专利名称：热交换设备以及温度控制系统的制作方法
技术领域：
本 实用新型是有关于ー种冷却技术领域，且特别是有关于ー种热交换设备以及温度控制系统。
背景技术：
近年来，当工具机进行加工作业时，会因为主轴箱轴承和齿轮传动装置分别产生的高热量而严重影响工具机的加工精度。因此，工具机势必搭配一种热交换设备来抑制主轴箱轴承和齿轮传动装置所产生的高热量。但是，目前应用在工具机的热交换设备会因为余冷、余热现象，使得工具机无法达到恒温效果，因而影响工具机的加工精度。图4所示为现有热交换设备的示意图。如图4所示，此种热交换设备40是采用蒸发器401、压缩机403、冷凝器405、毛细管411以及电子膨胀阀412。在实际运作的时候，当蒸发器401利用低温冷媒将工具机420的冷却油降温到设定温度时，仅能够通过调整电子膨胀阀412的开度大小，将压缩机403中的高温冷媒输送到蒸发器401，进而调整工具机420的冷却油维持于温差为±0. 2°C的预设范围内。由前述的说明可知，传统热交换设备会因为工具机的冷却油仅能够维持于温差为±0. 2°C的预设范围内而产生余冷、余热现象，使得工具机无法达到恒温效果，因而严重影响工具机的加工精度。
发明内容本实用新型的目的之一就是在提供一种热交换设备，其可使工具机达到恒温效果，因而提升工具机的加工精度。本实用新型的另一目的就是在提供ー种温度控制系统，其可解决余冷、余热现象，亦可使工具机达到恒温效果。为了达到上述目的，本实用新型提供一种热交换设备，适于接收从ー工具机所输出的一冷却物质，而该热交换设备包括ー蒸发器，连接该工具机，以接收该冷却物质，且该蒸发器具有一冷却物质传输路径和ー冷媒传输路径，分别传输该冷却物质和ー冷媒，以利用该冷媒将该冷却物质降温，并将降温后的冷却物质送回该工具机；ー压缩机，具有一压缩机入口，连接该冷媒传输路径的出口，以将已与该冷却物质交换过温度的冷媒从该蒸发器中取出，并从ー压缩机出口输出具有一第一温度的冷媒；一冷凝器，具有一冷凝器入ロ，连接该压缩机出ロ，以接收具有该第一温度的冷媒，并将其降温成具有一第二温度的冷媒，而从一冷凝器出ロ将具有该第二温度的冷媒输出；一第一电子膨胀阀，具有一第一膨胀阀入口和一第一膨胀阀出口，分别连接该冷凝器出口和该冷媒传输路径的入ロ，且该第一电子膨胀阀会依据流出该冷却物质传输路径的冷却物质的温度，而决定从该第一膨胀阀入口流到该第一膨胀阀出ロ的冷媒的流量；以及一第二电子膨胀阀，具有一第二膨胀阀入口和一第二膨胀阀出口，分别连接至该压缩机出口和该冷凝器出口，且该第二电子膨胀阀会依据流出该冷却物质传输路径的冷却物质的温度，而决定从该第二膨胀阀入口流到该第二膨胀阀出口的冷媒的流量。较佳的实施方式中，更包括一干燥器，配置于该冷凝器出口与该第一膨胀阀入口之间。为了达到上述目的，本实用新型还提供一种温度控制系统，适用于ー冷却系统，其具有一第一冷媒路径和一第二冷媒路径，分别传导从ー工具机端送出具有一第一温度的冷媒到ー冷凝节点，以及将从该冷凝节点送出低于该第一温度的第二温度的冷媒传导至该エ具机端，以调节循环在该工具机内的冷却物质的温度，而该温度控制系统包括一第一电子膨胀阀，配置在该第二冷媒路径上，以决定流往该工具机端的冷媒的流量； 一第二电子膨胀阀，产生一第三冷媒路径，以从该第一冷媒路径将具有该第一温度的冷媒绕过该冷凝节点而直接传导至该第二冷媒路径；以及一温度控制器，电性连接该第一电子膨胀阀和该第二电子膨胀阀，以控制流经该第一电子膨胀阀和该第二电子膨胀阀的冷媒的流量，其中当该温度控制器判断流入该工具机的冷却物质的温度到达ー预设温度吋，则先固定流经该第一电子膨胀阀的冷媒的流量，再微调流经该第二电子膨胀阀的冷媒的流量，以使流入该工具机的冷却物质的温度維持在ー预设范围内。较佳的实施方式中，更包括一温度感测器，电性连接该温度控制器，并感测流进该工具机的冷却物质的温度，以输出ー感测值给该温度控制器。较佳的实施方式中，温度控制器具有一储存单元，储存有一第一预设温度值与ー第二预设温度值；以及一处理单元，将该感测值与该第一预设温度值和该第二预设温度值进行比对，并依据比对结果产生一第一控制讯号和一第二控制讯号，以控制流经该第一电子膨胀阀和该第二电子膨胀阀的冷媒的流量，以使该冷却物质的温度高于该第二预设温度值，并稳定在该预设范围中。