KR910002711B1 - 냉동기용 냉매 자동 충전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉동기용 냉매 자동 충전장치

제1도는 본 발명에 따라 일예시적으로 구성된 냉매 자동 충전장치의 사시도.

제2도는 본 발명의 요부인 전체 배관 구성도.

제3도는 본 발명의 작동상태를 나타낸 시퀀스 회로도.

제4도는 본 발명의 오일석션 장치 구성도.

제5도는 종래 냉매 충전용 매니폴드 게이지의 구성도.

제6-8도는 종래의 냉매 충전용 매니폴드 게이지를 이용한 누설 및 진공시험 그리고 냉매 충전 작업 상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

SV₁…SV₉: 전자 밸브 SW₁…SW₄: 선택 스위치

본 발명은 냉동기용 냉매 자동 충전장치에 관한 것이다. 냉동기는 냉매가스를 압축기에서 고온 고압의 기체상태로 압축시킨뒤, 응축기에서 열을 방출하여 액체 상태로 응축시키고, 팽창 밸브의 작은 구멍을 통하여 증발기로 분사시킨 다음, 실내공기중의 열일 빼앗아 기체 상태로 증발시켜 압축기내로 들어오는 순환 작용으로 실내 공기를 냉각시키는 작용을 행하게 된다. 위와같은 냉동기는 식품저장을 위한 가정용 냉장고로부터 대형 냉동창고 또는 차량용 카 에어컨등에 다양하게 응용되고 있다. 그런데, 냉동기내에서 순환작용을 행하는 냉매는 배관이나 장치적 결합등에 의하여 생긴 미세한 틈새를 통해 외부로 누출 손실되므로 (특히 차량용 에어컨)이를 재충전 시켜줘야 한다. 냉매의 충전을 행하기 위하여는 반드시 배관의 누설 여부확인을 위한 누설 시험과, 진공도 측정을 행하여 배관내에 고전공 상태를 유지하는 진공시험 및 진공상태의 배관내에 냉매를 주입 충전시키는 냉매 충전의 과정을 거치게 된다.

위와 같은 공정을 수행하기 위하여 종래에는 도면 제5도에서와 같이, 몸체의 양측 상부에 각기 저압계(101)와 고압계(102)를 설치하고, 양측면에 각각 수동조작식 저압측 밸브 핸들(103)과 고압측 밸브 핸들(104) 및, 하부 양측에 각기 저압측 출입구(105)와 고압측 출입구(106) 그 사이에 중립측 출입구(107)를 구비하여서된 매니폴드 게이지(100)를 이용해 왔다. 이를 이용한 냉매 충전 방법을 보면 다음과 같다.

첫째, 누설시험에 있어서는, 제6도에서와 같이 먼저 저압측 밸브 핸들(103)을 차단하고 고압측 밸브 핸들(104)을 개방후, 압축기 연결 호스(108)를 고압측 출입구(106) 와 연결시키고, 중립측 출입구(107)에 연결시킨 호스(109)를 진공펌프(1')에 결합시켜 놓은 상태에서, 고압게이트(102)가 250psi도달시까지 펌프를 작동시켜 냉동사이클내에 압축공기를 고압으로 충전시킨다. 이와같은 상태로 24시간 방치하여 누설도를 측정하여 누설부위가 있을시 용접밀폐시킨다.

둘째, 진공 시험에 있어서는 도면 제7도에서와 같이, 누설시험을 거치면서 냉동장치의 정상상태를 확인한 뒤, 압축기 연결호스(108)를 저압측 출입구(105) 에 연결시키면서 저압측 밸브 핸들(103)을 열어 개방시키고, 고압측 밸브 핸들(104)을 닫아 차단시킨다. 그후 저압게이지(101)가 760mmHgV까지 도달하도록 진공 펌프(1')를 작동시킨 뒤, 저압측 밸브 핸들(103)을 잠그고 24시간 방치하여 저압게이트(101)의 눈금 변동이 없으면 냉매를 충전한다.

