TWI519740B - 氣流分佈系統 - Google Patents

Description

氣流分佈系統

本發明係廣泛地關於烘箱及烘乾機之領域，且更具體而言，係關於一種改良式烘箱或烘乾機氣流分佈系統。

此申請案主張於2010年7月4日所申請之美國臨時申請案第61/364,071號之權力。

處理連串產品之習知烘箱及烘乾機係廣泛使用於工業及烘焙應用中。在許多烘箱中，產品在一或多個層階上水平地移動，由平行移動運送器或由外部驅動器之間張力下懸停之織物或網傳送。使一循環之熱氣流與產品接觸，以加熱或乾燥。

工業上已經知悉提供氣流之某些構件。美國專利第6,712,064中揭示一種具有數個噴嘴之烘箱，該等噴嘴經配置於產品運送器之上方及下方，具有經垂直導向之氣流以一幾乎直角衝擊該產品。美國專利第6,539,934及美國專利第6,684,875描述具有多個平行運送器之衝擊流烘箱。此等專利揭示，來自一風扇式排放器之經加壓空氣係藉由包含一個或兩個穿孔板之噴嘴而均勻地分佈於該產品上。因為從噴嘴排放器之氣流接觸該產品極小距離，所以噴嘴從噴嘴面提供直線方向之氣流是無必要的。

對於可能被垂直衝撞流損壞之脆弱產品，有利的做法是使該氣流平行於該產品。美國專利第4,515,561號揭示一種具有平行於產品行進且與產品行進方向相同之氣流之烘 箱，其中若干組之噴嘴經配置於該產品之上方及下方且連接至該烘箱之側邊處之風扇式排放集流管。在此烘箱組態中，空氣在離開該噴嘴之後接觸該產品一大距離，基本上該烘箱之長度。

對所揭示實施例之對應部件、部分或表面之圓括弧參考資料僅在於闡明且不在於限制之目的，本發明提供一種改良式氣流運送系統(1)，其包括：一空氣移動元件(3)，其經組態以在一流徑中移動空氣；一位於該流徑中之腔室(19)，其經組態以接收產品(9)；一空氣傳送腔室(11)，其包括用於在一第一方向(x-x)中接收該流徑中之空氣之具有一選定面積之入口(10)及用於在不同於該第一方向之一第二方向(y-y)中排放該流徑中空氣之具有一大於該入口面積之一選定面積之出口(14)；一氣流分開器(33)，其延伸橫跨該空氣傳送出口且經組態以分開該流徑中之氣流；一空氣引導件(15)，其延伸橫跨位於該氣流分開器之下游及該腔室之上游之該流徑，該氣流引導件具有一上游入口面(28a)及一下游入口面(29c)且經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之數個分離子路徑(27)中且自實質上平行於該流徑之下游出口面排放該氣流且不造成靜態壓力實質上減小。

該空氣移動元件可包括一噴射器、一鼓風機或一風扇。該腔室可為一加熱腔室、冷卻腔室、固化腔室或乾燥腔室。該空氣傳送腔室可包括位於該流徑中之數個轉向葉片 (13)且該第二流徑方向可垂直於該第一流徑方向。該氣流分開器可包括一穿孔板、金屬絲網或金屬絲網篩。

該氣流引導件可包括一第一層(21)，其具有一上游入口面(28a)及一下游出口面(29a)及該入口面與出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑(27a)，該第一層經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之該數個分離子路徑中且自該下游出口面排放該氣流；一第二層(22)，其位於該第一層之下游且具有一上游入口面(28b)、一下游出口面(29b)及該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑(27b)，該第二層經組態以在該第二層之該入口面處接收來自該第一層之該出口處之氣流且自該第二層之該下游出口面排放該氣流。該第二層之該數個分離子路徑(27b)可相對於該第一層之該多個分離子路徑(27a)而組態，以將自該第一層之該數個子路徑排放之該氣流分開進入該第二層之該數個分離子路徑中且自該第二層之該下游出口面排放該氣流。自該第一層之至少兩個分離子路徑排放至少一部分氣流可於該第二層之該等分離子路徑中之至少一者中混合在一起。

該氣流運送系統可進一步包括一第二氣流分開器(34)，其延伸橫跨位於該氣流引導件之下游及該腔室之上游之該路徑且經組態以分開該流徑中之氣流。該第二氣流分開器可包括一穿孔板、金屬絲網或一金屬絲網篩。

該空氣傳送腔室之出口之面積(36×35)係比該空氣傳送腔室之入口之面積(36×37)大至少約4倍。該氣流分開器可 包括數個氣流開口，該等氣流開口之總面積為該空氣傳送腔室之出口面積之約5%至約35%之間。該氣流分開器可包括數個氣流開口，各個開口之垂直於該流徑之一最長尺寸為介於約0.1英寸至約0.75英寸之間，該氣流分開器中之該等開口之平均深度係自約0.03英寸至約0.12英寸。

該等子路徑可具有一平均深度(37)且可由一型樣之重複氣流開口(27)而界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域且特徵在於，垂直於該流徑之一最長尺寸(39)係介於約0.15英寸至0.75英寸之間。該等子路徑可由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域，且該型樣之重複子路徑可為一個多邊形蜂巢式型樣。該等子路徑可由一個薄壁六邊形蜂窩層(21)所形成，或由數個薄壁六邊形蜂窩層(21至23)所形成，或由數個偏移薄壁六邊形蜂窩層(40、41)所形成。該等子路徑可具有一平均深度且可由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口中之各者具有平行於該流徑之一區域，且該等子路徑可具有介於約0.25英寸至約3英寸之間之一平均深度，且該等子路徑開口之面積可為約0.06平方英寸至約1.5平方英寸之間。

