JP2014513265A - 蓄冷熱交換器 - Google Patents

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Abstract

本発明は、蓄冷熱交換器に関するものであって、空気の流動方向に3列に構成される一対のヘッダータンクと、前記ヘッダータンクに両端が固定されて3列に配置されるチューブと、を含み、中間列に位置したチューブに蓄冷材が貯蔵され、前列と後列に位置したチューブに冷媒が循環されることにより、冷媒の冷気を効果的に貯蔵することができ、車両のエンジンが停止状態である時に冷気を車室に放出して車室内の急激な温度上昇を防止することにより、ユーザの冷房快適性を高めることができるとともに、車室を再冷房する際に要求されるエネルギー及び時間を最小化することができる蓄冷熱交換器に関する。
【選択図】図4

Description

本発明は、蓄冷熱交換器に関し、より詳細には、空気の流動方向に3列に構成される一対のヘッダータンクと、前記ヘッダータンクに両端が固定されて3列に配置されるチューブと、を含み、中間列に位置したチューブに蓄冷材が貯蔵され、前列及び後列に位置したチューブで冷媒が循環されることにより、冷媒の冷気を蓄冷材に効果的に貯蔵することができ、車両のエンジンが停止状態である時に冷気を車室に放出して車室内の急激な温度上昇を防止することにより、ユーザの冷房快適性を高めることができるとともに、車室を再冷房する際に要求されるエネルギー及び時間を最小化することができる蓄冷熱交換器に関する。
近年、自動車産業において、環境及びエネルギーに対する関心が世界的に高まっており、燃費を改善するための研究が行われている。また、様々な消費者の要求を満たすために、軽量化、小型化、及び高機能化のための研究及び開発が着実に進んでいる。特に、動力及び電気エネルギーを同時に用いるハイブリッド車に対する研究開発が増加する傾向にある。
前記ハイブリッド車は、信号待ちなどの停車時にエンジンを自動で停止し、更に変速機を操作してエンジンを再始動する、アイドルストップ・再始動システムを採択する場合が多い。しかしながら、前記ハイブリッド車の場合も、冷房装置がエンジンによって作動するため、エンジンが停止すると圧縮機も停止することになり、これによって蒸発機の温度が上昇して、ユーザの快適性が低下するという問題点がある。また、蒸発機内部の冷媒は常温でも気化されやすい。そのため、圧縮機が動作されていない短い時間に冷媒が気化されて、エンジンが再始動し圧縮機及び蒸発機が再稼動しても、気化された冷媒を圧縮して再液化しなければならないため、車室内に冷風を供給するための時間が長くかかるだけでなく、全体エネルギー消費量を増加させるという問題点がある。
一方、冷房効率を向上させるために、日本特許公開第2000‐205777号(特許文献1、発明の名称:蓄冷熱交換器)が提案されており、これを図1に図示した。
図1に示した蓄冷熱交換器90は、冷媒が流れる冷媒通路91eと、蓄冷材が貯蔵される蓄冷材室91f、91f´とを、2重管構造のチューブ91により一体に構成し、前記2重管構造のチューブ91の外側に前記冷媒との間で熱交換を行う流体の通路94が形成されることを特徴とする。
しかし、図1に図示されたような前記蓄冷熱交換器は、前記チューブが複数の板材の接合により形成されるため、接合不良が頻繁に発生し、2重管形態に形成されるため、製造上の困難性があるだけでなく、接合不良が発生した場合、内部の冷媒と蓄冷材とが混合されるという問題点が生じる恐れがある。また、接合不良が発生しても、その部分を見つけることが難しいという問題点がある。
尚、前記蓄冷熱交換器は、2重管の内側に冷媒が流れる通路が形成され、外側に蓄冷材が貯蔵される蓄冷材室が形成されるため、前記蓄冷材が内部の冷媒の冷気を貯蔵するには有利であるが、前記2重管構造の外部を通過する空気が前記蓄冷材室と接触するため、冷媒の熱伝逹効率が低下するという問題点がある。また、前記2重管構造のチューブの外側に介在されるフィンも前記蓄冷材室と接触されるだけで、前記冷媒通路とは直接連結されておらず、前記蓄冷材が貯蔵される空間が制限されるため、熱交換効率が低下するという問題点がある。
図2に、その他の従来例として、3列に構成され、中間列に蓄冷材が注入されたプレートタイプの蓄冷熱交換器80を示す。前記蓄冷熱交換器は、蓄冷材貯蔵部が、プレート82の結合により形成された前・後列のチューブ81の間に備えられるため、冷媒の冷気を効果的に貯蔵することができるという長所を有するが、プレートタイプである特性上、内部空間を確保することが困難であって、蓄冷材の量が少ないため、適切な蓄冷性能を得ることが困難であり、耐久性及び耐蝕性が劣って寿命が短いという短所がある。
特開第2000‐205777号公報
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、独立の蓄冷材貯蔵部が前・後列のチューブの間に備えられて、冷媒の冷気を効果的に貯蔵し、車両のエンジンが停止状態である時に冷気を車室に放出して車室内の急激な温度上昇を防止することにより、ユーザの冷房快適性を高めることができるとともに、車室を再冷房する際に要求されるエネルギー及び時間を最小化することができる蓄冷熱交換器を提供することにある。
また、本発明の目的は、同一の高さのチューブを用いることにより、チューブの間に介在されるフィンを一体型に形成することができるため、生産性を向上させることができる蓄冷熱交換器を提供することにある。
また、本発明の目的は、蓄冷材が中間部に位置するようにすることで、エアコンの初期駆動時における速効性が良好であり、プレートタイプの蓄冷熱交換器に比べ注入できる蓄冷材の量が増加するため、蓄冷性能を向上させることができる蓄冷熱交換器を提供することにある。
また、本発明の目的は、第1列及び第3列のチューブの冷媒と、第2列のチューブに貯蔵された蓄冷材とが、流動過程で混じり合わないように、ヘッダータンク内の所定位置で第1列〜第3列の空間を同時に区画するバッフルを設け、前記バッフルにより形成された連通路によって第1列及び第3列の間の冷媒経路を構成することにより、冷媒が流動される連通路を簡便に形成することができる蓄冷熱交換器を提供することにある。
更に、前記蓄冷熱交換器の蓄冷部に貯蔵された蓄冷材の状態を、蓄冷機能を遂行するに適した状態に維持することができ、前記蓄冷熱交換器の熱交換及び蓄冷性能を向上させることができる蓄冷システムを提供することにある。
本発明の蓄冷熱交換器は、それぞれが内部に縦方向に伸張された隔壁を有し、それによってそれぞれが第1空間部、第2空間部、及び第3空間部の横方向の三つの空間に分離され、所定距離離間して相互に平行に設けられた第1ヘッダータンク及び第2ヘッダータンクと、第1列の第1空間部及び第3列の第3空間部に両端が固定されて冷媒が循環される冷媒側チューブ、及び第2列の第2空間部に両端が固定されて冷媒が貯蔵される蓄冷部側チューブを含む幅方向に3列に配置された複数個のチューブと、チューブの間に介在されたフィンと、第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクに形成され、冷媒が流入される入口パイプ及び排出される出口パイプと、を含むことを特徴とする。
又、前記第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの何れか1方の第2空間部の幅方向の両側壁の所定領域には、冷媒が第1空間部と第3空間部との間を流動するように第1空間部と第3空間部とを連通させる冷媒連通孔が形成されており、第1空間部と第3空間部との間を流動する冷媒と蓄冷部側チューブに貯蔵された蓄冷材とを分離する区画手段を更に含むことを特徴とする。
また、前記第2空間部は、区画手段により高さ方向に、第2‐1空間部及び第2‐1空間部の上部に形成された第2‐2空間部に区画されており、第2‐1空間部は蓄冷部側チューブと連通され、第2‐2空間部には冷媒連通孔が形成されていることを特徴とする。
また、前記蓄冷熱交換器は、第1空間部に連通されたチューブに沿って冷媒が循環される第1熱交換部と、第3空間部に連通されたチューブに沿って冷媒が循環される第2熱交換部と、第2‐1空間部に連通されたチューブの内部に蓄冷材が貯蔵される蓄冷部と、を含むことを特徴とする。
また、前記区画手段は、第2空間部の空間を高さ方向に分離するように、長さ方向に形成された独立の板状部材であって、第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの第2空間部内に設けられるように、その幅方向の両側端部が折り曲げられて形成されることを特徴とする。
また、前記区画手段は、冷媒連通孔が互いに連結されるように管状に形成されることを特徴とする。
また、前記入口パイプ及び出口パイプそれぞれは、第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの第1空間部又は第3空間部に連結されることを特徴とする。
また、前記入口パイプ又は出口パイプは、第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの第2‐2空間部と連通されることを特徴とする。
また、前記冷媒連通孔は、入口パイプと連通された第2‐2空間部に形成された流入分枝孔と、出口パイプと連通された第2‐2空間部に形成された排出分枝孔と、を含むことを特徴とする。
