[发明专利]控制物体的温度有效

专利信息
申请号: 201280053728.X 申请日: 2012-10-02
公开(公告)号: CN103907411A 公开(公告)日: 2014-07-02
发明(设计)人: 拉里·W·埃克斯;内森·布洛瑟;布莱恩·S·梅洛 申请(专利权)人: 泰拉丁公司
主分类号: H05K7/20 分类号: H05K7/20;F24F11/053;G06F1/20
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 11219 代理人: 戚传江;穆德骏
地址: 美国马*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 控制 物体 温度
【说明书】:

优先权申明

根据美国法典第35条119(e)款规定,本专利申请要求提交于2011年10月31日的美国临时专利申请No.61/553,681的优先权,所述临时专利申请的全部内容据此以引用方式并入本文。

背景技术

本发明属于通过引导空气流过物体的一个或多个表面来对物体进行温度控制的技术领域。

本领域中已知的是,可通过引导空气流流过物体来升高物体的温度、降低物体的温度、或将物体的温度控制在特定水平。可改变空气的温度、速度、湍流、和/或流量,以便实现物体的温度控制。如果物体消耗其自身的功率,则除了空气流的性质之外,可通过测量或控制由物体消耗的功率值来进一步地增强温度控制。

在必须同时控制多个物体的温度(尤其是每个物体必须处于不同的温度并且/或者消耗不同的或变化的功率值)的情况下,可将单独的空气流用于每个物体。这在电子装置或组件、或者机电装置的制造过程中是常见的。这在生物制剂或样品的制备或测试过程中也可能是常见的。每个单独的空气流可取自公共空气源,例如环境空气或受控的空气库。作为另外一种选择,每个空气流可为循环空气流,其中整个路径独立于用于其他物体的空气流。在需要将物体的温度控制在不同的时间长度的应用中,或者当对物体进行连续处理而非以大批量形式进行处理时,可为有利的是允许人工或自动地对每个物体进行更换且不影响其他物体的状态或空气流。

可通过将物体入口集中到小区域内来提高温度控制设备中的物体更换的效率。如果通过自动方式进行物体更换,则将物体入口集中到小区域内减小了自动传送器的所需尺寸和范围,并且缩短了物体位置之间的行进时间。如果通过操作人员进行物体更换,则将物体入口集中到小区域内允许更多的物体设置在符合人类工程学入口窗中,并且降低了操作人员所需的步行或移动量。

可通过将物体入口集中到小区域内来提高温度控制设备中的物体更换的效率。如果通过自动方式进行物体更换,则将物体入口集中到小区域内减小了自动传送器的所需尺寸和范围,并且缩短了物体位置之间的行进时间。如果通过操作人员进行物体更换,则将物体入口集中到小区域内允许更多的物体设置在符合人类工程学入口窗中,并且降低了操作人员所需的步行或移动量。

因此,将温度控制设备的物体入口区域的密度最大化,这需要使支承物体的腔体、抽屉、搁架、或其他控制体积在面向操作人员或自动传送器的平面维度上尽可能地小,同时其温度仍受到控制。对于固定维度的物体而言,入口点的尺寸的下限等于设置在控制体积中的物体的最小平面维度。因此,有利的是在物体的最小平面维度面向操作人员或机械传送器的情况下来插入和移出物体。此外,穿过温度控制设备的每个空气流优选地沿着基本上垂直于物体的最小平面维度的轴线。(参见上文有关公共库的注解)。沿任何其他轴线的空气流可能需要管道和/或鼓风机,所述管道和/或鼓风机需要空间,这些空间原本可用于使物体在温度控制设备中靠得更近。遗憾的是,并非所有的物体均能够通过沿基本上垂直于其最小平面温度的轴线的空气流得到最佳的温度控制,这可能是因为不均匀的热分布、自加热效应、高空气流阻力、或其他因素。

可能有利的是,温度控制设备向操作人员或自动传送器提供最小区域,同时允许空气流沿着基本上不垂直于最小区域的轴线或路径流过物体。

发明内容

在本发明的一个方面,用于控制物体的温度的设备,其包括:壳体,所述壳体包括:适于接纳物体的腔体、被构造为允许空气流入腔体内的空气入口、和被构造为允许空气流出腔体的空气出口;以及嵌套件,所述嵌套件被构造为将物体保持在壳体内,使得物体的最小平面维度与腔体的最小平面维度基本上对准;其中所述嵌套件和壳体适于引导空气流从空气入口基本上平行地穿过物体的至少一个表面并在所述至少一个表面的较小维度的方向上到达空气出口。

本发明的具体实施可包括下列特征中的一者或多者。在一些具体实施中,壳体的最大平表面的纵横比大于2:1。在其他具体实施中,嵌套件适于能够从壳体中移出。在其他具体实施中,所述设备包括设置在空气入口和物体之间的路径中的加热元件。在其他具体实施中,所述设备包括温度传感器。

在其他具体实施中,腔体的最小平面维度基本上平行于壳体的最小平面维度。在一些具体实施中,空气入口被设置在腔体的最小平面维度中。在其他具体实施中,空气出口被设置为使得从空气入口到空气出口的空气流是沿着腔体的最长轴线。在其他具体实施中,物体的最小平表面与腔体的最小平表面之间的角度小于20度。

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