KR100600562B1 - 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 냉매 흐름 구간을 갖는 코어와 이 코어의 양단에서 냉매의 흐름 방향을 변경시키는 한쌍의 헤더를 구비하며, 상기 헤더에는 상기 코어에 대해 냉매의 유 ·출입이 이루어지도록 하는 냉매 유입구와 냉매 유출구가 설치된 구조를 가지되, 상기 냉매 유입구가 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비되고, 상기 냉매 유출구도 상기 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비된다.

이에 따라, 본 발명의 응축기에서는, 냉매의 통로 저항이 저감되고, 응축된 냉매의 배출이 원활하게 이루어짐과 아울러, 응축 과정에서 잔류된 기상 냉매가 재응축되어 액상 냉매화함으로써, 보다 향상된 성능이 기대된다.

공기조화장치, 응축기, 냉매, 유입구, 유출구

Description

응축기 {Condenser}

도 1 : 종래의 응축기를 나타낸 정면도

도 2 : 본 발명의 제1실시예에 따른 응축기를 나타낸 정면도

도 3 : 본 발명의 제2실시예에 따른 응축기를 나타낸 정면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 코어 11 : 냉매 튜브

12 : 방열핀 20,20' : 헤더

21∼23 : 배플 24,24' : 냉매 유입구

25,25' : 냉매 유출구 P1∼P4 : 냉매 흐름 구간

본 발명은 자동차용 공기조화장치의 냉매 싸이클을 구성하는 응축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉매 유입구와 냉매 유출구에 구조적인 특징이 있는 응축기에 관한 것이다.

자동차용 공기조화장치의 냉매 싸이클을 구성하는 열교환기의 하나인 응축기는 압축기에서 고온 고압의 상태로 압축된 냉매 가스를 저온 저압의 액상 냉매로 상변화시키는 기능을 수행한다.

통상적인 응축기는, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매가 흐르는 튜브(111)들로 이루어져 냉매를 응축시키는 코어(110)와 이 코어(110)의 양단에서 상기 튜브(111)들을 연결하면서 냉매의 흐름 방향을 변경시키는 한쌍의 헤더(121,122)로 구성되어 있다. 그리고, 헤더(121,122)에는, 압축기로부터 고온 고압의 냉매 가스를 응축기의 코어(110)로 도입하는 냉매 유입구(120a)가 구비됨과 아울러, 응축기에서 응축된 액상의 냉매를 배출시키는 냉매 유출구(120b)가 구비되어 있다. 특히, 냉매 유입구와 냉매 유출구는 한쪽 헤더에만 한꺼번에 구비되거나, 혹은 냉매 유입구는 한쪽 헤더에 구비되고 냉매 유출구는 다른 쪽 헤더에 구비되기도 한다. 하지만, 종래의 응축기에는 어느 경우에도 냉매 유입구(120a)와 냉매 유출구(120b)가 한개씩만이 구비되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 응축기에서 냉매 유출구(120b)가 하나만 구비됨으로 인해 다음과 같은 문제점이 발생한다. 즉, 응축과정을 거쳐 최종 패스 구간을 지나는 냉매는 적은 비율의 기상 냉매가 혼합된 액상 냉매로 이루어져 있는데, 이 기 ·액상 혼합의 냉매가 배출되기 위한 냉매 유출구(120b)가 하나 뿐이므로 냉매 유출구(120b)에서 통로 저항이 발생하여 응축된 냉매의 배출이 원활하게 이루어지지 못하게 된다. 또한, 응축이 안된 소량의 기상 냉매는 더 이상의 응축과정을 거치지 못하고 배출됨으로써 공조장치의 성능을 저해하는 요인으로 작용한다.

