KR940003310B1 - 용량 제어 가능한 압축기 장치 - Google Patents

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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Description

용량 제어 가능한 압축기 장치
제1도는 본 발명에 의한 압축기장치의 1실시예가 다수개의 증발기를 가진 냉동장치에 적용될때 개략 회로도.
제2도에서 제19도까지는 본 발명에 의한 압축기장치의 다른 실시예의 개략구조도.
제20도는 다수개의 냉동장치에 적용될때 종래의 압축기장치의 개략 구조도이다.
본 발명은 다수개의 병렬 접속된 고압쳄버식 압축기를 가진 압축기장치에 관한 것으로, 특히 이 고압쳄버식 압축기의 몇개를 운전정지시키거나 압축기의 용량을 제어함으로써 그 전체의 용량을 제어할 수 있는 압축기장치에 관한 것이다.
다수개의 실의 공기조절을 행하는 공조장치, 다수개의 냉동실등을 냉각시키는 냉동장치에 대해서 이에 사용된 압축기장치의 용량이 냉각되는 냉동실의 수 또는 공조가 되는 실의수의 변화에 따라 변할 수 있는 것이 바람직하다. 제20도에 나타낸 바와 같이 이 종류의 용량제어 가능한 압축장치는 기름 균일 배관에 의해 서로 접속된 이 기름통을 가진 다수개의 병렬접속된 압축기를 가지고 있으므로 몇개의 압축기를 운전정지시키거나 압축기의 용량을 변경시켜 이 전체의 용량을 제어한다. 이 종류의 압축기장치에 있어서 모든 압축기를 운전할 경우 개개의 압축기, 배관등에서 제작상 변동 때문에 모든 압축기의 쳄버의 내압을 거의 균일화시킬 수 없다. 이러한 이유로 각 압축기의 윤활유의 량은 균일하지 않으므로써 압축기들 사이에서 윤활유의 분포가 불균일해지는 결과가 된다. 또한 몇개의 압축기를 운전정지시켜 용량제어를 행할 경우 가스냉매등과 같은 다른 압축기에 의해 압축된 고압가스의 일부가 운전정지된 압축기로 유입하여 윤활유를 희석시켜 운전정지된 압축기의 쳄버내에서 저온의 윤활유내에 용해되는 문제가 있다. 더욱이 압축기를 재 기동시킬 경우 용해된 액체냉매는 압축되고 포밍(foaming)을 일으켜 압축공간내로 유입된 기름의 량을 증가시킴으로써 압축기의 효율이 저하된다. 또한 운전정지된 압축기의 쳄버의 내압은 운전시 압축기의 쳄버의 내압보다 약간 낮으므로 압축기들 사이에서 윤활유가 불균일하게 분포되는 문제가 이 경우에도 발생한다.
일본 특허공개 소57-51982에 개시된 바와 같이 다수개의 병렬접속된 압축기를 구비한 압축기장치에서 윤활유의 불균일 분포 문제를 해결하려는 제안이 있었다. 그러나 이 제안은 흡입관의 압력 손실을 이용하여 각각의 병렬접속된 압축기의 저압쳄버의 압력이 다르기 때문에 각 압축기의 효율이 저하시키는 문제가 발생한다. 특히, 흡입압력을 감소시키므로 압축기장치의 적용 범위를 제한하여 불리하다. 이 방법은 저압 쳄버압축기에 적용할 수 있지만 대체로 쳄버를 고압으로 유지하는 고압쳄버 압축기에는 부적당하다.
본 발명의 목적은 모든 압축기를 운전할 경우와 몇개의 압축기를 운전정지시킴으로써 용량 제어를 할 경우 윤활유의 분포가 불균일하지 않은 압축기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 윤활유가 희석되지 않도록 몇개의 압축기를 운전정지시킴으로써 용량 제어를 할경우 압축된 가스가 윤활유에 용해되지 않는 압축기장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 운전정지된 압축기를 재기동시킬 경우 액체냉매의 포밍과 압축으로 인한 압축공간 내로 유입된 기름의 량의 증가로 인한 압축기의 효율이 저하되는 것을 방지하는 압축기장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 용량 제어 가능한 압축기장치는 상기 압축기의 하나를 다른 압축기보다 높은 내압으로 유지된 그 쳄버로 운전하고 기름 분리기를 가진 공통 냉매 방출 배관과 공통 냉매 흡입 배관에 평행하게 접속된 다수개의 고압쳄버 압축기와, 상기 기름 분리기에 의해 분리된 윤활유를 내압이 높게 유지된 그 쳄버로 운전되는 상기 압축기의 하나의 흡입측으로 복귀시키는 수단과, 압축기장치의 용량을 제어할 경우 압축기의 어느 하나가 운전 정지되고 상기 균일기름관에 의해 서로 연통된 2개의 압축기중의 하나로 윤활유가 유입하는 것을 방지하도록 상기 균일기름관에 배치된 제1제어수단과, 냉매가 상기 운전정지된 압축기로 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 운전정지된 압축기의 배출관에 배치된 밸브수단을 갖고 있다.
