2mm，該凸 出結(jié)構(gòu)312可朝向于第一表面310上凸出至少0. 4mm以上，或者該凸出結(jié)構(gòu)312可朝向于第 二表面311上凸出至少0· 4mm以上，外緣直徑為6~13mm，最佳為8mm,內(nèi)緣直徑為4. 4~ 12_，最佳為6. 4_ ;而噴孔片32可為鈀鎳合金、不銹鋼材料、鈷鎳合金鍍鈀鈷、鈷鎳合金鍍 金所制成，噴孔直徑2~10 μ m，厚度0. 01~0. 2mm，最佳為0. 02mm，外徑為4~12mm，最佳 為6_，但壓電片30、承載片31及噴孔片32的材質(zhì)及尺寸均不以此為限；如此該承載片31 的直徑大于壓電片30的直徑，意即承載片31的面積大于壓電片30的面積，如此以使該壓 電片30可承載設(shè)置于承載片31的第一表面310上。
[0046] 請續(xù)參閱圖4B，如圖所示，本實(shí)施例的壓電片30的鏤空圓孔301的半徑系大于承 載片31的圓心（未圖示）至凸出結(jié)構(gòu)312外緣的距離，因此當(dāng)壓電片30設(shè)置于承載片31 的第一表面310上時(shí)，該凸出結(jié)構(gòu)312系可穿越壓電片30的鏤空圓孔301而設(shè)置，即如圖 4A所示。以及，于本實(shí)施中，噴孔片32的直徑亦大于承載片31的鏤空圓孔313的直徑，故 當(dāng)噴孔片32設(shè)置貼合于承載片31的第一表面310或第二表面311上時(shí)（圖例中所示為設(shè) 置貼合于第二表面311上），該噴孔片32可封閉承載片31的鏤空圓孔313。
[0047] 請參閱圖5A、圖5B及圖5C，其為圖4A所示的噴孔片模塊于三種不同起始狀態(tài)下 的振動(dòng)示意圖。首先如圖5A所示，其中圖（j)為圖4A所示的噴孔片模塊3的BB'剖面結(jié) 構(gòu)示意圖，如圖所示，可見壓電片30承載設(shè)置于承載片31的上表面311上，且凸出結(jié)構(gòu)312 突出于壓電片30的鏤空圓孔301之上，且噴孔片32設(shè)置于承載片31的下表面310上，且封 閉該承載片31的鏤空圓孔313而設(shè)置。且于圖（j)中，此為噴孔片模塊3的起始示意圖， 其中壓電片30尚未進(jìn)行壓電致動(dòng)，此時(shí)噴孔片32維持在一平面的狀態(tài)，而未有形變產(chǎn)生。 于圖（k)中，由于壓電片30進(jìn)行壓電致動(dòng)，進(jìn)而使壓電片30帶動(dòng)承載片31向圓心收縮，進(jìn) 而傳遞至噴孔片32處，使其產(chǎn)生收縮而向下彎曲形變；而在圖（1)中，即為當(dāng)壓電片30再 進(jìn)行反向壓電致動(dòng)，使得壓電片30帶動(dòng)承載片31產(chǎn)生徑向擴(kuò)張，并傳遞至噴孔片32處，使 其亦擴(kuò)張并向上振動(dòng)，并將噴孔片32又拉回接近于平面的狀態(tài)。
[0048] 至于在圖5B中，其圖（m)則為噴孔片32于起始狀態(tài)時(shí)即為向下彎曲形變的狀態(tài)， 而當(dāng)壓電片30進(jìn)行壓電致動(dòng)后，而使噴孔片32開始產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，會(huì)如圖（η)所示，由壓電 片30帶動(dòng)承載片31向圓心收縮，進(jìn)而致使噴孔片32收縮，此時(shí)由于其起始狀態(tài)即為向下 彎曲，故當(dāng)噴孔片32收縮時(shí)，則其向下彎曲的幅度會(huì)更大，而當(dāng)噴孔片32擴(kuò)張而向上振動(dòng) 時(shí)，則會(huì)如圖（〇)所示，該噴孔片32將反向振動(dòng)而向上彎曲形變。
[0049] 另外，在圖5C中，其圖（ρ)為噴孔片32于起始狀態(tài)時(shí)即為向上彎曲形變的狀態(tài)， 故當(dāng)壓電片30進(jìn)行壓電致動(dòng)后，而使噴孔片32產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，則其會(huì)如圖（q)所示，使噴孔 片32收縮，此時(shí)因其起始狀態(tài)即為向上彎曲，故當(dāng)噴孔片32收縮時(shí)，其向上彎曲的幅度更 大，而當(dāng)噴孔片32擴(kuò)張時(shí)，則會(huì)如圖（r)所示，使該噴孔片32反向振動(dòng)，而向下彎曲形變。
