KR20020092115A

KR20020092115A - Air condition system

Info

Publication number: KR20020092115A
Application number: KR1020010031017A
Authority: KR
Inventors: 장길상
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2001-06-02
Filing date: 2001-06-02
Publication date: 2002-12-11
Also published as: KR100714085B1

Abstract

PURPOSE: An air conditioning system is provided to improve performance. CONSTITUTION: A system includes an evaporator(21) evaporating refrigerant; a compressor(22) compressing refrigerant flowing in from the evaporator; a condenser(23) condensing compressed refrigerant; an expansion valve(25) expanding refrigerant discharged from the condenser; an oil separator(29) installed between the compressor and the condenser to separate oil for the compressor mixed in the refrigerant; and oil bypass passages(35,36) connecting the oil separator with an inlet of the evaporator and formed as capillaries with flow coefficient of 0.1-0.35.

Description

Air condition system

본 발명은 에어 컨디션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 컨디션 장치에 구비되는 오일 분리기가 압축기의 토출측에 부착된 차량용 에어 컨디션 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner for a vehicle in which an oil separator provided in the air conditioner is attached to the discharge side of the compressor.

일반적으로 차량 공기 조화 장치에는 차량의 실내에 냉기를 공급하거나 습기를 제거할 목적으로 에어 컨디션 장치가 포함되며, 에어 컨디션 장치는 일반 공기 냉동 사이클에 의해 구성된다. 즉, 증발기에서 냉매를 증발시킬 때 필요한 증발 잠열을 증발기 주위의 공기로부터 획득하도록 함으로써 냉기를 발생시키고, 이러한 냉기를 차량의 실내에 송풍함으로써 소기의 냉방 및 습기 제거 목적을 달성하는 것이다. 차량의 통상적인 에어 컨디션 장치에는 위의 증발기 이외에, 냉매를 압축시키기 위한 압축기, 냉매를 응축시키는 응축기, 냉매의 습기를 제거하는 리시버 드라이어(receiver dryer), 액체 냉매를 급속 팽창시키는 익스팬젼 밸브등이 구비된다. 또한 압축기의 오일을 냉매로부터 분리하기 위한 오일 분리기등이 더 구비된다.In general, the vehicle air conditioner includes an air conditioner for the purpose of supplying cold air or removing moisture to the interior of the vehicle, and the air conditioner is constituted by a general air refrigeration cycle. In other words, by obtaining the latent heat of evaporation required to evaporate the refrigerant in the evaporator from the air around the evaporator to generate cold air, and by blowing the cool air to the interior of the vehicle to achieve the desired cooling and moisture removal purposes. In addition to the above evaporator, a typical air conditioner of a vehicle includes a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant, a receiver dryer for removing moisture from the refrigerant, and an expansion valve for rapidly expanding a liquid refrigerant. It is provided. In addition, an oil separator for separating the oil of the compressor from the refrigerant is further provided.

도 1에는 통상적인 차량용 에어 컨디션 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.1 shows a schematic configuration diagram of a typical vehicle air conditioner.

도면을 참조하면, 에어 컨디션 장치는 액체 상태인 냉매를 기체 상태로 증발시키는 증발기(11)와, 증발기(11)로부터 유입된 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기(12)와, 압축기(12)로부터 유입된 고압의 기체 상태인 냉매를 액체 상태로 응축시키는 응축기(13)를 구비한다. 응축기(13)로부터 유입된 액체 상태의 냉매는 리시버 드라이어(14)에서 수분이 제거되고, 팽창 밸브(15)에서 급속 팽창되며, 증발기(11)로 유입되어 다시 증발된다. 모터(17a)에 의해 구동되는 팬(17)은 응축기(13)에 근접 설치되어 냉매 응축시에 발생하는 열을 외부로 방출될 수 있도록 하며, 모터(18a)에 의해 구동되는 블로워(18)는 증발기(11)에서 발생하는 냉기를 차량의 실내로 송풍하는 역할을 한다.Referring to the drawings, an air conditioner includes an evaporator 11 for evaporating a refrigerant in a liquid state into a gas state, a compressor 12 for compressing a refrigerant in a gaseous state introduced from the evaporator 11, and a compressor from the compressor 12. It is provided with a condenser 13 for condensing the refrigerant flowing in the high pressure gas state into a liquid state. The liquid refrigerant flowing from the condenser 13 is removed from the receiver dryer 14, rapidly expanded in the expansion valve 15, flows into the evaporator 11, and evaporates again. The fan 17 driven by the motor 17a is installed close to the condenser 13 so that heat generated when the refrigerant is condensed can be discharged to the outside, and the blower 18 driven by the motor 18a is It serves to blow the cool air generated in the evaporator 11 to the interior of the vehicle.

