KR20160081021A

KR20160081021A - 오일 레벨 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 레벨 및 오일의 검출 결과를 이용한 오일 회수 운전 제어방법

Info

Publication number: KR20160081021A
Application number: KR1020140194089A
Authority: KR
Inventors: 장용희; 이효상; 구형모; 이석호; 임병국; 조일용; 최병익; 한정수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-07-08
Also published as: EP3194786B1; WO2016108361A1; CN105736348B; US20160187173A1; BR112017009787A2; RU2697293C2; US10025323B2; EP3194786A1; RU2017127052A; EP3194786A4; KR102342565B1; CN105736348A; RU2017127052A3; BR112017009787B1

Abstract

본 발명은 오일 레벨 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 레벨 및 오일 유동의 검출 결과를 이용한 오일 회수 운전 제어방법을 제안한다.
압축기 내 오일의 유면을 2개 이상의 지점에서 측정하고, 2개의 전극을 사용한 주파수 비교 방식으로 압축기 내 오일과 냉매의 상태 및 혼유에도 오일의 레벨을 검출할 수 있고, 압축기 내부 상태와 오일 회수 계통의 정상 유무를 판단하여 오일 회수 제어를 능동적으로 제어할 수 있으며, 오일 회수 배관 내부의 오일의 유동을 검출하여 오일이 정상적으로 공급되는지를 실시간으로 확인하여 압축기의 고장을 방지하고, 밸브의 상태를 체크할 수 있다. 또한 오일 레벨 검출과 오일 유동 검출 결과를 이용하여 압축기 내 오일의 유면을 조절하고, 오일 회수 운전을 제어할 수 있게 된다.

Description

오일 레벨 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 레벨 및 오일의 검출 결과를 이용한 오일 회수 운전 제어방법{OIL LEVEL DETECTING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF, OIL FLOW DETECTING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF, METHOD FOR CONTROL OIL RETURN USING OIL LEVEL AND OIL FLOW}

본 발명은 오일 레벨 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 레벨 및 오일 유동의 검출 결과를 이용한 오일 회수 운전 제어방법에 관한 것이다.

압축기는 케이싱의 상부에 냉매를 흡입하여 압축하는 압축 기구부가 배치되고, 압축 기구부의 하부에 전동 기구부가 배치되는 구조를 갖는다. 압축 기구부와 전동 기구부는 하나의 회전축을 공유하게 되며, 전동 기구부를 통해서 생성된 동력에 의해서 회전축이 회전되고, 이러한 회전에 의해 회전축에 결합되는 압축 기구부가 작동하면서 압축이 이루어지도록 구성된다.

이때, 압축 기구부의 원활한 회전을 위해서 오일이 압축 기구부의 베어링과 스크롤 등에 공급되어야 하는데, 오일은 케이싱의 하부에 위치하는 오일 저장부에 저장되어 있고, 압축 기구부로 공급되도록 구성된다. 오일은 윤활 작용 외에도 전동 기구부의 냉각에도 기여하게 되므로 압축기 내 오일의 양이 적정 수준이 유지되도록 조절해야 한다.

압축기 내 오일의 양을 적정 수준으로 유지하기 위해서는 압축기 내 오일 유면의 확인, 오일 회수 계통의 정상적인 작동과 적절한 제어가 이루어져야 한다.

그러나, 압축기의 구조가 점점 복잡해지고 공기 조화 시스템(시스템 에어컨이나 멀티 공기 조화기 등)에 압축기가 사용되게 되면서, 오일 및 작동 유체가 흐르게 되는 배관이 길어지는 등의 원인으로 인해서 압축기 내부의 유면 관리가 점점 어려워지고 있다. 특히, 배관이 길어지는 경우 배관 내에 잔류하는 오일의 양이 많아지게 되므로 초기에 적정량의 오일을 공급한다 하더라도 작동 중에 오일 저장부에 저장되는 오일의 양은 불규칙적으로 크게 변화하게 된다.

이로 인해 지속적으로 또는 주기적으로 오일 저장부 내부의 오일의 레벨을 확인할 필요가 있다. 기존에는 오일의 유면을 확인하는 것이 아니라, 오일의 레벨에 관계없이 일정 시간을 주기로 해서 오일 회수 운전을 실시하게 된다. 그러나, 이 경우에는 실제로 오일의 레벨이 충분한 경우에도 오일 회수 운전을 실시하게 되어 비효율적이다.

이를 위해, 최근에는 압축기 케이싱에 별도의 유면 센서를 설치하고 유면 센서를 통해 검출된 오일의 레벨에 따라 오일 회수 운전을 수행하도록 하였다. 이 경우에는 불필요한 오일 회수 운전을 줄일 수 있으므로 에너지 소모량을 줄이고 압축기가 운전되는 시간을 늘릴 수 있어 효율적이긴 하나, 냉매 상태 및 오일과 혼합 비율에 따라 물성치(정전용량)의 변화가 생겨 오일의 레벨을 정확히 검출하기 어려운 문제가 있다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 본 발명의 일 측면은 압축기 내 오일의 유면을 2개 이상의 지점에서 측정하여 오일의 레벨을 보다 정확히 검출할 수 있는 오일 레벨 검출 장치 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 측면은 압축기 내부 상태와 오일 회수 계통의 정상 유무를 판단하여 오일 회수 제어를 능동적으로 제어할 수 있는 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 또 다른 측면은 오일 회수 배관 내부의 오일의 유동을 검출하여 오일이 정상적으로 공급되는지를 실시간으로 확인하여 압축기의 고장을 방지하고, 밸브의 상태를 체크할 수 있는 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 또 다른 측면은 오일 레벨과 오일 유동의 검출 결과를 이용하여 압축기 내 오일의 유면을 조절하고, 오일 회수 운전을 제어하는 오일 회수 운전 제어방법을 제안하고자 한다.

이를 위해 본 발명의 일 측면에 의한 오일 레벨 검출 장치는, 압축기 내부에 설치되고, 압축기 내부 오일의 레벨에 따라 변화하는 정전 용량 값을 다수의 지점에서 측정하는 오일 레벨 센서; 오일 레벨 센서에서 측정된 다수의 정전 용량 값을 주파수 신호로 변환하는 신호 처리부; 신호 처리부에서 변환된 주파수 신호에 기초하여 오일의 레벨을 판단하는 제어부를 포함한다.

오일 레벨 센서는, 압축기의 하부에 마련된 오일 저장부에 설치되고, 오일 저장부의 내부에 상하로 이격 배치된 제1 및 제2검출부를 포함한다.

제1검출부는, 제1기준 전극과, 제1기준 전극의 양 측에 각각 배치된 제1검출 전극을 포함하고, 오일의 유면이 제1기준 레벨 이상인지를 검출한다.

제1검출 전극은, 제1기준 전극의 일 측에 일정 거리 이격 배치된 제1베이스부와, 제1기준 전극의 타 측에 일정 거리 이격 배치된 제1증강부를 포함한다.

또한, 제1검출부는, 제1기준 전극과 제1베이스부의 정전 용량 및 제1기준 전극과 제1증강부 사이의 정전 용량에 대응하는 값을 출력한다.

제2검출부는, 제1기준 전극과 이격 배치된 제2기준 전극과, 제2기준 전극의 양 측에 각각 배치된 제2검출 전극을 포함하고, 오일의 유면이 제1기준 레벨과 제2기준 레벨 사이인지 또는 제2기준 레벨 미만인지를 검출한다.

제2검출 전극은, 제2기준 전극의 일 측에 일정 거리 이격 배치된 제2베이스부와, 제2기준 전극의 타 측에 일정 거리 이격 배치된 제2증강부를 포함한다.

또한, 제2검출부는, 제2기준 전극과 제2베이스부의 정전 용량 및 제2기준 전극과 제2증강부 사이의 정전 용량에 대응하는 값을 출력한다.

신호 처리부는, 오일 레벨 센서에서 측정된 다수의 정전 용량 값에 대응하는 전압 신호를 트리거 주파수 신호로 변환하여 출력한다.

제어부는, 오일 레벨 센서에서 출력되는 다수의 센서 출력값의 차이와 기준 값을 비교하여 오일의 레벨을 판단한다.

기준 값은, 오일 레벨 센서와 접촉하는 오일의 유면이 정상 범위인지, 과다한지 또는 부족한지를 판단하기 위해 설정된 값이다.

기준 값은, 오일의 유면이 제1검출부와 제2검출부 사이에 있다고 판단하는 기준이 되는 제1기준 값; 오일의 유면이 제1검출부보다 위에 있다고 판단하는 기준이 되는 제2기준 값을 더 포함한다.

또한, 제어부는, 제1기준 값 및 제2기준 값을 이용하여 오일의 레벨을 판단한다.

또한, 제어부는, 오일 레벨 센서에서 출력되는 센서 출력값의 차이가 제1기준 값보다 크면 오일의 유면이 정상 범위에 있다고 판단한다.

또한, 제어부는, 오일 레벨 센서에서 출력되는 센서 출력값의 차이가 제2기준 값보다 작으면 오일의 유면이 과다하다고 판단한다.

또한, 제어부는, 오일 레벨 센서에서 출력되는 센서 출력값의 차이가 제1기준 값과 제2기준 값 사이에 있으면 오일의 유면이 부족하다고 판단한다.

또한, 제어부는, 오일 레벨 센서에서 출력되는 다수의 센서 출력값의 차이와 기준 값을 비교하여 오일의 상태를 판단한다.

기준 값은, 오일 레벨 센서와 접촉하는 오일의 상태가 액상, 기포 또는 기상 냉매인지를 판단하기 위해 설정된 값이다.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 레벨 검출 제어방법은 압축기 내부에 저장된 오일의 레벨에 따라 변화하는 정전 용량 값을 다수의 지점에서 측정하고; 측정된 다수의 정전 용량 값을 주파수 신호로 변환하고; 변환된 주파수 신호의 출력 값과 기준 값을 이용하여 오일의 레벨을 판단하는 것을 포함한다.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 유동 검출 장치는, 어큐뮬레이터의 오일을 압축기로 회수하는 배관에 설치되고, 배관을 가열하는 가열부; 배관 내부를 흐르는 오일의 유동에 따라 변화하는 배관의 온도를 측정하는 온도 측정부; 온도 측정부에 의해 측정된 배관의 온도 변화를 모니터링하여 오일의 유동을 판단하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 유동 검출 장치는, 오일을 압축기로 회수하기 위해 제어되는 밸브를 더 포함하고, 온도 측정부는, 배관 내부를 흐르는 오일의 유동에 따라 변화하는 배관의 표면 온도를 측정한다.

제어부는, 가열 중 밸브의 온/오프 전환 시 배관 온도 변화를 기준 온도와 비교하여 오일의 유동을 판단한다.

또한, 제어부는, 배관 온도 변화가 기준 온도보다 낮으면 오일이 유동한다고 판단한다.

또한, 제어부는, 오일의 유동 검출이 되지 않는 경우 밸브의 고장 여부를 판단하기 위해 밸브를 온/오프 제어한다.

또한, 제어부는, 밸브의 온/오프 제어 시에 측정된 배관 온도 변화를 기준 온도와 비교하여 밸브의 고장을 판단한다.

또한, 제어부는, 가열 중 밸브의 오프 제어 시에 배관 온도 변화가 기준 온도보다 높게 상승하면 밸브가 정상적으로 닫힌 것이라고 판단한다.

또한, 제어부는, 가열 중 밸브의 오프 제어 시에 배관 온도 변화가 기준 온도보다 낮으면 밸브가 고장이라고 판단한다.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 유동 검출 제어방법은, 어큐뮬레이터의 오일을 압축기로 회수하는 배관을 가열하고; 배관 내부를 흐르는 오일의 유동에 따라 변화하는 배관의 온도를 측정하고; 측정된 배관 온도와 기준 온도를 비교하여 오일의 유동을 판단하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 유동 검출 제어방법은, 오일을 압축기로 회수하기 위해 밸브를 온 제어하는 것을 더 포함하고, 배관의 온도를 측정하는 것은, 밸브의 온 제어 시에 배관 내부를 흐르는 오일의 유동에 따라 변화하는 배관의 표면 온도를 측정하는 것이다.

오일의 유동을 판단하는 것은, 가열 중 밸브의 온 제어 시에 배관 온도가 기준 온도보다 낮으면 배관 내부에 오일이 유동한다고 판단하는 것이다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 유동 검출 제어방법은, 밸브의 고장 여부를 판단하기 위해 밸브를 오프 제어하는 것을 더 포함하고, 배관의 온도를 측정하는 것은, 밸브의 오프 제어 시에 변화하는 배관의 표면 온도를 측정하는 것이다.

