KR100563529B1

KR100563529B1 - 유면검출장치를 구비한 압축기

Info

Publication number: KR100563529B1
Application number: KR1020040102029A
Authority: KR
Inventors: 이희술; 김종문; 김성구; 신종진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-03-27

Abstract

본 발명은 유면검출장치를 구비한 압축기에 관한 것으로, 온도 센서를 압축기 케이스 외부에 설치함으로써 센서의 교환이 용이하도록 하는 한편, 최소한의 온도 센서로도 오일의 충분 및 부족을 판단할 수 있도록 한 압축기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 압축기는 케이스 내부의 오일의 유면을 검출하는 유면검출장치를 구비한 압축기 있어서, 확보하고자 하는 유면의 높이와 대응되는 위치에서 케이스 외부에 설치되어 오일 또는 냉매의 온도를 측정하기 위한 유온 센서와, 압축기로부터 토출되는 가스의 온도를 측정하기 위한 토출가스온 센서를 포함하는 유면검출장치를 구비하며, 유온 센서와 냉매토출관상의 토출가스온 센서에서 측정되는 온도를 비교하여 오일의 충족 및 부족을 판별한다.

압축기, 유면 검출 파이프, 온도 센서

Description

유면검출장치를 구비한 압축기{COMPRESSOR HAVING OIL LEVEL SENSING DEVICE}

도 1은 본 발명에 따른 압축기의 유온 센서가 유면 검출 파이프에 설치되는 것을 나타낸 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 유면 검출 파이프를 통하여 유온 센서가 오일 또는 냉매의 온도의 측정하는 원리를 나타낸 설명도.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 2개가 균유관을 통하여 오일의 양을 제어하는 모습을 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 압축기의 유온 센서가 압축기의 케이스 외면에 설치되는 것을 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 압축기 10 : 케이스

11 : 구동기구부 12 : 압축기구부

13 : 구동축 14 : 오일픽업

15 : 급유로 20 :유면 검출 파이프

21 : 균유관 22 : 밸브

30 : 유온 센서 40 : 토출가스온 센서

41 : 냉매토출관 50 : 어큐뮬레이터

51 : 냉매흡입관 60 : 컨트롤러

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도센서를 압축기 케이스 외부에 설치하여 압축기의 케이스 내부에 채워진 오일의 유면을 검출할 수 있는 압축기에 관한 것이다.

냉동장치에 쓰이는 압축기는 밀폐된 케이스로 덮여 있으며, 밀폐된 케이스 내에는 부품의 마모를 방지하기 위한 오일이 들어 있다. 오일은 압축기 내부 부품의 윤활작용을 한 후 그 일부는 압축기로부터 토출되는 냉매와 함께 냉동사이클 내로 유출되어 냉매와 함께 냉동사이클 내를 순환하고 다시 압축기에 흡입되게 된다. 특히, 여러 개의 압축기를 구비한 냉동장치에서는 각 압축기로부터 냉매와 함께 유출되는 오일의 양이 압축기마다 다르고, 각 압축기로 되돌아가는 오일의 양도 다르기 때문에 각 압축기내의 오일량에 차이가 나는 경우가 생긴다.

각 압축기 간의 오일 불균형에 의하여 압축기의 밀폐 케이스내의 오일량이 적어지게 되면, 압축기 내부 부품간의 상대적인 운동에 의해 부품이 마모되고, 압축기의 소음, 진동이 심해져 압축기의 수명을 단축시키게 된다. 그러므로 압축기 내의 오일량이 적정 수준을 유지할 수 있도록 하는 것이 중요하며, 이를 위해 압축기 내에 어느 정도의 오일이 들어있는지를 검출할 수 있는 장치가 필요하게 된다.

이러한 것으로는 일본국 공개특허공보 특개평2001-32772호에 개시된 압축기가 알려져 있다. 이 압축기는 유체를 흡입?압축하여 토출하는 압축기에 있어서, 압축기 케이싱내 윤활유의 온도를 검출하기 위한 유온 센서와, 상기 유체의 온도를 검출하기 위한 유체온 센서와, 상기 유온 센서 및 유체온 센서의 검출 온도로부터 윤활유량을 판정하는 판정 수단으로 구성된다.

