TWI518291B - Energy - saving rectification of the windmill diffusion device - Google Patents

Description

節能整流之風車擴散裝置

本發明係提供一種節能整流之風車擴散裝置，尤指箱體內為設置有具複數葉片之整流模組，並於葉片表面上彎折形成有漸擴狀之第一導引面及第二導引面，用以進行流暢整流，並可減少壓損使整體使用成本更為低廉且節約能源之效果者。

按，現今除了半導體工業、光電工業、電子器材產業及醫藥產業的製程中需用到潔淨室恆溫恆濕空調系統之外，生物科技、精密機器產業都因為需要提昇良率，以及人類對於居家生活環境與個人身體健康的注重而慢慢需要無塵無菌、恆溫恆濕的潔淨室空調系統。

然而，潔淨室在積體電路與精密工業的製程中，對於成品良率上佔有非常重要的位置，就以0.5微米以下線徑的製程而言，大約有10%的不良率是由於環境的污染(如塵埃污染)所造成的，對於未來奈米級線徑的製程其對於環境的要求也應當更為嚴謹。

再者，一般潔淨室內部系統的組成，大都由環氧樹酯塗裝、高架地板、隔間金屬庫板、天花金屬板、終級過濾器、乾濕冷盤、水風管、公用系統管路、循環空調箱、外氣空調箱等元件組成，其中又以外氣空調箱(MAU)設備元件最會影響潔淨室內條件的控制，而外氣空調箱 通常是依功能的要求來設置風機、冷水盤管、熱水盤管(或電熱器)、空氣過濾器(初級、中級、高級三級過濾)、加溼器、空氣混合箱、送回風及旁通風門等，即可由風管將外氣送至潔淨室之回風管道或回風層，並與回風混合後再經乾盤管降溫冷卻，便可由風車或風扇過濾單元(FFU)送至潔淨室內而完成潔淨空氣的循環，故，外氣空調箱主要的功能是在維持室內正壓、外氣微塵粒過濾及潔淨室內相對溼度的控制。

惟該習用外氣空調箱之風車擴散器於風機出口前為設有一擋板，當風機將外氣由出口處之擋板送入時，便會產生較高之風壓損失，使風機運作時消耗較高的用電量，且因擋板之結構設計較不利於流場分佈的均勻化，便會造成外氣通過冷(熱)盤管、空氣過濾器的氣流流量較不穩定，以致使冷(熱)盤管之熱交換不完全，使冰(溫)水的使用量亦將大幅提高，造成空氣過濾器之化學濾網無法均勻的吸附微塵粒、腐蝕性臭味及污染性之化學氣體，以致使過濾後出口處氣體濃度之提高，而感測器偵測時則容易形成誤判，進而提高化學濾網更換頻率，導致整體使用成本也相當的昂貴，也不符合經濟效益上之考量，此即為從事於此行業者所亟欲研究改善之方向所在。

故，發明人有鑑於習用外氣空調箱之風車擴散器於使用上之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷的試作與修改，始設計出此種節能整流之風車擴散裝置發明專利誕生。

本發明之主要目的乃在於箱體之基座內部為形成有具入風 口之氣流通道，並於基座之入風口處設置有送風機組，且相對於送風機組另側處設置有整流模組，而整流模組之框體內部設有相互交錯縱橫排列之複數葉片，且各相鄰葉片之間分隔形成有流通孔，並於葉片表面上朝送風機組的相反方向為依序由內向外彎折形成有漸擴狀之第一導引面及第二導引面，當送風機組將外部空氣由入風口處送入時，可使外部空氣通過整流模組之複數流通孔，同時藉由葉片之第一導引面及第二導引面改變方向來進行流暢整流，使外部空氣通過時之流場分佈更為均勻化，並可減少壓損而降低送風機組運作時的用電量，進而使整體的使用成本更為低廉，同時兼顧節約能源之效果者。

