CN201913041U - 超声雾化器 - Google Patents

Abstract

一种超声雾化器，包括壳体、换能片和聚能器；在壳体的上部设置有型腔，换能片设置在所述型腔内；聚能器的轴向中心设置有贯通的中空内腔，中空内腔呈上细下粗的圆锥形；还包括环形压盖，环形压盖具有内螺纹和外螺纹，环形压盖通过外螺纹旋接在型腔壁上并将换能片压紧在型腔内；聚能器的下部壁体外侧设置有连接螺纹，聚能器通过其连接螺纹旋接在环形压盖的内螺纹上，聚能器与换能片的中心轴线重合；在聚能器的下部壁体上设置四个或六个对称排列的补水孔，每个补水孔的直径为2.5毫米到5毫米之间，补水孔紧跟在连接螺纹的上方位置。由于本实用新型具有上述特点和优点，可以应用在室内加湿类产品、大剂量雾化的医疗消毒产品等雾化器产品中。

Description

超声雾化器

技术领域

本实用新型涉及用于液体雾化的超声雾化器。

背景技术

现有的液体雾化，方法之一就是采用超声雾化方案，通过超声雾化器对液体予以雾化。其中所述超声雾化器一般包括有壳体和换能片，也叫雾化片或压敏陶瓷片，所述壳体内容纳有电源控制电路和频率控制电路等控制器件。其次在所述壳体上还设置有专门的容纳腔用于固定和密封所述换能片，所述换能片与所述控制电路的高频信号输出端连接。由于所述换能片具有将高频电能转换为机械能的功能，为此可以将位于其上的液体如水、药剂等雾化。

针对空气加湿类雾化产品，需要比较高的雾化效率和大的雾化量。就如何提高液体雾化的效率，现有技术中提出了很多种方案，其中方案之一就是采用聚能罩的方案，该种方案已经在冶金粉末、表面涂镀等方面比较多的应用。2008年3月广州市硕普电子电器有限公司向市场正式推出了在液体超声雾化片的上方设置一个聚能罩的技术方案，并将该技术许可给了中山市樱莉电子电器厂使用于他们生产的雾化器产品上。上述聚能罩呈锥形并具有中空的内腔，下部设置有两个进水孔，该结构的雾化器产品的确提高了雾化的效率大约5％到8％(在同样的功率和水位环境下测试其水雾化量)，显然该产品的雾化效率提高效果并不特别明显。

2010年3月12日，北京亚都室内环保科技股份有限公司提出了申请号为201010124717.9的“超声波加湿器及其雾化装置”的专利申请，其主要披露了一种用于雾化装置的聚能罩，其结构也是主要包括中空的贯通孔，在聚能罩的下部设置二个进水孔，所述聚能罩旋合在雾化器的壳体上。该公司目前推出的产品上使用的聚能罩，与其实施例中的产品结构完全相同，其雾化效率的提升空间也仅仅只是在大约5％到8％之间。其次，该专利申请的聚能罩直接压紧在换能器上，从而在所述换能器表面结垢后需要清洗时，必须拆开所述聚能器。如果频繁地拆换所述换能器，不仅容易使所述换能器损坏，而且一般用户也不能恰当地安装所述换能器。因为所述换能器被压迫过紧会容易破裂，过松则导致密封不好而导致雾化液体如水等渗入所述换能器的下部而损坏电子控制***。另外在所述换能器的正面需要形成一个导电电极时，所述聚能罩必须采用导电的金属制造从而限制了所述聚能罩的采用材料的范围；还有，由于部分雾化器产品并不追求雾化效率而追求装饰性，例如雾化装饰灯产品，该种产品仅仅要求有雾化效果但不追求雾化量相反还必须控制雾化量适当小一点，但雾化装饰灯产品或者是空气加湿产品所使用的雾化器可能是相同的。为此将所述聚能罩直接旋合在所述雾化器的壳体型腔上，不便于用户的互换性。

