TWI661166B - Hydraulic refrigeration system (1) - Google Patents

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TWI661166B TW107103513A TW107103513A TWI661166B TW I661166 B TWI661166 B TW I661166B TW 107103513 A TW107103513 A TW 107103513A TW 107103513 A TW107103513 A TW 107103513A TW I661166 B TWI661166 B TW I661166B
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60Planning or developing urban green infrastructure

Abstract

一種液壓式製冷系統,其包括具有至少一第一壓缸的一第一壓缸模組、具有至少一第二壓缸的一第二壓缸模組、一液壓模組以及一控制模組,該控制模組控制該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一、第二壓缸內的液體循環交替地對該第一、第二壓缸內的氣體進行等溫壓縮或近似等溫壓縮,再讓壓縮後的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而產生低溫氣體,運作過程不會產生大量廢熱,可以有效避免助長溫室效應與熱島效應,協助減緩氣候變遷與全球暖化,更重要的是不需要使用冷媒便可達到產生低溫氣體的目的,故不會對臭氧層造成破壞,也不會導致溫室效應,使用上相當符合環保要求。

Description

液壓式製冷系統(一)
本發明是關於一種液壓式製冷系統,尤指一種使氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)來產生低溫氣體的液壓式製冷系統。
現有技術之製冷設備大抵是將一壓縮機、一冷凝器、一膨脹閥與一蒸發器以複數冷媒導管串接組成一密閉的冷媒循環系統。在該冷媒循環系統中,該壓縮機將冷媒以絕熱壓縮或近似絕熱壓縮的方式壓縮成為高溫高壓氣態冷媒,該高溫高壓氣態冷媒流動至該冷凝器中與室外空氣進行熱交換來散熱,也就是所謂的氣冷式降溫,從而降溫為中溫高壓液態冷媒;接著,該膨脹閥將該中溫高壓液態冷媒減壓為低溫低壓液態冷媒,該低溫低壓液態冷媒流動至該蒸發器時會與一室內空氣進行熱交換,吸收該室內空氣的熱量以降低該內部空間的空氣溫度,並形成低溫低壓氣態冷媒;之後,該低溫低壓氣態冷媒再流動至該壓縮機進行絕熱壓縮或近似絕熱壓縮,形成所述冷媒循環系統。
然而,上述現有技術之製冷設備的問題在於:首先,該冷媒先經壓縮機絕熱壓縮後導致溫度上升,接著要再經過冷凝器與室外空氣進行熱交換來降溫,把室內空氣的熱量排放到室外,以致有產生大量廢熱的問題;再者,該冷凝器係利用風扇或水泵向室外進行散熱,該蒸發器處亦利用風扇將冷空氣吹入室內,該風扇及水泵之運作不但需要耗費額外電力,而且也會產生額外廢熱。
也就是說,現有技術之製冷設備將室內的熱排散到室外,產生許多額外的廢熱,該些廢熱不但導致溫室效應(Greenhouse Effect)與熱島效應 (Urban Heat Island Effect)逐年加劇,更是影響氣候變遷(Climate Change)與全球暖化(Global Warming)的原因之一。更重要的是,現有技術之製冷設備需要使用冷媒,而舊式冷媒中所含氟氯碳化物會對臭氧層造成破壞,新式冷媒雖然可以避免破壞臭氧層,但卻會導致溫室效應,無論如何都存在不環保的問題。
有鑑於前述現有技術所存在的問題,本發明的創作目的在於提供一種液壓式製冷系統,其係設計一循環,在該循環過程中利用液體對常溫常壓氣體進行等溫壓縮或近似等溫壓縮而形成常溫高壓的氣體,再使壓縮後的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫常壓的氣體,以減少廢熱之產生以及無冷媒之使用。
為了達到上述創作目的,本發明採用的技術手段係使一液壓式製冷系統包括:一第一壓缸模組,其包含至少一第一壓缸,每一第一壓缸設置有一液體進出口,使液體只可經由該液體進出口進出該第一壓缸,每一第一壓缸上設置至少一第一排氣電磁閥,該第一排氣電磁閥控制該第一壓缸內部的氣體是否向外排氣;一第二壓缸模組,其包含至少一第二壓缸,每一第二壓缸設置有一液體進出口,使液體只可經由該液體進出口進出該第二壓缸,每一第二壓缸上設置至少一第二排氣電磁閥,該第二排氣電磁閥控制該第二壓缸內部的氣體是否向外排氣;一液壓模組,其連接該第一壓缸模組和第二壓缸模組,該液壓模組交替地驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動; 一控制模組,其受一電源之供電而作動,該控制模組偵測該第一、第二壓缸的至少其中一個之至少一物理參數,且該控制模組電連接該第一排氣電磁閥、第二排氣電磁閥以及該液壓模組,該控制模組根據該至少一物理參數之值而選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該控制模組根據該至少一物理參數之值而選擇性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該控制模組根據該至少一物理參數之值而將該液壓模組切換為驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動,或切換為驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動。
該至少一物理參數可包含一第一物理參數,該第一物理參數為氣體壓力;該第一壓缸模組之每一第一壓缸上進一步設置一第一單向進氣閥,該第一單向進氣閥控制氣體只能從該第一壓缸外部流進該第一壓缸內部;該第二壓缸模組之每一第二壓缸上進一步設置一第二單向進氣閥,該第二單向進氣閥控制氣體只能從該第二壓缸外部流進該第二壓缸內部;並且該控制模組可包含一第一開關與一第二開關;該第一開關裝設在該第一壓缸上,該第一開關用以偵測該第一壓缸內部的氣體壓力,亦即該第一開關偵測該第一壓缸之第一物理參數,且該第一開關電連接該第一排氣電磁閥與液壓模組,該第一開關藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,並且該第一開關藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動;該第二開關裝設在該第二壓缸上,該第二開關用以偵測該第二壓缸內部的氣體壓力,亦即該第二開關偵測該第二壓缸之第一物理參數,且該第二開關電連接該第二排氣電磁閥與液壓模組,該第二開關藉偵測所得的氣體壓力來選擇 性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,並且該第二開關藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動。
該至少一物理參數可包含一第二物理參數,該第二物理參數為液面高度;該控制模組可包含一中央控制單元以及一偵測傳感器;該中央控制單元電連接該第一排氣電磁閥、該第二排氣電磁閥以及該液壓模組;該偵測傳感器裝設在該第一壓缸或第二壓缸並電連接該中央控制單元,該偵測傳感器用以偵測該所裝設之第一壓缸或第二壓缸內之液體的液面高度,亦即該偵測傳感器偵測該第一壓缸或第二壓缸之第二物理參數,且該偵測傳感器將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元;該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的第一壓缸或第二壓缸內部之液體的液面高度來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動,或者令該液壓模組驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動;該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的第一壓缸或第二壓缸內部之液體的液面高度來選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的第一壓缸或第二壓缸內部之液體的液面高度來選擇性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。
該至少一物理參數可包含一第一物理參數,該第一物理參數為氣體壓力;該控制模組可包含一中央控制單元、一第一偵測傳感器與一第二偵測傳感器; 該中央控制單元電連接該第一排氣電磁閥、該第二排氣電磁閥以及該液壓模組;該第一偵測傳感器裝設在該第一壓缸並電連接該中央控制單元,該第二偵測傳感器裝設在該第二壓缸並電連接該中央控制單元,該第一、第二偵測傳感器係用來偵測該所裝設之第一壓缸與第二壓缸內之氣體的壓力,並將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元;該中央控制單元根據該第一偵測傳感器偵測所得的第一壓缸內之氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動,該中央控制單元根據該第二偵測傳感器偵測所得的第二壓缸內之氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動;該中央控制單元根據該第一偵測傳感器偵測所得的第一壓缸內之氣體壓力來選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該中央控制單元根據該第二偵測傳感器偵測所得的第二壓缸內之氣體壓力來選擇性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。
該液壓模組可包含一驅動裝置與一流向切換組件:該流向切換組件包含一液壓泵與一第一類換向閥,該液壓泵係受該驅動裝置之驅動而進行作動,該液壓泵具有一出水端與一進水端,該第一類換向閥以導管連接該液壓泵之出水端與進水端,以及以導管連接該第一壓缸與第二壓缸,該第一類換向閥與該控制模組電連接並受該控制模組之控制而切換閥位,藉由切換該第一類換向閥之閥位令該液壓泵驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或令該液壓泵驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動。
該第一類換向閥可為一四口二位電磁閥。
該液壓模組可包含一驅動裝置與一流向切換組件: 該流向切換組件包含一液壓泵、二第二類換向閥與二三通管(例如T形管或Y形管),該液壓泵係受該驅動裝置之驅動而進行作動,該液壓泵具有一出水端與一進水端,其中一該第二類換向閥經由導管連接該液壓泵之出水端,另一第二類換向閥經由導管連接該液壓泵之進水端,每一第二類換向閥與該控制模組電連接並受該控制模組之控制而切換閥位,其中一三通管經由導管連接該兩第二類換向閥以及該第一壓缸,另一三通管經由導管連接該兩第二類換向閥以及該第二壓缸,藉由同時切換該兩第二類換向閥之閥位令該液壓泵驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或令該液壓泵驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動。
