TWM632111U - 冷凝系統及其冷凝裝置 - Google Patents

Abstract

一種冷凝裝置，包含一筒件、二連接於該筒件的端蓋、一穿置在該筒件內的熱交換件、安裝在其中一個端蓋與該熱交換件間且用於產生渦流的旋風環件，及至少一安裝在該端蓋單元的冷凝單元。每一該端蓋包括二開口。該熱交換件包括一與每一該端蓋界定出一第一流道的管道，及一與每一該端蓋界定出一第二流道的渦流室。該冷凝單元包括一致冷晶片模組。該致冷晶片模組具有一面向該端蓋單元且用於吸收熱能的吸熱面板，及一相反於該端蓋單元且用於釋放熱能的放熱面板。藉此，達到散熱及大幅降溫的目的，且能夠以模組化設計，根據使用需求任意串聯或併聯數個冷凝裝置。

Description

冷凝系統及其冷凝裝置

本新型是有關於一種降溫裝置，特別是指一種冷凝系統及其冷凝裝置。

參閱圖1，一種中華民國專利號第I454650號專利案所揭露之習知的熱交換裝置1，主要包含一筒件11、可卸離地封閉該筒件11的二端蓋12，及安裝在該筒件11與該等端蓋12間的一導流管件組13。每一該端蓋12包括一進氣口121與一排氣口122。

藉此，該等端蓋12的其中一個進氣口121與其中一個排氣口122用於導引高溫氣體進、出該筒件11，另一個進氣口121與另一個排氣口122用於導引低溫氣體進、出該筒件11，且在氣體流動的過程中，通過該導流管件組13的一接口131在該筒件11內混合，以降低最後所排放氣體的溫度。

前述高溫氣體雖然會因為與低溫氣體混合而降溫，惟，降溫的幅度取決於能夠與高溫氣體混合的低溫氣體量，不但降溫效果仍然有可以提升的空間，且當大量的低溫氣體用於降溫時，會影響原有低溫氣體的需求量。

因此，本新型之目的，即在提供一種能夠大幅降溫的冷凝系統及其冷凝裝置。

於是，本新型的冷凝裝置，包含一筒件、一端蓋單元、一熱交換件、一旋風環件，及至少一冷凝單元。

該筒件包括二相反的端部。

該端蓋單元包括二可卸離地連接於該等端部的端蓋，每一該端蓋包括二開口。

該熱交換件穿置在該筒件內，並包括一圍繞一軸線且界定出一管道的管壁，及數由該管壁延伸的鰭片，該管壁與該筒件還界定出一渦流室，該管道與每一該端蓋的其中一個開口界定出一適用於供流體通過的第一流道，該渦流室與每一該端蓋的另一個開口界定出一適用於供流體通過的第二流道，該等鰭片適用於與流體進行熱交換。

該旋風環件圍繞該軸線且安裝在其中一個端蓋與該熱交換件間，並包括數形成在外表面且適用於導引流體在該第二流道內產生渦流的葉片。

該至少一冷凝單元安裝在該端蓋單元，並包括一致冷晶片模組，該致冷晶片模組具有一面向該端蓋單元的吸熱面板，及一相反於該端蓋單元的放熱面板，該吸熱面板用於吸收熱能，該放熱面板用於釋放熱能。

本新型的冷凝系統，包含數如前述的冷凝裝置，及一連接裝置。

該連接裝置包括數銜接組，每一該銜接組可選擇且可卸離地連接於相鄰二個冷凝裝置。

本新型的冷凝系統，包含至少一如前述的冷凝裝置、一連接裝置7，及至少一過濾裝置8。

該至少一過濾裝置用於過濾通過的流體而捕捉流體中的水氣、或油霧、或粉塵、或顆粒。

該連接裝置包括數銜接組，每一該銜接組可選擇且可卸離地連接於該至少一冷凝裝置與該至少一過濾裝置。

本新型之功效在於：通過渦流及不同流道的設計，在不減損流體流量的情形下，延長流體與該熱交換件進行熱交換的時間，及通過該冷凝單元降低整體的溫度，達到散熱及大幅降溫的目的。