셋째, 냉매 충전은 제8도에서와 같이, 중립측 출입구(107)에 연결된 호스(109)에 냉매병(14') 결합 . 개방시키고, 압축기 연결 호스(108)내에 위치하는 불응축 가스를 배출한다. 저압측 밸브 핸들(103)을 열어 40pis까지 자체 총전을 행한 후, 자체 충전이 되면 압축기(110)를 가동하면서 적정량은 충전하여, 냉매의 충전을 완료하게 된다. 그런데, 상기와 같이 매니폴드를 이용한 냉매 충전 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

1. 냉매를 충전하기 위하여 3가지 과정을 거치는 동안 충전호스를 여러번 교체 설치해야 하므로, 조작상의 불편과 번거로움은 물론이고, 확실한 충전을 보장받지 못한다.

2. 수동작업이므로 매니폴드 게이지와 진공펌프를 분리보관 상태로 사용해야 하므로 취급 및 사용상 번거로움이 따른다.

3. 진공펌프는 보관시 흡입구가 개방되어 있으므로, 공기중의 상대습도와 진공 펌프내의 윤활유가 작용하여 유탁액 현상(윤활유가 산폐되는 현상)이 발생되어, 장기간 사용된 진공펌프는 냉동장치의 누설검사시 장치내에 수분을 존재시키는 원인이 되고, 이에 따라 팽창밸브를 동결폐쇄시켜 냉매가스의 순환이 저해되면서 냉동능력 감소 및 압축기를 소순시킨다.

4. 특히 냉동장치에 냉매가스를 충전하기 위하여는 고압 핸들 밸브(104)를 차단시키고, 저압측 핸들 밸브를 개방시킨 상태로 진공펌프로서 완전 진공시킨다음, 저압측 핸들 밸브를 잠그고 중립측 연결호스(109)를 진공펌프에서 분리하여 냉매병으로 연결 충전시키게 되는바, 이 과정에서 중립측 연결호스가 대기중에 노출되어 공기가 침입하게 된다. 이를 제거하기 위하여는 냉매 용기측의 밸브를 개방시킨후, 매니폴드 게이지의 저압측 출입구를 조금 열어 냉매가스 압력으로 제거시키고 있으나, 이러한 방법은 필연적으로 냉매가스의 대기중 방출현상을 초래하게 되어, 냉매의 손실 뿐만 아니라, 오존층 파괴의 주요인이 되는 등의 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같이 종래의 문제점을 해결함과 동시, 조작자의 스위치 조작에 따라 관로측의 전자개폐식 밸브들이 상호 유기적으로 자동 개폐되면서, 누설 검사와 진공검사 및 냉매 충전 동작 뿐만 아니라, 압축기내의 오일석션작용까지 가능토록 된 냉매 자동 충전장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 제2전자밸브를 구비한 진공펌프측 토출관로의 말단부위에는 제1전자밸브와 고압감지 게이지를 구비하고 압축기와 연결되는 압축기 연결관로와, 제3전자밸브를 구비하고 말단이 개방된 대기방출 오일공급관로와, 제4전자밸브를 구비하고 기밀상태 확인수단과 연결되는 밀폐확인 관로가 각기 연결 설치되었다. 그리고, 제7전자밸브를 구비한 진공펌프의 흡입관로 일측단 부위에는, 제6전자밸브를 구비하고 냉매 용기와 결합되는 냉매 연결 관로와, 제8전자밸브를 구비하고 오일석션 장치와 결합되는 오일석션관로와, 제5전자밸브를 구비하고 다른 일측단은 압축기 연결 관로와 연결되면서 일측에 제9잔자밸브를 구비한 대기방출 관로가 부설된 바이패스 관로가 각기 연결 설치되므로서, 내압검사와 기밀검사 그리고 오일석션 및 냉매 충전용 선택 스위치를 작동시 상기 각 관로의 제1 내지 제9전자밸브가 상호 유기적으로 개폐되어, 진공펌프의 공기압과 오일석션관로-흡입관로-토출관로-압축기 연결 관로를 이용한 냉동장치내의 누설시킴과, 압축기 연결관로-바이패스관로-흡입관로-토출관로-대기방출 및 오일공급관로를 통한 진공 시험 및 냉매 병 연결관로-바이패스 관로-압축기연결 관로를 이용한 냉매충전, 그리고 오일석션 장치를 오일석션관로 및 대기방출 오일공급관로에 차례로 연결하여 압축기내 오일 제거 및 재충전작업이 가능토록한 것으로 이를 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 제1,2도는 본 발명에 따라 일예시적으로 구성된 냉매 충전장치의 전체 사시 개략도 및 전체 배관 구성도로서, 후레임(A)의 내부에는 진공펌프(1)(제1도에는 도시되지 않음) 및, 냉매병 연결관로(5)와 연결된 냉매병(14), 그리고 진공펌프와 연결되면서 각기 전자밸브를 가지고 배관 관로가 설치되어 있으며, 후레임의 상측에는 고압계(13)와 저압계(6) 그리고 밸브 작동확인 표시등(LP) 및 복수개의 작업 선택 스위치(SW)등이 배열 설치된 콘트롤부(B)가 위치하고 있다.