また、前記流入分枝孔は、入口パイプを介して流入された冷媒が第1空間部と第3空間部とに分枝される領域に位置した隔壁に形成され、排出分枝孔は、第1熱交換部及び第2熱交換部を循環した冷媒が第1空間部及び第3空間部から流入されて出口パイプに排出される領域に位置した隔壁に形成されることを特徴とする。
また、前記流入分枝孔は、第1空間部と連通される第1流入分枝孔と、第3空間部と連通される第2流入分枝孔と、を含み、排出分枝孔は、第1空間部と連通される第1排出分枝孔と、第3空間部と連通される第2排出分枝孔と、を含み、第1流入分枝孔、第2流入分枝孔、第1排出分枝孔、及び第2排出分枝孔は、それぞれ少なくとも1つ以上形成されることを特徴とする。
また、前記蓄冷熱交換器の長さ方向の一側外面に位置したパイプコネクタを更に含み、パイプコネクタは、第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの何れか1つに形成された第2‐2空間部と連通されてその内部に冷媒が流動され、入口パイプが形成された第1パイプコネクタと、第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの残りの1つに形成された第2‐2空間部と連通されてその内部に冷媒が流動され、出口パイプが形成された第2パイプコネクタと、を含むことを特徴とする。
また、前記入口パイプ及び出口パイプが互いに隣接して並べて配置されるように第1パイプコネクタ及び第2パイプコネクタが構成されることを特徴とする。
また、前記第1ヘッダータンクの外側に長さ方向に並べて形成されるパイプ状の第1導管と、第2ヘッダータンクの外側に長さ方向に並べて形成されるパイプ状の第2導管と、第1導管から第1ヘッダータンクの第1空間部に分枝されて形成される第1‐1分枝管と、第1導管から第3空間部に分枝されて形成される第1‐2分枝管と、第2導管から第2ヘッダータンクの第1空間部に分枝されて形成される第2‐1分枝管と、第2導管から第3空間部に分枝されて形成される第2‐2分枝管と、を更に含み、第1導管及び第2導管は、それぞれ入口パイプ及び出口パイプの何れか1つと連結されて冷媒が流入又は排出されることを特徴とする。
また、前記第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの何れか1つに備えられて、第1空間部、第2空間部、及び第3空間部を長さ方向に区画する区画手段を更に含み、区画手段により区画された領域に位置した第2空間部に冷媒連通孔が形成されており、区画手段により区画されて冷媒連通孔が形成される空間に位置した蓄冷部側チューブ及び冷媒側チューブの全てに冷媒が流動されることを特徴とする。
また、前記区画手段により区画されて冷媒連通孔が形成された空間に位置したチューブの列数は少なくとも1個以上であり、チューブの全体列数の25%以下になるように区画手段が設けられることを特徴とする。
また、前記第1ヘッダータンク及び第2ヘッダータンクの両端に開放されて形成された開口部に隣接して備えられる密閉用バッフル又は開口部を密閉するエンドキャップを更に含むことを特徴とする。
また、前記第2空間部に蓄冷材が注入されるように、第2空間部に蓄冷材注入口が形成されることを特徴とする。
また、前記第1ヘッダータンク及び第2ヘッダータンクは、それぞれ押出形成されたヘッダーとタンクプレートカバーとの結合により形成され、第1空間部、第2空間部、及び第3空間部に空間が分離されるようにヘッダー又はタンクカバープレートの内部に隔壁が提供されており、区画手段は、第2空間部に長さ方向に、ヘッダー又はタンクカバープレートと一体に押出形成されることを特徴とする。
また、前記第1ヘッダータンク及び第2ヘッダータンクは、第1空間部、第2空間部、及び第3空間部をそれぞれ構成するヘッダー及びタンクカバープレートを一体に押出することで形成され、区画手段は、第2空間部に長さ方向に、ヘッダー及びタンクカバープレートと一体に押出形成されることを特徴とする。
また、前記3列に配置されたチューブは、同時に押出されて一体型に形成されることを特徴とする。
また、前記3列に配置されたチューブの間に挿入されたフィンは一体に形成されることを特徴とする。
また、前記蓄冷熱交換器を含む蓄冷システムは、蓄冷材が貯蔵されるリザーバと、リザーバと蓄冷熱交換器の蓄冷部との間で蓄冷材が循環されるようにする循環ポンプと、循環ポンプを制御する制御部と、リザーバ、循環ポンプ、及び蓄冷熱交換器の蓄冷部を互いに連結する循環配管と、を含むことを特徴とする。
本発明の蓄冷熱交換器は、独立の蓄冷材貯蔵部が第1列及び第3列のチューブの間に備えられて、冷媒の冷気を効果的に貯蔵することができ、車両のエンジンが停止状態である時に冷気を車室に放出して車室内の急激な温度上昇を防止することにより、ユーザの冷房快適性を高めることができるとともに、車室を再冷房する際に要求されるエネルギー及び時間を最小化することができる。
また、本発明の蓄冷熱交換器は、同一の高さのチューブを用いることにより、チューブの間に介在されるフィンを一体型に形成することができるため、生産性を向上させることができる。
また、本発明の蓄冷熱交換器は、蓄冷材が中間部に位置するようにすることで、エアコンの初期駆動時における速效性が良好であって、プレートタイプの蓄冷熱交換器に比べ蓄冷材の注入量を増加させることができるため、蓄冷性能を向上させることができる。
また、本発明の蓄冷熱交換器は、第1列及び第3列のチューブの冷媒と、第2列のチューブに貯蔵された蓄冷材とが、流動過程で混じり合わないように、ヘッダータンク内の所定位置で第1列〜第3列の空間を同時に区画するバッフルを設け、前記バッフルにより形成された連通路によって第1列及び第3列の間の冷媒経路を構成することにより、冷媒が流動される連通路を簡便に形成することができる。
また、本発明の蓄冷熱交換器を含む蓄冷システムは、前記蓄冷熱交換器の蓄冷部に貯蔵された蓄冷材の状態を、蓄冷機能を遂行するに適した状態に維持することができ、前記蓄冷熱交換器の熱交換及び蓄冷性能を向上させることができる。
従来の2重管構造の蓄冷熱交換器を示した断面図である。 従来のプレートタイプの蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の蓄冷熱交換器を示した正面図である。 本発明の他の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の他の蓄冷熱交換器を示した正面図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した正面図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した正面図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した正面図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を含む蓄冷システムの構成図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した正面図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した分解斜視図である。 本発明の更に他の蓄冷熱交換器を示した斜視図である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。 本発明の蓄冷熱交換器における冷媒の循環経路を示した実施例である。
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の蓄冷熱交換器10は、第1ヘッダータンク100と、第2ヘッダータンク200と、チューブ400と、フィン440と、入口パイプ510と、出口パイプ520と、を含んで形成される。
特に、図7に図示されたように、前記蓄冷熱交換器10の第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、高さ方向に互いに所定距離離間して並べて備えられる。前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200の内部空間は、その内部に長さ方向に形成された隔壁370により、幅方向に、第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330の三つの空間に分離されている。
前記チューブ400は幅方向に3列に配置される。前記チューブ400は、前記第1空間部310及び第3空間部330に両端が固定されて、冷媒が循環される冷媒側チューブ410、430と、前記第2空間部320に両端が固定されて、蓄冷材が貯蔵される蓄冷部側チューブ420と、を含んで形成される。
前記蓄冷熱交換器10は、3列に配置された前記チューブ400が互いに同一の高さ、幅、及び形態を有するように形成されることができる。
また、前記蓄冷熱交換器10の製作時に、3列に配置された前記チューブ400を同時に押出して互いに連結することにより一体型に形成することができる。この場合、前記蓄冷熱交換器10の製作及び組立が容易になることができる。
