CN101451650B - 二氧化碳源供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液态二氧化碳源供应装置。使用冷凝容器将来自气态二氧化碳源供应装置的气态二氧化碳转换为液态二氧化碳，借此可提供具有稳定压力和流量的液态二氧化碳源(例如：供应到喷嘴模块，以产生大量固态二氧化碳和气态二氧化碳)。借此减少二氧化碳的使用量，以改善温室效应并降低生产成本。

Description

二氧化碳源供应系统

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳源供应系统，明确地说，涉及一种可使二氧化碳产生相变的二氧化碳源供应系统。

背景技术

图1显示常规液态二氧化碳供应装置的示意图。所述常规液态二氧化碳供应装置1具有一个二氧化碳钢瓶11、液态二氧化碳12和输送管13。所述二氧化碳钢瓶11用以容纳所述液态二氧化碳12，所述二氧化碳钢瓶11具有输出口111，所述输送管13的一端连接所述输出口111，另一端浸设于所述液态二氧化碳12中。所述液态二氧化碳12利用所述二氧化碳钢瓶11内的压力驱使，经所述输送管13由所述输出口111输出，以供使用。

然而，当所述二氧化碳钢瓶11内的所述液态二氧化碳12即将用尽时，所述二氧化碳钢瓶11内的所述液态二氧化碳12转换为气态二氧化碳的量不足，造成所述二氧化碳钢瓶11内的压力不稳定。或者所述液态二氧化碳12的液面低于所述输送管13时，才发现所述液态二氧化碳12已经用尽，而延误更换所述液态二氧化碳供应装置1，使得所述二氧化碳钢瓶11内的所述液态二氧化碳12所转换的气态二氧化碳气态，直接经所述输送管13由所述输出口111输出，而影响所述液态二氧化碳12的供应操作。

由于所述常规液态二氧化碳供应装置1具有压力不稳定且会产生延误更换所述液态二氧化碳供应装置1的问题，而造成二氧化碳的浪费和使用量的增加，所以会增加生产成本和温室效应。

因此，有必要提供一种创新且具有进步性的二氧化碳源供应系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明在于提供一种二氧化碳源供应系统，其包括：冷凝容器和气态二氧化碳供应源。所述冷凝容器具有容置空间。所述气态二氧化碳供应源连接所述容置空间，所述气态二氧化碳在所述容置空间中转换为液态二氧化碳。

本发明的所述冷凝容器可将所述气态二氧化碳转换为液态二氧化碳，其可确保容纳于所述冷凝容器的所述容置空间中的二氧化碳为液态，借此提供稳定压力和流量的液态二氧化碳，再供应到喷嘴模块，经由所述喷嘴模块以产生大量固态和气态二氧化碳，且应用于铸造过程中金属/合金熔液的保护，借此减少二氧化碳的使用量，以降低温室效应和生产成本。

附图说明

图1显示常规液态二氧化碳供应装置的示意图；

图2显示本发明第一实施例二氧化碳源供应系统的示意图；

图3显示本发明第二实施例二氧化碳源供应系统的示意图；以及

图4显示本发明所述第一实施例的二氧化碳源供应系统和所述第二实施例的二氧化碳源供应系统应用于金属/合金熔融工艺的示意图。

具体实施方式

参考图2，其显示本发明第一实施例二氧化碳源供应系统的示意图。所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2包括：冷凝容器21和气态二氧化碳供应源22。所述冷凝容器21具有容置空间211。在本实施例中，所述冷凝容器21包括外套部212和冷却物质213，所述外套部212包覆所述容置空间211，所述冷却物质213设置于所述外套部212与所述容置空间211之间，且所述冷却物质213可不断循环。优选地，所述冷却物质213为水。

所述气态二氧化碳供应源22连接所述容置空间211，所述气态二氧化碳在所述容置空间211中转换为液态二氧化碳。优选地，所述气态二氧化碳供应源22为一个二氧化碳钢瓶或一个二氧化碳储存槽。在本实施例中，所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2另外包括第一连接单元23，所述第一连接单元23连接所述冷凝容器21和所述气态二氧化碳供应源22。优选地，所述第一连接单元23为高压导管。另外，所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2可另外包括压力感测单元24，所述压力感测单元24设置于所述冷凝容器21与所述气态二氧化碳供应源22之间，用以感测所述气态二氧化碳供应源22的压力状况，并通过所述第一连接单元23分别连接所述冷凝容器21和所述气态二氧化碳供应源22。

