TWI353890B - Fluid transmission device with multi flow channels - Google Patents

Description

1353890 • τ [0001] [0002] [0003] [0004] 100年07月12日梭正替换頁發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種多流道流體輸送裝置，尤指一種具有複 數個雙腔體致動結構之多流道流體輸送裝置。 【先前技術】 目前於各領域中無論是醫藥、電腦科技、列印、能源等 工業，產品均朝精緻化及微小化方向發展，其中微泵浦 、喷霧器、喷墨頭、工業列印裝置等產品所包含之流體 輸送結構為其關鍵技術，是以，如何藉創新結構突破其 技術瓶頸，為發展之重要内容。 請參閱第一圖，其係為習知微泵浦結構之結構示意圖， 習知微泵浦結構10係由閥體座11、閥體蓋體12、閥體薄 膜13、微致動器14及蓋體15所組成，其中，閥體薄膜13 係包含入口閥門結構131及出口閥門結構132，閥體座11 包含入口通道111及出口通道112、閥體蓋體12與微致動 器14間定義形成一壓力腔室123，閥體薄膜13設置在閥體 座11與閥體蓋體12之間。 當一電壓作用在微致動器14的上下兩極時，會產生一電 場，使得微致動器14在此電場之作用下產生彎曲，當微 致動器14朝箭號X所指之方向向上彎曲變形，將使得壓力 腔室123之體積增加，因而產生一吸力，使閥體薄膜13之 入口閥門結構131開啟，使液體可自閥體座11上之入口通 道111被吸取進來，並流經閥體薄膜13之入口閥門結構 131及閥體蓋體12上之入口閥片通道121而流入壓力腔室 123内，反之當微致動器14因電場方向改變而朝箭號X之 097112266 表單編號Α0101 第5頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12曰皮E菩換百 反方向向下彎曲變形時，則會壓縮壓力腔室123之體積， 使得壓力腔室123對内部之流體產生一推力，並使閥體薄 膜13之入口閥門結構131、出口閥門結構132承受一向下 推力，而出口閥門結構132將開啟，並使液體由壓力腔室 123經由閥體蓋體12上之出口閥門通道122、閥體薄膜13 之出口閥門結構132，而從閥體座11之出口通道112流出 微泵浦結構10外，因而完成流體之傳輸過程。 [0005] 雖然習知微泵浦結構10能夠達到輸送流體的功能，但是 其係使用單一致動器配合單一壓力腔室、單一流通管道 、單一進出口以及單一對的閥門結構設計，若要使用微 泵浦結構10來提升流量，必須利用銜接機構將多個微幫 浦結構10進行連接並堆疊設置，然而此種連接方式除了 需額外耗費銜接機構之成本外，多個微泵浦結構10所組 合起來的體積將過大，使得最終產品之體積增加而無法 符合微小化之趨勢。 [0006] 因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失並達到增 加流量並縮小體積之具有複數個雙腔體致動結構之多流 道流體輸送裝置，實為目前迫切需要解決之問題。 【發明内容】 [0007] 本案之主要目的在於提供一種具有複數個雙腔體致動結 構之多流道流體輸送裝置，俾解決以習知微泵浦結構來 提升流量時，必須利用銜接機構將多個微幫浦結構進行 連接並堆疊設置，將額外耗費銜接機構之成本，且多個 微泵浦結構所組合起來的體積過大，無法符合產品微小 化之趨勢等缺點。 097112266 表單編號A0101 第6頁/共41頁 1003250744-0 1353890 • l [0008]

