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KR100846567B1 - 냉동장치 - Google Patents

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KR100846567B1
KR100846567B1 KR1020077007301A KR20077007301A KR100846567B1 KR 100846567 B1 KR100846567 B1 KR 100846567B1 KR 1020077007301 A KR1020077007301 A KR 1020077007301A KR 20077007301 A KR20077007301 A KR 20077007301A KR 100846567 B1 KR100846567 B1 KR 100846567B1
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다케노리 메자키
마사아키 다케가미
가즈요시 노무라
아즈마 곤도
요시나리 오다
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 돔 내보다 저압으로 하기 위한 압력조정밸브(71)를 저단압축기(55)의 토출측에 접속하고, 오일회송통로(72)의 한끝을 저단압축기(55)의 돔에 접속함과 더불어, 다른 끝을 압력조정밸브(71)를 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속한다. 이로써 저단압축기(55)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 고단압축기(11, 12)로 회송한다.
Figure R1020077007301
2단 압축, 냉동주기, 고단압축기, 저단압축기, 냉동기유

Description

냉동장치{REFRIGERATING APPARATUS}
본 발명은, 저단압축기와 고단압축기가 직렬로 접속되어 2단 압축 냉동주기를 실행하는 냉매회로를 구비한 냉동장치에 관한 것이며, 특히 그 냉동기유를 압축기로 회송하는 기구에 관한 것이다.
종래, 냉동장치로는 냉매회로에서 냉매를 순환시켜 증기압축식 냉동주기를 실행하는 것이 일반적이다. 또, 종래, 이러한 종류의 냉동장치로서, 냉매의 압축을 2단으로 나누어 실행하는 2단 압축 냉동주기를 행하는 것이 알려져 있다.
상기 2단 압축식 냉동장치에는, 저단측 압축기와 고단측 압축기가 배치된다. 증발기로부터의 저압 가스냉매는, 저단압축기로 흡입되어 중간압력까지 압축된다. 저단압축기의 토출냉매는, 고단압축기로 보내져 다시 압축된다. 그리고 고단압축기의 토출냉매를 응축기로 보내 냉동주기를 실행한다.
이와 같은 냉동장치에 이용되는 냉매는, 압축기를 윤활시키기 위한 냉동기유를 용해시키기 쉬우므로, 응축기의 응축액에는 압축기의 토출가스 중에 포함된 냉동기유가 용해된다. 이 냉매액이 증발기로 흘러 냉매가 증발하면 오일이 분리되는데, 이 오일이 압축기로 회송되기 쉬운 배관상의 구성처리를 가하지 않으면, 냉매회로의 저압부에 저류된 채로 되어, 압축기 내가 충분히 윤활되지 못하고 시저 (seizure)현상을 일으키게 된다.
그래서 예를 들어, 특허문헌 1에는, 고단압축기에서 토출된 냉매 중의 냉동기유를 분리하는 오일분리기를 배치하고, 이 오일분리기로부터 고단압축기 및 저단압축기로 각각 냉동기유를 회송하는 오일회송통로를 배치한 것이 개시되었다.
한편, 예를 들어 특허문헌 2에는, 저단압축기에서 토출된 냉매 중의 냉동기유를 분리하는 기액(氣液)분리기를 배치하고, 이 기액분리기로부터 저단압축기로 냉동기유를 회수하는 오일회송통로를 배치한 것이 개시되었다.
[특허문헌 1 : 일본특허공개 공보 평 7-260263호]
[특허문헌 2 : 국제공개 제02/46663호 책자]
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 냉동장치에서는, 양쪽 모두 저단압축기 내에 저류된 냉동기유를 고단압축기로 회송할 수 없으므로, 고단압축기 내의 냉동기유 결핍에 의한 고단압축기의 소손을 막기 위해, 새로 냉동기유를 충전시킬 필요가 있다. 따라서, 냉동기유를 충전하는 번거로움이 있음과 더불어, 원가면에서도 불리하다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 간단한 구성으로 냉동기유가 저단압축기 및 고단압축기 쪽으로 적절히 유통되도록 함으로써, 최소의 냉동기유로 각 압축기를 윤활시켜 고장이 발생하지 않도록 하는 데 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 냉동기유를 저단압축기(55)에서 고단압축기(11, 12) 쪽으로 회송하도록 한다.
구체적으로, 제 1 발명에서는, 저단압축기(55)와 고단압축기(11, 12)가 직렬로 접속되어 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로(6)를 구비한 냉동장치를 대상으로 한다.
그리고 냉동기유를 상기 저단압축기(55)에서 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 오일회송수단(70)을 구비하는 구성으로 한다.
즉,, 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로(6)를 구비한 냉동장치(1)에서, 압축기(11, 12, 55) 내를 윤활하는 냉동기유는, 압력이 낮은 저단압축기(55) 쪽으로 고이는 경향이 있으나, 상기 구성에 의하면 저단압축기(55)에 고이는 냉동기유가 오일회송수단(70)에 의해 저단압축기(55)에서 고단압축기(11, 12)로 회송된다.
