KR100819583B1

KR100819583B1 - 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조

Info

Publication number: KR100819583B1
Application number: KR1020060101802A
Authority: KR
Inventors: 민경기; 유재흥; 김수철; 박선홍
Original assignee: 캐리어 주식회사
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-04-04

Abstract

본 발명은 냉매 순환량의 변화에 따라 가변적으로 오일을 회수함과 아울러 상/하 단차를 가지는 양방향 분지부를 매개로 한 쪽 방향으로 오일의 쏠림을 방지하도록 한 공용 어큐뮬레이터 및 압축기와의 배관 연결 구조를 제공하기 위한 것으로, 서로 다른 용량을 갖는 단속압축기 및 연속압축기로 이루어지는 복수의 압축기와, 이 압축기들의 일측에 구비되어 응축기에서 순환되는 냉매를 응축시키는 응축기와, 압축기들의 일측에 구비되어 응축기에서 순환되는 냉매를 증발시키는 증발기와, 압축기들의 흡입관측에 구비되는 공용 어큐뮬레이터를 구비한 공기조화기에 있어서, 공용 어큐뮬레이터는 내부에 구비되는 냉매의 수용공간과, 상부측에 구비되어 증발기로부터 유입되는 냉매를 흡입하는 흡입관 및 내부에 구비되어 각각의 압축기로 기체냉매를 유동시키는 토출관이 구비되는 하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

냉매, 오일, 압축기, 응축기, 증발기, 흡입관, 토출관, 냉매순환량, 공용, 어큐뮬레이터, 분지관, 오일트랩.

Description

공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조{ACCUMULATOR STRUCTURE OF AIR CONDITIONER}

도 1은, 종래에 따른 공용 어큐뮬레이터를 도시한 구성도.

도 2는, 본 발명에 따른 공용 어큐뮬레이터를 도시한 개략적인 단면도.

도 3은, 본 발명에 따른 공용 어큐뮬레이터가 구비된 공기조화사이클을 도시한 구성도.

** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 압축기(Compressor), 110a : 단속압축기,

110b : 연속압축기, 111a, 111b : 흡입관,

113 : 연결관, 120 : 응축기(Condenser),

140 : 증발기(Evaporator), 150 : 공용 어큐뮬레이터(Accumulator),

151 : 하우징, 152 : 수용공간,

153 : 흡입관, 154 : 토출관,

155a : 상부 오일회수공, 155b : 하부 오일회수공,

156 : 양방향 분지부, 157 : 오일트랩부,

160a, 160b : 체크밸브, P1, P2 : 단차.

본 발명은 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 냉매 순환량의 변화에 따라 가변적으로 오일을 회수함과 아울러 상/하 단차를 가지는 양방향 분지부를 매개로 한 쪽 방향으로 오일의 쏠림을 방지하도록 한 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 공기의 온도, 습도, 기류 및 청정도를 조절할 수 있도록 하는 장치로, 최근에는, 실외기에 복수의 압축기가 구비되도록 하여 요구되는 냉동능력에 효과적으로 대응할 수 있도록 한 복수개의 압축기가 구비된 공기조화기가 이용되고 있다.

이러한 공기조화기는, 복수개의 압축기(Compressor)에 구비된 압축된 냉매를 다음 사이클로 안내하는 복수개의 토출관과, 이 토출관 들의 냉매를 하나로 합유시켜 공기조화 사이클을 구성하는 응축기(Condenser)/팽창밸브/증발기(Evaporator)로 안내하는 연결관과, 연결관의 끝단부에서 분지되어 냉매를 각 압축기로 안내하는 흡입관과, 연결관 및 흡입관 사이에 구비되어 각 압축기에서 냉매와 같이 토출된 오일을 분리시킴과 아울러 각 압축기의 운전용량에 따라 발생되는 잉여냉매를 저장하는 공용 어큐뮬레이터(Accumulator)로 이루어져 있다.

복수개의 압축기가 구비된 공기조화기에 적용된 종래의 공용 어큐뮬레이터(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결관(11a)의 끝단과 토출관(11b-1, 11b-2) 사이에 연결되는 밀폐형 하우징(12)과, 이 하우징(12)으로 안내된 냉매 중 기체냉매만이 유입되도록 액체냉매의 높이보다 높게 위치하고 타단이 분지된 토출관(11b-1, 11b-2)에 각각 연결되는 오일분리관(15a, 15b)과, 하우징(12) 바닥측에 가라앉는 오일이 기체냉매의 유속에 의해 오일분리관(15a, 15b)으로 유입되도록 오일분리관의 하부에 구비된 오일회수공(16a, 16b)으로 이루어져 있다.

