TWI785897B - 流體分流控制系統 - Google Patents

Abstract

一種流體分流控制系統，包含一提供一工作流體的流體輸送裝置、一連通該流體輸送裝置的分流裝置，及一連通該分流裝置的熱交換裝置。該分流裝置包括一連通該流體輸送裝置的電磁閥件，及一連通該電磁閥件並分流排出所述工作流體的分流件。該電磁閥件訊號連接一監控裝置，能依據來自該流體輸送裝置的壓力訊號而被該監控裝置所啟動開關。該熱交換裝置包括數個連通該分流件之下游與該流體輸送裝置之上游的熱交換件。該等熱交換件能接收由所述工作流體，藉此獲得相同的冷卻能力，並排出所述工作流體回流至該流體輸送裝置，以完成流體循環。

Description

流體分流控制系統

本發明是有關於一種一種循環系統，特別是指一種流體分流控制系統。

參閱圖1，為一種習知的冷凍循環裝置，包含一製冷裝置11，及一連通該製冷裝置11的熱交換裝置12。該製冷裝置11用以冷凝一冷媒，並提供該冷媒至該熱交換裝置12。該熱交換裝置12藉由該冷媒與外界環境進行熱交換，藉此下降外界環境的溫度，並提供溫度較高之該冷媒至該製冷裝置11，以完成流體循環。其中，此流體循環稱為一對一蒸發冷卻循環。

然而，當因應市場需求而需要同時對數個獨立環境進行熱交換時，若依照一對一蒸發冷卻之冷凍循環裝置的方式建設，會導致整體機台系統因增設數個製冷裝置11，而大幅地提高成本花費，且其所占廠房的面積也增加許多，以至於在使用效率上較差。再者，在整個冷卻過程中，難以同時控制每個製冷裝置11的流動壓力與流量，以至於數個環境無法受到相同的冷卻效果。因此，如何改良該冷凍循環裝置，同時使數個獨立環境冷卻至相同的溫度，以達到均流、均壓及均溫的效果，已成為業者努力的目標。

因此，本發明之目的，即在提供一種均流、均壓及均溫的流體分流控制系統。

於是，本發明流體分流控制系統，包含一提供一工作流體的流體輸送裝置、至少一連通該流體輸送裝置的分流裝置、一訊號連接該流體輸送裝置與該分流裝置的監控裝置，及一連通該分流裝置的熱交換裝置。該至少一分流裝置用以分流所述工作流體，且包括一連通該流體輸送裝置的電磁閥件，及一連通該電磁閥件，並分流排出所述工作流體的分流件。該監控裝置訊號連接該等電磁閥件，且用以接收來自該流體輸送裝置的壓力訊號而控制每一電磁閥件開關。該熱交換裝置包括數個連通該分流件之下游與該流體輸送裝置之上游的熱交換件。每一熱交換件能接收由該分流件排出的所述工作流體，並排出所述工作流體回流至該流體輸送裝置。

本發明之功效在於：透過該分流件的設計，能直接將所述工作流體分流至該等熱交換件上，以達到均壓、均溫與均流冷卻的功效。再者，僅需要一個流體輸送裝置，即可同時對數個環境進行冷卻，大幅地減少機台佔用空間以及建設成本，並透過該監控裝置的操控，能精準地每一熱交換件所接收之所述工作流體的流量，進一步地提升使用效率。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2與圖3，為本發明流體分流控制系統之一第一實施例，包含一流體輸送裝置2、二連通該流體輸送裝置2且彼此並聯設置的分流裝置3、一訊號連接該流體輸送裝置2與該等分流裝置3的監控裝置4，及一連通該等分流裝置3的熱交換裝置5。

該流體輸送裝置2用以冷凝一工作流體，並提供所述工作流體至該等分流裝置3。其中，所述工作流體為冷媒，但並不以此為限。在該第一實施例中，該流體輸送裝置2較佳為一壓縮機21與一冷凝器22的組合，但並不以此為限，只要能提供所述工作流體即可。該壓縮機21用以接受回流且呈氣體狀的所述工作流體，並壓縮所述工作流體，該冷凝器22連通該壓縮機21，且用以將所述工作流體轉換為低溫的高壓液體，並輸送所述工作流體至該等分流裝置3。

