KR20050102528A

KR20050102528A - 에어콘용 압축기의 압력 평형 장치

Info

Publication number: KR20050102528A
Application number: KR1020040027941A
Authority: KR
Inventors: 송찬호; 현승엽; 이원희; 박정택; 황윤제
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-10-26
Also published as: EP1589302A1; US7251948B2; CN1690417A; KR100531838B1; US20050235685A1

Abstract

본 발명은 에어콘 압축기의 압력 평형 장치에 관한 것으로, 본 발명은 에어콘의 압축기에 있어서, 냉매를 토출하는 가스토출관에서 분관하여 냉매를 흡입하는 가스토출관의 중간에 연결하는 바이패스관과, 바이패스관의 중간에 소정의 평압공간을 구비하여 연통하도록 설치하는 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부에 설치하여 토출측과 흡입측의 압력차에 의해 상기한 바이패스관을 개폐하는 개폐밸브와, 개폐밸브를 탄력 지지하여 토출측의 압력과 흡입측의 압력이 설정값 이상일 경우에는 상기한 개폐밸브가 바이패스관을 닫도록 하였다가 설정값 이하가 될 때 상기한 개폐밸브가 바이패스관을 열도록 하는 밸브스프링을 포함함으로써, 토출측의 압력이 낮아지면 밸브가 열리면서 바이패스관이 연통되어 토출측의 냉매가 신속하게 흡입측으로 이동하면서 빠르게 압력평형에 도달하도록 하고 이를 통해 평압운전으로 인한 에어콘의 운전지연시간을 단축하여 사용상의 쾌적함을 높일 수 있다.

Description

에어콘용 압축기의 압력 평형 장치{PRESSURE BALANCE APPARATUS FOR COMPRESSOR OF AIRCONDITIONER}

본 발명은 에어콘의 압축기에 관한 것으로, 특히 운전이 중지된 에어콘의 재구동시 단시간내에 압축기 내부의 압력평형을 이루어 압축기의 기동시간을 단축시키는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어콘은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기의 냉동사이클에 따른 냉매의 증발잠열을 이용하여 실내의 온도를 쾌적하게 유지하는 것으로, 압축기가 냉매를 압축하여 포화압력까지 냉매의 압력을 상승시키면 응축기가 물이나 공기를 이용하여 고압의 냉매가 갖고 있는 열을 흡수하여 냉매를 액화하고, 이 액화된 냉매는 팽창밸브의 교축작용에 의해 압력이 낮아진 상태로 증발기에 유입되어 증발하면서 실내공기를 열교환시켜 실내온도를 쾌적하게 유지하도록 하는 장치이다.

도 1은 실외기와 실내기를 분리한 분리형 에어콘의 실외기를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 에어콘의 압축기에서 흡입구와 토출구의 배관을 보인 개략도이며, 도 3은 종래 에어콘의 압축기에서 흡입측과 토출측의 압력변화를 보인 그래프이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 실외기는 냉매를 포화압력까지 압축하는 압축기(1)와, 압축기(1)의 일측에 설치하여 고압의 냉매가 갖고 있는 열을 흡수하여 냉매를 액화시키는 응축기(2)와, 응축기(2)의 일측에 설치하여 외부의 공기를 상기한 응축기(2)로 유도하는 실외팬(3)을 포함하고 있다.

압축기(1)는 케이싱(1a)의 측벽에 가스흡입관(4)을 연통 설치하여 실내기(미도시)의 증발기 출구에 연결하고, 케이싱(1a)의 상부캡에 가스토출관(5)을 연통 설치하여 상기한 응축기(2)의 입구에 직접 연결하고 있다. 가스흡입관(4)에는 증발기를 통과하여 흡입되는 냉매에서 액냉매를 분리하는 어큐뮬레이터(6)를 설치하고 있다.

도면중 미설명 부호인 7은 덮개판이다.

상기와 같은 종래 에어콘은 다음과 같이 동작한다.

