TWI779891B - 渦流產生裝置 - Google Patents

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Abstract

一種渦流產生裝置，包括：管體、螺旋流道以及引流噴嘴。工作流體沿著流體輸送方向進入該管體並朝向外部輸送。該螺旋流道使導引流體以相反於該流體輸送方向螺旋地流動的方式流向該引流噴嘴。該導引流體經過該引流噴嘴以在該管體中加速流動，藉此使該工作流體受到該導引流體的擾動而在該管體內形成渦流。

Description

渦流產生裝置
本發明相關於一種流體處理裝置，特別是相關於一種渦流產生裝置。
渦流頭為一種流體處理裝置，其使工作流體產生渦流狀態，以獲得在特定成份的濃度上或在溫度上充分混合的效果。具體而言，渦流狀態，是藉由導引流體帶動工作流體在渦流頭內部空間形成渦流型式流動所達成。藉此，導引流體與工作流體之間的牽引運動能夠獲得兩者在濃度或溫度上充分混合的效果。
進一步而言，現有技術的渦流頭，是在其管壁內部開設相對於軸向呈傾斜角度的導引孔，其中導引流體即經由導引孔進入渦流頭內部空間，以帶動工作流體形成渦流型式流動。但是，導引流體在進入渦流頭之後，隨即自渦流頭的導引孔進入內部空間而沒有充分的時間進行加熱；因此，導引流體與工作流體之間的熱能傳遞的效果不彰。再者，導引孔的加工往往是在渦流頭的內壁面鑽孔，因而造成渦流頭內部的加工表面粗糙的缺失。
因此，本發明的目的即在提供一種渦流產生裝置，可延長導引流體在管體內流動的路徑與時間，並且促進工作流體在管體內部形成渦流狀態。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種渦流產生裝置，包括：管體，該管體的內壁面及外壁面之間具有壁體容置部，該管體的該內壁面的內側係為內流空間，該管體的一端為流入端以及另一端為流出端，其中工作流體沿著流體輸送方向經由該流入端進入該內流空間並通過該流出端而朝向該管體的外部輸送；螺旋流道，設置於該壁體容置部之中且具有螺旋狀的流道，其中該螺旋流道具有引流入口及引流出口，該螺旋流道經設置而使導引流體以在該螺旋流道內沿相反於該流體輸送方向螺旋地流動的方式自該引流入口注入該螺旋流道並流向該引流出口；以及引流噴嘴，以噴嘴出口朝向該管體的流出端的方式設置於該內流空間中，該引流噴嘴具有朝向該噴嘴出口收縮的噴嘴內孔，且該引流噴嘴連通於該螺旋流道的引流出口，以引導該導引流體經過該噴嘴內孔而沿該流體輸送方向自該噴嘴出口流出以在該內流空間中加速流動，藉此使流經該管體的該工作流體受到加速流動的該導引流體的擾動而在該內流空間內形成渦流。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，其中該管體具有二個凸緣，二個該凸緣各自徑向地形成於該管體對應於該流入端以及該流出端的外壁面，而在二個該凸緣之間形成襯套套置空間。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，其中該管體具有內管件以及外管件，該外管件同軸心地包覆該內管件而使該外管件的內徑管面抵接於該內管件的外徑管面，該外管件具有形成於該內徑管面的第一螺旋狀溝槽，該內管件具有形成於該外徑管面的第二螺旋狀溝槽，該第二螺旋狀溝槽對應於該第一螺旋狀溝槽而在該內徑管面抵接該外徑管面時結合形成該螺旋流道。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，其中該螺旋流道的引流入口開設於該管體的外壁面且該引流入口鄰近於該管體的流出端，以及該螺旋流道的引流出口開設於該管體的內壁面且該引流出口鄰近於該管體的流入端。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，其中該引流噴嘴以該噴嘴出口位於該管體的中心軸線上的方式設置在該內流空間。