KR20110084016A - 가변 용량형 압축기용 제어 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압시킨 후, 토출실로 토출하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브에 있어서, 상기 가변 용량형 압축기가 제1용량 운전 범위 내에 있으면, 상기 크랭크실로부터 제1중압 포트를 통하여 흡입되어 저압 포트를 통하여 상기 흡입실로로 토출되는 제1제어냉매 유량을 증가시켜서, 상기 크랭크실의 압력을 감소시킴으로써, 상기 사판의 경사각을 증가시켜서 상기 가변 용량형 압축기의 운전 용량을 증가시키는 밸브부를 포함하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브를 제공한다.
따라서, 상기 제1제어냉매의 조절을 통하여, 상기 크랭크실 내부의 압력이 용이하게 제어될 수 있기 때문에, 가변 용량형 압축기의 신속한 용량제어가 가능하다. 더욱이, 상기 제1제어냉매의 유량이 작은 값으로 유지될 수 있기 때문에, 상기 흡입실로의 불필요한 냉매의 유출이 감소된다. 이로부터, 상기 제어밸브의 효율이 상승하고, 소비전력이 감소한다.

Description

가변 용량형 압축기용 제어 밸브 {Control valve for a variable displacement compressor}
본 발명은 가변 용량형 압축기용 제어 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가변 용량형 압축기의 신속한 용량제어가 가능할 뿐만 아니라 상기 가변 용량형 압축기의 성능이 향상된 가변 용량형 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다.
사판식 압축기는 자동차용 공조장치의 압축기로 널리 사용되고 있다. 상기 사판식 압축기는 압축 방식 및 구조에 따라 다양한 종류로 나뉘는데, 최근 들어 압축 용량을 가변시킬 수 있는 가변 용량형 압축기가 많이 사용되고 있다.
상기 가변 용량형 압축기에서는 사판의 경사도를 조절하여, 상기 가변 용량형 압축기의 용량을 조절한다. 즉, 상기 가변 용량형 압축기의 토출실에서 크랭크실로의 냉매 유입량을 증가시키면, 상기 크랭크실의 압력이 증가하여 상기 사판의 경사도가 감소되어, 상기 가변 용량형 압축기의 용량이 작아진다.
그런데, 상기 토출실과 상기 크랭크실 사이의 냉매 유량 조절만으로는 상기 가변 용량형 압축기의 신속한 용량 제어가 어려운 문제점이 있다. 또한, 종래에는 상기 크랭크실과 흡입실 사이에 완정 개방되어 있는 연통홀에 형성되어 있어서, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 냉매가 유입된다. 즉, 상기 토출실로부터 유입된 냉매 중 일부분이 상기 크랭크실을 통하여 상기 흡입실로 흐르기 때문에, 상기 크랭크실의 압력 조절을 위하여 상기 토출실로부터 많은 양의 냉매가 상기 크랭크실로 유입되어야 했다. 따라서, 상기 토출실의 냉매가 상기 흡입실로 바이패스되는 결과를 가지기 때문에, 상기 압축기의 효율이 감소하고, 상기 압축기가 장착된 공기조화기의 성적 계수가 낮아지는 문제점이 있었다. 특히, 상기 연통홀은 상기 가변 용량형 압축기의 최대 용량 기준으로 형성되어 있기 때문에, 과다한 냉매 유량이 상기 흡입실로 유출되는 문제점이 있었다.