한편, 오일 분리기(19)는 압축기(12)의 토출측과 응축기(13)의 흡입측 사이에 설치되어 오일 분리 기능을 수행한다. 오일 분리기(19)는 냉매와 오일을 분리하고, 분리된 오일을 바이패스 회로(20)를 통해서 압축기(12)의 흡입측으로 바이패스시키는 역할을 한다.On the other hand, the oil separator 19 is installed between the discharge side of the compressor 12 and the suction side of the condenser 13 to perform the oil separation function. The oil separator 19 separates the refrigerant and the oil and serves to bypass the separated oil to the suction side of the compressor 12 through the bypass circuit 20.

위와 같은 에어 컨디션 장치에서는 오일 분리기(19)가 고온 고압의 상태에서 오일을 분리하며, 분리된 오일은 압축기(12)의 흡입측에 반환될때 고온의 오일과 냉매가 혼합된다. 증발기(11)에서 유출된 냉매는 팽창 밸브(15)의 제어에 따라서 완전 과열 증기일 수도 있고 , 액체 상태의 냉매를 일부 포함하는 증기 상태일 수도 있다.In the air conditioner as described above, the oil separator 19 separates oil in a state of high temperature and high pressure, and the separated oil is mixed with high temperature oil and refrigerant when returned to the suction side of the compressor 12. The refrigerant flowing out of the evaporator 11 may be a completely superheated steam under the control of the expansion valve 15, or may be a steam including some of the liquid refrigerant.

오일 바이패스 회로(20)에 의해 고온의 오일이 흡입 라인에 반환되면 오일의 열량에 의해서 흡입 라인의 온도가 급격히 상승하는 문제점이 있으며, 반환된 오일량의 과다 또는 냉매 가스가 포함되는 등에 의해 냉매 유동 라인의 압력이 상승하게 된다. 냉매 유동 라인의 압력 상승은 결과적으로 증발 압력이 상승하게 함으로써 증발 효율을 저하시키며 따라서 냉방 성능이 급격하게 떨어지는 원인이 된다.When the high temperature oil is returned to the suction line by the oil bypass circuit 20, there is a problem in that the temperature of the suction line is rapidly increased by the amount of heat of the oil, and the refrigerant may be caused by the excessive amount of the returned oil or the refrigerant gas. The pressure in the flow line rises. The increase in pressure in the refrigerant flow line results in an increase in the evaporation pressure, thereby lowering the evaporation efficiency and thus causing a rapid drop in cooling performance.

한편, 증발 압력의 변화가 없는 상태에서 냉매 유동 라인의 온도가 상승하게 되면 냉방 성능에 치명적인 것은 아니지만 시스템에 부정적인 영향을 미치게 된다. 우선 냉매 유동 라인의 온도 상승으로 압축기(12)의 흡입측 냉매의 비체적이 증가하게 되어 압축기(12)의 체적 효율이 떨어지게 되며, 냉매 유량이 감소된다. 또한 압축기(12)의 흡입측 온도 상승은 압축기 토출측 온도 상승에 직접적으로 영향을미쳐서 토출 온도가 상승한다. 토출 온도의 상승은 압축기 및, 전체 장치의 부품의 내구성을 감소시키는 하나의 원인이 된다.On the other hand, if the temperature of the refrigerant flow line rises without changing the evaporation pressure, the cooling performance is not critical but negatively affects the system. First, as the temperature of the refrigerant flow line rises, the specific volume of the suction-side refrigerant of the compressor 12 increases, so that the volumetric efficiency of the compressor 12 decreases, and the refrigerant flow rate decreases. In addition, the suction side temperature rise of the compressor 12 directly affects the compressor discharge side temperature rise, and the discharge temperature rises. The increase in discharge temperature is one cause of reducing the durability of the compressor and the parts of the whole apparatus.