제1제어수단은 윤활유가 운전정지된 압축기내로 유입되는 것을 방지하도록 균일기름배관에 근접한 스톱밸브나 균일기름배관에 배치된 첵밸브를 포함한다.
밸브수단은 냉매가 운전정지된 압축기내로 유입되는 것을 방지하도록 배치된 첵밸브를 포함한다.
기름분리기와 내압이 높게 유지된 그 쳄버로 운전되는 압축기의 냉매 흡입관 사이에 접속된 기름복귀 배관과 기름복귀 배관이 상기 냉매흡입관에 접속된 지점의 하류점에 다수개의 압축기에 인접냉매흡입관 사이에 각각 연통되는 연통관을 포함한다. 이 연통관은 없어도 좋다. 내압이 높게 유지된 그 쳄버로 운전되는 압축기의 공간과 기름복귀배관을 접속할 수 있고 여기서 중간 압력에 대응하는 공간의 압력은 압축행정중에 얻어진다.
1실시예로 다수개의 기름복귀배관을 제공하여 기름분리기와 다수개의 압축기의 공간을 접속하고 중간 압력에 대응하는 공간의 압력이 압축행정중에 얻어진다. 이경우 기름복귀배관을 폐쇄하는 스톱밸브를 배치할 필요가 있다.
압축기의 배출관의 유동저항을 더 크게 함으로써 압축기의 내압을 증가시킬 수 있다.
또한 균일한 기름배관은 윤활유의 유동에 대하여 상류측에 위치된 압축기의 기름저장장소내로 돌출시키도록 연장하는 것이좋다.
모든 압축기를 운전할 경우 기름분리기로 고압가스냉매에서 분리된 윤활유는 내압이 증가하여 운전되는 압축기로 복귀된 다음, 이 압축기에서는 다른 압축기로 공급된다. 그러므로 윤활유의 불균일한 분포를 방지할 수 있다.
몇개의 압축기를 운전정지시킴으로써 압축기장치의 용량을 제어할 경우 윤활유는 회로내에 고립된 운전정지된 압축기로 운전되는 압축기중에서 내압이 증가되어 운전되는 압축기로 복귀되므로써 운전정지된 압축기내로 고압가스냉매 및 윤활유가 유입되는 것을 방지한다.
몇개의 압축기를 운전정지시킴으로써 압축기장치의 용량을 제어할 경우 윤활유는 회로내에 고립된 운전정지된 압축기로 운전하여 압축기 사이에서 내압이 증가하게 운전되는 압축기로 복귀되고 그에 의해 고압가스 냉매 및 윤활유가 운전정지된 압축기내로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로 운전정지된 압축기를 재기동시킬 경우 포밍의 발생과 액체냉매의 압축을 방지하고 윤활유의 불균일 분포를 방지할 수 있어서 압축기장치의 효율이 저하되는 것을 피할 수 있다.
다음 도면을 참조하여 본 발명에 의한 압축기장치의 앞서의 실시예를 아래에 기술한다.
제1도는 본 발명에 의한 압축기장치의 제1실시예를 나타낸다. 이 압축기장치는 공통흡입관(10) 및 공통배출관(11)에 병렬로 접속된 3개의 고압쳄버 압축기(1, 2 및 3)를 갖는다. 압축기(1, 2 및 3)는 고정 용량형이다. 압축기(1)를 다른 압축기(2 및 3)보다 높은 주파수로 운전시키며, 또한 압축기(2)를 압축기(3)보다 높은 주파수로 운전시킨다. 압축기(1)의 기름저장소(1b)를 균일기름배관(15a)에 의해 압축기(2)의 기름저장소(2b)와 연통하고 압축기(2)의 기름저장소(2b)를 균일한 기름배관(15b)에 의해 압축기(3)의 기름저장소(3b)와 연통한다. 균일기름배관(15a 및 15b)를 각각 첵밸브(22a 및 22b)에 제공하여 첵밸브(22a 및 22b)는 윤활유가 압축기(1)에서 압축기(2)로 유입하게 하며 압축기(2)에서 압축기(3)로 유입하게 한다. 압축기(1)의 흡입관(7)을 연통배관(17a)에 의해 압축기(2)의 흡입관(8)과 연통하게 하고 압축기(2)의 흡입관(8)을 연통배관(17b)에 의해 압축기(3)의 흡입관(9)과 연통하게 한다. 배출관(4 및 5)를 첵밸브(20a 및 20b)에 각각 제공하여 압축된 가스가 후방으로 유입되는 것을 방지한다. 각각의 압축기로 부터 배출되고 본 실시예의 고압가스 냉매인 고압가스에서 윤활유를 분리하기 위하여 공통배출관(11)을 기름분리기(16)에 제공한다. 기름복귀배관(18)은 압축기에서 분리되어 윤활유를 복귀시키는 기름분리기(16)에 접속된다. 기름복귀배관(18)은 연통배관(17a)이 흡입관(7)에 접속되는 점의 상류점에서 압축기(1)의 흡입관(7)에 접속된다. 냉매가 압축기(1)의 외부로 유출되는 것을 방지하도록 연통배관(17a)의 접속점의 하류점의 흡입관(7)내에 첵밸브(21a)를 배치한다. 유사하게 압축기(2)의 흡입관(8)내에 첵밸브(21b)를 배치한다.