參閱圖2、圖3與圖4，本新型冷凝裝置的一實施例，包含一中空的筒件2、一端蓋單元3、一熱交換件4、一旋風環件5，及二冷凝單元6。

該筒件2包括二相反的端部21。

該端蓋單元3包括二端蓋31。該等端蓋31沿一軸線X方向可卸離地連接於該筒件2的該等端部21，每一該端蓋31具有一圍繞該軸線X且界定出一孔道311的管體部312，及一圍繞該管體部312且與該管體部312界定出一環道313的本體部314。該本體部314還界定出一開口朝外且供流體通過的吸熱流路315，並具有二反向的環緣316。每一該環緣316界定出一開口317。該等開口317其中一個連通於該孔道311，該等開口317另外一個連通於該環道313。該孔道311與該環道313不相連通。

參閱圖2、圖4與圖5，該熱交換件4沿該軸線X方向穿置在該筒件2內，且連接於該等端蓋31的管體部312，並包括一圍繞該軸線X且界定出一管道41的管壁42，及數由該管壁42延伸的鰭片43。該管壁43與該筒件2還界定出一渦流室44。該管道41與每一該端蓋31的孔道311及對應的開口317界定出一適用於供流體通過的第一流道。該渦流室44與每一該端蓋31的環道313及對應的開口317界定出一適用於供流體通過的第二流道。在本實施例中，該等鰭片43分別由該管壁42的內表面與外表面朝相反於該管壁42的方向沿一曲線延伸。

參閱圖2、圖4與圖6，該旋風環件5圍繞該軸線X且安裝在該熱交換件4、該筒件2與其中一個端蓋31間，並包括數形成在外表面且適用於導引流體在該第二流道內產生渦流的葉片51。

參閱圖2與圖4，在本實施例中，每一該冷凝單元6安裝在各別的端蓋31的本體部314，並包括一致冷晶片模組61，及一放熱模組62。該致冷晶片模組61具有一面向該本體部314且用於吸收熱能的吸熱面板611、一相反於該本體部314且用於釋放熱能的放熱面板612，及一被夾置在該吸熱面板611與該放熱面板612間的致冷晶片613。該放熱模組62連接於該放熱面板612而不會接觸於各別的端蓋31，並界定有一開口朝向該放熱面板612且適用於供流體通過的放熱流路621。

值得說明的是，前述流體可以是液體、或氣體、或液體與氣體的混合體、或液體與顆粒的混合體、或氣體與顆粒的混合體、或液體、氣體與顆粒的混合體。而液體與氣體混合的優點在於，可以通過氣體壓力提升液體的流動速度。

另外，在本實施例中，該筒件2、該等端蓋31、該熱交換件4、該旋風環件5與該放熱模組62分別由鋁材料製成，或其它熱傳導系數較高的金屬材料製成，如：銅材料。

參閱圖4、圖5與圖6，當該等冷凝單元6接通直流電後，就可以通過每一該致冷晶片模組61的珀爾帖效應(Peltier Effect)，以該吸熱面板611吸收熱能，及以該放熱面板612釋放熱能，在該放熱面板612不與該等端蓋31或該筒件2接觸的情形下，能夠減少及延緩熱能傳遞至各別的端蓋31。藉此，該等端蓋31的熱能，及通過該等吸熱流路315的流體的熱能，都會被該等致冷晶片模組61的吸熱面板611吸收，使該等端蓋31大幅降溫，同時，直接接觸於該等端蓋31的筒件2與該熱交換件4，及接觸於該熱交換4與該筒件2的旋風環件5，也會因為熱能溢散而大幅降溫。

此時，該等致冷晶片模組61的放熱面板612會朝外釋放熱能，在本實施例中，被釋放的熱能，能夠與該放熱模組62及通過該放熱流路621的流體進行熱交換，而達到降溫的效果。

當高溫流體如虛線箭頭所示，由該第一流道進、出本新型的冷凝裝置時，會先通過該旋風環件5，而在該渦流室44內產生渦流，並依循該熱交換件4外表面的該等鰭片43環繞該熱交換件4流動。藉此，使高溫流體與該筒件2、該等端蓋31、該熱交換件4、該旋風環件5進行熱交換，而達到快速且大幅降溫的目的。

