KR100805966B1 - 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 두 개 이상의 압축기를 이용하여 냉방부하에 따라 냉방능력을 가변할 수 있도록 함으로써 냉매 순환량에 비례한 오일균등 분배 및 정지 압축기 재가동성을 향상시킬 수 있도록 한 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버를 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은, 내부에 액체냉매와 기체냉매 및 오일을 수용하는 공간이 형성된 리시버 하우징; 리시버 하우징의 상부측 중앙부에 구비된 흡입관; 흡입관의 중심으로 양방향에 상부측으로 기체냉매를 토출할 수 있도록 구비되는 토출관; 및 리시버 하우징의 하부에 오일을 각각의 압축기로 보낼 수 있도록 구비되는 오일회수관; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

액체냉매, 기체냉매, 오일, 압축기, 응축기, 증발기, 어큐뮬레이터, 흡입관, 토출관, 리시버, 오일회수관, 냉매 순환량.

Description

복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버{SHARED RECEIVER FOR AIR CONDITIONER WITH MULTI COMPRESSORS}

도 1 은, 종래의 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기의 구성도.

도 2 는, 본 발명에 따른 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기의 구성도.

도 3 은, 도 2의 "A"부를 확대하여 도시한 부분확대도.

** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 공기조화기, 110a, 110b : 압축기(Compressor),

120 : 리시버 하우징, 122 : 흡입관,

124 : 토출관, 126 : 오일회수관,

128 : 오일회수 연결관, 130 : 응축기(Condenser),

140 : 팽창밸브, 150 : 증발기(Evaporator),

150a, 150b : 유입관, 170a, 170b : 어큐뮬레이터(Accumulator).

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 적어도 두 개 이상의 압축기를 이용하여 냉방부하에 따라 냉방능력을 가변할 수 있도록 함으로써 냉매 순환량에 비례한 오일균등 분배 및 정지 압축기 재가동성을 향상시킬 수 있도록 한 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 공기의 온도, 습도, 기류 및 청정도를 조절할 수 있도록 하는 장치로, 최근에는, 실외기에 두 개의 압축기가 구비되도록 하여 요구되는 냉동능력에 효과적으로 대응할 수 있도록 한 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기가 이용되고 있다.

도 1 은 종래의 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래에 의한 공기조화기(10)는, 두 개의 압축기(Compressor)(20a, 20b)와, 각각의 압축기(20a, 20b)에 구비되어 압축된 기체냉매를 안내하는 유출관(21a, 21b)과, 이 유출관(21a, 21b)의 끝단에 구비되어 기체냉매와 압축기에서 유출된 오일을 분리시키는 오일분리기(22a, 22b)와, 오일 분리기(22a, 22b)를 통과한 기체냉매를 합유시켜 응축기(Condenser)(30)와 팽창밸브(40) 및 증발기(Evaporator)(50)로 냉매가 순환되도록 안내하는 연결관(23)과, 증발기(50)를 거친 냉매가 각 압축기로 분지되어 유입되도록 연결관에서 분지되는 유입관(24a, 24b)과, 각 유입관(24a, 24b) 상에 구비되어 각 압축기(20a, 20b)의 운전용량에 따라 발생되는 잉여냉매를 저장할 수 있는 어큐뮬레이터(Accumulator)(60a, 60b)와, 오일분리기(22a, 22b)와 유입관(24a, 24b) 에 연통되어 오일분리기(22a, 22b)에서 걸러진 오일을 유입관(24a, 24b) 으로 안내함과 아 울러 압력을 강하시키는 모세관(25a, 25b)과, 압축기(20a, 20b)의 유출관(21a, 21b)과 유입관(24a, 24b) 을 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve) 등을 이용하여 압력평형을 제어하는 제어장치(미도시)를 포함하고 있다.

이러한, 공기조화기는 냉방운전시 실외측에 위치한 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매를 응축기로 보내 중온 고압으로 응축시킨 다음 팽창밸브에서 저온 저압의 냉매로 팽창시킨 후 증발기로 이동시킨다. 이때, 실내측에 위치한 증발기에서는 실내측의 열을 흡수한 후 실외측에 있는 어큐뮬레이터로 보내진 후 압축기로 보내져 압축하는 과정을 반복하여 냉방기능을 수행하게 된다.