本发明的所述冷凝容器21可将所述气态二氧化碳转换为液态二氧化碳，其可确保容纳于所述冷凝容器21的所述容置空间211中的二氧化碳为液态，借此提供稳定压力和流量的液态二氧化碳。再者，可通过所述压力感测单元24感测所述气态二氧化碳供应源22的压力状况(即，气态二氧化碳可使用量的多少)，以作为更换所述气态二氧化碳供应源22的依据。

参考图3，其显示本发明第二实施例二氧化碳源供应系统的示意图。配合参考图2和图3，所述第二实施例的二氧化碳源供应系统3包括：第一实施例的二氧化碳源供应系统2和喷嘴模块4。所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2已在第一实施例中详述，在此不再赘述。

所述喷嘴模块4连接所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2，所述喷嘴模块4包括：喷流单元41和隔热单元42。其中，所述喷流单元41连接所述容置空间211，所述喷流单元41具有第一流道411。所述隔热单元42连接所述喷流单元41，所述隔热单元42具有第二流道421，所述第二流道421连通所述第一流道411，优选地，所述第二流道421的尺寸大于所述第一流道411。

在本实施例中，所述隔热单元42包括隔热材料422和绝热材料423，所述绝热材料423设置于所述隔热材料422的外表面。优选地，所述隔热材料423为特氟隆材质，所述绝热材料423为发泡棉材质。其中，所述液态二氧化碳经由所述喷流单元41的所述第一流道411进入所述第二流道421中，使所述液态二氧化碳转换为固态和气态的二氧化碳。

在本实施例中，所述喷流单元41具有孔口结构412(例如：所述孔口结构412为孔口板)，所述孔口结构412设置于所述第一流道411中。优选地，所述孔口结构412的孔口的尺寸为0.03mm²到0.4mm²。

优选地，所述喷嘴模块4可另外包括电磁阀43，所述电磁阀43设置于所述喷流单元41与所述冷凝容器21之间，用以控制所述液态二氧化碳进入所述喷流单元41，或者停止所述液态二氧化碳进入所述喷流单元41。另外，所述喷嘴模块4可另外包括控制装置44，所述控制装置44电性连接所述电磁阀43，用以调节控制进入所述喷流单元41内的所述液态二氧化碳的流量。在本实施例中，所述冷凝容器21和所述电磁阀43之间利用第二连接单元45彼此连接，在其它应用中，所述冷凝容器21、所述电磁阀43、和所述喷流单元41之间也可利用所述第二连接单元45彼此连接。优选地，所述第二连接单元45为高压导管。

本发明的所述冷凝容器21可将气态二氧化碳转换为液态二氧化碳，其可确保容纳于所述冷凝容器21中的二氧化碳为液态，借此提供稳定压力和流量的液态二氧化碳。通过所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2提供稳定压力和流量的液态二氧化碳，且通过所述控制装置44调节控制所述液态二氧化碳进入所述喷流单元41内的流量，接着再喷射到所述第二流道421中，以产生大量固态和气态二氧化碳，借此减少二氧化碳的使用量，以降低温室效应和生产成本。

图4显示本发明所述第二实施例的二氧化碳源供应系统3应用于金属/合金熔融工艺的示意图。要注意的是，本发明所述第二实施例的二氧化碳源供应系统3并不限定用于金属/合金熔融领域，也可应用于其它具有二氧化碳需求的任何领域。

配合参考图2到图4，在本实施例中，所述第二实施例的二氧化碳源供应系统3连接到熔炉5，用于金属/合金熔液的保护。其中，所述第二实施例的二氧化碳源供应系统3用所述喷嘴模块4的所述隔热单元42连接所述熔炉5，所述熔炉5容纳有金属/合金熔液6(例如：镁合金)。

所述第一实施例的二氧化碳源供应系统2的所述冷凝容器21将所述气态二氧化碳转换为液态二氧化碳，并将稳定压力和流量的液态二氧化碳提供到所述喷嘴模块4。所述喷嘴模块4的所述喷流单元41再将稳定压力和流量的所述液态二氧化碳喷射到所述第二流道421中，以产生大量固态和气态二氧化碳，所述固态和气态二氧化碳由所述第二流道421喷洒于所述熔炉5内，用以保护所述金属/合金熔液6。其中，所述固态二氧化碳接触高温的所述金属/合金熔液6表面时升华为气体，利用其快速吸热能力(573KJ/kg)，以降低所述金属/合金熔液6的表面温度，从而降低所述金属/合金熔液6的氧化速度。

