KR20090018971A - 냉동장치 - Google Patents

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KR20090018971A
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사토루 사카에
마사아키 다케가미
히로토 나카지마
이와오 시노하라
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

냉동장치는, 병렬 접속된 제 1 내지 제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)와, 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기를 구비한다. 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)에는, 오일분리기의 냉동기유를 회송하는 오일회송관(71) 접속부의 하류측에, 주만곡부(101)와 주분기부(102)가 배치된다. 흡입주관(55)은, 주분기부(102)에서, 제 1 압축기(11a)의 제 1 흡입분기관(61a)과 흡입접속관(56)으로 분기된다. 주분기부(102)에서, 제 1 흡입분기관(61a)이 최하부이며 또 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 최외주부에 위치한다.
압축기, 오일분리기, 냉매회로, 흡입주관, 흡입분기관, 오일회송관, 주편류수단

Description

냉동장치{FREEZING APPARATUS}
본 발명은, 병렬 접속된 복수의 압축기를 구비하는 냉동장치에 관한 것이다.
종래, 냉동주기를 행하는 냉동장치에는, 이용측의 동작상황에 따라 압축기 용량을 폭 넓게 변화시키기 위하여, 병렬 접속된 복수의 압축기를 구비하는 것이 있다(예를 들어 특허문헌 1).
특허문헌 1의 냉동장치는, 실내열교환기를 구비하며 실내 공조를 행하는 실내유닛과, 냉장열교환기를 구비하고 냉장진열장을 냉각하는 냉장유닛과, 냉동열교환기와 부스터압축기를 구비하며 냉동진열장을 냉각하는 냉동유닛과, 실외열교환기와 3대의 압축기를 구비하는 실내유닛을 구비한다.
상기 냉동장치는, 냉장 및 냉동 진열장의 냉각만을 행하는 운전에서, 실외유닛의 2대의 압축기인 인버터압축기와 제 1 비인버터압축기가 병렬 접속된 상태에서 운전된다. 이 운전에서는, 2대의 압축기로부터 토출된 냉매가 실외열교환기에서 응축되어, 냉장유닛 및 냉동유닛으로 분배된다. 분배된 냉매는 냉장 및 냉동의 각 팽창밸브에서 팽창한 후, 각 열교환기에서 진열장 내 공기로부터 흡열하고 증발하여, 각 진열장을 냉각시킨다. 그 후, 냉장유닛 및 냉동유닛으로부터 유출된 냉매는 합류하여 실외유닛으로 도입되고 흡입주관을 흐른 후, 각 압축기의 흡입분기관 으로 분기되어, 각 압축기로 흡입된다.
상기 냉동장치에서, 상기 2대 압축기의 토출냉매가 합류하는 토출관에는, 이 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기가 설치된다. 오일분리기에서 분리된 냉동기유는, 오일회송관을 통해 흡입주관에 공급되며, 각 흡입분기관으로 분기되어 각 압축기로 공급된다.
또, 상기 2대의 압축기는 각각 돔의 소정 높이위치에 다른 쪽 압축기의 흡입분기관에 접속되는 균유관이 접속된다. 이 균유관에는 전자밸브가 설치되며, 상기 2대의 압축기는 각 균유관의 전자밸브가, 예를 들어 소정시간별로 교대로 개상태로 됨으로써, 한쪽 압축기의 돔 내에 저류된 냉동기유를 균유관을 통해 다른 쪽 압축기로 공급하여 균유한다.
[특허문헌 1: 일본특허 공개 2004-353996호 공보]
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나 상기 특허문헌 1의 냉동장치에서는, 오일분리기에서 분리된 냉동기유를 오로지 흡입주관으로 회송할 뿐이므로, 냉동기유의 관리가 충분하지 않으며, 압축기의 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 병렬 접속된 복수의 압축기를 구비하는 냉동장치에 있어서, 압축기에 대한 충분한 오일관리를 수행하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제 1 발명은, 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치로서, 상기 흡입주관(55)에는, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 냉동기유가 많이 흐르도록 상기 흡입주관(55)의 냉동기유를 편류(偏流)시키는 주편류수단(110)이 오일회송관(71)의 접속부보다 하류측에 배치된다.
즉 종래의 냉동장치에서는, 오일분리기로부터 흡입주관으로 회송된 냉동기유가, 병렬 접속된 각 압축기 각각으로 회송되는 양을 파악하지 못했다. 때문에 균유동작에서, 돔 내 냉동기유가 부족한 압축기로부터, 돔 내 냉동기유가 충족된 압축기로 균유하기 위한 균유관의 전자밸브가 열린다는 불필요한 동작이 행해지고, 더욱이 이 불필요한 동작 때문에, 냉동기유가 부족한 압축기로 신속하게 냉동기유를 공급할 수 없다는 문제점이 있었다. 즉 종래의 냉동장치는, 냉동기유가 많은 압축기로부터 냉동기유가 적은 압축기로 균유관을 통해 냉동기유를 공급한다는 적절한 균유동작만이 행해지는 것이 아니라, 필요 없는 동작도 행해지고 있었다. 때문에, 압축기에 따라서는 냉동기유가 항상 부족해질 우려가 있었다.
그래서 이 제 1 발명에서는, 상기 주편류수단(110)에 의해 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 냉동기유를 많이 흐르도록 하여, 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 1 압축기(11a)에 냉동기유가 가장 많이 회송되도록 한다. 이와 같이, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 냉동기유를 확실하게 저류되도록 하고, 이 제 1 압축기(11a)로부터 다른 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 한다.
제 2 발명은, 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치로서, 상기 흡입주관(55)에는, 주만곡부(101)와, 상기 흡입주관(55)에 대하여 흡입분기관(61a, 61b, 61c)이 분기되는 주분기부(102)가 상기 오일회송관(71)의 접속부보다 하류측에 차례로 배치되며, 상기 주분기부(102)에서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 상기 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 최외주부에 위치한다.
이 제 2 발명에서는, 냉매와 냉동기유가 상기 흡입주관(55)의 주만곡부(101)를 흐를 때에 원심력이 작용하며, 흡입주관(55) 주만곡부(101)의 하류측에서는 냉매와 냉동기유와의 원심력 차에 의해, 냉매가 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 주분기부(102)에서 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)은 주만곡부(101)의 곡률반경 방향 최외주부에 있으므로, 흡입주관(55)의 바깥쪽을 흐르는 냉동기유가 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 유입된다. 이와 같이 냉동기유를 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 1 압축기(11a)로 많이 회송되도록 하고, 이 제 1 압축기(11a)로부터 다른 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 3 발명은, 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치로서, 상기 흡입주관(55)에 대하여 흡입분기관(61a, 61b, 61c)이 분기되는 주분기부(102)에서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 최하부에 위치한다.
이 제 3 발명에서는, 흡입주관(55)에서 냉매와 냉동기유와의 중력 차에 의해 냉매가 상방을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방을 흐른다. 그리고 상기 주분기부(102)에서 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)은 최하부에 위치하므로, 흡입주관(55) 하방을 흐른 냉동기유가 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 유입된다. 이와 같이, 냉동기유를 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 1 압축기(11a)로 많이 회송되도록 하고, 이 제 1 압축기(11a)로부터 다른 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 4 발명은, 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치로서, 상기 흡입주관(55)에는, 주만곡부(101)와, 상기 흡입주관(55)에 대하여 흡입분기관(61a, 61b, 61c)이 분기되는 주분기부(102)가 상기 오일회송관(71)의 접속부보다 하류측에 차례로 배치되며, 상기 주분기부(102)에서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 최하부이면서 상기 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 최외주부에 위치한다.
즉, 제 4 발명은 제 2 발명에 있어서 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 주분기부(102)에 있어서 최하부에 위치한다.
이 제 4 발명에서는, 냉매와 냉동기유가 상기 흡입주관(55)을 흐르고, 중력과 주만곡부(101)에 의한 원심력이 작용하여, 흡입주관(55) 주만곡부(101)의 하류측에서는 냉매가 상방이면서 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방이면서 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 주분기부(102)에서 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)은 최하부이면서 주만곡부(101)의 곡률반경 방향 최외주부에 위치하므로, 흡입주관(55)의 하방이면서 바깥쪽을 흐르는 냉동기유가 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 유입된다. 이와 같이 냉동기유를 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 1 압축기(11a)로 많이 회송되도록 하고, 이 제 1 압축기(11a)로부터 다른 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 5 발명은, 제 1 발명에 있어서 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1∼제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며, 상기 흡입주관(55)은, 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고, 상기 흡입접속관(56)을 흐르는 냉동기유가, 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b)으로 많이 흐르도록 상기 흡입접속관(56)의 냉동기유를 편류시키는 부편류수단(120)이 배치된다.
이 제 5 발명에서는 상기 부편류수단(120)에 의해, 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 2 압축기(11b)로 냉동기유가 2번째로 많이 회송되도록 한다. 이와 같이 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 하고, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급하여 적절한 균유를 행한다.
제 6 발명은, 제 2∼제 4 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1∼제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며, 상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고, 상기 흡입접속관(56)에는 부만곡부(103)가 배치되며, 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치한다.
이 제 6 발명에서는, 냉매와 냉동기유가 상기 흡입접속관(56)의 부만곡부(103)를 흐를 때에 원심력이 작용한다. 이로써, 흡입접속관(56) 부만곡부(103)의 하류측에서는, 냉매와 냉동기유에 작용하는 원심력 차에 의해, 이 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 냉매가 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하므로, 흡입접속관(56)의 냉동기유가 제 3 압축기(11c)보다 제 2 압축기(11b)로 많이 회송된다. 이와 같이 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에서, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 하고, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 7 발명은, 제 2∼제 4 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1∼제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며, 상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고, 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 하방에 위치한다.
이 제 7 발명에서는, 냉매와 냉동기유가 흡입접속관(56)을 흐를 때, 냉매와 냉동기유와의 중력 차에 의해 냉매가 상방을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 하방에 위치하므로, 흡입접속관(56)의 냉동기유가 제 3 압축기(11c)보다 제 2 압축기(11b)로 많이 회송된다. 이와 같이 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에서, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 하고, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 8 발명은, 제 2∼제 4 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1∼제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며, 상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고, 상기 흡입접속관(56)에는 부만곡부(103)가 배치되며, 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 상기 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 하방이면서 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치한다.
즉, 제 8 발명은 제 6 발명에 있어서 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 부분기부(104)에서 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 하방에 위치한다.
