KR20130142832A - 쿨링모듈 - Google Patents

쿨링모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20130142832A
KR20130142832A KR1020120066389A KR20120066389A KR20130142832A KR 20130142832 A KR20130142832 A KR 20130142832A KR 1020120066389 A KR1020120066389 A KR 1020120066389A KR 20120066389 A KR20120066389 A KR 20120066389A KR 20130142832 A KR20130142832 A KR 20130142832A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
inverter
electric compressor
motor
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020120066389A
Other languages
English (en)
Inventor
원종보
임권수
박일영
Original Assignee
한라비스테온공조 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라비스테온공조 주식회사 filed Critical 한라비스테온공조 주식회사
Priority to KR1020120066389A priority Critical patent/KR20130142832A/ko
Publication of KR20130142832A publication Critical patent/KR20130142832A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/047Cooling of electronic devices installed inside the pump housing, e.g. inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00Fluid
    • F04C2210/26Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/40Electric motor
    • F04C2240/403Electric motor with inverter for speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/14Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/20Heat transfer, e.g. cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

본 발명은 쿨링모듈에 관한 것으로, 전동 압축기의 인버터를 분리 구성하여 공냉식으로 냉각하고, 전동 압축기의 구동부와 차량의 열교환기를 냉각하기 위한 쿨링팬의 구동부를 공용화한 것을 특징으로 한다. 이와 같이 전동 압축기로부터 인버터(500)를 분리 구성하여 공냉식으로 냉각하고, 전동 압축기의 구동부(20)와, 차량의 열교환기(400)를 냉각하기 위한 쿨링팬(200)의 구동부를 공용화함으로써, 전동 압축기의 압축부(30)로 유입되는 냉매의 온도 상승이 방지되어 차량용 냉방시스템의 냉방성능이 향상될 수 있게 되고, 차량용 냉방시스템 패키지의 소형화 한계가 극복될 수 있게 된다.

Description

쿨링모듈{COOLING MODULE}
본 발명은 쿨링모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동 압축기의 인버터를 분리 구성하여 공냉식으로 냉각하고, 전동 압축기의 구동부와 차량의 열교환기를 냉각하기 위한 쿨링팬의 구동부를 공용화함으로써, 차량용 냉방시스템의 효율 향상 및 소형화를 이룰 수 있도록 한 쿨링모듈에 관한 것이다.
차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방할 목적으로 설치되며, 이러한 차량용 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 환기한다.
이러한 공조장치의 일반적인 냉방시스템은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(4) 등이 냉매파이프(5)로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 차량의 실내를 냉방한다.
위와 같은 차량용 공조장치의 작동을 위해 공조장치의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
이상의 냉매순환과정에 있어서, 차량 실내의 냉방은 상술한 바와 같이 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4) 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
한편, 상기 응축기(2)에서는 액상 냉매가 고온 고압의 상태로 송출되기에, 상기 응축기(2)에 대한 냉각이 필요하며, 이를 위해 도시된 것처럼 응축기(2)를 냉각하기 위한 쿨링팬(6)이 응축기(2)에 인접하여 설치된다.
한편, 전술한 차량용 공조장치의 구성 중 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기로 송출하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
그런데 최근에는 모터에 의해 구동되는 전동 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이 전동 압축기는 대체로 구동부, 압축부, 및 인버터로 구분된다.
한편, 도 1에는 종래 기술에 의한 스크롤식 전동 압축기의 일례에 대한 구성이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 도시된 전동 압축기는 외관을 형성하는 하우징(10) 내부에 구동부(20)와, 압축부(30)와, 인버터(40)가 설치되고, 상기 하우징(10)의 내부 공간은 흡입실(50)과, 압축실(60)과, 토출실(70)과, 배압실(80)로 구획된다.
