KR100538746B1 - 수액기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수액기 본체로부터 필터 및 건조제의 교환이 용이함과 동시에 그 구성요건을 간편히 하고 제조 및 결합공정을 용이하게 할 수 있는 수액기에 관한 것으로, 관체형상의 수액기 본체 상부를 캡으로 밀폐하고 하부 개구부에는 본체와 직경이 동일한 스텀을 브래이징 결합하여 일체로 형성한다. 또한 하부가 개구된 스텀을 통해 건조제를 본체에 삽입하고 외주면이 탬핑가공된 필터를 스텀에 결합한 후 스텀의 하부에 플라스틱 사출물인 하부캡을 나사결합하도록 구성함으로써 목적을 달성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 본체 하부에 브래이징 결합된 스텀 하부를 하부캡에 의해 나사결합되기 때문에 착탈이 용이하여 내부에 내장된 건조제 및 필터의 교환이 용이할 뿐만 아니라 하부캡을 플라스틱 사출물로 대체함으로써 수액기의 중량을 줄일 수 있고 알루미늄을 가공하였던 종래 수액기에 비해 가격면에서도 유리하다.

Description

수액기

본 발명은 차량용 공조장치에 이용되는 수액기에 관한 것으로, 특히 압축기에서 유입된 냉매를 상분리하여 기냉매와 액냉매를 자중에 의해 분리한 후 각각의 유동로를 통해 냉매를 열교환시키는 다단 응축기에 적용하여 기냉매를 분리하는 수액기에 관한 것이다.

카에어컨은 압축기, 응축기, 수액기, 팽창변 그리고 증발기의 구성요소를 튜브로 연결하여 폐루프를 형성하도록 되어 있으며, 이의 밀폐된 공간을 냉매가 순환하면서 열변환을 통해 목적하는 바 차량 실내의 공기를 냉각하도록 되어 있다.

응축기 후단에는 압축기에서 압축된 고온.고압의 기체 상태로 상변환된 냉매가 응축기에서 발열작용을 통해 액상으로 상변환된 후 흡입되는 수액기가 설치되어 있다. 수액기에는 응축기를 통과한 냉매가 기상에서 액상으로 완전히 상변환되지 않은 상태로 유입된 기액 혼합냉매로부터 액냉매만을 팽창변으로 토출되게 하는 작용을 한다.

이러한 수액기는 현재까지 다양한 형태로 제조되어 활용되고 있는데 일예로 종래 수액기는 응축기 제작시 알루미늄을 가공하여 사용하므로 가공성이 뒤떨어지고 전체가 금속재질로 중량이 무거운 문제가 있을 뿐만 아니라 가격면에서도 불리한 점이 있다.

더욱이 수액기 내부에는 냉매중에 함유된 수분과 이물질을 제거하기 위한 건조제와 필터가 내장되어 있으며, 통상 본체 내부에 밀폐된 상태로 내장되어 하나의 조립체로 이루어져 있다.

때문에 냉매가 냉매회로를 순환하면서 필터의 불량으로 인해 수액기로 유입된 혼합냉매로부터 액분리가 원활하게 이루지지 못하거나 또는 냉매속에 함유된 수분을 제거하지 못하여 냉각효율이 감소될 경우 수액기 전체를 교환해야 하는 비경제적인 문제가 있다. 이러한 점을 감안하여 필터와 건조제를 교환할 수 있는 조립식 수액기가 제시된 바 있으나 이 또한 자체 무게를 줄일 수는 없고 분리가 용이하지 못한 문제가 있다.

