KR100690670B1 - 오일온도조절기능을 구비한 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오일온도조절기능을 구비한 압축기에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 오일이 저장되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부와; 일 측은 상기 압축부의 토출측에서 분기되고 타 측은 상기 케이싱의 내부의 오일과 접촉되게 상기 케이싱의 내부를 경유하여 응축기의 하류 측에 연결되는 고온냉매유로를 구비하여 상기 케이싱의 내부의 오일을 가열하는 오일가열부와; 일 측은 팽창장치의 하류 측에 연결되고 타 측은 상기 케이싱의 내부의 오일과 접촉되게 상기 케이싱의 내부를 경유하여 상기 케이싱의 외부에서 상기 케이싱과 연결되는 저온냉매유로를 구비하여 상기 케이싱의 내부의 오일을 냉각시키는 오일냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 오일의 과도한 온도 변화에 기인한 윤활불량을 억제할 수 있는 오일온도조절기능을 구비한 압축기가 제공된다.

Description

오일온도조절기능을 구비한 압축기{COMPRESSOR WITH OIL TEMPERATURE CONTROL FUNCTION}
도 1은 종래의 압축기를 구비한 냉동사이클 구성도,
도 2는 도 1의 압축기의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일온도조절기능을 구비한 압축기가 적용된 냉동사이클 구성도,
도 4는 도 3의 제어블록도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일온도조절기능을 구비한 압축기가 적용된 냉동사이클 구성도,
도 6은 도 5의 가열유니트의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
131 : 실외열교환기 141 : 실내열교환기
143 : 실내팽창장치 151 : 압축기
152 : 케이싱 155 : 압축부
157 : 전동모터부 159 : 오일저장부
171 : 오일가열부 176 : 가열유니트
181 : 고온냉매유로 185 : 고온유로개폐밸브
187 : 온도검출센서 191 : 제어부
201 : 오일냉각부 206 : 냉각유니트
211 : 저온냉매유로 215 : 저온유로개폐밸브
본 발명은, 오일온도조절기능을 구비한 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 오일의 과도한 온도 변화에 기인한 윤활불량을 억제할 수 있도록 한 오일온도조절기능을 구비한 압축기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 압축기를 구비한 냉동사이클 구성도이고, 도 2는 도 1의 압축기의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 증기압축식 냉동사이클은, 냉매를 압축하는 압축기(111)와, 냉매가 방열을 통해 응축되는 실외열교환기(131)와, 냉매가 실내공기와 열교환되면서 냉방 또는 난방 작용을 수행하는 실내열교환기(141)를 포함하여 구성되어 있다.
압축기(111)의 흡입측에는 기체상태의 냉매를 흡입할 수 있도록 어큐뮬레이터(125)가 상호 연통되게 연결되어 있으며, 압축기(111)의 토출측에는 냉매의 유로를 절환할 수 있도록 유로절환밸브(121)가 설치되어 있다.
냉매의 유동방향을 따라 실외열교환기(131)의 일측에는 체크밸브(135) 및 실외팽창장치(136)가 구비되어 있으며, 실외열교환기(131)의 일측에는 냉매의 열교환이 촉진될 수 있도록 냉각팬(132)이 구비되어 있다. 냉매의 유동방향을 따라 실내 열교환기(141)의 일측에는 냉매가 감압팽창될 수 있도록 실내팽창장치(143)가 설치되어 있으며, 실내열교환기(141)의 일측에는 열교환된 실내공기를 송풍할 수 있도록 송풍팬(145)이 설치되어 있다.
압축기(111)는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(112)과, 케이싱(112)의 내부에 수용 설치되어 냉매를 압축하는 압축부(115)와, 케이싱(112)의 내부에 압축부(115)의 일측에 설치되어 압축부(115)에 구동력을 제공하는 전동모터부(117)를 구비하고 있다. 케이싱(112)의 내부 하부영역에는 구동부품의 윤활 및 냉각기능을 수행하는 오일(120)이 수용 저장될 수 있도록 오일저장부(119)가 형성되어 있다.