发明内容

就如何进一步地提升雾化器的雾化效率，其中又如何进一步改进聚能罩的结构，同时又便于用户使用产品的互换性，是本实用新型重点考虑的问题。经过本申请人的设计人员的进一步研究现有产品，发现聚能罩的进水孔的大小及其排列、出水孔的大小及其高度、聚能罩的设置方向等因素都对雾化效率提升存在直接的影响。为此本实用新型提出一种超声雾化器，包括壳体、换能片和聚能器；在所述壳体的上部设置有型腔，所述换能片设置在所述型腔内；所述聚能器的轴向中心设置有贯通的中空内腔，所述中空内腔呈上细下粗的圆锥形；其特征在于，还包括环形压盖，所述环形压盖具有内螺纹和外螺纹，所述环形压盖通过外螺纹旋接在所述型腔壁上并将所述换能片压紧在所述型腔内；所述聚能器的下部壁体外侧设置有连接螺纹，所述聚能器通过其连接螺纹旋接在所述环形压盖的内螺纹上，所述聚能器与所述换能片的中心轴线重合；在所述聚能器的下部壁体上设置四个或六个对称排列的补水孔，每个所述补水孔的孔口高度为2.5毫米到5毫米之间，所述补水孔紧跟在所述连接螺纹的上方位置。

根据上述技术方案，由于采用所述聚能器连接在所述环形压盖上，所述环形压盖在压紧所述换能片，从而在所述换能片外表面结垢污染后，能够在不破坏所述换能片出厂设置的情况下，仅仅只需拧开所述聚能器就能得以清洗。其次本实用新型采用环形压盖的结构并在环形压盖的环形壁内外设置螺纹，这样所述聚能器可以自由拆换，从而可以更加便利于用户使用雾化器。

由于四个或六个所述补水孔对称地分布在所述聚能器的下部壁体上，不仅可以使从四个或六个方向上均匀补水而且使换能片上方的补水水流流速均匀；其次对称分布的四个或六个补水孔实际上也是每两个孔之间的角度是90°或60°，这样可以利用铁棒同时***两个位于同一轴线上所述补水孔拧紧或拧松所述聚能器，不仅提高了操作的灵活性，也不会容易伤害所述聚能器的内壁。另外将所述补水孔的数量设置为四个或六个，可以在保证所述聚能器下部壁体的结构强度的情况下尽量缩小每一个所述补水孔的孔径，即也尽量可降低所述补水孔最高点的水平高度，从而使所述换能片所发出的超声波不易被所述补水孔泄露出去。现有技术中的聚能罩，由于其补水孔太大，位置太高，大量的超声能量被泄露，是导致其效能不高的根本原因。

其次，每个所述补水孔的孔口高度为2.5毫米到5毫米之间，例如3毫米、3.5毫米、4毫米、4.5毫米或5毫米，这样可以在所述聚能器的下部壁体上合理地分布孔口的数量，又能控制在比较佳的水流动速度，也可以减少超声动能的损耗；其中最佳的孔口高度为2.5毫米到4.5毫米，过大或过小都将导致雾化效率的降低。

所述补水孔的形状可以是圆形、椭圆形或矩形，主要是以加工便利并控制所述补水孔的孔口面积及孔口高度为主；如果设置为矩形孔，那么所述补水孔的孔口高度就是矩形孔的孔高。其次设置为圆形孔则加工比较便利，所述孔口高度就是圆形孔的直径。

另外由于所述聚能器的下部壁体外侧设置的连接螺纹是拧入所述环形压盖上，为此所述补水孔紧跟在所述连接螺纹的上方位置，实际上就是全部补水孔口基本上不会拧入到螺纹内并且所述补水孔处于最低的位置，从而提高了所述补水孔处的水压，使进入所述聚能器内水流流动速度提高。所述补水孔紧跟在所述连接螺纹的上方位置，是指所述补水孔的最低点位置基本上位于所述连接螺纹的最高点位置左右。

进一步的技术方案还可以是，所述换能片和聚能器的中轴线与水平线之间的夹角在84°到88°之间。为此由于所述换能片和聚能器的中轴线偏离了与水平线垂直的垂直轴线，使雾化水柱上出现的大颗粒水珠在降落时不会落入到雾化水柱的中心而破坏空化过程。为了实现该结构，可以是将所述壳体的上部壁体设置为呈倾斜状，所述壳体的上部壁体与水平面之间的夹角为2°到6°之间；或者是虽然所述壳体的上部壁体是水平的表面，但可以将所述所述壳体的下部设置为倾斜状，还或者是虽然所述壳体的上部壁体是水平的表面但将所述换能片和聚能器稍微倾斜地设置在所述壳体上。

