KR102380931B1 - 오일 유량 스위치 및 냉동 시스템을 위해 이를 구비한 윤활 시스템 - Google Patents

오일 유량 스위치 및 냉동 시스템을 위해 이를 구비한 윤활 시스템 Download PDF

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Abstract

본 개시물은 오일 유량 스위치에 관한 것으로서, 오일 유량 스위치는 순환 오일 통로에 연결된 플로트 장치, 및 플로트 장치에 제공된 플로팅 액체 레벨 스위치 요소를 포함하며, 플로트 장치는 오일 유입구, 오일 배출구, 및 오일 유입구와 오일 배출구 사이에 제공된 플로트 챔버를 포함하고, 플로팅 액체 레벨 스위치 요소는 플로트 챔버에 제공되며, 플로트 챔버와 연통되는 채널이 플로트 장치에 제공된다. 본 개시물에 따른 오일 유량 스위치는 오일 레벨 스위치의 오경보를 방지할 수 있는 한편, 액체 레벨 변동으로 인해 유발되는 플로트에 대한 장애를 완화시켜서 플로트와 슬리브 로드 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기한 오일 유량 스위치를 구비하는 윤활 시스템이 개시된다.

Description

오일 유량 스위치 및 냉동 시스템을 위해 이를 구비한 윤활 시스템
본 개시물은 일반적으로 오일 윤활 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 오일 유량(flow) 스위치 및 냉동 시스템을 위해 이를 구비한 윤활 시스템에 관한 것이다.
냉동 시스템에서, 냉매 오일은 윤활, 밀봉, 및 노이즈 감소 등의 기능을 한다; 따라서, 윤활유의 오일 레벨에 관한 조기 경보는 시스템 신뢰성을 보장하는데 중요하다. 플로트(float) 레벨 스위치 또는 광전 레벨 스위치는 오일 레벨이 미리 결정된 오일 레벨보다 더 낮은지 여부를 결정하기 위한 현재 접근법에서 흔히 사용된다. 구체적으로는, 플로트 레벨 스위치는 액체에서의 부력 하에서 플로트가 플로팅되고, 액체 레벨이 불충분하면 가라앉는 기계식 액체 레벨 스위치로서, 그 동안 플로트에 내장된 자석의 자기장이 변경되어, 결과적으로 리드 스위치의 접점의 상태를 변경시킴으로써, 즉 이전의 오프 상태로부터 온 상태로 또는 그 반대로 변경시킴으로써, 액체 레벨이 미리 결정된 오일 레벨보다 더 낮다는 것을 시그널링한다. 광전 액체 레벨 스위치는 전자식 액체 레벨 스위치로서, 광학 원리 및 전자 기술에 따라 작동하며, 발광 다이오드로부터 방출된 광이 오일의 존재시에 프리즘에 의해 재굴절되어 전자식 감지부가 굴절 광, 즉 정상 오일 레벨을 나타내는 굴절 광을 수신할 수 있다; 오일 레벨이 프리즘보다 더 낮으면, 광이 오일 싱크에서 산란되어 재굴절될 수 없으므로, 오일 레벨이 정상인지 여부가 감지될 수 있다. 사용 중에, 오일 싱크 또는 오일 탱크의 액체 레벨이 비축된 오일 양의 액체 레벨보다 더 낮으면, 액체 레벨 스위치는 오일 레벨 부족(low-oil-level) 신호를 방출한다; 레벨 스위치로부터 신호를 수신하면, 제어기는 불충분한 오일에 의한 가능한 가동으로부터 설비를 보호하기 위해 설비 가동을 중지시킨다.
사용 중에, 플로트 레벨 스위치와 광전 레벨 스위치는 모두, 액체 중에 기포가 존재하면, 어느 스위치도 액체 레벨이 적절한지 여부를 정확하게 감지할 수 없는 단점이 있는 것으로 알려져 있다. 냉동 시스템에서, 특정 비율의 냉매가 오일 용액 중에 항상 용해되므로, 온도 또는 압력의 변경시에, 오일 용액 중에 용해된 냉매가 기포와 함께 증발될 수 있다. 이는 오일 용액의 밀도 감소를 유발하고, 플로팅되는 플로트 레벨 스위치의 플로트의 고장을 유발하며, 결과적으로 레벨 스위치가 잘못된 레벨 신호를 방출할 것이다. 마찬가지로, 광전 액체 레벨 스위치의 경우, 발포성 오일 용액으로 인해, 광전 액체 레벨 스위치로부터 방출된 광이 프리즘으로부터 광전 스위치로 성공적으로 재굴절될 수 없어서, 오경보를 또한 유발할 것이다.