밸브의 고장을 판단하는 것은, 밸브의 오프 제어 시에 배관 온도 변화가 기준 온도보다 낮으면 밸브가 고장이라고 판단한다.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 회수 운전 제어방법은, 압축기 내부에 저장된 오일의 유면을 검출하고; 검출된 오일의 유면이 부족하다고 판단되면, 어큐뮬레이터의 오일을 압축기로 회수하는 배관에 설치된 밸브를 제어하여 오일을 회수하는 제어를 수행하고; 오일 회수 제어를 통해 배관 내부에 오일이 유동하는지를 검출하고; 오일의 유동이 검출되지 않으면, 오일 회수 제어를 기준 횟수 동안 반복하여 수행하고; 오일 회수 제어가 기준 횟수를 초과한 후, 오일의 유면이 부족하다고 판단되면 오일을 회수하는 운전으로 진입하는 것을 포함한다.

오일의 유면이 부족하다고 판단되면, 밸브의 상태를 체크하여 밸브의 상태에 따라 오일이 회수되도록 밸브를 제어하는 것을 더 포함한다.

밸브의 오프 제어 시에 오일의 유동이 검출되지 않으면, 밸브를 온 제어하여 오일이 회수되도록 제어하는 것을 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 오일 회수 운전 제어방법은, 오일 회수 운전 후, 압축기 내부 오일의 유면을 검출하고; 오일의 유면이 부족하다고 판단되면, 시스템 점검을 위한 신호를 출력하는 것을 더 포함한다.

제안된 오일 레벨 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 유동 검출 장치 및 그 제어방법, 오일 레벨 및 오일 유동의 검출 결과를 이용한 오일 회수 운전 제어방법에 의하면, 압축기 내 오일의 유면을 2개 이상의 다수 지점에서 측정하여 물성치의 변화에도 오일의 레벨을 기존 방식보다 정확히 검출할 수 있다. 이에 따라 압축기 내 오일의 유면을 적정 수준으로 유지해줌으로써 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있고, 오일 과다에 의한 압축기의 소비 전력 상승과 오일 부족에 의한 압축기의 고장을 방지할 수 있게 된다. 또한 압축기 내부 상태와 오일 회수 계통의 정상적인 작동 유무를 판단하여 오일 회수를 능동적으로 제어할 수 있다.

이외에도, 오일 회수 배관 내부의 오일의 유동을 검출하여 오일이 정상적으로 공급되는지를 실시간으로 확인하여 압축기의 고장을 방지하고, 밸브의 상태를 체크할 수 있다. 이외에도 오일 레벨 검출과 오일 유동 검출 결과를 이용하여 압축기 내 오일의 유면을 조절하고, 오일의 유면을 조절하기 위한 횟수가 기준 횟수를 초과하면 오일 회수 운전을 제어하여 오일 회수 운전의 횟수 감소로 압축기의 운전 특성을 향상시킬 수 있고 사용자의 불편을 방지하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기에 설치된 오일 레벨 센서를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치의 제어 구성도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 제어방법을 도시한 동작 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치에서 오일의 레벨에 따라 변화하는 트리거 주파수의 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치에서 오일의 레벨에 따라 변화하는 상하 전극의 주파수 차이를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치에서 상하 전극의 주파수 차이와 기준 값을 비교하여 오일의 레벨을 판단하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 유동 검출 장치의 개략적인 구성도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일의 유동을 검출하기 위한 제어방법을 도시한 동작 순서도이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 및 오일 유동의 검출 결과를 이용하여 오일 회수 운전을 제어하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 센서와 오일 유동 검출 장치를 포함하는 압축기를 공기 조화 시스템에 설치한 예를 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명에 의한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 1에서, 압축기(1)는 밀폐된 내부 공간을 가지고 외관을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 설치되는 전동 기구부(20) 및 압축 기구부(30)를 포함한다.

케이싱(10)의 일측에는 냉매가 유입되도록 흡입구(13)가 마련되고, 다른 일측에는 흡입구(13)를 통해 유입되어 압축되는 냉매가 외부로 토출될 수 있도록 토출구(14)가 마련된다. 케이싱(10)의 상부와 하부에는 케이싱(10)의 내부를 밀폐하기 위한 상부캡(12)과 하부캡(11)이 설치될 수 있다.

전동 기구부(20)는 케이싱(10)의 하측 내부에 압입되는 원통형의 고정자(24)와, 고정자(24)의 중앙에 회동 가능하게 설치되는 회전자(23)를 포함한다. 회전자(23)의 상하부에는 회전자(23)의 회전 시 회전 불균형을 조절할 수 있도록 밸런스 웨이트(17)가 설치된다.

케이싱(10)의 내측 상부와 하부에는 각각 상부 플랜지(15)와 하부 플랜지(16)가 고정되고, 전동 기구부(20)는 상부 플랜지(15)와 하부 플랜지(16) 사이에 설치된다.

상부 플랜지(15)와 하부 플랜지(16) 사이에는 회전축(21)이 장착되어 전동 기구부(20)로부터 발생되는 회전력을 압축 기구부(30)의 선회 스크롤(32)에 전달한다. 회전축(21)의 상단에는 회전축(21)의 중심으로부터 편심되게 마련되는 편심부(25)가 형성된다.

상부 플랜지(15)의 중심에는 회전축(21)이 관통되어 설치되기 위한 관통홀(15a)이 형성되고, 관통홀(15a)의 주위에는 회전축(21)을 통해 흡상되는 오일을 수용하기 위한 오일 수용부(15b)가 형성될 수 있다. 회전축(21)의 내부에는 회전축(21)의 축방향으로 오일 이동관(22)이 관통 형성되고, 오일 이동관(22)의 하단부에는 오일 펌프(미도시)가 설치될 수 있다.

압축 기구부(30)는 회전축(21)이 끼워져 회전축(21)에 의해 가동되고 상면에 스파이럴 형상의 선회 스크롤랩(31)이 형성되는 선회 스크롤(32)과, 선회 스크롤(32)의 선회 스크롤랩(31)에 맞물리도록 고정 스크롤랩(34)이 하면에 형성된 고정 스크롤(33)을 포함한다.

선회 스크롤(32)은 상부 플랜지(15)의 상면에서 선회 가능하도록 설치되며, 고정 스크롤(33)은 상부 플랜지(15)의 상면에 고정되도록 설치된다. 선회 스크롤(32)과 고정 스크롤(33)은 각각의 선회 스크롤랩(31)과 고정 스크롤랩(34)이 맞물려 압축실(41)을 형성한다. 선회 스크롤(32)과 상부 플랜지(15) 사이에는 선회 스크롤(32)의 자전을 방지하면서 선회시키기 위한 올담링(Oldham's ring; 43)이 설치될 수 있다.

케이싱(10)의 내부는 상부 플랜지(15)와 고정 스크롤(33)에 의해 상측부(P1)와 하측부(P2)로 구분되며, 상측부(P1)와 하측부(P2)는 모두 고압 상태를 가진다.

고정 스크롤(33)은 그 일측에 유입구(13)에 연결되는 가스 흡입관(P)이 연통되기 위한 유입구(36)가 형성되고, 상면 중심에는 압축실(41)에서 압축된 냉매를 케이싱(10)의 상측부(P1)로 토출시키기 위한 배출구(37)가 형성된다. 이때, 배출구(37)에는 토출되는 냉매 가스가 역류되지 않도록 배출구(37)를 개폐하는 밸브 유닛(38)이 마련되는 것이 바람직하다.

케이싱(10)의 하부에는 윤활을 위한 오일이 저장되는 오일 저장부(50)가 마련되어 있다.

이와 같이 구성된 압축기(1)는 전원이 인가되면 회전축(21)이 회전자(23)와 함께 회전하고, 회전축(21)의 상단부에 결합되는 선회 스크롤(32)이 회전을 한다. 선회 스크롤(32)의 회전은 회전축(21)의 중심에서 편심부(24)의 중심까지의 거리인 편심 거리를 선회 반경으로 하여 선회 운동을 한다. 이때, 선회 스크롤(32)은 올담링(43)에 의하여 자전이 방지된다.

선회 스크롤(32)이 선회 운동하면 선회 스크롤(32)의 선회 스크롤랩(31)에 맞물려 있는 고정 스크롤랩(34)에 의해 고정 스크롤(33)이 선회 운동하게 되는데, 선회 스크롤랩(31)과 고정 스크롤랩(34) 사이에 압축실(41)이 형성된다. 압축실(41)은 선회 스크롤(32)의 지속적인 선회 운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입되는 냉매를 압축하게 된다.

이때, 회전축(21)의 하단에 설치된 오일 펌프(미도시)에 의해 케이싱(10) 하단부에 마련된 오일을 펌핑하게 되고, 오일은 회전축(21)의 오일 이동관(22)을 통해 상단으로 이동되게 된다.

회전축(21)의 상단으로 이동되는 오일의 일부는 상부 플랜지(15)의 관통홀(15a) 측으로 공급되고 다른 일부는 회전축(21)의 상단에서 비산되어 상부 플랜지(15)의 오일 수용부(15b)에 수용되기도 한다.

고정 스크롤(33)과 선회 스크롤(32)이 맞물린 상태에서 원활히 선회 운동하기 위해서는 고정 스크롤(33)과 선회 스크롤(32) 사이의 베어링 면에 오일이 원활하게 공급되어야 한다.

케이싱(10)의 하부에 마련된 오일 저장부(50)에 저장된 오일은 회전축(21)의 축방향으로 형성된 오일 이동관(22)을 통해 상부로 이동한다. 오일 이동관(22)을 통해 상부로 이동한 오일은 고정 스크롤(33)과 선회 스크롤(32) 사이의 베어링 면 등에 공급되어 고정 스크롤(33)과 선회 스크롤(32)의 마찰에 의한 손실을 방지할 수 있게 된다.

오일 저장부(50)에 저장된 오일은 압축기(1)가 운전함에 따라 냉매와 함께 압축기(1)를 빠져나갈 수 있다. 압축기(1)를 빠져나간 오일은 냉매와 함께 응축기, 팽창밸브, 증발기 등을 포함하는 냉동 시스템을 순환한 후, 압축기(1)로 회수될 수 있다.

그러나, 압축기(1)를 포함하는 공기 조화기(대형 에어컨이나 멀티 공기 조화 시스템 등)에서 실내기와 실외기를 연결하는 연결 배관이 길어지는 경우, 연결 배관 내에 잔류하는 오일의 양이 많아지게 된다. 따라서 공기 조화기의 초기 설치 시에 적정량의 오일을 공급하더라도 공기 조화기의 작동 중에 압축기(1)의 오일 저장부(50)에 저장되는 오일의 양은 불규칙적으로 변화할 수 있다.

압축기(1) 내부에 구비된 고정 스크롤(33)과 선회 스크롤(32) 사이의 베어링 면 등의 마찰에 의한 손실을 방지하기 위해 압축기(1) 내에 저장되는 오일이 적정 수준 이하인 것으로 판단되면 압축기(1) 내부로 오일을 모으기 위한 오일 회수 운전을 실시하여야 한다. 압축기(1) 내부의 오일의 레벨에 관계 없이 일정 시간을 주기로 오일 회수 운전을 실시할 수도 있으나, 이러한 경우 실제의 오일의 레벨이 충분한 경우에도 오일 회수 운전을 실시하여 에너지를 소모하게 되므로 비효율적이다.

따라서, 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 레벨을 검출하여 저장된 오일의 레벨이 충분하지 않은 경우에만 오일 회수 운전을 실시하도록 해야 한다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 압축기(1)의 케이싱(10)의 하부 즉, 오일 저장부(50)의 일측에 압축기(1)의 내 오일의 레벨을 검출하기 위해 오일 레벨 센서(500)를 설치한다. 오일 레벨 센서(500)의 외측에는 터미널 커버(590)가 마련되어 있다.

오일 레벨 센서(500)에 의해 검출된 오일의 레벨이 적정 수준 이하인 것으로 판단되면 오일 회수 유로를 통해 오일 회수 제어를 능동적으로 제어하거나 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.

이와 같이, 오일 레벨 센서(500)는 압축기(1)의 운전 중에 오일의 레벨을 적정 수준으로 유지시켜줌으로써 압축기(1)가 정상적으로 운전하도록 제어한다.

오일 레벨 센서(500)에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기에 설치된 오일 레벨 센서를 도시한 사시도이다.

도 2에서, 압축기(1)의 하부 오일 저장부(50)에 마련된 오일 레벨 센서(500)는 제1검출부(510), 제2검출부(520), 캡부(530), 접속부(540)를 포함한다.