前記フィン440は、前記チューブ400の間に介在されて形成されており、3列に配置されたそれぞれのチューブ400の間に介在されるフィン440が一体に形成されることで、前記冷媒側チューブ410、430と前記蓄冷部側チューブ420との熱交換が前記フィン440を介して行われることができる。更にフィン440の製作も簡便であるという長所がある。
また、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記第1空間部310及び第3空間部330に備えられ、冷媒の流動を調節するバッフル620を更に含むことができる。
特に、本発明の蓄冷熱交換器10において、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の何れか1つの前記第2空間部320の幅方向に対向する両側壁の所定領域に、冷媒が前記第1空間部310と第3空間部330との間を流動するように前記第1空間部310と第3空間部330とを連通させる冷媒連通孔340が形成されている。前記蓄冷熱交換器10は、前記第1空間部310と第3空間部330との間を流動する冷媒と、前記蓄冷部側チューブ420に貯蔵された蓄冷材とが分離されるように、独立の区画手段610を更に含む。
これにより、本発明の蓄冷熱交換器10において、冷媒側チューブ410、430を介して循環される冷媒が、蓄冷部側チューブ420に貯蔵された蓄冷材と混じり合うことなく循環されることができる。
一方、本発明の蓄冷熱交換器10の一実施例が図示された図4及び図5のように、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、ヘッダー110とタンクカバープレート120との結合により形成される。ここで、ヘッダー110とタンクカバープレート120は統合された構造を有する。ヘッダータンク100、200の内部空間を、その内部空間が第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330に仕切るように、長さ方向に伸長された隔壁370が前記ヘッダー110又はタンクカバープレート120の内部に形成されることができる。
図5に示すように、前記隔壁370は、前記ヘッダー110の内側面から突出されて形成されてもよく、前記タンクカバープレート120に形成されてもよい。
前記ヘッダー110及び前記タンクカバープレート120は、それぞれプレス工程により成形することができる。前記ヘッダー110及び前記タンクカバープレート120は、互いにろう付接合されることで、1つの第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200を形成することになる。
前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、前記ヘッダー110にチューブ挿入孔111が切削又はプレス工程により形成され、前記挿入孔111を通じて前記チューブ400が前記ヘッダー110に挿入される。前記ヘッダー110又は前記タンクカバープレート120の何れか1つに備えられた前記隔壁370それぞれに冷媒連通孔340が形成される。この段階で前記ヘッダー110及び前記タンクカバープレート120が相互に連結され、前記第1ヘッダータンク100又は前記第2ヘッダータンク200が形成される。
また、蓄冷熱交換器10の他の実施例が図示された図6及び図7のように、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330をそれぞれ構成するヘッダー110及びタンクカバープレート120を一体に押出形成して3列に配置した後、互いに結合することで形成してもよい。
即ち、前記第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330をそれぞれは、対応するヘッダー110及びタンクカバープレート120で一体に形成される。独立の構造物で形成された第1〜第3空間部310、320、330は、3列に配列されて互いに結合されることで第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200を形成する。
更に、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、ヘッダー110、タンクカバープレート120、及び隔壁370が一体に押出されて形成されてもよい。この際、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、前記第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330を区画する隔壁370に、前記冷媒連通孔340が別途に加工されて形成されることができる。
前記第1〜第3空間部310、320、330の結合は、熔接により行われてもよく、その他の如何なる方法により行われてもよい。
一方、上述の特徴を有する蓄冷熱交換器は、実施例1〜9で実施されることができる。
実施例1
図3〜図7に図示されたように、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記第2空間部320の空間が高さ方向に分離されるように、長さ方向に形成される板状部材からなる独立の区画手段610を含み、前記第2空間部320は、前記区画手段610により、蓄冷部側チューブ420と連通される第2‐1空間部321と、前記冷媒連通孔340を介して冷媒が循環される第2‐2空間部322と、に区画されることができる。
前記区画手段610は、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の第2空間部320内に設けられるように、幅方向の両側端部が折り曲げられて形成された後、前記第2空間部320の長さ方向に挿入されて設けられることができる。
この際、前記区画手段610の長さは、前記第2空間部320の長さと同一に設けられることが好ましい。
また、前記区画手段610は、必ずしも両側端部が折り曲げられた「コ」形状を有する必要はなく、前記第2空間部320を区画して、互いに分離された2つの空間を形成することができれば、如何なる形状であってもよい。
本発明の蓄冷熱交換器10において、前記区画手段610は、冷媒が前記冷媒連通孔340を介して前記第1空間部310、前記第2‐2空間部322、及び前記第3空間部330の間を移動することができるように、前記第2‐1空間部321と前記第2‐2空間部322とを分離する。
同様に、本発明の蓄冷熱交換器10は、図14に図示されたように、前記区画手段610が板状部材からなって前記隔壁370と一体に形成され、前記隔壁370が前記タンクカバープレート120の内側面に突出されて形成されることができる。
この場合、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記タンクカバープレート120が前記隔壁370及び区画手段610と一体に押出形成されることができる。
あるいは、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200は、ヘッダー110、タンクカバープレート120、前記区画手段610、及び前記隔壁370が一体に押出形成される。この際、前記第1空間部及び第3空間部が前記冷媒連通孔340を介して互いに連通されるように、前記冷媒連通孔340が、前記第2‐2空間部322に位置した前記隔壁370の所定領域に別途に加工されて形成されてもよい。
実施例2
図8に図示したように、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記冷媒連通孔340を連結する管状の区画手段610を更に備えることができる。
本発明の蓄冷熱交換器10は、前記第2空間部320の幅方向の両側壁に形成された冷媒連通孔340を互いに連結する管状の区画手段610により、前記第1空間部310と第3空間部330との間の冷媒循環流路が形成されることができる。
この場合、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記区画手段610により、前記第2空間部320の空間内に冷媒循環流路を簡便に形成することができる。
実施例3
本発明の蓄冷熱交換器10は、冷媒が流入される前記入口パイプ510及び冷媒が排出される出口パイプ520が前記第1空間部310又は第3空間部330に形成されることができる。
好ましくは、前記入口パイプ510は、前記第1空間部310又は第3空間部330のうち空気の流れ方向において前列に位置した部分に形成され、一方、前記出口パイプ520は、前記第1空間部310又は第3空間部330のうち残りの一方の空気の流れ方向において後列に位置した部分に形成されることが好ましい。
前記蓄冷熱交換器10は、前記入口パイプ510、出口パイプ520、及びバッフル620の位置に応じて、冷媒側チューブ410、430を循環する冷媒の循環流路を多様に調節することができる。この多様な冷媒循環流路の実施例は、図9〜図13に図示されたとおりである。以下、説明の便宜のために、図面において上側に位置したヘッダータンクが第1ヘッダータンク100であり、下側に位置したヘッダータンクが第2ヘッダータンク200であって、空気の流れ方向に、第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330が順に配列された場合を説明する。
