TW202004004A - 具有消音功能的氣體排放裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

一種具有消音功能的氣體排放裝置包含排放管、外管、至少一擋板以及消音元件。排放管具有排放口，排放管沿長軸方向的一端具有第一端面，第一端面毗鄰排放口。外管套設於排放管外，且外管具有相連通的通道以及出口，出口毗鄰第一端面，通道用以流通乾淨乾燥氣體至出口。擋板設置於出口外，使得乾淨乾燥氣體在通過出口時，至少部份被擋板制擋轉向而吹往第一端面，擋板具有第二端面，至少部分朝向排放管之中心線，第一端面與第二端面之間形成導引口。消音元件位於出口，且至少部分分隔於導引口與通道之間。

Description

具有消音功能的氣體排放裝置及其方法

本發明是關於一種具有消音功能的氣體排放裝置及其方法，且特別是關於一種用於氣體排放設備的氣體排放裝置及其方法。

當要在一個測試儀器中建立溫度穩定的測試環境時，特別是零度以下的低溫環境，其中一個做法是測試者需要持續向此測試儀器提供低溫流體。自然地，此測試儀器需要有一個流體排放設備，以把使用後的低溫流體排於至大氣中，使得測試儀器中的溫度能得以維持，而且測試儀器中的壓力不會提升。

在傳統的做法中，為防止被排放出的低溫流體使排放口附近出現結霜、露水的現象，乾淨乾燥氣體(Clean Dry Air；CDA)通常被使用以防止水氣在低溫的排放口附近凝結。更具體地說，傳統的作法會在低溫流體的排放口周圍設置乾淨乾燥氣體的排放口，但是由於乾淨乾燥氣體的排放方向與低溫流體的排放方向相同，因此乾淨乾燥氣體難以有效於低溫流體排放口附近的低溫硬體介面形成保護 氣膜。因此，若乾淨乾燥氣體的流量太低，則難以防止水氣在低溫的硬體介面上凝結，使得低溫流體的排放口附近出現結霜、露水的現象。但是，調高乾淨乾燥氣體的流量，則大部分的乾淨乾燥氣體實質上是被直接排入大氣中而浪費掉，這種大量乾淨乾燥氣體的消耗，自然會令運作成本增加。

為了控制運作成本，如何降低乾淨乾燥氣體的使用量而仍能有效達到防止結霜、露水的現象，無疑是流體排放設備研發的一個重要方向。

本發明之一技術態樣在於提供一種具有消音功能的氣體排放裝置，其能使乾淨乾燥氣體(Clean Dry Air；CDA)的應用變得更安靜。

根據本發明的一實施方式，一種具有消音功能的氣體排放裝置包含排放管、外管、至少一擋板以及消音元件。排放管具有排放口，排放管沿長軸方向的一端具有第一端面，第一端面毗鄰排放口。外管套設於排放管外，且外管具有相連通的通道以及出口，出口毗鄰第一端面，通道用以流通乾淨乾燥氣體至出口。擋板設置於出口外，使得乾淨乾燥氣體在通過出口時，至少部份被擋板制擋轉向而吹往第一端面，擋板具有第二端面，至少部分朝向排放管之中心線，第一端面與第二端面之間形成導引口。消音元件位於出口，且至少部分分隔於導引口與通道之間。

在本發明一或多個實施方式中，上述之消音元件抵接擋板面向出口之一側。

在本發明一或多個實施方式中，上述之消音元件抵接排放管之外壁。

在本發明一或多個實施方式中，上述之消音元件為多孔消音材料。

在本發明一或多個實施方式中，上述之消音元件為泡棉類材料。

在本發明一或多個實施方式中，上述之消音元件圍繞排放管之外壁而形成環形。

在本發明一或多個實施方式中，上述之第一端面垂直於長軸方向之長度少於或等於2公釐。

在本發明一或多個實施方式中，上述之第二端面沿長軸方向之長度少於2公釐。

在本發明一或多個實施方式中，上述之擋板為多孔材料。

本發明之一技術態樣在於提供一種乾淨乾燥氣流消音方法，其能使乾淨乾燥氣體的應用變得更安靜。

根據本發明的一實施方式，一種使用上述氣體排放裝置的消音方法包含沿排放管流通低溫流體；沿通道流通乾淨乾燥氣體至連通通道的出口；於出口減緩乾淨乾燥氣體的流速；以及制擋已減緩的乾淨乾燥氣體並使已減緩的乾淨乾燥氣體轉向而吹往排放管之端面。

