KR100879748B1 - 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛 - Google Patents

이젝터 타입 냉동사이클용 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이젝터(14)의 출구측에 연결된 제1증발기(15), 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결된 제2증발기(18), 상기 제2증발기(18)의 냉매유동의 입구측에 배치되고, 냉매유동의 감압용 스로틀기구(17)를 포함하다.
또한, 상기 이젝터(14), 제1증발기(15), 제2증발기(18) 및 스로틀기구(17)는 하나의 냉매입구(25) 및 냉매출구(26)를 갖는 일체형 유닛(20)을 구성하기 위해 서로서로 일체로 조립된다.
따라서, 이젝터 타입 냉동사이클의 장착성능을 향상될 수 있다.
이젝터 타입 냉동사이클, 이젝터 타입 냉동사이클용 일체형 유닛

Description

이젝터 타입 냉동사이클용 유닛{EJECTOR TYPE REFRIGERATING CYCLE UNIT}
본 발명은 냉매 감압수단 및 냉매 순환수단으로 사용하는 이젝터를 갖는 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛에 관한 것이다.
종래기술에 따른 이젝터 타입 냉동사이클은 냉매 감압수단 및 냉매 순환수단으로서 사용되는 이젝터를 갖는 것으로 알려져 있다. 상기 이젝터 타입 냉동 사이클은 예를들어, 차량에 탑재되는 차량용 공기조절장치 또는 차량에 탑재되고, 차량내 공간의 냉동 또는 냉각용으로 사용되는 냉동장치에 효율적으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 이젝터 타입 냉동사이클은 예를 들어, 공기조절장치, 냉장장치 및 냉동장치인 고정 냉동시스템용으로 효율적으로 사용될 수 있다.
상기 이젝터 타입 냉동 사이클은 일본특허 제3322263호(이하, 특허문헌 1)와 같이 공지되어 있다. 상기 특허문헌 1은 냉매 감압수단 및 냉매 순환수단으로 사용되는 이젝터의 출구측에 배치되는 제1증발기; 상기 제1증발기의 출구측에 배치되는 기액 분리기; 상기 기액 분리기의 액체냉매 출구측과 이젝터의 냉매흡입부 사이에 배치되는 제2증발기를 포함하는 이젝터 타입 냉동사이클이 기재되어 있다.
특허문헌 1의 상기 이젝터 타입 냉동사이클에 의하면, 팽창시 증압된 냉매의 고속유동에 의한 압력강하를 이용하여, 제2증발기로부터 토출된 기상냉매가 흡입되고, 냉매의 압력을 증가시키기 위한 이젝터의 디퓨져부(증압부)에서 팽창시 냉매의 속도에너지가 압력에너지로 전환되어, 압축기의 구동력이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 사이클의 작동효율은 향상될 수 있다.
또한, 제1 및 제2증발기를 사용하여 분리된 공간 또는 동일공간으로 부터 열흡수 작용을 구현할 수 있다.
상기 특허문헌 1은 특히 이젝터 타입 냉동사이클의 통합시 각각의 구성요소를 어떻게 조립하는지 기재하고 있지 않다.
상기의 관점에서, 본 발명의 목적은 이젝터 타입 냉동사이클의 장착성능을 증가시키기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이젝터 타입 냉동사이클에서 냉각성능을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 관점에 따르면, 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛은 노즐부(14a)로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부(14b)로 부터 냉매를 흡입하고, 노즐부(14a)로부터의 냉매와 냉매흡입부(14b)로 부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터(14); 및 상기 이젝터(14)에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터(14)로 부터 토출된 냉매를 증발시키는 증발기(15,18)를 포함한다. 또한, 일체형 유닛으로 구성되기 위해 상기 증발기(15,18)는 이젝터(14)와 일체로 조립된다.
따라서, 상기 이젝터(14) 및 적어도 하나의 증발기(15,18)를 포함하는 일체형 유닛(20)의 전체는 일체형 바디로 구현될 수 있다. 따라서, 상기 이젝터 타입 냉동사이클이 차량과 같은 장착대상에 장착될 때, 장착작업은 배우 효과적으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 일체형 유닛(20)은 각각의 구성요소 연결용 통로길이가 짧게 구성됨에 따라, 비용이 절감되고, 설치공간이 감소될 수 있다.
그리고, 이젝터(14)와 적어도 하나의 증발기(15,18)의 "일체형 조립"은 상기 구성요소가 "일체형 구조"와 같이 기계적으로 조립되는 것을 의미한다. 상기 "일체형 조립"은 후술되는 다양한 방법으로 변화될 수 있다.
