KR101085493B1

KR101085493B1 - 압축기 균유장치 및 냉동기

Info

Publication number: KR101085493B1
Application number: KR1020060027435A
Authority: KR
Inventors: 타카시 카네코; 미치요시 쿠사카
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: KR20070051634A; JP2007139215A; JP4130676B2

Abstract

본 발명은 냉동기에 있어서, 간단한 구성으로 안정적으로 실외 유닛 간의 냉동기유의 균등화를 도모하는 압축기 균유장치에 관한 것이다.

본 발명의 압축기 균유장치는 각 실외기마다 만들어진 균유 유닛을 유닛간 균유관으로 연결한 구성을 갖는다. 각 균유 유닛은 압축기에 접속된 기액분리수단을 연결하는 오일 귀환관과, 기액분리수단의 제 2유출단과 흡입 배관을 연결하는 균유관 및 균유 집합관을 가지고, 오일 귀환관 및 균유관에는 캐필러리 튜브가 마련되어 있다. 각 실외기의 균유 집합관은 유닛간 균유관으로 연결되어 있고 유닛간 균유관은 제 1, 제 2역지변을 사이에 두고 집합 가스관, 집합 액관에 접속된다.

균유관, 기액분리수단, 압축기, 냉동기, 개폐밸브, 역지변

Description

압축기 균유장치 및 냉동기{Compressor Distributing Apparatus And Refrigerator}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉동기 및 압축기 균유장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 기액분리수단의 용적 범위를 나타내는 도면이다.

도 3은 압축기 균유장치의 기액분리수단의 작용을 설명하는 도면이다.

도 4는 냉방 운전 시에 냉동기유가 집합 가스관을 통해 복수의 압축기에 분배되는 모양을 모의적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 난방 운전 시에 냉동기유가 집합 액관을 통해 복수의 압축기에 분배되는 모양을 모의적으로 나타내는 도면이다.

도 6은 압축기 균유장치의 기액분리수단의 작용을 설명하는 도면이다.

도 7은 유로 전환수단을 실외기 내에 만든 도면이다.

도 8은 유로 전환수단 외의 실시 형태를 나타내는 도면이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

1: 냉동기 2, 3, 4: 실외기

5: 집합 가스관 6: 집합 액관

7: 실내기 10: 제 1압축기

11: 제 2압축기 23: 흡입 배관

27: 고압 용기 30: 제 3압축기

31: 제 4압축기 40: 제 5압축기

41:제 6압축기 51: 압축기 균유장치

55: 유닛간 균유관 55A: 제 1분기관

55B: 제 2분기관 63: 기액분리수단

63B: 제 1유출단 63C: 제 2유출단

65: 캐필러리 튜브(제 1감압 수단) 66: 균유관

67: 캐필러리 튜브(제 2감압 수단) 70, 71: 역지변 (제 1유로 전환수단, 제 2유로 전환수단)

75, 76: 인입부

80, 81: 개폐변(제 1유로 전환수단, 제 2유로 전환수단)

본 발명은 복수의 실외기의 압축기 간에 냉동기유를 균등하게 하는 압축기 균유장치 및 압축기 균유장치를 가지는 냉동기에 관한 것이다.

냉동기에 있어서, 복수의 압축기를 이용해 냉매를 순환시키면, 각 압축기 간에 냉동기유가 불균일해져 특정한 압축기의 냉동기유가 부족해지는 경우가 있다. 이와 같이 냉동기유가 불균일한 상태를 해소하기 위해 예를 들어 일본 특개2000- 220892호 공보에는 압축기 간의 냉동기유를 밸런스화하는 장치가 설치된 것이 개시되어 있다. 이러한 종류의 냉동기에서는 압축기 내의 냉동기유의 유면을 검출하는 유면 검출기를 갖추고, 유면 검출기가 냉동기유의 부족을 검출하면 그 압축기를 정지시켜 냉동기유 저류부의 압력을 낮춘다. 게다가, 유면 검출기가 냉동기유를 여분으로 저류하고 있는 압축기를 검출해, 그 압축기를 운전시켜 저류부의 압력을 증대시킨다. 복수 압축기의 저류부끼리 접속하는 연결관의 개폐변을 개폐, 제어하여 압력이 높은 압축기로부터 압력이 낮은 압축기로 냉동기유가 이동된다. 따라서, 압력이 높은 압축기의 냉동기유가 감소하고, 그 양만큼 압력이 낮은 압축기의 냉동기유가 증가한다.

이와 같이, 종래의 냉동기는 유면 검출기를 모든 압축기에 설치하고 유면 검출기의 검출 결과에 근거해 개폐변을 제어하는 구성이므로 고가였다. 또한, 냉동기유의 이동에는 복수의 압축기 저류부 사이의 차압을 이용하지만, 이 차압을 발생시키기 위해서는 냉동기유가 부족한 압축기를 정지시켜야만 했으며, 균유를 위해 압축기를 정지시키면 그 시간 동안 냉방능력이나 난방능력이 저하된다.

