TWI825521B - 鼓風機 - Google Patents
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Abstract
一種鼓風機，包含噴氣孔片、腔體框架、致動體、絕緣框架以及導電框架。噴氣孔片包含懸浮部。腔體框架設置於噴氣孔片上。致動體包含壓電載板、調整共振板以及壓電板，致動體設置於腔體框架上。絕緣框架設置於致動體上。導電框架設置於絕緣框架上。其中，噴氣孔片、腔體框架、壓電載板、絕緣框架及導電框架製出為模組結構，且模組結構具有長度及寬度，長度介於11毫米至14毫米之間以及寬度介於11毫米至14毫米之間。
Description
本案關於一種鼓風機，尤指一種薄型、可攜式、降噪的鼓風機。
許多鼓風機在驅動時，藉由振動將氣體推出。此類鼓風機由於快速高頻振動，使其因物理現象產生的噪音，無法達成輕便舒適之可攜式目的。因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，可使設備達到體積小、微型化且靜音，進而達成輕便舒適之微小化之鼓風機，實為目前迫切需要解決之問題。
本案之主要目的係提供一種鼓風機作動，以降低所產生之噪音，經本案所設計改良之鼓風機，可進一步使鼓風機達到微小化且靜音的效果。
本案之一廣義實施態樣為一種鼓風機，包含：一噴氣孔片，包含一懸浮部，該懸浮部具有一中空孔洞，且該懸浮部可彎曲振動；一腔體框架，設置於該噴氣孔片上；一致動體，係為一壓電載板、一調整共振板以及一壓電板依序由下而上疊置所組成，該致動體設置於該腔體框架上，該壓電載板用以接受以一第一電壓以及一第二電壓，使該壓電板產生往復式地彎曲振動，其中該第一電壓與第二電壓以一頻率交替地施加於該壓電載板；一絕緣框架，設置於該致動體上；以及一導電框架，設置於該絕緣框架上；其中，該噴氣孔片、該腔體框架、該壓電載板、該絕緣框架及該導電框架製出為一模組結構，且該模組結構具有一長度及一寬度，該長度介於11毫米至14毫米之間，以及該寬度介於11毫米至14毫米之間。
體現本案特徵與優點的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當作說明之用，而非用以限制本案。
請參閱第1A圖至第3A圖，本案提供一種鼓風機10，包含一軟性薄片101、一噴氣孔片102、一腔體框架103、一致動體104、一絕緣框架105及一導電框架106。軟性薄片101係為一薄型消音片，該軟性薄片101之正中心具有一中心孔洞101b。噴氣孔片102包含一懸浮部102a，軟性薄片101設置於噴氣孔片102上。懸浮部102a之正中心具有一中空孔洞102b，且該懸浮部102a可以彎曲振動。其中，軟性薄片101之中心孔洞101b之中心點與噴氣孔片102之中空孔洞102b之中心點係位於同一軸線Y。腔體框架103設置於噴氣孔片102上。致動體104係為一壓電載板104a、一調整共振板104b以及一壓電板104c依序由下而上疊置所組成，致動體104設置於腔體框架103上。壓電載板104a用以接受以一第一電壓以及一第二電壓，使壓電板104c產生往復式地彎曲振動，第一電壓與第二電壓以一頻率交替地施加於壓電載板104a；其中，第一電壓與第二電壓可以分別是相同電源系統(未圖示)的正極與負極，但不以此為限。於其他實施例中，第一電壓或第二電壓之電源系統亦可依設計需求而調整（如正弦波、脈波、方波、鋸齒波……等）。於本案實施例中，第一電壓係為方波+6伏特，第二電壓係為方波-6伏特，即第一電壓及第二電壓係介於±6伏特之間，第一電壓以及第二電壓之峰對峰值(V
PP)為12伏特，第一電壓與第二電壓交替的頻率為25千赫茲～30千赫茲之間，最佳頻率為28千赫茲上下，但不以此為限。於本案其他實施例中電源系統、電壓值、第一電壓與第二電壓交替的頻率亦可依設計需求而調整，其中鼓風機10輸出氣流量為每分鐘0.1～0.4公升之間。絕緣框架105設置於致動體104上。導電框架106設置於絕緣框架105上。