한편, 운전 시 외기 온도 및/또는 부하의 변동 등이 발생되면 냉매 및 오일(120)의 온도 변화가 발생된다. 오일(120)의 온도 변화가 발생되면 오일(120)의 점도가 변화하게 되며, 오일(120)의 온도가 과도하게 상승되는 경우 오일(120)의 점도가 낮아지게 되어 충분한 윤활기능 및 냉각기능을 수행하지 못하게 되고, 오일(120)의 온도가 과도하게 저하되면 점도의 증가 및 층분리 현상 등에 따른 펌핑불량 및 윤활불량이 발생하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 압축기에 있어서는, 압축기(111)의 내부에 수용된 오일(120)의 온도를 조절할 수 있는 수단이 구비되어 있지 아니하여 외기의 온도의 변화 및/또는 부하 조건의 변동이 발생되어 오일(120)의 온도가 과도하게 상승되거나 저하되는 경우, 오일(120)의 점성 변화에 기인한 냉각 및/또는 윤활불량이 발생된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 오일의 과도한 온도 변화에 기인한 윤활불량을 억제할 수 있는 오일온도조절기능을 구비한 압축기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 오일이 저장되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부와; 상기 케이싱의 내부에 수용되어 상기 압축부에 구동력을 제공하는 전동모터부와; 상기 케이싱의 내부에 상기 오일을 가열할 수 있도록 배치되는 오일가열부와; 상기 케이싱의 내부에 상기 오일을 냉각시킬 수 있도록 배치되는 오일냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 오일냉각부는, 상기 케이싱의 내부에 오일과 열교환가능하게 배치되는 냉각유니트와, 일측은 난방 시 냉매의 유동방향을 따라 팽창장치의 하류측에 연결되고 타측은 상기 냉각유니트를 경유하여 상기 압축부의 흡입측에 연결되는 저온냉매유로를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 저온냉매유로는 상기 케이싱의 내부 압력이 상대적으로 낮은 영역과 상호 연통되게 연결되는 것이 효과적이다.
상기 오일가열부는, 상기 케이싱의 내부에 오일과 열교환가능하게 배치되는 가열유니트와, 일측은 난방 시 냉매의 유동방향을 따라 상기 압축부의 토출측에 연결되고 타측은 상기 가열유니트를 경유하여 실내열교환기의 하류측에 연결되는 고온냉매유로를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가열유니트 및 상기 냉각유니트는 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 냉 매유로를 구비하여 코일형상으로 형성되게 구성하는 것이 효과적이다.
상기 가열유니트 및 상기 냉각유니트는 내부에 냉매가 유동할 수 있도록 냉매유로를 구비하여 판형상으로 형성되게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 고온냉매유로 및 저온냉매유로를 각각 개폐하도록 설치되는 고온유로개폐밸브 및 저온유로개폐밸브를 더 포함하도록 구성하는 것이 효과적이다.
상기 케이싱의 내부 오일의 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 온도검출부의 온도 검출 결과에 기초하여 상기 고온유로개폐밸브 및 저온유로개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일온도조절기능을 구비한 압축기가 적용된 냉동사이클 구성도이고, 도 4는 도 3의 제어블록도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일온도조절기능을 구비한 압축기가 적용된 냉동사이클 구성도이고, 도 6은 도 5의 가열유니트의 단면도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 오일온도조절기능을 구비한 압축기(151)는, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 오일(160)이 저장될 수 있도록 오일저장부(159)가 형성되어 있는 케이싱(152)과, 케이싱(152)의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부(155)와, 케이싱(152)의 내부에 수용되어 압축부(155)에 구동력을 제공하는 전동모터부(157)와, 케이싱(152)의 내부에 수용되어 오일(160)을 가열하는 오일가열부(171)와, 케이싱(152)의 내부에 수용되어 오일(160)을 냉각시키는 오일냉각부(201)를 포함하여 구성되어 있다.