본 발명은 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 간단한 구성으로 안정적으로 실외 유닛간의 냉동기유의 균등화를 도모하는 것이다.

상기 과제를 해결하는 위한 본 발명은, 복수의 실외기와 실내기 사이를 집합 가스관 및 집합 액관으로 접속시키고, 실외기에 탑재된 압축기에 흡입 배관을 통해 냉매를 흡입시켜 가압한 후 토출함으로써 냉매를 순환시키는 냉동기에 사용되어 상기 압축기 사이에서 냉동기유를 균등하게 유지하는 압축기 균유장치로서, 상기 압축기의 고압 용기에 접속되는 기액분리수단을 가지며, 상기 기액분리수단에는 주로 냉동기유를 유출하는 제 1유출단과, 주로 기체를 유출하고 상기 기액분리수단이 냉동기유로 가득찬 경우에는 냉동기유를 유출하는 제 2유출단으로 마련되어 있으며, 상기 제 1유출단은 제 1감압수단을 통해 상기 흡입 배관에 있어서 그 압축기로 냉매를 공급하는 부분에 접속되고, 상기 제 2유출단에는 균유관이 접속되어 있으며, 상기 균유관은 그 경로 중에 제 2감압수단이 마련된 후에 유닛간 균유관에 접속되어 있으며, 상기 유닛간 균유관은 복수의 상기 실외기 각각의 상기 균유관이 접속된 후에, 2개의 접속관에 분기되고, 제 1 상기 분기관이 제 1유로 전환수단을 사이에 두고 상기 집합 가스관에 접속됨과 동시에, 제 2 상기 분기관이 상기 제 2 유로 전환수단을 사이에 두고 상기 집합 액관에 접속되는 것을 특징으로 하는 압축기 균유장치이다.

상기 압축기 균유장치에서는 기액분리수단의 유입단에 접속되는 배관의 접속 높이보다도 그 압축기의 냉동기유의 유면이 낮은 경우에는 냉동기유 미스트가 혼입된 냉매가 기액분리수단에 유입하고, 냉동기유 미스트가 기액분리수단으로 냉매에서 분리되어 원래 압축기로 되돌아간다. 한편, 그 압축기의 냉동기유 유면이 배관 접속 높이 보다 높을 경우에는 냉동기유가 기액분리수단에 유입되어 냉동기유가 균유관으로도 유출된다. 이 냉동기유는 균유관이나 유닛간 균유관을 통해 제 1, 제 2유로 전환수단 중 어느 하나를 통해 가스관 또는 액관에 유입하고, 가스관 또는 액 관을 통해 압축기에 유입된다.

이하, 발명을 실시하기 위한 최선의 실시 예에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 실시 예에 따른 냉동기의 구성을 나타낸다. 냉동기(1)는 3대의 실외기(2~4)가 집합 가스관(5)(가스관) 및 집합 액관(6)(액관)에 병렬로 접속되어 있고, 집합 가스관(5) 및 집합 액관(6)에는 옥내에서 사용되는 실내기(7)가 복수대 병렬로 접속되어 있다. 이와 같은 냉동기(1)는 실외 멀티 공조기라고 불리기도 한다. 또한, 실외기(2~4)의 수 및 실내기(7)의 수는 도시된 것에 한정되지 않는다.

실외기(2)에는 제 1압축기(10)와 제 2압축기(11)가 탑재되어 있다. 제 1, 제 2 압축기(10, 11)는 고압 쉘형의 압축기이며, 각각의 토출구에는 토출배관(14)이 접속되어 있다. 토출배관(14)은 1개로 합류한 후에 오일분리기(15)를 통해 사방변(16)의 제 1포트(16A)에 접속되어 있다. 사방변(16)은 4개의 포트를 가지며 제 1 포트(16A)와 제 2포트(16B)를 접속했을 때에는 제 3포트(16C)와 제 4포트(16D)가 접속되고, 제 1포트(16A)와 제 4포트(16D)를 접속했을 때에는 제 2포트(16B)와 제 3포트(16C)가 접속되도록 전환 가능하게 되어 있다. 액관(6A)는 집합 액관(6)에 접속되어 있고, 그 관로상에는 실외측 감압장치(18)가 설치되어 있다. 집합 액관(6)은 각 실외기(2~4)로부터 액관(6A)이 접속됨과 동시에 실내기(7)측에서 3개의 액관 (6B)으로 분기되어 있으며 이들 액관(6B)은 3개의 실내기(7) 내에 하나씩 인입되어 각 실내기(7)의 실내측 감압장치(20)에 각각 접속되어 있다.