본 발명은 가변 용량형 압축기의 신속한 용량제어가 가능할 뿐만 아니라 상기 가변 용량형 압축기의 성능이 향상된 가변 용량형 압축기용 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압시킨 후, 토출실로 토출하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브에 있어서, 상기 가변 용량형 압축기가 제1용량 운전 범위 내에 있으면, 상기 크랭크실로부터 제1중압 포트를 통하여 흡입되어 저압 포트를 통하여 상기 흡입실로로 토출되는 제1제어냉매 유량을 증가시켜서, 상기 크랭크실의 압력을 감소시킴으로써, 상기 사판의 경사각을 증가시켜서 상기 가변 용량형 압축기의 운전 용량을 증가시키는 밸브부를 포함하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압시킨 후, 토출실로 토출하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브에 있어서, 측면의 하부에서 상부 방향을 따라, 상기 크랭크실과 각각 연통되어 있는 제1,2중압 포트들 및 상기 토출실과 연통되는 고압 포트가 서로 이격되어 형성되어 있으며, 상기 흡입실과 연통되어 있는 저압포트가 하부에 형성되어 있고, 상하 방향으로 관통홀이 형성되어 있는 바디와, 상기 관통홀 내에 삽입되어 상하 방향으로 직선 운동 가능한 니들, 및 상기 니들의 하부에 결합되어 있는 슬리브를 구비하는 밸브부와, 상기 니들을 상하 방향으로 직선 운동시키는 작동력을 가하는 솔레노이드를 포함하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브를 제공한다. 여기에서, 상기 관통홀에 의하여, 상기 제1중압 포트와 상기 저압 포트 사이에는 제1연통홀이 한정되고, 상기 고압 포트와 상기 제2중압 포트 사이에는 제2연통홀이 한정된다. 또한, 상기 밸브부는, 상기 가변 용량형 압축기가 제1용량 운전 범위 내에 있으면, 상기 솔레노이드에 의해 상기 니들이 하강하면서 상기 슬리브가 상기 제1연통홀의 개구도를 증가시키고, 상기 니들에 형성되어 있는 단차부가 상기 제2연통홀의 개구도를 감소시킴으로써, 상기 크랭크실의 압력을 감소시키고 상기 사판의 경사각을 증가시켜서 상기 가변 용량형 압축기의 운전 용량을 증가시킨다.
본 발명의 가변 용량형 압축기용 제어밸브는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로의 제1제어냉매의 조절을 통하여, 상기 크랭크실 내부의 압력이 용이하게 제어될 수 있기 때문에, 가변 용량형 압축기의 신속한 용량제어가 가능하다.
둘째, 상기 제1제어냉매의 유량이 작은 값으로 유지될 수 있기 때문에, 상기 흡입실로의 불필요한 냉매의 유출이 감소된다. 따라서, 상기 제어밸브의 효율이 상승하고, 소비전력이 감소한다. 또한, 상기 제어밸브가 설치되는 압축기의 성적 계수가 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어밸브의 내부 구조를 보여주는 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 솔레노이드에 가해지는 전류 값에 대한 제1제어냉매의 유동 면적 및 제2제어냉매의 유동 면적의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어밸브가 설치된 압축기의 최소 용량 운전 시, 도 1에 도시된 제1연통홀, 제2연통홀 및 바이패스홀의 개방 상태를 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제어밸브가 설치된 압축기의 최대 용량 운전 시, 도 1에 도시된 제1연통홀, 제2연통홀 및 바이패스홀의 개방 상태를 보여주는 개략도이다.
도 5는 비교예에 따른 제어밸브의 내부 구조를 보여주는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어밸브의 내부 구조를 보여주는 부분 단면도이다.
도 1에 본 발명은 일 실시예에 따른 가변 용량형 압축기용 제어밸브(이하 "제어밸브"라고 함)(100)의 내부 구조를 보여주는 개략적인 부분 단면도가 도시되어 있다. 상기 가변 용량형 압축기(이하, "압축기"라 함)(미도시)는, 크랭크실에 배치된 사판(미도시)에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤(미도시)들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압시킨 후, 토출실로 토출한다. 상기 압축기의 구조는, 등록특허번호 제529716호, 제515285호, 제572123호 등과 같이 다양하게 선택될 수 있다.