제 2 발명에서는 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 저단압축기(55)는 그 고압부에 냉동기유가 저류되도록 구성되는 한편, 상기 오일회송수단(70)은, 저단압축기(55)의 고압부에 고인 냉동기유를 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 냉동기유는 오일회송수단(70)에 의해 냉동기유가 고이는 저단압축기(55)의 고압부에서 고단압축기(11, 12)로 회송된다.
제 3 발명에서는 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 오일회송수단(70)은, 상기 저단압축기(55)의 토출측에 배치되며, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 고압부보다 저압으로 하기 위한 감압수단(71)과, 한끝이 저단압축기(55)의 고압부에 접속됨과 더불어, 다른 끝이 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속되는 오일회송통로(72)를 구비하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 감압수단(71)에 의해, 고단압축기(11, 12)의 흡입측은 저단압축기(55)의 고압부보다 저압이 되므로, 저단압축기(55)의 고압부에 저류된 냉동기유는, 감압수단(71)을 우회하고 오일회송통로(72)를 지나 고단압축기(11, 12)의 흡입측으로 압출된다.
제 4 발명에서는 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 저단압축기(55)는, 고압공간이 되는 돔 내에 냉동기유가 저류되도록 구성되는 한편, 상기 오일회송수단(70)은, 저단압축기(55)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 냉동기유는, 오일회송수단(70)에 의해 냉동기유가 저류되는 저단압축기(55)의 돔 내로부터 고단압축기(11, 12)로 회송된다.
제 5 발명에서는 상기 제 4 발명에 있어서, 상기 오일회송수단(70)은, 상기 저단압축기(55)의 토출측에 배치되며, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 고압부보다 저압으로 하기 위한 감압수단(71)과, 한끝이 저단압축기(55)의 돔에 접속됨과 더불어, 다른 끝이 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속되는 오일회송통로(72)를 구비하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 감압수단(71)에 의해 고단압축기(11, 12)의 흡입측은 저단압축기(55)의 돔 내보다 저압이 되므로, 저단압축기(55)의 돔 내에 저류된 냉동기유는, 감압수단(71)을 우회하고 오일회송통로(72)를 지나 고단압축기(11, 12)의 흡입측으로 압출된다.
제 6 발명에서는 상기 제 2, 제 3, 제 4 또는 제 5 발명에 있어서, 상기 저단압축기(55)가 복수 배치되며, 이 복수의 저단압축기(55a, 55b, 55c)가 서로 병렬로 접속되고, 상기 오일회송수단(70)은, 상기 복수의 저단압축기(55a, 55b, 55c) 중 1대인 오일회수 대상 저단압축기(55a)로부터 상기 고단압축기(11, 12)로 냉동기유를 회송하도록 구성되는 한편, 상기 오일회수 대상 저단압축기(55a) 이외의 저단압축기(55b, 55c)로부터 이 오일회수 대상 저단압축기(55a)로 냉동기유를 송출하기 위한 송유통로(67a, 67b)를 구비하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 오일회수 대상 저단압축기(55a) 이외의 저단압축기(55b, 55c)에 저류된 냉동기유는, 송유통로(67a, 67b)를 통해 오일회수 대상 저단압축기(55a)로 보내진다. 그리고 고단압축기(11, 12)로는, 오일회수 대상인 저단압축기(55a)로부터만 냉동기유가 회송된다. 즉, 이 제 6 발명에서는, 오일회수 대상 저단압축기(55a)로 냉동기유가 모여지고, 오일회수 대상 저단압축기(55a)로 모여진 냉동기유가 고단압축기(11, 12)로 보내진다.
제 7 발명에서는 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 저단압축기(55)의 토출측에는, 저단압축기(55)에서 토출된 냉동기유를 포집하기 위한 오일분리기(64)가 배치되는 한편, 상기 오일회송수단(70)은, 상기 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 상기 오일분리기(64) 내보다 저압으로 하기 위해, 오일분리기(64)보다 고단압축기(11, 12) 쪽으로 배치되는 감압수단(71)과, 한끝이 오일분리기(64)에 접속됨과 더불어 다른 끝이 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속되는 오일회송통로(72)를 구비하는 구성으로 한다.
상기 구성에 의하면, 감압수단(71)에 의해 고단압축기(11, 12)의 흡입측은 오일분리기(64) 내보다 저압이 되므로 오일분리기(64)가 포집한 냉동기유는, 감압수단(71)을 우회하고 오일회송통로(72)를 지나 고단압축기(11, 12)의 흡입측으로 압출된다. 이로써, 냉동기유가 저단압축기(55)에서 고단압축기(11, 12)로 회송된다.
[발명의 효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로(6)를 구비한 냉동장치(1)에 있어서, 오일회송수단(70)에 의해, 압력이 낮은 저단압축기(55) 쪽으로 고이는 경향의 냉동기유를 저단압축기(55)에서 고단압축기(11, 12)로 회송하도록 구성한다. 이로써 고단압축기(11, 12) 내의 냉동기유가 결핍되는 일이 없으므로, 새로 냉동기유를 충전시킬 필요가 없다. 따라서, 냉동기유를 충전하는 번거로움이 없어진다. 또, 저단압축기(55)로 냉동기유가 고여가는 것을 방지할 수 있으므로, 저단압축기(55) 내에서 냉동기유에 의한 회전저항이 감소되어 운전효율이 좋아진다.
