KR840000974B1 - 윤활유 반환장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

윤활유 반환장치

제1도는 본 발명을 사용한 냉동장치의 개략도이며 냉매압축기의 부분 단면도.

제2도는 제1도의 냉매압죽기에 사용되는 밸브의 부분 단면도.

본 발명은 냉동장치, 특히 냉동장치에 있어서 상기 냉동장치에 걸리는 부하에 관계엇이 연속적으로 구동되는 냉매압축기용 윤활유 반환장치에 관한 것이다.

냉동장치에 설치된 압축기가 냉동장치에 걸리는 부하에 관계없이 연속적으로 구동되는 냉동장치는 많이 있다. 예를 들면, 버스나 승용차에 사용되는 차량용 냉동장치에 있어서는, 압축기가 직접 차량의 기관에 연결되어 있으며, 이 기관이 운전되고 있는 한 상기 압축기는 연속적으로 작동한다.

연속 작동 냉동장치에 있어서는 변동하는 부하조건에 대응하는 냉동장치의 냉동부하 처리능력을 변화하시키는데 사용되는 용량 제어 장치가 있다.

이런 용량 제저장치중 하나에 있어서 압축기로 흐르는 냉매가스의 흐름을 제어하기 위해 냉매압축기 상류측의 냉매흡입도관내에 밸브를 설치한 것이 있다. 이 흡입가스 제어밸브는 냉동장치에 걸리는 부하의 크기에 대응하여 냉매의 유량을 변화시키는 것이며, 부하가 비교적 높은 경우에는 개방되어 압축기로 흐르는 냉매의 유량을 증대시키며, 부하가 비교적 낮은 조건에서는 패쇄되어 압축기로 향한 가스 흐름을 감소시킨다.

압축기 동작중에, 비교적 소량의 윤활유가 피스톤 실린더를 경유하여, 예를 들면 압축기 실린더 헤드에 형성되어 있는 토출가스실 같은 매니포울드내로 배출된다. 정산적인 작동조건으로 귀환되면, 압축기의 실린더로부터 배출된 윤활류는 비교적 고속도, 고질량 유량의 냉매가스와 함께 냉동장치를 통하여 인출되어 압축기의 윤활유 저장조로 귀환된다. 그러나 냉도부하가 비교적 낮은 경우와 같이 냉매의 질량 유량이 비교적 적을때는 비교적 비중이 큰 윤활유를 연행하는데 충분한 만큼의 냉매가스가 존재하지 않는다. 따라서, 실리더로부터 토출가스실내로 유입하는 윤홀유가 상기 토출가스실내에 축적한다. 예를 들면, 냉동부하가 낮은 조건일때와 같이 냉매의 질량유량이 비교적 낮은 조건하에서 오랜시간동안 압축기가 계속 작동되며 윤활유가 거의 모든 토출가스실내에 축적하고 따라서 압축기는 윤활유 고갈상태에 이르게 된다. 압축기의 윤활유 고갈은 윤활을 필요로 하는 압축기의 베어링이나 기타 운동부붐을 손상시키는 결과를 초래한다. 또 냉동장치를 정지시키면 압축기의 토출실내에 축적된 윤활유가 압축기으 ㅣ실린더내로 유출된다. 이 상태에서 냉동장치를 재시동시키면 실린더내의 비압축성 윤활유 덩어리가 압축기의 밸브, 피스톤, 로드 또는 가스켓을 손상시킬 염려가 있다. 따라서, 냉매가스의 질량 유량이 비교적 낮을때 윤활유가 반환장치를 구비한 냉매흡입압력에서 작동하는 압축기의 제2부분(흡입실)으로 반환하기 위한 윤활유 반환 장치를 구비한 냉매 압축기를 갖는 냉동장치를 제공하는 것이다. 압축기의 제1부분에 축적된 윤활유를 제2부분으로 공급하기 위해서 제1부분과 제2부분을 도관으로 연결한다. 이 도관을 통과하는 윤활유의 흐름을 제어하기 위해 상기 도관내에 평상시에는 폐쇄되어 있는 밸브를 설치한다. 이 밸브는 압축기로 흐르는 냉매가스의 유량을 표시하는 냉동장치의 감지된 작동변수에 대응하여 개방되도록 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