이 제 8 발명에서는, 냉매와 냉동기유가 상기 흡입접속관(56)을 흐르며 중력과 부만곡부(103)에서의 원심력이 작용하므로, 흡입접속관(56) 부만곡부(103)의 하류측에서는 냉매가 상방이면서 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방이면서 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 상기 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 하방이면서 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하므로, 흡입접속관(56)의 냉동기유가 제 3 압축기(11c)보다 제 2 압축기(11b)로 많이 회송된다. 이와 같이 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에서, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 하고, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 9 발명은, 제 2 또는 제 4 발명에 있어서 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1 내지 제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며, 상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고, 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 상기 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 상기 흡입주관(55) 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치한다.
이 제 9 발명에서는, 상기 흡입접속관(56)을 흐르는 냉매와 냉동기유는, 흡입주관(55)의 주만곡부(101)에서의 원심력 차에 의해, 이 흡입접속관(56)에서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 냉매가 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 상기 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 상기 흡입주관(55) 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하므로, 흡입접속관(56)의 냉동기유가 제 3 압축기(11c)보다 제 2 압축기(11b)로 많이 회송된다. 이와 같이 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에서, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 하고, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11c)로 냉동기유를 공급하도록 하여 적절한 균유를 행한다.
제 10 발명은, 제 1∼제 9 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 다른 압축기(11b, 11c)로 공급하는 균유수단(72, 73)이 배치된다.
이 제 10 발명에서는, 상기 균유수단(72, 73)에 의해, 제 1 압축기(11a) 돔 내에 저류된 냉동기유를, 이 제 1 압축기(11a)보다 냉동기유의 회송량이 적은 다른 압축기(11b, 11c)로 공급하여, 적절한 균유를 행한다.
제 11 발명은, 제 1∼제 10 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 서로 균유하는 균유수단(72, 73, 74)이 배치된다.
이 제 11 발명에서는, 상기 균유수단(72, 73, 74)에 의해, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 서로 균유한다.
제 12 발명은, 제 5, 제 8 및 제 9 발명 중 어느 하나에 있어서, 또 제 20 발명은 제 6 발명에 있어서, 또한 제 21 발명은 제 7 발명에 있어서, 상기 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 흡입접속관(56) 또는 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)으로 공급하기 위한 제 1 균유관(72)과, 상기 제 2 압축기(11b)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)으로 공급하기 위한 제 2 균유관(73)과, 상기 제 3 압축기(11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 흡입주관(55) 또는 상기 오일회송관(71)으로 공급하기 위한 제 3 균유관(74)을 구비한다.
이 제 12, 제 20 및 제 21 발명에서는, 냉동기유가 가장 많이 회송되는 제 1 압축기(11a)로부터, 상기 제 1 균유관(72)에 의해, 제 1 압축기(11a) 다음으로 냉동기유가 많이 회송되는 제 2 압축기(11b)로 냉동기유를 공급하며, 제 2 압축기(11b)에도 냉동기유가 확실하게 저류된다. 그리고 이와 같이 제 2 압축기(11b)에도 냉동기유가 확실하게 저류되므로, 제 2 압축기(11b)로부터 상기 제 2 균유관(73)에 의해, 냉동기유가 가장 회송되기 어려운 제 3 압축기(11c)로 냉동기유를 공급하여, 제 3 압축기(11c)에도 냉동기유가 확실하게 저류되도록 한다. 그리고 제 3 압축기(11c) 냉동기유의 잉여분은 제 1 압축기(11a)로 회송되도록 한다.
제 13 발명은, 제 1∼제 12, 제 20 및 제 21 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 압축기(11a)는 운전용량 고정의 압축기이다.
즉, 제 1 압축기(11a)를 용량 가변으로 구성하면, 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 많이 흐르도록 해도, 제 1 압축기(11a)로의 냉동기유 회송량은, 이 제 1 압축기(11a)의 운전용량 변동에 따라 변동된다. 그래서 이 제 13 발명에서는 제 1 압축기(11a)의 운전용량을 고정으로 함으로써, 이 제 1 압축기(11a)의 운전 중은, 제 1 압축기(11a)로 확실하게 냉동기유를 많이 회송한다. 또, 마찬가지로, 제 5∼제 9 발명에서 제 2 압축기(11b)와 제 3 압축기(11c) 중 어느 한쪽이 용량 고정이며 다른 쪽이 용량가변이면, 제 2 압축기(11b)를 용량 고정으로 한다.
제 14 발명은, 제 1∼제 13, 제 20 빛 제 21 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)는 돔 내 고압공간에 냉동기유가 저류되도록 구성된다.
여기서, 저압 돔형 압축기는 압축기의 저압공간에 냉동기유가 저류되므로, 서로의 돔(오일저류부)을 균유관으로 직접 접속함으로써도 균유를 행할 수 있다. 이 경우, 저압 돔형 압축기는 각 압축기의 냉동기유 회송량의 대소에 상관없이, 적절하게 균유를 행할 수 있다.
한편, 고압 돔형 압축기나 고저압 돔형 압축기 등은, 돔 내의 고압공간에 냉동기유가 저류되므로, 압축기(11a, 11b, 11c) 돔 내의 냉동기유를 다른 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 공급함으로써만 균유를 행하므로, 적절한 균유를 행하기 위해, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 냉동기유 회송량 조절의 필요성이 높다. 그래서 이 제 14 발명에서는, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)를 고압공간에 냉동기유가 저류되는 압축기(11a, 11b, 11c)로 한다.
제 15 발명은, 제 1∼제 14, 제 20 및 제 21 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c) 각각에는, 상기 냉매회로(10)의 고압측 액배관(84)을 흐르는 액냉매의 일부를 상기 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 유도하는 액주입관(86, 86a, 86b, 86c)이 접속된다.
즉, 흡입주관(55)에 액냉매를 주입하면, 액냉매가 냉동기유에 녹아 들어가, 제 1 압축기(11a) 흡입분기관(61a)으로 많이 공급되고, 다른 압축기(11b, 11c)의 흡입분기관(61b, 61c)으로 공급되기 어려워진다. 그래서 이 제 15 발명에서는, 액주입관(86, 86a, 86b, 86c)에 의해 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 개별로 액냉매를 주입한다.
제 16 발명은, 제 1∼제 15, 제 20 및 제 21 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에 일단이 접속되며 또 타단이 서로 접속된 오일회수관(75, 76, 77)을 구비한다.
여기서, 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하므로, 어느 하나의 압축기(11a)가 정지되면, 그 정지된 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에도 냉동기유가 체류된다. 특히 제 1 압축기(11a)가 복수의 압축기 중 가장 많이 정지상태로 될 경우, 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 매우 많은 냉동기유가 체류하게 된다.
그래서 이 제 16 발명에서는, 운전 중의 압축기(11b, 11c)가, 상기 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 정지 중인 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 체류된 냉동기유를 흡입한다. 이로써, 정지 중인 압축기(11a)는 재기동했을 때에 액상태의 냉동기유를 다량으로 흡입하는 일이 없다.
제 17 발명은, 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편, 상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치로서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에 일단이 접속되며 또 타단이 서로 접속된 오일회수관(75, 76, 77)을 구비한다.
즉, 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하므로, 어느 하나의 압축기(11a)가 정지되면, 그 정지된 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 냉동기유 및 냉매가 체류된다.
그래서 이 제 17 발명에서는, 운전 중인 압축기(11b, 11c)가, 상기 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 정지 중인 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 체류된 냉동기유를 흡입한다. 이로써, 정지 중의 압축기(11a)는, 재기동 했을 때에 액상태의 냉동기유를 다량으로 흡입하는 일이 없다.
제 18 발명은 제 16 발명에 있어서, 또 제 19 발명은 제 17 발명에 있어서, 상기 흡입분기관(61a, 61b, 61c)은, 이 흡입분기관(61a, 61b, 61c) 도중의 소정 위치부터 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 이 경사부(59)의 상류측에 형성되는 오일저류부(58)를 구비하며, 상기 오일회수관(75, 76, 77) 일단은 상기 오일저류부(58)에 접속된다.
이 제 18 및 제 19 발명에서, 상기 흡입분기관(61a, 61b, 61c)의 오일저류부(58)는 경사부(59)보다 낮으므로, 압축기(11a, 11b)가 정지됐을 때, 오일저류부(58)에 냉동기유가 체류된다. 그리고 상기 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에는, 이 오일저류부(58)에 상기 오일회수관(75, 76, 77) 일단이 접속되어 있으므로, 어느 하나의 압축기(11a)가 정지됐을 때, 운전 중인 압축기(11b, 11c)가, 상기 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 정지 중인 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 체류된 냉동기유를 확실하게 흡입한다.
[발명의 효과]
상기 제 1 발명에 의하면, 상기 주편류수단(110)에 의해, 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 1 압축기(11a)로 냉동기유를 가장 많이 회송할 수 있으므로, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 이로써, 제 1 압축기(11a)의 냉동기유를 다른 압축기(11b, 11c)로 분배할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 제 2 발명에 의하면, 상기 흡입주관(55)의 주만곡부(101)에서의 냉매와 냉동기유와의 원심력 차를 이용하여, 제 1 압축기(11a)로 냉동기유를 가장 많이 회송할 수 있으므로, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 이로써, 제 1 압축기(11a)의 냉동기유를 다른 압축기(11b, 11c)로 분배할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또한, 상기 제 3 발명에 의하면, 상기 흡입주관(55)을 흐를 때의 냉매와 냉동기유와의 중력 차를 이용하여, 제 1 압축기(11a)로 냉동기유를 가장 많이 회송할 수 있으므로, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 이로써, 제 1 압축기(11a)의 냉동기유를 다른 압축기(11b, 11c)로 분배할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 제 4 발명에 의하면, 상기 흡입주관(55)을 흐를 때의 냉매와 냉동기유와의 중력 차와, 상기 흡입주관(55)의 주만곡부(101)에서의 냉매와 냉동기유와의 원심력 차를 이용하여, 제 1 압축기(11a)로 냉동기유를 가장 많이 회송할 수 있으므로, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 이로써, 제 1 압축기(11a)의 냉동기유를 다른 압축기(11b, 11c)로 분배할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또한, 상기 제 5 발명에 의하면, 상기 부편류수단(120)에 의해, 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 2 압축기(11b)로 냉동기유를 2번째로 많이 회송할 수 있으므로, 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유를 많이 회송할 수 있다. 이로써, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 제 6 발명에 의하면, 상기 흡입접속관(56)의 부만곡부(103)에서의 냉매와 냉동기유와의 원심력 차를 이용하여, 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 2 압축기(11b)로 냉동기유를 2번째로 많이 회송할 수 있으므로, 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유를 많이 회송할 수 있다. 이로써, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또한, 상기 제 7 발명에 의하면, 상기 흡입접속관(56)을 흐르는 냉매와 냉동기유와의 중력 차를 이용하여, 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 2 압축기(11b)로 냉동기유를 2번째로 많이 회송할 수 있으므로, 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유를 많이 회송할 수 있다. 이로써, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 제 8 발명에 의하면, 상기 흡입접속관(56)을 흐를 때의 냉매와 냉동기유와의 중력 차와 부만곡부(103)에서의 원심력 차를 이용하여, 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 2 압축기(11b)로 냉동기유를 2번째로 많이 회송할 수 있으므로, 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유를 많이 회송할 수 있다. 이로써, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또한, 상기 제 9 발명에 의하면, 흡입주관(55) 주만곡부(101)에서의 원심력을 이용하여, 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 2 압축기(11b)로 냉동기유를 2번째로 많이 회송할 수 있으므로, 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)에 있어서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유를 많이 회송할 수 있다. 이로써, 냉동기유가 많은 압축기(11a, 11b)로부터 냉동기유가 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 공급할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있는 점에서, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
또, 상기 제 10 발명에 의하면, 상기 균유수단(72, 73)에 의해, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 저류된 냉동기유를, 다른 압축기(11b, 11c)로 공급하여 적절한 균유를 행할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 냉동기유 부족을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 11 발명에 의하면, 상기 균유수단(72, 73, 74)에 의해, 상기 압축기(11a, 11b, 11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 서로 균유하여 적절한 균유를 행할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 냉동기유 부족을 방지할 수 있다.