[0050] 于此噴孔片模塊3中，其運(yùn)作原理系如前所述，為壓電片30于環(huán)圓周共振模態(tài)頻 率的交變電壓作用下產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)承載片31于同方向振動(dòng)，波動(dòng)再傳導(dǎo)至與其粘合 的噴孔片32并使的拉伸與擠壓，并通過噴孔片32的形變振動(dòng)以將所包覆的液體以小分子 的方式擠出，形成霧狀噴霧噴出。然由于本實(shí)施例的承載片31上多了凸出結(jié)構(gòu)312的設(shè) 計(jì)，通過此凸出結(jié)構(gòu)312的設(shè)置，進(jìn)而可降低承載片31的剛性，如同將彈簧設(shè)置于承載片31 上的效果，進(jìn)而可使振動(dòng)的能量暫存于凸出結(jié)構(gòu)312處，進(jìn)而可協(xié)助能量的傳遞，并可使噴 孔片32的振幅提升，霧化液體的效率以及整體模塊的效能也得以增強(qiáng)。因此，若將本實(shí)施 例的圖（j)~圖（r)與已知的圖（a)~圖⑴相較，可明顯看見本實(shí)施例的噴孔片32的振 幅明顯大于已知噴孔片22的振幅，故本發(fā)明實(shí)可有效提升霧化器（未圖示）霧化液體的效 能。
[0051] 此外，為了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)本實(shí)施例所適用的霧化器的組抗與頻寬相較與已知霧化器 的間的差異，更進(jìn)一步采用組抗分析儀以進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，已知采用全平面式承載片21的噴 孔片模塊2及本實(shí)施例的噴孔片模塊3皆采以外徑15_、內(nèi)環(huán)直徑8. 5_、厚度為0. 75_ 的壓電片，外徑16mm、鏤空圓孔直徑4. 1mm，厚度0· 05mm的承載片31，噴孔片厚度0· 02mm、 外徑為6mm的噴孔片3作比對，且噴孔片的噴孔直徑（未圖示）2~10 μ m，其中本實(shí)施例的 噴孔片模塊3具有凸出結(jié)構(gòu)312可朝向于第一表面310上凸出0. 4mm，外緣直徑為8mm，內(nèi) 緣直徑為6. 4mm，所進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)并取得下列資料（如表1):
[0052] (1)已知采用全平面式承載片21的噴孔片模塊2,于阻抗100歐姆以下頻寬為 OkHz，于200歐姆以下為0. 96kHz ;
[0053] (2)本實(shí)施例采用具有凸出結(jié)構(gòu)312的承載片31的噴孔片模塊3,于阻抗100歐 姆以下頻寬為〇. 56kHz，于200歐姆以下為I. 23kHz ;
[0054] 由（1)、（2)兩組實(shí)驗(yàn)資料可見，在固定阻抗值下的頻寬，本發(fā)明采用具有凸出結(jié) 構(gòu)312的承載片31的噴孔片模塊3相較于已知采用全平面式承載片21的噴孔片模塊2的 頻寬較寬。
[0055] 除前述在固定組抗值可增加頻寬的優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明采用凸出結(jié)構(gòu)312的承載片 31的噴孔片模塊3更具有機(jī)電轉(zhuǎn)換效率佳的功效，以下為經(jīng)實(shí)驗(yàn)估算出本發(fā)明及已知技術(shù) 的噴孔片模塊的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率因子k的數(shù)據(jù)資料：
[0056] 機(jī)電轉(zhuǎn)換效率因子k，k值的定義為
[0058] 其中，fa為反共振頻率、f；為共振頻率，且當(dāng)k值愈大代表其轉(zhuǎn)換效率越高。
[0059] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)，已知采用全平面式承載片21的噴孔片模塊2的共振頻率為124. 975kHz， 反共振頻率為126. 790kHz ;而本實(shí)施例采用具有凸出結(jié)構(gòu)312的承載片31的噴孔片模塊3 的共振頻率為111. 075kHz，反共振頻率為114. 180kHz，將這些數(shù)值代入上式計(jì)算得到已知 的噴孔片模塊2的k值為0. 169,而本實(shí)施例的噴孔片模塊3的k為0. 232 ;兩者相較，可見 本實(shí)施例采用具有凸出結(jié)構(gòu)312的承載片31的噴孔片模塊3的k值明顯高于已知采用全 平面式承載片21的噴孔片模塊2。
[0060] 除前述實(shí)驗(yàn)外，更進(jìn)一步將本發(fā)明及已知技術(shù)的噴孔片模塊進(jìn)行液體物化的噴率 實(shí)驗(yàn)，其中所采用的液體均為生理食鹽水，并同樣以交流電±20V驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)頻率為各模塊 的環(huán)圓周模態(tài)共振頻率，結(jié)果如下表1所示：
[0061] 表 1
