KR100737449B1 - 압축기 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

압축기의 제어 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명은 압축기 기동 시 오일의 점도를 낮춰서 원활한 기동이 가능하도록 하되, 압축기 모터에 공급되는 전류량 및 그 공급 시간을 통해 압축기 내부 온도를 판단함으로써 오일의 점도 등 압축기의 원활한 기동에 필요한 조건이 충분히 만족하는지를 정확하게 검출할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 압축기 제어 장치는, 압축기의 동력원으로 동작하는 압축기 모터와; 압축기 모터에 공급되는 전류량을 검출하는 전류 검출부와; 전류 검출부를 통해 검출되는 압축기 모터의 공급 전류의 크기 및 그 공급 시간을 통해 압축기의 내부 온도를 판단하고, 압축기의 내부 온도가 압축기 기동에 필요한 온도에 도달하면 압축기의 기동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

압축기 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING A COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기의 내부 구조를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압축기의 제어 계통을 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기의 예열 방법을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 고정자

30 : 회전자

202 : 제어부

204 : 실외 온도 검출부

206 : 전류 검출부

208 : 전원 공급부

210 : 압축기 모터

본 발명은 압축기의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 압축기의 기동 초기 에 원활한 기동이 가능하도록 오일의 점도를 조절하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

공기조화기와 냉장고 등과 같이 냉동사이클을 이용하여 주위공간을 냉각시키는 냉각장치는 냉동사이클의 폐회로를 순환하는 냉매를 압축하기 위한 압축기를 구비한다.

냉각장치에 사용되는 압축기에는 회전압축기와 왕복동 압축기 등이 있는데, 회전압축기는 밀폐용기의 내부에 설치된 고정자와 회전자, 회전자를 관통하여 설치된 회전축, 회전축과 일체로 형성된 편심캠, 압축실의 내부에서 편심캠의 외주면에 배치된 롤러를 구비하여서, 회전축이 회전함에 따라 압축실 내부에 배치된 편심캠과 롤러의 편심 회전운동에 의해 압축실 내부로 냉매를 흡입하여 압축한 후에 밀폐용기 외부로 토출시키게 된다.

또한, 밀폐용기의 하부에는 회전축의 회전에 의해 상향으로 유동하여 회전축과 접촉되는 부위를 윤활 및 냉각시키기 위한 오일이 저장되는데, 압축기가 비교적 오랜 시간 동안 대기 상태로 있다가 기동하는 경우 또는 외기 온도가 너무 낮은 경우 등에 압축기 내의 오일의 점도가 너무 높아서 압축기가 원활하게 기동하지 못할 수 있으며, 심지어는 압축기의 파손을 초래할 수도 있다.

본 발명은 압축기 기동 시 오일의 점도를 낮춰서 원활한 기동이 가능하도록 하되, 압축기 모터에 공급되는 전류량을 통해 압축기 내부 온도를 판단함으로써 오일의 점도 등 압축기의 원활한 기동에 필요한 조건이 충분히 만족하는지를 정확하 게 검출할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 압축기 제어 장치는, 압축기의 동력원으로 동작하는 압축기 모터와; 압축기 모터에 공급되는 전류량을 검출하는 전류 검출부와; 전류 검출부를 통해 검출되는 압축기 모터의 공급 전류의 크기 및 그 공급 시간을 통해 압축기의 내부 온도를 판단하고, 압축기의 내부 온도가 압축기 기동에 필요한 온도에 도달하면 압축기의 기동을 제어함으로써 압축기의 원활한 기동이 이루어지도록 하는 제어부를 포함한다.

또한, 압축기의 기동에 필요한 온도는 압축기 내부의 오일의 점도가 압축기의 기동에 필요한 정도로 낮아지는 온도이다.

또한, 제어부는, 압축기 모터의 공급 전류 및 그 공급 시간에 따른 압축기 내부 온도의 상관관계 데이터를 미리 확보해 두고, 실제 압축기 운용 시 데이터를 참조하여 압축기의 기동을 제어한다.

