KR20080055174A

KR20080055174A - 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치

Info

Publication number: KR20080055174A
Application number: KR1020060128156A
Authority: KR
Inventors: 배효찬
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: KR101189391B1

Abstract

본 발명은 차량의 전동컴프레셔에 사용되는 인버터의 냉각에 에어컨의 냉매를 이용하지 않고 다른 에너지를 사용하여 인버터의 냉각을 도모함으로써, 에어컨 시스템의 열적 손실을 회피하여 에어컨의 성능을 저하시키지 않도록 한다.

Description

전동컴프레셔의 인버터 냉각장치{inverter cooling apparatus for a compressor driven by a motor}

도 1은 본 발명에 따른 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치의 개념도,

도 2는 본 발명에 따른 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치의 구성도,

도 3은 팬클러치의 상세 구조도,

도 4는 밸브의 작동 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 전동컴프레셔 3; 모터 회전축

5; 냉각팬 7; 인버터

9; 모터 11; 클러치수단

13; 로터 15; 케이스

17; 클러치플레이트 19; 커버

21; 밸브축 23; 밸브판

25; 바이메탈 27; 작동실

29; 저장실 31; 밸브구멍

33; 구획판 35; 리턴유로

37; 점성유체 39; 베어링

41; 결합볼트 43; 팬

45; 컨트롤러

본 발명은 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 냉방장치 등에 사용되는 전동컴프레셔를 작동하는 데에 사용되는 인버터를 냉각시키는 기술에 관한 것이다.

전동컴프레셔의 모터를 구동하는 데에 사용되는 인버터는 사용에 따라 열이 발생하여 적절한 냉각 대책이 필요하며, 종래에는 에어컨의 증발기를 통과하 저온의 냉매를 이용하여 인버터를 냉각시키도록 하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 에어컨의 증발기를 통과한 냉매를 이용하여 인버터의 냉각을 하게 되면, 실내온도를 낮추기 위한 에어컨 시스템의 열적 손실이 발생하여 에어컨의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 전동컴프레셔에 사용되는 인버터의 냉각에 에어컨의 냉매를 이용하지 않고 다른 에너지를 사용하여 인버터의 냉각을 도모함으로써, 에어컨 시스템의 열적 손실을 회피하여 에어컨의 성능을 저하시키지 않도록 한 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치는

전동컴프레셔의 모터 회전축에 설치되어 냉각풍을 인버터를 향하여 송풍하도록 된 냉각팬과;

상기 전동컴프레셔의 모터를 제어하는 인버터의 열을 감지하여 상기 냉각팬과 상기 모터 회전축 사이의 회전력 전달을 조절하는 클러치수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 전동컴프레셔(1)의 모터(9) 회전축(3)에 설치되어 냉각풍을 인버터(7)를 향하여 송풍하도록 된 냉각팬(5)과; 상기 전동컴프레셔(1)의 모터를 제어하는 인버터(7)의 열을 감지하여 상기 냉각팬(5)과 상기 모터 회전축(3) 사이의 회전력 전달을 조절하는 클러치수단(11)을 포함하여 구성된다.

즉, 종래와 같이 전동컴프레셔(1)에서 압축된 냉매를 이용하여 인버터(7)를 냉각시키지 않고, 전동컴프레셔(1)의 모터(9)의 회전력을 이용하여 직접 인버터(7)를 공냉식으로 냉각함으로써, 전동컴프레셔(1)가 포함되어 구성되는 에어컨 시스템의 냉각 성능이 저하되는 것을 방지하도록 한 것이다.

상기 클러치수단(11)은 상기 모터 회전축(3)과 일체로 회전하는 로터(13) 와; 상기 로터(13)의 외측을 감싸도록 상기 모터 회전축(3)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 케이스(15)와; 상기 로터(13)를 사이에 두고 상기 케이스(15)와 합쳐져서 상기 로터(13)의 외부를 밀폐하고, 로터(13)와 서로 다수의 클러치플레이트(17)가 교차하여 삽입되는 커버(19)와; 상기 커버(19)의 중앙에 설치된 밸브축(21)에 고정되어 상기 커버(19)에 대하여 회동 가능하게 형성된 밸브판(23)과; 상기 커버(19)의 외측에 설치되고 열에 의해 변형되어 상기 밸브축(21)과 커버(19)와의 사이에 상대 회전 변위를 발생시키는 바이메탈(25)과; 상기 클러치플레이트(17)가 설치된 작동실(27)과 상기 밸브판(23)이 설치된 저장실(29)로 상기 커버(19)의 내측 공간을 구획하고 상기 밸브판(23)에 의해 개도가 조절되는 밸브구멍(31)을 구비한 구획판(33)과; 상기 작동실(27)과 저장실(29)을 연통시키도록 커버(19)의 반경방향 외측으로 치우쳐지게 형성된 리턴유로(35)와; 상기 작동실(27) 및 저장실(29)에 충전된 점성유체(37)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(15)와 모터 회전축(3) 사이에는 베어링(39)으로 지지되어 있고, 상기 커버(19)는 상기 케이스(15)에 결합볼트(41)로 결합되며, 상기 결합볼트(41)의 체결시에 도 2에 도시된 바와 같이 팬(43)을 결합볼트(41)에 의해 일체로 결합되도록 하였다.

