TWM449654U - 一種應用於工具機散熱系統之散熱模組 - Google Patents

Description

一種應用於工具機散熱系統之散熱模組

本創作係關於一種散熱模組，特別是指一種利用工作流體來吸收工具機的熱量，並對工作流體進行散熱的散熱模組。

在精密加工產業中，一家具有規模的精密加工產業工廠內部通常會有許多工具機設備，如銑床、車床、數值工具機、圓筒磨床、牛頭刨床...等，且通常是多台工具機設備同時運作，而為了有效的提高產能，常見的生產模式主要是讓作業人員以輪班的方式不斷操作工具機來製造產品。雖然作業人員可以輪替，但當訂單龐大時，所有的工具機設備幾乎要24小時不斷的運作，然後再定期做保養。

一般來說，工具機在運作時不可避免的會產生熱量，因此每台工具機通常會搭配冷卻器來冷卻機台，使機台不因過熱而導致故障停機。目前工具機的冷卻器皆與工具機裝配在一起，且一台工具機就配置一台冷卻器。然而，當一個室內空間內有非常多的工具機同時運轉且放熱時，縱使有冷卻器在幫助機台散熱，但其實是將熱量從機台內部帶至機台外部的環境中，此環境為眾多機台所在的室內空間，時間一久，室內環境溫度升高，則冷卻器冷卻功能也相對的降低，影響到冷卻的效果，導致機台因散熱不佳而容易發生故障的情形，進而使生 產線停擺，造成工廠的損失。

緣此，本案創作人認為實有必要開發出一種散熱模組，使工具機運作時所產生的熱量可以有效的散失掉，進而增加工具機的穩定性與壽命，保持生產線的順暢。

綜觀以上所述，在習知技術中，主要是在每個工具機週遭設置散熱器，而由於工具機與散熱器皆設置在室內，因此散熱器所散失的熱量會不斷的累積在室內，進而使散熱器的散熱效率降低，導致工具機因散熱不良而容易故障。

緣此，本創作之主要目的在於提供一種散熱模組，其係對吸熱模組用來吸收工具機熱量的工作流體進行散熱，藉以有效的使工具機降溫。

本創作為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種散熱模組，其係應用於一工具機之散熱系統，散熱系統係包含散熱模組與一吸熱模組，吸熱模組係以一工作流體吸收工具機所產生的熱量，而散熱模組包含一壓縮機以及一散熱裝置。壓縮機係以一散熱管路連通於吸熱模組，用以接收工作流體，並將工作流體壓縮為高溫高壓狀態。散熱裝置係連通於壓縮機，以接收工作流體，並對工作流體進行散熱，且散熱裝置更以一回流 管路連通於吸熱模組，藉以循環地對工具機進行散熱。

由上述之技術手段所延伸之一附屬技術手段為，散熱模組更包含一油分離器以及一膨脹裝置。油分離器係連通於壓縮機與散熱管路，以經壓縮之工作流體中分離出一冷凍油，並經由散熱管路將冷凍油添加至工作流體內；膨脹裝置係設置於油分離器與散熱管路之間，用以膨脹冷凍油，藉以使冷凍油膨脹後添加至工作流體內。較佳者，膨脹裝置係為一膨脹閥，膨脹閥可調整其開度，控制添加至工作流體之冷凍油量。

由上述之技術手段所延伸之一附屬技術手段為，工作流體為冷媒、水與油之其一。

由上述之技術手段所延伸之一附屬技術手段為，散熱裝置係為一氣冷式熱交換器，其係由複數散熱鰭片所組成。

由上述之技術手段所延伸之一附屬技術手段為，上述之油分離器係設置於壓縮機後端，以直接接收經壓縮機壓縮後之工作流體。

由上述之技術手段所延伸之一附屬技術手段為，上述之油分離器係設置於散熱裝置後端，以間接接收經壓縮機壓縮後之工作流體。

從以上述可知，相較於習知技術是將散熱器設置於廠房內來對工具機進行散熱，進而導致廠房內的溫度提高而使散熱效率降低，由於在本創作所提供之散熱模組 中，係對工作流體進行散熱，使吸熱模組可以持續地利用工作流體吸收工具機所產生的熱量，藉以有效的提高工具機的散熱效率。

本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

由於本創作所提供之散熱模組，可廣泛運用於各種利用工具機生產產品的工廠，其組合實施方式更是不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉其中較佳之實施例來加以具體說明。

請參閱第一圖，第一圖係顯示本創作較佳實施例所提供之散熱模組所應用之工具機散熱系統示意圖。如圖所示，一散熱模組100係應用於一工具機200之散熱系統，散熱系統係包含散熱模組100與一吸熱模組300，吸熱模組300係以一工作流體吸收工具機200所產生的熱量。其中，工具機200更設有一監控裝置201，而此監控裝置201是用來監控工具機200，並據以產生一工具機資訊MI，工具機資訊MI至少包含運作狀態資訊、異常狀態資訊與用電資訊其中之一，而運作狀態資訊例如為預知保養、電壓、電流或溫度，用電資訊例如是將量測到的電力資訊(電流、電壓)配合當下的電價而加以計算後轉換成工具機的耗能。