한편, 종래 응축기에서는 냉매 유입구(120a)도 하나만 구비됨으로 인해 다음과 같은 문제점이 발생한다. 먼저, 고온 고압의 기상 냉매가 냉매 유입구(120a)로 유입될 때 냉매의 유입량을 하나의 냉매 유입구(120a)만으로 충분히 감당할 수가 없기 때문에 냉매 유입구(120a) 근처에 작용하는 냉매의 유동 압력이 상승함으로써, 코어(110)로의 냉매 유입이 원활하게 이루어지지 못하게 된다. 또한, 냉매 유입구(120a)를 통해 헤더(121,122) 내로 도입된 냉매는 코어(110)를 구성하는 여러 개의 튜브(111)로 균일하게 분배되어 흘러야 하는데, 하나의 냉매 유입구(120a)만으로는 여러 개의 튜브(111)로 냉매를 균일하게 분배시켜 흐르게 할 수가 없으므로 결국에는 응축기의 응축 성능이 저하되고 만다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 주된 목적은, 냉매 유출구에서의 통로 저항이 저감됨과 아울러 응축된 냉매의 배출이 원활하게 이루어질 뿐만 아니라, 응축 과정에서 잔류된 기상 냉매를 재응축시킴으로써 보다 향상된 성능을 발휘하게 되는 응축기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉매 유출구 뿐만 아니라 냉매 유입구측에서의 냉매 흐름도 고르게 분배됨으로써, 냉매의 고압으로 인한 통로 저항이 저감되고, 성능이 배가되는 응축기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 주된 목적을 달성하기 위한 기술적 수단은, 복수의 냉매 흐름 구간을 갖는 코어와 이 코어의 양단에서 냉매의 흐름 방향을 변경시키는 한쌍의 헤더를 구비하며, 상기 헤더에는 상기 코어에 대해 냉매의 유 ·출입이 이루어지도록 하는 냉매 유입구와 냉매 유출구가 설치된 응축기에 있어서, 상기 냉매 유출구가 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 기술적 수단은, 복수의 냉매 흐름 구간을 갖는 코어와 이 코어의 양단에서 냉매의 흐름 방향을 변경시키는 한쌍의 헤더를 구비하며, 상기 헤더에는 상기 코어에 대해 냉매의 유 ·출입이 이루어지도록 하는 냉매 유입구와 냉매 유출구가 설치된 응축기에 있어서, 상기 냉매 유입구가 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비되고, 상기 냉매 유출구도 상기 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 냉매 유출구는 두 개로 이루어지되, 그 중 하나는 최종 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비되고, 다른 하나는 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비된 구성으로 개시될 수 있다. 특히, 상기 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비된 냉매 유출구는, 상기 최종 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비된 냉매 유출구 보다 50% 미만 크기의 내경을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비되는 냉매 유출구는, 그 구간의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 또, 상기 냉매 유출구의 총 유체 직경은 상기 냉매 유입 구의 총 유체 직경 보다 작게 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 응축기를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 냉매 튜브(11)들과 그 사이에 개재된 방열핀(12)들에 의해 코어(10)가 구성되어 있고, 이 코어(10)의 양단에는 상기 냉매 튜브(11)들의 단부를 접속하면서 배플(21,22,23)들에 의해 냉매의 흐름 방향을 변경시킴으로써 코어(10)의 냉매 흐름 구간을 복수개로 형성하게 되는 한쌍의 헤더(20,20')가 구비되어 있다. 특히, 본 실시예에서는 세 개의 배플(21,22,23)들에 의해 냉매 흐름 구간(P1∼P4)이 네 개로 형성된 구조로 개시되어 있으며, 냉매는 이들 냉매 흐름 구간(P1∼P4)을 지나면서 응축되어 기상에서 액상으로 상변화하게 된다. 한편, 헤더(20)에는 코어(10)에 대해 냉매의 유 ·출입이 이루어지도록 하는 냉매 유입구(24)와 냉매 유출구(25,25')가 설치되어 있다. 특히, 냉매 유입구(24)와 냉매 유출구(25,25')는 어느 하나의 헤더(20)에 구비되어 있는데, 이 가운데 냉매 유출구(25,25')는 두 개 이상이 구비되며, 본 실시예에서는 냉매 유출구(25,25')가 두 개로 개시되고 있다. 더욱이, 이들 냉매 유출구(25,25') 중에 하나는 최종 냉매 흐름 구간(P4)과 접하는 부위에 구비되고, 다른 하나는 최종 냉매 흐름 구간(P4) 직전의 냉매 흐름 구간(P3)과 접하는 부위에 구비되어 있다. 또, 최종 냉매 흐름(P4) 구간 직전의 냉매 흐름 구간(P3)과 접하는 부위에 구비된 냉매 유출구 (25,25')는 상기 최종 냉매 흐름 구간(P4)과 접하는 부위에 구비된 냉매 유출구(25,25') 보다 50% 미만 크기의 내경으로 이루어지며, 해당 냉매 흐름 구간(P3)의 하부에 접하는 부위에 구비된다. 이는, 최종 냉매 흐름 구간(P4) 이전의 냉매 흐름 구간(P1∼P3)을 지나면서 응축된 액상 냉매의 일부를 미리 배출함과 아울러 미응축된 기상 냉매는 최종 냉매 흐름 구간(P4)을 지나면서 다시 응축되도록 하는 과정이 원활하게 이루어지는 데에 적합하다. 그리고, 냉매 유출구(24,25')의 총 유체 직경(즉 냉매 유출구들의 내경의 총합)은 냉매 유입구(24)의 총 유체 직경(내경) 보다 작게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 냉매 유입구(24)를 통해 유입된 냉매가 냉매 유출구(25,25')를 통해 미응축된 상태로 너무 일찍 배출되는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 응축기를 나타내고 있는데, 도 2의 제1실시예와 동일한 부위는 동일한 참조부호로 표시되어 있다. 본 실시예는 제1실시예와 비교할 때, 냉매 유입구(24,24')가 두 개로 개시된 점에서 차이가 있으며, 다른 구성은 제1실시예와 동일하다. 즉, 냉매 유입구(24,24')가 두 개 이상으로 이루어짐으로써, 코어(10)로 도입되는 냉매의 분배성을 향상시키게 되는데, 이는 응축과정의 시작 부위에서 냉매의 흐름이 고르고 원활하게 이루어지게 하고, 냉매의 고압으로 인한 통로 저항이 저감함으로써, 응축 성능을 배가시키게 된다.

