TWI583904B - The method of evaporating flow of variable refrigerant and controlling refrigerant channel - Google Patents

Description

可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法

本發明係有關於可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法，其係利用執行控制器及電磁開關閥控制不同通道的冷媒管路之流量及冷媒通道，能使二相變化冷卻器得於執行冷卻頭直接接觸晶片式之測試作業時，能達到低溫測試、高溫測試及恆溫控制的要求，並同時具有保護冷卻系統之重要組件壓縮機及冷媒回流管之保溫材，且可快速降溫以及提高冷卻負載能力的功效。

按，習知的一般冷卻系統，其主要具有壓縮機、冷凝器、冷媒控制器及蒸發器，而由管路相互連接，形成了一個封閉的冷卻循環系統。當使用時，由壓縮機將低溫低壓的冷媒壓縮成高溫高壓的氣態冷媒，經由冷凝器冷卻散熱後，氣態冷媒凝結為常溫高壓之液態冷媒，經由冷媒控制器降壓後，液態冷媒在低溫狀態下進入蒸發器中進行蒸發吸熱，而後成為低溫低壓氣態冷媒，再回流至壓縮機，重新另一次相同方式的循環，藉由該壓縮機的長時間運轉產生連續的製冷效用，得以用來做各種低溫冷卻的需求。

該傳統的冷卻系統僅僅能夠運作於低溫冷卻，卻無法作用於高溫區域的運用，更無法調控溫度使其保持於某一需求溫度點的恆溫作用，若強制執行高溫作業，則其產生的高溫氣體隨著冷媒回流至該壓縮機，由於高溫氣體溫度必然過高，極易造成該壓縮機內的馬達線圈因溫度過高而燒毀損壞，以致該冷卻系統無法繼續執行作業，造成損失。

發明人係專門從事冷卻系統的改良、製造及開發工作，深知傳統冷卻系統僅只能夠運作於低溫冷卻作業，無法作用於高溫區域，若冒然執行高溫作業，隨時造成壓縮機的損壞風險，於是乃極力苦思解決之 道，並憑藉本身之專業知識及多年來的工作經驗，終於在歷經數次的修正、試驗與改進後，首創出本發明之可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法誕生。

本發明係有關於可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法，特別是指一種於冷凝器冷凝後自出口至冷媒蒸發控制器之冷凝液管上，藉由執行控制器及電磁開關閥來控制冷媒流量及冷媒多通道之啟閉，能於二相變化冷卻器執行冷卻頭直接接觸晶片式之常溫以上的高溫作業或0℃以下的低溫作業。當此二相變化冷卻執行運作時，使用者於執行控制器上設定其所需求的溫度點後，該執行控制器即對應開啟不同流量的冷媒管路，並藉由不同流量的毛細管將冷媒引導至冷卻系統各不同的相應部位蒸發冷卻，故不僅能使該冷卻器適合執行高溫作業、低溫作業、恆溫控制，又能降低回流氣體之溫度，而能保護冷卻系統之壓縮機與冷媒回流管外緣之保溫材，免於高溫作業時被燒毀，於高溫作業轉低溫作業時，能達到快速降低冷卻頭的溫度以及提高冷卻負載能力之功效。

本發明之目的在於提供可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法，因此本發明係利用執行控制器及電磁開關閥來控制冷媒流量及冷媒多通道之啟閉，不僅能夠執行冷卻頭直接接觸晶片式之高溫作業、低溫作業、恆溫控制，又能降低回流氣體之溫度，保護冷卻系統之壓縮機與冷媒回流管外緣之保溫材，更能保護操作人員於高溫作業時不被高溫燙傷，實具有相當進步性。