在實際運用上，監控裝置201更可將工具機資訊MI傳送至一遠端主機400，藉以供使用者在遠端監控工 具機200的運作狀態，並據以調整散熱模組100的運作。其中，監控裝置201係依據智慧家電通訊協定(Smart Appliance Alliance Net,SAA.Net)通訊連結於遠端主機400。

吸熱模組300包含一吸熱裝置301以及一膨脹裝置302。吸熱裝置301以一工作流體吸收工具機200所產生的熱量。膨脹裝置302係連通於吸熱裝置301。其中，吸熱裝置301係為一熱交換器，且散熱系統(如散熱模組100)更可設有變頻器，可依據不同的負荷來調整運轉的頻率，進而達到節能省電的功效；而工作流體可以是冷媒、二氧化碳、水或油。

散熱模組100包含一壓縮機1、一油分離器2、一膨脹裝置3以及一散熱裝置4。壓縮機1係以一散熱管路HP連通於吸熱模組300之吸熱裝置301，用以接收工作流體，並將工作流體壓縮為高溫高壓狀態。

油分離器2係連通於壓縮機1與散熱管路HP，以接收壓縮機1所排出之工作流體，並自經壓縮之工作流體中分離出一冷凍油。其中，油分離器2可以藉由濾油網或鋼絲球等方式過濾冷凍油。

膨脹裝置3係設置於油分離器2與散熱管路HP之間，以使冷凍油膨脹後經由散熱管路HP添加至工作流體內，藉以使冷凍油於壓縮機1、油分離器2以及膨脹裝置3之間循環，因此當壓縮機1壓縮工作流體時，可以有效的潤滑壓縮機1。

散熱裝置4係連通於油分離器2，以接收工作流體， 並對高壓工作流體進行散熱，且散熱裝置4更以一回流管路RP連通於吸熱模組300之膨脹裝置302，而膨脹裝置302更使接收到的工作流體膨脹，並將膨脹後之工作流體輸送至吸熱裝置301，藉以使工作流體循環地對工具機200進行散熱。其中，散熱裝置4係為一由複數散熱鰭片所組成之氣冷式熱交換器，但不限於此，散熱裝置4亦可為水冷式熱交換器。

此外，在本實施例中，油分離器2係設置於壓縮機1後端，以直接接收經壓縮機1壓縮後之工作流體；然而，在其他實施例中，油分離器2亦可設置於散熱裝置4後端，以間接接收經壓縮機1壓縮後之工作流體。

請參閱第一圖與第二圖，第二圖係顯示本創作較佳實施例所提供之工具機散熱系統應用於廠房之配置示意圖。如圖所示，一廠房500內設置有二工具機200a、200b，而上述之吸熱模組300是以二吸熱模組300a、300b表示，而上述之散熱模組100是以二散熱模組100a、100b表示。

吸熱模組300a、300b相較於上述之吸熱模組300更進一步在吸熱模組300a、300b各增設一風扇303a與一風扇303b，而吸熱模組300a之一吸熱裝置301a係設置於工具機200a，吸熱模組300a之一膨脹裝置302a係設置於廠房500內，且風扇303a係設置於吸熱裝置301a週遭，用以幫助吸熱裝置301a進行熱交換。另外，由於吸熱模組300b所包含之一吸熱裝置301b、一膨脹裝置302b以及風扇303b與吸熱模組300a之吸熱裝置301a、 膨脹裝置302a以及風扇303a的配置相似，故在此不多加贅言。

散熱模組100a、100b則設置於廠房500外，且散熱模組100a包含一壓縮機1a、一油分離器2a、一膨脹裝置3a、一散熱裝置4a以及一風扇5a。其中，散熱裝置1a與上述之散熱裝置1之差異僅在於散熱裝置1a更包含風扇5a，而風扇5a係設置於散熱裝置4a週遭，用以幫助散熱裝置4a進行散熱。另外，由於散熱裝置1b與散熱裝置1a相似，故在此不多加贅言。另，如第二圖所示，本創作之散熱模組更進一步支援多對多之型態，當工具機對散熱需求較高時，可利用多組散熱模組支援一吸熱模組，反之工具機對散熱需求較低時，亦可用一組散熱模組支援多組吸熱模組，而非侷限於一對一之型態。

