPE(发泡聚乙烯)、EPP(发泡聚丙烯)、酚醛泡沫、EPDM(三元乙丙烯人造橡胶,俗称多孔橡胶)等。
振动板
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器中的振动板可使被其固定的压电陶瓷板(或压电元件)由原平直方向的伸缩振动(如长度方向扩张-收缩振动、面积方向扩张-收缩振动)转换为厚度方向的(弯曲或/ 和扭转)振动,从而可增加有效振动位移量,获得到较强的有效振动,增加有效能量转换效率,并可增加雾化区域面积,大幅提高雾化能力、雾化效率,改善雾化效果,并可使该超声雾化片发热较轻,并使其不易受损。
上述振动板的机械强度应高于上述压电陶瓷板的的机械强度,用以提高该超声雾化片的机械强度改善,用以克服压电陶瓷板变薄机械强度降低的不足,降低雾化时及意外机械撞击等时的损坏率。
当两个相邻且平直方向伸缩振动相反的压电陶瓷板(或压电元件)固定一起时,其中一个压电陶瓷板 (或压电元件)可相互看作是另一个压电陶瓷板(或压电元件)的振动板,故上述作用更强。
在本发明,可作为振动板的实例包括但不限于(方形体的)金属板、陶瓷板(含压电陶瓷板)、玻璃板、树脂或塑料板及其复合板,木板、竹板也可作于本发明。
上述金属板及陶瓷板(含玻璃板)可采用下文“多孔体”所列举的金属及陶瓷原材料实例,这里不另述。
上述树脂或塑料板的原材料可以选用环氧树脂类、丙烯基类、聚酰亚胺类、聚酰胺亚胺类等的固化状态下的弹性模量为500MPa~1500MPa的材料,如聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)等丙烯酸树脂、聚亚酰胺 (Polyimide)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)(PCT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)及聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)或任一高阶工程塑胶等非金属材料其中之一的。
上述振动板和上述压电陶瓷板(或压电元件)可以是方形体(如正方形,长方形,长条形)、菱形、三角形、梯形、多边形、圆形、椭圆形或其他扁平形体,优选为基本为矩形体(圆形体委或其他形态的也可用于本发明),其长度和/或宽度和/或厚度基本相同,也可不同。上述振动板的尺寸大于、等于或小于上述压电陶瓷板(或压电元件)的尺寸,较佳地大于上述压电陶瓷板(或压电元件)的尺寸。
上述振动板具有一定的刚性及弹性。上述振动板的杨氏模量、热膨胀系数等有利参数与上述压电板的杨氏模量基本相同或±50%(较佳地±30%)范围内。
为了增加有效振动位移量,获得到较强的有效振动,在不大幅(30%或以下)降低其刚性热膨胀系数等有利参数基础上,使上述振动板尽量轻量化,减少其重量及厚度(30%或以上)。振动板,越是轻量,其每单位能量的雾化能力越高。适度的刚性是有必要的,在上述压电陶瓷板(或压电元件)的厚度为0.1~ 1000μm(优选0.5~500μm,更优选1~200μm,最优选1~10μm)左右时,以上述振动板(如42#合金为原材料)的厚度为为10~2000μm(优选20~1000μm,更优选20~500μm,更优选20~200μm,最优选 50~100μm)上下。过薄,该振动板的刚性变低,这将难以可靠地支持压电元件,或者使得难以将压电元件的形状歪变充分地转换为振幅运动。过厚,该振动板的刚性将显著增大,这将涉及压电元件的形状歪变造成的变形难以传递到振动板上,振动板的振幅得不到,以及雾化能力降低的后果。
上述树脂胶片具有300℃以上的耐热性。
上述压电陶瓷板(或压电元件)的固有振动模式的频率与上述振动板的固有振动模式的频率设置为互不相同,但较佳地,基本相同。
将上述压电陶瓷板(或压电元件)和上述振动板结合为一体而形成的上述超声雾化片的机械品质因数 Qm满足:Qm≤5.0。
较佳地,上述振动板为金属板,其长度大于上述压电陶瓷板(或压电元件)的长度并被电连接至压电板的背表面电极。上述振动板为厚度为10μm至300μm的金属板。
较佳地,上述压电陶瓷板(或压电元件)在偏离振动板的长度方向的位置上固定于上述振动板的第一表面,在振动板的第二表面处振动板有一露出部分(不超过振动板原长的50%,较佳地30%,少量超出可减少部分噪声,但超出过多,其平直方向的伸缩振动为主,厚度方向的(弯曲或/和扭转)振动大幅减弱或消失,其作用大幅下降或消失,)。
较佳地,上述振动板的面积Am和上述压电陶瓷板(或压电元件)的面积Ap之间的关系满足:1.1≤ Am/Ap≤10。
较佳地,上述振动板外形大于上述压电陶瓷板(或压电元件),并且在其表面的大致中央部上贴合上述压电陶瓷板(或压电元件)。较佳地,上述振动板为树脂胶片。较佳地,上述压电陶瓷板(或压电元件) 的面积是上述振动板(较佳地,树脂胶片)的面积的40~70%,上述振动板(较佳地,树脂胶片)比上述压电陶瓷板(或压电元件)的表观总厚度薄。较佳地,上述振动板(较佳地,树脂胶片)是由弹性模量为 500MPa~1500MPa的材料所形成。
通常工作交流电频率在低于或高于其固有振动模式的频率时,压电元件雾化能力大幅下降,偏离越远,下降越多,但下列优选实施例,工作交流电频率在低于或高于安装(固定)于上述膜状体上的压电陶瓷板 (或压电元件)的固有振动模式的频率时,特别是在超过100KHz的超高频下,也能够使雾化能力维持得高,并且能够减少大的峰谷(较低的雾化能力)的产生。
故优选上述振动板为膜状体,上述压电陶瓷板(或压电元件)安装(固定)其上,上述膜状体在被施加了张力的状态下固定于设置在该膜状体的外周部的框构件上。
或者,上述振动板为膜状体,该膜状体设在上述压电陶瓷板(或压电元件)的周围并弹性地保持上述压电陶瓷板(或压电元件);该振动板的尺寸比上述压电陶瓷板(或压电元件)大,上述压电陶瓷板(或压电元件)安装(固定)于其大致中央部位。
较佳地,上述膜状体的边缘由弹性体保持。
较佳地,上述弹性体为聚氨酯泡沫塑料或是热塑性弹性材料。
上述板状体为金属板。
较佳地,上述膜状体为树脂膜。
较佳地,固有频率为20kHz~400kHz之间的共振点
较佳地,上述金属板以及上述压电体为大致矩形板状,上述金属板与上述压电体的长及宽之比大体为 10∶4。
上述振动板为膜状体,其厚度通常为1~200μm,较佳地为3~100μm,佳地为5~50μm。
在上述振动板为膜状体的特例中,上述压电陶瓷板(片/层)的表观总厚度应大于上述振动板的厚度,但较佳地,上述压电陶瓷板(片/层)中的任意一个压电活性区内相对电极间的距离(如采用内电极)小于上述振动板的厚度,有利于提高超声雾化片的机械强度(性能)及其雾化性能。
较佳地,上述振动板,通过将相互不同的原材料接合成层状,以其断面形成夹层构造的金属(外)包层材料构成,不使压电雾化片的振动板的刚性及表面的热膨胀系数降低的振动板的轻量化,上述振动板因被构架部支持固定,可使其形成线性振幅的减震部,从而可获得雾化特性(量)提高的压电雾化器。
上述振动板一具体实例,包括构成采用第1原材料的金属包层材料的两表面的2层表面层,以及在采用与上述第1原材料不同的第2原材料的上述2层表面层间,其两面分别与上述表面层接合构成的弹性强于上述金属包层材料的弹性材料层。上述第1原材料具有的热膨胀系数,数值上与安装固定其上的压电元件(上述压电陶瓷板)具有的热膨胀系数接近(±50%(较佳地±30%,最佳地±10%)范围内),上述第2 原材料的密度比上述第1原材料的密度小。上述表面层的厚度比上述弹性材料层(磁心层)的厚度薄。上述第1及第2原材料,分别选择金属及高分子树脂薄板之一构成。上述第1原材料是以42#合金不锈钢为原材料的金属薄板,上述第2原材料是选择与42#合金不锈钢不同的金属及高分子树脂薄板之一构成。上述第2原材料是以铝为基础成分(原料)制成的原材料的金属薄板。上述高分子树脂薄板,例如,可使用由苯乙烯丁二烯橡胶(SBR),丁二烯橡胶(BR),丙烯腈丁二烯橡胶(NBR),乙烯丙烯橡胶(EPM),乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)等橡胶,或它们的化合物构成的橡胶系高分子树脂胶片。作为织布或不织布的原材料,例如,可使用聚氨酯纤维。如一实例,振动板材料采用厚度10μm的42#合金或304不锈钢作表面材料,用厚度 30μm的铝、镁或钛等轻质软性金属作弹性(磁心)材料,合计厚度为50μm构成时,可接近整体以厚度 50μm的42#合金或304不锈钢构成的原材料的弯曲刚性。弹性(磁心)材料取厚度30-60μm。又一实例,以铝构成弹性(磁心)材料,另一实例如,作为弹性(磁心)材料,采用内部损失好的锰铜合金,轻量化好的镁或钛等金属胶片构成也行。再如,作为弹性(磁心)材料,也可采用聚乙烯对苯二甲,聚乙烯,聚丙烯,聚氨酯,聚酰胺,聚亚胺等塑料原材料,或者,苯乙烯丁乙烯系橡胶,丁二烯系橡胶,丁基橡胶,乙烯丙烯系橡胶,或它们的化合物等的橡胶高分子树脂及合成橡胶等高分子树脂胶片。
多孔体
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器,还可包含多孔体,其可显著提高雾化能力、雾化效率,改善雾化效果,可使雾滴(雾化颗粒)粒径分布范围较窄,其中较大粒子较少,其应有均衡的辅助雾化性能、导液吸液性能、贮液能力及机械性能,较佳地,还应具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力,以提高雾化性能及克服雾化器因体位不同造成的雾化性能的不同(相对于无长度或/和宽度方向或者厚度方向及径向方向只有厚度方向通导能力的贯穿孔)。
本发明涉及的多孔体,其平均孔径通常少于100或50μm,但为了均衡的辅助雾化性能、导液吸液性能、贮液能力及机械性能,其平均孔径为0.05~30μm,较佳地为0.1~20μm,更佳地为0.5~10μm,更佳地为0.5~5μm,最佳地为1~3μm。孔径过大,雾化效果不好,特别是用于肺部给药,如电子烟,过小,则易于被不溶物堵死。上述多孔体应是包含孔隙率为至少10%(以体积计,下同)的固体多孔载体材料,较佳地,上述固体多孔载体材料的孔隙率为约20%至约80%,更佳地为约30%至约60%,最佳地为约35%至约50%。孔隙率过高,多孔体机能性能下降,易损坏,过低,则使雾化效率及贮液能力大幅降低。
本发明涉及的多孔体,通常位于该超声雾化片表面上或其表面之外可感受该超声雾化片的上述振动范围内,二者间垂直距离通常为0至500倍该超声雾化片的厚度,较佳地为0至200倍该超声雾化片的厚度,更佳地为0全100倍该超声雾化片的厚度,更佳地为0全50倍该超声雾化片的厚度,更佳地为0全20倍该超声雾化片的厚度,更佳地为0至10倍该超声雾化片的厚度,更佳地为0至5倍该超声雾化片的厚度,最佳地为0至2倍该超声雾化片的厚度。
上述多孔体的形态通常但不限于为基本上扁平状的任意形状,包括基本上为方形体(如正方形,长方形,长条形)、菱形、三角形、梯形、多边形、圆形、椭圆形或其他扁平形体,优选方形体,上述形态基本上为扁平状多孔体的最大截面积通常不大于上述超声雾化片的最大截面积,其投影区通常不超出上述超声雾化片,但在一些实施例中,其最大截面积可大于上述超声雾化片的最大截面积,其投影区可超出上述超声雾化片。
上述多孔体的厚度通常为0.01mm~5mm,较佳地0.05mm~2mm,更佳地0.05mm~1mm,最佳地0.1mm~ 0.5mm。
上述多孔体的与上述超声雾化片形成一体式或分体式结构,如上述多孔体的表面可以整个与上述超声雾化片的表面贴合一起,也可以部分表面与上述超声雾化片的表面周边区域贴合一起,而中心或中部区域未贴合一起,较佳地上述超声雾化片的表面周边区域有一部分未贴合一起,中心或中部区域未贴合一起,其他表面周边区域贴合一起,这种未一体化或整体化结构有利于多孔体堵死后易于更换。
上述多孔体的部分表面也可与上述容器壁体的表面贴合一起,从而上述多孔体与上述容器壁体及上述超声雾化片共同形成一个或多个有容积的容器。同样,这种多孔体未与上述超声雾化片一体化或整体化的结构有利于多孔体堵死后易于更换。
上述多孔体一个特别实例是具有多孔的微孔超声雾化片,通常但不限于包括中部区域有微孔的金属片,贴合固定在该金属片上的中心有通孔的环形压电陶瓷片,该环形压电陶瓷片相对两面有相对的两电极,该金属片有微孔的中部区域与该环形压电陶瓷片的通孔相对,形成雾化功能区。
上述多孔体可含有一种或多种载体材料,或其中不同区域具有不同平均孔径的载体材料,该载体材料不溶于上述超声雾化器(/超声雾化片)将要雾化的液体。
在优选实施例中,上述多孔体载体材料基于(包括但不限于)一种或多种陶瓷、地聚合物材料(无机高分子材料)、金属、玻璃、不溶性硅酸盐、沸石及炭素等不溶性无机材料或一种或多种塑料(即不溶性固体(有机)高分子材料(聚合物)),特别优选塑料(即不溶性固体(有机)高分子材料(聚合物)),因其弹性、韧性等性能优于其他材料,不易在振动中受损,更重要的是能把聚集势能回弹回去,减少能量损耗,提高能量利用率。上述“不溶性”是指不溶于上述超声雾化器(/超声雾化片)将要雾化的液体。
上述容器壁体材料应是无孔的。
容器壁体及容器
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器,还可包含容器(壁体)。上述容器壁体自行或与上述超声雾化片或/和上述多孔体共同形成一个或多个有容积的容器,上述容器与上述多孔体相通,上述容器可容纳液体和/或液体吸收体。上述容器有(包括)4或3个侧壁,及一个顶壁、一个底壁,上述侧壁主要由容器壁体形成,上述顶壁或底壁主要由容器壁体形成或者主要由容器壁体及上述超声雾化片或/和上述多孔体共同形成或者分别主要由上述超声雾化片或上述多孔体单独形成。上述容器有(包括)4个侧壁(6侧面封闭)时,上述容器(在其侧壁或/和顶壁或/和底壁上)还有一个或多个开口,如用于添加或传输液体,或者与空气相通,该开口可与管道相连或由可打开的盖子封上;上述容器有(包括)3个侧壁时(5侧面封闭,一侧面未封闭),上述容器中较佳含有液体吸收体,用于吸收及传输液体。上述容器壁体表面较佳地为绝缘体。较佳地,上述容器基本(或总体)上为方形(体),更佳地,上述多孔体基本(或总体)上为方形(体)。
上述超声雾化器一些优选实施例如下:
该超声雾化器I不包含容器壁体,上述多孔体部分或全部设置在上述超声雾化片表面上;或者
该超声雾化器II还包含容器壁体,上述容器壁体基本(或总体)上自行形成有容积的容器,上述超声雾化片及上述多孔体基本(或总体)上不介于容器形成,上述超声雾化片部分或全部设置在容器外侧,上述多孔体部分或全部设置在上述超声雾化片向容器外侧的表面上,上述多孔体与该容器相通,上述超声雾化片和/或上述多孔体被或不被该容器壁体夹持;或者
该超声雾化器III还包含容器壁体,上述容器壁体基本(或总体)上与上述超声雾化片共同形成有容积的容器,上述超声雾化片为容器器壁的一部分,上述多孔体基本(或总体)上不介于容器形成,上述多孔体部分或全部设置在上述超声雾化片向容器外侧的表面上,上述多孔体与该容器相通(如通过上述超声雾化片的振动板上的及容器壁体上的孔相通或者上述多孔体一部分延伸至该容器中);或者
该超声雾化器IV还包含容器壁体,上述容器壁体基本(或总体)上与上述多孔体共同形成有容积的容器,上述多孔体为容器器壁的一部分,上述超声雾化片基本(或总体)上不介于容器形成,上述超声雾化片部分或全部设置该容器内及不设在上述多孔体的表面上,二者间有距离,从厚度方向观察,上述多孔体部分或全部区域与上述超声雾化片相重合,或者上述超声雾化片部分或全部设置在该容器内及上述多孔体向容器内侧的表面上,上述多孔体与该容器相通;或者
该超声雾化器V还包含容器壁体,上述容器壁体基本(或总体)上与上述超声雾化片及上述多孔体共同形成有容积的容器,上述超声雾化片部分设置在上述多孔体表面上或上述多孔体部分设置在上述超声雾化片表面上,上述超声雾化片与上述多孔体间均有部分表面未重叠一起,上述超声雾化片及上述多孔体共同成为容器器壁的一部分,上述超声雾化片与上述多孔体表面重叠的部分为该容器内侧表面,上述多孔体与上述超声雾化片表面重叠的部分为该容器外侧表面,或者上述超声雾化片及上述多孔体分别为容器器壁的一部分,上述超声雾化片不设在上述多孔体的表面上,二者间有距离,从厚度方向观察,上述多孔体部分或全部区域与上述超声雾化片相重合。