在另一態樣中，本發明提供一種氣流傳送系統，其包括一空氣移動元件，該空氣移動元件經組態以在一流徑中移動空氣；一位於該流徑中之腔室，其經組態以接收產品；一空氣傳送腔室，其包括一用於在第一方向接收該流徑中之空氣之具有一選定面積之入口及一在不同於該第一方向 之第二方向排放該路徑中之空氣之選定面積大於該入口面積之一出口；一氣流分開器，其延伸橫跨該空氣傳送出口且具有數個氣流開口，該氣流分開器之該等氣流開口具有一平均深度及垂直於該流徑之一總區域；一氣流引導件，其延伸橫跨位於該氣流分開器之下游及該腔室之上游之該路徑，該氣流引導件具有一上游入口面、一下游出口面及介於該入口面與該出口面之間之數個不同的子路徑，該等子路徑具有一平均深度且係由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域且特徵在於具有垂直於該流徑之一最長尺寸，該等子路徑之該平均深度係大於該氣流分開器中之該等開口之該平均深度，該氣流引導件之該入口面中之該等氣流開口之總面積係實質上大於該流體分開器中之該等氣流開口之該總面積，且該等子路徑之平均深度係大於該等開口之垂直於該等子路徑之流徑之該最長尺寸。

該空氣移動元件可包括一噴射器、一鼓風機或一風扇。該腔室可為一加熱腔室、冷卻腔室、固化腔室或乾燥腔室。該空氣傳送腔室可包括位於該流徑中之數個轉向葉片且該第二流徑方向可垂直於該第一流徑方向。該空氣分開器可包括一穿孔板、金屬絲網或金屬絲網篩。

該氣流引導件可包括一第一層，其具有一上游入口面及一下游出口面及該入口面與出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑，該第一層經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入於該流徑內之該數個分離子路徑中且自 該下游出口面排放該氣流；一第二層，其位於該第一層之下游且具有一上游入口面、一下游出口面及該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑，該第二層經組態以在該第二層之該入口面處接收來自該第一層之該出口處之氣流且自該第二層之該下游出口面排放該氣流。該第二層之該數個分離子路徑可相對於該第一層之該數個分離子路徑而組態，以將自該第一層之該數個分離子路徑排放之該氣流分開進入該第二層之該數個分離子路徑中且自該第二層之該下游出口面而排放該氣流。自該第一層之至少兩個分離子路徑排放之至少一部分氣流可於該第二層之該等分離子路徑中之至少一者中混合在一起。

該第一層之該等子路徑具有一平均深度且可由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口具有垂直於該流徑之一總區域且特徵在於具有垂直於該流徑之一最長尺寸，該第一層之該等子路徑之平均深度係大於該氣流分開器中之該等開口之該平均深度，該第一層之該入口面之氣流開口之總面積實質上大於該氣流分開器中之該等氣流開口之總面積，且該第一層之該等子路徑之平均深度大於該等開口之垂直於該等子路徑之該最長尺寸。該第二層之該等子路徑可具有一平均深度且可由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口具有垂直於該流徑之一總區域且其特徵在於具有垂直於該流徑之一最長尺寸，該第二層之該等子路徑之該平均深度大於該氣流分開器中之該等開口之平均深度，該第二層之入口面中之該等氣流開 口之總面積實質上大於該氣流分開器中之該等氣流開口之該總面積，且該第二層之該等子路徑之該平均深度大於該等開口之垂直於該等子路徑之該最長尺寸。

該第一層之該等子路徑之型樣之重複氣流開口可實質上不同於該第二層之該等子路徑之型樣之重複氣流開口。該第一層之該等子路徑之平均深度可實質上不同於該第二層之該等子路徑之該平均深度。該第一層之入口面中之氣流開口之總面積可實質上不同於該第二層之入口面中之氣流開口之總面積。該第一層之該等子路徑之開口之該最長尺寸可實質上不同於該第二層之該等子路徑之開口之最長尺寸。

該空氣傳送腔室之出口之面積可比該空氣傳送腔室之入口之面積大至少約四倍。該氣流分開器之氣流開口所具之一總面積係該空氣傳送腔室之出口之面積之約5%至約35%。該氣流分開器之該等氣流開口各者可具有一直徑且該直徑可介於約0.1英寸至約0.75英寸之間。該等子路徑中之各者之最長尺寸可介於約0.15英寸至約0.75英寸之間。

該型樣之重複子路徑可為一個六邊形蜂巢式型樣。該型樣之重複子路徑可為一個多邊形蜂巢式圖案。該等子路徑可由一薄壁六邊形蜂窩層所形成。該等子路徑可由數個薄壁多邊形蜂窩層形成，或由數個偏移薄壁六邊形蜂窩層所形成。該等子路徑可具有介於約0.25英寸至約3英寸之間之一平均深度。

在另一態樣中，本發明提供一種氣流運送系統，其包括一空氣移動元件，其經組態以在一路徑中移動空氣；一位 於該流徑中之腔室，該腔室經組態以接收產品；一空氣傳送腔室，其包括用於接收該流徑中之空氣之具有選定面積之一入口及用於排放該流徑中之空氣之具有一選定面積之出口；一氣流分開器，其延伸橫跨該空氣傳送出口且經組態以分開該流徑中之氣流；一氣流引導件，其延伸橫跨位於該氣流分開器之下游及該腔室之上游之該流徑，該氣流引導件具有一上游入口面及一下游出口面且經組態以於該入口面處以一入口速度接收氣流且自該下游出口面以一出口速度而排放該氣流，其中該入口速度大於或等於該出口速度，且其中該出口速度為至少每秒4公尺。