상기 구동부(20)는 상기 하우징(10)의 내측에 동축 상으로 장착되는 스테이터(21) 및 로터(22)를 포함하여 구성되고, 상기 압축부(30)는 상기 하우징(10)의 내측에 공정되는 고정 스크롤(31) 및 상기 구동부(20)에 의해 선회 운동하면서 상기 고정 스크롤(31)과 맞물려 압축실(60)을 형성하는 선회 스크롤(32)을 포함하여 구성되며, 상기 인버터(40)는 상기 하우징(10)의 내측에 장착되는 PCB 등 각종 구동회로 및 소자들을 포함하여 구성된다.
상기 흡입실(50)은 상기 하우징(10)의 외부로부터 흡입되는 냉매가 저장되는 공간이고, 상기 압축실(60)은 상기 흡입실(40)로 흡입된 냉매가 압축되는 공간이며, 상기 토출실(70)은 상기 압축실(60)에서 압축된 냉매가 토출되는 공간이고, 상기 배압실(80)은 상기 선회 스크롤(32)이 상기 고정 스크롤(31) 방향으로 밀착하도록 압력을 가하기 위한 공간이다.
위와 같이 구성된 전동 압축기에 의해 냉매가 압축되는 과정을 살펴보면, 먼저 접속단 등을 통해 인버터(40)로 외부 전원이 인가되면, 상기 인버터(40)는 구동회로 등을 통해 구동부(20)로 동작 신호를 전송한다.
상기 구동부(20)로 동작 신호가 전송되면, 하우징(10)의 내주면에 압입되어 있는 전자석 형태의 스테이터(21)가 여자되어 자성을 띠게 되고, 그에 따라 로터(22)와 스테이터(21) 간에 전자기적인 상호 작용이 이루어져 로터(22)가 고속으로 회전하게 된다.
이때, 구동부(20)의 회전축(23)이 고속 회전하게 되면, 이 회전축 후단에 결합된 압축부(30)의 선회 스크롤(32)이 동기하여 고속으로 회전하게 되고, 이에 따라 마주보는 상태로 정합된 고정 스크롤(31)과의 상호 작용에 의해 상기 흡입실(50)에서 압축실(60)로 유동한 냉매가 스크롤 외주로부터 스크롤 중심부로 고압으로 압축된 후 상기 토출실(70)로 토출되면서 일련의 냉매 압축 동작이 완료하게 된다. 이때, 상기 토출실(70)로 토출된 냉매는 하우징(10)의 외부로 이송되고, 이 중 일부의 냉매는 오리피스를 통해 감압된 뒤 배압실(80)로 이송되며, 배압실(80)로 이송된 냉매에 의해 상기 배압실(80)에는 압력이 발생하고, 이 압력에 의해 상기 선회 스크롤(32)이 상기 고정 스크롤(31) 방향으로 밀착되어 선회 스크롤(32)과 고정 스크롤(31)이 간극 없이 밀착되어 압축실(60)이 밀폐될 수 있게 된다.
한편, 위와 같은 종래의 전동 압축기의 구성 중 상기 인버터(40)에는 PCB 등 각종 구동회로 및 소자와 같은 전장품이 사용된다. 따라서 전동 압축기가 구동될 때 인버터(40)에서는 고열이 발생되며, 이처럼 고열 상태인 인버터(40)를 냉각시키기 위해서 종래에는 구동부(20)로 공급되는 저온의 냉매가 인버터(40)를 냉각시킨 후 압축부(30)로 공급되도록 하였다.
그런데, 종래와 같이 구동부(20)로 흡입되는 저온의 냉매를 이용하여 인버터(40)를 냉각할 경우 인버터(40)에 의해 열을 흡수한 냉매는 오버히트(overheat) 상태에 도달할 수 있게 되고, 오버히트(overheat) 상태의 냉매가 압축부(30)로 유입되어 압축될 경우 전동 압축기의 성능이 저하될 수 있게 되며, 이에 따라 차량용 냉방시스템의 냉방성능이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.