응축기(12)를 기름분리기(16)에 접속시킨다. 다수개의 병령접속된 증발기(14)를 감압장치(13)를 거쳐 응축기(12)에 접속한다. 각각의 증발기(14)를 공통흡입관(10)에서 접속시켜서 냉동사이클을 완료한다.
고압쳄버 압축기(1, 2 및 3)를 동시에 운전할 경우 압축기(1)를 고주파로 운전하고 즉 다른 압축기(2, 3)보다 큰 용량으로 운전함으로써 압축기(1)의 배출관(4)를 거쳐 유동하는 냉매의 속도는 다른 압축기(2, 3)의 배출관(5, 6)을 거쳐 유동하는 냉매속도보다 빠르다. 그 결과 배출관(4)의 압력손실은 배출관(5, 6)의 압력손실보다 크다. 각각의 배출관(4, 5 및 6)을 접속한 공통배출관(11)에 압력이 균일하므로 압축기(1)의 쳄버 내압은 압력손실의 차에 대응하는 량만큼 증가한다. 윤활유를 포함하는 고압가스 냉매는 각 압축기(1, 2 및 3)에서 배출되어 기름분리기에 의해 윤활유에서 분리된 다음 공통배출관(11)을 거쳐 응축기(12)로 유입된다. 이렇게 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18)과 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)로 복귀된다. 그다음 윤활유는 흡입관(7)과 연통배관(17a 및 17b)을 거쳐 각 압축기(1, 2 및 3)에 복귀한다.
또한 압축기(1)의 기름저장소(1b)에 모아진 윤활유를 압축기(1) 및 (2) 사이에 내압의 차 때문에 균일기름배관(15a 및 15b)을 거쳐 압축기(2 및 3)로 공급한다. 균일기름배관(15a 또는 15b)의 개구아래로 상류측 압축기의 유면(25)을 낮출 경우 균일기름배관(15a 및 15b)은 제1도에 나타낸 상류측에 위치한 압축기의 기름 저장소로 돌출하여 연장하므로 복귀된 윤활유를 압축기의 쳄버벽을 따라 하방으로 유동하므로써 하류측의 압축기로 공급해서 상류측의 압축기 유면(25)을 정규위치로 유지할 수 있다. 그러므로 윤활유의 불균일 분포를 방지할 수 있다.
압축기를 운전정지된 용량제어모드로 압축기장치를 운전할 경우 압축기(2 및 3)의 배출관(5 및 6)을 거쳐 배출된 고압가스 냉매가 압축기(1)의 배출관(4)에 배치된 첵밸브(20a)에 의해 압축기(1)내로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 기름분리기(16)에 의해 고압가스 냉매에서 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18) 및 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)에 복귀한다. 압축기(1)의 내측을 첵밸브(21a)에 의해 내압을 높게 유지시키므로 복귀된 윤활유는 압축기(1)내로 유입되는 것이 허용되지 않고 연통배관(17a)를 거쳐 압축기(2)의 흡입관(8)으로 허용된다. 다음에 윤활유는 흡입관(8) 및 연통배관(17b)을 거쳐 압축기(2 및 3)로 복귀한다. 또한 압축기(2)와 (3) 사이에 내압차 때문에 압축기(2)의 기름저장소(2b)에 모진 윤활유를 균일기름배관(15b)을 거쳐 압축기(3)으로 공급한다. 압축기(2)의 윤활유는 균일기름배관(15a)의 첵밸브에 의해 압축기(1)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.
균일기름배관(15b)의 개구 이하로 상류측의 압축기(2)의 유면(25)을 낮출 경우 제1도에 나타낸 상류측에 위치한 압축기(2)의 기름저장소내로 균일기름배관(15b)은 돌출하여 연장하므로 복귀된 윤활유가 압축기(2)의 쳄버벽을 따라 하방으로 유도함으로서 하류측의 압축기(3)에 공급되는 것이 방지되고 상류측의 압축기(2)내의 유면(25)을 정규위치로 유지할 수 있다. 그러므로 압축기(2)와 (3) 사이에 윤활유가 불균일하게 분포되는 것을 방지할 수 있고 압축기(1)의 기름저장소내에서 윤활유의 량을 정규적인 량으로 유지할 수 있다. 또한 압축기(2 및 3)에서 배출된 고압가스 냉매가 압축기(1)내로 유입되는 것을 방지하므로 냉매가 윤활유를 희석시키기 위해 압축기(1)내에 윤활유를 용해시킬 가능성은 없다. 더욱이 압축기(1)를 재기동시킬 경우 액체냉매의 압축이나 포밍의 발생이 없고 압축기장치의 효율저하를 방지한다.