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，其中該引流噴嘴的噴嘴內孔為朝向該噴嘴出口平滑地漸縮。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，其中該引流噴嘴具有導流管以及延伸管，該導流管連通於該螺旋流道的引流出口，該延伸管的管徑小於該導流管的管徑且緊密地安裝於該導流管的出口，以形成朝向該噴嘴出口階梯狀地收縮的該噴嘴內孔。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，更具有導入管，該導入管安裝於該管體的外壁面且該導入管連接於該螺旋流道的引流入口，其中該導引流體經由該導入管流入該螺旋流道的引流入口。
在本發明的一實施例中係提供一種渦流產生裝置，更包括溫度感測器，其中該溫度感測器設置於該管體以量測該工作流體的溫度。
經由本發明的渦流產生裝置所採用之技術手段，能夠獲得以下的技術功效。延長導引流體在管體內流動的路徑與時間，並且在平滑內壁面的工作條件下促進工作流體在管體內部形成渦流狀態。
以下根據第1圖至第5圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。
如第1圖以及第2圖所示，依據本發明的一實施例的一種渦流產生裝置100，包括：管體1、螺旋流道2以及引流噴嘴3。本發明的渦流產生裝置100能夠：延長導引流體G在該管體1內流動的路徑與時間；在平滑內壁面的工作條件下，由導引流體G帶動工作流體W形成渦流；以及，導引流體G以及工作流體W能夠能夠受渦流狀態的影響而充分混合。
如第1圖以及第2圖所示，該管體1的內壁面11及外壁面12之間具有壁體容置部13，且該管體1的該內壁面11的內側係為內流空間10。進一步而言，該管體1的一端為流入端1E以及另一端為流出端1L，其中工作流體W沿著流體輸送方向C經由該流入端1E進入該內流空間10並通過該流出端1L而朝向該管體1的外部輸送。
如第1圖以及第2圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，其中該管體1具有二個凸緣14。詳細而言，二個該凸緣14各自徑向地形成於該管體1對應於該流入端1E以及該流出端1L的外壁面12，而在二個該凸緣14之間形成襯套套置空間。
如第2圖至第4圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，其中該管體1具有內管件1M以及外管件1N。詳細而言，該外管件1N同軸心地包覆該內管件1M而使該外管件1N的內徑管面1P抵接於該內管件1M的外徑管面1Q。該外管件1N具有形成於該內徑管面1P的第一螺旋狀溝槽1S，該內管件1M具有形成於該外徑管面1Q的第二螺旋狀溝槽1R，以及該第二螺旋狀溝槽1R對應於該第一螺旋狀溝槽1S而在該內徑管面1P抵接該外徑管面1Q時結合形成該螺旋流道2。
如第2圖至第4圖所示，該螺旋流道2設置於該壁體容置部13之中且具有螺旋狀的流道，其中該螺旋流道2具有引流入口21及引流出口22。該螺旋流道2經設置而使導引流體G以在該螺旋流道2內沿相反於該流體輸送方向C螺旋地流動的方式自該引流入口21注入該螺旋流道2並流向該引流出口22。
如第2圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，其中該螺旋流道2的引流入口21開設於該管體1的外壁面12且該引流入口21鄰近於該管體1的流出端1L；該螺旋流道2的引流出口22開設於該管體1的內壁面11且該引流出口22鄰近於該管體1的流入端1E。
具體而言，於本發明具體實施時，該螺旋流道2為複數圈的螺旋狀流道，並且所述的複數圈螺旋狀流道彼此之間並不相互交錯。具體而言， 所述的複數圈螺旋狀流道彼此之間為相等螺距。