在本实施例中，另外可将热电偶组7穿设到所述熔炉5内，优选地，所述热电偶7连接到数据处理装置8(例如：计算机)。其中，所述热电偶组7包括第一热电偶71和第二热电偶72，所述第一热电偶71接触所述金属/合金熔液6，所述第二热电偶72位于所述金属/合金熔液6上方且不接触所述金属/合金熔液6，用以分别测量所述金属/合金熔液6的温度和所述熔炉5内部气体的温度。

要注意的是，针对金属/合金熔融所需的保护条件，可对固态和气态二氧化碳喷洒量的多少进行调整(例如：持续地喷洒固态和气态二氧化碳，或者以脉冲方式间断地喷洒固态和气态二氧化碳)，以快速降低所述熔炉5内的氧气浓度，并隔绝所述金属/合金熔液6和空气接触，防止所述金属/合金熔液6燃烧，达到保护的目的。

再者，所述喷嘴模块4用所述隔热单元42连接所述熔炉5，因此所述熔炉5所产生的高温不会传导到所述喷嘴模块4，所以所述喷嘴模块4产生固态和气态二氧化碳的性能不会降低，且通过所述控制装置44可调节控制所述液态二氧化碳进入所述喷流单元41内的流量，所以可减少二氧化碳的使用量，以降低温室效应和生产成本。

上述实施例仅为了说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明。因此所属领域的技术人员对上述实施例进行修改和变化仍不脱离本发明的精神。本发明的权利范围应如所附权利要求书所列。

Claims (19)

1. 一种二氧化碳源供应系统，其包括：

冷凝容器，其具有容置空间；以及

气态二氧化碳供应源，其连接所述容置空间，所述气态二氧化碳在所述容置空间中转换为液态二氧化碳。

2. 根据权利要求1所述的二氧化碳源供应系统，其中所述冷凝容器另外包括外套部和冷却物质，所述外套部包覆所述容置空间，所述冷却物质设置于所述外套部与所述容置空间之间。

3. 根据权利要求2所述的二氧化碳源供应系统，其中所述冷却物质为水。

4. 根据权利要求1所述的二氧化碳源供应系统，其中所述气态二氧化碳供应源为一个二氧化碳钢瓶或一个二氧化碳储存槽。

5. 根据权利要求1所述的二氧化碳源供应系统，其另外包括压力感测单元，所述压力感测单元设置于所述冷凝容器与所述气态二氧化碳供应源之间。

6. 根据权利要求1所述的二氧化碳源供应系统，其另外包括第一连接单元，所述第一连接单元连接所述冷凝容器和所述气态二氧化碳供应源。

7. 根据权利要求6所述的二氧化碳源供应系统，其中所述第一连接单元为高压导管。

8. 根据权利要求1所述的二氧化碳源供应系统，其另外包括喷嘴模块，所述喷嘴模块连接所述冷凝容器。

9. 根据权利要求8所述的二氧化碳源供应系统，其中所述喷嘴模块包括：

喷流单元，其连接所述容置空间，所述喷流单元具有第一流道；以及

隔热单元，其连接所述喷流单元，所述隔热单元具有第二流道，所述第二流道连通所述第一流道，所述第二流道的尺寸大于所述第一流道；

其中，所述液态二氧化碳经由所述第一流道进入所述第二流道中，使所述液态二氧化碳转换为固态和气态二氧化碳。

10. 根据权利要求9所述的二氧化碳源供应系统，其中所述喷流单元具有孔口结构，所述孔口结构设置于所述第一流道中。

11. 根据权利要求10所述的二氧化碳源供应系统，其中所述孔口结构为孔口板。

12. 根据权利要求11所述的二氧化碳源供应系统，其中所述孔口结构的孔口的尺寸为0.03mm²到0.4mm²。

13. 根据权利要求9所述的二氧化碳源供应系统，其中所述喷嘴模块另外包括电磁阀，所述电磁阀设置于所述喷流单元与所述冷凝容器之间。

14. 根据权利要求13所述的二氧化碳源供应系统，其中所述喷嘴模块另外包括控制装置，所述控制装置电性连接所述电磁阀。

15. 根据权利要求14所述的二氧化碳源供应系统，其另外包括第二连接单元，所述第二连接单元连接所述冷凝容器、所述电磁阀和所述控制装置。

16. 根据权利要求15所述的二氧化碳源供应系统，其中所述第二连接单元为高压导管。

17. 根据权利要求9所述的二氧化碳源供应系统，其中所述隔热单元包括隔热材料和绝热材料，所述绝热材料设置于所述隔热材料的外表面。

18. 根据权利要求17所述的二氧化碳源供应系统，其中所述隔热材料为特氟隆材质。

19. 根据权利要求17所述的二氧化碳源供应系统，其中所述绝热材料为发泡棉材质。

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