100年07月12日梭年替換頁 為達上述目的，本案之一較廣義實施樣態為提供一種具 有複數個雙腔體致動結構之多流道流體輸送裝置，用以 傳送流體，其係包含：匯流裝置，其係具有：兩側面， 其係相互對應；複數個第一流道及複數個第二流道，其 係貫穿兩側面；入口通道，其係設置於兩側面之間，並 與複數個第一流道相連通；出口通道，其係設置於兩側 面之間，並與複數個第二流道相連通；複數個雙腔體致 動結構，彼此之間係並排設置於匯流裝置上；其中，每 一雙腔體致動結構係具有第一腔體及第二腔體，其係對 稱設置於匯流裝置之兩側面，第一腔體及第二腔體係各 自包括：閥體蓋體，其係設置於匯流裝置上；閥體薄膜， 其係設置於匯流裝置與閥體蓋體之間，且具有複數個第 一閥門結構及複數個第二閥門結構；以及複數個暫存室 ，間體薄膜與閥體蓋體之間係具有至少一第一暫存室， 以及於閥體薄膜與閥體座之間係具有至少一第一暫存室 ;致動裝置，其週邊係設置於閥體蓋體上。 【實施方式】 [0009] 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明 中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有 各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及 圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。 [0010] 本案主要係藉由匯流裝置及利用對稱堆疊的方式，將複 數個雙腔體致動結構與匯流裝置組成本案之流體輸送裝 置，能夠提昇流量及揚程，且流體輸送裝置的體積不會 過大，非常適合用於流量及揚程需求相對較高之應用場 097112266 表單編號A0101 第7頁/共41頁 1003250744-0 1353890 ΙΟΟ年07月12日孩正雜頁 合，且每一雙腔體致動結構配合多個流通管道、多個進 出口或暫存腔及其多個閥門結構之配置概念，可提供流 體多個進出腔體之通道，減少流體留在腔體内部循環， 使致動器動能有較高效率轉換為流體輸送裝置之流體的 流出動能。 [0011] 請參閱第二圖，其係本案較佳實施例之具有複數個雙腔 趙致動結構之多流道流體輸送裝置之分解結構示意圖， 如圖所示，本實施例之多流道流體輸送裝置2係由匯流裝 置21以及複數個雙腔體致動結構所構成，於本案實施例 $ 中，將以多流道流體輸送裝置2包含2個雙腔體致動結構 的實施態樣提出說明，即第一雙腔體致動結構22及第二 雙腔體致動結構23，且第一雙腔體致動結構22與第二雙 腔體致動結構23的結構係實質上相同，但是本案之多流 道流體輸送裝置2可包含之雙腔體致動結構並侷限於2個 ，可依實際需求增加設置。 [〇〇12] 本案之多流道流體輸送裝置2所包含之每一雙腔體致動結 構於匯流裝置21的上下側面各包含一腔體，且每—雙腔 · 體致動結構彼此之間係並排設置於匯流裝置21上，請再 參閱第二圖並配合第三圖A，其中第三圖A係為第二圖之 組裝完成後之結構示意圖’本案之第一雙腔體致動結構 22於匯流裝置21的第一側面211上係具有第一腔體22a， 而第二側面212上具有第二腔體22b，第一腔體22a具有 閥體蓋體221a、閥體薄膜222a、致動裝置223a及蓋想 224a，而第二腔體22b同樣具有閥體蓋體221b、間趙薄 膜222b、致動裝置223b及蓋體224b等結構，且第一腔體 097112266 表單編號A0101 第8頁/共41頁 1003250744-0 1353890 • $ 100年07月12日按正番狭 22a、第二腔體22b係以匯流裝置21為中心鏡像對稱設置 〇 [0013] 另外’本案之第二雙腔體致動結構23於匯流裝置21的第 一侧面211上同樣具有第一腔體23a，而第二側面212上 同樣具有第二腔體23b，第一腔體23a具有閥體蓋體231a 、閥體薄膜232a、致動裝置233a及蓋體234a，而第二腔 體23b同樣具有間體蓋體231b、閥體薄膜232b、致動裝 置233b及蓋體234b ’且第一腔體23a、第二腔體23b係以 • [0014] 匯流裝置21為中心鏡像對稱設置。 至於，本實施例之第一雙腔體致動結構22係與第二雙腔 體致動結構23並排設置於匯流裝置21上，即第一雙腔體 致動結構22之第一腔體22a與第二雙腔體致動結構23之第 一腔體23a並排設置於匯流裝置21之第一側面211上，而 第一雙腔體致動結構22之第二腔體22b與第二雙腔體致動 結構23之第二腔體23b並排設置於匯流裝置21之第二側面 212 上。 籲[0015] 請參閱第二圖、第三圖B並配合第三圖C、第三圖d及第四 圖E ’其中第三圖B係為第三圖A所示之多流道流體輸送裝 置之俯視透視圖，其中為了避免圓式太複雜第三圖B中僅 以匯流裝置及閥體薄膜來代表整個流體輪送裝置。第三 圖C係為本案第二圖B之多流道流體輸送裝晉之匯流裝詈 的A-Α剖面圖’至於第三圖Β中所示之a~a、B-B及b-b 剖面的結構及作動方式係與A-A相同，因此以下將僅以A_ A剖面之結構提出說明》第三圖D係為本案第三之多流 097112266 道流體輸送裝置之匯流裝置的C-C剖面圖。第三圖£係為 表單編號 A0101 $ 9 頁/共 41 頁 1003250744-0 1353890 1ΌΟ年07月12 Θ按正_頁 本案第三圖Β之多流道流體輸送裝置之匯流裝置的D-D剖 面圖，如第二圖所示，匯流裝置21大致成一長條狀矩形 結構，具有相互對應之第一側面211及第二側面212，且 匯流裝置21設置有複數個第一流道、複數個第二流道、

入口通道215以及出口通道216，如第三圖C至第三圖E所 示，複數個第一流道可為實質上垂直貫穿第一側面211及 第二側面212之複數個入口分流道213，而複數個第二流 道則可為實質上垂直貫穿第一側面211及第二側面212之 複數個出口匯流道214，換言之，入口分流道21 3位於第 一側面211及第二側面21 2上的開口係為同軸，而出口匯 I 流道214亦然，且入口分流道213及出口匯流道214彼此 獨立（如第三圖C所示），因此第一侧面211及第二側面 212可透過入口分流道213及出口匯流道214彼此相通。 [0016] 請再參閱第三圖D及第三圖E，入口通道215及出口通道 216則為配置在第一側面211及第二側面21 2間的管線， 入口通道21 5係用以使外部之流體輸送至多流道流體輸送 裝置2内，而出口通道216則是將流體由多流道流體輸送 裝置2之内部傳送至外部，且入口通道215與複數個入口 分流道213相連通（如第三圖D所示），而出口通道216則 與複數個出口匯流道214連通（如第三圖E所示），換言 之，當多流道流體輸送裝置2組裝完成時，複數個入口分 流道213係相連通且可透過入口通道215與外界連通，而 複數個出口匯流道214則可透過出口通道216與外界連通 [0017] 請參閱第三圖C及E，匯流裝置21之複數個出口匯流道214 097112266 表單編號A0101 第10頁/共41頁 1003250744-0 1353890 _ « 100年07月12日核正替換百 接近第一側面211的一端係分別向外擴充延伸，俾與設置 於第一側面211上的閥體薄膜222a及232a共同定義出複 數個第二暫存室，即為圖中所示之複數個出口暫存腔 2141a，當然，複數個出口匯流道214接近第二側面212 處同樣也與閥體薄膜222b及232b設置複數個出口暫存腔 2141b，是以由第一腔體22a、23a及第二腔體22b、23b 匯入之流體可於出口暫存腔2141a、2141b稍作緩衝，再 平順地匯集於出口匯流道214並沿出口通道216而輸出至 流體輸送裝置2外。

