KR100209036B1

KR100209036B1 - 압축기 오일 레벨 제어

Info

Publication number: KR100209036B1
Application number: KR1019960041861A
Authority: KR
Inventors: 에스. 톨러 폴; 이. 우드 러쎌
Original assignee: 윌리엄 더블유. 하벨트; 캐리어 코포레이션
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR970016415A; EP0764821A3; MX9603135A; EP0764821A2; US5586450A; AR000034A1; BR9603831A; TW368556B; JPH09184595A; CN1150996A; JP2848813B2

Abstract

하나의 회로 내의 각각의 압축기는 각각의 압축기의 윤활 요구에 비해 과다한 용량을 갖고 있는 오일 펌프를 갖고 있다. 과다한 용량은 플로우트 밸브를 통해 회로 내의 압축기에 각각에 연결되는 공통 관으로 전환된다. 각각의 플로우트 밸브는 과다한 용량으로서 전환된 오일이, 오일이 부족한 회로 내의 어떤 압축기에 공급되도록 해당 압축기 내의 오일 레벨에 반응하여 작동된다.

Description

압축기 오일 레벨 제어

복수개의 압축기들이 동일한 냉동 회로에 설치될 때, 이들은 함께 매니폴드되고, 각각의 압축기의 오일 레벨을 유지할 필요가 생긴다. 동일한 오일 레벨을 유지하기 위해 두 개의 통상적으로 사용되는 구성이 마련된다. 첫째, 압축기로부터 방출된 오일을 수집하기 위해 오일 분리기가 사용되는데, 이때 오일은 저장소에 수집되고, 압축기 오일 레벨을 유지하는 플로우트 밸브를 통해 압축기로 다시 공급된다. 이 장치의 주요 단점은 값이 비싸고 부피가 크다는 점이다. 둘째, 각 압축기의 오일 섬프를 크랭크 축의 단부에 있는 첵 밸브(check valve)와 격리시키고, 압축기들 사이의 오일 유동을 가능하게 하도록 압축기들을 투시창 포트(sight glass port)에서 대형 튜브와 상호연결한다. 이 장치의 주요 단점은 밀봉된 압축기 오일 섬프를 필요로 한다는 점이다. 새로운 HFC 냉매 및 폴리올 에스터[polyol ester(POE)] 오일을 사용하는 압축기의 경우, 오일 섬프와 흡입구 사이에 통기구를 설치하여 회로 내의 압추기들의 오일 섬프들 사이에 압력 차이를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 이는 유휴 압축기(idle compressor)로부터 오일을 빼낼 수 있다.

통상적으로 양도된 현재 미국 특허 제5,476,370호인 1993년 11월 26일자 미국 특허출원 제08/157,544호에 공통적으로 개시된 것과 같은 고용량 펌프는 2상 유동을 취급하도록 설계되어, 우회되는 과잉 오일을 펌핑하는 능력을 갖고 있다. 본 발명은, 압축기에서의 오일 레벨을 조절하기 위해 오일 레벨 조절기 및 플로우트 밸브를 사용하지만 압축기 오일 펌프로부터의 과잉 오일 덕분에 플로우트 밸브에 오일 유동을 제공한다. 종래의 오일 펌프들은 이러한 개념을 사용하기 위해 필요한 과잉 유동 용량을 갖고 있지 않다. 플로우트 밸브들로의 오일 공급은 하나 이상의 압축기들이 유휴 상태에 있는 경우에 역 유동을 방지하기 위해 첵 밸브를 통해 오일 압력 시험 포트에 매니폴드되어 상호연결된다. 매니폴드는 각 압축기 상의 오일 플로우트 밸브에 연결된다. 따라서, 오일이 부족한 임의의 압축기에는 동일 회로 상의 임의의 작동 압축기로부터 더 많은 오일이 공급되게 된다. 압력 강하는 플로우트 밸브 내의 오리피스 크기를 제어하거나 공급 튜브 내의 압력 강하량을 조절함으로써 압축기 오일 압력의 과다한 감소를 방지하도록 오일 공급시에 이루어져야 한다.

본 발명의 목적은 통기되는 압축기들의 오일 레벨들을 동일하게 유지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 매니폴드된 반밀폐 개방형 구동 압축기들에서의 오일레벨을 유지하는 것이다. 이들 목적들, 및 이후에 명백해질 다른 목적들은 본 발명에 의해 수행된다.

