JP2016109423A - 車両用熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】エアコンシステムの冷房性能を向上させ、冷媒の流動時に発生する騒音および振動を低減させることにより、車両のＮＶＨ性能を向上させる車両用熱交換器を提供する。【解決手段】本発明の実施例に係る車両用熱交換器は、複数個のプレートが積層されて内部に第１流路と第２流路とを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路を通過する作動流体を相互熱交換させ、一面が膨張バルブに固定装着される熱交換部と、熱交換部の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結する第１、第２流入孔と、熱交換部の一面と他面で第１、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結する第１、第２排出孔と、熱交換部の他面で熱交換部と一体で構成され、第２流入孔を通じて流入される作動流体の流動時に発生する騒音と振動を低減させる騒音低減部とを含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用熱交換器に係り、より詳しくは、膨張バルブに一体形に装着されて、凝縮器から供給される冷媒を蒸発器から圧縮器に供給する冷媒と相互熱交換を通じて過冷させて冷房性能を向上させ、冷媒の流動時に発生する騒音および振動を低減させる車両用熱交換器に関する。
一般に、自動車のエアコンシステムは、外部の温度変化に関係なく自動車室内の温度を適当な温度に維持して、快適な室内環境を維持させるものである。
このようなエアコンシステムは、冷媒を圧縮する圧縮器と、圧縮器で圧縮した冷媒を凝縮して液化させる凝縮器と、凝縮器で凝縮して液化した冷媒を急速に膨張させる膨張バルブ、および膨張バルブで膨張した冷媒を増発させながら冷媒の蒸発潜熱を利用してエアコンシステムが設置された室内に送風される空気を冷却する蒸発器などを主な構成要素として含む。
エアコンシステムは、一般的な冷凍サイクルにより作動するもので、圧縮器、凝縮器、膨張バルブ、および蒸発器を相互連結するエアコン配管を通じて順次に繰り返し循環しながら、高温高圧の液体状態から低温低圧の気体状態に連続的に相変化して冷房過程を行う。
しかし、上記のような従来のエアコンシステムは、凝縮器で凝縮した冷媒を再度過冷させる構造からなり、冷媒の流れが複雑で、凝縮器の入出口の配管内部の圧力降下が頻繁に発生するという問題点がある。
また、凝縮器が限定された大きさであり、エンジンルームの内部空間が狭く、冷媒が移動するエアコン配管の長さに制約があることで、冷媒を必要温度に低減させるための最小要求長さが充足できず、これにより、圧縮器の所要動力に対比して冷房能力の係数のＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が低くなり、エアコンシステムの全体的な冷房性能および効率が低下するという問題点もある。また、エアコンシステムを循環する冷媒は、圧縮器を通じて高温高圧に圧縮して速い速度でエアコン配管上で流動することにより、エアコン配管で騒音および振動が発生し、このような騒音および振動により、車両の全体的なＮＶＨ性能が低下するという問題点もある。
特開特開２０１５−０１７７４９号公報
本発明は、上記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、膨張バルブに一体形に装着され、凝縮器から供給される高温高圧の冷媒を蒸発器から圧縮器に供給する低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させてエアコンシステムの冷房性能を向上させ、冷媒の流動時に発生する騒音および振動を低減させることにより、車両のＮＶＨ性能を向上させる車両用熱交換器を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の車両用熱交換器は、複数個のプレートが積層されて内部に第１流路と第２流路とを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路を通過する作動流体を相互熱交換させ、一面が膨張バルブに連結される熱交換部と、熱交換部の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２流入孔と、熱交換部の一面と他面で第１、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２排出孔と、熱交換部の他面で熱交換部と一体で構成され、第２流入孔を通じて流入される作動流体の流動時に発生する騒音と振動を低減させる騒音低減部とを含むことを特徴とする。
騒音低減部は、少なくとも二枚以上で構成されて熱交換部の他面に積層され、内部に少なくとも一つ以上の空間を形成し、第２排出孔と連通した連結孔が形成される騒音低減プレートと、騒音低減プレートのうち、外側に配置される騒音低減プレートに装着されて空間を形成する密閉プレートとを含むことを特徴とする。
空間は、第２排出孔を通じて排出される作動流体のみを流入させるように第１流路と第１流入孔との連結が閉鎖されることを特徴とする。
騒音低減部は、少なくとも一枚で構成されて熱交換部の他面に一面が積層され、他面に向かって突出した突出端を有し、第２排出孔と連結する連結孔が形成される騒音低減プレートと、突出端の一側が開口して連結孔と連結する共鳴孔と、騒音低減プレートとの間で共鳴孔と連結する空間を形成するように騒音低減プレートの他面で突出端と接触した状態で装着される密閉プレートとを含むことを特徴とする。
空間は、第２排出孔を通じて排出される作動流体のみを流入させるように第１流路と第１流入孔との連結が閉鎖されることを特徴とする。
熱交換部の一面と、騒音低減部の他面には、それぞれカバープレートが装着され、膨張バルブの反対側に位置するカバープレートに第１流入孔と第２排出孔と連通する第１、第２貫通孔がそれぞれ形成された連結ブロックが装着されることを特徴とする。
膨張バルブは、熱交換部に固定プレートによって装着される連結フランジを通じて熱交換部と連結され、熱交換部の他面から熱交換部を貫通して締結される固定ボルトを通じて熱交換部に一体固定されることを特徴とする。
第１流入孔は、熱交換部の他面一側に形成され、第１流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の一面一側に第１排出孔が形成され、第２流入孔は、熱交換部の一面他側に形成され、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の他面他側に第２排出孔が形成されることを特徴とする。
作動流体は、凝縮器から排出して第１流入孔を通じてそれぞれの第１流路を通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器から排出されて第２流入孔を通じてそれぞれの第２流路を通過する低温低圧の冷媒で構成されることを特徴とする。
そして、本発明の他の実施例に係る車両用熱交換器は、複数個のプレートが積層されて内部に第１流路と第２流路とが交互に形成され、それぞれの第１、第２流路を通過する作動流体を相互熱交換させる熱交換部と、熱交換部の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２流入孔と、熱交換部の一面と他面で第１、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２排出孔と、熱交換部の一面で熱交換部と連結する膨張バルブと、熱交換部と膨張バルブとの間で熱交換部の一面に一体で構成され、第２流入孔を通じて流入される作動流体の流動時に発生する騒音と振動を低減させる騒音低減部とを含むことを特徴とする。
騒音低減部は、少なくとも二枚以上で構成され、熱交換部と膨張バルブとの間で熱交換部の一面に積層されて内部に少なくとも一つ以上の空間を形成する騒音低減プレートと、騒音低減プレートに形成され、第２流入孔に流入する作動流体を空間を通過させた後、第２流入孔を通じて第２流路に流入させる連結孔とを含むことを特徴とする
空間は、連結孔を通じて流入した作動流体が通過した後、第２流入孔を通じて流入して第２流路を通過するように第１流路、第１流入孔、および第１排出孔との連結が閉鎖されることを特徴とする。