예를들어, 상기 일체형 유닛(20)의 증발기는 이젝터의 냉매흡입부(14b)와 연결되고, 냉매흡입부로 흡입되는 냉매의 증발용인 증발기(18)이다.
이 경우, 상기 일체형 유닛(20)의 증발기(18)의 출구측과 냉매흡입부(14b) 사이의 통로길이가 단축가능하도록 구성됨에 따라, 증발기(18)의 출구측에서 압력손실이 감소될 수 있다. 또한, 상기 증발기(18)의 증발압은 감소될 수 있어, 증발기의 냉각성능이 향상될 수 있다.
또한, 스로틀기구(17,17a,17b)는 냉매유동압력을 낮추기 위해, 냉매흡입측(14b)에 연결된 증발기(18)의 냉매유동 흡입측에 배열될 수 있고, 상기 스로틀기구는 상기 일체형 유닛(20)에 결합(조립)될 수 있다.
따라서, 상기 일체형 유닛(20)은 스로틀기구(17,17a,17b)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 유닛은 이젝터(14)의 출구측에 연결되고, 이젝터로부터 토출되는 냉매를 증발시키는 제1증발기(15) 및 냉매흡입부(14b)에 연결된 제2증발기(18)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제1증발기(15)는 일체형 유닛(20)에 조립된다.
따라서, 이젝터의 토출측 및 이젝터의 흡입측의 두 증발기(15,18)의 조합에 의해 냉각작업은 실행될 수 있다. 상기 제1증발기(15) 및 제2증발기(18)를 포함하는 상기 일체형 유닛(20)은 장착작업에서 작업성이 향상시키는 효과를 제공하도록 구성될 수 있다.
일체화되는 구성요소의 수가 증가되기 때문에, 장착작업성이 향상되는 효과, 설치공간이 감소되는 효과 및 비용이 절감되는 효과는 보다 효율적으로 발생될 수 있다.
상기 일체형 유닛(20)은 하나의 냉매입구(25) 및 하나의 냉매출구(26)를 구비하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 일체형 유닛(20)의 전체는 하나의 냉매입구(25) 및 냉매출구(26)에 의해 다른 냉매순환부와 연결될 수 있다. 이는 장착작업의 효율을 향상시키는데 매우 유용할 수 있다.
선택적으로, 상기 일체형 유닛(20)은 하나의 냉매입구(25) 및 하나의 냉매출구(26)를 구비하고, 상기 냉매입구(25)는 이젝터(14)의 입구측에 연결된 제1통로(25a)와 상기 스로틀기구(17,17a,17b)의 입구측에 연결된 제2통로(16)로 분기될 수 있다.
따라서, 이젝터(14)의 입구측에서 분기된 냉매는 제2통로(16)에 제공될 수 있다. 따라서, 이젝터의 냉매흡입용량 뿐만 아니라, 압축기의 용량에 의해, 냉매는 제2증발기(18)에 공급될 수 있다. 결국, 상기 이젝터(14)에 입력이 작은 저부하일 경우라도, 상기 제2증발기(18)의 냉매유동률 및 제2증발기의 냉각성능은 쉽게 확보될 수 있다. 또한, 동시에 제2증발기의 냉매유동률은 상기 스로틀기구(17,17a,17b)에 의해 독립적으로 조절될 수 있다.
또한, 상기 냉매입구(25) 및 냉매출구(26)는 하나의 연결블록(23) 내에 형성된다.
따라서, 하나의 연결블록(23)을 이용하여 냉매의 입구 및 출구의 연결기능을 구현할 수 있다.
또한, 제1증발기(15)는 공기유동의 상류측에 배열될 수 있고, 상기 제2증발기(18)는 공기유동의 하류측에 배열될 수 있다.
따라서, 냉매온도 및 공기온도 사이의 온도차는 제1 및 제2증발기(15,18)에 의해 효과적으로 확보될 수 있고, 제1 및 제2증발기(15,18)의 냉각성능은 효과적으로 향상될 수 있다.
또한, 상기 이젝터(14)는 증발기(15,18)의 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크에 배열되고, 설치공간의 감소가 구현될 수 있다.
그리고, 상기 증발기(15,18)의 냉매통로에 이젝터를 연결하는 것은 연결파이프 없이 간단하게 구현될 수 있다. 또한, 상기 증발기(15,18)의 탱크(18b)에 저압저온 냉매가 유동되기 때문에, 이젝터의 외부표면에 단열작업이 요구되지 않는 부대효과가 발생될 수 있다.
