TWM408414U - Nozzle sheet and atomization module thereof - Google Patents

Description

M408414 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本案係屬於霧化器之領$，特別是指一種於噴 孔片中央具有幾何造型圖案之輻射狀或環狀排列之 多曲面結構的喷孔片及使用其之霧化模組。 【先前技術】 霧化器，如一般常見之超音波霧化器其主要 係由錯鈦酸鉛材料所構成之壓電（ρζτ)陶瓷，輸入— 電壓後’陶宪本體及附屬之金屬背板產生伸縮形變 現象，而能量係以波動形態來進行傳遞，使其於超 a波之頻率TJL作，且其振幅約在微米的範圍，並 由輸入電壓所控制。而利用壓電材料所產生之振 動’將超音波傳遞至噴孔片，使靠近喷孔處之液體 受到雷利波（Rayleigh Wave)或表面波之作用，將液 體截斷成為細小分子’以利噴出及霧化。 請參照第1圖及第2圓，其係為習知技術之_ 種霧化裝置之分解圖及作動示意圖。圖中，該霧化 裝置1包括一霧化模組Π及—腔體12。該霧化模 組11包括一壓電環片i 13(一噴孔片112及一制動環 片1Π。該喷孔片1丨2係呈—圓盤形，其上設有複數 個擊發孔1121，且該喷孔片112夾設於該壓電環片 113及該制動環片丨i丨之間。該霧化模組丨丨則設於 該腔體12之一側。當該壓電環片113受電壓驅動而 3 M408414 開始振動時，則振動波傳遞至該噴孔片丨12上，使 罪近該等擊發孔U21之液體化為水分子。 然而，由於該噴孔片112因其為圓形平面造型， 將造成下述缺點： 1:當該壓電環片113振動時，其所產生之振動 波’其傳遞方向係由該喷孔片丨丨2之外緣處往中心 處傳遞’導致振動能量過度集中於該喷孔片112中 心處’造成該喷孔片112之中心區域振幅過大，容 易因應力集_而破裂’使用壽命因此縮短。 2:由於振動能量均集中於該喷孔片112中心 處，而僅能於該喷孔片112中心處附近形成霧化區 域。因霧化區域僅形成於該喷孔片1 12中心處，使 得該喷孔片112上有效使用該等擊發孔U2i減少， 霧化量不佳。 3 :於霧化過程中’液體與氣體須交換以維持霧 化裝置之内外壓力差平衡，由於霧化區域過小，導 致喷霧狀態不穩定，噴霧量容易忽大忽小。 4:因噴霧區域過度集中於中心區域，造成霧化 之液體分子密度過度集中，而容易使液滴碰揞在— 起’而結合形成大粒徑的液滴，導致霧化效率下降。 請參照第3圖、第4圖、第5圖及第6圖，其 係為習知技術另一種水霧產生器之分解圖、剖面 圖、作動示意圖及霧化區域示意圖。為改善上迷習 知技術的缺點，中華民國專利133 1055揭露一種水

S M408414 霧產生器。圖中’該水霧產生器2用以霧化一液體， 且應用於一具有透孔之霧化裝置。該水霧產生器2 包含一制動環片21、一噴孔片22、一壓電環片23 及一腔體24，該喷孔片22設有複數個擊發孔221 並夾設於該制動環片21及該壓電環片23之間，並 於該嗔孔片22之中心處形成一霧化區域223。其中 該噴孔片22之中心處形成一半球面之曲面結構 222 〇

雖然藉由此種半球面結構設計，理論上可較習 知技術增加霧化量，並降低集中於該喷孔片2 2中心 處之應力，及產生較大的霧化區域223。然而，上 述水霧產生器2，於實際應用時，仍有下述缺點： / 丨 ““ ie ΛΎ