제1검출부(510)는 오일 저장부(150)에 저장된 오일의 레벨을 검출하기 위해 상부에 위치한 전극으로, 오일과의 접촉 여부에 따라 변화하는 정전 용량 값을 이용하여 상부 전극에 오일이 있는지를 검출한다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1검출부(510)는 오일의 레벨이 제1기준 레벨(Level1) 미만일 때와 제1기준 레벨(Level1) 이상일 때 서로 다른 정전 용량 값을 출력한다. 제1검출부(510)에서 출력된 정전 용량 값을 이용하여 오일의 유면이 제1기준 레벨(Level1) 이상인지를 판단한다.

제2검출부(520)는 제1검출부(510)와 이격 배치되고 오일 저장부(150)에 저장된 오일의 레벨을 검출하기 위해 하부에 위치한 전극으로, 오일과의 접촉 여부에 따라 변화하는 정전 용량 값을 이용하여 하부 전극에 오일이 있는지를 검출한다.

보다 구체적으로 설명하면, 제2검출부(520)는 오일의 레벨이 제2기준 레벨(Level2) 미만일 때와 제2기준 레벨(Level2) 이상일 때 서로 다른 정전 용량 값을 출력한다. 따라서 제2검출부(520)에서 출력된 정전 용량 값을 이용하여 오일의 유면이 제1기준 레벨(Level1)과 제2기준 레벨(Level2) 사이인지 또는 제2기준 레벨(Level2) 미만인지를 판단한다.

여기서, 제1기준 레벨(Level1)은 제2기준 레벨(Level2)보다 높은 레벨로, 제1기준 레벨(Level1)은 압축기(1)가 정상적인 운전을 수행할 수 있는 최대의 오일 레벨이고, 제2기준 레벨(Level2)은 압축기(1)가 정상적인 운전을 수행할 수 있는 최소의 오일 레벨이다.

그리고, 제1검출부(510)와 제2검출부(520)는 2개의 극판으로 각각 구성되며, 각 전극은 같은 정전 용량 또는 다른 정전 용량을 가지는 캐패시터로 구성할 수 있다. 이러한 제1검출부(510)와 제2검출부(520)에 대해서는 도 3 내지 도 10를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

캡부(530)는 압축기(1)의 오일 저장부(50)에 결합되고, 제1검출부(510) 및 제2검출부(520)가 접속된다. 캡부(530)에는 복수의 접속부(540)가 각각 관통된다.

캡부(530)가 전도성 물질로 이루어진 경우, 접속부(540)와 캡부(530)가 접촉되는 부분에 캡부(530)와 접속부(540)의 밀폐 및 전기적 절연을 위한 절연 부재(530a)가 배치되는 것도 가능하다.

즉, 접속부(540)과 캡부(530) 사이에는 절연부재(530a)가 각각 삽입되는 것도 가능하다.

접속부(540)는 제1검출부(510)와 제2검출부(520)를 전기적으로 연결하여 일정한 길이를 가지는 신호 전달부로, 복수의 접속단자(541, 542, 543)를 포함한다.

또한, 접속부(540)는 기준 전극에 해당하는 제1 및 제2기준부(511, 521)가 접속되는 제1접속 단자(541)와, 제1검출부(510)의 검출 전극에 해당하는 제1베이스부(512)가 접속되는 제2접속 단자(542)와, 제2검출부(520)의 검출 전극에 해당하는 제2베이스부(522)가 접속되는 제3접속 단자(543)를 포함한다.

제1접속 단자(541), 제2접속단자(542) 및 제3접속단자(543)의 일 단에는 제1검출부(510)와 제2검출부(520)가 접속되고, 타 단에는 신호 처리부가 접속된다. 신호 처리부에 대해서는 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

제1접속 단자(541)는 기준 전극으로 항상 Groun에 접지되어 있고, 제2접속 단자(542)와 제3접속 단자(543)로 PWM 전압을 인가한다. 따라서 인가된 전압으로 인한 제1접속 단자(541)와 제2접속 단자(542) 간의 정전 용량, 제1접속 단자(541)와 제3접속 단자(543) 간의 정전 용량에 따라 인가되는 전압에 의한 충전/방전 시간이 달라지게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 결합 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4에서, 제1검출부(510)는 제1기준 전극에 해당하는 제1기준부(511)와, 제1검출 전극에 해당하는 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 포함한다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 사이에 두고 제1기준부(511)의 양 측에 각각 배치되되, 제1기준부(511)로부터 각각 일정 거리(d) 이격되어 배치된다(도 2 참조).

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 둘러싸는 형상을 하고, 제1기준부(511), 제1베이스부(512) 및 제1증강부(513)는 대면하는 면 간에 서로 평행하게 배치된다.

이러한 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 중심으로 서로 대칭을 이루고 서로 동일 크기를 갖는다. 즉, 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 가로 길이, 세로 길이가 동일한 판 형상을 이루어지고, 또한 그 면적이 서로 동일하다. 아울러, 제1기준부(511) 역시 판 형상으로 이루어지고, 그 크기가 제1베이스부(512)와 동일할 수 있다.

이와 같이, 제1기준부(511)의 양 측에 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 각각 배치시킴으로써 제1베이스부(512)와의 사이에서 발생되는 정전 용량에 제1증강부(513)의 사이에서 발생되는 정전 용량이 추가되어 제1검출부(510)에서 발생되는 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 오일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1연결 부재(514a, 514b)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.

제1연결 부재(514a, 514b)는 제1베이스부(512)와 제1증강부(513) 사이의 거리를 일정하게 유지시킨다. 제1연결 부재(514a, 514b)는 하나 또는 복수 개로 구현 가능하다.

제1검출부(510)는 제1베이스부(512)에 일체로 연결되고, 접속부(540)의 제2접속단자(542)에 전기적, 기계적으로 연결되는 제1결합단자(515)를 더 포함한다.

제1결합단자(515)는 제1베이스부(512)의 일측 단부에서 외측으로 연장하여 형성 가능하다.

제2검출부(520)는 제2기준 전극에 해당하는 제2기준부(521)와, 제2검출 전극에 해당하는 제2베이스부(522)와 제1증강부(523)를 포함한다.

제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 제2기준부(521)를 사이에 두고 제2기준부(521)의 양 측에 각각 배치되되, 제2기준부(521)로부터 각각 일정 거리(d) 이격되어 배치된다(도 2 참조).

제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 제2기준부(521)를 둘러싸는 형상을 하고, 제2기준부(521), 제2베이스부(522) 및 제2증강부(523)는 대면하는 면 간에 서로 평행하게 배치된다.

이러한 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 제2기준부(521)를 중심으로 서로 대칭을 이루고 서로 동일 크기를 갖는다. 즉, 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 가로 길이, 세로 길이가 동일한 판 형상을 이루어지고, 또한 그 면적이 서로 동일하다. 아울러, 제2기준부(521) 역시 판 형상으로 이루어지고, 그 크기가 제2베이스부(522)와 동일할 수 있다.

이와 같이, 제2기준부(521)의 양 측에 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)를 각각 배치시킴으로써 제2베이스부(522)의 사이에서 발생되는 정전 용량에 제2증강부(523)에서 발생되는 정전 용량이 추가되어 제2검출부(520)에서 발생되는 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 오일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 제2연결 부재(524a, 524b)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.

제2연결 부재(524a, 524b)는 제2베이스부(522)와 제2증강부(523) 사이의 거리를 일정하게 유지시킨다. 제2연결 부재(524a, 524b)는 하나 또는 복수 개로 구현 가능하다.

제2검출부(520)는 제2베이스부(522)에 일체로 연결되고, 접속부(540)의 제3접속단자(543)에 전기적, 기계적으로 연결되는 제2결합단자(525)를 더 포함한다.

제2결합단자(525)는 제2베이스부(522)의 일측 단부에서 외측으로 연장하여 형성 가능하다.

또한, 오일 레벨 센서(500)는 제1검출부(510)의 제1기준부(511)와 제2검출부(520)의 제2기준부(521) 사이에 배치되되, 제1기준부(511) 및 제2기준부(521)와 전기적으로 연결되도록 제1기준부(511)와 제2기준부(521)에 접촉 배치되는 이격부재(516)를 더 포함한다.

이격부재(516)는 제1기준부(511)와 제2기준부(521) 사이의 거리가 일정 거리로 이격된 상태에서 유지되도록 한다.

아울러, 이격부재(516), 제1기준부(511) 및 제2기준부(521)는 일체로 형성 가능하며, 일체로 형성 시 'ㄷ' 형상을 이룬다.

오일 레벨 센서(500)는 이격부재(516)에 전기적, 기계적으로 연결된 기준 단자(517)를 더 포함한다.

기준 단자(517)는 이격 부재(516)의 일 부분에서 외측으로 돌출된 구조를 가지며, 이격 부재(516)와 일체로 형성 가능하다.

또한, 기준 단자(517)는 접속부(540)의 제1접속 단자(541)에 전기적, 기계적으로 연결된다. 기준 단자(517)는 접속부(540)의 제1접속 단자(541)에서 전달된 입력 신호를 제1기준부(511)와 제2기준부(521)에 전달한다.

아울러 제1기준부(511)와 제1베이스부(512) 사이의 거리(d), 제1기준부(511)와 제1증강부(513) 사이의 거리(d), 제2기준부(521)와 제2베이스부(522) 사이의 거리(d), 및 제2기준부(521)와 제2증강부(523) 사이의 거리(d)는 서로 동일하거나 또는 유사하다.

여기서, 기준 전극에 해당하는 제1기준부(511)와 제2기준부(521)는 후술하는 제어부로부터 입력 신호를 입력 받고, 제1베이스부(512)와 제2베이스부(522)는 정전 용량 값을 출력한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 개략적인 사시도로서, 도 3과 동일 부호 및 동일 명칭을 사용하고 도 3에 도시한 오일 레벨 센서(500)와 상이한 제1검출부(510)의 구조만을 설명하기로 한다.

제1검출부(510)는 기준 전극에 해당하는 제1기준부(511)와, 검출 전극에 해당하는 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 포함한다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 사이에 두고 제1기준부(511)의 양 측에 각각 배치된다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 서로 동일 크기를 갖는다. 즉, 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 가로 길이, 세로 길이가 동일한 판 형상을 이루어지고, 또한 그 면적이 서로 동일하다. 아울러, 제1기준부(511) 역시 판 형상으로 이루어지고, 그 크기가 제1베이스부(512)와 동일할 수 있다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 중심으로 서로 대칭을 이루나, 서로의 면은 서로 비평행하다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1기준부(511)의 일단부와, 제1기준부(511)의 일단부에 인접한 제1베이스부(512)의 일단부 사이의 제1거리(d1)는, 제1기준부(511)의 타단부와, 제1기준부(511)에 인접한 제1베이스부(513)의 타단부 사이의 제2거리(d2)와 서로 상이하다. 즉, 제1거리(d1)는 제2거리(d2)보다 짧다.

또한, 제1기준부(511)의 일단부와, 제1기준부(511)의 일단부에 인접한 제1증강부(513)의 일단부 사이의 제1거리(d1)는, 제1기준부(511)의 타단부와, 제1기준부(511)와 인접에 제1증강부(513)의 타단부 사이의 제2거리(d2)와 서로 상이하다. 즉, 제1거리(d1)는 제2거리(d2)보다 짧다.

즉, 제1기준부(511)를 사이에 두고 제1기준부(511)의 일측에서 타측으로 갈수록 제1기준부(511)와 제1베이스부(512) 사이의 거리가 길어지고, 또한 제1기준부(511)를 사이에 두고 제1기준부(511)의 일측에서 타측으로 갈수록 제1기준부(511)와 제1증강부(513) 사이의 거리가 길어진다.

이와 같이, 제1검출부(510)는 단면이 사다리꼴 형상이며, 제1기준부(511)를 중심으로 제1베이스부(512)는 일정한 기울기를 갖는다. 또한 제1기준부(511)를 중심으로 제1증강부(513)는 일정한 기울기를 갖는다.

즉, 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 둘러싸는 형상을 하고, 제1기준부(511), 제1베이스부(512) 및 제1증강부(513)는 대면하는 면 간에 서로 비평행하게 배치된다.

이처럼 제1기준부(511)의 양측에 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 각각 배치시킴으로써 제1검출부(510)에서 발생되는 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 오일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제1기준부(511)를 중심으로 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)가 일정 기울기를 갖기 때문에 제1기준부(511), 제1베이스부(512), 제1증강부(513) 사이의 오일의 맺힘 현상을 방지할 수 있다.

도 5에 도시하지 않은 제2검출부는 제1검출부(510)의 구조와 동일하게 구성 가능하다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도로서, 도 4와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호 및 동일 명칭을 사용하고 중복되는 설명을 최대한 생략하기로 한다.

도 6에서, 오일 레벨 센서(500)는 유동부(550: 551a, 551b)를 더 포함한다.

