KR100639175B1 - One piece type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어짐으로써 콤팩트한 공기조화장치를 구성할 수 있고, 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 특히 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 일체형 열교환기의 제공을 목적으로 한다. The present invention relates to an integrated heat exchanger, by which the evaporator and the heater core are integrated to form a compact air conditioner, to reduce the cost and to improve the productivity, in particular to the integrated heat exchanger that can improve the cooling performance It is for the purpose of providing a flag.
본 발명은, L자 형상의 두 플레이트가 접합된 다수의 플랫 튜브(21)들이 차례로 적층되어 이루어진 냉각매체가 유통하는 증발기(2)와, 상기 L자의 공간부에 설치되어 전체적으로 사각형의 평면형상을 이루는 가열매체가 유통하는 히터 코어(3)와, 상기 증발기(2)와 히터 코어(3)의 각 플랫 튜브 사이에 공유된 전열핀(4)들과, 그리고, 상기 증발기(2) 및 히터 코어(3) 사이에 열전달을 차단하도록 노치부가 설치된 일체형 열교환기에 있어서, 상기 증발기(2)를 구성하는 각 플레이트(23)가 차례로 통하도록 각 플레이트의 하단부에 제1유로공(231), 제2유로공(232) 및 제3유로공(233)이 차례로 형성됨과 아울러 상기 중앙의 제2유로공(232)으로부터 상단부의 굴곡부 일부까지 구획비드가 형성됨으로써, 각 플레이트(23)의 내면에는 L턴 유로(237)가 형성되고, 제1유로공(231)이 막혀있는 중앙 플레이트(213)에 의해 전반부(211)와 후반부(212)로 구획되며, 상기 전반부(211) 끝단의 제1엔드 플레이트(211')는 제3유로공(233)이 막혀 있고, 상기 후반부(212) 끝단의 제2엔드 플레이트(212')는 모든 유로공(231, 232, 233)이 막혀 있어, 상기 전반부(211)의 각 플레이트(23)에 있는 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)에 의해 제1, 2유로(231a, 233a)가 형성되고, 상기 후반부(212)의 각 플레이트(23)에 있는 제 1유로공(231) 및 제3유로공(233)에 의해 제3, 4유로(231b, 233b)가 형성되며, 상기 전반부(211)의 제1유로(231a)로 유입된 냉매가 L턴 유로(237)를 통해 제2유로(233a)로 유동되고, 이 유동 냉매가 중앙 플레이트(213)의 제3유로공(233)을 통해 후반부(212)의 제4유로(233b)로 유동된 후, L턴 유로(237)를 통해 제3유로(231b)로 유동되며, 상기 전반부(211)와 후반부(212)에서 모두 연통된 제2유로공(232)에 의해 형성되어 제3유로(231b)와 연결되는 제5유로(232a)를 통하여 배출되도록 한 것을 특징으로 한다.The present invention provides an evaporator 2 through which a cooling medium formed by stacking a plurality of flat tubes 21 in which two L-shaped plates are laminated in turn, and an L-shaped space, which is generally formed in a rectangular planar shape. A heater core 3 through which the heating medium circulates, heat transfer fins 4 shared between the evaporator 2 and each flat tube of the heater core 3, and the evaporator 2 and the heater core. In the integral heat exchanger provided with a notch part to block heat transfer between (3), the first flow path 231 and the second flow path at the lower end of each plate so that each plate 23 constituting the evaporator 2 passes in turn. The ball 232 and the third flow path 233 are formed in turn, and a partition bead is formed from the central second flow hole 232 to a part of the bent portion of the upper end, so that the inner surface of each plate 23 has an L-turn flow path. 237 is formed, and the first euro hole 231 is formed. The first plate 211 ′ at the end of the first half portion 211 and the second half portion 212 are partitioned into the first half portion 211 and the second half portion 212 by the blocked central plate 213. The second end plate 212 ′ at the end of the second half 212 has all of the flow paths 231, 232, and 233 blocked, such that the first flow path 231 and the first flow path 231 in each plate 23 of the first half 211 are closed. First and second flow paths 231a and 233a are formed by the third flow hole 233, and the first flow path 231 and the third flow hole 233 in each plate 23 of the second half portion 212. The third and fourth flow paths (231b, 233b) are formed, and the refrigerant flowing into the first flow path 231a of the first half portion 211 flows through the L-turn flow path 237 to the second flow path 233a. The flow refrigerant flows through the third flow path 233 of the center plate 213 to the fourth flow path 233b of the second half portion 212, and then through the L-turn flow path 237, the third flow path 231b. And flows in both first and second parts 211 and 212. It is formed by the second flow path 232 is characterized in that the discharge through the fifth flow path (232a) connected to the third flow path (231b).
일체형열교환기, 열교환기Integrated Heat Exchanger, Heat Exchanger
Description
도 1은 본 발명에 따른 일체형 열교환기를 나타내는 부분 정면도이다. 1 is a partial front view showing an integrated heat exchanger according to the present invention.
도 2a는 본 발명에 따른 일체형 열교환기의 작용상태를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 증발기의 중앙 플레이트에 의해 구획된 전반부를 나타내는 사시도이며, 도 2c는 증발기의 중앙 플레이트에 의해 구획된 후반부를 나타내는 사시도이다.Figure 2a is a perspective view showing the operating state of the integrated heat exchanger according to the present invention, Figure 2b is a perspective view showing the first half partitioned by the central plate of the evaporator, Figure 2c is a perspective view showing the second half partitioned by the center plate of the evaporator to be.
