KR100947600B1 - 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치 - Google Patents

멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수개의 압축기에서 유출된 오일을 혼합한 후 각 압축기로 회수시키는 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치에 관한 것으로서, 복수개의 압축기 각각에서 토출되는 냉매에서 오일을 분리하는 복수개의 오일 분리기와; 상기 오일 분리기의 각각에서 분리된 오일이 혼합되게 담겨지는 오일 저장수단과; 상기 오일 저장수단에 담겨진 오일을 압축기 각각의 흡입측으로 안내하는 복수개의 안내수단을 포함하여 구성되어, 복수개의 압축기의 각각에 별도의 균유관을 연결하기 위한 포트를 장착할 필요가 없게 되고, 압축기의 구조가 간단해지는 이점이 있고, 각각의 압축기에서 냉매와 함께 토출된 오일이 하나의 오일 유로를 통해 각각의 압축기 내부로 회수되므로 효율적인 오일 회수가 가능한 이점이 있다.
공기조화기, 압축기, 균유관, 오일, 냉매, 오일 분리기, 냉매배관

Description

멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치{A compressor oil retrieving apparatus of air-conditioner}
도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 사이클 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기 일실시예의 일부 절결 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기 일실시예의 실외기 사이클 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 오일 회수장치가 도시된 내부 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 오일 회수장치가 도시된 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
41,42,43,44: 실내기 46: 실내 열교환기
50: 실외기 51: 제 1 압축기
52: 제 2 압축기 53: 실외 열교환기
54: 실외 송풍기 61: 제 1 흡입배관
62: 제 1 토출배관 70: 어큐물레이터
71: 제 2 흡입배관 72: 제 2 토출배관
80: 오일 회수장치 82: 제 1 오일 분리기
84: 제 1 연결관 85: 제 1 오일 회수 캐필러리
86: 제 2 오일 분리기 88: 제 2 연결관
89: 제 2 오일 회수 캐필러리 90: 오일 저장수단
92: 저장실 100: 제 1 회수관
110: 제 2 회수관
본 발명은 멀티형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 복수개의 압축기에서 유출된 오일을 혼합한 후 각각의 압축기로 회수시키는 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 일예가 도시된 사시도이다.
일반적으로 멀티형 공기조화기는 복수개의 실내기(A,B,C)의 각각을 하나의 실외기(D)에 냉매배관으로 연결한 것으로, 실외기(D)를 공용으로 사용하면서 복수개의 실내기(A,B,C) 각각을 냉방기 또는 난방기로 사용한다.
도 2는 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 사이클 구성도이다.
종래의 공기조화기는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 복수개의 압축기(1,2)와, 상기 압축기(1,2)에서 압축된 냉매를 실외 공기와의 열교환으로 응 축시키는 응축기(4)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창 기구(6)와, 팽창된 냉매를 실내 공기와의 열교환으로 증발시키는 증발기(8)로 구성되고, 상기 압축기(1,2), 응축기(4), 팽창기구(6), 증발기(8)는 냉매배관(9)으로 연결되어 사이클을 형성한다.
상기 압축기(1,2)의 각각은 냉매가 흡입되는 흡입배관(11,21)과, 냉매가 토출되는 토출배관(12,22)이 연결되고, 상기 토출배관(12,22)에는 연결된 압축기(1,2)에서 토출된 냉매 중의 오일을 분리하는 오일 분리기(14,24)가 장착된다.
상기 오일 분리기(14,24)에는 분리된 오일을 상기 압축기의 냉매 흡입배관(11,12)의 일측으로 되돌리는 오일 회수 배관(15,25)이 연결되고, 상기 오일 회수 배관(15,25)에는 오일 회수 캐필러리(16,26)가 장착되어 오일의 회수를 돕는다.
한편, 상기 압축기(1,2)는 그 하부측에 균유관(30)이 상호 연결되어 압축기(1,2) 중 일부의 오일이 부족하지 않도록 오일량을 조절한다.
미설명부호 36은 액체 냉매가 압축기(1,2)로 흡입되는 것을 방지하도록 상기 압축기(1,2)의 흡입 배관(11,21)에 연결된 어큐뮬레이터이고, 미설명부호 37,38은 상기 흡입배관(11,21)의 각각에 설치된 개폐밸브이다.
상기와 같이 구성된 종래의 멀티형 공기조화기는 부하가 작은 경우 복수개의 압축기(1,2) 중 일부(1)가 구동되고, 구동되는 압축기(1)의 흡입배관(11)에 설치된 개폐밸브(37)는 개방된다.