상기 제 3 발명에 의하면, 저단압축기(55)의 토출측에 감압수단(71)을 구성시켜, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 고압부보다 저압으로 함과 더불어, 오일회송통로(72)의 한끝을 저단압축기(55)의 고압부에 접속하고, 다른 끝을 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속함으로써, 저단압축기(55)의 고압부에 저류된 냉동기유를 고단압축기(11, 12)로 회송하도록 구성한다. 이로써 간단한 구성에 의해, 냉동기유를 충전시키는 번거로움 없이 최소의 냉동기유로 효율적인 운전이 실행되는 냉동장치(1)가 얻어진다.
상기 제 5 발명에 의하면, 저단압축기(55)의 토출측에 감압수단(71)을 구성시켜, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 돔 내보다 저압으로 함과 더불어, 오일회송통로(72)의 한끝을 저단압축기(55)의 돔에 접속하고, 다른 끝을 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속함으로써, 저단압축기(55)의 돔에 저류된 냉동기유를 고단압축기(11, 12)로 회송하도록 구성한다. 이로써 간단한 구성에 의해, 냉동기유를 충전시키는 번거로움 없이 최소의 냉동기유로 효율적인 운전이 실행되는 냉동장치(1)가 얻어진다.
상기 제 6 발명에 의하면, 복수 대의 저단압축기(55a, 55b, 55c)가 구성된 경우라도, 오일회송수단(70)은 그 중 1대인 오일회수 대상 저단압축기(55a)로부터만 냉동기유를 고단압축기(11, 12)로 회송하면 되게 된다. 따라서, 이 발명에 의하면, 각각의 저단압축기(55a, 55b, 55c)로부터 개별로 냉동기유를 고단압축기(11, 12)로 회송할 필요가 없어져, 오일회송수단(70)의 구성을 간소화할 수 있다.
상기 제 7 발명에 의하면, 저단압축기(55)의 토출측에 배치된 오일분리기(64)보다 고단압축기(11, 12) 쪽으로 감압수단(71)을 구성시켜, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 오일분리기(64) 내보다 저압으로 함과 더불어, 오일회송통로(72)의 한끝을 오일분리기(64)에 접속하고, 다른 끝을 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속함으로써, 오일분리기(64)가 포집한 냉동기유를 고단압축기(11, 12)로 회송하도록 구성한다. 이로써 간단한 구성에 의해, 냉동기유를 충전시키는 번거로움 없이 최소의 냉동기유로 효율적인 운전이 실행되는 냉동장치(1)가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 2는 오일회송수단의 확대도이다.
도 3은 실시형태에 관한 냉동주기의 몰리에르 선도이다.
도 4는 본 발명 실시형태의 제 1 변형예에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 5는 본 발명 실시형태의 제 2 변형예에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 6은 본 발명 실시형태의 제 3 변형예에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
도 7은 본 발명 실시형태의 제 3 변형예에 관한 냉동장치의 냉매회로도이다.
[부호의 설명]
6 : 냉매회로 11 : 제 1 압축기(고단압축기)
12 : 제 2 압축기(고단압축기) 55 : 냉동용 압축기(저단압축기)
55a : 제 1 냉동용 압축기(저단압축기)
55b : 제 2 냉동용 압축기(저단압축기)
55c : 제 3 냉동용 압축기(저단압축기)
64 : 오일분리기 67a : 제 1 균유관(송유통로)
67b : 제 2 균유관(송유통로) 70 : 오일회송수단
71 : 압력조정밸브(감압수단) 72 : 오일회송통로
이하 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 여기서, 이하의 실시형태는, 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물이나 용도 범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
-냉동장치의 구성-
도 1에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 관한 냉동장치(1)는, 실내의 공조나 음식물의 냉장 및 냉동을 행하는 냉동장치이며, 예를 들어 편의점에 설치된다. 냉동장치(1)는, 실외유닛(2)과, 실내유닛(3), 냉장유닛(4), 및 냉동유닛(5)이 접속되어 이루어지는 냉매회로(6)를 구비한다.
실외유닛(2)에는, 서로 병렬로 접속된 고단압축기로서의 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)와, 실외열교환기(13)와, 수액기(14)가 배치된다. 제 1 압축기(11)는 용량가변형의 압축기이며, 인버터압축기로 구성된다. 제 2 압축기(12)는 용량고정형의 압축기이며, 비 인버터압축기로 구성된다. 압축기(11, 12)의 토출측에는 사방향선택밸브(15)가 배치된다. 압축기(11, 12)의 토출배관은 사방향선택밸브(15)의 제 1 포트에 접속된다. 압축기(11, 12)와 사방향선택밸브(15) 사이에는, 오일분리기(16)와 온도센서(81)와 압력센서(82)가 배치된다. 제 1 압축기(11)의 토출배관에는, 고압압력스위치(40)가 배치된다. 압축기(11, 12)의 흡입배관(17)에는, 압력센서(83)가 배치된다. 오일회수관(18)은 오일분리기(16)와 흡입배관(17)을 접속한다. 오일회수관(18)에는 전자밸브(19)가 배치된다. 압축기(11, 12) 균유관 (20)의 한끝은 제 2 압축기(12)의 측부에 접속되며, 균유관(20)의 다른 끝은 제 1 압축기(11)의 흡입배관(22)에 접속된다. 균유관(20)에는 전자밸브(21)가 배치된다.