상기 이젝터(14) 장착용 독립 탱크(34)가 상기 증발기(15,18)에 형성될 수 있고, 상기 이젝터(14)는 상기 독립적인 탱크(34)에 배열될 수 있다.
선택적으로, 외부 카세트부(36)는 상기 증발기(15,18)의 외측부에 장착될 수 있고, 상기 이젝터(14)는 외부 카세트부(36)에 배열될 수 있다.
따라서, 상기 증발기 탱크(18b)에 배열되는 이젝터(14)의 변형으로 증발기의 제조가 요구되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일체화 유닛(20)은 종래에 공지된 증발기의 구조를 이용하여 구성될 수 있다.
상기 스로틀기구(17a)가 증발기(15,18)의 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크에 배열될 경우, 장착공간의 추가적인 감소가 구현될 수 있다.
상기 냉매흡입부(14b)에 연결된 증발기(18)는 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 복수의 탱크(18b,18c)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 이젝터(14) 및 스로틀기구(17a)는 상기 복수의 탱크(18b,18c) 중에서 동일한 탱크에 배열될 경우, 장착공간의 감소는 보다 효율적으로 구현될 수 있다.
선택적으로, 냉매흡입부(14b)에 연결된 증발기(18)는 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 복수의 탱크(18b,18c)를 구비할 경우, 상기 스로틀기구(17a)는 상기 탱크(18b,18c)의 외측에 배열될 수 있다.
예를들어, 상기 스로틀기구는 캐필러리 튜브(capillary tube)(17a)일 수 있다. 선택적으로, 상기 스로틀기구는 고정형 스로틀 홀(17b) 즉, 고정형 제한 홀일 수 있다.
상기 냉매흡입부(14b)에 연결된 상기 증발기(18)는 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크(18b,18c)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 이젝터(14)는 탱크의 내측공간(18b,18c)에서, 상기 증발기(18)의 냉매통로의 출구부를 구성하는 내측공간(27)에 배열될 수 있다.
따라서, 상기 증발기(18)의 냉매통로의 출구부를 구성하는 탱크내의 내측공간(27)은 연결파이브 없이 이젝터의 냉매흡입부(14b)에 직접 연결될 수 있다.
또한, 연결파이프에 의해 야기되는 냉매유동의 압력손실을 방지할 수 있기 때문에, 증발기(18)의 증발압은 압력손실에서 상기 감소량만큼 감소될 수 있어, 증발기(18)의 냉각성능은 향상될 수 있다.
이젝터 타입 냉동사이클용 유닛에서, 상기 제1증발기(15) 및 제2증발기(18)는 각각 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크(15b,15c,18b,18c)를 구비하고, 상기 이젝터(14)는 제2증발기(18)의 탱크(18b,18c)의 내측공간에서, 제2증발기의 냉매통로 출구부를 구성하는 내측공간(27)에 배열되고, 상기 이젝터(14)의 냉매출구측부 고정용 연결블록(24)은 상기 제2증발기(18)의 탱크(18b,18c) 내측공간에 배열되고, 상기 연결블록(24)은 이젝터(14)의 냉매출구통로와 연동하고 연통블록에 형성된 연통홀(24c)을 구비하고, 상기 연통홀(24c)은 제1증발기(15)의 탱크(15b,15c)의 내측공간에서, 제1증발기(15)의 냉매통로의 입구부를 구성하는 내측공간(32)과 연통된다.
따라서, 상기 이젝터(14)의 냉매출구부 고정용 연결블록(24)은 이젝터(14)의 냉매출구측통로와 제1증발기(15)의 냉매통로의 입력부를 형성하는 탱크 내측공간(32)을 연통시키는 연통기능을 구비할 수 있다.
선택적으로, 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛에서, 상기 제1증발기(15) 및 제2증발기(18)는 각각 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크(15b,15c,18b,18c)를 구비하고, 상기 이젝터(14)는 제2증발기(18)의 탱크(18b,18c)의 내측공간에서, 제2증발기(18)의 냉매통로 출구부를 구성하는 내측공간(27)에 배열되고, 상기 제2증발기(18)의 냉매통로로부터 분리된 연통공간(52d)은 이젝터(14)가 제2증발기(18)의 탱크(18b,18c)에 배열되는 내측공간(27)에 대향하는 단부에서 분할되고, 상기 이젝터(14)의 냉매출구측 통로는 상기 연통공간(52d)을 통해 제1증발기(15)의 탱크(15b,15c) 내측공간에서, 제1증발기의 냉매통로의 입구부를 구성하는 내측공간(32)과 연통한다.