또, 상기 제 12, 제 20 및 제 21 발명에 의하면, 제 1 압축기(11a) 내 돔에 저류된 냉동기유를 제 2 압축기(11b)로 공급하고, 제 2 압축기(11b) 내 돔에 저류된 냉동기유를 제 3 압축기(11c)로 공급하며, 제 3 압축기(11c) 냉동기유의 대부분을 제 1 압축기(11a)로 회송할 수 있다. 이로써, 냉동기유의 회송량이 많은 압축기(11a, 11b)로부터 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 순차 공급하여 적절한 균유를 행할 수 있음과 더불어, 각 압축기(11a, 11b, 11c)간에서 돔 내의 잉여 냉동기유를 순환시킬 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 행할 수 있다.
또한, 상기 제 13 발명에 의하면, 상기 제 1 압축기(11a)를 운전용량 고정의 압축기(11a)로 하므로, 이 제 1 압축기(11a)의 운전 중은, 제 1 압축기(11a)로 확실하게 냉동기유가 많이 회송되도록 할 수 있다.
또, 상기 제 14 발명에 의하면, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)를 돔 내 고압공간에 냉동기유가 저류되는 구성으로 하므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 적절한 균유에 의한 신뢰성 향상효과를 보다 현저하게 발휘시킬 수 있다.
또한, 상기 제 15 발명에 의하면, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c) 각각에 액주입관(86, 86a, 86b, 86c)을 접속하므로, 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에 확실하게 액냉매를 공급할 수 있다. 이로써, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매온도를 확실하게 저하시켜, 각 압축기(11a, 11b, 11c)가 지나치게 고온이 되는 것을 방지할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 상기 제 16 발명에 의하면, 오일회수관(75, 76, 77)을 구비하므로, 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 소정의 압축기(11a)가 정지되어도, 이 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 체류된 냉동기유를, 운전 중인 다른 압축기(11b, 11c)가 흡입할 수 있다. 이로써, 정지 중인 압축기(11a)가 재기동 시에 액상태의 냉동기유를 다량으로 흡입하는 일이 없으므로, 압축기(11a)가 액압축되는 것을 방지할 수 있는 점에서, 압축기(11a)의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
특히 제 1 압축기(11a)가 복수의 압축기 중에서 제일 많이 정지상태로 되는 경우, 이 신뢰성향상 효과를 보다 현저하게 발휘할 수 있다.
또한, 상기 제 17 발명에 의하면, 오일회수관(75, 76, 77)을 구비하므로, 상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 소정의 압축기(11a)가 정지되어도, 이 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 체류된 냉동기유를, 운전 중인 다른 압축기(11b, 11c)가 흡입할 수 있다. 이로써, 정지 중인 압축기(11a)가 재기동 시에 액상태의 냉동기유를 다량으로 흡입하는 일이 없으므로, 압축기(11a)가 액압축되는 것을 방지할 수 있는 점에서, 압축기(11a)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 제 18 및 제 19 발명에 의하면, 상기 흡입분기관(61a, 61b, 61c)의 오일저류부(58)에 오일회수관(75, 76, 77)을 접속하므로, 정지 중인 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)에 저류된 냉동기유를, 운전 중인 다른 압축기(11b, 11c)가 확실하게 흡입할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로를 나타내는 배관계통도이 다.
도 2는 제 1 실시형태에 관한 압축기의 흡입측 냉매배관의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 관한 냉동장치의 냉각운전 중에 있어서 냉매의 순환방향을 나타내는 배관계통도이다.
도 4는 제 2 실시형태에 관한 압축기의 흡입측 냉매배관의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 5는 제 3 실시형태에 관한 압축기의 흡입측 냉매배관의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 냉동장치 10 : 냉매회로
11a : 제 1 압축기 11b : 제 2 압축기
11c : 제 3 압축기 55 : 흡입주관
56 : 흡입접속관 58 : 오일저류부
59 : 경사부
61a : 제 1 흡입분기관(흡입분기관)
61b : 제 2 흡입분기관(흡입분기관)
61c : 제 3 흡입분기관(흡입분기관)
70 : 오일분리기 71 : 오일회송관
72 : 제 1 균유관 73 : 제 2 균유관
74 : 제 3 균유관 84 : 제 4 액관(액배관)
101 : 주만곡부 102 : 주분기부
103 : 부만곡부 104 : 부분기부
110 : 주편류수단 120 : 부편류수단
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
<<제 1 실시형태>>
본 발명의 제 1 실시형태는 도 1에 나타내는 바와 같이, 냉각실의 냉각운전을 행하는 냉동장치(1)이며, 실외유닛(2), 냉장유닛(3) 및 제어기(100)를 구비한다.
상기 냉동장치(1)에서는 상기 실외유닛(2)에 실외회로(20)가, 상기 냉장유닛(3)에 냉장고내 회로(30)가 각각 배치된다. 상기 냉동장치(1)에서는, 상기 실외회로(20)의 가스단측이 상기 냉장고내 회로(30) 가스측단에 가스측 연결배관(22)으로 접속되며, 상기 실외회로(20)의 액단측이 상기 냉장고내 회로(30) 액단측에 액측 연결배관(21)으로 접속됨으로써, 증기압축식 냉동주기의 냉매회로(10)가 구성된다.
<실외유닛>
상기 실외유닛(2)의 실외회로(20)에는 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 실외열교환기(13), 수액기(14), 냉매열교환기(50), 제 1 팽창밸브(45), 제 2 팽창밸브(46) 및 제 3 팽창밸브(47)를 구비한다. 또 실외회로(20)에는 사방밸브(12)와, 액측 폐쇄밸브(53), 및 가스측 폐쇄밸브(54)가 배치된다. 이 실외회로(20)에서 액측 폐쇄밸브(53)에는 액측 연결배관(21) 일단이, 가스측 폐쇄밸브(54)에는 가스측 연결배관(22) 일단이 각각 접속된다.
상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)는 냉매회로(10) 내에서 서로 병렬 접속된다. 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 각각은, 고압 돔형의 스크롤형 압축기이며, 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)가 운전용량 고정으로 구성되는 한편, 상기 제 3 압축기(11c)는 인버터를 통해 전력이 공급되며, 이 인버터의 출력주파수를 변화시킴으로써, 운전용량 가변으로 구성된다. 또, 냉동장치(1)의 운전 시에는, 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 중 제 3 압축기(11c)가 우선적으로 구동되며, 냉동장치(1)의 이용측 동작상황에 따라 제 2 압축기(11b), 제 1 압축기(11a) 순으로 순차 구동되도록 구성된다.
상기 제 1∼제 3 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입측은, 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)을 개재하고 흡입주관(55)이 접속된다. 구체적으로, 상기 흡입주관(55)은 일단이 사방밸브(12)에 접속되며, 타단이 주분기부(102)를 구비한다. 상기 흡입주관(55)은, 주분기부(102)에서 제 1 흡입분기관(61a) 일단과 흡입접속관(56) 일단이 분기 접속되며, 이 제 1 흡입분기관(61a) 타단이 제 1 압축기(11a)의 흡입측에 접속된다. 한편, 상기 흡입접속관(56)은, 타단에 부분기부(104)를 구비하며, 이 부분기부(104)에서 제 2 흡입분기관(61b) 일단과 제 3 흡입분기관(61c) 일단이 분기 접속된다. 그리고 상기 제 2 흡입분기관(61b) 타단이 상기 제 2 압축기(11b) 흡입측에 접속되는 한편, 상기 제 3 흡입분기관(61c) 타단이 상기 제 3 압축 기(11c) 흡입측에 접속된다. 또 본 발명의 특징으로서, 상기 흡입주관(55)에는 주편류수단(110)이, 흡입접속관(56)에는 부편류수단(120)이 각각 설치되나, 구체적인 구성에 대해서는 나중에 도 2에 기초하여 보다 상세하게 설명한다.
상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c) 토출측에는 토출주관(64)이 접속된다. 구체적으로 상기 토출주관(64) 일단은 사방밸브(12)에 접속되는 한편, 타단은 제 1 토출분기관(64a)과 제 2 토출분기관(64b)과 제 3 토출분기관(64c)으로 분기된다. 상기 제 1 토출분기관(64a)은 제 1 압축기(11a) 토출측에 접속되며, 상기 제 2 토출분기관(64b)은 제 2 압축기(11b) 토출측에 접속되고, 상기 제 3 토출분기관(64c)은 제 3 압축기(11c) 토출측에 접속된다. 각 토출분기관(64a, 64b, 64c)에는, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)에서 사방밸브(12)를 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 체크밸브(CV-1, CV-2, CV-3)가 각각 배치된다.
실외열교환기(13)는 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉매와 실외공기 사이에서 열교환한다. 실외여교환기(13)는 일단이 사방밸브(12)에 접속되며, 타단이 제 1 액관(81)을 개재하고 수액기(14) 정상부에 접속된다. 이 제 1 액관(81)에는 실외열교환기(13)에서 수액기(14)를 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 체크밸브(CV-4)가 배치된다. 수액기(14) 바닥부에는 제 2 액관(82)의 일단이 접속된다.
