CN217250121U - 一种超声波雾化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波雾化器，包括：雾化件,所述雾化件包括出雾口、底壁和侧壁，所述底壁和侧壁围合形成雾化腔,出雾口位于远离底壁的一端；换能器，所述换能器与所述的底壁连接。其中，所述侧壁靠近底壁处设有用于液体进入雾化腔的进液孔，液体于雾化件的内壁被雾化并从出雾口排出。本申请超声波雾化器具有雾化效率高的优点。

Description

一种超声波雾化器

技术领域

本申请涉及超声波技术领域，特别涉及一种超声波雾化器。

背景技术

超声波液体雾化，就是利用超声波的机械能，把液体打散，直接形成很细的水珠。超声波液体雾化，需要有二个必要的条件。第一，是要有超声波振动；第二，被雾化的液体，要均匀地铺展在振动面上，不能太薄也不能太厚。太薄，影响雾化产量；太厚，影响雾化效率。而且，随着现有液体的雾化，还需要有源源不断的液体补充进去。

目前雾化器的不足：第一，没有足够大的超声波振动面。第二，均匀铺展和补充液体困难，这个铺展，需要液体是尽可能的自然状态，而且，液体厚度可控。第三，雾化产生的雾气收集困难。雾化面积越大，有效收集就越困难。因为目前雾化器存在上述问题，所以超声波雾化器的雾化效率比较低。

基于以上问题，有必要研发出一种高效率的超声波雾化器。

实用新型内容

为了解决超声波雾化器雾化效率低的技术问题，本申请提供一种超声波雾化器。

本申请提供的一种超声波雾化器，采用如下的技术方案：一种超声波雾化器，包括：雾化件,所述雾化件包括出雾口、底壁和侧壁，所述底壁和侧壁围合形成雾化腔,出雾口位于远离底壁的一端；换能器，所述换能器与所述的底壁连接；其中，所述侧壁靠近底壁处设有用于液体进入雾化腔的进液孔，液体于雾化件的内壁被雾化并从出雾口排出。

通过采用上述技术方案，解决了以往超声波雾化器雾化效率低且雾化后的液体分散不容易收集的问题。以前的超声波雾化器，都是在敞开的空间进行雾化的，液体雾化的位置，都是在超声波发射头的外表面。本技术方案超声波雾化器底壁和侧壁围合形成雾化腔,出雾口位于远离底壁的一端，液体雾化的位置是在超声波雾化件的内表面。带来的第一个优点是：液体在雾化件表面均匀铺展的问题解决了，只要有流体力学知识的技术人员，都可以轻松的设计液体的流动轨迹以实现液体在雾化件内表面均匀附着流动的效果。第二个优点：液体在雾化腔内雾化，因为侧壁的隔离保护作用，超声波雾化受到外界的干扰也大大减小了。第三个优点：因为底壁和侧壁围合形成雾化腔，出雾口位于远离底壁的一端，所以被雾化的液体集中从出雾口排出，雾气收集的问题也解决了。第四个优点：如果液体在雾化腔雾化的过程当中有雾气凝结了，凝结以后的液体回落到雾化件内壁，又可以重新被雾化，提高了回收利用效率。

进一步的方案，还包括位于侧壁且靠近底壁的进气孔，所述进气孔用于空气进入雾化腔并将雾化后的液体从出雾口带出。

通过采用上述技术方案，从进气孔进入的空气可以将雾化腔内的雾化液体及时从出雾口排出，提高了出雾效率。通过控制进入雾化腔的空气的流速可以控制出雾口出雾的速度，可以根据不同的使用场景调节不同的空气流速，满足多样化的需求。

进一步的方案，还包括变幅杆，所述换能器通过变幅杆与底壁连接。

通过采用上述技术方案，变幅杆可以将换能器的超声波振动放大形成纵向振动和横向振动，可以提高振动效率和传递效率，并且将振动集中传递到雾化件，使雾化腔内的液体得到强烈的振动、迅速雾化，提高雾化效果。

进一步的方案，所述换能器用于驱动雾化件产生纵向振动和横向振动。

通过采用上述技术方案，可以使进入雾化腔内的液体在横向振动作用下沿着雾化件的内壁周向铺展开来，周向铺展开的液体在纵向振动的作用下沿着内壁向出雾口方向流动，以此将液体附着在整个雾化件的内壁上不脱离内壁，通过充分利用内壁面积进而扩大了雾化的面积、提高了雾化效率。现有的超声波雾化器都是充分利用纵向振动尽量减小或者避免横向振动，本技术方案通过调节纵向振动和横向振动的频率和振幅，再通过控制液体的流量可以控制附着在内壁的液体的厚度，从而控制雾化的颗粒粗细和雾化量。