該每一第二類換向閥可為一三口二位電磁閥。
該液壓模組可包含一驅動裝置與一流向切換組件:該流向切換組件包含一液壓泵、二組第三類換向閥、二第一三通管(例如T形管或Y形管)與二第二三通管(例如T形管或Y形管),該液壓泵係受該驅動裝置之驅動而進行作動,該液壓泵具有一出水端與一進水端,該兩組第三類換向閥分別設在該液壓泵和該第一壓缸之間以及設在該液壓泵和該第二壓缸之間,每一組第三類換向閥具有兩個第三類換向閥,每一第三類換向閥具有兩個閥位,其中一閥位係可供流體流過,另一閥位則會阻斷流體之流動,其中一第一三通管經由導管連接該液壓泵的出水端以及其中一組第三類換向閥的兩個第三類換向閥,另一第一三通管經由導管連接該液壓泵的進水端以及另一組第三類換向閥的兩個第三類換向閥,其中一第二三通管經由導管連接該第一壓缸以及每一組第三類換向閥中的其中一第三類換向閥,另一第二三通管經由導管連接該第二壓缸以及每一組第三類換向閥中的另一第三類換向閥,每一第三類換向閥與該控制模組電連接並受該控制模組之控制而切換閥位,藉由同時切換該四個第三類換向閥之閥位,使得連接同一個第一三通管之同一組第三類換向閥之兩個 第三類換向閥的閥位相反,而且連接同一個第二三通管之不同組的第三類換向閥的閥位也相反,令該液壓泵驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或令該液壓泵驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動。
該每一第三類換向閥可為一二口二位電磁閥。
該液壓模組可包含一驅動裝置與一流向切換組件:該驅動裝置為一雙向馬達,其係受該電源之供電而作動,該雙向馬達電連接該控制模組,受該控制模組之控制而切換轉向;該流向切換組件包含一雙向齒輪泵,該雙向齒輪泵連接該雙向馬達,並受該雙向馬達之驅動而進行作動,藉由切換該雙向馬達之轉向來帶動該雙向齒輪泵切換轉向,令該雙向齒輪泵驅動該第二壓缸內之液體朝該第一壓缸流動,或令該雙向齒輪泵驅動該第一壓缸內之液體朝該第二壓缸流動。
該液壓式製冷系統中:該第一壓缸模組的至少一第一壓缸可包含有多個第一壓缸,且該第一壓缸模組進一步包含多個第一閘閥,各第一壓缸之間以連通管方式相連,各第一壓缸再經由一第一管路連接至該液壓模組,該第一閘閥分別裝設在該第一壓缸的液體進出口處,以控制液體可否流入或流出該第一壓缸;該第二壓缸模組的至少一第二壓缸可包含有多個第二壓缸,且該第二壓缸模組進一步包含多個第二閘閥,各第二壓缸之間以連通管方式相連,各第二壓缸再經由一第二管路連接至該液壓模組,該第二閘閥分別裝設在該第二壓缸的液體進出口處,以控制液體可否流入或流出該第二壓缸。
該第一壓缸模組之每一第一壓缸內部可進一步設置一可動式阻隔層,該第一壓缸內之可動式阻隔層隔開該第一壓缸內的氣體與液體;該第二壓缸模組之每一第二壓缸內部可進一步設置一可動式阻隔層,該第二壓缸內之可動式阻隔層隔開該第二壓缸內的氣體與液體。
本發明之液壓式製冷系統利用該液壓模組驅動液體循環交替地對該第一、第二壓缸內的氣體逐步進行「等溫壓縮(或近似等溫壓縮)」,再讓壓縮後的氣體進行「絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)」而產生低溫氣體,運作過程不會產生大量廢熱,可以有效避免助長溫室效應與熱島效應,協助減緩氣候變遷與全球暖化。更重要的是,本發明的液壓式製冷系統不需要使用冷媒便可達到產生低溫氣體的目的,亦即不會對臭氧層造成破壞,也不會導致溫室效應,使用上相當符合環保要求。且由於本發明的液壓式製冷系統在使用的過程中不會產生大量廢熱、不需要向室外排散熱氣,故可使具備有本發明之液壓式製冷系統的移動式冷氣機不必受限於用來向室外排散熱氣的排氣管,可真正的依使用需求到處移動。
10、10'‧‧‧第一壓缸模組
11、11'‧‧‧第一壓缸
111'‧‧‧液體進出口
12‧‧‧第一單向進氣閥
13‧‧‧第一排氣電磁閥
14'‧‧‧第一閘閥
15'‧‧‧第一管路
16、16'、16"‧‧‧可動式阻隔層
161‧‧‧浮體
162‧‧‧軟性材料
20、20'‧‧‧第二壓缸模組
21、21'‧‧‧第二壓缸
211'‧‧‧液體進出口
22‧‧‧第二單向進氣閥
23‧‧‧第二排氣電磁閥
24'‧‧‧第二閘閥
25'‧‧‧第二管路
30、30A、30B、30C‧‧‧液壓模組
31、31A、31B、31C‧‧‧驅動裝置
32、32A、32B、32C‧‧‧流向切換組件
321、321A、321B‧‧‧液壓泵
3211、3211A、3211B‧‧‧出水端
3212、3212A、3212B‧‧‧進水端
322‧‧‧第一類換向閥
323A‧‧‧第二類換向閥
324A‧‧‧三通管
325B‧‧‧第三類換向閥
326B‧‧‧第一三通管
327B‧‧‧第二三通管
326C‧‧‧雙向齒輪泵
33、33A、33B‧‧‧導管
41、41A‧‧‧第一開關
40、40'、40A、40'A‧‧‧控制模組
42、42A‧‧‧第二開關
43、43A‧‧‧第三開關
44、44A‧‧‧第四開關
45、45A‧‧‧中央控制單元
46‧‧‧偵測傳感器
46A‧‧‧第一偵測傳感器
47A‧‧‧第二偵測傳感器
50‧‧‧電源
圖1A為本發明第一較佳實施例的示意圖,其中的控制模組為第一實施態樣。
圖1B為本發明第一較佳實施例的示意圖,其中控制模組為第二實施態樣。
圖2為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第一實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖3為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第一實施態樣的示意圖,其中第一壓缸內的液體受驅動而朝第二壓缸流動。
圖4為本發明之第一壓缸模組與第二壓缸模組的另一實施態樣的示意圖。
圖5為本發明在第一壓缸內設置可動式組隔層的示意圖。
圖6為本發明在第一壓缸內設置另一種可動式組隔層的示意圖。
圖7為本發明在第一壓缸內設置再另一種可動式組隔層的示意圖。
圖8為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第二實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖9為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第二實施態樣的示意圖,其中第一壓缸內的液體受驅動而朝第二壓缸流動。
圖10為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第三實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖11為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第三實施態樣的示意圖,其中第一壓缸內的液體受驅動而朝第二壓缸流動。
圖12為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第四實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖13為本發明第一較佳實施例之液壓模組的第四實施態樣的示意圖,其中第一壓缸內的液體受驅動而朝第二壓缸流動。
圖14A為本發明第二較佳實施例的示意圖,其中的控制模組為第一實施態樣。
圖14B為本發明第二較佳實施例的示意圖,其中的控制模組為第二實施態樣。
圖15為本發明第二較佳實施例之液壓模組的第一實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖16為本發明第二較佳實施例之液壓模組的第二實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖17為本發明第二較佳實施例之液壓模組的第三實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
圖18為本發明第二較佳實施例之液壓模組的第四實施態樣的示意圖,其中第二壓缸內的液體受驅動而朝第一壓缸流動。
本發明的液壓式製冷系統所執行的方法包括下列步驟:提供一壓缸與一液壓模組,該壓缸內部填充有氣體及液體;執行一進氣動作,該進氣動作係以該液壓模組驅動該壓缸內部的液體流出該壓缸,使該壓缸內部的氣體壓力小於該壓缸外部的大氣壓力而形成負壓,讓該壓缸外部的氣體進入該壓缸;對該壓缸內部的氣體執行一等溫壓縮(或近似等溫壓縮)動作,該等溫壓縮(或近似等溫壓縮)動作係以受該液壓模組驅動而流進該壓缸並在該壓缸內部逐漸增加的液體對該壓缸內部的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)而形成高壓氣體;對該壓缸內部的氣體執行一絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)動作,該絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)動作係令該壓缸內部的高壓氣體向壓缸外部快速排出而回復到常壓狀態,讓該向壓缸外部排出的氣體進行絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)而形成低溫常壓的氣體;重複前述進氣動作、等溫壓縮(或近似等溫壓縮)動作、絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)動作。
然而,在真實世界中的任何機器或裝置都很難做到「等溫壓縮」與「絕熱膨脹」,因此,在本發明中使用「近似等溫壓縮」與「近似絕熱膨脹」的術語。在此,根據本發明製冷的應用目的與執行步驟,把「近似等溫壓縮」與「近似絕熱膨脹」定義如下:在一個循環過程中,對一定量氣體先後進行一壓縮動作與一膨脹動作後,如果滿足下列條件,則該循環過程中該定量氣體的「壓縮」與「膨脹」稱為「近似等溫壓縮」與「近似絕熱膨脹」:△t<△T,其中 △t=對該定量氣體進行壓縮動作後該氣體的末溫減初溫,△T=對該定量氣體進行膨脹動作後該氣體的初溫減末溫。
為了執行上述液壓式製冷方法,本發明之液壓式製冷系統包括一液體源、一壓缸模組、一液壓模組與一控制模組。
該液體源可為一可具體定義容積的容器承裝液體之液體槽,或可為一無具體定義容積的容器盛裝之戶外水源,例如湖、河或海。
該壓缸模組包含至少一壓缸,每一壓缸設有一液體進出口,使液體只可經由該液體進出口進出該壓缸,每一壓缸上設置一單向進氣閥與至少一排氣電磁閥,該單向進氣閥控制氣體只能在該壓缸內部形成負壓時從該壓缸外部流進該壓缸內部,該排氣電磁閥控制該壓缸內部的氣體是否向外排氣。
該液壓模組連接該液體源和壓缸模組,該液壓模組交替地驅動該液體源的液體朝該壓缸內部流動,或驅動該壓缸內部的液體朝該液體源流動。