냉매열교환기(50)는 프레이트식 열교환기이며, 냉매와 냉매 사이에서 열교환하고, 제 1 유로(50a)와 제 2 유로(50b)를 구비한다. 상기 냉매열교환기(50)의 제 1 유로(50a)는, 일단이 상기 제 2 액관(82) 타단에 접속되며, 타단이 제 3 액관(83) 일단에 접속된다. 제 3 액관(83) 타단은, 액측 폐쇄밸브(53)를 개재하고 액측 연결배관(21) 일단에 접속된다. 상기 제 3 액관(83)에는, 제 1 유로(50a) 타단에서 액측 폐쇄밸브(53)를 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 체크밸브(CV-5)가 배치된다.
상기 제 3 액관(83)에는 상기 체크밸브(CV-5)의 상류측에 제 4 액관(84) 일단이 접속되며, 이 제 4 액관(84) 타단은 상기 냉매열교환기(50)의 제 2 유로(50b) 일단에 접속된다. 또 상기 제 4 액관(84)에는 제 2 팽창밸브(46)가 배치된다. 이 제 2 팽창밸브(46)는 개방도 조정이 자유로운 전자팽창밸브로 구성된다.
냉매열교환기(50)의 제 2 유로(50b) 타단은 가스주입관(85)을 개재하고 상기 흡입주관(55) 도중에 접속된다. 이 가스주입관(85)은, 압축기(11a, 11b, 11c) 흡입측에 가스냉매를 주입하기 위한 것이다.
제 3 액관(83)에서 체크밸브(CV-5)와 액측 폐쇄밸브(53) 사이에는 제 5 액관(88) 일단이 접속된다. 제 5 액관(88) 타단은, 제 1 액관(81)에서 체크밸브(CV-4)와 수액기(14) 사이에 접속된다. 또 제 5 액관(88)에는 그 일단에서 타단을 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 체크밸브(CV-6)가 배치된다.
상기 제 4 액관(84)에 있어서 일단과 제 2 팽창밸브(46) 사이에는 제 6 액관(89) 일단이 접속되며, 이 제 6 액관(89) 타단은 제 1 액관(81)에서의 실외열교환기(13) 타단과 체크밸브(CV-4) 사이에 접속된다. 또 제 6 액관(89)에는 제 1 팽창밸브(45)가 배치된다. 이 제 1 팽창밸브(45)는 개방도 조정이 자유로은 전자팽창밸브로 구성된다.
또한 제 1 액관(81)에 있어서 체크밸브(CV-4)와 제 5 액관(88) 접속부 사이 에는 연통관(78) 일단이 접속되며, 이 연통관(78) 타단은 토출주관(64)에 접속된다. 상기 연통관(78)에는, 수액기(14)에서 토출주관(64)을 향하는 냉매의 유통만을 허용하는 체크밸브(CV-7)가 배치된다.
상기 사방밸브(12)는 제 1 포트가 토출주관(64)에, 제 2 포트가 흡입주관(55)에, 제 3 포트가 실외열교환기(13) 일단에, 제 4 포트가 가스측 폐쇄밸브(54)에 각각 접속된다. 상기 사방밸브(12)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 서로 연통하며 제 2 포트와 제 4 포트가 서로 연통하는 제 1 상태(도 1에 실선으로 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 서로 연통하며 제 2 포트와 제 3 포트가 서로 연통하는 제 2 상태(도 1에 점선으로 나타내는 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
또, 실외회로(20)에는 오일분리기(70)가 설치되는 한편, 본 발명의 특징으로서, 3개의 균유관(72, 73, 74), 액주입관(86, 86a, 86b, 86c) 및 3개의 오일회수관(75, 76, 77)이 설치된다.
상기 오일분리기(70)는 토출주관(64)에 배치되며, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하기 위한 것이다. 이 오일분리기(70)는, 오일회송관(71)을 개재하고 흡입주관(55)에서의 가스주입관(85) 접속부의 하류측에 접속된다. 또, 상기 오일회송관(71)에는 전자밸브(SV-1)가 배치되며, 이 전자밸브(SV-1)를 열면, 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유가 흡입주관(55)으로 회송되도록 구성된다.
3개의 균유관(72, 73, 74)은, 제 1 균유관(72)과, 제 2 균유관(73) 및 제 3 균유관(74)이며, 균유수단을 구성한다. 제 1 균유관(72)은, 일단이 제 1 압축기(11a) 돔의 소정 높이위치에 접속되며, 타단이 흡입접속관(56)에 접속되고, 전자밸브(SV-2)를 구비한다. 또 제 2 균유관(73)은, 일단이 제 2 압축기(11b) 돔의 소정 높이위치에 접속되며, 타단이 후술하는 제 3 액주입 분기관(86c)을 개재하고 제 3 흡입분기관(61c)에 접속되고, 전자밸브(SV-3)를 구비한다. 또한 상기 제 3 균유관(74)은, 일단이 제 3 압축기(11c) 돔의 소정 높이위치에 접속되며, 타단이 상기 오일회송관(71)에 접속되고, 전자밸브(SV-4)를 구비한다. 여기서 제 1 균유관(72)은 흡입주관(55)에 접속해도 되며, 제 2 균유관(73)은 제 2 흡입분기관(61b)에 접속해도 되고, 제 3 균유관(74)은 제 3 흡입분기관(61c)에 직접 접속해도 된다.
상기 액주입관(86, 86a, 86b, 86c)은 액주입 주관(86)과 제 1∼제 3의 3개 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)으로 구성된다. 액주입 주관(86)은, 일단이 상기 제 4 액관(84)의 일단과 제 6 액관(89)과의 접속부 사이에 접속되며, 타단이 제 2 액주입 분기관(86b) 일단과 제 3 액주입 분기관(86c) 일단에 분기 접속된다. 또 상기 액주입주관(86)에는 제 3 팽창밸브(47)가 배치된다. 이 제 3 팽창밸브(47)는 개방도 조정이 자유로운 전자팽창밸브로 구성된다. 상기 제 2 액주입 분기관(86b) 도중에는 제 1 액주입 분기관(86a) 일단이 접속된다. 상기 제 1∼제 3 각 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)은 각각 모세관(87a, 87b, 87c)을 구비하며, 타단이 상기 제 1∼제 3 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에 접속된다. 이로써, 제 3 액관(83)을 흐르는 액냉매가, 제 4 액관(84) 및 액주입주관(86)을 통해 각 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)을 흐르며, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기 관(61a, 61b, 61c)으로 공급된다.
3개의 오일회수관(75, 76, 77)은, 제 1 오일회수관(75)과, 제 2 오일회수관(76) 및 제 3 오일회수관(77)이다. 제 1 오일회수관(75) 일단은, 상기 제 1 압축기(11a) 제 1 흡입분기관(61a)에 있어서 제 1 액주입분기관(86a) 접속부와 타단 사이에 접속된다. 상기 제 2 오일회수관(76) 일단은, 상기 제 2 압축기(11b) 제 2 흡입분기관(61b)에 있어서 제 2 액주입분기관(86b) 접속부와 타단 사이에 접속된다. 상기 제 3 오일회수관(77) 일단은, 상기 제 3 압축기(11c) 제 3 흡입분기관(61c)에 있어서 제 3 액주입분기관(86c) 접속부와 타단 사이에 접속된다. 또, 각 오일회수관(75, 76, 77)의 타단은 서로 합류 접속된다.
상기 실외회로(20)에는 각종 센서나 압력스위치(95a, 95b, 95c, 95d)가 설치된다. 구체적으로 흡입압력센서(25) 및 흡입온도센서(24)가 흡입주관(55)에 설치되며, 토출압력센서(23)가 토출주관(64)에 설치되고, 각 토출온도센서(19a, 19b, 19c)가 각 토출분기관(64a, 64b, 64c)에 설치된다. 또, 제 3 액관(84)에서의 냉매열교환기(50) 제 1 유로(50a) 접속부 근방에는 온도센서(51)가 설치된다. 또 압력스위치(95a, 95b, 95c, 95d)는 가스측 폐쇄밸브(54)와 사방밸브(12) 사이 배관 및 각 토출분기관(64a, 64b, 64c)에 설치된다.
또, 상기 실외유닛(2)에는 실외공기 온도센서(13a)와 실외 팬(13f)이 설치된다. 실외열교환기(13)에는, 이 실외 팬(13f)에 의해 실외공기가 공급된다.
(압축기의 흡입측 냉매배관 구성)
여기서, 본 발명의 특징인 상기 3대 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입측 냉매배 관(61a, 61b, 61c)의 구체적인 구성에 대하여 도 2에 기초하여 보다 상세하게 설명한다. 또, 도 2에서는 제 3 균유관(74), 각 토출분기관(64a, 64b, 64c) 그리고 제 1 및 제 2 균유관(72, 73)의 각 압축기(11a, 11b) 돔과의 접속부측 부분의 도시를 생략한다.
전술한 바와 같이, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입측 냉매배관(61a, 61b, 61c)은, 상기 흡입주관(55)이 주분기부(102)에서 제 1 흡입분기관(61a)과 흡입접속관(56)으로 분기되며, 상기 흡입접속관(56)이 부분기부(104)에서 제 2 흡입분기관(61b)과 제 3 흡입분기관(61c)으로 분기된다.
상기 흡입주관(55)은, 상기 오일회송관(71)의 접속부 하류측에서 수평방향으로 이어지는 한편, 주편류수단(110)을 구비한다. 이 주편류수단(110)은 주만곡부(101)와 상기 주분기부(102)로 구성된다.
상기 주만곡부(101)는, 이 주만곡부(101)의 상류와 하류에 접속되는 배관을 90도 각도로 접속하는 엘보형 배관으로 구성된다. 이로써, 상기 흡입주관(55)에서는, 도 2에서 상기 흡입주관(55)의 우측 안쪽에서 앞쪽을 향해 흘러오는 냉매가, 주만곡부(101)에서 왼쪽을 향해 거의 직각으로 구부려 흐르도록 구성된다.
상기 주분기부(102)는 냉매의 흐름을 2방향으로 분기하는 분기조인트이며, 제 1 분기로(102a)와 제 2 분기로(102b)를 구비한다. 상기 주분기부(102)는, 상기 제 1 분기로(102a)가 상기 제 2 분기로(102b)보다 하방이며 또 상기 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하도록, 제 2 분기로(102b)에서 제 1 분기로(102a)를 향해 45도 하방으로 경사진다. 그리고 상기 주분기부(102)는 상기 제 1 분기부(102a)에 상기 제 1 압축기(11a)의 제 1 흡입분기관(61a)이, 상기 제 2 분기로(102b)에 상기 흡입접속관(56)이 각각 접속된다. 즉, 제 1 흡입분기관(61a)은 주분기부(102)에서, 최하부이면서 상기 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 최외주부에 위치한다.
