TWM503540U - 節能型恆溫式冷卻機裝置 - Google Patents

Description

節能型恆溫式冷卻機裝置

本創作是關於工業用冷卻機，該冷卻機以節能及恆溫手段將機械設備所需之冷卻液降溫至預定溫度。

工業機具於運轉過程中所產生的高熱需透過冷卻液予以降溫，使機具得以正常運作並維持加工精度。冷卻液在機械設備中進行熱交換後溫度昇高，需經由一冷卻機降溫後再輸送至機械設備。

傳統的冷卻機透過一冷媒壓縮系統來處理冷卻液，中華民國新型專利M295230號揭露一種可使該冷媒壓縮系統之壓縮機持續運轉，並透過數個電磁閥之開或關，控制冷媒在系統中之流動路徑(通過或不通過冷凝器)，從而調控蒸發器與冷卻液的熱交換效能，達到冷卻液降溫至預定溫度的目的。

本創作針對上開先前技術提出改進方案，改進的冷卻機可更精準的調節、控制、保持冷媒壓縮系統之蒸發器內的冷媒溫度以及冷卻液輸出之工作溫度。

本創作改進的冷卻機，包括一冷媒壓縮系統、一調節裝置、一冷卻液管路系統； 該冷媒壓縮系統主要包括一壓縮機、一冷凝器、一蒸發器、一冷媒儲槽、一第一高壓管、一第二高壓管、一匯集管、一低壓管、一第一冷媒比例閥、一第二冷媒比例閥；其中，該第一冷媒比例閥設於該第一高壓管，該壓縮機中的冷媒通過冷凝器、乾燥器、第一高壓管、第一冷媒比例閥、毛細管、匯集管輸入該蒸發器，該第一冷媒比例閥按照所輸入之數位脈波驅動調整該第一高壓管的冷媒流量；該第二冷媒比例閥設於該第二高壓管，該壓縮機中的冷媒經由該第二高壓管、第二冷媒比例閥、匯集管輸入該蒸發器，該第二冷媒比例閥按照所輸入之數位脈波驅動調整該第二高壓管的冷媒流量；通過該蒸發器而與冷卻液進行熱交換之後的冷媒經由該低壓管、冷媒儲槽輸送至該壓縮機。

該調節裝置包括一儲液槽、一設於該儲液槽用以感測槽內之冷卻液溫度的感溫模組、一設於該儲液槽並對該槽內之冷卻液進行加熱之加熱模組、一連接該儲液槽用以將槽內之冷卻液輸出之馬達泵浦。

該冷卻液管路系統包括一冷卻液輸入管、一冷卻液輸出管、一感溫模組；該冷卻液輸入管連接機械設備、蒸發器以及儲液槽；該冷卻液輸出管連接該馬達泵浦之出水端及機械設備；該感溫模組設於該冷卻液輸出管，且接近該馬達泵浦之出水端。

更進一步的，兩台冷卻機之冷卻液輸入管得以一輸入併連管併連之，兩台冷卻機之冷卻液輸出管得以一輸出併連管併連之；該輸入併連管可連接一台或多台機械設備之冷卻液輸出管，該輸出併連管可連接一台或多台機械設備之冷卻液輸入管。

本創作之功效在於：

該冷卻機藉由第一冷媒比例閥和第二冷媒比例閥精準的調節冷媒量，控制進入蒸發器與冷卻液進行熱交換，以達冷卻液溫控值保持於一預設值之±0.1℃內。

與機械設備進行熱交換的冷卻液通過冷媒壓縮系統後獲得降溫，再經由該調節裝置進行溫度之精度補償至一預設之工作溫度輸送至機械設備。所述溫度之精度補償包括將低於預設工作溫度之冷卻液進行補償加溫，亦包括以預熱處理的方式使冷卻液達到預設工作溫度。