該控制模組受一電源之供電而作動,該控制模組偵測該壓缸模組之壓缸內部或該液體源的至少一物理參數,且該控制模組電連接該排氣電磁閥以及該液壓模組,該控制模組根據該至少一物理參數之值而選擇性地切換該排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該控制模組根據該至少一物理參數之值而將該液壓模組切換為驅動該液體源內的液體朝該壓缸流動或驅動該壓缸內的液體朝該液體源流動。
該至少一物理參數可包含一第一物理參數與一第二物理參數,該第一物理參數為氣體壓力,該第二物理參數為液面高度。
在本發明中,如上述所謂的液體源,是指一可具體定義容積的容器盛裝液體之液體槽,或指一無具體定義容積的容器盛裝之戶外水源,例如湖、河或海。當「本發明的控制模組偵測該壓缸模組之壓缸內部或該液體源的 至少一物理參數」時,意思是指,必須考慮「液體源的種類」與「物理參數的種類」而選擇偵測壓缸內部「或」偵測液體源,也就是要視實際應用情況而定。
例如,如果液體源為一可具體定義容積的容器盛裝液體之液體槽,則可以選擇偵測該壓缸內部的至少一物理參數,也可以選擇偵測該液體源的至少一物理參數,而如果液體源為一無具體定義容積的容器盛裝之戶外水源,則只可以選擇偵測該壓缸內部的至少一物理參數。
再例如,如果偵測的物理參數為氣體壓力,這時就必須選擇偵測該壓缸內部的氣體壓力,如果偵測的物理參數為液面高度,這時就還要考慮液體源的種類,如上述之說明,恕不再贅述。
在本發明的其中一較佳實施例中,該控制模組可包含一第一開關與一第二開關。該第一開關裝設在該壓缸上,該第一開關用以偵測該壓缸內部的氣體壓力,亦即該第一開關偵測該壓缸之第一物理參數,且該第一開關電連接該排氣電磁閥與液壓模組,該第一開關藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,並且該第一開關藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該壓缸內的液體朝該液體源流動。該第二開關裝設在該壓缸或液體源,該第二開關用以偵測該壓缸或液體源內之液體的液面高度,亦即該第二開關偵測該壓缸或液壓源之第二物理參數,且該第二開關電連接該液壓模組,該第二開關藉偵測所得的液面高度來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該液體源內的液體朝該壓缸流動。
在本發明的其中一較佳實施例中,該控制模組可包含一第一開關、一第二開關與一第三開關,該第一開關、第二開關與第三開關裝設在該壓缸或液體源上。該第一開關用以偵測該壓缸或液體源內部之液體的液面高度,亦即該第一開關偵測該壓缸或液體源之第二物理參數,且該第一開關電連接該 排氣電磁閥,藉偵測所得之壓缸或液體源內部之液體的液面高度來選擇性地切換該排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。該第二開關用以偵測該壓缸或液體源內部之液體的液面高度,亦即該第二開關偵測該壓缸或液體源之第二物理參數,且該第二開關電連接該液壓模組,該第二開關藉偵測所得的壓缸或液體源之液面高度切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該壓缸內的液體朝該液體源流動。該第三開關用以偵測該壓缸或液體源內之液體的液面高度,亦即該第三開關偵測該壓缸或液體源之第二物理參數,且該第三開關電連接該液壓模組,該第三開關藉偵測所得的液體源之液面高度切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該液體源內的液體朝該壓缸流動。
在本發明的其中一較佳實施例中,該控制模組可包含一中央控制單元以及一偵測傳感器。該中央控制單元電連接該排氣電磁閥以及該液壓模組。該偵測傳感器裝設在該壓缸或液體源上並電連接該中央控制單元,該偵測傳感器用以偵測該壓缸或液體源內之液體的液面高度,亦即該偵測傳感器偵測該壓缸或液體源之第二物理參數,且該偵測傳感器將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元。該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的壓缸內部或液體源內之液體的液面高度來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該壓缸內的液體朝該液體源流動,或者令該液壓模組驅動該液體源內的液體朝該壓缸流動。該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的壓缸內部或液體源內之液體的液面高度來選擇性地切換該排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。
在本發明的其中一較佳實施例中,該控制模組可包含一中央控制單元、一第一偵測傳感器以及一第二偵測傳感器。該中央控制單元電連接該排氣電磁閥以及該液壓模組。該第一偵測傳感器裝設在該壓缸上並電連接該中央控制單元,該第一偵測傳感器偵測該壓缸內的氣體壓力,亦即該第一偵測傳感器偵測該壓缸之第一物理參數,且該第一偵測傳感器將偵測所得的資訊轉成 數位訊號傳送至該中央控制單元。該第二偵測傳感器裝設在該壓缸或液體源上並電連接該中央控制單元,該第二偵測傳感器偵測該壓缸內部或液體源內之液體的液面高度,亦即該第二偵測傳感器偵測該壓缸或液體源內之第二物理參數,且該第二偵測傳感器將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元。該中央控制單元根據該第一偵測傳感器偵測所得的壓缸內之氣體壓力或該第二偵測傳感器偵測所得的壓缸或液體源內之液面高度來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該壓缸內的液體朝該液體源流動,該中央控制單元根據該第二偵測傳感器偵測所得的該壓缸或液體源內之液體的液面高度來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該液體源內的液體朝該壓缸流動。該中央控制單元根據該第一偵測傳感器偵測所得的壓缸內之氣體壓力或該第二偵測傳感器偵測所得的該壓缸或液體源內之液面高度來選擇性地切換該排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。
在以上所述之實施例中,控制模組使用複數個開關來控制元件動作之切換的方式,稱之為「機械式」控制,而控制模組使用一中央控制單元與至少一個偵測傳感器來控制元件動作之切換的方式,稱之為「電子式」控制,由於電子式控制的控制模組可以設定較多個切換元件作動之預設的物理參數值,所以在電子式控制的較佳實施例中,該單向進氣閥並非必要元件,因為在該中央控制單元令該排氣電磁閥開啟做排氣動作之後,該中央控制單元會令該液壓模組切換為驅動該壓缸內的液體朝該液體源流動,在此同時該中央控制單元令該排氣電磁閥繼續維持開啟狀態,然後該壓缸內的液體因為流到液體源而使液面下降,這時該呈開啟狀態的排氣電磁閥可以取代單向進氣閥的功能,因為該壓缸的液面下降會在內部形成負壓,使得該壓缸外的氣體可以經由該呈開啟狀態的排氣電磁閥進入該壓缸進行進氣動作。
為了進一步縮短上述製冷方法的每一循環週期以提升製冷效率,本發明的具體實施方式係設置二個壓缸模組,並輪流地使得當其中一個壓缸模組進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)之動作的同時,讓另一個壓缸模組進行進氣動作,在這過程中,該二壓缸模組輪流充當液體源,並使用一個液壓模組驅動液體在該二壓缸模組之間流動。
參見圖1A所示,為本發明液壓式製冷系統的第一較佳實施例,其包括一第一壓缸模組10、一第二壓缸模組20、一液壓模組30以及一控制模組40。
該第一壓缸模組10包含一第一壓缸11,該第一壓缸11內填充有液體及氣體,該第一壓缸11上設有一液體進出口,讓液體只可經由該液體進出口進出該第一壓缸11,且該第一壓缸11上設置一第一單向進氣閥12與至少一第一排氣電磁閥13。
該第一單向進氣閥12用以控制氣體只能在該第一壓缸11內部的氣體壓力小於該第一壓缸11外部的大氣壓力而形成負壓時從該第一壓缸11外部流進該第一壓缸11內部。具體而言,當該第一壓缸11內部的氣體壓力小於該第一壓缸11外部的氣體壓力時,該第一壓缸11外部的氣體會經由該第一單向進氣閥12流進該第一壓缸11內部。
該第一排氣電磁閥13用以控制該第一壓缸11內部的氣體是否向外排氣。具體而言,當該第一壓缸11內部的氣體壓力小於一第一壓力預設值時,該第一排氣電磁閥13切換為關閉狀態,使該第一壓缸11內部的氣體無法向外排出;當該第一壓缸11內部的氣體壓力持續增加至大於前述第一壓力預設值時,該第一排氣電磁閥13切換為開啟狀態,使該第一壓缸11內部的氣體向外排出,讓該向外排出的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫、常壓的氣體,以達到本發明的製冷效果。又,該第一排氣電磁閥13的數量可為一個或多 數個,該第一排氣電磁閥13的數量越多或者排氣孔徑越大,該第一壓缸11的單位時間排氣量越大、排氣時間越短,而排氣過程越快,「近似絕熱膨脹」便越接近絕熱膨脹,亦即可使排氣溫度越低。而當該第一排氣電磁閥13切換為開啟狀態使該第一壓缸11處於排氣狀態時,該第一壓缸11內部的氣體壓力會持續降低,當該第一壓缸11內部的氣體壓力降低至小於一第二壓力預設值時,該第一排氣電磁閥13會再度切換為關閉狀態。
該第二壓缸模組20包含一第二壓缸21,第二壓缸21內填充有液體及氣體,該第二壓缸21上設有一液體進出口,讓液體只可經由該液體進出口進出該第二壓缸21,且該第二壓缸21上設置一第二單向進氣閥22與至少一第二排氣電磁閥23。
該第二單向進氣閥22用以控制氣體只能在該第二壓缸21內部的氣體壓力小於該第二壓缸21外部的大氣壓力而形成負壓時從該第二壓缸21外部流進該第二壓缸21內部。具體而言,當該第二壓缸21內部的氣體壓力小於該第二壓缸21外部的氣體壓力時,該第二壓缸21外部的氣體會經由該第二單向進氣閥22流進該第二壓缸21內部。
該第二排氣電磁閥23用以控制該第二壓缸21內部的氣體是否向外排氣。具體而言,當該第二壓缸21內部的氣體壓力小於一第三壓力預設值時,該第二排氣電磁閥23切換為關閉狀態,使該第二壓缸21內部的氣體無法向外排出;當該第二壓缸21內部的氣體壓力持續增加至大於前述第三壓力預設值時,該第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態,使該第一壓缸21內部的氣體向外排出,令該向外排出的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫、常壓的氣體,以達到本發明之製冷效果。同樣地,該第二排氣電磁閥23的數量可為一個或多數個,該第二排氣電磁閥23的數量越多或者排氣孔徑越大,該第二壓缸21的單位時間排氣量越大、排氣時間越短,而排氣過程越快,「近似絕熱膨脹」 便越接近絕熱膨脹,亦即可使排氣溫度越低。而當該第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態使該第二壓缸21處於排氣狀態時,該第二壓缸21內部的氣體壓力會持續降低,當該第二壓缸21內部的氣體壓力降低至小於一第四壓力預設值時,該第二排氣電磁閥23會再度切換為關閉狀態。
