KR100556801B1 - 에어콘용 압축기의 압력 평형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어콘 압축기의 압력 평형 장치에 관한 것으로, 본 발명은 복수 개의 가스토출관을 병렬 합관한 후 이를 응축기로 향하는 냉매순환관과 가스흡입관으로 향하는 바이패스관으로 분관하는 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부에 미끄러지게 삽입하여 2개의 압축기가 모두 운전할 때는 두 압축기의 가스토출관을 냉매순환관에 연통시키는 반면 한 쪽 압축기만 운전할 때는 운전하는 압축기의 가스토출관은 냉매순환관에 연통시키고 정지하는 압축기의 가스토출관은 바이패스관에 연통시키는 반면 양쪽 압축기가 모두 정지할 때는 먼저 한 쪽 압축기의 가스토출관을 바이패스관에 연통시켜 평압운전을 실시한 후에 다른 압축기의 가스토출관을 바이패스관에 연통시켜 평압운전을 실시하는 개폐밸브와, 개폐밸브의 이동방향 양측에 각각 배치하여 그 개폐밸브가 압축기의 운전상태에 따라 적절하게 이동하도록 자력을 발생하는 복수 개의 전자석과, 개폐밸브의 이동방향 양측을 탄력 지지하여 그 개폐밸브가 압축기의 운전상태에 따라 적절하게 이동하도록 탄성력을 공급하는 복수 개의 탄성부재를 포함함으로써, 에어콘의 운전상태에 따라 각 압축기에 대한 평압운전시간을 줄일 수 있고 이를 통해 에어콘의 운전주기를 짧게 하여 사용상의 쾌적함을 높일 수 있을 뿐만 아니라 별도의 체크밸브를 구비하지 않고 냉매의 역류를 차단할 수 있어 부품을 간소화하면서도 에어콘의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

에어콘용 압축기의 압력 평형 장치{PRESSURE BALANCE APPARATUS FOR COMPRESSOR OF AIRCONDITIONER}

도 1은 종래 에어콘의 실외기를 파단하여 보인 사시도,

도 2는 종래 에어콘의 압축기에서 흡입구와 토출구의 배관을 보인 개략도,

도 3은 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치를 구비한 흡입구와 토출구의 배관을 보인 보인 개략도,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치의 동작을 보인 단면도.

**도면의 주요부분에 대한 설명**

1,2 : 제1,제2 압축기 3 : 응축기

6,7 : 제1,제2 가스흡입관 8,9 : 제1,제2 가스토출관

20 : 냉매절환부 21 : 밸브하우징

21a : 밸브공간 21b,21c : 제1,제2 냉매입구

21d : 토출측 냉매출구 21e : 평압측 냉매출구

21f : 냉매우회입구 21g : 배기구멍

22 : 개폐밸브 21a,21b : 개폐부

21c : 연통부 23,24 : 제1,제2 전자석

25,26 : 제1,제2 압축스프링 30 : 바이패스관

L : 냉매순환관

본 발명은 에어콘의 압축기에 관한 것으로, 특히 2개의 압축기를 구비하는 경우 운전이 중지된 에어콘의 재구동시 모든 압축기에서 신속하게 압력평형을 이루도록 하여 각 압축기의 기동시간을 단축시키는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어콘은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기의 냉동사이클에 따른 냉매의 증발잠열을 이용하여 실내의 온도를 쾌적하게 유지하는 것으로, 압축기가 냉매를 압축하여 포화압력까지 냉매의 압력을 상승시키면 응축기가 물이나 공기를 이용하여 고압의 냉매가 갖고 있는 열을 흡수하여 냉매를 액화하고, 이 액화된 냉매는 팽창밸브의 교축작용에 의해 압력이 낮아진 상태로 증발기에 유입되어 증발하면서 실내공기를 열교환시켜 실내온도를 쾌적하게 유지하도록 하는 장치이다.

