WO2022203261A1 - 스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치 - Google Patents

스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치 Download PDF

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김광진
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Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor and an air conditioner for a vehicle including the same, and more particularly, external information of the compressor to return the refrigerant in the discharge chamber to the space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the compression chamber in the housing under a low load condition.
  • a scroll compressor capable of controlling a discharge flow rate by having a control valve controlled through a scroll compressor, and an air conditioner for a vehicle including the same.
  • an air conditioner for heating and cooling an interior is installed in a vehicle.
  • Such an air conditioner includes a compressor that compresses a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant introduced from an evaporator into a high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant and sends it to a condenser as a configuration of a cooling system.
  • compressors There are two types of compressors: a reciprocating type for compressing a refrigerant according to a reciprocating motion of a piston, and a rotary type for performing compression while rotating.
  • the reciprocating type includes a crank type that transmits to a plurality of pistons using a crank depending on the transmission method of the drive source, and a swash plate type that transmits to a rotating shaft with a swash plate installed.
  • a scroll type using orbiting scroll and fixed scroll.
  • Scroll compressors are widely used for refrigerant compression in air conditioners, etc. because they can obtain a relatively high compression ratio compared to other types of compressors and achieve stable torque by smoothly connecting refrigerant suction, compression, and discharge strokes.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0102388 discloses a conventional scroll compressor.
  • the present invention provides a scroll capable of controlling the discharge flow rate by having a control valve controlled through external information of the compressor to return the refrigerant in the discharge chamber to the space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the compression chamber in the housing under low load conditions.
  • An object of the present invention is to provide a compressor and an air conditioner for a vehicle including the same.
  • the present invention is provided with a control valve controlled through external information of the compressor to return the refrigerant in the discharge chamber to the space in which the refrigerant is accommodated before flowing into the compression chamber in the housing under a low load condition, , it is possible to control the refrigerant discharge flow rate accordingly.
  • An embodiment of the present invention for solving the above problems is a housing; a motor provided in the housing; a rotating shaft rotated by the motor; , a fixed scroll forming a compression chamber (C) together with the orbiting scroll; and a control valve controlled through external information of the compressor, wherein a discharge chamber (D) in which the refrigerant discharged from the compression chamber is accommodated is formed in the housing, and the control valve controls the refrigerant in the discharge chamber.
  • a scroll compressor characterized in that the refrigerant is selectively returned to a space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the compression chamber in the housing.
  • control valve may return the refrigerant in the discharge chamber to a space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the compression chamber within the housing when it is necessary to reduce the discharge flow rate of the compressor.
  • the space in which the refrigerant is accommodated before flowing into the compression chamber in the housing may be a suction chamber into which the refrigerant flows from the outside or a back pressure chamber formed on the rear surface of the orbiting scroll.
  • control valve includes an internal flow path for communicating the discharge chamber and a space in which the refrigerant is accommodated in the housing before being introduced into the compression chamber, and the internal flow path may be opened and closed.
  • the opening amount of the internal flow path may be adjusted.
  • control valve may communicate with a space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the compression chamber within the housing through the fixed scroll and a discharge passage passing through the housing.
  • a scroll compressor for compressing the refrigerant; and a condenser for condensing the high-pressure gaseous refrigerant compressed in the compressor; an expansion valve that expands the refrigerant; and an evaporator for evaporating the low-pressure liquid refrigerant expanded by the expansion valve
  • the scroll compressor includes a housing; a motor provided in the housing; and a rotating shaft rotated by the motor; and An orbiting scroll in association with a rotational shaft to pivot; and a fixed scroll forming a compression chamber (C) together with the orbiting scroll; and a control valve controlled through external information of the compressor, wherein a discharge chamber (D) in which the refrigerant discharged from the compression chamber is accommodated is formed in the housing, and the control valve controls the refrigerant in the discharge chamber.
  • It provides an electronic control unit (ECU) for selectively returning the refrigerant to a space in which the refrigerant is accommodated before flowing into
  • the electronic control device may receive the temperature information of the evaporator from a thermistor that detects the temperature of the evaporator.
  • the electronic control device controls the internal flow path of the control valve to open when the temperature of the evaporator received from the thermistor is lower than a set temperature, and the temperature of the evaporator received from the thermistor is set to a set temperature. If higher, it is possible to control the internal flow path of the control valve to close.
  • the refrigerant discharge flow rate is controlled by having a control valve controlled through external information of the compressor to return the refrigerant in the discharge chamber to the space in which the refrigerant is accommodated before flowing into the compression chamber in the housing under a low load condition.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an air conditioner for a vehicle according to the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process in which the electronic control unit (ECU) of FIG. 1 controls the control valve of the compressor;
  • ECU electronice control unit
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a scroll compressor according to a second embodiment of the present invention.
  • the air conditioner for a vehicle of the present invention is an apparatus for cooling or heating the interior of a vehicle by heating or cooling air in the process of introducing air outside the vehicle into the interior of the vehicle or circulating the air in the interior of the vehicle. ), a condenser (2), an expansion valve (3) and an evaporator (4).
  • the compressor 1 when the cooling switch of the vehicle air conditioner is turned on, the compressor 1 is driven to suck in low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant and compress it into high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant.
