冷凝系统及其冷凝装置

技术领域

本发明涉及一种降温装置，特别是涉及一种冷凝系统及其冷凝装置。

背景技术

参阅图1，一种中国台湾专利号TWI577960B专利案所公开的现有的热交换装置1，主要包含一个筒件11、能够卸离地封闭所述筒件11的顶端盖12和底端盖12’，及安装在所述筒件11与所述顶端盖12和所述底端盖12’间的一个导流管件组13。所述顶端盖12和所述底端盖12’各自包括一个进气口121，121’与一个排气口122，122’。

借此，所述底端盖12’的进气口121’与所述顶端盖12的排气口122用于导引高温气体进、出所述筒件11，所述顶端盖12的进气口121与所述底端盖12’的排气口122’用于导引低温气体进、出所述筒件11，且在气体流动的过程中，部分的低温气体通过所述导流管件组13的一个接口131与高温气体在所述筒件11内混合，以降低最后由所述顶端盖12的排气口122所排放的气体的温度。

前述高温气体虽然会因为与低温气体混合而降温，但是，降温的幅度取决于能够与高温气体混合的低温气体量，不但降温效果仍然有可以提升的空间，且当大量的低温气体用于降温时，会影响原有低温气体的需求量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够大幅降温的冷凝系统及其冷凝装置。

本发明所述的冷凝装置，包含筒件、端盖单元、热交换件、旋风环件，及至少一个冷凝单元。

所述筒件包括两个相反的端部。

所述端盖单元包括两个能够卸离地连接于所述端部的端盖，每一个所述端盖具有两个开口。

所述热交换件穿置在所述筒件内，并包括围绕轴线且界定出管道的管壁，及多个由所述管壁延伸的鳍片，所述管壁与所述筒件还界定出涡流室，所述管道与每一个所述端盖的其中一个开口界定出适用于供流体通过的第一流道，所述涡流室与每一个所述端盖的另一个开口界定出适用于供流体通过的第二流道，所述鳍片适用于与流体进行热交换。

所述旋风环件围绕所述轴线且安装在其中一个所述端盖与所述热交换件间，并包括多个形成在外表面且适用于导引流体在所述第二流道内产生涡流的叶片。

所述至少一个冷凝单元安装在所述端盖单元，并包括致冷晶片模块，所述致冷晶片模块具有面向所述端盖单元且用于吸收热能的吸热面板，及相反于所述端盖单元且用于释放热能的放热面板。

本发明所述的冷凝装置，每一个所述端盖还具有围绕所述轴线且界定出孔道的管体部，及围绕所述管体部且与所述管体部界定出环道的本体部，所述孔道与所述管道、每一个所述端盖的其中一个开口共同界定出所述第一流道，所述环道与所述涡流室、每一个所述端盖的另一个开口共同界定出所述第二流道。

本发明所述的冷凝装置，所述至少一个冷凝单元还包括接触于所述放热面板的放热模块，所述放热模块具有适用于供流体通过的放热流路。

本发明所述的冷凝装置，所述至少一个冷凝单元还包括接触于所述吸热面板的吸热模块，所述吸热模块界定有适用于供流体通过的吸热流路。

本发明所述的冷凝装置，所述冷凝装置包含两个冷凝单元，每一个冷凝单元安装在各自对应的端盖，且每一个所述端盖的本体部还界定有开口朝向所述吸热面板且适用于导引流体通过的吸热流路。

本发明所述的冷凝装置，所述放热流路连通于所述第二流道，所述吸热流路连通于所述第一流道。

本发明所述的冷凝装置，所述筒件、所述端盖、所述热交换件与所述旋风环件分别由金属材料制成。

本发明所述的冷凝装置，所述鳍片分别由所述管壁的内表面与外表面朝相反于所述管壁的方向延伸。

本发明所述的冷凝系统，包含多个如前述的冷凝装置，及连接装置。

所述连接装置包括多个衔接组，每一个所述衔接组能够有选择地且能够卸离地连接于相邻两个冷凝装置。

本发明所述的冷凝系统，包含至少一个如前述的冷凝装置、连接装置，及至少一个过滤装置。

所述至少一个过滤装置用于过滤通过的流体而捕捉流体中的水气、或油雾、或粉尘、或颗粒。

所述连接装置包括多个衔接组，每一个所述衔接组能够有选择地且能够卸离地连接于所述至少一个冷凝装置与所述至少一个过滤装置。

本发明的有益效果在于：通过涡流及不同流道的设计，在不减损流体流量的情形下，延长流体与所述热交换件进行热交换的时间，及通过所述冷凝单元降低整体的温度，达到散热及大幅降温的目的。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是剖视图，说明中国台湾专利号TWI577960B专利案所公开的现有的热交换装置；

