气体输送装置的制作方法

本案是关于一种气体输送装置，尤指一种可同时兼具微型化、静音及高压气体传输的气体输送装置。

背景技术：

目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微帮浦所包含的气体输送结构为其关键技术，是以，如何借创新结构突破其技术瓶颈，为发展的重要内容。

随着科技的日新月异，气体输送装置的应用上亦愈来愈多元化，举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热等等，甚至近来热门的穿戴式装置皆可见它的踨影，可见传统的气体输送装置已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。

于现有技术中，气体输送装置主要以传统的机构部件堆叠而构成，并以每一个机构部件极小化或厚度薄化的方式，来达到整体装置微型化、薄型化的目的。然而，传统机构件在微小化后，其尺寸精度控制不易，且组装精度同样难以掌控，进而造成产品良率不一，甚至有气体传送的流量不稳定等问题。

再者，已知的气体传输装置亦具有输送压力不足的问题，透过单一气体传输装置仍难以因应高压气体传输的需求。因此，如何发展一种气体输送装置提高流体传输压力的结构，实为目前迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

本案的主要目的在于提供一种气体输送装置，借由使多个组微型化的泵堆叠配置，以提供气体输送装置达到高压气体传输的功效。

为达上述目的，本案的一较广义实施样态为提供一种气体输送装置，包含：一出气盖板，具有一出气管及一出气汇流槽，该出气管与该出气汇流槽连通对应设置；至少一导流座，该每一导流座具有一主板、一凸出侧框以及一框体，该主板具有一凹置槽及一连通孔，该连通孔连通该凹置槽；一主泵及一次要泵，该主泵设置于该导流座的该凸出侧框内，以及该次要泵设置于导流座的该框体内；以及一贴合胶片，具有一中空结构，该贴合胶片设置该主泵及导流座之间，并该中空结构定义出一汇流通道与该连通孔相互连通；该凸出侧框上下密合连接，当该主泵及该次要泵同时致能进行气体传输时，气体导入该导流座的该凹置槽，并依序经由该连通孔、该汇流通道及该主泵，并由该主泵将气体导出至该出气汇流槽，最后气体由该出气管排出。

【附图说明】

图1A为本案较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。

图1B为本案较佳实施例的气体输送装置的结构拆解示意图。

图2A为图1B所示的出气盖板的结构示意图。

图2B为图2A所示的出气盖板于另一视角的结构示意图。

图3A为图1B所示的导流座的结构示意图。

图3B为图3A所示的导流座于另一视角的结构示意图。

图4为图1A所示的气体输送装置的A-A剖面结构示意图。

图5A为本案较佳实施例的气体泵的结构拆解示意图。

图5B为本案较佳实施例的气体泵于另一视角的结构拆解示意图。

图6为图5A所示的压电致动器的剖面结构示意图。

图7为本案较佳实施例的气体泵的剖面结构示意图。

图8A至图8E为本案较佳实施例的气体泵的作动结构示意图。

图9为本案另一较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。

本案的气体输送装置是可应用于各式电子装置或医疗设备的中，并可提高流量传输。请参阅图1A、图1B、图2A、图2B、图3A、图3B 及图4所示，本案气体输送装置1主要包含一出气盖板11、至少一导流座12、一主泵14、至少一次要泵15以及贴合胶片13，其中出气盖板11、主泵14、贴合胶片13、导流座12及次要泵15以垂直依序堆叠设置，即主泵14设置于导流座12的该凸出侧框121内，及次要泵15 设置于导流座12的框体122内，出气盖板11为罩盖组导流座12，主泵14及次要泵15为进行气体传输的用，当主泵14及次要泵15同时进行气体传输时，气体借由出气盖板11、导流座12等元件进行汇流，最后由出气盖板11的出气管111快速排出，借此可达到提升气体传输流量的功效，为了便于说明本案的技术内容，其细部结构及作动方式将于说明书后段进一步详述。

请参阅图2A及图2B所示，本实施例的出气盖板11包含出气管111 及出气汇流槽114，其中出气管111与出气汇流槽114连通对应设置，出气管111包含排出开口112，以及出气汇流槽114包含进入开口113，排出开口112设置于出气管111内部与进入开口113相互连通，其中进入开口113的孔径略大于排出开口112，且出气管111之内径为由进入开口113渐缩至排出开口112的锥度形状，但不以此为限，透过锥度形状的设置，以供气体产生明显的汇聚效果，并使汇聚后的气体可由出气管111快速传输，又出气盖板11设置接脚开口117。

