TWM558296U - 氣體輸送裝置 - Google Patents

Abstract

一種氣體輸送裝置，包含：出氣蓋板，具有出氣管及出氣匯流槽，出氣管與出氣匯流槽連通對應設置；複數組導流座；以及複數組氣體泵浦，對應設置於每一導流座之凹置槽內；其中，複數組導流座並排設置，透過出氣蓋板罩蓋封閉複數組導流座，使出氣蓋板與複數組導流座之凸出側框上下密合連接，當該氣體泵浦致能進行氣體傳輸時，將氣體導入每一導流座之凹置槽，並使氣體依序經由該連通孔、匯流腔室及出氣匯流槽，最後氣體由出氣管排出。

Description

氣體輸送裝置

本案係關於一種氣體輸送裝置，尤指一種可提高流量傳輸之氣體輸送裝置。

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，其中微幫浦所包含之氣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，為發展之重要內容。

隨著科技的日新月異，氣體輸送裝置的應用上亦愈來愈多元化，舉凡工業應用、生醫應用、醫療保健、電子散熱等等，甚至近來熱門的穿戴式裝置皆可見它的踨影，可見傳統的氣體輸送裝置已漸漸有朝向裝置微小化、流量極大化的趨勢。

於現有技術中，氣體輸送裝置主要以傳統的機構部件堆疊而構成，並以每一個機構部件極小化或厚度薄化的方式，來達到整體裝置微型化、薄型化之目的。然而，傳統機構件在微小化後，其尺寸精度控制不易，且組裝精度同樣難以掌控，進而造成產品良率不一，甚至有氣體傳送之流量不穩定等問題。

再者，習知的氣體傳輸裝置亦具有輸送流量不足的問題，透過單一氣體傳輸裝置仍難以因應大量氣體傳輸之需求。因此，如何發展一種氣體輸送裝置提高流量傳輸之結構，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的在於提供一種氣體輸送裝置，藉由使複數組微型化之氣體泵浦並排設置，以提供氣體輸送裝置達到最佳氣體傳輸效率。

為達上述目的，本案之一較廣義實施樣態為提供一種氣體輸送裝置，包含：一出氣蓋板，具有一出氣管及一出氣匯流槽，該出氣管與該出氣匯流槽連通對應設置；複數組導流座，該每一導流座具有一主板、一凸出側框以及一框體，該主板具有一凹置槽及一連通孔，該連通孔連通該凹置槽；以及複數組氣體泵浦，對應設置於該每一導流座之該凹置槽內；其中，該複數組導流座並排設置，透過該出氣蓋板罩蓋封閉該複數組導流座，使該出氣蓋板與該複數組導流座之該凸出側框上下密合連接，以定義一匯流腔室並與該出氣匯流槽相互連通，當該氣體泵浦致能進行氣體傳輸時，將氣體導入該每一導流座之該凹置槽，並使氣體依序經由該連通孔、該匯流腔室及該出氣匯流槽，最後氣體由該出氣管排出。