騒音低減部は、少なくとも一枚以上で構成され、熱交換部と膨張バルブとの間で熱交換部の一面に積層されて内部に空間を形成し、熱交換部の一面で突出形成されて熱交換部に接触する突出端を有し、第２流入孔と連結する連結孔が形成される騒音低減プレートと、突出端の一側が開口して連結孔と空間を連結する共鳴孔とを含むことを特徴とする。
空間は、第２流入孔に流入して第２流路を通過した後、第２排出孔に流動される作動流体のみを流入させるように第１流路、第１流入孔、および第１排出孔との連結が閉鎖されることを特徴とする。
膨張バルブは、騒音低減部に固定プレートによって装着される連結フランジを通じて熱交換部と連結され、熱交換部の他面から熱交換部と騒音低減部とを貫通して締結される固定ボルトを通じて騒音低減部を介して熱交換部に一体に固定されることを特徴とする。
熱交換部の他面と、騒音低減部の一面にはそれぞれカバープレートが装着され、カバープレートが装着される他面とプレートとの間に冷媒の漏れを防止する密閉プレートが装着されることを特徴とする。
熱交換部は、膨張バルブの反対側に位置するカバープレートに第１流入孔と第２排出孔と連通する第１、第２貫通孔がそれぞれ形成された連結ブロックが装着されることを特徴とする。
第１流入孔は、熱交換部の他面一側に形成され、第１流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の一面一側に第１排出孔が形成され、第２流入孔は、熱交換部の一面他側に形成され、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の他面他側に第２排出孔が形成されることを特徴とする。
作動流体は、凝縮器から排出して第１流入孔を通じてそれぞれの第１流路を通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器から排出して第２流入孔を通じてそれぞれの第２流路を通過する低温低圧の冷媒で構成されることを特徴とする。
本発明によれば、膨張バルブに一体形に装着され、凝縮器から供給される高温高圧の冷媒を蒸発器から圧縮器に供給する低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させてエアコンシステムの冷房性能を向上させ、冷媒の流動時に発生する騒音および振動を低減させることができる。
本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器の斜視図である。 本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器の平面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、凝縮器から排出した冷媒の流動状態を示した図面である。 図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、蒸発器から排出した冷媒の流動状態を示した図面である。 本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器の斜視図である。 本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器の分解斜視図である。 図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器で騒音低減部に適用される騒音低減プレートの斜視図である。 本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器の平面図である。 図１１のＥ−Ｅ線に沿った断面図であり、凝縮器から排出した冷媒の流動状態を示した図面である。 図１１のＦ−Ｆ線に沿った断面図であり、蒸発器から排出した冷媒の流動状態を示した図面である。 本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器の斜視図である。 本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器の分解斜視図である。 図１４のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。 本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器の斜視図である。 本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器の分解斜視図である。 図１７のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳しく説明する。
図１と図２は、本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器の斜視図および分解斜視図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器１００は、冷媒を圧縮する圧縮器１０と、冷媒を凝縮させる凝縮器２０と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ３０と、膨張バルブ３０を通じて膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器４０とを含むエアコンシステムにおいて、凝縮器２０と膨張バルブ３０との間で膨張バルブ３０に直接装着され、内部に流入する作動流体である冷媒を熱交換させる。
ここで、本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器１００は、図１乃至図３に示すように、熱交換部１１０、第１、第２流入孔１１６ａ、１１６ｂ、第１、第２排出孔１１８ａ、１１８ｂ、および騒音低減部１５０を含んで構成される。
先ず、熱交換部１１０は、複数個のプレート１１２が積層されて内部に第１流路１１４ａと第２流路１１４ｂとを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路１１４ａ、１１４ｂを通過する作動流体を相互熱交換させる。
このような熱交換部１１０の一面が膨張バルブ３０に直接付着した状態で、固定装着される。
ここで、熱交換部１１０の一面と、騒音低減部１５０の他面には、それぞれカバープレート１２０が装着される。
このように構成される熱交換部１１０は、複数のプレート１１２が積層されるプレート型（または、「板型」ともいう）で形成される。
本実施例において、第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂは、熱交換部１１０の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路１１４ａと第２流路１１４ｂにそれぞれ連結される。
そして、第１排出孔１１８ａと第２排出孔１１８ｂは、熱交換部１１０の一面と他面で第１、第２流入孔１１６ａ、１１６ｂと対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路１１４ａと第２流路１１４ｂにそれぞれ連結される。
ここで、第１流入孔１１６ａは、熱交換部１１０の他面一側に形成され、第１流入孔１１６ａと対角線方向に離隔した位置で熱交換部１１０の一面一側に第１排出孔１１８ａが形成される。
また、第２流入孔１１６ｂは、熱交換部１１０の一面他側に形成され、第２流入孔１１６ｂと対角線方向に離隔した位置で熱交換部１１０の他面他側に第２排出孔１１８ｂが形成される。
これにより、熱交換部１１０は、第１、第２流入孔１１６ａ、１１６ｂを通じて第１、第２流路１１４ａ、１１４ｂをそれぞれ通過する作動流体の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて相互熱交換させる。
一方、本実施例において、熱交換部１１０は、膨張バルブ３０の反対側に位置するカバープレート１２０に第１流入孔１１６ａと第２排出孔１１８ｂに連通する第１、第２貫通孔１２４ａ、１２４ｂがそれぞれ形成された連結ブロック１２２が装着される。
連結ブロック１２２は、圧縮器１０または蒸発器２０を熱交換器１００と連結する時に配管を連結し易くすることで、配管連結の作業性を向上させ、配管装着時間を短縮させる機能を有する。
また、膨張バルブ３０は、熱交換部１１０に装着される連結フランジ１２６を通じて熱交換部１１０に連結され、熱交換部１１０の他面から熱交換部１１０の内部を貫通して締結される固定ボルトＢを通じて熱交換部１１０に一体に固定される。
連結フランジ１２６は、熱交換部１１０に固定プレート１２８を通じて装着される。
これにより、熱交換部１１０は、膨張バルブ３０の一面に連結フランジ１２６を通じて直接装着されて膨張バルブ３０と一体形に構成される。