图2是立体分解图，说明本发明冷凝装置的实施例；

图3是所述实施例的立体图；

图4是所述实施例的剖视图；

图5是沿着图4中的线Ⅴ-Ⅴ所截取的剖视图；

图6是沿着图4中的线Ⅵ-Ⅵ所截取的剖视图；

图7是立体图，说明所述实施例的另一个态样；

图8是所述实施例的另一个态样的剖视图；

图9是立体图，说明多个实施例通过连接装置串联并组成一冷凝系统；

图10是立体图，说明多个实施例通过所述连接装置并联并组成另一冷凝系统；

图11是剖视图，说明所述实施例连接于过滤装置；及

图12是剖视图，说明所述实施例连接于多个过滤装置。

具体实施方式

参阅图2、图3与图4，本发明冷凝装置的一个实施例，包含一个中空的筒件2、一个端盖单元3、一个热交换件4、一个旋风环件5，及两个冷凝单元6。

所述筒件2包括两个相反的端部21。

所述端盖单元3包括两个端盖31。所述端盖31沿一条轴线X的方向能够卸离地分别连接于所述筒件2的相应的端部21，每一个所述端盖31具有一个围绕所述轴线X且界定出一个孔道311的管体部312，及一个围绕所述管体部312且与所述管体部312界定出一个环道313的本体部314。所述本体部314界定出一个开口朝外且供流体通过的吸热流路315，并具有两个反向的环缘316。每一个所述环缘316界定出一个开口317。其中一个所述开口317连通于所述孔道311，另外一个所述开口317连通于所述环道313。所述孔道311与所述环道313不相连通。

参阅图2、图4与图5，所述热交换件4沿所述轴线X的方向穿置在所述筒件2内，且连接于所述端盖31的管体部312，并包括一个围绕所述轴线X且界定出一个管道41的管壁42，及多个由所述管壁42延伸的鳍片43。所述管壁42与所述筒件2还界定出一个涡流室44。所述管道41与每一个所述端盖31的孔道311及对应的开口317界定出一个适用于供流体通过的第一流道。所述涡流室44与每一个所述端盖31的环道313及对应的开口317界定出一个适用于供流体通过的第二流道。在本实施例中，所述鳍片43分别由所述管壁42的内表面与外表面朝相反于所述管壁42的方向沿一个曲线延伸。

参阅图2、图4与图6，所述旋风环件5围绕所述轴线X且安装在所述热交换件4、所述筒件2与其中一个端盖31间，并包括多个形成在外表面且适用于导引流体在所述第二流道内产生涡流的叶片51。

参阅图2与图4，在本实施例中，每一个所述冷凝单元6安装在各自对应的端盖31的本体部314，并包括一个致冷晶片模块61，及一个放热模块62。所述致冷晶片模块61具有一个面向所述本体部314且用于吸收热能的吸热面板611、一个相反于所述本体部314且用于释放热能的放热面板612，及一个被夹置在所述吸热面板611与所述放热面板612间的致冷晶片613。所述放热模块62连接于所述放热面板612而不会接触于各自对应的端盖31，并界定有一个开口朝向所述放热面板612且适用于供流体通过的放热流路621。

值得说明的是，前述流体可以是液体、或气体、或液体与气体的混合体、或液体与颗粒的混合体、或气体与颗粒的混合体、或液体、气体与颗粒的混合体。而液体与气体混合的优点在于，可以通过气体压力提升液体的流动速度。

另外，在本实施例中，所述筒件2、所述端盖31、所述热交换件4、所述旋风环件5与所述放热模块62分别由铝材料制成，或其它热传导系数较高的金属材料制成，如：铜材料。

参阅图4、图5与图6，当所述冷凝单元6接通直流电后，就可以通过每一个所述致冷晶片模块61的佩尔捷效应(Peltier Effect)，以所述吸热面板611吸收热能，及以所述放热面板612释放热能，在所述放热面板612不与所述端盖31或所述筒件2接触的情形下，能够减少及延缓热能传递至各自对应的端盖31。借此，所述端盖31的热能，及通过所述吸热流路315的流体的热能，都会被所述致冷晶片模块61的吸热面板611吸收，使所述端盖31大幅降温，同时，与所述端盖31直接接触的所述筒件2和所述热交换件4，及与所述热交换件4和所述筒件2直接接触的所述旋风环件5，也会因为热能溢散而大幅降温。