상술한 목적에 따른 압축기 제어 방법은, 전류 검출부를 통해 검출되는 압축기 모터의 공급 전류의 크기 및 그 공급 시간을 통해 압축기의 내부 온도를 판단하고; 압축기의 내부 온도가 압축기 기동에 필요한 온도에 도달하면 압축기의 기동을 제어함으로써 압축기의 원활한 기동이 이루어지도록 한다.

또한, 압축기의 기동에 필요한 온도는 압축기 내부의 오일의 점도가 압축기의 기동에 필요한 정도로 낮아지는 온도이다.

또한, 압축기 모터의 공급 전류 및 그 공급 시간에 따른 압축기 내부 온도의 상관관계 데이터를 미리 확보해 두고, 실제 압축기 운용 시 데이터를 참조하여 압축기의 기동을 제어한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 압축기는 밀폐용기(1)의 내부에 설치되어 회전력을 발생시키는 구동부(10)와, 구동부(10)의 회전력에 의해 냉매를 압축하는 압축부(20)를 구비한다. 구동부(10)는 밀폐용기(1)의 내부에 설치되는 원통형의 고정자(11)와, 고정자(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(30)와, 회전자(30)의 중심에 압입되어 회전자(30)와 함께 회전하게 되며 편심캠(13)이 일체로 형성되어 있는 회전축(12)으로 구성된다. 회전자(30)에는 전류의 흐름을 만들기 위한 코일(미도시)이 권선된다.

압축부(20)는 원통형으로 형성되어 내부에 압축실(22)이 마련되어 있는 하우징(21)과, 하우징(21)의 상단과 하단에 배치되어 회전축(12)을 회전 가능하게 지지하는 상부 플랜지(23) 및 하부 플랜지(24)와, 압축실(22)에 배치되는 편심캠(13)에 끼워져서 압축실(22)의 원주면을 따라 회전하게 되는 롤러(25)로 구성된다.

하우징(21)에는 흡입구(26)와 토출구(27)가 마련되어 있으며, 흡입구(26)와 토출구(27) 사이에는 베인(미도시)이 진퇴 가능하게 롤러(25)에 밀착되어 배치된다.

따라서 회전자(30)와 함께 회전축(12)이 회전하게 되면 압축실(22)에서 편심캠(13)과 롤러(25)가 회전하게 되면서 흡입구(26)로 유입된 냉매를 압축하여 토출구(27)로 배출시키게 된다. 이렇게 압축실(22)에서 배출된 냉매는 상향으로 이동하여 밀폐용기(1)의 상단에 배치된 배출관(2)을 통해 밀폐용기(1)의 외부로 빠져나가 게 된다.

또한, 밀폐용기(1)의 하부에는 회전축(12)의 회전에 의해 상향으로 유동하여 회전축(12)과 접촉되는 부위를 윤활 및 냉각시키기 위한 오일(3)이 저장된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압축기의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 공기 조화기의 동작 전반을 제어하는 제어부(202)의 입력 측에는 실외 온도 검출부(204)와 전류 검출부(206)가 통신 가능하도록 연결되고, 제어부(202)의 출력 측에는 전원 공급부(208)와 압축기 모터(210)가 통신 가능하도록 연결된다.