그리고, 실내 냉방부하 변동에 의해 동시에 운전되거나 독립적으로 운전하고자 할 경우에는 운전 전환을 위하여 정지된 압축기를 재가동해야 한다. 이를 위해, 압축기의 압축실 내부는 압력평형 상태를 유지해야 하는 데, 이 경우, 압축기의 토출관과 흡입관을 솔레노이드 밸브 등의 제어장치를 이용하여 압력평형을 제어한다.

또한, 어큐뮬레이터는 증발기에서 나온 기체와 액체의 혼합상태 냉매중에서 어큐뮬레이터 내부에 냉매 수용공간을 두어 기체냉매만이 각 압축기의 흡입측에 유입되도록 하고 동시에 각 압축기의 냉매흡입량에 비례하는 오일을 공급하는 기능을 수행한다.

그러나, 종래의 공기조화기는 두개의 압축기 중 한 개를 선택적으로 운전하고 있는 상태에서 냉방부하에 부합할 수 있도록 정지된 압축기를 가동하고자 하는 경우, 압축기의 흡입부를 공용으로 사용하게 되는 데, 정지 압축기의 압축실 내부에서 압력불균형이 발생하여 재가동이 잘 되지 않는 문제점이 있었다.

이를 해결하고자, 압축기의 토출관과 흡입관을 솔레노이드 밸브 등을 통해 압력평형을 제어하게 되는 데, 이 경우, 제어장치를 추가적으로 요구하게 되어 원가상승을 유발하게 된다.

또한, 냉방부하에 의해 선택적으로 압축기를 운전하게 되는 경우, 어큐뮬레이터는 상부에서 냉매를 흡입하고 하부로 토출하는 구조로 인해 어큐뮬레이터 하부에 저장된 오일이 오일회수공을 통해 정지 압축기로 유입되어 오일쏠림 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 운전 후 정지한 압축기는 압축기 하우징 내의 고압이 흡입측의 저압과 평형을 이루기 위해 고압의 압력이 어큐뮬레이터의 저압측으로 유입되는 데, 이 때, 압축기 하우징 내부의 오일이 어큐뮬레이터로 유입된 후 운전하는 압축기 측으로 유입되어 오일쏠림 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 압력평형을 위해 정지된 압축기를 재가동해 정지된 압축기의 압축실 내부를 압력 평형 상태에 빠른 시간안에 도달할 수 있도록 압축기의 흡입측과 공용리시버 사이에 오일 트랩을 구성하여 별도의 제어장치없이 공용리시버에서 압축기 흡입측으로 저압의 유입을 차단함으로써 원가절감을 이룰수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 냉매흡입량에 비례한 오일 공급을 위해 공용리시버에서 냉매와 오일의 토출구조를 달리하여 형성함으로써 오일쏠림 현상으로 인한 압축기의 손상을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 공용리시버를 압축기의 어큐뮬레이터 전단의 흡입측에 위치시켜 공용리시버에서 오일쏠림 현상이 발생하지 않도록 하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 리시버는, 서로 다른 용량을 갖는 적어도 두 개 이상의 압축기를 구비하여 한 개의 공기조화 사이클을 형성하는 리시버가 구비된 공기조화기에 있어서, 내부에 액체냉매와 기체냉매 및 오일을 수용하는 공간이 형성된 리시버 하우징; 리시버 하우징의 상부측 중앙부에 구비된 흡입관; 흡입관의 중심으로 양방향에 상부측으로 기체냉매를 토출할 수 있도록 구비되는 토출관; 및 리시버 하우징의 하부에 오일을 각각의 압축기로 보낼 수 있도록 구비되는 오일회수관; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 토출관은 "U"자형으로 형성하여 오일 트랩을 할 수 있도록 하고, 토출관의 하부면(OP)이 리시버 하우징과 오일회수관이 접하는 부위(OT)보다 낮게 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 오일회수관의 상단부에 오일흡입공을 형성하여 하우징 내부에 수용된 오일을 흡입할 수 있도록 한다.

