1353891 九、發明說明: . 【發明所屬之技術領域】 本案係關於-種流體輸送裝置,尤指—種具有複數個 雙腔體致動結構之流體輸送裝置。 【先前技術】 目前於各領域中無論是醫藥、電腦科技、列印、能源 Φ等工業,產品均朝精緻化及微小化方向發展,其中微果 浦:噴霧器、喷墨頭、工業列印裝置等產品所包含之流體 輸送結構為其關鍵技術,是以,如何藉創新結構突破其技 術瓶頸,為發展之重要内容。 %參閱第—圖’其係為習知微系浦結構之結構示意 . 圖,習知微泵浦結構1〇係由閥體座11、閥體蓋體12、閥 體薄膜13、微致動器14及蓋體15所組成,其中,閥體薄 Φ 膜13係包含入口閥門結構131及出口閥門結構132,閥體 座11包含入口通道lu及出口通道112、閥體蓋體12與 微致動器14間定義形成一壓力腔室123 ,閥體薄膜13設 置在閥體座11與閥體蓋體12之間。 當一電壓作用在微致動器14的上下兩極時,會產生 一電場,使得微致動器14在此電場之作用下產生彎曲, ' 當微致動器14朝箭號X所指之方向向上彎曲變形,將使 . 得塵力腔室I23之體積增加,因而產生一吸力,使閥體薄 . 膜13之入口閥門結構131開啟’使液體可自閥體座u上 1353891 - 之入口通道111被吸取進來,並流經閥體薄膜13之入口閥 : 門結構131及閥體蓋體12上之入口闊片通道121而流入 * 壓力腔室123内,反之當微致動器14因電場方向改變而 朝箭號X之反方向向下彎曲變形時,則會壓縮壓力腔室123 之體積,使得壓力腔室123對内部之流體產生一推力,並 使閥體薄膜13之入口閥門結構131、出口閥門結構132承 受一向下推力,而出口閥門結構132將開啟,並使液體由 壓力腔室123經由閥體蓋體12上之出口閥門通道122、閥 • 體薄膜13之出口閥門結構132,而從閥體座11之出口通 道112流出微泵浦結構10外,因而完成流體之傳輸過程。 雖然習知微泵浦結構10能夠達到輸送流體的功能, 但是其係使用單一致動器配合單一壓力腔室、單一流通管 道、單一進出口以及單一對的閥門結構設計,若要使用微 ' 泵浦結構10來提升流量,必須利用銜接機構將多個微幫 浦結構10進行連接並堆疊設置,然而此種連接方式除了 I 需額外耗費銜接機構之成本外,多個微泵浦結構10所組 合起來的體積將過大,使得最終產品之體積增加而無法符 合微小化之趨勢。 因此,如何發展一種可改善上述習知技術缺失並達到 增加流量且縮小體積之具有複數個雙腔體致動結構之流 體輸送裝置,實為目前迫切需要解決之問題。 % 【發明内容】 本案之主要目的在於提供一種具有複數個雙腔體致 1353891 • 動結構之流體輸送裝置,俾解決以習知微泵浦結構來提升 流量時,必須利用銜接機構將多個微幫浦結構進行連接並 ' 堆疊設置,將額外耗費銜接機構之成本,且多個微泵浦結 構所組合起來的體積過大,無法符合產品微小化之趨勢等 缺點。 為達上述目的,本案之一較廣義實施樣態為提供一種 具有複數個雙腔體致動結構之流體輸送裝置,用以傳送一 流體,其係包含:匯流裝置,其係具有:兩側面,其係相 * 互對應;複數個第一流道及複數個第二流道,其係貫穿該 兩侧面;入口通道,其係設置於兩側面之間,並與複數個 第一流道相連通;出口通道,其係設置於兩侧面之間,並 與複數個第二流道相連通;複數個雙腔體致動結構,彼此 之間係並排設置於匯流裝置上;其中,每一雙腔體致動結 構係具有第一腔體及第二腔體,其係對稱設置於匯流裝置 之兩侧面上,第一腔體及第二腔體係各自包括:閥體蓋體, Φ 其係設置於匯流裝置上;閥體薄膜,其係設置於匯流裝置 與閥體蓋體之間;以及致動裝置,其週邊係設置於該閥體 蓋體上。 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的 ' 說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具 : 有各種的變化,其皆不脫離本案的範圍,且其中的說明及 1353891 • 圖示在本質上係當作說明之用,而非用以限制本案。 ' 本案主要係藉由匯流裝置及利用對稱堆疊的方式,將 ' 複數個雙腔體致動結構與匯流裝置組成本案之流體輸送 裝置,能夠提昇流量及揚程,且流體輸送裝置的體積不會 過大,非常適合用於流量及揚程需求相對較高之應用場 合。 請參閱第二圖,其係本案較佳實施例之具有複數個雙 腔體致動結構之流體輸送裝置之分解結構示意圖,如圖所 • 示,本實施例之流體輸送裝置2係由匯流裝置21以及複 數個雙腔體致動結構所構成,於本案實施例中,將以流體 輸送裝置2包含2個雙腔體致動結構的實施態樣提出說 明,即第一雙腔體致動結構22及第二雙腔體致動結構23, 且第一雙腔體致動結構22與第二雙腔體致動結構23的結 構係實質上相同,但是本案之流體輸送裝置2可包含之雙 腔體致動結構並侷限於2個,可依實際需求增加設置。 _ 本案之流體輸送裝置2所包含之每一雙腔體致動結構 於匯流裝置21的上下側面各包含一腔室,且每一雙腔體 致動結構彼此之間係並排設置於匯流裝置21上,請再參 閱第二圖並配合第三圖A,其中第三圖A係為第二圖之組 裝完成後之結構示意圖,本案之第一雙腔體致動結構22 於匯流裝置21的第一側面211上係具有第一.腔體22a,而 、 第二侧面212上具有第二腔體22b,第一腔體22a具有閥 • 體蓋體221a、閥體薄膜222a、致動裝置223a及蓋體224a, 而第二腔體22b同樣具有閥體蓋體221b、閥體薄膜222b、 1353891 • 致動裝置223b及蓋體224b等結構,且第一腔體22a、第 . 二腔體22b係以匯流裝置21為中心鏡像對稱設置。 ' 另外,本案之第二雙腔體致動結構23於匯流裝置21 的第一側面211上同樣具有第一腔體23a,而第二側面212 上同樣具有第二腔體23b,第一腔體23a具有閥體蓋體 231a、閥體薄膜232a、致動裝置233a及蓋體234a,而第 二腔體23b同樣具有閥體蓋體231b、閥體薄膜232b、致 動裝置233b及蓋體234b,且第一腔體23a、第二腔體23b • 係以匯流裝置21為中心鏡像對稱設置。 至於,本實施例之第一雙腔體致動結構22係與第二 雙腔體致動結構23並排設置於匯流裝置21上,即第一雙 腔體致動結構22之第一腔體22a與第二雙腔體致動結構 23之第一腔體23a並排設置於匯流裝置21之第一侧面211 上,而第一雙腔體致動結構22之第二腔體22b與第二雙 腔體致動結構23之第二腔體23b並排設置於匯流裝置21 _ 之第二侧面212上。 請參閱第二圖、第三圖A並配合第三圖B、第三圖C 及第三圖D,其中第三圖B係為本案第三圖A之流體輸送 裝置之匯流裝置的A-A或是a-a剖面圖,第三圖C係為本 案第三圖A之流體輸送裝置之匯流裝置的C-C剖面圖,第 三圖D係為本案第三圖A之流體輸送裝置之匯流裝置的 、_ B-B剖面圖,如第二圖所示,匯流裝置21大致成一長條狀 , 矩形結構,具有相互對應之第一側面211及第二側面212’ 且匯流裝置21設置有複數個第一流道、複數個第二流道、 1353891 .甬道215以及出口通道216,如第三圖B至第三圖D 入複數個第-流道可為實質上垂直貫穿第一側面211 212之複數個入口分流道213 ’而複數個第二 實質上蜜直貫穿第一側面2U *第二側面212 心j個出口匯流道214,換言之,入口分流道213位於 之複η面如及第二侧面212上的開口係為同軸,而出口 第少亦然,且入口分流道213及出口匯流道214彼 匯"二如第三圖Β Μ示),因此第一側面211及第二侧面 此^過入口分流道213及出口匯流道214彼此相通。 21 閱第三圖C及第三圖D,入口通道215及出: /^6則為配置在第一侧面211及第二侧面212間的管 通ι 口通道215係用减外部之流體輸送至流體輸送裝 線而出口通道216則是將流體由流體輸送裝置2之 置2成#外部,且入口通道215與複數個人口分流道213 内::(如第三圖D所示),而出口通道216則與複數個 相’气道214連通(如第三圖C所示),換言之’當流 裝口組裝完成時,複數個入口分流道213可透過 入口J通道215與外不連通,而複數個出口匯流道214則可 透過出口通道216與外界速通° 請參閱第三圖B及C,匯流裝置21之複數個出口匯 流道214接近第一側面211的一端係向外擴充延伸,俾與 設置於第一侧面211上的闕體薄膜222a及232a共同定義 出一第二暫存室,即為圖中所示之出口暫存腔2141a,當 然,出口匯流道214接近笫二侧面212處同樣也與閥體薄 11 1353891 • 膜222b及232b設置出口暫存腔2141b,是以由第一腔體 - 22a、23a及第二腔體22b、23b匯入之流體可於出口暫存 ’ 腔2141a、2141b稍作緩衝’再平順地匯集於出口匯流道 214並沿出口通道216而輸出至流體輸送裝置2外。 