첨부도면을 참조하면, 본 발명을 사용한 냉동장치(10)가 도시되어 있다. 냉동장치(10)는 배출관(14)에 의해 응축기(16)에 접속된 냉매압축기(12)를 구비하고 있다. 냉매압축기(12)로부터 토출된 공ㅂ냉매가스는 응축기(16)내에서 예를들면 공기와 같은 저온 매체와 열교환관계를 이루어 통과시킴으로써 고압 액체냉매로 변환된다. 이 고압액체냉미는 응축기(16)로부터 도관(18), 팽창장치(20)를 통하여 냉매증발기(22)로 보내진다. 팽창장치(20)는 공지의 형식인 열팽창밸브로서 도시되어 있지만 이 밸브 대신에 예를들면 모세관과 같은 적당한 팽창장치를 사용해도 좋다. 액체냉매의 압력은 팽창장치(20)를 통과할때 저하되며 비교적 저압의 액체 냉매와 증기냉매의 혼합물이 생간다. 이 혼합물은 냉매중발기(22)로 통과되어 증발기내에서 예를 들면 공기등의 냉각해야할 매체로부터 열을 흡수함으로써 완전히 증발된다. 이 저압증기 냉미는 도관(24), 교축밸브(26)를 통하여 냉매 압축기(12)의 매니포울드(41)내로 돌아간다. 교축밸브 (26)는 냉동장치(10)에 걸리는 냉동부하에 대응하여 압축기의 흡입측으로 향한 냉매의 흐름을 조절한다. 즉 교측밸브(26)는 냉동장치(10)의 부하가 감소되면 냉매의 유량을 감소시키고 냉동장치의 부하가 증대되면 냉매의 유량을 증대시키는 역할을 한다. 교축밸브(26)를 통하여 냉동장치(10)에 걸리는 냉동부하의 변화에 응답하여 적당한 냉동부하에 대응하는 냉동장치를 통과하는 냉매의 질량유량을 제어하기 위한 적당한 대체장치로 치환할 수 있다. 이상 서술한 냉동장치는 공지의 관용적 기계식 냉동장치이다.

냉매압축기(12)는 일반적으로, 연결로드(39)에 의해 크랭크축(38)의 편심부분에 연결된 피스톤(37)을 가진 1개 또는 복수개의 실린더(36)를 구비하고 있다. 크랭크축(38)의 회전에 의해서 피스톤(37)을 실린더(36)내에서 왕복시킨다. 냉매압축기 (12)의 각 실린더는 실린더 브럭(30)에 의해 고정되어 있다. 실린더 블럭(30)에는 한개 또는 복수의 실린더 헤드(32)가 설치되어 있다. 각 실린더 헤드(32)가 설치되어 있다. 각 실린더 헤드(32)는 흡입실(44)과 토출실(46)을 형성한다. 각 흡입실(44)은 흡입매니포울드(41)와 연결되어 있으며, 각 토출실(46)은 토출매니포울드(43)와 연결되어 있다. 실린더 헤드(32)와 실린더(36) 사이에는 밸브판(42)이 설치되어 있다.

밸브판(42)은 흡입실(44)로부터 실린더로 흐르는 냉매 가스의 흐름을 제오하기 위한 적당한 흡입밸브(도시안됨)와, 실린더에서 토출실(46)로 흐르는 실린더내에서 압축된 냉매가스의 유랴을 제어하기 위한 토출밸브(도시안됨)를 구비하고 있다. 흡입실 (44)에 연결되는 제1도관(50)과 토출실(46)에 연결되는 제2도관밸브(48)을 갖는 1개 또는 복수개의 밸브(28)를 설치한다. 이 밸브에 대해서는 나중에 상술한다.

실린더 불럭(30)은 윤활유(40)를 저장하는 저장조(49)를 형성하고 있다. 이 윤활유는 냉매압축기(12)의 윤활하기 위해 사용된다. 흡입매니포울드(41)와 저장조 (49) 사이에는 역지밸브(52)가 설치되어 있다.

제2도는 참조하면, 제2도는 밸브(28)의 상세도인데, 상기 밸브(28)는 밸브본체 (51)와 그 내부에 설치된 벨로우즈(51)와 그 내부에 설치된 벨로우즈(56)와 벨로우즈 한쪽면에 힘을 작용시키는 스프링(58)과, 이 스프링에 의한 힘을 제어하는 적당한 조절나사(54)와 벨로우즈(56)에 따라 함께 이동하도록 설치된 U 자형 브래키트 부재(60)와 상기 브래키트 부재의 U자의 한쪽 다리부분에 설치된 니이들 밸브(62)로 구성된다. 이러하여 벨로우즈(56)는제2도관(48)을 통하여 밸브실(61)내로 유입하고 계속해서 제1도관(50)내로 흐른다. 윤활유의 흐름은 토출실(46) 흡입실(44) 사이의 압력차에 의해 발생한다.

제1도관(50)에 의한 흡입압력으로 냉매가스가 밸브실(61)에 공급되어 스프링 (58)에 의한 힘에 대항하는 함을 벨로우즈(56)에 미치게 된다.