以下、図9を参照して前記蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明する。
図9は、前記入口パイプ510及び出口パイプ520が前記蓄冷熱交換器10の互いに異なる面に位置した場合を示す。先ず、第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して前記蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、前記第1及び第2ヘッダータンク100、200の前記第1空間部310に両端が固定された冷媒側チューブ410に沿って下側に移動する。次に、冷媒は、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310を通過して冷媒側チューブ410に沿って更に上側に移動した後、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310及び第3空間部330に形成された冷媒連通孔340を介して前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に流入される。
次に、冷媒は、前記第1及び第2ヘッダータンク100、200の第3空間部330に両端が固定された冷媒側チューブ430に沿って下側に移動し、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330を通過して更に上側に移動した後、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に流入される。その後、冷媒は、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
換言すれば、前記蓄冷熱交換器10は、冷媒が前記第1空間部310に流入されて前記第3空間部330を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される構造である。この際、区画手段610は、前記第1及び第2ヘッダータンク100、200の第2空間部320に両端が固定された蓄冷部側チューブ420に貯蔵されている蓄冷材と冷媒とが混じり合わないように機能する。
したがって、前記蓄冷熱交換器10は、空気の流れ方向に両側端部に位置した第1列及び第3列のチューブ400を循環する冷媒から発生した冷気が第2列に位置した蓄冷材に貯蔵されることにより、蓄冷性能が向上されて、快適な冷房環境を効果的に維持することができる。
以下、図10を参照して蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明する。
図10は、前記入口パイプ510及び出口パイプ520が前記蓄冷熱交換器10の同一の側面に位置した場合を示す。先ず、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して前記蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、冷媒側チューブ410に沿って下側に移動した後、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310及び第3空間部330に形成された冷媒連通孔340を介して前記第2ヘッダータンク200の前記第3空間部330に流入される。
次に、冷媒は、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330を通過して更に上側に移動して、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に流入された後、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
冷媒循環流路の更に他の実施例として、図11に図示された蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明する。先ず、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、冷媒側チューブ410に沿って下側に移動した後、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310を通過して更に上側に移動してから、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310及び第3空間部330に形成された冷媒連通孔340を介して前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に流入される。
次に、冷媒は、前記第1ヘッダータンク100及び前記第2ヘッダータンク200の前記第3空間部330に両端が固定された冷媒側チューブ430に沿って下側に移動した後、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330を通過して更に上側に移動して、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に流入される。次に、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
冷媒循環流路の更に他の実施例として、図12に図示された蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明する。先ず、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、冷媒側チューブ410に沿って上・下にジグザグに流動して更に前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310に到逹した後、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310及び第3空間部330に形成された冷媒連通孔340を介して前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に流入される。
次に、冷媒は、前記第3空間部330に両端が固定された冷媒側チューブ430に沿って上・下にジグザグに流動した後、更に前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に到逹して、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
図13に図示された冷媒循環流路の実施例は図12に図示された実施例と類似するが、前記冷媒連通孔の位置が前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310及び第3空間部330に形成されたものである。
実施例4
図15に図示されたように、本発明の前記蓄冷熱交換器10は、蓄冷部側チューブ420に蓄冷材が貯蔵されるが、蓄冷材を注入するために、蓄冷部側チューブ420の両端が固定された前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の前記第2空間部320のうち、前記区画手段610及び冷媒連通孔340が形成されていない方の第2空間部320に、蓄冷材注入口380が形成されることができる。
前記蓄冷材注入口380は栓390により密閉されることができる。蓄冷材を前記第2空間部320に注入した後、前記蓄冷材注入口380を栓390で密封してもよく、必要に応じて、蓄冷材を注入した後、熔接などの方法により永久的に前記蓄冷材注入口380を密封してもよい。
実施例5
図17〜図20に図示されたように、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記第2空間部320の空間を高さ方向に分離するように、長さ方向に形成された板状部材からなる区画手段610を別途に備えることができる。また、蓄冷熱交換器10は、前記第1空間部310と連通されたチューブ400に沿って冷媒が循環される第1熱交換部710と、前記第3空間部330と連通されたチューブ400に沿って冷媒が循環される第2熱交換部720と、前記第2‐1空間部321と連通されたチューブ400の内部に蓄冷材が貯蔵される蓄冷部730と、を含むことができる。
また、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記入口パイプ510又は出口パイプ520、が前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の前記第2‐2空間部322と連通されるように形成されることができる。以下、図16〜図26に図示された図面を参照して、図面において上側に位置したヘッダータンクが第1ヘッダータンク100、下側に位置したヘッダータンクが第2ヘッダータンク200である場合について説明する。
本実施例においては、前記冷媒連通孔340は、前記入口パイプ510と連通された前記第2‐2空間部322に形成される流入分枝孔350と、前記出口パイプ520と連通された前記第2‐2空間部322に形成される排出分枝孔360と、で構成されることができる。
