專利名稱：插入式液體霧化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體霧化裝置例如用于香料、空氣清新劑和殺蟲劑的彌霧器以及分散器(dispersant)。
背景技術(shù)：
已知通過將包含空氣清新劑、香料和殺蟲劑的液體供給高頻振動(dòng)板而使該液體霧化，該板通過壓電促動(dòng)器而高頻振動(dòng)。用于分配空氣清新劑和殺蟲劑的電池供能霧化器裝置例如在美國專利No.5657926和No.6085740中以及在美國專利申請No.09/519560(申請日為2000年3月6日)中公開。還在美國專利No.5803362中提出用交流電電源向壓電驅(qū)動(dòng)霧化器供能。
電池供能的霧化器受到電池中可用能量大小的影響，且它們可向壓電促動(dòng)器供給的驅(qū)動(dòng)電壓大小有限。盡管交流電驅(qū)動(dòng)的霧化器的可用驅(qū)動(dòng)能量的大小并沒有限制，但是在美國專利No.5803362中所述的單元并不能向壓電促動(dòng)器元件提供最大驅(qū)動(dòng)電壓。而且，所述交流電霧化器涉及在交流電電壓供給壓電元件之前對該交流電電壓進(jìn)行整流和平整。因此，霧化器較復(fù)雜和昂貴。而且，已知的交流電供電霧化器并不能調(diào)節(jié)和改變工作頻率，也沒有根據(jù)預(yù)定工作循環(huán)進(jìn)行控制的能力。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種插入式液體霧化器，該液體霧化器包括殼體，該殼體有基本平的垂直表面，一對插針從該垂直表面伸出，以便插入壁裝插座中；以及驅(qū)動(dòng)組件，該驅(qū)動(dòng)組件安裝在殼體內(nèi)。該驅(qū)動(dòng)組件包括壓電促動(dòng)器，該壓電促動(dòng)器響應(yīng)供給其相對側(cè)的交流電電場而膨脹和收縮。霧化板與該促動(dòng)器連接，以便通過該促動(dòng)器的膨脹和收縮而振動(dòng)。該振動(dòng)使得供給霧化板表面的液體霧化。在一個(gè)插座和所述壓電促動(dòng)器的一側(cè)之間提供第一電連接線路；在另一插針和壓電促動(dòng)器的相對側(cè)之間提供第二電連接線路。電子開關(guān)布置成與至少一個(gè)電連接線路連接，以便控制從插針向壓電促動(dòng)器施加電壓。而且，振蕩器與電子開關(guān)連接，以便快速斷開和閉合該電子開關(guān)。這使得高壓以高頻施加在壓電元件上。
另一方面，本發(fā)明涉及一種新穎的霧化液體方法。根據(jù)該新穎方法，由電插座接收的交流電電壓通過一對電連接線路施加給壓電促動(dòng)器的相對側(cè)，以便使壓電促動(dòng)器膨脹和收縮，并使與它連接的板振動(dòng)，同時(shí)要霧化的液體供給該板?？焖俎D(zhuǎn)換至少一個(gè)電連接線路，以便使壓電促動(dòng)器與該電連接線路快速連接和脫開，因此，由該電連接線路供給促動(dòng)器的交流電電壓以間歇和足夠高的速度施加給促動(dòng)器，以便使得促動(dòng)器使板振動(dòng)，該振動(dòng)頻率能夠使供給到該板上的液體霧化。
因此，本發(fā)明通過使交流電間歇和高速地供給壓電促動(dòng)器而利用來自普通壁裝插座的交流電電壓使得在壓電驅(qū)動(dòng)霧化器中進(jìn)行霧化，而不需要將由壁裝插座施加的交流電電壓轉(zhuǎn)變成平滑直流電，然后將該直流電重新變成高頻交流電電壓。
在本發(fā)明的又一方面，提供了一種新穎的方法和裝置，用于以不同和可調(diào)節(jié)的速率或工作循環(huán)來產(chǎn)生液體的壓電驅(qū)動(dòng)霧化，并通過產(chǎn)生連續(xù)霧化預(yù)定時(shí)間或無限時(shí)間長度而超控工作循環(huán)操作。根據(jù)該還一方面，施加給壓電促動(dòng)器的電壓以霧化板振動(dòng)速率而與促動(dòng)器快速連接和脫開，這樣，可以霧化供給該板一側(cè)的液體。該快速轉(zhuǎn)換根據(jù)可變工作循環(huán)而打開和關(guān)閉。在一個(gè)方面，該轉(zhuǎn)換通過工作循環(huán)振蕩器而打開和關(guān)閉，該工作循環(huán)振蕩器控制成使它關(guān)閉可變時(shí)間和打開固定時(shí)間。在另一方面，開關(guān)連續(xù)保持預(yù)定時(shí)間；時(shí)間長度可以通過超控振蕩器來設(shè)置該超控振蕩器連接成防止工作循環(huán)振蕩器控制轉(zhuǎn)換順序一預(yù)定持續(xù)時(shí)間。
在又一方面，人工超控開關(guān)布置成超控該工作循環(huán)振蕩器，這樣，只要人工超控開關(guān)保持在它的驅(qū)動(dòng)位置，就不會(huì)影響通向壓電促動(dòng)器的電壓的打開和關(guān)閉。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的霧化裝置的剖視側(cè)視圖；圖2是包含在圖1的裝置中的印刷電路板的印刷電路的電路圖；以及圖3是包含在圖1的裝置中的印刷電路板的可選印刷電路的電路圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例的霧化裝置10包括空心塑料殼體12，該空心塑料殼體12形成有向外擴(kuò)口的頂部區(qū)域14，用于排出霧化液體微滴；球形的開口底部區(qū)域16，用于可拆卸地接收可拆卸儲(chǔ)存器18，該儲(chǔ)存器18中裝有要霧化的液體；以及可膨脹開口，該可膨脹開口位于支承平的垂直壁20的一側(cè)處。