此时，所述致冷晶片模块61的放热面板612会朝外释放热能，在本实施例中，被释放的热能，能够与所述放热模块62及通过所述放热流路621的流体进行热交换，而达到降温的效果。

当高温流体如点划线表示的空心箭头所示，由所述第二流道进、出本发明的冷凝装置时，会先通过所述旋风环件5，而在所述涡流室44内产生涡流，并依循所述热交换件4外表面的所述鳍片43环绕所述热交换件4流动。借此，使高温流体与所述筒件2、所述端盖31、所述热交换件4、所述旋风环件5进行热交换，而达到快速且大幅降温的目的。

当低温流体或同样是高温流体如实心箭头所示，由所述第一流道进、出本发明的冷凝装置时，除了接触于所述冷凝单元6的吸热面板611外，还会在流动过程中，接触于所述端盖31及所述热交换件4内表面的所述鳍片43。借此，使所述第一流道内的流体与所述吸热面板611、所述端盖31及所述热交换件4内表面的所述鳍片43进行热交换，此时，若实心箭头所示为低温流体，可进一步降低所述第一流道内的流体温度，若实心箭头所示为高温流体，则同样可以达到降温的目的。

值得说明的是，由于流体的温度会大幅降低，因此，当流体为气体时，还可以使气体凝结成水，而使气体的湿度降低。

应当注意的是，所述冷凝单元6的数量不限于2个，且每一个所述端盖31的设计也不限于是圆筒，在本实施例的其它变化例中，也可以如图7与图8所示，只有一个冷凝单元6安装在其中一个端盖31，且所述其中一个端盖31省略了如图4所示的吸热流路315，所述冷凝单元6还包括一个设置在所述致冷晶片模块61与所述其中一个端盖31间且接触于所述吸热面板611的吸热模块63。所述吸热模块63界定有一个适用于供流体通过的吸热流路631。借此，同样可以达到吸热与放热的效果。

参阅图9与图10，本发明能够以多个冷凝装置与一个连接装置7组成一个冷凝系统。

所述连接装置7包括多个衔接组71。每一个所述衔接组71可选择地且能够卸离地连接于相邻两个冷凝装置。在本实施例中，每一个所述衔接组71由一个管件与至少一个C形扣件组成，或其它可以连接相邻两个冷凝装置的构件组成。由于本领域中技术人员根据以上说明可以推知扩充细节，因此不多加说明。

借此，组装时，可以如图9所示，通过所述衔接组71串联所述冷凝装置，或如图10所示，通过所述衔接组71并联所述冷凝装置，使流体的温度更进一步降低。

应当注意的是，本发明的冷凝装置不限于彼此串联或并联，在本实施例的其它变化例中，也可以如图11、图12所示，通过所述衔接组71串联一个以上的过滤装置8，捕捉流体中的水气、油雾、或粉尘、或颗粒。前述过滤装置8可以是中国台湾专利号第TWI589344B号专利案所公开的旋风式分离过滤器模块、或中国台湾专利公开号第TW201912230A号专利案所公开的旋风式过滤装置。由于不是本案的技术特征，且本领域技术人员根据以上说明可以推知扩充细节，因此不多加说明。

借此，本发明的冷凝系统可以广泛应用在冷却领域、或过滤领域、或加工领域，以连接一个真空机(图未示)与一个模具单元(图未示)，且应用在真空挤制、真空锻造、真空铸造、真空射出为例，本发明的冷凝系统除了可以达到冷却流体或模具的效果外，还能够排出冷凝后的水，提升流体的干燥度，及提升流体的洁净度，使加工制程中每一个成品的质量更优良。

以经由以上的说明，可将前述实施例的优点归纳如下：

1、本发明能够通过涡流及不同流道的设计，在不减损流体流量的情形下，延长流体与所述热交换件4进行热交换的时间。

2、且本发明能够通过所述冷凝单元6特殊的空间设计，降低整体的温度，达到散热及大幅降温的目的。

3、另外，本发明能够以模块化设计，广泛应用在冷却领域、或过滤领域、或加工领域，不但可以达到冷却流体的效果，且能够提升流体的洁净度与干燥度，及提升加工制程中每一个成品的质量。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。