专利名称：压电流体雾化装置及方法
技术领域：
本发明涉及压电流体雾化器。更具体地，本发明涉及利用隧道和 凸台结构的压电流体雾化器。
背景技术：
压电材料当承受机械力时具有不一般的特性，所述材料，特别是 结晶材料，获得电极性，而且当所述材料处于电场时，按照电场的极 性并与电场强度成正比，材料被拉长或者被縮短。由于这些特性，压 电材料已经被广泛使用。例如，压电材料已经用在检测场合，比如力 或位移传感器，而且带有逆向压电效果的材料的应用场合包括致动应 用，比如在马达和精确控制定位的装置中，和产生声信号及超声信号 的应用。压电式换能器将电能转换为要执行任务的振动机械能，比如声波 或超声波。压电式换能器被用来产生超声波振动，用于清洁、雾化液 体、钻井、研磨陶瓷或者其它难加工材料、焊接塑料、和医学诊断。 在一个应用中可以使用一个或者多个压电式换能器。传统的雾化器通常利用布置在雾化室下方部分的超声振动部件。 电路，其在超声波频率振荡，驱动振动部件，并且在储液器内沿着液 体线放置的液面传感器的正极端和负极端测量并维持流体的安全体 积。在操作过程中，超声波振动部件产生使储液器内液体雾化的声场。 因为传统的雾化器的储液器是敞口设计，液体必须被维持在较高的体 积和液面，由此超声波振动部件不可避免地需要更大的声波激励表面以产生足够的使储液器内液体雾化的声场。因此，传统雾化器的设计 一般需要高功率消耗和AC适配器。尽管雾化器可由手工起动，但是这样的雾化器只能近距离使用，不能用于遥控地提供雾化流体。也存 在其它设计元件，但这些元件妨碍雾化器的发展，还没有发生更广泛 的使用。流体雾化器需要的是，紧凑、带有低功率消耗、并且能够遥控使用。发明内容本发明一般包括提供雾化流体的方法和装置。具体地，本发明的 装置是紧凑的，并且具有低功率消耗的功能。本发明的各个实施例包 括能够由AC电流供以电力的流体雾化器，或者可选择地由通过，包括但不限于，电池和许多其它的DC电流源提供的DC电流供以电力的 流体雾化器。本发明的装置方面可以被遥控控制。通过使用计时设备， 所述装置可在任何时间被起动以提供例如雾化的香水、空气清新剂或 者药剂。所述装置的各个实施例包括含有对称或非对称压电部件的压 电雾化器。压电雾化器的各个实施例包括限定开口的压电部件，所述 压电部件被粘结到限定储雾器的金属板。更具体地，所述储雾器限定 多个基本垂直定向的孔(或洞)，并且所述压电部件的开口可被置于 储雾器的上方。本发明的方法包括使用此处公开的装置来提供雾化流体。极小的 流体可包括影响环境或环境中人或动物的流体，包括但不限于，香水、 空气清新剂、或者药剂。本发明的各个目的、有益效果和优点在参照附图阅读并理解本说 明书后将变得更明显。
图1A-C是含有隧道结构的本发明的实施例的图。 图2是本发明的实施例一方面的图，该实施例包括具有隧道结构 的压电部件。图3是浮标式垫圈结合本发明的压电部件的实施例的图。 图4是浮标式垫圈支架结合本发明的压电部件的实施例的图。 图5是锥形弹簧系统结合本发明的压电部件的实施例的图。 图6是保持系统室结合本发明的压电部件的实施例的图。 图7A-C是含有凸台结构的本发明的实施例的图。 图8是含有带凸台结构的压电部件的本发明的实施例的图。 图9是浮标式垫圈结合本发明的压电部件的实施例的图。 图10是浮标式垫圈支架结合本发明的压电部件的实施例的图。 图11是锥形弹簧系统结合本发明的压电部件的实施例的图。 图12是保持系统室结合本发明的压电部件的实施例的图。 图13是功能性地连接到流体箱的压电装置的实施例的图。 图14是利用按照本发明的示意性实施例的隧道结构的超声雾化 器的图。图15是用按照本发明的示意性实施例的隧道结构的超声雾化器 的置换方案图。图16A-C是超声雾化器的多个焊接类型的图，该超声雾化器利用 按照本发明的示意性实施例的隧道结构。图17是利用按照本发明的示意性实施例的凸台结构的超声雾化 器的图。图18是利用按照本发明的示意性实施例的凸台结构的超声雾化 器的置换方案图。图19A-C是超声雾化器的多个焊接类型的图，该超声雾化器利用按照本发明的示意性实施例的凸台结构。图20A-D是多种焊接类型的图。