1‧‧‧流體控制裝置

11‧‧‧出氣蓋板

111‧‧‧出氣管

112‧‧‧排出開口

113‧‧‧進入開口

114‧‧‧出氣匯流槽

12‧‧‧導流座

120‧‧‧主板

121‧‧‧凸出側框

122‧‧‧框體

123‧‧‧匯流腔室

124‧‧‧凹置槽

125‧‧‧連通孔

126‧‧‧接腳開口

127‧‧‧封膠開口

14‧‧‧氣體泵浦

140‧‧‧壓縮腔室

141‧‧‧進氣板

141a‧‧‧進氣孔

141b‧‧‧匯流排孔

141c‧‧‧匯流通槽

142‧‧‧共振片

142a‧‧‧可動部

142b‧‧‧固定部

142c‧‧‧中空孔洞

143‧‧‧壓電致動器

1431‧‧‧懸浮板

1431a‧‧‧凸部

1431b‧‧‧第二表面

1431c‧‧‧第一表面

1432‧‧‧外框

1432a‧‧‧第二表面

1432b‧‧‧第一表面

1432c‧‧‧導電接腳

1433‧‧‧支架

1433a‧‧‧第二表面

1433b‧‧‧第一表面

1434‧‧‧壓電元件

1435‧‧‧空隙

144a‧‧‧第一絕緣片

144b‧‧‧第二絕緣片

145‧‧‧導電片

h‧‧‧間隙

第1A圖為本案較佳實施例之氣體輸送裝置之結構示意圖。

第1B圖為本案較佳實施例之氣體輸送裝置之結構拆解示意圖。

第2A圖為第1B圖所示之出氣蓋板之結構示意圖。

第2B圖為第2A圖所示之出氣蓋板於另一視角之結構示意圖。

第3A圖為第1B圖所示之導流座之結構示意圖。

第3B圖為第3A圖所示之導流座於另一視角之結構示意圖。

第4圖為第1A圖所示之氣體輸送裝置之A-A剖面結構示意圖。

第5A圖為本案較佳實施例之氣體泵浦之結構拆解示意圖。

第5B圖為本案較佳實施例之氣體泵浦於另一視角之結構拆解示意圖。

第6圖為第5A圖所示之壓電致動器之剖面結構示意圖。

第7圖為本案較佳實施例之氣體泵浦之剖面結構示意圖。

第8A圖至第8E圖為本案較佳實施例之氣體泵浦之作動結構示意圖。

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，而非架構於限制本案。

本案之氣體輸送裝置係可應用於各式電子裝置或醫療設備之中，並可提高流量傳輸。請參閱第1A圖及第1B圖所示，本案氣體輸送裝置1主要包含出氣蓋板11、複數組導流座12、複數組氣體泵浦14，其中每一個氣體泵浦14分別採以對應容置導流座12中，又複數組導流座12採以水平方向並排設置，出氣蓋板11為罩蓋封閉複數組導流座12，複數組氣體泵浦14為進行氣體傳輸之用，當複數組氣體泵浦14同時進行氣體傳輸時，氣體藉由出氣蓋板11、導流座12等元件進行匯流，最後由出氣蓋板11之出氣管111快速排出，藉此可達到提升氣體傳輸流量之功效，為了便於說明本案之技術內容，本實施例以導流座12與氣體泵浦14之數量為二個為例進行說明，其細部結構及作動方式將於說明書後段進一步詳述。

本案之導流座12及氣體泵浦14之數量係相互對應，若氣體泵浦14數量為三個，則導流座12數量亦同樣為三個，然數量不以此為限，可依據實際情形任施變化。此外，出氣蓋板11之大小亦可隨導流座12之數量而變化，使出氣蓋板11可罩蓋封閉於複數組導流座12之上，以供進行氣體匯流之傳輸。

請參閱第2A圖及第2B圖所示，本實施例之出氣蓋板11包含出氣管111及出氣匯流槽114，其中出氣管111與出氣匯流槽114連通對應設置，出氣管111包含排出開口112，以及出氣匯流槽114包含進入開口113，排出開口112設置於出氣管111內部與進入開口113相互連通，其中進入開口113之孔徑略大於排出開口112，且出氣管111之內徑為由進入開口113漸縮至排出開口112之錐度形狀，但不以此為限，透過錐度形狀之設置，以供氣體產生明顯的匯聚效果，並使匯聚後之氣體可由出氣管111快速傳輸。

請參閱第3A圖及第3B圖所示，複數組導流座12之結構特徵均相同，為了避免重複說明，以下僅針對單一導流座12之結構特徵進行詳述。導流座12包含一主板120、一凸出側框121以及一框體122，其中主板120設有一凹置槽124及一連通孔125，連通孔125連通凹置槽124，凸出側框121為突出圍繞於主板120上方，框體122為突出圍繞於主板120下方，且凸出側框121設置於主板120上相較框體122設置於主板上略為內縮，以形成一段差空間，以供與出氣蓋板11組接承置於上，又凸出側框121上設置一封膠開口127，以及導流座12之框體122上設置一接腳開口126。

再參閱第5A圖、第5B圖及第6圖所示，複數組氣體泵浦14係為相同之氣體傳輸結構，其作動方式亦相同，為了方便說明，以下僅以單一氣體泵浦14進行說明。如圖所示，氣體泵浦14主要依序由進氣板141、共振片142、壓電致動器143、第一絕緣片144a、導電片145及第二絕緣片144b相互對應堆疊設置所構成。