  • the condenser 2 heats the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant sent from the compressor 1 with the outside air and condenses it into a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant. Then, the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant sent from the condenser 2 is rapidly expanded by the expansion valve 3 and sent to the evaporator 4 in a low-temperature and low-pressure wet state, and the evaporator 4 provides the refrigerant flowing inside.
  • the refrigerant in the discharge chamber D in the compressor 1 is compressed in the housing 10. It is characterized in that it is returned to the space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the chamber (C).
  • the compressor 1 includes a housing 10 , a motor 20 generating a rotational force inside the housing 10 , A rotating shaft 30 rotated by the motor 20 , an orbiting scroll 50 swung by the rotating shaft 30 , and a fixed scroll 60 forming a compression chamber C together with the orbiting scroll 50 . ) is included.
  • the housing 10 includes a center housing 12, a front housing 14 fastened to the center housing 12 to form a first space S1 in which the motor 20 is accommodated, and a center opposite to the front housing 14. and a rear housing 16 fastened to the housing 12 to form a second space S2 in which the orbiting scroll 50 and the fixed scroll 60 are accommodated.
  • the center housing 12 includes a center housing head plate 12a supporting the orbiting scroll 50 and a center housing side plate 12b protruding from the outer periphery of the center housing head plate 12a toward the front housing 14 side.
  • One end of the rotation shaft 30 passes through the center side of the center housing head plate 12a.
  • the front housing 14 is a front housing head plate 14a facing the center housing head plate 12a and supporting the other end of the rotation shaft 30, and protruding from the outer periphery of the front housing head plate 14a, the center housing side plate 12b and It is fastened and includes a front housing side plate 14b for supporting the motor 20 .
  • a suction port (not shown) for guiding the refrigerant of suction pressure from the outside to the first space S1 may be formed in the front housing 14, and thus the first space S1 may be referred to as a 'suction chamber'.
  • the center housing head plate 12a, the center housing side plate 12b, the front housing head plate 14a, and the front housing side plate 14b form a first space S1, the center housing 12 and the front housing 14 ) are formed separately and then fastened to each other to enable the motor 20 to be inserted into the first space S1.
  • a first space S1 is formed between the front housing side plate 14b and the center housing side plate 12b outside the housing 10 .
  • a first sealing member 70 for sealing from the is interposed.
  • the present invention is not limited thereto, and of course, the center housing 12 and the front housing 14 may be integrally formed.
  • the rear housing 16 includes a rear housing head plate 16a opposite to the center housing head plate 12a and a rear housing side plate 16b that protrudes from the outer periphery of the rear housing head plate 16a and is fastened to the outer periphery of the center housing head plate 12a.
  • the rear housing 16 further includes a discharge chamber (D) for accommodating the refrigerant discharged from the compression chamber (C).
  • a discharge port (not shown) for guiding the refrigerant in the discharge chamber D to the outside of the housing 10 may be formed in the rear housing 16 .
  • the center housing head plate 12a, the rear housing head plate 16a, and the rear housing side plate 16b form a second space S2.
  • each other The fastening is to enable the orbiting scroll 50 and the fixed scroll 60 to be inserted into the second space S2 .
  • a second space S2 is formed between the center housing head plate 12a and the rear housing side plate 16b outside the housing 10 .
  • a second sealing member 80 for sealing from the is interposed.
  • the motor 20 includes a stator fixed to the front housing side plate 14b and a rotor rotating in interaction with the stator inside the stator.
  • the rotating shaft 30 is fastened to the rotor and passes through the center of the rotor, and one end of the rotating shaft 30 passes through the center housing head plate 12a to rotate the orbiting scroll 50.
  • An eccentric bush 40 and It is fastened, and the other end of the rotation shaft 30 is supported by the front housing head plate 14a.
  • the orbiting scroll 50 includes a disc-shaped orbiting scroll head plate 52 , an orbiting scroll wrap 54 protruding from the center of the orbiting scroll head plate 52 toward the fixed scroll 60 , and turning from the orbiting scroll head plate 52 . and an orbiting scroll boss 56 protruding to the opposite side of the scroll wrap 54 and engaged with the eccentric bush 40 .
  • a back pressure chamber B in which the eccentric bush 40 is disposed is formed between the rear surface of the orbiting scroll head plate 52 and the center housing head plate 12a, and the orbiting scroll 50 is fixed by the back pressure chamber B. It may be pressed toward the scroll 60 . Since the back pressure chamber B communicates with the suction chamber S1, the refrigerant flowing into the suction chamber S1 through the suction port may flow into the compression chamber C through the back pressure chamber B.
  • the fixed scroll 60 includes a disk-shaped fixed scroll end plate 62 , a fixed scroll wrap 64 protruding from the center of the fixed scroll end plate 62 and meshing with the orbiting scroll wrap 54 , and the fixed scroll end plate 62 . ) and a fixed scroll side plate 66 that protrudes from the outer periphery and is fastened with the center housing head plate 12a.
  • a discharge reed valve 90 for opening and closing one or more discharge ports of the fixed scroll through which the refrigerant compressed in the compression chamber C is discharged is coupled to the fixed scroll head plate 62 .