여기에서 본 고안의 요부인 배관 상태도를 살펴보면 도면 제2도에서와 같이, 진공펌프(1)의 흡입관로(2)에는 제7전자밸브(SV₇)가 설치된어 있고, 그 말단부에는 제6전자밸브(SV₆)를 구비하고 냉매병(14)의 밸브와 연결된 냉매병 연결관로(5)와, 말단이 개방되고 제8전자밸브(SV₈)를 구비한 오일석션관로(4)와, 그리고 제5전자밸브(SV₅)를 구비하고 일측부위에는 제9전자밸브(SV₉)에 의해 개폐되는 제2대기방출 관로(22)를 부설한 바이패스 관로(7)가 연결 설치되어 있다.

또한, 진공펌프(1)의 토출관로(3)에는 제2전자밸브(SV₂)가 설치되면서, 그 말단부에는 개방되고 제3전자밸브(SV₃)를 구비한 제1대기방출관로(10)와, 제4전자밸브(SV₄)를 구비하고 오일이 내장된 기밀 상태 확인수단(9)과 연결되는 밀폐확인 관로(8)와, 그리고 제1전자밸브(SV₁)를 구비하고 일측부위는 상기 바이패스 관로(7)의 말단부위와 연결되며 냉동장치와 연결되는 압축기 연결관로(11)가 연결 설치되어 있다.

그리고, 상기 콘트롤부(B)에 위치하는 고압게(13)는 압축기 연결관로(11)의 제1전자밸브(SV₁) 전방측에서 인출되어 일측에 고압차단 스위치(12)를 부설한 고압 전달관로(11a)와 연결 설치되고 저압계(6)는 냉매병 연결관로(5)의 제6전자밸브(SV₆) 후방측에서 인출한 저압전달 라인(5a)과 연결 설치되어 있다.

여기에서, 상기 각각의 전자밸브(SV₁……SV₉)는 콘트롤부에 위치하는 작업 선택 스위치(SW₁…SW₄)에 의해 선별적으로 작동되어 해당관로를 개방시켜 주게되는 바, 이에 대한 작동 상태를 도면 제3도의 시퀀스회로도에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1선택 스위치(SW₁)와는 릴레이(R₁)를 통해 제1,2,7,8 전자밸브(SV₁,SV₂,SV₇,SV₈)가 A 접점으로 연결되므로서, 스위치를 누르면 공급되는 전원에 의해 상기 연결된 전자밸브(SV₁,SV₂,SV₇,SV₈)만이 동시에 작동되어 해당관로 즉 오일석션관로(4)-흡입관로(2)-토출관로(3)-압축기 연결관로(11)가 개방되면서, 다른 릴레이(R₁₅)에 의해 진공펌프(1)가 작동되므로, 진공펌프의 흡입력에 의하여 말단이 개방된 오일석션관로(4)가 외부공기를 흡입하여 압축기 연결관로(11)을 통해 압축기 즉 냉동장치 내로 공급하게 된다.