한편, 차량용 냉방시스템 패키지에 대한 소형화 및 경량화가 요구되고 있는 최근의 설계요구 상황에 따라 차량용 전동 압축기의 축 방향 길이를 감소시키는 것이 무엇보다 중요하다. 하지만, 전동 압축기의 스테이터(21)와 하우징(10) 간의 충분한 절연 거리 또한 확보되어야 하기 때문에 획기적인 설계 변경을 하지 않는 한 차량용 전동 압축기의 축 방향 길이를 감소시키기는 어려웠다. 따라서 차량용 냉방시스템 패키지를 소형화하는 데는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전동 압축기의 인버터를 분리 구성하고, 분리 구성된 인버터를 공냉식으로 냉각함으로써, 전동 압축기의 압축부로 유입되는 냉매의 온도 상승을 방지하여 차량용 냉방시스템의 냉방성능을 향상할 수 있고, 전동 압축기의 구동부의 회전축을 차량의 열교환기 냉각을 위한 쿨링팬에 연결하여 구동부를 공용화함으로써, 차량용 냉방시스템 패키지의 소형화 한계를 극복할 수 있는 쿨링모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쿨링모듈은 구동부, 압축부, 구동부와 압축부가 수용되는 하우징을 포함하여 형성되는 전동 압축기 일체형 팬모터와, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터에 결합되어, 상기 구동부에 의해 작동하는 쿨링팬과, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터를 고정하는 슈라우드와, 상기 쿨링팬에 의해 냉각되는 열교환기와, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터와 별도로 형성되고, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터의 구동부를 제어하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전동 압축기 일체형 팬모터는 구동부의 회전축의 일측 단부가 하우징의 외부로 노출되도록 형성되고, 상기 쿨링팬은 상기 노출된 회전축의 일측 단부에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 압축부는 고정 스크롤과 선회 스크롤로 구성되는 스크롤 타입이고, 상기 회전축의 타측 단부는 선회스크롤에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 압축부는 베인 및 로터로 이루어지는 로터리 베인 타입이고, 상기 회전축의 타측 단부는 로터에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 열교환기는 차량의 전후 방향을 기준으로 상기 쿨링팬의 전단에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 인버터는 상기 열교환기와 동일 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 쿨링모듈에 따르면, 전동 압축기의 인버터를 분리 구성하고, 분리 구성된 인버터를 공냉식으로 냉각함으로써, 전동 압축기의 압축부로 유입되는 냉매의 온도 상승을 방지하여 차량용 냉방시스템의 냉방성능이 향상될 수 있게 되고, 전동 압축기의 구동부의 회전축을 차량의 열교환기 냉각을 위한 쿨링팬에 연결하여 구동부를 공용화함으로써, 차량용 냉방시스템 패키지의 소형화 한계가 극복될 수 있게 된다.
도 1은 차량용 냉방시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 차량용 냉방시스템에 적용되는 전동 압축기의 일례를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 도면으로서, 분리 구성된 인버터가 냉각되는 모습을 나타낸 사시도.
도 5는 압축부가 스크롤 타입인 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 도면으로서, 분리 구성된 인버터가 냉각되는 모습을 나타낸 단면도.
도 6은 압축부가 베인로터리 타입인 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 도면으로서, 분리 구성된 인버터가 냉각되는 모습을 나타낸 단면도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 도면으로서, 분리 구성된 인버터가 냉각되는 모습을 나타낸 사시도이며, 도 5는 압축부가 스크롤 타입인 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 도면으로서, 분리 구성된 인버터가 냉각되는 모습을 나타낸 단면도이고, 도 6은 압축부가 베인로터리 타입인 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿨링모듈의 구성을 나타낸 도면으로서, 분리 구성된 인버터가 냉각되는 모습을 나타낸 단면도이다.
앞서 설명된 도 2를 부분적으로 참조하고, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 압축부가 스크롤 타입인 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링모듈은 전동 압축기 일체형 팬모터(100)와, 쿨링팬(200)과, 슈라우드(300)와, 열교환기(400)와, 인버터(500)를 포함한다.