즉, 실내부하변동에 따라 독립적으로 운전되거나 동시에 운전되는 압축기 들에서 압축된 기체냉매는 각 토출관(11b-1, 11b-2)을 지나 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 거치면서 외부와의 열교환을 통해 기체냉매 또는 액체냉매 상태로 어큐뮬레이터(10)로 유입된다. 이렇게, 어큐뮬레이터(10)로 유입된 기체 또는 액체냉매는 압축기에서 냉매와 함께 토출되어 흐르는 오일을 포함하고 있다. 이 때, 어큐뮬레이터(10) 내부로 흡입된 냉매와 오일의 혼합유체를 어큐뮬레이터(10)의 하우징(12) 내부에서 밀도차에 의해 오일은 하부측으로, 냉매는 상부측으로 분리한 후 각각의 압축기 흡입력에 비례하는 기체냉매를 어큐뮬레이터(10)의 하우징(12) 하부에 구비된 토출관(11b-1, 11b-2)을 통해 배출하게 된다. 이 과정에서, 하우징 하부에 저장된 오일이 각각의 토출관(11b-1, 11b-2)에 흐르는 기체 냉매 순환량에 비례하여 오일회수공을 통해 기체냉매와 함께 압축기로 회수하여 압축하는 과정을 반복하여 냉방기능을 수행하게 된다.

이러한 공기조화기는 어큐뮬레이터의 토출관에 흐르는 냉매 순환량이 공기조화기의 운전 상태에 따라 가변적이므로 냉매순환량에 비례하여 오일회수공의 크기도 가변적이어야 한다.

그러나, 종래의 공용 어큐뮬레이터는 오일회수공의 크기가 고정되어 있어 냉매순환량에 비례하여 오일회수공이 클 경우, 각 토출관에 흐르는 냉매순환량이 다를 때 오일회수공이 냉매순환량에 비해 적은 쪽과 큰 쪽 중에서 큰 쪽으로 오일이 쏠려 한 쪽 압축기에 오일이 부족한 현상이 발생하였다.

또한, 냉매순환량에 비해 오일회수공의 크기가 모두 작을 경우에는 오일이 공용 어큐뮬레이터에 적체되어 양쪽 압축기에 오일이 부족하게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 냉방부하에 의해 선택적으로 압축기 운전 시, 공용 어큐뮬레이터의 하우징 상부에서 냉매를 흡입하고, 하우징 하부에 양방향을 토출하는 구조로 인해 공용 어큐뮬레이터 하부에 저장된 오일이 오일회수공을 통해 정지된 압축기로 유입되어 오일 쏠림 현상이 발생하여 복수의 압축기를 사용하는 효과를 창출하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복수의 압축기를 이용하여 냉방 및 난방부하에 따라 냉방 및 난방능력을 가변할 수 있는 공용 어큐뮬레이터 및 압축기 들을 연결하는 배관을 구비함으로써 냉매순환량의 변화에 따라 가변적으로 오일을 회수하도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상/하 단차를 가지는 양방향 분지부를 통해 양방향으로 균등하게 오일을 분배하여 한 쪽 방향으로 오일쏠림을 방지하도록 하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조는, 서로 다른 용량을 갖는 단속압축기 및 연속압축기로 이루어지는 복수의 압축기와, 이 압축기들의 일측에 구비되어 응축기에서 순환되는 냉매를 응축시키는 응축기와, 압축기들의 일측에 구비되어 응축기에서 순환되는 냉매를 증발시키는 증발기와, 압축기들의 흡입관측에 구비되는 공용 어큐뮬레이터를 구비한 공기조화기에 있어서, 공용 어큐뮬레이터는 내부에 구비되는 냉매의 수용공간과, 상부측에 구비되어 증발기로부터 유입되는 냉매를 흡입하는 흡입관 및 내부에 구비되어 각각의 압축기로 기체냉매를 유동시키는 토출관이 구비되는 하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 토출관은 상·하 단차가 있는 상부 오일회수공 및 하부 오일회수공과, 상·하 단차를 가지고 중력에 역방향으로 냉매의 흐름을 양방향 전환시키는 양방향 분지부로 이루어진다.

또한, 하부 오일회수공의 크기는 상부 오일회수공의 크기보다 더 크게 형성한다.

