KR100414104B1 - Turbo compressor cooling structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원심 압축기 냉각구조에 관한 것으로, 본 발명은 냉동사이클을 구성하는 증발기와 원심 압축기를 연결시키는 냉매관에 연통되도록 결합되어 상기 증발기를 거친 냉매 중 액체 상태와 기체 상태를 분리하여 기체 상태의 냉매만이 원심 압축기의 압축실로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터와, 상기 어큐뮬레이터에 고이는 액체 상태의 냉매를 압력차에 의해 상기 원심 압축기의 고온부로 유입되도록 안내하는 액냉매 안내 연결관을 포함하도록 구성하여 상기 증발기에서 미기화된 액체 상태의 냉매가 원심 압축기내부로 흡입되는 것을 억제함으로써 상기 원심 압축기의 불안정한 운전이나 이상 폭발을 방지하고 또한 고속 운전되는 원심 압축기의 고온부에서 발생되는 열을 원활하게 냉각시킴으로써 부품의 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a centrifugal compressor cooling structure, the present invention is coupled to communicate with the refrigerant pipe connecting the evaporator and the centrifugal compressor constituting the refrigeration cycle is separated from the liquid state and the gas state of the refrigerant passing through the evaporator gaseous state An accumulator for allowing only refrigerant to flow into the compression chamber of the centrifugal compressor, and a liquid refrigerant guide connecting pipe for guiding the liquid refrigerant accumulated in the accumulator into the high temperature portion of the centrifugal compressor by a pressure difference. By preventing the inhalation of micro-vaporized liquid refrigerant into the centrifugal compressor, it prevents unstable operation and abnormal explosion of the centrifugal compressor and smoothly cools the heat generated in the high temperature part of the centrifugal compressor that operates at high speed, thereby preventing damage to components. It is to prevent.
Description
본 발명은 원심 압축기 냉각구조에 관한 것으로, 특히 냉동사이클을 구성하는 원심 압축기가 고속으로 회전하는 과정에서 발생되는 열을 원활하게 냉각시킬 뿐만 아니라 액 냉매의 유입을 방지할 수 있도록 한 원심 압축기 냉각구조에 관한 것이다.The present invention relates to a centrifugal compressor cooling structure, and in particular, a centrifugal compressor cooling structure that not only smoothly cools the heat generated during the high speed rotation of the centrifugal compressor constituting the refrigeration cycle, but also prevents the introduction of liquid refrigerant. It is about.
일반적으로 냉장고나 공기 조화기 등의 냉동 공조기에 장착되는 냉동사이클 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 압축기(10)에 이어 응축기(20)가 냉매관(P)에 의해 연결되고 그 응축기(20)에 이어 팽창수단(30)이 연결되며 그 팽창수단(30)에 이어 증발기(40)가 연결되며 그 증발기(40)는 상기 압축기(10)와 냉매관(P)에 의해 연결되어 폐쇄된 계를 이루게 된다.In general, as shown in FIG. 1, in a refrigeration cycle apparatus mounted in a refrigeration air conditioner such as a refrigerator or an air conditioner, the condenser 20 is connected to the condenser 20 by a refrigerant pipe P, and the condenser ( 20, the expansion means 30 is connected to the expansion means 30, the evaporator 40 is connected to the expansion means 30, the evaporator 40 is connected by the compressor 10 and the refrigerant pipe (P) closed The system is formed.