따라서, 상기 제2증발기(18)의 냉매통로로부터 분할된 연통공간(52d)을 이용함으로써, 상기 이젝터(14)의 냉매출구측 통로와 제1증발기(15)의 냉매통로의 흡입부가 서로 연통될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛은 노즐부(14a)로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부(14b)로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부(14a)로부터의 냉매와 냉매흡입부(14b)로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터(14); 상기 이젝터의 출구측에 연결되고, 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키는 제1증발기(15); 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결되고, 이젝터로부터 입력되는 냉매를 증발하는 제2증발기(18); 및 냉매유동에서 상기 제2증발기(18)의 입구측에 위치되고, 냉매유동을 감압하는 캐필러리 튜브(17a)를 포함하고, 상기 제1증발기(15), 상기 제2증발기(18), 상기 이젝터(14) 및 상기 캐필러리 튜브(17a)는 일체형 유닛으로 구성되기 위해 서로 일체로 조립된다.
따라서, 이젝터의 출구측 및 이젝터의 흡입측의 두 증발기(15,18)의 조합에 의해 냉각작업이 수행될 수 있고, 상기 두 증발기(15,18), 이젝터(14) 및 제2증발기의 스로틀기구를 형성하는 캐필러리 튜브(17a)를 포함하는 상기 일체형 유닛(20)으로 구성될 수 있다. 따라서, 장착작업에서 작업성이 향상효과는 보다 효율적으로 얻을 수 있다.
상기 제1증발기(15) 및 제2증발기(18)는 각각 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크(15b,15c,18b,18c)를 구비할 수 있다. 이 경우,
상기 제1증발기(15)의 탱크(15b,15c) 및 제2증발기(18)의 탱크(18b,18c)는 공기유동방향에 대하여 서로 인접하게 배열되어, 상기 제1증발기(15)의 탱크(15b,15c) 및 제2증발기(18)의 탱크(18b,18c) 사이의 골짜기(valley)부(51)를 형성한다. 또한, 상기 캐필러리 튜브(17a)는 상기 골짜기부(51)에 배치될 수 있고, 탱크(15b,15c,18b,18c)의 외부면에 고정될 수 있다.
따라서, 캐필러리 튜브(17a)의 작은 파이프형상이 상기 골짜기부(51)에 형성된 함몰공간에 수용될 수 있어, 비록 캐필러리 튜브(17a)가 탱크의 외측에 배열되도라도, 일체형 유닛(20)은 크기가 효과적으로 감소될 수 있다.
상기 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛에서, 상기 이젝터(14)는 노즐부(14a)로부터 고속으로 분사되는 냉매와 냉매흡입부(14b)로 흡입되는 냉매를 혼합하기 위한 믹싱부(14c)와, 상기 믹싱부에서 혼합된 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환하기 위한 증압부(14d)를 포함한다.
또한, 상기 증발기(15,18)의 열교환코어부(15a,18a)는 평판 튜브(21) 및 주름 핀(22)의 적층구조로 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 증발기의 열교환코어부(15a,18a)는 튜브(221)가 플레이트 형상 플레이트 핀(220)의 홀부(221)에 삽입 및 본딩되는 플레이트 핀 타입의 열교환구조로 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 증발기(15,19)의 열교환코어부(15a,18a)는 꾸불꾸불한 형상으로 파형(serpentine) 튜브(230)를 갖는 파형타입의 열교환구조로 구성될 수 있다.
이에 더하여, 상술된 각각의 수단 및 청구범위의 각각이 수단에 대한 괄호안의 도면부호는 후술되는 실시예에 기재된 구체적 수단에 대응하는 관계를 나타낸다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도2는 제1실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도3은 도2에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도4는 도2에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도5는 비교예에 따른 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도6은 제2실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도7은 도6에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도8은 도6에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도9는 제3실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도10은 도9에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도11은 도9에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도12는 제4실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도13은 도12에 나타낸 상기 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도14는 도13에 나타낸 화살표(A)의 측면에 대한 증발기 탱크의 측면도.
도15는 제5실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도와 외부 카세트부의 단면도의 결합도.
도16은 제6실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도와 외부 카세트부의 단면도의 결합도.