실외 온도 검출부(204)는 실외 공기의 온도를 검출하여 그 값을 제어부(202)에 제공하고, 전류 검출부(206)는 압축기 모터(210)의 코일에 흐르는 전류량을 검출하여 그 값을 제어부(202)에 제공하며, 전원 공급부(208)는 압축기 모터(210)에 안정적으로 전원을 공급하기 위한 조절 장치이다. 압축기 모터(210)는 도 1에 나타낸 고정자(11)와 회전자(30), 회전자(30)에 권선된 코일(미도시) 등으로 이루어진다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기의 예열 방법을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 압축기가 대기 상태인 동안 실외 온도가 압축기 운전이 필요한 온도인지를 체크한다(302). 만약 실외 온도가 압축기 운전 온도보다 낮으면 압축기를 기동할 필요가 없으므로 302의 압축기 대기 상태를 유지한다(304의 ‘아니오’). 반대로 실외 온도가 압축기 운전 온도보다 높으면(304의 ‘예’) 압축기를 기동하기 위해 그 예비 단계로서 압축기 모터(210)의 회전자 코일에 전류를 흘려 가열되도록 하면서 압축기 모터(210)를 저속으로 회전시킨다(306-308). 이 때 압축기 모터(210)에 공급되는 전류를 압축기 내부 온도로 환산한다(310). 압축기 모터(210)에 공급되는 전류량 및 그 공급 시간에 따른 압축기 내부 온도의 상관관계는 실험을 통해 미리 구하고 이를 제어부(202)와 연결된 메모리 등에 저장하여 실제 압축기 운용 시 참조할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 압축기 모터(210)에 공급되는 전류량의 환산을 통해 구해진 압축기 내부 온도가 압축기 기동 온도보다 높지 않으면(312의 ‘아니오’) 단계 306의 압축기 모터(210)의 회전자 코일 가열 단계로 복귀하고, 환산된 압축기 내부 온도가 압축기 기동 온도 이상이면 압축기 내부가 예열되어 오일의 점도가 충분히 낮아진 것으로 인정하여 비로소 압축기를 기동한다(314).

본 발명은 압축기 기동 시 오일의 점도를 낮춰서 원활한 기동이 가능하도록 하되, 압축기 모터에 공급되는 전류량 및 그 공급 시간을 통해 압축기 내부 온도를 판단함으로써 오일의 점도 등 압축기의 원활한 기동에 필요한 조건이 충분히 만족하는지를 정확하게 검출할 수 있도록 한다.

Claims (6)

1. 압축기의 동력원으로 동작하는 압축기 모터와;

   상기 압축기 모터에 공급되는 전류량을 검출하는 전류 검출부와;

   상기 전류 검출부를 통해 검출되는 상기 압축기 모터의 공급 전류의 크기 및 그 공급 시간을 통해 상기 압축기의 내부 온도를 판단하고, 상기 압축기의 내부 온도가 상기 압축기 기동에 필요한 온도에 도달하면 상기 압축기의 기동을 제어함으로써 상기 압축기의 원활한 기동이 이루어지도록 하는 제어부를 포함하는 압축기 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기의 기동에 필요한 온도는 상기 압축기 내부의 오일의 점도가 상기 압축기의 기동에 필요한 정도로 낮아지는 온도인 압축기 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 압축기 모터의 공급 전류 및 그 공급 시간에 따른 상기 압축기 내부 온도의 상관관계 데이터를 미리 확보해 두고, 실제 압축기 운용 시 상기 데이터를 참조하여 상기 압축기의 기동을 제어하는 압축기 제어 장치.
4. 전류 검출부를 통해 검출되는 압축기 모터의 공급 전류의 크기 및 그 공급 시간을 통해 상기 압축기의 내부 온도를 판단하고;

   압축기의 내부 온도가 압축기 기동에 필요한 온도에 도달하면 상기 압축기의 기동을 제어함으로써 상기 압축기의 원활한 기동이 이루어지도록 하는 압축기 제어 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 압축기의 기동에 필요한 온도는 상기 압축기 내부의 오일의 점도가 상기 압축기의 기동에 필요한 정도로 낮아지는 온도인 압축기 제어 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 압축기 모터의 공급 전류 및 그 공급 시간에 따른 상기 압축기 내부 온도의 상관관계 데이터를 미리 확보해 두고, 실제 압축기 운용 시 상기 데이터를 참조하여 상기 압축기의 기동을 제어하는 압축기 제어 방법.

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