專利名稱：質流控制裝置的分流結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種質流控制裝置的分流結構，特別涉及用于質流控制裝置，具有使支通道流量與主通道流量的比例維持一定值的分流結構。
傳統的質流控制裝置包含一主通道，一流體量測支通道自該主通道一側分出。量測元件位于該流體量測支通道，以量測該流體量測支通道的流體流量。除非支通道流量與主通道流量的比例為一定值，否則量測所得的流量必定產生誤差，因此，通過主通道的流體必須保持層流(Laminar flow)，使支通道流量與主通道流量的比例為一定值。
美國專利第5,439,026號揭示一質流控制裝置，其包含一主體，該主體設有一入口71、一出口及一通道73，該通道73連接入口71及出口，一流體調整元件調整流體在通道73的流量，一流量檢測元件74檢測通道的流量，以及一流體分流結構70經流量檢測元件74輸出流量控制信號至流體調整元件75，使流量達預設定的流量值，如
圖1所示。此外，至少設有一入口及一出口于該通道一側，使檢測流量與通道流量一致。該發明專利案所揭示的流體分流結構是由數根細管環狀固定于一中空管組成，由于細管為不銹鋼材質制成，加工制造十分困難且現成品不易取得，所以該流體分流結構具有制造不易及成本昂貴的缺點。
美國專利第4,858,463號揭示一分流裝置，其包含二穩定元件，該二穩定元件互相鄰接。每一穩定元件包含數個軸向通孔，其可借該二穩定元件相對旋轉，使該二穩定元件的數個軸向通孔位于一直線上從而形成通路。此外，其設有數個定位元件使該二穩定元件位置固定。該發明專利案所揭示的封閉的軸向通孔，具有容易產生回流的缺點。
美國專利第5,099,881號揭示質流控制裝置的一分流裝置，其包含一主體8，具有主通道81，該主通道包含一上游環形通道811、一下游環形通道812及一錐狀環形通道813，該錐狀通道813連通上游環形通道811及下游環形通道812。一栓80置于主通道81，該栓80包含一第一柱體801、一第二柱體802及一錐體803。第一通道82由上游環形通道811內表面及第一柱體801形成，而第二通道83由下游環形通道812內表面及第二柱體802形成。一縮小通道84則由錐狀通道813內表面及錐體803形成，如圖2所示。該發明專利所揭示的縮小通道，由于通道的截面積縮小，其對流過的流體產生壓縮作用。
本實用新型的分流結構克服了上述的缺點，該分流結構使通過主通道的流體保持層流狀態，且該分流結構具有制造簡單及成本降低的功效。
本實用新型的主要目的在于提供一種質流控制裝置的分流結構，其使通過主通道的流體保持層流狀態，其分流結構具有制造簡單及成本降低的功效。
本實用新型的目的是這樣實現的，即提供一種質流控制裝置的分流結構，其包含一外管，設有一內孔，所述內孔包含一內表面；一內柱體，包含一外表面，置于外管的內孔內；及數個間隔元件，將所述外管內孔內的內柱體予以固定；其中所述外管的內表面、所述內柱體的外表面及所述數個間隔元件之間形成數個縫隙，該縫隙可供流體通過。該間隔元件的長度與外管及內柱體的長度相等，使該縫隙的截面積保持一致，而且外管、內柱體及間隔元件采用耐蝕材質，使該縫隙的邊界條件均勻一致。因此，通過該縫隙的流體所受的邊界條件均勻一致。本實用新型的縫隙寬度可使通過的流體產生層流。本實用新型可由增加或減少外管內徑及內柱體外徑；或一外管內設數個同心圓的縫隙，并借增加或減少縫隙數量以供各種流量的質流控制裝置使用。
本實用新型裝置的優點在于外管、內柱體、數個固定元件及內管制造及組合容易，且可在組裝特定流量的質流控制裝置之前，以量產方式加工，組裝完成各種流量范圍的分流結構組件，然后快速裝于質流控制裝置內，使其具有制造簡單及成本降低的功效。