該空氣傳送腔室之出口之面積可大於該空氣傳送腔室之入口之面積，該空氣傳送腔室之入口可在第一方向上接收該流徑中之空氣且該空氣傳送腔室之出口可在不同於該第一方向之第二方向上排放該流徑中之空氣，且該氣流引導件可經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之數個分離子路徑且自實質上平行於該流徑之該下游出口面排放該氣流。該空氣傳送腔室可包括位於該流徑中之數個轉向葉片且該第二流徑方向可垂直於該第一流徑方向。該氣流分開器可包括一穿孔板、金屬絲網或一金屬絲網篩。該氣流引導件可包括一第一層，該第一層具有一上游入口面及一下游出口面及介於該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑，該第一層經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之該數個分離子路徑中且自該下游出口面排放該氣流；一第二 層，其位於該第一層之下游且具有一上游入口面、一下游出口面及介於該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑，該第二層經組態以於該第二層之該入口面處接收來自該第一層之該出口面之氣流且將該氣流自該第二層之下游出口面而排放。該第二層之該數個分離子路徑可相對於該第一層之該數個分離子路徑而組態，以將自該第一層之該數個分離子路徑排放之氣流分開進入該第二層之數個分離子路徑中且將該氣流自該第二層之下游出口面排放。自該第一層之至少兩個分離子路徑而排放之至少一部分氣流可在該第二層之該等分離子路徑中之至少一者中混合在一起。該氣流運送系統可進一步包括一第二氣流分開器，其延伸橫跨位於該氣流引導件之下游及該腔室之上游之該流徑且經組態以分開該流徑中之氣流。該空氣傳送腔室之出口之面積可比於該空氣傳送腔室之入口之面積大至少約四倍。

本發明之一目的在於提供一種達成具低壓力損失之期望流動性質之噴嘴。另一目的在於提供一種用於平行流烘箱及烘乾機之噴嘴，該噴嘴使氣流偏轉90度且在整個噴嘴出口面具有均勻之空氣速度，且出口流係直形且平行於噴嘴面之法線向量。另一目的在於達成希望之幾何形狀之氣流型樣，其中該出口面之長度遠長於高度或該深度。另一目的在於提供一種可輕易縮放大小而適應不同的烘箱或烘乾機寬度及平行之產品層之間之不同間隔。

另一目的在於提供一種用於平行流、向下流或交叉流烘 箱及烘乾機之噴嘴，該噴嘴在整個該噴嘴出口面及直形且平行於該噴嘴面之法線向量之流出物上具有均勻之空氣速度。

首先，應清楚地理解，在整個所有若干圖式中，相同參考數字用以指明同一結構性元件、部分或表面，就此而言該等元件、部分或表面可進一步由整個書面說明書而描述或解釋，此詳盡說明係該書面說明書之一部分。除非另有指明，該等圖係用以與該說明書一起閱讀(例如，交叉剖面線、部件之配置、比例、程度等等)，且被視為本發明之整個書面說明書的一部分。用於下文描述中時，術語「水平的」、「垂直的」、「左」、「右」、「上」及「下」，及其等之形容詞衍生詞及副詞衍生詞(例如，「水平地」、「向右地」、「向上地」等等)僅指所圖解之結構在特定之圖面對讀者時之定向。類似地，視情況，術語「向內地」、「向外地」一般指一表面相對於其延伸軸線、或旋轉軸線之定向。

參考圖，且更具體而言參考圖1，本發明提供一種改良式氣流運送系統，該氣流運送系統之第一實施例一般指示為1。雖然本發明具有許多用於提供具有減少之壓力損失之期望流的應用，但亦描述關於本發明應用於碳纖維前驅物之氧化穩定烘箱。

圖1顯示烘箱1之一部分，具經配置之腔室19及產品層9且在平行之水平面中移動。藉由風扇3循環空氣來接觸產品9，該空氣排放進入側充氣室2中，該側充氣室2依次將 空氣引導通過過濾器4及加熱器5而進入轉向葉片6中。經加熱空氣自葉片6進入一組噴嘴7中，該組噴嘴經配置於產品層9之上方及下方，於此空氣被轉向90度，使得其在平行於產品9之行進方向之一方向上排放。在該烘箱1之另一端，空氣進入收集充氣室8中，且經由該充氣室8而回到風扇3之入口。

現參考圖2，在此實施例中，噴嘴7一般為一矩形立方體，其由使用標準工業慣例而形成且焊接之金屬片而製成。噴嘴7具有一右開口面10，其作為一空氣入口及一前開口面14，其垂直於入口10且作為一出口。實心面17係與該空氣入口10相對且頂部實心面18a、底部實心面18b及後實心面18c與空氣入口10相對且頂部實心面18a、底部實心面18b及後實心面18c垂直於空氣入口10。實心面17、頂面18a、底面18b及後面18c界定空氣傳送腔室11。空氣傳送腔室11中之由已經形成90度彎曲之薄金屬片形成之複數個葉片13係藉由分散焊接而沿其等之長度而附接至頂實心面18a及底部實心面18b。葉片13經配置而製作與穿孔板33交叉之複數個實質上相等尺寸之排放通道。因此，氣流朝方向x-x經由入口10而進入空氣傳送腔室11中且藉由葉片13而轉向90度(在此實施例中)，以大體朝方向y-y經由出口14而離開空氣傳送腔室11。

該噴嘴7之與實心面18c相對之空氣排放面20包括上游穿孔板33、氣流引導件15及下游穿孔板34。如圖所示，穿孔板33及34經組態以具有一型樣之氣流孔30，該等氣流孔30 允許空氣自個別板之上游側31流動至該個別板之下游側32。較佳但非必要的是，穿孔板33及34具有相同型樣及大小之孔30。同樣較佳的是，板33及34中之孔30之直徑在約0.1英寸至0.5英寸之範圍內，且更加為在約0.2英寸至0.4英寸之範圍內。穿孔板33及34之開口面積較佳為總面積之約5%至35%之範圍內且更佳在約15%至25%之範圍內。

如圖2中所示，氣流引導件15經定位於穿孔板33與34之間，且在此實施例中，包括三個片或層21、22及23。如圖3中所示，片21至23中之各者具有由一個六邊形橫截面結構界定之數個分離流動子通道27a至27c，該六邊形橫截面結構形成有等尺寸之重複之六邊形開孔25，通常稱為蜂窩。圖3顯示具有市售之蜂窩形狀之層21至23之一實施例。如圖所示，片21至23中之各者係由重複型樣之基孔25所形成，如圖4中所示，其具有形成一內空氣通道27之六個側。孔25較佳具有不超過八個側且更佳具有六個側。較佳但非必要的是，所有蜂窩層21至23具有相同孔25大小，且該等孔之一最長橫向尺寸39在約0.15英寸至約0.75英寸之範圍內，且更佳在約0.3英寸至0.6英寸之範圍內。雖然顯示一個六邊形孔，但可使用其他型樣。例如，孔25可為任何凸多邊形或其他形狀。子路徑27具有介於約0.25英寸至約3英寸之間之一平均深度37，且子路徑開口27具有介於約0.06平方英寸至約1.5平方英寸之間之面積。