而匯流裝置21之第一侧面211及第二側面212上更 分別設有複數個凹槽結構’其中凹槽217a、218a ' 217b、 218b係以入口分流遒213為中心環繞設置於出口分流道 213外圍,而凹槽219a、219b則以出口匯流道214為中心 鲁 環繞設置於出口匯流道214外圍’以利用凹槽217a-219a、 217b-219b對應容收複數個密封環26(如第六圖A所示)。 於本實施例中,匯流裝置21可採用熱塑性塑膠材料 製成;至於密封環26則可為耐化性佳的軟性材質所構成 之圓環結構,例如:对曱醇或耐醋酸之橡膠環,但皆不以 此為限。 請再參閱第二圖,第一、第二雙腔體致動結構22、23 φ 之第一腔體22a、23a的閥體薄膜222a及232a、閥體蓋體 221a及231a、致動裝置223a、233a以及蓋體224a、234a 係堆疊設置於匯流裝置21之第一侧面211上,其中閥體 薄膜222a、232a位於匯流裝置21之第一侧面211及閥體 蓋體221a、231a之間,並對應於匯流裝置21及閥體蓋體 221a、231a設置,而閥體蓋體221a、231a上相對應之位 : 置則設置有致動裝置223a、233a,其主要包括振動薄膜 - 2231a、2331a、以及致動器2232a、2332a,且致動裝置 223a、233a可受電壓驅動而振動’以驅動流體輸送裝置2 12 1353891 之作動,至於蓋體224a、234a則設置於致動裝置223a、 233a上相對於閥體蓋體221a、231a設置之一側,用以密 封整個第一腔體22a、23a,而當閥體薄膜222a、232a、閥 體蓋體221a、231a、致動裝置223a、233a及蓋體224a、 234a依序堆疊並利用鎖固元件(未圖示)等設置於匯流裝置 21之第一側面211後,便可構成第一雙腔體致動結構22 之第一腔體22a,第二雙腔體致動結構23之第一腔體23a。 而由於第一雙腔體致動結構22之第二腔體22b與第一腔 體22a係以匯流裝置21為中心地鏡像對稱設置在匯流裝置 21之第二側面212上,以及第二雙腔體致動結構23之第 二腔體23b與第一腔體23a係以匯流裝置21為中心地鏡像 對稱設置在匯流裝置21之第二側面212上(如第二圖及第 六圖A所示),因此以下主要以第一雙腔體致動結構22之 第一腔體22a為例,說明本案流體輸送裝置2之細部結構。 請參閱第四圖A、B、C並配合第二圖及第三圖A’其 中第四圖A係為本案第三圖A之流體輸送裝置之第一雙腔 體致動結構之第一腔體之閥體蓋體的A-A剖面圖,第四圖 B係為本案第三圖A所示之第一、第二雙腔體致動結構之 第一腔體之閥體蓋體的C-C剖面圖,第四圖C係為本案第 三圖A所示之第一、第二雙腔體致動結構之第一腔體之閥 體蓋體的B-B剖面圖,如第二圖所示,第一雙腔體致動結 構22之第一腔體22a的閥體蓋體221a係設置於匯流裝置 21的第一側面211上,其具有一上表面2211a及一下表面 2212a,其係以下表面2212a面對匯流裝置21之第一側面 13 1353891 ' 211,並將閥體薄膜221a夾設於下表面2212a與匯流裝置 ·· 21的第一側面211之間,而閥體蓋體^la包括貫穿上表 .面2211a及下表面2212a之第一閥門通道及第二閥門通 道,於本實施例中,第一閥門通道訏為入口閥門通道 2213a,第二閥門通道則巧·為出口闊門通道2214a (如第二 圖及第四圖B所示),其中入口閥門通道2213a係對應於 匯流裝置21之入口分流道213,出口闕門通道2214a則對 應於出口暫存區2141a(如第二圖及第六圖A所示)。