本實施例之進氣板141更包含複數個進氣孔141a、複數個匯流排孔141b及一匯流通槽141c，本實施例係以四個進氣孔141a及四個匯流排孔141b為例進行說明，但其數量不以此為限，四個進氣孔141a係為貫穿 進氣板141之孔洞，用以供氣體自裝置外順應大氣壓力之作用而流入氣體泵浦14之中，四個匯流排孔141b分別對應四個進氣孔141a而設置，匯流通槽141c設置於四個匯流排孔141b之中心處，並與四個匯流排孔141b相互連通，藉此可將氣體自四個進氣孔141a導入匯流排孔141b，並將氣體引導並匯流集中至匯流通槽141c，以實現氣體傳遞。本實施例之進氣板141為一體成型之結構，但不以此為限。

本實施例之共振片142係為可撓性材質所構成之片材，於共振片142上具有中空孔洞142c，中空孔洞142c係對應於進氣板141之匯流通槽141c而設置，以供氣體流通。本實施例之共振片142係由銅材質所構成，但不以此為限。

本實施例之壓電致動器143主要包含一懸浮板1431、一外框1432、複數個支架1433、一壓電元件1434等元件。其中，本實施例之支架1433之數量係為四個，但不以此為限，其數量可依據實際情形任施變化。本實施例之懸浮板1431更包含一凸部1431a、一第二表面1431b及一第一表面1431c，且凸部1431a設置於第二表面1431b上，凸部1431a可為但不限為一圓形凸起結構。本實施例之外框1432係為一框架結構，環繞設置於懸浮板1431之周緣，四個支架1433連接於外框1432及懸浮板1431之間，以提供彈性支撐，且四個支架1433、外框1432及懸浮板1431之間更定義出複數個空隙1435，複數個空隙1435係用以供氣體流通導出之用。本實施例之懸浮板1431、外框1432以及支架1433之型態及數量均不以此為限，且可依實際應用需求變化。此外，本實施例之外框1432更具有一向外凸設之導電接腳1432c，以供外接電源裝置(未圖示)電連接至氣體泵浦14，並提供驅動電源，但不以此為限。本實施例之壓電元件1434貼附於懸浮板1431之第一表面1431c上，用以對懸浮板1431施加電壓，使懸浮板1431產生形變而上下彎曲振動，藉此以進 行氣體傳輸，其傳輸作動方式將於說明書後段進一步詳述。

請再參閱第6圖所示，懸浮板1431之凸部1431a係與外框1432之第二表面1432a共平面，且懸浮板1431之第二表面1431b及支架1433之第二表面1433a亦為共平面，且該懸浮板1431之凸部1431a及外框1432之第二表面1432a與懸浮板1431之第二表面1431b及支架1433之第二表面1433a之間係具有一特定深度。懸浮板1431之第一表面1431c與外框1432之第一表面1432b及支架1433之第一表面1433b為平整之共平面結構，而壓電元件1434則貼附於此平整之懸浮板1431之第一表面1431c處。於另一些實施例中，懸浮板1431之型態亦可為一雙面平整之板狀正方形結構，並不以此為限，可依照實際施作情形而任施變化。於一些實施例中，懸浮板1431、支架1433以及外框1432係可為一體成型之結構，且由一金屬板所構成，例如不鏽鋼材質，但不以此為限。又於另一些實施例中，壓電元件1434之邊長係小於該懸浮板1431之邊長。再於另一些實施例中，壓電元件1434之邊長係等於懸浮板1431之邊長，且同樣設計為與懸浮板1431相對應之正方形板狀結構，但並不以此為限。

本實施例之第一絕緣片144a、導電片145及第二絕緣片144b係依序對應設置於壓電致動器143之外框1432之第一表面1432b，且其形態大致上對應於壓電致動器143之外框1432之形態。於本實施例中，第一絕緣片144a、144b係由絕緣材質所構成，例如：塑膠，但不以此為限，俾提供絕緣功能。本實施例之導電片145由導電材質所構成，例如金屬材質，但不以此為限，以提供電導通功能。於本實施例中，導電片145更突出設置一導電接腳145a，以實現電導通功能。