또한 압축기(1 및 2)를 운전정지시키는 동안 압축기(3)만을 운전하는 용량제어모드로 압축기장치를 운전할 경우 압축기(3)에서 배출된 고압가스 냉매는 상기 설명한 방식으로 첵밸브(20a 및 20b)에 의해 압축기(1 및 2)내로 유입되는 것을 방지한다. 또한 기름분리기(16)에 의해 분리된 윤활유는 첵밸브(21a 및 21b)에 의해 압축기(1 및 2)내로 유입되는 것이 방지되는 동안 기름복귀배관(18)을 거쳐 복귀된다. 그 결과 이 경우에도 윤활유의 희석화, 액체냉매의 압축 및 포밍을 방지할 수 있다.
제2도는 본 발명에 의한 압축기장치의 제2실시예를 나타낸다. 이 실시예에서 2 고압쳄버 압축기(1 및 2)를 병렬로 접속하고 압축기(1)를 압축기(2)보다 고주파로 운전한다. 첵밸브(22a 및 22b) 대신에 균일기름배관(15)에 근접한 스톱밸브(23)에 균일기름배관(15)를 제공한다. 다른 구성은 1실시예와 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
2압축기(1 및 2)를 동시에 운전할 경우 균일기름배관(15)에 배치된 스톱밸브(23)를 개방한다. 압축기(1)를 고주파 즉 압축기(2)보다 큰 용량으로 운전하기 때문에 압축기(1)의 배출관(4)을 거쳐 유동하는 냉매의 속도는 압축기(2)의 배출관(5)를 거쳐 유동하는 냉매의 속도보다 빠르다. 그 결과 배출관(4)의 압력손실은 배출관(5)의 것보다 크다. 각 배출관(4 및 5)를 접속하는 공통배출관(11)에서 압력은 균일하므로 압축기(1)의 쳄버내압은 압력손실의 차에 대응하는 량만큼 증가한다. 윤활유를 포함하는 고압가스 냉매는 기름분리기(16)에 의해 윤활유에서 분리되도록 각 압축기(1 및 2)에서 배출된 다음 응축기로 공급된다(제2도에 도시 생략). 기름분리기(16)에 의해 고압가스 냉매에서 분리된 윤활유가 기름복귀배관(18) 및 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)에 복귀한다. 압축기(1)의 내측을 첵밸브(21)에 의해 내압을 높게 유지하므로 복귀된 윤활유는 압축기(1)내로 유입될 수 없고 연통배관(17)를 거쳐 압축기의 흡입관(8)으로 복귀된다. 그다음 윤활유는 흡입관(8) 및 연통배관(17)을 거쳐 압축기(2)로 복귀한다. 압축기(2)내의 윤활유는 균일기름배관(15)의 스톱밸브(23)을 폐쇄함으로써 압축기(1)에 공급되는 것이 방지된다. 그러므로 정상상태에서 압축기(2)의 윤활유를 유지할 수 있다. 또한 압축기(2)에서 배출된 고압가스 냉매가 압축기(1)내로 유입되는 것이 방지되므로 냉매가 윤활유를 희석시키기 위해 압축기(1)내의 냉매가 윤활유를 용해할 가능성은 없다. 더욱이 압축기(1)를 재기동시킬 경우 액체냉매의 압축과 포밍의 발생은 없으므로 압축기장치의 효율을 저하시키는 것을 방지한다. 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18) 및 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)으로 복귀된다. 그다음 윤활유는 흡입관(7) 및 연통관(17)을 거쳐 각 압축기(1 및 2)로 복귀한다.
또한 압축기의 기름저장소(1b)에 모아진 윤활유를 압축기(1)와 (2) 사이의 내압의 차 때문에 균일기름배관(15)을 거쳐 압축기(2)로 공급한다. 상류측의 압축기 유면(25)을 균일기름배관(15)의 개구 이하로 낮출 경우 균일기름배관(15)은 1실시예와 유사하게 상류측에 위치한 압축기(1)의 기름저장소(1b)내로 돌출하여 연장하므로 복귀된 윤활유는 압축기의 쳄버벽을 따라 흘러내림으로써 하류측의 압축기(2)에 공급되는 것이 방지된다. 그래서 상류측의 압축기(1)내의 유면(25)을 정규위치로 유지할 수 있다. 그러므로 윤활유의 불균일분포를 방지할 수 있다.
압축기(1)를 운전정지시키는 용량제어모드로 압축기장치를 운전할 경우 압축기(2)의 배출관(5)을 거쳐 배출된 고압가스 냉매는 압축기(1)의 배출관(4)에 배치된 첵밸브(20)에 의해 압축기(1)내로 유입되는 것을 방지한다.