具体实施方式
本发明包括用于雾化流体的方法和装置。本发明的装置包括连接 (结合)到金属膜的压电陶瓷盘，比如通过用胶把压电盘粘到金属膜 上。压电陶瓷连接到金属板或金属膜的一侧，此处被称为非对称的连 接。本发明包括由非对称压电部件制成的流体雾化器。本发明的装置 的一方面包括胶粘到金属膜上的环形压电陶瓷。现有技术中非对称压 电部件包括连接到更大直径的金属板或金属膜一侧的更小直径的压 电盘。本发明的雾化装置包括形成在金属钢板或者膜中的室和储雾器。 当所述非对称部件被起动时，通过储雾器顶部中的锥形孔提供液体。 所述液体从液体源被供应到储雾器或室。液体源为瓶子或者任何其它 容器，而且所述容器有选择地连接到本发明的雾化装置。容器内的液 体借助运送液体的装置从容器运送到储雾器。这样的装置的例子包括，但不限于，吸油绳。本领域的技术人员会认识到，吸油绳(wick)通常是借助毛细作用输送液体的一段材料。吸油绳可包括，但不限于， 无纺织物比如无纺织毛毡，纺织材料比如松散纺织的绳、拧绞或编织 纤维，或者任何将液体例如从容器抽吸到吸油绳顶端的材料。雾化装 置还可包括浮标式垫圈，用于浮标式垫圈的支架，盖，用于向压电部 件供应电流的装置，和可选择的，用于液体容器的连接的装置。 现在参照附图，在这些附图中相同的序号代表相同的元件或者步骤，图1A-C表示压电雾化装置100的示意图，所述雾化装置100利 用按照本发明的示意性实施例的隧道结构。压电雾化装置100通常包 括压电部件105和金属板110，也被称为膜。在本发明的示意性实施例中，压电部件105作成盘的形状，所述盘具有从它的中心区域120去除掉的小圆形部分，以形成在压电部件105中心的圆柱形孔(或开 口) 125 (例如压电部件105可以为圆环形状)。压电部件105具有顶 面122和底面124。压电部件105包括具有压电特性的陶瓷。本领域的技术人员会认识到，陶瓷的压电特性不是来自它的化学 成份，但是必须包括适当的配方，并且短时间内承受高强度电场以促 使无序定向的微小双极子成整齐排列(有时称为"极性还原")。之后， 如果在相反方向施加低强度电场，微小双极子承受移动压力，但是陶 瓷的极性在去除电场后会反弹。这种移动压力和极性的反弹引起陶瓷 发生振动，因为机械应力转换为内部电场的移动和内部电场的移动转 换为机械应力。金属板110形成为盘的形状，其具有中心区域130和在中心区域 130内带开口的腔135。金属板110还具有顶面132和底面134。金 属板110具有的直径大于压电部件105的直径。金属板110为金、银、 铜、锌、铝、钢或者任何其它的导电金属、或者这些金属的组合。在 本发明的优选实施例中，金属板110为不锈钢。压电部件105被粘贴在金属板110上，于是压电部件105的底面 靠近金属板110的顶面。另外，压电部件105的中心120通常与金属 板110的中心130对齐，于是压电部件105的圆柱形孔125坐落在紧 贴金属板110的中心130的位置。在本发明的优选实施例中，在压电 部件105的底面124与金属板110的顶面132之间存在粘接层115。 本领域的技术人员会认识到，粘接层115包括适当的粘接介质，比如， 但不限于，胶、环氧树脂或者合成丙烯酸树脂。压电雾化装置100的 压电部件105和金属板IIO形成非对称的组合物，当比如通过计时电 路产生的电压、AC或DC或脉动DC被施加到压电部件105和金属板 110时，所述装置会发生振动。图2表示压电雾化装置100的结构示意图，该装置利用按照本发明的示意性实施例的隧道结构。金属板110包括储雾器205和锥形孔 210，微量的液体通过锥形孔从储雾器205被运送到金属板110的顶 面132以及以上。储雾器205通常位于金属板110的底面134的中心 区域130。在本发明的示意性实施例中，储雾器205具有与压电部件 105的圆柱形孔125大约一样的直径。因此，储雾器205还可为圆柱 形，并直接位于压电部件105的圆柱形孔125下面。