此外, • 閥體蓋體221a之入口閥門通道2213a接近下表面2212a 處係向外擴充延伸,俾與闕體薄膜222a共同定義出一第一 暫存室,而本實施例之第一暫存室係由閥體蓋體221a之下 表面2212a於與入口閥門通道2213a相對應之位置產生部 份凹陷而形成之入口暫存腔2215a’且其係連通於入口閥 門通道2213a(如第六圖A及第四圖C所示)〇 讀再參閱第二圖及第六圖A’閥體蓋體221&之上表面 2211a有部份凹陷,俾與對應設置之致動裴置223a共同定 義出〆壓力腔室22i6a,且壓力腔室22l6a係經由二口閥 門通道2213a與入口暫存腔2215a連通(如第四圖c所 示),同時壓力腔室2216a亦與出口閥門通道221如相連通 (如第四圖B所示)。此外’閥體蓋體22la上具有複數個 凹槽姨構,其中閥體蓋體2化之下表面22l2a具有以入口 -閥严1通道2灿為中心環繞設置之凹槽勿仏,以及以出 • 口闕門通道2214a為中心環㈣置22122a、 • 22W,而上表面22山則設有環繞壓力室2施之凹槽 1353891 22111a’俾利用凹槽22121a-22123a、22111a容收密封環 27(如第六圖A所示)。至於閥體蓋體221a之材質可為熱塑 性塑膠材料,且其可選用之材料種類與匯流裝置21相同, 而密封環27之材質則可與密封環26相同,是以不再贅述。 請參閱第五圖並配合第二圖及第六圖A,其中第五圖 係為第二圖所示之第一雙腔體致動結構之第一腔體之閥 體薄膜之結構示意圖,如圖所示,閥體薄膜222a主要係以 傳統加工、或黃光蝕刻、或雷射加工、或電鑄加工、或放 電加工等方式製出,且為一厚度實質上相同之薄片結構, 具有複數個閥門結構,其係為鏤空的閥開關,於本實施例 中’閥體薄膜222a設有第一、第二鏤空閥門結構,其分別 為入口閥門結構2221a及出口閥門結構2222a,其中入口 閥門結構2221a對應於匯流裝置21之入口分流道213、閥 體蓋體221a之入口閥門通道2213a及入口暫存腔2215a, 而出口閥門結構2222a對應於匯流裝置21之出口匯流道 214、出口暫存腔2141a及閥體蓋體221a之出口閥門通道 2214a(如第六圖a所示)。 睛再參閱第五圖,入口閥門結構2221 a具有入口閥片 222lla及複數個環繞入口閥片22211a週邊設置的鏤空孔 洞22212a ’此外,在孔洞22212a之間更具有與入口閥片 2221 la相連接之延伸部22213a。而出口閥門結構2222a 之出口閥片22221a、孔洞22222a及延伸部22223a的配置 皆與入口閥門結構2221a相同,於此不再贅述。於本實施 例中’閥體薄膜222a實質上為厚度均一之可撓薄膜,且其 15 1353891 - 材質可選自任何耐化性佳的有機高分子材料或金屬材 料,例如:聚亞醯胺(Polyimide,PI)、鋁、鎳、不鏽鋼、銅、 * 鋁合金、鎳合金或銅合金等材質,然選用之材質並無所設 限。 由於閥體薄膜222a係為可撓薄片,因此當閥體薄膜 222a設置於匯流裝置21之第一側面211及閥體蓋體221a 之間時,若其承受壓力腔室2216a體積增加而產生之吸力 作用,入口閥門結構2221a及出口閥門結構2222a理應皆 ® 順勢向壓力腔室2216a之方向產生位移,然而由於閥體蓋 體221a其下表面2212a鄰近入口閥門通道2213a及出口閥 門通道2214a處之結構有所差異(如第四圖A及第六圖A 所示),因此當閥體薄膜222a受到壓力腔室2216a之負壓 吸引時,實質上僅入口閥門結構2221a可朝閥體蓋體221a 之方向產生位移(如第六圖B及第七圖B所示),出口閥門 結構2222a則貼附於閥體蓋體221a的下表面2212a而無法 _ 開啟(如第六圖B及第八圖B所示),此時流體僅能從閥體 薄膜222a靠近匯流裝置21之一側經由入口閥門結構 2221a之孔洞22212a流往靠近閥體蓋體22的一侧(如第六 圖B及第七圖B箭頭所示),並流入閥體蓋體221a之入口 暫存腔2215a及入口閥門通道2213a而傳送至壓力腔室 2216a内,且利用出口閥門結構2222a之關閉防止流體逆 : 流。 . 同樣地,由於匯流裝置21之第一侧面211鄰近入口 分流道213及出口匯流道214處之結構不同(如第二圖及第 16 1353891 ’ 三圖B所示)’因此當閥體薄膜222a受到壓力腔室2216a • 之正壓推擠而承受自壓力腔室2216a傳遞而來的向下應力 • 時’實質上僅出口閥門結構2222a可朝匯流裝置21之方向 產生位移,入口閥門結構2221a則向下貼附於匯流裝置21 之第一側面211上而密封住匯流裝置21的入口分流道 213,即入口閥門結構2221a並無法開啟(如第六圖c及第 七圖C所示)’是以流體僅能由壓力腔室2216a經出口閥門 結構2222a之孔洞22222a流入匯流裝置21之出口暫存腔 肇 2141a(如第六圖C及第八圖C所示),如此一來,入口閥門 結構2221a便可因應壓力腔室2216a產生之負、正壓力差 而迅速的開啟或關閉’而出口閥門結構2222a則可對應於 入口閥門結構2221a關閉或開啟,以控制流體之進出並避 免流體逆流。 請再參閱第二圖,第一雙腔體致動結構22之第一腔 體22a之致動裝置223a包括振動薄膜223ia以及致動器 φ 2232a,致動裝置223a主要係利用振動薄膜22:31a之週邊 固設於閥體蓋體221a上,俾與閥體蓋體221a共同定義出 壓力腔室2216a(如第六圖A所示)。致動裝置223a之振動 薄膜2231a之材質可為單層金屬結構,例如:不銹鋼金屬 或銅金屬’但不以此為限;當然,於一些實施例中,振動 薄膜2231a可於金屬材料上貼附一層耐生化高分子薄板材 : 料,以構成一雙層結構。至於致動器2232a則可貼附於振 • 動薄膜223la上,致動器2232a係為一壓電板,可採用高 壓電係數之鍅鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末製成。而蓋體 17 1353891 224a則對應设置於致動裝置223a上,俾利用蓋體224a及 匯流裝置21之第一側面211共同將閥體薄膜222a、閥體 . 蓋體221a和致動裝置224a等結構夾設於其間,以組成本 案流體輸送裝置2之第一雙腔體致動結構22之第一腔體 22a(如第三圖A所示)。 請參閱第六圖A並配合第二圖及第三圖a,其中第六 圖A係為第三圖A之流體輸送裝置之A-A剖面於未作動 狀態之示意圖,至於,如第三圖A所示之流體輸送裝置之 籲 a-a剖面的結構及作動方式係與A-A相同,因此以下將僅 以A-A剖面之結構提出說明。如圖所示,當第一雙腔體致 動結構22之第一腔體22a組裝設置於匯流裝置21之第一 侧面211後,匯流裝置21之入口分流道213係對應於閥 體薄膜222a之入口閥門結構2221a、闊體蓋體221a之入 口暫存腔2215a和入口閥門通道2213a’匯流裝置21之出 口匯流道214則對應於出口暫存腔2141a、閥體薄膜222a φ 上之出口閥門結構2222a以及閥體蓋體221a上之出口閥門 通道2214a。 此外,匯流裝置21之第一侧面211上環繞入口分流 道213之凹槽217a(如第三圖B所示)内的密封環26厚度 係大於凹槽217a的深度,是以密鉗環26將部分凸出於凹 槽217a,並構成一微凸結構,使得閥體薄膜222a之入口 : 閥門結構2221a的入口閥片22211a形成一向上隆起,如此 . 微凸結構將抵觸閥體薄膜222a而對入口閥門結構2221a 頂推以產生一預力(Preforce)作用,有助於流體釋出時產生 18 1353891 更大之預蓋緊效果以防止逆流,並使入σ間片222〇a與匯 ; 流裝置21之第一侧面211之間產生一間隙,以於流體進 入時利於入口閥門結構2221a順勢開啟。同樣地,設置於 間體盍體221a之下表面2212a並環繞出口閥門通道2214a 外圍之凹槽22122a與密封環27亦形成一微凸結構,使閥 體薄膜222a之出口閥門結構2222a向下凸出而相對於閥體 蓋體221a形成一向下隆起’並使出口閥片22221a與閥體 _ 蓋體222a之下表面2212a間產生一間隙,而出口闕門結構 2222a、入口閥門結構2221a之微凸結構僅方向反向設置, 但其功能相仿,因此不再贅述。