본 발명의 목적은 수액기 본체로부터 필터 및 건조제의 교환이 용이함과 동시에 그 구성요건을 간편히 하고 제조 및 결합공정을 용이하게 할 수 있는 수액기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 관체형상의 수액기 본체 상부를 캡으로 밀폐하고 하부 개구부에는 본체와 직경이 동일한 스텀을 브래이징 결합하여 일체로 형성한다. 또한 하부가 개구된 스텀을 통해 건조제를 본체에 삽입하고 외주면이 탬핑가공된 필터를 스텀에 결합한 후 스텀의 하부에 플라스틱 사출물인 하부캡을 나사결합하도록 구성함으로써 목적을 달성할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 본체 하부에 브래이징 결합된 스텀 하부를 하부캡에 의해 나사결합하기 때문에 캡의 착탈이 용이하여 내부에 내장된 건조제 및 필터의 교환이 용이할 뿐만 아니라 하부캡을 플라스틱 사출물로 대체함으로써 수액기의 중량을 줄일 수 있고 알루미늄을 가공하여 사용하였던 종래 수액기에 비해 가격면에서도 유리하다.

도 1은 본 발명에 따른 수액기의 일 실시예를 도시한 것으로, 실시예에서는 다단 기액분리형 응축기에 적용된 예를 설명하고 있다.

부호 1은 응축기이고, 20은 수액기를 도시한 것이다. 응축기(1)는 다단 기액분리형 응축기로 일반적인 응축기와 동일한 구조로 이루어지며 다만 헤더파이프를 구획하는 배플들의 위치 및 입출구파이프의 위치를 달리하여 냉매의 유동경로를 기냉매 경로와 액냉매 경로로 분리하여 상변환시키고 있다.

이러한 다단 기액 분리형 응축기(1)는 수평방향으로 배열된 복수의 튜브(2)와 튜브(2) 사이에 교호로 배열된 코루게이트핀(3)에 의해 코어부를 형성하고 튜브(2) 양측에는 서로 대향되게 직립된 한쌍의 제1헤더탱크(4)와 제2헤더탱크(5)가 접속되어 있다.

튜브(2)는 편평한 관으로 내부에 다수의 냉매통로가 형성되어 있으며, 압출성형이나 프레스성형에 의해 제조된다. 실시예에서 제1,2헤더탱크(4)(5)는 각각 헤더(4a)(5a)와 탱크(4b)(5b)의 결합에 의해 타원형상의 냉매통로를 형성하고 있지만 파이프형태이어도 좋다.

상기 헤더(4a)(5a)에는 튜브(2)의 양단부를 각각 삽입하여 결합하도록 되어 있으며, 헤더 외측으로 탱크(5a)(5b)를 각각 결합함으로써 냉매통로를 형성하게 된다. 상기 제1,2헤더탱크(4)(5)는 복수의 배플(6-11)에 의해 구획분할되어 다실의 유체통로를 형성하고 있으며, 제1헤더탱크(4)에는 가스상태의 냉매가 유입되는 유입파이프(12)와 열교환부에서 외기와 열교환되어 상변환된 액냉매가 유출되는 유출파이프(13)가 각각 결합되어 있다.

상기 유입파이프(12)는 내부를 구획하는 배플(6)(7) 사이에 결합되고 유출파이프(13)는 배플(8) 하부에 결합되어 있다. 또한 제2헤더탱크(5)에 구비된 배플(9-11)은 제1헤더탱크(4)에 구비된 배플(6-8)들과 서로 다른 위도차를 갖고 배열됨으로써 냉매유로를 다단으로 형성할 수 있다.

즉, 제2헤더탱크(5)의 배플(9)은 제1헤더탱크(4)의 배플(6)보다 위도가 높으며, 상기 제2헤더탱크(5)의 배플(10)은 제1헤더탱크(4)의 배플(7)보다 위도가 낮고 배플(8)보다 위도가 높은 곳에 위치하고 있다. 그리고 배플(11)은 제1헤더탱크(8)와 동일 수평면상에 위치되게 함으로써 상변환된 냉매가 후술하는 수액기(20)를 통해 유출파이프(13)로 유동하게 된다.

따라서 본 발명은 상기 배플(6-11)들의 위도차에 따라 냉매가 유동하는 튜브군이 분할되어 냉매유동 방향에 따라 위상차를 갖고 상,중,하부영역 및 과냉각영역으로 나눌수 있다.

