TWI363855B - - Google Patents

Description

1363855 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是指一種微型直流 本發明是有關於一種冷卻機 空調冷卻機。 【先前技術】 :著工具機持續朝向多軸向與高精度等趨勢發展，同 時亦^工具機的整體複雜度’於是為了提供使用者更人 性化的操作條件，工呈楼紫本+〜a

曰 八機業者在控制顯示器的螢幕設計大 f的圖形進行即時說明，以期 〇 功边過砰細的使用資訊，讓操 作人貝更能間易地明瞭播二扯.σ 轉機口 I兄，並可隨時掌握加工過程 的變化與加工結果。 然而，因為螯慕愛至_瓦5- …。. 眷而要顯不大量的圖形，也使得控制顯 示器的發熱量也隨之增力 、 s力 大巾田鈥尚控制顯示器的故障率 。為解決控制顯示器的發献吾 J赞熟量’並且能配合使用工具機所 提供之小空間的限制’習知的技術係僅採用採用—小風扇 作為散熱器，運用強制對流之方式進行散熱。 但疋該風扇具有以下缺失： 伴隨螢幕所需顯示的圖形量愈多且愈複雜化，前 述之散熱器已不易維持控制顯示器的需求溫度。 _ 採用風扇作為散熱器並無除濕之功能，使得控制 顯示器内的電子零侔& I & 易可月t因濕度過高而故障。 另種I知用於工具機之控制顯示器的冷卻技術係使 用電子式熱電晶片作為散熱器，其係根據皮爾特效應 (ltier effect)的一種應用，即當直流電源通過該熱電晶片 3 1363855 内多對的n型及p型半導體材料時，該熱電晶片兩邊的陶 究表面將產生溫度差，並利用此溫差移除工具機之控制顯 不器的發熱量’但該電子式熱電晶片仍具有以下缺失： 一、 目前一般市售之電子式熱電晶片的性能係數 (coeffiClent 〇f perf〇rrnance，c〇P)仍嫌低（c〇p 小於 〇 7)，散 熱效率仍不夠好。 二、 由於該電子式熱電晶片常需要藉由一散熱片（例 如鋁材散熱片）將熱電晶片熱端的熱移除，造成即使在熱 電晶片與散熱片之間塗抹導熱膏，兩者間仍將存在相當程鲁 度的接觸熱阻，導致該電子式熱電晶片冷端的冷卻散熱變 得更差，甚至容易因熱電晶片熱端溫度過高而燒毀。 【發明内容】 _因此，本發明之目的，即在提供一種易維持並控制顯 不器的需求溫度’並且兼具有除濕功能、高性能且穩定的 微型直流空調冷卻機。 於是，本發明微型直流空調冷卻機包含一殼體單元、

一冷媒循環系統及—控制系統。該殼體單元包括呈反向的 負載成與政熱殼，該負載殼的内表面與該散熱殼的内 界出-容室。該負載殼具有形成於該負載 7内表面並延伸至一外表面的一負載進氣口與一負載出 氣口 ’該散熱殼具有形成於該散熱殼—内表面並延伸至一 外表面的一散熱進氣口與—散熱出氣口。 内’並包括一直流式蒸 一冷媒、一隔絕罩、多 該冷媒循環系統設置於該容室 發循環扇、一直流式冷凝循環扇、 4 1363855 根連接管，及相連接並供該冷媒依序在内Μ的-_直 流壓縮機、一冷凝器、一過渡器、—膨脹器與一策發器。 該蒸發器具有一蒸發鰭管及—妯 排水盤，該蒸發器鄰近 該負載進氣口’該直流式蒸發循擇后收Μ …货僱裱扇將吸取工具機之控制 顯示器熱量後的負載氣體自該負截推 、戰進虱口f入該蒸發器， 與該潘·發器的蒸發鰭管進行埶夺 ^ 逛仃熱乂換，之後並直接將負載 乳體帶出該負載出氣口。 在熱交換過程中，蒗發链其A Α . …赞1官内的冷媒因為接收 負載氣體的熱量而氣化，而負載教 戟乳體的溫度及濕度則是均 破降低。該冷凝器鄰近該散埶出备 . 政”、、出轧口，一散熱氣體自該散 …、進氣口進入該冷凝器’對冷凝呙囟认> > 益内的尚溫尚壓冷媒進