상기 제어밸브(100)는 바디(110), 밸브부(120) 및 솔레노이드(130)를 포함한다. 상기 바디(110)에는 상하 방향을 따라 관통홀(115)에 형성되어 있다. 또한, 상기 바디(110)의 측면의 하부에서 상부 방향을 따라 제1중압포트(111), 제2중압포트(112) 및 고압 포트(113)가 형성되어 있다. 상기 고압포트(113)는 상기 토출실과 연통되고, 상기 제1,2중압포트들(111, 112)은 상기 크랭크실과 연통되어 있다. 상기 바디(110)의 하부에는 상기 흡입실과 연통되도록 저압 포트(114)가 형성되어 있다. 제1연통홀(141)은 상기 제1중압포트(111)와 상기 저압포트(114) 사이에 형성되어, 상기 크랭크실과 상기 흡입실이 서로 연통되도록 한다. 또한, 상기 제2연통홀(142)은 상기 고압포트(113)와 상기 제2중압포트(112) 사이에 형성되어, 상기 토출실과 상기 크랭크실이 서로 연통되도록 한다.
또한, 상기 바디(110)에는 상기 제1중압 포트(111)와 상기 저압 포트(113) 사이를 연통하는 바이패스홀(145)이 형성되어 있다. 상기 바이패스홀(145)은 완전 개방 상태가 유지되기 때문에, 상기 바이패스홀(145)은 고정 연통 면적부의 기능을 수행한다. 본 실시예에서, 상기 바이패스홀(145)은 1개 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
상기 밸브부(120)는 니들(121) 및 슬리브(122)를 포함한다. 상기 니들(121)은 상기 관통홀(115) 내에 삽입되어 상하 방향으로 직선 운동을 한다. 상기 슬리브(122)는 상기 니들(111)의 하부에 끼움 고정되어, 상기 니들(111)과 함께 상하 직선 운동한다. 상기 슬리브(112)는 상기 제1연통홀(141)의 하부에서 배치되어, 상부 방향으로 이동함에 따라 상기 제1연통홀(141)의 개구도를 제어한다. 상기 제1연통홀(141)은 하방으로 갈수록 반지름이 증가하도록 형성되어 있다. 상기 슬리브(122)는 상기 제1연통홀(141)에 대응되도록 측면이 사선을 이루도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 슬리브(122)가 상기 제1연통홀(141)을 관통하여 상부로 빠져 나갈 위험이 제거되고, 상기 제1연통홀(141)의 개구도가 용이하게 조절될 수 있다. 이로부터, 상기 제1연통홀(141)은 가변 연통 면적부의 기능을 수행한다.
상기 니들(121)에는 단차부(121a)가 형성되어 있어서, 상기 니들(121)에서 상기 제2연통홀(142) 내에 위치하는 부분의 반경이, 주변 부분에 비하여 작다. 상기 니들(121)의 상하 운동에 의하여 상기 단차부(121a)가 상기 제2연통홀(142)의 개구도를 가변시킨다.
상기 솔레노이드(130)는 상기 니들(121)에 작동력을 가하여, 상기 니들(121)을 상하 방향으로 직선 운동시킨다. 상기 솔레노이드(130)는 하우징(133), 코어(134), 코일(135), 플런저(136), 제1스프링(131) 및 제2스프링(132)을 포함한다. 상기 코어(134)는 상기 하우징(133) 내에 고정되어 상기 니들(121)을 둘러싼다. 상기 코어(134)는 상기 니들(121)이 상하 방향으로 직선 운동하도록 가이드한다. 상기 코일(135)은 상기 코어(134)를 둘러싸도록 상기 하우징(133)에 고정된다. 상기 플런저(136)는 상기 니들(121)의 상부에 고정되어, 상기 니들(121)과 함께 상하 직선 운동한다.