進一步參見圖2及圖3所示,該液壓模組30連接該第一壓缸模組10和第二壓缸模組20,該液壓模組30交替地驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。如圖2及圖3所示之液壓模組30的第一實施態樣,該液壓模組30包含一驅動裝置31與一流向切換組件32。
該流向切換組件32包含一液壓泵321與一第一類換向閥322。該液壓泵321係受該驅動裝置31之驅動而進行作動,該液壓泵321具有一出水端3211與一進水端3212。該第一類換向閥322以導管33連接該液壓泵321之出水端3211與進水端3212,以及以導管33連接該第一壓缸11與第二壓缸21,藉由切換該第一類換向閥322之閥位,可如圖2所示,令該液壓泵321驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,或如圖3所示,令該液壓泵321驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。具體而言,該第一類換向閥322可為一四口二位電磁閥。確切而言,該第一類換向閥322係為一四口二位電磁閥。
再參看圖1A,該控制模組40受一電源50之供電而作動,該控制模組40偵測該第一壓缸11、第二壓缸21的至少其中一個之至少一物理參數,該物理參數係如該第一壓缸11內部和第二壓缸21內部之氣體壓力或液面高度,且該控制模組40電連接該第一排氣電磁閥13、該第二排氣電磁閥23以及該液壓模組30,該控制模組40根據該第一壓缸11或第二壓缸21內的該至少一物理參數而選擇性地切換該第一排氣電磁閥13為關閉狀態或開啟狀態,該控制模組40根據該第一壓缸11或第二壓缸21內的該至少一物理參數而選擇性地切換該第二排氣 電磁閥23為關閉狀態或開啟狀態,該控制模組40根據該第一壓缸11或第二壓缸21內的該至少一物理參數而將該液壓模組30切換為驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
具體而言,圖1A係顯示本發明第一較佳實施例中控制模組之第一實施態樣的示意圖,在此以該控制模組40包含二個開關來舉例說明本發明可以實施。如圖1A所示,該控制模組40包含一第一開關41與一第二開關42。
該第一開關41裝設在該第一壓缸11上,在第一較佳實施例之控制模組的第一實施態樣中,該第一開關41為一壓力開關,該第一開關41用以偵測該第一壓缸11內部的氣體壓力,且該第一開關41電連接該第一排氣電磁閥13與液壓模組30,該第一開關41藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第一排氣電磁閥13為關閉狀態或開啟狀態,並且該第一開關41藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組30,令該液壓模組30驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
該第二開關42裝設在該第二壓缸21上,在第一實施較佳例之控制模組的第一實施態樣中,該第二開關42為一壓力開關,該第二開關42用以偵測該第二壓缸21內部的氣體壓力,且該第二開關42電連接該第二排氣電磁閥23與液壓模組30,該第二開關42藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第二排氣電磁閥23為關閉狀態或開啟狀態,並且該第二開關42藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組30,令該液壓模組30驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動。
該液壓模組30驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動時,該第二壓缸21內部因液體逐漸減少而使氣體壓力降低逐漸形成負壓,此時外部氣體會經由該第二單向進氣閥22流進該第二壓缸21,在此同時,如果該第一壓缸11內部的氣體壓力小於在該第一開關41所設定之前述第一壓力預設值 時,該第一排氣電磁閥13會保持關閉狀態,使該第一壓缸11內部的氣體無法向外排出,此時該第一壓缸11內部因為液體逐漸增加而使其內部的氣體壓力持續增加至大於前述第一壓力預設值時,該第一開關41會使電路導通而傳送電流給該第一排氣電磁閥13,使該第一排氣電磁閥13切換為開啟狀態,使該第一壓缸11內部的氣體向外排出,讓該向外排出的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫、常壓的氣體,達到本發明之製冷效果。
接著,當該第一排氣電磁閥13切換為開啟狀態使該第一壓缸11處於排氣狀態時,該第一壓缸11內部的氣體壓力會持續降低,當該第一壓缸11內部的氣體壓力降低至小於在該第一開關41所設定之前述第二壓力預設值時,該第一開關41會使電路中斷而停止傳送電流給該第一排氣電磁閥13,使該第一排氣電磁閥13再度切換為關閉狀態,使該第一壓缸11內部的氣體無法再向外排出。並且在該第一開關41中斷該第一排氣電磁閥13的電流之同時,該第一開關41會將該液壓模組30切換為驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
接著,當該液壓模組30驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動時,該第一壓缸11內部因液體逐漸減少而使氣體壓力降低逐漸形成負壓,此時外部氣體會經由該第一單向進氣閥12流進該第一壓缸11,在此同時,如果該第二壓缸21內部的氣體壓力小於在該第二開關42所設定之前述第三壓力預設值時,該第二排氣電磁閥23會保持關閉狀態,使該第二壓缸21內部的氣體無法向外排出,此時該第二壓缸21內部因為液體逐漸增加而使其內部的氣體壓力持續增加至大於前述第三壓力預設值時,該第二開關42會使電路導通而傳送電流給該第二排氣電磁閥23,使該第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態,使該第二壓缸21內部的氣體向外排出,讓該向外排出的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫、常壓的氣體,再次達到本發明之製冷效果。
接著,當該第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態使該第二壓缸21處於排氣狀態時,該第二壓缸21內部的氣體壓力會持續降低,當該第二壓缸21內部的氣體壓力降低至小於在該第二開關42所設定之前述第四壓力預設值時,該第二開關42會使電路中斷而停止傳送電流給該第二排氣電磁閥23,使該第二排氣電磁閥23再度切換為關閉狀態,使該第二壓缸21內部的氣體無法再向外排出。並且在該第二開關42中斷該第二排氣電磁閥23的電流之同時,該第二開關42會將該液壓模組30切換為驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動。到此本發明第一較佳實施例即完成一個運轉循環。
具體而言,圖1B係顯示本發明第一較佳實施例中控制模組之第二實施態樣的示意圖,在此以該控制模組40'包含四個開關來舉例說明本發明可以實施。如圖1B所示,該控制模組40'包含一第一開關41A、一第二開關42A、一第三開關43A與一第四開關44A。
該第一開關41A裝設在該第一壓缸11上。在第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣中,該第一開關41A為一壓力開關,該第一開關41A用以偵測該第一壓缸11內部的氣體壓力並電連接該第一排氣電磁閥13,藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第一排氣電磁閥13為關閉狀態或開啟狀態。
當該液壓模組30驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動時,該第二壓缸21內部因液體逐漸減少而使氣體壓力降低逐漸形成負壓,此時外部氣體會經由該第二單向進氣閥22流進該第二壓缸21,在此同時,如果該第一壓缸11內部的氣體壓力小於在該第一開關41A所設定之前述第一壓力預設值時,該第一排氣電磁閥13會保持關閉狀態,使該第一壓缸11內部的氣體無法向外排出,此時該第一壓缸11內部因為液體逐漸增加而使其內部的氣體壓力持續增加至大於前述第一壓力預設值時,該第一開關41A會使電路導通而傳送電流給該第一排氣電磁閥13,使該第一排氣電磁閥13切換為開啟狀態,使該第一 壓缸11內部的氣體向外排出,讓該向外排出的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫、常壓的氣體,達到本發明之製冷效果。
接著,當該第一排氣電磁閥13切換為開啟狀態使該第一壓缸11處於排氣狀態時,該第一壓缸11內部的氣體壓力會持續降低,當該第一壓缸11內部的氣體壓力降低至小於在該第一開關41A所設定之前述第二壓力預設值時,該第一開關41A會使電路中斷而停止傳送電流給該第一排氣電磁閥13,使該第一排氣電磁閥13再度切換為關閉狀態,使該第一壓缸11內部的氣體無法再向外排出。
該第二開關42A裝設在該第二壓缸21上。在第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣中,該第二開關42A為一壓力開關,該第二開關42A用以偵測該第二壓缸21內部的氣體壓力並電連接該第二排氣電磁閥23,藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第二排氣電磁閥23為關閉狀態或開啟狀態。
當該液壓模組30驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動時,該第一壓缸11內部因液體逐漸減少而使氣體壓力降低逐漸形成負壓,此時外部氣體會經由該第一單向進氣閥12流進該第一壓缸11,在此同時,如果該第二壓缸21內部的氣體壓力小於在該第二開關42A所設定之前述第三壓力預設值時,該第二排氣電磁閥23會保持關閉狀態,使該第二壓缸21內部的氣體無法向外排出,此時該第二壓缸21內部因為液體逐漸增加而使其內部的氣體壓力持續增加至大於前述第三壓力預設值時,該第二開關42A會使電路導通而傳送電流給該第二排氣電磁閥23,使該第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態,使該第二壓缸21內部的氣體向外排出,讓該向外排出的氣體進行絕熱膨脹或近似絕熱膨脹而形成低溫、常壓的氣體,達到本發明之製冷效果。
接著,當該第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態使該第二壓缸21處於排氣狀態時,該第二壓缸21內部的氣體壓力會持續降低,當該第二壓缸21 內部的氣體壓力降低至小於在該第二開關42A所設定之前述第四壓力預設值時,該第二開關42A會使電路中斷而停止傳送電流給該第二排氣電磁閥23,使該第二排氣電磁閥23再度切換為關閉狀態,使該第二壓缸21內部的氣體無法再向外排出。
