动力机冷却系统的制作方法
【专利摘要】一种动力机冷却系统，包括动力机、压缩机及制冷器。其中动力机包括有动力输出轴。所述压缩机包括有驱动轴且可传动地连接于动力输出轴。所述制冷器是连接于压缩机，其中，当动力机运转而由动力输出轴输出动力时，可同步带动压缩机运转，使压缩机驱动制冷器产生冷却气体。
【专利说明】
动力机冷却系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种冷却系统，特别涉及一种动力机冷却系统。
【背景技术】
[0002]—般动力机(如引擎)要能够顺利量产与贩售，除了需要经历长时间研发、设计之夕卜，还需要经过各种的测试，以获得引擎运作的各种数据，如马力、耐久、油耗值、震动情形、噪音及污染值等等，而供进行后续确认或调校等作业。
[0003]目前动力机测试平台(或称引擎马力站)大多会搭配有冷却系统，以进行测试环境及动力机的冷却作业。然而，现有动力机测试平台的冷却系统主要是通过发电机回收动力机动能转换的电能或市电驱动(如冷却系统是采用电动压缩机)，以将电能转换为动能而运转。
[0004]因此，在实际使用经验中，对于通过市电驱动电动压缩机的方式来说，无法有效利用动力机的动能且整体动力机测试平台较耗费电力。而对于通过发电机回收动力机动能转换的电能驱动电动压缩机的方式来说，动力机所产生的动能必须经过多次转换(即动能转电能再转动能)才能够提供冷却系统运作产生冷却效果，导致能量转换损失过多而造成动能回收效率不佳之问题与缺点。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种动力机冷却系统，可以减少能量转换的损失，使动能回收的效率提升，进而提升系统整体效率。
[0006]为达上述目的，本实用新型提供一种动力机冷却系统，其包括:
[0007]一动力机，包括一动力输出轴；
[0008]—压缩机，包括一驱动轴，该驱动轴能够传动地连接于该动力输出轴;及
[0009]—制冷器，连接于该压缩机；
[0010]其中，该动力机运转带动该动力输出轴输出动力，以同步带动该压缩机运转，该压缩机驱动该制冷器产生冷却气体。
[0011 ]上述的动力机冷却系统，其中更包括一发电机，该发电机包括一传动轴，该传动轴能够传动地连接于该动力输出轴，使该动力机运转时更同步带动该发电机运转。
[0012]上述的动力机冷却系统，其中更包括一控制器，电连接于该动力机、该发电机及该压缩机，该控制器接收该动力输出轴产生的一输出功率并对应输出一发电机负载功率与一压缩机负载功率，且控制该发电机对应该发电机负载功率运作及控制该压缩机对应该压缩机负载功率运作。
[0013]上述的动力机冷却系统，其中该发电机负载功率与该压缩机负载功率总合等于该输出功率。
[0014]上述的动力机冷却系统，其中更包括一电力回收装置，连接于该发电机，以回收该发电机运转所产生的电能。
[0015]上述的动力机冷却系统，其中该电力回收装置连接并将回收的电能输出至一电力需求设备。
[0016]上述的动力机冷却系统，其中该发电机的该传动轴与该压缩机的该驱动轴分别能够传动地连接于该动力输出轴。
[0017]上述的动力机冷却系统，其中该发电机的该传动轴能够传动地连接于该动力输出轴，该压缩机的该驱动轴是能够传动地连接于该传动轴。
[0018]上述的动力机冷却系统，其中该发电机的该传动轴与该压缩机的该驱动轴是以一传动件能够传动地连接于该动力输出轴。
[0019]上述的动力机冷却系统，其中该传动件为一皮带组、一齿轮组、一链条组或一联轴器组。
[0020]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【附图说明】
[0021 ]图1本实用新型动力机冷却系统第一实施例之系统架构图。
[0022]图2本实用新型动力机冷却系统第二实施例之系统架构图。
[0023]图3本实用新型动力机冷却系统第二实施例之装置方块图。
