TWM499258U - 可加大霧化量的霧化裝置 - Google Patents

Description

可加大霧化量的霧化裝置

本創作係屬於液體霧化設備的領域，特別是關於一種使用沖壓技術於金屬結構片上製得複數個應力集中點，使得霧化量可大幅提高的的霧化裝置，並可有效降低使用時的能源消耗者。

按，目前市面上常見的液體霧化裝置，其係利用如：鋯鈦酸鉛材料等壓電材料而製成的壓電(PZT)環片，當輸入電壓後，可使本體及附屬之金屬背板產生伸縮的形變現象，其利用以波動形態傳遞的振動能量，使位於壓電材料一側之一噴孔片，靠近噴孔處之液體被霧化成細小分子後噴出。

該種液體霧化裝置主要係由一霧化模組及一儲液腔體所構成的，該霧化模組則是由一結構片、一噴孔片及一壓電環依序疊置而成。其中該噴孔片係呈一圓盤形，其上設有複數個噴孔，並將該噴孔片夾設於該壓電環及該結構片之間。然而，傳統之該噴孔片因受限於其平面的造型，將造成下述缺點：1、振動能量傳遞時，其傳遞方向係由該噴孔片之外周緣朝向中心作傳遞，故振動能量所產生的應力會過度集中於中心處而造成該噴孔片破裂，縮短使用壽命；2、由於振動能量均集中於中心處，肇使霧化區域僅形成於該噴孔片中心處附近，因而能夠使用到有效的該等噴孔並不多，霧化量自然也不佳；3、並且，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，易使液滴碰撞在一起而結合成大粒徑的液滴，導致霧化效率下降。

為改善上述習知技術的缺點，亦有在噴孔片中心設置半球面結構的設計，如美國發明專利US7066398號、美國發明專利申請號第US20090242660號等兩案，理論上可較習知技術增加霧化量，並降低集中於該噴孔片中心處之應力，及產生較大的霧化區域。然而，該種該噴孔片在實際使用時，為了達到最佳的霧化效能，其半球面結構必須有足夠的深度，而曲率半徑通常會被加大而造成有效霧化範圍縮減；若需增大有效霧化範圍，又須增大加工曲率半徑，導致加工深度變淺，則霧化效能變差。再者，由於該噴孔片採用金屬材料，其材料本身之特性會於加工後產生延展，但半球面結構的直徑越長，其結構張力也隨之降低，而造成輸入力量減弱且整體的結構強度也減弱。再者，由於習知技術噴孔片半球面結構之設計，其振動波能量經傳遞後，大部份仍會集中於中心區域，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，也會影響到使用時的霧化量。而，如美國發明專利第6651650號，係將該噴孔片上的該等噴孔作六邊形的排列，期能增加霧化效能，但實際使用的效果與一般圓形排列的霧化效能相差無幾，完全無法提升使用時的霧化量。

以上各種噴孔片的設計大多針對提升霧化效能，且效果有限，對於能量耗損的部分也完全無提及，有鑑於此，本創作人係提出了一種可加大霧化量的霧化裝置，不僅能夠提升瞬間的霧化量，且進一步降低使用時的能量耗損。

本創作之一目的，旨在提供一種可加大霧化量的霧化裝置，俾利用在結構片的表面以沖壓技術形成隆起部或是變形部位，當振動產生時會形成應力集中，使得與之結合的噴孔片上同時產生多處可霧化噴射的區域，達到提高瞬間的霧化量之功效；並且，使用同樣的能量能夠噴射更多的待霧化液體，也能進一步降低使用時的能量耗損之功效。

為達上述目的，本創作之一種可加大霧化量的霧化裝置，其包括：一結構片，其具有一出液面及一入液面，該結構片係透過沖壓技術而使其朝向該出液面凸起形成一隆起部，該隆起部的中央並設有一穿孔，且使該隆起部係形成具有至少四個應力集中點的幾何形狀；一噴孔片，選用高分子聚合材料而製成的薄片狀結構體，覆設於該結構片之該出液面，且使該噴孔片對應該穿孔而設有複數個噴孔；及一壓電環，設於該噴孔片之一側且使該隆起部位於其中心位置，使該噴孔片夾設於該結構片及該壓電環之間，該壓電環受驅動後，帶動該結構片及該噴孔片同步振動，以將一待霧化液體由接近該等應力集中點的該等噴孔霧化後噴出。

其中，該隆起部係呈四邊或四邊以上的多邊形圖形，且各邊緣相交處係形成該每一應力集中點，經過實際測試，當該噴孔片的厚度係介於12.5~175μm，該結構片厚度為100μm，且該隆起部之高度係小於等於700μm時，而能夠在使用時產生良好的應力集中效果，對於提升霧化量也有相當大的幫助。另外，該結構片及該噴孔片之間係夾設有一黏膠，使二者結合成一體，並能夠發揮最佳的能量傳遞效果。而，該穿孔內部係設有至少一肋條，藉由橫跨或是十字交叉等方式，以提高該結構片的的整體 強度，對於使用時的支撐效果也有一定的幫助。