本実施例において、プレート１１２は、第１、第２流路１１４ａ、１１４ｂの内部で突出形成される少なくとも一つ以上の突起１１３を含む。
突起１１３は、第１流路１１４ａと第２流路１１４ｂをそれぞれ通過する作動流体を迂回させて、第１流路１１４ａと第２流路１１４ｂの全体にわたって均等に流れるように流動の流れを制御する機能を有する。
つまり、突起１１３は、第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂにそれぞれ流入する作動流体が第１流路１１４ａと第２流路１１４ｂを通過する場合、各流路１１４ａ、１１４ｂ上で全体的に流動されるようにすることで、熱交換面積を増大させて効率を向上させる。
ここで、作動流体は、凝縮器２０から排出されて第１流入孔１１６ａを通じてそれぞれの第１流路１１４ａを通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器４０から排出されて第２流入孔１１６ｂを通じてそれぞれの第２流路１１４ｂを通過する低温低圧の冷媒とで構成される。
一方、本実施例では、熱交換部１１０に形成された流路と流入孔、排出孔がそれぞれ２つ形成されることを一実施例として説明しているが、これに限定されず、流路と、流入孔、および排出孔の個数は、流入される作動流体の数によって変更して適用可能である。
例えば、作動流体が冷却水をさらに含む場合は、プレート１１２の積層個数を増加させて新たな流路を形成し、この新たな流路と連結する流入孔と排出孔を新しく形成してもよい。
そして、騒音低減部１５０は、熱交換部１１０の他面で熱交換部１１０と一体で構成され、第２流入孔１１６ｂを通じて流入される低温低圧の冷媒が流動する時に発生する騒音と振動を低減させる。
ここで、騒音低減部１５０は、騒音低減プレート１５２と密閉プレート１５６とを含む。
先ず、騒音低減プレート１５２は、少なくとも二枚以上で構成され、本発明の第１実施例では、３枚で構成される。
このような騒音低減プレート１５２は、熱交換部１１０の他面に積層され、内部に第１流入孔１１６ａと第１流路１１４ａとの連結が閉鎖される少なくとも一つ以上の空間Ｓを形成し、第２排出孔１１８ｂと連通した連結孔１５４が形成される。
そして、密閉プレート１５６は、騒音低減プレート１５２のうち、膨張バルブ３０の反対側で外側に配置される騒音低減プレート１５２に装着される。
このような密閉プレート１５６は、外側に配置される騒音低減プレート１５２との間に空間Ｓを形成する。
これにより、本発明の第１実施例において、騒音低減部１５０は、３枚のプレートが熱交換部１１０に積層された状態で密閉プレート１５６が装着されることで、内部に３個の空間を形成する。
ここで、空間Ｓは、第２排出孔１１８ｂを通じて排出される低温低圧の冷媒のみを流入させるように、第１流入孔１１６ａと第１流路１１４ａとの連結が閉鎖される。
このように構成される騒音低減部１５０は、空間Ｓの断面積より小さい断面積を有する第２排出孔１１８ｂを通じて低温低圧の冷媒が流動されながら発生する騒音および振動を断面積の変化を利用して反射させる拡張型消音器で形成される。このような騒音低減部１５０は、熱交換部１１０に一体で構成されることにより、従来の冷媒流動時に発生する騒音および振動の低減のために適用されたエアコン配管を長く設定するか、別途の消音器の装着を除去できるようになる。
以下、上記のように構成される本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器１００の作動および作用を詳しく説明する。
図４は、本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器の平面図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、凝縮器から排出した冷媒の流動状態を示した図面であり、図６は、図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、蒸発器から排出した冷媒の流動状態を示した図面である。
先ず、凝縮器２０で凝縮した高温高圧の冷媒は、図５に示すように、熱交換器１００の連結ブロック１２２に形成された第１貫通孔１２４ａを通じて流入する。
第１貫通孔１２４ａに流入した冷媒は、騒音低減部１５０の内部を貫通して第１流入孔１１６ａに流入し、それぞれの第１流路１１４ａを通過して第１排出孔１１８ａを通じて膨張バルブ３０に排出される。
ここで、熱交換部１１０に流入した高温高圧の冷媒は、騒音低減部１５０に形成された各空間Ｓが第１流路１１４ａ、および第１流入孔１１６ａとは閉鎖されることにより、各空間Ｓを通過しない状態で、それぞれの第２流路１１４ｂを通過する低温低圧の冷媒と相互熱交換して過冷却される。
そして、蒸発器４０から排出された低温低圧の冷媒は、図６に示すように、第２流入孔１１６ｂに流入してそれぞれの第２流路１１４ｂを通過しながら、それぞれの第１流路１１４ａを通過する高温高圧の冷媒と相互熱交換した後、第２排出孔１１８ｂを通じて騒音低減部１５０の各空間Ｓに流入する。
ここで、第２排出孔１１８ｂを通じて排出される低温低圧の冷媒は、断面積が相対的に小さい第２排出孔１１８ｂから断面積の大きいそれぞれの空間Ｓに流動される。
この時、騒音低減部１５０は、各空間Ｓが断面変化を利用して騒音および振動を反射させる拡張型消音器の機能を果たすことにより、第２排出孔１１８ｂを通じて排出した低温低圧の冷媒から発生した騒音および振動が相殺されて低減される。
従って、本発明の第１実施例に係る車両用熱交換器１００は、膨張バルブ３０に直接装着し、熱交換部１１０と共に、騒音低減部１５０を一体構成することで、冷媒が流動する時に発生する騒音および振動を低減することができる。
また、熱交換部１１０では、高温高圧の冷媒を低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させることで、高温高圧の冷媒内部に含まれた不凝縮冷媒も熱交換を通じて凝縮した状態で膨張バルブ３０に流入する。
これにより、熱交換器１００は、蒸発器４０の入口側の冷媒の温度を追加的にさらに低くし、蒸発器４０のエンタルピー差を大きくすることができ、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を極大化させることができる。
また、本実施例に係る熱交換器１００は、不凝縮気体冷媒によるエアコンシステムの効率低下を防止することで、膨張バルブ３０における膨張効率を増大させることができる。
図７と図８は、本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器の斜視図および分解斜視図であり、図９は、図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図であり、図１０は、本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器で騒音低減部に適用される騒音低減プレートの斜視図である。
図面に示す通り、本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器２００は、冷媒を圧縮する圧縮器１０と、冷媒を凝縮させる凝縮器２０と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ３０と、膨張バルブ３０を通じて膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器４０とを含むエアコンシステムにおいて、凝縮器２０と膨張バルブ３０との間で膨張バルブ３０に直接装着され、内部に流入する作動流体である冷媒を熱交換させられる。
ここで、本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器２００は、図７乃至図９に示すように、熱交換部２１０、第１、第２流入孔２１６ａ、２１６ｂ、第１、第２排出孔２１８ａ、１１８ｂ、および騒音低減部２５０を含んで構成される。
先ず、熱交換部２１０は、複数個のプレート２１２が積層されて内部に第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂとを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路２１４ａ、２１４ｂを通過する作動流体を相互熱交換させることができる。
このような熱交換部２１０の一面が膨張バルブ３０に直接付着した状態で、固定装着される。
ここで、熱交換部２１０の一面と、騒音低減部２５０の他面には、それぞれカバープレート２２０が装着される。