为了实现稳定的雾化性能,即使在高温条件下雾化性能变化也很小,上述超声雾化片或压电陶瓷板(或压电元件)和上述容器结构成使之满足关系式fcav<fo,其中,fo是上述超声雾化片(压电振动元件) 的谐振频率,fcav是上述容器谐振腔的谐振频率。
上述容器壁体(其侧壁或/和顶壁或/和底壁)设有支撑(承)部件,用以支撑上述超声雾化片或/和上述多孔体。上述容器壁体包括置于上述壁体内圈上的支撑部分或者上述支撑部件设在彼此相对的壁体之间内部,上述支撑部分支撑上述超声雾化片或/和上述多孔体的外圈或周边部分;或者上述超声雾化片或/ 和上述多孔体通过上述支撑部件的夹持在两面得以支承。
上述支撑(承)部件与被其支撑(承)的上述超声雾化片或/和上述多孔体的部分或其周边部分,进一步被安排的弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体)固定或加固。
上述支撑(承)部件其中包括弹性材料,上述弹性材料如玻璃环氧(FR-4)、复合材料(CEM-3)、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、氨基甲酸乙酯胶、聚丙烯系、硅系树脂、聚氨酯系、橡胶系等树脂,优选固化后杨氏模量为3.7×106Pa的氨基甲酸乙酯胶。
上述弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体)可以使用环氧系树脂、硅系树脂、聚酯系树脂等公知的粘接剂。作为用作粘接剂的树脂的硬化方法,使用热固性、光固性、厌气性硬化等中的哪一种都能够制造振动体。
上述设有支撑(承)部件的容器壁体(其侧壁或/和顶壁或/和底壁)优选实施例如下所列:
如上述容器壁体包括多个支承部件,以在上述超声雾化片或/和上述多孔体的至少两个相对侧或者在上述超声雾化片或/和上述多孔体的边角处支承上述超声雾化片或/和上述多孔体。
如上述容器壁体主体内圈表面在其高度方向的中间位置形成一个台阶部分,上述超声雾化片或/和上述多孔体从其下面接触该台阶部分,从而得以支承。
如上述容器壁体包含支撑上述超声雾化片或/和上述多孔体背(下)侧外边缘部分的支撑部分,在容器壁体内边缘部分中的四个位置处设置支撑部分,以便支撑上述超声雾化片或/和上述多孔体的四个拐角部分。上述设在上述容器壁体中的支撑部件是突起,它们被布置成对上述超声雾化片或/和上述多孔体四个边角附近的点支撑。
较佳地,上述容器壁体包含设在上述支撑部分附近的平台,将上述平台设置成低于上述支撑部分的上表面,使该平台上表面与上述超声雾化片或/和上述多孔体的背(下)侧表面之间形成间隙。在上述平台上表面与上述背(下)侧表面之间提供弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体)。
更佳地,上述容器包括四个侧壁和按环形布局设置在四个侧壁的内周上的阶梯。上述容器还包括内端部和用于各内端部的内连接。上述各内端部的内连接具有位于上述超声雾化片边角内的分叉结构。上述各支撑部件位于各阶梯内的上述超声雾化片的四个边角处,并设在比上述各阶梯低的位置。上述超声雾化片的上部表面基本与各内端部的内连接的上部表面高度一致。上述各支撑部件按平面视图基本呈三角形,并且上述各支撑部件被设在同一圆周上。
再如上述容器的四个边角处设有多个底座,并且在各底座的上部表面设置突起,以使其自其上突出。上述超声雾化片或/和上述多孔体的边角的底部表面基本上由上述各突起点支撑。
再如上述容器包括安排成支承上述超声雾化片或/和上述多孔体的周边部分从而使其周边部分固定于支承部分的支承部分、和设置在上述支承部分上的支承表面,上述支承表面具有弓形截面,上述支承表面的曲率中心位于上述超声雾化片或/和上述多孔体的周边部分的下表面附近。
再如突出于上述容器壁体向内的一侧,上述超声雾化片或/和上述多孔体如此支承,使之插入于支承部分与壁体之间并被保持。
再如上述容器壁体包括环形突起,上述超声雾化片或/和上述多孔体的支承部分包括外突的安装凸缘且其外径大于上述环形突起的内径,由此当上述超声雾化片或/和上述多孔体插入上述壁体主体时,上述超声雾化片或/和上述多孔体的安装凸缘在环形突起上受力,使得该安装凸缘定位于上述壁体主体内。
上述诸设置,可使上述超声雾化片的振动的障碍减至最小,防止雾化器雾化能力的下降,提高对上述超声雾化片或/和上述多孔体的固定强度及抗损性能,并提高雾化器的耐冲击性,且有利于实现小型化。
下列特优选的超声雾化器实例不仅具有上述实例的优势,还可大幅提高其雾化能力。
特优选超声雾化器例1,具有:膜体;框式容器壁体,其设置于该膜体的外周部;上述的压电陶瓷板,其设置在该框式容器壁体的框内的上述膜体上,与该膜体共同形成超声雾化片;上述的多孔体,其以覆盖该压电元件的方式设置在上述框构件的框内,上述膜体在被施加了张力的状态下固定于上述框构件。上述框构件由比上述多孔体难以变形的材质构成,上述多孔体与上述框构件接合。上述多孔体由具有1MPa~ 1GPa的杨氏模量的树脂构成。上述多孔体由丙烯系树脂构成。上述膜体由树脂构成。上述框构件具有第一框构件和第二框构件,上述膜体的外周部被上述第一框构件和第二框构件夹持。上述树脂可以使用例如丙烯系树脂、硅系树脂或橡胶等,优选杨氏模量在1MPa~1GPa的范围内,更优选杨氏模量为1MPa~850MPa。
特优选超声雾化器例2,其包括超声雾化片,具有其外形大于上述压电振动板(压电陶瓷板),并且在其表面的大致中央部上贴合上述压电振动板(压电陶瓷板)的振动板(较佳地为金属薄片,更佳地为树脂胶片);上述的多孔体;及收容上述超声雾化片的框式容器壁体;该多孔体可感受该超声雾化片的上述振动,从厚度方向观察,该多孔体有微孔的区域至少有30%的面积与该压电振动板的压电活性区相重合或者该压电振动板的压电活性区至少有30%的面积与该多孔体有微孔的区域相重合,上述振动可使该多孔体中的微孔中的液体雾化。较佳地,上述的压电振动板(压电陶瓷板)的面积是振动板(树脂胶片)的面积的40~70%,在上述框式容器壁体内周部上设置比压电振动板(压电陶瓷板)外形大的框形支撑部,上述振动板(树脂胶片)的未贴合压电振动板(压电陶瓷板)上的外周部被上述框式容器壁体的支撑部所支撑。
其他优选超声雾化器实例具体结构示于图27至图29中。
图27示出这样安排的超声雾化器,通过弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体)(如硅粘合剂)3将超声雾化片1(从厚度方向观察,其边离容器侧壁有距离,保证其正面背面两侧是相通的)的背侧表面节点部分固定于从容器壁体2凸起的支承部分2a(其长度必于侧壁间的距离,保证其前后或左右两侧是相通的)上。多孔体4(图中示例性说明了其中2种孔径不同的微孔,较小孔径的数量较多,用于辅助雾化,较大孔径的数量较少,用于排出雾化时可能产生的气泡)闭合容器壁体2(其上有与外相通的小开口,此开口也开于侧壁上)。
图28示出这样安排的超声雾化器,上述超声雾化片1(从厚度方向观察,其较长的边离容器侧壁有距离,保证其正面背面两侧是相通的)的两短边部分通过弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体)(如硅粘合剂) 3固定到壁体2的支承部分2b上。多孔体4(图中示例性说明了其中2种孔径不同的微孔,较小孔径的数量较多,用于辅助雾化,较大孔径的数量较少,用于排出雾化时可能产生的气泡)闭合容器壁体2(其上有与外相通的小开口,此开口也开于侧壁上)。
图29示出这样安排的超声雾化器,其中锥形槽部分2c和4a位于壁体2,上述超声雾化片1(从厚度方向观察,其较长的边离容器侧壁有距离,保证其正面背面两侧是相通的)的两短边周边部分插入到槽部分2c和4a中并用弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体)(如硅粘合剂)3固定。膜状多孔体5被固定于容器壁体4上闭合容器壁体2(其上有与外相通的小开口,此开口也开于侧壁上)。
本发明涉及的超声雾化器还包括弹性密封剂,其中上述超声雾化片或/和上述多孔体的外周与上述容器壁体的内周之间的间隙用该弹性密封剂密封,该弹性密封剂可用上述弹性粘合剂(弹性粘结(/合)体) 材料。
液体储存容器可由基本上透明的材料形成,例如医用树脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),ChevronPhillips 苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC),Arkema特殊性能聚合物和Clear、DOW(Health+TM)低密度聚乙烯(LDPE)、DOWTMLDPE91003、DOWTMLDPE91020(Mb12.0;密度923)、ExxonMobilTM聚丙烯(PP)PP1013H1、PP1014H1和 PP9074MED、TrinseoCALIBRETM聚碳酸酯(PC)2060系列。
液体储存容器可以被模制,例如通过注塑工艺。优选地,液体储存容器包括液体储存容器中的出口,用于从液体储存容器递送液体气溶胶形成基质。上述出口可以设置在液体储存容器的端部。
上述容器壁体材料通常没有特别限制,除了上述容器壁体材料应是无孔的,及不溶于所容纳的液体。上述容器壁体材质可与多孔体载体材质类同,故在优选实施例中,上述容器壁体材质包括但不限于一种或多种陶瓷、地聚合物材料(无机高分子材料)、金属、玻璃、硅酸盐、沸石及炭素等无机材料或一种或多种塑料(即(水/醇)不溶性固体(有机)高分子材料(聚合物)),特别优选金属及塑料(即(水/醇)不溶性固体(有机)高分子材料(聚合物)),因其机械性能优于其他材料,不易在振动等过程中受损。
弹性粘结(/合)体
较佳地,本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器,还可包含弹性粘结(/合)体,其介于上述超声雾化片中的上述压电元件(或压电陶瓷板)发生弯曲的一个表面即第1表面与上述振动板的一个主面之间,并将上述压电元件(或压电陶瓷板)的上述第1表面与上述振动板的上述一个主面相接合,且至少一部分由能变形的粘弹性体构成;和/或者,介于上述超声雾化片与上述多孔体之间;和/或者介于它们与上述容器壁体及容器之间。
上述弹性粘结(/合)体比振动板柔软且易于变形,相比振动板,杨氏模量(Young′smodulus)、刚性率、体积弹性率等弹性率和刚性较小。即,上述弹性粘结(/合)体能够变形,在施加相同的力时,相比振动板,产生较大变形。
上述弹性粘结(/合)体的厚度大于上述压电元件(或压电陶瓷板)的弯曲振动的振幅。
上述弹性粘结(/合)体至少具有基部层和由上述粘弹性体构成的粘着层。
上述弹性粘结(/合)体具有由2层上述粘着层与配置于该2层粘着层之间的上述基部层构成的3层构造。上述基部层由无纺布和进入到该无纺布的纤维之间的上述粘弹性体构成。
上述弹性粘结(/合)体在上述压电元件(或压电陶瓷板)侧的表面与上述振动板侧的表面之间的所有的剖面中都存在上述粘弹性体。
上述振动板经由至少一部分由粘弹性体构成的第2弹性粘结(/合)体而被固定于其支撑体。
上述弹性粘结(/合)体通过例如玻璃环氧(FR-4)、复合材料(CEM-3)、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、丙烯系、硅系、聚氨酯系、橡胶系等树脂、不锈钢、铝及其合金等金属,被设为例如厚度50~200μm。
上述粘着层由粘弹性体构成,其厚度例如设定为10~30μm程度。作为构成粘着层的粘弹性体,例如,能够适当使用利用丙烯系、硅系、聚氨酯系、橡胶系等的高分子材料而形成的已知的粘弹性体。上述基部层具有比粘着层高的刚性,其厚度例如,设定为50~200μm程度。基部层最好通过构成粘着层的粘弹性体以及无纺布来构成。即,最好通过浸渍有构成粘着层的粘弹性体的无纺布(构成粘着层的粘弹性体进入到无纺布的纤维之间)来构成基部层。由此,能够得到遍及厚度方向的整体至少一部分由粘弹性体构成的上述弹性粘结(/合)体,即,在上述压电元件(或压电陶瓷板)侧的表面与振动板侧的表面之间的所有的剖面中都存在粘弹性体的上述弹性粘结(/合)体。另外,作为用于无纺布的纤维,能够例示天然纤维、化学纤维、玻璃纤维、金属纤维等。此外,基部层132例如也可以使用树脂来形成。作为该树脂,能够例示聚酯、聚乙烯、聚氨酯、丙烯等。此外,也可以是由这些树脂构成的泡沫体。
液体吸收体
本发明涉及的容器可容纳液体和/或液体吸收体。上述液体吸收体用于存贮和输导液体,也用于吸附或过滤液体中不溶性微粒,防止上述多孔体被堵塞或堵死,其包括但不限于纤维(如天然或人造纤维,有机或无机纤维)、多孔材料(如软质或硬质多孔材料,有机或无机多孔材料,可与与上述多孔体材料一样,较佳地液体吸收体中孔径较上述多孔体的孔径大,这有利于液体快速输导至上述多孔体)。
保护性涂层(保护膜)
保护性涂层(保护膜)可与本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器中的上述压电陶瓷板(或压电元件) 和/或上述振动板和/或上述多孔体和/或上述容器壁体和/或上述液体吸收体上结合使用。
保护性涂层(保护膜)可用于帮助控制使用期间所储存液体的雾化速率。可将一层或多层涂层施加到上述载体材料的外表面上。这可辅助控制所储存液体的输送/引流,例如通过确保使用者在短时间段内接收雾化材料/所储存液体,并由此降低使用者在接收到整个预期剂量之前可能停止吸入的可能性。
保护性涂层(保护膜)也可用于改善所雾化液体及上述超声雾化片或超声雾化器中的上述超声雾化片和/或上述多孔体和/或上述容器壁体和/或上述液体吸收体的稳定性,防止或减缓雾化液体热降解或氧化,防止或减缓上述超声雾化片或超声雾化器中的上述超声雾化片和/或上述多孔体和/或上述容器壁体和/或上述液体吸收体的化学腐蚀等。例如,涂层可将雾化液体体或上述超声雾化片或超声雾化器中的上述超声雾化片和/或上述多孔体和/或上述容器壁体和/或上述液体吸收体与其外部环境屏蔽开,或可充当其屏障。
可以下列方式将用于本发明的保护性涂层材料设计成惰性的:
(a)正常储存条件下的一般物理化学稳定性,包括在约负80与约正50℃之间(优选地在约0与约40℃之间,并且更优选地室温,如约15至约30℃)的温度,在约0.1与约2巴(优选地在大气压下)之间的压力,在约5与约95%(优选地约10至约75%)之间的相对湿度,和/或持续长期(即大于或等于六个月)暴露于约460勒克斯紫外线/可见光下。在此类条件下,如上,可发现如本文上述的载体材料网络小于约5%,如小于约1%的化学降解/分解;以及
(b)在室温下和/或在升高的温度(例如高达约200℃)下,在酸性、碱性和/或醇(例如乙醇)的条件下的一般物理化学稳定性,这可导致小于约15%的降解。
(c)在这方面优选的是,网络在微观和纳米结构级上表现出大于约1MPa,如大于约5MPa,例如约10MPa 的抗压强度,其足够高以承受材料在微结构级即小于约200μm下的损坏。
上述保护性涂层包括:氧化铝A1203薄膜、二氧化硅SiO2薄膜、二氧化钛TiO2薄膜、氧化锌ZnO薄膜、二氧化铪HfO2薄膜、氧化镁MgO薄膜、二氧化锆ZrO2薄膜、氧化镍NiO薄膜、氧化钴CoO薄膜、铁的氧化物形成的薄膜FeOx薄膜、铜的氧化物形成的薄膜CuOx薄膜、氧化硼B2O3薄膜、氧化铟In2O3薄膜、氧化锡SnO2薄膜、氧化镓Ga203薄膜、五氧化二铌Nb205薄膜、三氧化二钆Gd203薄膜、五氧化二钽Ta205薄膜、氮化硼BN薄膜、氮化铝A1N薄膜、氮化钛TiN薄膜、碳化硅SiC薄膜、硫化锌ZnS薄膜、硫化锆ZrS薄膜、透明质酸HA薄膜、钨W薄膜、铂Pt薄膜、钌Ru薄膜、钯Pd薄膜、均苯四甲酸二酐- 二氨基二苯醚PMDA-DAH薄膜、均苯四甲酸二酐-己二胺PMDA-ODA薄膜、均苯四甲酸二酐-乙二胺PMDA-EDA 薄膜及均苯四甲酸二酐-对苯二胺PMDA-PDA薄膜、硅胶薄膜、氟塑料薄膜。
当上述包覆材料为一层时,上述包覆材料为上述薄膜中的任意一种;当上述包覆材料为多层时,上述包覆材料为上述溥膜中的任意一种重叠形成的多层溥膜,或上述任意几种交替重叠形成的多层溥膜,或上述一种重叠形成的多层溥膜和上述任意几种交替重叠形成的多层溥膜的组合多层溥膜。