본 개시물의 목적 중 하나는 오일 유량 스위치 및 냉동 시스템을 위해 이를 구비한 윤활 시스템을 제공함으로써 종래기술의 상기한 문제점들을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다.
본 개시물의 일 양태에 따라, 오일 유량 스위치가 제공되고, 오일 유량 스위치는, 순환 오일 통로에 연결된 플로트 장치, 및 플로트 장치에 제공된 플로팅 액체 레벨 스위치 요소를 포함하며, 플로트 장치는 오일 유입구, 오일 배출구, 및 오일 유입구와 오일 배출구 사이에 제공된 플로트 챔버를 포함하고, 플로팅 액체 레벨 스위치 요소는 플로트 챔버에 제공되며, 플로트 챔버와 연통되는 채널이 플로트 장치에 제공된다.
본 개시물에 따라, 오일 유량 스위치는 압축기의 순환 오일 통로 상에 제공될 수 있다. 오일이 오일 유량 스위치를 통하여 유동하는 경우, 플로트 챔버는 오일 액체로 채워진다. 플로트는 부력 하에서 그 자신의 중력을 극복하여 상승하며, 이러한 시점에, 오일 유량 스위치가 턴 온된다. 한편, 오일 통로를 통과하는 오일이 없으면, 플로트 챔버의 오일은 이의 중력 작용 하에서 오일 파이프로 복귀한다. 이러한 시점에서, 부력이 점진적으로 상실되고, 결국 플로트가 하한 위치로 다시 하강하며, 오일 유량 스위치가 턴 오프된다. 오일이 순환 오일 통로에서 유동하는 한, 플로트 챔버가 오일 액체로 채워지므로, 오일 유량 스위치가 오프되지 않는다는 것을 알 수 있다. 이러한 방식으로, 다양한 원인으로 인해 유발되는 오경보가 효과적으로 방지될 수 있다.
선택적으로, 오일 유동의 유동 방향의 변경으로 인해 유발된 국부적인 압력 강하 또는 오일 유동의 임펄스에 의하여 플로트 챔버가 오일로 채워지게 하도록, 플로트 장치의 오일 유입구의 바닥부에 오일 유동 구멍이 제공될 수 있다.
선택적으로, 플로트 챔버의 가스를 배출하기 위한 채널이 플로트 챔버와 오일 배출구 사이에 배치될 수 있다.
선택적으로, 플로트 장치는, 오일 유입구와 오일 배출구를 유체 연결하여 오일 유동의 유동 방향을 변경하는 엘보를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 플로팅 액체 레벨 스위치 요소는, 플로트 챔버에 고정식으로 제공된 플로트 스위치 베이스, 및 플로트 챔버에서의 액체 레벨의 상승 및 하강에 따라 플로트 스위치 베이스에 대해 이동 가능한 플로트를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 플로트 스위치 베이스는 플로트 챔버에서 고정식으로 나사 결합될 수 있고, 플로트가 신장되는 슬리브 로드가 플로트 스위치 베이스에 추가로 제공될 수 있다.
또한, 선택적으로, 플로트의 작동 상태 및 액체 레벨을 관측하기 위한 투시창(sight glass)이 플로트 챔버에 제공될 수 있다.
선택적으로, 리드 스위치가 플로트 스위치 베이스에 제공될 수 있으며, 리드 스위치는 플로트에 의해 트리거되고, 플로트 스위치 베이스 상의 신호 라인을 통해 외부로 전송되는 디지털 신호를 생성한다.
선택적으로, 플로트 챔버 및 플로트 장치는 단일체로 일체형으로 형성될 수 있다.
본 개시물의 다른 양태에 따라, 냉동 시스템을 위한 윤활 시스템이 개시되고, 윤활 시스템은, 압축기, 오일 저장 장치, 오일 유량 스위치, 필터, 및 순환 오일 펌프를 포함할 수 있으며, 이들 모두가 순환 파이프라인을 통해 연결될 수 있고, 오일 유량 스위치는 오일 저장 장치의 하류에 제공될 수 있으며, 오일 유량 스위치의 오일 유입구는 오일 저장 장치의 오일 배출구와 연통될 수 있고, 순환 오일 펌프는 여과된 윤활유를 압축기 내로 다시 펌핑하도록 구성되며, 오일 유량 스위치는 본 개시물에 따른 오일 유량 스위치인 것을 특징으로 한다.