請參閱第2圖及第3A圖，鼓風機10係由噴氣孔片102、腔體框架103、壓電載板104a、絕緣框架105及導電框架106製出為一模組結構，且該模組結構具有一長度L及一寬度W，其中模組結構之長度L介於11毫米(mm)至14毫米(mm)之間以及寬度W介於11毫米(mm)至14毫米(mm)之間，但不以此為限。於一實施例中，模組結構之長度L為12.8毫米(mm)及寬度W為12.8毫米(mm)。值得注意的是，噴氣孔片102、腔體框架103、壓電載板104a(不含電極接腳)、絕緣框架105及導電框架106(不含電極接腳)之間的長度或寬度之比例相同。於一些實施例中，導電框架106的長度或寬度略小於絕緣框架105的長度或寬度(如第3A圖所示) ，但不以此為限。
值得注意的是，於本案實施例中，當壓電載板104a接受第一電壓，且導電框架106接受第二電壓時，使壓電板104c產生往一第一方向彎曲振動。當壓電載板104a接受第二電壓，且導電框架106接受第一電壓時，使壓電板104c產生往與該第一方向相反之一第二方向彎曲振動。於本案實施例中，第一方向與第二方向為兩相反方向，但不以此為限。於本案其他實施例中第一方向與第二方向亦可表示為其他方向關係，但不以此為限。
值得注意的是，於本案實施例中，致動體104、腔體框架103及懸浮部102a之間形成一共振腔室107，透過第一電壓以及第二電壓以一頻率交替地施加於致動體104，驅動致動體104以帶動噴氣孔片102產生共振，使噴氣孔片102之懸浮部102a產生往復式地彎曲振動，以造成氣體通過軟性薄片101之中心孔洞101b與噴氣孔片102之中空孔洞102b進入至共振腔室107後再排出，實現氣體之傳輸流動。
請參閱第2B圖以及3A圖，於本案實施例中，軟性薄片101之中心孔洞101b具有一中心孔洞直徑R1，噴氣孔片102之中空孔洞102b具有一中空孔洞直徑R2，該中心孔洞直徑R1小於該中空孔洞直徑R2。值得一提的是，於第2B圖所示本案鼓風機反面示意圖中，理應無法由反面看到中空孔洞102b之外圍，即中空孔洞直徑R2所環繞之外圍，為了方便示意中空孔洞直徑R2與中心孔洞直徑R1之間的關係，特以虛線標示示意。更具體而言，如第3A圖所示，軸線Y穿過中心孔洞101b。軟性薄片101與懸浮部102a在組裝時，是將軟性薄片101的中心孔洞101b對準懸浮部102a的中空孔洞102b沿著軸線Y的方向堆疊。據此，軟性薄片101與懸浮部102a在堆疊後將使得中心孔洞101b的中心點與中空孔洞102b的中心點皆對應位於同一軸線Y上。在一些實施例中，中心孔洞101b位於軟性薄片101的正中心；中空孔洞102b位於懸浮部102a的正中心；而中心孔洞101b的中心點與中空孔洞102b的中心點皆對應位於同一軸線Y上。在一些實施例中，中心孔洞101b的中心與軟性薄片101的中心係錯位設置；中空孔洞102b的中心位於懸浮部102a的正中心；而中心孔洞101b的中心點與中空孔洞102b的中心點皆對應位於同一軸線Y上。在一些實施例中，中心孔洞101b的中心位於軟性薄片101的中心；中空孔洞102b的中心與懸浮部102a的中心係錯位設置；而中心孔洞101b的中心點與中空孔洞102b的中心點皆對應位於同一軸線Y上。在一些實施例中，中心孔洞101b的中心與軟性薄片101的中心係錯位設置；中空孔洞102b的中心與懸浮部102a的中心係錯位設置；而中心孔洞101b的中心點與中空孔洞102b的中心點皆對應位於同一軸線Y上。此外，中心孔洞101b的周圍環繞一側壁101c，中空孔洞102b的周圍環繞一側壁102c。由於中空孔洞直徑R2大於中心孔洞直徑R1的關係，側壁101c朝向中心孔洞101b的中心位置延伸，並覆蓋於部分之中空孔洞102b。在一實施例中，側壁101c實質上平行於側壁102c。
值得注意的是，於本案其他實施例中，軟性薄片101之硬度相對小於懸浮部102a之硬度的關係，但不以此為限。
值得注意的是，於本案其他實施例中，軟性薄片101之撓曲度相對大於懸浮部102a之撓曲度的關係，但不以此為限。
值得注意的是，於本案其他實施例中，軟性薄片101之彈性相對大於懸浮部102a之彈性的關係，但不以此為限。
此外，值得注意的是，於本案實施例中，軟性薄片101之中心孔洞101b具有一中心孔洞直徑R1，中心孔洞直徑R1係介於0.1毫米(mm)至0.14毫米(mm)之間；噴氣孔片102之中空孔洞102b具有一中空孔洞直徑R2，中空孔洞直徑R2係介於0.4毫米(mm)至2毫米(mm)之間。