먼저 설명한 바와 같이, 냉매압축기 작동시에 교축밸브(26)는 냉동장치(10)에 걸리는 냉동부하에 대응하여 냉매흐름을 조정한다. 교축밸브(26)는 특히 냉동장치에 걸리는 냉동부하의 크기에 관계없이 압축기가 정상으로 작동하도록 되어 있는 냉동장치에 사용된다. 냉매압축기작동중에 비교적 소량의 윤활유가 피스톤링 주변을 경유하여(빠져 나와서)실린더로부터 토출실(46)내로 토출되는 냉매가스와 함게 토출실(46)내로 토출되는 고질량유량, 고속도의 냉매가 빠져나온 윤활유를 각 토출실(46)내로 토출되는 고질량유량, 고속도의 냉매가 빠져나온 윤활유를 냉동장치내를 통하여 끌어내고 압축기의 흡입측을 반환시킨다. 윤활유는 냉매로부터 분리되어 저장조로 반환된다. 그러나 예를들면 냉매부하가 낮은 조건인 경우처럼 냉매의 질량유량이 작을 때는 그 저유량의 냉매가스로는 빠져나온 윤활유를 냉동장치내를 통하여 끌어낼 수가 엇다. 따라서 윤활유는 각 토출실(46)내에 축적한다. 물론 토출실내의 윤활유 축적이 아주 오랜 시간 지속되면, 압축기가 윤활유 고갈현상을 일으키게 된다. 또, 윤활유 고갈상태에서 압축기가 정지되면 토출실(46)내에 추적된 윤활유는 실린더(36)으로 흘러 내린다. 이때 압축기가 재시동되면, 실린더내에 생긴 비압축성 윤활유 덩어리가 압축기의 밸브, 피스톤 및 그 구성부품에 손상을 입힐 염려가 있다. 이런 관점에서 본때 토출실내의 윤활유 축적을 피할 필요가 있다.

이런 목적을 달성하기 위해 밸브(28)가 사용된다. 흡입압력의 냉미가스는 흡입실(44)로부터 도관을 통하여 밸브(28)의 밸브실(61)내로 공급된다. 냉동장치(10)에 걸리는 냉동부하가 감소되어 냉매의 압력 및 유량이 감소하면, 이에 대응하는 밸브실 (61)내지 발생하는 힘보다 커지게 되며 U자형 브래키드(60)를 제2도에서 보다 우측으로 이동시킨다. 브래키트가 이렇게 이등함으로써 나이들 밸브(62)는 밸브시이트(64)로부터 이탈되어 밸브시이트를 개방하여 2도관(48)을 통하여 유체가 흐를 수 있게 한다.

제2도관(48)은 토출실(46)에 연결되어 있으므로 토출실(46)내에 퇴적한 윤활유가 개방된 제2도관(48)을 통하여 밸브실(61)내에 유입한다. 밸브실(61)내로 유입된 윤활유는 흡입압력의 냉매가스보다 높은 압력을 가조 있으므로 제1도관(50)을 통하여 흡입실(44)내로 흘러내리고, 출입구(66)를 통하여 흡입 매니폴울드(41)내로 유입한다. 윤활유는 그 압력을 가지고 평상시 폐쇄되어 있는 역지맬브(52)를 개방하기까지 흡입 매니폴울드(41)내에 축적하며 역지밸브(52)가 개방된후 흡입매니포울드(41)로부터 저장조(49)내로 유입한다. 이렇하여 질량유량이 낮은 조건일 때 때는 평상시 폐쇄되어 있는 니이들밸브(62)는 저질량 유량조건을 표시하는 냉동자치내의 변수를 감지함으로써 개방된다. 냉동장치에 걸리는 냉동부하가 커지면 밸브(28)가 개방된 상태에서 매니포울드(41)를 따라서 흡입실(44)내로 돌아오는 냉매가스의 압력이 증대한다. 계속해서 밸브(28)의 밸브실(61)내의 압력이 커지면 U자형 브래키트부재(60)를 제2도에서 보아 좌측으로 이송시키여 니이들벨브(62)를 밸브시이트(64)에 안착시켜 제2도관 (48)을 통하여 흐르는 윤활유의 흐름을 저지한다. 이러 이후에 토출실(46)내에 축적하는 윤활유는 질량유량이 높고 고속인 냉매가스에 의해 냉동장치(10)내를 통하여 끌려나온다.

상기한 본 발명의 구성은 흡입압력이 낮고 질량유량이 낮은 조건에서 작동하고 있는 냉매압축기의 윤활유 고갈을 방지하는 장치를 제공한다. 이 구성은 종래에 문제점이 되어 왔던 냉매의 저질량 유량상태를 직접 감지하는 작동이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였은 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위에서 여러가지로 변형할 수 있다.

Claims (1)

1. 냉매토출압력에서 작동하는 냉매압축기(12)의 제1부분내에 퇴적된 윤활유를 효과적으로 냉매흡입압력에서 작동하는 상기 압축기의 제2부분으로 반환하기 위한 윤활유 반환장치에 있어서, 상기 압축기의 제1부분내에 퇴적된 윤활유를 제2부분으로 보내기 위해 상기 제1부분을 제2부분으로 접속하는 제1, 제2도관(50,48)과, 상기 도관을 통과하는 윤활유의 흐름을 제거하기 위해서 상기 도관 사이에 설치된 밸브(28)로 구성되며, 상기 밸브는 압축기의 제2부분내의 압력의 크기를 감지하기 위한 감지장치(56)와 상기 감지압력이 예정수준보다 저하했을때 상기 밸브를 개방하고 윤활유를 상기 제1, 제2도관(50,48)을 통하여 상기 제1분에서 제2부분으로 흐를 수 있도록 하기 위해 상기 감지 장치에 연결된 U자형 브래키트부재(60)를 갖는 것을 특징으로 하는 윤활유 반환장치.

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