TWI527684B - 空氣壓縮系統及其冷卻結構 - Google Patents

Description

空氣壓縮系統及其冷卻結構

本發明係有關於一種空氣壓縮系統，尤指一種空氣壓縮系統及其冷卻結構。

空氣壓縮系統的應用範圍廣泛，舉凡工業、商業、住家、娛樂或交通…等，只要是需要將空氣壓縮為高壓氣體的場合皆可使用空氣壓縮系統將空氣壓縮成高壓氣體，然而空氣壓縮系統在進行空氣壓縮時，其壓縮機及驅動壓縮機的馬達皆會產生熱能，故為避免壓縮機及馬達所產生的熱能會導致壓縮機及馬達內部結構的變形，而影響壓縮機和馬達的效率及壽命，因此壓縮機及馬達分別會安裝一冷卻結構，用以分別冷卻壓縮機及馬達。

然而習知空氣壓縮系統，其馬達係為一氣冷式馬達，主要採用自帶氣冷式扇葉或外加氣冷式扇葉的冷卻結構以對馬達進行冷卻，而壓縮機則採用液冷式冷卻結構冷卻壓縮機內的潤滑液，再利用潤滑液冷卻壓縮機，以達到對壓縮機冷卻的效果，故馬達及壓縮機的冷卻結構係為不同的冷卻結構，故會造成體積佔用過多的狀況，且自帶氣冷式扇葉或外加氣 冷式扇葉對馬達的冷卻效果不佳，導致降低馬達運作之效率及壽命的狀況，且亦會增加馬達運轉時的噪音；而亟待加以改善之。

本發明之一目的，在於提供一種空氣壓縮系統，其中冷卻器透過第一輸液管連通散熱器，並透過第三輸液管和液冷式馬達連通，以達到同時冷卻潤滑液及液冷式馬達的效果，進而降低冷卻結構所佔用的空間。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種空氣壓縮系統，包括一空氣壓縮設備及一冷卻結構；該空氣壓縮設備包含一液冷式馬達及一壓縮機，該液冷式馬達驅動該壓縮機，該壓縮機內填注有一潤滑液；該冷卻結構包含一散熱器、一冷卻器、一第一輸液管、一第二輸液管、一第三輸液管、一第四輸液管及一冷卻液；該散熱器連通該壓縮機用以冷卻該潤滑液；該第一輸液管跨接連通該散熱器及該冷卻器；該第二輸液管跨接連通該散熱器及該冷卻器；該第三輸液管跨接連通該液冷式馬達及該冷卻器；該第四輸液管跨接連通該液冷式馬達及該冷卻器；該冷卻液填注於該冷卻器內，一部分的該冷卻液透過該第一輸液管輸入該散熱器並透過該第二輸液管回流至該冷卻器，另一部分的該冷卻液透過該第三輸液管輸入該液冷式馬達內並透過該第四輸液管回流至該冷卻器。

為了達成上述之目的，本發明另提供一種空氣壓縮系統的冷卻結構，所述空氣壓縮系統包括一空氣壓縮設備，所述空氣壓縮設備具有一液冷式馬達及一壓縮機，所述壓縮機內填注有一潤滑液，該冷卻結構包括一散熱器、一冷卻器、一第一輸液管、一第二輸液管、一第三輸液管、一第四輸液管及一冷卻液；該散熱器連通所述壓縮機用以冷卻所述潤滑 液；該第一輸液管跨接連通該散熱器及該冷卻器；該第二輸液管跨接連通該散熱器及該冷卻器；該第三輸液管跨接連通所述液冷式馬達及該冷卻器；該第四輸液管跨接連通所述液冷式馬達及該冷卻器；該冷卻液填注於該冷卻器內，一部分的該冷卻液透過該第一輸液管輸入該散熱器並透過該第二輸液管回流至該冷卻器，另一部分的該冷卻液透過該第三輸液管輸入所述液冷式馬達內並透過該第四輸液管回流至該冷卻器內。