[0018] 而匯流裝置21之第一側面211及第二側面21 2上更分別設 有複數個凹槽結構，其中凹槽217a、217b係以入口分流 道213為中心環繞設置於出口分流道213外圍，而凹槽 218a、218b則以出口匯流道214為中心環繞設置於出口 匯流道214外圍，以利用凹槽2178-2188、2171)-21813對 應容收複數個密封環26(如第六圖A所示）。 [0019] 於本實施例中，匯流裝置21可採用熱塑性塑膠材料製成 φ ;至於密封環26則可為耐化性佳的軟性材質所構成之圓 環結構，例如：耐曱醇或耐醋酸之橡膠環，但皆不以此 為限。 [0020] 請再參閱第二圖，第一、第二雙腔體致動結構22、23之 第一腔體22a、23a的閥體薄膜222a及232a、閥體蓋體 221a及231a、致動裝置223a、233a以及蓋體224a、 234a係堆疊設置於匯流裝置21之第一側面211上，其中 閥體薄膜222a、232a位於匯流裝置21之第一側面211及 閥體蓋體221a、231a之間，並對應於匯流裝置21及閥體 097112266 表單編號A0101 第11頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12日俊IE替換頁 蓋體221a、231 a設置，而閥體蓋體221a、231 a上相對 應之位置則設置有致動裝置223a、233a，其主要包括振 動薄膜2231a、2331a、以及致動器2232a、2332a，且 致動裝置223a、233a可受電壓驅動而振動，以驅動多流 道流體輸送裝置2之作動，至於蓋體224a、234a則設置 於致動裝置223a、233a上相對於閥體蓋體221a、231a 設置之一侧，用以密封整個第一腔體22a、23a，而當閥 體薄膜222a、232a、閥體蓋體22 la、231a、致動裝置 223a、233a及蓋體224a、234a依序堆疊並利用鎖固元 件（未圖示）等設置於匯流裝置21之第一側面211後，便可 ® 構成第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a，以及第二雙 腔體致動結構23之第一腔體23a。而由於第一雙腔體致動 結構22之第二腔體22b與第一腔體22a係以匯流裝置21為 中心地鏡像對稱設置在匯流裝置21之第二側面212上，以 及第二雙腔體致動結構23之第二腔體23b與第一腔體23a 係以匯流裝置21為中心地鏡像對稱設置在匯流裝置21之 第二側面212上（如第二圖及第六圖A所示），因此以下主 要以第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a為例，說明本 1 案多流道流體輸送裝置2之細部結構。 [0021] 請參閲第四圖A'B、C並配合第二圖及第三圖B，其中第 四圖A係為本案第三圖B之多流道流體輸送裝置之第一雙 腔體致動結構之第一腔體之閥體蓋體的A-A剖面圖，第四 圖B係為本案第三圖B所示之第一、第二雙腔體致動結構 之第一腔體之閥體蓋體的C-C剖面圖，第四圖C係為本案 第三圖A所示之第一、第二雙腔體致動結構之第一腔體之 097112266 表單編號A0101 第12頁/共41頁 1003250744-0 1353890 • 4 100年07月12日梭正替換頁 閥體蓋體的D-D剖面圖，如第二圖所示，第一雙腔體致動 結構22之第一腔鱧22a的閥體蓋體22la係設置於匯流裝 置21的第一側面211上，其具有一上表面2211a及一下表 面2212a ’其係以下表面221 2a面對匯流裝置21之第一側 面211，並將閥體薄膜221a夹設於下表面2212a與匯流裝 置21的第一側面211之間，而閥體蓋體221a包括貫穿上 表面2211 a及下表面2212a之複數個第一閥門通道及複數 個第二閥門通道，於本實施例中，複數個第一閥門通道 可為入口閥門通道2213a、2213a，，複數個第二閥門通 道則可為出口閥門通道2214a、2214a，（如第二圖及第 四圖C所示）’其中入口閥門通道2213a、2213a，係分 別對應於匯流裝置21之一入口分流道213，出口閥門通道 2214a、2214a’則分別對應於一出口暫存腔214ia(如 第二圖及第七、八圖A所示）。此外，閥體蓋體22 ia之入 口閥門通道2213a、2213a，接近下表面221 2a處係向外 擴充延伸，俾與閥體薄膜222a共同定義出複數個第一暫 存室，而本實施例之第一暫存室係由閥體蓋體221a之下 表面22123於與入口閥門通道22133、2213&，相對應之 位置產生部份凹陷而形成之入口暫存腔2215a'2215， ，且其係連通於入口閥門通道2213a、2213a，（如第六 圖A及第四圖a、B所示）。 [0022] 請再參閱第二圖、第四圖人及第六圖A，閥體蓋體221&之 上表面2211a有部份凹陷，俾與對應設置之致動裝置 223a共同定義出一壓力腔室2216&，且壓力腔室2216&係 經由入口閥門通道2213a、2213a，分別與複數個入口暫 097112266 表單編號A0101 第13頁/共41頁 1003250744-0 1353890 __,__