保护性涂层(保护膜)的一个实施例:
如通过将糊状树脂涂覆成薄膜形并固化该树脂而形成上述保护膜,或者通过粘结粘合片并固化该粘合片而形成上述保护膜,较佳地,上述保护膜在压电振动片的拐角部分具有断口,露出主面电极。
上述树脂层应具有将压电元件覆盖的厚度,其设置得覆盖基本上上述压电振动片(如层叠体)的全部的前后表面。较佳地,上述树脂层是硬化的涂层。
接线端
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器,还可包含一对接线端和/或导电胶(导电黏合剂),该接线端用于上述超声雾化片中的压电振动片的两电极的内电连接和/或其外电连接,该导电胶用于上述内电连接和/或外电连接的固定及电连接。
较佳地,上述内连接具有位于上述压电振动片边角内的分叉结构。
较佳地,该接线端包括导电部件,分别用导电胶使之与上述超声雾化片中的压电振动片的两电极电连接。
更佳地,该接线端设在超声雾化器容器壁体所包含的支撑部件或靠近该支撑部分的位置处。
如一优选实施例,该超声雾化器还包括一对接线端,它具有露出于上述容器壁体的支撑部件附近的内连接和露出于上述容器壁体外表面并与上述内连接电连接的外连接;以及导电胶;其中上述超声雾化片中的压电振动片的两电极分别和该接线端的内连接由导电胶电连接在一起。
如另一优选实施例,该超声雾化器还包括一对接线端,设置在上述超声雾化器容器壁体内,使每个接线端的第一端在靠近支撑部分的位置处被插入到上述容器壁体内,每个接线端的第二端部被设置在容器壁体之外;其中每个接线端的第一端部包括:固定于上述容器壁体上的主体部分;从主体部分的两侧向容器壁体的边角延伸、并且不被固定在上述容器壁体上的翼部分;以及设置在主体部分和翼部分之间的应力消除部分,使上述翼部分能够朝着上述容器壁体的内部移动;上述超声雾化片中的压电振动片的每个电极与上述接线端的至少一个翼部分连接。
如另一优选实施例,该超声雾化器包括一对接线端,具有露出于上述超声雾化器容器壁体的支撑部件附近的内连接和露出于该容器壁体外表面并与内连接电连接的外连接;第一胶层,加在连接上述超声雾化片中的压电振动片与内连接的最短路径上,上述最短路径位于上述超声雾化片中的外周与内连接之间,从而将上述超声雾化片中与容器固定;导电胶层,用于电连接上述超声雾化片中的压电振动片的电极和接线端的内连接,经由第一胶层的上表面通过绕过上述超声雾化片中的压电振动片和内连接之间的最短连接路径将上述导电胶层加在上述超声雾化片中的压电振动片的电极与内连接之间;以及第二胶层,用于密封上述超声雾化片的外周和容器内周之间的缝隙,其中第一和第二胶层固化后的杨氏模量比导电胶的小。较佳地,上述第一胶层在固化前的粘度比第二胶层的高,从而难以铺展。较佳地,上述第一胶层被部分地加到超声雾化片的四个边角处附近。较佳地,上述导电胶被加在压电隔膜片的四个边角的至少两个的附近。
如又一优选实施例,该超声雾化器还包括一对接线端,固定在上述容器壁体上使内部连接部分在上述容器壁体的内圈上显露;以及导电胶,涂敷并凝固在上述超声雾化片中的压电振动片的电极和接线端的内部连接部分之间,从而上述导电胶将上述引导电极电连接到上述接线端的内部连接部分,其中,上述导电胶之一涂敷并凝固在上述接线端第一端的内部连接部分和上述超声雾化片中的压电振动片一角附近的电极之一之间,以及另一导电胶涂敷并凝固在上述接线端第二端的内部连接部分和上述超声雾化片中的压电振动片另一角附近的另一电极之间,上述另一角与上述超声雾化片中的压电振动片的一角相邻。上述导电胶的涂敷位置隔着上述超声雾化片中的压电振动片,面对另一导电胶的涂敷位置。上述导电胶之一的涂敷位置以及另一导电胶的涂敷位置都在上述超声雾化片中的压电振动片的一侧,并且靠近上述一侧两端上的两角。较佳地,还包括弹性黏合剂。上述弹性黏合剂涂敷在上述超声雾化片中的压电振动片和上述端之间,以及上述导电胶涂敷在上述弹性黏合剂之上。
上述诸结构及设置,可使上述超声雾化片的振动的障碍减至最小,防止雾化器雾化能力的下降,提高对上述超声雾化片或/和上述多孔体的固定强度及抗损性能,并提高雾化器的耐冲击性,且有利于实现小型化。
本发明还涉及一种电子烟装置,其特征在于包括上述的超声雾化片或/器。较佳地,其还包括加热组件,该加热组件对上述的超声雾化器片或雾化出的烟雾加热,以克服超声雾化片或器雾化出的烟雾温度较低,对烟雾吸入者有冷刺激。较佳地,上述超声雾化片或器雾化出的烟雾加热至40~100℃,更佳地加热至40~80℃,最佳地加热至50~70℃。较佳地,上述加热组件设置在上述装置的吸嘴中或其附近,更佳地,设置在上述装置的吸嘴中烟雾出口的附近或其周围。
优选的技术方案:
1.一种超声雾化片,其包括压电陶瓷板及振动板,
该压电陶瓷板设置在该振动板上,从厚度方向观察,该压电陶瓷板与该振动板之间有重叠的区域,该重叠的区域的面积占该压电陶瓷板中包含该重叠的区域的一面的整体面积的50%以上,
该压电陶瓷板(I)的相对的两表面上或/和相对的两表面之间设置有相对的电极成为压电活性区,或者该压电陶瓷板(II)的表面上或/和表面下层内设置有相邻的叉指电极成为压电活性区(,该电极间施加交流电可使该超声雾化片以其厚度方向振动),
上述压电陶瓷板和上述振动板基本或总体上为方形扁平体,上述压电陶瓷板是无通孔的。
2.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板和所述振动板基本或总体上为长方形扁平体。
3.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的任意一个压电活性区内相对电极间的距离小于所述振动板的厚度,或者,所述的压电陶瓷板(I)的表观总厚度小于所述振动板的厚度;或者/和
所述振动板的机械强度高于所述压电陶瓷板(I或II)的机械强度。
4.根据技术方案3所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板机械强度比所述压电陶瓷板大于2倍以上。
5.根据技术方案3所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板机械强度比所述压电陶瓷板大于5倍以上。
6.根据技术方案3所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板机械强度比所述压电陶瓷板大于10倍以上。
7.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述重叠的区域面积占所述压电陶瓷板中所述一面的整体面积的70%以上。
8.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述重叠的区域面积占所述压电陶瓷板中所述一面的整体面积的90%以上。
9.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述重叠的区域面积占所述压电陶瓷板中所述一面的整体面积的95%以上。
10.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板未与所述压电陶瓷板重叠的区域的长度为该压电陶瓷板的长度的5%以上,该振动板未重叠的区域的部分或全部用作超声雾化片的固定段。
11.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板未与所述压电陶瓷板重叠的区域的长度为该压电陶瓷板的长度的30%以上,该振动板未重叠的区域的部分或全部用作超声雾化片的固定段。
12.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板未与所述压电陶瓷板重叠的区域的长度为该压电陶瓷板的长度的100%以上,该振动板未重叠的区域的部分或全部用作超声雾化片的固定段。
13.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板未与所述压电陶瓷板重叠的区域的长度为该压电陶瓷板的长度的200%以上,该振动板未重叠的区域的部分或全部用作超声雾化片的固定段。
14.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板未与所述压电陶瓷板重叠的区域的长度为该压电陶瓷板的长度的300%以上,该振动板未重叠的区域的部分或全部用作超声雾化片的固定段。
15.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于至少在所述的压电陶瓷板(I)与所述振动板的所述重叠区域内相对的两表面上或/和相对的两表面之间设置有相对的电极成为压电活性区。
16.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片总体上为长方形扁平体。
17.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片总体上是长条形体,其长度与宽度比不低于1.5,所述压电陶瓷板的长度与所述的振动板长度之比低于0.75。
18.根据技术方案17所述的超声雾化片,其特征在于所述长度与宽度比不低于2,但不超过8,所述压电陶瓷板的长度与所述的振动板长度之比低于0.6,但不低于0.1。
19.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片的振动板中的至少一端或一边被固定。
20.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片的振动板基本或总体上是方形体,至少其中的相对较短的两个边被固定。
21.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片的振动板基本或总体上是方形体,至少其中的四个拐角被固定。
22.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片中的压电陶瓷板基本或总体上是方形体,其至少一对相对的两个边被固定于所述振动板。
23.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片中的压电陶瓷板基本或总体上是方形体,其至少相对较短的两个边被固定于所述振动板。
24.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片中的压电陶瓷板基本或总体上是方形体,其至少四个拐角被固定于所述振动板。
25.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片中的压电陶瓷板位于振动板的一侧,或其两侧;或者所述压电陶瓷板被所述振动板夹持于或包裹于其中。
26.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片为夹心式结构,其基本上或主要由两个各含有一个压电活性区的压电陶瓷板和一个振动板贴合固定组成,振动板固定夹持于两个压电陶瓷板之间,上述两个压电陶瓷板串联连接,且两压电陶瓷板相反方向极化,或者两个压电陶瓷板并联连接,且两压电陶瓷板同一方向极化,以实现弯曲振动。
27.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)是单个含有一个压电活性区的压电陶瓷片,或者是基本上或主要由两个或三个或更多个各含有一个压电活性区的压电陶瓷片/层形成的层叠体。
28.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离小于所述振动板的厚度的一半。
29.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离小于所述振动板的厚度的十分之一。
30.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离小于所述振动板的厚度的百分之一。
31.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离小于所述振动板的厚度的一千分之一。
32.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离小于所述振动板的厚度的一万分之一。
33.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离为0.1μm~500μm。
34.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离为0.5μm~50μm。
35.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的压电活性区内相对电极间的距离为0.5μm~5μm。
36.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)中的内部电极压电活性区内相对电极间的距离为1μm~3μm,表面电极的厚度为0.2μm~0.5μm。
37.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)包括至少将两个各含有一个压电活性区的压电陶瓷层层叠起来的叠层体、设置在叠层体的正表面和背表面上的主表面电极、位于每个陶瓷层之间的内部电极,这里所有陶瓷层在沿厚度方向的相同方向上极化,叠层体响应于主表面电极与内部电极之间所施加的交流电以弯曲模式整个地振动。
38.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)为基本上或主要由两个各含有一个压电活性区的压电陶瓷片/层形成的层叠体,两压电陶瓷片/层间设有一内电极,两个外侧面设有两个外侧电极且相通,该内电极与两个外侧电极绝缘,该内电极与外侧电极间施加交流电可使其以其厚度方向振动。
39.根据技术方案38所述的超声雾化片,其特征在于所述内电极引出至外侧面,与外侧电极并列设置。
40.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(1)包括层叠两个或三个各含有一个压电活性区的压电陶瓷层形成的层叠体;各形成在所述层叠体的上表面和下表面上的主表面电极;和形成在所述相邻的两个压电陶瓷层之间的内部电极,其中,所有所述陶瓷层相对于厚度方向沿相同方向极化;并且通过横跨所述主表面电极和所述内部电极施加交流电,所述层叠体在其整体中以其厚度方向产生振动。
41.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)包括三个层叠的压电陶瓷层,位于外层的两个压电陶瓷层各含有一个压电活性区,并且中间陶瓷层的厚度在所述层叠体的整个厚度的百分之50到百分之80之间。
42.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述的压电陶瓷板(I)包括多个各含有一个压电活性区的压电陶瓷层,被层叠以确定一层叠体;主表面电极,设置在所述层叠体的前后主表面上;内部电极,设置在各个所述陶瓷层之间,并且所有陶瓷层沿其厚度方向的同一方向极化;所述的压电陶瓷板(I) 响应于在主表面电极和内部电极之间施加的交流电而产生弯曲振动。
43.根据技术方案42所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板还包括树脂层,其设置得覆盖基本上层叠体的全部的前后表面。
44.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板选自金属板、树脂或塑料板及其复合板。
45.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板选自固化状态下的弹性模量为500MPa~ 1500MPa的树脂或塑料板。
46.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板的厚度为10μm~2000μm。