도 1은 실외기와 실내기를 분리한 분리형 에어콘에서 2개의 압축기를 구비한 실외기를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 에어콘의 압축기에서 흡입구와 토출구의 배관을 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 실외기(C)는, 냉매를 포화압력까지 압축하는 2개의 압축기(1,2)와, 양쪽 압축기(1,2)의 일측에 설치하여 고압의 냉매가 갖고 있는 열을 흡수하여 냉매를 액화시키는 응축기(3)와, 응축기(3)의 일측에 설치하여 외부의 공기를 상기한 응축기(3)로 유도하는 복수 개의 실외팬(4,5)을 포함하고 있다.

2개의 압축기(1,2)는 각각 케이싱(1a,2a)의 측벽에 가스흡입관(6,7)을 연통 설치하여 실내기의 증발기(미도시) 출구에 병렬로 연결하고, 각 케이싱(1a,2a)의 상부캡에 가스토출관(8,9)을 각각 연통 설치하여 상기한 응축기(3)의 입구에 병렬로 연결하고 있다. 양쪽 가스토출관(8,9)에는 각각 냉매의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(11,12)를 독립적으로 설치하고 있다.

도면중 미설명 부호인 13은 어큐뮬레이터, 14는 덮개판이다.

상기와 같은 종래 에어콘은 다음과 같이 동작한다.

즉, 모든 압축기 또는 어느 한 압축기에 전원이 인가되어 기동하면 그 압축기(1,2)의 내부에 구비한 압축기구부의 펌핑 동작에 의해 증발기로부터 냉매를 흡입하여 압축한 후 각 가스토출관(8,9)을 통해 응축기(3)로 토출하고, 응축기(3)로 유입된 고압의 냉매는 그 응축기(3)에서 응축된 후 팽창기구(미도시)를 거치면서 감압 팽창되어 증발기로 이동하며, 증발기로 유입된 저압의 냉매는 주변의 공기와 열교환하면서 증발되어 다시 각 가스흡입관(6,7)을 통해 각각의 압축기(1,2)로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 제빙운전 등을 이유로 에어콘의 운전을 일정 시간 동안 중지하였다가 재기동하는 경우에는 각 압축기(1,2)의 토출측과 흡입측의 압력차를 해소하기 위하 여 일정 시간 동안 재기동을 지연하는 소위 '평압운전'을 실시하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 에어콘에 있어서는, 각각의 가스토출관(8,9)에 장착하는 체크밸브(11,12)가 해당 압축기(1,2)의 정지시 냉매의 역류를 방지할 수는 있으나, 각 가스흡입관(6,7)과 가스토출관(8,9)을 서로 병렬로 연결하여 다시 직렬로 연결함에 따라 각 압축기(1,2)의 토출측과 흡입측 사이에서 압력평형을 이루기 위한 '평압운전'시간이 과도하게 소요됨에 따라 사용상의 불쾌감을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 에어콘 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기 정지후 냉매의 역류를 차단하면서도 토출측과 흡입측의 압력차를 해소하는 '평압운전'시간을 줄여 신뢰성은 물론 사용상의 쾌적함도 함께 높일 수 있는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가스흡입관과 가스토출관을 2개의 압축기에 각각 독립적으로 연결하고, 그 복수 개의 가스흡입관과 가스토출관을 각각 병렬로 연결하는 에어콘에 있어서, 복수 개의 가스토출관을 병렬 합관한 후 이를 응축기로 향하는 냉매순환관과 가스흡입관으로 향하는 바이패스관으로 분관하는 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부에 미끄러지게 삽입하여 2개의 압축기가 모두 운전할 때는 두 압축기의 가스토출관을 냉매순환관에 연통시키는 반면 한 쪽 압축기만 운전할 때는 운전하는 압축기의 가스토출관은 냉매순환관에 연통시키고 정지하는 압축기의 가스토출관은 바이패스관에 연통시키는 반면 양쪽 압축기가 모두 정지할 때는 먼저 한 쪽 압축기의 가스토출관을 바이패스관에 연통시켜 평압운전을 실시한 후에 이어서 다른 압축기의 가스토출관을 상기한 바이패스관에 연통시켜 평압운전을 실시하도록 하는 개폐밸브와, 개폐밸브의 이동방향 양측에 각각 배치하여 그 개폐밸브가 압축기의 운전상태에 따라 적절하게 이동하도록 자력을 발생하는 복수 개의 전자석과, 개폐밸브의 이동방향 양측을 탄력 지지하여 그 개폐밸브가 압축기의 운전상태에 따라 적절하게 이동하도록 탄성력을 공급하는 복수 개의 탄성부재를 포함한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치를 구비한 흡입구와 토출구의 배관을 보인 보인 개략도이고, 도 4a 내지 도 4c은 본 발명 에어콘의 압축기에서 압력 평형 장치의 동작을 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 의한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치는, 응축기(3)에 연결하는 각각의 가스흡입관(6,7)과 증발기(미도시)에 연결하는 각각의 가스토출관(8,9)을 독립적으로 구비한 제1 압축기(1) 및 제2 압축기(2)와, 제1 가스토출관(8)과 제2 가스토출관(9)의 중간에 연통 설치하여 냉매의 유동방향을 절환하는 냉매절환부(20)와, 냉매절환부(20)에 연결하여 흡입측 냉매순환관(L)에 연결하는 바이패스관(30)을 포함한다.