[0064] 由此表1中可見，此實(shí)驗(yàn)一共采用已知全平面的噴孔片模塊2與本實(shí)施例的噴孔 片模塊3以進(jìn)行比較，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無論是已知全平面的噴孔片模塊2與本實(shí)施例的 噴孔片模塊3,本實(shí)施例采用具有凸出結(jié)構(gòu)312的承載片31的噴孔片模塊3的噴率均明顯 優(yōu)于已知采用全平面式承載片21的噴孔片模塊2。
[0065] 由前述該等實(shí)驗(yàn)資料顯見，本實(shí)施例采用具有凸出結(jié)構(gòu)312的承載片31的噴孔片 模塊3無論是在增加固定組抗值時(shí)的頻寬、或是提升機(jī)電轉(zhuǎn)換效率k、又或是提升噴孔片振 幅、改善整體噴率等項(xiàng)目上均有明顯優(yōu)于已知技術(shù)的表現(xiàn)。
[0066] 綜上所述，本發(fā)明系提供一種噴孔片模塊，其中噴孔片模塊由壓電片、承載片及噴 孔片所構(gòu)成，且承載片上具有凸出結(jié)構(gòu)，藉由該凸出結(jié)構(gòu)以降低承載片的剛性，進(jìn)而可輔助 將壓電片振動(dòng)的能量通過承載片以傳遞至噴孔片上，進(jìn)而以提升噴孔片振幅、增加固定組 抗值時(shí)的頻寬、提升機(jī)電轉(zhuǎn)換效率k及改善整體噴率，同時(shí)亦能達(dá)到節(jié)省生產(chǎn)成本的功效。 [0067] 本發(fā)明得由熟習(xí)此技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范 圍所欲保護(hù)者。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種噴孔片模塊，適用于一霧化器，至少包括： 一壓電片； 一承載片，具有一第一表面及一第二表面，以及具有一體成型的一凸出結(jié)構(gòu)及一鏤空 圓孔，該凸出結(jié)構(gòu)至少凸出于該承載片0. 4_以上，并環(huán)繞該鏤空圓孔而設(shè)置；以及 一噴孔片； 其中，該壓電片設(shè)置貼合于該承載片上，該噴孔片則對應(yīng)覆蓋于該承載片的該鏤空圓 孔上，當(dāng)該壓電片壓電致動(dòng)時(shí)，通過該凸出結(jié)構(gòu)降低該承載片剛性，輔助該承載片的能量傳 遞至該噴孔片上提升霧化振幅。2. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該承載片為不銹鋼金屬材料制成，彈 性系數(shù)為193~240GPa。3. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該凸出結(jié)構(gòu)為朝向該承載片的該第一 表面凸出。4. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該凸出結(jié)構(gòu)為朝向該承載片的該第二 表面凸出。5. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該凸出結(jié)構(gòu)為一凸出圓環(huán)結(jié)構(gòu)，外緣 直徑為6~13mm,內(nèi)緣直徑為4. 4~12mm。6. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該凸出結(jié)構(gòu)為一凸出圓環(huán)結(jié)構(gòu)，外緣 直徑最佳值為8mm。7. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該凸出結(jié)構(gòu)為一凸出圓環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)緣 直徑最佳值為6. 4mm。8. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該承載片外緣直徑最佳值為16mm。9. 如權(quán)利要求1所述的噴孔片模塊，其特征在于該承載片的該鏤空圓孔直徑最佳值為 4. 1mm 〇
【專利摘要】本發(fā)明關(guān)于一種噴孔片模塊，適用于霧化器，至少包括：壓電片、承載片及噴孔片；承載片具有第一表面及第二表面，以及具有一體成型的凸出結(jié)構(gòu)及鏤空圓孔，凸出結(jié)構(gòu)至少凸出于承載片0.4mm以上，環(huán)繞鏤空圓孔而設(shè)置；其中，壓電片設(shè)置貼合于承載片上，噴孔片則對應(yīng)覆蓋于承載片的鏤空圓孔上，當(dāng)壓電片壓電致動(dòng)時(shí)，通過凸出結(jié)構(gòu)降低承載片剛性，輔助承載片的能量傳遞至噴孔片上提升霧化振幅。
【IPC分類】B05B17/04
【公開號】CN105618317
【申請?zhí)枴緾N201410604274
【發(fā)明人】陳世昌, 廖家淯, 郭承澤
【申請人】研能科技股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月31日