上述之微凸結構除了使用 凹槽217a、22122a及密封環26、27搭配形成外,於一些 • 實施例中亦可採用半導體製程,例如:黃光蝕刻、鍍膜或 電鑄技術,直接在匯流裝置21及閥體蓋體221a上形成該 些微凸結構,或者直接在匯流裳置21及閥體蓋體222a上 採與基材一體射出成型形成,其中該基材係可採用熱塑性 鲁 塑膠材料。至於閥體薄膜222a之其餘部分則服貼於閥體蓋 體222a及匯流裝置21之間,並透過設置於凹槽218a、219a 及22121a、22123a、22111a内之密封環26、27使各結構 之間緊密貼合,俾防止流體外溢。 請再參閱第六圖A’第一雙腔體致動結構22之第二腔 體22b之閥體薄膜222b、閥體蓋體221b、致動裝置223b : 以及蓋體224b係設置於匯流裝置21之第二側面212上, ; 並以匯流裝置21為中心而與第一腔體22a之該些結構鏡像 對稱,由於第二腔體22b之各結構、功能皆與第一腔體22a 19 1353891 相同,至於第二雙腔體致動結構23之第一腔體23a及第二 腔體23b的各結構、功能皆與第一雙腔體致動結構22之 第一腔體22a及第二腔體23a相同,因此,為了簡化說明, 以下僅以第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a為例詳述 流體之輸送過程,然而應當理解,本案流體輸送裝置2實 際運作時,第一雙腔體致動結構22之第二腔體22b與第 一腔體22a,以及第二雙腔體致動結構23之第二腔體23b 與第一腔體23a係以完全相同且同步之方式作動以進行流 體的輸送。 請參閱第六圖B,其係為第六圖A之壓力腔室膨脹狀 態示意圖。以第一腔體22a為例,當利用電壓驅動致動器 2232a時,致動裝置223a將會如圖所示,朝箭號a所指之 方向彎曲變形,使得壓力腔室2216a之體積增加而產生負 壓差,因而形成一股吸力,故閥體薄膜222a之入口閥門結 構2221a及出口閥門結構2222a將因負壓而承受向外之拉 力,此時由於入口閥門結構2221a所對應的是入口暫存腔 2215a的空間,因此其入口閥片22211a便可藉凹槽217a 及密封環26所構成之微凸結構提供的預力順勢迅速開啟 (如第六圖B及第七圖B所示),使流體大量地由匯流裝置 21之入口通道215被吸取進來,流入匯流裝置21並於入 口分流道213分流而使部分流體流往第一腔體22a,並經 由閥體薄膜222a上之入口閥門結構2221a的鏤空孔洞 22212a進入閥體蓋體221a上之入口暫存區2215a、入口閥 門通道2213a,進而傳送至壓力腔室2216a内,此時,由 1353891 •於閥體薄膜島之出口閥門結構2222a同時承受與入口閥 .門結構22213相同方向的拉力,且因閥體蓋體221a之下表 面22以對應出口閥門結構2如處之結構與對應入口間 ^結構2221a之結構不同,又凹槽22122a及密封環27可 提供一預蓋緊效果’故位於閥體薄膜222&上之出口閥門結 構2222a將因該拉力使得出口閥片22221a密封住出口閥門 通道2214a’因此流體不會逆流(如第六圖B及第八圖B所 示)。 籲 而當施加於致動器2232a的電場方向改變而如第六圖 C所示之朝箭號b之方向彎曲變形時,致動器2232a將使 致動裝置223a朝匯流裝置21方向變形,進而壓縮壓力腔 室2216a之體積,使壓力腔室2216a之體積減小而與外界 產生正壓力差,進而對壓力腔室2216a内部之流體產生一 推力’使流體瞬間大量宣洩而由出口閥門通道2214a流出 壓力腔室2216a外,於此同時,由於閥體薄膜222a之入口 φ 閥門結構2221a及出口閥門結構2222a亦承受壓力腔室 2216a之正壓產生的朝匯流裝置21方向之推力,因此設置 於密封環27上的出口閥門結構2222a之出口閥片22221a 便可藉一預力順勢迅速開啟,使流體可由壓力腔室2216a 經由閥體蓋體221a之出口閥門通道2214a、閥體薄膜222a 之出口閥門結構2222a的孔洞22222a進入匯流裝置21上 ; 之出口暫存區2141a及出口匯流道如第六圖c及第八 - 圖C所示),最後再由出口通道216流出流體輸送裝置2 之外,因而完成流體之傳輸過程。 