專利名稱：超聲霧化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于液體霧化的超聲霧化器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的液體霧化，方法之一就是采用超聲霧化方案，通過(guò)超聲霧化器對(duì)液體予以 霧化。其中所述超聲霧化器一般包括有殼體和換能片，也叫霧化片或壓敏陶瓷片，所述殼體 內(nèi)容納有電源控制電路和頻率控制電路等控制器件。其次在所述殼體上還設(shè)置有專門的容 納腔用于固定和密封所述換能片，所述換能片與所述控制電路的高頻信號(hào)輸出端連接。由 于所述換能片具有將高頻電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的功能，為此可以將位于其上的液體如水、藥 劑等霧化。針對(duì)空氣加濕類霧化產(chǎn)品，需要比較高的霧化效率和大的霧化量。就如何提高液 體霧化的效率，現(xiàn)有技術(shù)中提出了很多種方案，其中方案之一就是采用聚能罩的方案，該種 方案已經(jīng)在冶金粉末、表面涂鍍等方面比較多的應(yīng)用。2008年3月廣州市碩普電子電器有 限公司向市場(chǎng)正式推出了在液體超聲霧化片的上方設(shè)置一個(gè)聚能罩的技術(shù)方案，并將該技 術(shù)許可給了中山市櫻莉電子電器廠使用于他們生產(chǎn)的霧化器產(chǎn)品上。上述聚能罩呈錐形并 具有中空的內(nèi)腔，下部設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)水孔，該結(jié)構(gòu)的霧化器產(chǎn)品的確提高了霧化的效率大 約5%到8% (在同樣的功率和水位環(huán)境下測(cè)試其水霧化量)，顯然該產(chǎn)品的霧化效率提高 效果并不特別明顯。2010年3月12日，北京亞都室內(nèi)環(huán)保科技股份有限公司提出了申請(qǐng)?zhí)枮?201010124717. 9的“超聲波加濕器及其霧化裝置”的專利申請(qǐng)，其主要披露了一種用于霧化 裝置的聚能罩，其結(jié)構(gòu)也是主要包括中空的貫通孔，在聚能罩的下部設(shè)置二個(gè)進(jìn)水孔，所述 聚能罩旋合在霧化器的殼體上。該公司目前推出的產(chǎn)品上使用的聚能罩，與其實(shí)施例中的 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完全相同，其霧化效率的提升空間也僅僅只是在大約5%到8%之間。其次，該專 利申請(qǐng)的聚能罩直接壓緊在換能器上，從而在所述換能器表面結(jié)垢后需要清洗時(shí)，必須拆 開所述聚能器。如果頻繁地拆換所述換能器，不僅容易使所述換能器損壞，而且一般用戶也 不能恰當(dāng)?shù)匕惭b所述換能器。因?yàn)樗鰮Q能器被壓迫過(guò)緊會(huì)容易破裂，過(guò)松則導(dǎo)致密封不 好而導(dǎo)致霧化液體如水等滲入所述換能器的下部而損壞電子控制系統(tǒng)。另外在所述換能器 的正面需要形成一個(gè)導(dǎo)電電極時(shí)，所述聚能罩必須采用導(dǎo)電的金屬制造從而限制了所述聚 能罩的采用材料的范圍；還有，由于部分霧化器產(chǎn)品并不追求霧化效率而追求裝飾性，例如 霧化裝飾燈產(chǎn)品，該種產(chǎn)品僅僅要求有霧化效果但不追求霧化量相反還必須控制霧化量適 當(dāng)小一點(diǎn)，但霧化裝飾燈產(chǎn)品或者是空氣加濕產(chǎn)品所使用的霧化器可能是相同的。為此將 所述聚能罩直接旋合在所述霧化器的殼體型腔上，不便于用戶的互換性。
發(fā)明內(nèi)容就如何進(jìn)一步地提升霧化器的霧化效率，其中又如何進(jìn)一步改進(jìn)聚能罩的結(jié)構(gòu)， 同時(shí)又便于用戶使用產(chǎn)品的互換性，是本實(shí)用新型重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)本申請(qǐng)人的設(shè)計(jì)人員的進(jìn)一步研究現(xiàn)有產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)聚能罩的進(jìn)水孔的大小及其排列、出水孔的大小及其高 度、聚能罩的設(shè)置方向等因素都對(duì)霧化效率提升存在直接的影響。