綜上所述，吸熱模組係分別對應地設置於工具機，且吸熱模組更藉由散熱管路與回流管路連通於散熱模組，使工作流體利用吸熱裝置與工具機進行熱交換後，可經由散熱管路輸送至散熱模組，而散熱模組是利用壓縮機將工作流體壓縮後，再利用散熱模組進行散熱；接著，高壓工作流體經回流管路回流至吸熱模組時，吸熱模組則藉由膨脹裝置來使高壓工作流體膨脹進入吸熱裝置，可利用工作流體的膨脹大量的吸收工具機的熱量。

承上所述，由於本創作之散熱模組係設置於廠房外，因此可以有效的將工具機所產生的熱量帶到廠房外進行散熱，而不會累積於廠房內，相較於習知技術將散熱器對應於工具機的設置於廠房內，會使散失的熱量因 累積在廠房內而造成散熱器的效用降低，藉由本創作之散熱模組確實可以有效的幫助工具機進行散熱。另一方面，由於散熱模組是設置在廠房外，因此不會受到廠房的空間大小侷限，可以依據使用者的需求來進行擴充。

此外，由於本創作之散熱模組更可藉由監控裝置監控工具機所得的工具機資訊做調整，而監控裝置是利用智慧家電通訊協定來傳送工具機資訊到遠端主機，藉以供使用者依照工具機的散熱需求來調整工作流體流入相對應之吸熱裝置的流量。另外，當多個散熱模組其中一者故障時，其他的散熱模組亦可支援故障的散熱模組所需處理的工作流體。

在實際運用上，由於散熱模組設置於廠房外，因此散熱模組之壓縮機運作時所產生的噪音就不會影響到廠房內的工作人員，有效的增進作業環境的品質。

藉由上述之本創作實施例可知，本創作確具產業上之利用價值。惟以上之實施例說明，僅為本創作之較佳實施例說明，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者當可依據本創作之上述實施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本創作實施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本創作之創作精神及界定之專利範圍內。

100、100a、100b‧‧‧散熱模組

200、200a、200b‧‧‧工具機

201‧‧‧監控裝置

300、300a、300b‧‧‧吸熱模組

301、301a、301b‧‧‧吸熱裝置

302、302a、302b‧‧‧膨脹裝置

303a、303b‧‧‧風扇

400‧‧‧遠端主機

500‧‧‧廠房

1、1a‧‧‧壓縮機

2、2a‧‧‧油分離器

3、3a‧‧‧膨脹裝置

4、4a‧‧‧散熱裝置

5a‧‧‧風扇

HP‧‧‧散熱管路

RP‧‧‧回流管路

MI‧‧‧監控資訊

第一圖係顯示本創作較佳實施例所提供之散熱模組所應用之工具機散熱系統示意圖；以及第二圖係顯示本創作較佳實施例所提供之散熱模組所應 用之工具機散熱系統應用於廠房之配置示意圖。

100‧‧‧散熱模組

200‧‧‧工具機

201‧‧‧監控裝置

300‧‧‧吸熱模組

301‧‧‧吸熱裝置

302‧‧‧膨脹裝置

400‧‧‧遠端主機

1‧‧‧壓縮機

2‧‧‧油分離器

3‧‧‧膨脹裝置

4‧‧‧散熱裝置

HP‧‧‧散熱管路

RP‧‧‧回流管路

MI‧‧‧監控資訊

Claims (7)

1. 一種散熱模組，係應用於一工具機之散熱系統，該散熱系統係包含該散熱模組與一吸熱模組，該吸熱模組係以一工作流體吸收該工具機所產生的熱量，該散熱模組包含：一壓縮機，係以一散熱管路連通於該吸熱模組，用以接收該工作流體，並將該工作流體壓縮為高溫高壓狀態；以及一散熱裝置，係連通於該壓縮機，以接收該工作流體，並對該工作流體進行散熱，且該散熱裝置更以一回流管路連通於該吸熱模組，藉以形成一冷媒循環散熱系統。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包含：一油分離器，係連通於該壓縮機與該散熱管路，以自該經壓縮之工作流體中分離出一冷凍油，並將該冷凍油添加至於該散熱管路內之該工作流體；以及一膨脹裝置，係設置於該油分離器與該散熱管路之間，係用以膨脹該冷凍油，藉以使該冷凍油膨脹後添加至該工作流體內。
3. 如申請專利範圍第2項所述之散熱模組，其中，該膨脹裝置係為一膨脹閥，該膨脹閥可調整其開度，用以控制添加至該工作流體之冷凍油量。
4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中，該工作流體為冷媒、水與油之其一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中，該散熱裝置係為一氣冷式熱交換器，該氣冷式熱交換器係由複數散熱鰭片所組成。
6. 如申請專利範圍第2項所述之散熱模組，其中，該油分離器係設置於該壓縮機後端，以直接接收該經壓縮機壓縮後之工作流體。
7. 如申請專利範圍第2項所述之散熱模組，其中，該油分離器係設置於該散熱裝置後端，以間接接收經該壓縮機壓縮後之工作流體。