상기 압축기(1)에서는 냉매(실선)와 함께 오일(점선)이 토출되어 토출배관(12)을 통해 오일 분리기(14)로 유입되게 되고, 냉매와 오일은 상기 오일 분리기(14)의 내부에서 분리된다.
이렇게 오일과 분리된 냉매는 응축기(4), 팽창기구(6), 증발기(8), 어큐뮬레이터(36)를 순환하여 냉동사이클을 형성하면서 증발기(8) 주변을 냉방시키게 되고, 냉매와 분리된 오일은 상기 오일 회수 배관(15)과 오일 회수 캐필러리(16)를 경유하여 구동중인 압축기(1)의 흡입배관(11)측으로 안내된 후 상기 압축기(1)의 내부로 흡입되는 냉매와 함께 압축기(1) 내부로 흡입되어 압축기(1)의 윤활 작용을 한다.
한편, 상기 멀티형 공기조화기는 부하가 큰 경우 복수개의 압축기(1,2) 모두가 구동되고, 각각의 흡입배관(11,21)에 설치된 개폐밸브(37,38)가 개방된다.
이 경우, 복수개의 압축기(1,2)의 각각에서는 냉매와 함께 오일이 토출되게 되고, 각각의 압축기(1,2)에서 토출된 냉매와 오일은 각각의 오일 분리기(14,24)에서 분리된다.
상기 오일 분리기(14,24)의 각각에서 오일과 분리된 냉매는 합쳐진 후 상기 응축기(4), 팽창밸브(6), 증발기(8), 어큐뮬레이터(36)를 순환하여 냉동사이클을 형성하면서 증발기(8) 주변을 냉방시키게 된다.
그리고, 상기 오일 분리기(14,24)의 각각에서 냉매와 분리된 오일은 상기 오일 회수 배관(15,25)의 각각과 오일 회수 캐필러리(16,26)의 각각을 경유하여 각각의 흡입배관(11,21)측으로 안내된 후 각각의 압축기(1,2)의 내부로 흡입되는 냉매 와 함께 압축기(1,2) 내부로 흡입되어 압축기(1,2)의 윤활 작용을 한다.
한편, 상기와 같은 멀티형 공기조화기는 상기 압축기(1,2)가 균유관(30)으로 연결되어 있기 때문에, 압축기(1,2) 중 일부(1)가 오일이 부족하더라도 오일이 충분한 다른 압축기(2)에서 오일을 공급받을 수 있게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기는 상기 압축기(1,2)의 각각에 흡입배관(11,21)이 연결되는 포트(19a,29a)와, 토출배관(12,22)이 연결되는 포트(19b,29b)와, 균유관(30)이 연결되기 위한 포트(19c,29c)가 설치되어야 하고, 각각의 압축기(1,2)가 두 개의 오일 유로를 통해 오일이 회수되므로, 그 구조가 복잡하고, 효과적인 오일 회수를 하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구조로 오일을 효과적으로 회수할 수 있는 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기의 압축기 오일 회수장치는 복수개의 압축기 각각에서 토출되는 냉매에서 오일을 분리하는 복수개의 오일 분리기와; 오일이 담겨지는 오일 저장수단과; 상기 복수개 오일 분리기에서 분리된 오일이 상기 오일 저장수단에 담겨지게 상기 오일 분리기의 각각과 오일 저장수단을 연결하는 복수개의 연결관과; 상기 오일저장수단의 오일을 상기 압축기 각각의 흡입배관으로 안내하게 상기 오일 저장수단과 상기 압축기 각각의 흡입 배관을 연결하는 복수개의 회수관과; 상기 연결관의 각각에 장착된 복수개의 오일 회수 캐필러리를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기 일실시예의 일부 절결 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기 일실시예의 실외기 사이클 구성도이다.
본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 실내기(41,42,43,44)는 실내 공기를 내부로 흡입시키는 실내 송풍기(45)와, 실내 송풍기(45)에 의해 흡입된 공기를 냉매와 열교환시키는 실내 열교환기(46)와, 실내 열교환기(46)로 유출입되는 냉매를 팽창시키는 팽창기구가 포함되어 구성되고, 그 각각은 실외기(50)와 냉매배관(49)으로 연결된다.
실외기(50)는 냉매를 압축하는 제 1, 2 압축기(51,52)와, 냉매를 실외 공기와의 열교환으로 열교환시키는 실외 열교환기(53)와, 실외 공기를 실외기 내부로 송풍시키는 실외 송풍기(54)를 포함하여 구성된다.