도 3은 본 발명에 따른 일체형 열교환기가 적용된 공기조화장치의 작용상태를 나타내는 구성도이다. 3 is a configuration diagram showing an operating state of the air conditioner to which the integrated heat exchanger according to the present invention is applied.
도 4는 종래 일체형 열교환기를 나타내는 사시도이다. 4 is a perspective view showing a conventional integrated heat exchanger.
도 5는 종래 일체형 열교환기를 나타내는 부분 정면도이다. 5 is a partial front view showing a conventional integrated heat exchanger.
도 6은 종래 일체형 열교환기를 나타내는 일부 분해 사시도이다. 6 is a partially exploded perspective view showing a conventional integrated heat exchanger.
도 7은 종래 일체형 열교환기가 적용된 공기조화장치의 작용상태를 나타내는 구성도이다. 7 is a configuration diagram showing an operating state of an air conditioner to which a conventional integrated heat exchanger is applied.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2 : 증발기, 3 : 히터 코어, 2: evaporator, 3: heater core,
4 : 전열핀, 21 : 증발기의 플랫 튜브, 4: heating fin, 21: flat tube of evaporator,
23 : 증발기 플레이트, 31 : 히터 코어의 플랫 튜브, 23: evaporator plate, 31: flat tube of the heater core,
33 : 히터 코어 플레이트, 231, 232, 233 : 유로공,
231a, 233a : 제1, 2유로, 231b, 233b : 제3, 4유로,33: heater core plate, 231, 232, 233: euro ball,
231a, 233a: 1st, 2e euro, 231b, 233b: 3rd, 4euro,
235 : 구획비드, 237 : L턴 유로, 235: compartment bead, 237: L turn euro,
245 : 연결돌기, 247 : 노치부 245: connecting projection, 247: notch
본 발명은 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 특히 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어짐으로써 콤팩트한 공기조화장치를 구성할 수 있고, 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 냉난방 성능을 향상시킬 수 있는 일체형 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated heat exchanger, and in particular, the evaporator and the heater core are integrated to form a compact air conditioner, to reduce cost and productivity, and to provide an integrated heat exchanger. It is about the flag.
자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성되며, 한편 난방시스템은 냉각수를 히터 코어로 유입하여 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성된다. The automotive air conditioner includes a cooling system for cooling the interior of a vehicle and a heating system for heating the interior of the vehicle. The cooling system is configured to cool the interior of a vehicle by heat exchange by an evaporator while the heat exchange medium discharged by the operation of the compressor is circulated back to the compressor via a condenser, a receiver drier, an expansion valve, and an evaporator. The coolant is configured to heat the room by introducing heat exchange into the heater core.
일반적인 공기조화장치에 있어서는 공기조화케이스 내부에 증발기 및 히터 코어가 별도로 설치된다. 이러한 경우 증발기 및 히터 코어의 각각의 구성 부품의 수량이 많아지기 때문에 금형 개발비용이 많이 소요되고, 증발기 및 히터 코어를 별도로 조립함에 따라 증발기 및 히터에 대한 제조라인을 별도로 설치하여야 하므로 설비비가 증대되며, 조립공수 및 조립인원이 많이 소요되어 원가 상승 및 생산성 저하를 초래한다. 또한, 공기조화케이스에 증발기 및 히터 코어를 별도로 내장하여야 함에 따라 온도조절도어의 추가적인 설치가 요구되어 공기조화케이스가 복 잡해질 뿐만 아니라 공기조화케이스의 크기도 증대되어 자동차에 대한 장착성도 악화된다. 또한, 이와 같이 냉난방 시스템이 복잡해지면 송풍기로부터 공기조화케이스 내부로 송풍되는 공기의 유동에 있어서 저항이 커져 시스템 풍량의 감소, 노이즈 증대 및 냉난방 성능 저하를 초래한다. In a general air conditioner, an evaporator and a heater core are separately installed in an air conditioner case. In this case, mold development cost is high because the number of components of the evaporator and the heater core increases, and as the assembly line for the evaporator and the heater core is separately installed, the production line for the evaporator and the heater must be installed separately, thereby increasing the equipment cost. The cost of assembly and labor is high, resulting in higher costs and lower productivity. In addition, since the evaporator and heater core must be separately installed in the air conditioning case, additional installation of the temperature control door is required, which not only complicates the air conditioning case but also increases the size of the air conditioning case, thereby deteriorating the mountability of the vehicle. In addition, when the air conditioning system is complicated, the resistance increases in the flow of air blown from the blower into the air conditioning case, resulting in a decrease in system air volume, an increase in noise, and a decrease in air conditioning performance.
이러한 점을 고려하여 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어진 열교환기가 제안되었는데, 일본 공개특허 평9-39553호에 개시된 것이 대표적이다. In consideration of this point, a heat exchanger in which an evaporator and a heater core are integrated has been proposed, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-39553.