  • the orbiting scroll 50 and the fixed scroll 60 are accommodated in the housing 10 so that the noise generated in the compression chamber C is prevented from radiating to the outside of the housing 10 , and the center housing head plate 12a , the fixed scroll head plate 62 and the fixed scroll side plate 66 form an orbiting space of the orbiting scroll 50 , and the fixed scroll side plate 66 is disposed between the rear housing side plate 16b and the orbiting scroll 50 . is interposed in
  • the present invention is not limited thereto, and the fixed scroll may be formed to be exposed to the outside while being interposed between the center housing and the rear housing, and the orbiting scroll may be accommodated in the fixed scroll.
  • the rotating shaft 30 rotates together with the rotor, and the orbiting scroll 50 moves from the rotating shaft 30 through the eccentric bush 40 . It receives rotational force and performs an eccentric swivel motion. Due to this, the volume of the compression chamber (C) can be reduced while continuously moving toward the center side.
  • the refrigerant sucked into the compression chamber (C) may be compressed while moving toward the center along the movement path of the compression chamber (C) and then discharged to the discharge chamber (D) while the discharge reed valve (90) is opened.
  • the refrigerant of the discharge pressure discharged to the chamber D may be discharged to the outside of the scroll compressor through the discharge port.
  • a control valve 100 is provided in the rear housing 16 to control the discharge flow rate of the refrigerant.
  • the control valve 100 selectively returns the refrigerant in the discharge chamber (D) to the space in which the refrigerant is accommodated before flowing into the compression chamber (C) in the housing 10, thereby increasing the discharge flow rate of the compressor (1). It can be controlled, and it is controlled through external information of the compressor.
  • the control valve 100 communicates with the discharge chamber D and the suction chamber (the first space S1), respectively, the refrigerant in the discharge chamber D is selectively transferred to the suction chamber S1. allow it to be returned.
  • the control valve 100 is provided in the rear housing 16, and communicates with the discharge chamber D by an inflow passage 120 passing through the rear housing 16,
  • the suction chamber S1 may be communicated with the rear housing 16 , the fixed scroll 60 , and the discharge passage 160 passing through the center housing 12 .
  • control valve 100 includes an internal flow path for communicating the discharge chamber (D) and the suction chamber (S1), more precisely, communicating the inflow passage (120) and the discharge passage (160), the internal flow path can be opened and closed according to the load conditions. Opening and closing of the internal flow path of the control valve 100 may be made by rotation or movement of an opening/closing member in the valve case.
  • the scroll compressor may be driven to have a discharge flow rate of 100%.
  • the internal flow path of the control valve 100 is opened and the refrigerant in the discharge chamber D is returned to the suction chamber S1.
  • the control valve 100 may reduce a certain portion of the high-pressure discharge refrigerant and transfer it to the suction chamber. Accordingly, the efficiency of the scroll compressor may be reduced and the discharge flow rate may be reduced.
  • the internal flow path may be opened and closed in an on/off manner, but the opening degree of the internal flow path may be adjusted according to load conditions.
  • the vehicle air conditioner further includes an electronic control unit (ECU) 200 for controlling the control valve 100
  • the control valve 100 is an electronic control device outside the compressor 1 ( 200) can be controlled.
  • the electronic control device 200 may control the control valve 100 by determining a required discharge flow rate of the compressor 1 from external conditions. Specifically, the electronic control device 200 may determine the required discharge flow rate of the compressor 1 based on the air conditioning environment such as the indoor and outdoor temperature of the vehicle and the air conditioning conditions input by the user.
  • the electronic control device 200 may receive the temperature information of the evaporator 4 from the thermistor 300 for detecting the temperature of the evaporator 4 as shown in FIG. 1 . Accordingly, the electronic control device 200 controls the internal flow path of the control valve 100 to open when the temperature of the evaporator 4 received by the thermistor 300 is lower than the set temperature T, and the thermistor 300 . When the temperature of the evaporator 4 received from the is higher than the set temperature T, it is possible to control the internal flow path of the control valve 100 to close.
  • the set temperature T of the evaporator 4 may be set to, for example, 1° C. in order to prevent icing of the evaporator.
  • the electronic control device 200 controls the control valve 100 with reference to FIG. 3 .
  • the electronic control device 200 receives the temperature information of the evaporator 4 from the thermistor 300 . Thereafter, the temperature of the evaporator 4 transmitted from the thermistor 300 is compared with the set temperature T, and the control valve 100 is controlled according to the comparison result. Specifically, when the temperature of the evaporator 4 is lower than the set temperature T as a result of the comparison, it is determined that a reduction in the discharge flow rate of the compressor 1 is necessary, and the control valve 100 is controlled to open the internal flow path. This is because, when the compressor 1 is operated at 100% discharge flow rate, the temperature of the evaporator 4 is lowered and icing may occur.
  • the refrigerant in the discharge chamber D may be returned to the suction chamber S1, and the discharge flow rate of the compressor 1 may be reduced.
  • the control valve 100 is controlled to close the internal flow path.
  • the refrigerant in the discharge chamber D is not returned to the suction chamber S1, and the compressor 1 may operate at a discharge flow rate of 100%. If the temperature of the evaporator 4 is equal to the set temperature T, the current state of the control valve 100 may be maintained.