제1검출부(510)는 제1기준 전극에 해당하는 제1기준부(511)와, 제1검출 전극에 해당하는 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 포함한다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 사이에 두고 제1기준부(511)의 양측에 각각 배치되되, 제1기준부(511)로부터 각각 일정 거리 이격되어 배치된다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 중심으로 서로 대칭을 이루고, 서로 동일 크기를 갖는다. 즉, 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 가로 길이, 세로 길이가 동일한 판 형상을 이루어지고, 또한 그 면적이 서로 동일하다.

제1기준부(511), 제1베이스부(512), 제1증강부(513)는 서로 대면하는 면이 서로 평행 또는 비평행하게 배치할 수 있다(도 4 및 도 5 참조).

제1검출 전극에 해당하는 제1베이스부(512), 제1증강부(513)는 도 4 및 도 5에 도시한 제1베이스부(512), 제1증강부(513)와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.

제1검출부(510)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제1유동부(551a)를 더 포함한다.

제1유동부(551a)는 제1기준부(511)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때에 제1검출부(510)의 제1기준부(511)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

또한, 제1유동부(551a)는 직각 삼각형의 판형상으로 형성된다. 즉 제1유동부(551a)의 일 측면은 제1기준부(511)의 일단부에서 타단부로 갈수록 일정 기울기를 갖는다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1유동부(551a)의 밑변에 해당하는 면은 제1기준부(511)의 하면에 인접하고, 제1유동부(551a)의 높이에 해당하는 면은 이격부재(516)에 인접하며, 제1유동부(551a)의 빗변에 해당하는 면은 외부로 노출된 상태이다.

즉, 제1유동부(551a)는 제1기준부(511)의 하면에서 중력 방향인 하측 방향으로 연장되는 형상을 갖는다.

이와 같이, 제1기준부(511)에서 돌출되되 일정 기울기를 갖고 돌출된 제1유동부(551a)를 따라 오일이 아래로 흐르도록 함으로써 제1검출부(510)에 오일이 맺히는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1기준부(511)의 양측에 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 각각 배치시킴으로써 제1검출부(510)에서 발생되는 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 오일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 제2기준부(521)를 사이에 두고 제2기준부(521)의 양측에 각각 배치되되, 제2기준부(521)로부터 각각 일정 거리 이격되어 배치된다.

또한, 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 제2기준부(521)를 중심으로 서로 대칭을 이루고, 서로 동일 크기를 갖는다. 즉, 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)는 가로 길이, 세로 길이가 동일한 판 형상을 이루어지고, 또한 그 면적이 서로 동일하다.

제2기준부(521), 제2베이스부(522) 및 제2증강부(523)는 서로 대면하는 면을 서로 평행 또는 비평행하게 배치할 수 있다(도 4 및 도 5 참조).

제2검출 전극에 해당하는 제2베이스부(522), 제2증강부(523)는 도 4 및 도 5에 도시한 제2베이스부(522), 제2증강부(523)와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.

제2검출부(520)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제2유동부(551b)를 더 포함한다.

제2유동부(551b)는 제2기준부(521)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때 제2검출부(520)의 제2기준부(521)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

또한, 제2유동부(551b)는 직각 삼각형의 판형상으로 형성된다. 즉 제2유동부(551b)의 일측 면은 제2기준부(521)의 일단부에서 타단부로 갈수록 일정 기울기를 갖는다.

보다 구체적으로 설명하면, 제2유동부(551b)의 밑변에 해당하는 면은 제2기준부(521)의 하면에 인접하고, 제2유동부(551b)의 높이에 해당하는 면과 제2유동부(551b)의 빗변에 해당하는 면은 외부로 노출된 상태이다.

즉, 제2유동부(551b)는 제2기준부(521)의 하면에서 중력 방향인 하측 방향으로 연장되는 형상을 갖는다.

제1유동부(551a)와 제2유동부(551b)는 서로 동일한 형상 및 사이즈일 수 있다. 또한, 제1기준부(511), 제2기준부(521) 및 이격부재(516)와의 배치 구조에 따라 제1유동부(551a)가 제2유동부(551b) 보다 작은 사이즈일 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

제1기준부(511)의 하면의 길이는, 제1기준부(511)의 하면에 이격부재(516)가 접촉됨으로 인해 제2기준부(521)의 하면의 길이보다 접촉 길이(L)만큼 짧다.

제1유동부(551a)는 제1기준부(511)의 하면에 배치되고, 제2유동부(551b)는 제2기준부(521)의 하면에 배치되는 것으로, 제1기준부(511)의 길이가 제2기준부(521)의 길이보다 접촉 길이(L)만큼 짧기 때문에 제1유동부(551a)의 밑변 길이가 제2유동부(551b)의 밑변 길이보다 접촉 길이(L) 만큼 짧아지게 된다.

아울러, 제1유동부(551a)의 높이와 제2유동부(551b)의 높이는 동일할 수 있고, 상이할 수도 있다.

이와 같이, 제2기준부(521)에서 돌출되되 일정 기울기를 갖고 돌출된 제2유동부(551b)를 따라 오일이 아래로 흐르도록 함으로써 제2검출부(520)에 오일이 맺히는 것을 방지할 수 있다.

또한 제2기준부(521)의 양측에 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)를 각각 배치시킴으로써 제2검출부(520)에서 발생되는 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 오일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도로서, 도 4와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호 및 동일 명칭을 사용하고 중복되는 설명을 최대한 생략하기로 한다.

도 7에서, 오일 레벨 센서(500)는 유동부(550: 552a, 552b)를 더 포함한다.

제1검출부(510)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제3유동부(552a)를 더 포함한다.

제3유동부(551a)는 제1기준부(511)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때에 제1검출부(510)의 제1기준부(511)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

또한, 제3유동부(552a)는 이등변 삼각형의 판형상으로 이루어지고, 제1기준부(511)의 양측 면에서 중심으로 갈수록 일정 기울기를 갖는다.

보다 구체적으로 설명하면, 제3유동부(552a)의 밑변에 해당하는 면은 제1기준부(511)의 하면에 인접하고, 제3유동부(552a)의 꼭지점은 제1기준부(511)에서 일정 거리 이격된 지점에 위치한다.

즉, 제3유동부(552a)의 꼭지점은 제1기준부(511)의 노출된 하면의 중심에서 이격된 지점에 위치 가능하다.

또한, 제3유동부(552a)의 꼭지점은 제1기준부(511)의 노출된 하면의 어느 한 지점으로부터 일정 거리 이격된 지점에 위치 가능하다. 즉, 제3유동부(552a)는 부등변삼각형의 판형상일 수 있다.

즉, 제3유동부(552a)는 제1기준부(511)의 하면에서 중력 방향인 하측 방향으로 연장되는 형상을 갖는다.

이와 같이, 제1기준부(511)에서 돌출되되 일정 기울기를 갖고 돌출된 제3유동부(552a)를 따라 오일이 아래로 흐르도록 함으로써 제1검출부(510)에 오일이 맺히는 것을 방지할 수 있다.

제2검출부(520)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제4유동부(552b)를 더 포함한다.

제4유동부(552b)는 제2기준부(521)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때 제2검출부(520)의 제2기준부(521)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

또한, 제4유동부(552b)는 이등변 삼각형의 판형상으로 이루어지고, 제2기준부(521)의 양측 면에서 중심으로 갈수록 일정 기울기를 갖는다.

보다 구체적으로 설명하면, 제4유동부(552b)의 밑변에 해당하는 면은 제2기준부(512)의 하면에 인접하고, 제4유동부(552b)의 꼭지점은 제2기준부(521)에서 일정 거리 이격된 지점에 위치한다.

즉, 제4유동부(552ba)의 꼭지점은 제2기준부(521)의 노출된 하면의 중심에서 이격된 지점에 위치 가능하다.

또한, 제4유동부(552b)의 꼭지점은 제2기준부(521)의 노출된 하면의 어느 한 지점으로부터 일정 거리 이격된 지점에 위치 가능하다. 즉, 제4유동부(552b)는 부등변삼각형의 판형상일 수 있다.

즉, 제4유동부(552b)는 제2기준부(521)의 하면에서 중력 방향인 하측 방향으로 연장되는 형상을 갖는다.

제3유동부(552a)와 제4유동부(552b)는 서로 동일한 형상 및 사이즈일 수 있다. 또한, 제1기준부(511), 제2기준부(521) 및 이격부재(516)와의 배치 구조에 따라 제3유동부(552a)가 제4유동부(552b) 보다 작은 사이즈일 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

제3유동부(552a)는 제1기준부(511)의 하면에 배치되고, 제4유동부(552b)는 제2기준부(521)의 하면에 배치되는 것으로, 제1기준부(511)의 길이가 제2기준부(521)의 길이보다 접촉 길이(L)만큼 짧기 때문에 제3유동부(552a)의 밑변 길이가 제4유동부(552b)의 밑변 길이보다 접촉 길이(L) 만큼 짧아지게 된다.

아울러, 제3유동부(552a)의 높이와 제4유동부(552b)의 높이는 동일할 수 있고, 상이할 수도 있다.

이와 같이, 제2기준부(521)에서 돌출되되 일정 기울기를 갖고 돌출된 제4유동부(552b)를 따라 오일이 아래로 흐르도록 함으로써 제2검출부(520)에 오일이 맺히는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 오일이 빠지는 시간을 단축할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 개략적인 사시도로서, 도 7에 도시한 오일 레벨 센서(50)와 상이한 제1검출부(510)의 구조만을 설명하기로 한다.

제1베이스부(512)와 제1증강부(513)는 제1기준부(511)를 사이에 두고 제1기준부(511)의 양측에 각각 배치된다.

이와 같이, 제1검출부(510)는 단면이 사다리꼴 형상이며, 제1기준부(511)를 중심으로 제1베이스부(512)는 일정 기울기를 갖는다. 또한 제1기준부(511)를 중심으로 제1증강부(513)는 일정 기울기를 갖는다.

제1검출부(510)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제3유동부(552a)를 더 포함한다. 제3유동부(552a)는 제1기준부(511)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때에 제1검출부(510)의 제1기준부(511)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

이와 같이, 제1기준부(511)의 양측에 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)를 각각 배치시킴으로써 제1검출부(510)에서 발생되는 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 오일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 8에 도시하지 않은 제2검출부는 제1검출부(510)의 구조와 동일하게 구성 가능하다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 오일 레벨 센서를 도시한 분해 사시도로서, 도 4와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호 및 동일 명칭을 사용하고 중복되는 설명을 최대한 생략하기로 한다.

도 9에서, 오일 레벨 센서(500)는 유동부(550: 553a, 553b)를 더 포함한다.

제1검출부(510)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제5유동부(553a)를 더 포함한다.

제5유동부(553a)는 제1기준부(511)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때에 제1검출부(510)의 제1기준부(511)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

또한, 제5유동부(553a)는 복수 개의 삼각형의 판 형상이 연속하여 배치된 톱니형의 판형상으로 이루어진다. 복수 개의 삼각형은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

즉, 제5유동부(553a)는 제1기준부(511)의 하면에서 중력 방향인 하측 방향으로 불규칙하게 연장된 형상을 갖는다.

이와 같이, 제1기준부(511)에서 돌출되되 일정 기울기를 갖고 돌출된 제5유동부(553a)를 따라 오일이 아래로 흐르도록 함으로써 제1검출부(510)에 오일이 맺히는 것을 방지할 수 있다.

제2검출부(520)는 오일의 맺힘을 방지하기 위해 오일이 흐르도록 하는 제6유동부(553b)를 더 포함한다.

제6유동부(553b)는 제2기준부(521)의 일측 면에 일체로 배치된다. 일측 면은, 압축기(1)에 오일 레벨 센서(500)를 설치할 때 제2검출부(520)의 제2기준부(521)의 복수 면 중 압축기(1)의 바닥면을 향하는 하면이다.

또한, 제6유동부(553b)는 복수 개의 삼각형의 판 형상이 연속하여 배치된 톱니형의 판형상으로 이루어진다. 복수 개의 삼각형은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

즉, 제6유동부(553b)는 제2기준부(521)의 하면에서 중력 방향인 하측 방향으로 불규칙하게 연장된 형상을 갖는다.

제5유동부(553a)와 제6유동부(553b)는 서로 동일한 형상 및 사이즈일 수 있다. 또한, 제1기준부(511), 제2기준부(521) 및 이격부재(516)와의 배치 구조에 따라 제5유동부(553a)의 톱니가 제6유동부(553b)의 톱니 보다 작은 사이즈이거나, 제6유동부(553b)의 톱니의 수가 적을 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

제5유동부(553a)는 제1기준부(511)의 하면에 배치되고, 제6유동부(553b)는 제2기준부(521)의 하면에 배치되는 것으로, 제1기준부(511)의 길이가 제2기준부(521)의 길이보다 접촉 길이(L)만큼 짧기 때문에 제1기준부(511)의 하면에 배치되는 톱니의 크기가 제2기준부(521)의 하면에 배치되는 톱니의 크기보다 작을 수 있다.

