CN111214931B - 冷凝*** - Google Patents

Abstract

一种冷凝***，用以产生冷凝层于待测物的表面上。冷凝***包含气流产生装置以及流道装置。气流产生装置用以产生冷凝气流。冷凝气流具有露点温度，露点温度高于待测物的表面的温度。流道装置连通气流产生装置，冷凝气流由气流产生装置流入流道装置中。流道装置包含均流模块。均流模块靠近气流产生装置，并配置以接收冷凝气流，均流模块包含至少一个均流板，每一均流板具有至少一第一孔洞。冷凝***可以控制冷凝气流的诸多特性，来促使待测物的表面上形成品质良好的冷凝层。

Description

冷凝***

技术领域

本揭露有关于一种冷凝***，尤其是一种用于在待侧物表面形成冷凝层的冷凝***。

背景技术

为了在物体表面产生冷凝层，必须将物体置于低温密闭腔体中进行降温。接着，将降温后的物体取出，放置于高湿度的气体中。高湿度气体的气温降低后，气体中包含的蒸气将会凝结于物体的表面上并形成凝结冷凝层。

上述做法的缺点在于，物体必须进出密闭腔体，难以进行自动化。且制造密闭腔体成本较高，腔体内的低温环境亦须费时达成。因此如何能找出一种能简单、迅速又低成本的方式在物体表面产生冷凝层，为本领域的重要问题之一。

发明内容

根据本揭露一些实施方式，一种用以产生冷凝层于待测物的表面上的冷凝***包含气流产生装置以及流道装置。气流产生装置用以产生冷凝气流。冷凝气流具有露点温度，露点温度高于待测物的表面的温度。流道装置连通气流产生装置，冷凝气流由气流产生装置流入流道装置中。流道装置包含均流模块。均流模块靠近气流产生装置，并配置以接收冷凝气流，均流模块包含至少一个均流板，每一均流板具有至少一第一孔洞。

根据本揭露一些实施方式，一种用以产生冷凝层于待测物的表面上的冷凝***包含气流产生装置以及流道装置。气流产生装置用以产生冷凝气流。冷凝气流具有露点温度，露点温度高于待测物的表面的温度。流道装置包含流道本体以及至少一个均流板。均流板平行设置于流道本体中，并配置以接收冷凝气流。每一均流板具有至少一第一孔洞。

在一些实施方式中，均流模块还包含阻隔件。阻隔件设置于均流板中的一者相对于气流产生装置的一侧，且阻隔件在均流板中的该者上的投影部分地覆盖住第一孔洞。

在一些实施方式中，流道装置还包含整流模块。整流模块位于均流模块相对于气流产生装置的一侧，并配置以接收经过均流模块的冷凝气流，整流模块包含整流板，整流板具有至少一第二孔洞，且整流板的厚度大于均流板的任一者的厚度。

在一些实施方式中，气流产生装置进一步包进气口、加热器、加湿器、温湿度控制气、出气口以及风机。进气口配置以供环境气流进入。加热器连通进气口，并配置以升温环境气流，而产生第一气流。加湿器连通加热器，并配置以加湿第一气流，而产生第二气流。温湿度控制器，连通加湿器，并配置以根据待测物的表面的温度以控制第二气流的温度及湿度，而产生冷凝气流。出气口，连通于温湿度控制器与流道装置之间。风机设置于进气口或出气口，并配置以强制传送冷凝气流。

在一些实施方式中，均流板的数量为多个，且均流板越远离气流产生装置者的第一孔洞的数量越多。

在一些实施方式中，均流板的数量为多个，且均流板越远离气流产生装置者的第一孔洞的孔径越小。

在一些实施方式中，均流板的数量为多个，且均流板越远离气流产生装置者的第一孔洞的总面积越大。

综上所述，本揭露提出的冷凝***可以控制冷凝气流的诸多特性，来促使待测物的表面上形成品质良好的冷凝层。举例而言，冷凝***可以透过气流产生装置来控制冷凝气流的温度以及湿度(进一步决定冷凝气流的露点温度)，并可透过流道装置来控制冷凝气流的风速、风速均匀性以及方向性。