进一步的方案，液体从进液孔进入雾化腔的方向线与雾化腔的轴线成一锐角。

通过采用上述技术方案，充分利用液体进入雾化腔的方向和动能，在雾化腔的内表面，让液体在内壁铺展开来充分雾化。不让液体脱离雾化腔内表面在空中飞行。

进一步的方案，所述雾化件的长度为换能器振动的半波长的整数倍。

通过采用上述技术方案，可以保证雾化器稳定、可靠、高效地工作。根据谐振的工作原理，当雾化件的长度为超声波半波长的整数倍时，对声波的阻挡最小，使超声波辐射压强产生的强烈空化效应、机械振动、扰动效应、高的加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用等多级效应强度达到峰值，增大物质分子运动频率和速度。长度越长，内表面积就越大。也就是雾化的工作面积越大，雾化的产量也就越高。

进一步的方案，所述雾化腔横截面积从底壁向出雾口逐步扩大。

通过采用上述技术方案，可以在不增加雾化件长度的情况下，增大雾化腔的内表面积。另外，靠近底壁处的雾化浓度高，有利于雾化后的液体向出雾口扩散。

进一步的方案，所述雾化腔横截面积从底壁到出雾口保持不变。

通过采用上述技术方案，雾化腔内的雾化浓度相同，雾化更集中，通过空气将雾化后的液体从出雾口带出可以产生一定的流速，出雾更集中距离更远。

进一步的方案，所述雾化件的直径为换能器振动波长的0.15～0.25倍。

通过采用上述技术方案，这样既能够保持超声波振动的稳定高效，也能够尽可能扩大雾化面积、提升雾化效率。

进一步的方案，所述雾化件的内壁设有沟槽。

通过采用上述技术方案，有利于液体在内壁形成均匀铺展的形状，扩大雾化面积、提高雾化效率。

进一步的方案，所述沟槽为圆环形。

通过采用上述方案，通过沟槽圆环形设计，可以使液体沿着沟槽周向流动，提高液体在内壁周向的铺展效果。

综上所述，本申请具有以下至少一种有益技术效果：

1、本申请通过对雾化腔内的液体进行雾化，解决了以往超声波雾化器雾化效率低且雾化后的液体分散不容易收集的问题。

2、本申请通过设置进气孔，从进气孔进入的空气可以将雾化腔内的雾化液体及时从出雾口排出，提高了出雾效率。

3、本申请设有变幅杆可以产生纵向振动和横向振动，以此将液体附着在整个雾化件的内壁上不脱离内壁，充分利用了内壁面积进而扩大了雾化的面积、提高了雾化效率。

4、本申请设定了雾化件的长度，可以保证雾化器稳定、可靠、高效地工作。

5、本申请通过设定了空气和液体进入雾化腔的方向和角度，从而充分利用液体进入雾化腔的方向和动能，在雾化腔的内表面，让液体在内壁铺展开来充分雾化。从进气孔进入的空气可以将雾化腔内的雾化液体及时从出雾口排出，提高了出雾效率。

6、本申请通过对雾化腔截面形状进行了优化，可以根据不同需要调节雾化面积和出雾的效果，可以满足多样化的需求。

7、本申请通过在雾化件的内壁设置沟槽及对雾化件的直径进行优化设计，有利于液体在内壁形成均匀铺展的形状，可以优化雾化面积、提升雾化效率。

附图说明

图1是本申请超声波雾化器实施例一的局部剖面示意图；

图2是本申请超声波雾化器实施例二的局部剖面示意图；

图3是本申请超声波雾化器实施例三的局部剖面示意图；

图4是本申请超声波雾化器实施例四的局部剖面示意图；

图5是本申请超声波雾化器实施例五的局部剖面示意图；

图6是本申请超声波雾化器实施例六的局部剖面示意图；

图7是本申请超声波雾化器实施例七的局部剖面示意图；

图8是本申请超声波雾化器实施例八的局部剖面示意图；

图9是本申请超声波雾化器实施例九的局部剖面示意图。

附图中：

1、换能器；2、变幅杆；3、进液孔；4、侧壁；5、出雾口；6、内壁；7、雾化腔；8、进气孔；9、底壁；10、环形槽；11、螺旋槽；α、液体入射角；β、空气入射角。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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申请的限制。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