储雾器205为金属板110底面134中的空腔或者刻蚀物。通过其 中具有锥形孔210的金属板110的顶面132，储雾器205形成在其顶 面被粘接的封闭(enclosure),并且为了接触吸油绳在底面是敞口的。 换句话说，除了锥形孔210，金属板110的顶面132完整，形成储雾 器205的顶215。储雾器205的顶215位于包括锥形孔210的金属板 110的顶面132的中心部分。锥形孔210例如可以通过激光钻孔或刻 蚀金属板110的顶面132获得。锥形孔210基本上垂直于储雾器205 的顶215进行定位，并且提供液体从储雾器205流过的通道。当起动 压电雾化装置100时，储雾器205允许液体流过锥形孔210后被喷射 或者雾化。压电雾化装置100的结构，如上所述，当采用径向振动模式起动 压电雾化装置100时，在压电雾化装置100的中心区域120处，产生 具有有效功率的振幅和输出的超声频率的共振。压电雾化装置100的 效率通过两个同时发生的非平行位移波得到实现。第一，在压电雾化 装置100的中心区域120处发生最大位移量，这个位移量是通过垂直 振动模式产生的强大超声频率引起的。超声频率的振幅和输出在中心 区域120处最大。因此，压电部件105的圆柱形孔125、储雾器205 和锥形孔210在压电雾化装置100的中心120处的定位利用了所述位 移。第二，压电雾化装置100的从其中心向外延伸的区域经历了在振幅和输出上逐渐减少的位移。因此，靠近压电雾化装置100的中心120的位移比靠近压电雾化装置100的外边缘220的位移具有更高的 超声频率，更高的振幅和输出。另外，如果压电雾化装置100的外边 缘220或者边界区域被固定或者被限制，那么在外边缘220处的位移 大约等于零。假设位移不保持为零，例如，外边缘没有进行固定或者 限制，尽管外边缘220的轴向共振是微弱的，但是在外边缘220处的 位移有效地支撑被起动的压电雾化装置100。如上所述，只要外边缘220不被固定，外边缘220处的位移有效 地支撑被起动的压电雾化装置100。受限制的或者被固定的外边缘 220会干涉被起动的压电雾化装置100的效果。因此，压电雾化装置 的支架或者支撑物不应当限制或者固定压电雾化装置100的外边缘 220。相反，压电雾化装置100的外边缘220应当在起动过程中能够 尽可能地自由移动。图3表示应用到压电雾化装置100的浮标式垫圈305的示意图， 所述雾化装置利用了按照本发明的示意性实施例的隧道结构。为了保 持压电雾化装置100的外边缘220在起动过程中尽可能地自由，对压 电雾化装置IOO可以利用浮标式垫圈305。浮标式垫圈305通常为圆 屋顶形状。浮标式垫圈305可以被放置在压电雾化装置100的顶部上 方，没有干扰压电雾化装置100的功能。浮标式垫圈305具有放置压 电雾化装置100的室310。浮标式垫圈305的外边缘315可形成垂直 的壁320,此处垂直的壁的内侧325邻近或者靠近压电雾化装置100 的外边缘220。在本发明的示意性实施例中，垂直壁320的内侧325 足够靠近以充分地定位压电雾化装置100,但是没有固定或者限制压 电雾化装置100的外边缘220。另外，浮标式垫圈305的垂直壁320 的内侧325坐落在最接近压电雾化装置100的外边缘220的位置，于 是浮标式垫圈305不会干扰压电雾化装置IOO在起动过程中的共振。浮标式垫圈305的垂直壁320包括角335，浮标式垫圈305的内 壁325和底面340 (例如圆顶的顶板)在此角处相遇。这个角335以 及垂直壁320的高度有效地限制压电雾化装置100在起动过程中向上 运动。浮标式垫圈305的中心部分350具有从中穿过的锥形孔，于是 来自压电雾化装置的储雾器的液体通过浮标式垫圈进行输送。中心部 分350与压电雾化装置的中心对齐。例如，所述盖可以具有在其中心 轴线上的一个开口，雾化后的液体从所述开口喷出。那么在工作中， 液体被吸进储雾器并通过储雾器顶中的开口、浮标式垫圈中的孔、弹 簧的中心和盖的开口进行输送。