进一步的技术方案还可以是，所述聚能器的中空内腔壁是光滑的内表面，其锥度为13°到20°之间。根据该方案，由于所述换能片本身在振动时产生的超声波能主要是以换能片的中轴线为基本方向向外扩散，但也会在其它方向扩散其动能，为此所述聚能器的中空内腔壁设置为光滑的内表面，不仅可以提高反射聚能的效果，而且也可以降低水中的气泡及雾化汽体对内表面的腐蚀，为此还可以是在所述聚能器的中空内腔表面设置有铬金属电镀层。其次所述锥度是所述聚能器的内表面的倾斜度，它直接与所述聚能器的出水孔的孔径、中心轴向高度、底部口径的大小相关。

由于本实用新型在现有技术的基础上作出了进一步的具体改进，不仅大幅提高了雾化效率，而且也便于使用和维护，从而使聚能器产品的实用价值大大提升，为此可以应用在室内加湿类产品、大剂量雾化的医疗消毒等雾化器产品中。

附图说明

图1是应用本实用新型技术方案的雾化器的立体结构示意图；

图2是应用本实用新型技术方案的雾化器的组装结构剖面示意图；

图3是所述聚能器的结构示意图；

图4是图3的剖面示意图；

具体实施方式

下面结合附图对应用本实用新型技术方案的产品结构作进一步说明。

如图1所示，一种超声雾化器，包括壳体1、换能片3、环形压盖4和聚能器5，所述换能片3的下面设置有密封圈2及弹簧6。

其中所述壳体1的上部设置有型腔7，所述型腔7的内侧壁上设置有螺纹，所述密封圈2及弹簧6设置在型腔7内，所述换能片3设置在所述密封圈2及弹簧6的上面，所述环形压盖4的环形壁内外侧都设置螺纹，这样将所述环形压盖4拧紧在所述型腔7内就可以将所述换能片3压紧在所述密封圈2的上面。

如图3和图4所示，所述聚能器5整体外形呈圆锥形，下部壁体的外侧还设置有连接螺纹52；所述聚能器5的轴向中心设置有贯通的中空内腔51，所述中空内腔51呈上细下粗的圆锥形并且内表面电镀有一层金属铬，上部顶端具有出水孔54，下部壁体上设置有4个呈圆形的补水孔53，4个所述补水孔53的对称排列，其圆心在同一水平面上，每个所述补水孔的直径为4毫米，所述补水孔53紧跟在所述连接螺纹52的上方位置。另外在所述中空内腔51的内表面如果没有电镀硬金属层，至少将内表面抛光处理或设置为比较光滑的内表面。

如图2所示，将所述聚能器5的连接螺纹52拧紧在所述环形压盖4的内侧螺纹上，所述聚能器5的补水孔53位于所述环形压盖4的上端面的上面。在实际加工或装配中并不等于所述补水孔53的水平高度位置必须非常地严格，即所述补水孔53的最低点可以稍微高于或低于所述所述环形压盖4的上端面一定距离。装配完成后，所述聚能器5的中心轴线与所述换能片3的中心轴线重合。当将所述聚能器5从所述环形压盖4上拆下后，所述雾化器就可以作为一般的雾化装饰灯用的雾化器使用。

如图2所示，所述壳体1的上部壁体设置为呈倾斜状，所述壳体1的上部壁体与水平面之间的夹角为2°到6°之间，最佳的角度为3°到5°。这样当将所述换能片3和聚能器5安装就位后，所述换能片3和聚能器5的中轴线就与水平线之间存在夹角，所述换能片3和聚能器5的中轴线偏离了与水平线垂直的垂直轴线，使雾化水柱上出现大颗粒水珠在降落时不会落入到雾化水柱的中心，从而提高雾化效率。当然还有更加简单的结构，在所述壳体1的上部壁体是水平的表面的情况下，如直接在所述壳体1的下面加垫块或将所述所述壳体1的下部设置为倾斜状，还或者是虽然所述壳体1的上部壁体是水平的表面但将所述换能片3和聚能器5稍微倾斜地设置在所述壳体1的上部型腔7内。