附图说明

图1A绘示依据本揭露一实施方式的冷凝***的立体图；

图1B绘示图1A中沿着线段1-1的剖面图；

图2A绘示本揭露另一实施方式的冷凝***的立体图；

图2B绘示图2A中沿着线段2-2的剖面图；

图3A绘示本揭露另一实施方式的冷凝***的立体图；

图3B绘示图3A中沿着线段3-3的剖面图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。并且，除非有其他表示，在不同附图中相同的元件符号可视为相对应的元件。这些附图的绘示是为了清楚表达这些实施方式中各元件之间的连接关系，并非绘示各元件的实际尺寸。

请参照图1A，其绘示依据本揭露一实施方式的冷凝***100的立体图。如图1A所示，冷凝***100系用以在待测物200的表面210上形成一层冷凝层220。冷凝***100包含气流产生装置110以及流道装置120。

气流产生装置110用以产生冷凝气流50，冷凝气流50的露点温度高于待测物200的表面210的温度。流道装置120连通气流产生装置110，使得冷凝气流50由气流产生装置110流入流道装置120中。

流道装置120包含均流模块121，且靠近气流产生装置110，并配置以接收冷凝气流50。均流模块121包含均流板1211、阻隔件1212以及均流板1213，且均流板1211包含孔洞1211a，均流板1213包含孔洞1213a。于一实施例中，流道装置120还包含整流模块122，其位于均流模块121相对于气流产生装置110的另一侧，并配置以接收经过均流模块121的均匀冷凝气流60。整流模块122包含整流板1221，且整流板1221具有多个孔洞1221a。

如图1A所示，气流产生装置110具有进气口110a以及出气口110b。进气口110a配置以供环境气流20进入气流产生装置110中。气流产生装置110系配置以改变环境气流20的温度以及湿度。也就是说，环境气流20被气流产生装置110转变为冷凝气流50。最后，冷凝气流50经由气流产生装置110的出气口110b离开气流产生装置110。

如图1A所示，气流产生装置110内部还包含有风机114。在本实施方式中，风机114设置于靠近出气口110b的一端。在其他实施方式中，风机114可设置于靠近进气口110a的一端。风机114配置以提供气压差，迫使环境气流20进入气流产生装置110中，并迫使冷凝气流50从气流产生装置110传送到流道装置120。也就是说，风机114系配置以确保气流产生装置110能持续由外部环境吸入环境气流20并传送出冷凝气流50。

如图1A所示，气流产生装置110内部可以包含多种改变环境气流20的温度以及湿度的元件。举例而言，在本实施方式中，气流产生装置110内部包含有加热器111、加湿器112以及温湿控制器113。

在本实施方式中，环境气流20进入气流产生装置110内部后，会依序经过加热器111、加湿器112以及温湿控制器113。但在其他实施方式中，加热器111、加湿器112以及温湿控制器113的顺序系可调换的，图1A仅举例出其中一种实施方式，本揭露并不应以此为限。

如图1A所示，加热器111连通进气口110a，并配置以升温环境气流20。环境气流20经过加热器111后转变为第一气流30。第一气流30的温度高于环境气流20的温度。

如图1A所示，加湿器112连通加热器111，并配置以加湿第一气流30。第一气流30经过加湿器112后转变为第二气流40。第二气流40的湿度高于第一气流30的湿度。

如图1A所示，温湿控制器113连通加湿器112，并配置以调整第二气流40的温度以及湿度。第二气流40经过温湿控制器113后转变为冷凝气流50。温湿控制器113会决定冷凝气流50最终的温度以及湿度。在本实施方式中，温湿控制器113可稍微降低第二气流40的温度以及湿度，使得冷凝气流50的温度以及湿度略为低于第二气流40的温度以及湿度。

在一些实施方式中，可依据待测物200的表面210的温度来决定冷凝气流50的温度以及湿度。举例而言，为了在待测物200的表面210上形成冷凝层220，调整冷凝气流50的温度以及湿度而使得冷凝气流50的露点温度高于待测物200的表面210的温度。当冷凝气流50接触待测物200的表面210时，则会被冷却而产生冷凝层220。