이 열교환기는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 L자 형상으로 이루어진, 냉각매체가 유통하는 제1열교환기(101)와, 상기 L자의 공간부에 설치되어 전체적으로 사각형의 평면형상을 이루며 가열매체가 유통하는 제2열교환기(111)와, 그리고 상기 제1열교환기(101)와 제2열교환기(111)가 공유하는 전열핀(121)을 구비한다. 상기 두 열교환기(101,111) 사이에는 열전달을 차단하도록 노치부(미도시)가 설치되며 공기의 토출측은 상기 제1열교환기(101)의 토출측 일부와 상기 제2열교환기(111)의 토출측 전부(全部)에 의하여 구성된다. As shown in FIGS. 4 to 7, the heat exchanger is formed in an L shape, and is provided with a
따라서, 상기한 바와 같이 구성된 일체형 열교환기가 도시된 바와 같이 공기조화장치를 구성하는 공기조화케이스(131)에 조립되어 증발기의 기능을 하는 제1열교환기(101)가 냉방시스템과 연결됨과 아울러 히터 코어 기능을 하는 제2열교환기(111)가 난방시스템과 연결되면, 온도조절도어(133)가 폐쇄된 상태인 경우 송풍기(135)에 의하여 송풍되는 공기가 제1열교환기(101)를 흐르고 있는 냉매와 열교환되어 냉각되고, 이 냉각된 공기는 제2열교환기(111)를 통과할 때 제2열교환기(111)를 흐르고 있는 온수와 열교환되어 가열되어 냉풍은 상부 벤트(137)를 통 하여, 그리고 온풍은 하부 벤트(139)를 통하여 차실내의 승객의 상반신쪽으로 토출되어 차실내가 냉방 또는 난방된다. Therefore, the integrated heat exchanger configured as described above is assembled to the
또한, 온도조절도어(133)가 개방된 상태에서는 제1열교환기(101)에 의하여 냉각된 공기중 일부(즉, 제1열교환기(101)의 온도조절도어(133)쪽)는 그대로 상부 벤트(137)를 통하여 차실내로 배출되고, 제1열교환기(101)에 의하여 냉각된 공기의 나머지 부분은 제2열교환기(111)와 열교환되어 하부 벤트(139)를 통하여 차실내의 승객의 하반신쪽으로 토출된다. 따라서, 이 경우에는 제2열교환기(111)에 의하여 가열되지 않고 제1열교환기(101)만을 거쳐 토출되는 공기는 저온이고 제1열교환기(101) 및 제2열교환기(111)를 거친 공기는 위 공기보다 고온이므로 온도차가 커져 바이 레벨(bi-lebel) 상태가 되므로 쾌적함을 느낄 수 있게 된다. In addition, when the
그러나, 상기한 바와 같은 종래 일체형 열교환기에 있어서는, 제1열교환기(101)와 제2열교환기(111)와의 사이에 이들 상호간의 열전달을 최소화하기 위하여 노치부가 형성되어 있다고 하더라도 도시된 바와 같이 제1열교환기(101)와 제2열교환기(111) 상호간의 열전달현상을 완전히 막을 수 없고 제1열교환기(101) 내부로 유입된 냉각매체의 경우 유동경로가 L턴(L-turn)을 한 다음 그대로 제1열교환기(101)로부터 배출되도록 되어 있어 열교환효율이 나쁘기 때문에 제1열교환기(101)의 일부만을 거친 공기와 제1열교환기(101) 및 제2열교환기(111)를 거친 공기와의 차이가 크지 않다. 따라서 양호한 바이 레벨상태를 얻을 수 없어 특히 냉방성능이 저하되는 문제점이 있다. However, in the conventional integrated heat exchanger as described above, although notches are formed between the
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 증발기 및 히터 코어가 일체로 이루어짐으로써 콤팩트한 공기조화장치를 구성할 수 있고, 원가절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있으며, 특히 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 일체형 열교환기의 제공을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, by the evaporator and the heater core is formed integrally can form a compact air conditioning apparatus, it is possible to reduce the cost and productivity, especially cooling performance An object of the present invention is to provide an integrated heat exchanger capable of improving the temperature.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, L자 형상의 두 플레이트가 접합된 다수의 플랫 튜브들이 차례로 적층되어 이루어진 냉각매체가 유통하는 증발기와, 상기 L자의 공간부에 설치되어 전체적으로 사각형의 평면형상을 이루는 가열매체가 유통하는 히터 코어와, 상기 증발기와 히터 코어의 각 플랫 튜브 사이에 공유된 전열핀들과, 그리고, 상기 증발기 및 히터 코어 사이에 열전달을 차단하도록 노치부가 설치된 일체형 열교환기에 있어서, 상기 증발기를 구성하는 각 플레이트가 차례로 통하도록 각 플레이트의 하단부에 제1유로공, 제2유로공 및 제3유로공이 차례로 형성됨과 아울러 상기 중앙의 제2유로공으로부터 상단부의 굴곡부 일부까지 구획비드가 형성됨으로써, 각 플레이트의 내면에는 L턴 유로가 형성되고, 제1유로공이 막혀있는 중앙 플레이트에 의해 전반부와 후반부로 구획되며, 상기 전반부 끝단의 제1엔드 플레이트는 제3유로공이 막혀 있고, 상기 후반부 끝단의 제2엔드 플레이트는 모든 유로공이 막혀 있어, 상기 전반부의 각 플레이트에 있는 제1유로공 및 제3유로공에 의해 제1, 2유로가 형성되고, 상기 후반부의 각 플레이트에 있는 제 1유로공 및 제3유로공에 의해 제3, 4유로가 형성되며, 상기 전반부의 제1유로로 유입된 냉매가 L턴 유로를 통해 제2유로로 유동되고, 이 유동 냉매가 중앙 플레이트의 제3유로공을 통해 후반부의 제4유로로 유동된 후, L턴 유로를 통해 제3유로로 유동되며, 상기 전반부와 후반부에서 모두 연통된 제2유로공에 의해 형성되어 제2엔드 플레이트 쪽에서 제3유로와 연결되는 제5유로를 통하여 배출되도록 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the evaporator flows through the cooling medium is formed by stacking a plurality of flat tubes are bonded to each other L-shaped plate, and installed in the space of the L-shape the overall planar shape In an integrated heat exchanger provided with a heater core circulating through the heating medium, heat transfer fins shared between each flat tube of the evaporator and the heater core, and a notch portion to block heat transfer between the evaporator and the heater core. The first euro