KR100799551B1 - 수액기 일체형 응축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 수액기 일체형 응축기는, 냉매가 유입되는 유입부와, 냉매가 유출되는 유출부가 형성된 제1헤더 파이프와; 제1헤더 파이프와 상호 소정간격으로 이격된 제2헤더 파이프와; 제1,2헤더 파이프 사이에 적층되며 응축영역 및 과냉각영역을 이루는 복수개의 튜브들과; 튜브들의 최외각층에 설치되어 제1,2헤더 파이프 및 튜브들을 지지하는 서포트 부재와; 제2헤더 파이프와 결합되고 연통된 수액기; 및 제1,2헤더 파이프, 및 수액기 중 선택된 하나와 연통되고, 고정수단에 의하여 서포트 부재에 고정되며, 내부공간에 건조제가 내장된 건조제 용기;를 구비하여, 유입부를 통하여 유입된 냉매는 응축영역의 중부 유로를 흐르면서 응축이 진행되면서 제2헤더 파이프 내에서 일차적으로 기액상 분리되어, 기상의 냉매는 응축영역의 상부 유로를 흐르면서 재응축된 후 수액기로 유입되며, 액상의 냉매는 응축영역의 하부 유로를 거쳐 수액기로 유입되며, 수액기로 유입된 냉매는 건조제 용기를 거쳐 수분이 제거된 후, 과냉각영역의 유로를 거치면서 과냉각되어 상기 유출부를 통하여 유출된다.

Description

수액기 일체형 응축기{Condenser with integral liquid reservoir}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수액기 일체형 응축기를 도시한 분리사시도.
도 2는 건조제 용기와 연결파이프의 결합부를 도시한 분리사시도.
도 3은 도 1의 수액기 일체형 응축기에 대한 부분단면도.
도 4는 도 1의 수액기 일체형 응축기에 있어서, 냉매의 흐름을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수액기 일체형 응축기를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수액기 일체형 응축기를 도시한 사시도.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
11,12..헤더 파이프 14..튜브
15..방열휜 18..수액기
22..배플 23..서포트 부재
24..건조제 용기 26..걸림턱
27..탄성 밴드 28..연결파이프
30..필터 31,22..블록
본 발명은 수액기 일체형 응축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 건조제 또는 필터의 교환성 및 장착성을 향상시키기 위하여 구조가 개선된 수액기 일체형 응축기에 관한 것이다.
자동차용 공기조화 장치에 사용되는 응축기는 기상의 냉매를 방열휜과 접촉된 튜브의 내부로 통과시켜 튜브 및 방열휜의 표면과 접촉되는 유동공기와 열교환이 이루어지도록 하여 액화시키고 있다. 이러한 과정에서 냉매에 따라 다소의 차이는 있으나 액상의 냉매 속에 포함된 수분과 이에 의한 금속의 부식에 의한 침전물 등을 제거하기 위한 리시버 드라이어(receiver drier) 또는 어큐뮬레이터 드라이어(accumulator drier)가 사용된다.
통상적으로 이러한 리시버 드라이어는 응축기에서 응축된 액상의 냉매를 보관하는 수액기를 구비하고, 이 수액기 내부에 필터 및 건조제가 내장된다. 이 중 필터는 냉매로부터 이물질을 거르는 기능을 하게 되며, 건조제는 냉매로부터 수분을 제거하는 기능을 수행하게 된다. 근래에는 차량 엔진룸의 공간 한계성을 극복하기 위하여 수액기와 응축기가 일체로 형성된 수액기 일체형 응축기가 제시되고 있다.
일예로 일본 공개특허 제1999-257799호에 '수액기 일체형 응축기'가 개시되 어 있다. 이 수액기 일체형 응축기는, 한 쌍의 헤더를 가지는 응축기 본체의 하부에, 상기 양 헤더사이로 지나서 연장되는 수액기가 부착되며, 이 수액기 내에는 필터 및 건조제가 수납되어 있는 구조를 가진다.
다른 예로서, 일본 공개특허 제1999-304301호에 '수액기 및 수액기 편성 응축기'가 개시되어 있다. 이 수액기 편성 응축기는, 상호 연통하고 상호 분할된 적어도 2개의 공간부를 가지고, 그 안에 하나의 공간부에 필터 및 건조제를 수용하는 동시에, 다른 하나의 공간부를 수액기로 형성하며, 상기 공간부들은 연통부재를 통하여 헤더와 연통된 구조를 가진다. 이밖에 또 다른 예로서, 일본 공개특허 제2000-039232호에 개시된 "수액기 편성 응축기"도 있다.