  • the control valve 100 may be controlled through an external signal.
  • the refrigerant in the discharge chamber D is returned to the suction chamber S1 by the control valve 100, but the present invention is not limited thereto.
  • the refrigerant in the discharge chamber D may be returned to the back pressure chamber B by the control valve 100 ′.
  • control valve 100 ′ may communicate with the discharge chamber D and the back pressure chamber B, respectively.
  • the control valve 100 ′ is connected to the rear housing 16 .
  • the discharge chamber (D) is communicated with the inflow passage (120') passing through the rear housing (16)
  • the back pressure chamber (B) is connected to the rear housing (16)
  • the fixed scroll (60) and It may be communicated by a discharge passage 160 ′ passing through the center housing 12 .
  • the compressor discharge flow can be controlled by the control valves 100 and 100', so that the compressor is not repeatedly turned on/off according to the load as in the prior art. It is not necessary, and noise generation can be prevented.
  • the present invention provides a scroll capable of controlling the discharge flow rate by having a control valve controlled through external information of the compressor to return the refrigerant in the discharge chamber to the space in which the refrigerant is accommodated before being introduced into the compression chamber in the housing under low load conditions. It relates to a compressor and an air conditioner for a vehicle including the same.

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 하우징과, 상기 하우징 내에 구비되는 모터와, 상기 모터에 의해 회전되는 회전축과, 상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤과 함께 압축실을 형성하는 고정 스크롤 및 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브를 포함하며, 상기 하우징 내에는 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실이 형성되고, 상기 제어밸브는 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 선택적으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기를 제공한다.

Description

스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치
본 발명은 스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저부하 조건에서 토출실의 냉매를 하우징 내에서 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키도록 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브를 구비함에 따라 토출 유량의 제어가 가능한 스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioner; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2006-0102388호에는 종래의 스크롤 압축기가 개시되고 있다.
종래 스크롤 압축기의 경우, 냉매의 토출 유량은 고정되어 있고, 저회전수 운전이 기술적으로 제한되어 있기 때문에, 저부하 조건에서는 압축기가 꺼졌다가(off) 다시 정상작동이 필요한 경우에는 켜지는(on) 동작이 반복될 수 있다. 이를 압축기의 사이클링(cycling)이라고 한다.
이와 같이, 부하에 따라 압축기의 on/off를 반복하게 되면 이에 따른 소음이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 저부하 조건에서 토출실의 냉매를 하우징 내에서 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키도록 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브를 구비함에 따라 토출 유량의 제어가 가능한 스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 저부하 조건에서 토출실의 냉매를 하우징 내에서 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키도록 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브를 구비하며, 이에 따라 냉매 토출 유량의 제어가 가능하다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 하우징;과, 상기 하우징 내에 구비되는 모터;와, 상기 모터에 의해 회전되는 회전축;과, 상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;과, 상기 선회 스크롤과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤; 및 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브;를 포함하며, 상기 하우징 내에는 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실(D)이 형성되고, 상기 제어밸브는 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 선택적으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기를 제공한다.
실시 예에 따라, 상기 제어밸브는 압축기의 토출 유량 감소가 필요한 경우 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간은, 외부로부터 냉매가 유입되는 흡입실 또는 상기 선회 스크롤의 배면에 형성되는 배압실일 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어밸브는 상기 토출실과 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간을 연통시키는 내부유로를 포함하며, 상기 내부유로는 개폐될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 내부유로의 개도량은 조절될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어밸브는, 상기 고정 스크롤 및 상기 하우징을 관통하는 배출유로를 통해 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간과 연통될 수 있다.
또한, 상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예는, 냉매를 압축하는 스크롤 압축기;와, 상기 압축기에서 압축된 고압의 기상 냉매를 응축하는 응축기;와, 상기 응축기에서 응축된 고압의 액상 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브에 의해 팽창된 저압의 액상 냉매를 증발시키는 증발기;를 포함하며, 상기 스크롤 압축기는, 하우징;과, 상기 하우징 내에 구비되는 모터;와, 상기 모터에 의해 회전되는 회전축;과, 상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;과, 상기 선회 스크롤과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤; 및 상기 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브;를 포함하고, 상기 하우징 내에는 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실(D)이 형성되며, 상기 제어밸브는 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 선택적으로 리턴시키고, 상기 제어밸브를 제어하기 위한 전자제어장치(ECU);를 더 포함하는, 차량용 공조장치를 제공한다.
실시 예에 따라, 상기 전자제어장치는, 상기 증발기의 온도를 검출하는 서미스터(Thermistor)에서 상기 증발기의 온도정보를 받아들일 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 전자제어장치는, 상기 서미스터에서 받아들인 상기 증발기의 온도가 설정온도보다 낮으면 상기 제어밸브의 내부유로가 열리도록 제어하고, 상기 서미스터에서 받아들인 상기 증발기의 온도가 설정온도보다 높으면 상기 제어밸브의 내부유로가 닫히도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 저부하 조건에서 토출실의 냉매를 하우징 내에서 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키도록 압축기의 외부정보를 통해 제어되는 제어밸브를 구비함에 따라 냉매 토출 유량의 제어가 가능하다. 이에 따라, 종래와 같이 부하에 따라서 압축기를 반복적으로 on/off하지 않아도 되며, 소음 발생이 방지될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 차량용 공조장치를 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 전자제어장치(ECU)가 압축기의 제어밸브를 제어하는 과정을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스크롤 압축기를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
우선, 도 1을 참고하여 본 발명의 차량용 공조장치에 관하여 살펴보도록 한다.