如圖5中所示，在此實施例中，蜂窩層21至23經配置為其面自由碰觸之數層。層21之上游面28a經定位抵靠該板 33之下游面32a，層22經定位於該層21之下游面29a與層23之上游面28c之間，且該層23之下游面29c經定位抵靠板34之上游面31b。

如圖6中所示，層21至23經配置使得其等個別型樣之開孔25之前緣26，及因此其等數個分離流動子路徑27係相互偏移(40、41)，此偏移在此實施例中係藉由偏移端處之切口或藉由在個別層之邊界上使用間隔件而達成。圖6顯示在引導件15之上游面28a上之此種偏移，如圖所示，層22之前緣在第一維度自層21之前緣偏移距離40a，且在第二維度偏移距離40b。類似地，層23之前緣在第一維度自層22之前緣偏移距離41a且在第二維度偏移距離42b。該等距離係使得層23之前緣亦自層21之前緣偏移。雖然在此實施例中所有三個層均偏移，但一或多個層可經組態使得其等不相對於其他一或多個層偏移。

此偏移之結果是，氣流路徑因通過該氣流引導件15之深度而相遇之前緣之量增加而變得扭曲。使用三個或三個以上之層，隨意性對準使得整個總成15在大面積上更均勻。

此外，由於第一層21具有一上游入口面28a及一下游出口面29a及介於該入口面與出口面之間之流徑內之數個分離子路徑27a，層21於入口面28a處接收氣流且將該氣流分開進入該整個流徑內之數個分離子路徑27a中且自下游出口面29a排放該氣流。由於位於第一層21之下游之第二層22自層21偏移40且具有一上游入口面28b，一下游出口面29b及介於入口面28b與出口面29b之間之數個分離子路徑 27b，故該第二層於入口面28b處接收來自第一層21之出口面29a之氣流且將自該第一層之該數個分離子路徑27a排放之氣流分開進入第二層22之數個分離子路徑27b中且自第二層22之下游出口面29b而排放該氣流。由於偏移40，自第一層21之至少兩個分離子路徑27a排放之至少一部分氣流於第二層22之該等分離子路徑27b中之至少一者中混合在一起。類似地，由於位於第二層22之下游之第三層23自層22偏移41且具有一下游入口面28c、一下游出口面29c及介於入口面28c與出口面29c之間之數個分離子路徑27c，該第三層於入口面28c處接收來自第二層21之出口面29b之氣流且將自該第二層之數個分離子路徑27b所排放之氣流分開進入第三層23之數個分離子路徑27c中且自第三層23之下游出口面29c排放該氣流。由於偏移41，自第二層22之至少兩個分離子路徑27b而排放之至少一部分氣流於第三層23之分離子路徑27c中之至少一者中混合在一起。

氣流引導件15可由一或多層之任何堅硬形狀形成，該形狀呈現一實質上開口橫截面及在穿孔板33及34之間流動之空氣之數個氣流子路徑。較佳的是該氣流引導件15之面28a之開口面積27大於總面積之約80%，且更佳的是該開口面積27大於該總面積之約90%。

在此實施例中，該噴嘴之長寬比係使得出口面20比入口面10更寬或更長。一般而言，水平產品網相隔150mm至300mm且寬度係1500mm至4000mm，此限制該噴嘴，使得該噴嘴之出口寬度35大於其高度36十倍至二十倍。同樣 地，在此實施例中，噴嘴之深度尺寸37保持為不大於產品間隔16之2倍，其導致腔室19中之較大部分之產品9被曝露至完整氣流。

在此實施例中，空氣傳送腔室11之出口14之面積比空氣傳送腔室11之入口10之面積大至少約四倍。該等穿孔板33及34中之數個氣流開口30之總面積分別為空氣傳送腔室11之出口14之面積之約5%至約35%之間。

引導件15之子路徑27之平均深度37大於該板33中之開口30之平均深度，且氣流引導件15之入口面28a中之氣流開口27之總面積實質上大於該板33中之氣流開口之總面積，且引導件15之子路徑27之平均深度大於開口27之最長尺寸39。此外，在此實施例中，第一層21之子路徑27a自身之平均深度係大於氣流分開器33中之開口30之平均深度，入口面28a中之氣流開口27a之總面積實質上大於氣流分開器33中之氣流開口30之總面積，且平均深度大於子路徑27a之最長尺寸39。類似地，第二層22及第三層23分別之子路徑27b及27c各者之平均深度大於氣流分開器33中之開口30之平均深度，總面積實質上大於氣流分開器33中之氣流開口30之總面積，且具有之一平均深度大於該最長尺寸39。

噴嘴7提供適於平行流烘箱、冷卻器、固化腔室及烘乾機之氣流。噴嘴7將氣流自垂直於該噴嘴出口之一入口10轉向90度。噴嘴7亦將氣流提供進入腔室19，該氣流在整個噴嘴排放面20上具有均勻之空氣速度且實質上直形且正交於噴嘴排放面20且實質上平行於軸線y-y。

在替代性實施例中，第一層21之子路徑之重複氣流開口之型樣可實質上不同於第二層22之子路徑之重複氣流開口之型樣。類似地，第三層23中之開口之型樣可實質上不同於第二層22中之開口之型樣且與第一層21中之開口之型樣相同或不同。第一層21之子路徑之平均深度可實質上不同於第二層22及/或第三層23之子路徑之平均深度。同樣地，第一層21之入口面28a中之氣流開口之總面積可分別實質上不同於該第二層22及/或第三層23之入口面28b及/或28c中之氣流開口之總面積。第一層21之子路徑之該等開口之最長尺寸可實質上不同於第二層22及/或第三層23之子路徑之該等開口之最長尺寸。此外，如下文所指示，可採用超過三層。同樣地，亦可採用單一層21或僅兩個層21及22。