请参阅图3A及图3B所示，导流座12包含主板120、凸出侧框121 以及框体122，其中主板120设有凹置槽124及连通孔125，连通孔125 连通凹置槽124，凸出侧框121为突出围绕于主板120上方，框体122 为突出围绕于主板120下方，且凸出侧框121设置于主板120上相较框体122设置于主板上略为内缩，以形成一段差空间，以供与出气盖板11组接承置于上，又凸出侧框121上设置封胶开口127，以及导流座12的框体122上设置接脚开口126。

再参阅图5A、图5B及图6所示，主泵14、次要泵15是为相同的气体传输结构，其作动方式亦相同，为了方便说明，以下仅以单一主泵 14进行说明。如图所示，主泵14主要依序由进气板141、共振片142、压电致动器143、第一绝缘片144a、导电片145及第二绝缘片144b相互对应堆叠设置所构成。

本实施例的进气板141更包含多个进气孔141a、多个汇流排孔141b 及一汇流通槽141c，本实施例是以四个进气孔141a及四个汇流排孔 141b为例进行说明，但其数量不以此为限，四个进气孔141a是为贯穿进气板141的孔洞，用以供气体自装置外顺应大气压力的作用而流入主泵14之中，四个汇流排孔141b分别对应四个进气孔141a而设置，汇流通槽141c设置于四个汇流排孔141b的中心处，并与四个汇流排孔141b相互连通，借此可将气体自四个进气孔141a导入汇流排孔 141b，并将气体引导并汇流集中至汇流通槽141c，以实现气体传递。本实施例的进气板141为一体成型的结构，但不以此为限。

本实施例的共振片142是为可挠性材质所构成的片材，于共振片142 上具有中空孔洞142c，中空孔洞142c是对应于进气板141的汇流通槽 141c而设置，以供气体流通。本实施例的共振片142是由铜材质所构成，但不以此为限。

本实施例的压电致动器143主要包含一悬浮板1431、一外框1432、多个支架1433、一压电元件1434等元件。其中，本实施例的支架1433 的数量是为四个，但不以此为限，其数量可依据实际情形任施变化。本实施例的悬浮板1431更包含一凸部1431a、一第二表面1431b及一第一表面1431c，且凸部1431a设置于第二表面1431b上，凸部1431a 可为但不限为一圆形凸起结构。本实施例之外框1432是为一框架结构，环绕设置于悬浮板1431的周缘，四个支架1433连接于外框1432及悬浮板1431之间，以提供弹性支撑，且四个支架1433、外框1432及悬浮板1431之间更定义出多个空隙1435，多个空隙1435是用以供气体流通导出的用。本实施例的悬浮板1431、外框1432以及支架1433的型态及数量均不以此为限，且可依实际应用需求变化。此外，本实施例之外框1432更具有一向外凸设的导电接脚1432a，以供外接电源装置(未图示)电连接至主泵14，并提供驱动电源，但不以此为限。本实施例的压电元件1434贴附于悬浮板1431的第一表面1431c上，用以对悬浮板1431施加电压，使悬浮板1431产生形变而上下弯曲振动，借此以进行气体传输，其传输作动方式将于说明书后段进一步详述。

请再参阅图6所示，悬浮板1431的凸部1431a是与外框1432的第二表面1432a共平面，且悬浮板1431的第二表面1431b及支架1433的第二表面1433a亦为共平面，且该悬浮板1431的凸部1431a及外框1432 的第二表面1432a与悬浮板1431的第二表面1431b及支架1433的第二表面1433a之间是具有一特定深度。悬浮板1431的第一表面1431c 与外框1432的第一表面1432b及支架1433的第一表面1433b为平整的共平面结构，而压电元件1434则贴附于此平整的悬浮板1431的第一表面1431c处。于另一些实施例中，悬浮板1431的型态亦可为一双面平整的板状正方形结构，并不以此为限，可依照实际施作情形而任施变化。于一些实施例中，悬浮板1431、支架1433以及外框1432是可为一体成型的结构，且由一金属板所构成，例如不锈钢材质，但不以此为限。又于另一些实施例中，压电元件1434的边长是小于该悬浮板1431的边长。再于另一些实施例中，压电元件1434的边长是等于悬浮板1431的边长，且同样设计为与悬浮板1431相对应的正方形板状结构，但并不以此为限。