為了使本實用新型的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯，以下列舉本實用新型的較佳實施例，并配合附圖作詳細說明。
圖1傳統的質流控制裝置的剖面圖；圖2另一傳統的質流控制裝置的剖面圖；圖3本實用新型的質流控制裝置的剖面圖；圖4本實用新型的第一較佳實施例的分解立體圖5本實用新型的第一較佳實施例的側視圖；圖6本實用新型的第二較佳實施例的側視圖；及圖7本實用新型的第三較佳實施例的側視圖。圖中1外管 11內孔12內表面2內柱體 21外表面 22貫穿孔3間隔元件 3′間隔元件4縫隙 4′縫隙5內管 51內表面 52外表面90質流控制裝置 91主通道92支通道 921入口 922出口93檢測元件7主體 70流體控制元件71入口72出口73通道74檢測元件75流體調整元件8主體 80栓 801第一柱體802第二柱體 803錐體 81主通道811上游環形通道 812下游環形通道 813錐狀環形通道82第一通道83第二通道84縮小通道參照圖3，傳統的質流控制裝置包含主通道91，該主通道91一側設有支通道92，該支通道92包含入口921及出口922。兩檢測元件93則位于該支通道92一側，以量測該兩檢測元件93間的流量。本實用新型的質流控制裝置的分流結構則位于主通道91，其兩端恰位于支通道92的入口921及出口922。流體則由質流控制裝置的分流結構一端進入并由其另一端流出。
請再參照圖4及圖5所示，本實用新型質流控制裝置的分流結構的第一較佳實施例主要包含一外管1、一內柱體2及數個間隔元件3。外管1系設有一內孔11，該內孔11包含一內表面12。內柱體2設有外表面21并可置于外管1的內孔11內。該外管1與內柱體2至少以三個長條間隔元件3將內柱體2以緊配合方式固定于外管1內，并在外管1的內表面12、內柱體2的外表面21及數個固定元件3之間產生縫隙4，該縫隙4可供流體通過。
間隔元件3的長度與外管1及內柱體2的長度相等，使該縫隙4的截面積保持一致，而且外管1、內柱體2及間隔元件3采用各種耐腐蝕性材質，其較佳采用SUS316L不銹鋼材料，使該縫隙4的邊界條件均勻一致，因此，通過該縫隙4的流體所受的邊界條件均勻一致。本實用新型的縫隙4寬度則可使通過的流體產生層流，其雷諾數值[Re]小于2300。本實用新型可由增加或減少外管內徑及內柱體外徑；或一外管內設數個同心圓的縫隙，并借以增加或減少縫隙數量以供各種流量的質流控制裝置使用。
請再參照圖6，本實用新型質流控制裝置的分流結構的第二較佳實施例主要包含一外管1、一內柱體2、數個間隔元件3、3′及至少一內管5。外管1設有一內孔11，該內孔11包含一內表面12。內管5設有內表面51及外表面52，該內管5置于外管1的內孔11內。該外管1的內管5至少以三個長條間隔元件3將內管5以緊配合方式固定于外管1內。在外管1的內表面12、內管5的外表面52及數個固定元件3之間產生縫隙4，該縫隙4可供流體通過。內柱體2設有外表面21并可置于內管5內。該內管5的內柱體2至少以三個長條間隔元件3′將內柱體2以緊配合方式固定于內管5內。在內管5的內表面51、內柱體2的外表面21及數個固定元件3之間產生縫隙4′，該縫隙4′可供流體通過。此外，本實用新型可借直徑不等的數個內管5套置后，再置于外管1及內柱體2之間形成數個同心圓的縫隙4及4′。
