KR100371700B1 - 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조에 관한 것으로서, 이베퍼레이터 코어의 냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프에 온도센서를 설치하여 ECU가 그 온도차를 감지하고, 소정의 온도차 이상일 경우 조절된 양의 냉각공기를 에어컨 덕트로부터 이베퍼레이터 코어로 이어지는 과열방지용 덕트를 통해 이베퍼레이터 전면으로 토출시켜 블로어를 통해 들어오는 공기와 혼합되도록 함으로써, 이베퍼레이터 코어의 표면을 지나는 공기의 온도를 낮추어 이베퍼레이터 코어 내에서 기화되는 냉매의 과열을 방지하고, 에어컨 시스템의 고압발생을 차단하여 고른 온도의 냉각공기를 공급할 수 있는 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조를 제공하고자 한 것이다.

Description

냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조{Structure of evaporator for anti-superheat of refrigerant}

본 발명은 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이베퍼레이터 코어의 냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프에 온도센서를 설치하여 ECU가 그 온도차를 감지하고, 소정의 온도차 이상일 경우 조절된 양의 냉각공기를 에어컨 덕트로부터 이베퍼레이터 코어로 이어지는 과열방지용 덕트를 통해 이베퍼레이터 전면으로 토출시켜 블로어를 통해 들어오는 공기와 혼합되도록 함으로써, 이베퍼레이터 코어의 표면을 지나는 공기의 온도를 낮추어 이베퍼레이터 코어 내에서 기화되는 냉매의 과열을 방지하고, 에어컨 시스템의 고압발생을 차단하여 고른 온도의 냉각공기를 공급할 수 있는 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 냉방 장치는 냉동사이클의 원리를 이용, 찬 바람을 차량의 실내로 보내어 실내 온도를 대기 온도보다 낮게 냉방하는 장치를 말하며, 크게 증발기, 압축기, 응축기, 팽창 밸브의 4가지 주요 부품으로 구성된다.

콘덴서에서 나온 중온의 냉매가 상기 팽창밸브를 통과하면서 저온 저압인 습증기 상태의 냉매로 변하고, 상기 냉매는 블로어에서 송출되는 공기에 의해 이베퍼레이터 코어의 내부를 통과하면서 저온 저압인 기체 상태로 기화하게 된다.

상기 냉매가 기화되면서 블로어에 의해 흡입되어 이베퍼레이터 코어의 표면을 지나는 공기의 열을 빼앗게 되고, 이로써 냉각된 공기가 차량의 실내로 유입되어 냉방이 이루어지는 것이다.

그러나, 엔진의 회전수가 낮은 이유로 에어컨 시스템을 순환하는 냉매의 속도가 떨어지게 되면 이베퍼레이터로 흘러가는 냉매 또한 저속으로 흘러가는데, 이때 외기의 온도가 높으면 저속의 냉매가 이베퍼레이터로 흘러가는 도중 단시간 내에 습증기 상태에서 기화되고, 기상으로 변화한 냉매는 컴프레서로 들어가기 전에 과열되어 에어컨 시스템 전체의 고압을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이베퍼레이터 코어의 냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프에 온도센서를 설치하여 ECU가 그 온도차를 감지하고, 소정의 온도차 이상일 경우 조절된 양의 냉각공기를 에어컨 덕트로부터 이베퍼레이터 코어로 이어지는 과열방지용 덕트를 통해 이베퍼레이터 전면으로 토출시켜 블로어를 통해 들어오는 공기와 혼합되도록 함으로써, 이베퍼레이터 코어의 표면을 지나는 공기의 온도를 낮추어 이베퍼레이터 코어 내에서 기화되는 냉매의 과열을 방지하고, 에어컨 시스템의 고압발생을 차단하여 고른 온도의 냉각공기를 공급할 수 있는 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조를 나타내는 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 에어컨 덕트 12 : 냉각공기 유입구

20 : 이베퍼레이터 22a : 상부케이스

22b : 하부케이스 24 : 이베퍼레이터 코어

26a : 냉매 유입 파이프 26b : 냉매 유출 파이프

28a, 28b : 온도센서 30 : 과열방지용 덕트

32 : 냉각공기 유출구 34 : 그로밋(grommet)