사방향선택밸브(15)의 제 2 포트는, 냉매배관(30)을 개재하고 실외열교환기(13)의 한끝에 접속된다. 실외열교환기(13)의 다른 끝은 냉매배관(24)을 개재하고 수액기(14)에 접속된다. 수액기(14)의 액측배관(25)과 냉매배관(24)은 바이패스관(26)을 개재하고 접속된다. 바이패스관(26)에는 전자팽창밸브(27)가 배치된다.
수액기(14)의 액측배관(25)은 냉매배관(35)에 접속되며, 이 냉매배관(35)은 실외유닛(2)의 외부로 이어진다. 냉매배관(35)과 냉매배관(24)의 수액기(14) 쪽 부분과는, 냉매배관(41)을 개재하고 접속된다. 냉매배관(41)에는, 수액기(14)로부터의 냉매 흐름을 저지하는 역지밸브(CV)가 배치된다. 그리고 냉매배관(24)에도 수액기(14)로부터의 냉매 흐름을 저지하는 역지밸브(CV)가 배치된다.
압축기(11, 12)의 흡입배관(17)은, 사방향선택밸브(15)의 제 3 포트에 접속된다. 흡입배관(17)에는 온도센서(37)가 배치된다. 흡입배관(17)에서의 사방향선택밸브(15)와 온도센서(37) 사이에는, 실외유닛(2)의 외부로 이어지는 냉매배관(38)이 접속된다.
사방향선택밸브(15)의 제 4 포트는, 실외유닛(2)의 외부로 이어지는 냉매배관(39)에 접속된다. 여기서 사방향선택밸브(15)는, 하기의 제 1 상태 또는 제 2 상태로 전환 자유롭게 설정되는 것이며, 제 1 상태는 제 1 포트와 제 2 포트를 연통시킴과 동시에 제 3 포트와 제 4 포트를 연통시키는 상태이고, 제 2 상태는 제 1 포트와 제 4 포트를 연통시킴과 동시에 제 2 포트와 제 3 포트를 연통시키는 상태이다.
상기 실외유닛(2)에는, 실외열교환기(13)로 공기를 공급하는 실외 팬(23)과, 실외공기온도를 검출하는 온도센서(50)가 배치된다.
실내유닛(3)은 실내의 공기조화를 실행하는 것이며, 실내열교환기(42)와 실내전자팽창밸브(43)와 실내 팬(44)을 구비한다. 실내열교환기(42)의 한끝은 냉매배관(39)에 접속된다. 실내열교환기(42)의 다른 끝은 냉매배관(35)에 접속된다. 실내전자팽창밸브(43)는 냉매배관(35)에 배치된다. 실내열교환기(42)에는 온도센서(45)가 배치되며, 냉매배관(39)에는 온도센서(46)가 배치된다. 또, (51)은 실내공기온도를 검출하는 온도센서이다.
냉장유닛(4)은 음식물을 냉장하는 것이며, 냉장용 냉각기(47)와 냉장용 전자팽창밸브(48)와 냉장용 팬(49)을 구비한다. 냉장용 냉각기(47)의 한끝은 냉매배관(36)에 접속된다. 냉매배관(36)은 상기 냉매배관(35)에 합류된다. 냉장용 냉각기(47)의 다른 끝은 냉매배관(38)에 접속된다. 냉장용 전자팽창밸브(48)는 냉매배관(36)에 배치된다. 냉장용 냉각기(47)에는 온도센서(53)가 배치되며, 냉매배관(38)에는 온도센서(54)가 배치된다. 또, 냉장유닛(4)에는, 저장고 내 온도를 검출하는 온도센서(52)가 배치된다.
냉동유닛(5)은 음식물을 냉동시키는 것이며, 저단압축기로서의 냉동용 압축기(55)와, 냉동용 냉각기(56)와, 냉동용 전자팽창밸브(57)와, 냉동용 팬(58)을 구비한다. 냉동유닛(5)은, 냉매배관(36)으로부터 분기된 냉매배관(59)과, 냉매배관 (38)으로부터 분기된 냉매배관(60)에 접속된다. 냉동용 전자팽창밸브(57), 냉동용 냉각기(56), 및 냉동용 압축기(55)는 상기한 차례로 접속되며, 냉동용 전자팽창밸브(57)는 냉매배관(59)에 접속되고, 냉동용 압축기(55)의 토출측은 냉매배관(60)에 접속된다. 냉동용 냉각기(56)에는 온도센서(61)가 배치되며, 냉동용 냉각기(56)의 출구측 배관(즉, 냉동용 냉각기(56)와 냉동용 압축기(55) 사이의 배관)에는, 온도센서(62)가 배치된다. 또, 냉동유닛(5)에는 저장고 내 온도를 검출하는 온도센서(63)가 배치된다.