冷卻液從冷卻機輸出時，再通過感溫模組做溫度偵測把關，偵測符合工作溫度的冷卻液可輸送至機械設備，或當偵測不符合工作溫度的冷卻液該感溫模組會產生一電阻值變化回傳至一控制基板被感知，該控制基板啟動一致冷迴路對冷卻液再降溫或啟動調節裝置對冷卻液再加溫；另本創作之感溫模組可依需求將其裝設於水箱或是冷卻液輸出端亦可擇一裝設使用。

本創作之冷卻機可併連而實現多對一(多台冷卻機對應一台機械設備)或多對多(多台冷卻機對應多台機械設備)的配搭方式調節和控制機械設備之冷卻液的工作溫度。

本創作之冷卻機亦可透過管路串或併連方式實現一對多(一台冷卻機對應多台機械設備)的配搭方式。

1‧‧‧冷媒壓縮系統

3‧‧‧調節裝置

5‧‧‧冷卻液管路系統

7‧‧‧機械設備

9‧‧‧冷卻機

10‧‧‧壓縮機

11‧‧‧冷凝器

111‧‧‧風扇

12‧‧‧蒸發器

13‧‧‧冷媒儲槽

14‧‧‧第一高壓管

15‧‧‧第二高壓管

16‧‧‧匯集管

17‧‧‧低壓管

21‧‧‧第一冷媒比例閥

22‧‧‧第二冷媒比例閥

23‧‧‧乾燥器

24‧‧‧毛細管

31‧‧‧儲液槽

32‧‧‧加熱模組

33‧‧‧馬達泵浦

34‧‧‧感溫模組

51‧‧‧冷卻液輸入管

52‧‧‧冷卻液輸出管

53‧‧‧感溫模組

55‧‧‧輸入併連管

56‧‧‧輸出併連管

57‧‧‧壓力流量調整器

58‧‧‧旁通回流通路

60‧‧‧控制基板

61‧‧‧控制基板

62‧‧‧控制基板

第一圖為本創作冷卻機之方塊配置圖。

第二圖為本創作卻機之立體外觀圖。

第三圖為本創作冷卻機之內部立體配置圖之一。

第四圖為本創作冷卻機之內部立體配置圖之二。

第五圖為本創作冷卻機之內部立體配置圖之三。

第六圖為本創作冷卻機之併連示意圖。

為便於說明本創作於上述新型內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，複數相同的構件則以相同的元件符號表示，合先敘明。

如第一至五圖，本創作冷卻機，包括一冷媒壓縮系統1、一調節裝置3、一冷卻液管路系統5。

該冷媒壓縮系統1包括一壓縮機10、一冷凝器11(設有風扇111)、一蒸發器12、一冷媒儲槽13、一第一高壓管14、一第二高壓管15、一匯集管16、一低壓管17、一第一冷媒比例閥21(及其控制基板61)、一第二冷媒比例閥22(及其控制基板62)。其中，該第一冷媒比例閥21設於該第一高壓管14，且位於乾燥器23之後毛細管24之前；該壓縮機10中的冷媒經由冷凝器11、第一高壓管14、乾燥器23、第一冷媒比例閥21、毛細管24、匯集管16輸入該蒸發器12，該第一冷媒比例閥21按照所接收之數位脈波驅動調整通過該第一高壓管14的冷媒流量。該第二冷媒比例閥22設於該第二高壓管15，該壓縮機10中的冷媒經由該第二高壓管15、第二冷媒比例閥22、匯集管16進入該蒸發器12，該第二冷媒比例閥22按照所接收之數位脈波驅動調整通過該第二高壓管15的冷媒流量。通過該蒸發器12的冷媒經由該低壓管 17、冷媒儲槽13輸送回該壓縮機10。

該調節裝置3包括儲液槽31、設於該儲液槽31用以感測槽內之冷卻液溫度的感溫模組34、以及設於該儲液槽31並對該槽內之冷卻液進行加熱之加熱模組32。該加熱模組32包括一或數支電熱管。一馬達泵浦33連接於該儲液槽31用以將槽內之冷卻液輸出。