前記第1ヘッダータンク100の前記第2‐2空間部322には、前記入口パイプ510を介して流入された冷媒が前記第1空間部310及び第3空間部330に分枝されるように、前記流入分枝孔350が隔壁370に形成されることができる。
また、前記第2ヘッダータンク200の前記第2‐2空間部322には、前記第1熱交換部710及び第2熱交換部720を循環した冷媒が前記第1空間部310及び第3空間部330から流入されて前記出口パイプ520を介して排出されるように、前記排出分枝孔360が隔壁370に形成されることができる。
前記流入分枝孔350は、前記第1ヘッダータンク100の前記第1空間部310と連通される第1流入分枝孔351と、前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330と連通される第2流入分枝孔352と、で構成され、前記排出分枝孔360は、前記第2ヘッダータンク200の前記第1空間部310と連通される第1排出分枝孔361と、前記第2ヘッダータンク200の前記第3空間部330と連通される第2排出分枝孔362と、で構成されることができる。
一方、図21に図示されたように、前記蓄冷熱交換器10は、前記第1熱交換部710の冷媒循環経路である第1流路741と、前記第2熱交換部720の冷媒循環経路である第2流路742とが、互いに独立して形成され、前記第1流路741と第2流路742とは、互いに同一の循環経路を有するように形成されることができる。
以下、図21を参照して冷媒の流れを説明する。
先ず、前記第1ヘッダータンク100の第2‐2空間部322と連通されて形成された入口パイプ510を介して前記蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。次に、冷媒の一部は前記第2‐2空間部322に流入されて第2流入分枝孔352を介して第2熱交換部720に流入され、残りの冷媒は第1流入分枝孔351を介して第1熱交換部710に流入される。
前記第2熱交換部720に流入された冷媒は、前記チューブ400に沿って下側に流動されて、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330に到逹した後、前記第3空間部330の内部に備えられたバッフル620により更に上側に流動される。
次に、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に到逹した冷媒は、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330の内部に備えられたバッフル620により更に下側に流動されて、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330に到逹することで、前記第2熱交換部720での循環を完了する。その後、前記冷媒は第2排出分枝孔362を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入される。
前記第1熱交換部710に流入された冷媒も、第2熱交換部720に流入された冷媒の循環経路と同様に、上・下にジグザグに流動した後、前記第1排出分枝孔361を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入される。次に、前記冷媒は、前記第2排出分枝孔362を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入された冷媒とともに、前記出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
前記蓄冷熱交換器10は、前記第1流路741及び第2流路742が独立した循環経路を形成することで、前記第1流路741及び第2流路742に沿って循環する冷媒と空気との間の熱交換効率を向上させることができる。また、アイドルストップ・再始動状態の時には、前記蓄冷部730に貯蔵された冷気を車室に放出して車室内の急激な温度上昇を防止することにより、圧縮機の駆動動力を低減し、燃費の向上に寄与することができる。
また、図23に図示されたように、前記蓄冷熱交換器10は、前記第1熱交換部710の冷媒循環経路である第1流路741と、前記第2熱交換部720の冷媒循環経路である第2流路742と、が互いに独立して形成され、前記第1流路741と第2流路742とは、互いに異なる循環経路を有するように形成されることができる。
図23を参照して冷媒の流れを説明する。
先ず、前記第1ヘッダータンク100の第2‐2空間部322と連通されて形成された入口パイプ510を介して前記蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。次に、冷媒の一部は前記第2‐2空間部322に流入されて第2流入分枝孔352を介して第2熱交換部720に流入され、残りの冷媒は第1流入分枝孔351を介して第1熱交換部710に流入される。
前記第2熱交換部720に流入された冷媒は、前記チューブ400に沿って下側に流動されて、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330に到逹した後、前記第3空間部330の内部に備えられたバッフル620により更に上側に流動される。
その後、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に到逹した冷媒は、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330の内部に備えられたバッフル620により更に下側に流動されて、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330に到逹することで、前記第2熱交換部720での循環を完了する。次に、前記冷媒は第2排出分枝孔362を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入される。
一方で、前記第1熱交換部710に流入された冷媒は下側に流動されて前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310に到逹し、前記第1排出分枝孔361を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入された後、前記第2排出分枝孔362を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入された冷媒とともに、前記出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
この場合、前記蓄冷熱交換器10は、前記第1流路741及び第2流路742に沿って循環する冷媒と空気との間の熱交換のために、前記第1流路741及び第2流路742は、独立した循環経路を構成するとともに、互いに異なる循環経路を有するように構成することで、前記蓄冷部730の冷気を効果的に冷媒に伝達することができる。また、独立した循環経路を互いに交差構成することで、温度分布が全体的に均一に形成されるようにすることができる。
図24に図示すように、前記蓄冷熱交換器10は、前記第1流路741及び第2流路742がジグザグ形態でなく単一の経路に形成されるため、作動流体の圧力低下を避けることができ、独立した循環経路を互いに交差構成することで、温度分布が全体的に均一に形成されるようにすることができる。
また、前記蓄冷熱交換器10は、前記第1流入分枝孔351、第2流入分枝孔352、第1排出分枝孔361、及び第2排出分枝孔362がそれぞれ少なくとも1つ以上、すなわち複数個で形成し、図25及び図26のような冷媒の経路を形成することができる。
図25を参照して冷媒の流れを説明する。
前記第1ヘッダータンク100の第2‐2空間部322と連通されて形成された入口パイプ510を介して、前記蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。次に、冷媒の一部は前記第2‐2空間部322に流入されて第2流入分枝孔352を介して第2熱交換部720に流入され、残りの冷媒は第1流入分枝孔351を介して第1熱交換部710に流入される。
この際、2つの前記第1流入分枝孔351が前記第1ヘッダータンク100の前記第2‐2空間部322に長さ方向に互いに所定間隔離間して形成されることで、冷媒が第1熱交換部710に分配される。
前記第1熱交換部710に流入された冷媒の一部は前記チューブ400に沿って下側に流動されて、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310に到逹した後、前記第2ヘッダータンク200の前記第1空間部310の内部に備えられたバッフル620により更に上側に流動される。
その後、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310に到逹した冷媒は、前記第1流入分枝孔351を介して第1熱交換部710に流入された残りの冷媒とともに、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310の内部に備えられたバッフル620により更に下側に流動されて、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310に到逹することにより、前記第1熱交換部710での循環を完了する。次に、前記冷媒は、第1排出分枝孔361を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入される。