제1유온 센서는 케이싱 안에서 유면 위치의 상한에 대응한 위치에 마련되어 있으며, 제2유온 센서는 케이싱 안에서 유면 위치의 하한에 대응한 위치에 마련되어 있다. 상기 제1유온 센서 및 제2유온 센서는 용접에 의하여 케이싱에 장착된 원판상의 베이스와 베이스를 관통한 2개의 전극핀을 구비한 밀봉 단자에 장착되어 있다. 상기 전극핀의 한쪽 끝은 제1유온 센서 및 제2유온 센서가 접속되고, 다른 한쪽은 컨트롤러에 연결된다.

한편, 압축기의 토출관에는 냉매가스의 온도을 검출할 수 있도록 유체온 센서가 장착되어 있으며, 유체온 센서의 한쪽 끝도 컨트롤러에 연결되어 있다.

상기 컨트롤러에는 윤활유의 양을 판정하는 판정 수단이 마련되어 있으며, 판정 수단은 제1유온 센서 및 제2유온 센서와 유체온 센서의 신호에 의하여 윤활유량의 과부족을 판정한다.

이러한 유면검출장치를 구비한 종래의 압축기의 동작을 간단히 설명하면 다 음과 같다.

제1유온 센서는 유면 위치의 상한에 마련되어 있기 때문에 통상은 냉매가스의 온도를 검출하고 있고, 제2유온 센서는 유면 위치의 하한에 마련되어 있으므로 통상은 윤활유의 온도를 검출하고 있다. 그러므로 압축기의 케이싱 안에 적정수준의 윤활유가 존재한다면, 제1유온 센서와 유체온 센서에서 검출되는 온도가 일치하여야 하고, 제2유온 센서와 유체온 센서에서 검출되는 온도가 달라야 한다.

따라서 제1유온 센서의 온도가 유체온 센서의 온도와 일치하지 않는다면 제1유온 센서는 윤활유의 온도를 검출한 것이므로 판정 수단이 윤활유의 과잉을 판정하게 된다. 한편, 제2유온 센서의 온도가 유체온 센서의 온도와 일치한다면, 제2유온 센서는 냉매가스의 온도를 검출한 것이므로 판정 수단이 윤활유의 부족을 판정하게 된다.

그러나 이러한 구성의 종래의 압축기는 유온 센서가 압축기 내부에 삽입되어 있어서 센서의 작동에 문제가 생겼을 때 센서의 교환이 용이하지 않으며, 압축기의 진동으로 인하여 센서가 정확한 온도를 검출하지 못해 센서의 신뢰성에 문제가 생길 가능성이 크다. 또한, 센서를 압축기 내부에 삽입하기 위하여 압축기의 측면 일부를 절단해야 하므로 압축기 케이스 가공상의 불편함도 따르며 센서를 삽입, 고정하기 위한 부품으로 인한 비용상의 문제점도 야기시킨다.

또한 종래의 압축기는 내부의 오일 또는 냉매가스의 온도를 검출하기 위해 적정 유면의 상, 하한면에 각각 온도 센서를 장착하고 있는데, 온도 센서가 고가라 는 점을 고려하면, 역시 비용상의 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 온도 센서를 압축기 외부에 설치함으로써, 센서의 설치구조를 단순화하고 센서의 교환을 용이하게 하는 한편 센서의 신뢰성을 향상시킨 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 최소한의 온도 센서를 통하여 압축기 내의 유면의 높이를 판정할 수 있도록 하여 적은 비용으로도 압축기 오일의 충족 및 부족을 판단할 수 있는 유면검출장치를 구비한 압축기를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축기는 케이스 내부의 오일의 유면을 검출하는 유면검출장치를 구비한 압축기 있어서, 확보하고자 하는 유면의 높이와 대응되는 위치에서 압축기 외부에 설치되어 오일 또는 냉매의 온도를 측정하기 위한 유온 센서와, 압축기로부터 토출되는 가스의 온도를 측정하기 위한 토출가스온 센서를 포함하는 유면검출장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 유온 센서는 유면을 확보하고자 하는 높이에서 케이스 내부와 연통되어 있는 유면 검출 파이프에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유온 센서는 확보하고자 하는 유면과 대응되는 높이에서 압축기 케이스 외면에 설치되어 오일 또는 냉매의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 토출가스온 센서는 압축기로부터 토출되는 냉매가스의 온도를 검출하기 위하여 압축기의 냉매토출관에 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유온 센서와 상기 토출가스온 센서 및 밸브에 연결되어 있는 컨트롤러에 의해 유면이 제어되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 유면 검출 파이프를 이용하는 경우에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 압축기의 유온 센서가 유면 검출 파이프에 설치되는 것을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유면 검출 파이프를 통하여 유온 센서가 오일 또는 냉매의 온도의 측정하는 원리를 나타낸 설명도이다.