较佳的实施方式中，更包括一第一数位数字类比模拟转换器，电性连接至该温度控制器，以将该第一控制讯号转换成类比模拟讯号后，再传送至该第一电子膨胀阀；以及一第二数位数字类比模拟转换器，电性连接至该温度控制器，以将该第二控制讯号转换成类比模拟讯号后，再传送至该第二电子膨胀阀。较佳的实施方式中，更包括一温度显示器，电性连接至该温度控制器，以显示流出和流进该工具机的冷却物质二者至少其中之一的温度。本实用新型能够使工具机达到恒温效果，因而提升工具机的加工精度。为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0028]图I为依照本实用新型一实施例的温度控制系统的示意图；图2为依照本实用新型一实施例的热交换设备的示意图；图3为依照本实用新型一实施例的冷却物质的温度变化的示意图；图4绘示为现有热交换设备的示意图。附图标记说明10_温度控制系统；12_冷却系统；20、40_热交换设备；101_第一电子膨胀阀；IOla-第一电子膨胀阀的输入口 ；101b-第一电子膨胀阀的输出口 ；102_第二电子膨胀阀；102a-第二电子膨胀阀的输入口 ；102b-第二电子膨胀阀的输出口 ；103_温度控制器；103a-储存单元；103b-处理单元；104-温度感测器；105-温度显示器；106-第一数字模拟转换器；107_第二数字模拟转换器；120、420_工具机；121-第一冷媒路径；122-第二冷媒路径；123_第三冷媒路径；125_冷凝节点；201、401_蒸发器；201a_蒸发器 的输入口 ；201b-蒸发器的输出口 ；203、403_压缩机；203a-压缩机的输入口 ；203b_压缩机的输出口 ；205、405_冷凝器；205a-冷凝器的输入口 ；205b_冷凝器的输出口 ；206_干燥器；211-冷却物质传输路径；411_毛细管；412_电子膨胀阀；C1-第一控制讯号；C2_第二控制讯号。
具体实施方式
图I为依照本实用新型一实施例的温度控制系统的示意图。请參照图I，本实施例所提供的温度控制系统10，是用来控制冷却系统12的运作。其中，冷却系统12包括第一冷媒路径121和第二冷媒路径122，用以调解工具机120的温度。工具机120的一端送出具有第一温度的冷媒经由所述的第一冷媒路径121传导到一冷凝节点125。又，冷凝节点125送出的第二温度的冷媒经由第二冷媒路径122传导至工具机120的另一端，以调节循环在工具机120内的冷却物质的温度。前述的第二温度低于第一温度。温度控制系统10主要包括有第一电子膨胀阀101、第二电子膨胀阀102和温度控制器103。其中，温度控制器103可以分别耦接第一电子膨胀阀101和第二电子膨胀阀102以控制第一电子膨胀阀101和第二电子膨胀阀102，进而调整工具机120的冷却物质的温度。另外，在一些实施例中，温度控制系统10还可以包括温度感测器104、温度显示器105、第一数字模拟转换器106以及第二数字模拟转换器107。温度感测器104是用来感测流进工具机120的冷却物质的温度，并且产生一感测值SEN送回给温度控制器103。另外，温度控制器103更可以通过第一数字模拟转换器106和第二数字模拟转换器107分别耦接第一电子膨胀阀101和第二电子膨胀阀102，进而以模拟信号或模拟信号加以控制第一电子膨胀阀101和第二电子膨胀阀102。换句话说，当温度控制器103输出为数字信号，则第一数字模拟转换器106和第二数字模拟转换器107可以将数字信号转换成模拟信号以控制模拟型式的第一电子膨胀阀101和第二电子膨胀阀102。相反地，第一数字模拟转换器106和第二数字模拟转换器107也可以将模拟信号转换成数字信号以控制数字型式的第一电子膨胀阀101和第二电子膨胀阀102。除此之外，温度控制器103也耦接温度显示器105。如此ー来，温度显示器105可以依据温度控制器103取得的感测值SEN加以显示流入工具机120的冷却物质的温度。图2为依照本实用新型一实施例的热交换设备的示意图。请合并參照图I和图2，在本实施例中，第一电子膨胀阀101、第二电子膨胀阀102以及冷却系统12可以组成ー热交换设备20。其中，热交换设备20更包括蒸发器201、压缩机203和冷凝器205。另外，在一些实施例中，热交换设备20还包括干燥器206。