상기 바이메탈(25)은 인버터(7)를 향하여 설치되어 있어서, 상기 인버터(7)의 발열량에 따라 상기 밸브축(21)을 커버(19)에 대하여 회전시키고, 이러한 밸브축(21)의 회전은 물론 상기 밸브판(23)의 회전을 유발하여, 상기 구획판(33)의 밸브구멍(31)의 개도가 변화하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

에어컨 시스템이 작동함에 따라 상기 인버터(7)는 컨트롤러(45)의 제어를 받아 상기 전동컴프레셔(1)를 구동하고, 이러한 작동중 상기 인버터(7)는 열이 발생하게 된다.

상기 인버터(7)에서 발생된 열은 상기 바이메탈(25)로 전해지고, 상기 바이메탈(25)의 열변형은 상기 밸브축(21)을 커버(19)에 대하여 회전시킴으로써, 상기 밸브판(23)을 구획판(33)에 대하여 상대 회전시키게 된다.

도 4의 좌측에는 아직 바이메탈(25)의 변형이 발생하지 않은 상태로서, 이와 같은 상태에서는 상기 작동실(27) 내에 있던 점성유체(37)는 상기 커버(19)에 형성된 리턴유로(35)를 통하여 저장실(29)로 이동하게 되어 상기 로터(13)의 회전에 의해 상기 커버(19)로 전달되는 토크는 거의 없어서, 결과적으로 상기 커버(19)에 장착되어 있는 팬(43)은 회전하지 않고, 상기 모터(9)의 회전력은 거의 소모되지 않는다.

상기 인버터(7)에서의 발열량이 증가함에 따라 상기 바이메탈(25)의 변형이 개시되면 도 4의 중앙에 도시된 바와 같이 밸브축(21)을 통하여 밸브판(23)이 상기 구획판(33)에 대하여 회전변위를 발생하기 시작한다.

상기 인버터(7)에서의 발열량이 더욱 증가하면, 상기 바이메탈(25)의 변형에 의해 상기 밸브판(23)이 더욱 회전되어 도 4의 우측에 도시된 바와 같이 결국 상기 구획판(33)의 밸브구멍(31)을 개방하게 된다.

상기와 같이 밸브구멍(31)이 개방되면, 상기 저장실(29)의 점성유체(37)가 밸브구멍(31)을 통하여 상기 작동실(27)로 이동하고, 상기 작동실(27)에서는 상기 커버(19)와 로터(13) 사이에 구비된 다수의 클러치플레이트(17)에서 토크의 전달이 발생되어, 결과적으로 로터(13)의 회전력이 상기 커버(19)로 전달되고, 커버(19)에 일체로 장착되어 있는 팬(43)의 회전이 증가하게 된다.

따라서, 상기 냉각팬(5)에 의해 송풍되는 냉각풍은 상기 인버터(7)를 냉각시키게 되고, 인버터(7)가 냉각되면, 상기 바이메탈(25)의 열변형이 축소되어 상기 구획판(33)의 밸브구멍(31)을 차단시키면, 상기 냉각팬(5)의 구동이 해제되게 된다.

결국, 인버터(7)의 발열량이 커서 인버터(7)의 정상적인 성능 유지를 위해 냉각이 필요한 경우에만 상기 모터의 동력을 상기 인버터(7)를 냉각시키는 데에 이용하여, 에너지를 최소한으로 소비하면서 인버터(7)의 냉각을 자동적으로 도모할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 차량의 전동컴프레셔에 사용되는 인버터의 냉각에 에어컨의 냉매를 이용하지 않고 다른 에너지를 사용하여 인버터의 냉각을 도모함으로써, 에어컨 시스템의 열적 손실을 회피하여 에어컨의 성능을 저하시키지 않도록 한다.

Claims

전동컴프레셔의 모터 회전축에 설치되어 냉각풍을 인버터를 향하여 송풍하도록 된 냉각팬과;

상기 전동컴프레셔의 모터를 제어하는 인버터의 열을 감지하여 상기 냉각팬과 상기 모터 회전축 사이의 회전력 전달을 조절하는 클러치수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 클러치수단은

상기 모터 회전축과 일체로 회전하는 로터와;

상기 로터의 외측을 감싸도록 상기 모터 회전축에 대하여 회전 가능하게 설치되는 케이스와;

상기 로터를 사이에 두고 상기 케이스와 합쳐져서 상기 로터의 외부를 밀폐하고, 로터와 서로 다수의 클러치플레이트가 교차하여 삽입되는 커버와;

상기 커버의 중앙에 설치된 밸브축에 고정되어 상기 커버에 대하여 회동 가능하게 형성된 밸브판과;

상기 커버의 외측에 설치되고 열에 의해 변형되어 상기 밸브축과 커버와의 사이에 상대 회전 변위를 발생시키는 바이메탈과;

상기 클러치플레이트가 설치된 작동실과 상기 밸브판이 설치된 저장실로 상기 커버의 내측 공간을 구획하고 상기 밸브판에 의해 개도가 조절되는 밸브구멍을 구비한 구획판과;

상기 작동실과 저장실을 연통시키도록 커버의 반경방향 외측으로 치우쳐지게 형성된 리턴유로와;

상기 작동실 및 저장실에 충전된 점성유체;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치.
청구항 2에 있어서,

상기 케이스와 모터 회전축 사이에는 베어링으로 지지된 것

을 특징으로 하는 전동컴프레셔의 인버터 냉각장치.