상기한 바와 같은 냉동사이클 장치는 상기 압축기에 전원이 인가되어 그 압축기(10)가 작동하면서 냉매 등의 작동유체를 압축하여 고온 고압 상태로 토출시키게 되면 그 토출된 고온 고압 상태의 냉매 가스가 상기 응축기(20)를 거치면서 내부의 잠열을 외부로 방출시키면서 응축된다. 상기 응축기(20)를 거치면서 응축된 액체 상태의 냉매는 상기 팽창수단(30)을 거치면서 저온 저압상태로 변화되어 상기 증발기(40)로 유입되며 그 증발기(40)로 유입된 액상의 냉매는 외부의 열을 흡수하면서 기체 상태로 증발된다. 상기 증발기(40)에서 기체 상태로 변화된 저온 저압 상태의 냉매 가스는 상기 압축기(10)로 흡입되며 그 압축기(10)로 흡입된 냉매 가스는 그 압축기(10)에서 고온 고압 상태로 압축되어 상기 응축기(20)측으로 토출되면서 순환 과정을 반복하게 된다.In the refrigeration cycle apparatus as described above, when the power is applied to the compressor and the compressor 10 is operated to compress a working fluid such as a refrigerant and discharge the same in a high temperature and high pressure state, the discharged refrigerant gas in the high temperature and high pressure state is discharged to the condenser. Condensed while releasing the latent heat of the inside while passing through the (20). The refrigerant in the liquid state condensed while passing through the condenser 20 is changed into a low temperature low pressure state through the expansion means 30 and flows into the evaporator 40 and the liquid refrigerant introduced into the evaporator 40 is Evaporates to a gaseous state while absorbing external heat. The refrigerant gas of the low temperature and low pressure state changed to the gas state in the evaporator 40 is sucked into the compressor 10, and the refrigerant gas sucked into the compressor 10 is compressed to a high temperature and high pressure state in the compressor 10 to condense The cycle is repeated while being discharged to the (20) side.
이와 같은 순환 사이클을 반복하는 과정에서 응축기(20)와 증발기(40)에서 발생되는 온기 또는 냉기를 이용하여 음식물을 보관하거나 실내 환경을 쾌적하게 유지시키게 된다.In the process of repeating such a circulation cycle, food is stored or indoors are comfortably maintained by using warm or cold air generated from the condenser 20 and the evaporator 40.
한편, 상기 냉동사이클 장치를 구성하는 압축기(10)는 가스를 압축하는 방식에 따라 여러 형태로 이루어진다.On the other hand, the compressor 10 constituting the refrigeration cycle device is made in various forms depending on the manner in which the gas is compressed.
도 2는 상기 냉동사이클 장치를 구성하는 압축기(10)의 일예로 원심 압축기(일명, 터보 압축기라고도 함)를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 원심 압축기(60)는 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기(61)의 내부 가운데 모터(M)가 장착되는 모터실(C)이 구비되고 그 모터실(C)의 양측에 제1,2 압축실(C1)(C2)이 각각 구비된다.2 illustrates a centrifugal compressor (also referred to as a turbo compressor) as an example of the compressor 10 constituting the refrigeration cycle device. As shown in FIG. 2, the centrifugal compressor 60 may provide a predetermined internal space. The motor chamber C in which the motor M is mounted is provided in the inside of the sealed container 61 which has, and the 1st, 2nd compression chamber C1, C2 is provided in the both sides of the motor chamber C, respectively.
그리고 상기 밀폐용기(61)의 모터실(C)에 모터(M)가 장착되고 그 모터(M)에 회전축(62)이 관통 압입되어 그 회전축(62)의 양단이 상기 밀폐용기(61)의 제1,2 압축실(C1)(C2)에 각각 위치하게 되며 상기 제1 압축실(C1)에 위치하는 회전축(62)의 단부에 제1 임펠러(63)가 결합되고 상기 제2 압축실(C2)에 위치하는 회전축(62)의 단부에 제2 임펠러(64)가 결합된다.Then, the motor (M) is mounted in the motor chamber (C) of the hermetic container (61), and the rotary shaft (62) penetrates through the motor (M) so that both ends of the rotary shaft (62) of the hermetic container (61). Located in the first and second compression chambers (C1) (C2), respectively, the first impeller (63) is coupled to the end of the rotating shaft (62) located in the first compression chamber (C1) and the second compression chamber ( The second impeller 64 is coupled to an end of the rotation shaft 62 positioned at C2).
그리고 냉동사이클을 구성하는 증발기(40)에서 증발 과정을 거친 저온 저압의 냉매가 상기 제1 압축실(C1)로 유입되도록 안내하는 흡입관(P1)이 상기 제1 압축실(C1)과 연통되도록 상기 밀폐용기(61)에 결합되고 상기 제1 압축실(C1)에서 1단 압축된 냉매가스가 제2 압축실(C2)로 유입되도록 상기 제1,2 압축실(C1)(C2)을 연통시키는 연통 유로(65)가 구비되고 상기 제2 압축실(C2)에서 2단 압축된 냉매 가스가 냉동사이클을 구성하는 응축기(20)측으로 토출되도록 안내하는 토출관(P2)이 상기 제2 압축실(C2)과 연통되도록 상기 밀폐용기(61)에 결합된다.In addition, the suction pipe (P1) for guiding the low-temperature low-pressure refrigerant passed through the evaporation process in the evaporator 40 constituting the refrigeration cycle into the first compression chamber (C1) communicates with the first compression chamber (C1). The first and second compression chambers C1 and C2 communicate with each other so that the refrigerant gas, which is coupled to the sealed container 61 and compressed in the first compression chamber C1, is introduced into the second compression chamber C2. A communication pipe 65 is provided, and the discharge pipe P2 for guiding the refrigerant gas compressed in the second stage in the second compression chamber C2 to the condenser 20 constituting the refrigerating cycle is provided in the second compression chamber ( It is coupled to the closed container 61 so as to communicate with C2).