Ido年07月12日梭正替换頁 存腔2215a、2215a’連通（如第四圖B所示），同時壓力 腔室2216a亦與出口閥門通道2214a、2214a’相連通（ 如第四圊C所示）。此外，閥體蓋體221a上具有複數個凹 槽結構，其中閥體蓋體221a之下表面2212a具有以入口 暫存腔2215a、2215a’為中心環繞設置之凹槽221 21a ，以及以出口閥門通道2214a、2214a’為中心環繞設置 之凹槽22122a，而上表面221 la則設有環繞壓力室 2216a之凹槽22111a，俾利用凹槽221 21a、22122a 、 22111 a容收密封環27(如第六圖A所示）。至於閥體蓋體 221a之材質可為熱塑性塑膠材料，且其可選用之材料種 4 類與匯流裝置21相同，而密封環27之材質則可與密封環 26相同，是以不再贅述。 [0023] 請參閱第五圖並配合第二圖及第六圖A，其中第五圖係為 第二圖所示之第一雙腔體致動結構之第一腔體之閥體薄 膜之結構示意圖，至於第一雙腔體致動結構之第二腔體 之閥體薄膜、第二雙腔體致動結構之第一腔體及第二腔 體之閥體薄膜的結構係與第五圖所示之第一雙腔體致動 < 結構之第一腔體之閥體薄膜的結構相同，因此以下將僅 以第一雙腔體致動結構之第一腔體之閥體薄膜的結構提 出說明，如第五圖所示，閥體薄膜222a主要係以傳統加 工、或黃光姓刻、或雷射加工、或電鎮加工、或放電加 工等方式製出，且為一厚度實質上相同之薄片結構，具 有複數個閥門結構，其係為鏤空的閥開關，於本實施例 中，閥體薄膜222a可由複數個第一鏤空閥門結構及複數 個第二鏤空閥門結構所構成，其分別為入口閥門結構 097112266 表單編號A0101 第14頁/共41頁 1003250744-0 1353890 * [0024]

[0025] 100年07月12日梭正替換頁 2221a、2223a及出口閥門結構2222a、2224a，其中入 口閥門結構2221a、2223a分別對應於匯流裝置21之一入 口分流道213、閥體蓋體221 a之入口閥門通道221 3a、 2213a’及入口暫存腔2215a、2215a’ ，而出口閥門結 構2222a、2224a分別對應於匯流裝置21之一出口匯流道 214、一出口暫存腔2141a、及閥體蓋體221 a之出口閥門 通道2214a、、2214a’ （如第六圖A所示）。 請再參閱第五圖，入口閥門結構222 la具有入口閥片 2221 1 a及複數個環繞入口閥片22211 a週邊設置的鏤空孔 洞22212a，此外，在孔洞22212a之間更具有與入口閥片 2221 la相連接之延伸部22213a。而入口閥門結構2223a 之入口閥片22231a、孔洞22232a及延伸部22233a，及 出口閥門結構2222a之出口閥片22221a、孔洞22222a及 延伸部22223a，以及出口閥門結構2224a之出口閥片 22241a、孔洞22242a及延伸部22243a的配置皆與入口 閥門結構2221a相同，於此不再贅述。於本實施例中，閥 體薄膜222a實質上為厚度均一之可撓薄膜，且其材質可 選自任何耐化性佳的有機高分子材料或金屬材料，例如 :聚亞醢胺（Polyiraide，PI)、銘、錄、不鏽鋼、銅、 鋁合金、鎳合金或銅合金等材質，然選用之材質並無所 設限。 由於閥體薄膜222a係為可撓薄片，因此當閥體薄膜222a 設置於匯流裝置21之第一側面211及閥體蓋體221a之間 時，若其承受壓力腔室2216a體積增加而產生之吸力作用 ，入口閥門結構2221a、2223a及出口闊門結構2222a、 097112266 表單編號A0101 第15頁/共41頁 1003250744-0 1353890 ιοσ年07月12日孩正替換亥 2224a理應皆順勢向壓力腔室2216a之方向產生位移，然 而由於閥體蓋體221 a其下表面2212a鄰近入口閥門通道 2213a、22l3a’ 及出口閥門通道2214a、2214a’ 處之 結構有所差異（如第四圖A及第六圖A所示），因此當閥體 薄膜222a受到壓力腔室2216a之負壓吸引時，實質上僅 入口閥門結構2221a、2223a可朝閥體蓋體22la之方向產 生位移（如第六圖B及第七圖B所示），出口閥門結構 2222a、2224a則貼附於閥體蓋體221 a的下表面2212a而 無法開啟（如第六圖B及第八圖B所示），此時流體僅能從 閥體薄膜222a靠近匯流裝置21之一側經由入口閥門結構 β 222la之孔洞22212a及入口閥門結構2223a之孔洞 22232a流往靠近閥體蓋體22的一側（如第六圖b及第七圖 B箭頭所示），並分別流入閥體蓋體22U之入口暫存腔 2215a、2215a’ 及入口閥門通道2213a、2213a，而傳 送至壓力腔室2216a内，且利用出口閥門結構2222a ' 2224a之關閉防止流體逆流。 [0026] 同樣地，由於匯流裝置21之第一側面211鄰近入口分流道 | 213及出口匯流道214處之結構不同（如第二圖及第三圖b 所示），因此當閥體薄膜222a受到壓力腔室2216a之正壓 推擠而承受自壓力腔室2216a傳遞而來的向下應力時，實 質上僅出口閥門結構2222a、2224a可朝匯流裝置21之方 向產生位移’入口閥門結構2221a、2223a則向下貼附於 匯流裝置21之第一側面211上而密封住匯流裝置21的入口 分流道213，即入口閥門結構2221a、2223a並無法開啟（ 如第六圖C及第七圖C所示），是以流體僅能由壓力腔室 097112266 表單編號A0101 第16頁/共41頁 1003250744-0 1353890 • » 100年07月12日梭正替換頁 221 6a經出口閥門結構2222a之孔洞22222a以及出口閥 門結構2224a之孔洞22242a流入匯流裝置21之出口暫存 腔2141a(如第六圖C及第八圖C所示），如此一來，入口 閥門結構2221a、2223a便可因應壓力腔室2216a產生之 負、正壓力差而迅速的開啟或關閉，而出口閥門結構 2222a、2224a則可對應於入口閥門結構2221 a、2223a 關閉或開啟，以控制流體之進出並避免流體逆流。