加工時，因加工材料及加工特性的關係，對半球面 之形狀而言，會有加工深度與半球面曲率半徑大小 成相反的問題。為達上述增加霧化量之功效，該噴 孔片22中心處加工深度須達一定深度。當半球面曲 率半徑越小時’京尤比較容易達到所需的深度。為達 此半球面形狀最佳霧化效能的深度，必定要縮小半 球面之曲率半徑。然而’有效霧化範圍將被縮減。 若要增大有效霧化範圍，又須增大加工曲率半徑， 導致加工深度變淺，使霧化效能變差。 石受於相同 尺寸下可達到較小曲率半徑所能加工的深度，誃 孔片22容易受過大應力，導致結構變形量超過^ 5 M408414 制而破裂，或因降伏強度下降，經多次反覆振動後 而破裂。 2 :由於該喷孔片22材料本身之待性，若加工 後之半球面直徑越長，結構張力也隨之降低造成 輸入力量減弱，抗低頻共振之能力亦隨之下降，容 易產生伴隨而來的噪音現象。 3 .此種霧化方式之封裝結構，為能穩定失持該 * :孔片22,該制動環片21之内環徑通常較該壓電 · 環片23之内環徑為小，並使大部份振盪能量傳遞至 該喷孔片22，及消除其半球面設計無法有效霧化之 外圍振動區域，造成該喷孔# 22之部份該擊發孔 221的使用率下降，使得該喷孔片22上可霧化區域 及霧化量相對減少。此外，當該壓電環片21作動 時，由於該壓電環片21、該喷孔片22及該制動環 片23各夾層之間的黏膠因施力臂不等長，容易於操 作過程中導致各元件之間之膠著力失效。 - 4.由於習知技術噴孔片半球面結構之設計，其振 _ 動波此！經傳遞後，大部份仍會集巾於巾心區域， 導致僅位於中心部分之微孔能有效作動而外圍區 域之微孔則因振動能量不足而無法有效使用，導致 霧化面積無法達到原設計面積。 【新型内容】 6 £ M408414 本創作之主要目的，旨在提供一種喷孔片及使 用其之霧化模組，其可藉由於喷孔片上形成複數個 隆起部，而形成輻射狀或環狀排列之多曲面結構， 以加大霧化區域’增加霧化過程穩定性、抑制低頻 振動及減少加工拉伸應力。 為達上述目的，本創作之喷孔片，其係包含複 數個擊發孔及複數個第一隆起部。該 呈非圓形，該等第一隆起部以該喷孔片之中= 準作排列&X置而形成一幾何圖案。 其中該噴孔片具有三個第一隆起部，該等第 一隆起部係呈橢圓形，且其一端朝向該噴孔片之中 心向外放射等間隔排列設置。 其中，該噴孔片具有四個第一隆起部，每一該 等第-隆起部係呈橢圓形，且其一端朝向該喷孔片 之中心而向外放射等間隔排列設置。 其中，該等隆起部係分別偏轉一預設角度且 以一端朝向該噴孔片之中心而向外放射等間隔排列 設置。 其中，該喷孔片具有三個第一隆起部，該等第 一隆起部係呈圓弧造型，且以該喷孔片之中心而呈 環狀排列設置。 其中，該喷孔片具有九個第一隆起部，每三個 相鄰之該第一隆起部係呈等間隔放射狀排列。 其中，該第一隆起部之外形係呈菱形、摘圓形、 7 M408414 三角形、矩形、砂漏形、彎月型或心形。 其中，該第一隆起部之橫剖面係為三角錐面、 單弧面、斜面或梯形面。 其中，該喷孔片更包括複數個第二隆起部，該 各第二隆起部係間隔設置於對應之該等第一隆起部 之間，且各該第二隆起部之隆起突伸方向係與各該 第一隆起部之隆起突伸方向相同。 其中’該等第二隆起部係呈圓弧造形。 /、中，該噴孔片具有三個第二隆起部，該等第 二隆起部係以該喷孔片之中心呈環狀排列設置。 其中，該第二隆起部係呈菱形、橢圓形、三角 形、砂漏形、彎月形或心形。 其中，該第二隆起部之橫剖面係為三角錐面、 單弧面、斜面或梯形面。