このように構成される熱交換部２１０は、複数のプレート２１２が積層されるプレート型（または、「板型」ともいう）である。
本実施例において、第１流入孔２１６ａと第２流入孔２１６ｂは、熱交換部２１０の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂにそれぞれ連結される。
そして、第１排出孔２１８ａと第２排出孔２１８ｂは、熱交換部２１０の一面と他面で第１、第２流入孔２１６ａ、２１６ｂと対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂにそれぞれ連結される。
ここで、第１流入孔２１６ａは、熱交換部２１０の他面一側に形成され、第１流入孔２１６ａと対角線方向に離隔した位置で熱交換部２１０の一面一側に第１排出孔２１８ａが形成される。
また、第２流入孔２１６ｂは、熱交換部２１０の一面他側に形成され、第２流入孔２１６ｂと対角線方向に離隔した位置で熱交換部２１０の他面他側に第２排出孔２１８ｂが形成される。
これにより、熱交換部２１０は、第１、第２流入孔２１６ａ、２１６ｂを通じて第１、第２流路２１４ａ、２１４ｂをそれぞれ通過する作動流体の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて相互熱交換させる。
一方、本発明の第２実施例において、熱交換部２１０は、膨張バルブ３０の反対側に位置するカバープレート２２０に第１流入孔２１６ａと第２排出孔２１８ｂに連通する第１、第２貫通孔２２４ａ、２２４ｂがそれぞれ形成された連結ブロック２２２が装着される。
連結ブロック２２２は、圧縮器１０または蒸発器２０を熱交換器２００と連結する時に配管を連結し易くすることで、配管連結の作業性を向上させ、配管装着時間を短縮させる機能をする。
また、膨張バルブ３０は、熱交換部２１０に装着される連結フランジ２２６を通じて熱交換部２１０に連結され、熱交換部２１０の他面から熱交換部２１０の内部を貫通して締結される固定ボルトＢを通じて熱交換部２１０に一体に固定される。
連結フランジ２２６は、熱交換部２１０に固定プレート２２８を通じて装着される。
これにより、熱交換部２１０は、膨張バルブ３０の一面に連結フランジ２２６を通じて直接装着されて膨張バルブ３０と一体に構成される。
本発明の第２実施例において、プレート２１２は、第１、第２流路２１４ａ、２１４ｂの内部で突出形成される少なくとも一つ以上の突起２１３を含む。
突起２１３は、第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂをそれぞれ通過する作動流体を迂回させて、第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂの全体にわたって均等に流れるように流動の流れを制御する機能を有する。
つまり、突起２１３は、第１流入孔２１６ａと第２流入孔２１６ｂにそれぞれ流入する作動流体が第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂを通過する場合、各流路２１４ａ、２１４ｂ上で全体的に流動されるようにすることで、熱交換面積を増大させて効率を向上させる。
ここで、作動流体は、凝縮器２０から排出して第１流入孔２１６ａを通じてそれぞれの第１流路２１４ａを通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器４０から排出して第２流入孔２１６ｂを通じてそれぞれの第２流路２１４ｂを通過する低温低圧の冷媒とで構成される。
一方、本発明の第２実施例では、熱交換部２１０に形成された流路と流入孔、排出孔がそれぞれ２つが形成されることを一実施例として説明しているが、これに限定されず、流路と、流入孔、および排出孔の個数は、流入される作動流体の数によって変更して適用可能である。
例えば、作動流体が冷却水をさらに含む場合は、プレート２１２の積層個数を増加させて新たな流路を形成し、この新たな流路と連結する流入孔と排出孔を新しく形成してもよい。
そして、騒音低減部２５０は、熱交換部２１０の他面で熱交換部２１０と一体で構成され、第２流入孔２１６ｂを通じて流入される低温低圧の冷媒が流動する時に発生する騒音と振動を低減させる。
ここで、騒音低減部２５０は、騒音低減プレート２５２、共鳴孔２５５、および密閉プレート２５６を含んで構成される。
先ず、騒音低減プレート２５２は、少なくとも一枚以上で構成され、熱交換部２１０の他面に一面が積層される。
このような騒音低減プレート２５２は、熱交換部２１０の反対側の他面に向かって突出した突出端２５３を有し、第２排出孔２１８ｂと連結する連結孔２５４が形成される。
共鳴孔２５５は、突出端２５３の一側が開口して連結孔２５４と連結する。
そして、密閉プレート２５６は、騒音低減プレート２５２との間で共鳴孔２５５と連結する空間Ｓを形成するように、騒音低減プレート２５２の他面で突出端２５３と接触した状態で装着される。
つまり、空間Ｓは、騒音低減プレート２５２の他面で突出端２５３と接触するように装着された密閉プレート２５６によって形成される。
ここで、空間Ｓは、第２排出孔２１８ｂを通じて排出する低温低圧の冷媒のみを共鳴孔２５５を通じて流入するように、第１流入孔２１６ａと第１流路２１４ａとの連結が閉鎖される。
このように構成される騒音低減部２５０は、第２排出孔２１８ｂを通じて第２流路２１４ｂを通過した低温低圧の冷媒が排出する場合、第２排出孔２１８ｂから排出した低温低圧の冷媒が空間Ｓに共鳴孔２５５を通じて流入する。
すると、低温低圧の冷媒は、共鳴孔２５５を通じて空間Ｓに流入しながら、冷媒の流動時に発生する騒音および振動周波数とは逆相の周波数を発生させる。
このような逆相の周波数は、第２排出孔２１８ｂを通じて排出しながら低温低圧の冷媒から発生した流動騒音および振動による定常波を相殺させ、これにより、低温低圧の冷媒が流動しながら発生した冷媒の振動および騒音が低減される。
上記のように構成される騒音低減部２５０は、共鳴型消音器の機能を有するもので、流体が移動経路に沿って流動しながら発生する騒音および振動による定常波が移動経路上に形成される小さい入口や孔を通じて連結された密閉した空間に流入されながら、定常波とは逆相の騒音および振動が発生する。この逆相波が定常波の特定周波数帯域（主に高周波領域）騒音を相殺することで、流体の移動時に発生する騒音および振動を低減させる。
本発明の第２実施例において、騒音低減部２５０は、小さい入口や孔を通じて連結した密閉した空間を通過しながら逆相の騒音および振動が発生するヘルムホルツ原理（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を利用した共鳴型消音器の機能を有する。
このような騒音低減部２５０は、熱交換部２１０に一体で構成されることで、冷媒移動時に発生する騒音および振動を低減させるために無駄にエアコン配管を長く設定するか、別の消音器の装着を除去することができる。
以下、上記のように構成される本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器２００の作動および作用を詳しく説明する。
図１１は、本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器の平面図であり、図１２は、図１１のＥ−Ｅ線に沿った断面図であり、凝縮器から排出した冷媒の流動状態を示した図面であり、図１３は、図１１のＦ−Ｆ線に沿った断面図であり、蒸発器から排出した冷媒の流動状態を示す図面である。
先ず、凝縮器２０で凝縮した高温高圧の冷媒は、図１２に示すように、熱交換器２００の連結ブロック２２２に形成された第１貫通孔２２４ａを通じて流入する。
第１貫通孔２２４ａに流入した冷媒は、騒音低減部２５０の内部を貫通して第１流入孔２１６ａに流入し、それぞれの第１流路２１４ａを通過して第１排出孔２１８ａを通じて膨張バルブ３０に排出される。
ここで、熱交換部２１０に流入した高温高圧の冷媒は、騒音低減部２５０に形成された空間Ｓが第１流路２１４ａ、および第１流入孔２１６ａとは閉鎖されることで、空間Ｓに流入が防止された状態で、それぞれの第１流路２１４ａを通過しながら、それぞれの第２流路１１４ｂを通過する低温低圧の冷媒と相互熱交換して過冷却される。
そして、蒸発器４０から排出された低温低圧の冷媒は、図１３に示すように、第２流路２１４ｂに流入してそれぞれの第２流路２１４ｂを通過しながら、それぞれの第１流路２１４ａを通過する高温高圧の冷媒と相互熱交換した後、第２排出孔２１８ｂを通じて騒音低減部２５０に流入する。