在一些实施方式中，通过加热器111、加湿器112以及温湿控制器113的组合，能够准确的控制由气流产生装置110所产生的冷凝气流50的露点温度。举例而言，使用者可先决定目标温度以及目标湿度，并使用加热器111将环境气流20转变为具有接近该目标温度的第一气流30，接着再使用加湿器112将第一气流30转变为具有接近该目标湿度的第二气流40，最后再透过温湿控制器113对第二气流40进行微调，以便将第二气流40转变为具有目标温度以及目标湿度的冷凝气流50。

具体而言，请参考以下表一，其列出一个实施方式中环境气流20、第一气流30、第二气流40以及冷凝气流50的温度以及湿度的比对表。

表一

如表一所示，第一气流30的温度高于环境气流20的温度；第二气流40的湿度高于第一气流30的湿度；而冷凝气流50的温度以及湿度略为低于第二气流40的温度以及湿度。

接下来请回到图1A，气流产生装置110产生的冷凝气流50被传输至流道装置120中。在本实施方式中，气流产生装置110与流道装置120之间由风管130连通，使得冷凝气流50离开气流产生装置110后经由风管130流入流道装置120中。

如图1A所示，流道装置120具有流道本体123，而流道本体123具有入口端123a以及出口端123b。入口端123a接收由自气流产生装置110所产生的冷凝气流50。冷凝气流50进入流道装置120后依序经过其内的均流模块121以及整流模块122。均流模块121接收冷凝气流50并将其转换为均匀冷凝气流60。整流模块122接收均匀冷凝气流60，并将其转换为定向冷凝气流70。定向冷凝气流70由出口端123b离开流道装置120并喷射至待测物200的表面210。

在此请一并参考图1B，其绘示图1A中沿着线段1-1的剖面图。如图1A以及图1B所示，流道装置120的入口端123a具有孔径Ri，均流板1211的孔洞1211a具有孔径R1，均流板1213的孔洞1213a具有孔径R2，而整流板1221的孔洞1221a具有孔径Rf。

在本实施方式中，较靠近气流产生装置110的均流板1211的孔洞1211a的数量为一个，较远离气流产生装置110的均流板1213的孔洞1213a的数量为五个。也就是说，越靠近整流模块122的均流板的孔洞的数量就越多。此外，较靠近气流产生装置110的均流板1211的孔洞1211a的孔径R1大于较远离气流产生装置110的均流板1213的孔洞1213a的孔径R2。以上设置能够使得冷凝气流50经过均流模块121后转换为均匀冷凝气流60，原理将于下文中解释。

如图1A以及图1B所示，冷凝气流50经过均流板1211后，流速以及气流分布被改变，在此将其标示为气流60a。气流60a被孔径R1拘束于较小的范围内，因此速度较快，但风速分布集中于中央处。

接着气流60a抵达至阻隔件1212，并且流速以及气流分布又进一步的被改变，在此将其标示为气流60b。阻隔件1212在均流板1211上的投影覆盖住孔洞1211a的部分范围，因此气流60a会碰撞至阻隔件1212并改变方向。也就是说，与气流60a相比，气流60b的流速变慢，风速的分布变广。在本实施方式中，阻隔件1212为十字形，但本揭露并不以此为限。

接着，气流60b经过均流板1213，其流速以及气流分布被改变而变成均匀冷凝气流60。具体而言，由于孔洞1213a均匀的分布于均流板1213上，使均匀冷凝气流60平均由均流板1213的每个孔洞1213a流出，并且每道均匀冷凝气流60的速度亦接近一致。

在本实施方式中，均流板1211上的孔洞1211a的面积小于均流板1213上的所有孔洞1213a的总面积。也就是说，比较远离气流产生装置110的均流板1213的开放面积(总开口面积)较大，依据白努力定律可以得知，与通过均流板1211的气流60a相比，通过均流板1213的均匀冷凝气流60流速较缓慢且均匀。缓慢且均匀的气流特性有助于冷凝***100在待测物200上形成均匀平坦的冷凝层220。