壁20支承用于插入普通壁裝電插座的一對電插針22(圖1中只能看見一個(gè))。該插針22支承在固體安裝件24上，該固體安裝件24固定于壁20中，這樣，當(dāng)霧化裝置10插入壁裝電插座中時(shí)，它由該插座牢固支承，并不需要其它支承件。圖1中所示的插針22設(shè)置成用于普通北美電插座。為了使該裝置用于其它國家，插針可以設(shè)置和定位成能配合插入用于這些其它國家的插座中。
印刷電路板26支承在偏離殼體12內(nèi)的壁20并與該壁20平行的位置處。插針22設(shè)置成與印刷電路板26上的電路連接，如后面所述。一對電線28從印刷電路板26伸向壓電促動(dòng)器30的相對側(cè)。
當(dāng)由施加給壓電促動(dòng)器30的相對表面上的交流電電場供能時(shí)，壓電促動(dòng)器30使得孔板32快速上、下振動(dòng)，該孔板32安裝在促動(dòng)器30上，并越過該促動(dòng)器30的中心開口延伸。這又使得來自儲(chǔ)存器18的液體霧化并從板32向上排出，該液體通過毛細(xì)管裝置34傳送至該板32的底側(cè)，該毛細(xì)管裝置34從儲(chǔ)存器內(nèi)向上延伸。成非常細(xì)液滴形式的霧化液體通過在擴(kuò)口頂部區(qū)域14內(nèi)的頂壁36中的開口35，并排出到大氣中。
促動(dòng)器30和孔板32可以安裝成使它們相對水平方向傾斜，以便引導(dǎo)霧化液體離開安裝該霧化裝置10的表面，例如室內(nèi)的墻壁。這用于保護(hù)壁防止受到霧化液體例如香料的侵蝕。
當(dāng)儲(chǔ)存器18中的液體霧化且該儲(chǔ)存器變空時(shí)，它可以從殼體12中拉出并由裝滿的儲(chǔ)存器代替。如圖所示，儲(chǔ)存器18通過殼體的球形底部區(qū)域16的形狀和可彎曲能力而在殼體12內(nèi)保持就位。
如后面更詳細(xì)所述，壓電促動(dòng)器30可以以這樣的方式被供能，即在各個(gè)噴霧時(shí)間進(jìn)行霧化，該噴霧時(shí)間通過可調(diào)節(jié)時(shí)間而分開。也可選擇，促動(dòng)器可以以連續(xù)方式供能預(yù)定持續(xù)時(shí)間，以便進(jìn)行連續(xù)霧化。調(diào)節(jié)輪38布置在殼體內(nèi)部，同時(shí)它的周邊延伸至殼體外部，這樣，它可以轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)輪與在印刷電路板26上的可變電阻裝置連接，用于調(diào)節(jié)霧化液體的連續(xù)噴霧時(shí)間之間的間隔。
為了操作促動(dòng)器30，將充滿要霧化的液體的儲(chǔ)存器18插入殼體12的底部，如圖1所示，這樣，毛細(xì)管裝置34的上端恰好在孔板32的下面。因此，來自儲(chǔ)存器的液體通過毛細(xì)作用帶到孔板的底表面上。然后，通過將插針22插入壁裝插座開口內(nèi)而將裝置10插入普通壁裝電插座內(nèi)。插針22恰好與插座開口嚙合，并提供足夠支承，以便使霧化裝置保持在壁上。交流電壓從壁裝插座通過插針22供給印刷電路板26上的電路。如圖2和3所示，在印刷電路板上的電路非?？焖俚亟油ê蛿嚅_交流電電壓(例如140至170千赫)，并通過越過壓電促動(dòng)器30的電線28供給該交換電壓。這使得促動(dòng)器根據(jù)供給的電壓而膨脹和收縮。促動(dòng)器30再使孔板32振動(dòng)，這樣，使得從儲(chǔ)存器18供給孔板底表面的液體霧化?？装迨乖撘后w以非常小的液滴的形式通過頂板36的開口35排出并進(jìn)入大氣中。
圖2示意性地表示了印刷電路板26上的電路。如圖所示，插針22分別與輸入電線40a和40b連接。如圖所示，電線40a直接接地；而電線40b沿整流器二極管42和開關(guān)44布置。二極管42可以為任意標(biāo)準(zhǔn)的通用整流器二極管。優(yōu)選是，該二極管42將阻擋400伏的反向電壓，并能處理0.25安培的峰值電流和0.01安培的平均電流。IN4004整流器二極管很適合該目的，不過也可以使用其它二極管。
開關(guān)44是簡單的on-off開關(guān)，它接通和斷開霧化裝置10。優(yōu)選是，該開關(guān)44與工作循環(huán)開關(guān)(后面將介紹)成一體，并通過調(diào)節(jié)輪38控制。
開關(guān)44之外的輸入電線40b與回程線圈(flyback coil)46連接。自該回程線圈46處，電線40b與一個(gè)并聯(lián)電路連接，該并聯(lián)電路包括在一個(gè)分支上的電子開關(guān)48以及在另一分支上彼此串聯(lián)的電容器50、電阻器52和壓電促動(dòng)器30。然后，這兩個(gè)分支分別接地。