제 1, 2 압축기(51,52)는 소용량의 제 1 압축기(51)와 대용량의 제 2 압축기(52)로 구성되어 부하가 적을 때 소용량 제 1 압축기(51)만 구동되고, 부하가 큰 때 대용량 제 2 압축기(52)만 구동되며, 부하가 최대일 때 소용량 제 1 압축기(51)와 대용량 제 2 압축기(52)가 구동되는 것이 가능하다.
또한, 제 1,2 압축기(51,52)는 용량 가변 압축기(51)와 정속 압축기(52)로 구성되어 부하가 적을 때 용량 가변 압축기(51)가 구동되고 부하가 클 때 용량 가 변 압축기(51)와 정속 압축기(52)가 구동되는 것도 가능하다.
한편, 제 1, 2 압축기(51,52)의 각각은 냉매를 압축하는 압축실을 갖는 압축부와, 압축실을 가변시키는 모터부와, 모터부 또는 압축부의 윤활을 위해 오일을 펌핑하는 오일펌프를 포함하여 구성되고, 냉매가 흡입되는 제 1, 2 흡입배관(61,71)과, 냉매가 토출되는 제 1, 2 토출배관(62,72)이 각각 연결된다.
한편, 상기와 같은 멀티형 공기조화기는 제 1, 2 압축기(51,52)의 각각에서 토출된 냉매에서 오일을 분리하고, 분리된 오일을 혼합하여 제 1, 2 압축기(51,52) 각각의 흡입측으로 회수토록 하는 오일 회수장치(80)를 더 포함한다.
오일 회수장치(80)는 제 1, 2 압축기(51,52) 각각에서 토출되는 냉매에서 오일을 분리하는 제 1, 2 오일 분리기(82,86)와, 제 1, 2 오일 분리기(82,86)의 각각에서 분리된 오일이 혼합되게 담겨지는 오일 저장수단(90)과, 오일 저장수단(90)에 담겨진 오일을 제 1, 2 압축기(51,52) 각각의 흡입측으로 안내하는 제 1, 2 안내수단(100,110)을 포함하여 구성된다.
제 1, 2 오일 분리기(82,86)의 각각은 내부에 오일이 걸름되는 금속필터(미도시)가 장착되고, 제 1, 2 토출배관(62.72)의 각각에 연결된다.
또한, 제 1, 2 오일 분리기(82,86)의 각각과 오일 저장수단(90)은 제 1, 2 연결관(84,88)으로 연결되고, 제 1, 2 연결관(84,88) 각각의 일측에는 제 1, 2 오일 회수 캐필러리(85,89)가 장착된다.
미설명부호 51a,61b는 제 1, 2 흡입배관(61,71)의 각각이 연결되기 위한 흡입포트이고, 미설명부호 51b,61b는 제 1, 2 토출배관(62,72)의 각각이 연결되기 위 한 토출포트이다.
미설명부호 120은 액체 냉매가 압축기(51,52)로 흡입되는 것을 방지하도록 압축기(51,52)의 흡입 배관(61,71)에 연결된 공용 어큐뮬레이터이다.
미설명부호 122,124는 제 1, 2 흡입배관(61,71)의 각각에 설치된 제 1, 2 개폐밸브이다.
미설명부호 130은 실외기(50) 내에 장착되어 복수개의 실내기(41,42,43,44)를 냉방기 또는 난방기로 사용할 수 있도록 오일 분리기(82,86)를 통과한 냉매가 실내 열교환기(46)와 실외 열교환기(53) 중 어느 일측으로 유입되게 유로를 절환하는 유로 절환밸브로서, 실외 열교환기(53)와 실내 열교환기(46)와 어큐물레이터(120)와 오일분리기(82,86)의 각각과 냉매배관으로 연결된다.
미설명 부호 132는 실외기(50) 내에 장착되어 잉여 냉매를 저장함과 아울러 냉방 운전시 액체 냉매만 실내기 측으로 순환토록 하는 리시버이다.
미설명 부호 134는 난방시 실외 열교환기(52)를 통과한 냉매를 팽창시킨 후 실내 열교환기로 보내기 위한 팽창장치로서, 실외 열교환기(53)와 리시버(132)를 연결하는 냉매배관에 장착된 체크밸브(134a)이고, 체크 밸브(134a)에 막힘된 냉매가 바이패스되는 바이패스 배관(134b)과, 바이패스 배관(134b)으로 바이패스된 냉매가 팽창되는 전자팽창밸브(134c, LEV)를 포함하여 구성된다.
미설명 부호 138은 냉매 배관에 장착되어 냉매 또는 오일에 혼재된 이물질이 걸름되는 스트레이너이다.