실내기(7)는 실내측 감압장치(20)와 실내 열교환기(21)가 직렬로 접속되어 있고, 실내 열교환기(21)에는 집합 가스관(5)의 가스관(5B)이 접속되어 있다.

가스관(5B)은 집합 가스관(5)에 접속되어 있다. 집합 가스관(5)은 실외기(2)측에서 3개의 가스관(5A)으로 분기되어 있으며, 이 가스관(5A)들이 하나씩 실외기 (2~4) 내로 인입되어 사방변(16)의 제 4포트(16D)에 접속되어 있다. 그리고, 사방변(16)의 제 3포트(16C)에는 흡입 배관(23)이 접속되어 있다. 흡입 배관(23)은 열교환 후에 제 1, 제 2압축기(10, 11)에 흡입될 때 냉매가 통과하는 배관으로, 오일 분리기(15)에서 오일 귀환관(24)이 합류한 후 제 1, 제 2압축기(10, 11)에 대해 두개의 흡입 분기관(23A, 23B)으로 분기되어 있다. 또한, 오일 귀환관(24)에는 그 관로 상에 캐필러리 튜브 등의 감압수단(25)이 마련되어 있다.

흡입 배관(23)의 각 흡입 분기관(23A)은 제 1, 제 2압축기(10, 11)의 고압 용기(27)에 접속되어 있다. 각 흡입 분기관(23A)에는 대응하는 1개의 압축기(10, 11)에 흡입되는 냉매만이 통류한다. 제 1, 제 2압축기(10, 11) 각각의 고압 용기(27) 내에는 소정량의 냉동기유가 수용되어 있다. 또한, 실외기(3)는 고압 쉘형의 압축기인 제 3압축기(30) 및 제 4압축기(31)을 가지고, 실외기(2)와 같은 구성을 가지고 있다. 실외기(4)는 고압 쉘형의 압축기인 제 5압축기(40) 및 제 6압축기(41)를 가지고 실외기(2)와 같은 구성을 가지고 있다.

여기서, 냉동기(1)에는 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41) 각각에 접속되는 압축기 균유장치(51)가 마련되어 있다. 압축기 균유장치(51)는 실외기(2)에 내장되는 제 1 균유 유닛(52)과, 실외기(3)에 내장되는 제 2균유 유닛(53)과, 실외기(4)에 내장되는 제 3균유 유닛(54)을 가지며, 이 각 균유 유닛(52~54)들이 유닛간 균 유관(55)으로 집합 가스관(5) 및 집합 액관(6)에 연결되는 구성을 가진다.

제 1균유 유닛(52)은 제 1압축기(10)의 고압 용기(27)의 바닥부에서 소정의 높이로 접속된 접속관(62)을 가지고 있다. 이 접속관(62)은 기액분리수단(63)의 유입단에 접속되어 있다. 기액분리수단(63)은 예를 들면 원심력을 이용해 기액이 혼합한 유체를 기체와 액체로 분리하도록 구성되어 있다. 기액분리수단(63)에 있어서, 주로 액체가 유출하는 제 1유출단에는 오일 귀환관(64)이 접속되어 있다. 오일귀환관(64)은 그 관로 상에 제 1감압 수단인 캐필러리 튜브(65)가 설치된 후 제 1압축기(10)로 흡입되는 냉매만이 통류하는 흡입 분기관(23A)에 접속되어 있다. 한편, 도 1에서는 흡입 분기관(23A)의 배관 상에 설치된 어큐뮬레이터(28)에 접속되어 있지만, 어큐뮬레이터(28) 이외의 배관 부분에 접속되어도 좋다. 한편 기액분리수단(63)에 있어서, 주로 기체가 유출하는 제 2유출단에는 균유관(66)이 접속되어 있다. 균유관(66)은 그 관로 중에 제 2감압 수단인 캐필러리 튜브(67)가 설치되어 있고, 균유 집합관(68)(균유관)에 접속되어 있다. 균유 집합관(68)은 유닛간 균유관(55)에 접속되어 있다.

제 2압축기(11)에는 고압 용기(27)의 바닥부에서 소정의 높이에 접속관(62)이 접속되어 있고, 이 접속관(62)은 기액분리수단(63)의 유입단에 접속되어 있다.

기액분리수단(63)의 제 1유출단에는 오일 귀환관(64)이 접속되어 있다. 오일귀환관(64)에는 캐필러리 튜브(65)가 마련되어 있고, 제 2압축기(11)로만 흡입되는 냉매가 지나는 흡입 분기관(23B)의 어큐뮬레이터(28)에 접속되어 있다. 기액분리수단(63)의 제 2유출단에는 균유관(66)이 접속되어 있다. 이 균유관(66)은 캐필러리 튜브(67)가 마련된 후 균유 집합관(68)에 접속되어 있다.