每一分流裝置3連通該流體輸送裝置2並用以分流所述工作流體，且包括一連通該流體輸送裝置2之下游的電磁閥件31、一連通該電磁閥件31並分流排出所述工作流體的分流件32，及六個連通該分流件32與該熱交換裝置5，並用以輸送所述工作流體的輸送管件33。每一電磁閥可***作地開關，以供所述工作流體流至相對應之該分流件32。在該第一實施例中，每一分流件32具有一沿一軸線L延伸的機械式分流器321。每一機械式分流器321具有一入口端322，及一相反於該入口端322的出口端323。該入口端322形成一供該軸線L通過且連通相對應之該電磁閥件31之下游，並用以接受由該流體輸送裝置2排出之所述工作流體的入流口324。該出口端323形成六個圍繞該軸線L而呈環狀排列且連通該入流口324，並分別連接該等輸送管件33而用以排出所述工作流體的分流口325。每一輸送管件33較佳為毛細管，能進一步地控制流量而降低壓力，以利氣化所述工作流體而達到蒸發吸熱的功效，提升熱交換的能力，但該等輸送管件33之態樣並不以此為限。在該第一實施例中，該等分流件32其中一者所連通的任一輸送管件33之管徑，大於該等分流件32其中另一者所連通的任一輸送管件33之管徑，以至於該等分流件32排出流量不相同，但並不以此為限。此外，該第一實施例不以所述分流裝置3的數量為限，可依照需求調整。

該監控裝置4訊號連接該流體輸送裝置2之該壓縮機21、每一分流裝置3之該等電磁閥件31與該熱交換裝置5，且能接收並處理來自該壓縮機21的壓力訊號及該熱交換裝置5的溫度訊號，藉此控制每一電磁閥件31開關，進而控制流通相對應之該分流件32之所述工作流體的流量。

該熱交換裝置5包括六個連通每一分流裝置3之下游，且連通該流體輸送裝置2之上游並訊號連接該監控裝置4而提供溫度訊號的熱交換件51。該等熱交換件51分別連接每一分流裝置3之該等輸送管件33而連通該等分流件32之下游，且用以接收由該等分流件32排出的所述工作流體，並排出所述工作流體回流至該流體輸送裝置2。具體來說，每一熱交換件51連通該等分流裝置3，而能各自接收來自每一分流裝置3的所述工作流體。在該第一實施例中，每一熱交換件51為一冷卻槽體，用以冷卻一電子元件或測試治具(圖未示)，並藉此進行該電子元件的可靠度測試，但該第一實施例的使用環境並不以此為限。另外需要說明的是，連通該等熱交換件51的相關管路，可透過一套管6與該流體輸送裝置2的入口管路焊接而相互連通，藉此完成匯集的作業。但該第一實施例並不以該套管6設置為限，可依照需求調整態樣，只要能將該等熱交換件51所排出的所述工作流體匯集至該流體輸送裝置2即可。此外，為了避免圖示過於雜亂，圖示皆僅繪示一條訊號連接該監控裝置4與該熱交換件51間的假想線，其餘省略。

當該第一實施例使用時，該等熱交換件51分別對該等電子元件(圖未示)進行可靠度測試，藉此進行熱交換以冷卻該等電子元件。首先，由該流體輸送裝置2輸送溫度較低之所述工作流體至該等電磁閥件31，透過每一電磁閥件31可被該監控裝置4控制而開關，以進行第一次的分流作業，而能選擇性地讓所述工作流體流至相對應之該機械式分流器321，進一步地預先控制流量與壓力。接著，當所述工作流體流至任一機械式分流器321時，透過該機械式分流器321之該入流口324與該等分流口325的結構設計，將所述工作流體分流至該等輸送管件33，以進行第二次的分流作業，藉此初步均勻化所述工作流體，以達到均壓與均溫的功效。再者，當每一分流裝置3之該等輸送管件33分別輸送所述工作流體至該等熱交換件51，使得該等熱交換件51具有分別與所述電子元件進行熱交換的能力，以進分流冷卻的作業，甚至依照需求而能達到均勻冷卻的功效。最後，由該等熱交換件51排出所述工作流體，並匯流至該流體輸送裝置2，以完成流體循環。

在此說明的是，一般情況下僅開啟該等電磁閥件31其中一者，使得管徑較大的該等輸送管件33運輸所述工作流體至該等熱交換件51。當該等熱交換件51之冷度尚有不足時，則開啟該等電磁閥件31其中另一者，補充所述工作流體至該等熱交換件51，藉此提升冷度。當然，當該等熱交換件51之冷度過冷或壓力過大時，則關閉連通管徑較大之該等輸送管件33的電磁閥件31，並同時開啟連通管徑較小之該等輸送管件33的電磁閥件31，藉此控制該等熱交換件51之溫度。