當低溫流體或同樣是高溫流體如實線箭頭所示，由該第二流道進、出本新型的冷凝裝置時，除了接觸於該冷凝單元6的吸熱面板611外，還會在流動過程中，接觸於該等端蓋31及該熱交換件4內表面的該等鰭片43。藉此，使該第二流道內的流體與該吸熱面板611、該等端蓋31及該熱交換件4內表面的該等鰭片43進行熱交換，此時，若實線箭頭所示為低溫流體，可進一步降低該第一流道內的流體溫度，若實線箭頭所示為高溫流體，則同樣可以達到降溫的目的。

值得說明的是，由於流體的溫度會大幅降低，因此，當流體為氣體時，還可以使氣體凝結成水，而使氣體的溼度降低。

應當注意的是，該冷凝單元6的數量不限於2個，且每一該端蓋31的造型也不限於是圓筒，在本實施例的其它變化例中，也可以如圖7與圖8所示，只有一個冷凝單元6安裝在其中一個端蓋31，且該其中一個端蓋31省略了如圖4所示的吸熱流路315，該冷凝單元6還包括一設置在該致冷晶片模組61與該其中一個端蓋31間且接觸於該吸熱面板611的吸熱模組63。該吸熱模組63界定有一適用於供流體通過的吸熱流路631。藉此，同樣可以達到吸熱與放熱的效果。

參閱圖9與圖10，本新型能夠以多個冷凝裝置與一連接裝置7組成一冷凝系統。

該連接裝置7包括數銜接組71。每一該銜接組71可選擇且可卸離地連接於相鄰二個冷凝裝置。在本實施例中，每一該銜接組71由一管件與至少一C形扣件組成，或其它可以連接相鄰二個冷凝裝置的構件組成。由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。

藉此，組裝時，可以如圖9所示，通過該等銜接組71串聯該等冷凝裝置，或如圖10所示，通過該等銜接組71併聯該等冷凝裝置，使流體的溫度更進一步降低。

應當注意的是，本新型的冷凝裝置不限於彼此串聯或併聯，在本實施例的其它變化例中，也可以如圖11、圖12所示，通過該等銜接組71串聯一個以上的過濾裝置8，捕捉流體中的水氣、油霧、或粉塵、或顆粒。前述過濾裝置8可以是中華民國專利號第I589344號專利案所公開的旋風式分離過濾器模組、或中華民國專利公開號第201912230號專利案所公開的旋風式過濾裝置。由於不是本案的技術特徵，且本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。

藉此，本新型的冷凝系統可以廣泛應用在冷卻領域、或過濾領域、或加工領域，以連接一真空機(圖未示)與一模具單元(圖未示)，且應用在真空擠制、真空鍛造、真空鑄造、真空射出為例，本新型的冷凝系統除了可以達到冷卻流體或模具的效果外，還能夠排除冷凝後的水，提升流體的乾燥度，及提升流體的潔淨度，使加工製程中每一成品的品質更優良。

以經由以上的說明，可將前述實施例的優點歸納如下：

1、本新型能夠通過渦流及不同流道的設計，在不減損流體流量的情形下，延長流體與該熱交換件4進行熱交換的時間。

2、且本新型能夠通過該冷凝單元6特殊的空間設計，降低整體的溫度，達到散熱及大幅降溫的目的。

3、另外，本新型能夠以模組化設計，廣泛應用在冷卻領域、或過濾領域、或加工領域，不但可以達到冷卻流體的效果，且能夠提升流體的潔淨度與乾燥度，及提升加工製程中，每一成品的品質。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

2:筒件 21:端部 3:端蓋單元 31:端蓋 311:孔道 312:管體部 313:環道 314:本體部 315:吸熱流路 316:環緣 317:開口 4:熱交換件 41:管道 42:管壁 43:鰭片 44:渦流室 5:旋風環件 51:葉片 6:冷凝單元 61:致冷晶片模組 611:吸熱面板 612:放熱面板 613:致冷晶片 62:放熱模組 621:放熱流路 63:吸熱模組 631:吸熱流路 7:連接裝置 71:銜接組 8:過濾裝置 X:軸線

