微结构喷嘴的制作方法

文档序号:16807781发布日期:2019-02-10 13:14阅读:327来源:国知局
微结构喷嘴的制作方法

本发明涉及一种微结构通路模块,或更具体地说,一种应用于气雾化器的微结构通路模块。



背景技术:

气雾化器(aerosolizer),亦称为雾化器(nebulizer)或喷雾器(atomizer),用来让病患以吸入的方式进行给药。特别的是,液体药剂会被分解成具有微小粒子或液滴的气雾(aerosol),使的使用药剂的病患可以得到较有效率的吸入效率以及吸收效率。而上述微小粒子的大小可根据不同的呼吸状况来进行调整,例如:慢性阻塞性肺疾(chronicobstructivepulmonarydisease,copd)、哮喘,或是因应于液体药剂本身。再者,使病患在每一种治疗方式中接收相同的用药剂量也是相当重要的。换言之,气雾化器需要在每一次的使用中可提供固定的剂量药剂,且其具有固定的平均粒子大小。如此一来,即可以准确地给予病患具有效疗效的剂量的药物,而降低因过度用药所造成的药物浪费与风险。

请参阅第1图,主要揭示一个示例气雾化器,其包含:上盖(uppercasing)、下盖(lowercasing)、喷嘴部件(nozzleassembly)、管子、偏置组件(biasingelement)、储存容器(storagecontainer)。于准备期间,所述偏置组件(例如:弹簧)通过该上盖与该下盖之间的相对位移而受力。同时,定量的液体药剂透过该管子的引导由该储存容器被吸出至喷嘴部件,以准备进行气雾化。当该气雾化器被启动时,未受力的偏置组件所产生的力量会将该定量液体药剂推向该喷嘴部件、并使其穿过该喷嘴部件。如此一来,所产生的气雾会离开该气雾化器以供病患吸入。另一例示性气雾化器及运作机制可参考美国发明专利案第5,964,416号(其美国专利申请号为08/726,219)的揭示内容。

如第1图所揭示,加压的液体药剂会沿着由a点至a’点的方式移动,也同时由一高压端移动至另一低压端。如此一来,液体药剂会被吸出并被推入该喷嘴部件,且在液体药剂通过该喷嘴部件时会产生气雾并同时排出该气雾。在气雾化过程中,在所有组件之间维持妥适的密封(seal)是相当重要的。否则,气雾化效果会受到破坏。举例来说,在喷嘴部件所发生的外泄可能会造成压力流失,因而造成剂量不准确或气雾粒子大小不适当的状况。为了避免上述状况,在制造与组装气雾化器的各个组件时,必须维持高度的注意以及精确度。然而,因为该些气雾化器组件的微型(miniature)尺寸(其通常在毫米或更小的量级),达成妥适的密封会变的极度困难且耗费成本。再者,具有不同几何形状及微型尺寸的组件,可能更容易在高压环境下受到磨损或撕裂,该高压环境的压力通常在5~50个百万帕(mpa)、也就是50~500巴(bar)之间。

本发明的目的在于提供一种具有简化设计的气雾化器结构,且其包含的特定组件亦具有简化设计,以达成气雾化器准确及有效的剂量控制,并因此减少付出的心力。气雾化器的生命周期也可因为本发明的新颖设计而延长。如此一来,在制造与组装气雾化器的过程中也可耗费较少的心力与资源。

一个应用于气雾化器的典型的喷嘴包含具有不同几何形状的复数组件。举例来说,一些组件具有特定的形状,例如被用以作为过滤器的长形突起。一些其他组件则具有不同形状,例如用以控制喷嘴中液体流向的导引系统的构成组件。简而言之,在相关技术的喷嘴需要多个具有不同结构和/或功能特征的组件的组合和相互作用才可实现所期望的雾化效果。但是,由于喷嘴的尺寸不断缩小,使得其中流体控制越来越不容易。喷嘴中组件的结构、尺寸和排列需要仔细设计和实施,以使喷嘴更有效率作用。因此,使得喷嘴的设计和制造的成本往往高居不下。