ここで、第２排出孔１１８ｂを通じて排出される低温低圧の冷媒は、騒音低減部２５０の共鳴孔２５５を通じて連結された空間Ｓを通過しながら、冷媒の流動時に発生する騒音および振動による定常波とは逆相の騒音および振動を発生する。
このような逆相波は、低温低圧の冷媒流動時に発生した定常波の特定周波数帯域（主に高周波領域）騒音を相殺することで、低温低圧の冷媒が第２排出孔２１８ｂから排出されながら発生する騒音および振動を低減させる。
従って、本発明の第２実施例に係る車両用熱交換器２００は、膨張バルブ３０に直接装着し、熱交換部２１０と共に騒音低減部２５０を一体で構成することで、冷媒が流動する時に発生する騒音および振動を低減することができる。また、熱交換部２１０では、高温高圧の冷媒を低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させることで、高温高圧の冷媒内部に含まれた不凝縮冷媒も熱交換を通じて凝縮した状態で膨張バルブ３０に流入する。
これにより、熱交換器２００は、蒸発器４０の入口側の冷媒の温度をさらに低くし、蒸発器４０のエンタルピー差を大きくすることができ、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を極大化させることができる。
また、本実施例に係る熱交換器２００は、不凝縮気体冷媒によるエアコンシステムの効率低下を防止することで、膨張バルブ３０における膨張効率を増大させることができる。
図１４と図１５は、本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器の斜視図および分解斜視図であり、図１６は、図１４のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器３００は、冷媒を圧縮する圧縮器１０と、冷媒を凝縮させる凝縮器２０と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ３０と、膨張バルブ３０を通じて膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器４０とを含むエアコンシステムにおいて、凝縮器２０と膨張バルブ３０との間で膨張バルブ３０に直接装着され、内部に流入する作動流体である冷媒を熱交換させる。
ここで、本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器３００は、図１４乃至図１６に示すように、熱交換部３１０、第１、第２流入孔３１６ａ、３１６ｂ、第１、第２排出孔３１８ａ、３１８ｂ、膨張バルブ３０、および騒音低減部３５０を含んで構成される。
先ず、熱交換部３１０は、複数個のプレート３１２が積層されて内部に第１流路３１４ａと第２流路３１４ｂとを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路３１４ａ、３１４ｂを通過する作動流体を相互熱交換させる。
このように構成される熱交換部３１０は、複数のプレート３１２が積層されるプレート型（または、「板型」ともいう）である。
本実施例において、第１流入孔３１６ａと第２流入孔３１６ｂは、熱交換部３１０の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路３１４ａと第２流路３１４ｂにそれぞれ連結される。
そして、第１排出孔３１８ａと第２排出孔３１８ｂは、熱交換部３１０の一面と他面で第１、第２流入孔３１６ａ、３１６ｂと対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路３１４ａと第２流路３１４ｂにそれぞれ連結される。
ここで、第１流入孔３１６ａは、熱交換部３１０の他面一側に形成され、第１流入孔３１６ａと対角線方向に離隔した位置で熱交換部３１０の一面一側に第１排出孔３１８ａが形成される。
また、第２流入孔３１６ｂは、熱交換部１１０の一面他側に形成され、第２流入孔３１６ｂと対角線方向に離隔した位置で熱交換部３１０の他面他側に第２排出孔３１８ｂが形成される。
これにより、熱交換部３１０は、第１、第２流入孔３１６ａ、３１６ｂを通じて第１、第２流路３１４ａ、３１４ｂをそれぞれ通過する作動流体の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて相互熱交換させる。
ここで、熱交換部３１０の他面と、騒音低減部３５０の一面には、それぞれカバープレート１２０が装着される。
また、熱交換部３１０は、カバープレート３２０が装着される他面とプレート３１２との間に冷媒の漏れを防止する密閉プレート３６０が装着される。
熱交換部３１０は、膨張バルブ３０の反対側に位置するカバープレート３２０に第１流入孔３１６ａと第２排出孔３１８ｂと連通する第１、第２貫通孔３２４ａ、３２４ｂがそれぞれ形成された連結ブロック３２２が装着される。
連結ブロック３２２は、圧縮器１０または蒸発器２０を熱交換器３００と連結する時に配管を連結し易くすることで、配管連結の作業性を向上させ、配管装着時間を短縮させる機能を有する。
一方、熱交換部３１０を構成するプレート３１２は、第１、第２流路３１４ａ、３１４ｂの内部で突出形成される少なくとも一つ以上の突起３１３を含む。
突起３１３は、第１流路３１４ａと第２流路３１４ｂをそれぞれ通過する作動流体を迂回させて、第１流路３１４ａと第２流路３１４ｂの全体にわたって均等に流れるように流動の流れを制御する。
つまり、突起３１３は、第１流入孔３１６ａと第２流入孔３１６ｂにそれぞれ流入する作動流体が第１流路３１４ａと第２流路３１４ｂを通過する場合、各流路３１４ａ、３１４ｂ上で全体的に流動されるようにすることで、熱交換面積を増大させて効率を向上させる。
ここで、作動流体は、凝縮器２０から排出されて第１流入孔３１６ａを通じてそれぞれの第１流路３１４ａを通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器４０から排出されて第２流入孔３１６ｂを通じてそれぞれの第２流路３１４ｂを通過する低温低圧の冷媒とで構成される。
一方、本実施例では、熱交換部３１０に形成された流路と流入孔、排出孔がそれぞれ２つが形成されることを一実施例として説明しているが、これに限定されず、流路と、流入孔、および排出孔の個数は、流入される作動流体の数によって変更して適用可能である。
例えば、作動流体が冷却水をさらに含む場合は、プレート３１２の積層個数を増加させて新たな流路を形成し、この新たな流路と連結する流入孔と排出孔を新しく形成してもよい。
本実施例において、膨張バルブ３０は、熱交換部３１０の一面で熱交換部３１０と一体形に装着される。
そして、騒音低減部３５０は、熱交換部３１０と膨張バルブ３０との間で熱交換部３１０の一面で熱交換部３１０と一体で構成され、第２流入孔３１６ｂを通じて流入される低温低圧の冷媒が流動する時に発生する騒音と振動を低減させる。
ここで、膨張バルブ３０は、騒音低減部３５０に装着される連結フランジ３２６を通じて熱交換部３１０と連結される。
また、膨張バルブ３０は、熱交換部３１０の他面から熱交換部３１０と騒音低減部３５０を貫通して締結される固定ボルトＢを通じて騒音低減部３５０を介して熱交換部３１０に一体に固定される。
連結フランジ３２６は、騒音低減部３５０に固定プレート３２８を通じて装着される。
これにより、熱交換部３１０は、騒音低減部３５０を介して、膨張バルブ３０に連結フランジ３２６を通じて装着されて一体構成される。
一方、本発明の第３実施例において、騒音低減部３５０は、騒音低減プレート３５２と連結孔３５４とを含む。
先ず、騒音低減プレート３５２は、少なくとも二枚以上で構成され、本発明の第３実施例では、３枚で構成される。
このような騒音低減プレート３５２は、熱交換部３１０と膨張バルブ３０との間で熱交換部３１０の一面に積層されて、内部に少なくとも一つ以上の空間Ｓを形成する。
そして、連結孔３５４は、第２流入孔３１６ｂに対応して騒音低減プレート３５２に形成され、第２流入孔３１６ｂに流入する作動流体を空間Ｓを通過させた後、第２流入孔３１６ｂを通じて第２流路３１４ｂに流入させる。
ここで、空間Ｓは、連結孔３５４を通じて流入した低温低圧状態の気体冷媒が通過した後、第２流入孔３１６ｂを通じて流入して第２流路３１４ｂを通過するように、第１流路３１４ａ、第１流入孔３１６ａおよび第１排出孔３１８ａとの連結が閉鎖される。
このように構成される騒音低減部３５０は、空間Ｓの断面積より小さい断面積を有する連結孔３５４を通じて低温低圧の冷媒が流動しながら発生する騒音および振動を断面積の変化を利用して反射させる拡張型消音器の機能を有する。