未示出的保險(xiǎn)器可以與電線40a和40b中的一個(gè)串聯(lián)，以便保護(hù)該系統(tǒng)防止出現(xiàn)意外高的線電壓。
在工作中，圖2中的所述電路工作以便供給電壓，該電壓通過插針22供給壓電促動(dòng)器。盡管供給插針22的電壓在零和160伏之間變化，但是當(dāng)它們供給壓電促動(dòng)器30時(shí)，它們增加為300伏的峰值對峰值電壓。這是因?yàn)榛爻叹€圈46的電感和電子開關(guān)48的快速轉(zhuǎn)換。由插針發(fā)出的電壓以短脈沖的形式供給壓電促動(dòng)器30，該短脈沖以很高速度產(chǎn)生，例如130,000至160,000脈沖每秒。這些電壓脈沖通過斷開和閉合電子開關(guān)48(即通過使電子開關(guān)導(dǎo)電和不導(dǎo)電)而產(chǎn)生。當(dāng)電子開關(guān)48閉合或處于它的導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，線圈46有效接地，這樣，電流從插針22流過線圈46再流向地線。在這段時(shí)間中，線圈46根據(jù)公式1/2LI2(L是回程線圈46的電感，單位是亨，而I是由插針22供給的電流，單位是安培)而儲(chǔ)存該電流中的能量。然后，當(dāng)開關(guān)48斷開時(shí)(即處于它的不導(dǎo)電狀態(tài)時(shí))，儲(chǔ)存在回程線圈46中的能量以1/2CV2(C是電容器50的電容，單位為法，而V是從地線至回程線圈46與并聯(lián)電路的連接點(diǎn)之間的電壓)的能量級通過電容器50和電阻52供給壓電促動(dòng)器32。因此，根據(jù)電子開關(guān)48在它的導(dǎo)電狀態(tài)和不導(dǎo)電狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的速率，不同電壓以該速率供給壓電促動(dòng)器30。
在圖2所示的實(shí)施例中，例如回程線圈46可以有大約10微亨的電感，而電容器52可以有大約0.01_法的電容。這與壓電促動(dòng)器30的電容以及回程線圈46的電感一起提供大約39千赫的諧振電路頻率。當(dāng)轉(zhuǎn)換成使壓電促動(dòng)器30以例如140至170千赫振動(dòng)時(shí)，這在電子開關(guān)48的連續(xù)轉(zhuǎn)換之間提供了在回程線圈中儲(chǔ)存能量的足夠時(shí)間。電阻器52的電阻與回程線圈46的內(nèi)部電阻一起減小諧振電路的Q，這樣，它將在電子開關(guān)48的工作頻率(例如140至170千赫)范圍內(nèi)諧振。這些值為示意性的。并不關(guān)鍵，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易地將其它部件值用于本發(fā)明。
回程線圈46可以是簡單設(shè)計(jì)，并可以由在低磁透過性材料的芯上成簡單繞組結(jié)構(gòu)的多圈細(xì)電線，或者它可以纏繞成空心。
電子開關(guān)48可以為任意的電子操作開關(guān)，它通過向控制輸出施加信號(hào)而交替導(dǎo)電和不導(dǎo)電，以便控制輸出。優(yōu)選是，該開關(guān)48為場效應(yīng)晶體管，它通過施加在它的門端子上的電壓而工作。開關(guān)的優(yōu)選形式是DMOSFET，例如Supertex Tn2540N3開關(guān)，可由Supertex，Inc.，1235Bordeau Drive，Sunnyvale，California 94089購得。
應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)不需要電壓放大時(shí)，回程線圈46以及電容器50和電阻器52都可以省略。在本發(fā)明的廣義方面，本發(fā)明考慮到將在插針22上獲得的交流電電壓施加給壓電促動(dòng)器30，而不首先將該交流電電壓轉(zhuǎn)變成連續(xù)和平滑的直流電電壓。
圖2中所示的電路的其余部分是開關(guān)控制部分，它用于向電子開關(guān)48的門端子提供轉(zhuǎn)換電壓，以便使它根據(jù)預(yù)定頻率和工作循環(huán)而在它的導(dǎo)電狀態(tài)和不導(dǎo)電狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。圖2的電路的開關(guān)控制部分在低壓例如10伏下工作，它主要包括開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54、工作循環(huán)振蕩器56和工作循環(huán)超控控制器58。這些元件以及控制它們的電路元件從電路控制電壓供給電線60接收穩(wěn)定的直流電電壓例如大約10伏。該供給電線60再通過電壓降低電阻器62、齊納二極管64、漏電二極管(leakagediode)66和濾波電容器68而與電線40a和40b連接。電壓降低電阻器62和漏電二極管66串聯(lián)連接在電線40b和控制電路電壓供給電線60之間。齊納二極管64連接于電線40a和電壓降低電阻器62與漏電二極管66的連接處之間，濾波器電容器68連接于電線40a和控制電路電壓供給電線60之間。電壓降低電阻器62、齊納二極管64、漏電二極管66和濾波器電容器68將由插針22供給的交流電電壓轉(zhuǎn)變成控制電路電壓供給電線60，用于操作各種元件，這些元件包括圖2的電路的開關(guān)控制部分。