前記第2熱交換部720に流入された冷媒も、第1熱交換部710に流入された冷媒の循環経路と同様に、上・下にジグザグに流動した後、前記第2排出分枝孔362を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入される。次に、前記冷媒は、前記第1排出分枝孔361を介して前記第2ヘッダータンク200の第2‐2空間部322に流入された冷媒とともに、前記出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
図26に示すように、前記蓄冷熱交換器10は、前記第2ヘッダータンク200の前記第2‐2空間部322に、2つの前記第2排出分枝孔362が長さ方向に互いに所定間隔離間して形成されることができる。これにより、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330に流動された冷媒が、2つの第2排出分枝孔362により2つの流れに分枝されて前記第2‐2空間部322に流入された後、前記出口パイプ520を介して前記蓄冷熱交換器10の外部に排出されることもできる。
実施例6
本実施例による前記蓄冷熱交換器10は、実施例5の図21と同一の第1流路741及び第2流路742を有するとともに、図22のように、前記出口パイプ520を前記蓄冷熱交換器10の外側において入口パイプ510に隣接した位置に構成することにより、パイプレイアウト及びHVAC(Heating Ventilation and Air Conditioning)システムのパッケージ性を向上させて、車内空間を効率的に活用することができる。
前記目的を達成するために、図28に示すように、前記蓄冷熱交換器10は、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の何れか1つと連通されて内部に冷媒が流動され前記入口パイプ100が形成された第1パイプコネクタ810と、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の残りの1つと連通されて内部に冷媒が流動され、前記出口パイプ520が形成された第2パイプコネクタ820と、を含み、そして前記蓄冷熱交換器10の長さ方向の一側外面に位置したパイプコネクタ800を更に備えることができる。
この際、前記蓄冷熱交換器10において、前記第1パイプコネクタ810及び第2パイプコネクタ820は、前記入口パイプ510及び出口パイプ520が互いに隣接して平行に形成されるように配置される。
更に、前記パイプコネクタ800が、前記第2‐2空間部322とは連通され、前記第2‐1空間部321とは連通されないように形成されることにより、冷媒のみが蓄冷材と分離されて流動される。
前記パイプコネクタ800は、前記第1パイプコネクタ810及び第2パイプコネクタ820の内部に空間が形成されたタンク形態であってもよく、プレートの結合により形成されてもよい。
実施例7
図27に示すように、本実施例の蓄冷熱交換器10では、前記第1ヘッダータンク100の上側に、パイプ状の第1導管910が長さ方向に独立に形成されており、更に前記第1導管910から、前記第1空間部310又は第3空間部330に分枝される少なくとも1つ以上の第1‐1分枝管911及び第1‐2分枝管912がそれぞれ形成される。
前記第1導管910が前記入口パイプ510と連結されることで、冷媒が前記入口パイプ510を介して前記第1導管910に流入される。流入された冷媒は分枝され、一部は前記第1‐1分枝管911を介して第1空間部310に流入され、残りは前記第1‐2分枝管912を介して第3空間部330に流入される。
前記第1‐1分枝管911及び第1‐2分枝管912は、複数個形成されることが好ましい。
同様に、前記第2ヘッダータンク200の下側には、パイプ状の第2導管920が長さ方向に独立に形成されており、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310と連通される少なくとも1つ以上の第2‐1分枝管921及び第3空間部330と連通される少なくとも1つ以上の第2‐2分枝管922がそれぞれ形成されることができる。
前記第2導管920は前記出口パイプ520と連結される。これにより、前記第1熱交換部710を循環して前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310に到逹した冷媒が、前記第2‐1分枝管921を介して前記第2導管920に排出される。
また、前記第2熱交換部720を循環した冷媒は前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330に到逹した後、前記第2‐2分枝管922を介して前記第2導管920に排出され、最後に、第2‐1分枝管921を介して排出された冷媒と混じって前記出口パイプ520に排出される。
実施例8
図30〜図39に図示された本発明の蓄冷熱交換器は、前記入口パイプ510及び出口パイプ520が前記第1ヘッダータンク100の前記第1空間部310又は第3空間部330に連結される。
特に、上記の構成を有する本発明の蓄冷熱交換器10は、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の何れか1つに設けられ、前記第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330それぞれを長さ方向に区画する区画手段610が備えられている。前記区画手段610により区画された領域に位置した前記第2空間部320の幅方向の両側壁の所定領域には、冷媒が前記第1空間部310と第3空間部330との間を流動するように、前記第1空間部310と第3空間部330とを連通させる冷媒連通孔340が形成される。
また、本発明の蓄冷熱交換器10は、空気の流れ方向において前・後列に位置した第1列及び第3列の冷媒側チューブ410、430に冷媒が流動され、中間列に位置した第2列のチューブ420には蓄冷材が貯蔵されており、前記区画手段610により区画されて前記冷媒連通孔340が形成された空間に位置した第1列〜第3列の全てのチューブ400に冷媒が流動されることを特徴とする。
これにより、本発明の蓄冷熱交換器10は、第1列の冷媒側チューブ410に流動される冷媒が、前記区画手段610により区画された空間に形成された冷媒連通孔340を介して第3列の冷媒側チューブ430に流動されることができ、冷媒の流動過程で第2列のチューブ420に貯蔵された蓄冷材とは混じり合うことがない。
本実施例において、前記区画手段610により区画されて前記冷媒連通孔が形成された空間に位置したチューブ400が1未満であると、区画構造を形成することが困難であり、チューブ400の全体数の25%以上であると、蓄冷材が注入される空間が減少して蓄冷性能が低下する恐れがあるため、チューブ400の数は、少なくとも1つ以上、チューブ400の全体列数の25%以下となるように前記区画手段610を設けることが好ましい。
図33及び図34に示したように、本発明の蓄冷熱交換器10は、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200の両端に開放形成された開口部130を密閉するために、前記開口部130に隣接して形成され、前記区画手段610と同一の形状を有する密閉用バッフル630が備えられていてもよい。
この際、前記密閉用バッフル630及び区画手段610が前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200に挿入されるように、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の外壁の所定領域にはバッフル挿入溝640が形成されており、前記密閉用バッフル630及び区画手段610が前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200に挿入されて設けられた後、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200の該当位置にろう付接合されることができる。
前記密閉用バッフル630及び区画手段610は、互いに同一の形態に形成されることができ、前記第1空間部310〜第3空間部330を形成するヘッダー110及びタンクカバープレート120の結合体の外壁、すなわち、3列に配置された結合体の間の結合面に嵌合されるように嵌合部650が形成されることが好ましい。
勿論、前記ヘッダー110及びタンクカバープレート120が一体型に形成され、隔壁370により前記第1空間部310〜第3空間部330に分離される場合には、前記密閉用バッフル630及び区画手段610が隔壁370に嵌合されるように、隔壁370の高さだけ陥入されて形成される嵌合部650が形成されてもよい。