본 발명의 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 냉동사이클을 위해 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)를 포함한다.
구체적으로, 차량 공조장치의 냉방스위치가 온(On) 되면, 압축기(1)가 구동되면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입하여 고온 고압의 기상 냉매로 압축한다. 응축기(2)는 압축기(1)에서 송출되는 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액상 냉매로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 송출되는 고온 고압의 액상 냉매는 팽창밸브(3)에서 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내지고, 증발기(4)는 내부를 유동하는 냉매를 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하여 저온 저압의 기상 냉매로 증발시킨다. 이때, 증발기(4)에서 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 인해 차량 실내로 토출되는 공기는 냉각된다. 이후, 증발기(4)에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(1)에 흡입되어 냉동사이클을 재순환하게 된다.
이와 같은 냉매의 순환과정에서 증발기(4)의 표면에는 증발기를 통과하는 더운 공기와 증발기 내의 차가운 냉매의 온도차에 의해 응축수가 발생하게 되는데, 증발기(4)의 표면 온도가 더욱 하강할 경우에는 응축수가 결빙되는 현상이 발생되고, 그 결과 증발기의 열교환 효율이 저하될 수 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 증발기(4)의 온도가 설정온도보다 낮을 경우 압축기(1)의 토출 유량을 감소시키기 위해, 압축기(1)에서 토출실(D)의 냉매를 하우징(10) 내에서 압축실(C)로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키는 것을 특징으로 한다. 이하, 아래에서 자세히 살펴보도록 한다.
도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크롤 압축기(1)를 살펴보면, 상기 압축기(1)는, 하우징(10), 상기 하우징(10)의 내부에서 회전력을 발생시키는 모터(20), 상기 모터(20)에 의해 회전되는 회전축(30), 상기 회전축(30)에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤(50) 및 상기 선회 스크롤(50)과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤(60)을 포함한다.
하우징(10)은 센터 하우징(12), 센터 하우징(12)에 체결되어 모터(20)가 수용되는 제1 공간(S1)을 형성하는 프론트 하우징(14) 및 프론트 하우징(14)의 반대측에서 센터 하우징(12)에 체결되어 선회 스크롤(50)과 고정 스크롤(60)이 수용되는 제2 공간(S2)을 형성하는 리어 하우징(16)을 포함한다.
센터 하우징(12)은 선회 스크롤(50)을 지지하는 센터 하우징 경판(12a) 및 센터 하우징 경판(12a)의 외주부로부터 프론트 하우징(14) 측으로 돌출되는 센터 하우징 측판(12b)을 포함한다. 센터 하우징 경판(12a)의 중심 측에는 회전축(30)의 일단부가 관통한다.
프론트 하우징(14)은 센터 하우징 경판(12a)에 대향되고 회전축(30)의 타단부를 지지하는 프론트 하우징 경판(14a) 및 프론트 하우징 경판(14a)의 외주부로부터 돌출되고 센터 하우징 측판(12b)과 체결되며 모터(20)를 지지하는 프론트 하우징 측판(14b)을 포함한다.
프론트 하우징(14)에는 외부로부터 흡입압의 냉매를 제1 공간(S1)으로 안내하는 흡입포트(미도시)가 형성될 수 있으며, 이로 인해 제1 공간(S1)은 '흡입실'로 지칭될 수 있다.
여기서, 센터 하우징 경판(12a), 센터 하우징 측판(12b), 프론트 하우징 경판(14a) 및 프론트 하우징 측판(14b)이 제1 공간(S1)을 형성하는데, 센터 하우징(12)과 프론트 하우징(14)이 각각 별도로 형성된 후 서로 체결되는 것은 모터(20)가 제1 공간(S1)에 삽입 가능하게 하기 위함이다. 이때, 센터 하우징(12)과 프론트 하우징(14) 사이에서 누설이 발생될 수 있으므로, 프론트 하우징 측판(14b)과 센터 하우징 측판(12b) 사이에는 제1 공간(S1)을 하우징(10)의 외부로부터 밀봉시키는 제1 실링부재(70)가 개재된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 센터 하우징(12)과 프론트 하우징(14)이 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다.
리어 하우징(16)은 센터 하우징 경판(12a)에 대향되는 리어 하우징 경판(16a) 및 리어 하우징 경판(16a)의 외주부로부터 돌출되고 센터 하우징 경판(12a)의 외주부에 체결되는 리어 하우징 측판(16b)을 포함한다.
그리고, 리어 하우징(16)은 압축실(C)로부터 토출되는 냉매를 수용하는 토출실(D)을 더 포함한다. 리어 하우징(16)에는 토출실(D)의 냉매를 하우징(10)의 외부로 안내하기 위한 토출포트(미도시)가 형성될 수 있다.