本专利申请的主要目的为提供一个喷嘴结构,且所述喷嘴结构具有较不复杂的结构、设计以及布置。而上述所形成的改良喷嘴将可改善整体雾化质量和效率,同时降低制造的成本。因此,患者可以享受更具成本效益的治疗方案。



技术实现要素:

本专利申请提供一个应用于气雾化器的微结构通路模块。所述通路模块由一个上盖覆盖着一个板体所组成。

而所述板体可进一步区分成第一区域和第二区域。另外,以下内文中所述的液体流动的方向是指与入口侧垂直的方向。所述板体中第一区域包含一个可供液体流入的入口。并且,所述第一区域也包含复数依液体流动方向排列突起,其排列成复述排分布于所述第一区域的整个宽度上,并将所述复数排间定义为复数通路。另外,所述复数突起是长形的,并且基本上彼此平行。此外,复数突起排之间的复数通路被设置成对应于液体流动的方向,并且每个依液体流动方向排列的突起彼此又被渠道所隔开。所述第二区域则包含复数微柱。在第一区域中通路的至少一部份也包含复数微柱。所述微柱间所形成复数通道可供液体药剂流动。这些通路中的复数微柱可增加流经其液体的流动阻力。所述突起和微柱是所述板体的一部分,并且从其上突出形成。

在某些实施例中,所述液体透过渠道流经复数通路。

在某些实施例中,所述渠道的长度大于其宽度。并且所述渠道的长度可以与所述突起的长度或宽度相等。

在某些实施例中,所述复数渠道具有不同的宽度。

在某些实施例中,所述复数渠道具有相同的宽度。

在某些实施例中,在第一区域中所述突起和微柱之间的空间也是属于所述通道的一部分。

在某些实施例中,所述复数微柱是以矩阵方式排列。

在某些实施例中,所述复数微柱是排列成六角形。

在某些实施例中,在所述第二区域中的微柱密度大于在通路间的微柱密度。

在某些实施例中,所述喷雾速度介于167~170m/s。

在某些实施例中,在通路间复数微柱所占的总表面积与所述复数通路所占的总表面积的比率是介于5~6%。

在某些实施例中,在通路间复数微柱所占的总表面积与所述复数通路所占的总表面积的比率为大约5.5%。

在某些实施例中,任何两个相邻的微柱的最短距离大于1um。

在某些实施例中,所述板体在第二区域包含两个侧壁向所述出口倾斜。

在某些实施例中,所述复数微柱被用以调节所述液体流经底盘的流速。

在某些实施例中,所述复数排是彼此平行。

在某些实施例中,所述依所述液体流动方向排列的复数突起是彼此平行,并且其所形成的复数排依液体流动的方向排列成一直线。

在某些实施例中,在第二区域中任两个相邻的微柱的最短距离为至少8um。

本专利申请还提供另一个应用于气雾化器的微结构通路模块。所述通路模块由一个上盖覆盖着一个板体所组成。所述板体可进一步区分成第一区域和第二区域。其中液体流动的方向是指与入口侧垂直的方向。所述板体中第一区域包含一个可供液体流入的入口。所述第一区域也包含分布于其整个宽度的复数突起壁,。其中,在将第一区域的复数突起壁之间定义为复数通路。此外,复数通路被设置成对应于液体流动的方向。所述第二区域则包含复数微柱。在第一区域中通路的至少一部份也包含复数微柱。所述微柱间形成复数通道以供液体药剂流动。在通路间复数微柱所占的总表面积与所述复数通路所占的总表面积的比率是介于5~6%。这些通路中的复数微柱可调节液体的流速。所述突起和微柱是所述板体的一部分,并且从其上突出形成。