마찬가지로, 제 2균유 유닛(53)은 제 3압축기(30)의 고압 용기(27) 바닥부에서 소정의 높이에 접속관(62)을 통해 접속된 기액분리수단(63)을 가지고 있다. 기액분리수단(63)의 제 1유출단측의 오일 귀환관(64)은 캐필러리 튜브(65)가 마련된 후에 제 3압축기(30)의 흡입 분기관(23A)에 접속되어 있다. 기액분리수단(63)의 제 2유출단측 균유관(66)은 캐필러리 튜브(67)가 마련된 후 균유 집합관(68)에 접속되어 있다. 또한, 제 4압축기(31) 측도 마찬가지로 접속관(62)으로 제 4압축기(31)에 접속되는 기액분리수단(63)과, 오일 귀환관(64)과, 균유관(66)과, 캐필러리 튜브(65, 67)을 가지고 있다. 오일 귀환관(64)은 제 4압축기(31)의 흡입 분기관(23B)에 접속되어 있다. 균유 집합관(68)은 유닛간 균유관(55)에 접속되어 있다.

제 3균유 유닛(54)은 제 5압축기(40)에 접속관(62)에 접속된 기액분리수단(63)과, 오일 귀환관(64)과, 균유관(66)과, 캐필러리 튜브(65,67)를 가지고 있다.

오일 귀환관(64)은 제 5압축기(40)의 흡입 분기관(23A)에 접속되어 있다. 또한, 제 6압축기(41)에 접속관(62)으로 접속된 기액분리수단(63)과, 오일 귀환관(64)과 균유관(66)과 캐필러리 튜브(65, 67)을 가지고 있다. 오일 귀환관(64)은 제 6압축기(41)의 흡입 분기관(23B)에 접속되어 있다. 균유 집합관(68)은 유닛간 균유관(55)에 접속되어 있다.

유닛간 균유관(55)은 각 균유 유닛(52~54)이 접속된 후에, 두개의 분기관(55A, 55B)으로 분기되고, 제 1분기관(55A)이 제 1역지변(70)(유로 전환수단)을 사이에 두고 집합 가스관(5)에 접속되어 있다. 제 1분기관(55A)의 접속 부분은 집합 가스관(5)이 가스관(5A)에 분기하는 분기 부분보다 실내기(7)측이다. 마찬가지로 제 2분기관(55B)가 제 2역지변(71)(유로 전환수단)을 사이에 두고 집합 액관(6)에 접속되어 있다. 제 2분기관(55B)의 접속 부분은 집합 액관(6)이 액관(6A)에 분기하는 분기 부분보다도 실내기(7)측이다. 제 1역지변(70)은 유닛간 균유관(55)의 압력이 집합 가스관(5)의 압력보다도 높을 때에 열리고, 유닛간 균유관(55)의 압력이 집합 가스관(5)의 압력보다도 낮을 때에는 닫히도록 구성되어 있다. 마찬가지로 제 2역지변(70)은 유닛간 균유관(55)의 압력이 집합 액관(6)의 압력보다 높을 때에 열리고, 유닛간 균유관(55)의 압력이 집합 액관(6)의 압력 보다도 낮을 때에는 닫히도록 구성되어 있다.

또한, 캐필러리 튜브(65, 67)는 냉매나 냉동기유의 압력이 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 고압 용기(27)의 내압 및 기액분리수단(63)의 내압보다도 낮아지도록 감압하는 한편, 냉매나 냉동기유의 압력이 흡입 배관(23), 흡입 분기관

(23A, 23B)의 내압보다는 높아지도록 설정되어 있다. 또한, 캐필러리 튜브(65, 67)는 실내, 실외 열교환기(17, 21)를 통하는 메인 회로를 흐르는 냉매 유량에 대해, 각 균유 유닛(52, 53, 54)을 흐르는 냉매 유량이 소정의 비율 이하가 되도록 유로 저항이 설정되어 있다. 또한, 캐필러리 튜브(65)와 캐필러리 튜브(67)를 비교하면, 이들 캐필러리 튜브(65, 67)는 오일 귀환관(64)을 통과하는 유량과, 균유 집합관(68)에 유입하는 유량을 제어해 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 유면이 각각 소정의 레벨로 유지되도록 미리 설정되어 있다. 따라서, 캐필러리 튜브(65)는 제 1유량 조정수단으로서 기능하고, 캐필러리 튜브(67)는 제 2유량 조정수단으로서 기 능한다.