여기서, 센터 하우징 경판(12a), 리어 하우징 경판(16a) 및 리어 하우징 측판(16b)은 제2 공간(S2)을 형성하는데, 센터 하우징(12)과 리어 하우징(16)이 각각 별도로 형성된 후 서로 체결되는 것은 선회 스크롤(50)과 고정 스크롤(60)이 제2 공간(S2)에 삽입 가능하게 하기 위함이다. 이때, 센터 하우징(12)과 리어 하우징(16) 사이에서 누설이 발생될 수 있으므로, 센터 하우징 경판(12a)과 리어 하우징 측판(16b) 사이에는 제2 공간(S2)을 하우징(10)의 외부로부터 밀봉시키는 제2 실링부재(80)가 개재된다.
모터(20)는 프론트 하우징 측판(14b)에 고정되는 고정자 및 상기 고정자의 내부에서 고정자와의 상호 작용으로 회전되는 회전자를 포함한다.
회전축(30)은 회전자에 체결되되 회전자의 중심부를 관통하며, 회전축(30)의 일단부는 센터 하우징 경판(12a)을 관통하여 선회 스크롤(50)을 선회 운동 시키기 위한 편심부시(40)와 체결되고, 회전축(30)의 타단부는 프론트 하우징 경판(14a)에 지지된다.
선회 스크롤(50)은 원판형의 선회 스크롤 경판(52), 상기 선회 스크롤 경판(52)의 중심부로부터 고정 스크롤(60) 측으로 돌출되는 선회 스크롤 랩(54) 및 상기 선회 스크롤 경판(52)으로부터 선회 스크롤 랩(54)의 반대측으로 돌출되고 편심부시(40)와 체결되는 선회 스크롤 보스(56)를 포함한다. 이때, 선회 스크롤 경판(52)의 배면과 센터 하우징 경판(12a) 사이에는 편심부시(40)가 배치되는 배압실(B)이 형성되며, 배압실(B)에 의해 선회 스크롤(50)이 고정 스크롤(60) 측으로 가압될 수 있다. 배압실(B)은 흡입실(S1)과 연통되므로, 흡입포트를 통해 흡입실(S1)로 유입된 냉매가 배압실(B)을 거쳐 압축실(C)로 유입될 수 있다.
고정 스크롤(60)은 원판형의 고정 스크롤 경판(62), 상기 고정 스크롤 경판(62)의 중심부로부터 돌출되고 선회 스크롤 랩(54)과 치합되는 고정 스크롤 랩(64) 및 상기 고정 스크롤 경판(62)의 외주부로부터 돌출되고 센터 하우징 경판(12a)과 체결되는 고정 스크롤 측판(66)을 포함한다.
고정 스크롤 경판(62)에는 압축실(C)에서 압축된 냉매가 토출되는 고정 스크롤의 하나 이상의 토출구를 개폐하는 토출 리드 밸브(90)가 결합된다.
여기서, 압축실(C)에서 발생되는 소음이 하우징(10)의 외부로 방사되는 것이 방지되도록, 선회 스크롤(50)과 고정 스크롤(60)은 하우징(10)의 내부에 수용되고, 센터 하우징 경판(12a), 고정 스크롤 경판(62) 및 고정 스크롤 측판(66)은 선회 스크롤(50)의 선회 공간을 형성하고, 고정 스크롤 측판(66)은 리어 하우징 측판(16b)과 선회 스크롤(50) 사이에 개재된다.
하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 고정 스크롤이 센터 하우징과 리어 하우징 사이에 개재되면서 외부로 노출되게 형성되고, 선회 스크롤이 고정 스크롤에 수용될 수도 있음은 물론이다.
상기 스크롤 압축기(1)의 작동을 살펴보면, 모터(20)에 전원이 인가되면 회전자와 함께 회전축(30)이 회전하고, 선회 스크롤(50)이 편심 부시(40)를 통해 회전축(30)으로부터 회전력을 전달받아 편심 선회 운동한다. 이로 인해, 상기 압축실(C)은 중심측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소될 수 있다.
이에 따라, 압축실(C)로 흡입된 냉매는 압축실(C)의 이동경로를 따라 중심측으로 이동되면서 압축된 후 토출 리드 밸브(90)가 열리면서 토출실(D)로 토출될 수 있으며, 토출실(D)로 토출된 토출압의 냉매는 토출포트를 통해 스크롤 압축기의 외부로 배출될 수 있다.
여기서, 본원발명의 스크롤 압축기(1)에는 냉매의 토출 유량을 제어하기 위해 리어 하우징(16)에 제어밸브(100)가 구비된다. 상기 제어밸브(100)는 토출실(D)의 냉매를 하우징(10) 내에서 압축실(C)로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 선택적으로 리턴시킴에 따라 압축기(1)의 토출 유량을 제어할 수 있으며, 압축기의 외부 정보를 통해 제어된다.
본 실시 예에서 상기 제어밸브(100)는, 토출실(D) 및 흡입실(제1 공간(S1))과 각각 연통됨에 따라, 토출실(D)의 냉매가 흡입실(S1)로 선택적으로 리턴될 수 있도록 한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제어밸브(100)는 리어 하우징(16) 내에 구비되되, 토출실(D)과는 리어 하우징(16)을 관통하는 유입유로(120)에 의해 연통되고, 흡입실(S1)과는 리어 하우징(16), 고정 스크롤(60) 및 센터 하우징(12)을 관통하는 배출유로(160)에 의해 연통될 수 있다.