如图1A以及图1B所示，在接触至待测物200前，均匀冷凝气流60还通过整流模块122，进一步改善均匀冷凝气流60的方向性，使其成为定向冷凝气流70。

在本实施方式中，整流模块122的整流板1221的厚度t大于均流板1211、阻隔件1212以及均流板1213各别的厚度。也就是说，可以将整流板1221中的孔洞1221a视为各别独立的小管。均匀冷凝气流60进入孔洞1221a后的行进方向受到限制，而使得离开孔洞1221a后变为方向一致的定向冷凝气流70。

在本实施方式中，均流板1211与阻隔件1212之间的间距、阻隔件1212与均流板1213之间的间距以及均流板1213与整流板1221之间的间距看似彼此相等，但实际上并不以此为限。也就是说，上述的间距可为彼此相异。

应了解，图1A以及图1B中所绘示的流道装置120仅为举例，本领域人士可依据前述所呈现的设计原理来进行更动。举例而言，本实施方式的流道装置120中包含两个均流板(1211、1213)，但在其他实施方式中可以包含三个、四个甚至更多的均流板。

具体而言，请参考图2A以及图2B。图2A绘示本揭露另一实施方式的冷凝***300的立体图。图2B绘示图2A中沿着线段2-2的剖面图。冷凝***300与冷凝***100的差异在于，冷凝***300的流道装置120包含有三个均流板1211、1213、1214。也就是说，冷凝***300的流道装置120更进一步包含了均流板1214，其具有十三个孔洞1214a。

也就是说，相较于均流板1211以及均流板1213，均流板1214的孔洞1214a的数量较多、孔洞1214a的孔径R3较小且所有孔洞1214a的总面积较大。通过在流道装置120中设置均流板1214，能够更进一步的降低通过均流板1214的气流(可参考图1B)的流速并增加风速均匀度，以适于实务需求。

接下来请参考图3A以及图3B。图3A绘示本揭露另一实施方式的冷凝***400的立体图。图3B绘示图3A中沿着线段3-3的剖面图。冷凝***400与冷凝***300的差异在于，冷凝***400的流道装置120包含有四个均流板1211、1213、1214、1215。也就是说，冷凝***400的流道装置120更进一步包含了均流板1215，其具有多个(举例而言，169个)孔洞1215a。

也就是说，相较于均流板1211、均流板1213以及均流板1214，均流板1215的孔洞1215a的数量较多、孔洞1215a的孔径R4较小且所有孔洞1215a的总面积较大。通过在流道装置120中设置均流板1215，能够更进一步的降低通过均流板1215的气流(可参考图1B)的流速并增加风速均匀度，以适于实务需求。

综上所述，本揭露提出的冷凝***可以控制冷凝气流的诸多特性，来促使待测物的表面上形成品质良好的冷凝层。举例而言，冷凝***可以透过气流产生装置来控制冷凝气流的温度以及湿度(进一步决定冷凝气流的露点温度)，并可透过流道装置来控制冷凝气流的风速、风速均匀性以及方向性。

本揭露已由范例及上述实施方式描述，应了解本发明并不限于所揭露的实施方式。相反的，本发明涵盖多种更动及近似的布置(如，此领域中的通常技艺者所能明显得知者)。因此，附加的权利要求书应依据最宽的解释以涵盖所有此类更动及近似布置。

Claims (14)