21 1353891 另一方面,當入口閥門結構2221a承受該朝匯流裝置 21方向之推力時,由於匯流裝置21之第一側面211a靠近 入口分流道213處之結構與靠近出口匯流道214處不同, 且密封環26可提供預蓋緊效果,使得入口閥片22211a令 入口閥門結構2221a受壓成關閉狀態,進而密封住入口分 流道213 (如第六圖C及第七圖C所示),故流體無法通過 入口閥門結構2221a,因此便不會產生倒流的現象。 至於暫時儲存於入口暫存腔2215a内的流體,其將於 致動器2232a再受電壓致動且重複使致動裝置223a上凸變 形而增加壓力腔室2216a之體積時,再由入口暫存腔2215a 經入口閥門通道2213a而流入壓力腔室2216a内,並於致 動裝置223壓縮變形時自壓力腔室2216a排出,由此可知, 藉由改變電場方向,便可驅動致動裝置223a往復運動而使 流體輸送裝置2汲取、釋出流體,以達到流體的輸送之目 的。 請再參閱第七圖A〜C以及第八圖A〜C,其中第七圖 A係為第三圖A之流體輸送裝置之B-B剖面圖,第八圖A 係為第三圖A之流體輸送裝置之C-C剖面圖,如第七圖A 所示,入口通道215係為配置在匯流裝置21之第一侧面 211及第二側面212間的管線,主要用來使外部之流體輸 送至流體輸送裝置2内,並與複數個入口分流道213相連 通,用以經由入口分流道213將流體分送至第一雙腔體致 動結構22之第一腔體22a及第二腔體22b,以及,第二雙 腔體致動結構23之第一腔體23a及第二腔體23b,以進行 22 1353891 流體之傳送程序。如第八圖A所示,出口通道216係為為 配置在匯流裝置21之第一侧面211及第二側面212間的 管線,主要用來將流體輸送至流體輸送裝置2外部,並與 複數個出口匯流道214相連通,用以經由出口匯流道214 及出口通道216將由第一雙腔體致動結構22之第一腔體 22a及第二腔體22b,以及,第二雙腔體致動結構23之第 一腔體23a及第二腔體23b所輸出之流體匯流並排至外部。 請參閱第七圖B及第八圖B,如第七圖B所示,流體 流入入口通道215時,部分流體會先於第一雙腔體致動結 構22所對應之入口内流道213進入兩側之第一腔體22a 及第二腔體22b,其餘再往内流至第一雙腔體致動結構23 所對應之入口内流道213並進入兩側之第一腔體23a及第 二腔體23b後排出,若有橫向三組以上則依此類推。 當第一雙腔體致動結構22之第一腔體22a及第二腔體 22b,以及第二雙腔體致動結構23之第一腔體23a及第二 腔體23b所包含之致動器受相同振動頻率之電壓驅動時, 所有的致動裝置將外凸,將導致所有的入口閥門結構開啟 並汲取流體進入腔體(如第七圖B所示),此時出口閥門 結構更為緊閉,避免流體回流(如第八圖B所示),至於 詳細的作動關係已於上述第六圖B中提出說明,於此不再 贊述。 反之,請再參閱第七圖C及第八圖C,當第一雙腔體 致動結構22之第一腔體22a及第二腔體22b,以及第二雙 腔體致動結構23之第一腔體23a及第二腔體23b所包含之 23 1353891 致動器受相同振動頻率之電壓驅動時,所有的致動裝置將 . 内凹而壓縮壓力腔室且產生正壓時,將導致所有的出口閥 ' 門結構開啟並排出流體(如第八圖c所示),此時所有入 口閥門結構更為緊閉(如第七圖c所示),避免流體回流, 至於詳細的作動關係已於上述第六圖C中提出說明,於此 不再贅述。 綜上所述,本案之具有複數個雙腔體致動結構之流體 輸送裝置主要係利用匯流裝置將複數個流體輸送腔體整 • 合為一,亦即將兩組閥體薄膜、閥體蓋體、致動裝置分別 堆疊設置於匯流裝置的第一、第二側面,以形成具有兩個 鏡像對稱的流體輸送腔體之雙腔體致動結構,並再利用將 複數個雙腔體致動結構並排設置於匯流裝置上的方式,以 達到在橫向進行複數個雙腔體致動結構的擴充整合,可將 流體輸送裝置之流體流量及揚呈提升為數倍,但體積確非 多個習知單腔體之流體輸送裝置之加總,是以可確實符合 _ 產品微小化之趨勢。 