아울러, 토출관의 하부측 및 오일회수관은 오일회수 연결관을 구비하여 서로 연결함으로써 연통될 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2 는, 본 발명에 따른 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기의 구성도이고, 도 3 은, 도 2의 "A"부를 확대하여 도시한 부분확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 압축기를 구비한 공기조화기(100)용 리시버는, 서로 다른 용량을 갖는 적어도 두 개 이상의 압축기(110a, 110b)를 구비하여 한 개의 공기조화 사이클을 형성하는 리시버가 구비된 공기조화기에 있어서, 내부에 액체냉매와 기체냉매 및 오일을 수용하는 공간이 형성된 리시버 하우징(120); 리시버 하우징(120)의 상부측 중앙부에 구비된 흡입관(122); 흡입관(122)의 중심으로 양방향에 상부측으로 기체냉매를 토출할 수 있도록 구비되는 토출관(124); 및 리시버 하우징(120)의 하부에 오일을 각각의 압축기(110a, 110b)로 보낼 수 있도록 구비되는 오일회수관(126); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 실내 부하조건에 따라 각각 독립적으로 운전될 수 있는 서로 다른 용량을 갖는 적어도 두 개 이상의 압축기(110a, 110b)가 구비되어 한 개의 공기조화 사이클을 형성하게 된다.

그리고, 응축기(130)와 팽창밸브(140) 및 증발기(150)측으로 냉매가 순환되도록 하고, 연결관(160)을 구비하여 응축기(130)와 팽창밸브(140) 및 증발기(150)를 거친 냉매를 리시버 하우징(120)으로 안내되도록 한다.

또한, 증발기(150)를 거친 냉매가 각 압축기로 분지되어 유입되도록 연결관에서 분지되는 유입관(150a, 150b)이 구비된다.

아울러, 각 유입관(150a, 150b) 상에 구비되는 어큐뮬레이터(170a, 170b)는 각 압축기(110a, 110b)의 운전용량에 따라 발생되는 잉여냉매를 저장할 수 있도록 한다. 이 때, 운전 후 정지한 압축기에서 발생하는 압축기 하우징 내의 고압이 압축기 흡입측 저압과 압력평형을 이루면서 오일이 흡입측으로 쏠리면서 발생하는 오일 쏠림 현상을 방지할 수 있도록 리시버 하우징(120)을 압축기(110a, 110b)의 어큐뮬레이터(170a, 170b) 전단의 흡입측에 위치하도록 구성함으로써 리시버 하우징까지 오일 쏠림 현상이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 리시버 하우징(120)의 내부에는 증발기(150)로부터 공급된 저압의 기체냉매와, 액체냉매 및 오일을 분리하여 저장할 수 있도록 한다. 이 때, 증발기(150) 측으로부터 기체냉매와 액체냉매 및 오일을 흡입할 수 있도록 리시버 하우징(120)의 상부측 중앙부에 흡입관(122)이 구비되도록 한다.

그리고, 리시버 하우징(120)의 상부측에 구비된 흡입관(122)을 중심으로 양방향에 토출관(124)을 구비하여 상부측으로 기체냉매를 토출할 수 있도록 한다. 이 토출관(124)은 "U"자형으로 형성하여 압축기 정지시 오일 트랩(Oil Trap)을 할 수 있도록 한다. 이 때, 토출관(124)의 하부면(OP)은 리시버 하우징(120)과 오일회수관(126)이 접하는 부위(OT) 보다 낮게 위치하도록 형성함이 바람직하다. 이는, 정지된 압축기의 압력평형 시간을 줄이기 위한 것이다.