1.一种冷凝***，用以产生一冷凝层于一待测物的一表面上，其特征在于，该冷凝***包含：

一气流产生装置，用以产生一冷凝气流，该冷凝气流具有一露点温度，该露点温度高于该待测物的该表面的一温度；以及

一流道装置，连通该气流产生装置，该冷凝气流由该气流产生装置流入该流道装置中，该流道装置包含：

一均流模块，靠近该气流产生装置，并配置以接收该冷凝气流，该均流模块包含至少一均流板，每一该些均流板具有至少一第一孔洞。

2.根据权利要求1所述的冷凝***，其特征在于，该均流模块还包含：

一阻隔件，设置于该些均流板中的一者相对于该气流产生装置的另一侧，且该阻隔件在该些均流板中的该者上的投影部分地覆盖住该至少一第一孔洞。

3.根据权利要求1所述的冷凝***，其特征在于，该流道装置还包含：

一整流模块，位于该均流模块相对于该气流产生装置的另一侧，并配置以接收经过该均流模块的该冷凝气流，该整流模块包含一整流板，该整流板具有至少一第二孔洞，且该整流板的厚度大于该至少一均流板的任一者的厚度。

4.根据权利要求1所述的冷凝***，其特征在于，该气流产生装置进一步包含：

一进气口，配置以供一环境气流进入；

一加热器，连通该进气口，并配置以升温该环境气流，而产生一第一气流；

一加湿器，连通该加热器，并配置以加湿该第一气流，而产生一第二气流；

一温湿度控制器，连通该加湿器，并配置以根据该待测物的该表面的该温度以控制该第二气流的一温度及一湿度，而产生该冷凝气流；

一出气口，连通于该温湿度控制器与流道装置之间；以及

一风机，设置于该进气口或该出气口，并配置以强制传送该冷凝气流。

5.根据权利要求1所述的冷凝***，其特征在于，该至少一均流板的数量为多个，该些均流板越远离该气流产生装置者的该第一孔洞的数量越多。

6.根据权利要求1所述的冷凝***，其特征在于，该至少一均流板的数量为多个，该些均流板越远离该气流产生装置者的该第一孔洞的孔径越小。

7.根据权利要求1所述的冷凝***，其特征在于，该至少一均流板的数量为多个，该些均流板越远离该气流产生装置者的该第一孔洞的总面积越大。

8.一种冷凝***，用以产生一冷凝层于一待测物的一表面上，其特征在于，该冷凝***包含：

一气流产生装置，用以产生一冷凝气流，该冷凝气流具有一露点温度，该露点温度高于该待测物的该表面的一温度；以及

一流道装置，包含：

一流道本体，连通该气流产生装置；

至少一均流板，平行设置于该流道本体中，并配置以接收该冷凝气流，该至少一均流板具有至少一第一孔洞。

9.根据权利要求8所述的冷凝***，其特征在于，该流道装置还包含：

一阻隔件，设置于该些均流板中的一者相对于该气流产生装置的另一侧，且该阻隔件在该些均流板中的该者上的投影部分地覆盖住该至少一第一孔洞。

10.根据权利要求8所述的冷凝***，其特征在于，该流道装置还包含：

一整流板，设置于该流道本体中远离该气流产生装置的另一侧，并配置以接收经过该些均流板的该冷凝气流，该整流板具有至少一第二孔洞，且该整流板的厚度大于该至少一均流板的任一者的厚度。

11.根据权利要求8所述的冷凝***，其特征在于，该气流产生装置进一步包含：

一进气口，配置以供一环境气流进入；

一加热器，连通该进气口，并配置以升温该环境气流，而产生一第一气流；

一加湿器，连通该加热器，并配置以加湿该第一气流，而产生一第二气流；

一温湿度控制器，连通该加湿器，并配置以根据该待测物的该表面的该温度以控制该第二气流的一温度及一湿度，而产生该冷凝气流；

一出气口，连通于该温湿度控制器与流道本体之间；以及

一风机，设置于该进气口或该出气口，并配置以将该冷凝气流强制传送至该流道装置。

12.根据权利要求8所述的冷凝***，其特征在于，该至少一均流板的数量为多个，该些均流板越远离该气流产生装置者的该第一孔洞的数量越多。

13.根据权利要求8所述的冷凝***，其特征在于，该至少一均流板的数量为多个，该些均流板越远离该气流产生装置者的该第一孔洞的孔径越小。

14.根据权利要求8所述的冷凝***，其特征在于，该至少一均流板的数量为多个，该些均流板越远离该气流产生装置者的该第一孔洞的总面积越大。

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