是以,本案之具有複數個雙腔體致動結構之流體輸送 裝置極具產業之價值,爰依法提出申請。 本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修 飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 24 【圖式簡單說明】 f _圖·其係為習知微栗浦結構之結構示—意圖。 搂圖*係本案較佳實施例之具有複數個雙腔體致動結 構^流體輸送裝置之分解結構示意圖。 圖A.其係為第二圖之組裝完成後之結構示意圖。 圖B其係為本案第三圖人之流體輸送裝置之匯流裳 置的A-A或是a_a剖面圖。 第二圖C:其係為本案第三圖A之流體輸送裝置之匯流裝 置的C-C剖面圖。 第二圖D:其係為本案第三圖A之流錄送裝置之匯流裝 置的B-B剖面圖。 第四圖A:其係為本案第三圖A之流體輸送裝置之第一雙 ,體致動結構之第—腔體之㈣蓋體的A-A剖面圖。 第四圖B:其係為本案第三圖A所示之第―、第二雙腔體致 動結構之第一腔體之閥體蓋體的 C-C剖面圖。 第四圖C.其為本案第三圖A所示之第一、第二雙腔體致 動結構之第一腔體之閥體蓋體的B-B剖面圖。 第五圖:其係為第二圖所示之第一雙腔體致動結構之第一 腔體之閥體薄膜之結構示意圖。 第六圖A :係為第三圖a之流體輸送裝置之A A剖面於 未作動狀態之示意圖。 第六圖B .其係為第六圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 第六圖C·其係為第六圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 第七圖A:其係為第三圖A之流體輸送裝置之B-B剖面圖。 25 1353891 第七圖B :其係為第七圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 第七圖C :其係為第七圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 第八圖A:其係為第三圖A之流體輸送裝置之C-C剖面圖。 第八圖B :其係為第八圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 第八圖C :其係為第八圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 微泵浦結構:10 閥體座:11 入口通道:111、215 出口通道:112、216 入口閥片通道:121 出口閥片通道:122 闊體蓋體:12、221a、221b、231a、231b 壓力腔室:123、2216a、2316a 閥體薄膜:13、222a、222b、232a、232b 微致動器:14 流體輸送裝置:2 蓋體:15、224a、224b、234a、234b 第一雙腔體致動結構:22 第二雙腔體致動結構:23 第一腔體:22a、23a 第二腔體:22b、23b 匯流裝置:21 第一側面:211 第二側面212 : 入口分流道:213 出口匯流道:214 出口 暫存腔:2141a、2141b 上表面:2211a 下表面:2212a 入口閥門通道:2213a、2213b、2313a 出口閥門通道:2214a、2214b、2314a 26 1353891
入口 暫存腔:2215a、2215b、2315a 致動裝置:223a、223b、233a、233b · 延伸部:22213a、22223a 入口閥門結構·· 2221a、131 出口閥門結構·· 2222a、132 匯流裝置:21 入口閥片:22211a 出 口閥片:22221a 孔洞:22212a、22222a 振動薄膜:2231a、2231b、2331a、2331b 致動器:2232a、2232b、2332a、2332b 方向:a、b、x 密封環:26、27 凹槽:217a、217b、218a、218b、219a、219b、22121a、 22121b 、 22122a 、 22123a 、 22111a 27