다른 한편으로, 오일 분리에 의한 효과는 냉방 성능의 증대, 압축기의 내구성 증대 및, 오일 충진량 감소 이외에 부가적으로 소음을 감소시키는데 있다. 그런데 이러한 여러 효과들은 오일 순환율이 작을수록 커지는 것으로 알려져 있다. 즉, 열교환기로 흐르는 오일의 양이 감소될수록 열교환기의 열전달을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이는 오일 순환율을 일정한 수준까지 감소시킬 때에 나타나는 현상이며 일정 수준 이하로 오일 순환율이 낮아지면 응축기와 증발기에서 열전달 현상이 상반되게 나타나는 문제점이 있다. 즉, 증발기를 통과하는 유동의 오일량이 줄어들면 오히려 냉방 성능이 감소하는 문제점이 있다.On the other hand, the effect of oil separation is to increase the cooling performance, increase the durability of the compressor, and reduce noise in addition to reducing the oil filling amount. However, these effects are known to increase as the oil circulation rate decreases. That is, as the amount of oil flowing to the heat exchanger decreases, it is known to promote heat transfer of the heat exchanger. However, this is a phenomenon that occurs when the oil circulation rate is reduced to a certain level, and when the oil circulation rate is lowered below a certain level, there is a problem in that heat transfer phenomenon in the condenser and the evaporator is opposite. In other words, if the amount of oil in the flow through the evaporator is reduced, there is a problem that the cooling performance is rather reduced.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 성능을 가지는 에어 컨디션 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an air condition apparatus having an improved performance.

도 1은 통상적인 차량용 에어 컨디션 장치의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a typical vehicle air conditioner.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 대한 개략적인 구성도.2 is a schematic structural diagram of a first embodiment of the present invention;

도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 대한 개략적인 구성도.3 is a schematic structural diagram of a second embodiment of the present invention;

도 4 는 본 발명의 제 3 실시예에 대한 개략적인 구성도.4 is a schematic structural diagram of a third embodiment of the present invention;

도 5 는 유량 계수를 설명하기 위한 그래프.5 is a graph for explaining a flow coefficient.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명><Brief Description of Major Codes in Drawings>

11.21. 증발기 12.22. 압축기11.21. Evaporator 12.22. compressor

13.23. 응축기 14.24. 리시버 드라이어13.23. Condenser 14.24. Receiver dryer

15.25. 팽창 밸브 30.35.36. 오일 바이패스 유로15.25. Expansion valve 30.35.36. Oil bypass euro

39. 열교환부39. Heat Exchanger

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 냉매를 증발시키는 증발기와; 상기 증발기로부터 유입된 냉매를 압축시키는 압축기와; 상기 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 토출된 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브와; 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 설치되어 상기 냉매에 혼합된 압축기용 오일을 분리하는 오일 분리기를 구비하는 에어 컨디션 장치에 있어서, 상기 오일 분리기로부터 상기 증발기의 입구측을 향하는 오일 바이패스 유로를 더 구비하고, 상기 바이패스 유로가 모세관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 컨디션 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, an evaporator for evaporating a refrigerant; A compressor for compressing the refrigerant introduced from the evaporator; A condenser for condensing the compressed refrigerant; An expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the condenser; An air conditioner provided between the compressor and the condenser and having an oil separator separating the oil for compressor mixed in the refrigerant, the air conditioner further comprising an oil bypass flow passage from the oil separator toward the inlet side of the evaporator. The air conditioner is provided, wherein the bypass passage is formed of a capillary tube.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 모세관은 유량 계수가 0.1 내지 0.35 이다.According to one feature of the invention, the capillary has a flow coefficient of 0.1 to 0.35.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 오일 바이패스 유로는 상기 응축기와 상기 팽창 밸브 사이의 냉매 유로에 접속된다.According to another feature of the invention, the oil bypass flow passage is connected to a refrigerant flow passage between the condenser and the expansion valve.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 오일 바이패스 유로는 상기 팽창 밸브와 증발기 사이의 냉매 유로에 접속된다.According to another feature of the invention, the oil bypass flow passage is connected to a refrigerant flow passage between the expansion valve and the evaporator.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 오일 바이패스 유로를 따라 유동하는 오일과 상기 증발기로부터 토출된 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 열교환부가 더 구비된다.According to another feature of the invention, the heat exchanger is further provided so that heat exchange is performed between the oil flowing along the oil bypass flow path and the refrigerant discharged from the evaporator.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 오일 바이패스 유로는 분기되어 상기 압축기의 흡입측에 직접 연결됨으로써, 상기 오일 바이패스 유로를 따라 흐르는 오일중 일부가 상기 압축기의 흡입측에 직접적으로 바이패스된다.According to another feature of the invention, the oil bypass flow path is branched and directly connected to the suction side of the compressor, so that some of the oil flowing along the oil bypass flow path is bypassed directly to the suction side of the compressor.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 오일 바이패스 유로는 상기 증발기에 직접으로 접속된다.According to another feature of the invention, the oil bypass flow path is connected directly to the evaporator.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 차량용 에어 컨디션 장치의 제 1 실시예에 대한 개략적인 구성도가 도시되어 있다.Figure 2 shows a schematic configuration diagram of a first embodiment of a vehicle air conditioner according to the present invention.