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一剖視圖，說明中華民國專利號第I454650號專利案所揭露之習知的熱交換裝置； 圖2是一立體分解圖，說明本新型冷凝裝置的一實施例； 圖3是該實施例的一立體圖； 圖4是該實施例的一剖視圖； 圖5是一沿著圖4中之線Ⅴ-Ⅴ所截取的剖視圖； 圖6是一沿著圖4中之線Ⅵ-Ⅵ所截取的剖視圖； 圖7是一立體圖，說明該實施例的另一個態樣； 圖8是該實施例的另一個態樣的一剖視圖； 圖9是一立體圖，說明多個實施例通過一連接裝置串聯並組成一冷凝系統； 圖10是一立體圖，說明多個實施例通過該連接裝置併聯並組成另一冷凝系統； 圖11是一剖視圖，說明該實施例連接於一過濾裝置；及 圖12是一剖視圖，說明該實施例連接於數過濾裝置。

2:筒件

3:端蓋單元

31:端蓋

311:孔道

312:管體部

313:環道

314:本體部

315:吸熱流路

316:環緣

317:開口

4:熱交換件

41:管道

42:管壁

43:鰭片

44:渦流室

5:旋風環件

51:葉片

6:冷凝單元

61:致冷晶片模組

611:吸熱面板

612:放熱面板

613:致冷晶片

62:放熱模組

621:放熱流路

X:軸線

Claims (10)

1. 一種冷凝裝置，包含： 一筒件，包括二相反的端部； 一端蓋單元，包括二可卸離地連接於該等端部的端蓋，每一該端蓋具有二開口； 一熱交換件，穿置在該筒件內，並包括一圍繞一軸線且界定出一管道的管壁，及數由該管壁延伸的鰭片，該管壁與該筒件還界定出一渦流室，該管道與每一該端蓋的其中一個開口界定出一適用於供流體通過的第一流道，該渦流室與每一該端蓋的另一個開口界定出一適用於供流體通過的第二流道，該等鰭片適用於與流體進行熱交換； 一旋風環件，圍繞該軸線且安裝在其中一個端蓋與該熱交換件間，並包括數形成在外表面且適用於導引流體在該第二流道內產生渦流的葉片；及 至少一冷凝單元，安裝在該端蓋單元，並包括一致冷晶片模組，該致冷晶片模組具有一面向該端蓋單元的且用於吸收熱能的吸熱面板，及一相反於該端蓋單元且用於釋放熱能的放熱面板。
2. 如請求項1所述的冷凝裝置，其中，每一該端蓋還具有一圍繞一軸線且界定出一孔道的管體部，及一圍繞該管體部且與該管體部界定出一環道的本體部，該等孔道與該管道、每一該端蓋的該其中一個開口共同界定出該第一流道，該環道與該渦流室、每一該端蓋的該另一個開口共同界定出該第二流道。
3. 如請求項2所述的冷凝裝置，其中，該至少一冷凝單元還包括一接觸於該放熱面板的放熱模組，該放熱模組具有一適用於供流體通過的放熱流路。
4. 如請求項3所述的冷凝裝置，其中，該至少一冷凝單元還包括一接觸於該吸熱面板的吸熱模組，該吸熱模組界定有一適用於供流體通過的吸熱流路。
5. 如請求項3所述的冷凝裝置，包含二冷凝單元，每一冷凝單元安裝在各別的端蓋，且每一該端蓋的本體部還界定有一開口朝向該吸熱面板且適用於導引流體通過的吸熱流路。
6. 如請求項4或5所述的冷凝裝置，其中，該放熱流路連通於該第二流道，該吸熱流路連通於該第一流道。
7. 如請求項1所述的冷凝裝置，其中，該筒件、該等端蓋、該熱交換件與該旋風環件分別由金屬材料製成。
8. 如請求項1所述的冷凝裝置，其中，該等鰭片分別由該管壁的內表面與外表面朝相反於該管壁的方向延伸。
9. 一種冷凝系統，包含： 數如請求項1所述的冷凝裝置；及 一連接裝置，包括數銜接組，每一該銜接組可選擇且可卸離地連接於相鄰二個冷凝裝置。
10. 一種冷凝系統，包含： 至少一如請求項1所述的冷凝裝置； 至少一過濾裝置，用於過濾通過的流體而捕捉流體中的水氣、或油霧、或粉塵、或顆粒；及 一連接裝置，包括數銜接組，每一該銜接組可選擇且可卸離地連接於該至少一冷凝裝置與該至少一過濾裝置。

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