냉동용 압축기(55)는 용량가변형의 고압 돔형 압축기이며, 인버터압축기로 구성된다. 냉동용 압축기(55)의 토출배관에는 오일분리기(64)가 배치된다. 오일분리기(64)의 오일회수관(65)은, 냉동용 압축기(55)의 흡입배관(68)에 접속된다. 오일회수관(65)에는, 감압기구로서 모세관(capillary tube)(69)이 배치된다. 흡입배관(68)에서 냉동용 압축기(55)의 돔 내로 흡입된 냉매는, 그 돔 내의 압축기구(도시 생략)에서 압축되어 돔 내의 공간으로 토출된다. 냉동용 압축기(55)의 돔 내는, 고압의 냉매가 토출되는 고압부가 된다. 이 냉동용 압축기(55)는, 고압부인 돔 내의 저부에 냉동기유가 저류되도록 구성된다.
그리고 본 발명의 특징으로서, 도 2에 확대시켜 나타낸 바와 같이, 냉동용 압축기(55)의 토출배관에서의 오일분리기(64) 하류측에는 감압수단으로서의 압력조정밸브(71)가 배치된다. 냉동용 압축기(55)로부터 토출된 냉매는, 이 압력조정밸브(71)를 통과할 때 그 압력이 저하된다. 이로써 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)의 흡입측 압력은, 냉동용 압축기(55)의 돔 내 압력보다 낮아진다. 여기서 감압수단 은, 냉매가 유통할 때 저항이 되는 것이면 되며, 압력조정밸브(71) 외에 모세관, 오일분리기, 필터, 머플러, 역지밸브, 긴 배관 등을 적용할 수 있다.
또, 냉동용 압축기(55)의 돔에는, 오일회송통로(72)의 한끝이 접속된다. 이 접속위치는, 돔 내의 냉동기유가 소정의 높이(H)가 되는 위치로 설정된다. 오일회송통로(72)의 다른 끝은, 압력조정밸브(71)를 우회하여 냉매배관(60)에 접속된다. 오일회송통로(72)에는 전자밸브(73)가 접속된다. 여기서 상기 압력조정밸브(71)와 오일회송통로(72)는 본 발명에 관한 오일회송수단(70)을 구성한다.
그리고 도 1의 (CV)는 역지밸브, (F)는 필터이다.
-냉동장치의 운전동작-
냉방운전일 때, 사방향선택밸브(15)는 제 1 포트와 제 2 포트가 연통함과 동시에 제 3 포트와 제 4 포트가 연통하는 상태(제 1 상태)로 설정된다. 실외유닛(2)의 전자팽창밸브(27)는 전폐상태로 설정된다. 그리고 냉매회로(6)의 냉매는, 도 1에 화살표로 나타낸 바와 같이 순환한다. 여기서 난방운전에 대해서는 생략한다.
구체적으로, 압축기(11, 12)에서 토출된 냉매는 실외열교환기(13)에서 응축되어 수액기(14)로 유입된다. 수액기(14) 내의 냉매는, 실외유닛(2)에서 유출된 후 실내유닛(3)과 냉장유닛(4)과 냉동유닛(5)으로 나뉘어 흐른다. 실내유닛(3)으로 유입된 냉매는, 실내전자팽창밸브(43)로 감압된 후, 실내열교환기(42)에서 증발하여 실내공기를 냉각시킨다. 냉장유닛(4)으로 유입된 냉매는, 냉장용 전자팽창밸브(48)에 의해 제 1 소정압력(PL1)까지 감압된 후(도 3 참조), 냉장용 냉각기(47) 에서 증발하여 저장고 내 공기를 냉각시킨다.
한편, 냉동유닛(5)으로 유입된 냉매는, 냉동용 전자팽창밸브(57)에 의해 상기 제 1 소정압력(PL1)보다 낮은 제 2 소정압력(PL2)까지 감압된다. 감압된 냉매는, 냉동용 냉각기(56)에서 증발하여 저장고 내 공기를 냉각시킨다. 냉동용 냉각기(56)에서 유출된 냉매는, 냉동용 압축기(55)에 의해 제 1 소정압력(PL1)까지 승압되고, 냉장용 냉각기(47)에서 유출된 냉매와 합류하여 실외유닛(2)으로 유입된다. 실외유닛(2)으로 유입된 냉매는, 실내유닛(3)에서 실외유닛(2)으로 돌아온 냉매와 합류하여 압축기(11, 12)로 흡입된다.
압축기(11, 12)로 흡입된 냉매는, 당해 압축기(11, 12)에 의해 압축되고, 다시 상기 순환동작을 되풀이한다. 이상의 운전에 의해 냉매회로(6)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같은 2단 압축식 냉동주기가 형성된다.
냉동유닛(5)에서, 오일분리기(64)가 포집한 냉동기유는 오일회수관(65)을 통해 흡입배관(68)으로 돌아와 냉동용 압축기(55)로 회송된다.
그리고 압력조정밸브(71)에 의해, 고단압축기(11, 12)의 흡입측은 저단압축기(55)의 돔 내보다 저압이 된다. 이로써 전자밸브(73)를 개방하면, 돔 내로 소정 높이(H)보다 높은 위치까지 저류된 냉동기유는, 압력조정밸브(71)를 우회하는 오일회송통로(72)를 통해 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)의 흡입측으로 압출된다. 따라서, 냉동용 압축기(55) 돔 내의 냉동기유 액면 높이가 소정 높이(H)보다 높아지지 않도록 유지됨과 더불어, 제 1 및 제 2 압축기(11, 12) 내의 냉동기유가 결핍되는 것이 방지된다.