압축기(151)의 토출측에는 냉방 또는 난방 운전 시 냉매의 유로를 절환할 수 있도록 유로절환밸브(121)가 설치되어 있으며, 유로절환밸브(121)에는 실외열교환기(131)와, 어큐뮬레이터(125) 및 실내열교환기(141)가 각각 연결되어 있다.
실외열교환기(131)의 일측에는 냉각팬(132)이 설치되어 있으며, 냉매의 유동방향을 따라 실외열교환기(131)의 일측에는 체크밸브(135) 및 실외팽창장치(136)가 각각 구비되어 있다.
냉매의 유동방향을 따라 실내열교환기(141)의 일측에는 실내팽창장치(143)가 설치되어 있으며, 실내열교환기(141)의 일측에는 실내공기를 송풍할 수 있도록 송풍팬(145)이 구비되어 있다.
한편, 오일가열부(171)는, 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 냉매유로를 구비하여 코일형상으로 형성되어 케이싱(152)의 내부에 오일(160)과 열교환가능하게 배치되는 가열유니트(176)와, 난방 운전 시 가열유니트(176)에 고온 고압 상태의 냉매를 제공할 수 있도록 형성되는 고온냉매유로(181)를 구비하고 있다.
고온냉매유로(181)는 압축부(155)에서 압축되어 토출된 고온 고압 상태의 냉매가 가열유니트(176)를 경유하여 실외열교환기(131)의 일 측으로 유동될 수 있도록 실외열교환기(131)의 일측에 상호 연통되게 연결되어 있다.
오일냉각부(201)는, 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 냉매유로가 구비되고 코일형상을 가지도록 형성되어 케이싱(152)의 내부에 오일(160)과 열교환 가능하게 배치되는 냉각유니트(206)와, 난방 운전 시 냉각유니트(206)에 저온의 냉매를 공급 할 수 있도록 형성되는 저온냉매유로(211)를 구비하고 있다.
저온냉매유로(211)의 일단은 난방 운전 시 냉매의 유동방향을 따라 실외팽창장치(136)의 하류측에 상호 연통되게 연결되어 있으며, 타단은 저온의 냉매가 냉각유니트(206)를 경유하여 저압측으로 유동될 수 있도록 케이싱(152)의 압축부(155)의 흡입측에 대응되는 영역에 상호 연통되게 연결되어 있다.
여기서, 고온냉매유로(181)는, 가열유니트 및 냉각유니트는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 냉매유로(178)가 형성된 판형상을 가지는 가열유니트(177) 및 냉각유니트(207)로 구성할 수도 있다. 여기서, 판형상의 가열유니트(177)와 냉각유니트(207)는 그 구성이 유사하므로 도 6에는 가열유니트(177)의 내부를 도시하였다.
냉매의 유동방향을 따라 고온냉매유로(181) 및 저온냉매유로(211)의 각 가열유니트(176,177) 및 냉각유니트(206,207)의 상류측에는 해당 유로를 각각 개폐할 수 있도록 고온유로개폐밸브(185) 및 저온유로개폐밸브(215)가 각각 설치되어 있다.
한편, 케이싱(152)의 내부 저부영역에는 오일(160)의 온도를 검출할 수 있도록 온도검출부로서 온도검출센서(187)가 설치되어 있으며, 온도검출센서(187)와 고온유로개폐밸브(185) 및 저온유로개폐밸브(215)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 온도검출센서(187)에 의해 검출된 오일(160)의 온도에 기초하여 고온유로개폐밸브(185) 및 저온유로개폐밸브(215)를 각각 제어할 수 있도록 제어부(191)가 상호 전기적으로 연결되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 난방 시 유로절환밸브(121)는 압축부(155)에서 압축된 냉매가 실내열교환기(141)측으로 유동될 수 있도록 유로를 절환하고, 실내열교환기(141)로 유입된 냉매는 실내공기와 열교환되면서 난방기능을 수행하게 된다.