압축기(1)는 압축기의 외관을 이루는 밀폐된 케이스(10) 내에 회전력을 발생시키는 구동기구부(11)와 구동축(13)에 의하여 구동기구부(11)에 연결되는 압축기구부(12)를 구비한다. 상기 압축기구부(12)에는 통상적인 냉각장치에서 증발기를 통과한 냉매가 어큐뮬레이터(50)를 통과한 뒤 압축기에 유입되도록 안내하는 냉매흡입관(51)이 연결되어 있다. 또한 압축기의 케이스(10)의 상부에는 압축기구부(12)에서 압축된 냉매가스가 통상적인 냉각장치의 응축기 쪽으로 토출되도록 하는 냉매토출관(41)이 설치된다.

상기 구동축(13)은 오일픽업(14)과 급유로(15)를 구비하고, 상기 압축기구부(12)를 관통하도록 되어 있다. 상기 오일픽업(14)은 구동축(13)의 하단부에 설치되 어 구동축(13)의 회전에 따라 케이스(10)의 바닥부에 저장되어 있는 오일(16)을 퍼올릴 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 급유로(15)는 구동축(13)에 그 축방향을 따라 형성되어 오일픽업(14)이 퍼올린 오일을 압축기의 내부 부품에 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

압축기의 외측면 하부에는 적정 유면을 확보하고자 하는 높이에서 유면 검출 파이프(20)가 압축기 케이스(10) 내부로 연통되며, 유면 검출 파이프(20)의 다른 한쪽 끝은 오일을 이동시켜 적정 유면을 유지할 수 있도록 하기 위한 균유관(21)이 연통되어 있다.

유면 검출 파이프(20)는 확보하고자 하는 적정 유면에 대응하는 높이에서 압축기 내부와 연통되어 있으므로, 압축기 내부의 오일의 양에 따라 유면 검출 파이프(20)에는 오일 또는 냉매가 채워지게 된다. 즉, 오일이 부족한 경우에는 유면이 유면 검출 파이프(20)가 연결된 높이보다 아래에 형성되므로, 유면 검출 파이프(20)에는 냉매가스가 채워지게 되고, 오일이 충분한 경우에는 유면이 유면 검출 파이프(20)가 연결된 부분보다 높이보다 위에 형성되므로, 유면 검출 파이프(20)에는 오일이 채워지게 된다.

유온 센서(30)는 유면 검출 파이프(20)로 유도된 오일 또는 냉매가스의 온도를 측정하기 위하여 상기 유면 검출 파이프(20)에 장착되며, 토출가스온 센서(40)는 압축과정을 거친 후 압축기로부터 토출되는 냉매가스의 온도를 측정하기 위하여 압축기 케이스 상부에서 압축기 내부와 연통되어 있는 냉매토출관(41)에 장착된다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 2개가 균유관을 통하여 오일의 양을 제어하는 모습을 나타낸 구성도이다.

콘트롤러(60)는 상기 유온 센서(30)에서 측정된 온도와 상기 토출가스온 센서(40)에서 측정된 온도를 비교함으로써, 오일의 충족 또는 부족을 판단하게 된다.

판단결과, 압축기 간에 오일 불균형이 존재하는 경우에는 균유관(21)을 통하여 오일을 이동시킴으로써 오일량의 불균형을 해소하기 위한 조치를 취하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 압축기를 연결하는 균유관(21)에는 컨트롤러(60)에 의해 제어되는 밸브(22)가 설치되어 있어서 밸브가 개방되면 오일이 많은 압축기에서 오일이 부족한 압축기로 오일이 이동하여 압축기 간의 오일량을 균형있게 맞출 수 있다. 한편, 2개의 압축기간에 확보하고자 하는 유면의 높이가 다른 경우에는 균유관(21)이 수평을 이루지 않고 상하로 방향성을 가지게 되어 밸브가 열려도 오일이 이동하지 않는 경우가 생길 수 있다. 그러나 이와 같은 경우에는 확보하고자 하는 유면의 높이의 차이에 맞춰 각 압축기의 높낮이를 조정하여 압축기를 설치함으로써 균유관(21)이 수평을 이루도록 하면 된다.

다음은 위와 같은 구성의 본 발명에 따른 유면검출장치의 동작을 설명한다.