為此本實(shí)用新型提出一 種超聲霧化器，包括殼體、換能片和聚能器；在所述殼體的上部設(shè)置有型腔，所述換能片設(shè) 置在所述型腔內(nèi)；所述聚能器的軸向中心設(shè)置有貫通的中空內(nèi)腔，所述中空內(nèi)腔呈上細(xì)下 粗的圓錐形；其特征在于，還包括環(huán)形壓蓋，所述環(huán)形壓蓋具有內(nèi)螺紋和外螺紋，所述環(huán)形 壓蓋通過(guò)外螺紋旋接在所述型腔壁上并將所述換能片壓緊在所述型腔內(nèi)；所述聚能器的 下部壁體外側(cè)設(shè)置有連接螺紋，所述聚能器通過(guò)其連接螺紋旋接在所述環(huán)形壓蓋的內(nèi)螺紋 上，所述聚能器與所述換能片的中心軸線重合；在所述聚能器的下部壁體上設(shè)置四個(gè)或六 個(gè)對(duì)稱排列的補(bǔ)水孔，每個(gè)所述補(bǔ)水孔的孔口高度為2. 5毫米到5毫米之間，所述補(bǔ)水孔緊 跟在所述連接螺紋的上方位置。根據(jù)上述技術(shù)方案，由于采用所述聚能器連接在所述環(huán)形壓蓋上，所述環(huán)形壓蓋 在壓緊所述換能片，從而在所述換能片外表面結(jié)垢污染后，能夠在不破壞所述換能片出廠 設(shè)置的情況下，僅僅只需擰開所述聚能器就能得以清洗。其次本實(shí)用新型采用環(huán)形壓蓋的 結(jié)構(gòu)并在環(huán)形壓蓋的環(huán)形壁內(nèi)外設(shè)置螺紋，這樣所述聚能器可以自由拆換，從而可以更加 便利于用戶使用霧化器。由于四個(gè)或六個(gè)所述補(bǔ)水孔對(duì)稱地分布在所述聚能器的下部壁體上，不僅可以使 從四個(gè)或六個(gè)方向上均勻補(bǔ)水而且使換能片上方的補(bǔ)水水流流速均勻；其次對(duì)稱分布的四 個(gè)或六個(gè)補(bǔ)水孔實(shí)際上也是每?jī)蓚€(gè)孔之間的角度是90°或60°，這樣可以利用鐵棒同時(shí) 插入兩個(gè)位于同一軸線上所述補(bǔ)水孔擰緊或擰松所述聚能器，不僅提高了操作的靈活性， 也不會(huì)容易傷害所述聚能器的內(nèi)壁。另外將所述補(bǔ)水孔的數(shù)量設(shè)置為四個(gè)或六個(gè)，可以在 保證所述聚能器下部壁體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下盡量縮小每一個(gè)所述補(bǔ)水孔的孔徑，即也盡 量可降低所述補(bǔ)水孔最高點(diǎn)的水平高度，從而使所述換能片所發(fā)出的超聲波不易被所述補(bǔ) 水孔泄露出去?，F(xiàn)有技術(shù)中的聚能罩，由于其補(bǔ)水孔太大，位置太高，大量的超聲能量被泄 露，是導(dǎo)致其效能不高的根本原因。其次，每個(gè)所述補(bǔ)水孔的孔口高度為2. 5毫米到5毫米之間，例如3毫米、3. 5毫 米、4毫米、4. 5毫米或5毫米，這樣可以在所述聚能器的下部壁體上合理地分布孔口的數(shù) 量，又能控制在比較佳的水流動(dòng)速度，也可以減少超聲動(dòng)能的損耗；其中最佳的孔口高度為 2. 5毫米到4. 5毫米，過(guò)大或過(guò)小都將導(dǎo)致霧化效率的降低。所述補(bǔ)水孔的形狀可以是圓形、橢圓形或矩形，主要是以加工便利并控制所述補(bǔ) 水孔的孔口面積及孔口高度為主；如果設(shè)置為矩形孔，那么所述補(bǔ)水孔的孔口高度就是矩 形孔的孔高。其次設(shè)置為圓形孔則加工比較便利，所述孔口高度就是圓形孔的直徑。另外由于所述聚能器的下部壁體外側(cè)設(shè)置的連接螺紋是擰入所述環(huán)形壓蓋上，為 此所述補(bǔ)水孔緊跟在所述連接螺紋的上方位置，實(shí)際上就是全部補(bǔ)水孔口基本上不會(huì)擰入 到螺紋內(nèi)并且所述補(bǔ)水孔處于最低的位置，從而提高了所述補(bǔ)水孔處的水壓，使進(jìn)入所述 聚能器內(nèi)水流流動(dòng)速度提高。所述補(bǔ)水孔緊跟在所述連接螺紋的上方位置，是指所述補(bǔ)水 孔的最低點(diǎn)位置基本上位于所述連接螺紋的最高點(diǎn)位置左右。進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是，所述換能片和聚能器的中軸線與水平線之間的夾角 在84°到88°之間。