이때, 냉동장치의 내부압력은 고압전달관로(11a)를 통하여 고압계(13)에 표시되며, 설정된 압력(약 250psi)까지 상승이 되면 고압차단스위치(12)가 이를 감지하여 상기 전자밸브(SV₁,SV₂,SV₇,SV₈)를 오프시킴에 따라 해당관로가 차단되고, 설정된 시간동안 방치하면서 냉동장치내에 공급된 압축공기의 누설여부(즉 내압검사)를 측정 시험하게 된다. 그리고, 상기 제1선택 스위치(SW₁)와 연결된 릴레이(R₁)의 작동시에는 B 접점으로 연결된 기밀검사와 오일석션 및 냉매충전 스위치와 연결된 각 릴레이(R₃,R₈,R₁₀)가 오프동작되어 다른측 밸브(즉 관로)는 차단된 상태를 유지하게 되며, 이와 같은 동작은 추후 설명할 기밀검사 및 오일석션 그리고 냉매충전 동작시에도 행해진다.

제2선택 스위치(SW₂)와는 릴레이(R₃)를 통해 제9 및 제3전자밸브(SV₉,SV₃)가 임의 설정시간을 가지는 타이머(T₁,T₂)와 연계작동 상태로 연결되고, 상기 타이머(T₁,T₂)와 연결된 릴레이(R₆,R₇)와는 제2,5,6,7 전자밸브(SV₂,SV₅,SV₆,SV₇)가 연결되므로서, 스위치(SW₂)를 눌러 온 시키면 먼저 제9,3전자밸브(SV₉)(SV₃)가 개방되어 위에서 설명한 내압검사시에 냉동장치내에 형성된 공기압이 제1,2대기방출관로(10)(22)를 통해 대기중으로 방출되고, 장치내부는 대기압과 동일하게 된다.

그후, SV₉이 차단됨과 동시, 릴레이(R₁₅)(R₆,R₇)에 의하여 진공펌프(1)가 작동되고, SV₂,SV₅,SV₆,SV₇가 작동되어 압축기 연결관로(11)-바이패스관로(7)-흡입관로(2)-토출관로(3)-제1대기 방출 관로(10)를 통해 냉동장치 내부압력이 완전진공에 가까운 상태로 내려가도록 한다.

그후 SV₃가 차단되고 SV₄가 개방되면서 잔유공기는 밀폐확인 관로(8)를 통해 오일이 내장된 기밀 상태 확인수단(9)내로 유도된다.

이때 장치내가 완전기밀이 되지 않았다면 기말상태확인 수단내의 오일속에 기포가 상승하게 된다. 일정시간 경과후 장치내가 완전진공상태로 되면 진공펌프(1) 및 전자밸브 (SV₃,SV₄,SV₅,SV₆,SV₇)가 차단되며, 이를 이용하여 진공검사(일명 기밀검사)를 행하게 된다.

제4선택 스위치(SW₄)와는 릴레이(R₁₀)를 통해 제5,6전자밸브(SV₅,SV₆)가 연결되고, 임의의 설정시간을 가지는 타이머(T₄)를 통해 전원 공급용 콘센트(21)가 연결 설치되어 있고, 이에 따라, 스위치(SW₄)를 작동시킴과 동시, 냉매병(14)의 자체밸브를 개방시키게 되면, SV₆와 SV₅가 작동되어 냉매병 연결관로(5)-바이패스관로(7)-압축기 연결관로(11)를 통해 냉매병 내의 냉매가 진공상태인 냉동장치측으로 흘러 들어가게 된다.

그후, 타이머(T₄)에 설정된 시간(약4-5초) 후에 콘센트(21)에 전원이 공급되므로, 이에 플러그를 결합시킨 냉매 피층 전용 냉동기가 자동으로 기동하게 되어 작업자가 원하는 양만큼 충전시킬 수 있게 된다.

이와 같이하여 냉매충전 작용을 행하게 된다. 제3선택 스우치(SW₃)와는 릴레이(R₈)(R₁₅)를 통해 제2,3,7,8,전자밸브(SV₂,SV₃,SV₇,SV₈) 및 진공펌프(1)가 연결 설치되어 있다. 이에 따라, 선택스위치(SW₃)를 온 동작시킴과 동시, 연결된 전자밸브가 개방되고 진공펌프가 작동하게되므로, 오일석션관로(4)-흡입관로(2)-토출관로(3)-제1대기방출관로(10)가 관통되어, 오일석션관로(4)에서 흡입된 공기가 제1대기방출관로(10)로 분출된다.