其中，該噴孔片 1:0 ’ 5 〜1:2 〇 之間 β 厚度與該第二隆起部之比例約 其中 内環徑， 環徑。 ，該制動環片之内環徑等於該壓電環片之 該制動環片之外環徑大於該壓電環片之外 . ' 該噴孔片厚度與該第一隆起部之比例約 為1:0.5〜1:20之間。 腔體Ϊ達上述目的，本創作之霧化模組，設置於-腔之彳目,丨 ν . 環片及一 ~霧化模組包含一壓電環片、一制動 ‘ -如上所述之喷孔片，該噴孔片係設置於該

8 S M408414 壓電環片及該制動環片之間。 其中，該制動環片之外声卜 - Al 衣月之外年徑大於該壓電環片之 外環徑。 其中，當該制動環片設置於鄰近該腔體之一側 時，各該第-隆起部係朝該壓電環片之方向隆起突 * 伸。 - ，、中，3該壓電環片設置於鄰近該腔體之一側 • 時’各該第一隆起部係朝向該制動環片之方向隆起 突伸。 【實施方式】 為使貴審查委員能清楚了解本創作之内容，謹 以下列說明搭配圖式，敬請參閱。 請參閱第7a圖、第几圖、第8圖所示及第9 圖，其係為本創作喷孔片及使用其之霧化模組第一 • 實施例之分解圖、喷孔片示意圖、剖視圖及喷孔片 _ 之示意圖。圖中，該霧化模組3設置於—腔體34之 一側，並包含一壓電環片31、一噴孔片32及一制 動環片33。 該壓電環片31可以鍅鈦酸鉛材料所構成之壓電 陶瓷來製造，並具有一外環徑3 11及一内環徑3丨2。 該制動環片33則為一金屬材質之環片，其具有 一外環徑331及一内環徑332，並設置於該壓電環 片3 1之一側。在本實施例中’該制動環片3 3之内 環徑與該壓電環片31之内環徑312相等，而該制動 9 M408414 %片33之外環徑33丨可大於該壓電環片3 1之外環 徑 311。 該喷孔片32則呈一盤體形狀，其外徑介於該壓 電片3 1及該制動環片3 3之内環徑及外環徑之 間而可供夾設於其中。其中，該喷孔片32上可以 準分子雷射或其他方式間隔形成複數個擊發孔 32卜每一該第一隆起部322皆為非平面狀之曲面結 構，而該等第一隆起部322係呈非圓形且於該噴孔 片32上排列形成一特定造型之幾何圖案。於第一實 施例中，該等第一隆起部322係以三個來實施，且 該等隆起部322之外形呈一橢圓狀，並以一端朝向 該喷孔片32之中心呈等間隔放射狀排列設置。此 外，由剖面看來’該喷孔片32及該等形成於該噴孔 片32上之第一隆起部322呈一輻射狀多曲面結構。 此外，該喷孔片32與各該第一隆起部322高度的比 例可為1:0.5〜1:20之間，但不以此為限，可隨加工 技術或實際需求而增加或減少。 田組裝該霧化模組3時，可以一黏著劑（圖未示） 接D該壓電壌片3卜該喷孔片32及該制動環片 並使該霧化模組3之該壓電環片3丨或該制動環片 33叹置於鄰近该腔體34之一侧。當該壓電環片η 設置於鄰近該腔體34之一側時，則各該第—隆起部 係朝該制動環片33之方向隆起突伸當該制動 環片33設置於鄰近該腔體34之一側時則各該第