47.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于将所述压电陶瓷板和所述振动板结合为一体而形成的所述超声雾化片的机械品质因数Qm满足:Qm≤5.0。
48.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板为金属板,其长度大于所述压电陶瓷板的长度并被电连接至压电板的背表面电极。
49.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板为厚度为10μm至300μm的金属板。
50.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板在偏离振动板的长度方向的位置上固定于所述振动板的第一表面,在振动板的第二表面处振动板有一露出部分。
51.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板的面积Am和所述压电陶瓷板的面积Ap 之间的关系满足:1.1≤Am/Ap≤10。
52.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板外形大于所述压电陶瓷板,并且在其表面的大致中央部上贴合所述压电陶瓷板。
53.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板外形大于所述压电陶瓷板,并且在其表面的大致中央部上贴合所述压电陶瓷板,所述振动板为树脂胶片,所述压电陶瓷板的面积是所述振动板的面积的40~70%,所述振动板比所述压电陶瓷板的表观总厚度薄。
54.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板,通过将相互不同的原材料接合成层状,以其断面形成夹层构造的金属包层材料构成。
55.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板包括采用第1原材料的金属包层材料构成两表面的2层表面层,以及在上述2层表面层间的采用与所述第1原材料不同的第2原材料的其两面分别与上述表面层接合构成的弹性强于所述金属包层材料的弹性材料层。
56.根据技术方案55所述的超声雾化片,其特征在于所述第1原材料具有的热膨胀系数,数值上与安装固定其上的所述压电陶瓷板具有的热膨胀系数位于其±50%范围内,所述第2原材料的密度比所述第1 原材料的密度小。
57.根据技术方案55所述的超声雾化片,其特征在于所述表面层的厚度比所述弹性材料层的厚度薄。
58.根据技术方案55所述的超声雾化片,其特征在于所述第1及第2原材料,分别选择金属及高分子树脂或轻质软性金属或其合金。
59.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板为膜状体,所述压电陶瓷板安装其上,上述膜状体在被施加了张力的状态下固定于设置在该膜状体的外周部的框构件上。
60.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板为膜状体,该膜状体设在所述压电陶瓷板的周围并弹性地保持所述压电陶瓷板;该振动板的尺寸比所述压电陶瓷板大,所述压电陶瓷板安装于其大致中央部位。
61.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度或相邻叉指电极指条间的距离分别为10nm~1mm。
62.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度或相邻叉指电极指条间的距离分别为20nm~500μm。
63.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度或相邻叉指电极指条间的距离分别为40nm~200μm。
64.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度或相邻叉指电极指条间的距离分别为80nm~100μm。
65.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极指条的压电活性有效长度为0.5mm~ 30mm。
66.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度与所述相邻叉指电极指条间的距离基本相等。
67.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极选自栅栏电极。
68.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于相同极性的所述叉指电极指条与同一汇流条相连或相通,另一极性的所述叉指电极(指条)则与另一汇流条相连或相通。
69.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板的相对的两表面上或/和相对的两表面下层内设置有所述的叉指电极。
70.根据技术方案69所述的超声雾化片,其特征在于使所述的上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极的极性相反,上述的上、下表面上的叉指电极均从所述压电陶瓷板同一端开始计数。
71.根据技术方案69所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板的相对的两表面上或/和相对的两表面下层内基本对称地设置所述的叉指电极。
72.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板压电活性区的固有振动频率与所述交流电频率基本相同。
73.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述交流电的频率范围为10kHz-500MHz。
74.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述交流电的频率范围为20kHz-100MHz。
75.根据技术方案1所述的超声雾化片,其特征在于所述超声雾化片主要或基本上以其厚度方向振动。
76.根据技术方案1至75所述的超声雾化片,其特征在于该超声雾化片还包含弹性粘结体,其介于该超声雾化片中所述压电陶瓷板发生弯曲的一个表面即第1表面与所述振动板的一个主面之间,并将所述压电陶瓷板的上述第1表面与所述振动板的上述一个主面相接合,且至少一部分由能变形的粘弹性体构成。
77.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述弹性粘结体比所述振动板柔软且易于变形,相比所述振动板,弹性率和刚性较小。
78.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述弹性粘结体的厚度大于所述压电陶瓷板的弯曲振动的振幅。
79.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述弹性粘结体至少具有基部层和由所述粘弹性体构成的粘着层。
80.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述弹性粘结体具有由2层所述粘着层与配置于该2层粘着层之间的所述基部层构成的3层构造。
81.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述基部层由无纺布和进入到该无纺布的纤维之间的所述粘弹性体构成。
82.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述弹性粘结体在所述压电陶瓷板侧的表面与所述振动板侧的表面之间的所有的剖面中都存在所述粘弹性体。
83.根据技术方案76所述的超声雾化片,其特征在于所述振动板经由至少一部分由粘弹性体构成的第 2弹性粘结体而被固定于其支撑体。
84.根据技术方案1至75所述的超声雾化片,其特征在于该超声雾化片还与保护性涂层结合使用。
85.根据技术方案1至75所述的超声雾化片,其特征在于该超声雾化片还包含一对接线端和/或导电胶,该接线端用于该超声雾化片中的压电振动片的两电极的内电连接和/或其外电连接,该导电胶用于上述内电连接和/或外电连接的固定及电连接。
86.根据技术方案85所述的超声雾化片,其特征在于所述内连接具有位于所述压电振动片边角内的分叉结构。
87.根据技术方案85所述的超声雾化片,其特征在于所述接线端包括导电部件,分别用导电胶使之与所述超声雾化片中的压电振动片的两电极电连接。
88.一种超声雾化器,包括根据技术方案1至87所述的超声雾化片及多孔体。
89.一种超声雾化器,包括根据技术方案1至87所述的超声雾化片及多孔体,上述多孔体设置在上述超声雾化片表面上,且从厚度方向观察,该多孔体有微孔的区域与该超声雾化片上述的压电活性区互相部分或完全重合。
90.根据技术方案89所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体有微孔的区域至少有30%以上的面积区域与所述超声雾化片的压电活性区相重合;或者
所述超声雾化片的压电活性区至少有30%以上的面积区域与所述多孔体有微孔的区域相重合。
91.根据技术方案89所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体有微孔的区域至少有50%以上的面积区域与所述超声雾化片的压电活性区相重合;或者
所述超声雾化片的压电活性区至少有50%以上的面积区域与所述多孔体有微孔的区域相重合。
92.根据技术方案89所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体有微孔的区域至少有70%以上的面积区域与所述超声雾化片的压电活性区相重合;或者
所述超声雾化片的压电活性区至少有70%以上的面积区域与所述多孔体有微孔的区域相重合。
93.根据技术方案89所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体有微孔的区域至少有90%以上的面积区域与所述超声雾化片的压电活性区相重合;或者
所述超声雾化片的压电活性区至少有90%以上的面积区域与所述多孔体有微孔的区域相重合。
94.一种超声雾化器,包括根据技术方案1至87所述的超声雾化片、多孔体及容器,上述多孔体设置成上述容器的壁体的一部分或全部或设置在容器外表面上,上述超声雾化片设置在上述容器内或设置在容器表面上或设置成上述容器的壁体的一部分。
95.根据技术方案94所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体设置在所述超声雾化片表面上或离其距离0至10mm内。
96.根据技术方案94所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体设置在所述超声雾化片表面上或离其距离0至6mm内。
97.根据技术方案94所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体设置在所述超声雾化片表面上或离其距离0至3mm内。
98.根据技术方案94所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体设置在所述超声雾化片表面上或离其距离0至1mm内。
99.一种超声雾化器,包括根据技术方案1至87所述的超声雾化片、多孔体及容器壁体,所述容器壁体基本或总体上自行形成有容积的容器,所述超声雾化片及所述多孔体基本或总体上不介于容器形成,所述超声雾化片部分或全部设置在容器外侧,所述多孔体部分或全部设置在所述超声雾化片向容器外侧的表面上,所述多孔体与该容器相通,所述超声雾化片和/或所述多孔体被或不被该容器壁体夹持。
100.一种超声雾化器,包括根据技术方案1至87所述的超声雾化片、多孔体及容器壁体,所述容器壁体基本或总体上与所述超声雾化片共同形成有容积的容器,所述超声雾化片为容器器壁的一部分,所述多孔体基本或总体上不介于容器形成,所述多孔体部分或全部设置在所述超声雾化片向容器外侧的表面上,所述多孔体与该容器相通。
101.根据技术方案100所述的超声雾化器,其特征在于通过所述超声雾化片的振动板上的及容器壁体上的孔与所述容器相通或者所述多孔体一部分延伸至该容器中。
102.一种超声雾化器,包括根据技术方案1至87所述的超声雾化片、多孔体及容器壁体,所述容器壁体基本或总体上与所述多孔体共同形成有容积的容器,所述多孔体为容器器壁的一部分,所述超声雾化片基本或总体上不介于容器形成,所述超声雾化片部分或全部设置该容器内及不设在所述多孔体的表面上,二者间有距离,从厚度方向观察,所述多孔体部分或全部区域与所述超声雾化片相重合,或者所述超声雾化片部分或全部设置在该容器内及所述多孔体向容器内侧的表面上,所述多孔体与该容器相通。
103.一种超声雾化器,包括根据技术方案1全87所述的超声雾化片、多孔体及容器壁体,所述容器壁体基本或总体上与所述超声雾化片及所述多孔体共同形成有容积的容器,所述超声雾化片部分设置在所述多孔体表面上或所述多孔体部分设置在所述超声雾化片表面上,所述超声雾化片与所述多孔体间均有部分表面未重叠一起,所述超声雾化片及所述多孔体共同成为容器器壁的一部分,所述超声雾化片与所述多孔体表面重叠的部分为该容器内侧表面,所述多孔体与所述超声雾化片表面重叠的部分为该容器外侧表面,或者所述超声雾化片及所述多孔体分别为容器器壁的一部分,所述超声雾化片不设在所述多孔体的表面上,二者间有距离,从厚度方向观察,所述多孔体部分或全部区域与所述超声雾化片相重合。
104.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于述述多孔体为具有厚度方向及长度或/和宽度方向或者厚度方向及径向方向通导能力的多孔体。
105.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的平均孔径少于100μm。
106.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的平均孔径0.05μm~30μm。
107.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的平均孔径0.5μm~10μm。
108.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的平均孔径0.5μm~5μm。
109.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的孔隙率为20%至80%。
110.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的厚度为0.01mm~5mm。
111.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体材料选自一种或多种陶瓷、地聚合物、金属、玻璃、沸石、炭素或塑料材料。
112.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体的与所述超声雾化片形成一体式或分体式结构。
113.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体基本或总体上为长方形体。
114.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于所述超声雾化片或压电陶瓷板和所述容器结构成使之满足关系式fcav<fo,其中,fo是所述超声雾化片或压电陶瓷板的谐振频率,fcav是所述容器谐振腔的谐振频率。
115.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体设有支撑部件,用以支撑所述超声雾化片或/和所述多孔体。
116.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体包括置于所述壁体内圈上的支撑部分或者所述支撑部件设在彼此相对的壁体之间内部,所述支撑部分支撑所述超声雾化片或/和所述多孔体的外圈或周边部分;或者所述超声雾化片或/和所述多孔体通过所述支撑部件的夹持在两面得以支承。