hole, the second euro hole and the third euro hole are sequentially formed at the lower end of each plate so that each plate constituting the evaporator passes in turn, and a partition bead is formed from the central second euro hole to a part of the bent portion of the upper end. As a result, an L-turn flow path is formed on the inner surface of each plate, and the central plate in which the first flow path is blocked. The first end plate of the first end end of the first end plate is blocked by a third flow hole, and the second end plate of the second end end of the second end plate is closed of all flow paths. First and second flow paths are formed by the flow path hole and the third flow path hole, and the third and fourth flow paths are formed by the first flow path hole and the third flow hole in each plate of the second half part, and the first and second flow paths are formed. The refrigerant flowing into the flow path flows through the L-turn flow path to the second flow path, and this flow refrigerant flows through the third flow hole of the central plate to the fourth flow path in the second half, and then passes through the L-turn flow path to the third flow path. It is characterized in that the flow is formed by the second passage hole communicated in both the first half and the second half is discharged through the fifth passage connected to the third passage from the second end plate side.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일체형 열교환기가 공기조화장치를 구성하는 공기조화케이스에 조립되어 증발기는 냉방시스템과 연결됨과 아울러 히터 코어는 난방시스템과 연결되고, 상기 히터 코어가 겹치지 않는 증발기 부분의 전후로 제1온도조절도어 및 제2온도조절도어가 설치되면, 두 온도조절도어가 폐쇄된 상태에서 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기를 흐르고 있는 냉매와 열교환되어 냉각되고, 이 냉각된 공기는 히터 코어를 통과할 때 히터 코어를 흐르고 있는 온수와 열교환되어 가열되어 냉풍은 상부 벤트를 통하여, 온풍은 하부 벤트를 통하여 차실내의 승객의 상반신쪽으로 토출되어 차실내가 냉방 또는 난방된다. The integrated heat exchanger of the present invention configured as described above is assembled to the air conditioning case constituting the air conditioner, the evaporator is connected to the cooling system, and the heater core is connected to the heating system, and before and after the evaporator portion where the heater cores do not overlap. When the first temperature control door and the second temperature control door are installed, the air blown by the blower while the two temperature control doors are closed is cooled by heat exchange with the refrigerant flowing through the evaporator, and the cooled air cools the heater core. When passing, heat is exchanged with the hot water flowing through the heater core, and the cold air is discharged through the upper vent and the warm air is discharged toward the upper body of the passenger in the cabin, thereby cooling or heating the interior of the cabin.
또한, 두 온도조절도어가 개방된 상태에서는 증발기에 의하여 냉각된 공기중 일부(즉, 두 온도조절도어쪽)는 그대로 상부 벤트를 통하여 차실내로 배출되고, 증발기에 의하여 냉각된 공기의 나머지 부분은 히터 코어와 열교환되어 하부 벤트를 통하여 차실내의 승객의 하반신쪽으로 토출된다. 따라서, 이 경우에는 히터 코어에 의하여 가열되지 않고 증발기만을 거쳐 토출되는 공기는 저온이고 증발기 및 히터 코어를 모두 거친 공기는 위 공기보다 고온이므로 온도차가 커져 바이 레벨(bi-lebel) 상태가 되므로 쾌적함을 느낄 수 있게 된다. In addition, when the two temperature control doors are opened, part of the air cooled by the evaporator (that is, the two temperature control doors) is discharged into the cabin through the upper vent as it is, and the remaining part of the air cooled by the evaporator is Heat exchanged with the heater core is discharged through the lower vent toward the lower body of the passenger in the cabin. Therefore, in this case, air that is not heated by the heater core and is discharged only through the evaporator is low temperature, and the air passing through both the evaporator and the heater core is higher than the air above, so the temperature difference becomes large, thereby making it bi-lebel. I can feel it.
