KR20070051693A - 고압 제어밸브 - Google Patents

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KR20070051693A
KR20070051693A KR1020060111311A KR20060111311A KR20070051693A KR 20070051693 A KR20070051693 A KR 20070051693A KR 1020060111311 A KR1020060111311 A KR 1020060111311A KR 20060111311 A KR20060111311 A KR 20060111311A KR 20070051693 A KR20070051693 A KR 20070051693A
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control valve
pressure control
temperature
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KR1020060111311A
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히로미 오타
노부하루 가케하시
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가부시키가이샤 덴소
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Abstract

본 발명에 따른 고압 제어밸브는 내부 열교환기(8)를 구비하는 이산화탄소 냉매의 냉동사이클에서 내부 열교환기로부터 증발기(3)까지 형성된 냉매 통로에 배치된다. 고압 제어밸브(3, 3A 내지 3F)는 라디에이터의 출구에서의 냉매의 온도에 따라 내부 열교환기의 출구 측의 냉매 압력을 제어한다. 라디에이터의 출구 측의 냉매 온도에 따라 내부 압력이 변화하는 온도감지부(기밀 폐쇄공간(A))로의 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 200 내지 600kg/m3, 바람직하게는 200 내지 450kg/m3로 충전된다.
고압제어밸브, 내부열교환기, 이산화탄소, 충전밀도, 온도감지부

Description

고압 제어밸브{HIGH PRESSURE CONTROL VALVE}
도1은 본 발명의 실시 예의 고압 제어밸브가 통합된 내부 열교환기를 포함하는 냉동사이클을 설명하기 위한 개략도.
도2는 본 발명의 제1실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도.
도3은 본 발명의 제2실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도.
도4는 본 발명의 제3실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도.
도5는 본 발명의 제4실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도.
도6은 본 발명의 제5실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도.
도7은 본 발명의 제6실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도.
도8a는 내부 열교환기를 사용할 때의 냉동사이클의 성능계수(COP)의 증대 효과를 설명하기 위한 그래프.
도8b는 증발기의 냉매 온도가 0℃일 경우, 라디에이터로부터 배출되는 냉매의 온도에 대하여 COP가 최대에서의 고압 제어밸브를 나타낸 그래프.
도8c는 증발기의 냉매 온도가 20℃일 경우, 라디에이터로부터 배출되는 냉매의 온도에 대하여 COP가 최대에서의 고압 제어밸브를 나타낸 그래프.
도9는 이산화탄소(CO2)의 몰리에르 선도.
도10은 쿨링-다운 시의 제어 특성을 비교하기 위한 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 압축기 2: 라디에이터
3, 3A 내지 3F: 고압 제어밸브 4: 증발기
7: 온도감지 실린더 8: 내부 열교환기
31: 밸브 바디 32: 다이아프램
33: 몸체 35: 덮개 바디
36: 조절스프링 A: 기밀 폐쇄공간
본 발명은 초임계 상태에서 이산화탄소(CO2)와 같은 냉매를 사용하는 냉동사이클에 적용될 수 있는 고압 제어밸브(팽창밸브)에 관한 것이다.
일반적으로, 냉매로서 이산화탄소가 사용되는 경우, 냉동사이클의 이론적 효율은 일반적으로 사용되는 HFC 134a 냉매의 이론적 효율보다 낮다.
따라서, 도1에 나타낸 바와 같이, 가스 냉각기(라디에이터)(2)에서 배출되는 냉매와 압축기(1)로 들어오는 냉매 사이에서 내부 열교환기(8)를 사용하여 열 교환시킴으로써 냉동사이클의 COP(성능계수)를 향상시킬 필요가 있다. 상기 내부 열교환기(8)가 사용될 경우, 압축기로 들어오는 냉매는 가열된다. 따라서, 엔탈피 "i"는 증가하고, 냉매는 과열된다.
도8a는 압축기로 들어오는 냉매가 내부 열교환기(8)에서 과열되는 경우의 COP의 증대 효과를 나타낸 그래프이다. 이와 관련하여, 도면에서 TS는 증발기(4)의 냉매 증발온도를 나타낸다. 상기 증발기(4)에서의 냉매 온도가 높아질수록, COP 증대 효과는 더 증대된다. 차량용 공조기에 사용되는 경우, 아이들링 동작 시에, 압축기(1)의 회전 속도는 낮아진다. 따라서, 차량용 공조기에서의 사용에 관하여, 그의 냉각용량은 작아진다. 상기 증발기(4)에서의 냉매 증발온도가 상승됨에 따라, 내부 열교환기(8)의 COP 증대 효과는 증가한다. 따라서, 상기 내부 열교환기(8)를 사용함으로써 매우 큰 이점을 제공할 수 있다.
도8b는 라디에이터(2)에서 배출되는 냉매의 온도에 대하여 COP가 최대에서의 압력을 제어하기 위한 압력 제어를 나타낸 그래프이다. 그래프에 나타낸 바와 같이, 다음의 특성은 공지된 것이다. 압축기(1)로 들어오는 냉매가 내부 열교환기(8)에 의해 가열될 경우, 증발기(4)에서의 냉매 온도는 높아진다. 상기 라디에이터(2)에서 배출되는 냉매의 온도가 높아질수록, 냉매가 과열되는 경우에서의 제어 압력은 낮아진다. 이에 있어서, 도면에서 나타낸 SH는 과열도를 나타낸다.
상기의 특성이 제공되는 이유는 다음과 같이 설명된다. 이산화탄소의 물리적 특성을 나타내는 도9에 나타낸 몰리에르 선도에서, 압축기(1)에 의하여 흡입된 냉 매는 엔트로피 곡선을 이상적으로 따르고, 고온 고압의 냉매로 압축된다. 이산화탄소 냉매의 물리적 특성에 따르면, 엔트로피 곡선 "s"의 기울기는 엔탈피가 증가하는 몰리에르 선도의 우측에서 감소한다. 동일 압력에서 비교해 볼 경우, 포화된 기상 냉매가 흡입되고 압축되는 경우와 비교해 볼 때, 동일 압력으로 냉매를 압축시키는 경우의 엔탈피 "i"(= 압축기의 출력)에서의 증가는 과열된 냉매가 압축되는 경우보다 커지게 된다.