상기한 바와 같은 원심 압축기는 전원이 인가되어 모터(M)가 회전하게 되면 그 회전력이 회전축(62)을 통해 제1,2 임펠러(63)(64)에 각각 전달되어 그 제1,2 임펠러(63)(64)가 제1,2 압축실(C1)(C2)에서 각각 회전하게 된다. 상기 제1,2 임펠러(63)(64)가 제1,2 압축실(C1)(C2)에서 각각 회전하게 됨에 따라 상기 증발기(40)를 거친 저온 저압 상태의 냉매가 흡입관(P1)을 통해 제1 압축실(C1)에서 1단 압축되고 그 제1 압축실(C1)에서 1단 압축된 냉매는 연통 유로(65)를 통해 제2 압축실(C2)로 유입되어 그 제2 압축실(C2)에서 2단 압축된다. 상기 제2 압축실(C2)에서 압축된 고온 고압 상태의 냉매 가스는 토출관(P2)을 통해 상기 응축기(20)로 토출된다.In the centrifugal compressor as described above, when the power is applied and the motor M rotates, the rotational force is transmitted to the first and second impellers 63 and 64 through the rotation shaft 62, respectively, so that the first and second impellers ( 63 and 64 are rotated in the first and second compression chambers C1 and C2, respectively. As the first and second impellers 63 and 64 rotate in the first and second compression chambers C1 and C2, respectively, the refrigerant having a low temperature and low pressure passing through the evaporator 40 passes through the suction pipe P1. The refrigerant compressed in the first stage in the first compression chamber C1 and compressed in the first stage in the first compression chamber C1 flows into the second compression chamber C2 through the communication flow path 65 to form the second compression chamber ( Compressed in two stages C2). The refrigerant gas in the high temperature and high pressure state compressed in the second compression chamber C2 is discharged to the condenser 20 through the discharge pipe P2.
한편, 상기한 바와 같은 원심 압축기는 냉동 공조기에 장착되는 냉동사이클 장치를 구성하게 되므로 그 크기가 작게 구현되어야 하며 그 크기가 작게 구현됨에 따라 제1,2 임펠러(63)(64)의 크기가 작게 되어 일정 이상의 압축력을 발생시키기 위해서는 상대적으로 모터(M)의 회전수가 고속으로 운전되어야 한다.On the other hand, since the centrifugal compressor as described above constitutes a refrigeration cycle device mounted in the refrigeration air conditioner, the size of the first and second impellers 63 and 64 is small as the size of the centrifugal compressor is implemented to be small. In order to generate a predetermined compression force, the rotation speed of the motor M should be relatively high.
그러나 상기한 바와 같은 원심 압축기는 제1,2 압축실(C1)(C2)에 각각 위치하는 제1,2 임펠러(63)(64)를 고속으로 회전시키기 위하여 상기 모터(M)가 고속 회전하게 됨에 따라 그 모터(M)에서 고온의 열이 발생하게 되며 그 모터(M)에서 발생되는 고온의 열에 의해 모터(M)의 온도가 급격히 상승하여 그 모터(M)를 구성하는 코일 등의 부품 파손을 유발시키게 될 뿐만 아니라 모터(M)의 효율을 저하시키게 된다. 아울러 상기 제1,2 임펠러(63)(64)가 고속으로 회전하게 됨에 따라 그 회전축(62) 및 제1,2 임펠러(63)(64)를 지지하는 축방향 및 반경방향 지지수단에서 고온의 열이 발생된다.However, the centrifugal compressor as described above allows the motor M to rotate at high speed in order to rotate the first and second impellers 63 and 64 located in the first and second compression chambers C1 and C2, respectively. As a result, high temperature heat is generated in the motor M, and the temperature of the motor M is rapidly increased by the high temperature heat generated in the motor M, and parts such as coils constituting the motor M are damaged. In addition to causing a decrease in the efficiency of the motor (M). In addition, as the first and second impellers 63 and 64 are rotated at a high speed, high temperatures are provided in the axial and radial support means for supporting the rotating shaft 62 and the first and second impellers 63 and 64. Heat is generated.