10 S M408414 一隆起322部係朝該壓電環片31之方向隆起突伸， 以發揮霧化效果。 請參閱第10圖及第11圖，其係為本創作霧化 模組較佳實施例之作動示意圖及霧化區域之示意 圖。當該霧化模組3開始運作時，藉由輸入一電壓 至該壓電％片31，使該壓電環片產生反覆性伸 縮形變’並以振波形態傳遞能量至該噴孔片3 2，而 使該喷孔片32振動。由於該噴孔片32藉由設置該 等第一隆起部322,當該喷孔片32振動時，液體將 爻位於該等第一隆起部322所形成之曲面區域及其 鄰近之平面區域的擊發孔321，因雷利波（或稱表面 波）之作用所擊發而形成細小分子，並產生霧化作 用，因此會形成一霧化區域324即該等第一隆起部 322及其鄰近部位所構成之曲面與平面區域，而可 遠大於習知技術之霧化區域，而可充分使用喷孔片 32上之省發孔321以增加霧化量，且能喷擊出具微 奈米等級且均勻分佈之液滴。 其中，該喷孔片32上隆起部之排列方式及變化 不僅以上述較佳實施例為限，亦可以如下所述之實 施態樣： 於第二實施例中，該喷孔片32具有四個第一隆 起部322 ’該等第一隆起部322之外形係呈橢圓形， 且以一端朝向該喷孔片32之令心而向外放射等間 隔排列設置，且該噴孔片32表面更具有該等擊發孔 11 321，如第12圖所示。 於第三實施例中，該等第一隆起部322具有四 個第一隆起部322，文#>» , ^ ’以2 ’各該第一隆起部322之外形係

呈摘圓形，@|| /V 0,1 /A 刀别偏轉一預設角度，且以一端朝向 I喷孔片32之中心而向外放射等間隔排列設置，且 該喷孔片32表面更具有該等擊發孔321，如第13 圖所述。 於第四實施例中’該喷孔片32具有三個第一隆 起部322 ’該等第一隆起部322之外形係呈圓弧造 型’且以該喷孔片32之中心而環狀排列設置，且該 嘴孔片32表面更具有該等擊發孔321，如第14圖 所示。 於第五實施例中，該喷孔片32具有三個第一隆 起部322 ’該等第—隆起部322係呈一端小一端大 之狐形造型’該以該噴孔片32之中心而環狀排列設 置’且該喷孔片32表面更具有該等擊發孔321，如 第15圖所示。 於第六實施例t，該喷孔片32具有九個第一隆 起部322，每三個相鄰之該第一隆起部322可呈一 說幾何圖案，並呈等間隔放射狀排列，且該噴孔片 32表面更具有該等擊發孔321，如第16圖所示。 於第七實施例t，該喷孔片32，不但包括如第 〜實施例其對應之圖式所呈現之該等第一隆起部 3 22 ’更包括三個第二隆起部323’該等第二隆起部 12 M408414 323係朝與各該第一隆起部322之方向隆起突伸， 並呈圓弧造形，並間隔設置於對應之該等第一隆起 斗之間，且該噴孔片32表面更具有該等擊發孔 32卜如第17圖所示。此外，該噴孔片32厚度與各 該第二隆起部323之比例可為1:0_5〜1:2〇之間，但 不以此為限。 其中，上述各實施例中，該等第一隆起部322 及該等第二隆起部323之外形不僅以上述圖式為 限，以可係呈菱形、橢圓形、三角形、砂漏形、彎 月形、心形或其他形狀，如第18圖所示。而各該第 一隆起部322及各該第二隆起部323之數量及排列 方式’亦不以上述實施方式為限，亦可為任意形狀 或數量所構成。 其中’上述各實施例中，該等第—隆起部322 及該等第二隆起部323之橫剖面係為三角錐面、單 弧面、斜面或梯形面，或為任意形式，如第19圓所 示。 此外，該霧化模組3由於具有上述結構之該喷 孔片32，更具有下述優點： 1:由於霧化面積增大，而可提高該喷孔片32 内外側之液體及氣體之交換速率，以増進霧化過程 穩定性’減少喷霧量容易忽大忽小的現象。 2 :與習知技術之單一半球面結構之噴孔片22 相比較’各該第一隆起部322及各該第二隆起部 13 323 * Λί.八丁一 而之加工深度，由於霧化區域加大，其彎曲 曲度便可調整至最佳值，並僅需習知技術之二半左 右之加工深度即可。由於加工深度縮 當喰：fl y上 J ^ ^ 只札片加工時，因應力過大而破裂。 3.由各該第一隆起部322或各該第二隆起部323 所且〇排列形成之幾何圖案，於該喷孔片32形成之 輻射狀或環狀排列多曲面結構，可打散改變傳遞其 上之振動波行動方向，進而破壞振動波等向集中於 該喷孔片32中心的規則性，以改善習知技術噴孔片 因八中〜區域振幅值過大，易應力集中而遭受破壞 的缺點。 4·由於該喷孔片32所形成之輻射狀多曲面結 構’可提昇每一曲面結構之結構張力，以強化抗低 頻共振之能力。 5 :由於該制動環片33之内環徑332與該壓電 被片31之内環徑312相等，而可於封裝過程使切口 對齊’而可確保該噴孔片32可以被緊密的夾持於中 間’避免該壓電環片31作動時，施力臂不等長，造 成各失層之間之勝著劑失效。 6:由於該喷孔片32所形成之幅射狀多曲面結構 可有效傳遞及均勻分散振波能量，而使該具多曲面 結構之喷孔片可產生共振的霧化面積區間遍及於非 隆起部的其他位置，故相較於習知技術在相同單位 面積的喷孔片的可霧化區域為多。