117.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述支撑部件与被其支撑的所述超声雾化片或 /和所述多孔体的部分或其周边部分,进一步被安排的弹性粘合剂固定或加固。
118.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体包括多个支承部件,以在所述超声雾化片或/和所述多孔体的至少两个相对侧或者在所述超声雾化片或/和所述多孔体的边角处支承所述超声雾化片或/和所述多孔体。
119.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体主体内圈表面在其高度方向的中间位置形成一个台阶部分,所述超声雾化片或/和所述多孔体从其下面接触该台阶部分,从而得以支承。
120.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体包含支撑所述超声雾化片或/和所述多孔体背侧外边缘部分的支撑部分,在容器壁体内边缘部分中的四个位置处设置支撑部分,以便支撑所述超声雾化片或/和所述多孔体的四个拐角部分。
121.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述设在所述容器壁体中的支撑部件是突起,它们被布置成对所述超声雾化片或/和所述多孔体四个边角附近的点支撑。
122.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体包含设在所述支撑部分附近的平台,将上述平台设置成低于所述支撑部分的上表面,使该平台上表面与所述超声雾化片或/和所述多孔体的背侧表面之间形成间隙,在上述平台上表面与上述背侧表面之间提供弹性粘合剂。
123.根据技术方案115所述的超声雾化器,其特征在于所述容器包括四个侧壁和按环形布局设置在四个侧壁的内周上的阶梯,所述容器还包括内端部和用于各内端部的内连接,上述各内端部的内连接具有位于所述超声雾化片边角内的分叉结构,所述各支撑部件位于各阶梯内的所述超声雾化片的四个边角处,并设在比所述各阶梯低的位置,所述超声雾化片的上部表面基本与各内端部的内连接的上部表面高度一致。
124.根据技术方案123所述的超声雾化器,其特征在于所述各支撑部件按平面视图基本呈三角形,并且所述各支撑部件被设在同一圆周上。
125.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于所述容器的四个边角处设有多个底座,并且在各底座的上部表面设置突起,以使其自其上突出,所述超声雾化片或/和所述多孔体的边角的底部表面基本上由所述各突起点支撑。
126.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于所述容器包括安排成支承所述超声雾化片或/和所述多孔体的周边部分从而使其周边部分固定于支承部分的支承部分、和设置在所述支承部分上的支承表面,所述支承表面具有弓形截面,所述支承表面的曲率中心位于所述超声雾化片或/和所述多孔体的周边部分的下表面附近。
127.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于突出于所述容器壁体向内的一侧,所述超声雾化片或/和所述多孔体如此支承,使之插入于支承部分与壁体之间并被保持。
128.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于所述容器壁体包括环形突起,所述超声雾化片或/和所述多孔体的支承部分包括外突的安装凸缘且其外径大于所述环形突起的内径,由此当所述超声雾化片或/和所述多孔体插入所述壁体主体时,所述超声雾化片或/和所述多孔体的安装凸缘在环形突起上受力,使得该安装凸缘定位于所述壁体主体内。
129.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于突出于所述容器基本或总体上为方形体。
130.一种超声雾化器,其特征在于具有:膜体;框式容器壁体,其设置于该膜体的外周部;压电陶瓷板,其设置在该框式容器壁体的框内的上述膜体上,与该膜体共同形成超声雾化片,该压电陶瓷板的相对的两表面上或/和相对的两表面之间设置有相对的电极成为压电活性区,或者该压电陶瓷板的表面上或/和表面下层内设置有相邻的叉指电极成为压电活性区(,该电极间施加交流电可使该超声雾化片以其厚度方向振动);多孔体,其以覆盖该压电元件的方式设置在上述框式容器的框构件的框内,上述膜体在被施加了张力的状态下固定于上述框构件;上述压电陶瓷板和上述膜体基本或总体上为方形扁平体,上述压电陶瓷板是无通孔的。
131.根据技术方案130所述的超声雾化器,其特征在于所述框构件由比所述多孔体难以变形的材质构成,所述多孔体与所述框构件接合。
132.根据技术方案130所述的超声雾化器,其特征在于所述膜体由树脂构成。
133.根据技术方案130所述的超声雾化器,其特征在于所述多孔体由树脂构成。
134.根据技术方案133所述的超声雾化器,其特征在于所述树脂的杨氏模量在1MPa~1GPa的范围内。
135.根据技术方案130所述的超声雾化器,其特征在于所述框构件具有第一框构件和第二框构件,所述膜体的外周部被上述第一框构件和第二框构件夹持。
136.根据技术方案88至103所述的超声雾化器,其特征在于该超声雾化器还包含弹性粘结体,其介于所述超声雾化片中所述压电陶瓷板发生弯曲的一个表面即第1表面与所述振动板的一个主面之间,并将所述压电陶瓷板的上述第1表面与所述振动板的上述一个主面相接合,且至少一部分由能变形的粘弹性体构成;和/或者,介于所述超声雾化片与所述多孔体之间;和/或者介于它们与所述容器壁体及容器之间。
137.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于其中超声雾化片还包含一对接线端和/或导电胶,该接线端用于该超声雾化片中的压电振动片的两电极的内电连接和/或其外电连接,该导电胶用于上述内电连接和/或外电连接的固定及电连接,该接线端设在该超声雾化器容器壁体所包含的支撑部件或靠近该支撑部分的位置处。
138.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于该超声雾化器还包括一对接线端,它具有露出于所述容器壁体的支撑部件附近的内连接和露出于所述容器壁体外表面并与所述内连接电连接的外连接;以及导电胶;其中所述超声雾化片中的压电振动片的两电极分别和该接线端的内连接由导电胶电连接在一起。
139.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于该超声雾化器包括一对接线端,具有露出于所述超声雾化器容器壁体的支撑部件附近的内连接和露出于该容器壁体外表面并与内连接电连接的外连接;第一胶层,加在连接所述超声雾化片中的压电振动片与内连接的最短路径上,所述最短路径位于所述超声雾化片中的外周与内连接之间,从而将所述超声雾化片中与容器固定;导电胶层,用于电连接所述超声雾化片中的压电振动片的电极和接线端的内连接,经由第一胶层的上表面通过绕过所述超声雾化片中的压电振动片和内连接之间的最短连接路径将所述导电胶层加在所述超声雾化片中的压电振动片的电极与内连接之间;以及第二胶层,用于密封所述超声雾化片的外周和容器内周之间的缝隙,其中第一和第二胶层固化后的杨氏模量比导电胶的小。
140.根据技术方案139所述的超声雾化器,其特征在于所述第一胶层在固化前的粘度比第二胶层的高。
141.根据技术方案139所述的超声雾化器,其特征在于所述第一胶层被部分地加到超声雾化片的四个边角处附近。
142.根据技术方案141所述的超声雾化器,其特征在于所述导电胶被加在压电隔膜片的四个边角的至少两个的附近。
143.根据技术方案94至103所述的超声雾化器,其特征在于该超声雾化器还包括一对接线端,固定在所述容器壁体上使内部连接部分在所述容器壁体的内圈上显露;以及导电胶,涂敷并凝固在所述超声雾化片中的压电振动片的电极和接线端的内部连接部分之间,从而所述导电胶将所述引导电极电连接到所述接线端的内部连接部分,其中,所述导电胶之一涂敷并凝固在所述接线端第一端的内部连接部分和所述超声雾化片中的压电振动片一角附近的电极之一之间,以及另一导电胶涂敷并凝固在所述接线端第二端的内部连接部分和所述超声雾化片中的压电振动片另一角附近的另一电极之间,所述另一角与所述超声雾化片中的压电振动片的一角相邻。
144.根据技术方案143所述的超声雾化器,其特征在于所述导电胶的涂敷位置隔着所述超声雾化片中的压电振动片,面对另一导电胶的涂敷位置。
145.根据技术方案143所述的超声雾化器,其特征在于所述导电胶之一的涂敷位置以及另一导电胶的涂敷位置都在所述超声雾化片中的压电振动片的一侧,并且靠近所述一侧两端上的两角。
146.根据技术方案143所述的超声雾化器,其特征在于还包括弹性黏合剂,所述弹性黏合剂涂敷在所述超声雾化片中的压电振动片和所述端之间,以及所述导电胶涂敷在所述弹性黏合剂之上。
147.一种超声雾化器,其特征在于包括超声雾化片,具有其外形大于压电陶瓷板,并且在其表面的大致中央部上贴合上述压电陶瓷板的振动板,该压电陶瓷板的相对的两表面上或/和相对的两表面之间设置有相对的电极成为压电活性区,或者该压电陶瓷板的表面上或/和表面下层内设置有相邻的叉指电极成为压电活性区(,该电极间施加交流电可使该超声雾化片以其厚度方向振动,上述振动可使该多孔体中的微孔中的液体雾化),上述压电陶瓷板和上述振动板基本或总体上为方形扁平体,上述压电陶瓷板是无通孔的;多孔体;及收容上述超声雾化片的框式容器壁体;从厚度方向观察,该多孔体有微孔的区域至少有30%的面积与该压电振动板的压电活性区相重合或者该压电振动板的压电活性区至少有30%的面积与该多孔体有微孔的区域相重合。
148.根据技术方案147所述的超声雾化器,其特征在于所述振动板为金属薄片。
149.根据技术方案147所述的超声雾化器,其特征在于所述振动板为树脂胶片。
150.根据技术方案147所述的超声雾化器,其特征在于所述压电陶瓷板的面积是所述振动板的面积的 40~70%。
151.根据技术方案147所述的超声雾化器,其特征在于所述框式容器壁体内周部上设置比压电陶瓷板外形大的框形支撑部,所述振动板的未贴合压电陶瓷板上的外周部被所述框式容器壁体的支撑部所支撑。
152.一种电子烟装置,其特征在于包括根据技术方案88至151所述的超声雾化器。
153.一种根据技术方案152所述的电子烟装置,其特征在于还包括加热组件,该加热组件对所述的超声雾化器雾化出的烟雾加热。
工业适用性
本发明涉及的超声雾化片或超声雾化器的优势:
1)、占用空间基本不变可显著提高雾化效率(如实施例1~12、14、15),或雾化效率基本不变可显著减少占用空间(如实施例13);
2)、雾化时温度上升幅度显著下降(如实施例1、3、7、8、10~12、15);
3)、雾化时噪音显著降低(如实施例1、3、7、8、10~12、15);
4)、雾化时不易受损,机械强度显著改善(如实施例1、3、7、8、10~12、15);
5)、可用于微小型化便携式装置,减少尺寸,轻薄化,便于携带;
6)、用途较多,特别适合医药用,如适用于肺部吸入,特别是用于电子烟。
【实施例】
实施例1及其对照例
(如图3、4所示)制备方法:
1)制作压电陶瓷板1(如长20mm宽10mm厚0.7mm的锆酸钛酸铅或其他任意压电材料),在其面积最大的相对的两表面上涂满金属银作表面电极12,并在两电极上分别焊接导线/引线4,得元件1;
2)把上述制成的压电元件1安装(固定)在振动板2上(通过粘合剂粘合,压电陶瓷板的三个边离该振动板的边缘距离如为1mm),得元件2,如该板为长60mm宽12mm厚1mm的金属片(如304不锈钢或其他材料,机械强度比压电陶瓷板1大于10倍以上),未固定压电陶瓷板的一端作该超声雾化片的固定端;
3)把多孔体3(如长20mm宽10mm厚1mm聚酰胺类/或聚酯/或聚乙烯类等塑料类海绵体,平均孔径为 4.5μm,孔隙率50%),安装(固定)在上述元件2中压电元件1表面上(通过粘合剂粘合,多孔体的各边离该压电元件的边缘距离如约为0mm),得元件3,即实施例。
对照例1-1(参照中国专利CN208909134U制作,如图5、6所示)
1)长、宽与实施例1中的振动板2一样,厚度与实施例1中的压电陶瓷板1一样,制作压电陶瓷板2,在其与实施例1中的振动板2上的压电陶瓷板1一样的位置的两侧涂铺金属银作表面电极12,其长、宽与实施例1中的表面电极12一样,与实施例1同法在两电极上分别焊接导线/引线4,得与实施例1一样的压电活性区1,无压电活性区的一端作该超声雾化片的固定端;
2)把与实施例1中相同的多孔体3以与实施例1相同的方法粘合在上述表面电极12(压电活性区1) 上,即得对照例1-1;
对照例1-2(如图3、4所示)制备方法:
除压电陶瓷板1厚1mm,其他均同实施例1;
对照例1-3(如图3、4所示)制备方法:
除振动板2为陶瓷板,机械强度为压电陶瓷板1的1.2至1.5倍,其他均同实施例1。
对照例1-4(如图3、4所示)制备方法:
除压电陶瓷板1的几何中心处设置一圆形通孔,其直径为压电陶瓷板1宽度的30%外,其他均同实施例1。
实施例2及其对照例
实施例2-1(如图7所示)制备方法:
1)制作压电陶瓷板1(如长25mm宽15mm厚1mm的镍铌酸铅或其他任意压电材料),在其面积最大的相对的两表面上涂满金属银作表面电极12(图中未标示),并有两电极上分别焊接导线/引线11,得元件1;
2)把上述制成的压电元件1安装(固定)在振动板2上(通过粘合剂粘合,压电陶瓷板的三个边离该振动板的边缘距离如为1mm),得元件2,如该板为长60mm宽17mm厚2mm的金属片(如304不锈钢或其他材料,机械强度比压电陶瓷板1大于10倍以上);
3)把多孔体3(如长25mm宽15mm厚0.5mm聚酰胺类/或聚酯/或聚乙烯类等塑料海绵体或不溶性硅酸盐、沸石,平均孔径为0.5μm,孔隙率65%),安装(固定)在上述元件2中振动板2无压电元件1的一侧表面上(通过粘合剂粘合,多孔体的三个边离该振动板的边缘距离如为1mm),得元件3,即实施例2-1;
实施例2-2~6依实施例2-1的方法、样式及制备方法,除以下不同外,其他也均与实施例2-1一样:
实施例2-2,实施例2-1把其中的压电元件1更换成图8~9中及下述的压电元件30(其长度、宽度及厚度与实施例2-1一样);
实施例2-3,实施例2-1把其中的压电元件1更换成图10中及下述的压电元件50(其长度、宽度及厚度与实施例2-1一样);
实施例2-4,实施例2-1把其中的压电元件1更换成图11中及下述的压电元件30′(其长度、宽度及厚度与实施例2-1一样);
实施例2-5,实施例2-1把其中的压电元件1更换成图12中及下述的压电元件50′(其长度、宽度及厚度与实施例2一样),其他均与实施例2-1一样;
实施例2-6,实施例2-1把其中的压电元件1更换成图13~14、图22中及下述的压电元件10(其长度、宽度及厚度与实施例2一样),其他均与实施例2-1一样。
如图8和9所示,在实施例2-2中的压电元件30是通过层叠两个压电陶瓷层31和32得到的。主表面电极33和34分别形成在压电元件30的上表面和下表面上,并且内部电极35形成在陶瓷层31和32之间。这两个陶瓷层31和32相对于由图9中的粗体的箭头示出的厚度方向,沿相同的方向极化。在该实施例中,形成上主表面电极33和底主表面电极34,从而它们的宽度都等于压电元件30的较短侧,并且其长度都比压电元件30的长侧稍短。将上下主表面电极33和34中各自的一端连接到形成在压电元件30的一个较短侧的端面上的端电极36。由此,上下主表面电极33和34相连。形成内部电极35,以便具有与主表面电极33和34基本上对称的形状。内部电极35的一端和端电极36分开,而另一端连接到形成在压电元件30的另一个较短侧的端面上的端电极37。与端面电极37连接的窄的辅助电极38形成在压电元件30 的另一个较短侧上的端部的上下表面上。