아울러, 양방향 분지부의 일측 하단부에 'U'자형 오일트랩부를 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 공용 어큐뮬레이터를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 3은, 본 발명에 따른 공용 어큐뮬레이터가 구비된 공기조화사이클을 도시한 구 성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 용량을 갖는 단속압축기(110a) 및 연속압축기(110b)로 이루어지는 복수의 압축기(110)와, 이 압축기(110)들의 일측에 구비되어 응축기에서 순환되는 냉매를 응축시키는 응축기(120)와, 압축기(110)들의 일측에 구비되어 응축기(120)에서 순환되는 냉매를 증발시키는 증발기(140)와, 압축기(110)들의 흡입관측에 구비되는 공용 어큐뮬레이터(150)를 구비한 공기조화기에 있어서, 공용 어큐뮬레이터(150)는 내부에 구비되는 냉매의 수용공간(152)과, 상부측에 구비되어 증발기(140)로부터 유입되는 냉매를 흡입하는 흡입관(153) 및 내부에 구비되어 각각의 압축기(110)로 기체냉매를 유동시키는 하우징 측 토출관(154)이 구비되는 하우징(151)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 서로 다른 용량을 갖는 복수의 압축기(110)가 구비되어 한 개의 공기조화 사이클을 형성하게 된다. 이러한 복수의 압축기(110) 중 어느 하나의 압축기를 단속압축기(110a)로, 다른 하나의 압축기를 연속압축기(110b)로 구분할 수 있다.

그리고, 각각의 압축기(110)들에 구비되어 압축된 기체냉매를 안내하는 압축기 측 토출관(111a, 111b)과, 토출된 기체냉매를 합유시켜 응축기(120)와 팽창밸브(130) 및 증발기(140)로 냉매가 순환되도록 안내하는 연결관(113)이 구비된다.

아울러, 하우징(151)은 그 내부에 냉매를 수용할 수 있도록 수용공간(152)이 형성된다. 그리고, 상부측에 구비되는 흡입관(153)은 증발기(140)로부터 유입되는 냉매를 흡입하고, 내부에 구비되는 하우징 측 토출관(154)은 각각의 압축기(110)들 로 기체냉매를 유동시키게 된다.

또한, 하우징 측 토출관(154)은 하우징(151)내부에 위치하여 상·하 단차(P2)를 가지는 상,하부 오일회수공(155a, 155b)과, 상·하 단차(P1)를 가지고 중력에 역방향으로 냉매의 흐름을 나누어 양방향 전환시키는 양방향 분지부(156)로 이루어진다. 이 중, 하측에 위치한 하부 오일회수공(155b)의 크기(D2)를 상부 오일회수공(155a)의 크기(D1)보다 더 크게 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 하우징 측 토출관(154)을 구성하는 양방향 분지부(156)는 U자 형태로서 양쪽 토출구가 상·하 단차(P1)를 가지고 중력에 역방향으로 냉매의 흐름을 양방향으로 전환시키게 된다. 이 양방향 분지부(156)에서 낮은 쪽 토출구에는 'U'자형 오일트랩부(Oil Trap)(157)가 더 형성되어 압축기(110)들로의 오일 유입을 차단하게 된다.

또한, 각각의 압축기(110)들을 통하여 고온 고압으로 형성된 냉매가 압축기(110)들로 역류되지 않도록 하는 역류방지용 체크밸브(160a, 160b)가 압축기(110)들의 압축기 측 토출관(111a, 111b) 측에 설치되어 있다.

이러한, 본 발명에 따른 공용 어큐뮬레이터 및 압축기와의 배관 연결 구조의 작동과정을 살펴보면, 공용 어큐뮬레이터(150)는 증발기(140)로부터 흡입된 냉매와 오일의 혼합 유체를 하우징(151) 내부에서 밀도차에 의해 오일은 하부측에 액체냉매는 오일 상부로 분리한 후 압축기(110a, 110b)들의 공동 흡입력에 비례하는 기체냉매를 하우징 측 토출관(154)을 통해 배출하는 데, 이 때, 오일은 상,하부 오일회수공(155a, 155b)을 통해 벤츄리관의 원리에 의해 토출되는 기체냉매와 함께 회수된다.

아울러, 상,하부 오일회수공(155a, 155b)은 공기조화기의 운전 상태에 따라 변하는 냉매 순환량에 따라 가변적으로 오일을 회수할 수 있도록 하여 냉매순환량이 많은 경우에 냉매가 하우징(151) 내부에 많이 적체되기 때문에 상,하부 오일회수공(155a, 155b)을 모두 이용하고, 반대의 경우에는 아래쪽에 있는 하부 오일회수공(155b)만을 이용하여 회수될 수 있도록 상/하의 크기가 다르게 형성하여 오일을 회수하게 된다.