間隔元件3及3′的長度與外管1及內柱體2的長度相等，使該縫隙4及4′的截面積保持一致，而且外管1、內柱體2、固定元件3、3′及內管5采用各種耐腐蝕性材質使該縫隙4及4′的邊界條件均勻一致，因此，通過該縫隙4及4′的流體所受的條件均勻一致。本實用新型的縫隙4及4′寬度則可使通過流體產生層流效果。本實用新型控制流體流量的方法是外管內設數個同心圓的縫隙4及4′，并借增加或減少縫隙4及4′數量控制流量。
請再參照圖7，本實用新型質流控制裝置的分流結構的第三較佳實施例主要包含一外管1、一內柱體2、數個間隔元件3、3′及數個不等徑的內管5。外管1系設有一內孔11，該內孔11包含一內表面12。內管5設有內表面51及外表面52，該內管5置于外管1的內孔11內。該外管1的內管5至少以三個長條間隔元件3將內管5以緊配合方式固定于外管1內。在外管1的內表面12、內管5的外表面52及數個固定元件3之間產生縫隙4，該縫隙4可供流體通過。內柱體2設有外表面21并可置于內管5內，該較佳實施例主要是在內柱體2內設有數個貫穿孔22，該貫穿孔22可供流體通過，且可使通過的流體維持層流。該內管5的內柱體2至少以三個長條間隔元件3′將內柱體2以緊配合方式固定于內管5內。在內管5的內表面51、內柱體2的外表面21及數個固定元件3之間產生縫隙4′，該縫隙4′可供流體通過。數個直徑不等的內管5套置后，再置于外管1及內柱體2之間形成數個同心圓的縫隙4及4′。本實用新型較佳實施例主要是靠貫穿孔22，縫隙4及4′供流體通過且使通過的流體維持層流。
雖然本實用新型已以上述較佳實施例說明，然而其并非用以限定本實用新型，任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍以所附的權利要求書所界定的為準。
權利要求1.一種質流控制裝置的分流結構，其特征在于，包括一外管，設有一內孔，所述內孔包含一內表面；一內柱體，包含一外表面，置于外管的內孔內；及數個間隔元件，將所述外管內孔內的內柱體予以固定；其中所述外管的內表面、所述內柱體的外表面及所述數個間隔元件之間形成數個縫隙。
2.根據權利要求1所述的質流控制裝置的分流結構，其特征在于，還包括至少一內管，所述內管套置于所述外管的內孔內，所述數個間隔元件，將所述外管內孔內的所述內管及內管內的內柱體分別予以固定；其中所述外管的內表面、所述內管的內、外表面，所述內柱體的外表面及所述數個間隔元件之間形成數個縫隙。
3.根據權利要求1或2所述的質流控制裝置的分流結構，其特征在于，所述內柱體的軸向設數個貫穿孔，所述貫穿孔可使通過的流體維持層流。
4.根據權利要求1或2所述的質流控制裝置的分流結構，其特征在于，所述外管、內柱體及數個間隔元件由耐蝕材料制成。
5.根據權利要求4所述的質流控制裝置的分流結構，其特征在于，所述耐蝕材料為SUS316L不銹鋼。
6.根據權利要求1或2所述的質流控制裝置的分流結構，其特征在于，所述間隙可使通過流體維持層流。
專利摘要一種質流控制裝置的分流結構,包含一外管、一內柱體及數個間隔元件,其中內柱體設置在外管內,并以數個間隔元件固定,在外管、內柱體及數個間隔元件之間產生可供流體通過的環狀縫隙。間隔元件的長度與外管及內柱體的長度相等,使縫隙的截面積保持一致,而且外管、內柱體及間隔元件采用耐蝕材質,使通過該環狀縫隙的流體所受的邊界條件均勻一致。環狀縫隙寬度使通過的流體維持層流,支通道流量與主通道流量的比例維持一定值。
文檔編號G05D7/00GK2370446SQ98245709
公開日2000年3月22日 申請日期1998年11月9日 優先權日1998年11月9日
發明者蔡陳德, 吳錦清, 李建興, 涂運泉, 王漢聰 申請人:財團法人工業技術研究院