제1도는 본 발명에 따른 복합화된 두 개의 압축기들을 포함하는 냉동 시스템의 도면.

제2도는 제1도의 압축기의 오일 레벨 제어의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100,200 : 압축기 101,201 : 토출관

14 : 응축 수단 또는 응축기 18 : 팽창 수단 또는 팽창 장치

20 : 증발 수단 또는 증발기

기본적으로, 각 매니폴드된 압축기의 오일 펌프는 과잉 용량을 갖고 있다. 과잉 용량의 적어도 일부는 플로우트 밸브와 같은 오일 레벨 조절기를 통해 추가로 오일을 필요로 하는 오일 섬프로 공급된다.

제1도 및 제2도를 참조하면, 참조 부호 100 및 200은 용적식 반밀폐형 압축기(positive displacement semi-hermetic compressor)를 나타낸다. 압축기(100, 200)들은 동일한 용량 또는 상이한 용량을 가질 수 있으며, 동일 회로 내에 있는 복수개의 압축기들 중 대표적인 것이다. 압축기(100, 200)는 고온의 가압 냉매 가스를 압축기(100, 200)로부터 응축 수단 또는 응축기(14)로 공급하는 공통 토출부로서의 관(10)을 형성하도록 조합되는 토출관(101, 201)을 각각 갖는다. 응축기(14)에서, 고온의 냉매 가스는 응축기 공기로 열을 전달함으로써, 압축 가스를 냉각시키고 냉매의 상태를 기체에서 액체로 변화시킨다. 액체 냉매는 응축기(14)로부터 액체 관(16)을 경유하여 자동 온도 조절식 팽창 밸브[thermostatic expansion valve(TXV)]일 수 있는 팽창 수단 또는 팽창 장치(18)로 유동한다. 액체 냉매가 팽창 장치(18)의 오리피스를 통과할 때, 액체 냉매의 일부가 가스[플래시 가스(flash gas)]로 증발한다. 액체 냉매와 기체 냉매의 혼합물은 증발 수단 또는 증발기(20)로 지난다. 일부분을 이루는 액체 냉매에 의해 증발기 공기로부터 냉매가 열을 흡수하여 액체 냉매가 증발기(20)의 코일 내에서 증발된다. 그 다음에, 증발된 냉매는, 유체 회로를 완성하기 위해 각각 압축기(100, 200)로 안내하는 흡입관(102, 202)으로 분할되는 공통 복귀부로서의 공통 흡입관(22)을 통해 유동한다. 압축기(100, 200)는 대체로 투시창을 포함하는 두 개의 포트를 갖지만, 각각 하나의 투시창(104, 204)만이 도시되어 있다. 각각 플로우트(107, 207)를 갖는 오일 복귀 수단 제어 수단으로서의 플로우트 밸브(106, 206)는 대체로 제2투시창을 포함하는 포트에 배치된다. 플로우트(107, 207)들은 각각 압축기(100) 내의 오일 공급부(110) 및 압축기(200) 내의 오일 공급부(210)의 오일 레벨에 반응하여 플로우트 밸브(106, 206)를 제어한다.

압축기(100, 200)들은 각각 오일 펌프(120, 220)에 의해 공급된 오일에 의해 윤활된다. 펌프(120, 220)들은 압축기(100, 200)의 (도시되지 않은) 크랭크 축들과 일체로 되어 그 크랭크 축들에 의해 구동된다. 크랭크축의 회전에 반응하는 오일펌프(120)는 오일 공급부(110)의 오일을 오일 픽업 튜브(121)를 통해 흡인하여, 오일을 가압하여 오일을 런닝 기어(150)로 송출한다. 오일 펌프(120)가 압축기(100)의 윤활을 위해 필요한 것보다 더 많은 오일을 펌핑하기 때문에, 오일의 일부는 압축기(100)를 윤활하기 위해 관(122)을 통해 공급되고, 일부는 압축기(100)의 오일 압력 시험 포트에 연결되고 첵 밸브(132)를 포함하고 있는 관(130)을 통해 압축기(100)의 외부로 우회된다. 마찬가지로, 오일 펌프(220)는 오일 픽업 튜브(221)를 통해 오일 공급부(210)의 오일을 흡인하여, 일부를 압축기(200)의 런닝 기어(250)를 윤활하기 위해 관(222)으로 펌핑하고, 일부를 압축기(200)의 오일 압력 시험 포트에 연결되고 첵 밸브(232)를 포함하고 있는 관(230)을 통해 압축기(200)의 외부로 우회시킨다. 관(130, 230)들은, 공통적으로 매니폴드된 압축기들의 대응하는 관들과 함께, 첵 밸브(132, 232)들의 하류측에서 조합되어 공통관(50)을 형성한다. 공통 관(50)은 윤활송출 경로에서의 급격한 압력 강하를 피할 수 있도록 우회 유동을 제한하기 위해 계량 오리피스(52)를 포함한다. 관(50)은 압축기들의 각가에 공급하기 위해 분기된다. 특히, 도시된 바와 같이, 관(50)은 밸브(106)의 제어 하에서 압축기(100) 속으로 공급되는 오일 복귀관으로서의 관(140)과, 밸브(206)의 제어 하에서 압축기(200)로 오일을 공급하는 오일 복귀관으로서의 관(240)으로 분할된다. 밸브(106, 206)들은 각각, 압축기(200) 내의 오일의 레벨과 압축기(200) 내의 오일 공급부(210)의 오일레벨에 반응하는 플로우트(107, 207)들에 의해 제어된다. 필요하다면, 계량 오리피스(52)는 관(140), 240) 뿐만 아니라 그에 대응하는 관들 내의 계량 오리피스 등으로 대체되거나 보충될 수 있다. 이러한 장치는 각각의 압축기들과 계량 구조물을 결합한다.