本發明還具有以下功效：第一點，由於液冷式馬達及散熱器係使用同一冷卻器，故可達到降低材料成本及節省空氣壓縮系統耗電量的功效；第二點，由於液冷式馬達係被冷卻器所提供的冷卻液冷卻，故可提高液冷式馬達的散熱效率，進而達到延長液冷式馬達壽命及降低液冷式馬達運轉噪音的效果；第三點，潤滑液可經由過濾器將雜質過濾掉，避免雜質進入壓縮機內，以確保壓縮機的運轉正常，而達到延長壓縮機使用壽命的效果；第四點，可於第一輸液管安裝熱控閥或其它溫控系統，以控制自潤滑液流經散熱器的流量，以使經散熱器冷卻的潤滑液可保持在一定的溫度，令壓縮機達到較佳的潤滑效果。

<本發明>

1‧‧‧空氣壓縮系統

10‧‧‧空氣壓縮設備

11‧‧‧液冷式馬達

12‧‧‧壓縮機

13‧‧‧液氣分離筒

14‧‧‧進氣閥

15‧‧‧空氣過濾件

16‧‧‧壓力維持閥

161‧‧‧壓縮氣體出口

17‧‧‧潤滑液

18‧‧‧空氣

181‧‧‧高壓氣體

20‧‧‧冷卻結構

21‧‧‧散熱器

22‧‧‧過濾器

23‧‧‧冷卻器

24‧‧‧第一輸液管

25‧‧‧第二輸液管

26‧‧‧第三輸液管

27‧‧‧第四輸液管

28‧‧‧冷卻液

29‧‧‧熱控閥

第一圖係本發明第一實施例之示意圖。

第二圖係本發明第二實施例之示意圖。

第三圖係本發明第三實施例之示意圖。

第四圖係本發明第四實施例之示意圖。

第五圖係本發明第五實施例之示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照第一圖所示，係為本發明第一實施例之示意圖，本發明係提供一種空氣壓縮系統1，主要包括一空氣壓縮設備10及一冷卻結構20。

空氣壓縮設備10包含一液冷式馬達11、一壓縮機12、一液氣分離筒13、一進氣閥14、一空氣過濾件15、一壓力維持閥16及一潤滑液17；液冷式馬達11連接壓縮機12，且液冷式馬達11係以齒輪傳動的方式驅動壓縮機12運轉；液氣分離筒13連通壓縮機12；進氣閥14連通壓縮機12；空氣過濾件15連通進氣閥14；壓力維持閥16連通液氣分離筒13，壓力維持閥16設有一壓縮氣體出口161；潤滑液17填注於壓縮機12內。

冷卻結構20包含一散熱器21、一過濾器22、一冷卻器23、一第一輸液管24、一第二輸液管25、一第三輸液管26、一第四輸液管27及一冷卻液28；散熱器21連通液氣分離筒13及連通過濾器22，過濾器22連通壓縮機12，使之散熱器21透過過濾器22而與壓縮機12連通，令散熱器21可冷卻壓縮機12內的潤滑液17；第一輸液管24跨接連通散熱器21及冷卻器23；第二輸液管25跨接連通散熱器21及冷卻器23；第三輸液管26跨接連通液冷式馬達11及冷卻器23；第四輸液管27跨接連通液冷式馬達11及冷卻器23；冷卻液28填注於冷卻器23內部，一部分的冷卻液28透過第一輸液管24輸入散熱器21並透過第二輸液管25回流至冷卻器23，另一部分的冷卻液28透過第三輸液管26輸入液冷式馬達11內並透過第四輸液管27回流至冷卻器23，以同時對散熱器21及液冷式馬達11做冷卻，進而令散熱器21對潤滑液17做冷卻。