그런데, 상기의 구성을 가지는 수액기 일체형 응축기들은, 그 내부에 필터 및 건조제가 수용된 수액기 또는 별도의 공간부를 응축기 본체에 브레이징 공정을 거쳐 결합 및 고정된다. 따라서, 수액기 일체형 응축기가 차량에 장착된 상태에서 건조제 또는 필터를 교환할 경우, 차체에 의한 간섭이나, 주변부재들에 의한 간섭에 의하여 교환작업이 어렵고, 교환비용이 상승하는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 건조제가 내장된 건조제 용기를 한 쌍의 헤더 파이프 및 수액기 중 선택된 하나와 연통되게 설치하고, 상기 헤더 파이프의 냉매가 유출되는 유출부에 필터를 설치함으로써, 건조제 또는 필터의 교환성 및 장착성을 향상시킬 수 있는 수액기 일체형 응축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수액기 일체형 응축기는,
냉매가 유입되는 유입부와, 냉매가 유출되는 유출부가 형성된 제1헤더 파이프와; 상기 제1헤더 파이프와 상호 소정간격으로 이격된 제2헤더 파이프와; 상기 제1,2헤더 파이프 사이에 적층되며 응축영역 및 과냉각영역을 이루는 복수개의 튜브들과; 상기 튜브들의 최외각층에 설치되어 상기 제1,2헤더 파이프 및 튜브들을 지지하는 서포트 부재와; 상기 제2헤더 파이프와 결합되고 연통된 수액기; 및 상기 제1,2헤더 파이프, 및 수액기 중 선택된 하나와 연통되고, 고정수단에 의하여 상기 서포트 부재에 고정되며, 내부공간에 건조제가 내장된 건조제 용기;를 구비하여,
상기 유입부를 통하여 유입된 냉매는 응축영역의 중부 유로를 흐르면서 응축이 진행되면서 상기 제2헤더 파이프 내에서 일차적으로 기액상 분리되어, 기상의 냉매는 응축영역의 상부 유로를 흐르면서 재응축된 후 상기 수액기로 유입되며, 액상의 냉매는 응축영역의 하부 유로를 거쳐 상기 수액기로 유입되며, 수액기로 유입된 냉매는 상기 건조제 용기를 거쳐 수분이 제거된 후, 과냉각영역의 유로를 거치면서 과냉각되어 상기 유출부를 통하여 유출되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1헤더 파이프에 형성된 유출부에는 냉매의 이물질을 걸러내는 필터가 더 구비된 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 수액기 일체형 응축기에 대한 분리사시 도가 도시되어 있고, 도 2에는 건조제 용기와 연결파이프의 결합부에 대한 분리사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 3에는 도 1의 수액기 일체형 응축기에 대한 부분 단면도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수액기 일체형 응축기에 있어서, 한 쌍의 제1헤더 파이프(11) 및 제2헤더 파이프(12)가 소정간격으로 이격되게 배치되어 있다. 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12)의 양단부에는 캡(13)이 각각 설치되어 이들을 밀폐시킨다.
상기 제1,2헤더 파이프(11)(12) 사이에는 코어부를 형성하는 복수개의 튜브(14)들이 적층되어 있다. 그리고, 상기 각 튜브(14)들의 일단부는 제1헤더 파이프(11)에, 타단부는 제2헤더 파이프(12)에 각각 삽입되어 연통되어 있다. 상기 튜브(14)들 사이에는 방열휜(15)이 개재되어 튜브(14)내로 냉매가 유동될 때 열교환을 촉진시키게 된다.
상기 제1헤더 파이프(11)의 상부 측에는 냉매가 유입되는 유입부(16)와, 하부 측에는 냉매가 유출되는 유출부(17)가 형성되어 있다. 상기 유입부(16)에는 제1블록(31)이, 상기 유출부(17)에는 제2블록(32)이 설치된다. 상기 제1,2블록(31,32)에는 미도시된 연결관과 나사결합될 수 있도록, 나사공이 형성될 수도 있다.
상기 제2헤더 파이프(12)의 일측에는 수액기(18)가 나란하게 위치된다. 상기 제2헤더 파이프(12)와 수액기(18)는 각각 별개로 제조되어 결합될 수 있으나, 바람직하게는 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제2헤더 파이프(12)와 수액기(18)를 일체로 압출 성형하게 되면, 응축기를 콤팩트하게 할 수 있어 보다 유리 하다.
상기 제2헤더 파이프(12) 및 수액기(18) 사이에는 상부 출구공(19), 하부 출구공(20), 및 입구공(21)이 형성되어 제2헤더 파이프(12)와 수액기(18) 사이를 연통시키게 된다.