本领域的技术人员会认识到，浮标式垫圈305可以由任何适当的 材料制造，这些材料被选择为，在允许压电雾化装置IOO有效振动的 自由度的同时，最大程度地支撑压电雾化装置100。适当的材料包括 塑料或者低密度金属板，包括但不限于聚縮醛树脂如縮醛树脂，聚氟 甲烯(POM)，聚丙烯，PP,尼龙和其它聚酰胺(PA)，和铝。适当的 材料可以是任何能够提供浮标式垫圈的功能并不被从储雾器分配的 液体比如有机溶剂影响的轻质材料。图4表示应用到压电雾化装置100的浮标式垫圈支架405的示意图，所述压电雾化装置利用按照本发明的示意性实施例的隧道结构。 为了确保浮标式垫圈305围绕压电雾化装置IOO适当地保持在位，本 发明可包括浮标式垫圈支架405。浮标式垫圈支架405可包括垂直壁 410，此处垂直壁410的内侧415靠近浮标式垫圈305的外壁315 (例 如外边缘)。垂直壁410的底部与浮标式垫圈支架405的底面420垂 直相交，于是浮标式垫圈支架405的横截面视图大致类似于字母"L" 的形状。浮标式垫圈支架405的底面410足够长，以充分支撑浮标式 垫圈305和压电雾化装置100，但是不会干涉金属板110的储雾器 205。因此浮标式垫圈支架405允许吸油绳(没有画出)自由接触压电雾化装置100 (例如靠近储雾器205)。因此，浮标式垫圈支架405 使得吸油绳能够接触压电雾化装置100的储雾器。这样的浮标式垫圈 支架405帮助提高压电雾化装置的自由度，以在共振过程中自由振 动。图5表示应用到压电雾化装置100的锥形弹簧系统505的示意图， 所述压电雾化装置利用了按照本发明的示意性实施例的隧道结构及 浮标式垫圈。本发明可包括锥形弹簧系统505以帮助压电雾化装置 100使吸油绳550的所有顶面基本上配合储雾器205的下方开口 ，无 论吸油绳550向不同角度如何移动。通常，锥形弹簧系统505包括柔 性材料，比如非常软而薄的黄铜。锥形弹簧系统505通常成锥形，在 它的长度方向具有渐变的直径。锥形弹簧系统505的小直径端515定 位在靠近浮标式垫圈305的外顶512的位置，锥形弹簧系统505的大 直径端520定位在远离浮标式垫圈305的位置。为了充分支撑锥形弹 性系统505的小直径端515，在浮标式垫圈305的顶或圆顶512的中 心上可存在凹陷525 (或凹槽)。凹陷525提供放置锥形弹簧系统505 的小直径端515的空间。锥形弹簧系统505提供从锥形弹簧系统505 的大直径端520到小直径端515的张力和压力的平滑过渡。因此，锥 形弹簧系统505提供浮标式垫圈305和压电雾化装置100容纳吸油绳 550任何运动的能力。图6表示应用到压电雾化装置100的保持系统室605的示意图， 所述压电雾化装置100利用按照本发明示意性实施例的隧道结构及 锥形弹簧系统505。保持系统室605通常包括底部件650和帽660。 如图所示，吸油绳550从容器640伸到储雾器205的下方开口。为了 给锥形弹簧系统505提供必要的张力，本发明可包括放置在压电雾化 装置100、浮标式垫圈305、浮标式垫圈支架405和锥形弹簧系统505 上方的保持系统室605。所述保持系统室605具有平顶610，平顶610的内侧615与锥形 弹簧系统505的大端520在平顶610交会。保持系统室605还可包括 在保持系统室605的外边缘625处的垂直壁620，垂直壁620的内侧 630靠近浮标式垫圈支架405。保持系统室605包括任何适当的材料， 比如但不限于，塑料，PP， PA和POM。保持系统室605用作压电雾化 装置100、浮标式垫圈305、浮标式垫圈支架405和锥形弹簧系统505 的帽660，其中保持系统室605不会干涉压电雾化装置100的性能。 如图，锥形弹簧系统505的大直径端520在内侧615上接合帽660， 小直径端515接合浮标式垫圈305，使得浮标式垫圈305浮在压电雾 化装置100的上方，而且帽660被安装到底部件650。在工作中，如上参照图1 —6所述的本发明的示意性实施例可应 用到利用吸油绳系统的多数装置。