즉, 증발기(150)로부터 유입되는 저압의 액체냉매와 기체냉매 및 오일이 리시버 하우징(120)의 상부측에 구비된 흡입관(122)을 통해 리시버 하우징(120) 내부에 유입되는 데, 이 때, 리시버 하우징(120)에서는 기체냉매가 상부측으로 올라가고 토출관(124)을 통해 압축기(110a, 110b) 측으로 유입되고, 액체냉매와 오일은 하부측으로 가라 앉은 후 밀도차에 의해 액체냉매는 상부로, 오일은 항상 토출관(124)의 하부로 재배열될 수 있도록 한다. 이러한 구조에 의하면, 냉매흡입량에 비례한 오일 공급을 위해 리시버 하우징(120)에서 냉매와 오일의 토출 구조를 별도로 구현하여 운전 압축기로 오일공급이 원할하게 이루어 질 수 있게 된다. 또한, 정지 압축기로의 오일 유입을 차단하여 오일쏠림 현상으로 인한 압축기의 손상을 방지할 수 있다.

아울러, 실내 냉방부하 변동에 의해 동시에 운전되거나 독립적으로 운전하고자 할 경우, 원할한 재가동을 위해 운전 후 정지된 압축기의 압축실 내부가 압력평형 상태에 빠른 시간에 도달할 수 있도록 압축기의 흡입측과 리시버 하우징(120) 사이에 오일 트랩을 설치하여 별도의 제어장치를 구비하지 않고도 리시버 하우징(120)으로부터의 압축기 흡입측로의 유입을 차단함으로써 압축기의 압력평형을 이룰 수 있게 되는 것이다.

그리고, 오일회수관(126)은 리시버 하우징(120)의 하부에 구비되는 것으로, 액체냉매와 오일을 밀도차에 의해 분리한 후 벤츄리관(Venturi Tube)의 원리에 의해 오일만 운전하는 압축기 측으로 유입될 수 있도록 한 것이다. 물론, 오일회수관(126)의 상단부에 리시버 하우징(120) 내부에 수용된 오일을 흡입할 수 있도록 오일흡입공(126a)을 형성하여 운전하는 압축기 측으로만 유입될 수 있도록 함으로써 냉매흡입량에 비례한 오일 공급이 가능하게 되는 것이다.

또한, 오일회수 연결관(128)을 구비하여 토출관(124)의 하부측 및 오일회수관(126)이 연통될 수 있도록 함으로써 오일이 리시버 하우징(120)의 외부로 배출되 도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 리시버에 의하면, 정지된 압축기의 압축실 내부를 압력평형 상태에 빠른 시간안에 도달할 수 있도록 별도의 제어장치없이 압축기의 흡입측과 공용리시버 사이에 오일 트랩을 구성하여 공용리시버에서 압축기 흡입측으로 저압의 유입을 차단하여 압력평형을 이루도록 함으로써 원가절감을 이룰수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 다른 효과는 냉매흡입량에 비례한 오일 공급을 위해 공용리시버에서 냉매와 오일의 토출구조를 달리하여 형성함으로써 오일쏠림 현상으로 인한 압축기의 손상을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 효과는 공용리시버를 압축기의 어큐뮬레이터 전단의 흡입측에 위치시켜 공용리시버에서 오일쏠림 현상이 발생하지 않게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 서로 다른 용량을 갖는 적어도 두 개 이상의 압축기를 구비하여 한 개의 공기조화 사이클을 형성하는 리시버가 구비된 공기조화기에 있어서,

   내부에 액체냉매와 기체냉매 및 오일을 수용하는 공간이 형성된 리시버 하우징;

   상기 리시버 하우징의 상부측 중앙부에 구비된 흡입관;

   상기 흡입관의 중심으로 양방향에 상부측으로 기체냉매를 토출할 수 있도록 구비되는 토출관; 및

   상기 리시버 하우징의 하부에 오일을 각각의 압축기로 보낼 수 있도록 구비되는 오일회수관;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 토출관은 "U"자형으로 이루어지고, 토출관의 하부면(OP)이 리시버 하우징과 오일회수관이 접하는 부위(OT)보다 낮게 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일회수관의 상단부에 상기 리시버 하우징 내부에 수용된 오일을 흡입할 수 있도록 오일흡입공이 구비되는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 토출관의 하부측 및 오일회수관이 연통될 수 있도록 구비되는 오일회수 연결관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 압축기를 구비한 공기조화기용 공용리시버.

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