한편, 냉매는 제1엔드 플레이트의 제1유로공을 통하여 증발기의 제1엔드 플랫 튜브로 유입되고 이 플랫 튜브에 유입된 냉매는 각 플레이트의 제1유로공을 통하여 중앙의 블랭크 플레이트까지 유동하여 각 플랫 튜브 내부를 L턴하여 각 플레이트의 제3유로공들에 의해 형성된 제2유로로 유동하고, 이와 같이 유동하는 냉매는 다시 제3유로공들을 통하여 블랭크 플레이트와 제2엔드 플레이트들 사이의 제3유로공들에 의해 형성된 제4유로로 유동하여 L턴하여 제1유로공 쪽으로 유동한 다음 모두 제2엔드 플레이트의 막혀 있는 제1유로공에 위치한 제 3유로로 유동한다. 이와 같이 제2엔드 플레이트의 제3유로로 유동하는 냉매는 제2엔드 플레이트의 막혀있는 제2유로공에 위치한 제5유로와 연결되어 있기 때문에 제5유로로 유동한 다음 각 플레이트의 제2유로공들을 통하여 제1엔드 플레이트의 제2유로공쪽으로 유동하여 제2유로공을 통하여 증발기로부터 배출된다. 따라서, 증발기 내부를 유동하는 냉매가 두 번의 L턴을 하면서 유동함과 아울러 최종적으로 배출시 증발기 전체를 거쳐 배출되기 때문에 열교환효율이 향상되므로 냉방성능을 높일 수 있다. Meanwhile, the refrigerant flows into the first end flat tube of the evaporator through the first channel hole of the first end plate, and the refrigerant introduced into the flat tube flows to the center blank plate through the first channel hole of each plate. L-turn inside the flat tube to flow into the second flow path formed by the third flow paths of each plate, and the refrigerant flowing through the third flow path again passes between the blank plate and the second end plates through the third flow paths. It flows into the fourth flow path formed by the flow path holes, turns L to flow toward the first flow hole, and then flows all into the third flow path located in the blocked first flow hole of the second end plate. As such, the refrigerant flowing into the third channel of the second end plate is connected to the fifth channel located in the blocked second channel hole of the second end plate, so that the refrigerant flows into the fifth channel and then the second channel hole of each plate. Through the second flow path toward the second flow path of the first end plate is discharged from the evaporator through the second flow hole. Therefore, since the refrigerant flowing inside the evaporator flows with two L turns and is finally discharged through the entire evaporator when discharged, the heat exchange efficiency is improved, thereby improving cooling performance.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1과 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 열교환기는 L자 형상을 하고 있는 증발기(2)와, 상기 L자 형상의 공간부에 증발기(2)와 일체로 연결되는 대략 직육면체 형상의 히터 코어(3)를 포함하여 이루어지며, 따라서 전체적으로 대략 육면체 형상을 하고 있다. As shown in Fig. 1 and Figs. 2a to 2c, the integrated heat exchanger according to the present invention is connected to the
증발기(2)는 L자 형상의 두 플레이트(23,23)가 서로 접합되어 형성되는 다수의 플랫 튜브(21)가 차례로 적층되어 이루어지고, 히터 코어(3)는 대략 직사각형 형상의 두 플레이트(33,33)가 접합되어 형성되는 다수의 플랫 튜브(31)가 차례로 적층되어 이루어진다. 그리고, 증발기(2)의 플랫 튜브(21)들과 히터 코어(3)의 플랫 튜브(31)들은 서로 대응하여 배치되고, 이들 사이에는 단일체의 코르게이트형 전열핀(4)들이 차례로 적층된다. 따라서, 증발기(2)와 히터 코어(3)는 전열핀(4)들을 공유하게 된다. The
본 발명에 따르면, 증발기(2)의 플랫 튜브(21)를 형성하는 L자 형상의 플레이트(23)를 도면과 같이 역으로 세워놓았을 때 각 플레이트(23)의 하단부에는 제1유로공(231), 제2유로공(232) 및 제3유로공(233)이 차례로 형성된다. 도면과 같이 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)은 배치높이가 동일한 것이 바람직하며, 가운데의 제2유로공(232)의 배치높이는 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)의 배치높이보다 낮은 것이 바람직하다. According to the present invention, when the L-shaped
그리고, 상기 제2유로공(232)의 상단으로부터 상단의 굴곡부 일부까지 구획비드(235)가 역L자 형상으로 이루어지며, 구획비드(235)의 굴곡부는 만곡지는 것이 바람직하다. In addition, the
상기 구획비드(235)에 의하여 플레이트(23)에는 L턴 유로(237)가 형성된다. 이 L턴 유로와 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)은 서로 통하는 것이 바람직하며, L턴 유로와 제2유로공(232)은 서로 통하지 않는 것이 바람직하다. The L-
또한 플레이트(23)의 내면에는 냉매의 전열면적을 넓힘과 아울러 냉매의 난류를 도모하고 또한 두 플레이트(23,23)의 접합강도를 높이기 위하여 L턴 유로(237)에는 소정의 배열로 다수의 엠보싱 비드(239)가 전체적으로 형성된다. 즉, 두 플레이트(23,23)의 엠보싱 비드(239,239)들은 서로 대응하여 형성됨으로써 브레이징시 서로 대응하는 엠보싱 비드(239)들끼리 서로 접합된다. 이 엠보싱 비드(239)들은 원형, 타원형, 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있고, 이러한 다양한 형태의 엠보싱 비드들이 혼용되어 형성될 수 있다. In addition, in order to increase the heat transfer area of the refrigerant on the inner surface of the
또한, 플레이트(23)의 내면 모서리부에는 냉매의 흐름이 한 쪽으로 치우치지 않고 L턴 유로(237)를 따라 잘 유도될 수 있도록 사선방향의 슬로트형 비드(241)가 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 각 플레이트(23)의 가장자리를 따라 두 플레이트(23,23)를 브레이징 접합하기 위한 플랜지(243)가 형성됨과 아울러 히터 코어(3) 와 연결되는 쪽 플랜지(243) 부분에는 소정의 간격으로 다수의 연결돌기(245)가 형성되며, 따라서 후술하겠지만 증발기(2)와 히터 코어(3) 상호간의 연전달을 최소화하기 위하여 상기 연결돌기(245)들 사이에는 노치부(247)가 형성된다. In addition, it is preferable that a slotted
상기한 바와 같이 이루어진 증발기(2)의 플레이트(23) 2개가 서로 접합됨으로써 플랫 튜브(21)를 이루고, 이 플랫 튜브(21)들이 차례로 적층되어 증발기(2)가 구성됨으로써 증발기(2)의 내부에는 냉매가 유통하는 소정의 유로가 형성될 수 있다. The two
본 발명에 따르면, 냉매가 증발기(2) 내부를 유통하면서 최적의 열교환효율을 나타낼 수 있도록 증발기(2)를 구성하는 플레이트(23)들중 양쪽 최외측의 한 쪽 끝에 배치되는 제1엔드 플레이트(편의상 참조부호 211'로 나타냄)(도 2 참조)의 유로공들중 제3유로공(233)은 막혀 있다. 또 증발기(2)를 구성하는 플레이트(23)들중 중앙부에 배치되는 중앙 플레이트(편의상 참조부호 213으로 나타냄)(도 2 참조)의 제1유로공(231)은 막혀 있어 중앙 플레이트(213)는 블랭크 플레이트로서 기능한다. 또한 증발기(2)를 구성하는 플레이트들(23)중 양쪽 최외측의 다른 쪽 끝에 배치되는 제2엔드 플레이트(편의상 참조부호 212'로 나타냄)(도 2 참조)의 모든 유로공(231, 232, 233)은 막혀 있고, 이 제2엔드 플레이트(212')의 제1유로공(231) 및 제2유로공(232)은 서로 통하도록 되어 있다.
