KR101926777B1

KR101926777B1 - 냉각장치

Info

Publication number: KR101926777B1
Application number: KR1020160068168A
Authority: KR
Inventors: 임송
Original assignee: (주)에코알앤에스
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-12-07
Also published as: KR20170086389A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 냉각장치는, 압축기; 상기 압축기를 통해 압축된 냉매가 전달되는 응축기; 상기 응축기를 통해 응축된 상기 냉매가 이동하는 내부공간 및 상기 내부공간에 연통되는 가스토출구를 가지는 수액기; 상기 가스토출구에 설치되어 상기 가스토출구를 개폐하는 토출밸브; 그리고 상기 압축기 및 상기 토출밸브에 전기적으로 연결되어, 상기 압축기 및 상기 토출밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 냉매의 압력이 상기 냉매의 온도로부터 산출된 포화증기압력을 기준으로 기설정된 범위를 벗어나면 상기 토출밸브를 구동하여 상기 가스토출구를 개방한다.

Description

냉각장치{COOLING APPARATUS}

본 발명은 냉각장치를 유지보수하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세척가능한 유분리기를 포함하는 냉각장치를 유지보수하는 방법에 관한 것이다.

냉동 또는 냉장 시스템의 냉각사이클은 증발기를 거친 냉매를 압축기에서 압축하여 고온고압 기체화하고, 이를 다시 응축기에서 고온고압 액체화한다. 그리고, 응축기에서 고온고압 액체화된 냉매는 다시 팽창밸브에서 저온저압 액체화한 후, 다시 증발기에서 저온저압 기체화하는 사이클을 반복하여 증발기에서 공기와 열교환을 통해 냉동고 또는 냉장고 내부의 온도를 낮춘다.

유분리기는 압축기와 응축기 사이에 위치한다. 압축기로부터 토출된 냉매는 윤활유를 포함하며, 유분리기 내에서 윤활유로부터 분리되어 응축기로 공급된다. 윤활유는 유분리기의 토출구로부터 토출되어 회수라인을 통해 압축기로 회수된다.

한국등록실용신안공보 0188546호 2000.07.15.

본 발명의 목적은 세척가능한 유분리기를 포함하는 냉각장치 및 냉각장치를 유지보수하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 윤활유를 원활하게 회수할 수 있는 냉각장치 및 냉각장치를 유지보수하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 냉각장치는, 냉매를 고온고압으로 기체화하는 압축기; 상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매가 유입되며, 상기 냉매로부터 잠열을 방출하는 응축기; 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 위치하여 상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매를 상기 응축기에 전달하며, 상기 냉매에 포함된 윤활유가 채워지는 용기와, 상기 용기의 일측에 형성되어 상기 용기에 채워진 상기 윤활유를 토출가능한 토출구와, 상기 용기의 내부에 채워진 상기 윤활유의 유량에 따라 부상하는 플로트와, 상기 플로트에 연결되어 상기 토출구에 설치되고 상기 플로트의 부상에 따라 상기 토출구를 개폐하는 밸브를 구비하는 유분리기; 상기 압축기와 상기 유분리기를 연결하며, 상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매가 흐르는 냉매이동라인; 상기 토출구와 상기 압축기를 연결하며, 상기 토출구를 통해 토출된 상기 윤활유가 상기 압축기로 회수되는 윤활유 회수라인; 그리고 상기 냉매이동라인과 상기 윤활유 회수라인을 서로 연결하는 우회라인을 포함한다.

상기 냉각장치는, 상기 우회라인에 설치되어 상기 우회라인을 개폐하는 바이패스밸브; 그리고 상기 윤활유 회수라인에 설치되고 상기 우회라인과 상기 윤활유 회수라인이 교차하는 지점을 기준으로 상기 압축기에 근접하여 위치하며, 상기 윤활유 회수라인을 개폐하는 회수밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 냉각장치는, 상기 회수밸브 및 상기 바이패스밸브에 전기적으로 연결되며, 상기 회수밸브를 개방하고 상기 바이패스밸브를 폐쇄하는 정상모드 및 상기 회수밸브를 폐쇄하고 상기 바이패스밸브를 개방하는 세척모드로 전환가능한 제어기를 더 포함할 수 있다.