상기 제 1 흡입분기관(61a)은, 일단이 상기 주분기부(102)의 제 1 분기로(102a)에 접속되는 한편, 타단이 제 1 압축기(11a)에 접속된다. 구체적으로 상기 제 1 흡입분기관(61a)은, 일단이 상기 주분기부(102)의 제 1 분기로(102a)에 접속되며 수평으로 이어지는 직관의 오일저류부(58)와, 일단이 오일저류부(58) 타단에 접속되고 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 경사부(59)의 정상부에서 수직 하방으로 이어지며 제 1 압축기(11a)에 접속되는 수직부(60)를 차례로 구비한다. 또 상기 제 1 흡입분기관(61a)의 오일저류부(58)에는, 상류측부터 차례로 상부에 제 1 액주입분기관(86a)이, 하부에 제 1 오일회수관(75)이 각각 접속된다.
상기 흡입접속관(56)은 수평방향으로 이어지며, 부편류수단(120)을 구비한다. 이 부편류수단(120)은 부만곡부(103)와 상기 부분기부(104)로 구성된다. 또 상기 흡입접속관(56)에는 부만곡부(103) 하류측에 제 1 균유관(72)이 접속된다.
상기 부만곡부(103)는, 이 부만곡부(103)의 상류와 하류에 접속되는 배관을 90도 각도로 접속하는 엘보형 배관으로 구성된다. 이로써, 상기 흡입접속관(56)에서는, 도 2에서 이 흡입접속관(56)의 일단에서 왼쪽을 향해 흘러오는 냉매가, 부만곡부(103)에서 안쪽으로 거의 직각으로 구부려 흐르도록 구성된다.
상기 부분기부(104)는 냉매의 흐름을 2방향으로 분기하는 분기조인트이며, 제 1 분기로(104a)와 제 2 분기로(104b)를 구비한다. 상기 부분기부(104)는, 상기 제 1 분기로(104a)가 상기 제 2 분기로(104b)보다 하방이면서 상기 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하도록, 제 2 분기로(104b)에서 제 1 분기로(104a)를 향해 45도 하방으로 경사진다. 그리고 상기 부분기부(104)는 상기 제 1 분기부(104a)에 상기 제 2 압축기(11b)의 제 2 흡입분기관(61b)이, 상기 제 2 분기로(104b)에 상기 제 3 압축기(11c)의 제 3 흡입분기관(61c)이 각각 접속된다.
상기 제 2 흡입분기관(61b)은, 일단이 상기 부분기부(104)의 제 1 분기로(104a)에 접속되는 한편, 타단이 제 2 압축기(11b)의 흡입측에 접속된다. 구체적으로 상기 제 2 흡입분기관(61b)은, 일단이 상기 부분기부(104)의 제 1 분기로(104a)에 접속되며 수평으로 이어지는 직관의 오일저류부(58)와, 일단이 오일저류부(58) 타단에 접속되고 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 경사부(59)의 정상부에서 수직 하방으로 이어지며 제 2 압축기(11b)에 접속되는 수직부(60)를 차례로 구비한다. 또 상기 제 2 흡입분기관(61b)의 오일저류부(58)에는, 상부에 제 2 액주입분기관(86b)이, 하부에 제 2 오일회수관(76)이 각각 접속된다.
상기 제 3 흡입분기관(61c)은, 일단이 상기 부분기부(104)의 제 2 분기로(104b)에 접속되는 한편, 타단이 제 3 압축기(11c)의 흡입측에 접속된다. 상기 제 3 흡입분기관(61c)은, 오일저류부(58) 및 경사부(59)를 갖지 않으며, 일단에서 타단에 걸쳐, 수평방향으로 이어지고 하방으로 굴곡하며, 수직 하방으로 이어진다. 또 상기 제 3 흡입분기관(61c)의 수평부분에는, 제 3 액주입분기관(86c)과 제 2 균 유관(73)이 합류하여 상부에 접속되며, 그 하류측 하부에 제 3 오일회수관(77)이 접속된다.
그리고 상기 제 1 내지 제 3 각 오일회수관(75, 76, 77)의 타단은, 상기 제 2 흡입분기관(61b)에 있어서 제 2 오일회수관(76) 접속부의 수직 하방에서 서로 합류 접속된다.
<냉장유닛>
도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 냉장유닛(3)의 냉장고내 회로(30)에서는, 냉장열교환기(16, 17)와, 드레인팬 히터(26, 27) 및 냉장팽창밸브(15a, 15b)가 각각 2개씩 설치된다.
상기 각 냉장열교환기(16, 17)는 모두 같은 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기이며, 냉매와 냉각실 내 공기 사이에서 열교환한다. 상기 각 냉장열교환기(16, 17)는 일단이 각 냉장팽창밸브(15a, 15b)를 개재하고 각 드레인팬 히터(16, 17) 일단에 접속되며, 타단이 각 가스측 분기배관(22a, 22b) 일단에 접속된다. 그리고 각 가스측 분기배관(22a, 22b)은 타단에서 서로 합류하며 상기 가스측 연결배관(22) 타단에 접속된다.
상기 각 냉장팽창밸브(15a, 15b)는 개방도 조정이 가능한 전자팽창밸브로 구성된다. 상기 각 냉장열교환기(16, 17)에는 냉매의 증발온도를 측정하기 위한 제 1 냉매온도센서(16b, 17b)가 설치되는 한편, 이 각 냉장열교환기(16, 17) 타단에는 제 2 냉매온도센서(18a, 18b)가 각각 설치된다. 상기 냉매팽창밸브(15a, 15b)는 제 2 냉매온도센서(18a, 18b)의 측정온도가, 제 1 냉매온도센서(16b, 17b)에서 측 정되는 냉매의 증발온도보다 소정온도(예를 들어 5℃) 높아지도록 개방도 조정이 이루어지도록 구성된다.
상기 드레인팬 히터(26, 27)는, 도시하지 않는 냉장열교환기(16, 17)의 드레인팬에 배치되며, 고온고압의 냉매가 흐르고 이 드레인팬을 덥혀, 착상이나 얼음 생성을 방지한다. 상기 각 드레인팬 히터(26, 27) 타단은 각 액측 분기배관(21a, 21b) 일단에 각각 접속되며, 이 각 액측 분기배관(21a, 21b) 타단은 서로 합류하며 상기 액측 연결배관(21) 타단에 접속된다.
또, 상기 냉장유닛(3)에는 냉각실내 온도센서(16a, 17a)와 냉각실내 팬(16f, 17f)이 설치된다. 상기 각 냉장열교환기(16, 17)에는 이 냉각실내 팬(16f, 17f)에 의해 냉각실 내 공기가 공급된다.
<제어기>
상기 제어기(100)는 상기 냉매회로(10)에 설치된 각종 밸브(SV-1, SV-2, SV-3, SV-4, 12, 46, 47, 48, 15a, 15b)의 전환이나 개방도를 조정함과 더불어, 압축기(11a, 11b, 11c) 및 팬(13f, 16f, 17f)을 구동시켜 냉동장치(1)의 운전을 제어한다.
-운전동작-
다음으로, 본 실시형태의 냉동장치(1) 운전동작에 대하여 설명한다.
상기 냉동장치(1)는, 냉각실 내를, 예를 들어 설정온도 5℃로 하는 냉각운전을 하는 한편, 이 냉각운전을 일시적으로 정지시켜, 제상운전을 하도록 구성된다.
<냉각운전>
냉각운전에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어기(100)의 제어에 의해 실외회로(20)의 사방밸브(12)가 제 1 상태로 설정되며, 제 1 팽창밸브(45)가 전폐된다. 그리고 이 상태에서 제 1∼제 3 각 압축기(11a, 11b, 11c)가 구동되며, 냉장팽창밸브(15a, 15b), 제 2 팽창밸브(46) 및 제 3 팽창밸브(47)가 적절하게 개방 조정되어, 냉매가 도 3의 실선 화살표 방향으로 순환하는 한편, 실외 팬(13f) 및 각 냉장 팬(16f, 17f)이 구동된다. 또, 상기 제어기(100)에 의해 오일회송관(71)의 전자밸브(SV-1)가 적절하게 개폐됨과 더불어, 각 균유관(72, 73, 74)의 전자밸브가, 예를 들어 제 1 균유관(72) 전자밸브(SV-2), 제 2 균유관(73) 전자밸브(SV-3), 제 3 균유관(74) 전자밸브(SV-4)의 순으로 개상태가 되도록 제어된다.
제 1∼제 3 각 압축기(11a, 11b, 11c)에서 토출된 냉매는, 각 토출분기관(64a, 64b, 64c)으로부터 토출주관(64)으로 흐르며, 사방밸브(12)를 지나 실외열교환기(13)로 보내진다. 실외열교환기(13)에서는 냉매가 실외공기에 방열하여 응축 액화된다. 액화된 냉매는 제 1 액관(81)을 흐르며, 수액기(14)를 통과하여 제 2 액관(82)으로 유입되고, 냉매열교환기(50)의 제 1 유로(50a)로 유입된다. 제 1 유로(50a)를 흐른 액냉매는 제 3 액관(83)을 흐르며, 그 일부가 도 3의 점선 화살표(a, b)로 나타내는 바와 같이 제 4 액관(84)으로 유입된다.
제 4 액관(84)으로 유입된 냉매의 일부는 점선 화살표(b)에 나타내는 바와 같이, 제 2 팽창밸브(46)를 지나 감압되고, 상기 냉매열교환기(50)의 제 2 유로(50b)로 유입하여 제 1 유로(50a)를 흐르는 액냉매와 열교환하여 증발하며, 제 1 유로(50a)를 흐르는 액냉매를 소정의 저온도로 냉각시킨다. 그리고 제 1 유 로(50a)를 흐르는 액냉매는 제 2 유로(50b)를 흐르는 분기냉매와 열교환하며, 예를 들어 15℃로 냉각된 후, 제 3 액관(83) 및 액측 폐쇄밸브(53)를 통해 액측 연결배관(21)을 흐르고 냉장고내 회로(30)로 유입한다. 또, 제 2 유로(50b)의 분기 액냉매는 증발되며, 가스주입관(85)을 통해 흡입주관(55)으로 주입된다.
또한 제 4 액관(84)을 흐른 냉매의 나머지 일부는 점선 화살표(a)에 나타내는 바와 같이, 액주입주관(86)을 흐르며, 개방도 조정된 제 3 팽창밸브(47)를 지나 각 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)으로 분기되어 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 공급된다.