냉매절환부(20)는 도 3에서와 같이 각 가스토출관(8,9)을 병렬 연통하여 응 축기(3)와 상기한 바이패스관(30)에 연결하도록 복수 개의 냉매입구(21b,21c)와 냉매출구(21d,21e)를 형성하는 밸브하우징(21)과, 밸브하우징(21)의 내부에 미끄러지게 삽입하여 두 압축기(1,2)의 운전상태에 따라 상기한 각 냉매입구(21b,21c)와 냉매출구(21d,21e)를 선택적으로 연통시키는 개폐밸브(22)와, 개폐밸브(22)의 운동방향 양측에 각각 위치하도록 밸브하우징(21)에 고정 설치하여 상기한 압축기(1,2)의 운전상태에 따라 개폐밸브(22)를 이동시켜 냉매입구(21b,21c)와 냉매출구(21d,21e)를 적절하게 연통시키는 제1 전자석(23) 및 제2 전자석(24)과, 개폐밸브(22)의 운동방향 양측을 각각 탄력적으로 지지하여 상기 전자석(23,24)과 함께 개폐밸브(22)를 이동시켜 냉매입구(21b,21c)와 냉매출구(21d,21e)를 연통시키는 제1 압축스프링(25) 및 제2 압축스프링(26)으로 이루어진다.

밸브하우징(21)은 그 내부에 개폐밸브(22)를 미끄러지게 삽입하도록 형성하는 밸브공간(21a)과, 밸브공간(21a)을 각 압축기(1,2)의 가스토출관(8,9)에 각각 연통되도록 형성하는 복수 개의 냉매입구(21b,21c)와, 밸브공간(21a)을 통해 각 냉매입구(21b,21c)가 냉매순환관(L)에 차별적으로 연통되도록 형성하는 토출측 냉매출구(21d)와, 밸브공간(21a)을 통해 각 냉매입구(21b,21c)가 바이패스관(30)에 차별적으로 연통되도록 형성하는 평압측 냉매출구(21e)와, 밸브공간(21a)을 통해 어느 한 쪽 냉매입구(21b)(21c)가 평압측 냉매출구(21e)에 선택적으로 연통되도록 그 평압측 냉매출구(21e)에서 분지하여 형성하는 냉매우회출구(21f)로 이루어진다.