상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)는 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하여 차량용 공조장치의 응축기로 송출하기 위한 구성으로서, 대략의 원통 형상으로 형성되는 하우징(10)과, 이 하우징(10)의 내부에 설치되는 구동부(20)와, 압축부(30)를 포함하고, 상기 하우징(10)의 내부 공간에 구획되는 흡입실(50)과, 압축실(60)과, 토출실(70)과, 배압실(80)을 포함하며, 상기 쿨링팬(200)과 결합한다.
상기 구동부(20)는 상기 하우징(10)의 내측에 동축 상으로 장착되는 스테이터(21)와, 로터(22) 및 회전축(23)을 포함하여 구성되고, 상기 압축부(30)는 상기 하우징(10)의 내측에 공정되는 고정 스크롤(31) 및 상기 구동부(20)에 의해 선회 운동하면서 상기 고정 스크롤(31)과 맞물려 압축실(60)을 형성하는 선회 스크롤(32)을 포함하여 구성된다.
상기 흡입실(50)은 상기 하우징(10)의 외부로부터 흡입되는 냉매가 저장되는 공간이고, 상기 압축실(60)은 상기 흡입실(40)로 흡입된 냉매가 압축되는 공간이며, 상기 토출실(70)은 상기 압축실(60)에서 압축된 냉매가 토출되는 공간이고, 상기 배압실(80)은 상기 선회 스크롤(32)이 상기 고정 스크롤(31) 방향으로 밀착하도록 압력을 가하기 위한 공간이다.
상기 쿨링팬(200)은 상기 열교환기(400)를 냉각하기 위한 구성으로서, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)과 결합된다. 즉, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)는 구동부(20)의 회전축(23)의 일측 단부가 하우징(10)의 외부로 노출되도록 형성되고, 상기 쿨링팬(200)은 상기 노출된 회전축(23)의 일측 단부에 연결된다. 따라서 상기 하우징(10)의 외부로 노출된 구동부(20)의 회전축(23)은 하우징(10) 내부에 위치하는 압축실(60)의 선회 스크롤(32)을 구동할 뿐만 아니라 하우징(10)의 외부에 위치하는 상기 쿨링팬(200)도 구동하게 된다.
상기 슈라우드(300)는 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)를 고정 지지하기 위한 구성으로서, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)의 일측을 고정하는 고정부(310)를 중앙에 구비한다.
상기 열교환기(400)는 차량용 공조장치의 응축기일 수 있으며, 기타 차량에 설치되는 다른 열교환기일 수도 있다. 차량용 공조장치의 응축기는 상기 압축기(100)에 송출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액상 냉매로 응축하기 위한 구성으로서, 응축된 고온 고압의 액상 냉매를 팽창밸브(미도시)로 송출한다. 또한, 상기 열교환기(400)는 차량의 전후 방향을 기준으로 상기 쿨링팬(200)의 전단에 위치하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 열교환기(400)가 상기 쿨링팬(200)의 후단에 위치할 경우 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)에 연결되는 냉매 배관의 길이가 길어지게 되어 냉매 배관의 배치 구조가 복잡해 지고, 원가 측면에서도 불리해지기 때문이다.
상기 인버터(500)는 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)의 구동부(20)에 전력을 공급하며 구동부(20)를 제어하기 위한 것으로서, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)와는 분리되어 구성되며, 외형을 이루는 케이스와, 이 케이스에 설치되는 PCB(인쇄회로기판) 등 각종 구동회로 및 전자소자를 포함한다. 이때, 상기 인버터(500)는 3상 와이어(W)에 의해 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)와 전기적으로 연결된다.
