KR100360383B1

KR100360383B1 - 공기조화시스템

Info

Publication number: KR100360383B1
Application number: KR1020000032483A
Authority: KR
Inventors: 김철민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2002-11-23
Also published as: KR20010111802A

Abstract

본 발명은 복수개의 압축기가 구비된 공기조화시스템에 관한 것으로서, 특히 정지된 압축기를 통해 냉매가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 개폐수단이 장착된 공기 조화시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 공기조화시스템의 역류방지용 개폐수단은 상기 합류관과 토출관의 연결부에 세로방향으로 복수개 설치되어 각 토출관 사이를 차단하는 분리판과, 상기 분리판 사이 공간에 형성되어 상기 토출관과 각각 연결된 복수개의 개폐실과, 상기 개폐실에 각각 가로방향으로 설치되어 개폐실을 상하로 구획하고 일측에 냉매가 상기 합류관으로 유동될 수 있도록 출구가 형성된 고정판과, 상기 고정판의 출구가 개폐될 수 있도록 상기 개폐실에 각각 좌우 이동 가능하게 설치된 개폐변과, 상기 개폐변이 상기 고정판의 출구가 열리는 방향으로 이동되도록 상기 개폐실과 토출관을 연결하는 바이패스관과, 상기 개폐변이 상기 고정판의 출구가 닫히는 방향으로 이동되도록 상기 개폐실에 압력을 부여하는 밸브닫힘부로 구성된다.

Description

공기조화시스템 {air-conditioning cycle}

본 발명은 복수개의 압축기가 구비된 공기조화시스템에 관한 것으로서, 특히 압축기 중 일부만 운전시 정지한 압축기를 통해 냉매가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 개폐수단을 장착하여 성능을 보다 향상시키고, 압축기의 기동이 원활히 되도록 하는 공기조화시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 2대의 압축기가 구비된 공기조화시스템의 구성도이다.

일반적으로 2대의 압축기가 구비된 공기조화시스템은, 냉매를 압축시키는 제1, 제2 압축기(1,2)와, 상기 압축기(1,2)에서 압축된 냉매에 포함된 오일을 분리시키는 오일분리기(3)와, 상기 오일분리기(3)를 통과한 냉매를 응축시키는 실외열교환기(4)와, 상기 실외열교환기(4)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치(5)와, 상기 팽창장치(5)를 통과한 냉매를 증발시키는 실내열교환기(6)와, 상기 실내열교환기(6)를 통과하여 증발된 냉매를 2개의 분지관을 통해 모아서 다시 상기 제1, 제2 압축기(1,2)로 공급하는 제1, 제2 어큐뮬레이터(7,8)와, 상기 오일분리기(3)에서 분리된 오일의 압력을 강하시켜 상기 압축기(1,2)의 흡입관에 유입시키는 제1, 제2 모세관(9,10)으로 구성된다.

상기 제1, 제2 압축기(1,2)는 실내 부하조건에 따라 각각 독립적으로 운전시키거나 2대를 동시에 운전시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 공기조화시스템은 다음과 같이 작용한다.

실내 부하조건이 압축기 2대의 운전이 필요할 경우 제1 압축기(1)와 제2 압축기(2)가 동시에 작동하게 되고, 상기 제1, 제2 압축기(1,2)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스는 각각 오일분리기(3)를 통과하여 오일이 분리된다.

이후, 오일이 분리된 고온 고압의 냉매가스는 합쳐져서 실외열교환기(4)로 보내지고, 상기 실외열교환기(4)에서는 실외로 열을 방출하여 고압의 액상 냉매로 응축된다.

이후, 액상 냉매는 팽창장치(5)를 지나면서 저온저압의 냉매로 된 후, 실내열교환기(6)를 통과하면서 실내의 열을 흡수하여 기체상태의 냉매로 증발된다.

이후, 냉매가스는 2개의 분지관을 통해 제1, 제2 어큐뮬레이터(7,8)로 모아진 다음 상기 제1, 제2 압축기(1,2)로 다시 보내져서 앞의 과정을 반복하게 된다.