또한, 기액분리수단(63)의 용적은 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 필요 최저 유량에 대해 소정의 용적 이하가 되어 있다. 더욱 구체적으로는 도 2에 도시된 기액분리수단 용적 범위(R1) 사이가 되고 있다. 본 실시 예에 있어, 기액분리수단 용적 범위(R1)의 하한값은 냉동기유의 5%에 상당하는 용적이다. 또한, 기액분리수단 용적 범위(R1)의 상한값은 냉동기유의 20%에 상당하는 용적이다. 기액분리수단(63)의 용적이 하한값을 하회하면 액체와 기체의 분리 성능이 떨어지므로 바람직하지 않다. 또한, 기액분리수단(63)의 용적이 상한값를 상회하면 기액분리수단(63)에 잉여 냉동기유가 체류하고, 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 운전에 필요한 냉동기유가 부족해지므로 바람직하지 않다.

다음으로 본 실시 예의 작용에 대해 설명한다.

우선, 3대의 실외기(2~4)를 동시에 운전해 냉방 운전, 난방 운전을 할 때의 냉매 흐름에 대해 순서대로 설명한다. 한편, 1개 또는 2개의 실외기(2~4)를 정지시키거나, 실외기(2~4) 중 어느 하나의 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)만을 정지시키면서 냉방 운전 또는 난방 운전을 하는 것도 가능하다.

냉방 운전 시에는 각 실외기(2~4)의 사방변(16)을 전환해 제 1포트(16A)와 제 2포트(16B)를 접속하고, 제 3포트(16C)와 제 4포트(16D)를 접속한다. 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에서 토출되는 고압 가스 냉매는 오일분리기(15)에서 가스 냉매 중에 혼입한 냉동기유를 분리한 후에, 사방변(16)을 통해 실외 열교환기(17)로 안내된다. 실외 열교환기(17)에서는 열교환에 의해 가스 냉매가 액화해 고 압의 액 냉매가 형성된다. 액 냉매는 집합 액관(6)에서 합류하여 운전 중인 실내기(7)로 안내된다. 실내기(7) 내에서 액 냉매는 실내측 감압 장치(20)에 의해 감압된 후 실내 열교환기(21)에 유입한다. 실내 열교환기(21)에서는 열교환에 의해 저압 액 냉매가 기화해 저압 가스 냉매가 형성되며, 이 때 주위 공기로부터 기화열을 빼앗음으로써 실내가 냉방된다. 저압 가스 냉매는 실내 열교환기(21)에서 집합 가스관(5)을 통해 각 실외기(2~4)에 분기되면서 회수된다. 각 실외기(2) 내에서는 사방변(16)을 통해 흡입 배관(23)으로 안내되고 흡입 분기관(23A, 23B)을 통해 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)로 흡입된다. 그리고, 다시 가압되어 토출 배관(14)으로 토출된다.

냉동기(1)에서 난방 운전할 때에는 각 실외기(2~4)의 사방변(16)을 전환해 제 1포트(16A)와 제 4포트(16D)를 접속하고, 제 2포트(16B)와 제 3포트(16C)를 접속한다. 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에서 토출되는 고압 가스 냉매는 사방변(16)에서 집합 가스관(5)에 합류하고 운전 중인 실내기(7)의 실내 열교환기(21)로 안내된다. 실내 열교환기(21)에서는 가스 냉매가 액화되어 액 냉매가 형성되며 이 때 방출되는 응축열로 실내가 난방된다. 액 냉매는 실내측 감압 장치(20)에서 감압되어 중간압 액 냉매로서 집합 액관(6)으로 흐르고, 각 실외기(2~4)로 분기되어 실외측 감압 장치(18) 및 실외 열교환기(17)를 통과해 저압 가스 냉매가 된다.

가스 냉매는 사방변(16)에서 흡입 배관(23)을 통과해 흡입 분기관(23A, 23B)에서 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)로 흡입된다. 그리고, 다시 가압되어 토출 배관(14)으로 토출된다.

이와 같이 냉매를 순환시키면서 냉동기(1)가 운전하는 사이 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 가동 상태를 유지한 채로 압축기 균유장치(51)에 의해 각 실외기(2~4) 내의 2개의 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)들 사이에 냉동기유의 균등화와 실외기(2~4) 간의 냉동기유의 균등화가 이루어진다.

