[發明專利]一種壓電驅動式微型風機

有效

• 申請號: 201410343939.8
• 申請日: 2014-07-19
• 公開（公告）號: CN104100542B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 吳越;張文睿;康曉濤;李曉蔚
• 申請（專利權）人: 長春隆美科技發展有限公司
• 主分類號: F04D25/06
• 分類號: F04D25/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種壓電驅動式微型風機，包括：壓電振子、前端腔體和后端腔體，所述壓電振子、后端腔體件與前端腔體件形成主腔體，主腔體的容積隨著壓電振子的振動發生往復變化，從而帶動氣體從壓電振子上的振子中心孔流入或流出，與前端腔體的流道結構及輔助腔體結構作用，形成氣體從出流孔輸出的定向流體驅動能力，壓電振子與前端腔體形成輔助腔體，輔助腔體的容積也隨壓電振子的振動而往復變化，其體積的變化可以增加最終氣體的輸出量，充分利用壓電振子的變形。

技術領域

本發明屬于流體輸送領域，具體涉及一種壓電驅動式微型風機。

背景技術

壓電風機是一種由壓電振子作為動力原件的流體驅動裝置，其功能為在軸向的出口處提供一定流量的氣體，可用于儀器儀表、檢測設備及機械電子領域中的主動冷卻、氣體輸送、氣動驅動等方面。具有結構簡單便于大批量生產、體積小便于微型化、便于數字化控制且壽命長等優點。以往的壓電風機主要由動力原件壓電振子和結構件組成，通過壓電振子與結構件形成一個密封的腔體，壓電振子變形引起的腔體體積變化為風機提供動力，這類方案利用了壓電振子的一側變形，振子變形在未形成腔體一側所引起的氣體流動并未得到利用，限制了壓電風機的輸出效果。

發明內容

為了解決目前壓電風機結構未能充分利用壓電振子變形所形成氣體流動的問題，提出了一種壓電驅動式微型風機，由壓電振子、前端腔體件和后端腔體件組成，壓電振子、后端腔體件與前端腔體件形成主腔體，主腔體的容積隨著壓電振子的振動發生往復變化，從而帶動氣體從壓電振子上的振子中心孔流入或流出，壓電振子與前端腔體形成輔助腔體，輔助腔體的容積也隨壓電振子的振動而往復變化，其體積的變化可以增加最終在出流孔處氣體的輸出量，充分利用壓電振子的變形所產生的氣體流動。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種壓電驅動式微型風機，包括壓電振子、前端腔體和后端腔體，其中：

壓電振子是壓電材料薄片與彈性基板粘接形成的，其中心位置布置有一通孔稱為振子中心孔，在交變電壓的作用下，壓電振子中心會發生沿著其軸線方向的往復運動；

前端腔體是一厚度較小的矩形塊，在前端腔體的底面上布置有一振子安裝槽，所述振子安裝槽的深度大于壓電振子變形峰值與彈性基板厚度之和且小于10mm，以保證壓電振子發生往復運動時不發生干涉且氣體的可壓縮性不會明顯影響風機的性能；前端腔體的兩個側面上各布置有一個側面扁孔，兩側面扁孔相互貫通，所述扁孔貫通后的下表面距離振子安裝槽底面的最小距離小于10mm，所述扁孔貫通后形成的上表面距離振子安裝槽底面的最小距離要大于壓電振子中壓電材料薄片厚度與壓電振子峰值位移之和；所述振子安裝槽底部中心布置有一輔助腔體槽，所述輔助腔體槽的直徑小于振子安裝槽直徑且兩直徑差值小于壓電振子直徑尺寸的30%，所述輔助腔體槽與所述側面扁孔貫通；所述前端腔體的頂面與振子中心孔對應位置布置有一出流孔，所述出流孔直徑與振子中心孔直徑相同；所述壓電振子安裝在前端腔體的振子安裝槽內，壓電振子可以采用單晶片結構，也可以采用雙晶片結構；

后端腔體為一薄片結構，安裝在前端腔體的底面上，與壓電振子共同構成主腔體，所述主腔體通過振子中心孔與外部連通，壓電振子發生往復振動時，氣體主要通過振子中心孔從出流孔流入和流出；所述壓電振子與所述前端腔體構成了輔助腔體，輔助腔體通過振子中心孔與主腔體連通，通過前端腔體上與振子中心孔對應的出流孔及側面扁孔與外部連通。