냉장고내 회로(30)에서는 15℃의 액냉매가 각 액측 분기배관(21a, 21b)으로 분기되어 각 드레인팬 히터(26, 27)를 흐르고, 드레인팬의 착상을 방지함과 더불어, 냉장열교환기(16, 17)로부터 드레인팬으로 낙하된 성에를 확실하게 융해시킨다. 드레인팬 히터(26, 27)에서 유출된 액냉매는 각 냉장팽창밸브(15a, 15b)를 통과할 때 감압되고 팽창되어, 각 냉장열교환기(16, 17)로 도입된다. 이 각 냉장열교환기(16, 17)에서는 냉매가 냉각실 내 공기로부터 흡열하며, 예를 들어 －5℃ 정도의 증발온도로 증발된다. 이로써, 냉장유닛(3)에서는 냉장열교환기(16, 17)에서 냉각된 공기가 냉각실 내로 공급되며, 냉각실내 온도가 설정온도인 5℃로 유지된다.
상기 각 냉장열교환기(16, 17)에서 증발된 가스냉매는 각 가스측 분기배관(22a, 22b)을 흐른 후 가스측 연결배관(22)에서 합류한다. 그 후 상기 가스냉매는 가스측 연결배관(22)을 흐르며, 사방밸브(12)를 통해 흡입주관(55)을 흐른다. 흡입주관(55)을 흐른 냉매는 제 1 흡입분기관(61a)과 흡입접속관(56)으로 분기되며, 이 제 1 흡입분기관(61a)을 흐른 냉매가 제 1 압축기(11a)로 흡입되어 압축된다. 한편, 흡입접속관(56)을 흐른 냉매는 제 2 흡입분기관(61b)과 제 3 흡입분기관(61c)으로 분기되며, 이 제 2 흡입분기관(61b)을 흐른 냉매는 제 2 압축기(11b)로 흡입되어 압축되고, 이 제 3 흡입분기관(61c)을 흐른 냉매는 제 3 압축기(11c)로 흡입되어 압축된다.
(냉동기유의 오일회송동작)
여기서, 상기 냉각운전 시에 상기 3대의 압축기(11a, 11b, 11c)가 모두 구동될 경우, 흡입주관(55)의 냉동기유가, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 많이 회송된다. 또 각 압축기(11a, 11b, 11c) 사이에서, 균유관(72, 73, 74)에 의해, 냉동기유의 회송량이 많은 압축기(11a, 11b)에서 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 순차 공급하여 균유를 행한다.
구체적으로 도 2에 나타낸 바와 같이, 흡입주관(55)에서는 오일회송관(71)에 의해 오일분리기(70)에서 토출냉매로부터 분리된 냉동기유가 공급되며, 이 오일회송관(71) 하류에서는 냉매와 냉동기유가 혼합하여 흐른다. 이 냉매 및 냉동기유는 흡입주관(55)을 흐를 때 작용하는 중력과 주만곡부(101)를 흐를 때 작용하는 원심력에 의해, 주만곡부(101) 하류측에서는, 냉매가 상방이면서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방이면서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 제 1 압축기(11a)의 제 1 흡입분기관(61a)이, 상기 주분기부(102)에서 최하부이면서 주만곡부(101)의 곡률반경 방향의 최외주부에 위치하므로, 흡입주관(55)의 냉동기유의 대부분이 제 1 흡입분기관(61a)으로 유입한다. 또 제 1 압축기(11a)는 운전용량이 고정이므로, 이 제 1 흡입분기관(61a)에 유입된 냉동기유를 확실하게 흡입하며, 이 냉동기유는 제 1 압축기(11a)에 저류된다.
또, 흡입접속관(56)에 유입된 냉매는 소량의 냉동기유를 포함한다. 이 냉매 및 냉동기유는 흡입접속관(56)을 흐를 때 작용하는 중력과 부만곡부(103)를 흐를 때 작용하는 원심력에 의해, 부만곡부(103) 하류측에서는, 냉매가 상방이면서 이 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방이면서 이 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에 있어서 상기 제 2 압축기(11b)의 제 2 흡입분기관(61b)은, 상기 제 3 압축기(11c)의 제 3 흡입분기관(61c)보다 하방이면서 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하므로, 흡입접속관(56)을 흐르는 냉동기유의 대부분이 제 2 흡입분기관(61b)으로 유입한다. 또 제 2 압축기(11b)는 운전용량이 고정이므로, 이 제 2 흡입분기관(61b)에 유입된 냉동기유를 확실하게 흡입하며, 이 냉동기유는 제 2 압축기(11b)에 저류된다.
또한, 제 3 압축기(11c)의 제 3 흡입분기관(61c)에는 냉매와 함께 나머지 냉동기유가 흐르며, 제 3 압축기(11c)로 흡입된다. 이와 같이 하여 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송된다.
그리고 상기 각 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)에 의해, 액냉매가 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 개별로 주입된다. 여기서 액냉매를 흡입주관(55)이나 흡 입접속관(56)으로 주입하면, 이 액냉매가 냉동기유에 녹아 들어가버리므로, 액냉매가 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 많이 공급되어버리지만, 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 개별로 주입하므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매온도가 확실하게 저하되어, 이 각 압축기(11a, 11b, 11c) 자체가 지나치게 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 제어기(100)에 제어에 의해, 각 균유관(72, 73, 74)의 전자밸브가, 예를 들어 제 1 균유관(72)의 전자밸브(SV-2), 제 2 균유관(73) 전자밸브(SV-3), 제 3 균유관(74) 전자밸브(SV-4)의 순으로 개상태로 된다.
즉, 우선 제 1 균유관(72)의 전자밸브(SV-2)가 개상태로 되어, 제 1 압축기(11a) 돔 내 냉동기유가 제 1 균유관(72)을 통해 상기 흡입접속관(56)에 공급된다. 그리고 흡입접속관(56)에 공급된 냉동기유는, 냉매와 냉동기유의 중량 차에 의해, 흡입접속관(56) 하부를 흐르고 제 2 흡입분기관(61b)으로 많이 흐른다. 즉, 제 1 균유관(72)에 의해, 제 1 압축기(11a)에서 제 2 압축기(11b)로 냉동기유가 공급되며, 제 2 압축기(11b)에도 냉동기유가 확실하게 저류된다.
여기서, 제 1 균유관(72)을 흡입접속관(56)에서의 부만곡부(103) 상류측에 접속해도 되며, 그 경우, 제 1 균유관(72)을 통해 흡입접속관(56)에 공급된 냉동기유에는, 중력과 부만곡부(103)에서의 원심력에 의해 제 2 흡입분기관(61b)으로 많이 흐른다. 또 제 1 균유관(72)을 흡입접속관(56) 대신 제 2 흡입분기관(61b)에 접속해도 된다.
다음에, 이와 같이 제 2 압축기(11b) 돔 내에 냉동기유가 많이 저류된 상태 에서, 제 2 균유관(73)의 전자밸브(SV-3)가 개상태로 되어, 제 2 압축기(11b)의 돔 내 냉동기유가 제 2 균유관(73)을 통해 제 3 흡입분기관(61c)에 공급되며, 냉동기유가 제 3 압축기(11c)로 공급된다. 이와 같이 하여 제 3 압축기(11c)에도 냉동기유가 확실하게 저류된다.
그리고 이와 같이 제 3 압축기(11c) 돔 내에 냉동기유가 많이 저류된 상태에서, 제 3 균유관(74)의 전자밸브(SV-4)가 개상태로 된다. 이로써, 제 3 압축기(11c)의 냉동기유 잉여분이 제 3 균유관(74)을 통해 오일회송관(71)에 공급되며, 상기 흡입주관(55)의 구성에 의해 제 1 압축기(11a)로 많이 회송된다.
여기서, 이용측 동작상황(냉각부하)에 따라 제 1 압축기(11a)가 정지되는 경우가 있다. 이 경우, 제 1 압축기(11a) 흡입분기관(61a)의 오일저류부(58)에 냉동기유가 체류됨과 동시에, 액주입관(86, 86a)에 의해 주입된 액냉매가 체류된다. 그리고 제 2 및 제 3 압축기(11b, 11c)가 운전중이므로, 제 1 흡입분기관(61a)의 오일저류부(58)에 체류된 냉동기유 및 액냉매가, 상기 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 제 2 및 제 3 압축기(11b, 11c)의 흡입분기관(61b, 61c)으로 도입되어, 이 제 2 및 제 3 압축기(11b, 11c)로 흡입된다. 이로써, 정지 중의 제 1 압축기(11a)는, 재기동 시에 액상태의 냉동기유를 다량으로 흡입하는 일이 없으므로, 이 압축기(11a)는 재기동 시에 액압축을 행할 우려가 없다.
또, 제 1 압축기(11a)에 더불어, 제 2 압축기(11b)가 정지되었을 때도 마찬가지로, 제 1 및 제 2 흡입관(61a, 61b)의 오일저류부(58)에 체류된 냉동기유 및 액냉매는, 운전 중인 제 3 압축기(11c)로 상기 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 흡 입된다.
<제상운전>
제상운전은, 도시하지 않으나, 사방밸브(12)가 제 2 상태로 설정되고, 냉장팽창밸브(15a, 15b)가 전개상태, 제 2 팽창밸브(46)가 전폐상태로 되며, 제 1 및 제 2 팽창밸브(45, 46)가 적절하게 개방도 조정이 되어, 냉매가 냉각운전 시와 역방향으로 순환하는 역주기 제상운전이 실행된다.
구체적으로, 3대 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출가스냉매는 각 냉장열교환기(16, 17) 및 각 드레인팬 히터(26, 27)를 흐르며, 각 냉장열교환기(16, 17)나 드레인팬에 부착된 성에에 방열하여 응축 액화된다. 액화된 냉매는 액측 연결배관(21)을 흐르고 실외회로(20)로 도입되어 제 5 액관(88)을 흐르며, 수액기(14)와 냉매열교환기(50) 제 1 유로(50a)를 흐른다. 그리고 냉매는 제 6 액관(89)을 흐를 때에 제 1 팽창밸브(45)에서 팽창되어 실외열교환기(13)에서 응축하며, 사방밸브(12)를 통해 흡입주관(55)을 흐르고, 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 분기되어 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 흡입된다.
그리고 이 제상운전 시에서도, 상기 냉각운전 시와 마찬가지로, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되며, 각 압축기(11a, 11b, 11c) 사이에서, 균유관(72, 73, 74)에 의해, 냉동기유의 회송량이 많은 압축기(11a, 11b)로부터 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유가 순차 공급되어, 적절한 균유가 이루어진다.
-제 1 실시형태의 효과-
상기 냉동장치(1)에서는, 흡입주관(55)을 흐를 때의 냉매와 냉동기유와의 중력 차와 원심력 차를 이용하여, 제 1 압축기(11a)로 냉동기유를 가장 많이 회송할 수 있으므로, 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 또, 상기 흡입접속관(56)을 흐를 때의 냉매와 냉동기유와의 중력 차와 원심력 차를 이용하여, 제 2 압축기(11b)로, 제 3 압축기(11c)보다 많이 냉동기유를 회송할 수 있다. 이와 같이, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유를 많이 회송할 수 있다.