本發明上述實施方式至少具有以下優點：

(1)藉由消音元件對乾淨乾燥氣體的流動進行消音，乾淨乾燥氣體的應用將變得更安靜。

(2)由於消音元件位於具有消音功能的氣體排放裝置的內部結構中，因此，消音元件不需要設置於具有消音功能的氣體排放裝置之外，進而使得對乾淨乾燥氣體的流動進行消音的機制，可以在節省空間的情況下進行。

100‧‧‧具有消音功能的氣體排放裝置

110‧‧‧排放管

111‧‧‧排放口

112‧‧‧第一端面

113‧‧‧外壁

120‧‧‧外管

120a‧‧‧排氣出口件

120b‧‧‧排氣出口夾持件

121‧‧‧通道

122‧‧‧出口

130‧‧‧擋板

131‧‧‧氣孔

132‧‧‧外表面

133‧‧‧第二端面

150‧‧‧消音元件

160‧‧‧熱源

200‧‧‧乾淨乾燥氣體

210‧‧‧氣膜

C‧‧‧中心線

D‧‧‧長軸方向

G‧‧‧導引口

L1、L2‧‧‧長度

M‧‧‧範圍

P‧‧‧受保護介面

X‧‧‧線段

第1圖繪示依照本發明一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置的立體示意圖。

第2圖繪示沿第1圖之線段X的剖面圖。

第2A圖繪示第2圖之範圍M的局部放大圖。

第3圖繪示依照本發明另一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置的剖面圖。

第4圖繪示依照本發明再一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置的剖面圖。

第5圖繪示依照本發明又一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置的剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本 發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

除非另有定義，本文所使用的所有詞彙(包括技術和科學術語)具有其通常的意涵，其意涵能夠被熟悉此技術領域者所理解。更進一步的說，上述之詞彙的定義，在本說明書中應被解讀為與本發明相關技術領域具有一致的意涵。除非有特別明確的定義，這些詞彙將不被解釋為過於理想化的或正式的意涵。

請參照第1、2及2A圖。第1圖繪示依照本發明一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置100的立體示意圖。第2圖繪示沿第1圖之線段X的剖面圖。第2A圖繪示第2圖之範圍M的局部放大圖。如第1、2及2A圖所示，具有消音功能的氣體排放裝置100包含排放管110、外管120、至少一擋板130以及消音元件150。排放管110具有排放口111，排放管110沿長軸方向D的一端具有第一端面112，第一端面112毗鄰排放口111。外管120套設於排放管110外，且外管120具有相連通的通道121以及出口122，出口122毗鄰第一端面112，通道121用以流通乾淨乾燥氣體(Clean Dry Air；CDA)200至出口122。擋板130設置於出口122外，使得乾淨乾燥氣體200在通過出口122時，至少部份被擋板130制擋轉向，而吹往排放管110之第一端面112。擋板130具有第二端面133，第二端面133至少部分朝向排放管110之中心線C，第一端面112與第 二端面133之間形成導引口G。消音元件150位於出口122，且消音元件150至少部分分隔於導引口G與通道121之間。

在實務的應用中，具有消音功能的氣體排放裝置100可應用於用以維持一特定環境溫度的測試儀器(圖未示)上。舉例而言，在一個零度以下的低溫測試環境中，為使測試環境維持於一個低溫狀態，低溫流體會持續被引入此測試儀器中，而經使用的低溫流體會通過氣體排放裝置100的排放管110離開此測試儀器並排放至大氣中。然而，經使用的低溫流體，其溫度可能仍是處於較低的程度，例如攝氏-80度，致使接近排放管110的排放口111之表面成為有機會與高(常)溫空氣接觸之低溫硬體介面，此低溫硬體介面包括排放管110之第一端面112。因此，為防止水氣在低溫的第一端面112凝結，當乾淨乾燥氣體200在通過出口122時，至少部份被擋板130制擋轉向，而吹往排放管110之第一端面112，以使低溫的第一端面112受到乾淨乾燥氣體200的保護。藉由擋板130對乾淨乾燥氣體200的制擋轉向，除了有效降低乾淨乾燥氣體200的使用量外，更能有效防止水氣因接觸到溫度較低的第一端面112而於第一端面112凝結並出現結霜、露水的現象。