이렇게 회수된 오일은 상/하 단차(P1)가 있고, 중력에 역방향으로 향하는 양방향 분지부(156)로 통해 압축기(110)들의 흡입력에 비례하는 기체냉매 순환량에 비례하여 압축기(110)들로 오일이 균등하게 분배되는 것이다. 이 때, 각각의 압축기(110) 및 기체냉매와 오일의 혼합유체가 중력에 역방향으로 향하는 양방향 분지부(156)에서 냉매순환량에 비례하여 분배되기 때문에 오일이 쏠리는 현상을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 각각의 압축기(110)가 동시에 운전되지 않고 선택적으로 운전이 될 경우, 즉, 단속압축기(110a)만이 운전될 경우 연결관(113) 중심을 흐르는 기체냉매와 연결관(113) 벽을 타고 흐르는 오일은 일방향으로만 유로가 형성되어 이동된다. 이 때, 연속압축기(110b) 측으로의 오일이 이동되지 않는 데, 이 흐름은 양방향 분지부(156)의 일측에 형성된 'U'자형의 오일트랩부(157)에 의해 연속압축기(110b)로의 오일 유입이 차단되는 것이다. 또한, 연속압축기(110b)만이 운전되는 경우에는 연결관(113) 중심을 흐르는 기체냉매와 연결관(113) 벽을 타고 흐르는 오일은 연속압축기(110b) 측으로만 유로가 형성되어 이동된다. 이 때, 단속압축기(110a) 측의 토출관(111a)이 연속압축기(110b)의 토출관(111b) 보다 높게 위치하도록 하여 흡입관(153) 중심을 흐르는 기체냉매의 유동이 정지되도록 하고, 흡입관(153) 벽을 타고 흐르는 소량의 오일도 중력에 의해 이동이 차단된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

즉, 본 발명은 증발기와 압축기 사이에 구비되는 공용 어큐뮬레이터에 관한 것이나, 압축기가 어큐뮬레이터를 구비하고 있는 경우에는 보조 어큐뮬레이터 기능을 겸하는 어큐뮬레이터로서 또는 압축기가 어큐뮬레이터를 구비하지 않는 경우에는 어큐뮬레이터 기능을 하도록 적절한 응용 및 적용이 가능할 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 공용 어큐뮬레이터 및 압축기와의 배관 연결 구조에 의하면, 공용 어큐뮬레이터 및 압축기와의 배관 연결 구조를 변경함으로써 냉매순환량의 변화에 따라 가변적으로 오일을 회수하는 효과가 있다.

본 발명의 다른 효과는, 상/하 단차를 가지는 양방향 분지부를 통해 양방향으로 균등하게 오일을 분배하여 한 쪽 방향으로 오일쏠림 현상을 방지할 수 있는 것이다.

Claims

삭제
서로 다른 용량을 갖는 단속압축기(110a) 및 연속압축기(110b)로 이루어지는 복수의 압축기(110)와, 상기 압축기(110)들의 일측에 구비되어 냉매를 응축시키는 응축기(120)와, 상기 압축기(110)들의 일측에 구비되어 응축기(120)에서 순환되는 냉매를 증발시키는 증발기(140)와, 상기 압축기(110)들의 흡입관측에 구비되는 공용 어큐뮬레이터(150)를 구비한 공기조화기에 있어서,

상기 공용 어큐뮬레이터(150)는 내부에 구비되는 냉매의 수용공간(152)과, 상부측에 구비되어 상기 증발기(140)로부터 유입되는 냉매를 흡입하는 흡입관(153) 및 내부에 구비되어 각각의 압축기(110)로 기체냉매를 유동시키는 하우징 측 토출관(154)이 구비되는 하우징(151)으로 이루어지고,

상기 하우징 측 토출관(154)은 서로 상·하 단차(P2)를 가지고 하우징(151)내부에 위치하는 상부 오일회수공(155a) 및 하부 오일회수공(155b)과, 상기 하우징(151) 외부에 위치하여 중력에 역방향으로 냉매의 흐름을 양방향으로 분할시키는 U자 형태의 양방향 분지부(156)로 이루어지고,

상기 양방향 분지부(156)의 양쪽 토출구 높이는 상·하 단차(P1)를 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조.
제 2 항에 있어서,

상기 하부 오일회수공(155b)의 크기(D2)는 상기 상부 오일회수공(155a)의 크기(D1)보다 더 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조.
제 2 항에 있어서,

상기 양방향 분지부(156)의 양쪽 토출구 중 낮은 쪽에 'U'자형 오일트랩부(157)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 어큐뮬레이터의 구조.