在某些实施例中,在通路间复数微柱所占的总表面积与所述复数通路所占的总表面积的比率是约5.5%。

附图说明

附图图片中通过示例而非局限性方法展示出了一个或多个实施例,其中具有相同参考数字标识的组件始终表示类似组件。附图并非等比例图,除非另有披露。

图1是一个习知气雾化器的剖侧面视图。

图2是一个气雾化器的剖侧面视图,其符合本专利申请说明的部分实施例。

图3a至3d是一系列的微结构通路模块的剖侧面视图,其符合本专利申请说明的部分实施例。

本附图仅为示意图,且并不进一步限制其他可能的变化。在附图中,为达到说明目的,一些组件的尺寸可能过大,且未按比例绘制。该尺寸和相对尺寸不一定对应于本发明的实际实施方式。本专利申请中的所有参考标记不得解释为对本专利申请中权利要求范围的限制。在各个附图中,类似的参考符号表示类似组件。

具体实施方式

以下内容详细讨论了本专利申请说明中实施例的相关制造和使用。然而,应当理解以下实施例提供了许多可实施的发明概念,此类概念可能体现在各类具体情况中。以下所讨论的具体实施例仅说明了制造和使用实施例的具体方式,且未进一步限制本专利申请说明的范围。

在各类视图和说明性实施例中,类似的参考数字用于表示类似组件。接下来我们将详细参考附图中所示的典型实施例。附图和描述中尽可能使用相同的参考数字来表示相同或相似部件。在附图中,出于清晰和方便目的,形状和厚度可能会放大。根据本专利申请说明,本专利申请说明的描述将特别针对构成装置的一部分、或直接与装置一同工作的组件。应当理解,对于未具体表示或描述的组件,其形式可能多种多样。本专利申请说明中,「一项实施例」或「某一实施例」的引用是指关于该实施例所描述的某一特定特征、结构、或特性包含于至少一项实施例中。因此,本专利申请说明中不同位置出现的短语「在一项实施例中」或「在某一实施例中」不一定均指同一实施例。此外,上述特定特征、结构或特性可通过任何适宜方式在一项或多项实施例中进行组合。应当理解,以下附图未按比例绘制;更准确地说,此类附图仅可用于说明。

在附图的各类视图中,类似参考编号用于标示相同或相似的组件,同时表示和描述了本专利申请说明的说明性实施例。附图不一定按比例绘制,且在某些情况下,为达到说明目的,附图已放大和/或简化。本领域中的普通技术人员须根据本专利申请说明的以下说明性实施例来理解本专利申请说明的多种可能的应用和变体。

定义

应当理解,当某组件被称为位于另一组件「上」时,其可直接位于另一组件上,或者某组件与所述另一组件间也可能存在中间组件。相比之下,当组件被称为「直接位于」另一组件「上」时,则无中间组件。

应当理解,除非上下文另有明确指示,否则单数形式「一」、「某」、「该」、「所述」也包含复数形式。此外,诸如「底部」和「顶部」的相对术语在本文中可用于描述某组件与其他组件的关系,如以下各附图所示。

应当理解,当某组件被描述为位于其他组件的「下方」或「下面」时,也可解释为位于所述其他组件的「上方」或「上面」。因此,示例性术语「下方」或「下面」也可包括解释为上方和下方两者。

本文中所使用的「非对称的」指的是隔室的横截面的形状不能被纵向平面分成相似的一半。因此,依据前面叙述则非对称形状所包含的范围则包括除了圆形、卵形以及等长多边形之外的形状。

本文中所使用的「宽度」,例如:「渠道的宽度」和「通路的宽度」则指的是路径(即渠道或通路)两侧之间相对于长度的最短距离。

本文中所使用的「大约」和「约」为当涉及例如:数量、持续时间等可测的值时,其意味着涵盖范围为指定值的±10%,且更佳地为指定值的±5%的范围,因为这样的范围内适于达成所公开的方法。

除非另有定义,否则本文使用的所有术语(包括科技术语)的意义与本专利申请说明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。应当进一步理解,常用词典中定义的术语的含义应当与相关领域和本专利申请说明的上下文中的含义一致,且不会解释地过于理想化或过于正式,除非本文中明确定义。