按照设计的，吸油绳550与压电雾 化装置100的储雾器205保持自由接触，其中储雾器205接近吸油绳 550的顶面。当液体从容器640被吸取到吸油绳550的顶部时，液体 在储雾器205中找到出口。当将电流应用到压电雾化装置100时，超 声频率在靠近储雾器205的中心120处最强。振动迅速地将储雾器 205内的液体吸向金属板110的锥形孔210。通过由压电部件105引 起的金属板的共振，液体的高速微粒在离开锥形孔210、浮标式垫圈 和帽的对齐孔时形成雾。图7A-C是压电雾化装置100的替换方案的图，所述压电雾化装 置IOO利用按照本发明示意性实施例的凸台结构。在本发明的另一实 施例中，类似于上述参照图1A-C所述的，压电雾化装置100包括压 电陶瓷105，金属板IIO和粘接层115。该实施例是非对称压电部件， 其中环形压电陶瓷105被粘接或者被连接到金属板110，优选为不锈 钢板。在此实施例中，金属板110形成为，包括在金属板110的中心 区域130内的升起凸台705。如其它实施例所述，振幅和频率在中心区域是最高的。当被起动时，压电部件105在共振过程中产生径向模 式振动。图8表示压电雾化装置100的结构示意图，所述压电雾化装置100利用按照本发明示意性实施例的凸台结构。使用本领域技术人员已知 的工艺，比如压制工艺，升起的凸台705可通过压制单个的金属薄板 比如，但不限于，不锈钢板，来成形。升起的凸台705可形成在金属 板110的中心区域130，以产生位于升起的凸台705下面的储雾器 205。如图8所示，金属板110全部具有相同的厚度，反之，储雾器 205采用隧道形式的实施例可具有更薄的中心，如图l一6所示的金 属板110。升起的凸台705通常位于顶面132的中心区域130并且从 金属板110的顶面132向上升起。在本发明的示意性实施例中，升起 的凸台705的直径可小于在压电部件105的孔125内的升起凸台的直 径。因此，升起的凸台705也为圆柱形形状，并且直接置于压电部件 105的圆柱形孔125的下面。升起的凸台705的顶面形成直接位于下面的储雾器205的顶215。 储雾器205的顶215 (例如，升起的凸台705的顶面710)包括锥形 孔210，所述锥形孔可通过例如激光钻孔或蚀刻金属板110的顶面710 制成。锥形孔210可基本上垂直于储雾器205的顶215定向，并提供 液体从储雾器205流过的通道。除了在金属板110中升起的凸台705，如上所述，利用凸台结构 的压电雾化装置100的结构和设计(包括浮标式垫圈305，浮标式垫 圈支架405，锥形弹簧系统505和保持系统室605)基本上类似于利 用隧道结构的压电雾化装置100的结构和设计。因此，图2 —6的详 细描述分别充分公开和描述了图9一12，在此引入作为参考。图13表示按照本发明的示意性实施例，功能性地连接到流体 1310的容器1305的压电雾化装置100的示意图。在工作中，压电雾化装置100 (利用隧道结构或者利用凸台结构)可以物理连接到容器1305(例如瓶1305)，其中吸油绳1320向上伸出容器1305的开口 1325 以最靠近压电雾化装置100的储雾器205。吸油绳1320向下延伸进 入容器1305和其中的液体1310。本领域的技术人员会认识到，容器 1305内的液体可包括，但不限于，水、油、润滑油、油漆、香水、 科隆香水、或任何其它的能被转换为气雾的适当液体1310。当吸汕 绳1320通过毛细作用将液体1310向上吸取到储雾器205时，压电部 件105的振动通过储雾器205的锥形孔210输送液体，产生液体的雾。 为了起动压电部件105，电力供应1315可存在并被连接到压电雾化 装置100。电力供应1315提供以超声频率起动压电部件105所必须 的电压，因此引起使压电部件105振动所必须的共振。图14表示利用了隧道结构的流体雾化器1400的结构的示意图， 其中所述实施例包括包括非对称压电陶瓷和金属组合，压电部件105 和金属板IIO类似于上述参照压电雾化装置IOO描述的件，不同的是 压电部件105和金属板110的直径基本上相等。