[0027] 請再參閱第二圖，第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a 之致動裝置223a包括振動薄膜2231a以及致動器2232a， 致動裝置223a主要係利用振動薄膜223la之週邊固設於 閥體蓋體22la上，俾與閥體蓋體221 a共同定義出壓力腔 室2216a(如第六圖A所示）。致動裝置223a之振動薄膜 2231a之材質可為單層金屬結構，例如：不銹鋼金屬或銅 金屬，但不以此為限；當然，於一些實施例中，振動薄 膜2231a可於金屬材料上貼附一層耐生化高分子薄板材料 ，以構成一雙層結構。至於致動器2232a則可貼附於振動 薄膜2231a上，致動器223 2a係為一壓電板，可採用高壓 電係數之鍅鈦酸鉛（PZT)系列的壓電粉末製成。而蓋體 224a則對應設置於致動裝置223a上，俾利用蓋體224a及 匯流裝置21之第一側面211共同將閥體薄膜222a、閥體 蓋體221a和致動裝置224a等結構夾設於其間，以組成本 案流體輸送裝置2之第一雙腔體致動結構22之第一腔體 22a(如第三圖A所示）。 [0028] 請參閱第六圖A並配合第二圖及第三圖B，其中第六圖A係 為第三圖B之流體輸送裝置之A-A剖面於未作動狀態之示 097112266 表單编號A0101 第17頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12 &梭正替換ΐ 意圖，至於，如第三圖Β所示之流體輸送裝置之a-a、Β-B及b-b剖面的結構及作動方式係與A-A相同，因此以下將 僅以A-A剖面之結構提出說明。如圖所示，當第一雙腔體 致動結構22之第一腔體22a組裝設置於匯流裝置21之第一 側面211後，匯流裝置21之複數個入口分流道213係分別 對應於閥體薄膜222a之入口閥門結構2221a、2223a、闊 體蓋體22la之入口暫存腔2215a、2215a’和入口閥門通 道2213a、2213a’ ，匯流裝置21之複數個出口匯流道 214則分別對應於一出口暫存腔2141a、閥體薄膜222a上 之出口閥門結構2222a、2224a以及閥體蓋體22la上之出 € 口閥門通道2214a、2214a’ 。 [0029] 此外，匯流裝置21之第一側面211上環繞入口分流道213 之凹槽21 7a(如第三圖C所示）内的密封環2 6(如第六圖A 所示）厚度係大於凹槽217a的深度，是以密封環26將部分 凸出於凹槽217a，並構成一微凸結構，使得閥體薄膜 222a之入口閥門結構222la、2223a的入口閥片2221 1a 、22231a形成一向上隆起（如第三圖C及第七圖A所示）， 如此微凸結構將抵觸閥體薄膜222a而對入口閥門結構 2221a、22 23a頂推以產生一預力（Pre force)作用，有 助於流體釋出時產生更大之預蓋緊效果以防止逆流，並 使入口閥片2221 1a、22231 a與匯流裝置21之第一側面 211之間產生一間隙，以於流體進入時利於入口閥門結構 2221a、2223a順勢開啟。同樣地，設置於閥體蓋體221 a 之下表面2212a並環繞出口閥門通道2214a、2214a’外 圍之凹槽22122a與密封環27亦形成一微凸結構，使閥體 097112266 表單編號A0101 第18頁/共41頁 1003250744-0 1353890 泰 [0030]