상기 제1스프링(131)은, 상기 플런저(136)와 상기 하우징(133)의 상부 내측면 사이에 고정되어, 상기 플런저(136)를 하방으로 밀어내는 제1탄성력을 가한다. 상기 제2스프링(132)은 상기 코어(134)와 상기 플런저(136) 사이에 배치되어, 상기 플런저(136)를 상방으로 밀어내는 제2탄성력을 가한다. 상기 제2탄성력이 상기 제1탄성력보다 크도록 설계되어 있기 때문에, 상기 솔레노이드(130)에 가해지는 전류 값이 설정 값 이하일 경우, 상기 플런저(136)가 하방으로 이동할 수 없다. 따라서, 상기 니들(121)의 하방 이동도 제한되어, 상기 제1연통홀(141)이 상기 슬리브(122)에 의하여 폐쇄된 상태가 유지된다.
도 2를 참조하여, 상기 제어밸브(100)의 작동 방법에 대하여 상세하게 살펴본다. 도 2는 상기 솔레노이드(130)에 가해지는 전류 값에 대한 제1제어냉매의 유동 면적(이하, "제1유동 면적"이라 함)(f2) 및 제2제어냉매의 유동 면적(이하, "제2유동 면적"이라 함)(f1)을 나타낸다. 여기에서, 상기 제1제어냉매는, 상기 크랭크실로부터 상기 제1중압 포트(111)를 통하여 흡입되어 상기 저압 포트(114)를 통하여 상기 흡입실로로 토출되는 냉매를 의미하며, 상기 제1유동 면적(f2)은, 상기 제1연통홀(141)을 통하여 제1제어냉매가 통과할 수 있는 면적과 상기 바이패스홀(145)의 면적을 합한 값이다. 또한, 상기 제2제어냉매는, 상기 토출실로부터 상기 고압 포트(113)를 통하여 흡입되어 상기 제2중압 포트(112)를 통하여 상기 크랭크실로 토출되는 냉매를 의미하며, 상기 제2유동 면적(f1)은 상기 제2연통홀(142)에서 상기 제2제어냉매가 통과할 수 있는 면적이다.
상기 압축기는 크게 제1용량 운전 범위 및 제2용량 운전 범위로 구분되어 운전하며, 상기 제1용량 운전 범위는 상기 압축기의 특정 용량으로부터 최대 용량 운전까지이며, 상기 제2용량 운전 범위는 상기 압축기의 최소 용량 운전으로부터 상기 특정 용량까지이다. 상기 특정 용량은 고정된 값일 수도 있으나, 본 실시예에서 상기 특정 용량은 상기 제1스프링(131)의 스프링 상수, 상기 제2스프링(132)의 스프링 상수, 상기 토출실의 압력, 상기 크랭크실의 압력, 상기 흡입실의 압력 등에 따라 변화될 수 있다.
도 3은 상기 압축기의 최소 용량 운전 시, 상기 제1연통홀(141), 상기 제2연통홀(142) 및 상기 바이패스홀(145)의 개방 상태를 보여주는 개략도이다. 전술한 바와 같이, 상기 제2탄성력이 상기 제1탄성력보다 크기 때문에, 상기 니들(121)의 하방 운동이 제한되어, 상기 제1연통홀(141)은 최대 개방된 상태가 유지되고, 상기 제2연통홀(142)은 상기 슬리브(122)에 의하여 밀폐된 상태가 유지된다. 다만, 상기 바이패스홀(145)은 상기 니들(121)의 움직임과 관계없이, 완전 개방된 상태이므로, 상기 크랭크실로부터 최소의 제1제어냉매 유량이 상기 흡입실로 유출된다.