예를 들어 제 1압축기(10)의 고압 용기(27) 내의 냉동기유가 많고, 그 유면이 접속관(62)의 접속 위치보다도 높은 위치에 있는 경우(이하, 이와 같은 상태를 "냉동기유가 잉여"라고 칭함)에는 냉동기유만이 접속관(62)에서 기액분리수단(63)의 유입단(63A)으로 유입한다. 이 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1압축기(10)의 고압 용기(27)에서 유출한 냉동기 오일 귀환관(64) 및 균유관(66)에 냉동기유가 유출된다. 오일 귀환관(64)에 유출한 냉동기유는 원래 압축기인 제 1압축기(10)로만 되돌아간다. 균유관(66)에 유출한 냉동기유는 균유 집합관(68)을 통해 유닛간 균유관(55)으로 유출된다. 또한, 캐필러리 튜브(67)에 의해 기액분리수단(63)측이 고압이 되어 있으므로, 균유 집합관(68)에서 제 2압축기(11)측의 기액분리수단(63)으로 역류하는 일은 없다. 이와 마찬가지로 유닛간 균유관(55)에서 제 2, 제 3균유 유닛(53, 54)에 역류하는 일도 없다. 유닛간 균유관(55)으로 유출된 냉동기유는 제 1, 제 2역지변(70, 71)의 어느 한쪽을 통과해 집합 가스관(5) 또는 집합 액관(6)으로 유출된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 냉동기(1)가 냉방 운전 중인 경우에는 집합 가스관(5)에 저압 가스 냉매가 흐르고 있으며, 집합 가스관(5)의 내압이 유닛간 균유관(55)의 내압보다도 상태적으로 낮으므로, 제 1역지변(70)은 열려 있다. 따라서, 냉 동기유는 제 1역지변(70)을 통과해 집합 가스관(5)으로 유출한다. 한편, 집합 액관(6)은 고압인 액 냉매가 흐르고 있고 집합 액관(6)의 내압이 유닛간 균유관(55)의 내압 보다도 상대적으로 높으므로 제 2역지변(71)은 닫혀 있어 냉동기유는 유출하지 않는다. 집합 가스관(5)으로 유출된 냉동기유는 저압 가스 냉매에 혼입되고, 가스관(5A)에서 각 실외기(2~4)로 유입한다. 각 실외기(2~4)에서는 사방변(16)에서 흡입 배관(23)으로 흐르고, 각각의 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에 흡입된다.

그 결과, 냉동기유가 잉여하는 압축기(이 경우에는, 제 1 압축기(10))의 냉동기유는 서서히 감소하고, 다른 압축기의 냉동기유는 서서히 증가한다.

도 5에 도시된 바와 같이 냉동기(1)가 난방 운전 중인 경우에는 집합 가스관(5)에는 고압 가스 냉매가 흐르고 있으므로, 집합 가스관(5)의 내압이 유닛간 균유관(55)의 내압 보다도 상대적으로 높아 제 1역지변(70)이 닫혀 있다. 따라서, 냉동기유는 집합 가스관(5)으로 유출되지 않는다. 한편, 집합 액관(6)은 실내기(7)를 통과한 중간압 액 냉매가 흐르고 있고, 집합 액관(6)의 내압이 유닛간 규유관(55)의 내압보다도 상대적으로 낮으므로 제 2역지변(71)은 열린다. 따라서, 냉동기유는 집합 액관(6)으로 유출한다. 집합 액관(6)으로 유출된 냉동기유는 중간압인 액 냉매에 혼입되고, 액관(6A)에서 각 실외기(2~4)로 유입된다. 각 실외기(2~4)에서는 사방변(16)에서 흡입 배관(23)으로 흘러 각각의 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에 흡입된다. 그 결과, 냉동기유가 잉여하는 압축기(이 경우에는 제1 압축기(10))의 냉동기유가 서서히 감소하고, 다른 압축기의 냉동기유가 서서히 증가한다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 예를 들면, 제 1압축기(10)의 고압 용기(27) 내의 냉동기유가 적고, 그 유면이 접속관(62)의 접속 위치보다도 낮은 위치에 있는 경우(이하, 이 상태를 "냉동기유가 소정량 이하"라고 함)에는, 가스 냉매와 가스 냉매 중에 혼입한 냉동기유의 오일 미스트가 접속관(62)을 통과해 기액분리수단(63)에 유입한다. 기액분리수단(63)은 오일 미스트와 가스 냉매를 분리한다. 오일 미스트는 제 1유출단(63B)에서 오일 귀환관(64)에 유출하고 오일 귀환관(64)를 통과해 흡입 분기관(23A)에서 원래 압축기인 제 1압축기(10)로 되돌아간다. 따라서, 제 1압축기(10) 중에서 가스 냉매에 혼입해 있던 냉동기유가 제 1압축기(10) 자신에게 회수된다. 이에 의해 제 1압축기(10)에서의 냉동기유의 유출이 방지되고 고압 용기(27) 내의 유면 저하가 방지된다. 또한, 기액분리수단(63)에서 분리된 냉매는 제 2유출단(63C)에서 균유 집합관(68)을 통해 유닛간 균유관(55)에 유출된다. 이 가스 냉매는 상기 잉여 냉동기유와 같게 되고, 냉방 운전 중에는 제 1역지변(70)을 통과해 집합가스관(5)에 유입하고, 난방 운전 중은 제 2역지변(71)을 통과해 집합 액관(6)에 유입하며, 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에 흡입된다.