[0024]图4本实用新型动力机冷却系统第二实施例之装置一连接示意图。
[0025]图5本实用新型动力机冷却系统第二实施例之装置另一连接示意图。
[0026]图6本实用新型动力机冷却系统第二实施例之装置再一连接示意图。
[0027]其中，附图标记
[0028]I动力机冷却系统
[0029]2测试载台
[0030]10动力机
[0031]11动力输出轴
[0032]20发电机
[0033]21传动轴
[0034]31压缩机
[0035]32驱动轴
[0036]33制冷器
[0037]40控制器
[0038]50电力回收装置
[0039]60传动件
[0040]70电力需求设备
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0042]如图1所示，为本实用新型动力机冷却系统第一实施例的系统架构图。于本实施例中，动力机冷却系统I包括有动力机10、压缩机31及制冷器33。所述动力机冷却系统I是用以对测试中的动力机10进行冷却，其中动力机10可以是内燃机引擎(如往复式或回转式引擎)或外燃机引擎(如史特灵引擎)，但并不局限于此，所述动力机10也可以是电动引擎。
[0043]再如图1所示，上述动力机10是固定在一测试载台2上，例如，动力机10可通过螺栓锁固于测试载台2表面。所述动力机10包括有一动力输出轴11，且动力机10运转时能够将化学能(燃油)转化为机械能而由动力输出轴11输出动力，也就是可对外产生一输出功率(例如产生100KW的轴功)。举例来说，动力机10可将燃油与空气混合、压缩、燃烧而产生动力。
[0044]上述压缩机31包括有驱动轴32且可传动地连接于动力机10的动力输出轴11，例如压缩机31的驱动轴32可利用一传动件60(如皮带组、齿轮组、链条组或联轴器组)连接于动力输出轴11 (此可参图4、图5、图6所示)，使压缩机31的驱动轴32能够与动力机10的动力输出轴11同步转动，以将低压低温的气态冷媒压缩成高压高温的气态冷媒。进一步举例来说，所述压缩机31可为离心式压缩机，当压缩机31的驱动轴32与动力输出轴11同步转动时，能够驱动压缩机31内部的叶轮旋转以提高气体压力。或者，压缩机31也可为轴流式压缩机，当压缩机31的驱动轴32与动力输出轴11同步转动时，能够驱动压缩机31内部的转子旋转以提高气体压力。也就是说，压缩机31是藉由动能驱动运转，而非由电能驱动的压缩机。以上压缩机31的具体实施型态仅供说明之用，实际上并非以此为限，于一些态样中，所述压缩机31也可为往复式压缩机或涡卷式压缩机。
[0045]详细来说，所述压缩机31是连接到上述制冷器33，以通过制冷器33将上述压缩机31所压缩的高压高温的气态冷媒经冷却介质(空气或水)冷凝成高压中温的液态冷媒，接着经由膨胀阀(未绘示)将高压中温的液态冷媒转变成低温低压的液态冷媒，最后再蒸发(如通过蒸发器)吸热成低温低压的气态冷媒，以产生并输出低温冷却气体。藉以对动力机10进行冷却作用，使动力机10能够维持在较佳的工作温度。
[0046]藉由上述结构组成，可使动力机10运转所产生的动力能够直接带动压缩机31运转，使压缩机31直接驱动制冷器33产生冷却气体，以对动力机10进行冷却。也就是说，压缩机31不须再另外通过外部电源(如市电或回收动力机10的动力所转换的电能)供电，达到节能的功能与目的。且动力机10产生的动力不须经过转换即可产生冷却效果而达到减少能量的损失与动能回收的效率提升，进而提升系统整体效率。
[0047]如图2所示，为本实用新型动力机冷却系统第二实施例的系统架构图，于本实施例中，动力机冷却系统I更包括有发电机20，上述发电机20包括有一传动轴21，所述传动轴21可传动地连接于动力机1的动力输出轴11，而与压缩机31并联于动力机1的动力输出轴11，例如发电机20的传动轴21可利用一传动件60(如皮带组、齿轮组、链条组或联轴器组)连接于动力输出轴11，而能够与动力输出轴11同步转动，以接收动力机10所产生的机械动能而转化成电能。举例来说，发电机20可包括有线圈与磁性件，当发电机20接收动力机10的动能而运转时，可带动线圈在磁性件的两极间转动而产生感应电流，使动能转换成电能。