详细说明

图2是一个示例的气雾化器的剖侧面视图,其符合本专利申请说明的部分实施例。此气雾化器90包含:壳体902、泵室904、弹簧室906。偏置组件9062(例如:弹簧9062)耦接于壳体902,更特别的是安装于弹簧室906。弹簧室906亦握持(hold)储存容器908,其中储存容器908可储存液体药剂912。液体药剂912可对应于气雾化器90的一次预启动(preactuation),透过管子910的引导而抽离出储存容器908。特别的是,在启动气雾化器90前,壳体902会被旋转。弹簧9062透过壳体902的旋转而受力。相对而言,液体药剂912由储存容器908被导出至泵室904且准备被气雾化。在气雾化器90启动时,会开始进行气雾化。当气雾化器90启动时,释放机构(图未示)会被触发,且弹簧9062会从受力状态释放至未受力状态。上述操作会产生一力量,该力量将液体药剂912推动通过一于泵室904中的传输装置950,而微结构通路模块1(即喷嘴)位于传输装置950中。也就是说,液体药剂藉由通过微结构通路模块1以进行气雾化。微结构通路模块1是透过特殊设计,故得以制造具有理想粒子大小的气雾,并是以受控制且精确传递的方式来进行。如此一来,气雾化的液体药剂(例如:水溶液或乙酸(ethanoic)溶液)会离开中的传输装置950,并接着被排出气雾化器90,以让病患吸入。

微结构通路模块1是气雾化器90中最重要的一个组件,因为其可将液体药剂会分解为微小粒子或液滴的气雾。所述气雾化器90中的微结构通路模块1是一个具有微结构过滤和导引系统的组件,并且其由复数微米尺寸的组件和由所述微米尺寸组件所定义出的复数通路所组成。当液体药剂以高速流经所述微结构通路模块1时,微米尺寸组件将部分地阻挡流动的药剂并将其分解成小颗粒。此外,微米尺寸组件和通路的配置将增加流体阻力,藉此降低液体流动速度。然而,由于微结构通路模块1的漏斗形出口,当液体药剂喷出出口时液体药物的流动速度立即增加,因此,具有特定大小颗粒和剂量的过滤液体药剂被雾化且喷射而出。

图3a~3d是一系列的微结构通路模块的剖侧面视图,其符合本专利申请说明的部分实施例。

请参阅图3a,其揭露一个微结构通路模块1。所述微结构通路模块1包含一个板体10,而其可以由硅胶所制成并且其尺寸为:宽度大约2.5mm、长度大约2mm、深度大约700um。板体10上覆盖一个玻璃上盖(图未示出),其尺寸为:宽度大约2.5mm、长度大约2mm、深度大约625um,因此定义出一个腔室。液体药剂(未示出)藉由一端的入口102进入所述腔室。而产生的气雾50则通过与前述相反一端的出口104喷离所述腔室。所述入口102的宽度为大约2mm,且其宽于所述出口104。隔室中液体药剂的流动方向大致上为沿着从入口102往出口104的方向。而在微结构通路模块1中的液体流动方向是指与所述入口102垂直的方向(即方向a至a’)。至少一些液体药剂将沿着通道模块1的倾斜壁106流动,而导致液体汇流且相互碰撞,较佳地汇流夹角为大约90°。据上述结果,因而产生了可供患者吸入的气雾50。

板体10大致上可以藉由分界线b而区分成两部分,一个为靠近入口102的第一区域和一个靠近出口104的第二区域。板体10还包含若干组件,例如:中央块2、间隔块3、微柱4、突起5。特别地,在第一区域中设置了突起5、微柱4和间隔块3,而第二区域仅有微柱4。突起5、微柱4、间隔件3和中央块2则被设置从板体10以与液体流动横切的方向突出。其中一个形成方式为这些组件可以透过蚀刻微结构化通路模块1而成为板体10的一部分而形成。在某些实施例中,板体10的蚀刻深度大约5~6um以形成前述的部分组件。值得注意的是,板体10的制造方法并不限于此。板体10可以通过相关领域已知的其他方式而制成,例如:模制、焊接或印刷。后续内文将进一步描述整体组件的其他特征和结构。