電壓降低電阻器62用于在交流電輸入電壓中產(chǎn)生電壓降，例如從大約220伏的最大值降低至用于控制電路電壓供給電線60的大約10伏。該電阻器的電阻值可以為100K，盡管它可以更小，只要它允許足夠電流進(jìn)入濾波電容器68，這樣，該電容器可以在電線60上保持均勻電壓。濾波電容器68可以非常小，例如10_法或更小。它的目的是減小從輸入電線供給控制電路電壓供給電線60的電壓波動(dòng)。漏電二極管66(可以是小整流器或通用目的的二極管)防止反向電流流過電壓降低電阻器62。漏電二極管66還可以使濾波電容器68更小。齊納二極管64設(shè)置施加在控制電路電壓供給電線60上的電壓級。在可以是例如10伏，不過它也可以是從5至15伏的任何電壓。
在控制電路電壓供給電線60上的電壓向開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54和工作循環(huán)振蕩器56以及工作循環(huán)超控控制器58供電。如圖2所示，電線60與這些部件連接。如圖所示，這些部件都分別通過噪音減小電容器70、72和74而與地線連接。
開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54是一種電壓控制振蕩器，它連接成在輸出端子54a處產(chǎn)生電壓輸出，該電壓輸出快速變化，例如大約170KHz。輸出端子54a與電子開關(guān)48的門端子連接，這樣，該開關(guān)以與振蕩器54的頻率輸出相同的速率斷開和閉合，即形成導(dǎo)電和不導(dǎo)電。
開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的工作頻率由輸入放電端子54b、激發(fā)器端子54c和界限值(threshold)端子54d的電壓輸入來控制。放電端子54b通過接通時(shí)間電阻器76而與控制電路電壓供給電線60連接。激發(fā)器端子54c通過斷開時(shí)間電阻器78和接通時(shí)間電阻器76(它們彼此串聯(lián))而與控制電路電壓供給電線60連接。界限值端子54d通過二極管80和接通時(shí)間電阻器76(它們彼此串聯(lián))而與控制電路電壓供給電線60連接。此外，端子54c和54d通過振蕩器電容器82而與地線連接。電阻器76和78以及電容器82的值形成了開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的正常工作頻率。這些元件的典型值例如可以是用于接通時(shí)間電阻器76的10K，用于斷開時(shí)間電阻器78的56K以及用于振蕩器電容器82的100皮法。
開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的激發(fā)器和界限值端子54c和54d也通過頻率拉動(dòng)電阻器84而與輸入電線40b連接。該連接使得振蕩器的頻率根據(jù)輸入霧化裝置的交流電輸入的電壓變化而變動(dòng)。例如，振蕩器頻率可以以與裝置的交流輸入的頻率相對應(yīng)的速率而在170和140千赫之間變動(dòng)。
工作循環(huán)振蕩器56根據(jù)預(yù)定工作循環(huán)而使開關(guān)促動(dòng)器振蕩器打開和關(guān)閉。例如，工作循環(huán)振蕩器56可以根據(jù)輸入工作循環(huán)振蕩器的輸入設(shè)定而使開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54打開50毫秒時(shí)間并關(guān)閉10至40秒時(shí)間。工作循環(huán)振蕩器56的輸出端子56a通過工作循環(huán)二極管86與開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的激發(fā)器和界限值輸入端子54c和54d連接。開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54將連續(xù)振蕩，只要它不會(huì)接收由工作循環(huán)振蕩器56輸入的正電壓。不過，當(dāng)來自工作循環(huán)振蕩器56的正電壓在開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的激發(fā)器和界限值輸入端子54c和54d上出現(xiàn)時(shí)，它的振蕩中斷。