또한, 제5유동부(553a)의 톱니 크기와 제6유동부(553b)의 톱니 크기가 동일하다고 가정했을 때, 제5유동부(553a)의 톱니 수가 제6유동부(553b)의 톱니의 수보다 적을 수 있다.

이와 같이, 전극 간 비평행 구조와 톱니 구조를 병행함으로써 제1검출부(510) 및 제2검출부(520)의 오일 맺힘 방지를 극대화할 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 10에서는 유동부(550; (551a, 551b), (552a, 552b), (553a, 553b))를 제1 및 제2기준부(511, 521)에 마련한 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 제1 및 제2기준부(511, 521) 중 어느 하나의 기준부(511 또는 521)에 마련하는 것도 가능하다.

이외에도, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1베이스부(512), 제1증강부(513), 제2베이스부(522) 및 제2증강부(523) 중 적어도 하나에 마련하는 것도 가능하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치의 제어 구성도이다.

도 11에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치(100)는 오일 레벨 센서(500), 신호 처리부(110) 및 제어부(120)를 포함하여 구성된다.

오일 레벨 센서(500)는 압축기(1) 내 오일의 유면에 따라 변화하는 전극의 정전 용량 값을 측정하여 오일의 레벨을 검출하는 것으로, 오일 저장부(50)에 저장된 오일과의 접촉에 따라 전극의 정전 용량 값이 변화하는 제1검출부(510)와 제2검출부(520)를 포함한다.

제1검출부(510)와 제2검출부(520)는 오일 저장부(50)의 상부와 하부 두 지점에서 오일의 유면을 검출하기 위한 측정 전극으로, 오일과의 접촉에 의해 변화되는 정전 용량 값으로 오일의 레벨을 검출한다.

오일 레벨 센서(500)는 전원부(미도시)를 통해 제1접속 단자(541)에 입력된 입력 신호를 기준 단자(517)에 전달하고, 이때 기준 단자(517)는 전달된 입력 신호를 제1 및 제2기준부(511, 521)인 기준 전극에 각각 전달한다.

오일 레벨 센서(500)의 제1 및 제2검출부(510, 520)는 입력 신호가 입력되면 충방전 동작을 수행한다.

즉, 제1 및 제2검출부(510, 520)는 기준 전극과 검출 전극의 전압이 최대 충전 전압이 되면 두 전극 간의 충전을 완료하고, 방전이 시작되면서 두 전극 간의 전압이 떨어지고, 전압이 최소 방전 전압이 되면 방전을 완료하며 이후 다시 충전을 수행한다.

제1 및 제2검출부(510, 520)의 충,방전 동작은 기준 전극과 검출 전극 사이에서 발생되는 정전 용량에 대응하는 전압에 따라 결정되고, 이 정전 용량은 기준 전극과 검출 전극 사이의 유전율에 따라 달라진다. 이를 보다 구체적으로 설명한다.

제1검출부(510)는 검출 전극에 해당하는 제1베이스부(512)와 제1증강부(513)에서 발생된 정전 용량에 대응하는 제1검출 신호를 제1결합 단자(515)에 전달하고, 제1결합 단자(515)는 전달된 제1검출 신호를 제2접속 단자(542)를 통해 신호 처리부(110)에 전달한다.

제2검출부(520)는 검출 전극에 해당하는 제2베이스부(522)와 제2증강부(523)에서 발생된 정전 용량에 대한 제2검출 신호를 제2결합 단자(525)에 전달하고, 제2결합 단자(512)는 전달된 제2검출 신호를 제3접속 단자(543)를 통해 신호 처리부(110)에 전달한다.

이와 같이, 제1검출부(510)와 제2검출부(520)는 압축기(1) 내부에 저장된 오일과의 접촉 여부에 따라 유전율이 변화되고, 이 유전율의 변화에 따라 전극 사이에서 발생되는 정전 용량도 변화한다.

그리고, 제1검출부(510)와 제2검출부(520)는 유전율에 따라 변화되는 정전 용량에 대응하는 전압 신호를 검출 신호로 각각 출력한다.

검출 신호는 제1검출부(510)와 제2검출부(520)에서 각각 발생된 정전 용량에 대응하는 전압이 합성된 전압 신호이고, 전기 신호는 펄스 형태의 주파수나, 디지털 신호를 포함한다.

즉, 오일과의 접촉 여부는 제1 및 제2검출부(510, 520)에서 출력되는 전압 신호를 통해 알 수 있다.

또한, 오일과의 접촉 여부는 제1 및 제2검출부(510, 520)에서 검출된 전압 신호에 기초한 트리거(trigger) 주파수를 통해 알 수 있다. 이를 보다 구체적으로 설명한다.

공기의 유전율은 대략 1, 오일의 유전율은 대략 3으로, 제1 및 제검출부(510, 520)가 오일에 접촉하면 기준부(511, 521)와 베이스부(512, 522) 사이, 기준부(511, 521)와 증강부(513, 523) 사이의 유전율이 높아지고, 이에 따라 정전 용량이 높아진다. 정전 용량의 상승에 따라 전압은 낮아지게 되고 이로 인해 제1 및 제2검출부(510, 520)의 충전 시간 및 방전 시간이 길어지게 된다.

반대로, 제1 및 제2검출부(510, 520)가 공기 중에 노출되면 기준부(511, 521)와 베이스부(512, 522) 사이, 기준부(511, 521)와 증강부(513, 523) 사이의 유전율이 낮아지고, 이에 따라 정전 용량이 낮아진다. 정전 용량의 감소에 따라 전압은 높아지게 되고 이로 인해 제1 및 제2검출부(510, 520)의 충전 시간 및 방전 시간이 짧아지게 된다.

즉, 제1 및 제2검출부(510, 520)에서 발생된 정전 용량에 대응하는 검출 신호인 전압은 제1 및 제2검출부(510, 520)의 충전 및 방전 동작에 따라 상승 또는 하강하고, 이 충전 및 방전 동작은 오일과의 접촉 여부에 따라 동작 시간이 달라지게 된다.

이러한 충방전 시간에 기초하여 트리거 주파수를 측정할 수 있다.

신호 처리부(110)는 오일 레벨 센서(500)의 제1 및 제2검출부(510, 520)에서 발생되는 정전 용량에 대응하는 전압 신호를 트리거 주파수 신호로 각각 변환한다. 트리거 주파수는 충전 시간 및 방전 시간이 짧아질수록 커지는 것으로, 정전 용량의 크기에 반비례한다.

즉, 신호 처리부(110)는 제1검출부(510)에서 검출된 정전 용량에 대응하는 전압 신호를 제1트리거 주파수 신호로 변환하고, 제2검출부(520)에서 검출된 정전 용량에 대응하는 전압 신호를 제2트리거 주파수 신호로 변환한다.

또한, 신호 처리부(110)는 제1 및 제2검출부(510, 520)의 전압 신호 또는 펄스 신호를 디지털 신호로 변환하는 것도 가능하다.

제어부(120)는 신호 처리부(110)에서 변환된 트리거 주파수 신호에 기초하여 압축기(1) 내 오일의 레벨을 판단한다.

또한, 제어부(120)는 압축기(1) 내 오일의 레벨을 판단하기 위한 기준 값을 저장한다. 이때의 기준 값은 오일 레벨 센서(500)와 접촉하는 오일의 양이 적정 수준인지, 과다한지 또는 부족한지를 판단하기 위해 설정된 값으로, 트리거 주파수 값을 이용한다.

또한, 제어부(120)는 압축기(1) 내 오일의 상태를 판단하기 위한 기준 값을 저장한다. 이때의 기준 값은 오일 레벨 센서(500)와 접촉하는 오일의 상태가 액상인지, 기포 인지 또는 기상 냉매인지를 판단하기 위해 설정된 값으로, 트리거 주파수 값을 이용한다.

보다 구체적으로 설명하면, 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 양이 적정 수준인 경우에는 오일의 유면이 오일 레벨 센서(500)의 상부에 위치한 제1검출부(510)와 하부에 위치한 제2검출부(520) 사이에 있는 경우이다. 따라서 제어부(120)는 오일의 유면이 제1검출부(510)와 제2검출부(520) 사이에 있다고 판단하는 기준이 되는 트리거 주파수의 값(약 48.95)을 제1기준 값(Ref1, 약 48.95)으로 정한다.

다음, 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 양이 과다한 경우에는 오일의 유면이 오일 레벨 센서(500)의 상부에 위치한 제1검출부(510)보다 위에 있는 경우이다. 따라서 제어부(120)는 오일의 유면이 제1검출부(510)보다 위에 있다고 판단하는 기준이 되는 트리거 주파수의 값(약 37.7)을 제2기준 값(Ref2)으로 정한다.

또한, 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 양이 부족한 경우에는 오일의 유면이 오일 레벨 센서(500)의 하부에 위치한 제2검출부(510)보다 아래에 있는 경우이다.

이와 같이, 제어부(120)는 제1기준 값(Ref1)과 제2기준 값(Ref2)을 이용하여 압축기(1) 내 오일의 레벨을 검출한다. 오일의 레벨을 검출하는 방법을 도 12 내지 도 15를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 제어방법을 도시한 제어 동작 순서도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치에서 오일의 레벨에 따라 변화하는 트리거 주파수의 그래프이며, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치에서 오일의 레벨에 따라 변화하는 상하 전극의 주파수 차이를 나타낸 그래프이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 검출 장치에서 상하 전극의 주파수 차이와 기준 값을 비교하여 오일의 레벨을 판단하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 12에서, 오일 레벨 센서(500)는 압축기(1) 내 오일의 유면을 측정하기 위해 오일 레벨 센서(500)의 상부에 위치한 제1검출부(510)와 오일 레벨 센서(500)의 하부에 위치한 제2검출부(520)에서 오일 저장부(50)의 상부와 하부 두 지점의 정전 용량 값을 각각 측정한다(200).

제1 및 제2검출부(510, 520)에서 각 전극의 정전 용량 값이 측정되면, 신호 처리부(110)는 측정된 각 전극의 정전 용량 값에 대응하는 전압 신호를 제1 및 제2트리거 주파수로 변환하여 제어부(120)에 전달한다(202).

제1 및 제2트리거 주파수는 도 13에 도시한 바와 같이, 오일의 레벨(상/중/하)에 따라 변화한다.

따라서, 제어부(120)는 신호 처리부(110)에서 변환된 제1 및 제2트리거 주파수를 입력받아 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)를 산출한다(204).

제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)는 도 13에 도시한 바와 같이, 오일의 레벨(상/중/하)에 따라 변화한다.

그리고, 제어부(120)는 오일 레벨 센서(500)의 상부에 위치한 제1검출부(510)에서 검출한 정전 용량에 대응하는 트리거 주파수의 현재 값 즉, 제1트리거 주파수와 미리 설정된 제1기준 값(Ref1)의 차(△F1)를 산출하여 △상전극으로 한다(206). △상전극은 제1기준 값(Ref1)에서 제1트리거 주파수를 뺀 값의 절대 값이다.

또한, 제어부(120)는 오일 레벨 센서(500)의 하부에 위치한 제2검출부(520)에서 검출한 정전 용량에 대응하는 트리거 주파수의 현재 값 즉, 제2트리거 주파수와 미리 설정된 제2기준 값(Ref1)의 차(△F2)를 산출하여 △하전극으로 한다(208). △하전극은 제2트리거 주파수에서 제2기준 값(Ref2)을 뺀 값의 절대 값이다.

이어서, 제어부(120)는 단계 204에서 산출한 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제1기준 값(Ref1)보다 큰가를 판단한다(210).

단계 210의 판단 결과, 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제1기준 값(Ref1)보다 크면, 제어부(120)는 압축기(1) 내 오일의 유면이 제1검출부(510)와 제2검출부(520) 사이의 정상 범위에 있다고 검출하고(도 14 및 도 15의 '중간' 참조), 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 양이 적정 수준이라고 판단한다(212).

도 14에서 보듯이, 압축기(1) 내 오일의 유면이 제1검출부(510)와 제2검출부(520) 사이의 '중간 레벨'에 있는 경우에는 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제1기준 값(Ref1)보다 큰 것을 알 수 있다.

한편, 단계 210의 판단 결과, 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제1기준 값(Ref1)보다 크지 않으면, 제어부(120)는 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제2기준 값(Ref2)보다 작은가를 판단한다(220).

단계 220의 판단 결과, 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제2기준 값(Ref2)보다 작으면, 제어부(120)는 압축기(1) 내 오일의 유면이 제1검출부(510)보다 위에 있다고 검출하고(도 14 및 도 15의 '상 이탈' 참조), 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 양이 과다하다고 판단한다(222).