行強制對流散熱，同時使A ^ Λ 吁便令媒液化，之後散熱氣體 。。該散熱出氣口流出。該隔絕罩位於該蒸發器與該冷 ^之間’可避免負載氣體與散熱氣體相接觸而影響負載 氣體與蒸發韓管的執夺拖处里 ^ 扪熱乂換效果。該控制系統量測該負載進 孔口的一即時溫度，並與一預設需求溫度比較，以控制該 微型直流壓縮機的韻_ # , Α , 、 、達到自動控制該微型直流空調冷 卻機的冷卻散敎玄_吾f i、 …、1 (犯力）’同時對溫度進行精密控 制。 本發明之功效在於該微型直流空調冷卻機是採用該微 型直流I缩機與其它元件的配置，使得所佔的空間較微小 、.、口應用於工具機之控制顯示器作為一高性能的冷 卻，熱設備（或者應用於其它微小空間），進而易維持並 精密控制該控制顯示器的需求溫度，同時又具有除濕功能 5 ’可避免控制顯示器内的電子零件因濕度過高而故障，促 使工具機之控制顯示器能達到高可靠度且能穩定運作。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 參閱圖1、圖2、圖3,本發明微型直流空調冷卻機之 較佳實施例，4用於一工具機之控制顯示器（圖未示）進 仃冷部散熱卫作’並包含_殼體單元3…冷媒循環系統4 及一控制系統5。 吞Λ又體單元3包括呈反向的一負載殼η與一散熱殼32 、二直立並呈反向的側壁33,及一濾網34〇該負載殼Η 具有形成於該負載殼31 一内表面並延伸至一外表面的—負 载出氣口 311與—負載進氣口 312。該散熱殼32具有形成 於該散熱殼32 -内表面並延伸至—外表面的__散熱進氣口 ^21與-散熱出氣口 322 β該負載出氣口 311位於該負載進 氣312上方，該散熱出氣口 322位於該散熱進氣口 上方，該濾網34設置於該散熱進氣口 321。每一側壁33二 _刀別連接該負載殼31與該散熱殼32，該側壁33的内壁 :、該負載殼31的内表面與該散熱殼32的内表面共同配 s界定出一容室35。 該冷媒循環系統4設置於該容室35内，並包括_直》〕 蒸發/環扇41、一直流式冷凝循環扇& 一冷媒（圖未士 隔、邑罩43、多根連接管44、—微型直流壓縮機45 1363855 一冷凝器46、一過濾器47、一膨脹器48及一蒸發器49。 該等連接官44依序將該微型直流壓縮機45'冷凝器46、 過遽益47、膨脹器48、蒸發器49與微型直流壓縮機45串 接起來’且該冷媒會依序在内循環。該微型直流壓縮機45 疋無刷设計’並能增加該氣態冷媒的壓力，該冷凝器46透 過該直流式冷凝循環扇42將該氣態的冷媒冷凝成液態，該 過濾益47吸收水氣並過濾該冷媒雜質，該膨脹器48係採 用銅材質的毛細管構成，並利用摩擦效應降低該液態冷媒 的壓力’該液態冷媒則在該蒸發器49内蒸發成氣態冷媒， 之後再流入該微型直流壓縮機45形成一冷媒循環系統4 ^ 該隔絕罩43位於該蒸發器49與該冷凝器46之間，並 同時罩住該負載出氣口 311、負載進氣口 312、直流式蒸發 循％扇41與該蒸發器49。該蒸發器49鄰近該負載進氣口 312，並位於該微型直流壓縮機45上方。 該工具機之控制顯示器會排放熱的一負載氣體（空氣） ，該直流式蒸發循環扇41與該負載出氣口 311相對，並位 於該蒸發器49上方，且將該負載氣體自該負载進氣口 312 帶入該蒸發器49’並帶出該負載出氣口 311，再流回該工具 機之控制顯示器。該蒸發器49外表面形成一蒸發韓管州 ，底面形成一排水盤492，該負載氣體接觸該蒸發鰭管491 =行熱交換時會降低溫度與濕度，且負載氣體的濕氣會凝 釔成水，而集結於排水盤492中，因此該負載氣體在離開 該負載出氣口 311時的溫度與濕度，均低於該負载氣體在進 入該負載進氣口 312時的溫度與濕度。 7 1363855 該冷凝H 46鄰近該散熱出氣0 322，該直流式冷凝循 環扇42與該散熱出氣口 322相對，並位於該冷凝器46與 該散熱出氣口 322之間，且將一散熱氣體（空氣）自該散 熱進氣口 321帶入該冷凝器46,接著帶出該散熱出氣口 322,該散熱氣體接觸該冷凝器46時，會帶走冷媒的熱量 ，使冷媒冷凝成液態，因此該散熱氣體在該散熱出氣口 322 的溫度會高於在該散熱進氣口 321的溫度。 