图10示出实施例2-3中的压电元件。本实施例中的压电元件50是通过层叠三个压电陶瓷层51到53 得到的。在该压电元件50中,分别在压电元件50的上表面和下表面上形成主表面电极54和55,并且在陶瓷层51和52之间,以及陶瓷层52和53之间分别形成内部电极56和57。这三个陶瓷层沿着由图10中的粗体箭头示出的厚度方向以相同方向极化。在该实施例中,通过如图9所示的相同的方法,形成主表面电极54和55,从而其宽度都等于压电元件50的较短侧的宽度,并且其长度都比压电元件50的较长侧的短。将上下主表面电极54和55的各自的一端连接到形成在压电元件50的一个较短侧上的端面上。由此,将上下主表面电极54和55相互连接。内部电极56和57中每一个的一端与端电极58分开,并且其另一端连接到形成在压电元件50的另一个较短侧上的端面上的端面电极59。由此,内部电极56和57也相互连接。与端面电极59连接的窄的辅助电极59a形成在压电元件50的另一个较短侧上的端部的上下表面上。
例如,当分别将负电压和正电压施加给端面电极58和59时,沿由图10中的细体的箭头示出的方向产生电场。此时,由于位于中间陶瓷层52的相对侧上的内部电极56和57具有相等的电位,故它们不产生电场。由于极化方向和上陶瓷层51的电场方向相同,故陶瓷上层51沿平面方向收缩,而由于极化方向和陶瓷下层53的电场方向相反,故下陶瓷层53沿平面方向扩展。中间陶瓷层52既不扩展也不收缩。相应地,压电元件50弯曲以致向下凸出。将交变电压加到端面电极58和59之间,就能以弯曲模式使压电元件周期性地振动,并由此产生高雾化量。
图10中,将部分电极用作内部电极56和57,但是可以如图11所示便用整个电极。
具有三层结构的上述压电元件50的制造方法与图15中示出的两层压电元件1相同。即,通过在处于母板状态的陶瓷生片的表面上进行印刷等方式,使电极薄膜形成为预定图案,三个这种陶瓷生片层叠,并压接。接着,该层叠体被压印或切割成对应于压电元件50的形状。然后,将已经压印或切割的层叠体同时烧制为烧结的层叠体。接着,在烧结的层叠体的上下主表面上形成主表面电极54和55,并通过横跨这些主表面电极施加极化电压,使构成层叠体的所有陶瓷层52到53都对于厚度方向沿相同方向极化。此后,端面电极58和59等形成,由此实现了压电元件50。还有在这种情况下,当进行极化时,不需要在内部电极56和57之间,和主表面电极54和55之间相连。可以通过仅仅横跨主表面电极54和55施加电压执行极化。这使极化处理简单。
图11示出了实施例2-4中的压电元件,它是图9所示的变形。图9中,内部电极35是部分电极,但是,在图11中,内部电极35是整个的电极。在这种情况下,由于整个电极35延伸到端面电极36,存在内部电极与端面电极36连接的危险。为了避免这种危险,在压电元件30′的端面上形成绝缘层39,然后,在绝缘层39上形成连接主表面电极33和34的端面电极36。由此,即使当内部电极35是整个的电极,内部电极35可以可靠地与主表面电极33和34绝缘。
图12示出实施例2-5中的压电元件。图10所示的实施例是具有这种结构的压电元件,其中所有的陶瓷层51到53的厚度基本上相同。另一方面,如图12所示的实施例是具有这种结构的压电元件,其中中间陶瓷层52比陶瓷层51和53更厚。较好地,中间陶瓷层52的厚度占压电元件50′的整个厚度的百分之 50到
如图13~14、图22所示,实施例2-6中的压电陶瓷板10(层叠型压电致动器)包括层叠坯体3,该层叠坯体3具有层叠的多个压电陶瓷层1、以及设置成隔着压电陶瓷层1彼此相向且有助于发现压电特性的多个第一有效内部电极2a和多个第二有效内部电极2b。
第一有效内部电极2a和第二有效内部电极2b隔着压电陶瓷层1而相向的区域构成实际驱动区域Q。
图图13~14、图22中压电陶瓷层1所带的各个箭头表示压电陶瓷层1的极化方向。这一表示对于表示本实施例的压电层叠体的其它图都是一样的。
第一有效内部电极2a引出到层叠坯体3的第一侧面3a,第二有效内部电极2b引出到第二侧面3b。
层叠坯体3的第一侧面3a和第二侧面3b上,设置有与引出到第一侧面3a的第一有效内部电极2a电连接的第一侧面电极4a、和与引出到第二侧面3b的第二有效内部电极2b电连接的第二侧面电极4b。
而且,层叠坯体3的上侧(正侧)的主面3c与下侧(反侧)的主面3d中,在上侧的主面3c设置有与第一侧面电极4a电连接的第一主面电极5a1、和与第二侧面电极4b电连接的第二主面电极5b1,在下侧的主面3d设置有与第一侧面电极4a电连接的第一反侧主面电极5a2、和与第二侧面电极4b电连接的第二反侧主面电极562。
上述第一主面电极5al具有在极化工序、确认特性工序、运送层叠坯体工序、施加驱动电压用的连接加工工序的任一工序中被施加应力的区域(应力施加区域)Ra,第二主面电极5b1也具有在上述任一工序中被施加应力的区域(应力施加区域)Rb。
而且,从层叠方向观察,在层叠坯体3的与第一主面电极5a1被施加应力的区域Ra对应的区域3Ra 中,设置有对发现压电特性无贡献的第一虚拟电极6a,在层叠坯体3的与第二主面电极5b1被施加应力的区域Rb对应的区域3Rb中,设置有对发现压电特性无贡献的第二虚拟电极6b。
第一虚拟电极6a与第二有效内部电极2b形成在同一平面上,第一虚拟电极6a的层数与第二有效内部电极2b的层数相同。而第二虚拟电极6b与第一有效内部电极2a形成在同一平面上,第二虚拟电极6b 的层数与第一有效内部电极2a的层数相同。
实施例2-6中,第一侧面电极与第二侧面电极设置在层叠坯体的彼此相向的一对侧面上,但也可以采用第一侧面电极与第二侧面电极设置在相邻侧面的结构、或者设置在同一侧面的结构。对该压电陶瓷板10 (层叠型压电致动器)的制造方法采用公知技术。
实施例3及其对照例
(如图16所示)制备方法:
1)制作压电陶瓷板1(如镁铌酸铅或其他任意压电材料),在其面积最大的相对的两表面上涂满金属银作表面电极12(图中未标示),并有两电极上分别焊接导线/引线11,得元件1;
2)把上述制成的压电元件1安装(固定)在振动板2(塑料硬板,厚度为压电元件1的1.3倍,机械强度比压电陶瓷板1大于2倍以上)上,通过粘合剂粘合,压电陶瓷板与该振动板互相部分重叠,重叠面积占压电陶瓷板的面积约70%(该振动板未与该压电陶瓷板重叠的区域的长度约为该压电陶瓷板的长度的 30%),得元件2;
3)把多孔体3(如聚酰胺类/或聚酯/或聚乙烯类海绵体,平均孔径为4.5μm,孔隙率56%),安装(固定)在上述元件2中压电元件1表面上(通过粘合剂粘合,多孔体的各边离该压电元件的边缘距离如约为 0mm),得元件3,即实施例3。
对照例3-1
除重叠面积占压电陶瓷板的面积约35%(该振动板未与该压电陶瓷板重叠的区域的长度约为该压电陶瓷板的长度的65%)外,其他分别与实施例3相同(如图17所示)。
对照例3-2
除压电陶瓷板1厚度增加至与振动板一样,其他均同实施例3;
对照例3-3:
除振动板2为陶瓷板,机械强度为压电陶瓷板1的1.0至1.3倍,其他均同实施例3。
对照例3-4制备方法:
除压电陶瓷板1的几何中心处设置一长方形通孔,其长及宽分别为压电陶瓷板1长及宽的20%外,其他均同实施例3。
实施例4及其对照例
实施例4-1、2依实施例1的方法及样式,仅把其中振动板2结构层如图18改变,即振动板2中间层被弹性材料取代形成一个弹性材料层夹层2-2及两个表面层2-1,振动板2的尺寸、整体厚度和实施例1 一样,表面层(金属板)2-1由磷铜42Ni或304不锈钢材料制成,机械强度比压电陶瓷板1大于10倍以上,
实施例4-1:夹层弹性材料层2-2为橡胶弹性的树脂薄片,作为上述薄膜胶片,例如,可使用由苯乙烯丁二烯橡胶(SBR),丁二烯橡胶(BR),丙烯腈丁二烯橡胶(NBR),乙烯丙烯橡胶(EPM),乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)等橡胶,或它们的化合物构成的橡胶系高分子树脂胶薄片;
实施例4-2:夹层弹性材料层2-2为以铝或镁或钛或其合金为原材料的金属薄板;
其他也均与实施例1一样。
对照例4
与实施例1相同。
实施例5及其对照例
实施例5-1~3制备方法:如图36~41所示,具有叠层结构的压电元件1(厚度为1mm)和树脂胶片10 (膜状体振动板,厚度为7.5μm,机械强度比压电陶瓷板1大于5倍以上)和壳体体20和多孔体30(具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力平均孔径为4.0μm,表面孔隙率50%)。在这里由壳体体20和多孔体30构成框架体。
压电元件1如图41所示,是将2层的压电陶瓷层1a、1b进行叠层,在压电元件1的表里主面上形成主面电极2、3,在陶瓷层1a、1b之间形成内部电极4。两个陶瓷层1a、1b在如粗线箭头所示,在厚度方向上被极化为同一方向。表面侧的主面电极2和里面侧的主面电极3比压电元件1的边长稍微短,其一端连接在压电元件1的一侧端面上形成的端面电极5上。因此,表里主面电极2、3是相互连接的。内部电极4是和主面电极2、3大致形成对称形状,内部电极4的一端和所述的端面电极5分离,另一端和压电元件1的另一个端面上形成的端面电极6连接。压电元件1的另一端部的表里面上形成了和端面电极6相导通的辅助电极7。这个实施例的辅助电极7只是把与后述的树脂层8、9的缺口部8b、9b处相对应的部位的部分作为电极,但也可以是沿着压电元件1的另一端延伸一定宽度的带状电极。
在压电元件1的表里面上形成由覆盖主面电极2、3的树脂层8、9。这个树脂层8、9具有防止由落下冲击而使压电元件1破裂的保护层的作用,根据需要来设计的。表里面的树脂层8、9上在压电元件1的对角的直角部附近上形成了露出主面电极2、3的缺口部8a、9a,和露出辅助电极7的缺口部8b、9b。在这个实施例中,由从表面侧的树脂层8的缺口部8a、8b露出的主面电极2的一部分和辅助电极7构成电极的引出部。并且,缺口部8a、8b、9a、9b可以只设置在表里面的一方,但在这个例子中是设置在表里面上的。
在这里,作为陶瓷层1a、1b是使用边长为约3~8mm、一层厚度为15μm的正方形形状的PZT类的陶瓷,作为树脂层8、9可使用厚度为5~10μm的聚酰胺亚胺类的树脂。
压电元件1是在比这个压电元件1外形大的树脂胶片10的表面的大致中央部上通过环氧树脂类的粘合剂粘接在一起的。
树脂胶片10比压电元件1薄,其上开有2个透液孔10-1,且使用弹性模量为500MPa~1500MPa的树脂材料所形成。最好是具有300℃以上的耐热性的树脂。具体地是可以使用环氧树脂类、丙烯基类、聚酰亚胺类、聚酰胺亚胺类的树脂材料。在这里是使用边长为10mm、厚度是7.5μm、弹性模量是3400MPa的正方形形状的聚酰胺亚胺胶片。为了得到良好雾化特性,压电元件1最佳地做成(适度调整表面积)树脂胶片10的40~70%的面积(实施例5-1中,压电元件1与树脂胶片10面积比50%,实施例5-2、3中该比分别为25%、70%)。
壳体20是用陶瓷、树脂、玻璃环氧树脂等的绝缘性材料形成为具有底壁部20a和4个侧壁部20b~20e 所构成的四角形(较佳长方形)的箱型。壳体20在由树脂构成时,为了可以耐热熔焊,希望是LCP(液晶高聚物)、SPS(间规聚苯乙烯)、PPS(聚苯硫醚)、环氧树脂等的耐热性的树脂。在4个侧壁部20b~20e的内周部上设置了比压电元件1外形大的环状支撑部20f,在相对的2个侧壁部20b、20d的内侧支撑部20f 的附近,露出一对端子21、22的内部连接部21a、22a。端子21、22被插入在壳体20上,突出在壳体20 外部上的外部连接部21b、22b是沿着侧壁部20b、20d的外面向壳体20的底面侧弯曲折入的。在这个实施例中,端子21、22的内部连接部21a、22a被分成二股形状,这些二股形状的内部连接部21a、22a位于壳体20的直角部附近位置。
在支撑部20f的外侧、4个侧壁部20b~20e的内侧上设置了为将树脂胶片10的外周部导向的导向部 20g。导向部20g的内侧面上形成了面向下方逐渐向内侧倾斜的倾斜面,树脂胶片10由于这个倾斜面的导向,被正确地载置在支撑部20f上。并且,支撑部20f的形成是比端子21、22的内部连接部21a、22a更低一些,因此,在支撑部20f上载置树脂胶片10后,压电元件1的顶面和端子21、22的内部连接部21a、 22a的上面就大致被设置为同一高度。
并且,在侧壁部20c侧的底部20a上形成有加液孔20h,液体通过该孔进入壳体20内,进一步通过树脂胶片10上的透液孔10-1可达多孔体30内。
把附着树脂胶片10的压电元件1装入在壳体20中,树脂胶片10的周围载置在壳体20的支撑部20f 上。并且,在位于对角位置的缺口部8a上露出的主面电极2和端子21的内部连接部21a之间、以及缺口部8b上露出的辅助电极7和端子22的内部连接部22a之间将导电性粘合剂13以带状形状涂敷。作为导电性粘合剂13,可以使用在固化状态下的弹性模量高的导电性粘合剂,但因为不约束树脂胶片10的变位,例如也可以使用固化后的弹性模量低的导电糊。在这里,使用固化后的弹性模量为0.3×109PPaa的氨基甲酸乙酯类的导电糊。涂敷导电性粘合剂13后,将其加热固化后,主面电极2和端子21的内部连接部21a及辅助电极7和端子22的内部连接部22a分别进行电连接。
并且,在位于主面电极2和内部连接部21a之间、以及辅助电极7和内部连接部22a之间的树脂胶片 10上,也可以用比导电性粘合剂13的弹性模量更低的覆盖剂预先进行涂敷并使其固化,然后在其上跨过导电性粘合剂13进行涂敷。这样,能够减弱导电性粘合剂13对树脂胶片10的约束力。
把压电元件1和端子21、22的内部连接电极21a、22a连接后,通过粘合剂14把树脂胶片10的全周与支撑部20f粘接,使树脂胶片10与壳体20之间形成粘牢。作为粘合剂14,可以使用环氧树脂类等的在固化状态下弹性模量高的导电性粘合剂,但因为允许树脂胶片10的变位,也可以使用弹性模量低的弹性粘合剂14。在这里,使用的是固化后的弹性模量为0.3×105PPaa的硅酮类粘合剂。
如上所述将附着树脂胶片10的压电元件1支撑在壳体20上后,在壳体20的上面开口部上通过粘合剂31和多孔体30的性能,多孔体30与压电元件1的相距2mm以内,最佳1mm以内)。多孔体30和壳体 20是用不一样(也可一样)的材料形成的,将多孔体30粘接上后,在多孔体30和压电元件1之间形成一定空间。在多孔体30上形成众多雾化微孔32。
实施例5-4制备方法:
除以下不同外,其他与实施例5-1均相同,作为陶瓷层1a、1b一层厚度为5μm的正方形形状的PZT 类的陶瓷(即压电陶瓷板1中单一压电活性区内相对电极间的距离为振动板厚度的三分之二),作为树脂层8、9可使用厚度为15~20μm的聚酰胺亚胺类的树脂,使压电陶瓷板1的表观总厚度与实施例5-1相同。
对照例5-1、2,除压电元件1的表面积适度调整分别为在膜体10的表面积10%、90%外,其他均与实施例5-1一样。
对照例5-3
除振动板为陶瓷板,机械强度为压电陶瓷板1的1.0至1.3倍,其他均同实施例5-1。
对照例5-4制备方法:
除压电陶瓷板1的几何中心处设置一长方形通孔,其边长分别为压电陶瓷板1边长的25%外,其他均同实施例5-1。
实施例6及其对照例
实施例(如图19~21所示)制备方法:
1)制作压电元件1(如长25mm宽12mm厚0.15mm的,其中两层压电陶瓷板(Nb酸碱性化合物的钙钛矿构造化合物或其他任意压电材料)同一方向极化,其内部有1内部(如70%银30%钯合金的)电极11,其面积最大的相对的两表面上涂满金属银作外部电极12,内部、外部电极分别焊接引线13(其中两个外部电极接在一起,与内部电极分别接在交流(/或交变)电(信号)的两端),引线有绝缘外皮;
2)把金属薄片2(如长约80mm宽约15mm厚0.2mm的)冲压成片状箱体3(如长40mm外宽12.5mm(内宽12mm)厚0.45mm(内高0.15mm)的),其中表面积最少的一侧面开口31,其他五面封闭,把上述元件1 (用弹性粘合剂4)安装(固定)在上述片状箱体中(元件1与箱体表面积最少的未开口一侧面相接),引线13从箱体的开口31引出(上述引线主体在箱外部,内部、外部电极间施加交流(/或交变)电(信号) 可使该超声雾化片以其厚度方向弯曲或/和扭转振动),箱体3中多余空间用弹性粘合剂4填实,得振动板 (机械强度比压电陶瓷板1大于10倍以上)把压电元件围起来的元件2,即实施例6-1;