작동시에, 동일 회로 내의 각각의 작동 압축기는 압축기(100)의 관(130) 및 첵 밸브(132)를 경유하는 것과 같은 첵 밸브를 포함하는 대응하는 공급관을 경유하여 공통 관(50)으로 과잉 용량의 오일을 우회시키게 된다. 공통 관(50)은 압축기(100)의 관(140) 및 플로우트 밸브(106)와 압축기(200)의 관(240) 및 플로우트 밸브(206)와 같은 각각의 압축기 상의 플로우트 밸브와 연결된다. 플로우트 밸브들은 압축기(100)의 플로우트 밸브(106)의 플로우트(107)와 압축기(200)의 플로우트 밸브(206)의 플로우트(207)와 같은 대응 플로우트 의해 감지된 압축기 내의 감소된 오일 레벨에 반응하여 개방된다. 따라서, 오일이 부족한 임의의 압축기에는, 오일을 필요로하는 압축기가 작동중인지의 여부에 관계없이, 동일 회로 상의 임의의 작동중인 압축기로부터 더 많은 오일이 공급되게 된다.

Claims

응축수단(14)과, 팽창 수단(18)과, 증발기 수단(20)과, 고온의 압축 냉매를 상기 응축 수단으로 공급하기 위한 공통 토출부(10) 및 냉매를 압축기로 복귀시키기 위한 공통 복귀부(22)를 갖는 복수개의 압축기(100, 200)를 포함하는 냉동 회로에 있어서, 상기 복수개의 각 압축기는 상기 공통 토출부에 연결된 토출관(101, 201)과, 상기 공통 복귀부에 연결된 흡입관(102, 202)과, 오일 레벨을 갖는 압축기 내의 오일 공급부(110, 210)와, 오일 공급부에 연결되며 과잉 용량을 갖는 오일 펌프(120, 220)와, 윤활을 위해 오일을 오일 펌프로부터 압축기로 송출하기 위한 윤활 송출 수단(122, 222)과, 과잉 오일을 오일 펌프로부터 압축기 밖으로 우회시키기 위한 우회 수단(130, 230)과, 오일 레벨에 반응하는 오일 복귀 수단 제어 수단(106, 206)을 포함하는 오일 복귀 수단을 가지며; 과잉 오일을 우회시키기 위한 상기의 각 우회 수단은 공통 관(50)에 연결된 우회 오일 송출 수단을 포함하며; 상기 공통 관은 각각의 오일 복귀 수단을 통해 상기 복수개의 각 압축기와 각각 연결되는 복수개의 오일 복귀 관(140, 240)으로 분기되며, 우회된 과잉 오일은 각각의 압축기 내의 각각의 오일 레벨에 반응하여 상기 복수개의 각 압축기로 복귀되는 것을 특징으로 하는 냉동 회로.
제1항에 있어서, 상기 각 우회 오일 송출 수단에서 역류 방지 수단(132, 232)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 회로.
제1항에 있어서, 상기 복수개의 각 압축기에 대해 복귀 유동을 제한하기 위한 수단(52)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 회로.