다시 말해서, 상기 제1유로공(231)이 막혀있는 중앙 플레이트(213)에 의해 전반부(211)와 후반부(212)로 구획되는데, 상기 전반부(211) 끝단의 제1엔드 플레이트(211')는 제3유로공(233)이 막혀 있고, 상기 후반부(212) 끝단의 제2엔드 플레이트(212')는 모든 유로공(231, 232, 233)이 막혀 있다.
상기 전반부(211)의 각 플레이트(23)에 있는 제1유로공(231) 및 제3유로공(233)에 의해 제1, 2유로(231a, 233a)가 형성되고, 상기 후반부(212)의 각 플레이트(23)에 있는 제 1유로공(231) 및 제3유로공(233)에 의해 제3, 4유로(231b, 233b)가 형성된다.
그리고, 상기 제1엔드 플레이트(211')의 제1유로공(231)에는 냉매유입관(미도시)이 연결되고, 제1엔드 플레이트(211')의 제2유로공(232)에는 냉매배출관(미도시)이 연결된다. According to the present invention, the first end plate disposed at one end of both outermost sides of the
In other words, the
First and
A refrigerant inlet pipe (not shown) is connected to the
따라서, 상기 두 엔드 플레이트(211', 212') 및 중앙 플레이트(213)가 채용된 증발기(2)에 있어서는, 제1엔드 플레이트(211')의 제1유로공(231)을 통하여 중앙 플레이트(213)의 제1유로공(231)까지 각각의 플레이트(23)와 연결된 제1유로(231a)를 통해 냉매가 유동함과 아울러, 상기 제1엔드 플레이트(211')의 제1유로공(231)으로부터 각 플랫 튜브(21) 내부의 L턴 유로(237)를 거쳐 제1엔드 플레이트(211')의 제3유로공(233)에 위치되는 제2유로(233a)를 통해 중앙 플레이트(213)의 제3유로공(233) 쪽으로 유동한다.
그리고, 상기 중앙 플레이트(213)의 제3유로공(233)을 통해 유동하는 냉매는 상기 제4유로(233b)를 통해 제2엔드 플레이트(212')의 제3유로공(233) 위치까지 유동하고, 상기 중앙 플레이트(213)에서 제2엔드 플레이트(212') 사이의 각 플랫 튜브(21) 내부의 L턴 유로(237)를 거쳐 제2엔드 플레이트(212')의 제1유로공(231)에 위치되는 제3유로(231b)로 유동한다.