따라서, 이산화탄소가 사용되는 냉동사이클에서, 라디에이터(2)의 출구에서의 냉매 온도에 대하여 COP가 최대로 되는 고압으로 냉매의 압력이 제어되는 제어 방법은 공지된 것이다. 그러나, 내부 열교환기(8)가 제공되는 경우, 압축기(1)를 구동시키기 위한 동력이 증가함에 따라, COP가 최대로 되는 압력은 낮아진다. 전술한 바와 같이, 제어 압력이 감소할 경우, 압축기(1) 및 라디에이터(2)와 같은 다른 고압 부분의 내구성이 증대될 수 있는 이점을 제공할 수 있다.
차량의 아이들링 동작 시에, 공기의 흐름은 발생하지 않는다. 따라서, 라디에이터(2)에 대한 공기 흐름은 감소한다. 이에 더하여, 엔진룸으로부터 흐르는 뜨거운 공기의 흐름으로 인하여, 흡입공기 온도는 상승하고, 라디에이터(2)로부터 배출되는 냉매의 온도는 증가한다. 따라서, 내부 열교환기(8)가 사용되는 경우, 라디에이터로부터 배출되는 동일 온도의 냉매에 대하여 제어 압력이 낮아지는 제어 특성을 갖는 고압 제어밸브(3)를 사용할 필요가 있다.
초임계 상태에서 이산화탄소의 압력을 제어하기 위한 고압 제어밸브(팽창밸브)에 관하여, 일본특허 제9-264622호 공보(특허 문헌1) 및 일본특허 제2000- 193347호 공보(특허 문헌2)는 공지의 고압 제어밸브를 제안하고 있다.
상기 특허 문헌1, 2에서, 제어밸브의 변위부재를 동작시키기 위한 온도감지부와 같이, 고압 제어밸브는 냉동사이클에서 순환하는 냉매로서 동일 이산화탄소 냉매가 기밀 폐쇄된 공간으로 충전되는 것을 나타내고 있다. 특히, 특허 문헌1에서는 기밀 폐쇄 공간으로 충전되는 이산화탄소 냉매의 충전 밀도가 450kg/m3 내지 950kg/m3인 고압 제어밸브를 나타내고 있다. 그러나, 이들 특허 문헌1, 2에서 나타낸 고압 제어밸브는 내부 열교환기(8)가 사용되지 않는 냉동사이클에 적용된다. 즉, 이들 특허 문헌1, 2에 나타낸 고압 제어밸브는 내부 열교환기(8)를 포함하는 냉동사이클에 적용시키는데 어려움이 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점에서 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 고압 제어밸브가 내부 열교환기를 구비한 냉동사이클에 적용될 수 있고, 냉동사이클의 COP가 증대될 수 있으며, 쿨링-다운이 용이하고, 이산화탄소로 충전되는 기밀 폐쇄공간이 형성되는 구성요소(온도감지부)의 기계적 강도가 과도하게 증대하는 것을 필요로 하지 않는, 즉 구성요소의 기계적 강도가 다른 고압 구성요소들의 기계적 강도와 동일하게 이루어질 수 있도록 하며, 제조비용을 절감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 고압 제어밸브를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 고압 제어밸브는 초임계 압력의 압력을 갖는 냉매가 사용되고, 내부 열교환기가 구비되는 냉동사이클에서 내부 열교환기로부터 증발기까지 형성된 냉매 통로에 배치된다. 상기 고압 제어밸브는 라디에이터로부터 배출되는 냉매의 온도에 기초하여 내부 열교환기의 출구 측의 냉매 압력을 제어한다. 상기 고압 제어밸브에서, 라디에이터의 출구 측의 냉매 온도에 따라 내부 압력이 변화되는 온도감지부로의 냉매는 밸브 바디가 폐쇄된 조건 하에서 200 내지 600kg/m3의 충전 밀도로 충전된다. 이로 인하여, 온도감지부의 기계적 강도를 과도하게 증대시킬 필요가 없게 된다. 즉, 온도감지부의 기계적 강도는 다른 고압 구성요소들의 기계적 강도와 동일하게 이루어질 수 있다. 따라서, 고압 제어밸브의 제조비용은 절감될 수 있다.
본 발명의 고압 제어밸브에서, 상기 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도는 200 내지 450kg/m3로 제한된다. 그러므로, 제어 압력은 보다 감소될 수 있다. 따라서, 상기 온도감지부의 기계적 강도를 증가시킬 필요가 없게 된다. 이와 관련하여, 상기 냉매의 밀도는 밸브 바디가 폐쇄되는 조건 하에서의 충전 밀도이다.
본 발명의 고압 제어밸브에서, 고압 제어밸브는 상기 온도감지부의 내부 압력보다 소정값만큼 높게 고압이 상승할 경우 개방된다. 이는 밸브 폐쇄방향으로 밸브를 가압하는 힘이 온도감지부로 충전되는 냉매의 내부 압력 이외의 것에 의하여 주어질 경우, 상기 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도가 감소될 수 있음을 보여준 다.
본 발명의 고압 제어밸브에서, 상기 소정값에 대응하는 부하는 탄성부재 또는 상기 냉매와 함께 온도감지부로 충전되는 비응축성 가스 중 어느 하나이거나, 이들의 조합에 의하여 제공된다. 상기 비응축성 가스의 예는 질소 가스 및 헬륨 가스가 있다.
본 발명의 고압 제어밸브에서, 상기 탄성부재의 힘은 코일 스프링의 탄성력 또는 다이아프램 자체에 의하여 발생되는 탄성력 또는 벨로우즈에 의하여 발생되는 탄성력이거나, 이들 탄성력의 조합에 의하여 발생되는 탄성력이다. 이로 인하여, 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도는 보다 감소될 수 있다.
본 발명의 고압 제어밸브에서, 상기 라디에이터로부터 배출되는 냉매의 온도가 50℃ 이상일 경우, 상기 압축기에 의하여 흡입된 냉매는 과열도가 10℃ 이상으로 될 수 있도록 상기 내부 열교환기에 의하여 가열된다. 이로 인하여, 상기 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도는 감소될 수 있고, 제어 압력 또한 냉동사이클의 COP 저하 없이 감소될 수 있다.