이러한 인버터(500)는 내부에 전장부품이 장착되기에 구동시 고열이 발생된다. 따라서 고열이 발생하는 인버터(500)를 냉각해줄 필요가 있으며, 이를 위해 별도의 쿨링장치를 사용하는 것보다는 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100) 및 이에 결합되는 쿨링팬(200)에 의해 공냉식으로 냉각되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 인버터(500)가 상기 열교환기(400)와 더불어 상기 쿨링팬(200)에 의해 공냉식으로 냉각될 수 있도록 하기 위해 상기 인버터(500)는 상기 열교환기(400)와 동일 평면상에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하며, 일례로 도 4에 도시된 것처럼 응축기(300)의 측면에 설치하거나, 도 5에 도시된 것처럼 응축기(300)의 상면에 설치될 수 있다.
한편, 압축부가 베인로터리 타입인 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿨링모듈은 도 6에 도시된 바와 같으며, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 압축부(30)의 압축 방식에 있어서 차이가 있다. 즉, 구동부(20)의 회전축(23)의 일부가 하우징(10)의 외부로 노출되도록 형성되는 점은 본 발명의 일 실시예와 동일하고, 회전축(23)의 타측 단부에 로터(34)가 결합되어 회전하고, 로터(34)의 외주면에는 방사상으로 다수의 슬롯이 형성되며, 각각의 슬롯에는 베인(33)이 슬라이딩 이동 가능하게 수용되도록 구성된다는 점에서 차이가 있다. 이러한 베인로터리 타입 압축부의 구체적인 구성 및 작동은 공지된 사항으로서 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되어 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링모듈에 한정하여 그 작동을 설명한다.
도 2를 부분적으로 참조하고, 도 4 및 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링모듈의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 접속단(미도시) 등을 통해 상기 인버터(500)로 외부 전원이 인가되면, 상기 인버터(500)는 구동회로 등을 통해 구동부(20)로 동작 신호를 전송한다.
상기 구동부(20)로 동작 신호가 전송되면, 하우징(10)의 내주면에 압입되어 있는 전자석 형태의 스테이터(21)가 여자되어 자성을 띠게 되고, 그에 따라 로터(22)와 스테이터(21) 간에 전자기적인 상호 작용이 이루어져 로터(22)가 고속으로 회전하게 된다.
위와 같이, 구동부(20)의 회전축(23)이 고속 회전하게 되면, 이 회전축(23)의 후단에 결합된 압축부(30)의 선회 스크롤(32)이 동기하여 고속으로 회전하게 되고, 이에 따라 마주보는 상태로 정합된 고정 스크롤(31)과의 상호 작용에 의해 상기 흡입실(50)에서 압축실(60)로 유동한 냉매가 스크롤 외주로부터 스크롤 중심부로 고압으로 압축된 후 상기 토출실(70)로 토출된다.
한편, 위와 같이 회전축(23)의 후단에 결합된 압축부(30)의 선회 스크롤(32)의 고속 회전과 더불어 상기 회전축(23)의 일측 단부에 결합된 쿨링팬(200)이 회전하면서 열교환기(400) 및 열교환기(400)와 동일 평면상에 위치하는 인버터(500)를 동시에 냉각한다.
이때, 상기 흡입실(50)로 유입되는 냉매는 종래와 같이 하우징(10)에 일체로 설치된 인버터를 냉각하지 않기 때문에 열을 흡수하지 않는 상태로 압축부(30)로 유입된 뒤 압축된다. 따라서 종래의 문제점이었던 전동 압축기의 성능이 저하 문제가 해결될 수 있게 되고, 이를 통해 차량용 냉방시스템의 냉방성능이 향상될 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기에 따르면, 전동 압축기의 인버터를 분리 구성하고, 분리 구성된 인버터를 공냉식으로 냉각함으로써, 전동 압축기의 압축부로 유입되는 냉매의 온도 상승을 방지하여 차량용 냉방시스템의 냉방성능이 향상될 수 있게 되고, 전동 압축기의 구동부의 회전축을 응축기 냉각을 위한 쿨링팬에 연결하여 구동부를 공용화함으로써, 차량용 냉방시스템 패키지의 소형화 한계가 극복될 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.