개폐밸브(22)는 각각의 냉매입구(21b,21c,21f)와 냉매출구(21d,21e)를 개폐하도록 양단에 개폐부(22a,22b)를 형성하고, 개폐부(22a,22b)의 중간을 연결하여 각각의 냉매입구(21b,21c,21f)와 냉매출구(21d,21e)를 선택적으로 연통시키는 연통부(22c)를 형성하여 이루어진다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 에어콘 압축기의 압력 평형 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 도 4a에서와 같이 두 압축기(1,2)를 모두 운전시키는 경우에는 전자석(23,24)에 인가되던 전원이 차단되어 개폐밸브(22)가 양쪽 압축스프링(25,26)에 의해 밸브공간(21a)의 중간에 위치하면서 양측 개폐부(22a,22b)가 냉매우회출구(21f)와 평압측 냉매출구(21e)를 양쪽 냉매입구(21b,21c)와 차폐시키는 반면 그 양쪽 냉매입구(21b,21c)는 토출측 냉매출구(21d)와 연통시킴으로써, 각 압축기(1,2)의 가스토출관(8,9)과 밸브하우징(21)의 제1 냉매입구(21b)와 제2 냉매입구(21c)를 통해 밸브공간(21a)으로 토출되는 냉매는 토출측 냉매출구(21d)를 거쳐 냉매순환관(L)으로 이동하였다가 응축기(3)와 팽창기구 그리고 증발기를 거친 후 다시 가스흡입관(6,7)을 통해 각각의 압축기(1,2)로 흡입되는 것이다.

다음, 도 4b에서와 같이 제1 압축기(1)는 운전하고 제2 압축기(2)는 정지하는 경우에는 도면의 좌측에 위치한 제1 전자석(23)에 전원이 인가되어 개폐밸브(22)가 제1 압축스프링(25)을 이기면서 이동하여 일측 개폐부(22a)가 냉매우회출구(21f)를 차단하는 동시에 타측 개폐부(22b)가 제2 냉매입구(21c)와 평압측 냉매출구(21e)를 연통시킴으로써, 제1 압축기(1)에서 제1 가스토출관(8)을 통해 토 출되는 냉매는 제1 냉매입구(21b)를 통해 밸브공간(21a)으로 유입되었다가 토출측 냉매출구(21d)를 통해 응축기(3)로 이동하여 전술한 순환 경로를 따라 순환하는 한편 제2 압축기(2)는 평압측 냉매출구(21e)를 통해 바이패스관(30)에 연결되어 제2 압축기(2)의 토출측과 흡입측의 압력차를 해소하는 소위 '평압운전'을 실시하는 것이다.

다음, 도 4c에서와 같이 제1 압축기(1)는 정지하고 제2 압축기(2)는 운전하는 경우에는 도면의 우측에 위치한 제2 전자석(24)에 전원이 인가되어 개폐밸브(22)가 제2 압축스프링(26)을 이기면서 이동하여 일측 개폐부(22a)가 제1 냉매입구(21b)와 냉매우회출구(21f)를 연통시키는 동시에 타측 개폐부(22b)가 평압측 냉매출구(21e)를 차단한다. 이와 동시에 제2 냉매입구(21c)는 개폐밸브(22)의 연통부(22c)를 통해 토출측 냉매출구(21d)와 연통됨으로써, 제2 압축기(2)에서 제2 가스토출관(9)을 통해 토출되는 냉매는 제2 냉매입구(21c)를 통해 밸브공간(21a)으로 유입되었다가 토출측 냉매출구(21d)를 통해 응축기(3)로 이동하여 전술한 순환 경로를 따라 순환하는 한편 제1 압축기(1)는 제1 냉매입구(21b)와 냉매우회출구(21f)를 통해 바이패스관(30)에 연결되어 제1 압축기(1)에 대한 '평압운전'을 실시하는 것이다.

한편, 양쪽 압축기가 모두 정지되는 경우에는 도 4b와 도 4c에서 제시한 방식, 즉 한 쪽 압축기에 대한 평압운전을 실시한 후 다른 압축기에 대한 평압운전을 실시하는 운전을 연속으로 수행하는 것이다.

참고로, 개폐밸브는 압축기의 운전여부에 따라 냉매입구와 냉매출구를 차단 함에 따라 냉매순환관으로 토출되었던 냉매가 역류하는 것을 차단한다.