工作循環(huán)振蕩器根據(jù)在放電輸入端子56b、激發(fā)器輸入端子56c和界限值端子56d處接收的輸入而在打開和關(guān)閉時(shí)工作。放電輸入端子56b通過最小工作循環(huán)電阻器86和可變工作循環(huán)電阻器88(它們彼此串聯(lián)連接)與控制電路電壓供給電線60連接。工作循環(huán)振蕩器56的激發(fā)器輸入端子56c通過打開電阻器90、最小工作循環(huán)電阻器86和可變工作循環(huán)電阻器88(它們都串聯(lián)連接)而與控制電路電壓供給電線60連接。激發(fā)器輸入端子56c還通過工作循環(huán)電容器92而與界限值端子56d一起與地線連接。通過調(diào)節(jié)可變工作循環(huán)電阻器88的值，可以控制正電壓在輸出端子56a上出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間，因此控制開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的關(guān)閉時(shí)間。工作循環(huán)電阻器安裝成使它可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)輪38而被調(diào)節(jié)(圖1)。
通常，關(guān)閉時(shí)間為10至40秒的工作循環(huán)足以在大部分情況下提供良好霧化。因此，最小工作循環(huán)電阻器86的值可以是2.2K，最小工作循環(huán)電阻器的值可以是470K，而可變工作循環(huán)電阻器88可以在1M至零之間調(diào)節(jié)。還有，工作循環(huán)電容器92的值可以為大約100皮法。
開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54和工作循環(huán)振蕩器56都可以形成于單個(gè)集成電路芯片例如標(biāo)準(zhǔn)LM556C芯片上。
有時(shí)可能希望該霧化裝置在特定時(shí)期內(nèi)連續(xù)工作，也就是100％的工作循環(huán)。該工作可以通過停用工作循環(huán)振蕩器56而實(shí)現(xiàn)，例如通過工作循環(huán)超控控制電路。工作循環(huán)超控控制電路58連接成為一個(gè)短路電路，該工作循環(huán)超控控制電路58可以由標(biāo)準(zhǔn)LM556芯片形成。當(dāng)電路58激發(fā)時(shí)，它在輸出端子58a處產(chǎn)生正電壓預(yù)定時(shí)間，然后，端子58a的電壓轉(zhuǎn)為接地。來自端子58a的正電壓通過二極管103供給工作循環(huán)振蕩器56的界限值和和激發(fā)器輸入端子56c和56d。這防止振蕩器56振蕩，同時(shí)使它的輸出端子56a保持接地電勢。因此，開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54能夠連續(xù)工作，也就是在100％工作循環(huán)下工作。在預(yù)定時(shí)間結(jié)束時(shí)，來自工作循環(huán)超控控制電路58的輸入端子58a的正電壓從工作循環(huán)振蕩器56的輸入端子56c和56d上除去。當(dāng)該正電壓從端子56c和56d上除去時(shí)，工作循環(huán)振蕩器56開始再次工作，以便根據(jù)設(shè)定的工作循環(huán)控制開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54的工作。
工作循環(huán)超控控制電路58具有放電和界限值輸入端子58b和58d，它們與工作循環(huán)超控電阻器94和工作循環(huán)超控電容器96之間的連接處相連。該電阻器和電容器在控制電壓供給電線60和地線之間彼此串聯(lián)連接。觸發(fā)器輸入端子連接成當(dāng)超控開關(guān)100閉合時(shí)接收負(fù)輸入。該超控開關(guān)在地線和超控電阻器98之間連接，該超控電阻器98再與控制電壓供給電線60連接。當(dāng)開關(guān)100閉合時(shí)，在它的上部端子上的電壓降低。該電壓降通過連接激發(fā)器輸入端子58c的電容器101。該端子58c還通過電阻器102與控制電壓供給電線60連接，該控制電壓供給電線60使端子58c處電壓通常保持為電線60的電壓。當(dāng)開關(guān)100閉合時(shí)，在端子58c處的電壓降低，以便開始超控控制電路58中的定時(shí)時(shí)間。電容器100提供隔離，這樣，當(dāng)開關(guān)100保持閉合時(shí)，電路58的定時(shí)將不受影響。當(dāng)開關(guān)100保持閉合時(shí)超控控制電路的端子58c接收負(fù)電壓，該負(fù)電壓激發(fā)電路58，以便在閉合開關(guān)之后在輸出端子58a處產(chǎn)生正電壓輸出預(yù)定時(shí)間。該正電壓使得工作循環(huán)振蕩器56停止振蕩，同時(shí)它的輸出端子保持接地電勢。工作循環(huán)振蕩器56保持它的非振蕩狀態(tài)預(yù)定時(shí)間，在該過程中，開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54連續(xù)工作。在該預(yù)定時(shí)間結(jié)束時(shí)，來自工作循環(huán)超控控制電路58的正電壓輸出從工作循環(huán)振蕩器56上除去，因此，將根據(jù)由可變工作循環(huán)電阻器88設(shè)定的工作循環(huán)來使開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54重新開始振蕩，并進(jìn)行控制。