40 : 유로 개폐용 도어 42 : 액츄에이터

50 : ECU

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조는 이베퍼레이터 코어(24)의 냉매 유입 파이프(26a)와 냉매 유출 파이프(26b)에 온도센서(28a)(28b)를 각각 설치하여 ECU(50)가 그 온도차를 감지하고, 에어컨 덕트(10)의 소정 위치에 구비된 냉각공기 유입구(12)로부터 이어져 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부에 냉각공기 유출구(32)를 갖는 과열방지용 덕트(30)를 설치하여 소정의 개폐수단에 의해 조절된 양의 냉각공기를 토출시키는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 개폐수단은 상기 냉각공기 유입구(12)에 회전 가능하도록 설치되어 그 회전에 따라 상기 냉각공기 유입구(12)를 개폐하는 유로 개폐용 도어(40)와, 상기 냉각공기 유입구(12)의 외부 일측에 설치되고 상기 ECU(50)에 연결되어 상기 온도차에 따른 상기 ECU(50)의 제어신호에 따라 상기 유로 개폐용 도어(40)의 회전량을 조절하는 액츄에이터(42)로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조를 나타내는 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 에어벤트(미도시됨)로 이어지는 에어컨 덕트(10) 내에 냉각된 공기가 흐르게 될 때, 에어컨 덕트(10)의 소정 위치에 냉각공기 유입구(12)를 구비하고, 이를 통해 냉각공기의 일부가 유입되어 흐를 수 있는 새로운 덕트를 설치한다.

상기 덕트는 과열방지용 덕트(30)로서, 상기 냉각공기 유입구(12)에 그 일단이 시일링되어 결합되고, 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부에 그 타단인 냉각공기유출구(32)가 위치한다.

즉, 상기 냉각공기 유출구(32)를 통해 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부로 토출된 냉각공기가 블로어(미도시됨)에 의해 역시 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부로 송출되는 외기와 혼합되도록 한다.

상기 냉각공기 유출구(32)가 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부에 위치할 수 있도록 상기 과열방지용 덕트(30)는 이베퍼레이터(20)의 상부케이스(22a)를 관통하게 되는데, 이때 상부케이스(22a)의 관통부에는 그로밋(34)이 설치되어 이베퍼레이터 코어(24)를 통과하게 될 공기가 관통부를 통해 새어 나가지 못하도록 되어 있다.

블로어에 의해 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부로 송출되는 외기가 상기 과열방지용 덕트(30)를 통해 토출되는 냉각된 공기와 혼합되도록 함으로써, 이베퍼레이터 코어(24)의 표면을 지나는 공기의 온도를 낮추어 이베퍼레이터 코어(24)의 내부를 통과하는 냉매의 급속한 기화를 더디게 하고, 기상으로 변화한 냉매가 컴프레서(미도시됨)로 들어가기전에 과열되는 것을 막게 된다.

이때, 냉각공기 유입구(12)를 통해 유입되는 냉각공기의 유로를 개폐하고 그 양을 조절하는 개폐수단이 설치되는데, 상기 개폐수단은 냉각공기 유입구(12)에 회전 가능하도록 설치되는 유로 개폐용 도어(40)와 상기 냉각공기 유입구(12)의 외부 일측에 설치되는 액츄에이터(42)로 구성된다.

상기 유로 개폐용 도어(40)는 그 회전량에 따라 과열방지용 덕트(30)를 통한 냉각공기의 토출량을 조절하게 된다.

상기 유로 개폐용 도어(40)는 상기 액츄에이터(42)의 구동에 따라 회전되도록 되어 있는데, 상기 액츄에이터(42)는 ECU(50)의 제어를 받도록 그와 연결되어 그 제어신호에 따라 유로 개폐용 도어(40)를 회전시키게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 이베퍼레이터 구조에서 냉각공기의 토출량은 상기 ECU(50)가 결정하게 되는데, 이를 위해 이베퍼레이터(20)의 냉매 유입 파이프(26a)와 냉매 유출 파이프(26b)에는 온도센서(28a)(28b)가 설치되어 ECU(50)에 연결된다.

이베퍼레이터 코어(24)로 유입되는 냉매와 이를 통과하여 유출되는 냉매의 온도차가 소정의 온도차 이상일 경우 냉매의 과열로 보고, 상기 ECU(50)가 각 온도센서(28a)(28b)로 그 온도차를 감지한다.

그 온도차에 따라 ECU(50)가 냉각공기 토출량을 결정하고, 상기 액츄에이터(42)를 제어하여 상기 액츄에이터(42)에 의해 구동되는 유로 개폐용 도어(40)의 회전량을 조절함으로써, 상기 유로 개폐용 도어(40)를 지나는 냉각공기의 양이 조절된다.