请继续參照图I和图2，蒸发器201会通过冷却物质传输路径211而连接工具机120，以接收从工具机120送出的冷却物质，例如是冷却油，并且将此冷却物质送回至工具机120内，以完成冷却物质在工具机120端的循环。另外，蒸发器201通过第一冷媒路径121和第二冷媒路径122而连接至冷凝器205。在本实施例中，冷凝器205就是冷凝节点125。另外，压缩机203配置在蒸发器201到冷凝器205之间第一冷媒传输路径121上。相对地，干燥机206则配置在冷凝器205到蒸发器201之间第二冷媒传输路径122上。特别的是，第一电子膨胀阀101也会配置在冷凝器205到蒸发器201之间第二冷媒传输路径122上。较佳地，第一电子膨胀阀101是配置在干燥机206到蒸发器201之间的路径上。由此，第一电子膨胀阀101就可以决定从冷凝器205流至蒸发器201的冷媒的流 量。另外，第二电子膨胀阀102的输入口 102a会连接第一冷媒路径121，而输出口 102b则是连接第二冷媒路径122。如此ー来，第二电子膨胀阀102就会形成一第三冷媒路径123，以将第一冷媒路径121所传导具有第一温度的冷媒绕过冷凝器205，而直接传导至第二冷媒路径122。在本实施例中，压缩机203可以通过第一冷媒传输路径121，而从其输入口 203a接收由蒸发器201的输出口 201a所输出具有第一温度的冷媒。接着，压缩机203会从其输出ロ 203b将具有第一温度的冷媒通过第一冷媒传输路径121传送到冷凝器205的输入口205a，并且注入到冷凝器205内。在冷凝器205中，具有第一温度的冷媒会被降温至一第二温度，并且被降温到第二温度的冷媒会从冷凝器205的输出ロ 205b输出到第二冷媒传输路径122上。具有第二温度的冷媒会沿着第二冷媒传输路径122通过干燥机206，并且从第一电子膨胀阀101的输入口 IOla进入第一电子膨胀阀101内，再从第一电子膨胀阀101的输出口 IOlb送到蒸发器201的输入口 201a处，并且进入蒸发器201内。此时，具有第二温度的冷媒就可以与从工具机120送出来的冷却物质交换温度，以降低冷却物质的温度，并且进而降低工具机120在运作时的温度。请继续參照图I，在一些实施例中，温度控制器103具有储存单元103a和处理单元103b。其中，储存单元103a储存有一第一预设温度值和ー第二预设温度值。当温度控制器103从温度感测器104接收所产生的感测值SEN时，会将此感测值SEN与第一预设温度值和第二预设温度值作比较。图3为依照本实用新型一实施例的冷却物质的温度变化的示意图。在图3中，横轴代表时间，而纵轴代表温度。请合并參照图I和图3，当温度控制器103判断感测值SEN(也就是流入工具机120的冷却物质的温度)等于第一预设温度值，例如是20°C，则输出第一控制讯号Cl。接着，第一数字模拟转换器106会将此第一控制讯号Cl转换为模拟讯号，并且送至第一电子膨胀阀101。此时，流经第一电子膨胀阀101的冷媒的流量就会被固定。另ー方面，当温度控制器103判断感测值SEN等于第二预设温度值时，例如等于19. 9°C，则会输出第二控制讯号C2。同样地，第二数字模拟转换器107会将此第二控制讯号C2转换成模拟讯号，再送至第二电子膨胀阀102，以微调流经第二电子膨胀阀102的冷媒的流量。如此ー来，温度控制器103就可以使流入工具机120的冷却物质的温度高于第二预设温度值，并且维持在ー预设范围内，例如19. 9°C 20. I0C，使得流入工具机120的冷却物质的温度就可以大致维持于温差为±0. 1°C的预设范围内，进而解决余冷、余热现象。综上所述，本实用新型解决前述问题的主要方式，乃是采用一第一电子膨胀阀、一第二电子膨胀阀以及ー温度控制器来建构出一温度控制系统。由于当温度控制器判断流入工具机的冷却物质的温度到达预设温度时，会先固定流经第一电子膨胀阀的冷媒的流量， 然后微调流经第二电子膨胀阀的冷媒的流量，以使流入工具机的冷却物质的温度維持在预设范围内，如此能够使工具机达到恒温效果，因而提升工具机的加工精度。