このような騒音低減部３５０は、膨張バルブ３０と熱交換部３１０との間で熱交換部３１０に一体で構成されることにより、従来の冷媒流動時に発生する騒音および振動の低減のために適用されたエアコン配管を長く設定するか、別の消音器の装着を除去することができる。
このように構成される本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器３００は、前述した第１実施例のように、凝縮器２０で凝縮された高温高圧の冷媒が熱交換器３００の連結ブロック３２２に形成された第１貫通孔３２４ａを通じて流入すれば、第１流入孔３１６ａを通じて第１流路３１４ａを通過して第１排出孔３１８ａに排出される。
そして、蒸発器４０から排出した低温低圧の冷媒は、騒音低減部３５０の連結孔３５４に流入して各空間Ｓを通過する。
つまり、低温低圧の冷媒は、断面積が相対的に小さい連結孔３５４から断面積の大きいそれぞれの空間Ｓに流動する。
この時、騒音低減部３５０は、連結孔３５４の断面積と各空間Ｓが断面積変化を利用して騒音および振動を反射させる拡張型消音器の機能をすることで、連結孔３５４を通じて流入した低温低圧の冷媒から発生した騒音および振動が相殺して低減される。
その後、低温低圧の冷媒は、第２流入孔３１６ｂに流入してそれぞれの第２流路３１４ｂを通過しながら、それぞれの第１流路３１４ａを通過する高温高圧の冷媒と相互熱交換した後、第２排出孔３１８ｂを通じて圧縮器１０に排出される。
一方、第１流入孔３１６ａを通じて熱交換部３１０に流入した高温高圧の冷媒は、第１流路３１４ａを通過しながら第２流路３１４ｂを通過する低温低圧の冷媒と相互熱交換して過冷却された状態で、騒音低減部３５０を貫通して膨張バルブ３０に排出される。
従って、本発明の第３実施例に係る車両用熱交換器３００は、膨張バルブ３０に直接装着し、熱交換部３１０と共に、騒音低減部３５０を一体構成することで、冷媒が流動する時に発生する騒音および振動を低減することができる。
また、熱交換部３１０では、高温高圧の冷媒を低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させることで、高温高圧の冷媒内部に含まれた不凝縮冷媒も熱交換を通じて凝縮した状態で膨張バルブ３０に流入する。
これにより、熱交換器３００は、蒸発器４０の入口側の冷媒の温度を追加的にさらに低くし、蒸発器４０のエンタルピー差を大きくすることができ、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を極大化させることができる。
また、本実施例に係る熱交換器３００は、不凝縮気体冷媒によるエアコンシステムの効率低下を防止することで、膨張バルブ３０における膨張効率を増大させることができる。
図１７、１８は、本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器の斜視図および分解斜視図であり、図１９は、図１７のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。
本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器４００は、冷媒を圧縮する圧縮器１０と、冷媒を凝縮させる凝縮器２０と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ３０と、膨張バルブ３０を通じて膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器４０とを含むエアコンシステムにおいて、凝縮器２０と膨張バルブ３０との間で膨張バルブ３０に直接装着され、内部に流入する作動流体である冷媒を熱交換させる。
ここで、本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器４００は、図１７乃至図１９に示すように、熱交換部４１０、第１、第２流入孔４１６ａ、４１６ｂ、第１、第２排出孔４１８ａ、４１８ｂ、膨張バルブ３０、および騒音低減部４５０を含んで構成される。
先ず、熱交換部４１０は、複数個のプレート４１２が積層されて内部に第１流路４１４ａと第２流路４１４ｂとを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路４１４ａ、４１４ｂを通過する作動流体を相互熱交換させる。
このように構成される熱交換部４１０は、複数のプレート３１２が積層されるプレート型（または、「板型」ともいう）である。
本実施例において、第１流入孔４１６ａと第２流入孔４１６ｂは、熱交換部４１０の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路４１４ａと第２流路４１４ｂにそれぞれ連結される。
そして、第１排出孔４１８ａと第２排出孔４１８ｂは、熱交換部４１０の一面と他面で第１、第２流入孔４１６ａ、４１６ｂと対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路４１４ａと第２流路４１４ｂにそれぞれ連結される。
ここで、第１流入孔４１６ａは、熱交換部４１０の他面一側に形成され、第１流入孔４１６ａと対角線方向に離隔した位置で熱交換部４１０の一面一側に第１排出孔４１８ａが形成される。
また、第２流入孔４１６ｂは、熱交換部１１０の一面他側に形成され、第２流入孔４１６ｂと対角線方向に離隔した位置で熱交換部４１０の他面他側に第２排出孔４１８ｂが形成される。
これにより、熱交換部４１０は、第１、第２流入孔４１６ａ、４１６ｂを通じて第１、第２流路４１４ａ、４１４ｂをそれぞれ通過する作動流体の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて相互熱交換させる。
ここで、熱交換部４１０の他面と、騒音低減部４５０の一面には、それぞれカバープレート４２０が装着される。
また、熱交換部４１０は、カバープレート４２０が装着される他面とプレート４１２との間に冷媒の漏れを防止する密閉プレート４６０が装着される。
一方、熱交換部４１０は、膨張バルブ３０の反対側に位置するカバープレート４２０に第１流入孔４１６ａと第２排出孔４１８ｂと連通する第１、第２貫通孔４２４ａ、４２４ｂがそれぞれ形成された連結ブロック４２２が装着される。
連結ブロック４２２は、圧縮器１０または蒸発器２０を熱交換器４００と連結する時に配管を連結し易くすることで、配管連結の作業性を向上させ、配管装着時間を短縮させる機能をする。
一方、熱交換部４１０を構成するプレート４１２は、第１、第２流路４１４ａ、４１４ｂの内部で突出形成される少なくとも一つ以上の突起４１３を含む。
突起４１３は、第１流路４１４ａと第２流路４１４ｂをそれぞれ通過する作動流体を迂回させて、第１流路４１４ａと第２流路４１４ｂの全体にわたって均等に流れるように流動の流れを制御する。
つまり、突起４１３は、第１流入孔４１６ａと第２流入孔４１６ｂにそれぞれ流入する作動流体が第１流路４１４ａと第２流路４１４ｂを通過する場合、各流路４１４ａ、４１４ｂ上で全体的に流動されるようにすることで、熱交換面積を増大させて効率を向上させる。
ここで、作動流体は、凝縮器２０から排出して第１流入孔４１６ａを通じてそれぞれの第１流路４１４ａを通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器４０から排出して第２流入孔４１６ｂを通じてそれぞれの第２流路３１４ｂを通過する低温低圧の冷媒とで構成される。
一方、本実施例では、熱交換部４１０に形成された流路と流入孔、排出孔がそれぞれ２つが形成されることを一実施例として説明しているが、これに限定されず、流路と、流入孔、および排出孔の個数は、流入される作動流体の数によって変更して適用可能である。
例えば、作動流体が冷却水をさらに含む場合は、プレート４１２の積層個数を増加させて新たな流路を形成し、この新たな流路と連結する流入孔と排出孔を新しく形成してもよい。
本実施例において、膨張バルブ３０は、熱交換部４１０の一面で熱交換部４１０と一体に装着される。
そして、騒音低減部４５０は、熱交換部４１０と膨張バルブ３０との間で熱交換部４１０の一面で熱交換部４１０と一体で構成され、第２流入孔４１６ｂを通じて流入される低温低圧の冷媒が流動する時に発生する騒音と振動を低減させる。
ここで、膨張バルブ３０は、騒音低減部４５０に装着される連結フランジ４２６を通じて熱交換部４１０と連結される。
また、膨張バルブ３０は、熱交換部４１０の他面から熱交換部４１０と騒音低減部４５０を貫通して締結される固定ボルトＢを通じて騒音低減部４５０を介して熱交換部４１０に一体に固定される。