본 발명의 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 고압 제어밸브를 설명한다. 도1은 내부 열교환기가 통합되고, 이산화탄소(CO2) 냉매가 순환되는 냉동사이클을 설명하기 위한 개략도이다. 본 발명의 실시예의 고압 제어밸브는 바람직하게 내부 열교환기가 통합되는 냉동사이클에 대하여 사용된다. 도2는 도1에 나타낸 냉동사이클에 적용되는 제1실시예의 고압 제어밸브를 나타낸 단면도이다. 도1에서, 참조부호 1은 냉매(CO2)를 흡입 압축하기 위한 압축기이고, 참조부호 2는 압축기(1)에 의하여 압축된 냉매를 냉각하기 위한 가스 냉각기(라디에이터)이다. 상기 라디에이터(2)에 의하여 냉각된 냉매는 내부 열교환기(8)에 의하여 더 냉각되고, 고압 제어밸브(팽창밸브)(3)로 전달된다. 상기 고압 제어밸브(3)는 라디에이터(2)의 출구 측 냉매 온도에 따라 내부 열교환기(8)의 출구 측의 냉매 압력을 제어한다. 동시에, 상기 고압 제어밸브(3)는 냉매의 고압을 감소시키기 위한 감압장치로서 기능을 한다. 온도감지 실린더(7)는 라디에이터(2)의 출구 측 파이프에 제공된다. 이 온도감지 실린더(7)는 모세관(6)을 통해 팽창밸브(3)에 연결된다. 따라서, 상기 온도감지 실린더(7)로 충전되는 가스의 내부 압력에서의 변화에 따라, 상기 팽창밸브(13)의 밸브 개방도가 제어된다. 본 발명에서, 상기 온도감지 실린더(7)로 충전된 가스는 순환 냉매와 동일한 이산화탄소이다.
참조부호 4는 2상 냉매(기상 및 액상)를 증발시키기 위한 증발기이고, 그의 압력은 고압 제어밸브(3)에 의하여 감압된다. 참조부호 5는 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하기 위한 어큐물레이터이다. 여기에서, 상기 어큐물레이터(5)는 냉동사이클에서의 잉여 냉매를 임시로 저장한다. 상기 어큐물레이터(5)로부터 배출된 기상 냉매는 내부 열교환기(8)로 들어간다. 상기 냉매는 내부 열교환기(8)에 의하여 가열된 다음, 압축기(1)로 흡입된다. 전술한 바와 같이, 상기 내부 열교환기(8)는 라 디에이터(2)로부터 고압 제어밸브(3)로 흐르는 냉매와 어큐물레이터(5)로부터 압축기(1)로 복귀되는 냉매 사이에서 열 교환될 수 있도록 냉동사이클에 배치된다. 따라서, 상기 고압 제어밸브(3)는 내부 열교환기(8)로부터 증발기(4)까지 형성된 냉매 통로에 배치된다. 이들 구성요소들은 압축기(1) → 라디에이터(2) → 내부 열교환기(8) → 고압 제어밸브(3) → 증발기(4) → 어큐물레이터(5) → 내부 열교환기(8) → 압축기(1)의 순서로 서로 연결되는 폐회로를 구성한다. 상기 이산화탄소 냉매는 폐쇄된 회로에서 순환한다.
다음으로, 이하 도2를 참조하여 제1실시예의 냉동사이클에 사용되는 고압 제어밸브(3A)를 설명한다. 고압 제어밸브(3A)의 몸체(33)에서, 밸브 포트(33a)를 통해 내부 열교환기(8)로부터 증발기(4)에 이르는 냉매 통로의 일부분이 형성된다. 상기 몸체(33)는 내부 열교환기(8) 측에 연결되는 입구(33b), 증발기(4) 측에 연결되는 출구(33c), 후술할 온도감지부를 배치하기 위하여 이용되는 제1개구부(33d) 및 조절 스프링(코일 스프링)(36)을 위치시키기 위하여 이용되는 제2개구부를 포함한다. 상기 몸체(33)에는 밸브 바디(31)가 수용된다. 상기 밸브 바디(31)는 밸브 포트(33a)를 개폐한다. 앞서 언급한 것으로 인하여, 상기 몸체(33)에 형성되고 내부 열교환기(8)의 출구 측에 연결되는 상류 공간(C1) 및 증발기(4)의 입구 측에 연결되는 하류 공간(C2)은 서로 연통하거나 연통하지 않는다.
온도감지부는 몸체(33)의 제1개구부(33d)에 부착된다. 상기 온도감지부는 다이아프램(32), 덮개 바디(35), 하부측 지지부재(34), 상기 덮개 바디(35)에 연결되 는 모세관(6) 및 상기 모세관(6)의 전방 단부에 부착되는 온도감지 실린더(7)를 포함한다. 상기 온도감지부에는 기밀 폐쇄공간(A)이 형성된다. 즉, 다이아프램(32)의 주연부가 온도감지 실린더(7)와 모세관(6)이 연결되는 덮개 바디(35)와 하부측 지지부재(34) 사이에 개재되고 고정될 경우, 상기 온도감지부가 구성된다. 상기 다이아프램(32)은 스테인레스 스틸로 이루어진 박막 부재이다. 상기 다이아프램(32)은 외측과 내측 사이의 압력 차에 따라 변형되고 변위된다. 상기 하부측 지지부재(34)는 실린더부(34a) 및 플랜지부(34b)를 포함한다. 상기 실린더부(34a)의 외주면에 형성된 스크류부가 몸체(33)의 제1개구부(33d)에 나사결합될 경우, 상기 온도감지부는 몸체(33)에 부착된다. 상기 온도감지 실린더(7)와 모세관(6)을 포함하는 기밀 폐쇄공간(A)에는 냉동사이클에서 순환하는 냉매와 동일한 냉매인 이산화탄소가 충전된다. 이와 관련하여, 상기 온도감지 실린더(7)는 라디에이터(2)의 출구 파이프에 배치된다.