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种热交换设备，其特征在于，适于接收从ー工具机所输出的一冷却物质，而该热交换设备包括 ー蒸发器，连接该工具机，以接收该冷却物质，且该蒸发器具有一冷却物质传输路径和一冷媒传输路径，分别传输该冷却物质和ー冷媒，以利用该冷媒将该冷却物质降温，并将降温后的冷却物质送回该工具机； ー压缩机，具有一压缩机入ロ，连接该冷媒传输路径的出ロ，以将已与该冷却物质交换过温度的冷媒从该蒸发器中取出，并从ー压缩机出ロ输出具有一第一温度的冷媒； 一冷凝器，具有一冷凝器入ロ，连接该压缩机出ロ，以接收具有该第一温度的冷媒，并将其降温成具有一第二温度的冷媒，而从一冷凝器出ロ将具有该第二温度的冷媒输出； 一第一电子膨胀阀，具有一第一膨胀阀入口和一第一膨胀阀出口，分别连接该冷凝器出口和该冷媒传输路径的入口，且该第一电子膨胀阀依据流出该冷却物质传输路径的冷却物质的温度，而决定从该第一膨胀阀入口流到该第一膨胀阀出口的冷媒的流量；以及 一第二电子膨胀阀，具有一第二膨胀阀入口和一第二膨胀阀出口，分别连接至该压缩机出口和该冷凝器出ロ，且该第二电子膨胀阀依据流出该冷却物质传输路径的冷却物质的温度，而决定从该第二膨胀阀入口流到该第二膨胀阀出口的冷媒的流量。
2.根据权利要求I所述的热交换设备，其特征在于，更包括一干燥器，配置于该冷凝器出口与该第一膨胀阀入口之间。
3.—种温度控制系统,其特征在于，适用于ー冷却系统，其具有一第一冷媒路径和一第ニ冷媒路径，分别传导从ー工具机端送出具有一第一温度的冷媒到ー冷凝节点，以及将从该冷凝节点送出低于该第一温度的第二温度的冷媒传导至该工具机端，以调节循环在该エ具机内的冷却物质的温度，而该温度控制系统包括 一第一电子膨胀阀，配置在该第二冷媒路径上，以决定流往该工具机端的冷媒的流量; 一第二电子膨胀阀，产生一第三冷媒路径，以从该第一冷媒路径将具有该第一温度的冷媒绕过该冷凝节点而直接传导至该第二冷媒路径；以及 一温度控制器，电性连接该第一电子膨胀阀和该第二电子膨胀阀，以控制流经该第一电子膨胀阀和该第二电子膨胀阀的冷媒的流量，其中当该温度控制器判断流入该工具机的冷却物质的温度到达ー预设温度吋，则先固定流经该第一电子膨胀阀的冷媒的流量，再微调流经该第二电子膨胀阀的冷媒的流量，以使流入该工具机的冷却物质的温度維持在ー预设范围内。
4.根据权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，更包括一温度感测器，电性连接该温度控制器，并感测流进该工具机的冷却物质的温度，以输出ー感测值给该温度控制器。
5.根据权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，温度控制器具有 一储存单元，储存有一第一预设温度值与ー第二预设温度值；以及 一处理单元，将该感测值与该第一预设温度值和该第二预设温度值进行比对，并依据比对结果产生ー第一控制讯号和一第二控制讯号，以控制流经该第一电子膨胀阀和该第二电子膨胀阀的冷媒的流量，以使该冷却物质的温度高于该第二预设温度值，并稳定在该预设范围中。
6.根据权利要求5所述的温度控制系统，其特征在于，更包括 一第一数字模拟转换器，电性连接至该温度控制器，以将该第一控制讯号转换成模拟讯号后，再传送至该第一电子膨胀阀；以及 一第二数字模拟转换器，电性连接至该温度控制器，以将该第二控制讯号转换成模拟讯号后，再传送至该第二电子膨胀阀。
7.根据权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，更包括一温度显示器，电性连接至该温度控制器，以显示流出和流进该工具机的冷却物质二者至少其中之一的温度。
专利摘要本实用新型公开一种热交换设备以及温度控制系统。所述的热交换设备除了既有的蒸发器、压缩机与冷凝器之外，还新增了第一电子膨胀阀以及第二电子膨胀阀。第一电子膨胀阀的入口和出口分别连接冷凝器出口和蒸发器中的冷媒传输路径的入口，且第一电子膨胀阀会依据流出冷却物质传输路径的冷却物质的温度，而决定从第一膨胀阀入口流到第一膨胀阀出口的冷媒的流量。第二电子膨胀阀的入口和出口，分别连接至压缩机出口和冷凝器出口，且第二电子膨胀阀会依据流出冷却物质传输路径的冷却物质的温度，而决定从第二膨胀阀入口流到第二膨胀阀出口的冷媒的流量。
文档编号F25B1/00GK202420011SQ20112054088
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者刘腾隆 申请人:讯凯国际股份有限公司