連結フランジ４２６は、騒音低減部４５０に固定プレート４２８を通じて装着される。
これにより、熱交換部４１０は、騒音低減部４５０を介して、膨張バルブ３０に連結フランジ４２６を通じて装着されて一体形に構成される。
一方、本発明の第４実施例において、騒音低減部４５０は、騒音低減プレート４５２と共鳴孔４５５とを含む。
先ず、騒音低減プレート４５２は、少なくとも一枚以上で構成され、本発明の第４実施例では、１枚で構成される。
このような騒音低減プレート４５２は、熱交換部３１０と膨張バルブ３０との間で熱交換部４１０の一面に積層されて、内部に一つの空間Ｓを形成する。
ここで、騒音低減プレート４５２は、熱交換部４１０の一面で突出形成されて熱交換部４１０のプレート４１２に接触する突出端４５３を有し、第２流入孔４１６ｂと連結する連結孔４５４が形成される。
つまり、連結孔４５４は、内周面から突出端４５３が一体に突出する。
そして、共鳴孔４５５は、突出端４５３の一側が開口して連結孔４５４と連結する。
ここで、空間Ｓは、連結孔４５４を通じて第２流入孔４１６ｂに流入して第２流路４１４ｂを通過する低温低圧の冷媒のみが共鳴孔４５５を通じて流入するように、第１流路４１４ａ、第１流入孔４１６ａ、および第１排出孔４１８ａとの連結が閉鎖される。
このように構成される騒音低減部４５０は、連結孔４５４を通じて低温低圧の冷媒が流入する場合、熱交換部４１０と騒音低減プレート４５２との間に形成された空間Ｓに共鳴孔４５５を通じて流入する。
すると、低温低圧の冷媒は、共鳴孔４５５を通じて空間Ｓに流入しながら、冷媒の流動時に発生する騒音および振動周波数とは逆相の周波数を発生させる。
このような逆相の周波数は、連結孔４５４を通じて流入される低温低圧の冷媒から発生した流動騒音および振動による定常波を相殺させ、これにより、低温低圧の冷媒が流動しながら発生した冷媒の振動および騒音が低減される。
つまり、上記のように構成される騒音低減部４５０は、共鳴型消音器の機能を有するもので、流体が移動経路に沿って流動しながら発生する騒音および振動による定常波が移動経路上に形成される小さい入口や孔を通じて連結された密閉した空間に流入しながら、定常波とは逆相の騒音および振動が発生する。この逆相波が定常波の特定周波数帯域（主に高周波領域）騒音を相殺することで、流体の移動時に発生する騒音および振動を低減させる。
このような本発明の第４実施例において、騒音低減部４５０は、小さい入口や孔を通じて連結された密閉した空間を通過しながら逆相の騒音および振動が発生するヘルムホルツ原理（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を利用した共鳴型消音器の機能を有する。
このような騒音低減部４５０は、膨張バルブ３０と熱交換部４１０との間で熱交換部４１０に一体で構成されることで、従来の冷媒流動時に発生する騒音および振動低減のために適用されたエアコン配管を長く設定するか、別の消音器装着を除去することができる。
このように構成される本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器４００は、前述した第２実施例のように、凝縮器２０で凝縮された高温高圧の冷媒が熱交換器４００の連結ブロック４２２に形成された第１貫通孔４２４ａを通じて流入すれば、第１流入孔４１６ａを通じて第１流路４１４ａを通過して第１排出孔４１８ａに排出されて膨張バルブ３０に流入する。
そして、蒸発器４０から排出された低温低圧の冷媒は、騒音低減部４５０の連結孔４５４に流入して、共鳴孔４５５を通じて各空間Ｓを通過しながら騒音が低減した後、第２流入孔４１６ｂを通じて熱交換部４１０に流入する。
これにより、第１流路４１４ａを通過する高温高圧の冷媒は、第２流路４１４ｂを通過する低温低圧の冷媒と相互熱交換する。
ここで、低温低圧の冷媒は、騒音低減部４５０の連結孔４５４を通じて流入しながら共鳴孔４５５を通じて連結された空間Ｓを通過する時、冷媒の流動時に発生する騒音および振動による定常波とは逆相の騒音および振動が発生する。
このような逆相波は、低温低圧の冷媒流動時に発生した定常波の特定周波数帯域（主に高周波領域）騒音を相殺することで、低温低圧の冷媒が連結孔４５４から流入しながら発生する騒音および振動を低減させる。
従って、本発明の第４実施例に係る車両用熱交換器４００は、膨張バルブ３０に直接装着し、熱交換部４１０と共に、騒音低減部４５０を一体で構成することで、冷媒が流動する時に発生する騒音および振動を低減することができる。
また、熱交換部４１０では、高温高圧の冷媒を低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させることで、高温高圧の冷媒内部に含まれた不凝縮冷媒も熱交換を通じて凝縮した状態で膨張バルブ３０に流入する。
これにより、熱交換器４００は、蒸発器４０の入口側の冷媒の温度を追加的にさらに低くし、蒸発器４０のエンタルピー差を大きくすることができ、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を極大化させることができる。
また、本実施例に係る熱交換器４００は、不凝縮気体冷媒によるエアコンシステムの効率低下を防止することで、膨張バルブ３０における膨張効率を増大させることができる。
一方、本発明の第１、第２、第３、および第４実施例に係る車両用熱交換器１００、２００、３００、４００を説明するにあたって、熱交換部１１０、２１０、３１０、４１０、または熱交換部１１０、２１０、３１０、４１０に一体で構成された騒音低減部１５０、２５０、３５０、４５０が膨張バルブ３０に固定ボルトＢを通じて一体に装着されることを一実施例として説明したが、これに限定されず、熱交換器１００、２００、３００、４００の車両装着時にエンジンルームの内部で他部品との干渉有無、および内部空間を考慮して熱交換部１１０、２１０、３１０、４１０または騒音低減部１５０、２５０、３５０、４５０を膨張バルブ３０と連結する時、連結パイプや内部に流路が形成されたフランジブロック等を通じて相互連結することができる。
従って、上記のように構成される本発明の第１、第２、第３、および第４実施例に係る車両用熱交換器１００、２００、３００、４００を適用すると、膨張バルブ３０に一体に装着されて凝縮器２０から供給する高温高圧の冷媒を蒸発器４０から圧縮器に供給する低温低圧の冷媒と相互熱交換を通じて過冷させることで、エアコンシステムの冷房性能を向上させ、冷媒の流れを単純化させて凝縮器の入出口配管の内部の圧力降下を減少させることができる。
また、冷媒を過冷させて蒸発器４０に供給することで、蒸発器４０の入口側の冷媒温度を追加的にさらに低くし、蒸発器４０のエンタルピー差を大きくすることで、圧縮器１０の所要動力に対比して冷房能力の係数であるＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）の極大化が可能であり、従来に比べて全体的なエアコンシステムの冷房性能および冷房効率を向上させることができる。
また、騒音低減部１５０、２５０、３５０、４５０を一体で構成して冷媒の流動時に発生する騒音および振動を低減させることで、車両の室内に騒音および振動が伝達されることを防止し、車両の全体的なＮＶＨ性能を向上させて、乗車感と車両の全体的な商品性を向上させることができる。
そして、熱交換器１００、２００、３００、４００を膨張バルブ３０に一体形に構成してモジュール化し、別途に装着された消音器を除去することにより、構成要素の簡素化を図ることができ、製作原価を節減することができる。
さらに、エアコン配管の長さを縮小して狭いエンジンルームの内部でレイアウトを簡素化することで、空間活用性を向上させることができる。
以上で本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
１００、２００、３００、４００：車両用熱交換器
１１０、２１０、３１０、４１０：熱交換部
１１２、２１２、３１２、４１２：プレート
１１４ａ、２１４ａ、３１４ａ、４１４ａ：第１流路
１１４ｂ、２１４ｂ、３１４ｂ、４１４ｂ：第２流路
１１６ａ、２１６ａ、３１６ａ、４１６ａ：第１流入孔
１１６ｂ、２１６ｂ、３１６ｂ、４１６ｂ：第２流入孔
１１８ａ、２１８ａ、３１８ａ、４１８ａ：第１排出孔
１１８ｂ、２１８ｂ、３１８ｂ、４１８ｂ：第２排出孔
１２０、２２０、３２０、４２０：カバープレート
１２２、２２２、３２２、４２２：連結ブロック
１２４ａ、２２４ａ、３２４ａ、４２４ａ：第１貫通孔
１２４ｂ、２２４ｂ、３２４ｂ、４２４ｂ：第２貫通孔
１２６、２２６、３２６、４２６：連結フランジ
１２８、２２８、３２８、４２８：固定プレート
１５０、２５０、３５０、４５０：騒音低減部