本实施例的第一绝缘片144a、导电片145及第二绝缘片144b是依序对应设置于压电致动器143之外框1432的第一表面1432b，且其形态大致上对应于压电致动器143之外框1432的形态。于本实施例中，第一绝缘片144a、144b是由绝缘材质所构成，例如：塑胶，但不以此为限，俾提供绝缘功能。本实施例的导电片145由导电材质所构成，例如金属材质，但不以此为限，以提供电导通功能。于本实施例中，导电片145更突出设置一导电接脚145a，以实现电导通功能。

再请参阅图7所示，主泵14是依序由进气板141、共振片142、压电致动器143、第一绝缘片144a、导电片125及第二绝缘片144b等堆叠而成，且于共振片142与压电致动器143之间是具有一间隙h，于本实施例中，是于共振片142及压电致动器143之外框1432周缘之间的间隙h中填入填充材质，例如但不限于导电胶，以使共振片142与压电致动器143的悬浮板1431的凸部1431a之间可维持该间隙h的深度，进而可导引气流更迅速地流动，且因悬浮板1431的凸部1431a与共振片142保持适当距离使彼此接触干涉减少，促使噪音产生可被降低。于另一些实施例中，亦可借由加高压电致动器143之外框1432的高度，以使其与共振片142组装时增加一间隙，但不以此为限。

当进气板141、共振片142与压电致动器143依序对应组装后，共振片142具有一可动部142a及一固定部142b，可动部142a处可与其上的进气板141共同形成一汇流气体的腔室，且在共振片142与压电致动器143之间更形成一压缩腔室140，用以暂存气体，且压缩腔室140 是透过共振片142的中空孔洞142c而与进气板141的汇流通槽141c 处的腔室相连通。

再参阅图1及图4所示，主泵14设置于导流座12的凸出侧框内121，且主泵14的导电接脚1432a、导电片145a可由出气盖板11设置接脚开口117凸伸出外部、以及次要泵15对应设置于导流座12的框体122 内，且次要泵15的导电接脚1432a、导电片145a可由导流座12的框体122上接脚开口126凸伸出外部，以供外接电源装置(未图示)电连接至主泵14及次要泵15提供驱动电源，贴合胶片13为中空结构，设置主泵14及导流座12之间，并中空结构定义出汇流通道130与连通孔 125相互连通，并透过出气盖板11罩盖于凸出侧框121的段差空间上组接承置封闭于导流座12上，使出气盖板11与导流座12的凸出侧框 121上下密合连接，且从凸出侧框121的封胶开口127处用以注入封装胶，借此以达到胶合气密的效果。是以，本实施例透过框体121特殊设计，使导流座12与出气盖板11以上下密合连接的方式相互固定，借此可使元件易于拆装，同时大幅减少元件组装所耗费的时间，更可达到易于替换元件的功效，使气体输送装置1组装运用的灵活性提升。

又当主泵14及次要泵15致能进行气体传输时，气体借由次要泵15 导入导流座12的凹置槽124，再依序经由连通孔125、汇流通道130 导入主泵14内，并由主泵14将气体导出至该出气汇流槽114，最后气体由该出气管111排出；简而言之，本实施例透过主泵14及次要泵15 堆叠配置，并同时致能传输气体，使其气体传输气压大于单一泵，借此达到高压气体输出的功效。当然，泵堆叠组装配置的数量并不以两组为限，其是可依据实际情形任施变化。

请参阅图8A至图8E所示，当主泵14进行作动时，压电致动器143 受电压致动而以支架1433为支点，进行垂直方向的往复式振动。首先，如图8A所示，当压电致动器143受电压致动而向下振动时，使压缩腔室140的体积增加、压力变小，使气体顺应大气压力自进气孔141a进入，并流经汇流排孔141b、汇流通槽141及中空孔洞142c进入压缩腔室140中，接着，如图8B所示，由于共振片142是为轻薄的片状结构，当气体顺应大气压力进入压缩腔室140时，共振片142的可动部142a 随的向下振动，并贴附抵触于压电致动器143的悬浮板1431的凸部 1431a上，使悬浮板1431的凸部1431a以外的区域与共振片142两侧的固定部142b之间的汇流腔室的间距不会变小，并借由此共振片142 的形变，以使压缩腔室140的体积压缩，并关闭压缩腔室140中间流通空间，促使其内的气体由中央推挤向外围流动，进而经过压电致动器143的支架1433之间的空隙1435而向下穿越流动。其后，如图8C 所示，共振片142的可动部142a向上弯曲振动形变，而回复至初始位置，且压电致动器143受电压驱动以向上振动，如此同样挤压压缩腔室140的体积，惟此时由于压电致动器143是向上抬升，因而使得压缩腔室140内的气体会朝两侧流动，而气体持续地自进气板141上的至少一进气孔141a进入，再流入汇流通槽141c所形成的腔室中。再如图8D所示，该共振片142受压电致动器143向上抬升的振动而共振向上，此时共振片142的可动部142a亦随的向上振动，进而减缓气体持续地自进气板141上的进气孔141a进入，再流入汇流通槽141c所形成的腔室中。最后，如图8E所示，共振片142的可动部142a亦回复至初始位置，由此实施态样可知，当共振片142进行垂直的往复式振动时，是可由其与压电致动器143之间的间隙h以增加其垂直位移的最大距离，换句话说，于该两结构之间设置间隙h可使共振片142 于共振时可产生更大幅度的上下位移。