压电部件105被粘在金属板110上，于是压电部件105的底面124 靠近金属板110的顶面132。压电部件105和金属板110基本上具有 一样的直径，压电部件105的中心区域120与金属板110的中心区域 130对齐，从而压电部件105的圆柱形孔125坐落在金属板110的中 心并位于储雾器205上方。另外，在压电部件105的底面124和金属 板110的顶面132之间存在粘接层115。类似于上述利用隧道结构的压电雾化装置100,金属板110包括 储雾器205和锥形孔210，微量的液体可从储雾器205通过锥形孔被 输送。储雾器205通常位于金属板110的底面134的中心区域130。 在本发明的示意性实施例中，储雾器205具有和压电部件105的圆柱 孔125 —样的直径或者比圆柱孔125的直径小。因此，储雾器205也具有圆柱形形状并且可直接位于压电部件105的圆柱形孔125下方。储雾器205可以为金属板110底部的腔或者刻蚀物。金属板110的顶 面132形成储雾器205的顶215。储雾器205的顶215 (例如，金属 板110顶部的中心部分130)包括锥形孔210，这些锥形孔是例如通 过激光钻孔或者蚀刻金属板110的顶面132制成的。锥形孔210基本 上垂直于储雾器205的顶215定向并且提供液体从储雾器205流过的 通道。当超声雾化器1400被起动时，储雾器205通过金属板110顶 部上的锥形孔210提供要喷出或者要汽化的液体。图15表示超声雾化器1400的替换方案的示意图，所述超声雾化 器1400利用按照本发明的示意性实施例的隧道结构。当采用径向振 动模式被起动时，超声雾化器1400的独特结构导致具有有效振幅和 输出的超声频率在超声雾化器1400的中心区域120处发生共振。当 电流(或电压)应用到超声雾化器1400时，储雾器205 (例如金属 板110的中心130)接受输出和强度信号的重大移位。在本发明的示 意性实施例中，吸油绳(没有画出)保持与超声雾化器1400的储雾 器205的自由接触，此处储雾器205靠近吸油绳的顶面。当液体被吸 到吸油绳的顶部时，液体在储雾器205中找到出口。在超声雾化器 1400的起动过程中，所述振动迅速地将储雾器205中的液体吸向金 属板110的锥形孔210。通过由压电部件105引起的金属板110的振 动，高速液体微粒离开锥形孔210。图16A-C表示超声雾化器1400的多种焊接类型的示意图，超声 雾化器1400利用按照本发明的示意性实施例的隧道结构。电极1605 被应用到压电部件105的顶面122，帮助提供起动超声雾化器1400 所用的电流(或电压)。本领域的技术人员会认识到，电极1605通常 是实心电导体，电流可通过该导体流动。来自电源(没有画出)的导 线以几种独特的结构被连接在超声雾化器中。第一，导线1610被连接到在压电部件105上形成的电极1605，并且另一个导线1615被连 接到金属板110底部。第二，导线1620被连接到在压电部件105上 形成的电极1605，并且另一个导线1625被连接到从金属板110伸出 并与其连接的柱1622。第三，导线1630被连接到结合在压电部件105 的电极1605,并且另一个导线1635被连接到屏蔽电极1640的顶部， 此处电极1605和屏蔽电极1640被分离。这些结构中的每一个都允许 电流流过超声雾化器1400，于是起动压电部件105并产生振动。图17表示流体雾化器1400的结构的示意图，流体雾化器1400 利用了按照本发明的示意性实施例的凸台结构。在本发明的另一示意 实施例中，流体雾化器1400包括压电部件105，金属板IIO，和粘接 层115，类似于上述参照图14描述的那些部件。压电部件105和金 属板110的直径基本上相等。然而，金属板110包括在金属板110的 中心区域130内升起的凸台705。在升起的凸台705处(例如被起动 的超声雾化器1400的中心120)的超声频率在振幅和输出方面更高。 当被起动时，在共振过程中，压电部件105产生径向模式振动。如上述利用凸台结构的压电雾化装置100，金属板IIO利用压制 工艺通过压制薄金属板来成形。