S 14 M408414 7:由於該喷孔片藉由排列設置該等隆起部而形 成多曲面結構，此種結構可使與其 片’即使其未能作動於一單一择作 平锞作頻率下而產生撤

量偏移跳動的情況下，工作時仍能保持有效之霧化 量，相較習知技術須配合非常高精度之壓電環片與 驅動電路才能有效運作而言，更能降低製造^本。、 唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而 已，並非用以限定本創作實施之範圍，在不脫離本 創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應 涵蓋於本創作之專利範圍内。 综上所述，本創作之霧化模組，係具有專利之 創作性，及對產業的利用價值；申請人爰依專利法 之規定，向 鈞局提起新型專利之申請。

15 M408414 【圖式簡單說明】 第1圖，為習知技術之—種霧化裝置分解圖。 第2圖，為習知技術—種霧化裝置之作動示意 圖。 一種水霧產生器分解圖。 —種水霧產生器剖面圖。 另一種水霧產生器作動示 第3圖，為習知技術另 第4圖’為習知技術另 第5圖，為習知技術 意圖。 第6圖，為習知技術另一種水霧產生器霧化區 域示意圖。 第7a圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模組 第一實施例分解圖。 第7b圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模組 其噴孔片立體示意圖。 第8圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模組 第一實施例之剖視圖。 第9圖，為本創作噴孔片及使用其之霧化模組 第一實施例喷孔片之平面示意圖。 第10圖’為本創作喷孔片及使用其之霧化模組 較佳實施例之作動示意圖。 第11圖’為本創作喷孔片及使用其之霧化模組 較佳實施例之霧化區域示意圖。 第12圖’為本創作噴孔片及使用其之霧化模 組，喷孔片第二實施例示意圖。 、

16 S M408414 第13圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組’噴孔片第三實施例示意圖。 第14圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組’喷孔片第四實施例示意圖。 第15圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組’嘴孔片第五實施例示意圖。 第16圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組’喷孔片第六實施例示意圖。 第丨7圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組’喷孔片第七實施例示意圖。 第18圖，為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組’喷孔片外形示意圖。 第19圖’為本創作喷孔片及使用其之霧化模 組，喷孔片隆起部橫剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 【習知】 I 霧化裝置 II 霧化模組 III 制動環片 112 喷孔片 1121擊發孔 113 壓電環片 12 腔體 17 M408414 2 水霧產生器 21 制動環片 22 喷孔片 221 擊發孔 222 曲面結構 223 霧化區域 23 壓電環片 24 腔體 【本創作】 3 霧化模組 31 壓電環片 311 外環徑 312 内環徑 32 喷孔片 321 擊發孔 322 第一隆起部 323 第二隆起部 324 霧化區域 33 制動環片 331 外環徑 332 内環徑 34 腔體 18