상기 밸브 바디(31)와 관련하여, 상기 하부측 지지부재(34)의 실린더부(34a)를 통해 밸브부(31a)로부터 상방향으로 연장하는 일단부(31b)는 다이아프램(32)에 고정된다. 상기 실린더부(34a)의 내면과 밸브 바디(31)의 외주면 사이에, 환형의 단면을 갖는 갭(B)이 형성된다. 상기 갭(B)은 내부 열교환기(8)의 출구 측에 연결되는 상류 공간(C1)과 연통된다. 따라서 상기 내부 열교환기(8)의 출구 측에서의 냉매 압력은 상기 갭(B)을 통해 다이아프램(32)에 작용된다. 이와 관련하여, 상기 기밀 폐쇄공간(A)에서의 냉매는 주로 온도감지 실린더(7)에 의하여 검출되는 라디에 이터(2)의 출구 측의 냉매 온도에 의하여 영향을 받는다.
상기 밸브 포트(33a)를 통해 밸브부(31a)로부터 하방향으로 연장하는 밸브 바디(31)의 타단부(31c)에는 조절 너트(37)가 나사결합된다. 상기 밸브 포트(33a)의 하부면 주연부와 조절 너트(37) 사이에는 밸브를 폐쇄시키도록 밸브 바디(31)를 밀어내는 조절 스프링(코일 스프링)(36)이 개재된다. 상기 조절 너트(37)가 회전될 경우, 상기 조절 스프링(36)의 최초 로드는 자유로이 조절될 수 있다. 이 경우, 상기 조절 스프링(36)의 최초 로드는 밸브 포트(33a)가 폐쇄될 경우 조절 스프링(36)에 의하여 발생하는 탄성력이다. 상기 조절 스프링(36), 조절 너트(37) 및 다른 구성요소들은 증발기(4)의 입구 측에 연결되는 하류 공간(C2)에 배치된다. 상기 몸체(33)의 제2개구부(33e)에 캡(38)이 부착될 경우, 상기 하류 공간(C2)의 하부는 폐쇄된다.
전술한 바와 같이 구성되는 제1실시예의 고압 제어밸브(3A)에서, 밸브 바디(31)의 밸브 폐쇄력은 기밀 폐쇄공간(A)의 내부 압력 및 조절 스프링(36)에 의하여 발생한다. 상기 밸브 바디(31)의 밸브 개방력은 내부 열교환기(8)의 출구 측의 냉매 압력에 의하여 발생한다. 이 두 힘이 서로 적절히 균형을 이룰 경우, 상기 고압 제어밸브(3A)는 개폐될 수 있다. 상기 기밀 폐쇄공간(A)의 내부 압력은 주로 온도감지 실린더(7)가 배치되는 라디에이터(2)의 출구 측의 냉매 온도에 의하여 변화한다. 상기 밸브 포트(33a)의 개방도가 라디에이터(2)의 출구 측의 냉매 온도에 의하여 변화할 경우, 상기 내부 열교환기(8)의 출구 측의 냉매 압력이 제어된다.
다음으로, 본 발명의 특징으로서 고압 제어밸브의 기밀 폐쇄공간(A)으로 충전되는 이산화탄소 냉매의 충전 밀도에 대하여 설명한다. 본 실시예에서, 내부 열교환기는 냉동사이클에 제공된다. 따라서, 본 실시예에서는 일본특허 제9-264622호 및 일본특허 제2000-193347호 공보에서 설명된 제어밸브의 기밀 폐쇄공간으로 충전되는 냉매 충전 밀도보다 낮은 충전 밀도로 냉매를 충전할 필요가 있다. 구체적으로, 도8c에 나타낸 바와 같이, 작은 열교환 용량을 갖는 내부 열교환기(8)가 이용되고, 흡입 냉매의 과열도가 10℃인 경우(압축기에 의하여 흡입된 냉매가 내부 열교환기에 의하여 과열됨)에서 라디에이터(2)의 출구의 냉매 온도가 60℃일 때 COP가 최대화되는 15MPa의 제어압력으로 이루어지는 경우에, 냉매 충전밀도는 약 600kg/m3로 유지될 필요가 있다.
상기 내부 열교환기(8)와 관련하여, 도8a에 나타낸 바와 같이, 열교환용량이 커질수록, COP는 더욱 증대된다. 한편, 압축기(1)의 흡입 냉매 온도가 상승할 경우, 압축기(1)에서의 배출 냉매 온도도 상승한다. 따라서, 냉매는 15 내지 25℃로 과열되는 것이 적절하다. 이 경우, 라디에이터(2)로부터 배출되는 냉매의 온도가 60℃일 경우 COP가 최대화되는 제어 압력 14.2MPa를 이루기 위하여, 냉매 충전 밀도는 약 570kg/m3로 유지될 필요가 있다.
후술하는 바와 같이 고압 제어밸브(3)의 내압력 특성(pressure proof property)을 유지하는 관점에서, 고압 제어밸브(3)의 온도감지부의 기밀 폐쇄공간(A)으로의 냉매 충전밀도는 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 라디에이터(2)의 출 구의 냉매 온도가 60℃일 때, 냉매 충전밀도가 약 450kg/m3로 이루어지는 경우라도, 밸브 폐쇄방향으로 밸브를 밀어내기 위한 가압 스프링(코일 스프링(36))을 사용하여 상기 온도감지부의 내부압력이 2MPa로 감소하는 경우, COP가 최대로 되는 고압 제어밸브의 제어를 위한 제어 압력을 확보할 수 있다.
이산화탄소가 사용되는 냉동사이클에서, 상기 라디에이터(2)의 출구의 냉매 온도 또는 내부 열교환기(8)의 출구의 냉매 온도를 검출함으로써 고압은 제어된다. 따라서, 냉동사이클이 차량용 공조기에 적용될 경우, 고압 제어밸브(3)는 엔진실에 반드시 배치된다. 냉동사이클이 정지될 경우(압축기(1)가 정지될 경우), 엔진실 온도가 외기온도보다 높고, 라디에이터(2)에 의하여 냉각된 냉매가 고압 제어밸브(3)로 흐르지 않게 됨에 따라, 상기 고압 제어밸브(3)는 외기온도보다 높은 엔진실의 온도로 가열될 수 있다. 따라서, 상기 고압 제어밸브(3)는 어떤 경우에 100℃ 내지 120℃로 가열된다. 소정 밀도의 냉매가 고압 제어밸브(3)의 내측 온도감지부에 충전됨에 따라, 대기 온도가 상승하고 충전된 냉매가 가열되면, 상기 온도감지부의 내부 압력은 갑자기 상승한다.