因此，透過每一機械式分流器321的結構設計，形成物理性分流的功效，即能均勻地分流所述工作流體至該等熱交換件51的流量與壓力，藉此達到均勻冷卻環境的功效。再者，藉由該監控裝置4可操控該等電磁閥件31開關，以至於能進一步地控制由該流體輸送裝置2所排出之所述工作流體的流量，不僅能降低每一機械式分流器321所承受的壓力，還能透過開啟不同數量的電磁閥件31的方式，達到細微的流量調整，以避免該等熱交換件51的冷卻能力過強或不足的情況發生。另外需要說明的是，由於該第一實施例僅需要一個流體輸送裝置2的設置，即可透過每一分流裝置3將所述工作流體分流至該等熱交換件51，以達到分流冷卻的功效，因此在機台佔用空間與建設成本上能大幅地減少。

此外，上述該等分流口325、該等機械式分流器321與該等輸送管件33的數量僅為舉例說明，該第一實施例並不以此為限，實際數量可依照不同的需求進行調整。在其它實施例中，該流體輸送裝置2有不同的態樣，以至於所輸送的所述工作流體可為冷水，或者是高溫流體，以滿足不同的使用需求。

參閱圖3與圖4，為本發明流體分流控制系統之一第二實施例，與該第一實施例的差異之處為：該第二實施例包含一連通該流體輸送裝置2與該熱交換裝置5的分流裝置3。該分流裝置3之該機械式分流器321下游是連通十二條輸送管件33，而每一熱交換件51則連通兩個輸送管件33。該分流裝置3還包括數個設置於該機械式分流器321之下游，並分別連通該等輸送管件33並訊號連通該監控裝置4的開關閥件34。其中，每一分流口325連接兩個開關閥件34，以連通相對應之該等輸送管件33。另外需要說明的是，連通每一分流口325之該等輸送管件33的管徑並不相同，藉此提供不同流量，但並不以此為限，亦可為相同大小的管徑。此外，為了避免圖示過於混亂，圖4僅繪示一條訊號連接該監控裝置4與該等開關閥件34間的假想線，其餘省略。

透過設置於每一分流口325之該等開關閥件34的開關控制，藉此細微地調控相對應之該熱交換件51的溫度，避免過冷或過熱的情況發生。更重要的是，由於該等熱交換件51間的規格或製造誤差等情況，進而導致每一熱交換件51的溫度略有不同，故該第二實施例能針對該等熱交換件51的各種條件及需求，分別進行溫度控制，達到均溫的效果。此外，為了避免該冷凝器22排出之所述工作流體的壓力過大，該電磁閥件31能透過間歇式的開闔作業，以減少流量並藉此降低壓力。

參閱圖3與圖5，為本發明流體分流控制系統之一第三實施例，與該第一實施例的差異之處為：該第三實施例包含一連通該流體輸送裝置2與該熱交換裝置5的分流裝置3。該分流裝置3之該分流件32具有設置於該電磁閥件31下游的該機械式分流器321，及六個設置於該機械式分流器321下游而連通該電磁閥件31，且分別連接該等輸送管件33而能分別連通該等熱交換件51的手動調整閥326。該機械式分流器321之入口端322形成一連通該電磁閥件31的入流口324，該機械式分流器321之出口端323形成數個連通該入流口324且分別連通該等手動調整閥326的分流口325。每一手動調整閥326選自流量控制閥或減壓閥等，但並不以此為限，且可被人為操作地調整其所排出所述工作流體的流量與壓力。

藉由每一手動調整閥326能控制其排出所述工作流體的流量與壓力，以至於每一熱交換件51能獲得足夠且穩定的冷源。另外需要說明的是，由於該等手動調整閥326能經調整而有不同的流量排出設定，以至於該等熱交換件51能獲得不同的冷卻能力。

此外，參閱圖6，該第三實施例亦可透過一個套管6，連通該等手動調整閥326的入口管路與該電磁閥件31的出口管路焊接而相互連通，藉此完成初步的分流作業，並透過一套管6，將連通該等熱交換件51的出口管路與該流體輸送裝置2的入口管路焊接而相互連通。再者，該第三實施例不以所述分流裝置3的數量為限，亦可為數個而提升流量控制的能力，以滿足不同的需求。再者，該第三實施例不以每一分流裝置3之該等手動調整閥326，以及該等熱交換件51的數量為限制。