여기에서, 제4도에서와 같이 상부에 제1연결관(17)과 하부에 드레인 밸브(18)가 설치된 오일저장탱크(16)의 일측에 또다른 제2연결관(19)을 설치하되, 상기 연결관(19)의 일측에 관로개폐용 밸브(20)를 설치하였고, 일측단 부위는 측벽을 관통하여 저장탱크내에 위치토록하여서 오일석션장치(15)를 구성한 뒤, 상기 제1연결관(17)을 오일석션관로(4)에 연결시키고, 제2연결관(19)을 압축기의 오일배출구에 연결시키게 되면, 압축기 내의 흡인력에 의해 오일저장탱크(16)내로 유입되어 압축기내의 오일제거가 완벽하게 행해진다.

그뒤 압축기로부터 연결관(19)을 분리시키고 밸브(20)를 잠근 다음 드레인밸브(18)를 개방시키게 되면, 저장탱크내의 폐오일이 외부로 배출되며, 이를 완료 후 밸브(19)와 드레인밸브(18)를 원 상태로 복귀시킨뒤 연결관(19)을 새로운 오일통에 넣어 공급하고져 하는 오일을 저장 탱크(16)내로 흡입시킨 다음, 제2연결관(19)을 압축기에 연결시키고, 상측 제1연결관(17)을 제1대기방출관로(10)에 연결시키게 되면, 관로를 통한 압축공기가 저장탱크(16)내로 들어오게되므로 제2연결관('19)을 통해 압축기내에 오일이 충전되므로, 오일석션작용이 행해지게 된다.

그리고, 상기 선택스위치(SW₁…SW₄)에 의해 선별적으로 작동되는 전자밸브(SV₁…SV₆)의 일측에 각각 표시램프 (LP₁…LP₉)를 연결시켜 이를 콘트롤부(B)에 위치토록하므로서, 스위치 작동에 따른 해당 전자밸브의 작동상태를 조작자가 육안으로 직접확인 점검할 수 있도록 하였다.

이상과 같이 구성되고 작동되는 본 발명은 선택 스위치의 조작만으로 전자밸브 및 진공펌프가 자동개방 및 작동되어 해당작업이 가능케 되므로서, 종래의 매니폴드 게이지가 제거되고, 진공펌프를 분리보관 사용하지 않아도 되므로 조작이 매우 간편하고 수월해졌으며, 사용상의 편리성을 제공할 수 있다.