한편, 상기 원심 압축기는 증발기(40)를 거친 냉매가 바로 압축실(C1)(C2)로 흡입하게 되므로 만일 상기 증발기(40)에서 미증발된 액체 상태의 냉매가 압축실(C1)(C2)로 흡입될 경우 운전이 불안정되거나 이상 폭발 현상이 발생되어 압축기의 압축기구부에 대한 손상을 유발시키게 되는 문제점이 있다.In the centrifugal compressor, the refrigerant passing through the evaporator 40 is directly sucked into the compression chamber C1 (C2), so if the refrigerant in the liquid state that is not evaporated in the evaporator 40 is compressed in the compression chamber C1 (C2). In case of suction, the operation is unstable or an abnormal explosion occurs, which causes damage to the compression mechanism of the compressor.
상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 냉동사이클을 구성하는 원심 압축기가 고속으로 회전하는 과정에서 발생되는 열을 원활하게 냉각시킬 뿐만 아니라 액 냉매의 유입을 방지할 수 있도록 한 원심 압축기 냉각구조를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above-mentioned point is a centrifugal pump which not only smoothly cools the heat generated during the high speed rotation of the centrifugal compressor constituting the refrigeration cycle but also prevents the inflow of liquid refrigerant. To provide a compressor cooling structure.
도 1은 일반적인 냉동사이클을 도시한 배관도,1 is a piping diagram showing a typical refrigeration cycle,
도 2는 상기 냉동사이클을 구성하는 압축기의 일예를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing an example of a compressor constituting the refrigeration cycle,
도 3은 본 발명의 원심 압축기 냉가구조가 구비된 냉동사이클의 배관도,3 is a piping diagram of a refrigeration cycle equipped with a centrifugal compressor cooling structure of the present invention;
도 4는 본 발명의 원심 압축기 냉각구조를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a centrifugal compressor cooling structure of the present invention;
도 5는 본 발명의 원심 압축기 냉각구조에서 압력차를 유발을 나타낸 사이클 선도.5 is a cycle diagram showing the pressure difference in the centrifugal compressor cooling structure of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
40 ; 증발기 60 ; 원심 압축기40; Evaporator 60; Centrifugal compressor
70 ; 어큐뮬레이터 80 ; 액냉매 안내 연결관70; Accumulator 80; Liquid refrigerant guide connector
90 ; 보조 안내유로 C ; 모터실90; Auxiliary guide channel C; Motor room
C1,C2 ; 압축실 M ; 모터C1, C2; Compression chamber M; motor
P ; 냉매관P; Refrigerant tube
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 밀폐용기와; 상기 밀폐용기 내에 설치되는 모터실과; 상기 모터실의 양측에 각각 설치되는 제 1 및 제 2압축실과; 상기 모터실 내에 설치되는 모터와; 상기 제 1 및 제 2압축실에 각각 설치되어 상기 모터에 의해 구동되는 제 1 및 제 2임펠러와; 상기 제 1압축실과 제 2압축실을 연결하는 연통 유로와; 상기 제 1압축실을 증발기에 연결하는 흡입관과; 상기 제 2압축실을 응축기에 연결하는 토출관과; 상기 흡입관의 도중에 설치되는 어큐뮬레이터를; 구비하여 구성되는 원심 압축기에 있어서, 액체 상태의 냉매가 고이는 상기 어큐뮬레이터의 하부와 상기 모터실의 하부를 연결하여 어큐뮬레이터에 고인 액체 상태의 냉매가 모터실로 유입되도록 하는 액냉매 안내 연결관과; 상기 모터실의 상부와 흡입관을 연결하여 모터실로 유입된 액체 상태의 냉매가 모터를 냉각시키면서 증발한 기체 상태의 냉매가 흡입관으로 유입되도록 하는 보조 안내유로를; 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 원심 압축기의 냉각장치가 제공된다.An airtight container for achieving the object of the present invention as described above; A motor chamber installed in the sealed container; First and second compression chambers respectively provided at both sides of the motor chamber; A motor installed in the motor chamber; First and second impellers respectively installed in the first and second compression chambers and driven by the motor; A communication passage connecting the first compression chamber and the second compression chamber; A suction pipe connecting the first compression chamber to an evaporator; A discharge tube connecting the second compression chamber to a condenser; An accumulator installed in the middle of the suction pipe; A centrifugal compressor comprising: a liquid refrigerant guide connecting pipe connecting a lower portion of the accumulator where the liquid refrigerant accumulates and a lower portion of the motor compartment to allow the liquid refrigerant accumulated in the accumulator to flow into the motor chamber; An auxiliary guide passage connecting the upper part of the motor chamber and the suction pipe so that the liquid refrigerant flowing into the motor chamber cools the motor and the vaporized gas refrigerant flows into the suction tube; It is provided with a cooling device of the centrifugal compressor, characterized in that further comprises.