전술한 바와 같이, 상기 압축기의 최소 용량 운전 시에도 상기 바이패스홀(145)이 완전히 개방되어 있어서, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 제1제어냉매가 유입된다. 상기 압축기의 최소 용량 운전 시, 상기 사판의 경사각은 약 2도 이하인데, 이러한 경우에도 아주 적은 양의 냉매가 압축된다. 그런데, 상기 압축기가 클러치리스(clutchless) 구조를 가지면, 상기 최소 용량 운전 시 상기 압축기는 운전되지만, 응축기로 냉매가 토출되지 않도록 토출 체크 밸브(미도시)가 설치된다. 상기 토출 체크 밸브는 밸브 전후 압력차가 설정 값 이상이 될 경우에만, 개방되도록 설계되어 있다. 따라서, 상기 최소 용량 운전 시, 상기 토출 체크 밸브의 전단으로 유입되는 냉매의 유량이 적어서, 상기 압력차가 크지 않게 되어, 상기 토출 체크 밸브가 개방되지 않는다. 하지만, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실 사이의 유로가 완전히 폐쇄되면, 상기 토출실의 압력이 계속 상승하여(상기 토출실로부터 상기 크랭크실로 유입되는 냉매의 유입을 제한해야 함), 상기 토출 체크 밸브가 개방되어, 상기 응축기로의 토출이 발생한다. 이는 바람직한 운전 상태가 아닐 뿐만 아니라, 상기 제어밸브의 외부로 나간 오일이 다시 순환되지 않는 문제점도 발생시킨다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 바이패스홀(145)을 항상 개방된 상태로 유지시켜서, 상기 토출실의 압력 상승을 억제하는 기능을 수행한다.
상기 솔레노이드(130)에 가해지는 전류 값이 특정 전류 값에 도달될 때까지는, 상기 제2탄성력과 상기 제1탄성력 사이의 차에 의하여, 상기 니들(121)이 정지된 상태가 유지된다. 따라서, 상기 제2용량 운전 범위에서는 상기 제1유동 면적 및 상기 제2유동 면적이 각각 특정 상수 값을 갖는다.
상기 솔레노이드(130)에 가해지는 전류 값이 상기 특정 전류 값 이상이면(상기 제1용량 운전 범위), 상기 플런저(136)가 상기 제2탄성력과 상기 제1탄성력의 차이를 극복하고, 하방으로 움직인다. 상기 니들(121)은 상기 플런저(136)와 함께 하방으로 움직인다. 이로부터, 상기 제1연통홀(141)은 부분적으로 개방되고, 상기 제2연통홀(142)은 부분적으로 폐쇄된다. 이 때, 상기 바이패스홀(145)은 상기 니들(121)의 움직임과 관계없이, 완전 개방된 상태이다. 따라서, 상기 제1용량 운전 범위에서, 상기 전류 값이 증가하면, 상기 제1연통홀(141)의 개구도가 증가하고, 상기 제2연통홀(142)의 개구도가 감소한다. 따라서, 제1유동면적은 증가하는 경향을 가지고, 제2유동면적은 감소하는 경향을 가진다.
만일, 상기 전류 값이 최대 전류 값에 도달하면, 상기 제1연통홀(141)은 완전 개방된 상태가 되고, 상기 제2연통홀(142)은 상기 단차부(121a)에 의하여 완전 폐쇄된다. 이 때, 상기 압축기가 최대 용량 운전을 한다. 도 4는 상기 압축기의 최대 용량 운전 시, 상기 제1연통홀(141), 상기 제2연통홀(142) 및 상기 바이패스홀(145)의 개방 상태를 보여주는 개략도이다. 상기 전류 값이 최대 전류 값을 초과하더라도, 상기 단차부(121a)에 의하여 상기 니들(121)이 하방으로 더 이동할 수 없다.