한편, 도 2는 상기 제1, 제2 압축기에 사용되는 일반적인 로터리 압축기의 내부 구성도로서, 본체(10)에 설치되어 전원의 공급에 의하여 회전하는 구동부와; 상기 구동부의 구동을 받아 어큐뮬레이터의 냉매가스를 흡입 및 토출시키도록 압축하는 압축부와; 상기 압축부의 마찰력을 줄여 원활한 회전이 되게 오일을 급유하는 급유부로 구성된다.

상기 구동부는 압축기 본체(10)에 고정설치되어 전원을 공급받아 구동되는 모터(20)와, 상기 모터(20)와 연결된 샤프트(14)로 구성된다.

상기 압축부는 구동부의 하방에 위치되어 냉매가스를 흡입관(21) 및 토출관(22)으로 흡입 및 토출시키는 실린더(18)와, 상기 실린더(18)의 상하부에 조립되어 상기 샤프트(14)를 지지하는 베어링(16)과, 상기 샤프트(13)의 하단부에 편심되게 끼워져서 상기 실린더(18)의 내주면을 따라 자전과 공전을 하는 롤러(17)로 구성된다.

상기 급유부는 샤프트(13)의 반경 방향으로 뚫어진 오일 순환공(11)과, 베어링(16)에 오일을 공급하도록 형성된 베어링 급유공(12)과, 롤러(17)에 오일을 공급하도록 형성된 롤러 급유공(13)으로 구성된다.

이러한 압축기는 모터(20)에 전원이 공급되어 샤프트(13)가 회전하게 되고, 상기 샤프트(13)의 하단부에 끼워진 롤러(17)가 실린더(18)의 내주면을 따라 자전 및 공전을 하게 된다.

상기와 롤러(17)의 운동으로 실린더(18) 내측에 저압부와 고압부가 형성되어, 저압부인 흡입실(19)로 냉매가스가 흡입된 다음 압축되어 상측의 토출관(22)으로 고압의 냉매가스가 토출된다.

그러나, 상기한 바와 같은 공기조화시스템은 2대의 압축기중 1대만 운전시키게 되면 토출관(22)으로부터 정지된 압축기 내부로 고압의 냉매가스가 유입되고 급유를 위해 형성된 다수의 급유공(11,12,13)을 통해 압축부를 지나서 흡입관(21)으로 역류되어 공기조화시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 역류된 냉매가스와 함께 압축기 내부의 오일도 흡입관(21)으로 역류되어 오일 유면 감소로 인한 압축기의 파손이 우려되는 문제점이 있다.

또한, 정지한 압축기의 기동시 토출압력과 흡입압력간의 차이로 인하여 기동실패가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정지된 압축기를 통해 냉매가스가 역류하지 않도록 하여 성능을 보다 향상시키는 동시에 압축기의 파손 및 기동 실패를 방지할 수 있도록 역류방지용 개폐수단이 장착된 공기조화시스템를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화시스템의 구성도,

도 2는 일반적인 로터리 압축기의 내부 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 역류방지용 개폐수단의 구성도,

도 5는 도 4의 A부분을 상세히 나타낸 분해사시도,

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 역류방지용 개폐수단의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