본 개시물의 상기한 양태 및 다른 양태는 첨부된 도면을 참조하는 본 개시물의 예시적인 실시형태의 설명을 통해 보다 명백해지고 이해할 수 있게 될 것이며, 도면으로서:
도 1은 본 개시물에 따른 냉동 시스템의 전반적인 레이아웃을 개략적으로 도시한다;
도 2는 오일 통로에 연결된 오일 유량 스위치의 실시형태를 개략적으로 도시한다;
도 3은 오일 유량 스위치의 다른 실시형태를 개략적으로 도시한다;
도 4는 오일 유량 스위치의 추가적인 실시형태를 개략적으로 도시한다;
도 5는 오일 저장 탱크에 연결된 오일 유량 스위치를 개략적으로 도시한다.
이하에서, 본 개시물의 바람직한 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본원에서 사용되는 "상부", "하부", "전방", "후방", "좌측", "우측"이라는 용어 및 유사한 표현은 단지 예시의 목적만을 위한 것이며 제한하려는 의도가 아니라는 점을 유의할 필요가 있다.
도 1 및 도 2는 본 개시물에 따른 냉동 시스템을 도시하고, 냉동 시스템은, 냉동 순환을 위해 냉매를 압축하도록 구성된 압축기(1)를 포함할 수 있으며, 압축기(1)의 윤활유는 압축기(1)의 오일 분리기에서 분리된 후, 파이프라인 및 단방향 밸브(2)를 통해 오일 저장 탱크(3)로 안내된 다음, 파이프라인을 통해 플로트 장치(7)의 오일 유입구(7-1)와 연통된다. 또한, 윤활유는 플로트 장치(7)의 오일 배출구(7-2)로부터 앵글 밸브(4) 내로 유동하고, 필터(5)에 의해 여과된 후에, 단방향 밸브(8) 또는 오일 펌프(6) 내로 안내되어, 여과된 윤활유가 오일 공급 전자 밸브(10)를 통해 압축기(1) 내로 복귀함으로써, 냉동 시스템의 순환 윤활 시스템을 형성한다.
실제로 사용 중에, 오일 저장 탱크(3)의 오일 레벨은 충분한 윤활유가 압축기(1) 내로 공급되도록 보장하기 위해 모니터링될 필요가 있다. 본 개시물에 따라, 오일 저장 탱크(3)의 오일 레벨을 모니터링하는 것은 윤활유 통로에 연결된 플로트 장치(7)에 의해 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 플로트 장치(7)는 오일 저장 탱크(3)의 오일 배출구 파이프에 연결된 오일 유입구(7-1), 및 앵글 밸브(4)의 오일 유입구 파이프에 연결된 오일 배출구(7-2)를 가질 수 있다. 플로트 장치(7)는 파이프라인 상에 배치된 플로트 챔버, 및 플로트 챔버에 고정식으로 나사 결합된 플로트 스위치(7-4)를 포함할 수 있다. 특히, 플로트 스위치(7-4)는 슬리브 로드와 일체형으로 형성될 수 있고, 플로트(7-6)는 오일 저장 탱크(3)의 액체 레벨 상태에 대하여 플로트 챔버의 슬리브 로드를 따라 위 및 아래로 플로팅하도록 슬리브 로드 상에서 신장될 수 있다. 바람직하게는, 플로트에 의해 트리거되는 리드 스위치가 플로트 스위치 베이스 상에 제공될 수 있다. 리드 스위치에 의해 생성된 디지털 신호는 플로트 스위치 베이스 상의 신호 라인을 통해 외부로 전송될 수 있다. 한편, 윤활유로 인해, 플로트(7-6)와 슬리브 로드 사이의 마찰이 감소될 수도 있다. 플로트의 작동 상태 및 액체 레벨을 관측하기 위한 투시창이 플로트 챔버에 제공될 수 있다. 바람직하게는, 플로트 챔버와 오일 배출구(7-2) 사이에 작은 직경의 채널(7-3)이 제공될 수 있다. 채널(7-3)의 작용 하에서, 유입구(7-1)와 배출구(7-2) 사이에 존재하는 압력 차이로 인해, 플로트 챔버 상부의 가스가 배출됨으로써, 플로트 챔버가 가능한 많은 액체로 채워질 수 있다. 플로트 장치(7)의 오일 유입구 파이프의 바닥부에는 오일 유동 구멍(7-7)이 제공될 수 있어서, 오일 유입구(7-1)로부터 윤활유가 유입된 후에, 엘보(elbow)에 의해 발생되는 국부적인 압력 강하 또는 오일 유동의 임펄스로 인해 플로트 챔버가 윤활유로 채워지며, 한편, 이러한 구조는 오일 레벨 스위치(7-4)를 더 짧아지게 함으로써 더 양호한 안정성을 제공한다.