다른 압축기(11, 30, 31, 40, 41)에 대해서도 똑같이 냉동기유가 소정량 보다도 많은 즉, 냉동기유가 잉여인 경우에는 유닛간 균유관(55)을 통과해 집합 가스관(5) 또는 집합 액관(6)에서 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)로 분배된다. 한편, 냉동기유가 소정량 이하인 경우에는, 오일 귀환관(64)을 통해 원래 압축기에만 환류한다. 따라서, 냉동기(1)를 운전하는 과정에서 압축기(11, 30, 31, 40, 41)의 냉동기유가 균등화된다.

이 실시 예에서는, 복수의 실외기(2~3)를 가지는 구성에 있어서, 압축기 균 유장치(51)을 설치하고 집합 가스관(5) 또는 집합 액관(6)을 통해 잉여 냉동기유를 복수의 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)로 분배시키도록 했으므로, 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)를 정지시키는 일 없이 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 냉동기유를 균등화할 수 있다. 압축기 균유장치(51)의 유닛간 균유관(55)에는 제 1, 제 2역지변(70, 71)이 설치되어 있으므로, 집합 가스관(5) 또는 집합 액관(6) 중에서 상대적으로 저압이고, 동시에 실외기(2~4)로 되돌아가는 냉매가 흐르는 배관에 냉동기유를 유입시키는 것이 가능해진다. 따라서, 실내기(7)를 통과하는 일 없이 냉동기유를 신속하게 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)로 분배할 수 있다. 게다가, 유닛간 균유관(55)은 실내기(7)에 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 실외기(4)를 향해 집합 가스관(5), 집합 액관(6)에서 분기한 배관인 가스관(5A), 액관(6A)보다도 실내기(7) 측에 접속했으므로, 모든 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)의 냉동기유를 분배하는 것이 가능하다. 또한, 유닛간 균유관(55)을 가스관(5A), 액관(6A)의 근방에 접속하면 냉동기유가 흐르는 경로를 단축시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 다양하게 응용할 수 있다.

예를 들면 도 7에 나타나듯이, 제 1, 제 2역지변(70, 71)을 실내기(7)에 가장 가까운 실내기(4)에 내장해도 좋다. 이 경우에는 집합 가스관(5) 및 집합 액관(6)의 일부가 실외기(4)로 인입되며, 게다가 유닛간 균유관(55)도 실외기(4) 내에 인입된다. 실외기(4) 내에서는 제 1분기관(55A)이 제 1역지변(70)을 사이에 두고 집합 가스관(5)의 인입부(75)에 접속되며, 제 2분기관(55B)이 제 2역지변(71)을 사이에 두고 집합 액관(6)의 인입부(76)에 접속된다. 일반적으로 집합 가스관(5) 및 집합 액관(6)과 실외기(4)의 접속은 냉동기(1)가 실제로 설치하는 현지에서 이루어지므로, 도 1에 나타내는 예에서는 집합 가스관(5) 및 집합 액관(6)과 분기관(55A, 55B)의 접속 작업도 현지에서 시공된다. 제 1, 제 2분기관(55A, 55B)에는 제 1, 제 2역지변(70, 71)이 설치되어 있으므로, 이들의 분기관(55A, 55B)을 용접에 의해 접속하는 경우에는 제 1, 제 2역지변(70, 71)에 미치는 열의 영향을 고려하면서 현지에서 시공할 필요가 있다. 도 7에 나타난 실시 예에서는 제조 단계에서 미리 인입부(75, 76)와 제 1, 제 2분기관(55A, 55B)을 접속해 둘 수 있으므로, 현지에서는 인입부(75, 76)와 나머지 집합 가스관(5) 및 집합 액관(6)을 용접하는 것만으로 해결되어 현지에서의 작업이 용이해진다.

압축기 균유장치(51)는 유로 전환수단으로서 역지변 대신에 개폐변을 사용해도 좋다. 도 8에 나타나듯이 유닛간 균유관(55)의 분기관(55A)은 제 1개폐변(80)을 사이에 두고 집합 가스관(5)에 접속되어 있고, 분기관(55B)은 제 2개폐변(81)을 사이에 두고 집합 액관(6)에 접속되어 있다. 제 1, 제 2개폐변(80, 81)은 미도시된 제어 장치에 의해 냉동기(1)의 운전 모드에 맞춰 개폐 제어된다. 냉방 운전 시에는 제 1개폐변(80)을 열고, 제 2개폐변(81)을 닫는다. 유닛간 균유관(55)의 냉동기유는 집합 가스관(5)에서 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에 분배된다. 난방 운전 시에는 제 1개폐변(80)을 닫고, 제 2개폐변(81)을 연다. 유닛간 균유관(55)의 냉동기유는 집합 액관(6)에서 각 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)에 분배된다. 도 7의 예에 있어서, 제 1, 제 2역지변(70, 71)을 제 1, 제 2개폐변(80, 81)으로 치환하는 것도 가능하다.