즉, 압축기(1)에 전원이 인가되어 기동하면 그 압축기(1)의 내부에 구비한 압축기구부의 펌핑 동작에 의해 증발기(미도시)로부터 냉매를 흡입하여 압축한 후 가스토출관(5)을 통해 응축기(2)로 토출하고, 응축기(2)로 유입된 고압의 냉매는 그 응축기(2)에서 응축된 후 팽창기구(미도시)를 거치면서 감압 팽창되어 증발기로 이동하며, 증발기로 유입된 저압의 냉매는 주변의 공기와 열교환하면서 증발되어 다시 가스흡입관(4)을 통해 압축기(1)로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 제빙운전 등을 이유로 에어콘의 운전을 일정 시간 동안 중지하였다가 재기동하는 경우에는 도 3에서와 같이 압축기(1)의 토출측과 흡입측의 압력차를 해소하기 위하여 일정 시간 동안 재기동을 지연하는 소위 '평압운전'을 실시하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 에어콘에 있어서는, 가스흡입관(4)과 가스토출관(5)이 직렬식으로만 연결됨에 따라 도 3에서와 같이 '평압운전'시간이 과도하게 소요됨에 따라 사용상의 불쾌감을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 에어콘 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기 정지후 토출측과 흡입측의 압력차를 해소하는 '평압운전'시간을 줄여 사용상의 쾌적함을 높일 수 있는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 에어콘의 압축기에 있어서, 냉매를 토출하는 가스토출관에서 분관하여 냉매를 흡입하는 가스토출관의 중간에 연결하는 바이패스관과, 바이패스관의 중간에 소정의 평압공간을 구비하여 연통하도록 설치하는 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부에 설치하여 토출측과 흡입측의 압력차에 의해 상기한 바이패스관을 개폐하는 개폐밸브와, 개폐밸브를 탄력 지지하여 토출측의 압력과 흡입측의 압력이 설정값 이상일 경우에는 상기한 개폐밸브가 바이패스관을 닫도록 하였다가 설정값 이하가 될 때 상기한 개폐밸브가 바이패스관을 열도록 하는 밸브스프링을 포함한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치를 구비한 흡입구와 토출구의 배관을 보인 보인 개략도이고, 도 5는 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치의 동작을 보인 단면도이며, 도 6은 본 발명 에어콘의 압축기에서 흡입측과 토출측의 압력변화를 보인 그래프이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치는, 압축기(1)와, 압축기(1)의 입구측에 연결하는 가스흡입관(4)과, 압축기(1)의 출구측에 연결하는 가스토출관(5)과, 가스토출관(5)에서 분관하여 상기한 가스흡입관(4)의 중간에 연결하는 바이패스관(10)과, 바이패스관(10)의 중간에 개폐 가능하게 설치하여 토출측의 압력과 흡입측의 압력차에 의해 상기한 바이패스관(10)을 차별적으로 연통하는 압력평형부(20)를 포함한다.

압력평형부(20)는 바이패스관(10)의 중간에 확관 형성하여 그 내부에 평압공간을 형성하는 밸브하우징(21)과, 밸브하우징(21)의 내부에 설치하여 토출측과 흡입측의 압력차에 의해 상기한 바이패스관(10)을 개폐하는 개폐밸브(22)와, 개폐밸브(22)를 탄력 지지하여 토출측의 압력과 흡입측의 압력이 설정값 이상일 경우에는 상기한 개폐밸브(22)가 바이패스관(10)을 닫도록 하였다가 설정값 이하가 될 때 상기한 개폐밸브(22)가 바이패스관(10)을 열도록 하는 밸브스프링(23)으로 이루어진다.

밸브하우징(21)은 양측벽에 각각 토출측 바이패스관(12)과 흡입측 바이패스관(11)을 연통하여 밀폐 형성하는 하우징본체(24)와, 하우징본체(24)의 평압공간(V)을 양분하되 그 중앙에는 상기한 개폐밸브(22)가 개폐 가능하게 결합하도록 밸브구멍(25a)을 관통 형성하는 격판(25)과, 격판(26)을 중심으로 평압공간(V)의 출구측 내측면에는 밸브스프링(23)을 수용하여 후술할 개폐밸브(22)의 안내돌주(22c)가 미끄러지도록 삽입함과 아울러 그 안내돌주(22c)의 끝단에 구비하는 걸림돌기(22d)가 걸려 미끄러짐을 제한하도록 형성하는 밸브가이드(26)로 이루어진다.

여기서, 밸브구멍(25a)은 상기한 개폐밸브(22)의 형상과 대응하도록 토출측에서 흡입측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성하는 것이 개폐밸브(22)의 개폐동작을 원활하게 유도하는데 바람직하다.

개폐밸브(22)는 토출측의 압력에 민감하게 반응하도록 압력면(22a)을 이루는 토출측의 표면적은 넓게 형성하는 반면 압력배면(22b)을 이루는 흡입측의 표면적은 상대적으로 좁게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 개폐밸브(22)는 그 압력배면(22b) 중앙에 축방향으로 길게 연장하여 상기한 밸브가이드(26)에 미끄러지게 삽입하는 안내돌주(22c)를 형성하고, 안내돌주(22c)의 끝단에는 상기한 밸브가이드(26)의 걸림턱(26a)에 걸려 이탈 방지되는 걸림돌기(22d)를 형성한다.

밸브스프링(23)은 밸브하우징(21)의 내측면에 구비한 밸브가이드(26)의 내부에 삽입하여 그 일단은 밸브하우징(21)의 흡입측 내측벽에 고정하는 반면 그 타단은 개폐밸브(22)의 압력배면(22b)쪽에 고정하는 압축코일스프링(23)으로 이루어진다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 에어콘 압축기의 압력 평형 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 압축기(1)에 전원이 인가되어 기동하면 그 압축기(1)의 압축기구부가 냉매를 흡입 압축하여 응축기(도 1에 도시)(2)로 토출하고, 응축기에서 응축된 냉매는 팽창기구를 통과하면서 감압 팽창되었다가 증발기로 유입되어 증발된 후 다시 압축기(1)로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 제빙운전 등을 이유로 에어콘의 운전을 일정 시간 동안 중지하였다가 재기동하는 경우에는 압축기(1)의 토출측과 흡입측의 압력차를 해소하기 위한 평압운전을 실시하나, 본 발명에서와 같이 가스토출관(5)과 가스흡입관(4)의 사이에 바이패스관(10)을 연통시키고 그 바이패스관(10)의 중간에 토출측과 흡입측 사이의 압력차가 소정 압력 이상일 경우 닫혔다가 그 이하일 경우 열리는 압력평형부(20)를 형성하는 경우에는 토출측의 냉매가 흡입측으로 이동하면서 토출측과 흡입측 사이의 압력차를 빠르게 해소하여 평압운전시간을 현저하게 줄일 수 있다.