한편, 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12) 내에는 각각 세 개의 배플(22)들이 설치되어 냉매를 지그재그로 유동시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12)내에는 각각 4개의 격실들이 마련될 수 있다. 상기 배플들의 위치와, 상하부 출구공들 및 입구공의 위치는 도 3에 도시된 것에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 가능함은 물론이다. 이에 따라, 냉매 유동경로로 여러 가지의 변형이 가능해질 수 있다 .
상기 적층된 튜브(14)들의 최외각층에는 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12) 및 튜브(14)들을 지지하기 위한 한 쌍의 서포트 부재(23)들이 설치되어 있다.
그리고, 상기 서포트 부재(23)들 중 일측에는 건조제 용기(24)가 고정수단에 의하여 고정되어 있다. 상기 건조제 용기(24)는 튜브(14)의 설치 방향과 상호 평행하게 설치되는 것이 바람직하다.
상기 고정수단은 상기 서포트 부재(23)에 형성된 한 쌍의 걸림턱(26)들과, 상기 걸림턱(26)들에 양단부가 각각 삽입 고정되며, 상기 건조제 용기(24)를 감싸는 탄성 밴드(27)를 구비한다. 즉, 상기 탄성 밴드(27)의 중앙부가 건조제 용기(24)를 감싸게 되고, 이러한 상태에서, 탄성 밴드(27)의 양단부가 걸림턱(26)들에 각각 삽입되게 되면, 상기 탄성 밴드(27)의 밴드부가 건조제 용기(24)측으로 탄성 바이어스됨으로써, 상기 건조제 용기(24)가 서포트 부재(23)에 밀착되어 고정된다. 상기 탄성 밴드(27)는 적어도 하나 이상이며, 상기 탄성부재(27)의 개수에 맞도록 걸림턱(26)들이 상기 서포트 부재(23)에 형성되어야 할 것이다.
상기 건조제 용기(24) 내에는 건조제(25)가 내장되어 냉매에 포함된 수분을 흡수하게 된다. 상기 건조제 용기(24)와 수액기(18) 사이에는 연결파이프(28)가 구비될 수 있다. 상기 연결파이프(28)의 일단부는 결합수단에 의하여 건조제 용기(24)와 연통되게 결합되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 연결파이프(28)의 적어도 일단부가 결합수단에 의하여 수액기(18) 또는 건조제 용기(24)와 결합됨으로써, 건조제 용기(24)의 착탈이 가능하게 되어 교체가 용이할 수 있다. 상기 결합수단으로는 플레어(flare) 결합이 사용될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 건조제 용기(24)의 일측에 돌출된 돌출부(24a)의 외면에 나사부가 형성되어 있으며, 상기 연결파이프(28)의 일단부는 플레어부(28a)를 이루고 있다. 그리고, 상기 플레어부(28a)는 상기 돌출부(24a)와 맞닿은 상태에서, 내측에 나사부가 형성된 고리형의 결합부재(29)와 상기 돌출부(24a)의 나사부가 나사결합됨으로써, 상기 건조제 용기(24)와 연결파이프(28)가 결합될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 공지된 여러 가지의 기술들이 사용될 수도 있다. 그리고, 상기 연결파이프(28)의 타단부는 상기 수액기(18)의 상단부와 브레이징 공정에 의하여 도면에 도시된 바와 같이, 일체로 결합될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 결합수단에 의하여 결합될 수 있다.
한편, 상기 제1헤더 파이프(11)에 형성된 유출부(17)에는 냉매의 이물질을 걸러내는 필터(30)가 설치된다. 즉, 상기 제1헤더 파이프(11)의 유출부(17) 측에 설치된 제2블록(32)에는 상기 유출부(17)의 출구와 대응되게 관통공이 형성되고, 그 관통공의 내측에는 필터(30)가 안착될 수 있도록 안착부가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2블록(32)이 제1헤더 파이프(11)와 접하는 면은 제1헤더 파이프(11)의 곡률과 동일하게 곡면이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 구성을 가지는 수액기 일체형 응축기의 작동을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 냉매는 기액상 분리되어 유동하게 되는데, 이해를 돕기 위하여, 냉매가 응축되는 응축영역과 냉매가 과냉각되는 과냉각영역으로 나누고, 상기 응축영역을 유동경로에 따라 상부 유로, 중부 유로, 하부 유로로 구분하여 설명하기로 한다. 화살표는 냉매의 흐름을 도시하고 있다.