〔本發明〕

1‧‧‧設定階段

2‧‧‧控制階段

3‧‧‧運行階段

10‧‧‧執行控制器

20‧‧‧多通道冷媒管路

21‧‧‧電磁開關閥組

22‧‧‧毛細管組

201‧‧‧冷媒管路

202‧‧‧冷媒管路

203‧‧‧冷媒管路

204‧‧‧冷媒管路

205‧‧‧冷媒管路

211‧‧‧電磁開關閥

212‧‧‧電磁開關閥

213‧‧‧電磁開關閥

214‧‧‧電磁開關閥

215‧‧‧電磁開關閥

221‧‧‧毛細管

222‧‧‧毛細管

223‧‧‧毛細管

224‧‧‧毛細管

225‧‧‧毛細管

4‧‧‧冷卻系統

40‧‧‧冷凝器

401‧‧‧冷凝管

41‧‧‧冷卻頭

42‧‧‧壓縮機

43‧‧‧冷媒回流管

431‧‧‧前端管

432‧‧‧末端管

第1圖係本發明之說明圖。

第2圖係本發明之流程示意圖。

第3圖係本發明之實施例圖。

首先，請參閱第1圖所示，係本發明之說明圖，使用者首 先在執行控制器10上設定所需要執行的溫度後，將會驅動電磁開關閥組21，由電磁開關閥組21依據溫度需求開啟或關閉多通道冷媒管路20，並控制所開啟冷媒管路之冷媒流量，此時經過控制流量後之冷媒經由毛細管組22流向冷卻系統3，即可達到使冷卻系統3執行高溫或低溫之目的。

其次，請參閱第2圖所示，係本發明之流程示意圖，本發明之可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法有三階段：

(1)設定階段1：依據各種電子元件(晶片)測試需求，於執行控制器設定執行高溫區域或低溫區域作業。

(2)控制階段2：執行控制器依據所設定之溫度，經由電磁開關閥來控制不同通道冷媒管之啟閉、不同流量之通道。

(3)運行階段3：藉由控制不同流量與通道的冷媒，在各不同的相應部位蒸發冷卻，可使達到執行冷卻頭直接接觸晶片時，於溫度範圍內所設定之任何高溫點或低溫點，藉以執行晶片之效能測試作業。

其次，請參閱第3圖，係本發明之實施例圖，當使用者於執行控制器10上設定其所需求之高溫，甚或者高達100℃高溫以上時，該執行控制器10即驅動電磁開關閥213，開啟執行高溫之冷媒管路203，導引適量冷媒蒸發制衡高溫使能達到恆溫作用。同時又驅動電磁開關閥211，另開啟冷媒管路201，將冷媒由毛細管221導至近壓縮機32吸入口處之末端管332適時蒸發冷卻，用以降低由冷卻頭31回流高溫氣體，不使高溫氣體直接回流至壓縮機32，避免高溫燒毀壓縮機32，確保壓縮機32能正常運轉。

另冷卻頭31至壓縮機32之間的冷媒回流管33原係為蒸發後的低溫回流管，必須被覆一層保溫材以保持蒸發後回流的冷媒冷度，用以冷卻壓縮機32，但當執行高溫測試作業時，自冷卻頭31至壓縮機32之間的冷媒回流管33，其回流的冷媒變為極高溫氣體，當溫度過高時，冷媒回流管33被覆的保溫材容易被燒毀，以致影響後續執行低溫作業時的保溫效果，故此時該執行控制器10又可驅動電磁開關閥21 2，開啟冷媒管路202導入冷媒於冷媒回流管33處之前端管331，進行蒸發冷卻以確保該被覆保溫材不被高溫氣體燒毀，避免低溫保溫效果減損，於執行低溫作業時無法達到及極低溫點之要求。

接著，請仍繼續參閱第3圖，當使用者欲改變溫度需求而於執行控制器10上變更設定其需求為低溫點之時，該執行控制器10即時對應驅動電磁開關閥213關閉高溫冷媒管路203，另驅動開啟其中一低溫冷媒管路204，將冷媒引導進入冷卻頭31中蒸發製冷，於此時因剛執行高溫作業完成時，冷卻頭31上蓄有高達100℃以上之極高餘溫，為了能迅速下降溫度，故同時又可驅動開啟另一輔助低溫之冷媒管路205以便增加冷媒蒸發流量，達到快速降溫以及提高冷卻負載能力。

另本發明可利用膨脹閥取代毛細管組22，由該膨脹閥之啟閉來控制冷媒流量，當執行控制器10設定溫度後，經由電磁開關閥組21來控制膨脹閥之啟閉，達到控制冷媒流量而能快速升溫或降溫之功效。至於膨脹閥可使用手動膨脹閥、感溫式膨脹閥或電子膨脹閥等都可達到上述之功效。