본 발명에 따른 수액기(20)는 상술한 다단 기액분리형 응축기(1)에 결합되는 것으로 도 2 및 도 3과 같이 분리가능한 분할체로 이루어져 있으며, 관체형상의 수액기본체(21)와, 본체(21) 하부에 브래징 결합되는 스텀(23)을 포함하고 있고, 수액기 본체(21)의 상방 개구부는 상부캡(22)을 브래징 결합에 의해 밀폐시키고 있다.

수액기본체(21)는 외주면 상부와 하부에 각각 유입공(21a)(21b)이 형성되어 있는데 응축기(1)의 상부영역과 하부영역을 유동하는 냉매가 수액기본체(21)를 통과할 수 있도록 하기 위해서 이다. 실시예에서는 유입공을 2개소에 형성하고 있지만 일반적인 응축기에 적용할 경우에는 유입공을 1개소만 형성할 수도 있다.

스텀(23)은 수액기본체(21)와 외경이 동일한 스텀본체(24)와, 스텀본체(24) 상부에 수액기본체(21) 내주면에 삽입되는 삽입부(25)가 일체로 형성되어 있다. 스텀본체(24)는 일측 중앙에 유출공(24a)이 형성되어 있고, 이 유출공(24a)은 제2헤더탱크(5)를 통해 과냉각영역과 연통된다.

수액기본체(21)에 삽입되어 브래이징 결합되는 삽입부(25)는 수액기본체(21)의 내경과 거의 동일한 외경을 갖고 내주연에는 후술하는 필터부(26)를 나사결합시키기 위한 나사산이 형성됨과 동시에 후술하는 하부캡(28)을 나사결합하기 위한 나사산이 형성되어 있다.

필터부(26)는 직경이 서로 다른 2중관체로 이루어져 있고 상부에는 스텀(23)의 삽입부(25)에 나사결합되는 결합부(26a)를 형성하되 하단 개구부에는 미세선으로 직조된 필터(27)가 고정되어 있다.

여기서 필터(27)를 포함한 필터부(26)는 스텀(23)에 나사결합된 상태에서 그 하단부가 최소한 스텀본체(24)에 형성된 유출공(24a)의 상부에 위치되게 함으로써 냉매의 유동저항이 발생하지 않도록 하여야 한다.

상기 스텀(23)의 하부 개구부는 하부캡(28)에 의해 착탈가능하게 밀폐되어 있다. 상기 하부캡(28)은 고강도 플라스틱 재질로서 사출성형에 의해 형성된 것으로, 특히 재질이 가벼워 수액기의 전체 중량을 감소시킴과 동시에 내장된 건조제와 필터의 교체가 용이하다.

특히 하부캡(28)은 스텀(23)의 하부가 삽입되는 홈부(28a)를 형성하고 있으며, 홈부(28a)의 내주연은 태핑처리하여 스텀(23) 외주연과 나사결합하도록 하고 있다. 더욱이 수액기(20)의 기밀성을 높이기 위해 상기 홈부(28a)의 저면에는 O-링(29)을 개재하고 있다.

이와 같이 구성된 수액기(20)는 수액기본체(21) 상부에 상부캡(22)를 삽착하고, 또한 하부 내주연에 스텀(23)의 삽입부(25)를 삽입한 상태에서 브래징 결합한다. 이후 스텀(23) 하부를 통해 수액기본체(21)에 건조제를 삽입하고 필터부(26)를 상기 스텀(23)의 삽입부(25) 내주연에 나사결합한다. 이때 스텀(23)에 결합된 필터부(26)는 그 하단부가 스텀(23)에 형성된 유출공(24a)을 가리지 않도록 설계시 유의하여야 한다.