1‧‧‧箱體

10‧‧‧氣流通道

101‧‧‧入風口

11‧‧‧基座

12‧‧‧固定板

120‧‧‧出口

2‧‧‧送風機組

3‧‧‧整流模組

30‧‧‧流通孔

31‧‧‧框體

32‧‧‧葉片

321‧‧‧第一導引面

322‧‧‧第二導引面

323‧‧‧彎折部

4‧‧‧壓損模組

40‧‧‧流通孔

41‧‧‧框體

第一圖 係為本發明之立體外觀圖。

第二圖 係為本發明之立體分解圖。

第三圖 係為本發明整流器之前視圖。

第四圖 係為本發明整流器之側視剖面圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例之使用狀態圖。

第六圖 係為本發明之實驗量測表。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四、五圖所示，係分別為本發明之 立體外觀圖、立體分解圖、整流器之前視圖、整流器之側視剖面圖及較佳實施例之使用狀態圖，由圖中可清楚看出，本發明為包括有箱體1、送風機組2、整流模組3及壓損模組4，其中：該箱體1為具有一基座11，並於基座11內部形成有一側處具入風口101之氣流通道10，且基座11之入風口101處設有具矩形出口120之固定板12，而基座11上位於固定板12之出口120一側處則設置有送風機組2，且相對於送風機組2之另側處依序設置有整流模組3及壓損模組4。

該送風機組2可為一軸流式或離心式風機，其中軸流式風機可分為螺旋槳型風機(Propeller Fan)、輸送管型風機(Duct Fan)、風車葉瓣型軸流風機(Vane Axial Fan)及圓盤型風機(Disc Fan)等四種，而離心式風機則可應用於高靜壓送風系統。

該整流模組3為具有矩形之框體31，並於框體31內部設有相互交錯縱橫排列之複數葉片32，且各相鄰葉片32之間分隔形成有流通孔30，而葉片32表面上朝送風機組2的相反方向則依序由內向外彎折形成有漸擴狀之第一導引面321及第二導引面322，並於第一導引面321與第二導引面222連接處形成有彎折部323，且該第一導引面321、第二導引面322較佳實施可為斜面，但於實際應用時，則並非是以此作為侷限，其葉片32上之第一導引面321與第二導引面322亦可為弧面。

然而，整流模組3之各葉片32上的第一導引面321為 具有介於6度~30度之第一彎折角θ1，並於第一導引面321與第二導引面322之間形成有第二彎折角θ2，且第二彎折角θ2為介於第一彎折角θ1的1/2~1/5度之間，而複數葉片32之間所分隔形成之流通孔30數目較佳實施為具有9X9個，且各流通孔30的長度或寬度為可等於或大於110mm，此種簡易修飾及其等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

該壓損模組4可為濾網模組或盤管所構成，並具有矩形之框體41，且框體41內部設有複數流通孔40，而壓損模組4較佳實施為一濾網模組，且該濾網模組可為化學濾網、鋁質濾網、耐高溫濾網、耐高溫濾網、活性碳濾網或其它等效之濾網所構成，但於實際應用時，亦可為冷水盤管或熱水盤管，並可依實際需求或結構設計的不同予以改變或互換並排位置與數量。

當本發明於組裝時，係先將送風機組2為設置於箱體1基座11內部固定板12之出口120一側處結合定位，並與箱體1內之氣流通道10相連通，而整流模組3之框體31則設置於固定板12之出口120相對於送風機組2之另側處結合定位，再將壓損模組4之框體41設置於整流模組3前方一距離位置，且該整流模組3複數葉片32所分隔形成之流通孔30數目與尺寸為等於整流模組3於正投影方向呈預定比例放大所產生之流通孔40相同，而於實際應用時，亦可在壓損模組4外側處進一步設置有冷水盤管、熱水盤管、空氣過濾器、加溼器、空氣混合箱、送回風、旁通風門等，便可完成本發明整體之組裝。