请参阅图9。于本案的另一较佳实施例中，可于前述实施例的气体输送装置1增设另一个导流座12及另一个次要泵15，另一个导流座12 以下称的为堆叠导流座12’，另一个次要泵15以下称的为堆叠泵15’，即如图9所示，其中堆叠导流座12’同样包含凸出侧框121’、框体122’、连通孔125’及进气汇流槽124’，堆叠导流座12’及堆叠泵15’的结构分别与前述实施例的导流座12及主泵14相同，故于此不再赘述。于本实施例中，堆叠导流座12’是与导流座12相互堆叠设置，堆叠导流座 12’的凸出侧框121’与导流座12的框体122相互组接封闭，使堆叠导流座12’与导流座12借由连通孔125’连通，堆叠泵15’对应设置于导流座12’的框体122’；换言之，本实施例采以主泵14、次要泵15及堆叠泵15’等三个气体泵同时进行气体传输，以增加输出气压，并透过出气盖板11、导流座12及堆叠导流座12’内部特殊流道设计，使气体汇流集中，俾实现提升输出气体压力的功效。本实施例的气体输送装置1 亦包含另一贴合胶片13，另一贴合胶片13以下称的为堆叠贴合胶片 13’为一中空结构，用以使次要泵15及堆叠导流座12’相互贴合固定，于堆叠贴合胶片13’贴合固定后，中空结构定义出汇流通道130’与连通 125’相互连通，借此使由连通孔125’输出的气体经汇流通道130’直接传输至次要泵15，使气体进一步汇流，进而达到提升输出气压的功效。

于本案其他实施例中，导流座及次要泵的数量亦可为两个以上，且导流座及次要泵的数量相同，以供每一次要泵对应设置于每一导流座的中，并透过前述实施例的设置方式进行堆叠，使其气体输出气压可以依据使用需求进行调整，并透过多个气体泵及导流座堆叠设置，可达到高压气体传输的功效。

综上所述，本案透过多个泵分别设置于导流座中，并使多个泵彼此堆叠设置，并与一出气盖板对应组接，借此以使组装后的气体输送装置内部流道对气体进行汇流，以提升传输效率的目的，且多组泵配置可使到气体传输出气压幅提升的功效，以及，导流座与出气盖板的特殊侧壁设计，并以紧配的方式相互固定，可使元件易于拆装，同时大幅减少元件组装所耗费的时间，更可达到易于替换元件的功效。此外，本案亦透过泵的特殊流道、结构设计，可使气体高速且高效率地流动，并可达到静音、微型化的效果。

本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

1：流体控制装置

11：出气盖板

111：出气管

112：排出开口

113：进入开口

114：出气汇流槽

117：封胶开口

12：导流座

12’：堆叠导流座

120、120’：主板

121、121’：凸出侧框

122、122’：框体

124、124’：凹置槽

125、125’：连通孔

126：接脚开口

127：封胶开口

13：贴合胶片

13’：堆叠贴合胶片

130、130’：汇流通道

14：主泵

140：压缩腔室

141：进气板

141a：进气孔

141b：汇流排孔

141c：汇流通槽

142：共振片

142a：可动部

142b：固定部

142c：中空孔洞

143：压电致动器

1431：悬浮板

1431a：凸部

1431b：第二表面

1431c：第一表面

1432：外框

1432a：第二表面

1432b：第一表面

1432c：导电接脚

1433：支架

1433a：第二表面

1433b：第一表面

1434：压电元件

1435：空隙

144a：第一绝缘片

144b：第二绝缘片

145：导电片

15：次要泵

15’：堆叠泵

h：间隙