由於強制對流式烘箱、冷卻器、固化腔室及烘乾機使用風扇大規模耗用數百千瓦，故若氣流導向噴嘴無法執行其具低壓力損失之功能會是顯著缺點，因為所需風扇功率與該系統中之總壓力降成正比，且該噴嘴一般將造成電路中最大之壓力降。考慮到由板33及34及包含數個偏移蜂窩層之氣流引導件15所產生之流徑，則可預期產生一高壓力降。然而，當測試時，由噴嘴7引起的壓力降實質上低於預期。

使用與圖1中所示之烘箱部分類似之構造來評估噴嘴7之不同實施例在與一習知設計比較時之效能。在測試設定中，使用一個20hp之風扇來同時向如圖1中所示方式之一 組三個平行噴嘴提供空氣。一無因次參數(dimensionless parameter)係如同流出噴嘴之氣流均勻性標準有用，其為來自在不同覆蓋噴嘴面積所採取之一組測量的速度標準差與速度平均值之比率。圖7顯示針對四個不同平均氣體流率(實際上對應於四個不同風扇速度)，一習知設計之速度均勻性參數之變化。用於此實例之噴嘴之寬度為1600mm，高度為200mm且深度為400mm。該空氣入口係位於一個200mm×400mm之面上且該空氣出口係位於一個200mm×1600mm之面上。該噴嘴中具有7個葉片，其等在入口及出口上方均勻地間隔開，該等葉片之高度為200mm且經焊接至上面及下面。兩個平行穿孔板位於該出口處，其等相距76mm，且具有15%之開口面積及6mm之直徑孔洞。在不同風扇速度中之每一者處測得8個空氣速度讀數。此8點係經選擇為相距200mm且基本上覆蓋住該噴嘴之整個寬度。在垂直方向，收集位於噴嘴中心的資料，該中心距底部100mm。Extech Instruments型號407113熱感式風速計係用於速度測量。在所有之情形下，在每個資料位置處可取20個各別速度讀數之平均值。在所有之情形下，空氣溫度係介於20℃至24℃之間。圖7顯示對於四個恆定風扇速度中之各者(顯示為平均速度)之標準差/平均速度均勻性參數，其包含沿寬度之8個位置所得之讀數，且亦為一考量所有32個讀數之總值。在圖7中，個別風扇速度參數之範圍係自6.1%至約7.4%且總值為6.8%。

圖8顯示針對本發明之一實施例之速度均勻性參數。噴 嘴大小與習知設計噴嘴之大小相同，即，寬度為1600mm，高度為200mm且深度為400mm。亦如習知設計相同具有7個轉向葉片及兩個平行穿孔板。在此改良式噴嘴之實施例中，在該等穿孔板之間插入具有12mm孔大小之六層蜂窩材料，且各者深度為12.7mm(總深度為76mm)。圖8中亦顯示，個別風扇速度參數之範圍係自0.9%至1.1%且總值為1.0%。如圖所示，此實施例中之速度均勻性由於添加了結構性氣流引導件15而較習知設計具有顯著改良。

圖7及圖8亦顯示四組資料(其代表恆定風扇速度)中之各者之壓力降(DP)。使用一Shortridge Instruments型號ADM-860電子微壓力計測量噴嘴上游之壓力。在所有之情形下，於每個風扇速度下平均12個各別讀數。如圖所示且意外地，在此實施例中該改良式噴嘴之壓力降實際上等於習知設計中之壓力降。此結果令人驚訝，因為從添加引導件15而達成更佳流動均勻性並未以施加更高壓力降作為代價。

圖9顯示隨插入此實施例中之穿孔板之間之蜂窩材料的數目及因此總厚度而變之速度均勻性參數的變化。在具有數片蜂窩材料之情形下，該等材料片經配置而使得相鄰面基本上碰觸而無間隙。流動均勻性隨著12.7mm厚之蜂窩材料片或層之數目增加而改良。在增加到6片，或76mm之總深度之後，經判斷該均勻性參數接近測量系統之解析度之限度。

圖10顯示隨一固定總蜂窩深度或厚度76mm之蜂窩數目 而變之速度均勻性參數的變化。在此情形下，使用各種不同厚度之蜂窩片來達成一恆定總厚度，使得試驗之間的變化是蜂窩之間具有不同數目之界面。而對於其他報告資料，該等蜂窩基本上於其等各自的面而碰觸。此係一令人驚訝之結果，因為該速度均勻性隨著個別層之數目且因此層之間之界面增加而改良。因此，例如三層25.4mm厚之蜂窩之效能超過單層76mm厚，且六層12.7mm厚之效能超過三層25.4mm厚。

圖11顯示針對習知設計或比較性實例及該改良式噴嘴之一實施例之經測量氣流真直度資料。比較性實例及該改良式噴嘴之一實施例與先前分別參考圖7及圖8而描述之噴嘴相同。在不同風扇速度中之各者處測得8個氣流角度讀數。此等8個點經選擇為相距200mm且基本上覆蓋該噴嘴之整個長度。在垂直方向，收集位於噴嘴中心的資料，該中心距底部100mm。該測量係藉由下列方式完成：將自該噴嘴面延伸600mm之一線附接於8個位置中之各者處且接著使用一捲尺(tape measure)於距該噴嘴面400mm一點處測量該線之位置。接著根據初等幾何計算該角度，其中定義零度為正交於該噴嘴面之角度。圖11顯示該比較性實例或習知設計之噴嘴，其自法線具有高變化度，尤其在中心區域，且最個別之讀數變化超過10度。該比較性實例噴嘴之自法線之總平均角度變化為9.1度。來自該改良式噴嘴之此實施例之資料實質上較佳，因大部分角度讀數自法線偏離小於3度且自法線之總平均變化為僅1.6度。

圖12顯示隨插入於較佳實施例之該等穿孔板之間之蜂窩材料的數目及因此總深度或厚度而變的該氣流真直度之變化。該氣流真直度隨著12.7mm之蜂窩材料片的數目增加而改良。