또, 제 1 균유관(72)에 의해, 냉동기유가 가장 많은 제 1 압축기(11a) 내 돔에 저류된 냉동기유를 제 2 압축기(11b)에 공급하여, 제 2 압축기(11b)에도 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 그리고 이 제 2 압축기(11b) 내 돔에 저류된 냉동기유를 제 2 균유관(73)에 의해 제 3 압축기(11c)로 공급함으로써, 제 3 압축기(11c)에도 냉동기유를 확실하게 저류할 수 있다. 또, 제 3 균유관(74)에 의해, 제 3 압축기(11c) 냉동기유의 잉여분을 제 1 압축기(11a)로 회송할 수 있다. 이와 같이, 냉동기유의 회송량이 많은 압축기(11a, 11b)에서 적은 압축기(11b, 11c)로 냉동기유를 순차 공급함과 더불어, 각 압축기(11a, 11b, 11c) 사이에서 돔 내의 과잉 냉동기유를 순환시킴으로써, 보다 적절한 균유를 행할 수 있다.
그리고 제 1 압축기(11a)만, 또는 제 1 및 제 2 압축기(11a, 11b)가 정지된 경우, 운전 중인 다른 압축기(11b, 11c)가, 정지 중인 압축기(11a, 11b)의 흡입분기관(61a, 61b) 오일저류부(58)에 체류된 냉동기유 및 액냉매를 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 흡입할 수 있으므로, 정지 중의 압축기(11a)가 재기동 시에 액상태 의 냉동기유 및 냉매를 다량으로 흡입하는 일이 없는 점에서, 이 정지 중의 압축기(11a)가 액압축 되는 것을 방지할 수 있다. 특히 본 실시형태에서는 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 냉동기유가 많이 회송되는 한편, 운전 중의 냉각부하가 저하되면 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 정지되도록 구성되므로, 이 오일회수관(75, 76, 77)에 의한 효과를 보다 현저하게 발휘할 수 있다.
이상과 같이 하여 상기 냉동장치(1)는, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 냉동기유 부족을 방지할 수 있음과 더불어, 이 냉동장치(1)의 운전 중에 제 1 및 제 2 압축기(11a, 11b)가 정지되어도, 재기동 했을 때에 액압축 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 냉동장치(1)에서는 각 압축기(11a, 11b, 11c)에 대한 오일 관리를 정확하게 할 수 있으므로, 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 신뢰성이 향상된다.
<<제 2 실시형태>>
본 실시형태는 상기 제 1 실시형태의 주편류수단(110)이 주만곡부(101)와 주분기부(102)로 구성되며, 부편류수단(120)이 부만곡부(103)와 부분기부(104)로 구성된 대신, 도 4에 나타내는 바와 같이 주편류수단(110)을 주분기부(102)만으로 구성하며, 부편류수단(120)을 부분기부(104)만으로 구성한다. 즉, 본 실시형태는 흡입측 배관(55, 56)을 흐르는 냉매와 냉동기유에, 만곡부(101, 103)에서의 원심력이 작용하지 않고, 중력 차만으로 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 한 것이다. 또 도 4에서는 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)의 도시를 생략한다.
구체적으로, 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 흡입주관(55)은, 오일회송관(71) 접속부의 하류측에서 수평방향으로 이어지는 한편, 최하류측 단부인 타단에 주편류수단(110)인 주분기부(102)를 구비한다.
상기 주분기부(102)는 제 1 분기로(102a)와 제 2 분기로(102b)를 구비하며, 제 2 분기로(102b)에서 제 1 분기로(102a)를 향해 45도 하방으로 경사진다. 그리고 상기 제 1 분기로(102a)에 상기 제 1 압축기(11a)의 제 1 흡입분기관(61a)이, 상기 제 2 분기로(102b)에 상기 흡입접속관(56)이 각각 접속된다. 즉 제 1 흡입분기관(61a)은 주분기부(102)에서 최하부에 위치한다.
상기 제 1 흡입분기관(61a)은, 일단이 상기 주분기부(102)의 제 1 분기로(102a)에 접속되는 한편, 타단이 제 1 압축기(11a) 흡입측에 접속된다. 구체적으로 상기 제 1 흡입분기관(61a)은, 일단이 상기 주분기부(102)의 제 1 분기로(102a)에 접속되며 상기 흡입접속관(56)과 격리되도록 하방으로 경사지는 하강부(63)와, 일단이 하강부(63) 타단에 접속되고 수평으로 이어지는 직관의 오일저류부(58)와, 일단이 오일저류부(58) 타단에 접속되며 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 경사부(59)의 정상부에서 수직 하방으로 이어지며 제 1 압축기(11a)에 접속되는 수직부(60)를 차례로 구비한다. 상기 제 1 흡입분기관(61a)에서는, 오일저류부(58)의 최하류측 단부의 하부에 제 1 오일회수관(75) 일단이 접속된다.
상기 흡입접속관(56)은, 일단이 주분기부(102)의 제 2 분기로(102b)에 접속되는 한편, 타단에 부편류수단(120)인 부분기부(104)를 구비한다. 또 흡입접속 관(56)은 일단에서 타단을 향해 수평방향으로 이어지며, 도중에 제 1 균유관(72)이 접속된다.
상기 부분기부(104)는 제 1 분기로(104a)와 제 2 분기로(104b)를 구비하며, 제 2 분기로(104b)에서 제 1 분기로(104a)를 향해 45도 하방으로 경사진다. 상기 제 1 분기로(104a)에, 상기 제 2 압축기(11b) 제 2 흡입분기관(61b)의 일단이 접속되며, 상기 제 2 분기로(104b)에 상기 제 3 압축기(11c) 제 3 흡입분기관(61c)의 일단이 접속된다.
상기 제 2 흡입분기관(61b)은, 일단이 상기 부분기부(104)의 제 1 분기부(104a)에 접속되는 한편, 타단이 제 2 압축기(11b) 흡입측에 접속된다. 구체적으로 상기 제 2 흡입분기관(61b)은, 일단이 상기 부분기부(104)의 제 1 분기로(104a)에 접속되며 수평으로 이어지는 직관의 오일저류부(58)와, 일단이 오일저류부(58)의 타단에 접속되고 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 일단이 경사부(59)의 정상부에 접속되며 수평으로 이어지는 수평부(62)와, 일단이 수평부(62) 타단에 접속되고 수직 하방으로 이어지며 제 2 압축기(11b)에 접속되는 수직부(60)를 차례로 구비한다. 상기 제 2 흡입분기관(61b)에서는, 오일저류부(58) 최하류측 단부의 하부에 제 2 오일회수관(76) 일단이 접속된다.
상기 제 3 흡입분기관(61c)은, 일단이 상기 부분기부(104)의 제 2 분기로(104b)에 접속되는 한편, 타단이 제 3 압축기(11c)의 흡입측에 접속된다. 상기 제 3 흡입분기관(61c)은, 오일저류부(58) 및 경사부(59)를 갖지 않으며, 일단에서 타단에 걸쳐, 수평방향으로 이어지고 하방으로 굴곡되며, 수직 하방으로 이어진다. 또 상기 제 3 흡입분기관(61c)의 수평부분에는 상부에 제 2 균유관(73)이 접속되며, 그 하류측 하부에 제 3 오일회수관(77) 일단이 접속된다.
본 실시형태에서는, 흡입주관(55)에서, 냉매와 냉동기유와의 중력 차에 의해 냉매가 상방을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방을 흐른다. 그리고 상기 주분기부(102)에서 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)은 최하부에 위치하므로, 흡입주관(55) 하방을 흐르는 냉동기유의 대부분이 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 유입된다.
또 흡입접속관(56)으로 유입된 냉매에도 소량의 냉동기유가 포함되며, 이 흡입접속관(56)을 흐르는 냉매 및 냉동기유는 냉매와 냉동기유와의 중력 차에 의해 냉매가 상방을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에서 상기 제 2 압축기(11b)의 제 2 흡입분기관(61b)은 상기 제 3 압축기(11c)의 제 3 흡입분기관(61c)보다 하방에 위치하므로, 흡입접속관(56)을 흐르는 냉동기유의 대부분이 제 2 흡입분기관(61b)으로 유입된다.
또한 제 3 압축기(11c)의 제 3 흡입분기관(61c)에는 냉매와 함께 나머지 냉동기유가 흐르며, 제 3 압축기(11c)로 흡입된다. 이와 같이 하여 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송된다.
그리고 제 1 균유관(72)에 의해 제 1 압축기(11a)의 돔 내 냉동기유가 상기 흡입접속관(56)에 공급되며, 공급된 냉동기유는 냉매와 냉동기유의 중량 차에 의해, 흡입접속관(56) 내 하방을 흐르고 제 2 흡입분기관(61b)으로 많이 흐른다. 즉, 제 1 균유관(72)에 의해, 제 1 압축기(11a)에서 제 2 압축기(11b)로 냉동기유 가 공급되며, 제 2 압축기(11b)에도 냉동기유가 확실하게 저류된다.
또 제 2 균유관(73)에 의해 제 2 압축기(11b)의 돔 내 냉동기유가 제 3 흡입분기관(61c)에 공급되며, 냉동기유가 제 3 압축기(11c)로 흡입된다. 이와 같이 하여 제 2 압축기(11b)에서 제 3 압축기(11c)로 냉동기유가 공급되며, 제 3 압축기(11c)에도 냉동기유가 확실하게 저류된다. 그리고 제 3 압축기(11c) 냉동기유의 잉여분은, 도시하지 않는 제 3 균유관을 통해 오일회송관(71)으로 공급되며, 상기 흡입주관(55)의 구성에 의해 제 1 압축기(11a)로 많이 회송된다. 이와 같이 각 압축기(11a, 11b, 11c) 사이에서 적절한 균유를 행할 수 있다.
또 제 1 압축기(11a)만, 또는 제 1 및 제 2 압축기(11a, 11b)가 정지된 경우, 운전중인 다른 압축기(11b, 11c)가 정지중인 압축기(11a, 11b) 흡입분기관(61a, 61b)의 오일저류부(58)에 체류된 냉동기유를 상기 오일회수관(75, 76, 77)을 통해 흡입할 수 있다. 이로써, 정지중인 압축기(11a, 11b)가 재기동 시에 액상태의 냉동기유를 다량으로 흡입하여 액압축 되는 것을 방지할 수 있다.