제3도는 본 발명에 의한 압축기장치의 3실시예를 나타낸다. 3실시예에서 고압가스 냉매가 압축기(2)내로 유입되는 것을 방지하도록 2실시예의 압축기(2)의 배출관(5)내에 추가하여 첵밸브(24)가 배치된다. 다른 구성은 2실시예의 것과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
2개의 압축기(1 및 2)를 동시에 운전할시와 압축기(1)를 용량제어모드에서 운전정지시킬시의 작용은 2실시예의 것과 같으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
압축기장치를 압축기(2)가 운전정지되는 용량제어모드에서 운전할 경우 압축기(1)의 배출관(4)을 거쳐 배출된 고압가스 냉매가 압축기(2)의 배출관(5)에 배치된 첵밸브(24)에 의해 압축기(1)내로 유입되는 것이 방지된다. 기름분리기(1b)에 의해 고압가스 냉매에서 분리된 윤활유는 윤활유의 압력이 흡입압으로 감압되는 기름복귀배관(18) 및 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)에 복귀한다. 압축기(2)의 쳄버(2a) 내측을 고압으로 유지하므로 흡입압으로 유지된 복귀윤활유는 압축기(1)에 복귀되도록 연통배관(17)을 거쳐 압축기(2)내로는 거의 유입이 되지 않는다. 압축기(1)의 윤활유를 균일기름배관(15)의 스톱밸브(23)를 패쇄함으로써 압축기(2)로 공급되는 것을 방지한다. 그러므로 압축기(1)의 윤활유를 정상상태로 유지할 수 있다. 더욱이 압축기(1)에서 배출된 고압가스 냉매가 압축기(2)내로 유입되는 것을 방지하므로 윤활유를 희석시키기 위해 압축기(2)의 윤활유에 냉매가 용해될 가능성은 없다. 또한 압축기(2)를 재기동시킬때 조차도 액체 냉매의 압축 및 포밍의 발생은 없으므로 압축기장치의 효율을 저하시키는 것을 방지한다. 이 실시예에 있어서 압축기(1 및 2)의 어느 하나를 정지시킬 수 있으므로 압축기장치의 수명을 연장시킬 수 있다.
제4도 및 제5도는 각각 본 발명의 압축기장치의 4 및 5실시예를 나타낸다. 4 및 5실시예는 2 및 3실시예의 변경이고 여기서 배관의 유동저항을 증가시키는 드로틀(26)을 배출관(4)내에 배치한다. 드로틀(26)을 배치하는 대신에 배관의 길이 및/또는 직경을 유동저항을 증가시키도록 조정할 수 있다. 배출관(5)의 것보다 배출관(4)의 유동저항을 크게 함으로써 압축기(1)의 쳄버(1a) 내압은 압축기(2)의 것보다 높다.
작용은 2 및 3실시예 각각의 것과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
이 실시예에서 압축기(1 및 2)를 동일 주파수로 운전할 경우 압축기장치의 구성을 단순화할 수 있다.
제6도 및 제7도는 각각 본 발명에 의한 압축기장치의 6 및 7실시예를 나타낸다. 6 및 7실시예는 압축기(27 및 28)가 압축기(1 및 2)에 대체되어 사용하는 점에서 2 및 3실시예와 다르다. 압축기(27)는 압축기(28)보다 용량이 더 크다.
작용은 2 및 3실시예 각각과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
또한 이 실시예들에서 압축기(27 및 28)을 동일 주파수로 운전할 경우 압축기장치의 구성을 단순화할 수 있다.
제8 내지 13도는 각각 본 발명에 의한 압축기장치의 8 내지 13실시예를 나타낸다. 이 실시예에서 압축기(2 및 28)만을 운전정지시킬 수 있다.
8실시예는 3실시예의 변경이고 여기서 압축기(1)의 배출관(4)의 연통배관(17), 첵밸브(21) 및 첵밸브(20)를 생략한다. 압축기(1 및 2)를 용량형 고압쳄버 압축기(1)를 고주파로 운전한다.
압축기(1 및 2)를 동시에 운전할 경우 균일기름배관(15)에 배치된 스톱밸브(23)를 개방한다. 윤활유를 포함하는 고압가스 냉매를 각 압축기(1 및 2)에서 배출시켜 기름분리기에 의해 윤활유에서 분리한 다음 도시되지 않은 응축기로 이송한다. 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18)과 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)로 복귀한다. 그다음 윤활유는 흡입관(7)을 거쳐 압축기(1)에 복귀한다. 또한 압축기(1)의 기름저장소(1b)에 모아진 윤활유를 (압축기(1)과 (2) 사이의 내압의 차 때문에) 균일기름배관(15)를 거쳐 압축기(2)에 공급한다. 균일기름배관(15)은 상류측의 압축기(1)의 유면(25)을 균일기름배관(15)의 개구 이하로 낮출 경우 1실시예와 유사하게 상류측에 위치한 압축기(1)의 기름저장소(1b)내로 돌출연장하므로 복귀된 윤활유는 압축기의 쳅버벽을 따라 하방으로 유동함으로써 하류의 압축기(2)로 공급되는 것을 방지하여 상류측의 압축기(1)내에 유면(25)을 정규위치로 유지할 수 있다. 그러므로 압축기(1)와 (2) 사이의 윤활유의 불균일 분포를 방지할 수 있다.