상기 제3유로(231b)로 유동하는 냉매는 제2엔드 플레이트(212')의 제2유로공(232)에 위치되는 제5유로(232a)를 거쳐 제1엔드 플레이트(211')의 제2유로공(232)과 연결된 냉매배출관을 통하여 증발기(2)로부터 배출하게 된다.Therefore, in the
The refrigerant flowing through the
The refrigerant flowing into the
삭제delete
따라서, 증발기(2) 내부를 유동하는 냉매가 L턴을 하면서 유동한 다음 최종적으로 제2유로공(232)들을 지나는 제5유로(232a)를 통해 증발기(2) 전체를 거쳐 배출되기 때문에 열교환효율이 향상되므로 냉방성능을 높일 수 있다. Therefore, since the refrigerant flowing inside the
한편, 히터 코어(3)의 각 플랫 튜브(31)를 형성하는 플레이트(33)는 대략 직사각형으로 이루어지고, 히터 코어(3)의 각 플레이트는 이와 대응하는 증발기(2)의 각 플레이트(23)의 L자의 공간에 삽입된 상태로 증발기(2)의 각 플레이트(23)와 연결되어 있다. 즉, 히터 코어(3)의 플레이트(33)의 가장자리에는 두 플레이트(33,33)를 브레이징 접합하기 위한 플랜지(343)가 형성되어 있고, 이 히터 코어(3) 플레이트(33)의 플랜지(343)중 증발기(2)의 플레이트(23)와 대응하는 부분에는 증발기 플레이트(23)의 연결돌기(245)들과 대응하는 다수의 연결돌기(345)가 소정의 간격으로 형성된다. 따라서, 증발기 플레이트(23)의 연결돌기(245)와 히터 코어 플레이트(33)의 연결돌기(345)가 서로 접합됨으로써 증발기 플레이트(23)와 히터 코어 플레이트(33)가 서로 연결될 수 있고, 이와 같이 증발기 플레이트(23)와 히터 코어 플레이트(33)가 서로 연결됨으로써 증발기(2)와 히터 코어(3) 사이에는 상호간의 연전달을 방지하기 위한 노치부(247)들이 형성될 수 있다. 연결돌기들(245,345)의 크기 및 간격은 실험에 의하여 열전달률을 최소화할 수 있도록 설정될 수 있다. On the other hand, the
그리고, 히터 코어 플레이트(33)의 하단부에는 가열매체, 즉 엔진 냉객수를 순환시키기 위한 냉각수유입관(미도시)과 연결되는 제4유로공(334) 및 냉각수배출관(미도시)과 연결되는 제5유로공(335)이 형성된다. 이 두 개의 유로공(334,335) 사이로부터 상단부의 소정의 높이까지 구획리브(336)가 형성됨으로써 전체적으로 U턴 유로(337)가 형성되며, 이 U턴 유로(337)는 상기 두 유로공(334,335)과 서로 통하는 것이 바람직하다. 또 히터 코어 플레이트(33)의 내면에는 다수의 엠보싱 비드(339)가 소정의 배열로 형성되며, 이 엠보싱 비드(339)들은 원형, 타원형 또는 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 다양한 형태의 엠보싱 비드(339)들이 서로 혼용되어 형성될 수 있다. 또한, 히터 코어 플레이트(33)의 상단부 양쪽 모서리에는 냉각수가 한 쪽으로 치우치지 않고 원활하게 유동될 수 있도록 사선방향의 슬로트형 비드가 형성될 수 있다. The lower end of the
따라서, 엔진으로부터 냉각수유입관을 통하여 제4유로공(334)을 통하여 히터 코어(3)의 한 쪽 끝의 제3엔드 플랫 튜브(31)의 냉매가 유입되면 U턴 유로(337)를 통하여 제3엔드 플랫 튜브(31)의 제5유로공(335)쪽으로 냉매가 U턴 유동함과 아울러 서로 대응하는 제4유로공(334)들을 통하여 히터 코어(3)의 다른 쪽 끝의 제4엔 드 플랫 튜브(31)의 제4유로공(334)쪽으로 냉매가 흘러 다시 제3엔드 플랫 튜브(31) 및 제4엔드 플랫 튜브(31) 사이의 각 플랫 튜브(31)의 제4유로공(334)으로부터 U턴 유로(337)들을 통하여 제5유로공(335)쪽으로 냉매가 U턴 유동한다. 이와 같이 제3엔드 플랫 튜브(31) 및 제4엔드 플랫 튜브(31) 사이의 각 플랫 튜브(31)의 제5유로공(335)쪽으로 유동한 냉매는 다시 제3엔드 플랫 튜브의 제5유로공(335)쪽으로 흘러 최종적으로 냉각수배출관을 통하여 배출되어 엔진으로 복귀될 수 있다. Accordingly, when the refrigerant of the third end
다음에 본 발명의 일체형 열교환기에 따른 작용에 대하여 상세히 설명한다. Next, the operation of the integrated heat exchanger of the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 일체형 열교환기는 도 3에 도시된 바와 같이 공기조화장치를 구성하는 공기조화케이스(5)에 내장되는데 증발기(2)가 송풍기(6)쪽을 항하도록 내장된다. 이 공기조화케이스(5)에 내장된 증발기(2)는 냉매유입관 및 냉매배출관을 통하여 냉방시스템과 연결됨과 아울러 히터 코어(3)는 냉각수유입관 및 냉각수배출관을 통하여 엔진측 냉각수 라인과 연결된다. 증발기 플레이트(23)는 히터 코어 플레이트(33)보다 길이가 길기 때문에 증발기(2)는 히터 코어(3)와 겹치지 않는 부분을 가지며, 이 부분은 증발기 플레이트(23)의 굴곡부에 해당한다. 이 히터 코어(3)가 겹치지 않는 증발기(2) 부분의 전후에 대응하여 공기조화케이스(5) 내부에 제1온도조절도어(51) 및 제2온도조절도어(52)가 차례로 설치되면, 두 온도조절도어(51,52)가 폐쇄된 상태에서는 송풍기(6)에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 흐르고 있는 냉매와 열교환되어 냉각되고, 이 냉각된 공기는 히터 가동중에는 히터 코어(3)를 통과할 때 히터 코어(3)를 흐르고 있는 온수와 열교환된다. 그리고 열교환된 냉풍 또는 온풍은 공기조화케이스(5)의 상부 벤트(53), 하부 벤트(54), 상부 디프로스트 벤트(55)를 통하여 차실내로 토출되어 차실내가 냉방 또는 난방된다. 즉, 송풍기(6)에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)의 히터 코어(3)와 겹치는 부분 및 히터 코어(3)만을 거치고 증발기(2)의 히터 코어(3)와 겹치지 않는 부분은 통과하지 않는다. The integrated heat exchanger according to the present invention is embedded in the