升起的凸台705可以形成在金属板 110的中心区域130，以产生位于升起的凸台705下面的储雾器205。 金属板110被成形(或弯曲)以具有升起的凸台705并且形成储雾器 205。除了金属板110中的升起的凸台705，如上所述，利用凸台结构 的流体雾化器1400的结构和设计基本上类似于利用隧道结构的超声 雾化器1400的结构和设计。图18表示流体雾化器1400的替换结构的示意图，流体雾化器 1400利用了按照本发明的示意性实施例的凸台结构。当采用径向振 动模式被起动时，超声雾化器1400的结构导致具有最大振幅和输出的超声频率在超声雾化器1400的中心区域120处发生共振。当电流(或电压)应用到超声雾化器1400时，储雾器205 (例如金属板110 的中心130)接受输出和强度信号的移位。在本发明的示意性实施例 中，吸油绳(没有画出)保持与超声雾化器1400的储雾器205自由 接触，此处储雾器205靠近吸油绳的顶面。当液体被吸到吸油绳的顶 部时，液体在储雾器205中找到出口。在超声雾化器1400的起动过 程中，所述振动迅速地将储雾器205中的液体吸向金属板110的锥形 孔210。通过由压电部件105引起的金属板110的振动，液体微粒离 开锥形孔210。图19A-C表示按照本发明的示意性实施例，利用凸台结构的、具 有尺寸基本相同的陶瓷盘和金属板的流体雾化器1400的多种焊接位 置的示意图。除了利用凸台结构(而不是隧道结构)的流体雾化器 1400的使用外，对图16A-C的描述充分地描述了图19A-C，而图16A-C 的描述通过参考在此引入。图20A-D表示按照本发明、利用隧道形式和凸台形式的储雾器的 流体雾化器的多种焊接类型的示意图，其中陶瓷盘的直径比金属板的 直径小。超声雾化器1400利用按照本发明的示意性实施例的。除了 利用凸台结构(而不是隧道结构)的流体雾化器1400的使用外，对 图16A-C的描述充分地描述了图20A-D，而图16A-C的描述通过参考 在此引入。本发明的方法包括，利用此处公开的一个或者多个装置的实施例 提供雾化后的流体。压电装置比如本发明的装置也可以应用到其它场 合，包括但不限于，玩具和健康护理装置。例如，在需要特殊效果的 玩具中，比如从玩具火车发动机中冒出烟，所述"烟"的效果能够由 本发明的压电装置产生的雾实现，不需要来自燃烧或者化学反应的火 或者烟。另外，为了向呼吸道、口腔或者鼻腔分配药物，可溶药物能从本发明的压电装置喷射进人体或者动物体。虽然利用一个实施例己经详细地描述了本发明，但是应当理解， 在本发明的精祌和范围内，如前面所述和附加的权利要求限定的，能 够实施各种变化和修改。在下面权利要求中，所有装置加功能的部件 的对应结构、材料、动作和等同方案，如果有的话，都意图在于包括， 为结合所特殊要求保护的其它要求保护的部件执行所述功能的任何 结构、材料和动作。
权利要求
1、一种压电装置，包括具有顶面和底面并限定开口的压电部件；具有顶面和底面并限定储雾器的金属板，所述储雾器限定多个基本垂直于金属板的顶面的孔；和所述金属板的顶面被粘结到压电部件的底面，其中压电部件的开口位于储雾器的上方。
2、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属板具有第 一厚度，所述储雾器具有第二厚度，其中第二厚度小于第一厚度。
3、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储雾器形成升 起高于金属板顶面的凸台，以至少局部地进入所述压电部件的开口。
4、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述压电部件和金 属板都是盘状。
5、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属板是不锈 钢的。