도 14에서 보듯이, 압축기(1) 내 오일의 유면이 제1검출부(510)보다 위에 있는 '상 이탈 레벨'에 있는 경우에는 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제2기준 값(Ref2)보다 작은 것을 알 수 있다.

한편, 단계 220의 판단 결과, 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제2기준 값(Ref2)보다 작지 않으면, 제어부(120)는 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제1기준 값(Ref1)과 제2기준 값(Ref2) 사이에 있는가를 판단한다(230).

단계 230의 판단 결과, 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제1기준 값(Ref1)과 제2기준 값(Ref2) 사이에 있으면, 제어부(120)는 △하전극(△F2)이 △상전극(△F1)보다 큰가를 판단한다(232).

단계 232의 판단 결과, △하전극(△F2)이 △상전극(△F1)보다 크면 제어부(120)는 압축기(1) 내 오일의 유면이 제2검출부(520)보다 아래에 있다고 검출하고(도 14 및 도 15의 '하 이탈' 참조), 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 양이 부족하다고 판단한다(234).

도 14에서 보듯이, 압축기(1) 내 오일의 유면이 제2검출부(520)보다 아래에 있는 '하 이탈 레벨'에 있는 경우에는 제1 및 제2트리거 주파수의 차(D)가 제2기준 값(Ref2)과 제2기준 값(Ref2)의 사이에 있는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 제어부(120)는 오일 레벨 센서(500)의 제1 및 제2검출부(510, 520)에서 검출된 정전 용량 값과 기준 값을 이용하여 압축기(1) 내부에 저장된 오일의 레벨을 정확하게 검출할 수 있다. 즉, 2개의 전극을 사용한 주파수 비교 방식으로 압축기(1) 내 오일과 냉매의 상태 및 혼유에도 정확한 오일의 레벨을 검출할 수 있게 된다.

한편, 압축기(1) 내 오일의 유면이 제2검출부(520)보다 아래에 있어 오일의 양이 부족하다고 검출되면, 제어부(120)는 압축기(1)의 내부로 오일을 회수하기 위한 오일 회수 제어를 수행해야 한다.

오일 회수 제어를 수행하기 위해서는 오일 회수 계통이 정상적으로 작동하는지를 확인해야 한다. 오일 회수 계통이 정상적으로 작동하는지의 여부는 어큐뮬레이터와 압축기(1) 사이의 오일 회수 배관에 흐르는 오일이 원활히 유동하는지를 검출함으로써 확인할 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

압축기(1)에서 오일은 압축 기구부(30)의 마찰 감소, 전동 기구부(20)의 냉각 효과, 누설 감소 등 압축기(1)의 신뢰성과 관련된 중요한 역할을 한다. 오일은 압축기(1) 내에서 압축 과정 동안에 기계적인 마찰에 의한 마모를 방지하기 위해 사용되어야 하나, 압축기(1)에서 압축된 기체 상태의 냉매를 내보낼 때 오일도 일부 유출된다. 이렇게 압축기(1)를 빠져나간 오일은 냉매와 함께 열교환기 등을 순환한 후, 압축기(1)로 회수될 수 있다.

그러나, 압축기(1)를 포함하는 공기 조화 시스템(대형 에어컨이나 멀티 공기 조화기 등)에서 실내기와 실외기를 연결하는 연결 배관이 길어지는 경우, 오일이 회수되는데 걸리는 시간이 길어져 그 동안에 압축기(1) 내 오일 부족이 발생할 가능성이 높아진다. 이러한 문제가 발생하기 전에 유출된 오일을 압축기(1)로 회수하기 위해 오일 분리기가 사용된다.

오일 분리기는 압축기(1)에서 유출된 냉매와 오일의 혼합물에서 오일을 분리해 압축기(1)로 되돌려 보내지만, 완벽하게 모든 오일을 분리하지는 못한다. 따라서 압축기(1)에서 유출된 오일의 일부는 오일 분리기를 지나 열교환기 등을 순환한 후 압축기(1)로 되돌아온다. 냉매와 오일의 혼합물이 압축기(1)로 유입되기 전에 어큐뮬레이터(Accumulator)를 지나게 된다.

어큐뮬레이터는 구조상 기체만을 분리하여 압축기(1)로 보내므로 오일은 어큐뮬레이터 내부에 축적된다. 어큐뮬레이터 내부에 오일이 축적되면 압축기(1) 내에 오일이 부족하게 되므로 어큐뮬레이터 내에 오일이 축적되는 것을 방지하기 위해 어큐뮬레이터에서 압축기(1)로 별도의 유로(오일 회수 라인)를 구성하는 방법이 있다. 이 유로에는 오일의 공급을 제어하기 위한 밸브와 압축기(1)로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 필터가 설치된다.

오일은 어큐뮬레이터와 압축기(1) 흡입부 간에 발생하는 차압에 의해 이동하게 되는데, 차압이 작아 이물질 등에 의해 막힘이 발생할 경우 오일이 회수되지 않을 가능성이 있다. 이 경우 압축기(1)의 신뢰성에 문제가 되므로 오일의 유동이 정상적으로 이루어지고 있는지 확인이 필요하다.

오일의 유동 확인은 가시화하는 방법이 있으나, 유속이 느려 확인이 어렵고, 상시 점검하여 고장 방지에 활용하기 위해서는 제어에 활용 가능한 값으로 출력되어야 한다.

오일의 유동 유무라는 입력에 대한 출력은 질량(관성, 고유진동수), 음파, 온도, 열전달, 저항, 유전율, 투자율 등 다양하다.

본 발명에서는 출력 특성으로 열전달 특성 변화를 이용하여 배관 외부에 일정 수준의 열을 가하여 외부 온도 변화로부터 배관 내부 오일의 유동을 판단하는 오일 유동 검출 장치를 제안하였다. 이를 도 16을 참조하여 설명한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 유동 검출 장치의 개략적인 구성도이다.

본 발명의 오일 유동 검출 장치(300)를 설명하기에 앞서, 오일 유동 검출 장치가 설치되는 오일 회수 유로(400)의 구성에 대해 개략적으로 설명한다.

오일 회수 유로(400)는 어큐뮬레이터(430)에서 압축기(1)로 오일을 회수하는 유로로, 급유 밸브(410; 이하, "밸브"라 한다)와 오일 회수 배관(420; 이하, "배관"이라 한다)으로 구성되어 있으며, 배관(420)은 어큐뮬레이터(430)와 압축기(1)의 흡입 배관에 연결되어 있다.

압축기(1) 내 오일의 레벨이 상승하여야 하는 경우에는 밸브(410)를 열어 오일의 유면을 상승시키고, 압축기(1) 내 오일의 레벨이 낮아져야 하는 경우에는 밸브(410)를 닫는다.

압축기(1)는 저온저압(低溫低壓) 기체 상태의 냉매(冷媒)를 압축하고, 압축된 고온고압(高溫高壓) 기체 상태의 냉매를 토출한다.

어큐뮬레이터(430)는 압축기(1)의 흡입측에 연결되고 압축기(1)로 흡입되는 냉매 중 기화되지 않은 액 냉매를 분리하여 액 냉매가 압축기(1)에 전달되는 것을 방지함으로써 압축기(1)의 손상을 방지한다.

또한, 어큐뮬레이터(430)는 압축기(1)를 통해 배출되어 압축기(1)를 포함하는 냉동 사이클(예를 들어, 냉장고나 공기조화기 내의 냉동 사이클)을 순환한 후, 복귀하는 냉매와 오일의 혼합체 중 액상 상태의 냉매를 기화시킨다.

밸브(410)는 어큐뮬레이터(430)와 압축기(1)가 연결되는 배관(420)의 일측에 설치되고, 압축기(1) 내 오일의 레벨에 따라 개폐되어 어큐뮬레이터(430)에 축적된 오일을 압축기(1)로 공급한다.

오일은 어큐뮬레이터(430)와 압축기(1) 흡입측 간에 발생하는 차압에 의해 이동하게 되는데, 차압이 작아 이물질 등에 의해 막힘이 발생할 경우 오일이 회수되지 않을 가능성이 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에서는 오일의 유동이 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 오일 유동 검출 장치를 이용하여 검출한다.

오일 유동 검출 장치는 배관(420)의 외부에 열을 공급할 때, 배관(420)의 내부에 오일이 흐르지 않을 경우 방열이 원활하게 되지 않아 배관(420)의 표면 온도가 상승하게 되고, 오일이 흐를 경우 배관(420)이 표면 온도가 내려가는 현상을 이용하여 오일의 유동을 검출한다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 오일 유동 검출 장치(300)는 압축기(1)와 어큐뮬레이터(430) 사이의 배관(420)에 설치되고, 가열부(310), 온도 측정부(320) 및 제어부(330)를 포함하여 구성된다.

가열부(310)는 압축기(1)와 어큐뮬레이터(430)가 연결되는 배관(420)의 외부에 부착되어 배관(420)을 가열하는 히터이다.

온도 측정부(320)는 가열부(310)에 의해 가열된 배관(420)의 표면 온도를 측정하는 온도 센서로, 가열부(310)에 의해 가열된 배관(420)의 표면 온도와 배관(420) 내부의 오일의 온도 차가 어느 정도인지를 측정하기 위한 것이다.

제어부(330)는 온도 측정부(320)에 의해 측정된 배관(420)의 온도 변화를 모니터링하고, 배관(420)의 온도 변화에 따라 오일의 유동이 정상적으로 이루어지고 있는지를 검출한다. 오일의 유동은 밸브(410)를 온/오프 제어하여 조절한다.

오일의 유동 유무는 배관(420)의 온도 변화를 이용하여 판단하므로, 판단 기준이 중요하다. 따라서 판단 기준은 배관(420)에 열을 공급한 상태에서 오일의 유동이 있을 때와 없을 때의 온도 변화, 배관(420)에 열을 공급하지 않은 상태에서 오일의 유동이 있을 때와 없을 때의 온도 변화 중 필요에 따라 선택적으로 구성할 수 있다.

또한, 제어부(330)는 배관(420)의 온도 변화에 따라 오일의 유동이 정상적으로 이루어지고 있다고 판단되면 밸브(410)를 오프 제어한 후에 배관(420)의 온도 상승을 모니터링한다. 밸브(410)의 오프 시에 배관(420)의 온도 상승에 따라 오일의 유동이 있는지를 검출하여 밸브(410)의 상태가 정상인지 여부를 확인한다.

또한, 제어부(330)는 오일이 회수되도록 밸브(410)의 제어 후에 오일의 유동이 검출되지 않으면 미리 설정된 기준 횟수(예를 들어, 3회 이상) 동안 압축기(1)에 오일을 공급하기 위한 오일 유면 제어를 수행하고, 기준 횟수 반복 후에도 오일의 유면이 부족하고 오일의 유동이 검출되지 않으면 오일 회수 운전으로 진입한다. 오일 회수 운전은 1회 수행 시에 10분 정도 소요되고 안정화 시간을 포함하면 약 20분 가량 소요된다. 오일 회수 운전 동안에는 성능 변화가 발생하여 사용자는 불편함을 느끼게 된다. 이에 본 발명의 일 실시예에서는 오일 회수 운전으로 진입하기 전에 오일 회수 유로(400)의 밸브(410) 제어를 통해 오일 유면 제어를 기준 횟수 동안 반복함으로써 압축기(1) 내 오일의 유면을 조절할 수 있도록 제어한다.

또한, 제어부(330)는 밸브(410)와 가열부(310)에 전원을 공급하는 전원부(332)를 더 포함한다. 전원부(332)에는 밸브(410)와 가열부(310)에 전원을 공급하기 위한 전원 라인(334, 336)이 연결되어 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 유동 검출 장치(300)는 가열부(310)를 둘러싸는 단열재(340)를 더 포함한다.

단열재(340)는 배관(420) 내부에 흐르는 오일의 유동을 검출하는데 외부 기류 등의 영향을 최소화하기 위한 것으로, 외부의 영향이 크지 않은 경우에는 사용하지 않아도 무방하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 도 11에 도시한 오일 레벨 검출 장치(100)의 제어부(120)와, 도 16에 도시한 오일 유동 검출 장치(300)의 제어부(330)를 별도의 컨트롤러로 구성하였으나, 오일 레벨 검출 장치(100)의 제어부(120)와 오일 유동 검출 장치(300)의 제어부(330)를 하나의 컨트롤러로 구성하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 유동 검출 제어방법의 동작 과정 및 작용 효과를 설명한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일의 유동을 검출하기 위한 제어방법을 도시한 동작 순서도이다.

도 17에서, 오일 유동 검출 장치(300)의 제어부(330)는 오일 회수 유로(400)의 배관(420)을 가열하기 위해 전원부(332)를 통해 가열부(310)에 전원을 공급한다(600).