參閱圖3與圖7，為本發明流體分流控制系統之一第四實施例，與該第三實施例的差異之處為：該分流裝置3之該等手動調整閥326及該等輸送管件33數量各為十二個，而每一熱交換件51之上游連接兩個輸送管件33，進而連通兩個手動調整閥326。該分流裝置3還包括數個設置於該機械式分流器321之下游，且分別連通該等手動調整閥326並訊號連通該監控裝置4的開關閥件34。其中，每一分流口325之下游連通兩個開關閥件34，以連通兩個手動調整閥326。此外，為了避免圖示過於混亂，圖7僅繪示一條訊號連接該監控裝置4與一個開關閥件34間的假想線，其餘省略。

在一般情況下，由於每一個手動調整閥326需事前手動調整流量，常因為突發狀況或受環境影響，而造成相對應之該熱交換件51的溫度調控失衡。因此，由於連通每一分流口325的該等手動調整閥326能各自調整為不同流量，再配合設置於每一分流口325的該等開關閥件34可透過該監控裝置4的控制，以針對相對應之該熱交換件51的溫度與壓力大小而自動開關，便能控制所述工作流體之流量與壓力，藉此細微地調控相對應之該熱交換件51的溫度。

參閱圖3與圖8，為本發明流體分流控制系統之一第五實施例，與該第三實施例的差異之處為：該分流件32還具有六個設置於該機械式分流器321下游而連通該電磁閥件31，並分別連接該等輸送管件33而能分別連通該等熱交換件51的感溫膨脹閥327。該機械式分流器321之出口端323形成數個連通該入流口324且分別連通該等感溫膨脹閥327的分流口325。每一感溫膨脹閥327訊號連接相對應之該熱交換件51，且用以接受來自該熱交換件51的溫度訊息，並藉此控制所排出所述工作流體的流量與壓力。

由於每一感溫調整閥327能即時地監測相對應之該熱交換件51的冷卻能力，並適時開啟閥口而供所述工作流體流至該熱交換件51，使得該熱交換件51能獲得適當的冷源，以減少測試誤差，達到精準的可靠度測試。因此，透過該等感溫膨脹閥327的設置，使得每一個熱交換件51能對應現場實際狀況的變化，即時地調整其冷卻參數。

此外，參閱圖9，該第五實施例亦可透過一個套管6，連通該等感溫調整閥327的入口管路與該電磁閥件31的出口管路焊接而相互連通，藉此完成初步的分流作業，並透過一套管6，將連通該等熱交換件51的出口管路與該流體輸送裝置2的入口管路焊接而相互連通。再者，該第五實施例不以所述分流裝置3的數量為限，亦可為數個而提升流量控制的能力，以滿足不同的需求。再者，該第五實施例不以每一分流裝置3之該等感溫膨脹閥327，以及該等熱交換件51的數量為限制。此外，為了避免圖示過於雜亂，在圖8與圖9中僅繪示一條訊號連接該感溫膨脹閥327與該熱交換件51間的假想線，其餘省略。

綜上所述，本發明流體分流控制系統透過每一分流件32的設計，能直接將所述工作流體分流至該等熱交換件51上，以達到均壓、均溫與均流冷卻的功效。再者，僅需要一個流體輸送裝置2，即可同時對數個環境進行冷卻，大幅地減少機台佔用空間以及建設成本，並透過該監控裝置4的操控，能精準地每一熱交換件51所接收之所述工作流體的流量，進一步地提升使用效率，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2:流體輸送裝置 21:壓縮機 22:冷凝器 3:分流裝置 31:電磁閥件 32:分流件 321:機械式分流器 322:入口端 323:出口端 324:入流口 325:分流口 326:手動調整閥 327:感溫膨脹閥 33:輸送管件 34:開關閥件 4:監控裝置 5:熱交換裝置 51:熱交換件 6:套管 L:軸線