[0048]承上述，藉由发电机20与压缩机31皆是通过机械传动的方式连接于动力机10的动力输出轴11的技术特点，使发电机20与压缩机31能够同步回收动力机10所产生的动能。换言之，发电机20能够接收动力机10所产生的动能而运转，以将回收的动能转换成电能。而压缩机31也能够同步接收动力机10所产生的动能而运转，以进行上述制冷的功能，不须再另外通过外部电源(如市电或发电机20所回收的电能)供电，达到节能的功能与目的。
[0049]另外，压缩机31也可分担发电机20的负载，达到减少能量转换的损失，使动能回收的效率提升，进而提升系统整体效率。举例来说，若动力机10的输出功率为100KW，则发电机20可提供90KW负载功率，而压缩机31可提供1KW的负载功率，也就是说，发电机20回收90 %动力机1所产生的动能，压缩机31回收1 %动力机1所产生的动能。藉此，由于发电机20回收的动能减少，故转换成电能的损失同样也会相对减少。详言之，若发电机20将动能转换为电能的损失为5%，而由于压缩机31会分担发电机20的负载，因此，发电机20回收90%动能的损失会少于发电机20回收100%动能的损失。
[0050]此外，由于压缩机31不须再另外通过发电机20所回收的电能供电，因此，发电机20转换动能所产生的电能不须再进一步提供给压缩机31，可避免再一次将电能转换成动能而产生损失。因此，本实用新型能够达到减少能量转换的损失，使动能回收的效率提升，进而提升系统整体效率的优点。
[0051 ]请配合图2、图3所示，于本实施例中，动力机冷却系统I是通过一控制器40(如PID控制器或PI控制器)控制与分配上述发电机20与压缩机31提供的负载。于此，控制器40是电连接于动力机10、发电机20及压缩机31，以接收且分配上述输出功率(即动力机10产生的轴功)为发电机负载功率与压缩机负载功率，并控制发电机20对应发电机负载功率运作及控制压缩机31对应压缩机负载功率运作。举例来说，若压缩机31有提供1KW负载的能力，当动力机10的输出功率为150KW，控制器40即可设定(可为手动或自动设定)压缩机负载功率为1KW，以对应控制压缩机31提供1KW的负载，而设定发电机负载功率为140KW，以对应控制发电机20提供140KW的负载。
[0052]另外，上述发电机负载功率与压缩机负载功率总合可等于动力机10输出功率，如动力机10的输出功率为100KW，发电机负载功率为80KW，压缩机负载功率为20KW。但本实用新型并不局限于此，发电机负载功率与压缩机负载功率总合也可不等于动力机10的输出功率。例如，动力机10在运作过程中的输出功率可能会产生些微变化而造成发电机负载功率与压缩机负载功率总合不等于动力机10的输出功率。
[0053]此外，于一些态样中，控制器40亦可通过比例的方式分配发电机负载功率与压缩机负载功率。例如，控制器40可设定发电机负载功率与压缩机负载功率为9比I，因此若动力机10的输出功率为100KW，则发电机负载功率为90KW，压缩机负载功率为10KW。
[0054]再如图3所示，于本实施例中，动力机冷却系统I更包括有电力回收装置50(如电瓶或电网)，以回收上述发电机20所产生的电能，且电力回收装置50将回收的电能输出至电力需求设备70。举例来说，电力回收装置50可提供工厂整体所需电力，或上述控制器40或其他量测仪器所需电力。此外，电力回收装置50也可提供启动动力机10所需电力。
[0055]此外，上述发电机20的传动轴21与压缩机31的驱动轴32可直接或间接连接于动力机10的动力输出轴11。此分别配合【附图说明】如下:
[0056]如图4所示，其中发电机20的传动轴21可传动地连接于动力机10的动力输出轴11，压缩机31的驱动轴32则是可传动地连接于发电机20的传动轴21，也就是说，压缩机31的驱动轴32是间接连接于动力机10的动力输出轴11。于本实施例中，发电机20的传动轴21是通过联轴器组型态的传动件60可转动地连接于动力机10的动力输出轴11，而压缩机31的驱动轴32则是通过另一皮带组型态的传动件60可转动地连接于发电机20的传动轴21。但本实用新型并不局限于此，于一些态样中，发电机20的传动轴21也可以齿轮组、皮带组或链条组连接于动力机10的动力输出轴11，而压缩机31的驱动轴32也可分别以齿轮组或链条组(如图5所示)连接于发电机20的传动轴21。或者，于另一些态样中，也可是由压缩机31的驱动轴32可传动地连接于动力机10的动力输出轴11，发电机20的传动轴21则可传动地连接于压缩机31的驱动轴32，也就是说，发电机20的传动轴21是间接连接于动力机1的动力输出轴11。
[0057]如图6所示，发电机20的传动轴21与压缩机31的驱动轴32是分别可传动地连接于动力机10的动力输出轴11。于本实施例中，发电机20的传动轴21是通过齿轮组型态的传动件60可转动地啮合于动力机10的动力输出轴11。而压缩机31的驱动轴32则是通过另一齿轮组型态的传动件60可转动地啮合于动力机10的动力输出轴11。但本实用新型并不局限于此，于一些态样中，发电机20的传动轴21与压缩机31的驱动轴32也可分别以皮带组或链条组连接于动力机1的动力输出轴11。
[0058]综上所述，由于压缩机是通过机械传动的方式连接于动力机的动力输出轴，使压缩机能够接收动力机运作所产生的动能，也就是说，动力机所输出的动能直接给予压缩机，且压缩机所获得的动能驱动制冷器以产生冷却气体，藉此，达到减少能量转换的损失，使动能回收的效率提升，进而提升系统整体效率。
[0059]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种动力机冷却系统，其特征在于，包括: 一动力机，包括一动力输出轴； 一压缩机，包括一驱动轴，该驱动轴能够传动地连接于该动力输出轴;及 一制冷器，连接于该压缩机； 其中，该动力机运转带动该动力输出轴输出动力，以同步带动该压缩机运转，该压缩机驱动该制冷器产生冷却气体。2.根据权利要求1所述的动力机冷却系统，其特征在于，更包括一发电机，该发电机包括一传动轴，该传动轴能够传动地连接于该动力输出轴，使该动力机运转时更同步带动该发电机运转。3.根据权利要求2所述的动力机冷却系统，其特征在于，更包括一控制器，电连接于该动力机、该发电机及该压缩机，该控制器接收该动力输出轴产生的一输出功率并对应输出一发电机负载功率与一压缩机负载功率，且控制该发电机对应该发电机负载功率运作及控制该压缩机对应该压缩机负载功率运作。4.根据权利要求3所述的动力机冷却系统，其特征在于，该发电机负载功率与该压缩机负载功率总合等于该输出功率。5.根据权利要求2所述的动力机冷却系统，其特征在于，更包括一电力回收装置，连接于该发电机，以回收该发电机运转所产生的电能。6.根据权利要求5所述的动力机冷却系统，其特征在于，该电力回收装置连接并将回收的电能输出至一电力需求设备。7.根据权利要求2所述的动力机冷却系统，其特征在于，该发电机的该传动轴与该压缩机的该驱动轴分别能够传动地连接于该动力输出轴。8.根据权利要求2所述的动力机冷却系统，其特征在于，该发电机的该传动轴能够传动地连接于该动力输出轴，该压缩机的该驱动轴是能够传动地连接于该传动轴。9.根据权利要求8所述的动力机冷却系统，其特征在于，该发电机的该传动轴与该压缩机的该驱动轴是以一传动件能够传动地连接于该动力输出轴。10.根据权利要求9所述的动力机冷却系统，其特征在于，该传动件为一皮带组、一齿轮组、一链条组或一联轴器组。
【文档编号】F01P9/06GK205532837SQ201620305123
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】谢森雄
【申请人】裕隆汽车制造股份有限公司