전술한 바와 같은 실시예들에 있어서, 제1실시예와 같이 두 개 이상의 냉매 유출구(25,25')가 구비되는 경우, 냉매 유출구(25,25')에서 냉매의 통로 저항이 감 소하게 되므로 응축된 냉매의 배출이 매우 원활하게 이루어지게 된다. 또, 액상의 냉매는 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간(P3)측에 구비된 냉매 유출구(25)를 통해 배출되는 한편, 미응축된 기상의 냉매는 최종 냉매 흐름 구간(P4)을 거침으로써 재응축된 뒤 액상의 상태로 다른 하나의 냉매 유출구(25')를 통해 배출되므로 응축기의 성능이 크게 향상된다.

또, 제2실시예와 같이 냉매 유출구(25,25') 뿐만 아니라 냉매 유입구(24,24')도 두 개 이상이 구비되면, 냉매 유입 부위에서의 통로 저항이 감소하게 되어 코어(10)로 도입되는 냉매가 균일하고 원활하게 응축과정을 시작하게 되므로 응축 효율이 더욱 더 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 응축기에서는, 냉매의 통로 저항이 저감되어 코어에서의 냉매 흐름이 균일하고 원활하게 이루어지게 된다. 또한, 응축된 냉매의 배출이 원활하게 이루어짐과 아울러 미응축된 기상 냉매는 재응축 과정을 통해 액상 냉매화하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 응축기는 종래에 비해 크게 향상된 응축 성능을 발휘하게 되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 다수의 냉매 튜브들과 그 사이에 개재된 방열핀들에 의해 구성되는 코어와, 이 코어의 양단에서 상기 냉매 튜브들의 단부를 접속하고 다수의 배플들에 의해 복수 개의 냉매 흐름 구간을 형성하며 냉매의 흐름 방향을 순차적으로 변경시키는 한 쌍의 헤더와, 상기 헤더에는 상기 코어에 대해 냉매의 유·출입이 이루어지도록 하는 냉매 유입구와 냉매 유출구가 설치된 응축기에 있어서,

   상기 냉매 유출구가 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비되되, 그 중 일부는 최종 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비되고, 그 일부를 제외한 나머지는 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비되며,

   상기 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비된 냉매 유출구의 내경은 상기 최종 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비된 냉매 유출구의 내경의 1/2길이보다 작은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 응축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉매 유입구가 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비되고, 상기 냉매 유출구도 상기 어느 하나의 헤더에 두 개 이상 구비된 것을 특징으로 하는 응축기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 최종 냉매 흐름 구간 직전의 냉매 흐름 구간과 접하는 부위에 구비되는 냉매 유출구는, 그 구간의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 응축기.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 냉매 유출구의 총 유체 직경은 상기 냉매 유입구의 총 유체 직경 보다 작은 것을 특징으로 하는 응축기.

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