為此由于所述換能片和聚能器的中軸線偏離了與水平線垂直的垂直 軸線，使霧化水柱上出現(xiàn)的大顆粒水珠在降落時(shí)不會(huì)落入到霧化水柱的中心而破壞空化過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，可以是將所述殼體的上部壁體設(shè)置為呈傾斜狀，所述殼體的上部壁體 與水平面之間的夾角為2°到6°之間；或者是雖然所述殼體的上部壁體是水平的表面，但 可以將所述所述殼體的下部設(shè)置為傾斜狀，還或者是雖然所述殼體的上部壁體是水平的表 面但將所述換能片和聚能器稍微傾斜地設(shè)置在所述殼體上。進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是，所述聚能器的中空內(nèi)腔壁是光滑的內(nèi)表面，其錐度 為13°到20°之間。根據(jù)該方案，由于所述換能片本身在振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的超聲波能主要是以 換能片的中軸線為基本方向向外擴(kuò)散，但也會(huì)在其它方向擴(kuò)散其動(dòng)能，為此所述聚能器的 中空內(nèi)腔壁設(shè)置為光滑的內(nèi)表面，不僅可以提高反射聚能的效果，而且也可以降低水中的 氣泡及霧化汽體對(duì)內(nèi)表面的腐蝕，為此還可以是在所述聚能器的中空內(nèi)腔表面設(shè)置有鉻金 屬電鍍層。其次所述錐度是所述聚能器的內(nèi)表面的傾斜度，它直接與所述聚能器的出水孔 的孔徑、中心軸向高度、底部口徑的大小相關(guān)。由于本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上作出了進(jìn)一步的具體改進(jìn)，不僅大幅提高了 霧化效率，而且也便于使用和維護(hù)，從而使聚能器產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值大大提升，為此可以應(yīng)用 在室內(nèi)加濕類產(chǎn)品、大劑量霧化的醫(yī)療消毒等霧化器產(chǎn)品中。
圖1是應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的霧化器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的霧化器的組裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖3是所述聚能器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的剖面示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，一種超聲霧化器，包括殼體1、換能片3、環(huán)形壓蓋4和聚能器5，所述 換能片3的下面設(shè)置有密封圈2及彈簧6。其中所述殼體1的上部設(shè)置有型腔7，所述型腔7的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有螺紋，所述密 封圈2及彈簧6設(shè)置在型腔7內(nèi)，所述換能片3設(shè)置在所述密封圈2及彈簧6的上面，所述 環(huán)形壓蓋4的環(huán)形壁內(nèi)外側(cè)都設(shè)置螺紋，這樣將所述環(huán)形壓蓋4擰緊在所述型腔7內(nèi)就可 以將所述換能片3壓緊在所述密封圈2的上面。如圖3和圖4所示，所述聚能器5整體外形呈圓錐形，下部壁體的外側(cè)還設(shè)置有連 接螺紋52 ；所述聚能器5的軸向中心設(shè)置有貫通的中空內(nèi)腔51，所述中空內(nèi)腔51呈上細(xì) 下粗的圓錐形并且內(nèi)表面電鍍有一層金屬鉻，上部頂端具有出水孔M，下部壁體上設(shè)置有 4個(gè)呈圓形的補(bǔ)水孔53，4個(gè)所述補(bǔ)水孔53的對(duì)稱排列，其圓心在同一水平面上，每個(gè)所述 補(bǔ)水孔的直徑為4毫米，所述補(bǔ)水孔53緊跟在所述連接螺紋52的上方位置。另外在所述 中空內(nèi)腔51的內(nèi)表面如果沒(méi)有電鍍硬金屬層，至少將內(nèi)表面拋光處理或設(shè)置為比較光滑 的內(nèi)表面。如圖2所示，將所述聚能器5的連接螺紋52擰緊在所述環(huán)形壓蓋4的內(nèi)側(cè)螺紋上， 所述聚能器5的補(bǔ)水孔53位于所述環(huán)形壓蓋4的上端面的上面。在實(shí)際加工或裝配中并 不等于所述補(bǔ)水孔53的水平高度位置必須非常地嚴(yán)格，即所述補(bǔ)水孔53的最低點(diǎn)可以稍微高于或低于所述所述環(huán)形壓蓋4的上端面一定距離。