再請參閱第7圖所示，氣體泵浦14係依序由進氣板141、共振片142、壓電致動器143、第一絕緣片144a、導電片145及第二絕緣片144b等 堆疊而成，且於共振片142與壓電致動器143之間係具有一間隙h，於本實施例中，係於共振片142及壓電致動器143之外框1432周緣之間的間隙h中填入填充材質，例如但不限於導電膠，以使共振片142與壓電致動器143之懸浮板1431之凸部1431a之間可維持該間隙h之深度，進而可導引氣流更迅速地流動，且因懸浮板1431之凸部1431a與共振片142保持適當距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音產生可被降低。於另一些實施例中，亦可藉由加高壓電致動器143之外框1432之高度，以使其與共振片142組裝時增加一間隙，但不以此為限。

當進氣板141、共振片142與壓電致動器143依序對應組裝後，共振片142具有一可動部142a及一固定部142b，可動部142a處可與其上的進氣板141共同形成一匯流氣體的腔室，且在共振片142與壓電致動器143之間更形成一壓縮腔室140，用以暫存氣體，且壓縮腔室140係透過共振片142之中空孔洞142c而與進氣板141之匯流通槽141c處的腔室相連通。

再參閱第1圖及第4圖所示，複數組氣體泵浦14對應設置於複數組導流座12之框體122內，且氣體泵浦14之導電接腳1432c、導電接腳145a可由導流座12之框體122上接腳開口126凸伸出外部，以供外接電源裝置(未圖示)電連接至氣體泵浦14提供驅動電源，而複數組導流座12係以水平方向並排設置，並透過出氣蓋板11罩蓋於凸出側框121之段差空間上組接承置封閉於複數組導流座12上，使出氣蓋板11與複數組導流座12之凸出側框121上下密合連接，且從凸出側框121之封膠開口127處用以注入封裝膠，藉此以達到膠合氣密之效果，如此出氣蓋板11與複數組導流座12之凸出側框121之間形成複數匯流腔室123並與出氣匯流槽114相互連通。是以，本實施例透過框體121特殊設計，使導流座12與出氣蓋板11以上下密合連接的方式相互固定，藉此可使元 件易於拆裝，同時大幅減少元件組裝所耗費的時間，更可達到易於替換元件之功效，使氣體輸送裝置1組裝運用之靈活性提升。

又當複數組氣體泵浦14致能進行氣體傳輸時，氣體藉由氣體泵浦14分別流經複數組導流座12之凹置槽124、連通孔125、匯流腔室123及出氣匯流槽114，最後氣體由該出氣管111之排出開口112排出；簡而言之，透過複數組氣體泵浦14將氣體導入氣體輸送裝置1中，複數組導流座12之內部流道設計，使傳輸之氣體得以匯流集中，並達到提升傳輸效率之目的；再者，本實施例透過兩組氣體泵浦並排配置，並同時致能傳輸氣體，使其氣體傳輸流量大於單一氣體泵浦，藉此達到氣體傳輸流量提升之功效。當然，氣體泵浦並列組裝配置之數量並不以兩組為限，其可依據實際情形任施變化。