상기 제1용량 운전 범위에서, 상기 전류 값이 증가되면 상기 제1유동면적이 증가하여 상기 제1제어냉매의 유량이 증가하고, 상기 제2유동면적이 감소하여 상기 제2제어냉매의 유량이 감소한다. 즉, 상기 전류 값의 증가에 따라 상기 토출실로부터 상기 크랭크실로 유입되는 고압 냉매의 유량이 감소하고, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 유입되는 중압 냉매의 유량이 증가하므로, 상기 크랭크실의 압력이 감소한다. 따라서, 상기 사판의 경사도가 증가하여, 상기 압축기의 운전 용량이 증가하게 된다. 상기로부터, 상기 압축기의 운전 용량을 증가시키려면, 상기 전류 값을 증가시켜서, 상기 제1유동 면적을 증가시키고, 상기 제2유동 면적을 감소시키면 된다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 제어밸브(100)와 비교예에 의한 제어밸브(10)에서의 제1,2유동면적(f1, f2, g1, g2)이 비교되어 있다. 도 2에서 실선(f1, f2)은 본 실시예의 데이터이며, 점선(g1, g2)은 비교예에서의 데이터이다. 도 5에 비교예에 따른 제어밸브(10)의 개략적인 부분 단면도가 도시되어 있다. 비교예가 본 실시예와 상이한 점은, 본 실시예의 제1중압포트(111) 및 저압포트(114)가 없으며, 이로 인한 슬리브(122) 및 바이패스홀(145)도 존재하지 않는다는 점이다. 다만, 상기 크랭크실과 상기 흡입실 사이에 완전 개방된 상태가 유지되는 바이패스홀이 형성되어 있어서, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 냉매가 유입된다.
비교예의 제어밸브(10)에서는, 상기 제1유동면적(g2)이 전체 용량 운전 범위에서 특정 상수 값을 가진다. 즉, 본 실시예의 제1유동면적(f2)이 비교예의 제1유동면적(g2) 보다 전체 구간에서 작은 값을 유지할 수 있기 때문에, 상기 토출실로부터 상기 크랭크실을 거쳐 상기 흡입실로 유입되는 냉매 유량이 감소한다. 따라서, 상기 제어밸브(100)의 효율이 상승하고, 소비 동력이 감소된다. 또한, 상기 제어밸브(100)가 설치된 공기조화기의 경우, 성적 계수가 향상된다.
또한, 비교예의 제어밸브(10)에서는 상기 제1용량 운전 범위에서 상기 크랭크실의 압력 조절이 상기 제2유동면적(g1)을 조절하여 수행되기 때문에, 상기 크랭크실의 압력 조절이 신속하게 수행되기 어렵다. 하지만, 본 실시예에서는, 상기 크랭크실 압력 조절이 상기 제2유동면적(f1)뿐만 아니라 상기 제1유동면적(f2)에 의하여 복합적으로 수행되기 때문에, 상기 크랭크실의 압력 조절이 신속하게 수행될 수 있다. 따라서, 상기 제어밸브가 설치된 공기조화기의 신속한 용량 조절이 가능해져서, 사용자의 만족감이 향상된다.
도 6에 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어밸브(200)의 내부 구조를 보여주는 부분 단면도가 도시되어 있다. 도 6에서 전술한 실시예와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 이하에서는, 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
전술한 실시예에서 상기 바디(110)에 상기 바이패스홀(145)이 형성되어 있다. 하지만, 본 실시예에서는 전술한 실시예의 바이패스홀(145)이 바디(210)에 형성되어 있지 않고, 상기 크랭크실과 상기 흡입실 사이를 직접 연결하는 바이패스부(미도시)가 형성되어 있다. 상기 바이패스부(미도시)는 완전 개방된 상태를 유지하며, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 냉매를 유입시킨다. 또한, 상기 제어밸브(200)는, 상기 압축기의 운전 용량에 따라 상기 제1연통홀(141)의 개구도를 조절하여 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 흐르는 제1제어냉매의 유량을 제어한다. 따라서, 상기 바이패스부(미도시) 및 상기 제어밸브(200)에 의하여, 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 흐르는 제1제어냉매의 유량이 제어될 수 있기 때문에, 상기 크랭크실 내의 압력이 조절되어 상기 압축기의 용량 조절이 가능해 진다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200: 가변 용량형 압축기용 제어밸브