使用時，其環境中的一空氣18透過空氣過濾件15過濾後經由進氣閥14被吸入壓縮機12內，而液冷式馬達11則驅動壓縮機12運轉以對空氣18做壓縮，而空氣18於壓縮機12內進行壓縮程序時，其壓縮機12會產生熱能，令壓縮機12內的低溫之潤滑液17吸收熱能而變成高溫之 潤滑液17，此後壓縮機12內的壓縮氣體與高溫之潤滑液17混和形成高壓高溫的氣液混和體後，則進入液氣分離筒13內進行氣液分離的程序，進而得到高壓氣體181及高溫之潤滑液17，高壓氣體181經過壓力維持閥16的壓縮氣體出口161流出，以確保自空氣壓縮系統1輸出的高壓氣體181可維持一穩定的壓力。

然後自液氣分離筒13分離出的高溫之潤滑液17則流入散熱器21，藉由散熱器21吸收高溫之潤滑液17的熱能，而使高溫之潤滑液17降溫變成低溫之潤滑液17後，低溫之潤滑液17再經由過濾器22而濾除低溫之潤滑液17內的雜質，接著進入壓縮機12內以做下一次的循環，藉此，除了達到潤滑壓縮機12的功效之外，還可達到冷卻壓縮機12的效果。

且冷卻器23內的冷卻液28，會透過第一輸液管24將冷卻液28輸入散熱器21內，使冷卻液28吸收散熱器21的熱能而降低散熱器21的溫度，令散熱器21可持續的對高溫之潤滑液17做冷卻，接著冷卻液28吸收散熱器21的熱能而變成高溫的冷卻液28後則透過第二輸液管25回流至冷卻器23，令高溫的冷卻液28經由冷卻器23的冷卻而變回低溫的冷卻液28再進入第一輸液管24；同時間，冷卻器23內的冷卻液28亦會透過第三輸液管26而輸入液冷式馬達11內，以對液冷式馬達11做冷卻的程序，當低溫的冷卻液28吸收液冷式馬達11所產生的熱能而變成高溫的冷卻液28後，則透過第四輸液管27回流至冷卻器23內，經由冷卻器23冷卻高溫的冷卻液28而變回低溫的冷卻液28後，再流入第三輸液管26內以對液冷式馬達11做下一次的冷卻循環，以達到持續對液冷式馬達11冷卻的效果。

其中可藉由冷卻器23經由第一輸液管24及第三輸液管26以同時將冷卻液28傳輸給散熱器21及液冷式馬達11，以達到同時冷卻通過散熱器21的潤滑液17及液冷式馬達11的效果，由於液冷式馬達11及散熱器21皆使用同一冷卻器23，故可節省額外設置液冷式馬達11的冷卻器的費用及空間，進而節省冷卻結構20所佔用的空間，使之縮小空氣壓縮系統1所佔用的體積，亦可達到降低材料成本的功效；再者，由於液冷式 馬達11及散熱器21使用同一冷卻器23，故亦可節省空氣壓縮系統1的耗電量。

由於液冷式馬達11係被冷卻器23所提供的之低溫的冷卻液28而冷卻，故可提高液冷式馬達11的散熱效率，進而達到延長液冷式馬達11壽命及降低液冷式馬達11運轉噪音的效果。

再者，經由散熱器21冷卻後的低溫之潤滑液17可經由過濾器22將雜質過濾掉，使之達到防止雜質進入壓縮機12內部的效果，避免雜質進入壓縮機12內而影響壓縮機12的運轉，藉此，可確保壓縮機12的運轉正常，進而達到延長壓縮機12使用壽命的效果。

另外，可於散熱器21與液氣分離筒13之間安裝一熱控閥29或其它溫控系統，以控制自潤滑液流經散熱器21內的流量，以使經過散熱器21冷卻的低溫的潤滑液17可保持在一定的溫度，使之壓縮機12達到較佳的潤滑效果。