31,32 : 제1, 제2 압축기 33 : 오일분리기

37,38 : 제1, 제2 어큐뮬레이터 39,40 : 제1, 제2 모세관

51,52 : 제1, 제2 토출관 54,55 : 제1, 제2 바이패스관

56,57 : 제1, 제2 압력관 58,59 : 제1, 제2 고정판

60,61 : 제1, 제2 개폐변 63 : 분리판

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 공기조화시스템은 복수개의 압축기와, 상기 복수개의 압축기 토출측에 각각 일단이 연결되어 압축기로부터 토출된 냉매를 이송하는 복수개의 토출관과, 일단이 상기 복수개의 토출관과 모두 연결되고 타단이 응축기와 연결된 합류관과, 상기 합류관과 토출관의 연결부에 장착되어 복수개의 압축기 중 정지되어 있는 압축기로 냉매가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 개폐수단을 포함하고,특히, 상기 역류방지용 개폐수단은 상기 합류관과 토출관의 연결부에 세로방향으로 복수개 설치되어 각 토출관 사이를 차단하는 분리판과, 상기 분리판 사이 공간에 형성되어 상기 토출관과 각각 연결된 복수개의 개폐실과, 상기 개폐실에 각각 가로방향으로 설치되어 개폐실을 상하로 구획하고 일측에 냉매가 상기 합류관으로 유동될 수 있도록 출구가 형성된 고정판과, 상기 고정판의 출구가 개폐될 수 있도록 상기 개폐실에 각각 좌우 이동 가능하게 설치된 개폐변과, 상기 개폐변이 상기 고정판의 출구가 열리는 방향으로 이동되도록 상기 개폐실과 토출관을 연결하는 바이패스관과, 상기 개폐변이 상기 고정판의 출구가 닫히는 방향으로 이동되도록 상기 개폐실에 압력을 부여하는 밸브닫힘부로 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 2대의 압축기가 구비된 공기조화시스템의 구성도이다.

본 발명에 따른 2대의 압축기가 구비된 공기조화시스템은 실내 부하조건에 따라 각각 독립적으로 운전시키거나 2대를 동시에 운전시켜 냉매가스를 압축하는 제1, 제2 압축기(31,32)와, 상기 제1, 제2 압축기(31,32)에서 토출된 냉매가스에 포함된 오일을 분리시키는 오일분리기(33)와, 상기 오일분리기(33)를 통과한 냉매가스를 응축시키는 실외열교환기(34)와, 상기 실외열교환기(34)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치(35)와, 상기 팽창장치(35)를 통과한 냉매를 증발시키는 실내열교환기(36)와, 상기 실내열교환기(36)를 통과하여 증발된 냉매를 2개의 분지관을 통해 모아서 다시 상기 제1, 제2 압축기(31,32)로 공급하는 제1, 제2 어큐뮬레이터(37,38)와, 상기 오일분리기(33)에서 분리된 오일을 상기 압축기(31,32)로 다시 유입시키도록 상기 오일분리기(33)와 제1, 제2 어큐뮬레이터(37,38)의 흡입부를 연결시키는 제1, 제2 모세관(39,40)으로 구성된다.상기 실외열교환기(34)는 냉매가스를 응축시키는 역할을 수행하기 때문에 응축기라고 한다.

이와 같이 구성되는 공기조화시스템은 실내 부하조건이 압축기 2대의 운전이 필요할 경우 제1 압축기(31)와 제2 압축기(32)가 동시에 작동하게 되고, 상기 제1, 제2 압축기(31,32)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스는 역류방지 밸브장치(41)를 통해 각각 오일분리기(33)를 통과하여 냉매가스에 포함된 오일이 분리된다.

이후, 오일이 분리된 고온 고압의 냉매가스는 다시 합쳐져서 실외열교환기(34)로 보내지고 실외로 열을 방출하여 고압의 액상 냉매로 응축된 다음, 팽창장치(35)를 지나면서 저온저압의 냉매로 된다.

상기 팽창장치(35)를 통과한 냉매는 실내열교환기(36)를 통과하면서 실내의 열을 흡수하여 기체상태로 증발된 다음, 2개의 분지관을 통해 제1, 제2 어큐뮬레이터(37,38)로 모아지고 상기 제1, 제2 압축기(1,2)로 다시 보내져서 한 사이클이 완료된다.한편, 상기 제1, 제2 압축기(31,32)의 토출측에 각각 제1, 제2 토출관(51,52)의 일단이 연결되어 상기 제1, 제2 압축기(31,32)로부터 토출된 냉매가스를 안내하고, 상기 제1, 제2 토출관(51,52)의 타단이 합류실(50)과 연결되어 상기 제1, 제2 토출관(51,52)이 상기 합류실(50)에서 합류되며, 상기 합류실(50)에는 상기 합류실(50)을 통한 냉매가스를 상기 오일분리기(33)로 안내하는 합류관(53)이 연결된다.특히, 상기 합류실(50)에는 상기 제1, 제2 압축기(31,32) 중 정지되어 있는 압축기로 냉매가스가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 개폐수단(41)이 설치된다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 역류방지용 개폐수단의 구성도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 상세히 나타낸 분해사시도이다.