도 5를 참조하면, 도 5는 오일 저장 탱크(3)에 연결된 플로트 장치(7)를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 주로 오일 저장 탱크(3)의 비축된 윤활유의 양에 따라, 플로트 장치(7)의 장착 높이(h)가 필요에 따라 조정될 수 있다. 상이한 압축기 모델들에 대한, 상이한 시스템들에서의 적용예들에 따라, 비축된 윤활유의 양이 상이할 수 있다. 따라서, 플로트 장치(7)의 장착 높이(h)를 조정함으로써, 플로트가 폐쇄되는 높이 위치는 오일 탱크(3)에서 윤활유의 비축된 액면과 동일 높이가 되도록 할 수 있다. 특히, 윤활유의 비축된 액면은 오일 레벨 부족 경보가 표시되는 경우, 오일 저장 탱크(3) 내로의 윤활유의 회수 및 압축기의 정상적인 시동을 여전히 보장할 수 있는 최소량의 윤활유를 지칭한다.
작동 동안에, 압축기(1)로부터 배출된 윤활유는 오일 펌프(6)의 작용 하에 순환 오일 통로에서 유동한다. 오일 저장 탱크(3)로부터의 윤활유가 플로트 장치(7)를 통하여 유동하는 경우, 플로트 챔버가 윤활유로 채워짐으로써, 플로트(7-6)는 부력의 작용 하에서 중력을 극복하여 상승할 수 있어서 오일 유량 스위치를 항상 온 상태로 유지할 수 있다. 오일 파이프를 통과하는 오일이 없으면, 플로트 챔버의 오일은 그 자신의 중력 작용 하에서 오일 파이프로 복귀한다. 이러한 시점에서, 플로트(7-6)의 부력은 점진적으로 상실되고, 결국 플로트(7-6)가 하한 위치로 하강하여 오일 유량 스위치가 오프된다. 본 개시물에 따른 오일 유량 스위치에서, 오일이 윤활유 통로에서 유동하고 있는 한, 플로트 챔버는 오일 액체로 채워질 것이므로, 오일 유량 스위치의 오프 상태가 발생하지 않음으로써, 다양한 원인으로 인해 유발되는 오경보가 효과적으로 방지될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 3은 본 개시물에 따른 오일 유량 스위치의 다른 실시형태를 도시한다. 특히, 플로트 챔버 및 플로트 장치는 단일체로 일체형으로 형성될 수 있으며, 플로트 챔버는 플로트 장치의 오일 파이프라인 측면 상에 배치되고, 오일 유동 구멍(7-7)을 통해 오일 파이프라인의 오일 유입구(7-1)와 연통된다. 플로트 스위치는 예를 들어 나사산 연결을 통해 플로트 챔버에 고정식으로 장착될 수 있고, 액체 레벨을 관측하기 위한 투시창(7-5)이 플로트 챔버의 일 측면 상에 제공될 수 있다. 플로트 챔버 및 오일 파이프라인의 오일 배출구(7-2)는 플로트 챔버의 공기가 배출될 수 있도록 채널(7-3)을 통해 연결될 수 있다. 본 개시물의 바람직한 실시형태에 따라, 플로트 장치가 순환 오일 통로 내로 용이하게 끼워 맞춰질 수 있도록 구성 요소들의 통합이 실현될 수 있다.
도 4는 본 개시물에 따른 오일 유량 스위치의 추가적인 실시형태를 도시한다. 특히, 플로트 챔버 및 플로트 장치는 단일체로 일체형으로 형성될 수 있으며, 플로트 챔버는 플로트 장치의 오일 파이프라인의 일 측면 상에 제공될 수 있고, 플로트 챔버는 오일 유동 구멍(7-7)을 통해 오일 파이프라인의 오일 유입구(7-1)와 연통될 수 있다. 플로트 스위치는 예를 들어 나사산 연결을 통해 플로트 챔버에 고정식으로 장착될 수 있고, 액체 레벨을 관측하기 위한 투시창(7-5)이 플로트 챔버의 일 측면 상에 제공될 수 있다. 본 개시물의 바람직한 실시형태에 따라, 플로트 장치가 순환 오일 통로에 용이하게 끼워 맞춰질 수 있도록 구성 요소들의 통합이 또한 실현될 수 있다.