本發明預想到可做出許多改變及修改。因此，雖然已經顯示且描述了該氣流運送系統之當前較佳形式，且談論了若干修改及替代，熟悉此項技術者將輕易理解，在不背離如下文申請專利範圍所界定及區別之本發明之精神及範圍下可做出各種額外的改變及修改。

1‧‧‧烘箱/氣流運送系統

2‧‧‧側充氣室

3‧‧‧風扇/空氣移動元件

4‧‧‧過濾器

5‧‧‧加熱器

6‧‧‧轉向葉片

7‧‧‧噴嘴

8‧‧‧收集充氣室

9‧‧‧產品層

10‧‧‧右開口面/入口

11‧‧‧空氣傳送腔室

13‧‧‧葉片

14‧‧‧前開口面/出口

15‧‧‧氣流引導件

16‧‧‧產品間隔

17‧‧‧實心面

18a‧‧‧頂部實心面

18b‧‧‧底部實心面

18c‧‧‧後實心面

19‧‧‧腔室

20‧‧‧噴嘴排放面/空氣排放面/出口面

21‧‧‧片或層

22‧‧‧片或層

23‧‧‧片或層

25‧‧‧六邊形開孔

26‧‧‧前緣

27‧‧‧子路徑/子通道

27a‧‧‧子路徑/子通道

27b‧‧‧子路徑/子通道

27c‧‧‧子路徑/子通道

28a‧‧‧上游面/上游入口面

28b‧‧‧上游入口面

28c‧‧‧下游入口面

29a‧‧‧下游出口面

29b‧‧‧下游出口面

29c‧‧‧下游出口面

30‧‧‧氣流開口/氣流孔

31b‧‧‧上游面

32a‧‧‧下游面

33‧‧‧上游穿孔板/氣流分開器

34‧‧‧下游穿孔板/氣流分開器

圖1係本發明之經組態於提供平行於產品之氣流之一烘箱中之一實施例的部分透視圖。

圖2係圖1中所示之該噴嘴之一分解圖。

圖3係圖2中所示之該氣流引導件之一層之下游面視圖。

圖4係取自圖3中所指示之區域A內之圖3中所示之氣流引導件層之一放大細節圖。

圖5係圖2中所示之該氣流引導件之一下游面之非分解透視圖。

圖6係取自圖5之指示區域B內之圖5中所示之該氣流引導件之一放大細節圖。

圖7係一組經測量速度均勻性資料及一比較性實例或習知設計之對應無因次參數之圖。

圖8係一組經測量速度均勻性資料及本發明之一實施例之對應無因次參數之圖。

圖9係隨包含於平行穿孔板之間之蜂窩數目及厚度而變之該速度均勻性參數之變化之圖。

圖10係隨一固定厚度配置之蜂窩界面數目而變之該速度均勻性參數之變化之圖。

圖11係針對該比較性實例與本發明之一實施例之經測量速度真直度資料之一圖。

圖12係隨包含於平行穿孔板中之蜂窩數目及厚度而變之該流動真直度之變化之一圖。

1‧‧‧烘箱

2‧‧‧側充氣室

3‧‧‧風扇

4‧‧‧過濾器

5‧‧‧加熱器

6‧‧‧轉向葉片

7‧‧‧噴嘴

8‧‧‧收集充氣室

9‧‧‧產品層

16‧‧‧產品間隔

19‧‧‧腔室

Claims (61)