097112266 100年07月12日修正替換頁 薄膜222a之出口閥門結構2222a、2224a向下凸出而相對 於閥體蓋_體221a形成一向下隆起’並使出口閥片22221a 、22241a與閥體蓋體222a之下表面2212a間產生一間隙 ’而出口閥門結構2222a、2224a與入口閥門結構2221 a 、2223a之微凸結構僅方向反向設置，但其功能相仿，因 此不再贅述。上述之微凸結構除了使用凹槽217a、 221 22a及密封環26、27搭配形成外，於一些實施例中亦 可採用半導體製程，例如：黃光蝕刻、鍍膜或電鑄技術 ’直接在匯流裝置21及閥體蓋體221a上形成該些微凸結 構’或者直接在匯流裝置21及閥體蓋體221a上採與基材 一體射出成型形成，其中該基材係可採用熱塑性塑膠材 料°至於閥體薄膜222a之其餘部分則服貼於閥體蓋體 222a及匯流裝置21之間，並透過設置於凹槽218a及 22l2la、22111a内之密封環26、27使各結構之間緊密 Μ合，俾防止流體外溢。 請再參閱第六圖Α，第一雙腔體致動結構22之第二腔體 22b之閥體薄膜222b、閥體蓋體221b、致動裝置223b以 及蓋體224b係設置於匯流裝置21之第二側面212上，並 以匯流裝置21為中心而與第一腔體22a之該些結構鏡像對 稱’由於第二腔體22b之各結構、功能皆與第一腔體22a 相同，至於第二雙腔體致動結構23之第一腔體23a及第二 腔體23b的各結構、功能皆與第一雙腔體致動結構22之第 —腔體2 2a及第二腔體23a相同，因此，為了簡化說明， 以下僅以第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a為例詳述 流體之輸送過程，然而應當理解，本案流體輸送裝置2實 表單坞號A0101 第19頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12日核正替换頁 際運作時，第一雙腔體致動結構22之第二腔體22b與第一 腔體22a，以及第二雙腔體致動結構23之第二腔體23b與 第一腔體23a係以完全相同且同步之方式作動以進行流體 的輸送。

[0031] 請參閱第六圖B，其係為第六圖A之壓力腔室膨脹狀態示 意圖。以第一腔體22a之A-A剖面為例，當利用電壓驅動 致動器2232a時，致動裝置223a將會如圖所示，朝箭號a 所指之方向彎曲變形，使得壓力腔室2216a之體積增加而 產生負壓差，因而形成一股吸力，故閥體薄膜222a之入 口閥門結構2221a及出口閥門結構2222a將因負壓而承受 向外之拉力，此時由於入口閥門結構2221a所對應的是入 口暫存腔2215a的空間，因此其入口閥片2221 1a便可藉 凹槽217a及密封環26所構成之微凸結構提供的預力順勢 迅速開啟（如第六圖B及第七圖B所示），使流體大量地由 匯流裝置21之入口通道215被吸取進來，流入匯流裝置21 並於入口分流道213分流而使部分流體流往第一腔體22a ，並經由閥體薄膜222a上之入口間門結構2221 a的鏤空 孔洞22212a進入閥體蓋體22la上之入口暫存腔2215a、 入口閥門通道2213a，進而傳送至壓力腔室2216a内，此 時，由於閥體薄膜222a之出口閥門結構2222a同時承受 與入口閥門結構2221a相同方向的拉力，且因閥體蓋體 221 a之下表面2212a對應出口闊門結構2222a處之結構與 對應入口閥門結構2221a之結構不同，又凹槽221 22a及 密封環27可提供一預蓋緊效果，故位於閥體薄膜222a上 之出口閥門結構2222a將因該拉力使得出口閥片22221a 097112266 表單編號A0101 第20頁/共41頁 1003250744-0 1353890 • 身 [0032]

[0033] 100年07月12日核正替換頁 密封住出口閥門通道221 4a，因此流體不會逆流（如第六 圖B及第八圖B所示）。 而當施加於致動器2232a的電場方向改變而如第六圖C所 示之朝箭號b之方向彎曲變形時，致動器2232a將使致動 裝置223a朝匯流裝置21方向變形，進而壓縮壓力腔室 2216a之體積，使壓力腔室2216a之體積減小而與外界產 生正壓力差，進而對壓力腔室2216a内部之流體產生一推 力，使流體瞬間大量宣洩而由出口閥門通道2214a流出壓 力腔室2216a外，於此同時，由於閥體薄膜222a之入口 閥門結構222la及出口閥門結構2222a亦承受壓力腔室 2216a之正壓產生的朝匯流裝置21方向之推力，因此設置 於密封環27上的出口閥門結構2222a之出口閥片22221a 便可藉一預力順勢迅速開啟，使流體可由壓力腔室2216a 經由閥體蓋體22la之出口閥門通道2214a、閥體薄膜 222a之出口閥門結構2222a的孔洞22222a進入匯流裝置 21上之出口暫存腔2141 a及出口匯流道214(如第六圖C及 第八圖C所示），最後再由出口通道216流出多流道流體輸 送裝置2之外，因而完成流體之傳輸過程。 另一方面，當入口閥門結構2221a承受該朝匯流裝置21方 向之推力時，由於匯流裝置21之第一侧面21 la靠近入口 分流道213處之結構與靠近出口匯流道214處不同，且密 封環26可提供預蓋緊效果，使得入口閥片2221 la令入口 閥門結構2221a受壓成關閉狀態，進而密封住入口分流道 213 (如第六圖C及第七圖C所示），故流體無法通過入口 閥門結構2221a，因此便不會產生倒流的現象。 097112266 表單编號A0101 第21頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12日核正替換頁 [0034] 至於暫時儲存於入口暫存腔2215a内的流體，其將於致動 器2232a再受電壓致動且重複使致動裝置223a上凸變形 而增加壓力腔室2216a之體積時，再由入口暫存腔2215a 經入口閥門通道2213a而流入壓力腔室2216a内，並於致 動裝置223壓縮變形時自壓力腔室2216a排出，由此可知 ，藉由改變電場方向，便可驅動致動裝置223a往復運動 而使流體輸送裝置2汲取 '釋出流體，以達到流體的輸送 之目的。