압축기(1)는 냉매흡입관(51)으로 흡입된 냉매를 압축한 후 냉매토출관(41)을 통하여 토출하는데, 이 때 오일의 일부도 냉매와 함께 배출되어 냉매와 같이 냉동사이클 내를 순환하고 다시 압축기로 되돌아오게 된다. 특히 여러 개의 압축기가 병렬로 연결되어 있고, 요구 능력에 따라 압축기의 운전 조건을 변화시키기 것이 가능한 경우에는 압축기의 운전 조건에 따라 냉매와 함께 흡입, 토출되는 오일의 양이 서로 달라 각 압축기 내의 오일량이 변화되게 된다.

이러한 경우, 본 발명의 유면검출장치를 구비한 압축기의 유온 센서(30)는 오일의 양에 따라 오일 또는 냉매가스의 온도를 측정하고, 압축기의 냉매토출관(41)에 설치된 토출가스온 센서(40)는 토출되는 냉매가스의 온도를 측정한다.

유면 검출 파이프(20)는 적정 유면을 확보하고자 하는 높이에서 압축기에 연결되어 있으므로 오일이 충분한 경우에는 유온 센서(30)는 오일의 온도를 측정하게 되고 유온 센서(30)에서 측정된 온도는 토출가스온 센서(40)에서 측정된 온도와 다르게 된다. 따라서 유온 센서(30)와 토출가스온 센서(40)에서 측정되는 온도를 비교하여 그 값이 다르면 오일이 충분하다고 판단한다. 오일이 부족한 경우에는 유온 센서(30)가 냉매가스의 온도를 측정하게 되므로 유온 센서(30)에서 측정된 값이 토출가스온 센서(40)에서 측정된 값과 같게 된다. 따라서 유온 센서(30)와 토출가스온 센서(40)에서 측정되는 온도를 비교하여 같은 값을 가지면 오일이 부족하다고 판단한다.

위와 같은 판단과정을 거친 후, 그 결과에 따라 컨트롤러(60)는 밸브(22)를 열어, 오일이 충분한 압축기에서 오일이 부족한 압축기로 오일을 이동시키게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 압축기의 유온 센서가 압축기의 케이스 외면에 설치되는 것을 나타낸 구성도이다. 본 실시예는 유온 센서를 확보하고자 하는 유면과 대응하는 높이에서 바로 압축기 외면에 장착하여 압축기 내부의 오일 또는 냉매의 온도를 측정하는 경우이다. 이와 같은 경우에는 유면 검출 파이프 없이 균유관이 압축기의 케이스 내부와 연통되어 있다는 점이 위에서 설명한 실시예와 차이가 있으나, 그 외의 구성 및 전체적인 동작은 동일하다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 유온 센서가 압축기의 외부에 설치되도록 함으로써, 센서의 교환을 용이하게 하고, 압축기의 진동 등으로 인하여 센서의 신뢰성이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 유온 센서를 압축기 내부에 설치할 때 추가적으로 발생하는 가공비용을 절감하는 한편, 고가의 센서를 최소한으로 사용하여 오일의 충족 및 부족을 판정할 수 있도록 하여 부품 수 및 생산비용을 절감하는 효과가 있다.

Claims

케이스 내부의 오일의 유면을 검출하는 유면검출장치를 구비한 압축기 있어서, 확보하고자 하는 유면의 높이와 대응되는 위치에서 케이스 외부에 설치되어 오일 또는 냉매의 온도를 측정하기 위한 유온 센서와, 압축기로부터 토출되는 가스의 온도를 측정하기 위한 토출가스온 센서를 포함하는 유면검출장치를 구비한 압축기.
제1항에 있어서, 상기 유온 센서는 유면을 확보하고자 하는 높이에서 케이스 내부와 연통되어 있는 유면 검출 파이프에 설치되는 것을 특징으로 하는 유면검출장치를 구비한 압축기.
제1항에 있어서, 상기 유온 센서는 압축기의 케이스 외면에 설치되는 것을 특징으로 하는 유면검출장치를 구비한 압축기
제2항에 있어서, 상기 토출가스온 센서는 압축기의 냉매토출관에 설치되는 것을 특징으로 하는 유면검출장치를 구비한 압축기.
제4항에 있어서, 상기 유온 센서와 토출가스온 센서 및 밸브에 연결되어 있는 컨트롤러에 의해 유면이 제어되는 것을 특징으로 하는 유면검출장치를 구비한 압축기.