該第三開關43A裝設在該第一壓缸11上,該第三開關43A用以偵測該第一壓缸11內之液體的液面高度並電連接該液壓模組30內部的第一類換向閥322(參看圖2與圖3),當該第一壓缸11內之液體的液面上升至一預定高度時,該第三開關43A會使電路導通而傳送電流給該第一類換向閥322以切換其閥位,藉以令該液壓泵321驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
在本發明第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣中,該第一類換向閥322選用四口二位「不復位」的電磁閥。如上述,當該第一壓缸11內之液體的液面上升至一預定高度,使該第三開關43A開始傳送電流切換該第一類換向閥322的閥位,令該液壓泵321驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動,這時候,該第一壓缸11內之液體的液面會開始下降而低於該預定高度,此時該第三開關43A會中斷傳送電流給該第一類換向閥322。然而,因為該第一類換向閥322係選用「不復位」的電磁閥,也就是說,當該第三開關43A中斷傳送電流給該第一類換向閥322後,該第一類換向閥322仍然會保持其閥位。所以該液壓泵321會繼續驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動,使該第二壓缸21內的液面上升,同時也使該第二壓缸21內的氣體壓力增加。
該第四開關44A裝設在該第二壓缸21上,該第四開關44A用以偵測該第二壓缸21內之液體的液面高度並電連接該液壓模組30內部的第一類換向閥322(參看圖2與圖3),當該第二壓缸21內之液體的液面上升至一預定高度時,該第四開關44A會使電路導通而傳送電流給該第一類換向閥322以切換其閥位,藉以令該液壓泵321驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動。
因為在本發明第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣中,該第一類換向閥322選用四口二位「不復位」的電磁閥,如上述,當該第二壓缸21內之液體的液面上升至一預定高度,使該第四開關44A開始傳送電流切換該第一類換向閥322的閥位,令該液壓泵321驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,這時候,該第二壓缸21內之液體的液面會開始下降而低於該預定高度,此時該第四開關44A會中斷傳送電流給該第一類換向閥322。然而,因為該第一類換向閥322係選用「不復位」的電磁閥,也就是說,當該第四開關44A中斷傳送電流給該第一類換向閥322後,該第一類換向閥322仍然會保持其閥位。所以該液壓泵321會繼續驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,使該第一壓缸11內的液面上升,同時也使該第一壓缸11內的氣體壓力增加。
藉由上述第一至第四開關41A、42A、43A、44A的聯合控制,本發明第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣即可以使該第一壓缸11與第二壓缸21輪流進行「進氣、壓縮、排氣、換向」的循環,達到本發明循環製冷的目的。
具體而言,在本發明第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣中,上述第一開關41A和第二開關42A可為壓力開關,上述第三開關43A和第四開關44A可為液位開關或物位開關。
又,根據波以耳定律(Boyle’s Law),定量定溫的氣體,其壓力與其體積成反比,也就是說,在壓缸裡的氣體壓力與液面高度之間存在一特定之一對一的函數關係,所以在本發明第一較佳實施例之控制模組的第二實施態樣中,上述該第一開關41A和第二開關42A也可以為液位開關,也就是在上述中改用液位開關來分別控制該第一排氣電磁閥13和第二排氣電磁閥23。然而, 在使用液位開關控制排氣電磁閥的情況下,可以再使用一電力OFF延遲計時器來延長排氣電磁閥的開啟狀態,即延長排氣電磁閥的排氣時間。
一般而言,本發明可視實際運轉的狀況而選用適用的開關,而且也都可以使用一電力OFF延遲計時器來延長開關所控制之排氣電磁閥的開啟狀態,即延長排氣電磁閥的排氣時間。因為開關與電力OFF延遲計時器為習知技術,故不在此贅述其連接與運作方式。
配合參見圖1B及圖2所示,當該液壓模組30切換為驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動的狀態時,該第二壓缸21外部的氣體經由該第二單向進氣閥22流進該第二壓缸21,該第一壓缸11內部則是隨著液體逐漸增加、液面逐漸上升,使該第一壓缸11內的氣體逐漸被壓縮,其中由於該第一壓缸11內的氣體係緩慢地被壓縮,故可令該被壓縮的氣體,以避免溫度急速上升,使該第一壓缸11內的氣體趨近於進行「等溫壓縮」,直到該第一壓缸11內部的氣體壓力持續增加至大於該第一開關41A所設定之第一壓力預設值時,該第一開關41A切換該第一排氣電磁閥13至開啟狀態,使該第一壓缸11內部的高壓氣體向外排出,令該高壓氣體在向外排出時趨近於進行「絕熱膨脹」而形成低溫、常壓的氣體。
配合參見圖1B及圖3所示,待該第一壓缸11內之液體的液面上升至預定高度後,該第三開關43A便切換該第一類換向閥322之閥位,將該液壓模組30切換為驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動的狀態,令該第一壓缸11外部的氣體經由該第一單向進氣閥12流進該第一壓缸11,以及令該第二壓缸21內逐漸增加的液體緩慢壓縮該第二壓缸21內的氣體,使該第二壓缸21內的氣體趨近於進行「等溫壓縮」(即近似等溫壓縮),直到該第二壓缸21內部的氣體壓力持續增加至大於該第二開關42A所設定之第三壓力預設值時,該第二開關42A切換該第二排氣電磁閥23至開啟狀態,使該第二壓缸21內部的高壓 氣體向外排出,令該高壓氣體在向外排出時趨近於進行「絕熱膨脹」(即近似絕熱膨脹)而形成低溫、常壓的氣體。
之後,待該第二壓缸21內之液體的液面上升至預定高度後,該第四開關44A切換該第一類換向閥322之閥位,再將該液壓模組30轉換為驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動的狀態。藉此令該第一壓缸模組10和第二壓缸模組20交替進行「等溫壓縮(或近似等溫壓縮)與絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)」的連續動作,從而達到持續循環產生低溫氣體的目的。
參見圖4所示,為第一壓缸模組10'與第二壓缸模組20'的另一實施態樣,其中,該第一壓缸模組10'包含多個第一壓缸11'以及進一步包含多個第一閘閥14',該第二壓缸模組20'亦包含多個第二壓缸21'以及進一步包含多個第二閘閥24'。各第一壓缸11'之間以連通管方式相連,使各第一壓缸11'內的液體相連通,各第一壓缸11'再經由一第一管路15'連接至該液壓模組30,使得當該液壓模組30驅動液體流入或流出該第一壓缸11'時,各第一壓缸11'的液面會同時升降,每一第一壓缸11'具有至少一液體進出口111',該第一閘閥14'分別裝設在該第一壓缸11'的液體進出口111'處,以控制液體可否流入或流出該第一壓缸11',該第一閘閥14'處於開啟狀態的該第一壓缸11'才能彼此相連通。各第二壓缸21'之間以連通管方式相連,使各第二壓缸21'內的液體相連通,各第二壓缸21'再經由一第二管路25'連接至該液壓模組30,使得當該液壓模組30驅動液體流入或流出該第二壓缸21'時,各第二壓缸21'的液面會同時升降,每一第二壓缸21'具有至少一液體進出口211',該第二閘閥24'分別裝設在該第二壓缸21'的液體進出口211'處,以控制液體可否流入或流出該第二壓缸21',該第二閘閥24'處於開啟狀態的該第二壓缸21'才能彼此相連通。
其中,由於該第一壓缸11'是以連通管方式相連,每一個有開啟第一閘閥14'而相連通之第一壓缸11'內的液面高度會同時上升或下降,並且每一 個相連通的第一壓缸11'內會保持相同的氣體壓力,故可選擇在其中一第一壓缸11'偵測前述之各種物理參數即可;同樣地,由於該第二壓缸21'是以連通管方式相連,每一個有開啟第二閘閥24'而相連通之第二壓缸21'內的液面高度會同時上升或下降,並且每一個相連通的第二壓缸21'內會保持相同的氣體壓力,故可選擇在其中一第二壓缸21'偵測前述之各種物理參數即可。
藉由控制該第一閘閥14'與第二閘閥24'之啟閉,可調整該液壓式製冷系統在運作時所使用的第一壓缸11'與第二壓缸21'的數量,進而增加或減少所產生之低溫氣體的量。又,為求較佳的使用效果,該液壓式製冷系統運作時所使用之第一壓缸11'的總容積和第二壓缸21'的總容積相同。但若使用之第一壓缸11'的總容積和第二壓缸21'的總容積不同,該液壓式製冷系統也能運作。
該第一閘閥14'的數量可等於或少於各第一壓缸11'之液體進出口111'的數量,該第二閘閥24'的數量也可等於或少於各第二壓缸21'之液體進出口211'的數量。在該第一閘閥14'的數量等於該第一壓缸11'之液體進出口111'的數量、該第二閘閥24'的數量等於該第二壓缸21'之液體進出口211'的數量的情況下,每一個第一壓缸11'和每一個第二壓缸21'內之液體的流入與流出都是可以利用該第一閘閥14'和第二閘閥24'控制的;而在該第一閘閥14'的數量少於該第一壓缸11'之液體進出口111'的數量、該第二閘閥24'的數量少於該第二壓缸21'之液體進出口211'的數量的情況下,至少一個第一壓缸11'和至少一個第二壓缸21'內之液體的流入與流出是不會受到限制的,亦即該不受限制的第一壓缸11'與第二壓缸21'二者中總容積最小者可決定該液壓式製冷系統在每一次運作循環可產生的最低製冷氣量。
參見圖5至圖7所示,為求較佳的使用效果,上述第一壓缸11和第二壓缸21內部還可進一步設置一可動式阻隔層16、16'、16",該可動式阻隔層16、16'、16"隔開該氣體與液體,以防止該液體隨著壓縮空氣一同向外噴 出,除此之外,更可避免因該液體逐漸減少而影響氣體的壓縮比率以及影響該氣體絕熱膨脹後的製冷效果。以下係以在第一壓缸11內設置該可動式阻隔層16、16'、16"為例進行進一步說明,但不限於只有該第一壓缸11內可設置該可動式阻隔層16、16'、16",該第二壓缸21內亦可設置可動式阻隔層。
如圖5所示,具體而言,該可動式阻隔層16可包含一浮體161與一軟性材料162,該浮體161覆蓋在該第一壓缸11內之液體的液面上,該軟性材料162環設於該浮體161的周緣與第一壓缸11的內側壁之間,以避免因該浮體161直接接觸第一壓缸11之內側壁而造成磨耗以及發熱。具體而言,該軟性材料162可為海綿。
參見圖6所示,該可動式阻隔層16'可為一軟性薄膜,該軟性薄膜以軟性不透氣材質製成,例如橡膠或矽膠等等,該軟性薄膜的周緣連接於該第一壓缸11的頂部,該軟性薄膜的中間向下垂落而呈囊袋狀;參見圖7所示,該可動式阻隔層16"亦為一軟性薄膜,該軟性薄膜亦以橡膠或矽膠等軟性不透氣材質所製成,該軟性薄膜的周緣連接於該第一壓缸11的內側壁。當流入該第一壓缸11內的液體逐漸增加時,位於軟性薄膜下方的液體會將軟性薄膜向上托起,從而壓縮位於軟性薄膜上方的氣體。