於另一實施例中，本創作之該可加大霧化量的霧化裝置，其包括：一結構片，其具有一出液面及一入液面，該結構片係透過沖壓技術而於中央設有一穿孔，且使鄰近該穿孔的表面產生至少四個變形部位；一噴孔片，選用高分子聚合材料而製成的薄片狀結構體，覆設於該結構片之該出液面，且該噴孔片對應該穿孔係設有複數個噴孔；及一壓電環，設於該噴孔片之一側，使該噴孔片夾設於該結構片及該壓電環之間，該壓電環受驅動後，帶動該結構片及該噴孔片同步振動，且該穿孔鄰近該變形部位處會產生應力集中，使一待霧化液體由接近該等應力集中處的該等噴孔霧化後噴出。

其中，該每一變形部位於該等出液面上係呈尖錐結構或呈凹穴結構，或是呈現凸點結構，當該噴孔片的厚度係介於12.5~175μm，該結構片厚度為80~250μm，且該變形部位之高度係小於等於700μm時，而能夠在使用時產生良好的應力集中效果，對於提升霧化量也有相當大的幫助。而該結構片及該噴孔片之間同樣夾設有一黏膠，使二者結合成一體，並能夠發揮最佳的能量傳遞效果。

1‧‧‧可加大霧化量的霧化裝置

11‧‧‧結構片

111‧‧‧出液面

112‧‧‧入液面

113‧‧‧隆起部

114‧‧‧穿孔

115‧‧‧肋條

12‧‧‧噴孔片

121‧‧‧噴孔

122‧‧‧黏膠

13‧‧‧壓電環

2‧‧‧待霧化液體

3‧‧‧可加大霧化量的霧化裝置

31‧‧‧結構片

311‧‧‧穿孔

312‧‧‧變形部位

32‧‧‧噴孔片

33‧‧‧壓電環

34‧‧‧黏膠

第1圖，為本創作第一實施例的立體分解圖。

第2圖，為本創作第一實施例的組合剖視圖。

第3圖，為本創作第一實施例的其他實施態樣(一)。

第4圖，為本創作第一實施例的其他實施態樣(二)。

第5圖，為本創作第一實施例的其他實施態樣(三)。

第6圖，為本創作第一實施例的其他實施態樣(四)。

第7圖，為本創作第一實施例各種實施態樣的霧化量比較表。

第8圖，為本創作第一實施例各種實施態樣能量耗損的比較表。

第9圖，為本創作第二較佳實施例的立體分解圖。

第10圖，為本創作第一實施例的組合剖視圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2圖，係為本創作第一實施例的立體分解圖及其組合剖視圖。如圖中所示，為本創作之第一實施例所表示的可加大霧化量的霧化裝置1係包括：一結構片11、一噴孔片12及一壓電環13。

其中該結構片11係採用不鏽鋼片狀材料，且其具有一出液面111及一入液面112，該結構片11係透過沖壓技術而使其朝向該出液面111凸起形成一隆起部113，該隆起部113的中央並設有一穿孔114，且使該隆起部113係形成具有四個應力集中點的四邊形狀，且各邊緣相交處係形成該每一應力集中點，該隆起部113之高度係介於該結構片11厚度的1.5~4倍，如圖所示係呈現正方形。應注意的是，為了有效提升整體強度，係於該穿孔114內部係設有呈十字交叉排列的一肋條115，而能提高該結構片的的整體強度，對於使用時的支撐效果也有一定的幫助。

該噴孔片12則是選用高分子聚合材料而製成的薄片狀結構體，經過適當的加工後而覆設於該結構片11之該出液面111，且該噴孔片 12對應該穿孔114而設有複數個噴孔121。應注意的是，該結構片11及該噴孔片12之間夾設有一黏膠122，使該結構片111與該噴孔片112得以結合成一體，且其間不會產生縫隙，故能夠有效傳遞振動能量。

該壓電環13設於該噴孔片12之一側且使該隆起部113位於其中心位置，使該噴孔片12夾設於該結構片11及該壓電環13之間，該壓電環13受驅動後，帶動該結構片11及該噴孔片12同步振動，以將一待霧化液體2由接近該等應力集中點處的該等噴孔121霧化後噴出。

另外，經過實際測試後，本創作人所使用之該噴孔片的厚度係介於12.5~175μm，該結構片厚度為80~250μm，且該隆起部之高度係小於等於700μm時，能夠在使用時產生良好的應力集中效果，對於提升霧化量也有相當大的幫助。

以第一實施例為例，當該壓電環13受驅動而產生振動能量時，其應力集中點共有四處且平均分散於該穿孔114內側，振動能量會分別朝向各個應力集中點傳遞，使得接近該等應力集中點處的該等噴孔12進行霧化噴射。並請參閱第3圖，係為本創作第一實施例的其他實施態樣，該隆起部113係形成具有五個應力集中點的五邊形結構，同理，該隆起部113的形狀可不斷地增加，如第4~6圖，最多可增加成八邊形，請參閱第7、8圖所示，係為第一實施例的各種實施態樣進行比較的比較表，根據實驗數據，該隆起部113的形狀至少可以增加至具有八個應力集中點的八邊形狀，均可獲得良好的瞬間霧化量及有效降低能量耗損。