而且，如上所述，消音元件150位於出口122，且至少部分分隔於導引口G與通道121之間，因此，當乾淨乾燥氣體200從通道121通過出口122時，乾淨乾燥氣體200會先穿越消音元件150以進行消音，繼而被擋板130 制擋轉向而通過導引口G吹往排放管110之第一端面112。藉由消音元件150對乾淨乾燥氣體200的流動進行消音，乾淨乾燥氣體200的應用將變得更安靜。

在實務的應用中，消音元件150為多孔消音材料，例如泡棉類材料，但本發明並不以此為限。當乾淨乾燥氣體200穿越消音元件150時，乾淨乾燥氣體200係通過消音元件150中互為導通的細小氣泡孔(圖未示)而流通，因此，乾淨乾燥氣體200的流速被減緩，以使其流動時所產生的聲音得以降低。

從結構上而言，在本實施方式中，消音元件150抵接擋板130面向出口122之一側，以及抵接排放管110之外壁113。更具體而言，消音元件150圍繞排放管110之外壁113設置而形成環形。由於消音元件150位於具有消音功能的氣體排放裝置100的內部結構中，因此，消音元件150不需要設置於氣體排放裝置100之外，進而使得對乾淨乾燥氣體200的流動進行消音的機制，可以在節省空間的情況下進行。

另一方面，由於擋板130位於接近排放管110近排放口111之位置，擋板130之外表面132也成為有機會與高(常)溫空氣接觸之低溫硬體介面。如上所述，排放管110之第一端面112與擋板130之外表面132均為低溫之硬體介面，並共同形成受保護介面P。也就是說，只要受保護介面P得到乾淨乾燥氣體200的保護，空氣中的水氣就不會因接觸到受保護介面P(包括第一端面112與外表面132) 而於受保護介面P上結霜或形成露水。故此，除了上述以乾淨乾燥氣體200保護低溫的第一端面112外，為了防止水氣於低溫的擋板130上凝結，在本實施方式中，如第2A圖所示，擋板130具有外表面132，位於擋板130遠離通道121之一面，擋板130更具有複數個氣孔131於其中，氣孔131連通外表面132，其中乾淨乾燥氣體200在通過出口122後，至少部份通過氣孔131並在外表面132形成氣膜210，以使擋板130受到乾淨乾燥氣體200的保護，進而防止水氣於低溫的擋板130之外表面132凝結並出現結霜、露水的現象。

再者，具體而言，在本實施方式中，第一端面112垂直於長軸方向D之長度L1少於或等於2公釐，因此，流速被消音元件150減緩的乾淨乾燥氣體200，仍可針對第一端面112進行有效保護。

相似地，相鄰於導引口G的第二端面133，其沿長軸方向D之長度L2少於2公釐，因此，流速被消音元件150減緩的乾淨乾燥氣體200，亦可針對第二端面133進行有效保護，而第二端面133亦成為受保護介面P的一部分。換句話說，受保護介面P包括第一端面112、外表面132以及第二端面133。

如上所述，擋板130具有外表面132，外表面132位於擋板130遠離通道121之一面，在本實施方式中，如第1圖所示，氣孔131於外表面132呈現面分佈。換句話說，氣孔131於外表面132至少朝兩個夾角大於0的方向 分佈，使得氣孔131能夠實質上覆蓋一平面，而不是局限於僅沿一直線排列的線性分佈。

另外，如第1圖所示，氣孔131於外表面132呈複數個環形排列。在本實施方式中，氣孔131共分3個環形排列。應了解到，以上所舉氣孔131的排列方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，適當設計氣孔131的排列方式。

更具體地說，由垂直外表面132的方向觀之，氣孔131具有孔面積，外表面132具有表面面積，為要使氣膜210於外表面132的形成達到最佳的效果，氣孔131的孔面積之總和小於外表面132的表面面積的1/3。在本實施方式中，氣孔131的孔徑為約0.1公釐至0.5公釐，但本發明並不以此為限。在其他實施方式中，擋板130更可為多孔材料。

再者，由於於擋板130外表面132的氣膜210係藉由通過複數個細小的氣孔131的乾淨乾燥氣體200所形成，因此，乾淨乾燥氣體200的使用量得以有效減少，進而有效降低運作成本。除此以外，由於乾淨乾燥氣體200的使用量低，乾淨乾燥氣體200通過氣孔131時所產生的噪音也得以有效減少。