本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一循環示意圖，說明一種習知的冷凍循環裝置；及 圖2是一循環示意圖，說明本發明流體分流控制系統之一第一實施例； 圖3是一立體圖，說明該第一實施例之一機械式分流器； 圖4是一循環示意圖，說明本發明流體分流控制系統之一第二實施例； 圖5是一循環示意圖，說明本發明流體分流控制系統之一第三實施例； 圖6是一循環示意圖，說明該第三實施例之另一種實施態樣； 圖7是一循環示意圖，說明本發明流體分流控制系統之一第四實施例； 圖8是一循環示意圖，說明本發明流體分流控制系統之一第五實施例；及 圖9是一循環示意圖，說明該第五實施例之另一種實施態樣。

2:流體輸送裝置

21:壓縮機

22:冷凝器

3:分流裝置

31:電磁閥件

32:分流件

321:機械式分流器

33:輸送管件

4:監控裝置

5:熱交換裝置

51:熱交換件

6:套管

Claims (11)

1. 一種流體分流控制系統，包含：一流體輸送裝置，提供一工作流體；至少一分流裝置，連通該流體輸送裝置並用以分流所述工作流體，且包括一連通該流體輸送裝置的電磁閥件，及一連通該電磁閥件，並分流排出所述工作流體的分流件；一監控裝置，訊號連接該流體輸送裝置與該電磁閥件，且用以接收來自該流體輸送裝置的壓力訊號而控制該電磁閥件開關；及一熱交換裝置，包括數個連通該分流件之下游與該流體輸送裝置之上游的熱交換件，每一熱交換件能接收由該分流件排出的所述工作流體，並排出所述工作流體回流至該流體輸送裝置。
2. 如請求項1所述的流體分流控制系統，其中，該分流件具有一沿一軸線延伸的機械式分流器，該機械式分流器具有一入口端，及一相反於該入口端的出口端，該入口端形成一連通該電磁閥件的匯流口，該出口端形成數個連通該匯流口且分別連通該等熱交換件的分流口。
3. 如請求項1所述的流體分流控制系統，其中，該分流件具有數個連通該電磁閥件，並分別連通該等熱交換件的手動調整閥，每一手動調整閥可***作地控制其所排出所述工作流體的流量與壓力。
4. 如請求項1所述的流體分流控制系統，其中，該分流件具 有數個連通該電磁閥件，並分別連通該等熱交換件的感溫膨脹閥，每一感溫膨脹閥訊號連接相對應之該熱交換件，且用以接受來自該熱交換件的溫度訊息，並藉此控制所排出所述工作流體的流量。
5. 如請求項1所述的流體分流控制系統，包含數個並聯設置的分流裝置，每一熱交換件連通該等分流裝置。
6. 如請求項1所述的流體分流控制系統，其中，該分流裝置還包括數個分別連通該等分流件與該等熱交換件，並用以輸送所述工作流體的輸送管件，該等輸送管件其中至少一者為毛細管。
7. 如請求項2所述的流體分流控制系統，其中，該等分流口圍繞該軸線呈環狀排列，並且連通該入流口。
8. 如請求項3所述的流體分流控制系統，其中，該分流件具有一沿一軸線延伸且連通該電磁閥件與該等手動調整閥的機械式分流器，該機械式分流器具有一入口端，及一相反於該入口端的出口端，該入口端形成一連通該電磁閥件的匯流口，該出口端形成數個連通該匯流口且連通該等手動調整閥的分流口。
9. 如請求項4所述的流體分流控制系統，其中，該分流件具有一沿一軸線延伸且連通該電磁閥件與該等感溫膨脹閥的機械式分流器，該機械式分流器具有一入口端，及一相反於該入口端的出口端，該入口端形成一連通該電磁閥件的匯流口，該出口端形成數個連通該匯流口且分別連通該等感溫膨脹閥的分流口。
10. 如請求項2所述的流體分流控制系統，其中，該至少一分流裝置還包括數個連通該機械式分流器與該等熱交換件的輸送管件，及數個設置於該機械式分流器之下流，且分別連通該等輸送管件並訊號連通該監控裝置的開關閥件，每一分流口連接兩個開關閥件，以連通兩個用以輸送所述工作流體至該等熱交換件其中一者的輸送管件。該等輸送管件為毛細管。
11. 如請求項8所述的流體分流控制系統，其中，該至少一分流裝置還包括數個分別連通該等手動調整閥與該等熱交換件的輸送管件，及數個設置於該機械式分流器之下流，且分別連通該等手動調整閥並訊號連通該監控裝置的開關閥件，每一分流口連接兩個開關閥件，以連通兩個用以輸送所述工作流體至該等熱交換件其中一者的手動調整閥。

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