도면을 참조하면, 차량용 에어 컨디션 장치는 액체 상태인 냉매를 기체 상태로 증발시키는 증발기(21)와, 증발기(21)로부터 유입된 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기(22)와, 압축기(22)로부터 유입된 고압의 기체 상태인 냉매를 액체 상태로 응축시키는 응축기(23)를 구비한다. 압축기(22)와 응측기(23) 사이에는 오일 분리기(29)가 설치되며, 오일 분리기(29)는 압축기의 작동에 소요되는 오일을 냉매로부터 분리하는 역할을 한다. 응축기(23)로부터 유출된 액체 상태의 냉매는 리시버 드라이어(24)에서 수분이 제거되고, 팽창 밸브(25)에서 급속 팽창되며, 증발기(21)로 유입되어 다시 증발된다. 모터(28a)에 의해 구동되는 팬(28)은 응축기(23)에 근접 설치되어 냉매 응축시에 발생하는 열을 외부로 방출될 수 있도록 하며, 모터(27a)에 의해 구동되는 블로워(27)는 증발기(21)에서 발생하는 냉기를 차량의 실내로 송풍하는 역할을 한다. 한편, 증발기(21)로부터 유출되는 냉매의 온도를 감지하기 위한 온도 센싱부(32)가 증발기(21)의 출구측에 구비된다. 온도 센싱부(32)는 센싱 라인(32a)을 따라서 팽창 밸브(25)에 연결되며, 팽창 밸브(25)는 센싱부(32)에서 감지된 온도 및, 유로 33 을 통해서 감지된 증발기(21)의 토출측 압력에 따라서 팽창 밸브(25)를 작동시키게 된다.즉, 증발기(21)의 출구측의 과열도를 토출측 압력 및, 온도에 따라서 일정하게 유지하는 것이다. 이러한 온도 센싱부(32) 및, 유로(33)를 통한 압력의 감지는 공지되어 있다.Referring to the drawings, an air conditioner for a vehicle includes an evaporator 21 for evaporating a refrigerant in a liquid state into a gas state, a compressor 22 for compressing a refrigerant in a gas state introduced from the evaporator 21, and a compressor 22. And a condenser 23 for condensing the refrigerant, which is a high-pressure gaseous state, introduced into the liquid state. An oil separator 29 is installed between the compressor 22 and the condenser 23, and the oil separator 29 serves to separate oil required for the operation of the compressor from the refrigerant. The liquid refrigerant flowing out of the condenser 23 is removed from the receiver dryer 24, rapidly expanded in the expansion valve 25, flows into the evaporator 21, and evaporates again. The fan 28 driven by the motor 28a is installed close to the condenser 23 so that heat generated when the refrigerant is condensed can be discharged to the outside, and the blower 27 driven by the motor 27a is It serves to blow the cool air generated in the evaporator 21 to the interior of the vehicle. On the other hand, a temperature sensing unit 32 for sensing the temperature of the refrigerant flowing out of the evaporator 21 is provided on the outlet side of the evaporator 21. The temperature sensing unit 32 is connected to the expansion valve 25 along the sensing line 32a, and the expansion valve 25 is the temperature detected by the sensing unit 32 and the evaporator 21 sensed through the flow path 33. The expansion valve 25 is operated in accordance with the discharge side pressure. That is, the superheat degree at the outlet side of the evaporator 21 is kept constant according to the discharge side pressure and the temperature. The sensing of the pressure through the temperature sensing unit 32 and the flow path 33 is known.