그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
<<제 3 실시형태>>
본 실시형태는 상기 제 1 실시형태의 부편류수단(120)이 흡입접속관(56)의 부만곡부(103)와 부분기부(104)로 구성된 대신, 도 5에 나타내는 바와 같이, 부편류수단(120)을 흡입주관(55)의 주만곡부(101)와 흡입접속관(56)의 부분기부(104)로 구성한다. 즉, 본 실시형태는 흡입주관(55)의 주만곡부(101)에서의 원심력을, 흡입접속관(56)을 흐르는 냉동기유를 편류시키기 위해 이용한 것이다. 또, 도 5에서 는 액주입 분기관(86a, 86b, 86c)의 도시를 생략한다.
구체적으로 도 5에 나타내는 바와 같이, 흡입주관(55)은 오일회송관(71) 접속부의 하류측에, 주편류수단(110)을 구성하는 주만곡부(101)와 주분기부(102)를 구비한다. 또, 주분기부(102)보다 하류측의 배관 구성은, 제 2 실시형태에서 도 4에 나타낸 배관구성과 마찬가지이다.
이로써, 상기 냉동장치(1)에서는 흡입주관(55)에서, 냉매와 냉동기유와의 중력차와, 주만곡부(101)에서 작용하는 원심력 차에 의해, 냉매가 상방이면서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방이면서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 주분기부(102)에서 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)은 최하부이면서 상기 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 최외주부에 위치하며, 이로써 흡입주관(55)을 흐르는 냉동기유의 대부분이 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 유입된다.
또, 흡입접속관(56)에 유입된 냉매에도 소량의 냉동기유가 포함된다. 상기 흡입접속관(56)에서는 냉매와 냉동기유가, 중력 차와 흡입주관(55) 주만곡부(101)에서의 원심력 차에 의해, 냉매가 상방이면서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 안쪽을 흐르는 한편, 냉동기유가 하방이면서 이 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽을 흐른다. 그리고 상기 부분기부(104)에서 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 상기 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 상기 흡입주관(55) 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하며, 이로써 흡입접속관(56)의 냉동기유가, 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61c)으로 많이 유입된다.
그리고 제 3 압축기(11c)의 제 3 흡입분기관(61c)에는 냉매와 함께 나머지 냉동기유가 유입된다. 이와 같이 하여 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)의 순으로 냉동기유가 많이 회송된다.
그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
<<그 밖의 실시형태>>
상기 실시형태에 대해서는 이하와 같은 구성으로 해도 된다.
상기 제 1 및 제 3 실시형태에서는 주분기부(102) 및 부분기부(104)에서 제 1 분기로(102a, 104a)가 제 2 분기로(102b, 104b)보다 하방에 위치했으나, 제 1 분기로(102a, 104a)와 제 2 분기로(102b, 104b)가 수평이 되도록 배치되어도 된다. 이 경우에도, 주분기부(102)의 제 1 분기로(102a)가 제 2 분기로(102b)보다 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하며, 부분기부(104)의 제 1 분기로(104a)가 제 2 분기로(104b)보다 부만곡부(103)나 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하므로, 이 만곡부(101, 103)에서의 원심력 작용에 의해서만, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 해도 된다.
또, 상기 각 실시형태의 냉동장치(1)는 3대의 압축기를 구비하는 구성으로 하나, 대수는 3대에 한정되지 않는다. 예를 들어 2대의 압축기를 병렬 접속하여, 한쪽 압축기에 오일을 많이 회송하는 구성이라도 된다.
또한, 편류수단(110, 120)은 상기 각 실시형태에 나타낸 구성에 한정되지 않 으며, 또 흡입주관(55)에서 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 분기하는 구성도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 흡입주관(55)의 상류측에서 하류측에 걸쳐, 먼저 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)이 분기되고, 이어서 제 1 압축기(11a)와 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61a, 61b)으로 분기되는 구성이라도 되며, 이 구성에서 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 흡입주관(55)의 냉동기유가 가장 많이 흐르는 구성으로 해도 된다. 또, 이 구성에서, 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 해도 된다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 냉동장치(1)는, 냉매를 1단압축하는 증기압축식 냉동주기의 냉매회로(10)를 구비하나, 냉동장치(1)는 냉매를 2단압축하는 냉매회로를 구비해도 된다. 이 경우, 2단압축을 하는 저단측 압축기구 및 고단측 압축기구를 각각 복수의 압축기(예를 들어 제 1∼제 3 압축기)를 병렬 접속하여 구성하고, 각 압축기구에서 제 1, 제 2, 제 3 압축기의 순으로 냉동기유가 많이 회송되도록 해도 된다. 그리고 각 압축기구에서, 냉동기유가 많은 압축기로부터 적은 압축기로 균유관을 통해 냉동기유를 공급해도 되며, 저단측 압축기구에서는 가장 냉동기유의 회송량이 적은 제 3 압축기 돔 내의 냉동기유를 균유관을 통해 고단측 압축기구의 흡입측에 공급하는 구성으로 해도 된다.
그리고 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 병렬 접속된 복수의 압축기를 구비한 냉 동장치에 대하여 유용하다.

Claims (21)

  1. 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편,
    상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치에 있어서,
    상기 흡입주관(55)에는, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 냉동기유가 많이 흐르도록 상기 흡입주관(55)의 냉동기유를 편류(偏流)시키는 주편류수단(110)이 오일회송관(71)의 접속부보다 하류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  2. 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편,
    상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡 입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치에 있어서,
    상기 흡입주관(55)에는, 주만곡부(101)와, 상기 흡입주관(55)에 대하여 흡입분기관(61a, 61b, 61c)이 분기되는 주분기부(102)가 상기 오일회송관(71)의 접속부보다 하류측에 차례로 배치되며,
    상기 주분기부(102)에서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 상기 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 최외주부에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  3. 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편,
    상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치에 있어서,
    상기 흡입주관(55)에 대하여 흡입분기관(61a, 61b, 61c)이 분기되는 주분기부(102)에서, 상기 각 압축기(11a, 11b, 11c) 중 미리 설정된 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 최하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)이 주분기부(102)에서 최하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1 내지 제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며,
    상기 흡입주관(55)은, 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고,
    상기 흡입접속관(56)을 흐르는 냉동기유가, 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b)으로 많이 흐르도록 상기 흡입접속관(56)의 냉동기유를 편류시키는 부편류수단(120)이 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  6. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1 내지 제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며,
    상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고,
    상기 흡입접속관(56)에는 부만곡부(103)가 배치되며,
    상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 부만곡부(103)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  7. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1 내지 제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며,
    상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고,
    상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 부분기부(104)에서 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  9. 청구항 2 또는 4에 있어서,
    상기 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)는 제 1 내지 제 3의 3대 압축기(11a, 11b, 11c)로 구성되며,
    상기 흡입주관(55)은, 상기 주분기부(102)에서 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b) 및 제 3 압축기(11c) 흡입분기관(61c)으로 분기되는 부분기부(104)를 갖는 흡입접속관(56)과, 상기 제 1 압축기(11a)의 흡입분기관(61a)으로 분기되고,
    상기 부분기부(104)에서, 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)이 상기 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)보다 상기 흡입주관(55) 주만곡부(101)의 곡률반경 방향에 대하여 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  10. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 다른 압축기(11b, 11c)로 공급하는 균유수단(72, 73)이 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  11. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 서로 균유하는 균유수단(72, 73, 74)이 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  12. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 압축기(11a)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 흡입접속관(56) 또는 상기 제 2 압축기(11b)의 흡입분기관(61b)으로 공급하기 위한 제 1 균유관(72)과, 상기 제 2 압축기(11b)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 제 3 압축 기(11c)의 흡입분기관(61c)으로 공급하기 위한 제 2 균유관(73)과, 상기 제 3 압축기(11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 흡입주관(55) 도는 상기 오일회송관(71)으로 공급하기 위한 제 3 균유관(74)을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  13. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기(11a)는 운전용량 고정의 압축기인 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)는 돔 내 고압공간에 냉동기유가 저류되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  15. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c) 각각에는, 상기 냉매회로(10)의 고압측 액배관(84)을 흐르는 액냉매의 일부를 상기 각 흡입분기관(61a, 61b, 61c)으로 유도하는 액주입관(86, 86a, 86b, 86c)이 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  16. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에 일단이 접속되며 또 타단이 서로 접속된 오일회수관(75, 76, 77)을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  17. 서로 병렬로 접속된 복수의 압축기(11a, 11b, 11c)와, 이 압축기(11a, 11b, 11c)의 토출냉매로부터 냉동기유를 분리하는 오일분리기(70)를 갖는 냉매회로(10)를 구비하는 한편,
    상기 냉매회로(10)의 냉매배관은, 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입냉매가 흐르는 흡입주관(55)과, 이 흡입주관(55)의 냉매를 각 압축기(11a, 11b, 11c)로 분기하는 흡입분기관(61a, 61b, 61c)과, 상기 오일분리기(70)에서 분리된 냉동기유를 흡입주관(55)으로 회송하는 오일회송관(71)을 구비하는 냉동장치에 있어서,
    상기 각 압축기(11a, 11b, 11c)의 흡입분기관(61a, 61b, 61c)에 일단이 접속되며 또 타단이 서로 접속된 오일회수관(75, 76, 77)을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 흡입분기관(61a, 61b, 61c)은, 이 흡입분기관(61a, 61b, 61c) 도중의 소정 위치부터 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 이 경사부(59)의 상류측에 형성되는 오일저류부(58)를 구비하며,
    상기 오일회수관(75, 76, 77) 일단은 상기 오일저류부(58)에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 흡입분기관(61a, 61b, 61c)은, 이 흡입분기관(61a, 61b, 61c) 도중의 소정 위치부터 하류측을 향해 상방으로 경사지는 경사부(59)와, 이 경사부(59)의 상류측에 형성되는 오일저류부(58)를 구비하며,
    상기 오일회수관(75, 76, 77) 일단은 상기 오일저류부(58)에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  20. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 압축기(11a) 돔 내의 저류된 냉동기유를 상기 흡입접속관(56) 또는 상기 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b)으로 공급하기 위한 제 1 균유관(72)과, 상기 제 2 압축기(11b) 돔 내의 저류된 냉동기유를 상기 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)으로 공급하기 위한 제 2 균유관(73)과, 상기 제 3 압축기(11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 흡입주관(55) 또는 상기 오일회송관(71)으로 공급하기 위한 제 3 균유관(74)을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  21. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 압축기(11a) 돔 내의 저류된 냉동기유를 상기 흡입접속관(56) 또는 상기 제 2 압축기(11b) 흡입분기관(61b)으로 공급하기 위한 제 1 균유관(72)과, 상기 제 2 압축기(11b) 돔 내의 저류된 냉동기유를 상기 제 3 압축기(11c)의 흡입분기관(61c)으로 공급하기 위한 제 2 균유관(73)과, 상기 제 3 압축기(11c)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 흡입주관(55) 또는 상기 오일회송관(71)으로 공급하기 위한 제 3 균유관(74)을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
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