가열부(310)에 전원이 공급되면, 배관(420)의 외부가 가열되기 시작한다(약 5W). 배관(420)을 가열하는 이유는 배관(420)을 가열하지 않을 경우 외기 온도에 따라 오일의 유동을 확인할 수 있는지 여부가 결정되기 때문이다.

배관(420)의 가열이 필요한 운전 조건은 외기 온도와 증발 온도 차이가 작은 조건이다.

이때, 제어부(330)는 가열부(310)에 전원을 공급하는 시간을 카운트하여 일정 시간(배관 온도가 안정되도록 유지하기 위한 시간)이 경과하였는가를 판단한다(602).

본 발명의 일 실시예에서는 배관(420)의 온도를 안정되게 유지하기 위해 가열부(310)에 전원을 공급한 시간을 카운트하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 배관(420)의 온도를 측정하여 배관(420)의 온도가 안정되었는지 판단할 수 있음은 물론이다.

단계 602의 판단 결과, 일정 시간이 경과하지 않으면 제어부(330)는 일정 시간이 경과할 때까지 가열부(310)에 전원을 공급한다.

한편, 단계 602의 판단 결과, 일정 시간이 경과하면 제어부(330)는 배관(420)의 표면 온도가 안정되게 유지되었다고 판단하고 전원부(332)를 통해 밸브(410)에 전원을 공급하여 밸브(410)를 온 제어한다(604).

밸브(410)를 온 제어하면, 밸브(410)가 열리면서 어큐뮬레이터(430)에 축적된 오일이 밸브(410)를 통해 배관(420) 내부를 흐르면서 압축기(1)로 이동한다.

배관(420) 내부에 오일이 흐르게 되면, 배관(420)의 표면 온도가 변화하기 시작한다. 이때 변화하는 배관(420)의 표면 온도(T)를 온도 측정부(320)에서 측정하여 제어부(330)에 전달한다(606).

따라서, 제어부(330)는 입력된 배관(420)의 표면 온도(T)를 설정된 기준 온도(Ts; 배관 내부에 오일이 흐르는지 여부를 판단하기 위한 기준 온도)와 비교하여 배관 온도(T)가 기준 온도(Ts)보다 작은가를 판단한다(608).

여기서, 배관 표면 온도(T)는 오일의 유동을 검출하기 위해 변화하는 배관(420)의 표면 온도(T)를 포함할 수 있으며, 또한 일정 구간에서 측정된 배관(420)의 표면 온도(T)를 포함할 수 있다.

배관(420)의 내부에 오일의 유동을 확인하기 위한 기준 온도(표면 온도) 조건은, 난방 운전의 경우에는 외기 온도 이상 상승하는 경우이고, 냉방 운전의 경우에는 일정 온도 이상 온도가 상승하는 경우에 해당한다.

단계 608의 판단 결과, 배관 온도(T)가 기준 온도(Ts)보다 작으면 제어부(330)는 배관(420) 내부에 오일이 흐른다고 판단하고 오일 유동을 검출한다(610). 이는 밸브(410)를 온 제어하면 배관(420) 내부에 오일이 흐르기 때문에 배관 온도(T)가 내려가는 현상을 이용한 것이다.

이와 같이, 제어부(330)는 배관(420)의 온도 변화를 모니터링하여 배관(420) 내부에 흐르는 오일의 유동 유무를 검출할 수 있다.

오일의 유동이 검출되면, 제어부(330)는 밸브(410)의 고장 유무를 확인하기 위해 전원부(332)를 통해 밸브(410)를 오프 제어한다(612).

밸브(410)를 오프 제어하면, 밸브(410)가 닫히면서 배관(420) 내부에 오일이 흐르지 않게 된다. 이때 변화하는 배관(420)의 표면 온도(T)를 온도 측정부(320)에서 측정하여 제어부(330)에 전달한다(614).

따라서, 제어부(330)는 입력된 배관(420)의 표면 온도(T)가 기준 온도(Ts)보다 큰가를 판단한다(616).

여기서, 배관 온도(T)는 밸브(410)의 고장을 검출하기 위해 변화하는 배관(420)의 표면 온도(T)를 포함할 수 있으며, 또한 일정 구간에서 측정된 배관(420)의 표면 온도(T)를 포함할 수 있다.

단계 616의 판단 결과, 배관 온도(T)가 기준 온도(Ts)보다 크면 제어부(330)는 배관(420) 내부에 오일이 흐르지 않는다고 판단하고 밸브(410)가 정상이라고 판단한다(618). 이는 밸브(410)를 오프 제어하면 배관(420) 내부에 오일이 흐르지 않기 때문에 방열이 원활하게 되지 않아 배관 온도(T)가 상승하는 현상을 이용한 것이다.

한편, 단계 608의 판단 결과, 배관 온도(T)가 기준 온도(Ts)보다 작지 않으면 제어부(330)는 배관(420) 내부에 오일이 흐르지 않는다고 판단하고 밸브(410) 고장이나 유로(400) 막힘이라고 판단한다(620). 이는 밸브(410)를 온 제어하면 배관(420) 내부에 오일이 흘러 배관 온도(T)가 내려가야 하나 배관(420) 내부에 오일이 흐르지 않을 경우에는 방열이 원활하게 되지 않아 배관 온도(T)가 상승하는 현상을 이용한 것이다.

또한, 단계 616의 판단 결과, 배관 온도(T)가 기준 온도(Ts)보다 크지 않으면 제어부(330)는 배관(420) 내부에 오일이 흐른다고 판단하고 밸브(410) 고장이라고 판단한다(620). 이는 밸브(410)를 오프 제어하면 배관(420) 내부에 오일이 흐르지 않기 때문에 방열이 원활하게 되지 않아 배관 온도(T)가 상승해야 하나 밸브 고장으로 배관(420) 내부에 오일이 흘러 배관 온도(T)가 올라가지 않는 것으로 판단하는 것이다.

이와 같이, 제어부(330)는 배관(420)의 온도 변화를 모니터링하여 오일 회수 유로(400)의 밸브(410) 고장 여부도 확인할 수 있다.

다음에는, 오일 레벨 검출 장치(100)에 의해 검출된 압축기(1) 내 오일 레벨의 검출 결과와 오일 유동 검출 장치(300)에 의해 검출된 배관(420) 내 오일 유동의 검출 결과를 이용하여 오일 회수 운전을 제어하는 방법에 대하여 도 18을 참조하여 설명한다.

도 18a 및 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 및 오일 유동의 검출 결과를 이용하여 오일 회수 운전을 제어하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 오일 회수 운전 제어방법을 설명하기에 앞서, 오일 레벨 검출 장치(100)의 제어부(120)와 오일 유동 검출 장치(300)의 제어부(330)를 하나의 컨트롤러로 구성한 것으로 가정하여 설명한다.

도 18a 및 도 18b에서, 오일 레벨 검출 장치(100)는 오일 레벨 센서(500)의 제1 및 제2검출부(510, 520)를 이용하여 압축기(1) 내 오일의 유면을 검출하여 제어부(120, 330)에 출력한다(700).

따라서, 제어부(120, 330)는 오일 레벨 검출 장치(100)에 의해 검출된 오일의 유면(레벨)이 정상 범위인가를 판단한다(702). 정상 범위는 압축기(1) 내 오일의 유면이 오일 레벨 센서(500)의 제1검출부(510)와 제2검출부(520) 사이에 있는 경우이다.

단계 702의 판단 결과, 오일의 유면이 정상 범위가 아니면, 제어부(120, 330)는 오일 회수 유로(400)의 밸브(410)의 상태를 체크하여 밸브(410)의 상태가 온인가를 판단한다(704). 오일의 유면이 정상 범위가 아닌 경우는 압축기(1) 내 오일의 레벨이 오일 레벨 센서(500)의 제1검출부(510)보다 위에 있거나 오일 레벨 센서(500)의 제2검출부(520)보다 아래에 있는 경우에 해당하며, 오일의 유면이 과다하거나 부족한 경우이다.

단계 704의 판단 결과, 밸브(410)의 상태가 온이면 제어부(120, 330)는 오일의 유면이 부족한가를 판단한다(706).

단계 706의 판단 결과, 오일의 유면이 부족하지 않으면 제어부(120, 330)는 오일의 유면이 과다하다고 판단하고 밸브(410)를 오프 제어한 후(708), 단계 700으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

밸브(410)를 오프 제어하면, 밸브(410)가 닫히면서 어큐뮬레이터(430)에서 압축기(1)로 이동하는 오일의 유동이 차단된다.

한편, 단계 706의 판단 결과, 오일의 유면이 부족하면 제어부(120, 330)는 오일 유동 검출 장치(300)를 이용하여 오일 회수 유로(400)의 배관(420) 내부에 오일이 유동하는지를 검출한다(710).

단계 710의 판단 결과, 오일의 유동이 검출되면 제어부(120, 330)는 어큐뮬레이터(430)에 축적된 오일이 밸브(410)를 통해 배관(420) 내부를 흐르면서 압축기(1)로 이동하는 오일 회수 제어가 수행되고 있다고 판단하고 단계 700로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

한편, 단계 710의 판단 결과, 오일의 유동이 검출되지 않으면 제어부(120, 330)는 오일의 유동 여부를 확인하기 위해 밸브(410)를 오프 제어한다(712).

밸브(410)를 오프 제어한 후, 제어부(120, 330)는 오일 회수 유로(400)의 배관(420) 내부에 오일이 유동하는지를 검출한다(714).

단계 714의 판단 결과, 오일의 유동이 검출되면 제어부(120, 330)는 밸브(420)를 온 제어한 후(716), 단계 700으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

밸브(410)를 온 제어하면, 밸브(410)가 열리면서 어큐뮬레이터(430)에 축적된 오일이 밸브(410)를 통해 배관(420) 내부를 흐르면서 압축기(1)로 이동하는 오일 회수 제어가 수행된다.

한편, 단계 714의 판단 결과, 오일의 유동이 검출되지 않으면 제어부(120, 330)는 오일 유동 검출 횟수가 미리 설정된 기준 횟수(약, 3회 이상)를 초과하였는가를 판단한다(718). 이는 오랜 시간이 소요되고 사용자에게 불편함을 줄 수 있는 오일 회수 운전으로 진입하기 전에 오일 회수 유로(400)를 통해 압축기(1) 내부로 오일을 회수하기 위함이다. 오일 회수 유로(400)를 통한 오일 회수 제어는 배관(420) 내부를 흐르는 오일의 유동이 있어야만 가능하므로 오일의 유동 검출을 기준 횟수 이상 반복하는 것이다.

단계 718의 판단 결과, 기준 횟수를 초과하면 제어부(120, 330)는 오일 회수 운전으로 진입한다(720). 압축기(1)를 포함하는 공기 조화 시스템(대형 에어컨이나 멀티 공기 조화기 등)에서 실내기와 실외기를 연결하는 연결 배관이 길어지는 경우, 오일이 회수되는데 걸리는 시간이 길어져 1회 수행 시에 5시간 정도 소요될 수 있다.

오일 회수 운전을 통해 압축기(1)를 빠져나간 오일은 냉매와 함께 열교환기 등을 순환한 후, 압축기(1)로 회수된다.

이와 같이, 오일 회수 운전을 통해 압축기(1)로 오일이 회수되면, 제어부(120, 330)는 오일 레벨 검출 장치(100)를 이용하여 압축기(1) 내 오일의 유면을 검출한다(722).

이어서, 제어부(120, 330)는 오일 레벨 검출 장치(100)에 의해 검출된 오일의 유면(레벨)이 정상 범위인가를 판단한다(724).

단계 724의 판단 결과, 오일의 유면이 정상 범위이면 제어부(120, 330)는 단계 700으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

한편, 단계 724의 판단 결과, 오일의 유면이 정상 범위가 아니면 제어부(120, 330)는 시스템을 점검하기 위한 신호를 출력한다(726). 이에 사용자는 시스템 점검을 위한 에러를 확인하고 A/S를 요청할 수 있다.

한편, 단계 718의 판단 결과, 기준 횟수를 초과하지 않으면 제어부(120, 330)는 오일의 유동을 검출하기 위해 밸브(410)를 온 제어한다((719).

밸브(410)를 온 제어한 후, 제어부(120, 330)는 오일 회수 유로(400)의 배관(420) 내부에 오일이 유동하는지를 검출한다(721).

단계 721의 판단 결과, 오일의 유동이 검출되지 않으면 제어부(120, 330)는 단계 712로 피드백하여 밸브(420)를 오프 제어한 후, 이후의 동작을 진행한다.

한편, 단계 721의 판단 결과, 오일의 유동이 검출되면 제어부(120, 330)는 단계 700으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

또한, 단계 704의 판단 결과, 밸브(410)의 상태가 오프이면 제어부(120, 330)는 오일의 유면이 부족한가를 판단한다(705).