另外，值得注意的是，於本案實施例中，軟性薄片101之中心孔洞101b係為一圓形；軟性薄片101之中心孔洞101b亦可為一正方形、一菱形或一平行四邊形，中心孔洞101b之寬度係介於0.1毫米(mm)至0.14毫米(mm)之間，但不以此為限。軟性薄片101之中心孔洞101b的形狀與寬度，可依設計需求而改變。
除此，值得注意的是，於本案實施例中，噴氣孔片102之中空孔洞102b係為一圓形；噴氣孔片102之中空孔洞102b亦可為一正方形、一菱形或一平行四邊形，中空孔洞102b之寬度係介於0.4毫米(mm)至~2毫米(mm)之間，但不以此為限，噴氣孔片102之中空孔洞102b形狀與寬度，可依設計需求而改變。
接著請參閱第3B圖至第3D圖，係為本案一鼓風機10之作動示意圖。首先，當致動體104接受第一電壓，且導電框架106接受第二電壓時，使壓電板104c產生往一第一方向彎曲振動，由於致動體104，係為壓電載板104a、調整共振板104b以及壓電板104c依序由下而上疊置所組成。如第3B圖所示，當致動體104產生往一第一方向彎曲振動時，共振腔室107會產生負壓，使氣體通過軟性薄片101之中心孔洞101b與噴氣孔片102之中空孔洞102b進入至共振腔室107。
接著，因共振腔室107瞬間的負壓，噴氣孔片102被致動體104帶動，使噴氣孔片102與致動體104產生共振（如第3C圖所示）。當致動體104接受第二電壓，且導電框架106接受第一電壓時，使該壓電板104c產生與該第一方向相反之一第二方向彎曲振動（如第3D圖所示），此時，共振腔室107會產生正壓，使氣體由共振腔室107通過噴氣孔片102之中空孔洞102b與軟性薄片101之中心孔洞101b流出至氣流腔室108。
當致動體104之壓電載板104a與導電框架106分別接受以一高頻率交替之第一電壓以及第二電壓時，氣體不斷由共振腔室107通過噴氣孔片102之中空孔洞102b與軟性薄片101之中心孔洞101b吸入及流出時，且所排出之氣體會依循白努利原理（Bernoulli’s principle），使得氣流腔室108的氣體會順著如第3D圖箭頭所示方向流動。
又，本案具有軟性薄片101之鼓風機10，以長度及寬度尺寸為12.8毫米製程為例，本案之鼓風機10之輸出氣流量係為每分鐘0.1至0.4公升之間，其因氣體流動所產生物理現象的噪音透過軟性薄片101降到30dB以下。
綜上所述，本案所提供之鼓風機，除了微小化之外，更具有有效降低氣體流動所產生物理現象的噪音，利用其軟性薄片與懸浮部的硬度、撓曲度、彈性的搭配，以及中心孔洞直徑與中空孔洞的直徑的差異設計，搭配第一電壓與第二電壓以頻率介於25千赫茲至30千赫茲之間、第一電壓以及第二電壓之峰對峰值為12伏特，製出靜音的鼓風機，並產生更強的白努利效應，極具產業利用性。
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。
10:鼓風機
101:軟性薄片
101b:中心孔洞
101c:側壁
102:噴氣孔片
102a:懸浮部
102b:中空孔洞
102c:側壁
103:腔體框架
104:致動體
104a:壓電載板
104b:調整共振板
104c:壓電板
105:絕緣框架
106:導電框架
107:共振腔室
108:氣流腔室
L:長度
R1:中心孔洞直徑
R2:中空孔洞直徑
W:寬度
Y:軸線
第1圖為本案鼓風機構件分解示意圖。
第2A圖為本案鼓風機正面示意圖。
第2B圖為本案鼓風機反面示意圖。
第3A圖至第3D圖為本案鼓風機作動示意圖。
10:鼓風機
101:軟性薄片
101b:中心孔洞
102:噴氣孔片
102a:懸浮部
102b:中空孔洞
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104:致動體
104a:壓電載板
104b:調整共振板
104c:壓電板
105:絕緣框架
106:導電框架
Claims (12)