110: 바디 111: 제1중압포트
112: 제2중압포트 113: 고압포트
114: 저압포트 115: 관통홀
120: 밸브부 121: 니들
122: 슬리브 130: 솔레노이드
131: 제1스프링 132: 제2스프링
133: 하우징 134: 코어
135: 코일 136: 플런저
141: 제1연통홀 142: 제2연통홀
145: 바이패스홀

Claims (13)

  1. 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압시킨 후, 토출실로 토출하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브에 있어서,
    상기 가변 용량형 압축기가 제1용량 운전 범위 내에 있으면, 상기 크랭크실로부터 제1중압 포트를 통하여 흡입되어 저압 포트를 통하여 상기 흡입실로로 토출되는 제1제어냉매 유량을 증가시켜서, 상기 크랭크실의 압력을 감소시킴으로써, 상기 사판의 경사각을 증가시켜서 상기 가변 용량형 압축기의 운전 용량을 증가시키는 밸브부를 포함하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 제1중압포트와 상기 저압포트 사이의 연통 면적이 가변되는 가변 연통 면적부와, 상기 제1중압포트와 상기 저압포트 사이의 연통 면적이 고정되는 고정 연통 면적부를 통하여 상기 제1제어냉매의 유량을 가변시키는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 가변 용량형 압축기가 상기 제1용량 운전 범위 내에 있으면, 상기 토출실로부터 고압 포트를 통하여 흡입되어 제2중압 포트를 통하여 상기 크랭크실로 토출되는 제2제어냉매 유량을 감소시켜서, 상기 크랭크실의 압력을 감소시킴으로써, 상기 사판의 경사각을 증가시켜서 상기 가변 용량형 압축기의 운전 용량을 더 증가시키는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고압 포트, 상기 제1중압 포트 및 상기 제2중압 포트가 측면에 형성되고, 상기 저압 포트가 하부에 형성되어 있는 바디를 더 포함하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 바디에서 상기 제1중압 포트와 상기 저압 포트 사이에는 제1연통홀 및 바이패스홀이 형성되어 있으며,
    상기 밸브부는,
    상기 제1연통홀을 따라 직선 운동하는 니들(needle); 및
    상기 니들에 결합되어, 상기 제1연통홀의 개구도를 제어하는 슬리브를 포함하고,
    상기 바이패스홀은 완전 개방된 상태가 유지되고, 상기 밸브부가 상기 제1연통홀의 개구도를 제어하여, 상기 제1제어냉매 유량을 가변시키는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 바디에서 상기 고압 포트와 상기 제2중압 포트 사이에는, 상기 니들이 직선 운동할 수 있도록 상기 제1연통홀과 얼라인되는 제2연통홀이 형성되어 있으며,
    상기 니들이 직선 운동하면서 상기 니들에 형성되어 있는 단차부가 상기 제2연통홀의 개구도를 제어함으로써, 상기 제2제어냉매 유량이 가변되는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가변 용량형 압축기가 최대 용량 운전을 수행하면, 상기 제1연통홀은 완전 개방되고, 상기 제2연통홀은 폐쇄되는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 가변 용량형 압축기가, 최소 운전 용량부터 상기 제1용량 운전 범위의 최소값까지의 제2용량 운전 범위에서 운전되면, 상기 제1연통홀은 폐쇄되고, 상기 제2연통홀은 완전 개방된 상태가 유지되는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 크랭크실과 상기 흡입실을 연통시키는 바이패스부를 더 포함하고,
    상기 가변 용량형 압축기의 전체 용량 운전 범위에서, 상기 바이패스부를 통하여 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 제어 냉매가 계속 유입되도록 상기 바이패스부는 완전 개방된 상태가 유지되는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  10. 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압시킨 후, 토출실로 토출하는 가변 용량형 압축기용 제어밸브에 있어서,