상기 ECU(50)에 의한 유로 개폐용 도어(40)의 회전량 결정에 있어서, 바람직하게는 상기 ECU(50)가 온도차 변화에 따라 액츄에이터(42)를 구동시키되, 상기 온도차가 8℃ 이상일 경우 상기 유로 개폐용 도어(40)를 시계방향으로 열기 시작하여 9℃까지는 30도로 열게 되고, 9℃를 초과하는 온도차가 생기게 되면 10℃까지는 60도로, 10℃가 초과되는 경우라면 완전 열림상태인 90도로 하여 냉각공기 유출구(32)를 통해 냉각공기를 내보내게 된다.

냉각공기의 공급으로 온도차가 다시 줄게 되면 상기 방법의 역순으로 열림정도를 줄이되, 3℃의 온도차에서 8℃의 온도차까지를 히스테리시스 구간으로 설정하여 3℃ 이하가 되기 전까지는 일정정도의 냉각공기를 내보내다가 3℃ 이하가 되면 상기 유로 개폐용 도어(40)를 완전히 닫고 더 이상 냉각공기를 내보내지 않도록 한다.

따라서, 상기 온도차에 따른 적절한 양의 냉각공기를 이베퍼레이터 코어의 전면부에 토출시킴으로써, 이베퍼레이터 코어의 표면을 지나는 외기의 온도를 적절히 조절할 수 있고, 이베퍼레이터 코어를 통과하는 냉매의 과열을 방지할 수 있으며, 이에 따라 에어컨 시스템 내에서 고압이 발생하는 것을 방지할 수 있다.또한, 본 발명에서 제공하는 이베퍼레이터 구조에서는 유로 개폐용 도어가 열리기 시작하는 시점부터 냉각공기가 이베퍼레이터 코어의 전면으로 공급되어 유입측 냉매와 유출측 냉매 간의 온도차를 곧바로 줄여주게 되고, 이에 따라 실질적으로 유입측 냉매와 유출측 냉매 간의 온도가 10℃ 이상 차이가 나지 않게 되며, 따라서 유로 개폐용 도어의 열림량은 주로 30°이내에서 이루어지게 되는 동시에 열려있는 시간도 그다지 길지 않으므로, 에어컨 덕트를 통해 실내측으로 공급되는 냉각공기의 양에는 크게 영향을 주지않게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조에 의하면 이베퍼레이터 코어의 냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프에 온도센서를 설치하여 ECU가 그 온도차를 감지하고, 소정의 온도차 이상일 경우 조절된 양의 냉각공기를 에어컨 덕트로부터 이베퍼레이터 코어로 이어지는 과열방지용 덕트를 통해 이베퍼레이터 전면으로 토출시켜 블로어를 통해 들어오는 공기와 혼합되도록 함으로써, 이베퍼레이터 코어의 표면을 지나는 공기의 온도를 낮추어 이베퍼레이터 코어 내에서 기화되는 냉매의 과열을 방지하고, 에어컨 시스템의 고압발생을 차단하여 고른 온도의 냉각공기를 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 이베퍼레이터 코어(24)의 냉매 유입 파이프(26a)와 냉매 유출 파이프(26b)에 온도센서(28a)(28b)를 각각 설치하여 ECU(50)가 그 온도차를 감지하고, 에어컨 덕트(10)의 소정 위치에 구비된 냉각공기 유입구(12)로부터 이어져 이베퍼레이터 코어(24)의 전면부에 냉각공기 유출구(32)를 갖는 과열방지용 덕트(30)를 설치하여 소정의 개폐수단에 의해 조절된 양의 냉각공기를 토출시키는 것을 특징으로 하는 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 냉각공기 유입구(12)에 회전 가능하도록 설치되어 그 회전에 따라 상기 냉각공기 유입구(12)를 개폐하는 유로 개폐용 도어(40)와, 상기 냉각공기 유입구(12)의 외부 일측에 설치되고 상기 ECU(50)에 연결되어 상기 온도차에 따른 상기 ECU(50)의 제어신호에 따라 상기 유로 개폐용 도어(40)의 회전량을 조절하는 액츄에이터(42)로 구성된 것을 특징으로 하는 냉매 과열방지를 위한 이베퍼레이터 구조.