另一方面，為了進一步防止水氣於擋板130凝結並出現結霜、露水的現象，如第2圖所示，具有消音功能的氣體排放裝置100更包含熱源160，用以對乾淨乾燥氣體200加熱，使得流通於通道121的乾淨乾燥氣體200的溫度 得以提升。這除了有助於防止水氣於擋板130凝結，更可進一步降低乾淨乾燥氣體200的使用量，繼而亦能進一步降低運作成本。

另外，為了配合加熱的乾淨乾燥氣體200，擋板130的材質可為金屬，以使擋板130的溫度容易隨著加熱的乾淨乾燥氣體200而提高，進一步加強防止水氣於擋板130凝結並出現結霜、露水的現象。

在本實施方式中，如第1~2圖所示，外管120包含排氣出口件120a與排氣出口夾持件120b。排氣出口夾持件120b用以被固定於測試儀器(圖未示)的外殼上，而為方便安裝，排氣出口件120a以螺絲螺合的方式與排氣出口夾持件120b相互鎖固。

請參照第3圖，其繪示依照本發明另一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置100的剖面圖。如第3圖所示，按照實際需要，擋板130更可朝排放管110之中心線C延伸，以使擋板130的內緣與排放口111相對齊。

請參照第4圖，其繪示依照本發明再一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置100的剖面圖。如第4圖所示，排放管110的第一端面112可呈倒角狀，以導引乾淨乾燥氣體200通過導引口G而離開氣體排放裝置100。

請參照第5圖，其繪示依照本發明又一實施方式之具有消音功能的氣體排放裝置100的剖面圖。相似地，如第5圖所示，排放管110的第一端面112可呈圓角狀，以導引乾淨乾燥氣體200通過導引口G而離開氣體排放裝置 100。

綜上所述，本發明的技術方案具有明顯的優點和有益效果。通過上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有以下優點：

(1)藉由消音元件對乾淨乾燥氣體的流動進行消音，乾淨乾燥氣體的應用將變得更安靜。

(2)由於消音元件位於具有消音功能的氣體排放裝置的內部結構中，因此，消音元件不需要設置於具有消音功能的氣體排放裝置之外，進而使得對乾淨乾燥氣體的流動進行消音的機制，可以在節省空間的情況下進行。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧具有消音功能的氣體排放裝置

110‧‧‧排放管

111‧‧‧排放口

112‧‧‧第一端面

113‧‧‧外壁

120‧‧‧外管

120a‧‧‧排氣出口件

121‧‧‧通道

122‧‧‧出口

130‧‧‧擋板

131‧‧‧氣孔

132‧‧‧外表面

133‧‧‧第二端面

150‧‧‧消音元件

200‧‧‧乾淨乾燥氣體

210‧‧‧氣膜

C‧‧‧中心線

D‧‧‧長軸方向

G‧‧‧導引口

L1、L2‧‧‧長度

M‧‧‧範圍

P‧‧‧受保護介面

Claims (10)

1. 一種具有消音功能的氣體排放裝置，包含：一排放管，具有一排放口，該排放管沿一長軸方向的一端具有一第一端面，該第一端面毗鄰該排放口；一外管，套設於該排放管外，且該外管具有相連通的一通道以及一出口，該出口毗鄰該第一端面，該通道用以流通一乾淨乾燥氣體至該出口；至少一擋板，設置於該出口外，使得該乾淨乾燥氣體在通過該出口時，至少部份被該擋板制擋轉向而吹往該第一端面，該擋板具有一第二端面，至少部分朝向該排放管之一中心線，該第一端面與該第二端面之間形成一導引口；以及一消音元件，位於該出口，且至少部分分隔於該導引口與該通道之間。
2. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該消音元件抵接該擋板面向該出口之一側。
3. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該消音元件抵接該排放管之一外壁。
4. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該消音元件為多孔消音材料。
5. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該消音元件為泡棉類材料。
6. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該消音元件圍繞該排放管之一外壁而形成環形。
7. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該第一端面垂直於該長軸方向之長度少於或等於2公釐。
8. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該第二端面沿該長軸方向之長度少於2公釐。
9. 如請求項1所述之氣體排放裝置，其中該擋板為多孔材料。
10. 一種使用如請求項1~9之任一之氣體排放裝置的消音方法，包含：沿一排放管流通一低溫流體；沿一通道流通一乾淨乾燥氣體至連通該通道的一出口；於該出口減緩該乾淨乾燥氣體的流速；以及制擋已減緩的該乾淨乾燥氣體並使已減緩的該乾淨乾燥氣體轉向而吹往該排放管之一端面。

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