參閱圖4，該控制系統5包括一控制單元51、一電源 供應器52、一驅動器53、一感測器54，及一訊號轉換器 55。該控制單元51具有一供輸入該需求溫度的溫度設定部 511、一電連接該溫度設定部511的比較器512、一電連接 該比較器512與該驅動器53的控制器513，及一電連接該 控制器513的顯示面板514。該電源供應器52電連接該驅 動器53，提供一直流電壓給該驅動器53，該感測器54鄰 近於該負載進氣口 312’該訊號轉換器55電連接該感測器 54與該比較器512 ’並將該感測器54感測之一即時溫度傳 給該比較器512 ’ s亥溫度設定部511將該需求溫度傳給該比 較器512,該比較器512將該即時溫度與需求溫度的差值訊 號傳給控制器513，該驅動器53電連接並依據控制器513 邏輯運算後所提供的訊號來驅動該微型直流壓縮機45，使 該微型直流壓縮機45以合適的速度運轉，達到精密控制溫 度之目的。 例如：使用者可以自溫度設定部511輸入35。(：作為預 設溫度’當該感測器54感測到的即時溫度為35.5°C時，該 8 1363855 控制窃513會控制該驅動器53，該驅動器53使該微型直流 壓縮機45會以—般速度運轉，而達一般冷卻效果。當該感 測器54感測到的即時溫度為刊^艺時（差值訊號變大）， 該控制益513會控制該驅動器53，該驅動器兄會增加該微 型直流壓縮機45的轉速，以增加該微型直流空調冷卻機的 冷卻散熱效果。 綜上所述’本發明微型直流空調冷卻機具有以下的功 效： 一、 該微型直流壓縮機45的體積相當微小（約36〇cm3 )’使冷媒循環系統4得以進行微型化設計，整體外型能夠 緻密化設計，使得該微型直流空調冷卻機適合安裝應用於 該工具機之控制顯示器，或其他小空間，並以冷媒循環的 方式來冷卻該負载氣體，因此冷卻能力比習知的風扇或電 子式熱電晶片效果更佳。 二、 以冷媒循環的方式來冷卻該負載氣體時，同時還 具有除濕的效果，該負載氣體較習知採用風扇冷卻方式時 來得乾燥’故可避免工具機之控制顯示器内的電子零件因 濕度過高而故障。 三、 該微型直流空調冷卻機的性能係數（C〇p大於2 〇) ’明顯優於習知的電子式熱電晶片散熱器（COP小於〇 8) ，因此冷卻效率佳。 四、 微型直流空調冷卻機不會發生晶片過熱燒毁的情 形，冷卻散熱過程安全而穩定，具有高可靠度。 五、 該微型直流壓縮機45之馬達效率較習知的交流壓 9 1363855 縮機高許多（10%〜15%)，對於省能減碳方面具有相當正 面之意義。 六、該微型直流空調冷卻機的感測器54可即時量測該 負载進軋口 312的貫際溫度，並與溫度設定部的預設需 求溫度比較，之後根據比較後的差值訊號以控制該微蜇直 流壓縮機45的轉速，達到對溫度進行精密控制的功效。 值得一提的是，上述實施例的控制單元51是單輸出的 方式，而圖5則顯示該控制單元51改成多輸出的方式，該 控制器513電連接該直流式蒸發循環扇41與該直流式冷凝 循環扇42,並控制該直流式蒸發循環肩]41肖該直流式冷凝 循環扇42的轉速，藉此，若該微型直流壓縮機45已達最 大輸出能力（最高轉速）時，可以提高該該直流式蒸發循 環扇41 #直流式冷凝循環扇42的轉速以增加風量，而再 進-步提升該微型直流空調冷卻機對工具機之控制顯示器 的冷卻散熱能力。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明巾請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵篕之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一立體組合圓，說明本發明微型直流空 機之一較佳實施例； 7部 圖2是該較佳實施例的一立體分解圖，其中 略該微型直流空調冷卻機的—過濾器與部分連接管； 10 1363855 . 圖3是該較佳實施例的一側視剖視示意圖，其中，圖 • 中省略該微型直流空調冷卻機的一殼體單元的邹分元件， 並將該過濾器與部分的連接管以假想線表示； 圖4是該較佳實施例的一方塊流程示意圖，說明該微 型直流空調冷卻機的一控制系統’該控制系統的一控制單 丨是單輸出的形式；及 圖5是一方塊流程示意圖，說明該控制單元是多輸出 的形式。