- 一種鼓風機(10)，包含：一噴氣孔片(102)，包含一懸浮部(102a)，該懸浮部(102a)具有一中空孔洞(102b)，且該懸浮部(102a)可彎曲振動；一腔體框架(103)，設置於該噴氣孔片(102)上；一致動體(104)，係為一壓電載板(104a)、一調整共振板(104b)以及一壓電板(104c)依序由下而上疊置所組成，該致動體(104)設置於該腔體框架(103)上，該壓電載板(104a)用以接受以一第一電壓以及一第二電壓，使該壓電板(104c)產生往復式地彎曲振動，其中該第一電壓與第二電壓以一頻率交替地施加於該壓電載板(104a)；一絕緣框架(105)，設置於該致動體(104)上；以及一導電框架(106)，設置於該絕緣框架(105)上；其中，該噴氣孔片(102)、該腔體框架(103)、該壓電載板(104a)、該絕緣框架(105)及該導電框架(106)製出為一模組結構，且該模組結構具有一長度(L)及一寬度(W)，該長度(L)介於11毫米至14毫米之間，以及該寬度(W)介於11毫米至14毫米之間，其中該第一電壓以及該第二電壓係介於±6伏特之間，該第一電壓以及該第二電壓之峰對峰值為12伏特；該鼓風機(10)輸出氣流量係為每分鐘0.1至0.4公升之間。
- 如請求項1所述之鼓風機(10)，其中該模組結構具有該長度(L)為12.8毫米，以及該寬度(W)為12.8毫米。
- 如請求項1所述之鼓風機(10)，其中該頻率介於25千赫茲至30千赫茲之間。
- 如請求項3所述之鼓風機(10)，其中該頻率係為28千赫茲上下。
- 如請求項1所述之鼓風機(10)，更包含一軟性薄片(101)，該軟性薄片(101)設置於該噴氣孔片(102)下，且具有一中心孔洞(101b)，其中該軟性薄片(101)之該中心孔洞(101b)之中心點與該懸浮部(102a)之該中空孔洞102b之中心點係位於一軸線(Y)。
- 如請求項5所述之鼓風機(10)，其中當該壓電載板(104a)接受該第一電壓，且該導電框架(106)接受該第二電壓時，該壓電板(104c)產生往一第一方向彎曲振動，其中當該壓電載板(104a)接受該第二電壓，且該導電框架(106)接受該第一電壓時，該壓電板(104c)產生往與該第一方向相反之一第二方向彎曲振動，其中該致動體(104)、該腔體框架(103)及該懸浮部(102a)之間形成一共振腔室(107)，透過該第一電壓以及該第二電壓以該頻率交替地施加於該致動體(104)，驅動該致動體(104)以帶動該噴氣孔片(102)產生共振，使該噴氣孔片(102)之該懸浮部(102a)產生往復式地彎曲振動位移，以造成氣體通過該軟性薄片(101)之該中心孔洞(101b)與該懸浮部(102a)之該中空孔洞(102b)進入至該共振腔室(107)後再排出。
- 如請求項5所述之鼓風機(10)，其中該軟性薄片(101)之該中心孔洞(101b)具有一中心孔洞直徑(R1)，該懸浮部(102a)之該中空孔洞(102b)具有一中空孔洞直徑(R2)，該中心孔洞直徑(R1)小於該中空孔洞直徑(R2)。
- 如請求項5所述之鼓風機(10)，其中該軟性薄片(101)之硬度小於該懸浮部(102a)之硬度。
- 如請求項6所述之鼓風機(10)，其中該軟性薄片(101)之撓曲度大於該懸浮部(102a)之撓曲度。
- 如請求項5所述之鼓風機(10)，其中該軟性薄片(101)之彈性大於 該懸浮部(102a)之彈性。
- 如請求項5所述之鼓風機(10)，其中該軟性薄片(101)之該中心孔洞(101b)係為一圓形、一正方形、一菱形或一平行四邊形。
- 如請求項5所述之鼓風機(10)，其中該懸浮部(102a)之該中空孔洞(102b)係為一圓形、一正方形、一菱形或一平行四邊形。
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- 2021-12-07 TW TW110145748A patent/TWI825521B/zh active
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- 2022-10-13 CN CN202211253136.4A patent/CN116292428A/zh active Pending
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