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍： 1 * 一種噴孔片，係呈圓片狀，包含： 複數個擊發孔，設於該喷孔片上；及 複數個第一隆起部，係呈非圓形，設於該喷 孔片上而以該噴孔片之中心間隔排列設置’該等第一 隆起部以該噴孔片之中心為基準作排列設置而形成 一幾何圖案。 2. 如申請專利範圍第1項所述之喷孔片，係具有三個第 一降起部’該等第一隆起部係呈橢圓形且以一端朝向 該喷孔片之中心而向外放射等間隔排列設置。 3. 如申請專利範圍第2項所述之喷孔片，更包括複數個 第二隆起部，該各第二隆起部係間隔設置於對應之該 等第一降起部之間，且各該第二隆起部之隆起突伸方 向係與各該第一隆起部之隆起突伸方向相同。 4. 如申請專利範圍第3項所述之喷孔片，其中，該等第 二隆起部係呈圓弧造形。 5. 如申請專利範圍第3項所述之噴孔片，係具有三個第 二隆起部，且該等第二隆起部以該嘴孔片之中心呈環 狀排列設置。 6. 如申請專利範圍第3項所述之噴孔片，其中，該第二 隆起。P係呈菱形、橢圓形、二角形、砂漏型、彎月形 或心形。 7. 如申請專利範圍第6項所述之嘴孔片其中，該第二 隆起部之橫剖面係為三角錐面、單弧面、斜面或梯形 19 面 ο 8.如申請專利範圍第3項所述之噴孔片，其中，該噴孔 片厚度與該第二隆起部高度的比例約為20 之間。 9·如申請專利範圍第1項所述之喷孔片，係具有四個第 =隆起部，該等第一隆起部係呈橢圓形且以一端朝向 該噴孔片之中心而向外放射等間隔排列設置。 10. 如申請專利範圍第9項所述之喷孔片，其中，該等 隆起部係分別偏轉一預設角度，且以一端朝向該喷孔 片之中心而向外放射等間隔排列設置。 11. 如申請專利範圍第丨項所述之喷孔片，係具有三個 第一隆起部，該等第一隆起部係呈圓弧造形且以該噴 孔片之中心而環狀排列設置。 12. 如申請專利範圍帛i項所述之喷礼片，係具有九個 第一隆起部，每三個相鄰之該第一隆起部係呈等間隔 放射狀排列。 13·如申請專利範圍第1項所述之噴礼片，其中，該第 一隆起部之外形係呈菱形、橢圓形、三角形、矩形、 砂漏形、彎月形或心形。 14. 如申請專利範圍第1項所述之喷孔片，其中，該第 一隆起部之橫剖面係為三角錐面、單弧面、斜面或梯 形面。 15. 如申請專利範圍第丨項所述之喷孔片，其中，該喷 孔片厚度與該第一隆起部高度的比例約為 20 S M408414 1:0 · 5 〜1:2 〇 之間。 1 6. 一種霧化模組，設置於一腔體之一側，包含： —壓電環片； —制動環片，設於該壓電環片一側；及 一如專利範園第1至15項所述之喷孔片，該喷 孔片係設置於該壓電環片及該制動環片之間。 17.如中請專利範圍第16項所述之霧化模組，曰其中，該 制動環片之内環徑等於該壓電環 環片之外環徑大於該壓電環片之環㈣制動 I 專利範圍第17項所述之霧化模組，當該制動 ί衣片。又置於鄰近該腔體之一側時， 朝該壓電環片该第—隆起部係 %衣片之方向隆起突伸。 &如申請專利範圍第17項所述之霧 * 環片係設置於鄰.π _ 、、‘且，*該壓電 係朝該制動環^ ^ ^ 谷該第一隆起部 切壤片之方向隆起突伸。 21