미설명 부호 140,142는 오일 분리기의 각각와 유로 절환밸브를 연결하는 냉 매배관에 장착되어 냉매 또는 오일의 역류를 방지하는 체크밸브이다.
도 5는 본 발명에 따른 오일 회수장치가 도시된 내부 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 오일 회수장치가 도시된 사시도이다.
안내수단(100,110)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일단(102,104)이 제 1, 2 압축기(51,52) 각각의 제 1, 2 흡입배관(61,71)과 연통되게 연결되고 타단(104,114)이 오일저장수단(90)의 내부로 삽입되어 오일 저장수단(90)의 바닥면(91)과 이격되게 배치되며, 오일저장수단(90)의 하부에 담겨진 오일을 제 1, 2 압축기(51,52)의 제 1, 2 흡입배관(61,71)의 각각으로 압송하는 제 1, 2 회수관이다.
그리고, 오일 저장수단(90)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 하나의 오일 저장실(92)을 갖고, 양측면에 제 1, 2 연결관(84,88)이 관통되게 삽입될 수 있도록 측면 관통홀(96)이 형성되고, 상부에 제 1, 2 회수관(100,110)의 각각이 관통되게 삽입될 수 있도록 상부 관통홀(98)이 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 실내기(41,42,43,43) 중 일부(41)가 운전되고 운전된 실내기(41)가 냉방 운전인 경우 복수개의 압축기(51,52)는 제 1 압축기(51)만 구동되고, 제 1 압축기(51)의 제 1 흡입배관(61)에 설치된 제 1 개폐밸브(122)는 개방되며, 제 1 압축기(51)에서는 냉매(실선)와 함께 오일(점선)이 토출된다.
이렇게 토출된 오일과 냉매는 구동중인 제 1 압축기(51)에 연결된 제 1 토출배관(62)을 통해 제 1 오일 분리기(82)로 유입된 후 제 1 오일 분리기(82) 내에서 냉매와 오일이 분리된다.
제 1 오일 분리기(82)에서 오일과 분리된 냉매(실선)는 유로 절환 밸브(130)에 안내되어 실외 열교환기(53)를 통과한 후, 운전인 실내기(41,42,43,44)로 유입되어 운전인 실내기의 팽창기구와 실내 열교환기(46)를 통과하고, 다시 실외기(40)의 유로 절환밸브(130)에 안내되어 어큐물레이터(120)로 흡입된 후 제 1 흡입배관(61)을 통해 제 1 압축기(51)로 순환되며, 이러한 순환이 진행되면서 실내 열교환기(46)가 증발기로 작용하여 실내 공기를 냉각시킨다.
그리고, 제 1 오일 분리기(82)에서 냉매와 분리된 오일(점선)은 제 1 연결관(84)과 제 1 오일 회수 캐필러리(85)를 경유하여 오일 저장수단(90)에 담겨지고, 제 1 압축기(51)의 구동시 발생된 제 1 흡입배관(61)의 내부 부압에 의해 제 1 흡입배관(61)의 내부로 압송된 후, 제 1 압축기(51)의 내부로 유입되어 구동중인 제 1 압축기(51)의 윤활 작용을 한다.
한편, 실내기(41,42,43,43) 중 일부(41)가 운전되고 운전된 실내기(41)가 난방 운전인 경우, 실내기(41,42,43,43)의 일부가 냉방 운전인 경우와 같이, 제 1 압축기(51)에서는 냉매(실선)와 함께 오일(점선)이 토출되고, 이렇게 토출된 냉매와 오일은 제 1 오일 분리기(82) 내에서 냉매와 오일이 분리되게 된다.
제 1 오일 분리기(82)에서 오일과 분리된 냉매(실선)는 실내기(41,42,43,43) 중 일부(41)가 냉방 운전인 경우와 반대 반향으로 냉매가 순환되고, 이때, 실내 열 교환기(46)는 응축기로 작용하여 실내 공기를 난방시킨다.
그리고, 제 1 오일분리기(82)에서 냉매와 분리된 오일(점선)은 실내기(41,42,43,43) 중 일부(41)가 냉방 운전인 경우와 같이, 제 1 오일 회수 캐필러리(85)를 경유하여 오일 저장수단(90)에 담겨되고, 제 1 압축기(51)의 제 1 흡입배관(61)의 내부로 압송된 후 제 1 압축기(51)의 내부로 유입되어 구동중인 제 1 압축기(51)의 윤활 작용을 한다.