參見圖8所示,其中的液壓模組30A為液壓模組的第二實施態樣,其與前述液壓模組30之第一實施態樣的差異在於該流向切換組件32A包含一液壓泵321A、二第二類換向閥323A與二三通管324A。
該液壓泵321A受該驅動裝置31A之驅動而進行作動,且具有出水端3211A和進水端3212A。
其中一該第二類換向閥323A經由導管33A連接該液壓泵321A之出水端3211A,另一第二類換向閥323A經由導管33A連接該液壓泵321A之進水端3212A,且每一第二類換向閥323A均與該第三開關43A和第四開關44A電連 接,受該第三開關43A和第四開關44A之控制而可以「同時」切換該二個第二類換向閥323A的閥位。具體而言,該第二類換向閥323A可為一三口二位電磁閥。確切而言,該第二類換向閥323A係為一三口二位電磁閥;再進一步確切而言,在此實施態樣中,該第二類換向閥323A係為一三口二位「不復位」的電磁閥,關於選用「不復位」的電磁閥的理由及其具體作用方式,請參看前述第一類換向閥322選用「不復位」的電磁閥的理由及具體作用方式。
該三通管324A可為T形管或Y形管,其中一該三通管324A經由導管33A連接該兩第二類換向閥323A以及該第一壓缸11,另一三通管324A經由導管33A連接該兩第二類換向閥323A以及該第二壓缸21。
藉由同時切換該兩第二類換向閥323A之閥位,如圖8所示,可令該液壓泵321A驅動該第二壓缸21內之液體朝該第一壓缸11流動,以使該第一壓缸11內的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹),或者如圖9所示,令該液壓泵321A驅動該第一壓缸11內之液體朝該第二壓缸21流動,以使該第二壓缸21內的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)。其中,該用以偵測第一壓缸11內之液體的液面高度的第三開關43A和該用以偵測第二壓缸21內之液體的液面高度的第四開關44A分別會同時切換該兩第二類換向閥323A之閥位,以達到切換該第一壓缸11和第二壓缸21內之液體的流向的目的。
參見圖10及圖11所示,其中的液壓模組30B為液壓模組的第三實施態樣,其與前述液壓模組30、30A之第一、第二實施態樣的差異在於該流向切換組件32B包含一液壓泵321B、二組第三類換向閥325B、二第一三通管326B與二第二三通管327B。
該液壓泵321B受該驅動裝置31B之驅動而進行作動,且具有一出水端3211B和一進水端3212B。
該兩組第三類換向閥325B分別設在該液壓泵321B和該第一壓缸11之間以及設在該液壓泵321B和該第二壓缸21之間,每一組第三類換向閥325B具有兩個第三類換向閥325B,每一第三類換向閥325B具有兩個閥位,其中一閥位係可供流體流過,另一閥位則會阻斷流體之流動,又,每一第三類換向閥325B均與該第三開關43A和第四開關44A電連接,受該第三開關43A和第四開關44A之控制而同時切換閥位,使得連接同一個第一三通管326B之同一組第三類換向閥325B之兩個第三類換向閥325B的閥位相反,而且連接同一個第二三通管327B之不同組的第三類換向閥325B的閥位也相反。具體而言,該第三類換向閥325B可為一二口二位電磁閥。確切而言,該第三類換向閥325B係為一二口二位電磁閥;再進一步確切而言,在此實施態樣中,該第三類換向閥325B係為一二口二位「不復位」的電磁閥,關於選用「不復位」的電磁閥的理由及其具體作用方式,請參看前述第一類換向閥322選用「不復位」的電磁閥的理由及具體作用方式。
該第一三通管326B可為T形管或Y形管,其中一第一三通管326B經由導管33B連接該液壓泵321B的出水端3211B以及其中一組第三類換向閥325B的兩個第三類換向閥325B,另一第一三通管326B經由導管33B連接該液壓泵321B的進水端3212B以及另一組第三類換向閥325B的兩個第三類換向閥325B。
該第二三通管327B可為T形管或Y形管,其中一第二三通管327B經由導管33B連接該第一壓缸11以及每一組第三類換向閥325B中的其中一第三類換向閥325B,另一第二三通管327B經由導管33B連接該第二壓缸21以及每一組第三類換向閥325B中的另一第三類換向閥325B。
藉由同時切換該四個第三類換向閥325B之閥位,使得連接同一個第一三通管326B之同一組第三類換向閥325B之兩個第三類換向閥325B的閥 位相反,而且連接同一個第二三通管327B之不同組的第三類換向閥325B的閥位也相反,如圖10所示,可令該液壓泵321B驅動該第二壓缸21內之液體朝該第一壓缸11流動,以使該第一壓缸11內的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹),或者如圖11所示,令該液壓泵321B驅動該第一壓缸11內之液體朝該第二壓缸21流動,以使該第二壓缸21內的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)。其中,該用以偵測第一壓缸11內之液體的液面高度的第三開關43A和該用以偵測第二壓缸21內之液體的液面高度的第四開關44A分別會同時切換每一個第三類換向閥325B之閥位,以達到切換該第一壓缸11和第二壓缸21內之液體的流向的目的。
參見圖12及圖13所示,其中的液壓模組30C為液壓模組的第四實施態樣,其與前述液壓模組30、30A、30B之第一、第二、第三實施態樣的差異在於該驅動裝置31C為一雙向馬達以及該流向切換組件32C包含一雙向齒輪泵326C。
該為雙向馬達之驅動裝置31C受該電源50之供電而作動,並且該雙向馬達與該第三開關43A和第四開關44A電連接,受該第三開關43A和第四開關44A之控制而切換轉向。該雙向齒輪泵326C連接該雙向馬達,並受該雙向馬達之驅動而進行作動,當該雙向馬達切換轉向時,也會帶動該雙向齒輪泵326C切換轉向,藉以改變該液壓模組30C驅動液體的方向。
藉由切換該為雙向馬達之驅動裝置31C的轉向,藉以改變該雙向齒輪泵326C之轉向,如圖12所示,可令該雙向齒輪泵326C驅動該第二壓缸21內之液體朝該第一壓缸11流動,以使該第一壓缸11內的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹),或者如圖13所示,令該雙向齒輪泵326C驅動該第一壓缸11內之液體朝該第二壓缸21流動,以使該第二壓缸21內的氣體進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)。其中,該用 以偵測第一壓缸11內之液體的液面高度的第三開關43A和該用以偵測第二壓缸21內之液體的液面高度的第四開關44A分別會切換該雙向馬達之轉向,從而切換該雙向齒輪泵326C之轉向,以達到切換該第一壓缸11和第二壓缸21內之液體的流向的目的。
以上所述之本發明第一較佳實施例關於液壓模組的第一、第二、第三以及第四實施態樣的實施說明中,均使用圖1B所示之控制模組的第二實施態樣來舉例說明,然而,也可以改用圖1A所示之控制模組的第一實施態樣來實施本發明第一較佳實施例關於液壓模組的第一、第二、第三以及第四實施態樣的結構,恕不再贅述。
參見圖14A所示,為本發明液壓式製冷系統的第二較佳實施例,具體而言,其係本發明液壓式製冷系統的第二較佳實施例使用第一實施態樣之控制模組的示意圖,該第二較佳實施例之液壓式製冷系統亦包括一第一壓缸模組10、一第二壓缸模組20、一液壓模組30以及一控制模組40A,此液壓式製冷系統之第二較佳實施例的第一壓缸模組10、第二壓缸模組20和前述第一較佳實施例的第一壓缸模組10、第二壓缸模組20相同,液壓模組30則為前述第一較佳實施例之液壓模組的第一實施態樣之液壓模組30,恕不再贅述其具體結構。與前述液壓式製冷系統之第一較佳實施例不同的是,此第二較佳實施例中之控制模組40A的第一實施態樣受該電源50之供電而作動且包含一中央控制單元45以及一偵測傳感器46。
該中央控制單元45電連接該第一排氣電磁閥13、該第二排氣電磁閥23以及該液壓模組30之驅動裝置31與第一類換向閥322,該中央控制單元45藉由選擇性地控制該驅動裝置31之運轉與否,進而控制該液壓泵321之運轉與否,該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23分別可受該中央控制單元45之 控制而切換為開啟狀態或關閉狀態,該第一類換向閥322則可受該中央控制單元45之控制而切換閥位。
該偵測傳感器46裝設在該第一壓缸11或第二壓缸21,在圖14A的實施例中是以裝設在該第一壓缸11來舉例說明,並且該偵測傳感器46電連接該中央控制單元45,該偵測傳感器46用以偵測該所裝設之第一壓缸11或第二壓缸21內之液體的液面高度,亦即該偵測傳感器46偵測該第一壓缸11或第二壓缸21之第二物理參數,且該偵測傳感器46將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元45。
又,根據物質不滅定律,壓缸內的液面高度與液體流進或流出壓缸的流量之間存在一特定之一對一的函數關係,所以偵測「液體流進或流出壓缸的流量」作為物理參數,對於中央控制單元而言,就等於是偵測「壓缸內液體的液面高度」作為物理參數,所以也可以使用「流量偵測傳感器」來取代「液位偵測傳感器」,當然設置的位置會有所差別,然而此為習知技術,恕不在此詳述。
該中央控制單元45根據該偵測傳感器46偵測所得的第一壓缸11或第二壓缸21內部之液體的液面高度來切換該液壓模組30,具體而言,該中央控制單元45根據該偵測傳感器46偵測所得的第一壓缸11或第二壓缸21內部之液體的液面高度來控制切換該第一類換向閥322之閥位,令該液壓模組30驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動,或者令該液壓模組30驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動。
該中央控制單元45根據該偵測傳感器46偵測所得的第一壓缸11或第二壓缸21內部之液體的液面高度來選擇性地切換該第一排氣電磁閥13為關閉狀態或開啟狀態,該中央控制單元45根據該偵測傳感器46偵測所得的第一壓 缸11或第二壓缸21內部之液體的液面高度來選擇性地切換該第二排氣電磁閥23為關閉狀態或開啟狀態。
具體而言,上述偵測傳感器46數量可為一個或多個。
除此之外,該控制模組40A亦可不包含偵測傳感器46,而是令該中央控制單元45定時切換該第一類換向閥322之閥位以及定時將該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態或關閉狀態,如此同樣可達到交替地驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動,以及交替開啟該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23、令該第一壓缸11和第二壓缸21內之氣體交替進行「等溫壓縮(或近似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)」的連續動作,從而達到持續循環產生低溫氣體的目的。