본 발명은 위의 실시형태들을 통해 설명되었다. 그러나, 위에서 설명된 실시형태들은 설명된 실시형태들의 범위 내에서 본 개시물을 제한하려는 어떠한 의도가 아니라, 예시 및 설명의 목적만을 위한 것임을 이해해야 한다. 또한, 당업자라면, 본 개시물이 위의 실시형태들로 제한되지 않으며, 본 개시물의 교시에 따라 더 많은 변경 및 변형이 이루어질 수 있고, 이러한 변경 및 변형 모두가 본 개시물의 청구된 범위 내에 속한다는 것을 이해할 수 있다.
1: 압축기 2, 8: 단방향 밸브 3: 오일 저장 탱크
5: 필터 4, 9: 앵글 밸브 6: 오일 펌프
7: 플로트 장치 10: 오일 공급 전자 밸브
7-1: 오일 유입구 7-2: 오일 배출구
7-3: 채널 7-4: 플로트 스위치
7-5: 투시창 7-6: 플로트
7-7: 오일 유동 구멍

Claims (9)

  1. 오일 유량 스위치로서,
    순환 오일 통로에 연결된 플로트 장치; 및
    상기 플로트 장치에 제공된 플로팅 액체 레벨 스위치 요소를 포함하며,
    상기 플로트 장치는 오일 유입구, 오일 배출구, 및 상기 오일 유입구와 상기 오일 배출구 사이에 제공된 플로트 챔버를 포함하고,
    상기 플로팅 액체 레벨 스위치 요소는 상기 플로트 챔버에 제공되며, 상기 플로트 챔버와 연통되는 채널이 상기 플로트 장치에 제공되고,
    상기 채널은 상기 플로트 챔버로부터 상기 오일 배출구 내로 가스를 배출하도록 구성되어 있는,
    오일 유량 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    오일 유동의 유동 방향의 변경으로 인해 유발되는 국부적인 압력 강하 또는 상기 오일 유동의 임펄스에 의하여 상기 플로트 챔버가 오일로 채워지게 하도록, 상기 플로트 장치의 상기 오일 유입구의 바닥부에 오일 유동 구멍이 제공되는, 오일 유량 스위치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플로트 장치는, 상기 오일 유입구와 상기 오일 배출구를 유체 연결하여 상기 오일 유동의 유동 방향을 변경하는 엘보를 더 포함하는, 오일 유량 스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플로팅 액체 레벨 스위치 요소는, 상기 플로트 챔버에 고정식으로 제공된 플로트 스위치 베이스, 및 상기 플로트 챔버에서의 액체 레벨의 상승 및 하강에 따라 상기 플로트 스위치 베이스에 대해 이동 가능한 플로트를 더 포함하는, 오일 유량 스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플로트 스위치 베이스는 상기 플로트 챔버에 고정식으로 나사 결합되며, 플로트 볼이 신장되는 슬리브 로드가 상기 플로트 스위치 베이스에 추가로 제공되는, 오일 유량 스위치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 플로트의 작동 상태 및 액체 레벨을 관측하기 위한 투시창이 상기 플로트 챔버에 추가로 제공되는, 오일 유량 스위치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 플로트에 의해 트리거되는 리드 스위치가 상기 플로트 스위치 베이스 상에 제공되며, 상기 리드 스위치에 의해 생성된 디지털 신호는 상기 플로트 스위치 베이스 상의 신호 라인을 통해 외부로 전송되는, 오일 유량 스위치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플로트 챔버 및 상기 플로트 장치는 단일체로 일체형으로 형성되는, 오일 유량 스위치.
  9. 냉동 시스템을 위한 윤활 시스템으로서,
    상기 윤활 시스템은 압축기, 오일 저장 장치, 오일 유량 스위치, 필터, 및 순환 오일 펌프를 포함하며, 이들 모두가 순환 파이프라인을 통해 연결되고,
    상기 오일 유량 스위치는 상기 오일 저장 장치의 하류에 제공되며, 상기 오일 유량 스위치의 오일 유입구는 상기 오일 저장 장치의 오일 배출구와 연통되고,
    상기 순환 오일 펌프는 여과된 윤활유를 상기 압축기 내로 다시 펌핑하도록 구성되며,
    상기 오일 유량 스위치는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 오일 유량 스위치인 것을 특징으로 하는,
    냉동 시스템을 위한 윤활 시스템.
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