[0035] 請再參閱第七圖A〜C以及第八圖A〜C，其中第七圖A係為 第三圖B之多流道流體輸送裝置之C-C剖面圖，第八圖A係 為第三圖B之多流道流體輸送裝置之D-D剖面圖，如第七 圖A所示，入口通道21 5係為配置在匯流裝置21之第一側 面211及第二侧面212間的管線，主要用來使外部之流體 輸送至多流道流體輸送裝置2内，並與複數個入口分流道 213相連通，用以經由入口分流道213將流體分送至第一 雙腔體致動結構22之第一腔體22a及第二腔體22b，以及 ，第二雙腔體致動結構23之第一腔體23a及第二腔體23b ，以進行流體之傳送程序。如第八圊A所示，出口通道 216係為為配置在匯流裝置21之第一側面211及第二側面 212間的管線，主要用來將流體輸送至多流道流體輸送裝 置2外部，並與複數個出口匯流道214相連通，用以經由 出口匯流道214及出口通道216將由第一雙腔體致動結構 22之第一腔體22a及第二腔體22b，以及，第二雙腔體致 動結構23之第一腔體23a及第二腔體23b所輸出之流體匯 流並排至外部。 097112266 表單編號A0101 第22頁/共41頁 1003250744-0 1353890 [0036] 100年07月12日梭正替換頁 請參閱第七圖B及第八圖B，如第七圖B所示，流體流入入 口通道215時，部分流體會先於第一雙腔體致動結構22所 對應之入口内流道213進入兩側之第一腔體22a及第二腔 體22b，其餘再往内流至第一雙腔體致動結構23所對應之 入口内流道213並進入兩側之第一腔體23a及第二腔體 23b後排出，若有橫向三組以上則依此類推。 [0037] 當第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a及第二腔體22b

，以及第二雙腔體致動結構23之第一腔體23a及第二腔體 23b所包含之致動器受相同振動頻率之電壓驅動時，所有 的致動裝置將外凸，將導致所有的入口閥門結構開啟並 汲取流體進入腔體（如第七圖B所示），此時出口閥門結 構更為緊閉，避免流體回流（如第八圖B所示），至於詳 細的作動關係已於上述第六圖B中提出說明，於此不再贅 述0 [0038] 反之，請再參閱第七圖C及第八圖C，當第一雙腔體致動 結構22之第一腔體22a及第二腔體22b，以及第二雙腔體 • 致動結構23之第一腔體23a及第二腔體23b所包含之致動 器受相同振動頻率之電壓驅動時，所有的致動裝置將内 凹而壓縮壓力腔室且產生正壓時，將導致所有的出口閥 門結構開啟並排出流體（如第八圖C所示），此時所有入 口閥門結構更為緊閉（如第七圖C所示），避免流體回流 ，至於詳細的作動關係已於上述第六圖C中提出說明，於 此不再贅述。 [0039] 綜上所述，本案之具有複數個雙腔體致動結構之多流道 流體輸送裝置主要係利用匯流裝置將複數個流體輸送腔 097112266 表單編號A0101 第23頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07用12日«f正替换頁 體整合為一，亦即將兩組閥體薄膜、閥體蓋體、致動裝 置分別堆疊設置於匯流裝置的第一、第二侧面，以形成 具有兩個鏡像對稱的流體輸送腔體之雙腔體致動結構， 並再利用將複數個雙腔體致動結構並排設置於匯流裝置 上的方式，以達到在橫向進行複數個雙腔體致動結構的 擴充整合，可將流體輸送裝置之流體流量及揚呈提升為 數倍，但體積確非多個習知單腔體之流體輸送裝置之加 總，是以可確實符合產品微小化之趨勢。 [0040] 另外，每一雙腔體致動結構配合多個流通管道、多個進 出口或暫存腔及其多偭閥門結構之配置概念，可提供流 體多個進出腔體之通道，減少流體留在腔體内部循環， 使致動器動能有較高效率轉換為流體輸送裝置之流體的 流出動能。 [0041] 是以，本案之具有複數個雙腔體致動結構之多流道流體 輸送裝置極具產業之價值，爰依法提出申請。 [0042] 本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然 皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 [0043] 第一圖：其係為習知微泵浦結構之結構示意圖。 [0044] 第二圖：其係本案較佳實施例之具有複數個雙腔體致動 結構之多流道流體輸送裝置之分解結構示意圖。 [0045] 第三圊A :其係為第二圊之組裝完成後之結構示意圖。 [0046] 第三圊B :其係為本案第三圖A所示之多流道流體輸送裝 置之俯視透視圖。 097112266 表單編號 A0101 第 24 頁/共 41 頁 1003250744-0 1353890 100年07月12日梭正替換頁 [0047] 第三圖C :其係為本案第三圖B之多流道流體輸送裝置之 匯流裝置的A-A剖面圖。 [0048] 第三圖D :其係為本案第三圖B之多流道流體輸送裝置之 匯流裝置的C-C剖面圖。 [0049] 第三圖E :其係為本案第三圖B之多流道流體輸送裝置之 匯流裝置的D-D剖面圖。 [0050] 第四圖A:其係為本案第三圖B之多流道流體輸送裝置之第 一雙腔體致動結構之第一腔體之閥體蓋體的A-A剖面圖。 [0051] 第四圖B:其係為本案第三圖B所示之第一、第二雙腔體致 動結構之第一腔體之閥體蓋體的C-C剖面圖。 [0052] 第四圖C:其為本案第三圖B所示之第一、第二雙腔體致動 結構之第一腔體之閥體蓋體的D-D剖面圖。 [0053] 第五圖：其係為第二圖所示之第一雙腔體致動結構之第 一腔體之閥體薄膜之結構示意圖。 [0054] 第六圖A :係為第三圖B之多流道流體輸送裝置之A-A剖 面於未作動狀態之示意圖。 [0055] 第六圖B :其係為第六圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 [0056] 第六圖C :其係為第六圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 [0057] 第七圖A :其係為第三圖B之多流道流體輸送裝置之C-C剖 面圖。 [0058] 第七圖B :其係為第七圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 [0059] 第七圖C :其係為第七圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 097112266 表單编號A0101 第25頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12日俊正替換頁 [0060] 第八圖A :其係為第三圖b之多流道流體輸送裝置之D-D剖 面圖。 [0061] 第八圖B :其係為第八圊A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 [0062] 第八圖C :其係為第八圖a之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 [0063] 微栗浦結構：1 〇 間體座：11 匯流裝置：21 多流道流體輸送裝置：2 入口通道：111、215 出口通道：112、216 入口閥片通道：121 出口閥片通道：122 微致動器：14 密封環：26、27 第一雙腔體致動結構：22 第二雙腔體致動結構：23 第一腔體：22a、23a 第二腔鱧：22b、23b 匯流裝置：21 第一側面：211 第二側面212 : 入口分流道：213 出口匯流道：214 出口 暫存腔：2141a、2141b 上表面：2211a 下表面：2212a 方向：a、b、X 閥體蓋體：12、221a、221b、 231a 、 231b 壓力腔室：123、2216a 閥體薄膜：13、222a、222b、 232a ' 232b 蓋體：15、224a、224b、 234a ' 234b 入〇閥門通道：2213a、2213a 表單編號A0101 第26頁/共41頁 1003250744-0 097112266 1353890 «