參見圖14B及圖15所示,為本發明液壓式製冷系統的第二較佳實施例使用第二實施態樣之控制模組的示意圖,該第二較佳實施例之液壓式製冷系統亦包括一第一壓缸模組10、一第二壓缸模組20、一液壓模組30以及一控制模組40'A,此液壓式製冷系統之第二較佳實施例的第一壓缸模組10、第二壓缸模組20和前述第一較佳實施例的第一壓缸模組10、第二壓缸模組20相同,液壓模組30則為前述液壓式製冷系統之第一較佳實施例中之液壓模組的第一實施態樣之液壓模組30,恕不再贅述其具體結構。與前述液壓式製冷系統之第一較佳實施例不同的是,此第二較佳實施例之控制模組40'A的第二實施態樣受該電源50之供電而作動且包含一中央控制單元45A、一第一偵測傳感器46A與一第二偵測傳感器47A。
該中央控制單元45A電連接該第一排氣電磁閥13、該第二排氣電磁閥23以及該液壓模組30之驅動裝置31與第一類換向閥322,該中央控制單元45A藉由選擇性地控制該驅動裝置31之運轉與否,進而控制該液壓泵321之運 轉與否,該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23分別可受該中央控制單元45A之控制而切換為開啟狀態或關閉狀態,該第一類換向閥322則可受該中央控制單元45A之控制而切換閥位。
該第一偵測傳感器46A裝設在該第一壓缸11並電連接該中央控制單元45A,該第二偵測傳感器47A裝設在該第二壓缸21並電連接該中央控制單元45A,該第一、第二偵測傳感器46A、47A用以偵測該所裝設之第一、第二壓缸11、21內之氣體的壓力,並將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元45A。
該中央控制單元45A根據該第一偵測傳感器46A所傳來的資訊判斷是否切換該第一類換向閥322之閥位,以驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動,該中央控制單元45A根據該第二偵測傳感器47A所傳來的資訊判斷是否切換該第一類換向閥322之閥位,以驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,且該中央控制單元45A還可根據第一偵測傳感器46A所傳來的資訊判斷將該第一壓缸11上的第一排氣電磁閥13切換為開啟或關閉狀態,該中央控制單元45A也可根據第二偵測傳感器47A所傳來的資訊判斷將該第二壓缸21上的第二排氣電磁閥23切換為開啟或關閉狀態。
具體而言,上述第一偵測傳感器46A和第二偵測傳感器47A的數量可為一個或多個。
除此之外,該控制模組40'A亦可不包含偵測傳感器46A、47A,而是令該中央控制單元45A定時切換該第一類換向閥322之閥位以及定時將該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23切換為開啟狀態或關閉狀態,如此同樣可達到交替地驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動,以及交替開啟該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23、令該第一壓缸11和第二壓缸21內之氣體交替進行「等溫壓縮(或近 似等溫壓縮)和絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)」的連續動作,從而達到持續循環產生低溫氣體的目的。
參見圖16所示,為將前述圖8和圖9的液壓模組30A之第二實施態樣應用在上述本發明液壓式製冷系統的第二較佳實施例中,其中該液壓模組30A之驅動裝置31A以及兩個第二類換向閥323A均電連接該中央控制單元45A,該中央控制單元45A藉由選擇性地控制該驅動裝置31A之運轉與否,進而控制該液壓泵321A之運轉與否,該第二類換向閥323A則受該中央控制單元45A之控制而切換閥位,以交替地驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
參見圖17所示,為將前述圖10和圖11中的液壓模組30B之第三實施態樣應用在上述本發明液壓式製冷系統的第二較佳實施例中,其中該液壓模組30B之驅動裝置31B以及兩組第三類換向閥325B的每一個均電連接該中央控制單元45A,該中央控制單元45A藉由選擇性地控制該驅動裝置31B之運轉與否,進而控制該液壓泵321B之運轉與否,該第三類換向閥325B則受該中央控制單元45A之控制而切換閥位,以交替地驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
參見圖18所示,為將前述圖12和圖13中的液壓模組30C之第四實施態樣應用在上述本發明液壓式製冷系統的第二較佳實施例中,其中該為雙向馬達之驅動裝置31C電連接該中央控制單元45A,該中央控制單元45A藉由切換該雙向馬達之轉向,可進而切換該雙向齒輪泵326C之轉向,以交替地驅動該第二壓缸21內的液體朝該第一壓缸11流動,或驅動該第一壓缸11內的液體朝該第二壓缸21流動。
以上在第二較佳實施例中所使用的液壓模組之第一實施態樣30、第二實施態樣30A、第三實施態樣30B以及第四實施態樣30C,其具體結構 已經在前述之第一較佳實施例中有詳細說明,恕不再贅述,而關於其在本發明之系統運轉時的作動方式,也與第一較佳實施例中的說明相同,唯一的差別是第一較佳實施例中把物理參數(氣體壓力或液面高度或流體流量)的預設值設定在開關上,並用開關本身偵測物理參數來與預設值比較藉以切換元件的作動,而第二較佳實施例則是把物理參數(氣體壓力或液面高度或流體流量)的預設值設定在中央控制單元上,再利用偵測傳感器偵測所得的物理參數值來與預設值比較藉以切換元件的作動。
此外,第二較佳實施例利用該控制模組40A、40'A的中央控制單元45、45A與至少一個偵測傳感器做「電子式」控制電磁閥的開啟與關閉,遠比第一較佳實施例利用該控制模組40與40'的複數個開關做「機械式」控制電磁閥的開啟與關閉容易得多,因為在機械式控制中,單一一個開關最多只能設定兩個預設的物理參數值,相較之下,電子式控制的控制模組40A與40'A可以在單一一個中央控制單元中設定較多個預設的物理參數值,所以使用的必要元件可以比機械式控制的控制模組少,因此在第二較佳實施例中,該第一單向進氣閥12與第二單向進氣閥22並非必要元件,因為在第二較佳實施例中,可以用該中央控制單元45與45A延長該第一排氣電磁閥13與第二排氣電磁閥23的開啟時間。
也就是說,當其中一個壓缸11或21內的氣體壓力達到該中央控制單元45與45A內設定的第一預設值時,該中央控制單元45與45A會傳送電流使該壓缸的排氣電磁閥13或23開啟作排氣動作,使該壓缸內的氣體排出作絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹),接著,當該壓缸內的氣體壓力下降到該中央控制單元45與45A內設定的第二預設值時,該中央控制單元45與45A會傳送電流使該液壓模組30、30A、30B或30C變換驅動液體的方向,同時仍然使該壓缸的排氣電磁閥13或23保持開啟狀態,該壓缸內的液體因為流到另一個壓缸而使液面下 降,這時該呈開啟狀態的排氣電磁閥13或23可以取代單向進氣閥12或22的功能,使壓缸外的氣體因為負壓而經由該呈開啟狀態的排氣電磁閥13或23進入該壓缸進行進氣動作,直到該另一壓缸內因夜面上升而使氣體壓力增加達到該中央控制單元45與45A內設定的第三預設值時,該中央控制單元45與45A會中斷電流使該壓缸的排氣電磁閥13或23關閉,藉以停止進氣動作,並同時會傳送電流使該另一壓缸的排氣電磁閥開啟作排氣動作,使該另一壓缸內的氣體排出作絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹),接著,當該另一壓缸內的氣體壓力下降到該中央控制單元45與45A內設定的第四預設值時,該中央控制單元45與45A會傳送電流使該液壓模組30、30A、30B或30C再次變換驅動液體的方向,使該壓缸進行等溫壓縮(或近似等溫壓縮)的動作,同時仍然使該另一壓缸的排氣電磁閥保持開啟狀態,藉以取代單向進氣閥12或22的功能使該另一壓缸進行進氣動作,如此循環運轉。
再者,在機械式控制的實施例中,控制模組40與40'使用複數個開關來控制元件動作之切換,其中流向切換組件32、32A與32B所使用的第一類換向閥322、第二類換向閥323A與第三類換向閥325B皆為「不復位」的電磁閥;在電子式控制的實施例中,控制模組40A與40'A使用一中央控制單元與至少一個偵測傳感器來控制元件動作之切換,其中流向切換組件32、32A與32B所使用的第一類換向閥322、第二類換向閥323A與第三類換向閥325B也是以「不復位」的電磁閥來做實施例的說明。然而,電子式控制的控制模組40A與40'A可以在單一一個中央控制單元中設定較多個預設的物理參數值,所以可以設定多個物理參數預設值來達到在單一一個循環週期內多次切換同一個電磁閥之閥位的目的,因此不受限於使用「不復位」的電磁閥,換句話說,也可以使用「自動復位」的電磁閥。關於自動復位電磁閥的使用與電連接方式皆為習知技術,恕不再贅述。
以上所述,在第一、第二較佳實施例的液壓模組之第一實施態樣30、第二實施態樣30A、第三實施態樣30B中所使用的驅動裝置31、31A、31B係為一馬達,其係受該電源50之供電而作動,所以在圖示中皆與電源50電連接。
然而,驅動裝置31、31A、31B亦可為一引擎,例如交通工具所用之外燃機或內燃機(柴油機或汽油機)。使用引擎或使用馬達作為驅動裝置並不影響上述關於本發明之液壓式製冷系統的整體運作之說明,其差別只是在於產生驅動力的方法不同,馬達使用電磁力來產生驅動力以驅動液壓泵,而引擎是以燃燒燃料產生爆炸力來做為驅動力以驅動液壓泵。
本發明之液壓式製冷系統的優點在於,其利用該驅動裝置31、31A、31B、31C驅動液體循環交替地對該第一壓缸11、11'和第二壓缸21、21'內的氣體逐步進行「等溫壓縮(或近似等溫壓縮)」,再讓壓縮後的氣體進行「絕熱膨脹(或近似絕熱膨脹)」而產生低溫氣體,運作過程不會產生大量廢熱,可以有效避免助長溫室效應與熱島效應,協助減緩氣候變遷與全球暖化。更重要的是,本發明的液壓式製冷系統不需要使用冷媒便可達到產生低溫氣體的目的,亦即不會對臭氧層造成破壞,也不會導致溫室效應,使用上相當符合環保要求。
再者,由於本發明的液壓式製冷系統在使用的過程中不會產生大量廢熱、不需要向室外排散熱氣,故特別適合用來作為移動式冷氣機,使具備有本發明之液壓式製冷系統的移動式冷氣機不必受限於用來向室外排散熱氣的排氣管,可真正的依使用需求到處移動。

Claims (12)