11 1363855 【主要元件符號說明】 3 •殼體單元 46... ••冷凝器 31 ··· -負載殼 47... ••過滤器 311 · -負載出氣口 48... -膨脹器 312 ·· •負載進氣口 49·.· ·-蒸發器 32..·. •散熱殼 491 • •蒸發鰭管 321 ·· •散熱進氣口 492 · ••排水盤 322 ·. -散熱出氣口 5…· -·控制系統 33·... •側壁 51 · •控制單元 34·.·· •濾網 511 · -·溫度設定部 35.·，· •容室 512 · ••比較器 4 ···.· -冷媒循環系統 513 · •控制器 41 .... •直流式蒸發循環扇 514 · ••顯示面板 42···. •直流式冷凝循環扇 52··· •-電源供應器 43···· •隔絕罩 53… ••驅動器 44·... -連接管 54.*·*· •感測器 45-··· •微型直流壓縮機 55.·.. •訊號轉換器

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Claims (1)

136 136 修正日期：100年12月 广年^·月3日修(¾正替換頁 05644號專利申請案補充、修正後無畫線之說明書替換頁 七、申請專利範圍： 1. 一種微型直流空調冷卻機，包含： " 一殼體單元，包括呈反向的一負載殼與一散熱殼， 該負載殼的内表面與該散熱殼的内表面共同配合界定出 ' 一容室，該負載殼具有形成於該負載殼一内表面並延伸 至一外表面的一負載進氣口與一負載出氣口，該散熱殼 具有形成於該散熱殼一内表面並延伸至一外表面的一散 熱進氣口與一散熱出氣口； φ 一冷媒循環系統，設置於該容室内，並包括一直流 式蒸發循環扇、一直流式冷凝循環扇、一冷媒、一隔·絕 罩，及相連接並供該冷媒依序在内循環的一微型直流壓 縮機、一冷凝器、一過濾器、一膨脹器與一蒸發器，該 蒸發器具有一蒸發鰭管及一排水盤，該蒸發器鄰近 該負載進氣口 '，該直流式蒸發循環扇將負載氣體自該負 載進氣口帶入該蒸發器，並帶出該負載出氣口，該冷凝 器鄰近該散熱出氣口，一散熱氣體自該散熱進氣口進入 ® 該冷凝器，並自該散熱出氣口流出，該隔絕罩則位於該 蒸發器與該冷凝器之間；及 一控制系統，包括一驅動器，且該控制系統量測該 負載進氣口的一即時溫度，並與一預設需求溫度比較後 ，使該驅動器依據該即時溫度與需求溫度的差值訊號驅 動該微型直流壓縮機，以控制該微型直流壓縮機的轉速 2 ·依據申請專利範圍第1項所述之微型直流空調冷卻機， 13 1363855

100 年 if π 曰修復)正替換頁 第981〇5644號專利申請案補充修正後無畫線之說明書替換頁 〃中該冷媒循環系統還包括一與該散熱出氣口相對的 直机式冷凝循環扇，該直流式冷凝循環扇將散熱氣體自 該散熱進氣口帶入該冷凝器，並帶出該散熱出氣口，該 隔絕罩同時罩住該負載進氣口、負載出氣口、直 發循環扇與該蒸發器，該直流式蒸發循環扇與該負載出 氣口相對，該膨脹器降低該液態冷媒的壓力，該蒸發器 將液態冷媒蒸發成氣態冷媒，該微型直流壓縮機是無刷 設計’並能增加該氣態冷媒的壓力，該冷凝器將該氣態 冷媒冷凝成液態。 3.依據申請專利範圍第2項所述之微型直流空調冷卻機， 其中’該殼體單元還包括二直立並呈反向的側壁，每一 側壁二側分別連接該負載殼與該散熱殼，該等側壁的内 壁面、該負載殼的内表面與該散熱殼的内表面共同配合 界定出該容室，該負載出氣口位於該負載進氣口上方，

該散熱出氣口位於讓散熱進氣口上方，該蒸發器位於該 微型直流壓縮機上方’該直流式蒸發循環扇位於該蒸發 器上方’該直流式冷凝循環扇位於該冷凝器與該散熱出 氣口之間。 4.依據申請專利範圍第3項所述之微型直流空調冷卻機， 其中，該控制系統還包括一控制單元、一電源供應器、 一感測器’及一訊號轉換器，該電源供應器電連接該驅 動器，提供一直流電壓給該驅動器，該控制單元具有一 供輸入該預設溫度的溫度設定部、f電連接該溫度設定 部的比較器、一電連接該比較器與該驅動器的控制器， 14 1363855 第

98105644號專利申請案補充、修正後無畫線之說明書替換頁 修正日期：100年12月 f年日修(1)正替換頁 及一電連接該控制器的顯示面板以顯示溫度數據，該感 測器鄰近於該負載進氣口，該訊號轉換器電連接該感測 器與該比較器，並將該感測器感測之一即時溫度傳給該 比較器，該溫度設定部將該預設需求溫度傳給該比較器 ，該比較器將該即時溫度與預設需求溫度的差值訊號傳 給控制器，該驅動器電連接並依據控制器邏輯運算後所 提供的訊號以驅動該微型直流壓縮機。. 5.依據申請專利範圍第4項所述之微型直流空調冷卻機， 其中，該殼體單元還包括一設置於該散熱進氣口的濾網 6.依據申請專利範圍第4項所述之微型直流空調冷卻機， 其中，該控制單元的控制器電連接該直流式蒸發循環扇 與該直流式冷凝循環扇，並控制該直流式蒸發循環扇與 該直流式冷凝循環扇的轉速以增加其風量。

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