因此，由本發明之可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法，係利用執行控制器及電磁開關閥控制不同通道的冷媒管路之流量及冷媒通道，不僅能夠執行冷卻頭直接接觸晶片式之高溫作業、低溫作業、恆溫控制，又能降低回流氣體之溫度，保護冷卻系統之壓縮機與冷媒回流管外緣之保溫材，更能保護操作人員於高溫作業時不被高溫燙傷，實具有相當進步性。

所以利用本發明之可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法，至少具有以下之優點：

(1)、本發明利用執行控制器及電磁開關閥控制不同通道的冷媒管路之流量及冷媒通道，能使冷卻系統可以進行冷卻頭直接接觸晶片式之低溫作業及高溫作業且具有控制恆溫之效果。

(2)、本發明利用執行控制器及電磁開關閥控制不同通道的冷媒管路之流量及冷媒通道，能降低回流氣體之溫度，保護冷卻系統之壓縮機與冷媒回流管外緣之保溫材。

(3)、本發明利用執行控制器及電磁開關閥控制不同通道的冷媒管路之流量及冷媒通道，能降低回流氣體之溫度，可保護操作人員於高溫作業時不被高溫燙傷。

綜上所述，本發明藉由執行控制器及電磁開關閥控制不同通道的冷媒管路之流量及冷媒通道，而能執行冷卻頭直接接觸晶片式之高溫及低溫作業，且又能保護冷卻器之壓縮機，實已較傳統冷卻系統之方法更為進步，且並未見於刊物，理已符合發明之專利要件，爰依法提出專利申請。

10‧‧‧執行控制器

20‧‧‧多通道冷媒管路

21‧‧‧電磁開關閥組

22‧‧‧毛細管組

3‧‧‧冷卻系統

Claims (1)

1. 一種可變換冷媒蒸發流量及控制冷媒通道的方法，其主要係控制不同流量及流向之冷媒管道，使冷卻系統執行冷卻頭直接接觸晶片式之高溫或低溫作業，至少包含以下步驟：(1)設定階段，主要係由一執行控制器設定高溫或低溫；(2)控制階段，係由數個電磁開關閥控制數個不同通道的冷媒管路之流量，其中，該等電磁開關閥包括一第一電磁開關閥、一第二電磁開關閥、一第三電磁開關閥、一第四電磁開關閥，及一第五電磁開關閥，該等冷媒管路包括一第一冷媒管路、一第二冷媒管路、一第三冷媒管路、一第四冷媒管路，及一第五冷媒管路；(3)運行階段，係利用數個不同管徑及長度的毛細管使該冷卻系統達到設定之溫度，或係利用膨脹閥控制冷媒流量使該冷卻系統達到設定之溫度，其中，該等毛細管包括一第一毛細管、一第二毛細管、一第三毛細管、一第四毛細管，及一第五毛細管；其中，當於該執行控制器上設定所需求之高溫，甚至高達100℃以上時，該執行控制器即驅動該第三電磁開關閥，開啟執行高溫之該第三冷媒管路，導引適量冷媒蒸發制衡高溫使能達到恆溫作用，同時又驅動該第一電磁開關閥，另開啟該第一冷媒管路，將冷媒由該第一毛細管導至近一壓縮機吸入口處之末端管適時蒸發冷卻，以降低由該冷卻頭回流高溫氣體； 該冷卻頭至該壓縮機之間的冷媒回流管原係為蒸發後的低溫回流管，將蒸發後的餘冷回流，以冷卻該壓縮機，但當執行高溫測試作業時冷媒回流管變成回流高溫冷媒氣體，該壓縮機無法得到冷卻，此時該執行控制器又可驅動該第二電磁開關閥，開啟該第二冷媒管路導入冷媒於該冷媒回流管距壓縮機處之前端管內，進行蒸發冷卻該壓縮機；及當欲改變溫度需求而於該執行控制器上變更設定其需求為低溫點時，該執行控制器即時對應驅動該第三電磁開關閥關閉高溫的第三冷媒管路，另驅動開啟低溫的第四冷媒管路，將冷媒引導進入該冷卻頭中蒸發製冷，於此時因剛執行高溫作業完成時，故同時又可驅動開啟輔助低溫之第五冷媒管路以便增加冷媒蒸發流量，達到快速降溫以及提高冷卻負載能力。