該冷卻液管路系統5包括一冷卻液輸入管51、一冷卻液輸出管52、一感溫模組53；該冷卻液輸入管51連接機械設備7、蒸發器12以及儲液槽31；該冷卻液輸出管52接續在該馬達泵浦33之出水端及機械設備7；該感溫模組53設於該冷卻液輸出管52且接近該馬達泵浦33之出水端。

上述冷媒壓縮系統1之第一高壓管14中的冷媒溫度與第二高壓管15的冷媒溫度不同，原因是第一高壓管14中的冷媒是經過冷凝器11、乾燥器23及毛細管24，第二高壓管15中的冷媒則沒有經過冷凝器11、乾燥器23及毛細管24；而冷凝器11的作用是降低冷媒溫度，乾燥器23作為乾燥冷媒之用，使通過冷凝器11的冷媒的水份低於10ppm，使冷媒效率保持在最佳狀態；毛細管24則是將高壓液態冷媒降壓為低壓液態冷媒；因此，第一高壓管14的冷媒溫度會低於第二高壓管15的冷媒溫度，而第一高壓管14和第二高壓管15的冷媒最終於匯集管16混合進入該蒸發器12。因為第一冷媒比例閥21和第二冷媒比例閥22分別按照所接收的數位脈波驅動調整通過第一高壓管14和第二高壓管15的冷媒流量，所以第一冷媒比例閥21擔負冷媒降溫之調節作用，第二冷媒比例閥22擔負冷媒昇溫之調節作用，當冷卻負載加增時，則使第一冷媒比例閥21之通路大於第二冷媒比例閥22，當冷卻負載較小時，則使第二冷媒比例閥22之通路大於第一冷媒比例閥21；在昇溫 和降溫之配搭調節之下，匯集管16和進入蒸發器12的冷媒溫度可以被調節、控制並保持於一由使用者所設定的預設值。冷媒壓縮系統運作的過程中，壓縮機10持續保持運作，免除經常開機/停機之耗能及耗損問題。此外，第一冷媒比例閥21和第二冷媒比例閥22達到精密調節冷媒流量，使調節值距具有多段性和立即性。

通過機械設備7進行熱交換的高溫冷卻液經由該冷卻液輸入管51引入該蒸發器12進行熱交換降溫，再進入該儲液槽31經由該調節裝置3進行溫度之精度補償，補償調整至由使用者端所預設之工作溫度，經由該馬達泵浦33和冷卻液輸出管52輸送至機械設備7。所述溫度之精度補償包括將低於預設之工作溫度之冷卻液進行補償加溫，亦包括將以預熱處理的方式使冷卻液達到預設工作溫度。

冷卻液通過第一階段冷媒壓縮系統1之降溫作用和第二階段調節裝置3的精度補償調溫作用，從而將冷卻液調節、控制並保持恆溫於所預設之工作溫度。該感溫模組53做第三階段的溫度把關，感測通過該冷卻液輸出管52之冷卻液溫度，偵測符合工作溫度的冷卻液可輸送至機械設備7，或當偵測不符合工作溫度的冷卻液該感溫模組53會產生一電阻值變化回傳至一控制基板60被感知，該控制基板60啟動致冷迴路對冷卻液再降溫或啟動調節裝置3對冷卻液再加溫。

一壓力流量調整器57設於該冷卻液輸出管52，用以偵測管路中的冷卻液流量和壓力，若發生冷卻液輸出管52進入機械設備7之開關被關閉的情形時，為防止冷卻機之冷卻液輸出入管路爆開，該壓力流量調整器57可利用手動或自動方式開啟一旁通回流通路58，將冷卻液導回儲液槽31。

上述冷媒之溫度預設值和冷卻液的工作值都可由使用者端依照機械設備之實際運作需要而設定。所設定的溫度值可被轉換成數位脈波驅動以控制該第一冷媒比例閥21和第二冷媒比例閥22之冷媒流通量，以及加熱模組32的溫度。