한편, 제어부(191)는 온도검출부(187)에 의해 검출된 오일(160)의 온도가 하한설정치 이하로 되는 경우, 고온유로개폐밸브(185)를 제어하여 압축부(155)에서 압축되어 토출되는 고온 고압 상태의 냉매가 가열유니트(176,177)로 유동되도록 한다. 가열유니트(176,177)로 유동된 냉매는 오일(160)과 열교환하여 오일(160)을 가열하고 고온냉매유로(181)를 따라 유동되어 실내열교환기(141)에서 난방기능을 수행한 냉매와 합류하여 실외열교환기(131)로 유동된다.
제어부(191)는 온도검출센서(187)에 의해 검출된 오일(160)의 온도가 상한설정치 이상으로 되는 경우, 저온유로개폐밸브(215)를 제어하여 실외팽창장치(136)를 경유한 저온의 냉매가 냉각유니트(206,207)로 유동되도록 한다. 냉각유니트(206,207)로 유동된 냉매는 오일(160)과 열교환하여 오일(160)을 냉각시키고 저온냉매유로(211)를 따라 유동된 후 케이싱(152)의 내부로 유입된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 오일이 저장되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부와; 상기 케이싱의 내부에 수용되어 상기 압축부에 구동력을 제공하는 전동모터부와; 상기 케이싱의 내부에 상기 오일을 가열할 수 있도록 배치되는 오일가열부와; 상기 케이싱의 내부에 상기 오일을 냉각시킬 수 있도록 배치되는 오일냉 각부를 포함하도록 함으로써, 오일의 과도한 온도 변화에 기인한 윤활불량을 억제할 수 있는 오일온도조절기능을 구비한 압축기가 제공된다.

Claims (8)

  1. 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 오일이 저장되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축부와; 일 측은 상기 압축부의 토출측에서 분기되고 타 측은 상기 케이싱의 내부의 오일과 접촉되게 상기 케이싱의 내부를 경유하여 응축기의 하류 측에 연결되는 고온냉매유로를 구비하여 상기 케이싱의 내부의 오일을 가열하는 오일가열부와; 일 측은 팽창장치의 하류 측에 연결되고 타 측은 상기 케이싱의 내부의 오일과 접촉되게 상기 케이싱의 내부를 경유하여 상기 케이싱의 외부에서 상기 케이싱과 연결되는 저온냉매유로를 구비하여 상기 케이싱의 내부의 오일을 냉각시키는 오일냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일냉각부는, 상기 케이싱의 내부에 상기 오일과 열교환가능하게 상기 저온냉매유로 중에 설치되는 냉각유니트를 더 포함하며, 상기 저온냉매유로는 난방 시 냉매의 유동방향을 따라 일 측이 상기 팽창장치의 하류 측에 연결되고 타 측은 상기 냉각유니트를 경유하여 상기 케이싱에 연결되는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저온냉매유로는 상기 케이싱의 내부 압력이 상대적으로 낮은 영역과 상호 연통되게 연결되는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 오일가열부는, 상기 케이싱의 내부에 상기 오일과 열교환가능하게 상기 고온냉매유로 중에 설치되는 가열유니트를 더 포함하며, 상기 고온냉매유로는 난방 시 냉매의 유동방향을 따라 일 측이 상기 압축부의 토출측에서 분기되어 타 측이 상기 가열유니트를 경유하여 실내열교환기의 하류 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가열유니트 및 상기 냉각유니트는 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 냉매유로를 구비하여 코일형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가열유니트 및 상기 냉각유니트는 내부에 냉매가 유동할 수 있도록 냉매유로를 구비하여 판형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고온냉매유로 및 저온냉매유로를 각각 개폐하도록 설치되는 고온유로개폐밸브 및 저온유로개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 케이싱의 내부 오일의 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 온도검출부의 온도 검출 결과에 기초하여 상기 고온유로개폐밸브 및 저온유로개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일온도조절기능을 구비한 압축기.
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