이렇게 하여, 2개의 압축기를 구비한 에어콘에서 에어콘의 운전상태에 따라 각 압축기에 대한 평압운전시간을 줄일 수 있고 이를 통해 에어콘의 운전주기를 짧게 하여 사용상의 쾌적함을 높일 수 있을 뿐만 아니라 이를 이용하여 냉매의 역류를 차단함으로써 별도의 체크밸브를 구비할 필요가 없어 부품을 간소화하면서도 에어콘의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치는, 2개의 압축기를 구비하는 에어콘에서 각 압축기의 토출측에 모든 압축기의 정지시 번갈아 평압운전을 실시할 수 있는 냉매절환부를 설치함으로써, 에어콘의 운전상태에 따라 각 압축기에 대한 평압운전시간을 줄일 수 있고 이를 통해 에어콘의 운전주기를 짧게 하여 사용상의 쾌적함을 높일 수 있을 뿐만 아니라 별도의 체크밸브를 구비하지 않고 냉매의 역류를 차단할 수 있어 부품을 간소화하면서도 에어콘의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 가스흡입관과 가스토출관을 2개의 압축기에 각각 독립적으로 연결하고, 그 가스흡입관과 가스토출관을 각각 병렬로 연결하는 에어콘에 있어서,

   복수 개의 가스토출관을 병렬 합관한 후 이를 응축기로 향하는 냉매순환관과 가스흡입관으로 향하는 바이패스관으로 분관하는 밸브하우징과,

   밸브하우징의 내부에 미끄러지게 삽입하여 2개의 압축기가 모두 운전할 때는 두 압축기의 가스토출관을 냉매순환관에 연통시키는 반면 한 쪽 압축기만 운전할 때는 운전하는 압축기의 가스토출관은 냉매순환관에 연통시키고 정지하는 압축기의 가스토출관은 바이패스관에 연통시키는 반면 양쪽 압축기가 모두 정지할 때는 먼저 한 쪽 압축기의 가스토출관을 바이패스관에 연통시켜 평압운전을 실시한 후에 이어서 다른 압축기의 가스토출관을 상기한 바이패스관에 연통시켜 평압운전을 실시하도록 하는 개폐밸브와,

   개폐밸브의 이동방향 양측에 각각 배치하여 그 개폐밸브가 압축기의 운전상태에 따라 적절하게 이동하도록 자력을 발생하는 복수 개의 전자석과,

   개폐밸브의 이동방향 양측을 탄력 지지하여 그 개폐밸브가 압축기의 운전상태에 따라 적절하게 이동하도록 탄성력을 공급하는 복수 개의 탄성부재를 포함한 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.
2. 제1항에 있어서,

   밸브하우징은 개폐밸브를 미끄러지게 삽입하도록 형성하는 밸브공간과, 밸브공간을 각 압축기의 가스토출관에 각각 연통되도록 형성하는 복수 개의 냉매입구와, 밸브공간을 통해 각 냉매입구가 가스순환관에 차별적으로 연통되도록 형성하는 토출측 냉매출구와, 밸브공간을 통해 각 냉매입구가 바이패스관에 차별적으로 연통되도록 형성하는 평압측 냉매출구와, 밸브공간을 통해 어느 한 쪽 냉매입구가 평압측 냉매출구에 선택적으로 연통되도록 그 평압측 냉매출구에서 분지하여 형성하는 냉매우회출구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.
3. 제2항에 있어서,

   개폐밸브는 각 냉매입구와 냉매출구를 선택적으로 차단하도록 양단에 형성하는 개폐부와, 각 냉매입구와 냉매출구가 선택적으로 연통되도록 양쪽 개폐부 사이를 연결하는 연통부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.
4. 제1항에 있어서,

   바이패스관은 각 압축기의 가스흡입관에 병렬 연결하는 것을 특징으로 하는 에어콘 압축기의 압력 평형 장치.

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