请参阅图1所示，本实施例公开了一种超声波雾化器，超声波雾化器包括换能器1、变幅杆2和雾化件，雾化件如图中剖面所示包括底壁9、侧壁4和出雾口5，底壁9和侧壁4围合形成雾化腔7，出雾口5位于远离底壁9的一端。换能器1通过变幅杆2与雾化件相连接，连接方式可以是一体式成型，也可以是分体成型然后通过焊接或者紧固螺栓固定为一体。在侧壁4上设有进液孔3和进气孔8，进液孔3和进气孔8对向设置并靠近底壁9一端。雾化腔7为一圆台形状，靠近底壁9处的直径小，出雾口5处的直径大。进液孔3的轴线与雾化腔7的轴线夹角为90度，在实际设计的时候，夹角在10度到90度范围内都可以，最优的范围是30度到80度之间。进气孔8的轴线与雾化腔7的轴线夹角为90度，在实际设计的时候，夹角在10度到90度范围内都可以，但是进气的方向要和进液的方向一致，也就是都要向着出雾口5的方向。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

通过控制液体进入的压力和进液孔3的形状、大小和角度，可以设计液体沿着内壁6成螺旋状均匀分布并前进。通过控制液体进入的压力和进液孔3的形状和角度，还可以调节液体层的厚度。超声波纵向振动，在雾化件壁厚足够的前提下，长度可以成倍增加，只要超声波能量足够，纵向振动的超声波管道，可以有5倍或10倍长。长度越长，雾化腔7内表面积就越大。也就是说雾化的工作面就越大，雾化的产量就越高，雾化效率也就更高。

进液孔3可以根据实际需要开设多个，可以周向均布，也可以采用其他不均布的方式设置。

在实际应用中，雾化件的长度是换能器1振动的半波长的整数倍。现用20kHz和15kHz两种频率的雾化件长度与半波长和频率的优选配置举例如下：

举例	频率kHz	半波长mm	雾化件实际长度mm	材料	长度倍数
						例1	20	120	122	钛合金	1
例2	20	120	365	钛合金	3
						例3	20	120	455	钛合金	4
例4	15	160	163	钛合金	1
						例5	15	160	310	钛合金	2
例6	15	160	610	钛合金	4

本实施例超声波雾化器的工作原理如下：换能器1产生超声波纵向振动通过变幅杆2放大形成纵向振动和横向振动，变幅杆2将纵向振动和横向振动传递给底壁9,底壁9再将超声波振动传递给侧壁4，在侧壁4形成纵向振动和横向振动。液体从进液孔3进入雾化腔7,在超声波振动、流速、表面张力及重力的共同作用下，液体从进液孔3沿雾化件的内壁6向出雾口5铺展流动,在侧壁4的纵向振动和横向振动作用下，液体在流动过程中被雾化并向出雾口5扩散。空气从进气孔8进入雾化腔7并向着出雾口5流动，如图中虚线箭头所示，雾化后的液体被雾化腔7内的空气加速从出雾口5带出。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例二

请参阅图2所示，本实施例公开了超声波雾化器的另一种结构，与实施例一的区别在于，本实施例的雾化腔7为圆筒状，也就是内壁6的直径相同。雾化件的直径为换能器1振动波长的0.15～0.25倍。设计的雾化件的直径范围和频率、波长的对应关系举例如下：

直径范围mm	20～80	25～100	10～50
				最优直径范围mm	38～55	40～70	25～40
频率kHz	20	15	28
				波长mm	240	320	170

实施例三

请参阅图3所示，本实施例公开了超声波雾化器的第三种结构，与实施例二的区别在于内壁6设有环形槽10，环形槽10沿内壁6轴向均布设置。环形槽10设计成有利于液体形成均匀铺展的形状，纵截面也就是轴向截面为一个峰峰值1mm，波长6mm的正弦波，横截面即径向截面为一圆形。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例四

请参照图4所示，本实施例公开了超声波雾化器的第四种结构，与实施例三的区别在于，内壁6的槽为螺旋槽11，从底壁9延伸至出雾口5。螺旋槽11设计成有利于液体形成均匀铺展的形状，纵截面也就是轴向截面为一个峰峰值1mm，波长6mm的正弦波，横截面即径向截面为一圆形。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例五