請參閱第8A圖至第8E圖所示，當氣體泵浦14進行作動時，壓電致動器143受電壓致動而以支架1433為支點，進行垂直方向之往復式振動。首先，如第8A圖所示，當壓電致動器143受電壓致動而向下振動時，使壓縮腔室140之體積增加、壓力變小，使氣體順應大氣壓力自進氣孔141a進入，並流經匯流排孔141b、匯流通槽141及中空孔洞142c進入壓縮腔室140中，接著，如第8B圖所示，由於共振片142係為輕薄之片狀結構，當氣體順應大氣壓力進入壓縮腔室140時，共振片142之可動部142a隨之向下振動，並貼附抵觸於壓電致動器143之懸浮板1431之凸部1431a上，使懸浮板1431之凸部1431a以外的區域與共振片142兩側之固定部142b之間的匯流腔室的間距不會變小，並藉由此共振片142之形變，以使壓縮腔室140之體積壓縮，並關閉壓縮腔室140中間流通空間，促使其內的氣體由中央推擠向外圍流動，進而經過壓電致動器143之支架1433之間的空隙1435而向下穿越流動。其後，如第8C圖所示，共振片142之可動部142a向上彎曲振動形變，而回復至初始 位置，且壓電致動器143受電壓驅動以向上振動，如此同樣擠壓壓縮腔室140之體積，惟此時由於壓電致動器143係向上抬升，因而使得壓縮腔室140內的氣體會朝兩側流動，而氣體持續地自進氣板141上的至少一進氣孔141a進入，再流入匯流通槽141c所形成之腔室中。再如第8D圖所示，該共振片142受壓電致動器143向上抬升的振動而共振向上，此時共振片142之可動部142a亦隨之向上振動，進而減緩氣體持續地自進氣板141上的進氣孔141a進入，再流入匯流通槽141c所形成之腔室中。最後，如第8E圖所示，共振片142之可動部142a亦回復至初始位置，由此實施態樣可知，當共振片142進行垂直之往復式振動時，係可由其與壓電致動器143之間的間隙h以增加其垂直位移的最大距離，換句話說，於該兩結構之間設置間隙h可使共振片142於共振時可產生更大幅度的上下位移。

綜上所述，本案透過複數組氣體泵浦分別設置於複數組導流座中，並使複數組導流座彼此水平並列設置，並與出氣蓋板對應上下組接密合連接，以提升傳輸效率之目的，且多組氣體泵浦配置可使到氣體傳輸流量大幅提升之功效，此外，本案亦透過氣體泵浦之特殊流道、結構設計，可使氣體高速且高效率地流動，並可達到靜音、微型化之效果。

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。

Claims (5)

1. 一種氣體輸送裝置，包含：一出氣蓋板，具有一出氣管及一出氣匯流槽，該出氣管與該出氣匯流槽連通對應設置；複數組導流座，該每一導流座具有一主板、一凸出側框以及一框體，該主板具有一凹置槽及一連通孔，該連通孔連通該凹置槽；以及複數組氣體泵浦，對應設置於該每一導流座之該框體內；其中，該複數組導流座並排設置，透過該出氣蓋板罩蓋封閉該複數組導流座，使該出氣蓋板與該複數組導流座之該凸出側框上下密合連接，以定義一匯流腔室並與該出氣匯流槽相互連通，當該氣體泵浦致能進行氣體傳輸時，氣體導入該每一導流座之該凹置槽，並依序經由該連通孔、該匯流腔室及該出氣匯流槽，最後氣體由該出氣管排出。
2. 如請求項第1項所述之氣體輸送裝置，其中該出氣管之內徑為由大漸縮至小之錐度形狀。
3. 如請求項第1項所述之氣體輸送裝置，其中該凸出側框突出圍繞於該主板上方，該框體突出圍繞於該主板下方，該凸出側框設置於該主板上相較該框體設置於該主板上略為內縮，以形成一段差空間，以供與該出氣蓋板組接承置於上。
4. 如請求項第1項所述之氣體輸送裝置，其中該複數組導流座之該凸出側框具有一封膠開口、該框體具有一接腳開口。
5. 如請求項第1項所述之氣體輸送裝置，其中該至少一氣體泵浦包含：一進氣板，包含至少一進氣孔、至少一匯流排孔及一匯流通槽；一共振片，包含一中空孔洞；一壓電致動器，包含一壓電元件、一懸浮板、一外框、至少一支架及一第一導電接腳，該懸浮板、該外框及該至少一支架之間定義至少一 空隙，該懸浮板更具有一第一表面與一第二表面，該第二表面上設有一凸部，該第一表面設置該壓電元件；一第一絕緣片；一導電片，包含一第二導電接腳；以及一第二絕緣片；其中，該進氣板、該共振片、該壓電致動器、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片相互對應堆疊設置，該共振片與該壓電致動器之間具有一間隙，以定義一壓縮腔室；透過該壓電元件對該懸浮板施加電壓，使該懸浮板進行往復式上下彎曲振動，使氣體由該進氣板之該至少一進氣孔導入，並依序流經該匯流排孔、該匯流通槽、該中空孔洞及該壓縮腔室，最後由該至少一空隙導入該凹置槽。