請參閱第9、10圖，係為本創作第二實施例的立體分解圖及其組合剖視圖。如圖中所示，為本創作之第二實施例所表示的可加大霧化 量的霧化裝置3，其同樣包括一結構片31、一噴孔片32及一壓電環33，其結構大致與前一實施例相同，最大的不同處係於該結構片31透過沖壓技術而於中央設有一穿孔311，且使鄰近該穿孔311的表面產生四個變形部位312，該每一變形部位312如圖中所示係呈尖錐結構，或可呈現凹穴結構或是凸點結構，其高度係介於該結構片厚度的1.5~4倍，均可於該壓電環33受驅動而產生振動能量時，對該穿孔311形成應力集中的部位，使該待霧化液體2由接近該等應力集中處的該等噴孔霧化後噴出。

應注意的是，為了能夠有效傳遞振動能量，該結構片31及該噴孔片32之間同樣夾設有一黏膠34，使該結構片31與該噴孔片32結合成一體，而不會使振動能量在傳遞過程中有所耗損。

綜上，本創作係利用在該結構片11、31的表面以沖壓技術形成該隆起部113或該等變形部位312，使振動能量傳遞時形成多個應力集中點，故能使相對於該穿孔114、311內緣部位而成為多處可霧化噴射的區域，因而能夠同時由該等可霧化噴射區域同時噴射更多的該待霧化液體2，達到提高瞬間的霧化量之目的；並且，當使用同樣的能量而能夠噴射更多的待霧化液體，自然也能降低使用時的能量耗損。

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，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，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內。

1‧‧‧可加大霧化量的霧化裝置

11‧‧‧結構片

111‧‧‧出液面

112‧‧‧入液面

113‧‧‧隆起部

114‧‧‧穿孔

12‧‧‧噴孔片

121‧‧‧噴孔

122‧‧‧黏膠

13‧‧‧壓電環

2‧‧‧待霧化液體

Claims (10)

1. 一種可加大霧化量的霧化裝置，其包括：一結構片，其具有一出液面及一入液面，該結構片係透過沖壓技術而使其朝向該出液面凸起形成一隆起部，該隆起部的中央並設有一穿孔，且使該隆起部係形成具有至少四個應力集中點的幾何形狀；一噴孔片，選用高分子聚合材料而製成的薄片狀結構體，覆設於該結構片之該出液面，且使該噴孔片對應該穿孔而設有複數個噴孔；及一壓電環，設於該噴孔片之一側且使該隆起部位於其中心位置，使該噴孔片夾設於該結構片及該壓電環之間，該壓電環受驅動後，帶動該結構片及該噴孔片同步振動，以將一待霧化液體由接近該等應力集中點的該等噴孔霧化後噴出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可加大霧化量的霧化裝置，其中，該隆起部係呈四邊或四邊以上的多邊形圖形，且各邊緣相交處係形成該每一應力集中點。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可加大霧化量的霧化裝置，其中，該噴孔片的厚度係介於12.5~175μm，該結構片厚度為80~250μm，且該隆起部之高度係小於等於700μm。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可加大霧化量的霧化裝置，更具有一黏膠，夾設於該結構片及該噴孔片之間，使該結構片與該噴孔片結合成一體。
5. 如申請專利範圍第4項所述之可加大霧化量的霧化裝置，其中，該穿孔內部係設有至少一肋條，以提高該結構片的支撐強度。
6. 一種可加大霧化量的霧化裝置，其包括： 一結構片，其具有一出液面及一入液面，該結構片係透過沖壓技術而於中央設有一穿孔，且使鄰近該穿孔的表面產生至少四個變形部位；一噴孔片，選用高分子聚合材料而製成的薄片狀結構體，覆設於該結構片之該出液面，且該噴孔片對應該穿孔係設有複數個噴孔；及一壓電環，設於該噴孔片之一側，使該噴孔片夾設於該結構片及該壓電環之間，該壓電環受驅動後，帶動該結構片及該噴孔片同步振動，且該穿孔鄰近該變形部位處會產生應力集中，使一待霧化液體由接近該等應力集中處的該等噴孔霧化後噴出。
7. 如申請專利範圍第6項所述之可加大霧化量的霧化裝置，其中，該每一變形部位於該等出液面上係呈如：尖錐結構、凹穴結構及凸點結構其中之一者。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可加大霧化量的霧化裝置，其中，該噴孔片的厚度係介於12.5~175μm，該結構片厚度為100μm，且該變形部位之高度係小於等於700μm。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可加大霧化量的霧化裝置，更具有一黏膠，夾設於該結構片及該噴孔片之間，使該結構片與該噴孔片結合成一體。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可加大霧化量的霧化裝置，其中，該穿孔內部係設有至少一肋條，以提高該結構片的支撐強度。