在某些情況下，可能希望超控工作循環(huán)振蕩器56，但不是超控預(yù)定持續(xù)時(shí)間，而是只要人工開關(guān)保持閉合。因此，代替圖2的工作循環(huán)超控控制電路58，可以在控制電壓供給電線60和地線之間串聯(lián)連接人工控制開關(guān)104和電阻器105，如圖3所示。除了附加該開關(guān)并省略工作循環(huán)超控控制器58和它的相關(guān)輸入和輸出電路，圖3的電路的結(jié)構(gòu)和工作與圖2的電路相同，且對于在各電路中相同的電路元件，在圖3中以與圖2中相同的參考標(biāo)號(hào)表示。在圖3的系統(tǒng)中，當(dāng)開關(guān)104閉合時(shí)，工作循環(huán)振蕩器56的復(fù)位端子保持為控制電壓供給電線60上的電壓，只要該開關(guān)104保持閉合。在該期間，工作循環(huán)控制振蕩器56不工作，開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54連續(xù)工作。當(dāng)開關(guān)104釋放時(shí)，工作循環(huán)控制振蕩器再次開始振蕩，并重新開始工作循環(huán)操作。
當(dāng)霧化器裝置10插入普通的壁裝電插座中時(shí)，來自該插座的交流電輸入電壓供給壓電促動(dòng)器30。該電壓通過插針22、整流器二極管42和回程線圈46供給。供給的電壓也通過整流器二極管42進(jìn)行半波整流。施加的電壓以施加的交流電頻率從零至160伏的最大值之間變化，并返回零，即由于二極管42的半波整流效果，在無電壓的8毫秒之間插入8毫秒時(shí)間。盡管這些變化電壓使得壓電促動(dòng)器30膨脹和收縮，并使孔板32振動(dòng)，但是電壓變化頻率(例如60赫茲)并不足以使該孔板32霧化供給它的液體。因此，裝置保持不工作狀態(tài)。
應(yīng)當(dāng)知道，霧化器裝置10可以用于與非U.S.的電源連接，該非U.S.電源可以采用更高的電壓例如220V，和/或采用其它頻率，例如50赫茲。這時(shí)，該裝置也可保持它的不工作狀態(tài)。
只要工作循環(huán)振蕩器56使開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54保持不振蕩(即在工作循環(huán)關(guān)閉時(shí)間內(nèi))，就可以保持不工作狀態(tài)，在所示實(shí)施例中，這可以從10至40秒。在該工作循環(huán)關(guān)閉時(shí)間結(jié)束時(shí)，工作循環(huán)振蕩器56使得開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54工作50毫秒的打開時(shí)間。在該50毫秒時(shí)間中，在插針22處接收的60赫茲交流電電壓進(jìn)行三個(gè)循環(huán)；因此，輸入壓電促動(dòng)器30的電壓從零變正并回零進(jìn)行三次，每一次分別在施加電壓的三個(gè)正半循環(huán)的一個(gè)中。在這三個(gè)正半循環(huán)中，開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54使電子開關(guān)以在140和170千赫之間變化的速率斷開和閉合。這使得回程線圈48以在140和170千赫之間變化的速率來向壓電促動(dòng)器30施加電壓，且在三個(gè)正半循環(huán)(即在開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54振蕩的50毫秒打開時(shí)間中出現(xiàn))的每一個(gè)中，振幅在零和300伏之間變化。因此，壓電促動(dòng)器30在140和170千赫之間的頻率下振動(dòng)，且振幅與施加電壓的瞬時(shí)值相對應(yīng)，即零至300伏。該振動(dòng)傳遞給孔板32，并使它以相應(yīng)頻率和振幅上下振動(dòng)。這些頻率和振幅足以使孔板32產(chǎn)生由儲(chǔ)存器18供給液體的良好霧化。應(yīng)當(dāng)知道，霧化將形成煙霧形式，每50毫秒時(shí)間(在該時(shí)間中，開關(guān)促動(dòng)器振蕩器54能夠在工作循環(huán)振蕩器56的控制下)產(chǎn)生三陣煙霧。另一方面，開關(guān)促動(dòng)器振蕩器能夠連續(xù)工作，例如當(dāng)工作循環(huán)超控控制器58(圖2)工作時(shí)或者人工超控開關(guān)102閉合時(shí)，孔板將工作成產(chǎn)生連續(xù)系列的煙霧，其中，8毫秒的連續(xù)煙霧由隨后的8毫秒間隔分開。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明提供了已知霧化裝置和液體霧化的方法，它并不使用熱量或風(fēng)扇來使液體配方中的活性組分揮發(fā)。因此，活性組分將線性傳送，且不會(huì)改變部件，直到儲(chǔ)存器中的所有液體都已經(jīng)分配。該裝置可以插入普通家用插座，并可以無限地使用可充電或可更換電池。而且，該裝置可以使液體以非常小顆粒的形式分配液體，因?yàn)樗鼈兊谋砻娣e與質(zhì)量的比率較大，因此它們將很容易蒸發(fā)，并不會(huì)作為液體而落回周圍地面。