同样参阅图3a,中央块2设置在第二区域中靠近出口104的位置。中央块2的形状是接近球形,且其曲率半径为大约37.35um。中央块2占据了靠近出口104的区域相当大一部分,而使得液体仅可以通过中央块2和倾斜壁106之间的两个窄道15而流向出口104。而上述构造将造成液体往相对方向流动,即沿着两个相向的窄道15流动。换句话说,微结构通路模块1可理解为包含两个出口以达成期望雾化的目的。据此,喷射出微结构信道模块1的相向液体射流交会于通路模块1外且靠近出口104的位置,并且形成气雾50。中央块2的尺寸使得每个窄道15的宽度大约8um、长度大约53.8um。而且,每个窄道15的总面积大约44um2。

在第一区域中入口102附近设置了每个尺寸为宽度大约50um和长度大约200um的复数间隔块3。每个间隔块3的形状为长形,其每隔设置方向与液体流动方向a至a'对齐。此外,间隔块3可以在第一区域的入口102的整个宽度上排列成多列。如图中所描绘的,复数突起5被布置成复数平行的突起排52并且分布在第一区域的整个宽度中。其中,每个平行突起排52可由复数突起5线性排列构成于第一区域中。且在每个平行突起排52之间是可供液体药剂流动的通路18。液体于多个通路18中沿方向a到a'流动。所述通路18的尺寸中宽度大约77um、长度大约1.3mm。突起排52整体尺寸中宽度大约22um和长度大约1.3mm。突起排52可以布置成平行于液体流动方向a至a'。由于两个平行突起排52之间的区域是被定义为通路18,所以突起排52和通路18的长度是相同的。

两个相邻间隔块3之间的距离约为150um,其约为通路18宽度的两倍。对于进入微结构通路模块1的未过滤液体药剂,两个间隔块3间的空间用以作为初步过滤器,而两个突起排52间的空间则被用以作为第二次过滤器。举例来说,任何大于150um的颗粒首先将被两个间隔块3间的空间过滤出;而任何大于8um的颗粒将随后被通路18中两个相邻三角形微柱4间的空间过滤。此外,因为通道18不会完全被颗粒堵塞,所以前述过滤功能并不会影响液体的流动方向。

如图3a所揭示,突起5是长条形组件,其宽度为大约2.5um、长度大约22um。在一个较佳的实施例中,突起5所设置的方位为其宽度平行于液体流动方向a至a’的方向上。然而,前述突起5所被设置的方位并不局限于此。在每一突起排52中,复数突起5进一步沿a至a'方向以线性方式排列。在一个实施例中,每一突起排52中的复数突起5是彼此平行的。

线性复数突起5的中每一个突起5则被渠道17所隔开。每个渠道17的宽度可以相同也可以相异,其取决于气雾器或药剂的需求。在一个实施例中,如图3c所揭示的每个渠道17的宽度是相同的。渠道17的尺寸为宽度大约3um、长度大约22um。于其它实施例中,如图3a和3b所揭示的渠道17具有至少两种不同的宽度,且其宽度分别为大约3μm和11μm。然而在一个较佳实施例中,渠道的宽度必须≧1um。

渠道17和通路18的方向并不相互平行。在本专利申请中,渠道17和通路18的方向为彼此垂直。液体药剂可以透过渠道17在各通路18之间流动。

在某些实施例中,每个突起5的长度与每个渠道17的长度相等,且其长度大于渠道17的宽度。在另一个实施例中,每个突起5的宽度等于每个渠道17的长度,但其仍然大于渠道17的宽度。值得注意的是,尽管这里的附图揭示了侧壁108上设置有突起排52,但并不意味着仅限于此。举例来说,侧壁108也可以是独立组件,即不与任何一个整体组件接触。

本发明进一步提供另一种微结构通路模块1,其内部设置不具渠道17。换句话说,如图3d所揭示的突起排52由一个实心的连续突起或突起壁54所制成。突起壁54的设计和布置是与突起排52相似的,除了突起壁54不是由渠道17所隔开的复数突起5所构成的。突起壁54为第一区域中沿a延伸到a'方向的一个实体结构。由于没有任何渠道,通路18中的液体药剂不会相互流通。每个突起壁54的宽度为大约22um、长度大约1.3mm。