상기 역류방지용 개폐수단(41)은 상기 합류실(50)에 세로방향으로 복수개 설치되어 제1, 제2 토출관(51,52)의 타단 사이를 차단하는 분리판(63)과, 상기 분리판(63) 사이 공간에 형성되어 상기 제1, 제2 토출관(51,52)의 타단과 각각 연결된 제1, 제2 개폐실(50a,50b)과, 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)에 각각 가로방향으로 설치되어 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)을 각각 상하로 구획하고 상기 분리판(63) 측에 냉매가 상기 합류관(63)으로 유동될 수 있도록 제1, 제2 출구(71,72)가 형성된 제1, 제2 고정판(58,59)과, 상기 제1, 제2 출구(71,72)가 개폐될 수 있도록 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)에 각각 좌우 이동 가능하게 설치된 제1, 제2 개폐변(60,61)과, 상기 제1, 제2 개폐변(60,61)이 상기 제1, 제2 출구(71,72)가 열리는 방향으로 이동되도록 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)과 제1, 제2 토출관(51,52)을 연결하는 제1, 제2 바이패스관(54,55), 상기 제1, 제2 개폐변(60,61)이 상기 제1, 제2 출구(71,72)가 닫히는 방향으로 이동되도록 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)에 압력을 부여하는 밸브닫힘부로 이루어진다.상기 제1, 제2 개폐실(50a, 50b)의 내부에는 상기 제1, 제2 바이패스관(54, 55)을 통해 전달되는 압력이 작용되는 제1, 제2 바이패스 압력공간(73,74)이 형성된다.

그리고, 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)은 전면과 외측면에 각각 1개씩 구멍이 형성되는데, 전면부의 구멍(75a,75b)은 상기 제1, 제2 바이패스관(54,55)이 연결되며 측면부의 구멍(76a,76b)은 상기 밸브닫힘부와 연결된다.

상기 밸브닫힘부는 일단이 상기 합류관(53)과 연결되고 타단이 각각 상기 제1, 제2 개폐실의 측면부 구멍(76a,76b)을 통해 상기 제1, 제2 개폐실(50a,50b)과 연결되는 제1, 제2 압력관(56,57)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 공기조화시스템의 역류방지 밸브장치는 다음과 같이 작동된다.

먼저, 2대의 제1, 제2 압축기(31,32)가 동시에 작동하게 되면 상기 압축기(31,32)로부터 토출된 고압의 냉매가스가 토출관(51,52)으로 유입되고 냉매가스의 압력이 바이패스관(54,55)을 통해 개폐실(50a,50b) 내부로 전달되어 바이패스 압력공간(73,74)쪽으로 개폐변(60,61)이 이동되도록 압력이 작용한다.

이때, 상기 개폐실(50a,50b)의 측면으로는 압력관(56,57)을 통해 상기 바이패스관(54,55)을 통해 전달되는 압력과 반대방향으로 작용되는 상기 합류관(53)의 압력이 전달되어 결국 상기 토출관(51,52)과 합류관(53)의 차압만큼 개폐변(60,61)이 이동하게 되는 데 상기 압축기(31,32)의 작동시에는 토출관(51,52)이 합류관(53)보다 고압이므로 개폐변(60,61)은 바이패스 압력공간(73,74)으로 이동되어 고정판(58,59)의 출구가 개방된다.

한편, 2대중 1대만 운전하기 위해 제1 압축기(31)를 정지시키면 제1 바이패스관(54)을 통해서 작용하는 압력인 제1 토출관(51)의 압력이 제1 압력관(56)을 통해 작용하는 압력인 합류관(53)의 압력보다 낮아져서 제1 개폐변(60)은 분리판(63)쪽으로 이동되어 제1 출구(71)가 자동적으로 닫히게 된다.

결과적으로, 운전중인 제2 압축기(32)에서 압축된 고압의 냉매가스는 정지된 제1 압축기(31)로 유입되지 못한다.

같은 원리에 의해, 제2 압축기(32)가 정지될 경우에도 제2 출구(72)가 자동적으로 닫히게 된다.