제1헤더 파이프(11)의 유입부(16)로 유입된 냉매는 응축 영역의 중앙 유로(b) 내를 유동하면서 일차로 열교환되고, 제2헤더 파이프(12)로 유입된다. 상기 제2헤더 파이프(12) 내로 유입된 냉매는 자중에 의하여 액상과 기상의 냉매로 각각 분리되어 기상의 냉매는 상부로 액상의 냉매는 하부로 이동하게 된다. 상부로 이동한 기상의 냉매는 상부 유로(a)의 하측 튜브(a2)들을 거치면서 열교환되며 제1헤더 파이프(11)로 유입된 후 리턴한 후, 상부 유로(a)의 상측 튜브(a1)들을 거치면서 열교환되어 제2헤더 파이프(12)로 유입된다. 기상의 냉매는 상기의 과정을 거치게 되면서 재응축되어, 상부 출구공(19)을 통하여 수액기(18) 내로 유입된다.
한편, 하부로 이동한 액상의 냉매는 하부 유로(c)의 상측 튜브(c1)들를 거쳐 열교환되며 제1헤더 파이프(12)로 유입되어 리턴된 후, 하부 유로(c)의 하측 튜브(c2)들을 거쳐 제2헤더 파이프(12)로 다시 유입된다. 유입된 냉매는 하부 출구공(20)을 통하여 수액기(18) 내로 유입된다.
상기 수액기(18)로 유입된 냉매는 건조제 용기(24) 내로 유입이 되어지며, 건조제 용기(24)에 내장된 건조제(25, 도2참조)에 의하여 냉매에 포함된 수분이 제거되어진다. 건조제 용기를 거친 냉매는 수액기(18)와 제2헤더 파이프(12)와 연통된 입구공(21)을 통하여 과냉각영역 튜브(d)들을 거치면서 잔존하는 기상의 냉매의 재응축 및 과냉각이 이루어지면서, 제1헤더 파이프(11)에 도달하게 된다. 제1헤더 파이프(11)에 도달된 냉매는 제1헤더 파이프(11)의 유출부(17)측에 설치된 필터(30, 도2참조)를 거쳐 이물질이 제거된 후 유출되어 미도시된 연결관을 통하여 팽창밸브로 보내어지게 된다.
한편, 전술한 실시예에서는 건조제 용기가 수액기와 연통이 되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 다른 실시예들도 가능하다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 건조제 용기(24)가 제2헤더 파이프(12)와 연통이 될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 건조제 용기(24)가 제1헤더 파이프(11)와도 연통이 될 수 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 건조제가 내장된 건조제 용기를 한 쌍의 헤더 파이프 및 수액기 중 선택된 하나와 연통되게 설치하고, 상기 헤더 파이프의 냉매가 유출되는 유출부에 필터를 설치함으로써, 건조제 또는 필터의 교환을 용이하게 할 수 있다. 또한, 건조제 또는 필터의 장착성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 냉매가 유입되는 유입부와, 냉매가 유출되는 유출부가 형성된 제1헤더 파이프와; 상기 제1헤더 파이프와 상호 소정간격으로 이격된 제2헤더 파이프와; 상기 제1,2헤더 파이프 사이에 적층되며 응축영역 및 과냉각영역을 이루는 복수개의 튜브들과; 상기 튜브들의 최외각층에 설치되어 상기 제1,2헤더 파이프 및 튜브들을 지지하는 서포트 부재와; 상기 제2헤더 파이프와 결합되고 연통된 수액기; 및 상기 제1,2헤더 파이프, 및 수액기 중 선택된 하나와 연통되고, 고정수단에 의하여 상기 서포트 부재에 고정되며, 내부공간에 건조제가 내장된 건조제 용기;를 구비하여,
    상기 유입부를 통하여 유입된 냉매는 응축영역의 중부 유로를 흐르면서 응축이 진행되면서 상기 제2헤더 파이프 내에서 일차적으로 기액상 분리되어, 기상의 냉매는 응축영역의 상부 유로를 흐르면서 재응축된 후 상기 수액기로 유입되며, 액상의 냉매는 응축영역의 하부 유로를 거쳐 상기 수액기로 유입되며, 수액기로 유입된 냉매는 상기 건조제 용기를 거쳐 수분이 제거된 후, 과냉각영역의 유로를 거치면서 과냉각되어 상기 유출부를 통하여 유출되는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1헤더 파이프의 유출부에는 냉매의 이물질을 걸러내는 필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 건조제 용기는 튜브의 설치 방향과 상호 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 건조제 용기에는 결합수단에 의하여 결합되는 연결파이프가 더 구비되며, 상기 연결파이프의 일단부는 상기 제1,2헤더 파이프, 및 수액기 중 선택된 하나와 브레이징 결합되는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결합수단은 나사결합인 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
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