단계 705의 판단 결과, 오일의 유면이 부족하지 않으면 제어부(120, 330)는 오일의 유면이 과다하다고 판단하고 밸브(410)를 오프 제어한 후(707), 단계 700으로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

한편, 단계 705의 판단 결과, 오일의 유면이 부족하면 제어부(120, 330)는 오일의 유동을 검출하기 위해 밸브(410)를 온 제어한 후(709), 단계 710로 진행하여 이후의 동작을 진행한다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 레벨 센서와 오일 유동 검출 장치를 포함하는 압축기를 공기 조화 시스템에 설치한 예를 나타낸 구성도이다.

도 19에서, 공기 조화 시스템(1000)은 실외에 설치되는 실외기(1010)와, 실내에 설치되는 실내기(1020)를 포함하여 구성되고, 실외기(1010)와 실내기(1020)는 배관으로 연결되어 있다.

실외기(1010)에는 오일 레벨 센서(500)를 포함하는 압축기(1)가 2개 이상 설치되어 있다.

또한, 실외기(1010)에는 도시되지는 않았으나 오일 유동 검출 장치(300)를 포함하는 제어부(120, 33)가 설치되어 있다.

실내기(1020)는 난방 운전 또는 냉방 운전을 위해 각각의 실내에 설치되는 복수 개의 실내기로 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 실외기(1010)와 실내기(1020)로 구성된 공기 조화 시스템(1000)을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 압축기(1)가 설치되는 냉동 시스템(예를 들어, 냉장고)에서도 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

1 : 압축기 10 : 케이싱
20: 구동부 21 : 구동축
22: 오일관 32 : 선회 스크롤
33: 고정 스크롤 41 : 압축실
100 : 오일 레벨 검출 장치 110 : 신호 처리부
120 : 제어부 300 : 오일 유동 검출 장치
310 : 가열부 320 : 온도 측정부
330 : 제어부 332 : 전원부
400 : 오일 회수 유로 410 : 밸브
420 : 배관 430 : 어큐뮬레이터
500 : 오일 레벨 센서 510 : 제1검출부
520 : 제2검출부

Claims

압축기 내부에 설치되고, 상기 압축기 내부 오일의 레벨에 따라 변화하는 정전 용량 값을 다수의 지점에서 측정하는 오일 레벨 센서;
상기 오일 레벨 센서에서 측정된 다수의 정전 용량 값을 주파수 신호로 변환하는 신호 처리부;
상기 신호 처리부에서 변환된 주파수 신호에 기초하여 상기 오일의 레벨을 판단하는 제어부를 포함하는 오일 레벨 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 오일 레벨 센서는,
상기 압축기의 하부에 마련된 오일 저장부에 설치되고,
상기 오일 저장부의 내부에 상하로 이격 배치된 제1 및 제2검출부를 포함하는 오일 레벨 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1검출부는,
제1기준 전극과, 상기 제1기준 전극의 양 측에 각각 배치된 제1검출 전극을 포함하고,
상기 오일의 유면이 제1기준 레벨 이상인지를 검출하는 오일 레벨 검출 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1검출 전극은,
상기 제1기준 전극의 일 측에 일정 거리 이격 배치된 제1베이스부와, 상기 제1기준 전극의 타 측에 일정 거리 이격 배치된 제1증강부를 포함하는 오일 레벨 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1검출부는,
상기 제1기준 전극과 상기 제1베이스부의 정전 용량 및 상기 제1기준 전극과 상기 제1증강부 사이의 정전 용량에 대응하는 값을 출력하는 오일 레벨 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2검출부는,
상기 제1기준 전극과 이격 배치된 제2기준 전극과, 상기 제2기준 전극의 양 측에 각각 배치된 제2검출 전극을 포함하고,
상기 오일의 유면이 상기 제1기준 레벨과 제2기준 레벨 사이인지 또는 상기 제2기준 레벨 미만인지를 검출하는 오일 레벨 검출 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2검출 전극은,
상기 제2기준 전극의 일 측에 일정 거리 이격 배치된 제2베이스부와, 상기 제2기준 전극의 타 측에 일정 거리 이격 배치된 제2증강부를 포함하는 오일 레벨 검출 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2검출부는,
상기 제2기준 전극과 상기 제2베이스부의 정전 용량 및 상기 제2기준 전극과 상기 제2증강부 사이의 정전 용량에 대응하는 값을 출력하는 오일 레벨 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
상기 오일 레벨 센서에서 측정된 다수의 정전 용량 값에 대응하는 전압 신호를 트리거 주파수 신호로 변환하여 출력하는 오일 레벨 검출 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오일 레벨 센서에서 출력되는 다수의 센서 출력값의 차이와 기준 값을 비교하여 상기 오일의 레벨을 판단하는 오일 레벨 검출 장치.
제10항에 있어서,
상기 기준 값은,
상기 오일 레벨 센서와 접촉하는 오일의 유면이 정상 범위인지, 과다한지 또는 부족한지를 판단하기 위해 설정된 값인 오일 레벨 검출 장치.
제11항에 있어서,
상기 기준 값은,
상기 오일의 유면이 상기 제1검출부와 상기 제2검출부 사이에 있다고 판단하는 기준이 되는 제1기준 값;
상기 오일의 유면이 상기 제1검출부보다 위에 있다고 판단하는 기준이 되는 제2기준 값을 포함하는 오일 레벨 검출 장치.
제12항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1기준 값 및 제2기준 값을 이용하여 상기 오일의 레벨을 판단하는 오일 레벨 검출 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오일 레벨 센서에서 출력되는 센서 출력값의 차이가 상기 제1기준 값보다 크면 상기 오일의 유면이 정상 범위라고 판단하는 오일 레벨 검출 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오일 레벨 센서에서 출력되는 센서 출력값의 차이가 상기 제2기준 값보다 작으면 상기 오일의 유면이 과다하다고 판단하는 오일 레벨 검출 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오일 레벨 센서에서 출력되는 센서 출력값의 차이가 상기 제1기준 값과 상기 제2기준 값 사이에 있으면 상기 오일의 유면이 부족하다고 판단하는 오일 레벨 검출 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오일 레벨 센서에서 출력되는 다수의 센서 출력값의 차이와 기준 값을 비교하여 상기 오일의 상태를 판단하는 오일 레벨 검출 장치.
제17항에 있어서,
상기 기준 값은,
상기 오일 레벨 센서와 접촉하는 상기 오일의 상태가 액상, 기포 또는 기상 냉매인지를 판단하기 위해 설정된 값인 오일 레벨 검출 장치.
압축기 내부에 저장된 오일의 레벨에 따라 변화하는 정전 용량 값을 다수의 지점에서 측정하고;
상기 측정된 다수의 정전 용량 값을 주파수 신호로 변환하고;
상기 변환된 주파수 신호의 출력 값과 기준 값을 이용하여 상기 오일의 레벨을 판단하는 것을 포함하는 오일 레벨 검출 제어방법.
제19항에 있어서,
상기 기준 값은,
상기 압축기 내 오일의 유면이 적정 수준인지, 과다한지 또는 부족한지를 판단하기 위해 설정된 값인 오일 레벨 검출 제어방법.
제20항에 있어서,
상기 기준 값은,
상기 오일의 유면이 적정 수준이라고 판단하는 기준이 되는 제1기준 값;
상기 오일의 유면이 과다하다고 판단하는 기준이 되는 제2기준 값을 포함하는 오일 레벨 검출 제어방법.
어큐뮬레이터의 오일을 압축기로 회수하는 배관에 설치되고, 상기 배관을 가열하는 가열부;
상기 배관 내부를 흐르는 상기 오일의 유동에 따라 변화하는 상기 배관의 온도를 측정하는 온도 측정부;
상기 온도 측정부에 의해 측정된 상기 배관의 온도 변화를 모니터링하여 상기 오일의 유동을 판단하는 제어부를 포함하는 오일 유동 검출 장치.
제22항에 있어서,
상기 오일을 상기 압축기로 회수하기 위해 제어되는 밸브를 더 포함하고,
상기 온도 측정부는,
상기 배관 내부를 흐르는 상기 오일의 유동에 따라 변화하는 상기 배관의 표면 온도를 측정하는 오일 유동 검출 장치.
제23항에 있어서,
상기 제어부는,
가열 중 상기 밸브의 온/오프 전환 시 배관 온도 변화를 기준 온도와 비교하여 상기 오일의 유동을 판단하는 오일 유동 검출 장치.
제24항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배관 온도 변화가 상기 기준 온도보다 낮으면 상기 오일이 유동한다고 판단하는 오일 유동 검출 장치.
제23항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오일의 유동 검출이 되지 않는 경우 상기 밸브의 고장 여부를 판단하기 위해 상기 밸브를 온/오프 제어하는 오일 유동 검출 장치.
제26항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 밸브의 온/오프 제어 시에 측정된 배관 온도 변화를 기준 온도와 비교하여 상기 밸브의 고장을 판단하는 오일 유동 검출 장치.
제27항에 있어서,
상기 제어부는,
가열 중 상기 밸브의 오프 제어 시에 상기 배관 온도 변화가 상기 기준 온도보다 높게 상승하면 상기 밸브가 정상이라고 판단하는 오일 유동 검출 장치.
제27항에 있어서,
상기 제어부는,
가열 중 상기 밸브의 오프 제어 시에 상기 배관 온도 변화가 상기 기준 온도보다 낮으면 상기 밸브가 고장이라고 판단하는 오일 유동 검출 장치.
어큐뮬레이터의 오일을 압축기로 회수하는 배관을 가열하고;
상기 배관 내부를 흐르는 상기 오일의 유동에 따라 변화하는 상기 배관의 온도를 측정하고;
상기 측정된 배관 온도와 기준 온도를 비교하여 상기 오일의 유동을 판단하는 것을 포함하는 오일 유동 검출 제어방법.
제30항에 있어서,
상기 오일을 상기 압축기로 회수하기 위해 밸브를 온 제어하는 것을 더 포함하고,
상기 배관의 온도를 측정하는 것은,
상기 밸브의 온 제어 시에 상기 배관 내부를 흐르는 상기 오일의 유동에 따라 변화하는 상기 배관의 표면 온도를 측정하는 오일 유동 검출 제어방법.
제31항에 있어서,
상기 오일의 유동을 판단하는 것은,
가열 중 상기 밸브의 온 제어 시에 상기 배관 온도 변화가 상기 기준 온도보다 낮으면 상기 배관 내부에 오일이 유동한다고 판단하는 오일 유동 검출 제어방법.
제30항에 있어서,
상기 밸브의 고장 여부를 판단하기 위해 상기 밸브를 오프 제어하는 것을 더 포함하고,
상기 배관의 온도를 측정하는 것은,
상기 밸브의 오프 제어 시에 변화하는 상기 배관의 표면 온도를 측정하는 오일 유동 검출 제어방법.
제33항에 있어서,
상기 밸브의 고장을 판단하는 것은,
상기 밸브의 오프 제어 시에 상기 배관 온도 변화가 상기 기준 온도보다 낮으면 상기 밸브가 고장이라고 판단하는 오일 유동 검출 제어방법.
압축기 내부에 저장된 오일의 유면을 검출하고;
상기 검출된 오일의 유면이 부족하다고 판단되면, 어큐뮬레이터의 오일을 압축기로 회수하는 배관에 설치된 밸브를 제어하여 상기 오일을 회수하는 제어를 수행하고;
상기 오일 회수 제어를 통해 상기 배관에 상기 오일이 유동하는지를 검출하고;
상기 오일의 유동이 검출되지 않으면, 상기 오일 회수 제어를 기준 횟수 동안 반복하여 수행하고;
상기 오일 회수 제어가 상기 기준 횟수를 초과한 후, 상기 오일의 유면이 부족하다고 판단되면 상기 오일을 회수하는 운전으로 진입하는 것을 포함하는 오일 회수 운전 제어방법.
제35항에 있어서,
상기 오일의 유면이 부족하다고 판단되면, 상기 밸브의 상태를 체크하여 상기 밸브의 상태에 따라 상기 오일이 회수되도록 상기 밸브를 제어하는 것을 더 포함하는 오일 회수 운전 제어방법.
제35항에 있어서,
상기 밸브의 오프 제어 시에 상기 오일의 유동이 검출되지 않으면, 상기 밸브를 온 제어하여 상기 오일이 회수되도록 제어하는 것을 더 포함하는 오일 회수 운전 제어방법.
제35항에 있어서,
상기 오일 회수 운전 후, 상기 압축기 내부 오일의 유면을 검출하고;
상기 오일의 유면이 부족하다고 판단되면, 시스템 점검을 위한 신호를 출력하는 것을 더 포함하는 오일 회수 운전 제어방법.