상기 냉각장치는, 상기 윤활유 회수라인에 설치되어 상기 윤활유 회수라인을 흐르는 상기 윤활유의 온도를 감지가능한 온도센서를 더 포함하며, 상기 제어기는 상기 온도센서를 통해 감지된 상기 윤활유의 온도가 기설정된 범위 미만이면 상기 정상모드를 상기 세척모드로 전환할 수 있다.

상기 유분리기는, 상기 용기의 상부 측면에 형성되어 상기 냉매이동라인과 연결되는 유입포트; 그리고 상기 용기의 상부면에 형성되어 상기 냉매가 토출되는 유출포트를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 압축기로부터 토출된 고온고압의 냉매를 이용하여 유분리기를 세척할 수 있다. 또한, 유분리기 내의 윤활유를 압축기로 원활하게 회수할 수 있다.

도 1은 일반적인 냉각장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 유분리기를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 온도센서 및 회수밸브, 그리고 바이패스 밸브가 제어기에 연결된 상태를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 도 2에 도시한 냉각장치를 통해 유분리기를 세척하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시한 유분리기를 세척하는 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1은 일반적인 냉각장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매는 압축기(compressor)(10)를 통해 고온고압으로 기체화하며, 응축기(condenser)(20)로 이동하여 잠열을 방출한 후 고온고압 액체화된다.

이후, 냉매는 팽창밸브(40)를 거쳐 저온저압액체화한다. 증발기(60)는 냉각하고자 하는 공간에 설치되며, 냉매는 증발기(60)를 거쳐 해당 공간으로부터 열을 흡수한다. 이와 같은 과정에 따라, 공간 내부의 열은 증발기(60)를 통해 냉매로 흡수된 후 응축기(20)를 통해 외부로 배출되며, 공간 내부는 원하는 온도로 냉각될 수 있다.

한편, 유분리기(30)는 압축기(10)와 응축기(20) 사이에 설치된다. 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 냉매는 윤활유를 포함하며, 유분리기(30) 내에서 윤활유로부터 분리되어 응축기(20)로 공급된다. 유분리기(30)는 냉매이동라인(12)을 통해 압축기(10)에 연결되며, 윤활유를 포함하는 냉매는 냉매이동라인(12)을 통해 유분리기(30)로 이동한다.

윤활유 회수라인(14)은 유분리기(30)와 압축기(10)를 연결하며, 유분리기(30) 내에서 냉매로부터 분리된 윤활유는 윤활유 회수라인(14)을 통해 압축기(10)로 회수된다. 윤활유는 압축기(10) 내에서 일정한 레벨을 유지한다.

그러나, 장시간 사용으로 인해 유분리기(30) 자체 또는 윤활유 회수라인(14)이 이물질 등으로 인해 오염되고 폐색될 경우, 윤활유가 회수되지 못할 뿐만 아니라 압축기(10) 내의 윤활유 레벨이 저하되고 이로 인해 윤활유 공급이 원활하지 않아 피스톤, 로드 등의 부품이 손상되거나 파손될 위험이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2에 도시한 유분리기를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 우회라인(16)은 냉매이동라인(12)과 윤활유 회수라인(14)을 연결하며, 바이패스밸브(17)는 우회라인(16)에 설치되어 우회라인(16)을 개폐한다.

회수밸브(15)는 윤활유 회수라인(14)에 설치되어 윤활유 회수라인(14)을 개폐한다. 회수밸브(15)는 우회라인(16)과 윤활유 회수라인(14)이 교차하는 지점을 기준으로 압축기(10)에 근접하여 위치한다. 온도센서(19)는 윤활유 회수라인(14)에 설치되어 윤활유 회수라인(14)의 내부를 흐르는 윤활유의 온도를 측정하며, 우회라인(16)과 윤활유 회수라인(14)이 교차하는 지점을 기준으로 유분리기(30)에 근접하여 위치한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 유분리기(30)는 용기(32) 및 유출포트(34), 그리고 유입포트(36)를 구비한다. 유출포트(34)는 용기(32)의 상부면에 형성된 유출구(34a)에 연결되며, 유입포트(36)는 용기(32)의 상부 측면에 형성된 유입구(36a)에 연결된다. 냉매이동라인(12)은 유입포트(36)에 연결되어, 압축기(10)로부터 토출된 냉매는 유입포트(36)를 통해 용기(32)의 내부에 유입되며, 유출포트(34)를 통해 유출되어 응축기(20)로 이동한다.