상기한 일 실시예에서는 제1, 제2 개폐변(60,61)의 자동개폐를 위해 제1, 제2 바이패스관(54,55)과 제1, 제2 압력관(56,57)을 설치하여 그 차압을 이용한 반면, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1, 제2 토출관(81,82)과 제1, 제2 개폐실(86,87)을 연결하도록 제1, 제2 바이패스관(84,85)이 설치되고, 상기 제1, 제2 개폐실(86,87)의 바깥쪽 측면과 제1, 제2 개폐변(88,89) 사이에 제1, 제2 스프링(90,91)을 삽입하여 상기 바이패스관(84,85)을 통해 전달되는 토출관(81,82)의 압력과 스프링(90,91)의 탄성력과의 차이에 의해 개폐변(88,89)을 개폐시킴으로써 합류관(83)으로 냉매가 토출되는 것을 자동적으로 제어한다.

상기 스프링(90,91)은 일정한 크기의 복원력이 있는 다른 탄성부재로 대체하는 것도 가능하다.

본 발명의 역류방지용 개폐수단은 상기한 2대의 압축기가 구비된 공기조화시스템에 한정되지 않고 복수개의 압축기가 구비된 모든 공기조화시스템에 적용이 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 공기조화시스템은 압축기의 운전상태에 따라 자동적으로 개폐되도록 구성된 역류방지용 개폐수단이 장착되어 정지된 압축기를 통한 냉매의 역류를 방지하므로 성능이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 압축기 내부의 오일이 흡입관으로 역류되는 것을 방지하여 오일 유면 감소로 인한 압축기의 파손을 방지하는 이점도 있다.

또한, 본 발명은 정지한 압축기의 기동시 토출압력과 흡입압력간의 차이를 없애주어 기동실패가 발생되지 않도록 하는 이점도 있다.

Claims

복수개의 압축기와, 상기 복수개의 압축기 토출측에 각각 일단이 연결되어 압축기로부터 토출된 냉매를 이송하는 복수개의 토출관과, 일단이 상기 복수개의 토출관과 모두 연결되고 타단이 응축기와 연결된 합류관과, 상기 합류관과 토출관의 연결부에 장착되어 복수개의 압축기 중 정지되어 있는 압축기로 냉매가 역류되는 것을 방지하는 역류방지용 개폐수단을 포함하는 공기조화시스템에 있어서,

상기 역류방지용 개폐수단은 상기 합류관과 토출관의 연결부에 세로방향으로 복수개 설치되어 각 토출관 사이를 차단하는 분리판과, 상기 분리판 사이 공간에 형성되어 상기 토출관과 각각 연결된 복수개의 개폐실과, 상기 개폐실에 각각 가로방향으로 설치되어 개폐실을 상하로 구획하고 일측에 냉매가 상기 합류관으로 유동될 수 있도록 출구가 형성된 고정판과, 상기 고정판의 출구가 개폐될 수 있도록 상기 개폐실에 각각 좌우 이동 가능하게 설치된 개폐변과, 상기 개폐변이 상기 고정판의 출구가 열리는 방향으로 이동되도록 상기 개폐실과 토출관을 연결하는 바이패스관과, 상기 개폐변이 상기 고정판의 출구가 닫히는 방향으로 이동되도록 상기 개폐실에 압력을 부여하는 밸브닫힘부로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 밸브닫힘부는 상기 합류관과 상기 복수개의 개폐실이 복수개의 압력관으로 연결되어, 상기 압력관 압력과 상기 바이패스관 압력의 차이에 의해 개폐변이 자동적으로 개폐되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브닫힘부는 상기 복수개의 개폐실의 일측에 탄성부재를 각각 설치하여, 상기 탄성부재의 탄성력과 상기 바이패스관 압력의 차이에 의해 개폐변이 자동적으로 개폐되도록 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중에 어느 한 항에 있어서,

상기 압축기 및 토출관이 쌍을 이루어 2쌍이 설치되어 상기 역류방지용 개폐수단을 중심으로 좌우 대칭되게 배치된 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.