请参照图5所示，本实施例公开了超声波雾化器的第五种结构，与实施例二的区别在于，进液孔3和进气孔8的角度不同。进液孔3轴线与雾化腔7的轴线夹角也即液体入射角α为10度到90度范围，最优的范围是30度到80度之间。进气孔8的轴线与雾化腔7的轴线夹角即图示中空气入射角β在10度到90度范围内，进气的方向和进液的方向一致，也就是都要向着出雾口5的方向。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例六

请参照图6所示，本实施例公开了超声波雾化器的第六种结构，与实施例五的区别在于，进液孔3和进气孔8位于同一侧在雾化腔7的下部，方向相同。进气孔8靠近底壁9一侧，进液孔3为靠近出雾口5的一侧。进液孔3轴线与雾化腔7的轴线夹角也即液体入射角α为10度到90度范围，最优的范围是30度到80度之间。进气孔8的轴线与雾化腔7的轴线夹角即图示中空气入射角β在10度到90度范围内。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例七

请参照图7所示，本实施例公开了超声波雾化器的第七种结构，与实施例六的区别在于，进液孔3和进气孔8位置不同，进液孔3靠近底壁9一侧，进气孔8为靠近出雾口5的一侧。进液孔3轴线与雾化腔7的轴线夹角也即液体入射角α为10度到90度范围，最优的范围是30度到80度之间。进气孔8的轴线与雾化腔7的轴线夹角即图示中空气入射角β在10度到90度范围内。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例八

请参照图8所示，本实施例公开了超声波雾化器的第八种结构，与实施例七的区别在于，进液孔3和进气孔8位置在雾化腔7的上部。进液孔3靠近底壁9一侧，进气孔8为靠近出雾口5的一侧。进液孔3轴线与雾化腔7的轴线夹角也即液体入射角α为10度到90度范围，最优的范围是30度到80度之间。进气孔8的轴线与雾化腔7的轴线夹角即图示中空气入射角β在10度到90度范围内。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

实施例九

请参照图9所示，本实施例公开了超声波雾化器的第九种结构，与实施例八的区别在于，进液孔3和进气孔8位置不同，进气孔8靠近底壁9一侧，进液孔3为靠近出雾口5的一侧。进液孔3轴线与雾化腔7的轴线夹角也即液体入射角α为10度到90度范围，最优的范围是30度到80度之间。进气孔8的轴线与雾化腔7的轴线夹角即图示中空气入射角β在10度到90度范围内。图示中实线箭头为液体的流动方向，虚线箭头为空气的流动方向。

在具体实施过程中，还有其他很多种组合实施方式，例如实施例三中的环形凹槽可以分别与实施例五、六、七、八、九组合，实施例四中的螺旋形凹槽也可以分别与实施例五、六、七、八、九组合从而形成新的实施方式，在此不一一例举。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (11)

1.一种超声波雾化器，其特征在于，包括：

雾化件,所述雾化件包括出雾口(5)、底壁(9)和侧壁(4)，所述底壁(9)和侧壁(4)围合形成雾化腔(7),出雾口(5)位于远离底壁(9)的一端；

换能器(1)，所述换能器(1)与所述的底壁(9)连接；

其中，所述侧壁(4)靠近底壁(9)处设有用于液体进入雾化腔(7)的进液孔(3)，液体于雾化件的内壁(6)被雾化并从出雾口(5)排出。

2.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，还包括位于侧壁(4)且靠近底壁(9)的进气孔(8)，所述进气孔(8)用于空气进入雾化腔(7)并将雾化后的液体从出雾口(5)带出。

3.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，还包括变幅杆(2)，所述换能器(1)通过变幅杆(2)与底壁(9)连接。

4.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，所述换能器(1)用于驱动雾化件产生纵向振动和横向振动。

5.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，液体从进液孔(3)进入雾化腔(7)的方向线与雾化腔(7)的轴线成一锐角。

6.根据权利要求4所述的超声波雾化器，其特征在于，所述雾化件的长度为换能器(1)振动的半波长的整数倍。

7.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，所述雾化腔(7)横截面积从底壁(9)向出雾口(5)逐步扩大。

8.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，所述雾化腔(7)横截面积从底壁(9)到出雾口(5)保持不变。

9.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，所述雾化件的直径为换能器(1)振动波长的0.15～0.25倍。

10.根据权利要求1所述的超声波雾化器，其特征在于，所述雾化件的内壁(6)设有沟槽。

11.根据权利要求10所述的超声波雾化器，其特征在于，所述沟槽为圆环形。

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