裝配完成后，所述聚能器5的中心 軸線與所述換能片3的中心軸線重合。當(dāng)將所述聚能器5從所述環(huán)形壓蓋4上拆下后，所 述霧化器就可以作為一般的霧化裝飾燈用的霧化器使用。如圖2所示，所述殼體1的上部壁體設(shè)置為呈傾斜狀，所述殼體1的上部壁體與水 平面之間的夾角為2°到6°之間，最佳的角度為3°到5°。這樣當(dāng)將所述換能片3和聚 能器5安裝就位后，所述換能片3和聚能器5的中軸線就與水平線之間存在夾角，所述換能 片3和聚能器5的中軸線偏離了與水平線垂直的垂直軸線，使霧化水柱上出現(xiàn)大顆粒水珠 在降落時(shí)不會(huì)落入到霧化水柱的中心，從而提高霧化效率。當(dāng)然還有更加簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，在所 述殼體1的上部壁體是水平的表面的情況下，如直接在所述殼體1的下面加墊塊或?qū)⑺?所述殼體1的下部設(shè)置為傾斜狀，還或者是雖然所述殼體1的上部壁體是水平的表面但將 所述換能片3和聚能器5稍微傾斜地設(shè)置在所述殼體1的上部型腔7內(nèi)。除了上述已經(jīng)提到結(jié)構(gòu)，所述聚能器5本身的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是非常重要的環(huán) 節(jié)。其中所述補(bǔ)水孔53大小不僅直接影響補(bǔ)水的速度，也影響所述出水孔M處的出水速 度。首先所述換能片3都有一個(gè)最佳霧化水位，其中所述補(bǔ)水孔53過(guò)小會(huì)造成補(bǔ)水量不 足，導(dǎo)致所述聚能器5內(nèi)的水位過(guò)低，造成出霧量不足；反之所述補(bǔ)水孔53過(guò)大，又會(huì)造成 所述聚能罩5內(nèi)外的水位基本一致形成淹沒(méi)出流，而所述聚能器5外面的水位一般都會(huì)高 于所述換能片3的最佳霧化水位，因此所述聚能器5外面的水位太高需要耗費(fèi)所述換能片 3更多的動(dòng)能而降低了霧化效率，直接的后果就是導(dǎo)致所述出水孔M處的出霧量及出霧速 度大大降低。其次所述補(bǔ)水孔53的孔徑過(guò)大，即其最高點(diǎn)距離所述霧化片3越高，泄露的 超聲能量就多。為此我們經(jīng)過(guò)大量的模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述補(bǔ)水孔53僅僅 設(shè)置為2個(gè)時(shí)，由于其孔徑太大，相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)聚能器的產(chǎn)品，其出霧量提高最高也就15%; 當(dāng)4個(gè)所述補(bǔ)水孔53的直徑在3. 5毫米到4. 5毫米之間變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)所述補(bǔ)水孔53的直徑 為4毫米左右時(shí)出霧量最大，作為另一種方案，當(dāng)所述出水孔M大小相同時(shí)設(shè)置6個(gè)所述 補(bǔ)水孔53的直徑在2. 5毫米到4毫米之間變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)所述補(bǔ)水孔53的直徑為3毫米左 右時(shí)出霧量最大，孔徑再小則容易出現(xiàn)集膚效應(yīng)，也容易結(jié)垢堵塞。與現(xiàn)有無(wú)聚能罩的霧化 器產(chǎn)品對(duì)比提高霧化量大約47%，比北京亞都公司現(xiàn)有的兩孔聚能罩產(chǎn)品對(duì)比提高30% 左右。為此所述補(bǔ)水孔53均勻排列并且孔徑大小的確定是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。其次所述聚能器5的出水孔M的孔徑大小選擇也非常重要，其中所述出水孔M 過(guò)大則出現(xiàn)擴(kuò)張效應(yīng)，所述出水孔M處的壓力降低從而使出霧量降低；所述出水孔討過(guò) 小則產(chǎn)生壓縮效應(yīng)，使所述聚能器5內(nèi)的爆破點(diǎn)提升，流速也提升，霧化水柱的噴射高度增 高，霧化水柱成水花狀噴出，無(wú)法集中能量形成霧。為此將所述出水孔M的直徑設(shè)置為4 毫米到10毫米之間，其中比較佳的直徑為5. 5毫米到6. 5毫米，本設(shè)計(jì)方案產(chǎn)品選取6毫 米。