상기 라디에이터(2)의 출구에서의 냉매 온도가 오기 온도에 가까운 온도로 냉각됨에 따라, 엔진실의 최대 온도는 상기 라디에이터(2)에서 배출되는 냉매의 최대 온도보다 30 내지 60℃ 높다. 전술한 이유에 대하여, 정지 동작 시에, 상기 온도감지부의 내부 압력은 이산화탄소 냉매를 사용하는 냉동사이클이 최대 고압보다 높아지게 된다. 따라서, 다른 고압 구성요소들의 내압 특성보다 더 높은 내압 특성 이 온도감지부에 대하여 요구된다.
도9에 나타낸 이산화탄소 냉매의 몰리에르 선도로부터 알 수 있듯이, 밀도가 높아질수록, 압력은 온도에 대하여 보다 급격히 상승한다. 따라서, 상기 온도감지부의 내부 압력의 증가를 감소시키기 위하여, 냉매의 충전 밀도를 감소시킬 필요가 있다. 특히 상기 충전 밀도가 600kg/m3를 초과할 경우, 등밀도선(isopycnic line)에 교차하는 등온선의 경사는 증가한다. 따라서, 온도의 증가에 대한 내부 압력의 증가가 발생한다.
고압 구성요소들의 최대 허용압력이 약 18MPa로 설정됨에 따라, 상기 온도감지부의 압력의 상한이 동일값으로 설정됨에 따라, 과도하게 증가될 온도감지부의 기계적 강도, 즉 온도감지부의 기계적 강도는 다른 고압 구성요소들의 기계적 강도와 동일하게 이루어질 수 있다. 따라서, 저비용으로 고압 제어밸브를 이룰 수 있다.
따라서, 본 실시예에서, 온도감지부의 기밀 폐쇄공간으로의 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 다음과 같이 설정되어야만 한다.
최대 대기온도가 80℃일 경우, 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 약 550kg/m3이하이다.
최대 대기온도가 100℃일 경우, 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 약 450kg/m3이하이다.
최대 대기온도가 120℃일 경우, 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 약 360kg/m3이하이다.
온도가 낮은 위치가 엔진실의 장착 위치로서 선택되더라도, 온도는 최대 100℃까지 상승할 수 있다. 따라서, 충전 밀도는 450kg/m3이하인 것이 바람직하다.
제1실시예에서, 상기 조절 스프링(코일 스프링)(36)은 밸브를 개방시키는 방향으로 부하를 작용시킨다. 그러나, 목표 제어압력에 대하여 스프링 부하에 대응하는 양만큼 충전 밀도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 코일 스프링, 다이아프램 또는 벨로우즈의 탄성력이 보다 효과적으로 사용된다.
상기 온도감지부의 냉매의 충전밀도가 감소할 경우, 상기 라디에이터(2)의 출구 온도에 대한 제어 압력은 감소한다. 그러나, 상기 내부 열교환기(8)가 전술한 바와 같이 사용되는 경우, COP가 최대에서의 제어 압력 또한 감소한다. 따라서, 상기 내부 열교환기(8)가 사용될 경우, COP를 저하시키지 않고, 고압 제어밸브(3)의 온도감지부의 냉매의 냉매 밀도를 감소시킬 수 있다.
이와 관련하여, 도9의 몰리에르 선도에 나타낸 바와 같이, 냉매 온도와 압력이 임계점에 가까이 갈 때, 등온선의 경사는 갑자기 감소하고, 엔탈피에서의 변화는 압력의 변화에 대하여 증가한다. 상기 라디에이터(2)의 출구에서의 엔탈피가 증가할 경우, 방열량은 감소하고, 냉각성능은 저하된다. 따라서, 상기 제어 압력이 감소하는 임계 온도 근처에서 냉매 온도가 40℃일 때의 지점에서의 고압은 9MPa 이상(도9에서 지점 P)인 것이 바람직하다. 또한 코일 스프링(36)에 의한 초기 부하가 주어지는 방법이 사용될 경우라도, 40℃의 온도에서 온도감지부의 내부 압력이 7MPa 이상(코일 스프링 부하에 대응하는 2MPa)이 아니면, 상기 냉각성능은 현저히 저하된다. 따라서, 상기 온도감지부로의 냉매를 충전할 때의 냉매 충전 밀도는 200kg/cm3 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이산화탄소 냉매를 사용하는 냉동사이클의 시동 시, 고압 제어밸브(3)는 엔진실의 대기 온도로 가열된다. 그러므로, 상기 온도감지부의 내부 압력은 고압을 제어하는 통상의 제어 압력보다 높게 된다. 따라서, 상기 밸브는 폐쇄상태가 된다. 따라서, 상기 밸브부의 근처에 제공된 브리딩 홀(bleeding hole)(미도시)로부터 동일 양의 냉매가 순환될 경우, 상기 라디에이터(2)에 의하여 냉각된 냉매는 고압 제어밸브(3)로 흐르게 되어 상기 온도감지부를 냉각하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 온도감지부의 온도가 낮아지고, 그 온도감지부의 내부 압력이 고압을 제어하는 제어 범위로 감소할 경우, 상기 고압 제어밸브(3)는 개방되고, 상기 냉매의 유량은 증가한다. 그러므로, 최대 냉각성능을 얻을 수 있다. 따라서, 쿨링-다운(cooling-down)을 신속하게 하기 위하여, 상기 온도감지부의 내부 압력이 통상의 제어압력 범위로 신속히 감소하는 것은 중요하다. 상기 온도감지부의 내부 압력을 통상의 제어 압력 범위로 감소시키기 위하여, 내부 열교환기(8)를 사용하여 상기 제어 압력을 낮은 값으로 설정하고, 기계적 방식의 고압 제어밸브(3)의 온도감지부로의 냉매 충전 밀도를 감소시키는 것은 효과적이다.
도10은 쿨링-다운 시에 얻어진 결과를 개략적으로 나타낸 그래프이다. 상기 고압 제어 밸브(3)가 정지 동작 시 엔진실에서 약 80℃로 가열되는 조건 하에서, 냉동사이클이 시동된다. 이 때 상기 온도감지부의 내부 압력이 냉동사이클의 상한값(이 경우 13MPa)을 초과함에 따라, 상기 고압 제어밸브(3)는 폐쇄된다. 따라서, 상기 라디에이터(2)에 의하여 냉각된 적은 양의 냉매는 밸브에 가까이 제공된 브리딩 홀로부터 흐르고, 상기 온도감지부를 냉각한다. 이 때, 상기 고압 제어는 그 압력이 작동압력의 상한값을 초과할 수 없도록 압축기(1)의 용량을 가변적으로 변환시킴으로써 제어된다.