如第2圖、第4圖以及第5圖所示，該引流噴嘴3以噴嘴出口31朝向該管體1的流出端1L的方式設置於該內流空間10中。進一步而言，該引流噴嘴3具有朝向該噴嘴出口31收縮的噴嘴內孔32，且該引流噴嘴3連通於該螺旋流道2的引流出口22，以引導該導引流體G經過該噴嘴內孔32而沿該流體輸送方向C自該噴嘴出口31流出以在該內流空間10中加速流動。藉此，本發明使流經該管體1的該工作流體W受到加速流動的該導引流體G的擾動而在該內流空間10內形成渦流。
如第2圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，其中該引流噴嘴3以該噴嘴出口31位於該管體1的中心軸線上的方式設置在該內流空間10。
本發明透過該噴嘴出口31設置於該管體1的中心軸線上，則該導引流體G經由該引流噴嘴3進入該內流空間10且帶動該工作流體W形成渦流。換言之，本發明得以改善以往在管體的內壁面鑽孔所形成加工表面粗糙的缺失，從而使本發明能夠獲得平滑的內壁面。
於本發明具體實施過程，如第2圖以及第5圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，其中該引流噴嘴3具有導流管3T以及延伸管3U。詳細而言，該導流管3T連通於該螺旋流道2的引流出口22，並且該延伸管3U的管徑小於該導流管3T的管徑且緊密地安裝於該導流管3T的出口，以形成朝向該噴嘴出口31階梯狀地收縮的該噴嘴內孔32。
當然，本發明實施例的渦流產生裝置100的該引流噴嘴3並不以上述為限，該引流噴嘴3的噴嘴內孔32亦可為朝向該噴嘴出口31平滑地漸縮（圖式未示）。
如第1圖以及第2圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，更具有導入管4。該導入管4安裝於該管體1的外壁面12且該導入管4連接於該螺旋流道2的引流入口21，其中該導引流體G經由該導入管4流入該螺旋流道2的引流入口21。
如第1圖以及第2圖所示，依據本發明的一實施例的渦流產生裝置100，更包括溫度感測器5，其中該溫度感測器5設置於該管體1以量測該工作流體W的溫度。
由上述可知，本發明的渦流產生裝置100，透過設置於該管體1的壁體容置部13之中的該螺旋流道2，使得該導引流體G能夠延長在該管體1內流動的路徑與時間；藉此，當該渦流產生裝置100進行加熱時，該導引流體G能夠有充足的時間受熱而獲得充分的熱能。並且，本發明藉由將該引流噴嘴3設置在該管體1的該內流空間10，使得該導引流體G經由該引流噴嘴3進入該內流空間10且帶動該工作流體W形成渦流；因此，本發明得以改善以往在管體的內壁面鑽孔所形成加工表面粗糙的缺失，從而使本發明能夠獲得平滑的內壁面。
此外，在本發明的該渦流產生裝置100中，由於該導引流體G經過該引流噴嘴3的噴嘴內孔32而在該內流空間10中加速流動，遂使流經該管體1的該工作流體W受到加速流動的該導引流體G的擾動而在該內流空間10內形成渦流。因此，在該管體1內部，該導引流體G以及該工作流體W能夠能夠受渦流狀態的影響而充分混合。
以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。
本發明提供一種渦流產生裝置100，包括：管體1，該管體1的內壁面11及外壁面12之間具有壁體容置部13，該管體1的該內壁面11的內側係為內流空間10，該管體1的一端為流入端1E以及另一端為流出端1L，其中工作流體W沿著流體輸送方向C經由該流入端1E進入該內流空間10並通過該流出端1L而朝向該管體1的外部輸送；螺旋流道2，設置於該壁體容置部13之中且具有螺旋狀的流道，其中該螺旋流道2具有引流入口21及引流出口22，該螺旋流道2經設置而使導引流體G以在該螺旋流道2內沿相反於該流體輸送方向C螺旋地流動的方式自該引流入口21注入該螺旋流道2並流向該引流出口22；以及引流噴嘴3，以噴嘴出口31朝向該管體1的流出端1L的方式設置於該內流空間10中，該引流噴嘴3具有朝向該噴嘴出口31收縮的噴嘴內孔32，且該引流噴嘴3連通於該螺旋流道2的引流出口22，以引導該導引流體G經過該噴嘴內孔32而沿該流體輸送方向C自該噴嘴出口31流出以在該內流空間10中加速流動，藉此使流經該管體1的該工作流體W受到加速流動的該導引流體G的擾動而在該內流空間10內形成渦流。