그리고, 진공펌프의 흡입 및 토출관로에 전자밸브가 설치되므로 외부공기 및 습도와는 차단되어 펌프의 기계적 수명을 연장할 수 있으며, 종래와 같이 호스내의 공기제거의 필요성을 배제하여 냉매 손실과 대기오염을 방지하고, 냉매충전시에 종래와같이 충전호스를 여러번 교체할 필요가 없어지므로 확실하고 완벽한 충전이 가능케 되었으며, 압축기 내의 오일석션 기능까지도 겸할 수 있는 등의 특출한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 진공펌프를 이용한 냉매충전장치를 구성함에 있어서, 진공펌프(1)의 흡입관로(2)와 토출관로(3)에 각기 제7전자밸브(SV₇)와 제2전자밸브(SV₂)가 결합설치되면서, 흡입관로(2) 일측단에는 제6전자밸브(SV₆)를 구비하고 저압전달관로(5a)로서 저압계(6)와 연결되어 말단부위는 냉매병(14)가 연결되는 냉매병 연결관로(5)와, 제8전자밸브(SV8)를 구비한 오일석션관로(4) 및, 제5전자밸브(SV₅)를 구비하고 일측부위에 제9전자밸브(SV₉)를 가지는 제2대기방출관로(22)가 부설된 바이패스관로(7)가 연결설치 되었으며, 토출관로(3)에는 제3전자밸브(SV₃)를 구비한 제1대기방출관로(10)와, 제4전자밸브(SV₄)를 구비하고 오일이 내장된 기밀상태 확인수단과 연결되는 밀폐확인관로(8)와, 그리고 제1전자밸브(SV₁)를 구비하고 고압차단스위치(12)가 설치된 고압전달관로(11a)로서 고압계(13)와 연결되며 일측부위에 상기 바이래스관로(7)의 말단부위를 연결시킴과 동시 말단부는 냉동장치와 연결되는 압축기 연결관로(11)가 결합설치되므로서 콘트롤부에 위치하는 선택스위치(SW₁…SW₄)와 릴레이에 의해 상기 전자밸브(SV₁…SV₉)가 선별적으로 작동되어 냉동장치의 내압검사와 기밀검사 그리고 냉매충전 및 압축기의 오일석션을 행하도록 함을 특징으로 하는 냉동기용 냉매자동충전장치.
2. 제1항에 있어서, 내압검사는, 제1선택스위치(SW₁)의 온동작시 릴레이에 의해 제1,2,7,8 전자밸브(SV₁,SV₂,SV₇,SV₈)와 진공펌프(1)가 작동되어, 오일석션관로(4)-흡입관로(2)-토출관로(3)-압축기 연결관로(1)가 개방되어 냉동장치내로 압축공기가 공급되도록 함을 특징으로 하는 냉동기용 냉매자동충전장치.
3. 제1항에 있어서, 기밀검사는, 제2선택 스위치(SW₂)의 온동작시 릴레이(R₃)를 통해 제9,3전자밸브(SV₉,SV₃)가 타이머(T₁,T₂)의 설정시간만큼 개방되었다가 제9전자밸브(SV₉)가 차단된 다음, 다른 릴레이에 의해 진공펌프(1)와 제2,5,6,7전자밸브(SV₂,SV₅,SV₆,SV₇)가 작동되어 냉동장치내부에 진공상태가 유지토록 함을 특징으로 하는 냉동기용 냉매 자동충전장치.
4. 제1항에 있어서, 냉매충전은, 제4선택 스위치(SW₄)의 온동작시 해당 릴레이에 의해 제5,6전자밸브(SV₅,SV₆)가 작동되어 냉매병(14)내의 냉매가 냉매연결관로(5)-바이패스관로(7)-압축기 연결관로(11)를 거쳐 진공상태의 냉동장치내로 충진되며, 타이머(T₄)에 설정된 시간후에 콘센트(21)에 전원이 공급되어, 이에 플러그를 결합시킨 피충전 냉동기가 기동되도록 함을 특징으로 하는 냉동기용 냉매자동충전장치.
5. 제1항에 있어서, 오일석션은, 제3선택밸브(SW₃)의 온동작시 해당 릴레이에 의해 제2,3,7,8전자밸브(SV₂,SV₃,SV₇,SV₈)와 진공펌프(1)가 작동되어, 오일석션관로(4)에서 흡입된 공기가 제1대기방출관로(10)로 분출되므로서, 저장탱크와 연결관을 구비한 오일석션장치를 상기 오일석션관로 또는 제1대기방출관로에 연결시켜 압축기내의 폐오일제거와 새로운 오일의 공급이 가능토록 함을 특징으로 하는 냉동기용 냉매자동충전장치.
6. 제5항에 있어서, 오일석션장치(15)는, 상측에 제1연결관(17)과, 하측에 폐유 배출용 드레인 밸브(18)를 설치한 오일저장탱크(16)와 : 일측에 밸브(20)와, 일측단부위는 오일저장탱크의 측벽을 관통하여 내부에 위치시키면서 타측단 부위는 압축기의 오일공급구와 연결되는 제2연결관(19)으로 구성됨을 특징으로 하는 냉동기용 냉매자동충전장치.
7. 제1항에 있어서, 각 전자밸브(SV₁…SV₆)에는 각각 작동상태 표시용 램프(LP₁…SP₉)가 연결 설치됨을 특징으로 하는 냉동기용 냉매자동 충전장치.

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