압축기(2)를 운전정지시킨 용량제어모드로 압축기장치를 운전할 경우 압축기(1)의 배출관(4)을 거쳐 배출된 고압가스 냉매가 압축기(2)의 배출관(5)에 배치된 첵밸브(24)에 의해 압축기(2)내로 유입되는 것을 방지한다. 기름분리기(16)에 의해 고압가스 냉매에서 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18)과 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)로 복귀하고, 다음에 압축기(1)로 복귀한다. 압축기(1)의 윤활유가 균일기름배관(15)의 스톱밸브(23)를 폐쇄하여 압축기(2)에 공급되는 것을 방지한다. 그러므로 압축기의 윤활유를 정상상태로 유지할 수 있다. 더욱이 압축기(1)에서 배출된 고압가스 냉매가 첵밸브(24)에 의해 압축기(2)내로 유입되는 것을 방지하므로 윤활유를 희석시키기 위하여 압축기(2)내에서 냉매가 윤활유에 용해될 가능성은 없다. 또한 압축기(2)를 재기동시킬 경우 액체냉매의 압축 및 포밍의 발생은 없으므로 압축기장치의 효율저하를 방지한다.
9실시예는 8실시예의 변경이고 여기서 기름복귀배관(18)은 압축기(1)의 공간(1c)과 접속되고 중간압력에 대응하는 공간(1c)의 압력은 압축행정중에 얻어진다. 이 실시예에서 8실시예의 것과 동일한 효과 및 작용에 추가하여 저온의 윤활유가 압축행정으로 인한 고온상태에 있는 중간 압력공간으로 주입되므로 압축기의 효율은 윤활유의 냉각효과 때문에 증가할 수 있다.
10 및 11실시예는 각각 8 및 9실시예의 변경이고 여기서 드로틀(26)은 압축기(1)을 고주파로 운전하는 대신에 압축기(1)의 배출관(4)에 배치된다. 드로틀(26)을 배치하는 대신에 배관의 길이 및/또는 직경이 유동저항을 증가시키도록 조정될 수 있다. 배출관(5)의 것보다 배출관(4)의 유동저항을 증가시킴으로써 압축기(1)의 쳄버(1a) 내압은 압축기(2)의 내압보다 높게 된다.
이들 실시예에서 8 및 9실시예의 것과 같은 작용 및 효과를 각각 얻을 수 있다.
12 및 13실시예는 8 및 9실시예의 변경이다. 여기서 압축기(27 및 28)를 압축기(1 및 2) 대신에 사용한다. 압축기(27)는 압축기(28)보다 용량이 더 크고 내압이 더 높다.
이들 실시예에서 8 및 9실시예의 것과 같은 작용 및 효과를 각각 얻을 수 있다, 또한 압축기(27 및 28)를 동일주파수로 운전할 수 있으므로 압축기장치의 구성을 단순화할 수 있다.
제14 내지 19도는 각각 본 발명에 의한 압축기장치의 14 내지 19실시예를 나타낸다. 이 실시예에서 병렬 접속 고압쳄버 압축기(1 및 2)를 용량을 제어하기 위하여 운전정지시킬 수 있다.
14실시예는 8실시예의 변경이고 여기서 첵밸브(20)를 고압가스 냉매가 압축기(1)내로 유입하는 것을 방지하도록 압축기(1)의 배출관(4)내에 배치하고, 기름복귀배관(32)를 기름분리기(16)와 압축기(2)의 흡입관(8)사이에 접속하고, 기름복귀배관(32)를 기름복귀배관(32)와 감압장치(31)을 폐쇄하는 스톱밸브(30)에 제공하고, 기름복귀배관(18)을 기름복귀배관(18)을 폐쇄하는 스톱밸브(29)에 제공한다 또한 압축기(1 및 2)의 기름저장소(1b 및 2b)가 서로 접속되는 균일기름배관(15)는 양 기름저장소(1b 및 2b)내로 돌출연장한다. 압축기(1)를 고주파 즉 압축기(2)보다 큰 용량으로 운전한다.
압축기(1 및 2)를 동시에 운전할 경우 균일기름배관(15)에 배치된 스톱밸브를 개방하고 기름복귀배관(32)의 스톱밸브(30)를 폐쇄하고 기름복귀배관(18)의 스톱밸브(29)를 개방한다. 윤활유를 포함하는 고압가스 냉매를 기름분리기(16)에 의해 윤활유에서 분리되도록 각 압축기(1 및 2)에서 배출한 다음, 도시되지 않은 응축기로 이송된다. 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18) 및 감압장치(19)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)에 복귀한다. 그다음 윤활유는 흡입관(7)을 거쳐 압축기에 복귀한다. 또한 압축기(1)의 기름저장소(1b)내에 모아진 윤활유를 균일기름배관(15)를 거쳐 압축기(1)와 (2) 사이의 내압차 때문에 압축기(2)로 공급한다. 상류측의 압축기(1)의 유면(25)를 균일기름배관(15) 이하로 낮출경우 1실시예와 유사하게 상류측에 위치한 압축기(1)의 기름저장소(1b)내로 균일기름배관(15)이 돌출 연장하므로 복귀된 윤활유가 압축기(1)의 쳄버벽을 따라 하방으로 유동함으로써 하류측의 압축기(2)에 공급되는 것을 방지하여 상류측의 압축기(1)의 유면(25)을 정규위치로 유지할 수 있다. 그러므로 압축기(1)와 (2) 사이의 윤활유의 불균일분포를 방지할 수 있다.