また、前記ヘッダー110及びタンクカバープレート120が一体型に形成され、隔壁370により前記第1空間部310〜第3空間部330に分離される場合、前記第1ヘッダータンク100又は第2ヘッダータンク200の外面にバッフル挿入溝640を別に形成せず、ヘッダー110及びタンクカバープレート120が結合される前に密閉用バッフル630及び区画手段610が挿入されて固定された後、ヘッダー110及びタンクカバープレート120が結合されることができる。
一方、図30に図示されたように、本発明の前記蓄冷熱交換器10は、前記第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200の両端に開放形成された開口部130を密閉するエンドキャップ660を備えてもよい。
本発明の蓄冷熱交換器10は、前記入口パイプ510、出口パイプ520、及びバッフル620の位置に応じて、冷媒側チューブ410、430を循環する冷媒の循環流路を多様に調節することができる。図36〜図39は、冷媒が還流される別の例を示す。以下、説明の便宜のために、図面において、上側に位置したヘッダータンクが第1ヘッダータンク100であり、下側に位置したヘッダータンクが第2ヘッダータンク200であり、空気の流れ方向に第1列の冷媒側チューブ410、第2列の蓄冷部側チューブ420、第3列の冷媒側チューブ430が順に配列され、同様に、第1空間部310、第2空間部320、及び第3空間部330が順に配列された場合について説明する。
以下、図36に図示された蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明する。
図36の蓄冷熱交換器10において、先ず、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、第1列の冷媒側チューブ410に沿って下側に移動した後、前記第2ヘッダータンク200に形成された冷媒連通孔340を介して前記第2ヘッダータンク200の前記第3空間部330に流入される。
次に、前記冷媒は、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330を通過して更に上側に移動し、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に流入された後、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
この際、前記第1ヘッダータンク100の第2空間部320には、蓄冷材と冷媒とが混じり合わないように、前記第2ヘッダータンク200の第2空間部320と同一の位置に区画手段610が設けられる。
換言すれば、図36の蓄冷熱交換器10は、冷媒が前記第1ヘッダータンク100の前記第1空間部310に流入されて前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に排出される構造であって、この際、蓄冷材と冷媒とが混じり合わないように前記2空間部320に設けられた区画手段610により、前記第1空間部310の冷媒が冷媒連通孔340に沿って第3空間部330に自由に流動されることができる。
したがって、前記蓄冷熱交換器10は、空気の流れ方向に両側端部に位置した冷媒側チューブ410、430を循環する冷媒から発生した冷気が、第2列に位置した蓄冷部側チューブ420内の蓄冷材に貯蔵されることにより、蓄冷性能が向上され、快適な冷房環境を効果的に維持することができる。
冷媒循環流路の更に他の実施例として、図37に図示された蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明すると、先ず、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、冷媒側チューブ410に沿って下側に移動した後、前記第2ヘッダータンク200の第1空間部310を通過して更に上側に移動し、前記第1ヘッダータンク100に形成された冷媒連通孔340を介して前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に流入される。
次に、冷媒は、前記第1ヘッダータンク100及び前記第2ヘッダータンク200の前記第3空間部330に両端が固定された第3列の冷媒側チューブ430に沿って下側に移動した後、前記第2ヘッダータンク200の第3空間部330を通過して更に上側に移動して、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330に流入される。次に、前記冷媒は、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して10の外部に排出される。
冷媒循環流路の更に他の実施例として、図38に図示された蓄冷熱交換器10の冷媒の流れを説明すると、先ず、前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310と連通された入口パイプ510を介して蓄冷熱交換器10の内部に冷媒が流入される。流入された冷媒は、冷媒側チューブ410に沿って上・下にジグザグに流動されて更に前記第1ヘッダータンク100の第1空間部310に到逹した後、前記第1ヘッダータンク100に形成された冷媒連通孔340を介して前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に流入される。
次に、前記冷媒は、前記第1ヘッダータンク100及び前記第2ヘッダータンク200の前記第3空間部330に両端が固定された冷媒側チューブ430に沿って上・下にジグザグに流動された後、更に前記第1ヘッダータンク100の前記第3空間部330に到逹して、前記第1ヘッダータンク100の第3空間部330と連通された出口パイプ520を介して蓄冷熱交換器10の外部に排出される。
図39に図示された実施例は図38に図示された実施例と類似するが、上・下にジグザグに流動される回数がより少なく、前記冷媒連通孔の位置が前記第2ヘッダータンク200に形成されたものである。
上述したように、本発明の蓄冷熱交換器10は、入口パイプ510、出口パイプ520、冷媒連通孔、前記第1空間部310、及び第3空間部330に備えられるバッフル620の位置に応じて、冷媒の循環流路を多様に変更実施することができる。
実施例9
図29に図示されたように、上述の蓄冷熱交換器10を含む蓄冷システム1は、蓄冷材が貯蔵されるリザーバ2と、前記リザーバ2と前記蓄冷熱交換器10の蓄冷部側チューブ420との間で蓄冷材が循環されるようにする循環ポンプ3と、前記循環ポンプ3を制御する制御部4と、前記リザーバ2、循環ポンプ3、及び前記蓄冷熱交換器10の蓄冷部側チューブ420を連結する循環配管5と、を含んで形成される。
蓄冷システム1は、蓄冷熱交換器10を含み、蓄冷熱交換器10の外部に備えられた蓄冷システム1の要素が、蓄冷部側チューブ420の内部に貯蔵された前記蓄冷材を循環させる役割をする。
前記蓄冷システム1は、前記蓄冷熱交換器10の蓄冷部730に貯蔵された蓄冷材を循環させるために、前記制御部4が温度及び流量に関する情報を受信した後、前記循環ポンプ3を駆動させることで、前記蓄冷部730に貯蔵されていた蓄冷材を排出させ、前記リザーバ2に貯蔵されていた新しい蓄冷材を更に前記蓄冷部730に充填させる。
この際、前記循環配管5は、前記蓄冷熱交換器10の第1ヘッダータンク100及び第2ヘッダータンク200の中間列に位置した第2空間部320と連通されるように連結されることができる。
これにより、前記蓄冷システム1は、前記蓄冷材の状態を、蓄冷機能を遂行するに適した状態に維持することができ、前記蓄冷熱交換器10の熱交換及び蓄冷性能を向上させることができる。
本発明は上記の実施例に限定されず、適用範囲が多様であることは勿論であって、本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、誰でも請求範囲にて請求する本発明の要旨を外れることなく多様な変形実施が可能であることは勿論である。
1 蓄冷システム
2 リザーバ
3 循環ポンプ
4 制御部
5 循環配管
10 蓄冷熱交換器
100、200 第1ヘッダータンク、第2ヘッダータンク
110 ヘッダー
120 タンクカバープレート
130 開口部
310、320、330 第1空間部、第2空間部、第3空間部
321 第2‐1空間部
322 第2‐2空間部
340 冷媒連通孔
350 流入分枝孔
351、352 第1流入分枝孔、第2流入分枝孔
360 排出分枝孔
361、362 第1排出分枝孔、第2排出分枝孔
370 隔壁
380 蓄冷材注入口
390 栓
400 チューブ
410、430 冷媒側チューブ
420 蓄冷部側チューブ
440 フィン
510、520 入口パイプ、出口パイプ
610 区画 手段
620 バッフル
630 密閉用バッフル
640 バッフル挿入溝
650 嵌合部
660 エンドキャップ
710、720、730 第1熱交換部、第2熱交換部、蓄冷部
741、742 第1流路、第2流路
800 パイプコネクタ
810、820 第1パイプコネクタ、第2パイプコネクタ
910、920 第1導管、第2導管
911、912 第1‐1分枝管、第1‐2分枝管
921、922 第2‐1分枝管、第2‐2分枝管

Claims (23)

  1. それぞれが内部に縦方向に伸張された隔壁を有し、それによってそれぞれが第1空間部、第2空間部、及び第3空間部の横方向の三つの空間に分離され、所定距離離間して相互に平行に設けられた第1ヘッダータンク及び第2ヘッダータンクと、