所述聚能器5的中空內(nèi)腔壁的錐度應(yīng)當(dāng)保證所述換能片3向其傳遞的橫向振動(dòng)波 能夠逐步地向所述聚能器5的中空內(nèi)腔壁的上部反射傳遞，從而使聚集的能量不僅可以將 霧化汽流向上推動(dòng)而且可以強(qiáng)化空化反應(yīng)的效果。如果聚集的能量主要集中在所述換能片 3附近即深水部位，顯然不能得到比較佳的空化效果。錐度的大小也直接地涉及所述出水孔 54的大小及所述聚能器5的高度設(shè)置，而這些數(shù)據(jù)合理分布也直接影響出霧效率的高低。 為此經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試發(fā)現(xiàn)所述聚能器5的中空內(nèi)腔壁的錐度Q控制在13°到20°之間特別是16°左右時(shí)霧化效果最佳。如圖4所示，所述錐度Q是指所述聚能器5的內(nèi)腔壁與中 心軸線之間的夾角。
權(quán)利要求1.一種超聲霧化器，包括殼體、換能片和聚能器；在所述殼體的上部設(shè)置有型腔，所述 換能片設(shè)置在所述型腔內(nèi)；所述聚能器的軸向中心設(shè)置有貫通的中空內(nèi)腔，所述中空內(nèi)腔 呈上細(xì)下粗的圓錐形；其特征在于，還包括環(huán)形壓蓋，所述環(huán)形壓蓋具有內(nèi)螺紋和外螺紋， 所述環(huán)形壓蓋通過(guò)外螺紋旋接在所述型腔壁上并將所述換能片壓緊在所述型腔內(nèi)；所述聚 能器的下部壁體外側(cè)設(shè)置有連接螺紋，所述聚能器通過(guò)其連接螺紋旋接在所述環(huán)形壓蓋的 內(nèi)螺紋上，所述聚能器與所述換能片的中心軸線重合；在所述聚能器的下部壁體上設(shè)置四 個(gè)或六個(gè)對(duì)稱排列的補(bǔ)水孔，每個(gè)所述補(bǔ)水孔的孔口高度為2. 5毫米到5毫米之間，所述補(bǔ) 水孔緊跟在所述連接螺紋的上方位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲霧化器，其特征在于，所述換能片和聚能器的中軸線與 水平線之間的夾角在84°到88°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲霧化器，其特征在于，所述殼體的上部壁體呈傾斜狀，所 述殼體的上部壁體與水平面之間的夾角為2°到6°之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲霧化器，其特征在于，所述聚能器的中空內(nèi)腔壁是光滑 的內(nèi)表面，其錐度為13°到20°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲霧化器，其特征在于，所述聚能器的中空內(nèi)腔表面設(shè)置 有鉻金屬電鍍層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的超聲霧化器，其特征在于，位于所述聚能器頂端部 的出水孔的直徑為6毫米到10毫米之間。
專利摘要一種超聲霧化器，包括殼體、換能片和聚能器；在殼體的上部設(shè)置有型腔，換能片設(shè)置在所述型腔內(nèi)；聚能器的軸向中心設(shè)置有貫通的中空內(nèi)腔，中空內(nèi)腔呈上細(xì)下粗的圓錐形；還包括環(huán)形壓蓋，環(huán)形壓蓋具有內(nèi)螺紋和外螺紋，環(huán)形壓蓋通過(guò)外螺紋旋接在型腔壁上并將換能片壓緊在型腔內(nèi)；聚能器的下部壁體外側(cè)設(shè)置有連接螺紋，聚能器通過(guò)其連接螺紋旋接在環(huán)形壓蓋的內(nèi)螺紋上，聚能器與換能片的中心軸線重合；在聚能器的下部壁體上設(shè)置四個(gè)或六個(gè)對(duì)稱排列的補(bǔ)水孔，每個(gè)補(bǔ)水孔的直徑為2.5毫米到5毫米之間，補(bǔ)水孔緊跟在連接螺紋的上方位置。由于本實(shí)用新型具有上述特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在室內(nèi)加濕類產(chǎn)品、大劑量霧化的醫(yī)療消毒產(chǎn)品等霧化器產(chǎn)品中。
文檔編號(hào)B05B17/06GK201913041SQ201120002909
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者葉衛(wèi)忠, 鄧海濤 申請(qǐng)人:佛山市南海科日超聲電子有限公司