압축기장치를 압축기(2)가 운전정지되는 용량제어모드로 운전할 경우 스톱밸브(23 및 30)를 폐쇄한다. 압축기(1)의 배출관(4)를 거쳐 배출된 고압가스 냉매는 압축기(2)의 배출관(5)에 배치된 첵밸브(24)에 의해 압축기(2)내로 유입되는 것을 방지한다. 기름분리기(16)에 의해 고압가스 냉매에서 분리된 윤활유는 기름복귀배관(18) 및 감압장치(9)를 거쳐 압축기(1)의 흡입관(7)로 복귀한 다음 압축기(1)로 복귀한다. 압축기(1)의 윤활유는 균일기름배관(15)의 스톱밸브(23)를 폐쇄함으로써 압축기(2)에 공급되는 것을 방지한다. 그러므로 압축기(2)의 윤활유를 정상상태로 유지할 수 있다. 또한 압축기(1)에서 배출된 고압가스 냉매가 첵밸브(24)에 의해 압축기(2)내로 유입하는 것을 방지하므로 윤활유를 희석화시키기 위하여 압축기(2)의 윤활유에 냉매가 용해될 가능성은 없다. 또한 압축기를 재가동시킬 경우 액체냉매의 압축 및 포밍의 발생은 없으므로 압축기장치가 효율이 저하되는 것을 방지한다.
압축기장치를 압축기(1)가 운전정지되는 용량제어모드로 운전시킬 경우 스톱밸브(23 및 29)를 폐쇄한다. 압축기(2)의 배출관(5)을 거쳐 배출된 (고압가스 냉매는 압축기(1)의 배출관(4)에 배치된 첵밸브(20)에 의해 압축기(1)내로 유입하는 것을 방지할 수 있다. 기름분리기(16)에 의해 고압가스 냉매에서 분리된 윤활유는 기름복귀배관(32) 및 감압장치(31)을 거쳐 압축기(2)의 흡입관(8)에 복귀한 다음 압축기(2)에 복귀한다. 압축기(2)의 윤활유는 균일기름배관의 스톱밸브(23)를 폐쇄함으로써 압축기(1)에 공급되는 것을 방지한다. 그러므로 압축기(1)의 윤활유를 정상상태로 유지할 수 있다. 또한 압축기(2)에서 배출된 고압가스 냉매는 첵밸브(20)에 의해 압축기(1)내로 유입하는 것이 방지되므로 윤활유를 희석시키기 위해 압축기(1)내의 윤활유에 냉매가 용해될 가능성은 없다. 또한 압축기(1)를 재기동시킬 경우 액체냉매의 압축 및 포밍의 발생은 없기 때문에 압축기장치의 효율이 저하되는 것을 방지된다. 더욱이 용량을 제어하기 위해 운전정지되는 압축기가 특정되지 않으므로 압축기장치의 수명은 연장된다.
15실시예는 14실시예의 변경이고, 여기서 기름복귀배관(18 및 32)이 각각 압축기(1 및 2)의 공간(1c 및 2c)과 접속되고 중간압력에 대응하는 각 공간(1c, 2c)의 압력은 압축행정중에 얻어진다. 이 실시예에서 14실시예의 것과 동일한 작용 및 효과에 추가하여 저온의 윤활유를 압축으로 인한 고온상태인 중간압력 공간내로 주입하므로 윤활유의 냉각 효과 때문에 압축기의 효율은 증가될 수 있다.
16 및 17실시예는 각각 14 및 15실시예의 변경이고 여기서 압축기(1 및 2) 대신에 압축기(27 및 28)를 사용할 수 있고 압축기(27)는 압축기(28)보다 내압이 더 높고 용량이 더 크다.
이들 실시예에서 14 및 15실시예의 것과 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다. 또한 압축기(27 및 28)를 동일주파수로 운전할 수 있으므로 압축기장치의 구성을 단순화 할 수 있다.
18 및 19실시예는 각각 14 및 15실시예의 변경이고 여기서 가변용량형 고압쳄버 압축기(33 및 34)를 고정용량형 고압쳄버 압축기(1 및 2) 대신에 사용한다.
이들 실시예에서 14 및 15실시예의 것과 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다. 더욱이 압축기(33 및 34)의 용량은 변동하므로 압축기장치의 용량을 연속적으로 제어할 수 있다.