상기 온도감지부의 온도가 감소하고, 상기 내부 압력이 작동압력의 상한값보다 낮게 될 경우, 상기 고압 제어밸브(3)는 개방되고, 압축기(1)의 용량은 최대화된다. 따라서, 상기 냉매의 유량은 증가하고, 최대 냉각 성능이 이루어질 수 있다. 상기 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도가 낮은 경우에 비하여, 상기 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도가 높은 경우, 상기 온도감지부의 내부 압력을 작동 압력의 상한값보다 작게 되도록 감소시키기 위하여, 상기 온도감지부의 온도는 저온으로 냉각될 필요가 있다. 따라서, 시동 시 상기 온도감지부를 냉각시키기 위하여 필요한 시간은 연장된다. 즉, 냉매의 유량이 작아지는 시간은 연장된다. 따라서, 차량용 공조기로부터 송풍되는 송풍 공기의 온도를 감소시키는데 긴 시간이 소요된다.
상기 온도감지부로 충전되는 냉매의 충전 밀도는 밸브 바디가 폐쇄되거나 온도감지부가 최대 용량 상태가 되는 조건 하에서의 값이다.
도3은 제2실시예의 고압 제어밸브(3B)를 나타낸 단면도이다. 제2실시예의 고압 제어밸브(3B)에서, 몸체(33)에는 라디에이터(2)로부터 내부 열교환기(8)까지 형 성된 냉매 통로의 일부인 제1통로(D)가 형성되고, 상기 내부 열교환기(8)로부터 밸브 포트(33a)를 통해 증발기(4) 까지 형성된 냉매 통로의 일부인 제2통로(E)가 형성된다. 이들 제1통로(D) 및 제2통로(E)는 각각 독립되게 형성된다. 제2실시예에서, 모세관(6)과 온도감지 실린더(7)는 구성되지 않고, 이산화탄소 냉매를 충전하기 위하여 사용되는 충전 파이프(35b)가 덮개 바디(35)에 부착된다. 상기 냉매는 충전 파이프(35b)로부터 기밀 폐쇄 공간(A)으로 충전된다. 냉매의 충전이 완료된 후, 상기 충전 파이프(35b)는 폐쇄된다. 또한, 제2실시예에서, 상기 라디에이터(2)의 출구 측의 냉매 온도를 온도감지부의 기밀 폐쇄 공간(A)의 냉매로 전달하기 위한 갭(B)이 제1통로(D)측에 제공되고, 상기 밸브 포트(33a)를 개폐하기 위한 밸브 바디(31)의 밸브부(31a)는 제2통로(E) 측에 제공된다.
상기 밸브 바디(31)와 관련하여, 하부측 지지부재(34)의 실린더부(34a)를 통해 제1통로(D)를 가로지르는 밸브부(31a)로부터 상방향으로 연장하는 일단부(31b)는 다이아프램(32)에 고정되고, 상기 갭(B)은 환형 단면을 가지며, 실린더부(34A)의 내면과 밸브 바디(31)의 외주면 사이에 제공된다. 상기 갭(B)은 라디에이터(2) 출구 측에 연결되는 제1통로(D)와 연통된다. 따라서, 제2실시예에서, 온도감지 실린더(7) 대신에, 라디에이터(2)의 출구 측 냉매는 상기 갭(B)으로 흐르고, 이 냉매의 온도는 온도감지부의 기밀 폐쇄 공간(A)의 냉매로 전달된다. 이 때, 상기 라디에이터(2)의 출구 측의 냉매의 압력은 다이아프램(32)에 작용한다.
상기 내부 열교환기(8)를 증발기(4)와 연통시키기 위한 밸브 포트(33a)는 제2통로(E)에 배치된다. 따라서, 상기 밸브 포트(33a)를 개폐하기 위한 밸브 바 디(31)의 밸브부(31a) 및 밸브 포트(33a)를 통해 하방향으로 연장하는 밸브 바디(31)의 타단부(31c)에 배치되는 조절 스프링(36) 및 조절 너트(37) 또한 제2통로(E)에 배치된다.
제1실시예와 동일한 방식으로, 온도감지부의 기밀 폐쇄공간(A)으로의 이산화탄소 냉매의 충전은 200 내지 600kg/m3의 충전 밀도로 충전된다. 상기 이산화탄소 냉매는 200 내지 450kg/m3의 충전 밀도로 충전되는 것이 바람직하다.
제2실시예의 다른 상세한 구성은 제1실시예의 구성과 동일하다. 따라서, 여기에서 그에 대한 설명은 생략한다.
도4는 제3실시예의 고압 제어밸브(3C)를 나타낸 단면도이다. 제3실시예의 고압 제어밸브(3C)는 온도감지부가 냉매 통로 내측에 배치되는 온도감지부 내장 방식(built-in type) 고압 제어밸브(3C)에 관한 것이다. 이하 상기 고압 제어밸브(C)를 설명한다. 참조 부호 310은 라디에이터(2)로부터 내부 열교환기(8)까지 형성된 냉매 통로의 일부분(상류측 공간(M))을 형성하고, 상기 내부 열교환기(8)로부터 증발기(4)까지 형성된 냉매 통로의 일부분(하류측 공간(N))을 형성하는 케이스이다. 상기 케이스(310)는 라디에이터(2) 측에 연결되는 제1입구(313), 상기 내부 열교환기(8)의 입구 측에 연결되는 제1출구(314) 및 상기 내부 열교환기(8)의 출구 측에 연결되는 제2입구(315)가 형성되는 제1케이스(311) 및 상기 제2입구(315)와 연통하는 개구부(317) 및 상기 증발기(4) 측에 연결되는 제2출구(316)가 형성된 제2케이스(312)를 포함한다.