이하, 본 발명의 원심 압축기 냉각구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the centrifugal compressor cooling structure of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3, 4는 본 발명의 원심 압축기 냉각구조가 구비된 냉동사이클 장치 및 원심 압축기를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 냉동사이클 장치는 먼저 원심 압축기(60)에 이어 냉매관(P)에 의해 응축기(20)가 연결되고 그 응축기(20)에 이어 팽창수단(30)이 연결되며 그 팽창수단(30)에 이어 증발기(40)가 연결되고 그 증발기(40)는 냉매관(P)에 의해 상기 원심 압축기(60)와 연결되며 그 증발기(40)와 원심 압축기를 연결하는 냉매관(P)에 상기 증발기(40)를 거쳐 원심 압축기(60)의 압축부로 유입되는 냉매 중 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터(70)가 결합된다.3 and 4 illustrate a refrigeration cycle apparatus and a centrifugal compressor equipped with a centrifugal compressor cooling structure according to the present invention. First, the refrigeration cycle apparatus includes a centrifugal compressor 60 followed by a refrigerant pipe (P). The condenser 20 is connected to the condenser 20, the expansion means 30 is connected to the condenser 20, and the evaporator 40 is connected to the expansion means 30, and the evaporator 40 is a refrigerant pipe P. Liquid refrigerant in the refrigerant flowing into the compression unit of the centrifugal compressor 60 through the evaporator 40 to the refrigerant pipe (P) connected to the centrifugal compressor 60 and connecting the evaporator 40 and the centrifugal compressor by An accumulator 70 for separating the is coupled.
상기 원심 압축기(60)는 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기(61)의 내부 가운데 모터(M)가 장착되는 모터실(C)이 구비되고 그 모터실(C)의 양측에 제1,2 압축실(C1)(C2)이 각각 구비되며 그 모터실(C)에 모터(M)가 장착된다. 상기 모터실(C)에 장착되는 모터(M)에 소정의 길이를 갖는 회전축(62)이 관통 압입되어 그 회전축(62)의 양단이 상기 밀폐용기(61)의 제1,2 압축실(C1)(C2)에 각각 위치하게 된다.The centrifugal compressor (60) is provided with a motor chamber (C) in which a motor (M) is mounted in the center of an airtight container (61) having a predetermined internal space, and first and second compressions are provided at both sides of the motor chamber (C). The chambers C1 and C2 are provided, respectively, and the motor M is mounted in the motor chamber C. The rotary shaft 62 having a predetermined length is penetrated into the motor M mounted on the motor chamber C so that both ends of the rotary shaft 62 are first and second compression chambers C1 of the hermetic container 61. C2 will be positioned respectively.
상기 제1 압축실(C1)에 위치하는 회전축(62)의 단부에 제1 임펠러(63)가 결합되고 상기 제2 압축실(C2)에 위치하는 회전축(62)의 단부에 제2 임펠러(64)가 결합된다.The first impeller 63 is coupled to the end of the rotation shaft 62 located in the first compression chamber C1 and the second impeller 64 is connected to the end of the rotation shaft 62 located in the second compression chamber C2. ) Are combined.