請參照第二圖所示，係為本發明第二實施例之示意圖，與前述實施例主要的區別在於，過濾器22係安裝於液氣分離筒13與散熱器21之間，使其液氣分離筒13係透過過濾器22和散熱器21連通，令經由液氣分離筒13分離而出的高溫之潤滑液17必須經過過濾器22的過濾後才可進入散熱器21，使之亦可達到過濾雜質且確保壓縮機12運轉順利及延長壓縮機12壽命的效果。

請參照第三圖所示，係為本發明之第三實施例之示意圖，與前述各實施例主要的區別在於，壓縮機12係被液冷式馬達11的轉軸直接驅動而運轉。

請參照第四圖所示，係為本發明之第四實施例之示意圖，與前述各實施例主要的區別在於，液冷式馬達11的轉軸係透過一聯軸器而與壓縮機12的轉軸連接，故液冷式馬達係以液冷式馬達的轉軸帶動聯軸器轉動，後藉由聯軸器帶動壓縮機的轉軸轉動，藉此以驅動壓縮機12運轉。

請參照第五圖所示，係為本發明第五實施例之示意圖，與前述各實施例的主要區別在於，液冷式馬達11係透過一皮帶輪傳動的方式驅動壓縮機12運轉。

綜上所述，當知本發明之空氣壓縮系統及其冷卻結構已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

1‧‧‧空氣壓縮系統

10‧‧‧空氣壓縮設備

11‧‧‧液冷式馬達

12‧‧‧壓縮機

13‧‧‧液氣分離筒

14‧‧‧進氣閥

15‧‧‧空氣過濾件

16‧‧‧壓力維持閥

161‧‧‧壓縮氣體出口

17‧‧‧潤滑液

18‧‧‧空氣

181‧‧‧高壓氣體

20‧‧‧冷卻結構

21‧‧‧散熱器

22‧‧‧過濾器

23‧‧‧冷卻器

24‧‧‧第一輸液管

25‧‧‧第二輸液管

26‧‧‧第三輸液管

27‧‧‧第四輸液管

28‧‧‧冷卻液

29‧‧‧熱控閥

Claims (7)

1. 一種空氣壓縮系統，包括：一空氣壓縮設備，包含一液冷式馬達及一壓縮機，該液冷式馬達驅動該壓縮機，該壓縮機內填注有一潤滑液；以及一冷卻結構，包含：一散熱器，連通該壓縮機用以冷卻該潤滑液；一冷卻器；一第一輸液管，跨接連通該散熱器及該冷卻器；一第二輸液管，跨接連通該散熱器及該冷卻器；一第三輸液管，跨接連通該液冷式馬達及該冷卻器；一第四輸液管，跨接連通該液冷式馬達及該冷卻器；以及一冷卻液，填注在該冷卻器內，一部分的該冷卻液透過該第一輸液管輸入該散熱器並透過該第二輸液管回流至該冷卻器，另一部分的該冷卻液透過該第三輸液管輸入該液冷式馬達內並透過該第四輸液管回流至該冷卻器。
2. 如請求項1所述之空氣壓縮系統，其中該空氣壓縮設備更包括一液氣分離筒，該液氣分離筒連通該散熱器及該壓縮機。
3. 如請求項2所述之空氣壓縮系統，其中該冷卻結構更包含一過濾器，該液氣分離筒係透過該過濾器和該散熱器連通。
4. 如請求項1所述之空氣壓縮系統，其中該冷卻結構更包含一過濾器，該散熱器係透過該過濾器和該壓縮機連通。
5. 如請求項1所述之空氣壓縮系統，其中該空氣壓縮設備更包含一進氣閥，該進氣閥連通該壓縮機。
6. 如請求項5所述之空氣壓縮系統，其中該空氣壓縮設備更包含一空氣過濾件，該空氣過濾件連通該進氣閥。
7. 如請求項1所述之空氣壓縮系統，其中該空氣壓縮設備更包含一壓力維持閥，該壓力維持閥連通該液氣分離筒，該壓力維持閥設有一壓縮氣體出口。