또한, 유분리기(30)는 용기(32)의 하부 일측면에 형성된 토출구(38a)를 가지며, 윤활유 회수라인(14)은 토출구(38a)에 연결된다. 따라서, 용기(32) 내에 채워진 윤활유는 토출구(38a)를 통해 토출된 후 윤활유 회수라인(14)을 통해 압축기(10)로 회수된다. 윤활유가 용기(32) 내에 일정 레벨 이상 채워진 경우에만 윤활유는 토출구(38a)를 통해 토출될 수 있다.

밸브(37)는 토출구(38a)에 설치되어 토출구(38a)를 개폐하며, 플로트(35)가 밸브(37)에 연결되어 플로트(35)의 상하이동에 의해 밸브(37)는 작동한다. 밸브(37)는 니들밸브(needle valve)일 수 있다. 플로트(35)는 용기(32) 내에 채워진 윤활유의 유면에 부상하며, 윤활유의 유면(또는 레벨)이 상승 또는 하강함에 따라 상하로 이동한다. 윤활유가 일정 레벨 이상 용기(32) 내에 채워지면 플로트(35)가 부상된 상태로 상승하며, 이로 인해 밸브(37)가 토출구(38a)를 개방하여 윤활유는 토출구(38a)를 통해 토출될 수 있다. 반대로, 윤활유가 일정 레벨 이하인 경우, 플로트(35)는 부상된 상태로 하강하며, 이로 인해 밸브(37)가 토출구(38a)를 폐쇄하여 윤활유는 토출구(38a)를 통해 토출될 수 없다.

도 4는 도 2에 도시한 온도센서 및 회수밸브, 그리고 바이패스 밸브가 제어기에 연결된 상태를 나타내는 블럭도이다. 도 5는 도 2에 도시한 냉각장치를 통해 유분리기를 세척하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 2에 도시한 유분리기를 세척하는 상태를 나타내는 도면이다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참고하여 유분리기를 세척하는 과정을 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, 장시간 사용으로 인해 밸브(37) 자체 또는 윤활유 회수라인(14)이 이물질 등으로 인해 오염되고 폐색될 경우, 윤활유가 회수되지 못할 뿐만 아니라 압축기(10) 내의 윤활유 레벨이 저하되고 이로 인해 윤활유 공급이 원활하지 않아 피스톤, 로드 등의 부품이 손상되거나 파손될 위험이 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제어기(50)는 온도센서(19)와 회수밸브(15) 및 바이패스 밸브(17)에 전기적으로 연결된다. 밸브(37)가 폐색될 경우, 윤활유 회수라인(14) 내에서 윤활유 등의 팽창이 일어나 윤활유의 온도가 급격히 낮아진다. 이는 압축기(10)가 연속적으로 작동함에 따른 영향인 것으로 판단되며, 이로 인해 정상적인 상태에 비해 5도 이상 온도가 낮아진다.

도 2에 도시한 바와 같이, 바이패스 밸브(17)는 작동하여 우회라인(16)은 폐쇄되고 회수밸브(15)는 작동정지하여 윤활유 회수라인(14)은 개방된 상태로, 윤활유는 윤활유 회수라인(14)을 통해 압축기(10)로 회수될 수 있다. 이와 같은 방법으로 제어기(50)는 정상모드로 작동한다.

이때, 제어기(50)는 온도센서(19)를 통해 감지된 윤활유의 온도가 기설정된 범위 미만이면(S10), 회수밸브(15)를 작동하여 윤활유 회수라인(14)을 폐쇄하고(S20), 바이패스 밸브(17)를 작동정지하여 우회라인(16)을 개방한다(S30). 이 경우, 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 냉매는 우회라인(16) 및 윤활유 회수라인(14)을 통해 유분리기(30)로 공급되며, 냉매의 역류로 인해 폐색된 밸브(37) 또는 윤활유 회수라인(14)이 세척될 수 있다. 이와 같은 방법으로 제어기(50)는 세척모드로 전환될 수 있다.