그리고 냉동사이클을 구성하는 증발기(40)에서 증발 과정을 거친 저온 저압의 냉매가 압축부, 즉 상기 제1 압축실(C1)로 유입되도록 안내하는 흡입관(P1)이 상기 제1 압축실(C1)과 연통되도록 상기 밀폐용기(61)에 결합되고 상기 제1 압축실(C1)에서 1단 압축된 냉매가스가 제2 압축실(C2)로 유입되도록 상기 제1,2 압축실(C1)(C2)을 연통시키는 연통 유로(65)가 구비되고 상기 제2 압축실(C2)에서 2단 압축된 냉매 가스가 냉동사이클을 구성하는 응축기(20)측으로 토출되도록 안내하는 토출관(P2)이 상기 제2 압축실(C2)과 연통되도록 상기 밀폐용기(61)에 결합된다.In addition, the first compression chamber C1 includes a suction pipe P1 for guiding the low temperature low pressure refrigerant, which has undergone the evaporation process, from the evaporator 40 constituting the refrigeration cycle to enter the compression unit, that is, the first compression chamber C1. The first and second compression chambers C1 and C2 are coupled to the sealed container 61 so as to be in communication with each other, and the refrigerant gas compressed in the first stage from the first compression chamber C1 flows into the second compression chamber C2. Is provided with a communication flow passage 65 for communicating the discharge passage P2 for guiding the refrigerant gas compressed in the second compression chamber C2 to the condenser 20 constituting the refrigerating cycle. 2 is coupled to the sealed container 61 so as to communicate with the compression chamber (C2).
그리고 상기 어큐뮬레이터(70) 내부에 고이는 액체 상태의 냉매가 상기 원심 압축기(60)의 고온부로 유입되도록 안내하는 액냉매 안내 연결관(80)이 상기 어큐뮬레이터(70)와 원심 압축기(60)의 고온부를 연통시키게 된다.In addition, the liquid refrigerant guide connecting pipe 80 for guiding the liquid refrigerant accumulated in the accumulator 70 to flow into the high temperature part of the centrifugal compressor 60 may include a high temperature part of the accumulator 70 and the centrifugal compressor 60. Communicated.
상기 원심 압축기(60)의 고온부는 고속의 회전력을 발생시키는 모터부이다. 즉, 상기 액냉매 안내 연결관(80)의 일측은 상기 어큐뮬레이터(70)의 하단측에 연통되도록 결합되고 그 액냉매 안내 연결관(80)의 타측은 상기 모터(M)가 장착되는 모터실(C)과 연통되도록 상기 밀폐용기(61)에 결합된다.The high temperature portion of the centrifugal compressor 60 is a motor portion that generates a high speed rotational force. That is, one side of the liquid refrigerant guide connecting pipe 80 is coupled to communicate with the lower end side of the accumulator 70 and the other side of the liquid refrigerant guide connecting pipe 80 is the motor chamber in which the motor (M) ( It is coupled to the closed container 61 so as to communicate with C).
상기 어큐뮬레이터(70)에 고이는 액냉매가 상기 액냉매 안내 연결관(80)을 통해 상기 원심 압축기의 모터실(C)에 장착되는 모터(M)를 냉각한 후 기화된 기체 상태의 냉매 가스가 원심 압축기의 제1 압축실(C1)로 유입되도록 보조 안내유로(90)가 구비된다. 상기 보조 안내유로(90)는 상기 모터실(C)과 흡입관(P1)을 연통시키는 관으로 이루어진다.After the liquid refrigerant that accumulates in the accumulator 70 cools the motor M mounted in the motor chamber C of the centrifugal compressor through the liquid refrigerant guide connection pipe 80, the refrigerant gas in the vaporized gas state is centrifuged. An auxiliary guide passage 90 is provided to flow into the first compression chamber C1 of the compressor. The auxiliary guide flow path 90 is made of a pipe for communicating the motor chamber (C) and the suction pipe (P1).