Claims (16)

  1. 공통냉매흡입관(10) 및 공통냉매배출관(11)에 병렬로 접속된 다수개의 고압쳄버 압축기(1, 2, 3 ; 27, 28 ; 33, 34)와 상기 다수개의 압축기의 기름저장소(1b, 2b, 3b ; 27b, 28b ; 33b, 34b)가 서로 연통되는 균일기름배관(15a, 15b ; 15)을 가진 용량제어 가능한 압축기장치에 있어서, 상기 다수개의 압축기(1, 2, 3 ; 27, 28 ; 33, 34)중의 어느 하나를 다른 압축기보다 내압이 더 높게 유지된 쳄버로 운전하고, 상기 압축기장치는 상기 공통배출관(11)에 배치된 기름분리기(16)와, 상기 기름분리기(16)로 분리된 윤활유를 내압이 높게 유지된 그 쳄버로 운전되는 상기 다수개의 압축기(1, 2, 3 ; 27, 28 ; 33, 34)중의 하나의 흡입측에 복귀시키기 위한 수단(17a, 17b, 17, 18, 29, 30, 32)과, 압축기장치의 용량을 제어할 경우 하나가 운전정지되고 상기 균일기름배관에 의해 서로 연통된 2개의 압축기의 하나에 윤활유가 유입하는 것을 방지하도록 상기 균일기름배관에 배치된 제1제어수단(22a, 22b ; 23)과 냉매가 상기 운전정지된 압축기내로 유입되는 것을 방지하도록 상기 운전정지된 압축기의 배출관(4, 5)에 배치된 밸브수단(20a, 20b ; 20 ; 20, 24)을 포함하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1제어수단은 윤활유가 운전정지된 압축기내로 유입하는 것을 방지하도록 균일기름배관(15a, 15b)에 배치된 첵밸브(22a, 22b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1제어수단은 윤활유가 운전정지된 압축기내로 유입하는 것을 방지하도록 균일기름배관(15)에 근접하는 스톱밸브(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 밸브 제어수단은 냉매가 운전정지된 압축기내로 유입하는 것을 방지하도록 배치된 첵밸브(20a, 20b ; 20 ; 24 ; 20, 24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 복귀수단은 고압으로 유지된 그 쳄버(1a)로 운전되는 상기 압축기(1)의 냉매흡입관과 기름분리기(16) 사이에 접속된 기름복귀배관(18)과 상기 기름복귀배관(18)이 상기 냉매흡입관(7)에 접속되는 점의 하류점에 상기 다수개의 압축기(1, 2, 3)의 인접냉매흡입관(7, 8, 9) 사이에 각각 연통하는 연통관(17a, 17b ; 17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 복귀수단은 내압의 높게 유지된 쳄버(1a)로 운전되는 압축기(1)에 접속된 냉매흡입관(7)과 기름분리기(16) 사이에 접속된 기름복귀배관(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 복귀수단은 중간 압력에 대응하는 공간의 압력이 압축행정중에 얻어지고 고압으로 유지된 그 쳄버(1a)로 운전되는 압축기(1)의 공간(1c)과 기름분리기 사이에 접속된 기름복귀배관(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 복귀수단은 기름분리기(16)와 압축행정중에 얻어진 중간 압력에 각각 대응하는 공간에 다수개의 압축기(1, 2 ; 27, 28 ; 33, 34)의 공간(1c, 2c ; 27c, 28c ; 33c, 34c) 사이에 각각 접속된 기름복귀배관(18, 32)과 상기 배관에 근접한 스톱밸브(29, 30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 복귀수단은 상기 다수개의 압축기(1, 2 ; 27, 28 ; 33, 34)에 접속된 냉매흡입관(78)과 기름분리기(16)사이에 각각 접속된 기름복귀배관과 다수개의 배관에 근접한 스톱밸브(29, 30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 내압이 높게 유지된 쳄버(1a)로 운전되는 압축기(1)의 배출관(4)은 다른 압축기(2)의 것(5)보다 큰 유동저항(26)을 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 고압 쳄버 압축기(1, 2, 3)은 고정용량형인 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  12. 제1항에 있어서, 다수개의 고압쳄버 압축기(33, 34)중에서 적어도 내압이 높게 유지된 쳄버로 운전되는 압축기가 가변용량형인 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  13. 제11항에 있어서, 내압이 높게 유지된 쳄버로 운전되는 상기 압축기(27)는 다른 압축기보다 큰 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  14. 제12항에 있어서, 내압이 높게 유지된 쳄버로 운전되는 상기 압축기(33)는 다른 압축기(34)보다 큰 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 복귀수단은 감압장치(19 ; 19, 31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 균일기름배관(15a, 15n ; 15)는 윤활유의 유동에 관하여 상류측에 위치한 압축기의 기름저장소내로 돌출 연장하는 것을 특징으로 하는 용량제어 가능한 압축기장치.
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