097112266 100年07月12日修正替換頁 出口閥門通道：2214a、2214a 9 入口 暫存腔：2215a、2215a’ 致動裝置：223a、223b、 233a、233b 延伸部：2221 3a、22223a、 22233a 、 22243a 入口閥門結構：131、2221a 、2223a 出口閥門結構：132、2222a 、2224a 入口閥片：2221 1a、22231a 出 口閥片：22221a、22241a 孔洞：22212a、22222a、 22232a 、 22242a 振動薄膜：2231a、2231b、 2331a、2331b 致動器：2232a、2232b、 2332a、2332b 凹槽：217a、217b、218a、 218b 、 22121a 、 22122a 、 22111a 表單編號A0101 第27頁/共41頁 1003250744-0

Claims (1)

1353890 100年07丹I2日修正替換頁 七、申請專利範圍： 1 . 一種具有複數個雙腔體致動結構之多流道流體輸送裝置， 用以傳送一流體，其係包含： 一匯流裝置，其係具有： 兩側面，其係相互對應； 複數個第一流道及複數個第二流道，其係貫穿該兩 側面； 一入口通道，其係設置於該兩側面之間，並與該複 數個第一流道相連通； 一出口通道，其係設置於該兩侧面之間，並與該複 數個第二流道相連通； 複數個雙腔體致動結構，彼此之間係並排設置於該 匯流裝置上； 其中，每一該雙腔體致動結構係具有一第一腔體及 一第二腔體，其係對稱設置於該匯流裝置之該兩侧面上， 該第一腔體及該第二腔體係各自包括： 一閥體蓋體，其係設置於該匯流裝置上； 一閥體薄膜，其係設置於該匯流裝置與該閥體蓋 體之間，且具有複數個第一閥門結構及複數個第二閥門結 構；以及 複數個暫存室，該閥體薄膜與該閥體蓋體之間係 具有至少一第一暫存室，以及於該閥體薄膜與該匯流裝置 之間係具有至少一第二暫存室； 一致動裝置，其週邊係設置於該閥體蓋體上。 2 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 097112266 表單編號A0101 第28頁/共41頁 1003250744-0 1353890 100年07月12日梭正替換頁 之多流道流體輸送裝置，其中該複數個第一閥門結構及該 複數個第二閥門結構分別對應該複數個第一流道及該複數 個第二流道。 .如申請專利範圍第2項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中該閥體蓋體還包括複數個第 一閥門通道及複數個第二閥門通道，第一腔體及該第二腔 體之該第一閥門結構、該第一暫存室及該第一閥門通道係 對應於該匯流裝置之該第一流道，而該第二暫存室、該第 二閥門結構及該第二閥門通道係對應於該匯流裝置之該第 二流道。 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中該致動裝置係與該閥體蓋體 定義出一壓力腔室。 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中該流體包括氣體及液體。 6 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中該致動裝置係包括一致動器 及一振動薄膜。 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中該第一流道係為入口分流道 ，該第二流道係為出口匯流道。 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中複數個雙腔體致動結構之該 第一腔體及該第二腔體所包含之該致動裝置的振動頻率係 相同。 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 097112266 表單編號A0101 第29頁/共41頁 1003250744-0 1353890 j 100年07方12日梭正替^頁 之多流道流體輸送裝置，其中該複數個第一閥門結構及複 數個第二閥門結構係分別具有一閥片、複數個孔洞以及複 數個延伸部，該複數個孔洞係環繞閥片週邊設置，複數個 延伸部係與該閥片連接且設置於該複數個孔洞之間。 10 .如申請專利範圍第1項所述之具有複數個雙腔體致動結構 之多流道流體輸送裝置，其中該複數個第一閥門結構係為 一入口閥門結構，該複數個第二閥門結構係為一出口閥門 結構。 097112266 表單編號A0101 第30頁/共41頁 1003250744-0