본 발명의 다른 실시예로 상기 액냉매 안내 연결관(80)이 연결되는 상기 원심 압축기의 고온부가 제1 압축실(C1) 또는 제2 압축실(C2)이 된다. 즉, 상기 제1 압축실(C1) 또는 제2 압축실(C2)의 둘레로 순환 유로가 형성되고 그 순환 유로로 상기 어큐뮬레이터(70)에 고인 액냉매가 유동하도록 상기 액냉매 안내 연결관(80)의 일측이 상기 어큐뮬레이터(70)의 하측에 연통되고 그 액냉매 안내 연결관(80)의 타측이 상기 순환 유로와 연통되도록 연결된다.In another embodiment of the present invention, the high temperature part of the centrifugal compressor to which the liquid refrigerant guide connecting pipe 80 is connected becomes a first compression chamber C1 or a second compression chamber C2. That is, a circulating flow path is formed around the first compression chamber C1 or the second compression chamber C2, and the liquid refrigerant guide connecting pipe 80 allows liquid refrigerant accumulated in the accumulator 70 to flow in the circulation passage. One side of the) is connected to the lower side of the accumulator 70 and the other side of the liquid refrigerant guide connecting pipe 80 is connected to communicate with the circulation flow path.
이하, 본 발명의 원심 압축기 냉각구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effect of the centrifugal compressor cooling structure of the present invention will be described.
먼저 상기 원심 압축기에 전원이 인가되면 그 원심 압축기(60)의 모터(M)가 작동하면서 회전력을 발생시키게 되며 그 모터(M)의 회전력이 회전축(62)을 통해 제1,2 임펠러(63)(64)에 각각 전달되어 그 제1,2 임펠러(63)(64)가 제1,2 압축실(C1)(C2)에서 각각 회전하게 된다. 상기 제1,2 임펠러(63)(64)가 제1,2 압축실(C1)(C2)에서 각각 회전하게 됨에 따라 상기 증발기(40)를 거친 저온 저압 상태의 냉매가 흡입관(P1)을 통해 제1 압축실(C1)에서 1단 압축되고 그 제1 압축실(C1)에서 1단 압축된 냉매는 연통 유로(65)를 통해 제2 압축실(C2)로 유입되어 그 제2 압축실(C2)에서 2단 압축된다.First, when power is applied to the centrifugal compressor, the motor M of the centrifugal compressor 60 operates to generate rotational force, and the rotational force of the motor M is transmitted through the rotation shaft 62 to the first and second impellers 63. Each of the first and second impellers 63 and 64 is rotated in the first and second compression chambers C1 and C2, respectively. As the first and second impellers 63 and 64 rotate in the first and second compression chambers C1 and C2, respectively, the refrigerant having a low temperature and low pressure passing through the evaporator 40 passes through the suction pipe P1. The refrigerant compressed in the first stage in the first compression chamber C1 and compressed in the first stage in the first compression chamber C1 flows into the second compression chamber C2 through the communication flow path 65 to form the second compression chamber ( Compressed in two stages C2).
상기 원심 압축기(60)의 제2 압축실(C2)에서 2단 압축된 고온 고압 상태의 냉매 가스는 토출관(P2)을 통해 상기 응축기(20)로 토출되며 그 응축기(20)로 토출된 고온 고압의 냉매 가스는 그 응축기(20)를 거치면서 내부의 잠열을 외부로 방축시키면서 응축된다.The high temperature and high pressure refrigerant gas compressed in the second compression chamber C2 of the centrifugal compressor 60 is discharged to the condenser 20 through a discharge pipe P2 and discharged to the condenser 20. The high-pressure refrigerant gas condenses while passing through the condenser 20 while discharging the latent heat to the outside.
상기 응축기(20)를 거치면서 응축된 액체 상태의 냉매는 상기 팽창수단(30)을 거치면서 저온 저압상태로 변화되어 상기 증발기(40)로 유입되며 그 증발기(40)로 유입된 액상의 냉매는 외부의 열을 흡수하면서 기체 상태로 증발된다. 상기 증발기(40)에서 기체 상태로 변화된 저온 저압 상태의 냉매 가스는 상기 어큐뮬레이터(70)를 거쳐 상기 원심 압축기의 제1 압축실(C1)로 흡입되어 압축된다.The refrigerant in the liquid state condensed while passing through the condenser 20 is changed into a low temperature low pressure state through the expansion means 30 and flows into the evaporator 40 and the liquid refrigerant introduced into the evaporator 40 is Evaporates to a gaseous state while absorbing external heat. The refrigerant gas of the low temperature and low pressure state changed into the gas state in the evaporator 40 is sucked into the first compression chamber C1 of the centrifugal compressor through the accumulator 70 and compressed.