１５２、２５２、３５２、４５２：騒音低減プレート
１５４、２５４、３５４、４５４：連結孔
１５６、２５６、３６０、４６０：密閉プレート
２５３、４５３：突出端
２５５、４５５：共鳴孔
Ｓ：空間

Claims (19)

  1. 複数個のプレートが積層されて内部に第１流路と第２流路とを交互に形成し、それぞれの第１、第２流路を通過する作動流体を相互熱交換させ、一面が膨張バルブに連結される熱交換部と、
    熱交換部の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２流入孔と、
    熱交換部の一面と他面で第１、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２排出孔と、
    熱交換部の他面で熱交換部と一体で構成され、第２流入孔を通じて流入される作動流体の流動時に発生する騒音と振動を低減させる騒音低減部と、
    を含むことを特徴とする車両用熱交換器。
  2. 前記騒音低減部は、
    少なくとも二枚以上で構成されて熱交換部の他面に積層され、内部に少なくとも一つ以上の空間を形成し、第２排出孔と連通した連結孔が形成される騒音低減プレートと、
    騒音低減プレートのうち、外側に配置される騒音低減プレートに装着されて空間を形成する密閉プレートと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
  3. 前記空間は、
    第２排出孔を通じて排出される作動流体のみを流入させるように第１流路と第１流入孔との連結が閉鎖されることを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換器。
  4. 前記騒音低減部は、
    少なくとも一枚で構成されて熱交換部の他面に一面が積層され、他面に向かって突出した突出端を有し、第２排出孔と連結する連結孔が形成される騒音低減プレートと、
    突出端の一側が開口して連結孔と連結する共鳴孔と、
    騒音低減プレートとの間で共鳴孔と連結する空間を形成するように騒音低減プレートの他面で突出端と接触した状態で装着される密閉プレートと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
  5. 前記空間は、
    第２排出孔を通じて排出される作動流体のみを流入させるように第１流路と第１流入孔との連結が閉鎖されることを特徴とする請求項４に記載の車両用熱交換器。
  6. 前記熱交換部の一面と、騒音低減部の他面には、それぞれカバープレートが装着され、
    膨張バルブの反対側に位置するカバープレートに第１流入孔と第２排出孔と連通する第１、第２貫通孔がそれぞれ形成された連結ブロックが装着されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
  7. 前記膨張バルブは、
    熱交換部に固定プレートによって装着される連結フランジを通じて熱交換部と連結され、熱交換部の他面から熱交換部を貫通して締結される固定ボルトを通じて熱交換部に一体固定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
  8. 前記第１流入孔は、
    熱交換部の他面一側に形成され、第１流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の一面一側に第１排出孔が形成され、
    第２流入孔は、熱交換部の一面他側に形成され、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の他面他側に第２排出孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
  9. 前記作動流体は、凝縮器から排出して第１流入孔を通じてそれぞれの第１流路を通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器から排出されて第２流入孔を通じてそれぞれの第２流路を通過する低温低圧の冷媒で構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
  10. 複数個のプレートが積層されて内部に第１流路と第２流路とが交互に形成され、それぞれの第１、第２流路を通過する作動流体を相互熱交換させる熱交換部と、
    熱交換部の一面と他面に離隔した位置に形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２流入孔と、
    熱交換部の一面と他面で第１、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置にそれぞれ形成され、第１流路と第２流路にそれぞれ連結される第１、第２排出孔と、
    熱交換部の一面で熱交換部と連結する膨張バルブと、
    熱交換部と膨張バルブとの間で熱交換部の一面に一体で構成され、第２流入孔を通じて流入される作動流体の流動時に発生する騒音と振動を低減させる騒音低減部と、
    を含むことを特徴とする車両用熱交換器。
  11. 前記騒音低減部は、
    少なくとも二枚以上で構成され、熱交換部と膨張バルブとの間で熱交換部の一面に積層されて内部に少なくとも一つ以上の空間を形成する騒音低減プレートと、
    騒音低減プレートに形成され、第２流入孔に流入する作動流体を空間を通過させた後、第２流入孔を通じて第２流路に流入させる連結孔と、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両用熱交換器。
  12. 前記空間は、
    連結孔を通じて流入した作動流体が通過した後、第２流入孔を通じて流入して第２流路を通過するように第１流路、第１流入孔、および第１排出孔との連結が閉鎖されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用熱交換器。
  13. 前記騒音低減部は、
    少なくとも一枚以上で構成され、熱交換部と膨張バルブとの間で熱交換部の一面に積層されて内部に空間を形成し、熱交換部の一面で突出形成されて熱交換部に接触する突出端を有し、第２流入孔と連結する連結孔が形成される騒音低減プレートと、
    突出端の一側が開口して連結孔と空間を連結する共鳴孔と、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両用熱交換器。
  14. 前記空間は、
    第２流入孔に流入して第２流路を通過した後、第２排出孔に流動される作動流体のみを流入させるように第１流路、第１流入孔、および第１排出孔との連結が閉鎖されることを特徴とする請求項１３に記載の車両用熱交換器。
  15. 前記膨張バルブは、
    騒音低減部に固定プレートによって装着される連結フランジを通じて熱交換部と連結され、熱交換部の他面から熱交換部と騒音低減部とを貫通して締結される固定ボルトを通じて騒音低減部を介して熱交換部に一体に固定されることを特徴とする請求項１０に記載の車両用熱交換器。
  16. 前記熱交換部の他面と、騒音低減部の一面にはそれぞれカバープレートが装着され、
    カバープレートが装着される他面とプレートとの間に冷媒の漏れを防止する密閉プレートが装着されることを特徴とする請求項１０に記載の車両用熱交換器。
  17. 前記熱交換部は、
    膨張バルブの反対側に位置するカバープレートに第１流入孔と第２排出孔と連通する第１、第２貫通孔がそれぞれ形成された連結ブロックが装着されることを特徴とする請求項１６に記載の車両用熱交換器。
  18. 前記第１流入孔は、
    熱交換部の他面一側に形成され、第１流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の一面一側に第１排出孔が形成され、
    第２流入孔は、熱交換部の一面他側に形成され、第２流入孔と対角線方向に離隔した位置で熱交換部の他面他側に第２排出孔が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の車両用熱交換器。
  19. 前記動流体は、凝縮器から排出して第１流入孔を通じてそれぞれの第１流路を通過する高温高圧の冷媒と、蒸発器から排出して第２流入孔を通じてそれぞれの第２流路を通過する低温低圧の冷媒で構成されることを特徴とする請求項１０に記載の車両用熱交換器。
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