3)把多孔体5(如长25mm宽10mm厚2mm连长15mm宽10mm厚6mm的环氧树脂类或丙烯基类或聚酰亚胺类等塑料海绵体或地聚合物材料(无机高分子材料),平均孔径为2.5μm,孔隙率70%),安装(固定) 在上述元件2表面积最大的相对的两表面(中心部位)上(通过弹性粘合剂4粘合),得所需元件,即实施例6-2。
对照例6-1、2
不含片状箱体,多孔体5安装(固定)压电元件1面积最大的相对的两电极表面上(通过粘合剂粘合),其他分别均与实施例6-1、2相同;
对照例6-3
除压电陶瓷板1中内部电极去掉,两个外部电极分别接在交流(/或交变)电(信号)的两端)(单一压电活性区),其他均同实施例6-2;
对照例6-4:
除振动板为脆性塑料板,机械强度为压电陶瓷板1的1.4至1.6倍,其他均同实施例6-2。
对照例6-5制备方法:
除压电陶瓷板1的几何中心处设置一长方形通孔,其边长分别为压电陶瓷板1边长的25%外,其他均同实施例6-2。
实施例7及其对照例
实施例7-1、2(如图23~24所示)制备方法:
1)制作压电陶瓷板1(如长30mm宽10mm厚0.05mm的铌酸(钛酸)钾钠锂或其他任意压电材料)2 片,在其面积最大的相对的两表面上涂满金属银作表面电极12(图中未标示),并有两电极上分别焊接导线/引线11,得元件1(两压电陶瓷板同一方向极化);
2)把上述制成的2个元件1分别安装(固定)在振动板(塑料硬板,机械强度比压电陶瓷板1大于5 倍以上)2上(通过粘合剂粘合,压电陶瓷板的三个边离该振动板的边缘距离如为1mm)的两侧,一侧1 个,得元件2,如该板为长38mm宽12mm厚1mm的树脂板(硬塑料板),其中两个内侧电极(实心标示电极) 共连一电极1,另两个外侧电极(空心标示电极)共连另一电极2,电极1、2间施加交流(/或交变)电(信号)可使元件2以其厚度方向弯曲或/和扭转振动,即实施例7-1(如图23中A、B所示);
3)把2个的多孔体3(如长29mm宽9mm厚2mm陶瓷/或金属类海绵体,平均孔径为2.0μm,表面孔隙率40%),安装(固定)分别在上述元件2中压电元件1表面上(通过粘合剂粘合,多孔体的各边离该压电元件的边缘距离如约为0.5mm),得元件3,即实施例7-2(如图24中A、B所示);
实施例7-3、4
两压电陶瓷板1相反方向极化(相对面电极极性相同),两个内侧电极接在一起,两个外侧电极分别接在交流(/或交变)电(信号)的两端(如图1所示),其他分别与实施例7-1、2一样;
对照例7-1、2
仅两压电陶瓷板相反方向极化改变(其相对面电极极性相同,电极连接仍为并联),其他分别与实施例7-1、2一样;
对照例7-3、4
仅电极连接(从原并联)改为串联(即两个内侧电极接在一起,两个外侧电极分别接在交流(/或交变) 电(信号)的两端)(两压电陶瓷板仍同一方向极化,或其相对面电极极性相反),其他分别与实施例7-1、 2一样。
实施例8及其对照例
实施例8,除重叠面积占压电陶瓷板的面积30%,振动板为复合金属板(机械强度比压电陶瓷板1大于10倍以上),其外层为30%厚度的不锈钢层,内层为(与压电陶瓷板接触的层)70%厚度的为锌铜合金(锌含量为5%)层(该振动板未与该压电陶瓷板重叠的区域的长度约为该压电陶瓷板的长度的70%)外,其他均同实施例3。
对照例8
除重叠面积占压电陶瓷板的面积5%(该振动板未与该压电陶瓷板重叠的区域的长度约为该压电陶瓷板的长度的95%)外,其他分别与实施例3相同。
实施例9及其对照例
实施例9(如图25、26所示,图中50表示方盒5的壳壁体,51表示固定用的弹性粘合剂)制备方法:
4)在实施例1中所述制成的元件3中的振动板未覆盖压电陶瓷板的部分中间按图25中A所示的方法开一槽21(使盒被振动板隔开的两边空间相通),之后按25、26所示的方法把该元件沿长度方向(利用两长横侧面上卡槽及粘合胶)安装(固定)在方盒5(如外长55mm外宽15mm外高15mm壁厚2mm)的正中间,多孔体大部分(如15mm长)暴露在盒外部,一小部分(如3mm长)密封夹持在盒内,盒夹持多孔体的(如 15mm×15mm)一侧面为底部,相对的另一侧面(如15mm×15mm)为顶部,顶部有开口,可从开口添加液体,底部及侧面不漏液,上述焊接导线/引线主体在盒外部,两电极间施加交流(/或交变)电(信号)可使该超声雾化片以其厚度方向弯曲或/和扭转振动,从而得实施例9。
对照例9-1
多孔体为仅具有厚度方向,不具有长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体(即孔为厚度方向的贯穿孔(如图30-3中11b所示),尺寸、材质、平均(表面)孔径及表面孔隙率等与实施例9相同);
对照例9-2
多孔体为仅具有长度或/和宽度方向或/和径向方向但不具有厚度方向通导能力的陶瓷多孔体(陶瓷体表面有表面平行的凹凹凸的沟槽,尺寸、材质与实施例9多孔体相同,沟槽宽度与该多孔体平均孔径相同);
对照例9-3
多孔体为无纺布(基本为厚度方向的通导能力)(尺寸、平均(表面)孔径及表面孔隙率与实施例9 相同)。
实施例10-1
依图27所示的装置制作,通过弹性粘合剂(如硅粘合剂)3将超声雾化片1(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于5倍以上)(从厚度方向观察,其边离容器侧壁有空隙距离,保证其正面背面两侧是相通的)的背侧表面节点部分固定于从容器壁体2凸起的4个锥形支承部分2a(其长度应小于侧壁间的距离,保证其前后或左右两侧是相通的)上。多孔体4闭合容器壁体2(其上有与外相通的小开口,此开口也开于侧壁上)。
实施例多孔体为具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体(氟塑料海绵体,平均孔径为2.0μm,表面孔隙率50%)。
实施例11-1
依图28所示的装置制作,其中超声雾化片1(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于5倍以上)(从厚度方向观察,其较长的边离容器侧壁有空隙距离,保证其正面背面两侧是相通的)的两短边部分通过弹性粘合剂(如硅粘合剂)3固定到壁体2的支承部分2b上。多孔体4闭合容器壁体2(其上有与外相通的小开口,此开口也开于侧壁上)。
实施例多孔体为具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体(地聚合物海绵体,平均孔径为25.0μm,表面孔隙率30%)。
实施例12-1
依图29所示的装置制作,其中锥形槽部分2c和4a位于壁体2,上述超声雾化片1(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于5倍以上)(从厚度方向观察,其较长的边离容器侧壁有空隙距离,保证其正面背面两侧是相通的)的两短边周边部分插入到槽部分2c和4a中并用弹性粘合剂(如硅粘合剂)3固定。膜状多孔体5被固定于容器壁体4上闭合容器壁体2(其上有与外相通的小开口,此开口也开于侧壁上)。
实施例多孔体为具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体(钛合金海绵体,平均孔径为15.0μm,表面孔隙率80%)。
实施例10~12-2
除以下不同外,其他均与其对应的实施例(10~12-1)相同:
多孔体为仅具有厚度方向,不具有长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体(即孔为厚度方向的贯穿孔(如图30-3中11b所示),材质、尺寸、平均(表面)孔径及表面孔隙率等与对应实施例(10~ 12-1)相同)。
对照例10~12-1
除以下不同外,其他均与其对应的实施例(10~12-1)相同:
超声雾化片1只含压电陶瓷板11,不含振动板12,且对照例11~12中压电陶瓷板11的长度与对应实施例中的振动板12一样(为了固定,稍有延长,性能较原压电陶瓷板11略有增加),其厚度、宽度与对应实施例中的压电陶瓷板11一样。
对照例10~12-2:
除压电陶瓷板1中单一压电活性区内相对电极间的距离增加至与振动板厚度一样,其他均与其对应的实施例(实施例10~12-1)相同;
对照例10~12-3:
除振动板为脆性塑料板,机械强度为压电陶瓷板1的1.2至1.5倍,其他均与其对应的实施例(实施例10~12-1)相同。
对照例10~12-4制备方法:
除压电陶瓷板1的几何中心处设置一长方形通孔,其长宽分别为压电陶瓷板1长宽的25%外,其他均与其对应的实施例(实施例10~12-1)相同。
注:
实施例10~12中的超声雾化片1制备方法为:
1)制作压电陶瓷板11(如长25mm宽15mm厚0.05mm的锆酸钛酸铅或其他任意压电材料),在其面积最大的相对的两表面上涂满金属银作表面电极112,并有两电极上分别焊接导线/引线111,得元件1;
2)把上述制成的压电元件1安装(固定)在振动板12的大致中央部上(通过粘合剂粘合),得元件2,如该板为长30mm宽20mm厚0.5mm的金属片(如304不锈钢或其他金属材料)或塑料板;
实施例10~12中的超声雾化片1上的焊接导线/引线111通过如图31、32所示的方式连接到容器壁体2外部。
实施例13及其对照例
实施例制备方法:
依图30-1、图30-2所示的装置制作,其中,弹性腔模是由左、右两片矩形弹性腔模组成,其中8代表左矩形弹性腔模硅片,9代表矩形压电陶瓷片(四个拐角处固定),10代表右矩形弹性腔模硅片,11代表矩形硅橡胶海绵状多孔体(平均孔径如1μm及表面孔隙率如50%,不仅具有厚度方向,也具有径向方向的通导能力),12为左矩形弹性腔模硅片8与右矩形弹性腔模硅片10形成的矩形弹性模腔,13为供液管, 14为电极引线。
对照例制备方法:
依图30-1、图30-2所示的装置制作,其中,弹性腔模是由左、右两片圆形弹性腔模组成,其中8代表左圆形弹性腔模硅片,9代表圆形压电陶瓷片(圆周边四个可连成正方形的点固定),10代表石圆形弹性腔模硅片,11代表圆形硅橡胶海绵状多孔体(平均孔径如1μm及表面孔隙率如50%,不仅具有厚度方向,也具有径向方向的通导能力),12为左圆形弹性腔模硅片8与右圆形弹性腔模硅片10形成的圆形弹性模腔,13为供液管,14为电极引线。
实施例上述编号矩形组件,其长边与对照例中对应编号(相同编号)的圆形组件直径相等,但宽度为对照例中对应编号(相同编号)的圆形组件直径的一半,其他相互对应部位尺寸均相等,实施例及其对照例的多孔体材质、平均(表面)孔径及表面孔隙率等相同。
实施例14及其对照例
实施例制备方法:
依图30-1、图30-3所示的装置制作,其中,弹性腔模是由左、右两片矩形弹性腔模组成,其中8代表左矩形弹性腔模硅片,9代表矩形压电陶瓷片(四个拐角处固定),10代表右矩形弹性腔模硅片(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于5倍以上),11b代表弹性腔模硅片10加工出的微圆形贯穿孔,12为左矩形弹性腔模硅片8与右矩形弹性腔模硅片10形成的矩形弹性模腔,13为供液管,14为电极引线。
对照例制备方法:
依图30-1、图30-3所示的装置制作,其中,弹性腔模是由左、右两片圆形弹性腔模组成,其中8代表左圆形弹性腔模硅片,9代表圆形压电陶瓷片(圆周边四个可连成正方形的点固定),10代表右圆形弹性腔模硅片,11b代表弹性腔模硅片10加工出的微圆形贯穿孔,12为左圆形弹性腔模硅片8与右圆形弹性腔模硅片10形成的圆形弹性模腔,13为供液管,14为电极引线。
实施例上述编号矩形组件为正方形,其边长与对照例中对应编号(相同编号)的圆形组件直径相等,其他相互对应部位尺寸均相等,实施例及其对照例的多孔体材质、平均(表面)孔径及表面孔隙率等相同。
实施例15及其对照例
实施例15,除重叠面积占压电陶瓷板的面积约50%,振动板为金属橡胶复合板((其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于10倍以上)),其两外层分别为25%厚度的钛合金层,中间层为70%厚度的橡胶层(该振动板未与该压电陶瓷板重叠的区域的长度约为该压电陶瓷板的长度的50%)外,其他均同实施例3。
对照例15
除重叠面积占压电陶瓷板的面积约30%(该振动板未与该压电陶瓷板重叠的区域的长度约为该压电陶瓷板的长度的70%)外,其他分别与实施例3相同。
实施例16及其对照例
实施例16-1制备方法:根据图31~34(图33是沿图32中线VI-VI的截面图)所示制备,其中超声雾化片10通过将基本为矩形的压电陶瓷板11粘合到基本为矩形的金属板12(其中,压电陶瓷板1中压电活性区内相对电极间的距离为振动板厚度的一半,振动板机械强度比压电陶瓷板大于10倍以上)的表面上而构成的。在压电陶瓷板11的正面和背面上分别有电极11a和11b,在厚度方向上极化,金属板12(较佳地)基本为矩形形状,其宽度基本上与压电陶瓷板11的宽度相同(但少于箱体内部宽度,从而使超声雾化片10的正面和背面上限定储液空间25和26相通),长度略长于压电陶瓷板11的长度,与压电板11 的背面电极11b电连接,对于金属板12,(较佳地)采用具有优良电导率和弹簧弹性的材料,具体地说,杨氏模量(较佳地)接近于压电陶瓷板11的杨氏模量。因此,金属板12较佳地由磷铜42Ni或304不锈钢或其它合适材料制成,顺便说,如果金属板12由42Ni或304不锈钢制成,热膨胀系数接近于陶瓷(如 PZT)的热膨胀系数,那么,金属板12可实现较高的可靠性。在这实施例中,压电陶瓷板11在金属板12 的长度方向上偏位的位置上被粘合于一个表面上,金属板12有一露出部分12a,通过在其长度方向上将金属板12露出于其它表面而限定。
在外壳20的底壁上形成一个或多个导液孔21,将多孔体30(地聚合物类海绵体,具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力,平均孔径为5.0μm,孔隙率均为50%)密封并附着于外壳20 的上表面上的开口。在多孔体30上已形成众多个雾化用微孔31。在外壳20的两个短边的内表面上设置阶梯形的彼此面对面的支承部分22a和22b。将超声雾化片10放置在支承部分22a和22b上,使得金属板 12面向下,金属板12的两个短边通过诸如硅粘合剂的弹性粘含剂23而固定。超声雾化片10的两个长边与外壳20之间的空间24不密封,结果,在超声雾化片10的正面和背面上限定上下相通的储液空间25和 26(为了更好的发挥超声雾化片10的功率或性能,多孔体30与超声雾化片10的相距1mm~2mm以内为了较大的储液空间(26),超声雾化片10与外壳20的内壁相距2~8mm)。
引线13和14通过焊接或其它合适方法分别连接至金属板12的露出部分12a和压电陶瓷板11的正表面电极11a,通过外壳20和多孔体30之间的空间引导到外侧。当将交流电压施加在引线13与14之间时,通过将超声雾化片10长度方向上的两个端部定位于支承部分上,超声雾化片10弯曲并以厚度弯曲模式振荡,弯曲振荡引起正面和背面上的储液空间25和26谐振,由此从雾化用微孔31雾化液体。
图34详细示出作为外壳20的一个支承部分的支承部分22b。注意限定外壳20的另一个支承部分的支承部分22a较佳地具有与支承部分22b的相同的结构,因此省略对其描述。
在支承部分22b的顶部支承表面27基本上为弓形截面,以致于支承表面27的曲率中心O位于超声雾化片10的周边的下表面附近。参考图34,参考符号A表示支承宽度(用以涂覆超声雾化片的粘合剂的涂覆宽度),参考符号B表示外壳20与超声雾化片10之间的间隙。
较佳地,按照以下关系表达式设定支承表面27的曲率半径r
如果r约在0.3mm≤r≤1.0mm的范围内,在振荡特性和支承上可实现合适的雾化结果。
图35示出在利用平表面作为支承表面(根据常规例子:对照例16-2/实施例16-2)的情况中以及在利用曲面作为支承表面(根据本发明的较佳实施例)的情况中,当在金属板12与正面电极11a之间输入1Vrms的正弦波信号时,雾化器的雾化量。
对照例除以下不同外,其他均与实施例16-1相同:
对照例16-1,其中多孔体为仅具有厚度方向,不具有长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体(即孔为厚度方向的贯穿孔(如图30-3中11b所示),尺寸、材质、平均(表面)孔径及表面孔隙率等与实施例相同):
对照例16-2/实施例16-2,支承表面为平面;
对照例16-3:
除压电陶瓷板1中压电活性区内相对电极间的距离增加至与振动板厚度一样,其他均与其对应的实施例(实施例16-1)相同;
对照例16-4:
除振动板为脆性塑料板,机械强度为压电陶瓷板1的1.2至1.5倍,其他均与其对应的实施例(实施例16-1)相同。
对照例16-5制备方法:
除压电陶瓷板1的几何中心处设置一正方形通孔,其边长为压电陶瓷板1宽度的30%外,其他均同实施例16-1。
实施例17及其对照例其
实施例17-1、2依实施例1的方法及样式,仅压电陶瓷板的长度变化,其中压电陶瓷板的长度与振动板长度之比分别为0.72、0.5,其他与实施例1一样。
对照例17-1
仅压电陶瓷板的长度变化,其中压电陶瓷板的长度与振动板长度之比为0.97,其他与实施例1一样。
对照例17-2
无振动板,压电陶瓷板的长度变化,与实施例1中振动板长度之比为1,厚度、宽度等其他与实施例 1一样。
实施例18
其中的超声雾化片1制备方法为:
1)制作压电陶瓷板11(如长25mm宽15mm厚1mm的锆酸钛酸铅或其他任意压电材料),在其面积最大的一表面上涂满金属银(厚度约2μm),按图42中方式,在其中央区域(长约20mm,宽约10mm)用激光刻制叉指电极,四条边各留离边2.5mm宽的留边区,其中a=b=200μm,w=8mm,p=2a+2b=4a,两汇流条分别焊接导线/引线111,最后该元件表面喷涂聚酯类涂料,形成致密的保护膜将整个元件包裹,得元件1;
2)把上述制成的元件1无叉指电极的一面贴合安装(固定)在振动板12的大致中央部上(通过粘合剂粘合),得元件2,如该板为长30mm宽20mm厚1mm的硬树脂板(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于 5倍以上);
3)把长方体的多孔体5(具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体聚酯类熔喷体,平均孔径为15μm,孔隙率50%,其长度、宽度及厚度与压电陶瓷板11基本相同)分别贴合安装 (固定)在上述元件1、2上有叉指电极的一面上,得实施例18-1、18-2。
实施例18-3
除振动板为脆性塑料板,机械强度为压电陶瓷板1的1.3至1.5倍,其他均与其对应的实施例18-2 相同。
实施例19
其中的超声雾化片1制备方法为:
1)制作压电陶瓷板11(如长25mm宽15mm厚15μm的镍铌酸铅或其他任意压电材料),在其面积最大的一表面上涂满金属银(厚度约1μm),按图42中方式,在其中央区域(长约20mm,宽约10mm)用光刻机刻制叉指电极,四条边各留离边2.5mm宽的留边区,其中a=b=50nm,w=8mm,p=2a+2b=4a,两汇流条分别焊接导线/引线111,最后该元件表面喷涂聚四氟乙烯涂料,形成致密的保护膜将整个元件包裹,得元件1;
2)把上述制成的元件1无叉指电极的一面贴合安装(固定)在振动板12的大致中央部上(通过粘合剂粘合),得元件2,如该板为长30mm宽20mm厚200μm的金属片(如304不锈钢或其他金属材料)(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于10倍以上);
3)把长方体的多孔体5(具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能力的多孔体聚四氟乙烯海绵体,平均孔径为5μm,孔隙率50%,其长度、宽度及厚度与压电陶瓷板11基本相同)分别贴合安装(固定)在上述元件1、2上有叉指电极的一面上,得实施例19-1、19-2。
实施例19-3
除振动板为脆性塑料板,机械强度为压电陶瓷板1的2至3倍,其他均与其对应的实施例19-2相同。
实施例20及其对照例
依实施例16-1的方法及样式,压电元件11作如下的改变,多孔体30与压电元件11的相距0.5mm以内,其中其他尺寸依压电元件11的尺寸(同比)相应适当调整,其他均与实施例16-1样。
上述压电元件1为:在压电陶瓷板(长15mm,宽7mm,厚度约为200μm的长方形形状的PZT类的陶瓷)面积最大的一表面上涂满金属银(厚度约2μm),按图42中方式,在其中央区域用光刻机刻制叉指电极,四条边各留离边约1mm宽的留边区,其中a=25μm,b=15μm,w=4mm,p=2a+2b=80μm,两汇流条分别分别焊接导线/引线13/14,最后该元件表面喷涂厚度为5~10μm的聚酰胺亚胺类的树脂,形成致密的保护膜将整个元件包裹。
对照例除以下不同外,其他均与实施例20相同,
对照例20
去掉振动板12,(为了固定)压电陶瓷板11中的长边略延长(厚度、宽度不变)至长度与实施例中振动板12的长度相同,其他不变与实施例相同。
实施例21
制备方法为:
1)制作超声雾化片1:在压电陶瓷板11(如长25mm宽15mm厚0.5mm的锆酸钛酸铅或其他任意压电材料)面积最大的相对的两表面上涂满金属银(厚度约2μm),按图42中方式,在其中央区域(长约20mm,宽约10mm)用激光刻制叉指电极,四条边各留离边2.5mm宽的留边区,其中a=b=20μm,w=8mm,p=2a+2b=4a,两汇流条分别焊接导线/引线111,上述导线/引线分别与交流电的两端连接,且使上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极(上、下表面上的叉指电极均从同一端开始计数)的极性相反(如串联模式,即压电陶瓷板11一端上、下表面两个汇流条电连接在一起,其另一端上、下表面两个汇流条分别电连接在交流(/或交变)电(信号)的两端),最后该元件表面喷涂聚酯类涂料,形成致密的保护膜将整个元件包裹,得元件1;
2)把上述制成的元件1有叉指电极的一面贴合安装(固定)在振动板12的大致中央部上(通过粘合剂粘合),得元件2,如该板为长60mm宽20mm厚1mm的硬树脂板(其中振动板机械强度比压电陶瓷板大于5倍以上);
3)把长方体的多孔体5(具有厚度方向及长度或/和宽度方向或/和径向方向通导能的多孔体聚酯类熔喷体,平均孔径为15μm,孔隙率50%,其长度、宽度及厚度与压电陶瓷板11基本相同)分别贴合安装(固定)在上述元件1或2上有叉指电极的两面上,得实施例21-1或21-2。
对照例
对照例中上述导线/引线分别与交流电的两端连接,且使上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极(上、下表面上的叉指电极均从同一端开始计数)的极性相同(如并联模式),除此外,其他均与实施例21-1相同。
说明:
(表面)孔径含义:多孔体与外界接触的表面上微孔的孔径大小,本文中含义均同此。
表面孔隙率含义:多孔体与外界接触的表面上微孔总面积与该表面整体面积之比,本文中含义均同此。
测试例
测试例1雾化性能试验
向各实施例或其对照例(有多孔体的一面向上,与垂直方向成45°向下的)超声雾化片中多孔体的最上端或容器内滴加待雾化液体(如水或水性溶液),在恒温恒湿环境(如温度25℃,相对湿度75%)下接通交流(/或交变)电(信号),使该液体雾化,滴加速度逐渐加大,直至有未能雾化的液滴从超声雾化片上滴落或容器内溢出,记录最大的没有未能雾化的液滴从超声雾化器上滴落或容器内溢出的滴加速度,即每分钟最大雾化量(g);测定雾化时距雾化器10cm处(同一方向或角度)的噪音;测定运行相同时间(如0.5~ 1小时)雾化后雾化器(同一位置)表面温度相对雾化前的升温值即温差。
用1380支实施例或对照例雾化器按上述方法重复1000次或直至损坏(1000次前),统计并计算重复 1000次前雾化器的损坏率。
以上实验结果见表1。
表1-1实施例及其对照例性能测试结果
实例1 | 对例1-1 | 对例1-2 | 对例1-3 | 对例1-4 | 实例2-1 | |
雾化量/g | 4.65 | 1.21 | 3.43 | 1.76 | 3.29 | 3.76 |
噪音/db | 28 | 38 | ||||
升温值/℃ | 6 | 13 | ||||
损坏率/% | 1.3 | 13.7 | 10.8 |
说明:上述实例代指实施例,上述对例代指对照例,下同。
表1-2实施例及其对照例性能测试结果
实例2-2 | 实例2-3 | 实例2-4 | 实例2-5 | 实例2-6 | 实例3 | |
雾化量/g | 6.63 | 10.2 | 7.72 | 15.8 | 27.6 | 3.59 |
损坏率/% | 6.4 |
表1-3实施例及其对照例性能测试结果
对例3-1 | 对例3-2 | 对例3-3 | 对例3-4 | 实例4-1 | 实例4-2 | |
雾化量/g | 1.77 | 2.71 | 1.98 | 2.60 | 10.7 | 6.58 |
损坏率/% | 16.8 |
表1-4实施例及其对照例性能测试结果
对例4 | 实例5-1 | 实例5-2 | 实例5-3 | 实例5-4 | 对例5-1 | |
雾化量/g | 3.87 | 5.73 | 3.52 | 4.25 | 11.6 | 1.11 |
损坏率/% | 2.3 |
表1-5实施例及其对照例性能测试结果
对例5-2 | 对例5-3 | 对例5-4 | 实例6-2 | 对例6-2 | 对例6-3 | |
雾化量/g | 1.78 | 2.75 | 1.87 | 8.74 | 3.96 | 6.12 |
损坏率/% | 11.6 | 1.6 | 17.5 |
表1-6实施例及其对照例性能测试结果
对例6-4 | 对例6-5 | 实例7-1 | 对例7-1 | 实例7-2 | 对例7-2 | |
雾化量/g | 4.85 | 5.78 | 19.4 | 0.65 | ||
噪音/db | 28 | 38 | ||||
升温值/℃ | 4 | 16 | ||||
损坏率/% | 12.5 | 1.5 | 10.9 |
表1-7实施例及其对照例性能测试结果
实例7-3 | 对例7-3 | 实例7-4 | 对例7-4 | 实例8 | 对例8 | |
雾化量/g | 16.3 | 0.84 | 1.81 | 0.52 | ||
噪音/db | 29 | 39 | 32 | 41 | ||
升温值/℃ | 5 | 17 | 7 | 13 | ||
损坏率/% | 17 | 123 | 63 | 108 |
表1-8实施例及其对照例性能测试结果
实例9 | 对例9-1 | 对例9-2 | 对例9-3 | |||
雾化量/ | 353 | 052 | 213 | 093 |
表1-9实施例及其对照例性能测试结果
实例10-1 | 实例10-2 | 对例10-1 | 对例10-2 | 对例10-3 | 对例10-4 | |
雾化量/g | 3.66 | 2.10 | 1.63 | 0.67 | 1.12 | 2.50 |
噪音/db | 29 | 36 | ||||
升温值/℃ | 5 | 10 | ||||
损坏率/% | 0.92 | 15.1 | 7.86 |
表1-10实施例及其对照例性能测试结果
表1-11实施例及其对照例性能测试结果
实例12-1 | 实例12-2 | 对例12-1 | 对例12-2 | 对例12-3 | 对例12-4 | |
雾化量/g | 392 | 234 | 159 | 086 | 127 | 271 |
噪音/db | 27 | 35 | ||||
升温值/℃ | 6 | 12 | ||||
损坏率/% | 15 | 167 | 913 |
表1-12实施例及其对照例性能测试结果
实例13 | 对例13 | 实例14 | 对例14 | 实例15 | 对例15 | |
雾化量/g | 1.78 | 1.49 | 2.12 | 1.52 | 3.98 | 2.53 |
噪音/db | 29 | 34 | ||||
升温值/℃ | 4 | 8 | ||||
损坏率/% | 3.3 | 6.9 |
表1-13实施例及其对照例性能测试结果
表1-14实施例及其对照例性能测试结果
实例17-1 | 实例17-2 | 对例17-1 | 对例17-2 | 实例18-1 | 实例18-2 | |
雾化量/g | 1.28 | 2.32 | ||||
损坏率/% | 1.7 | 1.1 | 3.8 | 16.3 | 12.5 | 3.67 |
表1-15实施例及其对照例性能测试结果
实例18-3 | 实例19-1 | 实例19-2 | 实例19-3 | 实例20 | 对例20 | |
雾化量/g | 1.69 | 13.0 | 25.6 | 17.7 | 13.6 | 8.73 |
损坏率/% | 8.13 | 17.8 | 3.12 | 12.3 | 3.83 | 15.8 |
表1-16实施例及其对照例性能测试结果
实例21-1 | 实例21-2 | 对例21 | ||||
雾化量/g | 18.6 | 26.2 | 3.63 | |||
损坏率/% | 11.3 | 2.8 | 13.2 |
Claims (16)
1.一种超声雾化片,其特征在于包括压电陶瓷板,
该压电陶瓷板相对的两表面上或/和相对的两表面下层内设置有相邻的叉指电极成为压电活性区,并使上述压电陶瓷板的上表面上的第一叉指电极的极性与下表面上的第一叉指电极的极性相反,上述的上、下表面上的叉指电极均从上述压电陶瓷板同一端开始计数。
2.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于所述压电陶瓷板的相对的两表面上或/和相对的两表面下层内所述的叉指电极对称地设置。
3.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于还包括振动板,所述压电陶瓷板设置在该振动板上。
4.根据权利要求3所述的超声雾化片,其特征在于还包括容器,上述超声雾化片设置在上述容器内或设置在容器表面上或设置成上述容器壁体的一部分。
5.根据权利要求3所述的超声雾化片,其特征在于还包括多孔体和容器,上述多孔体设置成上述容器的壁体的一部分或全部或设置在容器外表面上。
6.根据权利要求3所述的超声雾化片,其特征在于还包括多孔体,上述多孔体设置在离上述超声雾化片表面距离0至10mm内。
7.根据权利要求3所述的超声雾化片,其特征在于还包括多孔体,上述多孔体设置在上述超声雾化片表面上。
8.根据权利要求7所述的超声雾化片,其特征在于从厚度方向观察,该多孔体有微孔的区域与该超声雾化片所述的压电活性区互相部分或完全重合。
9.根据权利要求8所述的超声雾化片,其特征在于所述多孔体有微孔的区域有30%以上的面积区域与所述超声雾化片的压电活性区相重合;或者上述超声雾化片的压电活性区有30%以上的面积区域与所述多孔体有微孔的区域相重合。
10.根据权利要求8所述的超声雾化片,其特征在于所述多孔体有微孔的区域有50%以上的面积区域与所述超声雾化片的压电活性区相重合;或者上述超声雾化片的压电活性区有50%以上的面积区域与所述多孔体有微孔的区域相重合。
11.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度或相邻叉指电极指条间的距离分别为10nm~1mm。
12.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极指条的压电活性有效长度为0.5mm~30mm。
13.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极的指条宽度与所述相邻叉指电极指条间的距离相等。
14.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于所述叉指电极选自栅栏电极。
15.根据权利要求1所述的超声雾化片,其特征在于相同极性的所述叉指电极指条与同一汇流条相连或相通,另一极性的所述叉指电极指条则与另一汇流条相连或相通。
16.一种电子烟装置,其特征在于包括根据权利要求1至15任意之一所述的超声雾化片。
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