100:渦流產生裝置 1:管體 10:內流空間 11:內壁面 12:外壁面 13:壁體容置部 14:凸緣 1E:流入端 1L:流出端 1M:內管件 1N:外管件 1P:內徑管面 1Q:外徑管面 1R:第二螺旋狀溝槽 1S:第一螺旋狀溝槽 2:螺旋流道 21:引流入口 22:引流出口 3:引流噴嘴 31:噴嘴出口 32:噴嘴內孔 3T:導流管 3U:延伸管 4:導入管 5:溫度感測器 C:流體輸送方向 G:導引流體 W:工作流體
［第1圖］為顯示根據本發明的一實施例的渦流產生裝置的外觀示意圖； ［第2圖］為顯示根據本發明實施例的渦流產生裝置的剖視示意圖； ［第3圖］為顯示根據本發明實施例的渦流產生裝置的管體的分解示意圖； ［第4圖］為顯示根據本發明實施例的渦流產生裝置內導引流體流動的示意圖；以及 ［第5圖］為顯示根據本發明實施例的渦流產生裝置內工作流體受導引流體擾動形成渦流的示意圖。
100:渦流產生裝置
1:管體
11:內壁面
12:外壁面
14:凸緣
1E:流入端
1L:流出端
1M:內管件
1N:外管件
4:導入管
5:溫度感測器
C:流體輸送方向
G:導引流體
W:工作流體

Claims (9)

  1. 一種渦流產生裝置，包括： 管體，該管體的內壁面及外壁面之間具有壁體容置部，該管體的該內壁面的內側係為內流空間，該管體的一端為流入端以及另一端為流出端，其中工作流體沿著流體輸送方向經由該流入端進入該內流空間並通過該流出端而朝向該管體的外部輸送； 螺旋流道，設置於該壁體容置部之中且具有螺旋狀的流道，其中該螺旋流道具有引流入口及引流出口，該螺旋流道經設置而使導引流體以在該螺旋流道內沿相反於該流體輸送方向螺旋地流動的方式自該引流入口注入該螺旋流道並流向該引流出口；以及 引流噴嘴，以噴嘴出口朝向該管體的流出端的方式設置於該內流空間中，該引流噴嘴具有朝向該噴嘴出口收縮的噴嘴內孔，且該引流噴嘴連通於該螺旋流道的引流出口，以引導該導引流體經過該噴嘴內孔而沿該流體輸送方向自該噴嘴出口流出以在該內流空間中加速流動，藉此使流經該管體的該工作流體受到加速流動的該導引流體的擾動而在該內流空間內形成渦流。
  2. 如請求項1所述之渦流產生裝置，其中該管體具有二個凸緣，二個該凸緣各自徑向地形成於該管體對應於該流入端以及該流出端的外壁面，而在二個該凸緣之間形成襯套套置空間。
  3. 如請求項1所述之渦流產生裝置，其中該管體具有內管件以及外管件，該外管件同軸心地包覆該內管件而使該外管件的內徑管面抵接於該內管件的外徑管面，該外管件具有形成於該內徑管面的第一螺旋狀溝槽，該內管件具有形成於該外徑管面的第二螺旋狀溝槽，該第二螺旋狀溝槽對應於該第一螺旋狀溝槽而在該內徑管面抵接該外徑管面時結合形成該螺旋流道。
  4. 如請求項1所述之渦流產生裝置，其中該螺旋流道的引流入口開設於該管體的外壁面且該引流入口鄰近於該管體的流出端，以及該螺旋流道的引流出口開設於該管體的內壁面且該引流出口鄰近於該管體的流入端。
  5. 如請求項1所述之渦流產生裝置，其中該引流噴嘴以該噴嘴出口位於該管體的中心軸線上的方式設置在該內流空間。
  6. 如請求項1所述之渦流產生裝置，其中該引流噴嘴的噴嘴內孔為朝向該噴嘴出口平滑地漸縮。
  7. 如請求項1所述之渦流產生裝置，其中該引流噴嘴具有導流管以及延伸管，該導流管連通於該螺旋流道的引流出口，該延伸管的管徑小於該導流管的管徑且緊密地安裝於該導流管的出口，以形成朝向該噴嘴出口階梯狀地收縮的該噴嘴內孔。
  8. 如請求項1所述之渦流產生裝置，更具有導入管，該導入管安裝於該管體的外壁面且該導入管連接於該螺旋流道的引流入口，其中該導引流體經由該導入管流入該螺旋流道的引流入口。
  9. 如請求項1所述之渦流產生裝置，更包括溫度感測器，其中該溫度感測器設置於該管體以量測該工作流體的溫度。
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