참조부호 321은 제어밸브 바디(320)의 케이스의 일부분을 형성하고, 동시에 제어밸브 바디(320)를 나사결합에 의하여 제2케이스(312)에 고정하기 위하여 사용되는 부착부(벌크헤드(bulkhead)부)이다. 상기 부착부(벌크헤드부)(321)는 제2케이스(312)와 결합하고, 상기 케이스(310)의 공간을 후술할 제어밸브 바디(320)의 일부분과 함께 상류측 공간(M)과 하류측 공간(N)으로 구획한다. 상기 부착부(321)에서, 상기 내부 열교환기(8)측과 증발기(4) 측을 연통시키는 밸브 포트(322)가 형성된다. 상기 밸브 포트(322)는 밸브 바디(323)에 의하여 개폐된다.
상기 상류측 공간(M)에는 온도감지부인 기밀 폐쇄 공간(A)이 형성된다. 상기 기밀 폐쇄 공간(A)의 중간부에는, 상기 기밀 폐쇄 공간(A)의 내측과 외측 사이의 압력차에 따라 변형되고 변위되는 스테인레스 스틸로 이루어진 박막 다이아프램(325)이 개재된다. 상기 박막 다이아프램(325)은 그 다이아프램(325)의 주연 가장자리부가 다이아프램(325)의 두께 방향으로의 일단부 측에 배치되는 다이아프램 상부측 지지부재(324)와 다이아프램(325)의 두께 방향으로의 타단부 측에 배치되는 다이아프램 하류측 지지부재(326) 사이에서 유지되는 방식으로 형성된다.
상기 밸브 바디(323)의 일단부 측은 다이아프램(325)에 고정되고, 타단부 측은 밸브 포트(322)를 관통하면서 연장하는 조절 너트(328)에 나사결합된다. 상기 밸브 포트(322)의 하면과 조절 너트(328) 사이에는, 밸브 폐쇄방향으로 밸브 바디(323)를 가압하기 위한 조절 스프링(코일 스프링)(327)이 개재된다. 상기 조절 너트(328)가 회전할 경우, 상기 조절 스프링(327)의 초기 부하는 자유로이 조절될 수 있다.
앞서 설명한 실시예와 동일한 방식으로, 제3실시예의 고압 제어밸브(3C)의 기밀 폐쇄공간(A)으로의 이산화탄소 냉매의 충전은 상부측 지지부재(324)에 부착된 충전 튜브(329)를 통해 충전된다. 상기 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 200 내지 600kg/m3으로 설정된다. 상기 이산화탄소 냉매의 충전 밀도는 200 내지 450kg/m3로 충전되는 것이 바람직하다.
따라서, 고압 제어밸브(3C)는 상류측 공간(M)에 위치된 기밀 폐쇄 공간에 의하여 라디에이터(2) 출구 측의 냉매 온도를 검출하고, 조절 스프링(327)의 탄성력을 갖는 내부 압력에 의하여 발생된 힘(밸브 폐쇄력)과 내부 열교환기(8)의 출구 측의 냉매 압력에 의하여 발생된 힘(밸브 개방력)의 합의 균형에 의하여 동작한다.
이와 관련하여, 고압 제어밸브(3C)의 냉매의 흐름에 대하여, 두 개의 흐름이 형성된다. 하나는 상류측 공간(M)을 통해 라디에이터(2)로부터 내부 열교환기(8)로 흐르는 흐름이고, 다른 하나는 하류측 공간(N)(밸브 포트(322))을 통해 내부 열교환기(8)로부터 증발기(4)로 흐르는 흐름이다.
도5는 제4실시예의 고압 제어밸브(3D)를 나타낸 단면도이다. 이 제4실시예에서, 도2에 나타낸 제1실시예의 고압 제어밸브(3A)에 제공된 조절 스프링(36) 대신에, 예를 들면, 이산화탄소 냉매의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 갖는 질소 가스(N2) 또는 헬륨 가스(He)가 이산화탄소 냉매와 함께 기밀 폐쇄 공간(A)으로 충전된다. 즉, 제4실시예는 다음과 같이 구성된다. 상기 냉매 및 상기 냉매의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 갖는 가스가 서로 혼합된 혼합 가스가 온도감지부의 기밀 폐쇄공간(A)으로 충전된다. 제1실시예의 구성에서, 몸체(33)의 제2개구부(33e)는 폐쇄되고, 상기 밸브 바디(31)의 밸브부(31a)보다 아래에 구성되는 연장부, 조절 스프링(36) 및 조절 너트(37)는 제1실시예의 구성으로부터 생략된다. 이러한 구성의 다른 면은 제1실시예의 고압 제어밸브(3A)와 동일하다. 따라서, 여기에서 그의 상세한 설명은 생략한다.
제4실시예에서, 밸브 바디(31)를 폐쇄하는 밸브 폐쇄력과 관련하여, 내부 압력만이 작용한다. 상기 압력은 라디에이터(2)의 출구 측의 냉매 온도가 전달되는 기밀 폐쇄 공간(A)으로 충전된 혼합된 가스에 의하여 발생한다. 밸브 개방력과 관련하여, 내부 열교환기(8)의 출구 측의 냉매 압력이 작용한다. 전술한 바와 같이, 제4실시예에서, 냉매의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 갖는 가스가 조절 스프링(36)의 기능을 실행한다. 상기 냉매는 이산화탄소이고, 혼합될 가스는 질소일 경우, 이산화탄소의 충전 밀도는 200 내지 450kg/m3이다. 상기 질소의 충전 밀도는 10 내지 40kg/m3이다. 그러나, 이산화탄소의 충전밀도는 질소의 충전 밀도에 의하여 감소할 수 있다.
도6은 제5실시예의 고압 제어밸브(3E)를 나타낸 단면도이다. 이 제5실시예에서, 도3에 나타낸 제2실시예의 고압 제어밸브(3B)에 제공되는 조절 스프링(36) 대신에, 이산화탄소 냉매의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 갖는 질소 가스(N2) 또는 헬륨 가스(He)가 이산화탄소 냉매와 함께 기밀 폐쇄 공간(A)으로 충전된다. 즉, 제5실시예는 다음과 같이 구성된다. 이산화탄소 냉매와 상기 이산화탄소 냉매보다 낮은 열팽창계수를 갖는 가스가 서로 혼합된 혼합 가스가 온도감지부인 기밀 폐쇄공간(A)으로 충전된다. 제5실시예의 구성에서, 몸체(33)의 제2개구부(33e)가 폐쇄된다. 또한 밸브 바디(31)의 밸브부(31a)보다 아래에 구성되는 연장부, 조절 스프링(36) 및 조절 너트(37)는 제2실시예의 구성으로부터 생략된다. 상기 구성의 다른 점들은 제2실시예의 고압 제어밸브(3B)의 구성과 동일하다. 따라서 여기에서 그에 대한 설명은 생략한다. 상기 기밀 폐쇄공간(A)으로 충전되는 혼합 가스는 제4실시예의 혼합가스와 동일하다. 따라서 여기에서 그에 대한 설명은 생략한다.