제어기(50)는 기설정된 시간 동안 고온고압의 냉매를 유분리기(30)에 공급한 후, 바이패스 밸브(17)를 작동하여 우회라인(16)을 폐쇄하고(S40) 회수밸브(15)를 작동정지하여 윤활유 회수라인(14)을 개방한다(S50). 이와 같은 방법으로 제어기(50)는 정상모드로 복귀할 수 있으며, 윤활유는 다시 윤활유 회수라인(14)을 통해 압축기(10)로 회수될 수 있다.

본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.

10 : 압축기 12 : 압력 센서
20 : 응축기 22 : 냉각유체 공급라인
24 : 냉각유체 회수라인 26 : 냉각유체 온도센서
27 : 냉매 온도센서 28 : 냉매 압력센서
30 : 수액기 40 : 팽창밸브
50 : 개폐밸브 60 : 증발기

Claims

삭제
냉매를 고온고압으로 기체화하는 압축기;
상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매가 유입되며, 상기 냉매로부터 잠열을 방출하는 응축기;
상기 압축기와 상기 응축기 사이에 위치하여 상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매를 상기 응축기에 전달하며, 상기 냉매에 포함된 윤활유가 채워지는 용기와, 상기 용기의 일측에 형성되어 상기 용기에 채워진 상기 윤활유를 토출가능한 토출구와, 상기 용기의 내부에 채워진 상기 윤활유의 유량에 따라 부상하는 플로트와, 상기 플로트에 연결되어 상기 토출구에 설치되고 상기 플로트의 부상에 따라 상기 토출구를 개폐하는 밸브를 구비하는 유분리기;
상기 압축기와 상기 유분리기를 연결하며, 상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매가 흐르는 냉매이동라인;
상기 토출구와 상기 압축기를 연결하며, 상기 토출구를 통해 토출된 상기 윤활유가 상기 압축기로 회수되는 윤활유 회수라인;
상기 냉매이동라인과 상기 윤활유 회수라인을 서로 연결하는 우회라인;
상기 우회라인에 설치되어 상기 우회라인을 개폐하는 바이패스밸브;
상기 윤활유 회수라인에 설치되고 상기 우회라인과 상기 윤활유 회수라인이 교차하는 지점을 기준으로 상기 압축기에 근접하여 위치하며, 상기 윤활유 회수라인을 개폐하는 회수밸브;
상기 회수밸브 및 상기 바이패스밸브에 전기적으로 연결되며, 상기 회수밸브를 개방하고 상기 바이패스밸브를 폐쇄하여 상기 윤활유 회수라인을 통해 상기 유분리기 내의 상기 윤활유를 상기 압축기로 회수하는 정상모드와, 상기 회수밸브를 폐쇄하고 상기 바이패스밸브를 개방하여 상기 압축기로부터 토출된 상기 냉매를 상기 우회라인 및 상기 윤활유 회수라인을 통해 상기 토출구에 공급하는 세척모드로 전환가능한 제어기; 및
상기 윤활유 회수라인에 설치되어 상기 윤활유 회수라인을 흐르는 상기 윤활유의 온도를 감지가능한 온도센서를 포함하며,
상기 제어기는 상기 온도센서를 통해 감지된 상기 윤활유의 온도가 기설정된 범위 이상이면 상기 정상모드를 유지하고 기설정된 범위 미만이면 상기 세척모드로 전환되는, 냉각장치.
제2항에 있어서,
상기 제어기는 상기 세척모드에서 기설정된 시간이 경과한 후 상기 정상모드로 복귀하는, 냉각장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 유분리기는,
상기 용기의 상부 측면에 형성되어 상기 냉매이동라인과 연결되는 유입포트; 및
상기 용기의 상부면에 형성되어 상기 냉매가 토출되는 유출포트를 더 구비하는, 냉각장치.
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