  1. 一種液壓式製冷系統,其包括一第一壓缸模組、一第二壓缸模組、一液壓模組以及一控制模組,其中:該第一壓缸模組包含至少一第一壓缸,每一第一壓缸設置有一液體進出口,每一第一壓缸上設置至少一第一排氣電磁閥與一第一單向進氣閥,該第一排氣電磁閥控制該第一壓缸內部的氣體是否向外排氣,該第一單向進氣閥控制氣體只能從該第一壓缸外部流進該第一壓缸內部;該第二壓缸模組包含至少一第二壓缸,每一第二壓缸設置有一液體進出口,每一第二壓缸上設置至少一第二排氣電磁閥與一第二單向進氣閥,該第二排氣電磁閥控制該第二壓缸內部的氣體是否向外排氣,該第二單向進氣閥控制氣體只能從該第二壓缸外部流進該第二壓缸內部;該液壓模組連接該第一壓缸模組和第二壓缸模組,該液壓模組交替地驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動或驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動;並且該控制模組受一電源之供電而作動,並偵測該第一、第二壓缸的一第一物理參數,該第一物理參數為氣體壓力,該控制模組包含一第一開關與一第二開關;該第一開關裝設在該第一壓缸上,該第一開關用以偵測該第一壓缸內部的氣體壓力,亦即該第一開關偵測該第一壓缸之第一物理參數,且該第一開關電連接該第一排氣電磁閥與液壓模組,該第一開關藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,並且該第一開關藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動;該第二開關裝設在該第二壓缸上,該第二開關用以偵測該第二壓缸內部的氣體壓力,亦即該第二開關偵測該第二壓缸之第一物理參數,且該第二開關電連接該第二排氣電磁閥與液壓模組,該第二開關藉偵測所得的氣體壓力來選擇性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,並且該第二開關藉偵測所得的氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動。
  2. 一種液壓式製冷系統,其包括一第一壓缸模組、一第二壓缸模組、一液壓模組以及一控制模組,其中:該第一壓缸模組包含至少一第一壓缸,每一第一壓缸設置有一液體進出口,每一第一壓缸上設置至少一第一排氣電磁閥,該第一排氣電磁閥控制該第一壓缸內部的氣體是否向外排氣;該第二壓缸模組包含至少一第二壓缸,每一第二壓缸設置有一液體進出口,每一第二壓缸上設置至少一第二排氣電磁閥,該第二排氣電磁閥控制該第二壓缸內部的氣體是否向外排氣;該液壓模組連接該第一壓缸模組和第二壓缸模組,該液壓模組交替地驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動或驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動;該控制模組受一電源之供電而作動,並偵測該第一、第二壓缸的一第二物理參數,該第二物理參數為液面高度,該控制模組包含一中央控制單元以及一偵測傳感器;該中央控制單元電連接該第一排氣電磁閥、該第二排氣電磁閥以及該液壓模組;該偵測傳感器裝設在該第一壓缸或第二壓缸並電連接該中央控制單元,該偵測傳感器用以偵測該所裝設之第一壓缸或第二壓缸內之液體的液面高度,亦即該偵測傳感器偵測該第一壓缸或第二壓缸之第二物理參數,且該偵測傳感器將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元;該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的第一壓缸或第二壓缸內部之液體的液面高度來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動,或者令該液壓模組驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動;該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的第一壓缸或第二壓缸內部之液體的液面高度來選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該中央控制單元根據該偵測傳感器偵測所得的第一壓缸或第二壓缸內部之液體的液面高度來選擇性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。
  3. 一種液壓式製冷系統,其包括一第一壓缸模組、一第二壓缸模組、一液壓模組以及一控制模組,其中:該第一壓缸模組包含至少一第一壓缸,每一第一壓缸設置有一液體進出口,每一第一壓缸上設置至少一第一排氣電磁閥,該第一排氣電磁閥控制該第一壓缸內部的氣體是否向外排氣;該第二壓缸模組包含至少一第二壓缸,每一第二壓缸設置有一液體進出口,每一第二壓缸上設置至少一第二排氣電磁閥,該第二排氣電磁閥控制該第二壓缸內部的氣體是否向外排氣;該液壓模組連接該第一壓缸模組和第二壓缸模組,該液壓模組交替地驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動或驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動;該控制模組受一電源之供電而作動,並偵測該第一、第二壓缸的一第一物理參數,該第一物理參數為氣體壓力,該控制模組包含一中央控制單元、一第一偵測傳感器與一第二偵測傳感器;該中央控制單元電連接該第一排氣電磁閥、該第二排氣電磁閥以及該液壓模組;該第一偵測傳感器裝設在該第一壓缸並電連接該中央控制單元,該第二偵測傳感器裝設在該第二壓缸並電連接該中央控制單元,該第一、第二偵測傳感器偵測該所裝設之第一壓缸與第二壓缸內之氣體的壓力,並將偵測所得的資訊轉成數位訊號傳送至該中央控制單元;該中央控制單元根據該第一偵測傳感器偵測所得的第一壓缸內之氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動,該中央控制單元根據該第二偵測傳感器偵測所得的第二壓缸內之氣體壓力來切換該液壓模組,令該液壓模組驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動;該中央控制單元根據該第一偵測傳感器偵測所得的第一壓缸內之氣體壓力來選擇性地切換該第一排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態,該中央控制單元根據該第二偵測傳感器偵測所得的第二壓缸內之氣體壓力來選擇性地切換該第二排氣電磁閥為關閉狀態或開啟狀態。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之液壓式製冷系統,其中,該液壓模組包含一驅動裝置與一流向切換組件:該流向切換組件包含一液壓泵與一第一類換向閥,該液壓泵係受該驅動裝置之驅動而進行作動,該液壓泵具有一出水端與一進水端,該第一類換向閥以導管連接該液壓泵之出水端與進水端,以及以導管連接該第一壓缸與第二壓缸,該第一類換向閥與該控制模組電連接並受該控制模組之控制而切換閥位,藉由切換該第一類換向閥之閥位令該液壓泵驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或令該液壓泵驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動。
  5. 如請求項4所述之液壓式製冷系統,其中,該第一類換向閥為一四口二位電磁閥。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之液壓式製冷系統,其中,該液壓模組包含一驅動裝置與一流向切換組件:該流向切換組件包含一液壓泵、二第二類換向閥與二三通管,該液壓泵係受該驅動裝置之驅動而進行作動,該液壓泵具有一出水端與一進水端,其中一該第二類換向閥經由導管連接該液壓泵之出水端,另一第二類換向閥經由導管連接該液壓泵之進水端,每一第二類換向閥與該控制模組電連接並受該控制模組之控制而切換閥位,其中一三通管經由導管連接該兩第二類換向閥以及該第一壓缸,另一三通管經由導管連接該兩第二類換向閥以及該第二壓缸,藉由同時切換該兩第二類換向閥之閥位令該液壓泵驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或令該液壓泵驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動。
  7. 如請求項6所述之液壓式製冷系統,其中,每一第二類換向閥為一三口二位電磁閥。
  8. 如請求項1至3中任一項所述之液壓式製冷系統,其中,該液壓模組包含一驅動裝置與一流向切換組件:該流向切換組件包含一液壓泵、二組第三類換向閥、二第一三通管與二第二三通管,該液壓泵係受該驅動裝置之驅動而進行作動,該液壓泵具有一出水端與一進水端,該兩組第三類換向閥分別設在該液壓泵和該第一壓缸之間以及設在該液壓泵和該第二壓缸之間,每一組第三類換向閥具有兩個第三類換向閥,每一第三類換向閥具有兩個閥位,其中一閥位係可供流體流過,另一閥位則會阻斷流體之流動,其中一第一三通管經由導管連接該液壓泵的出水端以及其中一組第三類換向閥的兩個第三類換向閥,另一第一三通管經由導管連接該液壓泵的進水端以及另一組第三類換向閥的兩個第三類換向閥,其中一第二三通管經由導管連接該第一壓缸以及每一組第三類換向閥中的其中一第三類換向閥,另一第二三通管經由導管連接該第二壓缸以及每一組第三類換向閥中的另一第三類換向閥,每一第三類換向閥與該控制模組電連接並受該控制模組之控制而切換閥位,藉由同時切換該四個第三類換向閥之閥位,使得連接同一個第一三通管之同一組第三類換向閥之兩個第三類換向閥的閥位相反,而且連接同一個第二三通管之不同組的第三類換向閥的閥位也相反,令該液壓泵驅動該第二壓缸內的液體朝該第一壓缸流動,或令該液壓泵驅動該第一壓缸內的液體朝該第二壓缸流動。
  9. 如請求項8所述之液壓式製冷系統,其中,每一第三類換向閥為一二口二位電磁閥。
  10. 如請求項1至3中任一項所述之液壓式製冷系統,其中,該液壓模組包含一驅動裝置與一流向切換組件:該驅動裝置為一雙向馬達,其係受該電源之供電而作動,該雙向馬達電連接該控制模組,受該控制模組之控制而切換轉向;該流向切換組件包含一雙向齒輪泵,該雙向齒輪泵連接該雙向馬達,並受該雙向馬達之驅動而進行作動,藉由切換該雙向馬達之轉向來帶動該雙向齒輪泵切換轉向,令該雙向齒輪泵驅動該第二壓缸內之液體朝該第一壓缸流動,或令該雙向齒輪泵驅動該第一壓缸內之液體朝該第二壓缸流動。
  11. 如請求項1至3中任一項所述之液壓式製冷系統,其中:該第一壓缸模組的至少一第一壓缸包含有多個第一壓缸,且該第一壓缸模組進一步包含多個第一閘閥,各第一壓缸之間以連通管方式相連,各第一壓缸再經由一第一管路連接至該液壓模組,該第一閘閥分別裝設在該第一壓缸的液體進出口處,以控制液體可否流入或流出該第一壓缸;該第二壓缸模組的至少一第二壓缸包含有多個第二壓缸,且該第二壓缸模組進一步包含多個第二閘閥,各第二壓缸之間以連通管方式相連,各第二壓缸再經由一第二管路連接至該液壓模組,該第二閘閥分別裝設在該第二壓缸的液體進出口處,以控制液體可否流入或流出該第二壓缸。
  12. 如請求項1至3中任一項所述之液壓式製冷系統,其中:該第一壓缸模組之每一第一壓缸內部進一步設置一可動式阻隔層,該第一壓缸內之可動式阻隔層隔開該第一壓缸內的氣體與液體;該第二壓缸模組之每一第二壓缸內部進一步設置一可動式阻隔層,該第二壓缸內之可動式阻隔層隔開該第二壓缸內的氣體與液體。
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