    第1列の前記第1空間部及び第3列の前記第3空間部に両端が固定されて冷媒が循環される冷媒側チューブ、及び第2列の前記第2空間部に両端が固定されて冷媒が貯蔵される蓄冷部側チューブを含む幅方向に3列に配置された複数個のチューブと、
    前記チューブの間に介在されたフィンと、
    前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクに形成され、冷媒が流入される入口パイプ及び冷媒が排出される出口パイプと、
    を含むことを特徴とする蓄冷熱交換器。
  2. 前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクの少なくとも何れか1方の前記第2空間部の幅方向の両側壁の所定領域には、冷媒が前記第1空間部と前記第3空間部との間を流動するように前記第1空間部と前記第3空間部とを連通させる冷媒連通孔が形成されており、
    前記第1空間部と前記第3空間部との間を流動する冷媒と前記蓄冷部側チューブに貯蔵された蓄冷材とを分離する区画手段を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  3. 前記第2空間部は、前記区画手段により、高さ方向に、第2‐1空間部と前記第2‐1空間部の上部に形成された第2‐2空間部とに区画されており、
    前記第2‐1空間部は前記蓄冷部側チューブと連通され、前記第2‐2空間部には前記冷媒連通孔が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の蓄冷熱交換器。
  4. 前記蓄冷熱交換器は、
    前記第1空間部と連通されたチューブに沿って冷媒が循環される第1熱交換部と、
    前記第3空間部と連通されたチューブに沿って冷媒が循環される第2熱交換部と、
    前記第2‐1空間部と連通されたチューブの内部に蓄冷材が貯蔵される蓄冷部と、を含むことを特徴とする請求項3に記載の蓄冷熱交換器。
  5. 前記区画手段は、
    前記第2空間部の空間が高さ方向に分離されるように、長さ方向に形成された独立の板状部材であって、
    前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクの第2空間部内に設けられるように、その幅方向の両側端部が折り曲げられて形成されることを特徴とする請求項2に記載の蓄冷熱交換器。
  6. 前記区画手段は、前記冷媒連通孔が互いに連結されるように管状に形成されることを特徴とする請求項2に記載の蓄冷熱交換器。
  7. 前記入口パイプ及び前記出口パイプそれぞれは、前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクの前記第1空間部又は前記第3空間部に連結されることを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  8. 前記入口パイプ又は前記出口パイプは、前記第1ヘッダータンク又は第2ヘッダータンクの第2‐2空間部と連通されることを特徴とする請求項3に記載の蓄冷熱交換器。
  9. 前記冷媒連通孔は、
    前記入口パイプと連通された前記第2‐2空間部に形成された流入分枝孔と、
    前記出口パイプと連通された前記第2‐2空間部に形成された排出分枝孔と、を含むことを特徴とする請求項8に記載の蓄冷熱交換器。
  10. 前記流入分枝孔は、前記入口パイプを介して流入された冷媒が前記第1空間部と前記第3空間部とに分枝される領域に位置した隔壁に形成され、
    前記排出分枝孔は、前記第1熱交換部及び前記第2熱交換部を循環した冷媒が前記第1空間部及び前記第3空間部から流入されて前記出口パイプに排出される領域に位置した隔壁に形成されることを特徴とする請求項9に記載の蓄冷熱交換器。
  11. 前記流入分枝孔は、前記第1空間部と連通される第1流入分枝孔と、前記第3空間部と連通される第2流入分枝孔と、を含み、
    前記排出分枝孔は、前記第1空間部と連通される第1排出分枝孔と、前記第3空間部と連通される第2排出分枝孔と、を含み、
    前記第1流入分枝孔、第2流入分枝孔、第1排出分枝孔、及び第2排出分枝孔は、それぞれ少なくとも1つ以上形成されることを特徴とする請求項10に記載の蓄冷熱交換器。
  12. 前記蓄冷熱交換器の長さ方向の一側外面に位置するパイプコネクタを更に含み、前記パイプコネクタは、前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクの何れか1つに形成された第2‐2空間部と連通されてその内部に冷媒が流動され、前記入口パイプが形成された第1パイプコネクタと、前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクの残りの1方に形成され第2‐2空間部と連通されてその内部に冷媒が流動され、前記出口パイプが形成された第2パイプコネクタと、を含むことを特徴とする請求項8に記載の蓄冷熱交換器。
  13. 前記入口パイプ及び前記出口パイプが互いに隣接して並べて配置されるように前記第1パイプコネクタ及び第2パイプコネクタが構成されることを特徴とする請求項12に記載の蓄冷熱交換器。
  14. 前記第1ヘッダータンクの外側に長さ方向に並べて形成されるパイプ状の第1導管と、
    前記第2ヘッダータンクの外側に長さ方向に並べて形成されるパイプ状の第2導管と、
    前記第1導管から前記第1ヘッダータンクの前記第1空間部に分枝されて形成される第1‐1分枝管と、前記第1導管から第3空間部に分枝されて形成される第1‐2分枝管と、前記第2導管から前記第2ヘッダータンクの前記第1空間部に分枝されて形成される第2‐1分枝管と、前記第2導管から第3空間部に分枝されて形成される第2‐2分枝管と、を更に含み、
    前記第1導管及び前記第2導管は、それぞれ前記入口パイプ及び出口パイプの何れか1方と連結されて冷媒が流入又は排出されることを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  15. 前記第1ヘッダータンク又は前記第2ヘッダータンクの何れか1つに備えられて、前記第1空間部、第2空間部、及び第3空間部を長さ方向に区画する区画手段を更に含み、
    前記区画手段により区画された領域に位置した前記第2空間部に前記冷媒連通孔が形成されており、
    前記区画手段により区画されて前記冷媒連通孔が形成される空間に位置した前記蓄冷部側チューブ及び前記冷媒側チューブの全てに冷媒が流動されることを特徴とする請求項6に記載の蓄冷熱交換器。
  16. 前記区画手段により区画されて前記冷媒連通孔が形成された空間に位置したチューブの列数は少なくとも1個以上であり、チューブの全体列数の25%以下になるように前記区画手段が設けられることを特徴とする請求項15に記載の蓄冷熱交換器。
  17. 前記第1ヘッダータンク及び前記第2ヘッダータンクの両端に開放されて形成された開口部に隣接して備えられる密閉用バッフル又は前記開口部を密閉するエンドキャップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  18. 前記第2空間部に蓄冷材が注入されるように、前記第2空間部に蓄冷材注入口が形成されることを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  19. 前記第1ヘッダータンク及び前記第2ヘッダータンクは、それぞれ押出形成されたヘッダーとタンクプレートカバーとの結合により形成され、
    前記第1空間部、前記第2空間部、及び前記第3空間部に空間が分離されるように前記ヘッダー又は前記タンクカバープレートの内部に隔壁が形成されており、
    前記区画手段は、前記第2空間部に長さ方向に、前記ヘッダー又は前記タンクカバープレートと一体に押出成形されることを特徴とする請求項3に記載の蓄冷熱交換器。
  20. 前記第1ヘッダータンク及び前記第2ヘッダータンクは、
    前記第1空間部、前記第2空間部、及び前記第3空間部をそれぞれ構成するヘッダー及びタンクカバープレートを一体に押出成形することで形成され、
    前記区画手段は、前記第2空間部に長さ方向に、前記ヘッダー及びタンクカバープレートと一体に押出形成されることを特徴とする請求項3に記載の蓄冷熱交換器。
  21. 3列に配置された前記チューブは、同時に押出されて一体型に形成されることを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  22. 3列に配置された前記チューブの間に挿入されたフィンは一体に形成されることを特徴とする請求項1に記載の蓄冷熱交換器。
  23. 請求項1に記載の蓄冷熱交換器を含む蓄冷システムであって、
    蓄冷材が貯蔵されるリザーバと、
    前記リザーバと前記蓄冷熱交換器の蓄冷部との間で蓄冷材が循環されるようにする循環ポンプと、
    前記循環ポンプを制御する制御部と、
    前記リザーバ、循環ポンプ、及び前記蓄冷熱交換器の蓄冷部を互いに連結する循環配管と、を含むことを特徴とする蓄冷システム。
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