除了上述已经提到结构，所述聚能器5本身的其它结构设计也是非常重要的环节。其中所述补水孔53大小不仅直接影响补水的速度，也影响所述出水孔54处的出水速度。首先所述换能片3都有一个最佳雾化水位，其中所述补水孔53过小会造成补水量不足，导致所述聚能器5内的水位过低，造成出雾量不足；反之所述补水孔53过大，又会造成所述聚能罩5内外的水位基本一致形成淹没出流，而所述聚能器5外面的水位一般都会高于所述换能片3的最佳雾化水位，因此所述聚能器5外面的水位太高需要耗费所述换能片3更多的动能而降低了雾化效率，直接的后果就是导致所述出水孔54处的出雾量及出雾速度大大降低。其次所述补水孔53的孔径过大，即其最高点距离所述雾化片3越高，泄露的超声能量就多。为此我们经过大量的模拟实验和实际产品实验发现，当所述补水孔53仅仅设置为2个时，由于其孔径太大，相对于传统无聚能器的产品，其出雾量提高最高也就15％；当4个所述补水孔53的直径在3.5毫米到4.5毫米之间变化时，发现所述补水孔53的直径为4毫米左右时出雾量最大，作为另一种方案，当所述出水孔54大小相同时设置6个所述补水孔53的直径在2.5毫米到4毫米之间变化时，发现所述补水孔53的直径为3毫米左右时出雾量最大，孔径再小则容易出现集肤效应，也容易结垢堵塞。与现有无聚能罩的雾化器产品对比提高雾化量大约47％，比北京亚都公司现有的两孔聚能罩产品对比提高30％左右。为此所述补水孔53均匀排列并且孔径大小的确定是非常关键的环节。

其次所述聚能器5的出水孔54的孔径大小选择也非常重要，其中所述出水孔54过大则出现扩张效应，所述出水孔54处的压力降低从而使出雾量降低；所述出水孔54过小则产生压缩效应，使所述聚能器5内的***点提升，流速也提升，雾化水柱的喷射高度增高，雾化水柱成水花状喷出，无法集中能量形成雾。为此将所述出水孔54的直径设置为4毫米到10毫米之间，其中比较佳的直径为5.5毫米到6.5毫米，本设计方案产品选取6毫米。

所述聚能器5的中空内腔壁的锥度应当保证所述换能片3向其传递的横向振动波能够逐步地向所述聚能器5的中空内腔壁的上部反射传递，从而使聚集的能量不仅可以将雾化汽流向上推动而且可以强化空化反应的效果。如果聚集的能量主要集中在所述换能片3附近即深水部位，显然不能得到比较佳的空化效果。锥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的高度设置，而这些数据合理分布也直接影响出雾效率的高低。为此经过反复的测试发现所述聚能器5的中空内腔壁的锥度Q控制在13°到20°之间特别是16°左右时雾化效果最佳。如图4所示，所述锥度Q是指所述聚能器5的内腔壁与中心轴线之间的夹角。

Claims (6)

1.一种超声雾化器，包括壳体、换能片和聚能器；在所述壳体的上部设置有型腔，所述换能片设置在所述型腔内；所述聚能器的轴向中心设置有贯通的中空内腔，所述中空内腔呈上细下粗的圆锥形；其特征在于，还包括环形压盖，所述环形压盖具有内螺纹和外螺纹，所述环形压盖通过外螺纹旋接在所述型腔壁上并将所述换能片压紧在所述型腔内；所述聚能器的下部壁体外侧设置有连接螺纹，所述聚能器通过其连接螺纹旋接在所述环形压盖的内螺纹上，所述聚能器与所述换能片的中心轴线重合；在所述聚能器的下部壁体上设置四个或六个对称排列的补水孔，每个所述补水孔的孔口高度为2.5毫米到5毫米之间，所述补水孔紧跟在所述连接螺纹的上方位置。

2.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述换能片和聚能器的中轴线与水平线之间的夹角在84°到88°之间。

3.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述壳体的上部壁体呈倾斜状，所述壳体的上部壁体与水平面之间的夹角为2°到6°之间。

4.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述聚能器的中空内腔壁是光滑的内表面，其锥度为13°到20°之间。

5.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述聚能器的中空内腔表面设置有铬金属电镀层。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的超声雾化器，其特征在于，位于所述聚能器顶端部的出水孔的直径为6毫米到10毫米之间。

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