도7은 제6실시예의 고압 제어밸브(3F)를 나타낸 단면도이다. 제6실시예에서는 도4에 나타낸 제3실시예의 내장 방식 고압 제어밸브(3C)에 제공된 조절 스프링(327) 대신에, 이산화탄소 냉매의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 갖는 질소가스(N2) 또는 헬륨 가스(He)가 이산화탄소 냉매와 함께 기밀 폐쇄 공간(A)으로 충전된다. 즉, 제6실시예는 다음과 같이 구성된다. 이산화탄소 냉매와 상기 이산화탄소 냉매보다 낮은 열팽창계수를 갖는 가스가 서로 혼합된 혼합 가스가 온도감지부인 기밀 폐쇄공간(A)으로 충전된다. 제3실시예의 구성으로부터, 밸브 바디(323)의 밸브 포트(322)보다 아래에 구성되는 연장부, 조절 스프링(327) 및 조절 너트(328)는 구성되지 않는다. 상기 구성의 다른 점들은 제3실시예의 고압 제어밸브(3C)의 구성과 동일하다. 따라서 여기에서 그에 대한 설명은 생략한다. 상기 기밀 폐쇄공간(A)으로 충전되는 혼합 가스는 제4실시예의 혼합가스와 동일하다. 따라서 여기에서 그에 대한 설명은 생략한다.
이와 관련하여, 전술한 각 실시예들에서, 밸브 바디(31, 323)를 폐쇄하기 위한 가압력을 발생시키기 위하여, 조절 스프링(코일 스프링)뿐만 아니라, 다이아프램 또는 벨로우즈가 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예는 도2에 나타낸 제1실시예 및 도5에 나타낸 제4실시예의 온도감지 실린더 방식 고압 제어밸브(3A, 3D)를 포함하고, 도3에 나타낸 제2실시예 및 도6에 나타낸 제5실시예에 나타낸 바와 같은 박스-형태의 몸체부에 온도감지부가 제공되는 박스 방식 고압 제어밸브(3B, 3E)를 포함하며, 도4에 나타낸 제3실시예 및 제7에 나타낸 제6실시예에서 나타낸 바와 같은 냉매 통로에 온도감지부가 내장된 내장 방식 고압 제어밸브(3C, 3F)를 포함하는 어떠한 방식의 고압제어밸브(3A 내지 3F)에 적용될 수 있다. 중요한 점은 온도감지부인 기밀 폐쇄공간(A)으로 이산화탄소 냉매가 200 내지 600kg/m3의 충전밀도로 충전되는 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 내부 열교환기가 통합되는 이산화탄소 냉매의 냉동사이클에서, 냉동사이클의 COP는 증대될 수 있고, 쿨링-다운 속도는 냉동사이클이 차량용 공조기에 적용되는 경우에 증가할 수 있다.
온도감지부의 기밀 폐쇄공간으로의 이산화탄소 냉매의 충전 밀도를 감소시킴으로써, 온도감지부 만의 기계적 강도를 과도하게 증가시킬 필요가 없게 된다. 즉, 온도감지부의 기계적 강도는 다른 고압 구성요소들의 기계적 강도와 동일하게 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 고압 제어밸브의 제조비용은 절감될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 고압 제어밸브가 내부 열교환기를 구비한 냉동사이클에 적용될 수 있고, 냉동사이클의 COP가 증대될 수 있으며, 쿨링-다운이 용이하고, 이산화탄소로 충전되는 기밀 폐쇄공간이 형성되는 구성요소(온도감지부)의 기계적 강도가 과도하게 증대시킬 필요가 없으며, 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 냉동사이클의 내부 열교환기로부터 증발기까지 형성된 냉매 통로에 배치되고, 초임계 압력의 압력을 갖는 냉매가 사용되고, 라디에이터의 출구에서의 냉매와 압축기로 흡입되는 냉매 사이에서 열교환을 실행하는 내부 열교환기를 구비하며, 상기 라디에이터의 출구에서의 냉매의 온도에 따라 밸브 포트의 개방도를 조절함으로써 상기 내부 열교환기의 출구 측의 냉매 압력을 제어하는 고압 제어밸브로서,
    상기 라디에이터의 출구 측이 냉매 온도에 따라 내부압력이 변화되는 온도감지부;
    상기 온도감지부의 내부 압력의 변화와 기계적으로 연결되어 상기 밸브 포트의 개방도를 조절하는 밸브 바디; 및
    상기 밸브 바디를 수용하는 몸체
    를 포함하며,
    상기 온도감지부로의 냉매의 충전 밀도는 상기 밸브 바디가 폐쇄되는 조건하에서 200 내지 600kg/m3인
    고압 제어밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉매의 충전 밀도는 상기 밸브 바디가 폐쇄되는 조건 하에서 200 내지 450kg/m3인
    고압 제어밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도감지부의 내부 압력보다 소정값만큼 높게 고압이 상승할 경우, 개방되는
    고압 제어밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정값에 대응하는 부하는 탄성부재 또는 상기 냉매와 함께 온도감지부로 충전되는 비응축성 가스 중 어느 하나이거나, 이 탄성부재와 비응축성 가스의 조합에 의하여 제공되는
    고압 제어밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성부재의 힘은 코일 스프링의 탄성력 또는 다이아프램 자체에 의하여 발생되는 탄성력 또는 벨로우즈에 의하여 발생되는 탄성력이거나, 이들 탄성력의 조합에 의하여 발생되는 탄성력인
    고압 제어밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 라디에이터의 출구에서의 냉매 온도가 50℃ 이상일 경우, 상기 압축기에 의하여 흡입된 냉매는 과열도가 10℃ 이상으로 될 수 있도록 상기 내부 열교환기에 의하여 가열되는
    고압 제어밸브.
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