10 : 하우징 20 : 구동부
23 : 회전축 30 : 압축부
31 : 고정 스크롤 32 : 선회 스크롤
33 : 베인 34 : 로터
40 : 제어부 50 : 흡입실
60 : 압축실 70 : 토출실
80 : 배압실 100 : 전동 압축기 일체형 팬모터
200 : 쿨링팬 300 : 슈라우드
310 : 고정부 400 : 열교환기
500 : 인버터 W : 3상 와이어

Claims (6)

  1. 구동부(20), 압축부(30), 구동부(20)와 압축부(30)가 수용되는 하우징(10)을 포함하여 형성되는 전동 압축기 일체형 팬모터(100);
    상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)에 결합되어, 상기 구동부(20)에 의해 작동하는 쿨링팬(200);
    상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)를 고정하는 슈라우드(300);
    상기 쿨링팬(200)에 의해 냉각되는 열교환기(400); 및
    상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)와 별도로 형성되고, 상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)의 구동부(20)를 제어하는 인버터(500);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전동 압축기 일체형 팬모터(100)는 구동부(20)의 회전축(23)의 일측 단부가 하우징(10)의 외부로 노출되도록 형성되고, 상기 쿨링팬(200)은 상기 노출된 회전축(23)의 일측 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압축부(30)는 고정 스크롤(31)과 선회 스크롤(32)로 구성되는 스크롤 타입이고, 상기 회전축(23)의 타측 단부는 선회스크롤에 연결되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 압축부(30)는 베인(33) 및 로터(34)로 이루어지는 베인로터리 타입이고, 상기 회전축(23)의 타측 단부는 로터(34)에 연결되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 열교환기(400)는 차량의 전후 방향을 기준으로 상기 쿨링팬(200)의 전단에 위치하는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 인버터(500)는 상기 열교환기(400)와 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
KR1020120066389A 2012-06-20 2012-06-20 쿨링모듈 KR20130142832A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120066389A KR20130142832A (ko) 2012-06-20 2012-06-20 쿨링모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120066389A KR20130142832A (ko) 2012-06-20 2012-06-20 쿨링모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130142832A true KR20130142832A (ko) 2013-12-30

Family

ID=49986360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120066389A KR20130142832A (ko) 2012-06-20 2012-06-20 쿨링모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130142832A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200164500Y1 (ko) * 1997-06-30 2000-01-15 김태구 전기 자동차용 냉각장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200164500Y1 (ko) * 1997-06-30 2000-01-15 김태구 전기 자동차용 냉각장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101375057B (zh) 电动压缩机和使用该电动压缩机的车辆用空调系统
US8303270B2 (en) Motor-driven compressor
CN101463821B (zh) 电动压缩机
JP4200850B2 (ja) 電動圧縮機
KR20200087605A (ko) 전동식 압축기
KR101379571B1 (ko) 전동식 압축기
KR20040084978A (ko) 냉매 사이클 장치
KR101869231B1 (ko) 차량용 전동 압축기
KR100315774B1 (ko) 창문형슬림에어컨
KR20130142832A (ko) 쿨링모듈
CN111365233A (zh) 涡旋式压缩机
JP4583994B2 (ja) スクロール型流体機械
KR20140038088A (ko) 차량용 전동 압축기
KR20120117552A (ko) 차량용 전동압축기
JP3601596B2 (ja) 空気調和装置
JP2010090855A (ja) 電動圧縮機
JP2004324494A (ja) 電動圧縮機
US20080166249A1 (en) Rotary compressor and air conditioner having the same
JP2004011932A (ja) 除湿機
KR20060005194A (ko) 공기조화기
JP2010038014A (ja) 電動コンプレッサ
KR100839957B1 (ko) 회전식 압축기
KR100807282B1 (ko) 터미널 조립체, 회전식 압축기 및 이를 갖는 공기조화기
KR20000044722A (ko) 실린더 회전형 압축기
KR20050005812A (ko) 전동식 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application