當本發明於使用時，可利用送風機組2運轉來將外部空氣 為由箱體1基座11之入風口101處送入至氣流通道10內，並使外部空氣通過固定板12之出口120及整流模組3，當外部空氣通過整流模組3複數葉片32相互交錯縱橫排列所分隔形成之流通孔30，便可藉由葉片32上向外漸擴狀之第一導引面321及第二導引面322改變方向進行流暢整流，使外部空氣通過時表面壓力平均分佈，以確保一定的流速與穩定性，使外部空氣通過整流模組3時流場分佈均勻化，以此達到調整氣流方向使流量穩定且均勻分佈之目的，且可提高外部空氣通過時之風速而減少風壓的損失，同時降低送風機組2運作時之用電量，亦可有效提昇壓損模組4冷(熱)盤管之熱交換效率，得以維持潔淨室內的相對溼度，並降低冰(溫)水的使用量，也可提高濾網模組之化學濾網對於微塵粒、腐蝕性臭味及污染性化學氣體等吸附過濾的效果，以降低化學濾網的更換頻率而延長其使用壽命，進而使整體的使用成本更為低廉，同時兼顧節約能源之效果外，更能提供多層面的廣泛應用。

請同時參閱第六圖所示，本發明於實際應用時，為了能達到前述之效果，發明人乃針對節能整流之風車擴散裝置的風量(如最大風量、最小風量與平均風量)、運轉電流、運轉電壓、運轉功率、單位風量耗電量、單位風量節電效率等進行實際測試，當本發明之送風機組2運轉將外部空氣為送入至箱體1之氣流通道10內時，可使外部空氣通過整流模組3之複數葉片32所分隔形成之流通孔30，便可藉由葉片32向外漸擴狀之第一導引面321及第二導引面322進行整流，其中整流模組3(J JmR Diffuser)實際測試的風量相較於傳統擴散器的風量提高大約9%，且該送風機組2單位風量耗電量經由計算後為0.7 864W/CMH，而相較於傳統風機單位風量耗電量為0.8569W/CMH，其送風機組2單位風量節電效率為8.23%，故，本發明節能整流之風車擴散裝置可降低壓損、提高風量及降低單位風量運轉電流，亦可有效提昇壓損模組4之冷(熱)盤管熱交換效率，並降低冰(溫)水的使用量，且因流量穩定可提高氣流均勻性，進而可提高化學濾網吸附過濾的效果，以降低化學濾網的更換頻率而延長其使用壽命。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明上述節能整流之風車擴散裝置為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧箱體

10‧‧‧氣流通道

101‧‧‧入風口

11‧‧‧基座

12‧‧‧固定板

120‧‧‧出口

2‧‧‧送風機組

3‧‧‧整流模組

30‧‧‧流通孔

31‧‧‧框體

32‧‧‧葉片

4‧‧‧壓損模組

40‧‧‧流通孔

41‧‧‧框體

Claims (5)

1. 一種節能整流之風車擴散裝置，係包括有箱體、送風機組及整流模組，而箱體所具之基座內部為形成有一側處具入風口之氣流通道，並於基座之入風口處設置有送風機組，且相對於送風機組之另側處設置有整流模組，其改良在於：該整流模組為具有框體，並於框體內部設有相互交錯縱橫排列之複數葉片，且各相鄰葉片之間分隔形成有可供外部空氣通過之流通孔，再於葉片表面上朝送風機組的相反方向為依序由內向外彎折形成有漸擴狀之第一導引面及第二導引面，而該整流模組之各葉片上的第一導引面與第二導引面連接處為形成有彎折部，其第一導引面上具有第一彎折角，並於第一導引面與第二導引面之間形成有第二彎折角，且第二彎折角為介於第一彎折角的1/2~1/5度之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之節能整流之風車擴散裝置，其中該箱體基座之入風口處為設有具出口之固定板，並於固定板之出口一側處設置有送風機組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之節能整流之風車擴散裝置，其中該整流模組之框體為設置於固定板的出口相對於送風機組之另側處，並與箱體內之氣流通道相連通。
4. 如申請專利範圍第1項所述之節能整流之風車擴散裝置，其中該葉片之第一導引面的第一彎折角為介於6度~30度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之節能整流之風車擴散裝置，其中該整流模組葉片之第一導引面與第二導引面可為斜面或弧面。