또한, 실외기(2~4)마다의 압축기(10, 11, 30, 31, 40, 41)는 각 2개로 한정되지 않는다. 1개라도 좋고, 3개 이상이라도 좋다.

기액분리수단(63)의 용량은 그 냉동기에 따라 최적의 용적을 선택하는 것이 가능하고, 압축기의 운전에 필요한 최저 유량 이하라면, 상기 기액분리수단 용적 범위(R1) 이외라도 좋다.

제 1, 제 2감압 수단은 캐필러리 튜브(65, 67) 대신에 팽창변이나 개폐변 기타 감압 수단이라도 좋다.

본 발명에 의하면 냉동기유가 적은 압축기에서는 냉동기유가 유출되지 않고, 냉동기유가 많은 압축기에서는 다른 실외기를 포함한 다른 압축기로 냉동기유가 유출되어 분배되므로, 복수의 실외기를 가지는 냉동기에 있어 압축기의 냉동기 유량을 소정량으로 유지할 수 있다. 게다가, 종래와 같은 특별한 운전 제어를 하지 않아도 복수 압축기의 냉동기 유량을 소정량으로 유지할 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 항상 안정된 운전을 실현할 수 있다.

Claims

적어도 하나의 압축기를 가지는 복수의 실외기와, 집합 가스관 및 집합 액관을 통해 상기 복수의 실외기와 접속되는 복수의 실내기와, 상기 복수의 실외기에 탑재된 각 압축기에 냉매가 흡입되도록 상기 각 압축기에 연결된 흡입 배관과, 상기 각 압축기에 의해 가압된 냉매가 토출되도록 상기 각 압축기에 연결된 토출 배관을 포함하는 냉동기에 사용되어 상기 각 압축기 간에 냉동기유를 균등하게 유지하는 압축기 균유장치로서,

접속관을 통해 상기 각 압축기의 고압 용기에 연결되어 상기 각 압축기로부터 유입되는 유체에서 기체와 액체를 분리하도록 구성되는 기액분리수단을 가지고,

상기 기액분리수단에는 냉동기유를 유출하는 제 1유출단과, 상기 기액분리수단이 냉동기유로 가득찬 경우에는 냉동기유를 유출하는 제 2유출단이 마련되어 있고,

상기 제 1유출단은 제 1감압 수단을 사이에 두고 상기 흡입 배관에 접속되고, 상기 제 2유출단은 균유관이 접속되어 있고,

상기 균유관은 그 경로 중에 제 2감압 수단이 마련된 후에 유닛간 균유관에 접속되어 있으며,

상기 유닛간 균유관은 복수의 상기 실외기 각각의 상기 균유관이 접속된 후에 제 1분기관과 제 2분기관으로 분기하고, 상기 제 1분기관이 제 1유로 전환수단을 사이에 두고 상기 집합 가스관에 접속됨과 동시에, 상기 제 2분기관이 상기 제 2유로 전환 수단을 사이에 두고 상기 집합 액관에 접속됨을 특징으로 하는 압축기 균유장치.
제 1항에 있어서,

상기 유닛간 균유관은 상기 집합 가스관 및 상기 집합 액관이 각각의 상기 실외기를 향해 분기하는 분기 부분과 상기 실내기측 사이에서 상기 집합 가스관 및 상기 집합 액관에 접속되어 있음을 특징으로 하는 압축기 균유장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1유로 전환수단은 상기 유닛간 균유관의 내압이 상기 집합 가스관의 내압보다도 높을 때만 열리는 역지변이며, 상기 제 2유로 전환수단은 상기 유닛간 균유관의 내압이 상기 집합 액관의 내압보다도 높을 때만 열리는 역지변인 것을 특징으로 하는 압축기 균유장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1유로 전환수단과 제 2유로 전환수단은 한쪽이 열리면 다른 쪽이 닫혀지도록 개폐 제어되는 개폐변으로 이루어짐을 특징으로 하는 압축기 균유장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 1, 제 2유로 전환수단과 상기 제 1, 제 2 분기관은 가장 상기 실내기측에 가깝게 배치되는 상기 실외기에 내장되어 있음을 특징으로 하는 압축기 균유장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 압축기 균유장치와, 상기 압축기 균유장치가 상기 압축기에 접속되는 복수의 상기 실외기와 상기 집합 가스관과 상기 집합 액관과 상기 실내기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동기.