이후, 플래스틱 재질로 이루어진 하부캡(28)의 홈부(28a)에 O-링을 개재한 상태에서 하부캡(28)을 스텀(23)에 나사결합한 후 응축기(1)의 제2헤더(5)와 수액기(20) 사이에 파이프를 개재하여 결합을 완료한다.

이와 같이 응축기(1)와 수액기(20)가 결합된 상태에서 도시되지 않은 압축기를 통전시키면 압축기가 구동됨과 동시에 냉매는 냉매회로를 순환하게 되고 이러한 과정중에 압축된 기냉매가 응축기(1)로 유입된다.

응축기(1)로 유입된 기냉매는 유입파이프(12)를 통해 중부영역으로 유동되어 액냉로 부분 상변환되면서 제2헤더탱크(5)의 배플(9)(10) 사이에 형성된 쳄버로 유동하게 되며, 상기 쳄버로 유동한 냉매는 기상과 액상이 혼합된 기액혼합상태로 존재하게 되며, 여기서 기액혼합냉매는 자중에 의해 분리됨으로써 각각 다른 경로를 통해 유동하게 된다.

즉, 비중이 낮은 기냉매는 상승되어 상부영역으로 이동하게 되고, 비중이 높은 액냉매는 자중에 의해 하부영역으로 이동하면서 열교환하게 된다.

이와 같이 기상과 액상으로 분리되어 각각의 유동경로를 통해 유동하는 냉매중 상부영역으로 유동하는 기냉매는 열교환과정중 대부분 액상으로 상변환되어 수액기본체(21) 상부에 형성된 유입공(21a)을 통해 유입되고, 하부영역으로 유동하는 액냉매는 과냉각되어 상기 수액기본체(21) 하부에 형성된 유입공(21b)을 통해 수액기(20)로 유입된다.

수액기(20)기로 유입된 냉매는 수액기본체(21)에 내장된 건조제를 통과하면서 수분이 제거된 상태로 스텀(23)을 통과하면서 냉매중에 함유된 불순물을 필터링하게 되고 이후 스텀(23)의 유출공(24a)을 통해 응축기(1) 최하부에 위치한 과냉각영역으로 유동하는 순환경로를 갖는다.

한편, 냉매 순환과정중에 증발기의 흡열열량이 낮아 증발온도가 설정온도 보다 높음으로 인해 차량 실내의 공기가 냉각되지 않을 경우나 또는 필터(27)에 이상이 있어 냉각효율이 감소될 경우에 수액기(20) 하부에 나사결합된 하부캡(28)을 분리시켜 건조제와 필터(27)를 교환하면된다.

이상과 같은 구조로 이루어진 수액기에 있어서, 특히 하부캡을 가벼운 플라스틱 재질을 사출성형하여 나사결합하는 구조를 갖음으로써 건조제 및 필터의 교환이 용이하고 더욱이 수액기의 전체 무게를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수액기의 설치상태를 응축기 보인 정면도,

도 2는 본 발명 수액기의 분해사시도,

도 3은 도 2의 결합단면도,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20;수액기 21;수액기본체

21a,21b;유입공 22;상부캡

23;스텀 25;삽입부

26;필터부 26a;결합부

27;필터 28;하부캡

28a;홈부 29;O-링

Claims (3)

1. 일정한 직경을 갖고 상부가 밀폐되고 하부가 개구된 관체형상의 수액기본체;

   상기 수액기본체 내주면에 삽입되는 삽입부가 상부에 형성되며, 일측에는 유출공이 형성되고, 내주연에 나사산이 형성된 스텀;

   상기 스텀의 유출공 상부에 나사결합되는 필터부;

   상기 스텀 하단부가 삽입되는 홈부를 갖고 상기 홈부 내주연에 나사산이 형성된 플래스틱 재질로 이루어진 하부캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스텀과 하부캡의 홈부 사이에 O-링이 개재된 것을 특징으로 하는 수액기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수액기본체에는 유입공이 1개소 또는 2개소 형성된 것을 특징으로 하는 수액기.