또한, 상기 제어밸브(100)는 토출실(D)과 흡입실(S1)을 연통시키는, 보다 정확하게는 유입유로(120)와 배출유로(160)를 연통시키는 내부유로를 포함하되, 상기 내부유로는 부하 조건에 따라 개폐될 수 있다. 상기 제어밸브(100)의 내부유로 개폐는 밸브케이스 내 개폐부재의 회전 또는 이동에 의해 이루어질 수 있다.
예를 들어, 압축기(1)의 정상구동이 필요할 때(압축기의 100% 성능이 필요할 때) 상기 제어밸브(100)의 내부유로는 폐쇄되어 토출실(D)의 냉매가 흡입실(S1)로 리턴되지 않는다. 이에 따라, 상기 스크롤 압축기는 100%의 토출 유량을 갖도록 구동될 수 있다.
반면, 토출 유량의 축소가 필요한 저부하 조건 시 상기 제어밸브(100)의 내부유로는 개방되어 토출실(D)의 냉매가 흡입실(S1)로 리턴된다. 상기 제어밸브(100)는 고압의 토출냉매를 일정 부분 감압하여 흡입실로 이송시킬 수 있다. 이에 따라, 스크롤 압축기의 효율은 저하되고 토출 유량이 감소될 수 있다.
이와 같이, 상기 제어밸브(100)는 내부유로가 on/off 방식으로 개폐될 수도 있으나, 부하조건에 따라 내부유로의 개도량이 조절될 수도 있다.
여기서, 차량용 공조장치는 상기 제어밸브(100)를 제어하기 위한 전자제어장치(ECU; electronic control unit)(200)를 더 포함하며, 제어밸브(100)는 압축기(1) 외부의 전자제어장치(200)에 의해 제어될 수 있다. 상기 전자제어장치(200)는 외부조건들로부터 압축기(1)의 요구되는 토출 유량을 판단하여 상기 제어밸브(100)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 전자제어장치(200)는 차량의 실내외 온도 등의 공조환경과, 사용자에 의해 입력된 공조조건 등에 기반하여 압축기(1)의 요구되는 토출 유량을 판단할 수 있다.
본 실시 예에서 상기 전자제어장치(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이 증발기(4)의 온도를 검출하는 서미스터(Thermistor)(300)에서 증발기(4)의 온도정보를 받아들일 수 있다. 이에 따라 전자제어장치(200)는, 서미스터(300)에서 받아들인 증발기(4)의 온도가 설정온도(T)보다 낮으면 제어밸브(100)의 내부유로가 열리도록 제어하고, 서미스터(300)에서 받아들인 증발기(4)의 온도가 설정온도(T)보다 높으면 제어밸브(100)의 내부유로가 닫히도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 증발기(4)의 설정온도(T)는 증발기의 아이싱 현상을 막기 위해 예를 들어 1℃로 설정될 수 있다.
도 3을 참고하여 상기 전자제어장치(200)가 제어밸브(100)를 제어하는 과정을 살펴보면, 우선 전자제어장치(200)는 서미스터(300)로부터 증발기(4)의 온도정보를 받아들인다. 이후, 서미스터(300)에서 전달된 증발기(4)의 온도와 설정온도(T)를 비교하여 비교결과에 따라 제어밸브(100)를 제어한다. 구체적으로, 비교 결과 증발기(4)의 온도가 설정온도(T)보다 낮을 경우에는 압축기(1)의 토출 유량 감소가 필요한 것으로 판단하여 제어밸브(100)의 내부유로가 열리도록 제어한다. 왜냐하면, 압축기(1)를 100% 토출 유량으로 작동시킬 경우 증발기(4)의 온도가 낮아져 아이싱 현상이 발생할 수 있기 때문이다. 상기 제어밸브(100)의 내부유로가 열리도록 제어됨에 따라, 토출실(D)의 냉매가 흡입실(S1)로 리턴될 수 있으며, 압축기(1)의 토출 유량은 감소될 수 있다. 반대로, 비교 결과 증발기(4)의 온도가 설정온도(T)보다 높을 경우에는 압축기(1)의 정상구동이 필요한 것으로 판단하여 제어밸브(100)의 내부유로가 닫히도록 제어한다. 상기 제어밸브(100)의 내부유로가 닫히도록 제어됨에 따라, 토출실(D)의 냉매는 흡입실(S1)로 리턴되지 않으며, 압축기(1)는 100%의 토출 유량으로 작동될 수 있다. 만약, 증발기(4)의 온도가 설정온도(T)와 같은 경우에는 상기 제어밸브(100)의 현재 상태를 유지할 수 있다.
이와 같이, 상기 전자제어장치(200)가 압축기(1)의 요구되는 토출 유량을 판단하여 상기 제어밸브(100)에 신호를 전달하면, 제어밸브(100)는 외부적 신호를 통해 제어될 수 있다.