-실시형태의 효과-
따라서, 본 실시형태에 의하면, 오일회송수단(70)에 의해 냉동용 압축기(55)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)로 회송하도록 한다. 이로써 제 1 및 제 2 압축기(11, 12) 내의 냉동기유가 결핍되는 일이 없으므로, 새로 냉동기유를 충전시킬 필요가 없다. 따라서, 냉동기유를 충전하는 번거로움이 없다. 또, 냉동용 압축기(55)로 냉동기유가 소정 높이(H) 이상으로 저류되는 것을 방지할 수 있으므로, 냉동용 압축기(55) 내에서 냉동기유에 의한 회전저항이 줄어 운전효율이 좋아진다.
또, 압력조정밸브(71)를 냉동용 압축기(55)의 토출측에 배치하고, 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)의 흡입측을 냉동용 압축기(55)의 돔 내보다 저압으로 함과 더불어, 오일회송통로(72)의 한끝을 냉동용 압축기(55)의 돔에 접속하고, 다른 끝을 압력조정밸브(71)를 우회하여 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)의 흡입측에 접속함으로써, 냉동용 압축기(55)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)로 회송하도록 한다. 이로써 간단한 구성에 의해 냉동기유를 충전하는 번거로움 없이, 최소의 냉동기유로 효율적인 운전이 실행되는 냉동장치를 얻을 수 있다.
-실시형태의 제 1 변형예-
실시형태의 제 1 변형예에 대해 설명한다. 이 제 1 변형예의 냉동장치(1) 냉매회로도를 도 4에 나타낸다. 이 제 1 변형예의 냉동장치(1)는, 오일회송통로(72)의 접속위치가 상기 실시형태와 다르다.
구체적으로 오일회송통로(72)는, 한끝이 오일분리기(64)에 접속된 오일회수 관(65)에 접속되며, 다른 끝이 압력조정밸브(71)를 우회하여 냉매배관(60)에 접속된다. 오일회송통로(72)에는 상기 실시형태와 마찬가지로 전자밸브(73)가 배치된다. 또, 오일회수관(65)에는, 상기 실시형태와는 달리 전자밸브(66)가 배치된다.
이 제 1 변형예에서는, 오일분리기(64)가 포집한 냉동기유를 냉동용 압축기(55)나, 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)의 어느 한쪽으로 회송되도록 오일회수관(65)의 전자밸브(66)와 오일회송통로(72)의 전자밸브(73)가 제어된다. 구체적으로 오일분리기(64)의 냉동기유를 냉동용 압축기(55)로 회송할 때는, 오일회수관(65)의 전자밸브(66)를 개구하고, 오일회송통로(72)의 전자밸브(73)를 폐쇄한다. 오일분리기(64)의 냉동기유를 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)로 회송할 때는, 오일회수관(65)의 전자밸브(66)를 폐쇄하고, 오일회송통로(72)의 전자밸브(73)를 개구한다.
-실시형태의 제 2 변형예-
실시형태의 제 2 변형예에 대해 설명한다. 이 제 2 변형예의 냉동장치(1) 냉매회로도를 도 5에 나타낸다. 이 제 2 변형예의 냉동장치(1)는, 오일회송수단(70)이 제 1 오일회송통로(72a)와 제 2 오일회송통로(72b)를 구비한다. 제 1 오일회송통로(72a)의 접속위치는 상기 실시형태와 같으며, 제 2 오일회송통로(72b)의 접속위치는 상기 제 1 변형예와 같다.
이 제 2 변형예에서는, 오일회송수단(70)에 의해 냉동기유를 냉동용 압축기(55)로부터 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)로 회송함에 있어, 통상은 제 1 오일회송통로(72a)를 사용한다. 즉, 제 1 오일회송통로(72a)의 전자밸브(73a)를 개구하고, 제 2 오일회송통로(72b)의 전자밸브(73b)는 폐쇄한다. 제 2 오일회송통로(72b)는 제 1 오일회송통로(72a)의 전자밸브(73a)가 고장났을 경우 등에 사용한다.
-실시형태의 제 3 변형예-
실시형태의 제 3 변형예에 대해 설명한다. 이 제 3 변형예의 냉동장치(1) 냉매회로도를 도 6에 나타낸다. 이 제 3 변형예의 냉동장치(1)는 상기 실시형태와 달리, 냉동유닛(5)의 저단압축기가 복수 대인 냉동용 압축기(55a, 55b, 55c)로 구성된다. 여기서 이 제 3 변형예에서는 냉매회로(6)에 3대의 냉동용 압축기(55a, 55b, 55c)를 배치하나, 이 냉동용 압축기(55a, 55b, 55c)의 대수는 단순한 예시이며, 2대 혹은 4대 이상의 냉동용 압축기를 냉매회로(6)에 배치해도 된다.