한편, 두 온도조절도어(51,52)가 모드 개방된 상태에서는 송풍기(6)로부터 송풍되는 공기중 일부(즉, 두 온도조절도어(51,52)쪽)는 증발기(2)의 히터 코어(3)와 겹치지 않는 부분을 거치면서 저온으로 냉각되어 그대로 공기조화케이스(5)의 상부 벤트(53)를 통하여 차실내로 배출되고, 송풍기(6)로부터 송풍되는 공기중 나머지 부분은 증발기(2)의 히터 코어(3)와 겹치는 부분을 거쳐 냉각됨과 아울러 다시 히터 코어(3)를 거치면서 열교환되어 공기조화케이스(5)의 하부 벤트(54)를 통하여 차실내의 승객의 하반신쪽으로 토출된다. 따라서, 이 경우에는 히터 코어(3)에 의하여 가열되지 않고 증발기(2)만을 거쳐 토출되는 공기는 저온이고, 증발기(2) 및 히터 코어(3)를 모두 거친 공기는 위 공기보다 고온이므로 온도차가 커져 바이 레벨(bi-lebel) 상태가 되므로 실내를 쾌적하게 할 수 있다. 그리고, 증발기(2)와 히터 코어(3)간의 열전도 현상은 증발기(2)와 히터 코어(3) 사이에 설치되는 노치부(247)들에 의하여 최소한도로 방지할 수 있다. On the other hand, in the state in which the two
한편, 본 발명에 따른 일체형 열교환기에 있어서 팽창밸브(미도시)를 거쳐 증발기(2)로 유입되어 압축기(미도시)로 배출되는 냉매유동경로는 다음과 같이 이루어진다. Meanwhile, in the integrated heat exchanger according to the present invention, the refrigerant flow path flowing into the
즉, 상기 제1엔드 플레이트(211')의 제1유로공(231)을 통하여 증발기(2)의 제1엔드 플랫 튜브(21)로 냉매가 유입되면, 이 유입된 냉매는 각 플레이트(23)의 제1유로공(231)에 의해 형성된 제1유로(231a)를 통하여 중앙의 블랭크 플레이트(213)까지 유동함과 동시에, 각 플랫 튜브(21) 내부의 L턴 유로(237)를 L턴 유동하여 각 플레이트(23)의 제3유로공(233)에 의해 형성된 제2유로(233a) 쪽으로 유동한다. 이와 같이 제1엔드 플레이트(211')로부터 블랭크 플레이트(213)까지의 제2유로(233a) 쪽으로 유동한 냉매는 다시 제3유로공(233)들을 통하여 블랭크 플레이트(213)로부터 제2엔드 플레이트(212')들 사이의 제3유로공(233)에 의해 형성된 제4유로(233b) 쪽으로 유동함과 동시에, 이 플레이트(23)들의 각 L턴 유로(237)를 L턴 유동하여 블랭크 플레이트(213)로부터 제2엔드 플레이트(212')들 사이의 각 제1유로공(231)에 의해 형성된 제3유로(231b) 쪽으로 유동한다. 이와 같이 유동하는 냉매는 제2엔드 플레이트(212')의 막혀 있는 제1유로공(231) 위치에 형성된 제3유로(231b)와, 제2엔드 플레이트(212')의 막혀 있는 제2유로공(232) 위치에 형성되어 제3유로(231b)와 연결되는 제5유로(232a)를 통하여 유동한다. 이어서 제1엔드 플레이트(211')의 제2유로공(232)과 연결된 냉매배출관을 통하여 증발기(2)로부터 배출되어 압축기로 공급된다. 따라서, 증발기(2) 내부를 유동하는 냉매가 두 번의 L턴 유동을 한 다음 제2유로공(232)들을 통하여 증발기(2) 전체를 거쳐 최종적으로 배출되기 때문에 열교환효율이 향상될 뿐만 아니라 압축기로의 액냉매 유동을 방지할 수 있다. That is, when the refrigerant flows into the first end
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일체형 열교환기에 있어서는, 증발기 플 레이트(23)에 형성된 제1유로공(231), 제2유로공(232) 및 제3유로공(233)들에 의하여 증발기(2) 내부를 유동하는 냉매가 두 번의 L턴 유동을 한 다음 최종적으로 배출될 때 증발기(2) 전체를 거치면서 열교환되도록 이루어져 있기 때문에 열교환효율이 향상되고, 이에 따라 증발기(2)만을 거쳐 토출되는 저온 공기와 증발기(2) 및 히터 코어(3)를 모두 거친 고온의 공기와의 온도차가 종래보다 커져 바이 레벨(bi-lebel) 상태를 효과적으로 얻을 수 있으므로 실내를 쾌적하게 할 수 있다. 그리고, 증발기(2)의 열교환효율이 향상되어 공기조화장치의 콤팩트화가 가능할 뿐만 아니라 압축기로의 액냉매 유입현상이 방지되므로 압축기를 보호할 수 있다. In the integrated heat exchanger of the present invention configured as described above, the
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KR1019990066653A KR100639175B1 (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | One piece type heat exchanger |
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KR1019990066653A KR100639175B1 (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | One piece type heat exchanger |
Publications (2)
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KR20010059262A KR20010059262A (en) | 2001-07-06 |
KR100639175B1 true KR100639175B1 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=19633790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019990066653A KR100639175B1 (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | One piece type heat exchanger |
Country Status (1)
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KR (1) | KR100639175B1 (en) |
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