如第六圖，兩台冷卻機9之冷卻液輸入管51得以一輸入併連管55併連之，兩台冷卻機9之冷卻液輸出管52得以一輸出併連管56併連之；該輸入併連管55可連接至少一台或二台以上的機械設備7，該輸出併連管56可連接至少一台或二台以上機械設備7，從而使一台機械設備7的冷卻水獲得一或多台冷卻機9的調節，或者使多台機械設備7的冷卻水獲得一冷卻機9的調節。

1‧‧‧冷媒壓縮系統

3‧‧‧調節裝置

9‧‧‧冷卻機

10‧‧‧壓縮機

11‧‧‧冷凝器

111‧‧‧風扇

12‧‧‧蒸發器

13‧‧‧冷媒儲槽

14‧‧‧第一高壓管

15‧‧‧第二高壓管

17‧‧‧低壓管

21‧‧‧第一冷媒比例閥

22‧‧‧第二冷媒比例閥

31‧‧‧儲液槽

32‧‧‧加熱模組

33‧‧‧馬達泵浦

Claims (8)

1. 一種節能型恆溫式冷卻機裝置，該冷卻機包括一冷媒壓縮系統，該冷媒壓縮系統包括一壓縮機、一冷凝器、一乾燥器、一毛細管、一蒸發器、一冷媒儲槽、一第一高壓管、一第二高壓管、一匯集管、一低壓管、一第一冷媒比例閥、一第二冷媒比例閥；該第一高壓管串連該壓縮機、該冷凝器、該乾燥器、該毛細管及該匯集管；該第一冷媒比例閥設於該第一高壓管，且位於該乾燥器和該毛細管之間；該第二冷媒比例閥設於該第二高壓管，該第二高壓管串連該壓縮機及該匯集管；該匯集管連接該第一高壓管、該第二高壓管及該蒸發器；該低壓管串連該蒸發器、該冷媒儲槽及該壓縮機；一調節裝置，包括一儲液槽、一設於該儲液槽用以感測槽內之冷卻液溫度的感溫模組、以及一設於該儲液槽並對該槽內之冷卻液進行加熱之加熱模組；一馬達泵浦連接該儲液槽用以將槽內之冷卻液輸出；一冷卻液管路系統，包括一冷卻液輸入管、一冷卻液輸出管、一設於該冷卻液輸出管用以感測冷卻液是否符合預設工作溫度之感溫模組；該冷卻液輸入管連接一機械設備、該蒸發器以及該儲液槽；該冷卻液輸出管連接該馬達泵浦之出水端及機械設備。
2. 申請專利範圍第1項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其中，該加熱模組包括至少一個電熱管。
3. 如申請專利範圍第1項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其中，該設於冷卻液輸出管之感溫模組是設於接近該馬達泵浦之出水端。
4. 如申請專利範圍第3項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其中，該設於冷卻液輸出管之感溫模組與一控制基板耦合，一電阻值變化感知由該感溫模組感測該冷卻液輸出管路中之冷卻液溫度不符合預設溫度時產生，該控制基板接收該電阻值變化感知，並啟動一致冷迴路進行冷卻液之再降溫或啟動該調節裝置進行冷卻液之再加溫。
5. 如申請專利範圍第1項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其中，至少兩台冷卻機之該冷卻液輸入管以一輸入併連管併連。
6. 如申請專利範圍第5項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其中，該兩台冷卻機之冷卻液輸出管以一輸出併連管併連。
7. 如申請專利範圍第6項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其中，該輸入併連管連接一台或數台機械設備之冷卻液輸出管，該輸出併連管連接一台或數台機械設備之冷卻液輸入管。
8. 如申請專利範圍第1項所述節能型恆溫式冷卻機裝置，其更包含一設於該冷卻液輸出管用以偵測管路中的冷卻液流量和壓力之壓力流量調整器，以及連接該壓力流量調整器與該儲液槽之一旁通回流通路。