1. 一種氣流運送系統，其包括：一空氣移動元件，其經組態以在一流徑中移動空氣；一位於該流徑中之腔室，其經組態以接收產品；一空氣傳送腔室，其包括一用於在一第一方向接收該流徑中之空氣之具有一選定面積之入口及一用於在不同於該第一方向之一第二方向排放該流徑中之空氣之具有一大於該第入口之該面積之一選定面積之出口；一氣流分開器，其延伸橫跨該空氣傳送出口且經組態以分開該流徑中之氣流；一氣流引導件，其延伸橫跨位於該氣流分開器之下游及該腔室之上游之該流徑；該氣流引導件具有一上游入口面及一下游出口面且經組態以於該入口面處接收氣流並將該氣流分開進入該流徑內之數個分離子路徑且將該氣流自實質上平行於該流徑之該下游出口面排出且不造成靜態壓力實質上減小。
2. 如請求項1之氣流運送系統，其中該空氣移動元件包括一噴射器、鼓風機或一風扇。
3. 如請求項1之氣流運送系統，其中該腔室為一加熱腔室、冷卻腔室、固化腔室或乾燥腔室。
4. 如請求項1之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室包括位於該流徑中之數個轉向葉片且該流徑之該第二方向係垂直於該流徑之該第一方向。
5. 如請求項1之氣流運送系統，其中該氣流分開器包括一穿孔板、金屬絲網或一金屬絲網篩。
6. 如請求項1之氣流運送系統，其中該氣流引導件包括：一第一層，其具有一上游入口面及一下游出口面及位於該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑；該第一層經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之該數個分離子路徑中且自該下游出口面排放該氣流；一第二層，其位於該第一層之下游且具有一上游入口面、一下游出口面及在該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑；該第二層經組態以於該第二層之該入口面處接收來自該第一層之該出口面之氣流且將該氣流自該第二層之該下游出口面排放。
7. 如請求項6之氣流運送系統，其中該第二層之該數個分離子路徑係相對於該第一層之該數個分離子路徑而組態，以將來自該第一層之該數個分離子路徑之該氣流分開進入該第二層之該數個分離子路徑中且自該第二層之該下游出口面排放該氣流。
8. 如請求項7之氣流運送系統，其中自該第一層之至少兩個分離子路徑排放之該氣流之至少一部分係於該第二層之該等分離子路徑中之至少一者中混合在一起。
9. 如請求項1之氣流運送系統，且進一步包括一第二氣流 分開器，其延伸橫跨位於該氣流引導件之下游與該腔室之上游之該流徑且經組態以分開該流徑中之氣流。
10. 如請求項9之氣流運送系統，其中該第二氣流分開器包括一穿孔板、金屬絲網或一金屬絲網篩。
11. 如請求項1之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室之該出口的該面積係比該空氣傳送腔室之該入口的該面積大至少約4倍。
12. 如請求項1之氣流運送系統，其中該氣流分開器包括數個氣流開口，該等開口之總面積係介於該空氣傳送腔室之該出口之該面積之約5%至約35%之間。
13. 如請求項1之氣流運送系統，其中該氣流分開器包括數個氣流開口，各個開口之垂直於該流徑之最長尺寸為介於約0.1英寸至約0.75英寸之間。
14. 如請求項1之氣流運送系統，其中該等子路徑具有一平均深度且由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域且特徵在於，垂直於該流徑之最長尺寸為介於約0.15英寸至約0.75英寸之間。
15. 如請求項1之氣流運送系統，其中該等子路徑係由一型樣之重複氣流開口而界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域。
16. 如請求項15之氣流運送系統，其中該型樣之重複子路徑係一多邊形蜂巢式型樣。
17. 如請求項1之氣流運送系統，其中該等子路徑係由一薄 壁六邊形蜂窩層所形成。
18. 如請求項1之氣流運送系統，其中該等子路徑係由數個薄壁六邊形蜂窩層所形成。
19. 如請求項1之氣流運送系統，其中該等子路徑係由數個偏移薄壁六邊形蜂窩層所形成。
20. 如請求項1之氣流運送系統，其中該等子路徑具有一平均深度且係由一型樣之重複氣流開口界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域，且其中該等子路徑具有介於約0.25英寸至3英寸之間之一平均深度，且該等子路徑開口之一面積係介於約0.06平方英寸至1.5平方英寸之間。
21. 一種氣流運送系統，其包括：一空氣移動元件，其經組態以在一流徑中移動空氣；一位於該流徑中之腔室，其經組態以接收產品；一空氣傳送腔室，其包括一用於在一第一方向上接收該流徑中之空氣之具有一選定面積之入口及一用於在不同於該第一方向之一第二方向上排放該流徑中之空氣之具有一大於該第入口之該面積之一選定面積之出口；一氣流分開器，其延伸橫跨該空氣傳送出口且具有數個氣流開口；該氣流分開器之該等氣流開口具有一平均深度及垂直於該流徑之一總區域；一氣流引導件，其延伸橫跨位於該氣流分開器之下游及該腔室之上游之該流徑； 該氣流引導件具有一上游入口面、一下游出口面及介於該入口面與該出口面之間之數個不同子路徑；該等子路徑具有一平均深度且由一型樣之重複氣流開口界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域且特徵在於具有垂直於該流徑之一最長尺寸；該等子路徑之該平均深度大於該氣流分開器中之該等開口之該平均深度；該氣流引導件之該入口面中之該等氣流開口之該總面積係實質上大於該氣流分開器中之該等氣流開口之該總面積；且該等子路徑之該平均深度大於該等開口之垂直於該等子路徑之該流徑之該最長尺寸。
22. 如請求項21之氣流運送系統，其中該空氣移動元件包括一噴射器、鼓風機或一風扇。
23. 如請求項21之氣流運送系統，其中該腔室為一加熱腔室、冷卻腔室、固化腔室或乾燥腔室。
24. 如請求項21之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室包括位於該流徑中之數個轉向葉片且該流徑之該第二方向係垂直於該流徑之該第一方向。
25. 如請求項21之氣流運送系統，其中該空氣分開器包括一穿孔板、金屬絲網或金屬絲網篩。
26. 如請求項21之氣流運送系統，其中該氣流引導件包括：一第一層，其具有一上游入口面及一下游出口面及位 於介於該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑；該第一層經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之該數個分離子路徑中且自該下游出口面排放該氣流；一第二層，其位於該第一層之下游且具有一上游入口面、一下游出口面及介於該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑；該第二層經組態以於該第二層之該入口面處接收來自該第一層之該出口面之氣流且將該氣流自該第二層之該下游出口面排放。
27. 如請求項26之氣流運送系統，其中該第二層之該數個分離子路徑係相對於該第一層之該數個分離子路徑而組態，以將來自該第一層之該等數個分離子路徑排放之該氣流分開進入該第二層之該數個分離子路徑中且將該氣流自該第二層之該下游出口面排放。