参考图3a至3d,微结构化通路模块1还包括复数微柱4。微柱4位于第二区域中,即靠近出口104的部分。在一些实施例中,微柱4也延伸到第一区域中,并且占据通路18的部分区域。微柱4是从板体10突出的微型组件,其高度为大约5-6um。

微柱4的形状可以是适合于提供过滤功能的任何几何形状。在一些实施例中,微柱4包括至少三个侧壁,并且微柱4平行于板体的方向的横截面形状可以是不对称或对称的。此外,微柱4的横截面包括至少一个面向入口102的顶点,且其由相交两个侧壁形成的夹角小于90°。因此,微柱4的横截面形状可以是圆形、三角形、菱形等。在本专利申请的一些实施例中,微柱4的横截面是三角形,其具有长度大约8um的侧壁和面向入口102的顶点。面向入口的顶点的两个侧壁夹角大约60°。在一些实施例中,微柱4的横截面形状可以是等边、等腰或不等边三角形。

在本公开的另一个实施例中,如图3b所揭示的微柱4的横截面形状是水滴状,且其圆弧边面向出口104。在其他的实施例中,微柱4的横截面形状是直径大约10um的圆形。微结构通路模块1中的复数微柱4可以全部具有相同的形状和尺寸。但是,如图3c所揭示,在某些实施例中微柱4可以有不同的形状和尺寸。举例来说,第二区域中的微柱4可以具有与第一区域的微柱不同的形状和尺寸。而且,第一区域和第二区域中微柱4的密度也可以不同。

另一方面,微柱4可以矩阵状分布且其至少部分地可阻挡液体的流动,从而增加流动阻力并降低流动速度。在一个较佳实施例中,微柱4的排列为六边形。具体而言,六边形设计由一个做为中心的微柱和六个相邻的微柱所组成,且所述六个相邻微柱形成六边形的六个顶点。而前述的布置可以为液体提供适当的流动阻力,且同时减少全部液体堵塞的可能性。

在某些实施例中,在多个微柱4之间的空间/路径被定义为信道16。所述信道16还包括在第一区域中的微柱4和相邻的突起5之间的空间/路径。在一个较佳实施例中,任何两个相邻微柱之间的最短距离大于任何渠道17的宽度。

以下将会将重点着重于微柱4的某些排列方式,更明确地说是指微柱4的密度。本文中,微柱密度的定义为微柱4在一定空间中占据的总表面积除以该空间的总表面积之间的比率。而第二区域的柱密度较佳为大约13.9%。

特别地,通路中微柱密度的定义为通路中微柱4所占据的总表面积与通路的总表面积的比率。另一方面,第二区中微柱的密度为第二区中微柱4所占据的总表面积与第二区的总表面积的比率。在一个实施例中,通路18中微柱的密度小于第二区中微柱的密度,因为通路18中仅部分区域具有微柱4。通路18中微柱的密度应该介于5~6%之间,并且较佳地为大约5.5%。

当液体从第一区域进入第二区域时,由于微柱密度的差异将导致液体流动阻力的增加。本公开的气雾器可提供大约1.4~1.5秒的有效喷雾持续时间的以输送气雾50,而此为我们所期望的喷雾效率,因为此气雾速度是相对较低的。较低的气雾速度可以更佳地且更有效地控制气雾的输送,因为其可以减少患者口腔和喉咙中所积聚的残留物。相反地,如果气雾速度太高,则可能无法达到所需的吸入效果。举例来说,气雾50可能喷射得太快,以致病人无法正确地和完全地吸入,或者气雾50可能被患者的口腔或咽喉阻塞。值得注意的,气雾50的速度和喷雾持续时间可以通过不同的方法来测量,例如:视频记录或雷射衍射。而不同的测量方法可能导致不同的结果。

以下内容将着重于微柱4和渠道17的分布和配置。微柱4用于(i)调节/引导液体药剂流动的方向;(ii)改变液体药剂的流动阻力和流动速度;(iii)将液体药剂过滤成较小的颗粒,且不影响气雾的质量。透过微柱4调节液体流动方而将引导液体流过不同的通道16。当部分液流与微柱4碰撞时,液体的流动阻力增加和流速降低将可能导致微柱4的周围产生湍流。渠道17允许少量的液体药剂横向流过而进入通路18,因而也降低了液体药剂的整体流动速度。本公开提供几种不同的微柱4设计及其效果如下表一所揭示。