본 발명의 특징에 따르면, 오일 분리기(29)에서 분리된 오일은 오일 바이패스 유로(30)를 따라서 응축기(23)와 팽창 밸브(25) 사이에 접속된다. 도 2 에서 오일 바이패스 유로(30)가 접속되는 지점은 도면 번호 31 로 표시되어 있다. 또한 본발명의 다른 특징에 따르면, 상기 오일 바이패스 유로(30)는 유량 계수가 0.1 내지 0.35 인 모세관으로 구성되는 것이 바람직스럽다. 유량 계수는 특정한 압력차 및, 관내부의 직경, 길이에서의 유량을 1 로 정한 상대적 수치로서 정의된다. 예를 들어 유량 계수를 0.35 로 하는 것은 관의 내부 직경을 1 mm (0.039 inch) 로 하고 관의 길이를 1.25 (약 49 inch)m 로 한 것이며, 도 5 에 도시된 바와 같다. 유량 계수는 모세관의 용량을 나타내는 척도로서 특정한 냉매를 사용하여 모세관 입출구의 특정 압력차를 주어 이때 흐르는 유량을 상대적 수치로 표현한 값이다. 예를 들면, 유량 계수 2.0 의 모세관은 유량 계수 1.0 의 모세관에 비해 용량이 두배임을 나타낸다.According to a feature of the invention, the oil separated in the oil separator 29 is connected between the condenser 23 and the expansion valve 25 along the oil bypass flow path 30. In FIG. 2, the point where the oil bypass flow path 30 is connected is indicated by reference numeral 31. In addition, according to another feature of the present invention, the oil bypass passage 30 is preferably composed of a capillary tube having a flow coefficient of 0.1 to 0.35. The flow rate coefficient is defined as a specific pressure difference and a relative value in which the flow rate at a diameter and a length inside the pipe is defined as 1. For example, the flow rate coefficient of 0.35 means that the inner diameter of the tube is 1 mm (0.039 inch) and the length of the tube is 1.25 (about 49 inch) m, as shown in FIG. The flow rate coefficient is a measure of the capillary capacity, and is a value expressing a flow rate in a relative value given a specific pressure difference between the capillary inlet and outlet using a specific refrigerant. For example, a capillary with a flow coefficient of 2.0 indicates that the capacity is double compared to a capillary with a flow coefficient of 1.0.

도 2 에 도시된 바와 같이, 오일 바이패스 유로(30)를 응축기(23)와 팽창 밸브(25) 사이의 접속 지점(31)에 연결하게 되면, 바이패스된 오일의 온도와 압력이 전제 냉매 유동 유로에 미치는 영향이 감소될 수 있다. 즉, 접속 지점(31)에 오일 바이패스 유로(30)가 접속됨으로써, 바이패스된 오일은 냉매와 함께 팽창 밸브(25)에 의한 유량 제어를 받을 수 있다. 위에 설명된 바와 같이 팽창 밸브(25)는 유로(33)와 센싱 라인(32a)을 통해서 증발기(21)의 토출측의 압력 및, 온도에 따라 제어되므로, 바이패스된 오일이 증발기(21)의 토출측에 미치는 온도 및, 압력의 영향도 팽창 밸브(25)의 제어에 반영되는 결과를 가져오는 것이다.As shown in FIG. 2, when the oil bypass flow path 30 is connected to the connection point 31 between the condenser 23 and the expansion valve 25, the temperature and pressure of the bypassed oil are changed to the total refrigerant flow. The impact on the flow path can be reduced. That is, by connecting the oil bypass flow path 30 to the connection point 31, the bypassed oil can be subjected to flow control by the expansion valve 25 together with the refrigerant. As described above, the expansion valve 25 is controlled according to the pressure and the temperature of the discharge side of the evaporator 21 through the flow path 33 and the sensing line 32a, so that the bypassed oil is discharged from the evaporator 21. The influence of temperature and pressure on the result also reflects the control of the expansion valve 25.