此外，對于本發(fā)明，液體分配的速率可以根據(jù)可變工作循環(huán)來調(diào)節(jié)。還有，可以通過按壓和釋放按鈕(該按鈕閉合和斷開圖2中所示的可人工操作超控開關(guān)98)而使該裝置連續(xù)工作預(yù)定時(shí)間。也可選擇，該裝置可以連續(xù)工作任意持續(xù)時(shí)間，在該持續(xù)時(shí)間中，人工控制開關(guān)102閉合。
權(quán)利要求
1.一種插入式液體霧化器，包括殼體，該殼體具有基本平的垂直表面；一對插針，該對插針從所述垂直表面伸出，用于插入壁裝插座中；驅(qū)動(dòng)組件，該驅(qū)動(dòng)組件安裝在所述殼體內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)組件包括壓電促動(dòng)器，該壓電促動(dòng)器響應(yīng)施加給其相對側(cè)的交流電的電場而膨脹和收縮；以及霧化板，該霧化板與所述促動(dòng)器連接，并通過所述促動(dòng)器的膨脹和收縮而振動(dòng)，以使得供給到所述霧化板的表面上的液體霧化；第一電連接線路，該第一電連接線路位于一個(gè)所述插針和所述壓電促動(dòng)器的一側(cè)之間；第二電連接線路，該第二電連接線路位于另一個(gè)所述插針和所述壓電促動(dòng)器的相對側(cè)之間；電子開關(guān)，該電子開關(guān)布置成與所述第一和第二電連接線路中的至少一個(gè)連接，以控制從所述插針向所述壓電促動(dòng)器施加電壓；以及振蕩器，該振蕩器與所述電子開關(guān)連接，以快速斷開和閉合所述電子開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧化器，其中一線圈沿所述第一和第二電連接線路中的一個(gè)布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧化器，其中一二極管沿所述第一和第二電連接線路中的一個(gè)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧化器，其中一開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器與所述電子開關(guān)連接，以控制它的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的霧化器，其中所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器連接成通過來自所述插針的電力而被操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的霧化器，其中所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器以可變頻率工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的霧化器，其中一工作循環(huán)控制電路連接成使所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器關(guān)閉預(yù)定時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的霧化器，其中所述工作循環(huán)控制電路布置成使所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器打開一第一預(yù)定時(shí)間長度，以及關(guān)閉一可調(diào)節(jié)的時(shí)間段。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的霧化器，其中所述工作循環(huán)控制電路包括工作循環(huán)控制振蕩器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的霧化器，其中一超控控制電路連接成超控所述工作循環(huán)控制電路，從而保持所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器連續(xù)工作一給定持續(xù)時(shí)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的霧化器，其中所述超控控制電路連接成防止所述工作循環(huán)控制振蕩器工作所述給定持續(xù)時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的霧化器，其中所述超控控制電路包括一個(gè)短路電路，該短路電路具有與所述給定持續(xù)時(shí)間相對應(yīng)的設(shè)定持續(xù)時(shí)間，所述一個(gè)短路電路連接成使所述工作循環(huán)控制振蕩器不能工作所述給定持續(xù)時(shí)間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的霧化器，其中所述超控控制電路包括開關(guān)，該開關(guān)連接成防止來自所述工作循環(huán)控制振蕩器的輸出供給到所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器上。