表一

表一揭示了本发明的微结构化通路模块中设置于第一区域中的通路18中的微柱4的四种不同构造及其相对应喷雾速度。此微结构通路模块的构造还包括由平行的突起5所形成的复数渠道17。以下内容中的「通道的宽度」代表通路18中的任何两个相邻微柱4之间的最短距离。而本文将不讨论第二区中微柱的结构和排列方式对于液体喷雾速度的影响。而液体喷雾速度则透过计算流体动力学(computationalfluiddynamics;cfd)软件来测量。

在本发明的一个较佳实施例中,通路中微柱的最佳密度为大约5.46%,并且其所产生的期望喷雾速度为介于大约167~170m/s。

我们将1号喷嘴(以下简称「1号」)与2号喷嘴(以下简称「2号」)进行比较。根据表一,1号和2号之间的差异为通道16的宽度以及微柱4在通路18中所占据的总表面积。具体而言,2号中通道16的宽度大于1号的,但是2号中通路中微柱4的总表面积小于1号的。由表一中可知1号所产的喷雾速度低于2号,而此与本公开前述的内容一致。

我们进一步将2号与3号喷嘴(以下简称「3号」)进行比较。2号和3号之间的差异为通道16的宽度,以及通路中微柱所占据的总表面积。值得注意的是3号中包括两个不同的通道宽度,分别为大约12um和大约9.2um。由表一中可知,3号中通路18中微柱所占据的总面积大于2号,因此其微柱密度较高。而上述相对应所产生的结果为3号中的喷雾速度低于2号,而此与本公开前述的内容一致。

以下我们将着重于1号与3号。而此两者不同之处在于3号有两个不同的通道宽度。但是,两者所产生的液体喷雾速度是相似的(168.5m/s和168.0m/s)。因此,只要喷嘴中微柱4的总表面积和形状相同,即使喷嘴具有不同的通道宽度均不会影响喷雾速度。换句话说,保持适当的微柱密度以产生适当的喷射效率,此与本公开前述的精神一致。

我们进一步比较了3号和4号喷嘴(以下称“4号”)。4号中复数微柱的横截面形状是圆形。依据表一的内容,4号中通道的宽度是最大的,并且4号中微柱的总数明显少于1号、2号或3号。但是,4号中微柱所占据通道的总表面积与1号、3号相似。因此,4号微柱密度与1号、3号相似。而因此4号所产生的喷射效率(即喷雾速度)与1号、3号相似。由此结果可得知,喷雾速度与微柱密度有关,故此支持本公开前述的揭露。并且,通道的宽度可能不是控制喷雾速度的因素。

表二

表二揭示了本发明的其他构造及其对喷雾速度的影响。其中,5号喷嘴(以下称「5号」)、6号喷嘴(以下称「6号」)、7号喷嘴(以下称「7号」)、8号喷嘴(以下称「8号」)合先叙明。具体而言,数据将具有实心壁54构造的微结构信道模块与突起5/渠道17构造进行比较。在这里,5号到8号都有圆形微柱。5号、6号和8号均具有突起壁54的结构,而7号则具有由复数突起5和间隔其中的渠道17所构成的突起排。

将表一与表二综合观之,特别是表一中4号和5号,5号的喷雾速度高于4号,而其他数据均是相似的。4号和5号之间显著的差异在于4号具有渠道17,然而5号则具有实心的突起壁54。由结果显示,渠道17的存在可以通过降低喷雾速度以提升雾化效率。而此与本发明上述之揭露是一致的,因为渠道17允许一定量的液体横向流过至不同通道,因此增加液体的流动阻力而降低流动速度。

而6号和7号的数据也进一步支持渠道17的存在可降低喷雾速度并提供期望的气雾持续时间。

另外,5号和8号的数据也支持在如果第二区域中具有适当的微柱4密度也可达成期望的喷雾速度。于所有其他因素保持不变之下,增加8号中微柱4的密度则有助于达成更理想的喷雾速度(169m/s)。