상기에서 설명한 도 2에 도시된 스크롤 압축기(1)에서는 상기 제어밸브(100)에 의해 토출실(D)의 냉매가 흡입실(S1)로 리턴되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4에 도시된 다른 실시 예의 스크롤 압축기(1')와 같이 제어밸브(100')에 의해 토출실(D)의 냉매가 배압실(B)로 리턴될 수도 있다.
이를 위해, 상기 제어밸브(100')는 토출실(D) 및 배압실(B)과 각각 연통될 수 있으며, 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제어밸브(100')는 리어 하우징(16) 내에 구비되되, 토출실(D)과는 리어 하우징(16)을 관통하는 유입유로(120')에 의해 연통되고, 배압실(B)과는 리어 하우징(16), 고정 스크롤(60) 및 센터 하우징(12)을 관통하는 배출유로(160')에 의해 연통될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 스크롤 압축기(1, 1')는 상기 제어밸브(100, 100')에 의해 압축기 토출 유량의 제어가 가능함에 따라, 종래와 같이 부하에 따라서 압축기를 반복적으로 on/off하지 않아도 되며, 소음 발생이 방지될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
본 발명은 저부하 조건에서 토출실의 냉매를 하우징 내에서 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키도록 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브를 구비함에 따라 토출 유량의 제어가 가능한 스크롤 압축기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Claims (14)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 구비되는 모터;
    상기 모터에 의해 회전되는 회전축;
    상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤; 및
    압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브;를 포함하며,
    상기 하우징 내에는 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실(D)이 형성되고,
    상기 제어밸브는 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 선택적으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어밸브는, 압축기의 토출 유량 감소가 필요한 경우, 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간은, 외부로부터 냉매가 유입되는 흡입실 또는 상기 선회 스크롤의 배면에 형성되는 배압실인 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어밸브는 상기 토출실과 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간을 연통시키는 내부유로를 포함하며,
    상기 내부유로는 개폐 가능한 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부유로의 개도량은 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어밸브는, 상기 고정 스크롤 및 상기 하우징을 관통하는 배출유로를 통해 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간과 연통되는 것을 특징으로 하는, 스크롤 압축기.
  7. 냉매를 압축하는 스크롤 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 고압의 기상 냉매를 응축하는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 고압의 액상 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
    상기 팽창밸브에 의해 팽창된 저압의 액상 냉매를 증발시키는 증발기;를 포함하며,
    상기 스크롤 압축기는,
    하우징;
    상기 하우징 내에 구비되는 모터;
    상기 모터에 의해 회전되는 회전축;
    상기 회전축에 연동되어 선회 운동되는 선회 스크롤;
    상기 선회 스크롤과 함께 압축실(C)을 형성하는 고정 스크롤; 및
    상기 압축기의 외부 정보를 통해 제어되는 제어밸브;를 포함하고,
    상기 하우징 내에는 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실(D)이 형성되며,
    상기 제어밸브는 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 선택적으로 리턴시키고,
    상기 제어밸브를 제어하기 위한 전자제어장치(ECU);를 더 포함하는, 차량용 공조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어밸브는, 상기 압축기의 토출 유량 감소가 필요한 경우, 상기 토출실의 냉매를 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간으로 리턴시키는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간은, 외부로부터 냉매가 유입되는 흡입실 또는 상기 선회 스크롤의 배면에 형성되는 배압실인 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어밸브는 상기 토출실과 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간을 연통시키는 내부유로를 포함하며,
    상기 내부유로는 개폐 가능한 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 내부유로의 개도량은 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어밸브는, 상기 고정 스크롤 및 상기 하우징을 관통하는 배출유로를 통해 상기 하우징 내에서 상기 압축실로 유입되기 전 냉매가 수용되는 공간과 연통되는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전자제어장치는, 상기 증발기의 온도를 검출하는 서미스터(Thermistor)에서 상기 증발기의 온도정보를 받아들이는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자제어장치는, 상기 서미스터에서 받아들인 상기 증발기의 온도가 설정온도보다 낮으면 상기 제어밸브의 내부유로가 열리도록 제어하고, 상기 서미스터에서 받아들인 상기 증발기의 온도가 설정온도보다 높으면 상기 제어밸브의 내부유로가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 차량용 공조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050019176A1 (en) * 2003-07-26 2005-01-27 Lg Electronics Inc. Variable capacity scroll compressor
JP2005282936A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Orion Mach Co Ltd 冷却装置
JP2009180176A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール圧縮機
KR20130074392A (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 한라비스테온공조 주식회사 스크롤 압축기
CN105927540A (zh) * 2016-05-02 2016-09-07 东北电力大学 涡旋-旋转式多级变容量压缩机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060102388A (ko) 2005-03-23 2006-09-27 한라공조주식회사 스크롤 압축기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050019176A1 (en) * 2003-07-26 2005-01-27 Lg Electronics Inc. Variable capacity scroll compressor
JP2005282936A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Orion Mach Co Ltd 冷却装置
JP2009180176A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール圧縮機
KR20130074392A (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 한라비스테온공조 주식회사 스크롤 압축기
CN105927540A (zh) * 2016-05-02 2016-09-07 东北电力大学 涡旋-旋转式多级变容量压缩机

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