한편, 실내기(41,42,43,43) 중 전부가 운전되고 운전된 실내기(41,42,43,44)가 냉방 운전인 경우, 복수개의 압축기(51,52)는 모두가 구동되고, 각각의 제 1, 2 흡입배관(61,71)에 설치된 제 1, 2 개폐밸브(122,124)는 개방되며, 제 1, 2 압축기(51,52)의 각각에서는 냉매(실선)와 함께 오일(점선)이 토출된다.
이렇게 토출된 오일과 냉매는 제 1, 2 압축기(51,52)의 각각에 연결된 제 1, 2 토출배관(62,72)을 통해 제 1, 2 오일 분리기(82,86)의 각각으로 유입된 후 제 1, 2 오일 분리기(82,86) 내에서 냉매와 오일이 분리된다.
제 1, 2 오일 분리기(82,86)에서 오일과 분리된 냉매는 합쳐진 후, 제 1 압축기(51) 단독 구동시와 같이 순환되면서 실내 열교환기(46)가 증발기로 작용되게 하여 실내 공기를 냉각시키고, 제 1,2 압축기(51,52) 각각의 흡입배관(61,72)으로 분산되어 제 1,2 압축기(51,52)로 순환된다.
그리고, 제 1, 2 오일 분리기(82,86)의 각각에서 냉매와 분리된 오일은 제 1, 2 오일 회수 배관(84,88)의 각각과 제 1, 2 오일 회수 캐필러리(85,89)의 각각을 경유하여 오일 저장수단(90)에 담겨진다.
이렇게, 제 1, 2 오일 분리기(82,86)에서 분리되어 오일 저장수단(90)에 감겨진 오일은 오일 저장수단(90) 내에서 혼합된 상태로 남게 되고, 제 1, 2 압축기(51,52)의 구동시 발생된 제 1, 2 흡입배관(61,71)의 내부 부압에 의해 제 1, 2 흡입배관(61,71) 각각의 내부로 압송된 후 제 1, 2 압축기(51,52) 각각의 내부로 유입되어 제 1, 2 압축기(51,52)의 윤활 작용을 한다.
한편, 실내기(41,42,43,43) 중 전부가 운전되고 운전된 실내기(41,42,43,44)가 난방 운전인 경우, 냉매는 실내기(41,42,43,43) 전부의 냉방 운전인 경우와 반대로 순환되어 실내 공기를 난방시키고, 오일은 실내기(41,42,43,43) 전부의 냉방 운전인 경우와 같이 오일 저장수단(90) 내로 흡입되어 혼합된 후 제 1, 2 압축기(51,52) 각각의 내부로 유입되어 제 1, 2 압축기(51,52)의 윤활 작용을 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치는 복수개의 압축기 각각에서 토출되는 냉매 및 오일을 압축기 각각에 연결된 오일분리기에서 분리하고, 냉매와 분리된 오일이 오일저장수단에 혼합되게 저장하며, 오일 저장수단에 담겨진 오일이 압축기 각각의 흡입측에 연결된 복수개의 안내수단에 의해 압축기 내부측으로 압송되므로, 복수개의 압축기의 각각에 별도의 균유관을 연결하기 위한 포트를 장착할 필요가 없게 되고, 압축기의 구조가 간단해지는 이점이 있다.
또한, 각각의 압축기에서 냉매와 함께 토출된 오일이 오일 분리기와 연결관과 오일 저장수단과 회수관으로 구성되는 하나의 오일 유로를 통해 각각의 압축기 내부로 회수되므로, 효율적인 오일 회수가 가능한 이점이 있다.
또한, 각각의 오일 분리기에서 분리된 오일은 오일 저장수단에서 혼합된 후 재흡입되므로, 복수개의 압축기 중 일부만을 구동시킬 경우 오일 저장수단에 저장된 오일을 최대한 활용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 복수개의 압축기 각각에서 토출되는 냉매에서 오일을 분리하는 복수개의 오일 분리기와;
    오일이 담겨지는 오일 저장수단과;
    상기 복수개 오일 분리기에서 분리된 오일이 상기 오일 저장수단에 담겨지게 상기 오일 분리기의 각각과 오일 저장수단을 연결하는 복수개의 연결관과;
    상기 오일저장수단의 오일을 상기 압축기 각각의 흡입배관으로 안내하게 상기 오일 저장수단과 상기 압축기 각각의 흡입 배관을 연결하는 복수개의 회수관과;
    상기 연결관의 각각에 장착된 복수개의 오일 회수 캐필러리를 포함하는 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 저장수단은 내부에 하나의 오일 저장실을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수관은 일단이 상기 압축기의 흡입배관과 연통되고 타단이 상기 오일저장수단의 내부로 삽입되는 멀티형 공기조화기의 압축기 오일 회수장치.
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