    측면의 하부에서 상부 방향을 따라, 상기 크랭크실과 각각 연통되어 있는 제1,2중압 포트들 및 상기 토출실과 연통되는 고압 포트가 서로 이격되어 형성되어 있으며, 상기 흡입실과 연통되어 있는 저압포트가 하부에 형성되어 있고, 상하 방향으로 관통홀이 형성되어 있는 바디;
    상기 관통홀 내에 삽입되어 상하 방향으로 직선 운동 가능한 니들, 및 상기 니들의 하부에 결합되어 있는 슬리브를 구비하는 밸브부; 및
    상기 니들을 상하 방향으로 직선 운동시키는 작동력을 가하는 솔레노이드를 포함하고,
    상기 관통홀에 의하여, 상기 제1중압 포트와 상기 저압 포트 사이에는 제1연통홀이 한정되고, 상기 고압 포트와 상기 제2중압 포트 사이에는 제2연통홀이 한정되며,
    상기 밸브부는,
    상기 가변 용량형 압축기가 제1용량 운전 범위 내에 있으면, 상기 솔레노이드에 의해 상기 니들이 하강하면서 상기 슬리브가 상기 제1연통홀의 개구도를 증가시키고, 상기 니들에 형성되어 있는 단차부가 상기 제2연통홀의 개구도를 감소시킴으로써, 상기 크랭크실의 압력을 감소시키고 상기 사판의 경사각을 증가시켜서 상기 가변 용량형 압축기의 운전 용량을 증가시키는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 바디에는 상기 제1중압 포트와 상기 저압 포트 사이를 연통하며, 완전 개방 상태가 유지되는 바이패스홀이 형성되어 있어서,
    상기 가변 용량형 압축기의 전체 용량 운전 범위에서 상기 크랭크실로부터 상기 흡입실로 제어 냉매가 유입되는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1연통홀은 하방으로 갈수록 반지름이 증가하도록 형성되며,
    상기 슬리브는 상기 제1연통홀의 하부에 배치되고, 상기 제1연통홀에 대응되도록 측면이 사선을 이루는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 솔레노이드는,
    하우징;
    상기 하우징 내에 고정되어 상기 니들을 둘러싸며, 상기 니들이 상하 방향으로 직선 운동하도록 가이드하는 코어;
    상기 코어를 둘러싸도록 배치되는 코일;
    상기 니들의 상부에 고정되어 상기 니들과 함께 상하 직선 운동하는 플런저;
    상기 플런저와 상기 하우징의 상부 내측면 사이에 배치되어, 상기 플런저를 하방으로 밀어내는 제1탄성력을 가하는 제1스프링; 및
    상기 코어와 상기 플런저 사이에 배치되어, 상기 플런저를 상방으로 밀어내는 제2탄성력을 가하는 제2스프링을 포함하고,
    상기 제2탄성력이 상기 제1탄성력보다 커서, 상기 가변 용량형 압축기의 최소 용량 운전부터 상기 제1용량 운전 범위의 최소값까지의 제2용량 운전 범위에서 상기 니들의 하방 이동이 제한되는 가변 용량형 압축기용 제어밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112747137A (zh) * 2021-01-08 2021-05-04 涌镇液压机械（上海）有限公司 用于提高通过流量的阀芯结构

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001132632A (ja) * 1999-11-10 2001-05-18 Toyota Autom Loom Works Ltd 容量可変型圧縮機の制御弁
JP4521484B2 (ja) 2005-05-19 2010-08-11 株式会社テージーケー 可変容量圧縮機用制御弁

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249253B1 (ko) * 2012-09-20 2013-04-02 주식회사 유텍솔루션 가변 용량 압축기의 전자제어밸브
CN112747137A (zh) * 2021-01-08 2021-05-04 涌镇液压机械（上海）有限公司 用于提高通过流量的阀芯结构
CN112747137B (zh) * 2021-01-08 2024-05-31 涌镇液压机械（上海）有限公司 用于提高通过流量的阀芯结构

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