예컨대, 도 5의 (a)에서와 같이 에어콘이 정상적으로 운전을 하는 경우 또는 운전을 정지한 직후에는 토출측과 흡입측 사이의 압력차가 임의의 압력차(δ) 보다 크므로 토출측의 압력에 의해 개폐밸브(22)가 밸브스프링(23)의 탄성력을 이기고 도면의 우측으로 이동하면서 격판(25)의 밸브구멍(25a)을 차단하는 반면, 도 5의 (b)에서와 같이 에어콘이 운전을 정지하고 소정의 시간이 흐른 경우에는 토출측의 압력이 낮아지면서 토출측과 흡입측 사이의 압력차가 임의의 압력차(δ) 보다 작아지게 되고 이와 동시에 개폐밸브(22)가 밸브스프링(23)의 탄성력에 의해 밀려나면서 밸브구멍(25a)이 열려 토출측의 냉매가 신속하게 흡입측으로 이동하게 되어 토출측과 흡입측 사이의 압력평형이 빠르게 이루어지게 되는 것이다.

이렇게 하여, 에어콘의 정지시 재기동을 위한 평형운전시간이 짧아지면서 에어콘의 운전주기가 빨라져 사용상의 쾌적함을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치는, 압축기의 토출측과 흡입측을 바이패스관으로 연결하고 이 바이패스관의 중간에 압력차에 따라 개폐되는 밸브를 설치함으로써, 토출측의 압력이 낮아지면 밸브가 열리면서 바이패스관이 연통되어 토출측의 냉매가 신속하게 흡입측으로 이동하면서 빠르게 압력평형에 도달하도록 하고 이를 통해 평압운전으로 인한 에어콘의 운전지연시간을 단축하여 사용상의 쾌적함을 높일 수 있다.

도 1은 종래 에어콘의 실외기를 파단하여 보인 사시도,

도 2는 종래 에어콘의 압축기에서 흡입구와 토출구의 배관을 보인 개략도,

도 3은 종래 에어콘의 압축기에서 흡입측과 토출측의 압력변화를 보인 그래프,

도 4는 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치를 구비한 흡입구와 토출구의 배관을 보인 보인 개략도,

도 5는 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치의 동작을 보인 단면도,

도 6은 본 발명 에어콘의 압축기에서 흡입측과 토출측의 압력변화를 보인 그래프.

**도면의 주요부분에 대한 설명**

1 : 압축기 4 : 가스흡입관

5 : 가스토출관 6 : 어큐뮬레이터

10 : 바이패스관 11 : 흡입측 바이패스관

12 : 토출측 바이패스관 20 : 압력평형부

21 : 밸브하우징 22 : 개폐밸브

22a : 압력면 22b : 압력배면

22c : 안내돌주 22d : 걸림돌기

23 : 밸브스프링 24 : 하우징본체

25 : 격판 25a : 밸브구멍

26 : 밸브가이드 26a : 걸림턱

V : 평압공간

Claims

에어콘의 압축기에 있어서,

냉매를 토출하는 가스토출관에서 분관하여 냉매를 흡입하는 가스토출관의 중간에 연결하는 바이패스관과,

바이패스관의 중간에 소정의 평압공간을 구비하여 연통하도록 설치하는 밸브하우징과,

밸브하우징의 내부에 설치하여 토출측과 흡입측의 압력차에 의해 상기한 바이패스관을 개폐하는 개폐밸브와,

개폐밸브를 탄력 지지하여 토출측의 압력과 흡입측의 압력이 설정값 이상일 경우에는 상기한 개폐밸브가 바이패스관을 닫도록 하였다가 설정값 이하가 될 때 상기한 개폐밸브가 바이패스관을 열도록 하는 밸브스프링을 포함한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.
제1항에 있어서,

밸브하우징은 하우징본체의 내부에 상기한 평압공간을 형성하고, 평압공간의 중간에 그 평압공간을 양분하는 격판을 형성하며, 격판의 중앙에는 양분된 평압공간을 연통하여 상기한 개폐밸브에 의해 개폐되는 밸브구멍을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.
제2항에 있어서,

개폐밸브는 밸브하우징의 격판을 중심으로 토출측의 압력면이 넓고 흡입측의 압력배면이 좁은 쐐기단면 형상으로 형성하여 그 압력배면을 밸브하우징의 흡입측에 고정한 압축스프링의 밸브스프링으로 지지하는 것을 특징으로 하는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.