구체적으로, 냉동유닛(5)에는, 제 1 냉동용 압축기(55a), 제 2 냉동용 압축기(55b) 및 제 3 냉동용 압축기(55c)가, 냉동용 냉각기(56)와 오일분리기(64) 사이에 서로 병렬로 접속된다. 각 냉동용 압축기(55a, 55b, 55c)의 토출측 냉매배관은, 합류하여 오일분리기(64)에 접속된다. 각 냉동용 압축기(55a, 55b, 55c)의 흡입측에는, 한끝이 냉동용 냉각기(56)에 접속된 흡입배관(68)에서 분기된 냉매배관이 접속된다.
도 6에서 왼쪽의 제 1 냉동용 압축기(55a) 흡입측 냉매배관과 중앙의 제 2 냉동용 압축기(55b)의 돔은 제 1 균유관(67a)으로 접속되며, 제 2 냉동용 압축기(55b)의 흡입측 냉매배관과 오른쪽의 제 3 냉동용 압축기(55c)의 돔은 제 2 균유관(67b)으로 접속된다. 이들 균유관(67a, 67b)은, 제 2, 제 3 냉동용 압축기(55b, 55c)로부터 제 1 냉동용 압축기(55a)로 냉동기유를 회송하기 위한 오일회송통로를 구성한다. 제 2 냉동용 압축기(55b) 및 제 3 냉동용 압축기(55c)의 돔에서의 균유 관(67a, 67b) 접속위치는, 돔 내의 냉동기유가 소정의 높이(H)가 되는 위치로 설정된다. 각 균유관(67a, 67b)에는 전자밸브(74a, 74b)가 각각 배치된다.
오일회송통로(72)는, 제 1 냉동용 압축기(55a)의 돔에 접속된다. 이 제 1 냉동용 압축기(55a)는 오일회수 대상인 저단측 압축기를 구성한다. 제 1 냉동용 압축기(55a)의 오일회송통로(72) 접속위치는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 돔 내의 냉동기유가 소정의 높이(H)가 되는 위치로 설정된다. 오일회송통로(72)의 다른 끝은 압력조정밸브(71)를 우회하여 냉매배관(60)에 접속된다.
오일회수관(65)은, 제 3 냉동용 압축기(55c)의 흡입측 냉매배관에 접속된다. 오일분리기(64)에서 냉매로부터 분리된 냉동기유는, 이 오일회수관(65)을 지나 제 3 냉동용 압축기(55c)의 흡입측 냉매배관으로 유입되어, 냉매와 함께 제 3 냉동용 압축기(55c)로 흡입된다.
이 제 3 변형예에서는, 각 냉동용 압축기(55a, 55b, 55c) 내 냉동기유의 양을 균일화할 때, 전자밸브(74a, 74b)가 사용된다. 제 2 균유관(67b)의 전자밸브(74b)가 개구되면, 제 3 냉동용 압축기(55c)의 돔 내에서 소정 높이(H)보다 높은 위치까지 저류된 냉동기유는, 제 2 균유관(67b)을 지나 제 2 냉동용 압축기(55b)의 흡입측 냉매배관으로 유입되어, 냉매와 함께 제 2 냉동용 압축기(55b)로 흡입된다. 한편 제 1 균유관(67a)의 전자밸브(74a)가 개구되면, 제 2 냉동용 압축기(55b)의 돔 내에서 소정 높이(H)보다 높은 위치까지 저류된 냉동기유는, 제 1 균유관(67a)을 지나 제 1 냉동용 압축기(55a)의 흡입측 냉매배관으로 유입되어, 냉매와 함께 제 1 냉동용 압축기(55a)로 흡입된다.
또, 이 제 3 변형예에서는 상기 실시형태와 마찬가지로, 제 1 냉동용 압축기(55a)로부터 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)로 냉동기유를 회송할 때, 오일회송통로(72)의 전자밸브(73)를 사용한다. 전자밸브(73)가 개구되면, 제 1 냉동용 압축기(55a)의 돔 내에서 소정 높이(H)보다 높은 위치까지 저류된 냉동기유는, 압력조정밸브(71)를 우회하는 오일회송통로(72)를 지나 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)의 흡입측으로 송출된다.
이와 같이, 이 제 3 변형예에서는, 제 2 냉동용 압축기(55b)나 제 3 냉동용 압축기(55c)의 돔 내에 저류된 냉동기유가 제 1 냉동용 압축기(55a)로 일단 모여지고, 이 제 1 냉동용 압축기(55a)에 모인 냉동기유가 고단측의 제 1 및 제 2 압축기(11, 12)로 회송된다.
여기서, 본 변형예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 오일회수관(65)을 제 2 냉동용 압축기(55b)의 흡입측 냉매배관에 접속해도 된다. 도 7에 나타낸 냉매회로(6)에서, 제 2 냉동용 압축기(55b) 및 제 3 냉동용 압축기(55c)는, 모두 용량이 고정된 정속(定速)압축기이다. 또, 이 냉매회로(6)에서, 제 2 균유관(67b)의 출구측 단부는, 제 1 균유관(67a)의 전자밸브(74a) 하류 쪽에 접속된다. 이 냉매회로(6)에서는, 제 1 균유관(67a)의 전자밸브(74a)가 개구되면, 제 2 냉동용 압축기(55b) 돔 내의 냉동기유가 제 1 냉동용 압축기(55a)의 흡입측으로 보내진다. 또, 제 2 균유관(67b)의 전자밸브(74b)가 개구되면, 제 3 냉동용 압축기(55c) 돔 내의 냉동기유가 제 1 냉동용 압축기(55a)의 흡입측으로 보내진다. 또한 오일분리기(64)에서 냉매로부터 분리된 냉동기유는, 오일회수관(65)을 지나 제 2 냉동용 압축기 (55b) 의 흡입측 냉매배관으로 보내져, 냉매와 함께 제 2 냉동용 압축기(55b)로 흡입된다.
