专利名称：超声雾化器的制作方法
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系统。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勻补水而且使换能片上方的补水水流流速均勻；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 插入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。
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的剖面示意具体实施方式
以下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M，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M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M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M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均勻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M的孔径大小选择也非常重要，其中所述出水孔M 过大则出现扩张效应，所述出水孔M处的压力降低从而使出雾量降低；所述出水孔讨过 小则产生压缩效应，使所述聚能器5内的爆破点提升，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M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。
权利要求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。
专利摘要一种超声雾化器，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。
文档编号B05B17/06GK201913041SQ201120002909
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者叶卫忠, 邓海涛 申请人:佛山市南海科日超声电子有限公司