另外,除了6号中第二区的通道的宽度(15um)大于8号中通道的宽度(8um)之外,6号和8号具有几乎相同的配置。而由两者所产生的喷雾速度可得知第二区中两个相邻微柱之间的较佳最短距离(即通道的宽度)为大约8um。

【符号说明】

通路模块1

中央块2

间隔块3

微柱4

突起5

板体10

入口102

出口104

倾斜壁106

侧壁108

窄道15

通道(channel)16

渠道(tunnel)17

通路(passage)18

液体药剂50,912

突起行52

突起壁54

气雾化器90

壳体902

泵室904

弹簧室906

偏置组件9062

弹簧9062

储存容器908

管子910

传输装置950

液体流动方向a-a’

分界线b

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一个应用于气雾化器的微结构通路模块,其特征在于,其包含:

可供液体流经的入口和出口,其中将与所述入口垂直的方向定义为液体流动方向;

板体于所述出口和所述入口间包含第一区域和第二区域,

其中所述第一区域包含:

复数依所述液体流动方向排列突起,其且排列成复数排分布于所述第一区域的整个宽度上,其中将所述复数排间定义为复数通路,

其中,所述复数通路对应于所述液体流动方向,并且任二所述复数依所述液体流动方向排列突起被渠道间隔开;以及

复数微柱,其设置于所述第二区域和所述第一区域的至少一部份的所述通路中,并且将所述复数微柱间定义为复数通道,其中所述通路中所述复数微柱可增加流经所述通路的所述液体的流动阻力,

其中所述复数突起和所述复数微柱是所述板体的一部分,并且从所述板体突出形成。

2.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述液体透过所述渠道流经所述复数通路。

3.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述渠道的长度大于宽度,并且每个所述渠道的长度与每个所述突起的长度或宽度相等。

4.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述渠道具有不同的宽度。

5.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述渠道具有相同的宽度。

6.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中在所述第一区域的所述突起和所述微柱间的空间也属于所述通道的一部分。

7.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述复数微柱是以矩阵方式排列。

8.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述复数微柱是排列成六角形。

9.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述第二区域中微柱密度大于在所述通路间的微柱密度。

10.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中喷雾速度介于167~170m/s。

11.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述通路中所述复数微柱所占的总表面积与所述复数通路总表面积的比率介于5~6%。

12.如权利要求11所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述比率大约为5.5%。

13.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中任何两个相邻的所述微柱的最短距离为>1um。

14.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述板体中所述第二区域包含两个向所述出口倾斜的侧壁。

15.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述复数微柱被用以进一步调节所述液体流经所述板体的流速。

16.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述复数排是彼此平行。

17.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述复数依所述液体流动方向排列突起是彼此平行,并且依所述液体流动的方向排列成一直线。

18.如权利要求1所述的微结构通路模块,其特征在于,其中在所述第二区域中任两个相邻的所述微柱的最短距离为至少8um。

19.一个应用于气雾化器的微结构通路模块,其特征在于,其包含:

可供液体流经的入口和出口,其中将与所述入口垂直的方向定义为液体流动方向;

板体于所述出口和所述入口间包含第一区域和第二区域,

其中所述第一区域包含:

复数突起壁,并且在所述第一区域的整个宽度上分布所述复数突起壁,其中将所述复数突起壁间定义为复数通路,

其中,所述复数通路对应于所述液体流动方向;以及

复数微柱,其设置于所述第二区域和所述第一区域的至少一部份的所述通路中,并且将所述复数微柱间定义为复数通道,

其中所述通路中所述复数微柱可调节所述液体流经所述板体的流速,以及其中所述复数通路中所述复数微柱可增加流经所述复数通路的所述液体的流动阻力,

其中所述复数突起壁和所述复数微柱是所述板体的一部分,并且从所述板体突出形成。

20.如权利要求19所述的微结构通路模块,其特征在于,其中所述复述微柱被用以改变所述液体的流向以增加所述液体的流动阻力。

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