도 3 에는 본 발명에 따른 차량용 에어 컨디션 장치의 제 2 실시예에 대한 개략적인 구성도가 도시되어 있다. 도 3 에 도시된 실시예의 전체적인 구성은 도 2 에 도시된 실시예의 구성과 유사하다. 따라서 도 2 와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호로서 표시되어 있으며, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.3 shows a schematic configuration diagram of a second embodiment of a vehicular air conditioner according to the present invention. The overall configuration of the embodiment shown in FIG. 3 is similar to that of the embodiment shown in FIG. Therefore, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

도 3 에 도시된 실시예의 특징에 따르면, 오일 분리기(29)로부터 분리된 오일은 오일 바이패스 유로(35,36)를 통해서 팽창 밸브(25)와 증발기(21) 사이의 접속 지점(37)에 접속된다. 또한 증발기(21)의 토출측과 바이패스 유로(36) 사이에 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환부(39)가 설치되며, 오일 바이패스 유로(35)는 분기점(36)에서 분기되어 오일의 일부가 압축기(22)의 흡입측으로 직접적으로 바이패스 된다. 오일 바이패스 유로(35,36)는 유량 계수가 0.1 내지 0.35 인 모세관으로 구성되는 것이 바람직스럽다.According to the feature of the embodiment shown in FIG. 3, the oil separated from the oil separator 29 is connected to the connection point 37 between the expansion valve 25 and the evaporator 21 via oil bypass flow paths 35 and 36. Connected. In addition, a heat exchanger 39 is installed to allow heat exchange between the discharge side of the evaporator 21 and the bypass flow passage 36. The oil bypass flow passage 35 branches at the branch point 36 so that a part of the oil is compressed. It is bypassed directly to the suction side of (22). The oil bypass flow paths 35 and 36 are preferably composed of capillaries having a flow coefficient of 0.1 to 0.35.

도 3 에 도시된 바와 같은 구성에 있어서, 냉매가 팽창 밸브(25)를 통과하여 증발기(21)에 유입되기 전에는 온도가 매우 낮은데 반하여, 바이패스 유로(36)를 통해 바이패스되는 오일은 온도가 높은 상태이므로, 증발기 내부의 온도 편차를 유발할 가능성이 있다. 따라서 열교환부(39)를 설치하여 바이패스 유로(36)와 증발기(21)의 토출측 사이의 열교환을 수행함으로써 온도 편차를 감소시키는 것이다. 또한 증발기(21)내에서는 오일 순환율을 적절하게 유지하는 것이 냉방 성능을 최대로 할 수 있으므로 분기점(36)에서 분기 유로를 구성하여 유로(38)를 통해 압축기(22)의 흡입측으로 오일의 일부를 직접적으로 바이패스시킬 수 있도록 한 것이다. 열교환부(39)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 오일과 냉매가 상호 혼합되지 않는 상태에서 넓은 면적에 걸쳐 상호 접하면서 유동하게 되면 열교환이 이루어질 수 있다.In the configuration as shown in FIG. 3, the temperature is very low before the refrigerant flows through the expansion valve 25 and enters the evaporator 21, whereas the oil bypassed through the bypass flow path 36 has a high temperature. Since it is in a high state, there is a possibility of causing a temperature deviation inside the evaporator. Therefore, the heat exchange part 39 is provided to reduce the temperature variation by performing heat exchange between the bypass flow path 36 and the discharge side of the evaporator 21. In addition, since maintaining the oil circulation rate properly in the evaporator 21 can maximize the cooling performance, a part of the oil is formed at the branch point 36 to the suction side of the compressor 22 through the flow path 38. To bypass directly. The heat exchanger 39 may be configured in various forms. For example, heat exchange may occur when oil and refrigerant flow in contact with each other over a large area without mixing with each other.