-그 밖의 실시형태-
본 발명은 상기 실시형태에 대해 다음과 같은 구성으로 해도 된다.
즉, 상기 실시형태에서 냉동장치(1)는, 실외유닛(2)과 실내유닛(3), 냉장유닛(4), 및 냉동유닛(5)이 접속되어 구성되는 냉매회로(6)를 구비한 것으로 했으나, 저단압축기(55)와 고단압축기(11, 12)가 직렬로 접속되어 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로(6)를 구비한 냉동장치라면 본 발명은 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 편의점이나 수퍼마켓 등에 배치되어, 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로를 구비한 냉동장치에 대해 유용하다.

Claims (7)

  1. 저단압축기(55)와 고단압축기(11, 12)가 직렬로 접속되어 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로(6)를 구비한 냉동장치에 있어서,
    상기 고단압축기(11, 12)가 수용되는 제1 유닛(2)과, 상기 저단압축기(55)가 수용되는 제2 유닛(5)을 구비하고,
    상기 제1 유닛(2)과 상기 제2 유닛(5)은, 상기 저단압축기(55)의 토출측을 상기 고단압축기(11, 12)의 흡입측과 연통시키기 위한 냉매 배관(38, 60)에 의해 접속되는 한편,
    상기 제2 유닛(5)에는 냉동기유를 상기 저단압축기(55)에서 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 오일회송수단(70)이 배치되고,
    상기 오일회송수단(70)은 상기 저단압축기(55)에 일단이, 이 저단압축기(55)의 토출 배관에 타단이 각각 접속된 오일회송통로(72)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저단압축기(55)는, 그 고압부에 냉동기유가 저류되도록 구성되는 한편,
    상기 오일회송수단(70)은, 그 오일회송통로(72)의 일단이 상기 저단압축기(55)의 고압부에 접속되고, 이 오일회송통로(72)를 통하여 상기 저단압축기(55)의 고압부에 고인 냉동기유를 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 오일회송수단(70)은, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 고압부보다 저압으로 하기 위해 상기 저단압축기(55)의 토출측에 배치된 감압수단(71)을 구비하는 한편,
    상기 오일회송통로(72)의 타단은, 상기 저단 압축기(55)의 토출 배관에서의 상기 감압수단(71)의 하류측에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 저단압축기(55)는, 고압공간인 돔 내에 냉동기유가 저류되도록 구성되는 한편,
    상기 오일회송수단(70)은, 상기 오일회송통로(72)를 통하여 상기 저단압축기(55)의 돔 내에 저류된 냉동기유를 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 오일회송수단(70)은, 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 저단압축기(55)의 돔 내보다 저압으로 하기 위해 상기 저단압축기(55)의 토출측에 배치된 감압수단(71)을 구비하는 한편,
    상기 오일회송통로(72)의 타단은, 상기 저단압축기(55)의 토출 배관에서의 상기 감압수단(71)의 하류측에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저단압축기(55a, 55b, 55c)가 복수 배치되며, 이 복수의 저단압축기(55a, 55b, 55c)가 서로 병렬로 접속되고,
    상기 오일회송수단(70)은, 상기 복수의 저단압축기(55a, 55b, 55c) 중 1대인 오일회수 대상 저단압축기(55a)로부터 상기 고단압축기(11, 12)로 냉동기유를 회송하도록 구성되는 한편,
    상기 오일회수 대상 저단압축기(55a) 이외의 저단압축기(55b, 55c)로부터 이 오일회수 대상 저단압축기(55a)로 냉동기유를 송출하기 위한 송유통로(67a, 67b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
  7. 저단압축기(55)와 고단압축기(11, 12)가 직렬로 접속되어 2단 압축 냉동주기를 행하는 냉매회로(6)를 구비한 냉동장치에 있어서,
    냉동기유를 상기 저단압축기(55)에서 상기 고단압축기(11, 12)로 회송하는 오일회송수단(70)을 구비하고,
    상기 저단압축기(55)의 토출측에는, 저단압축기(55)에서 토출된 냉동기유를 포집하는 오일분리기(64)가 배치되는 한편,
    상기 오일회송수단(70)은, 상기 고단압축기(11, 12)의 흡입측을 상기 오일분리기(64) 내보다 저압으로 하기 위해, 오일분리기(64)보다 고단압축기(11, 12) 쪽으로 배치되는 감압수단(71)과, 일단이 오일분리기(64)에 접속됨과 더불어 타단이 감압수단(71)을 우회하여 고단압축기(11, 12)의 흡입측에 접속되는 오일회송통로(72)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동장치.
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