28. 如請求項27之氣流運送系統，其中自該第一層之至少兩個分離子路徑排放之該氣流之至少一部分係於該第二層之該等分離子路徑中之至少一者中混合在一起。
29. 如請求項26之氣流運送系統，其中：該第一層之該等子路徑具有一平均深度且係由一型樣之重複氣流開口界定於該入口面處，該等開口具有垂直於該流徑之一總區域且特徵在於具有垂直於該流徑之一最長尺寸； 該第一層之該等子路徑之該平均深度係大於該氣流分開器中之該等開口之該平均深度；該第一層之該入口面中之該等氣流開口之該總面積係實質上大於該氣流分開器中之該等氣流開口之該總面積；且該第一層之該等子路徑之該平均深度係大於垂直於該等子路徑之該流徑之該等開口之該最長尺寸。
30. 如請求項29之氣流運送系統，其中：該第二層之該等子路徑具有一平均深度且係由一型樣之重複氣流開口界定於該入口面處，該等開口具有垂直於該流徑之一總區域且特徵在於具有垂直於該流徑之一最長尺寸；該第二層之該等子路徑之該平均深度係大於該氣流分開器中之該等開口之該平均深度；該第二層之該入口面中之該等氣流開口之該總面積係實質上大於該氣流分開器中之該等氣流開口之該總面積；且該第二層之該等子路徑之該平均深度係大於該等開口之垂直於該等子路徑之該流徑之該最長尺寸。
31. 如請求項30之氣流運送系統，其中該第一層之該等子路徑之該型樣之重複氣流開口係實質上不同於該第二層之該等子路徑之該型樣之重複氣流開口。
32. 如請求項30之氣流運送系統，其中該第一層之該等子路徑之該平均深度實質上不同於該第二層之該等子路徑之 該平均深度。
33. 如請求項30之氣流運送系統，其中該第一層之該入口面中之該等氣流開口之該總面積係實質上不同於該第二層之該入口面中之該等氣流開口之該總面積。
34. 如請求項30之氣流運送系統，其中該第一層之該等子路徑之該等開口之該最長尺寸係實質上不同於該第二層之該等子路徑之該等開口之該最長尺寸。
35. 如請求項21之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室之該出口的該面積係比該空氣傳送腔室之該入口的該面積大至少約4倍。
36. 如請求項21之氣流運送系統，其中該氣流分開器之該等氣流開口之一總面積係該空氣傳送腔室之該出口之該面積之約5%至約35%之間。
37. 如請求項21之氣流運送系統，其中該氣流分開器之該等氣流開口各具有一直徑且該直徑係介於約0.1英寸至約0.75英寸之間。
38. 如請求項21之氣流運送系統，其中該等子路徑中之各者之該最長尺寸係介於約0.15英寸至約0.75英寸之間。
39. 如請求項21之氣流運送系統，其中該型樣之重複子路徑係一六邊形蜂巢式型樣。
40. 如請求項21之氣流運送系統，其中該型樣之重複子路徑係一多邊形蜂巢式型樣。
41. 如請求項21之氣流運送系統，其中該等子路徑係由一薄壁六邊形蜂窩層所形成。
42. 如請求項21之氣流運送系統，其中該等子路徑係由數個薄壁六邊形蜂窩層所形成。
43. 如請求項21之氣流運送系統，其中該等子路徑係由數個偏移薄壁六邊形蜂窩層所形成。
44. 如請求項21之氣流運送系統，其中該等子路徑具有介於約0.25英寸至約3英寸之間之一平均深度。
45. 如請求項21之氣流運送系統，其中該等子路徑開口各具有介於約0.06平方英寸至約1.5平方英寸之間的一面積且具有為該空氣傳送腔室之該出口之該面積之至少約80%的一總面積。
46. 如請求項21之氣流運送系統，其中該氣流分開器中之該等開口之該平均深度係自約0.03英寸至約0.12英寸。
47. 如請求項21之氣流運送系統，且進一步包括一第二氣流分開器，該第二氣流分開器延伸橫跨位於該氣流引導件之下游及該腔室之上游之該流徑且經組態以分開該流徑中之氣流。
48. 如請求項47之氣流運送系統，其中該第二氣流分開器包括一穿孔板、金屬絲網或一金屬絲網篩。
49. 如請求項21之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室係一矩形腔室。
50. 一種氣流運送系統，其包括：一空氣移動元件，其經組態以在該流徑中移動空氣；一位於該流徑中之腔室，其經組態以接收產品；一空氣傳送腔室，其包括用於接收該流徑中之空氣之 具有一選定面積之一入口及用於排放該流徑中之空氣之具有一選定面積之一出口；一氣流分開器，其延伸橫跨該空氣傳送出口且經組態以分開該流徑中之氣流；一氣流引導件，其延伸橫跨位於該氣流分開器之下游及該腔室之上游之該流徑；該氣流引導件具有一上游入口面及一下游出口面且經組態以於該入口面處以一入口速度接收氣流且自該下游出口面以一出口速度排放該氣流；其中該入口速度係大於或等於該出口速度；且其中該出口速度係至少每秒4公尺。
51. 如請求項50之氣流運送系統，其中：該空氣傳送腔室之該出口的該面積係大於該空氣傳送腔室之該入口的該面積；該空氣傳送腔室之該入口在一第一方向上接收該流徑中之空氣且該空氣傳送腔室之該出口在不同於該第一方向之一第二方向上排放該流徑中之空氣；且該氣流引導件經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之數個分離子路徑中且將該氣流自實質上平行於該流徑之該下游出口面排放。
52. 如請求項51之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室包括位於該流徑中之數個轉向葉片且該流徑之該第二方向係垂直於該流徑之該第一方向。
53. 如請求項50之氣流運送系統，其中該氣流分開器包括一 穿孔板、金屬絲網或一金屬絲網篩。
54. 如請求項50之氣流運送系統，其中該氣流引導件包括：一第一層，其具有一上游入口面及一下游出口面及該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑；該第一層經組態以於該入口面處接收氣流且將該氣流分開進入該流徑內之該數個分離子路徑中且自該下游出口面排放該氣流；一第二層，其位於該第一層之下游且具有一上游入口面、一下游出口面及該入口面與該出口面之間之該流徑內之數個分離子路徑；該第二層經組態以於該第二層之該入口面處接收來自該第一層之該出口面之氣流且自該第二層之該下游出口面排放該氣流。
55. 如請求項54之氣流運送系統，其中該第二層之該數個分離子路徑係相對於該第一層之該數個分離子路徑而組態，以將自該第一層之該數個分離子路徑排放之該氣流分開進入該第二層之該數個分離子路徑中且自該第二層之該下游出口面排放該氣流。
56. 如請求項55之氣流運送系統，其中自該第一層之至少兩個分離子路徑排放之該氣流之至少一部分係於該第二層之該等分離子路徑中之至少一者中混合在一起。
57. 如請求項50之氣流運送系統，且進一步包括一第二氣流分開器，其延伸橫跨位於該氣流引導件之下游及該腔室之上游之該流徑且經組態以分開該流徑中之氣流。
58. 如請求項51之氣流運送系統，其中該空氣傳送腔室之該出口的該面積係比該空氣傳送腔室之該入口的該面積大至少約4倍。
59. 如請求項51之氣流運送系統，其中該等子路徑係由一型樣之重複氣流開口界定於該入口面處，該等開口中之各者具有垂直於該流徑之一區域。
60. 如請求項59之氣流運送系統，其中該型樣之重複子路徑係一多邊形蜂巢式型樣。
61. 如請求項51之氣流運送系統，其中該等子路徑係由數個偏移薄壁六邊形蜂窩層所形成。