증발기(21)의 흡입측에 오일이 바이패스 되어 오일이 증발기(21)로 유입될때고온의 오일에서 냉매로 급격한 열 전달은 바람직하지 않다. 증발기 내부에는 이상 상태에서 냉매를 일부 포함하는 과열 상태로 변화하므로, 고온의 오일이 액냉매로 직접 혼합되면 냉매 유동의 급격한 변화를 초래하게 되어 팽창 밸브(25)의 제어 기능이 교란될 수 있다. 팽창 밸브(25)의 불안정 제어는 시스템 전체의 온도 압력의 변화로 시스템의 내구성이나 공조 감각이 저하될 수 있다. 따라서 열교환기(29)를 설치하여 오일이 바이패스될때 오일과 냉매가 서서히 열교환되어 온도 편차를 감소시켜주는 것이다.When oil is bypassed on the suction side of the evaporator 21 and the oil is introduced into the evaporator 21, rapid heat transfer from the high temperature oil to the refrigerant is not preferable. Since the evaporator changes from an abnormal state to a superheated state including a part of the refrigerant, when hot oil is directly mixed into the liquid refrigerant, a rapid change in the refrigerant flow may occur, and thus the control function of the expansion valve 25 may be disturbed. Instability control of the expansion valve 25 may reduce the durability or air conditioning feeling of the system due to changes in the temperature and pressure of the entire system. Therefore, when the oil is bypassed by installing the heat exchanger 29, the oil and the refrigerant are gradually exchanged to reduce the temperature deviation.

고온의 오일이 증발기(21)의 출구측에서 열교환된 이후에 증발기(21)의 입구로 바이패스되는 효과는 다음과 같다. 증발기(21)에서 냉매는 공기로부터의 열전달에 의해 냉매가 증발되며, 열전달이 많을수록 증발량이 많아져서 증발기 출구 상태는 과열도가 커지려는 상태를 나타낸다. 이를 감지한 팽창 밸브(25)는 개방되어 냉매 유량이 증가되며, 그에 따라 냉방 용량이 증가된다. 도 3 에 도시된 예에서는 증발기의 토출측에 설치된 열교환기에서 고온의 오일에 의해 냉매로 전달되는 열량이 증가되어 냉매 유량이 증대된다. 이러한 경우에 오일에 의한 열전달로 일면 냉방 용량의 증대가 없는 것으로 보이지만, 실험적으로는 냉매 유량 증가에 따른 냉방 용량의 증가를 알 수 있다. 이러한 이유로 증발기(21)의 코어내의 과열 영역 (또는 고온 영역)에서의 열전달을 오일이 대신해 증발기 코어를 효율적으로 사용하기 때문이다. 따라서 냉매 유량 및, 냉방 용량이 증대되며, 증발기의 고온 영역이 사라져서 열교환 효율이 커지는 장점이 있다.The effect that the hot oil is bypassed to the inlet of the evaporator 21 after heat exchange at the outlet side of the evaporator 21 is as follows. In the evaporator 21, the refrigerant is evaporated by heat transfer from air, and as the heat transfer increases, the amount of evaporation increases, so that the evaporator outlet state indicates a state where the degree of superheat is increased. The expansion valve 25 that detects this is opened to increase the refrigerant flow rate, thereby increasing the cooling capacity. In the example shown in FIG. 3, the amount of heat transferred to the refrigerant by the high temperature oil in the heat exchanger installed on the discharge side of the evaporator is increased, thereby increasing the refrigerant flow rate. In this case, there is no increase in the one-side cooling capacity due to heat transfer by oil, but experimentally it can be seen that the cooling capacity increases with the increase in the refrigerant flow rate. This is because the oil substitutes the heat transfer in the superheated region (or the high temperature region) in the core of the evaporator 21 for efficient use of the evaporator core. Therefore, the flow rate of the refrigerant and the cooling capacity are increased, and the high temperature region of the evaporator disappears, thereby increasing the heat exchange efficiency.