14.一種霧化液體的方法，包括以下步驟將由電插座接收的交流電電壓通過一對電連接線路施加給壓電促動(dòng)器的相對側(cè)，以使該壓電促動(dòng)器膨脹和收縮，從而使與它連接的板振動(dòng)，所述板上供給有要霧化的液體；以及快速轉(zhuǎn)換至少一個(gè)所述電連接線路，以使所述壓電促動(dòng)器與所述一個(gè)電連接線路快速連接和脫開，由此，由所述電連接線路供給所述促動(dòng)器的交流電電壓以間歇和足夠高的速度施加給該促動(dòng)器，從而使得所述促動(dòng)器使所述板以一頻率振動(dòng)，該頻率使供給到所述板上的液體霧化。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中一線圈沿所述一個(gè)電連接線路布置；還包括使所述一個(gè)電連接線路在其每次與所述壓電促動(dòng)器脫開時(shí)與地線連接的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括以下步驟調(diào)節(jié)所述交流電電壓，以沿所述第一和第二電連接線路中的一個(gè)進(jìn)行半波整流。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括以下步驟利用來自開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器的輸出，通過操作電子開關(guān)來進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括以下步驟利用由所述電插座接收的電力來操作所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括以下步驟以可變頻率操作所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括以下步驟關(guān)閉所述開關(guān)控制振蕩器預(yù)定的時(shí)間。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括以下步驟打開所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器一第一預(yù)定時(shí)間長度，以及關(guān)閉一可調(diào)節(jié)的時(shí)間段。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述促動(dòng)器控制振蕩器通過工作循環(huán)控制振蕩器來打開和關(guān)閉。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括以下步驟超控所述工作循環(huán)控制電路，以保持所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器連續(xù)工作一給定持續(xù)時(shí)間。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述超控步驟以防止所述工作循環(huán)控制振蕩器工作一所述給定持續(xù)時(shí)間的方式來實(shí)現(xiàn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述超控通過一個(gè)短路電路實(shí)現(xiàn)，該短路電路具有對應(yīng)于所述給定持續(xù)時(shí)間的設(shè)定持續(xù)時(shí)間，所述一個(gè)短路電路連接成使所述工作循環(huán)控制振蕩器不能工作所述給定持續(xù)時(shí)間。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述超控通過開關(guān)實(shí)現(xiàn)，該開關(guān)連接成防止所述工作循環(huán)控制振蕩器的輸出供給到所述開關(guān)促動(dòng)器控制振蕩器。
全文摘要
一種壓電驅(qū)動(dòng)的液體霧化器裝置，其將來自普通壁裝插座的交流電電壓間歇地和高速地施加給壓電促動(dòng)器，從而使霧化板通過該促動(dòng)器振動(dòng)，以使供給到該霧化板上的液體形成小液滴。間歇施加給壓電促動(dòng)器的電壓根據(jù)工作循環(huán)來進(jìn)行，在該工作循環(huán)中，關(guān)閉時(shí)間可調(diào)節(jié)。還提供了工作循環(huán)的超控，這樣，壓電促動(dòng)器間斷地連續(xù)工作，該間斷由人工或自動(dòng)地控制。
文檔編號(hào)G10K9/00GK1610583SQ02824008
公開日2005年4月27日 申請日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月3日
發(fā)明者斯科特·D·沃爾特, 托馬斯·A·赫爾夫, 愛德華·J·馬滕斯三世, 盧克·斯托尼斯, 約翰·J·尼特勒, 克里斯·馮多勒恩, 丹尼斯·J·迪恩 申請人:約翰遜父子公司