한편, 상기 증발기(40)에서 액체 상태의 냉매가 미증발되어 기체 상태와 액체 상태가 혼합된 상태로 냉매가 증발기(40)를 빠져나갈 경우 그 액 냉매는 상기 어큐뮬레이터(70)를 거치면서 액 냉매는 어큐뮬레이터(70)에 고이게 되고 기체 상태의 냉매만이 원심 압축기(60)로 흡입된다. 그리고 상기 어큐뮬레이터(70)에 고이는 저온 저압 상태의 액 냉매는 기화되면서 원심 압축기(60)로 흡입되고 그 어큐뮬레이터(70)에 고인 저온 저압 상태의 액 냉매의 일부는 압력차에 의해 액냉매 안내 연결관(80)을 통해 원심 압축기(60)의 고압부, 즉 모터실(C)로 공급되며 그 모터실(C)로 공급된 액 냉매는 모터(M)를 냉각시키면서 기화된다. 도 5는 증발측과 압축기 흡입측의 압력차 발생을 나타낸 사이클 선도이다.Meanwhile, when the refrigerant in the liquid state is not evaporated in the evaporator 40 and the refrigerant exits the evaporator 40 while the gas state and the liquid state are mixed, the liquid refrigerant passes through the accumulator 70 and the liquid refrigerant. Is accumulated in the accumulator 70 and only the gaseous refrigerant is sucked into the centrifugal compressor 60. The liquid refrigerant in the low temperature and low pressure state accumulated in the accumulator 70 is sucked into the centrifugal compressor 60 while being vaporized, and a part of the liquid refrigerant in the low temperature and low pressure state accumulated in the accumulator 70 is connected to the liquid refrigerant guide pipe by a pressure difference. The liquid refrigerant supplied to the high pressure part of the centrifugal compressor 60, that is, the motor chamber C, through the 80 is supplied to the motor chamber C, and is vaporized while cooling the motor M. As shown in FIG. 5 is a cycle diagram showing generation of pressure differences between the evaporation side and the compressor suction side.
상기 모터(M)를 냉각시킨 기화된 냉매 가스는 보조 안내유로(90)를 통해 제1 압축실(C1)로 흡입되어 압축된다.The vaporized refrigerant gas cooling the motor M is sucked into the first compression chamber C1 through the auxiliary guide passage 90 and compressed.
본 발명은 냉동사이클의 증발기(40)를 거친 냉매가 미증발될 경우 그 미증발된 액체 상태의 냉매를 이용하여 고속 운전하게 되는 원심 압축기(60)의 고온부를 냉각시키게 되므로 액체 상태의 냉매가 원심 압축기의 압축실(C1)(C2)로 유입되는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 고온부의 과열을 방지하게 된다.In the present invention, when the refrigerant passing through the evaporator 40 of the refrigeration cycle is not evaporated, the refrigerant in the liquid state is centrifugal because the high temperature portion of the centrifugal compressor 60 which is operated at high speed by using the unevaporated liquid refrigerant is cooled. Not only is it prevented from entering the compression chambers C1 and C2 of the compressor, but it is also prevented from overheating the high temperature part.
즉, 상기 원심 압축기(60)가 고속 운전됨에 따라 그 원심 압축기(60)를 구성하는 모터(M) 및 압축기구부에서 발생되는 열을 냉각시키게 됨으로써 모터(M) 및 압축기구부의 파손을 방지하게 된다.That is, as the centrifugal compressor 60 is operated at high speed, the motor M and the compressor mechanism portion constituting the centrifugal compressor 60 are cooled, thereby preventing damage to the motor M and the compressor mechanism portion. .
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 원심 압축기 냉각구조는 원심 압축기내부로 미기화된 액체 상태의 냉매 유입을 억제하게 됨으로써 상기 원심 압축기의 불안정한 운전이나 이상 폭발을 방지하고 또한 고속 운전되는 원심 압축기의 고온부에서 발생되는 열을 원활하게 냉각시키게 됨으로써 부품의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the centrifugal compressor cooling structure according to the present invention prevents unstable operation or abnormal explosion of the centrifugal compressor and prevents high-speed operation of the centrifugal compressor. By smoothly cooling the heat generated in the high temperature portion there is an effect that can prevent the damage to the components to increase the reliability of the compressor.
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| KR102002122B1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-07-19 | 엘지전자 주식회사 | Booster and refrigerating cycle device |
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2001
- 2001-08-17 KR KR10-2001-0049572A patent/KR100414104B1/en not_active IP Right Cessation
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