도 4 에는 본 발명에 따른 차량용 에어 컨디션 장치의 제 3 실시예에 대한개략적인 구성도가 도시되어 있다. 도 4 에 도시된 실시예의 전체적인 구성은 도 2 및, 도 3 에 도시된 실시예의 구성과 유사하다. 따라서, 도 4 에서 도 2 와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호로서 표시되어 있으며, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.4 shows a schematic configuration diagram of a third embodiment of a vehicular air conditioning apparatus according to the present invention. The overall configuration of the embodiment shown in FIG. 4 is similar to that of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3. Therefore, in FIG. 4, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

도 4 를 참조하면, 오일 바이패스 회로(41)는 증발기(21)에 직접적으로 접속되며, 접속 지점은 도면 번호 42 로 표시되어 있다. 오일 바이패스 회로(41)도 유량 계수가 0.1 내지 0.35 인 모세관으로 구성되는 것이 바람직스럽다. 증발기에 유입된 냉매에 냉매보다 온도가 높은 오일이 공급되면 냉매의 증발을 촉진하게 된다. 특히 액냉매가 많은 부분에 유입시 액냉매를 증발하여 유속을 빠르게 함으로써 열전달을 촉진한다.Referring to FIG. 4, the oil bypass circuit 41 is directly connected to the evaporator 21, and the connection point is indicated by reference numeral 42. The oil bypass circuit 41 is also preferably constituted by a capillary tube having a flow coefficient of 0.1 to 0.35. When the oil having a higher temperature than the refrigerant is supplied to the refrigerant introduced into the evaporator, the refrigerant evaporates. In particular, when a large amount of liquid refrigerant enters the liquid refrigerant evaporates to accelerate the flow rate by promoting the heat transfer.

본 발명에 따른 에어 컨디션 장치는 오일 바이패스 유로를 증발기의 흡입측을 향해 접속시킴으로써, 고온 고압의 오일에 의한 부정적인 영향이 감소될 수 있다는 장점이 있다. 즉, 압축기의 흡입측 및, 토출측의 온도 상승이 억제되고, 압축기의 체적 효율이 증대되며, 압축기의 내구성이 확보된다. 또한 증발기의 고온 영역이 제거되어 온도 분포가 균일화되고, 공간 사용이 효율적으로 이루어지며, 냉방 용량이 극대화된다. 한편, 증발기의 온도 균일화로 공조 제어성을 향상시킬 수 있고 냉방 성능이 최적화될 수 있다.The air conditioner according to the present invention has the advantage that the negative influence by the oil of high temperature and high pressure can be reduced by connecting the oil bypass flow path toward the suction side of the evaporator. That is, the temperature rise of the suction side and the discharge side of the compressor is suppressed, the volumetric efficiency of the compressor is increased, and the durability of the compressor is ensured. In addition, the high temperature region of the evaporator is removed to ensure a uniform temperature distribution, efficient use of space, and maximum cooling capacity. On the other hand, the temperature uniformity of the evaporator can improve the air conditioning control and the cooling performance can be optimized.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art may understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. There will be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

An evaporator for evaporating the refrigerant; A compressor for compressing the refrigerant introduced from the evaporator; A condenser for condensing the compressed refrigerant; An expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the condenser; An air conditioner provided between the compressor and the condenser and having an oil separator for separating the oil for compressor mixed in the refrigerant,

And an oil bypass flow passage connected from the oil separator toward the inlet side of the evaporator, wherein the oil bypass flow passage is formed by a capillary tube.

The air conditioner according to claim 1, wherein the capillary tube forming the oil bypass flow path has a flow coefficient of 0.1 to 0.35.

The air conditioner according to claim 1, wherein the oil bypass flow passage is connected to a refrigerant flow passage between the condenser and the expansion valve.

The air conditioner according to claim 1, wherein the oil bypass flow passage is connected to a refrigerant flow passage between the expansion valve and the evaporator.

The air conditioner according to claim 1 or 4, further comprising a heat exchange unit for heat exchange between the oil flowing along the oil bypass flow path and the refrigerant discharged from the evaporator.

The oil bypass flow path is branched and directly connected to the suction side of the compressor, so that a part of the oil flowing along the oil bypass flow path is directly bypassed to the suction side of the compressor. Air conditioner.

6. The air conditioner according to claim 5, wherein the oil bypass flow passage is directly connected to the evaporator.