6、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属板具有第 一直径，所述压电部件具有第二直径，其中第一直径大约等于第二直 径。
7、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，金属板和压电部件 中的至少一个包括用于接收电压的电极。
8、 一种压电雾化装置，包括雾化部件，具有外周边并包括结合到压电部件的金属板，所述金 属板具有储雾器，所述压电部件限定靠近储雾器的开口；用于套在雾化部件上的垫圈，所述垫圈限定靠近雾化部件的外周 边的垂直壁；保持所述垫圈和所述雾化部件的垫圈支架；和 接合所述垫圈支架并被弹性地结合到所述垫圈的帽，其中所述帽 用于遮住所述雾化部件。
9、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述垫圈具有大致 的圆屋顶形状，所述形状用于限制雾化部件向上运动。
10、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括用于弹性地 结合所述垫圈和所述帽的锥形弹簧。
11、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述储雾器用于接 收吸油绳，所述雾化部件用于响应接收的电压而接触吸油绳。
12、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述垫圈支架具有 "L"形状的横截面，以支撑垫圈的垂直壁和雾化部件的外周边。
13、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述储雾器限定多 个孔，所述孔与压电部件限定的开口流体连通，从而流体微粒可以流 过所述雾化部件。
14、 一种制造压电装置的方法，包括在具有顶面的金属板中形成储雾器，所述储雾器限定多个基本垂 直于金属板顶面布置的开口；在具有底面的压电部件中形成开口；和
15.结合金属板顶面和压电部件底面形成压电装置，其中所述压电部 件的开口位于靠近金属板的储雾器的位置。
16、 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述储雾器和压 电部件具有中心区域，形成的所述储雾器和所述开口包括大约在金属 板的中心区域形成储雾器和大约在压电部件的中心区域形成所述开□。
17、 如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括在压电部 件上方放置垫圈以限制压电装置向上运动。
18、 如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括设置垫圈 支架以支撑所述垫圈和压电部件。
19、 如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括设置帽以 接合垫圈支架并遮住所述垫圈和压电部件。
20、 如权利要求14所述的方法，其特征在于，形成的储雾器包 括对金属板钻孔或者刻蚀中的至少一个方法以在储雾器中形成多个 开口。
21、 如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括对所述压 电部件施加电压以起动压电部件。
全文摘要
公开了压电雾化和超声雾化装置。在一些实施例中，压电雾化装置包括限定开口的压电部件和限定储雾器的金属板，所述压电部件被粘接到所述金属板。储雾器限定基本垂直定向的多个小孔(或洞)，所述压电部件的开口置于储雾器的上方。压电雾化装置通常限定非对称的组合件，而超声雾化装置包括在长度上基本一样直径的压电部件和金属板。也要求保护并公开了其它实施例。
文档编号A61M11/00GK101282792SQ200680020950
公开日2008年10月8日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年5月2日
发明者伍立良 申请人:香港功能陶瓷有限公司