도17은 제7실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도18은 제8실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도19는 제9실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도20은 제10실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도21은 제11실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도22는 제12실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도23은 제13실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도24(a)는 제14실시예에 따른 증발기구조의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도24(b)는 제14실시예에 따른 증발기구조의 다른 예를 개략적으로 나타낸 사시도.
도25는 제15실시예에 따른 차량용 이젝터 타입 냉동사이클의 냉매순환 다이어그램.
도26은 도25에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도27은 도25에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도28은 제16실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도29는 도28에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도30은 도28에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도31은 제17실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도32는 도31에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도33은 도31에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도34는 제18실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도35(a)는 도34에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 평면도이고, 도35(b)는 도34에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도36은 도34에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도37은 도35(b)에 나타낸 부분(B)의 확대단면도.
도38(a)는 제18실시예에 따른 서브-탱크부의 사시도이고, 도38(b)는 제18실시예에 따른 서브-탱크부의 측면도이고, 도38(c)는 제18실시예에 따른 서브-탱크부의 정면도이고, 도38(d)는 도38(c)의 C-C 라인에 따른 단면도.
도39는 제19실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도40은 도39에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도41은 도39에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
도42는 제20실시예에 따른 일체형 유닛의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.
도43은 도42에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 종단면도.
도44는 도42에 나타낸 일체형 유닛의 증발기 탱크의 횡단면도.
(제1실시예)
이하, 본 발명에 따른 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛 및 이를 이용한 이젝터 타입 냉동사이클에 대하여 기술한다. 상기 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛은 이젝터 타입 냉동사이클용 증발기 유닛 또는 이젝터와 장착되는 증발기 유닛으로 나타낸다.
상기 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛은 이젝터를 갖는 냉동사이클로 구성되기 위해 배관을 통해 냉동사이클의 다른 구성요소인 응축기 및 압축기에 연결된다.
상기 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛은 일실시예에 따른 실내용 유닛의 공기 냉각용으로 사용된다. 또한, 상기 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛은 다른 실시예에 따른 실외용 유닛으로 사용될 수 있다.
도1 내지 도4는 본 발명의 제1실시예를 나타낸다. 도1은 차량용 냉동사이클에 제1실시예에 따른 이젝터 타입 냉동사이클(10)이 적용된 실시예를 나타낸 것이다. 상기 제1실시예에 따른 이젝터 타입 냉동 사이클에서 전자기 클러치(11a), 벨트 등을 통해 차량(미도시)을 구동시키기 위한 엔진에 의해 냉매 회수 및 압축용 압축기(11) 회전 및 구동된다.
토출용량의 변화에 의해 냉매의 토출용량을 조정할 수 있는 가변용량형 압축기 또는 냉매 토출용량을 조정하기 위해 전자기 클러치(11a)의 간헐적 조작에 의해 압축기의 조작비율을 변화시키는 고정용량형 압축기가 압축기(11)로서 사용될 수 있다. 또한, 전기적으로 작동되는 압축기가 상기 압축기(11)로서 사용될 경우, 냉 매 토출용량은 전기모터의 회전수를 조정함으로써 조정될 수 있다.
방열기(12)는 상기 압축기(11)의 냉매토출측에 배치된다. 상기 방열기(12)는 고압냉매를 냉각시키기 위하여 압축기(11)로부터 토출되는 고압냉매와 냉각팬(미도시)에 의해 송풍되는 외부공기(예를들어, 차량객실외부공기) 사이 열을 교환시킨다.
본 실시예에서, 프레온계 냉매 및 HC 베이스 냉매와 같은 임계압력보다 높지 않은 고압을 갖는 냉매는 증기압축 타입 아임계 압력사이클을 구성하기 위해 이젝터 타입 냉동 사이클(10)의 냉매로 사용된다. 따라서, 본 실시예에서, 상기 증발기(12)는 냉매를 응축하기 위한 응축기로 작용한다.
액체수용기(12a)는 상기 방열기(12)의 출구측에 배치된다. 상기 액체수용기(12a)는 잘 알려진 바와 같이, 길이방향으로 연장된 탱크와 같이 형성되고, 사이클에서 잔여 액체냉매를 수용하기 위해 액체와 기체로 냉매를 분리하는 기액분리기를 구성한다. 상기 액체수용기(12a)의 출구측에서, 액체냉매는 탱크형상의 내측 바닥부로부터 유출된다. 본 실시예에서 상기 액체수용기(12a)는 방열기(12)와 일체로 이루어진다.
또한, 상기 방열기(12)는 냉매유동의 상류측에 위치되는 응축용 열교환기; 응축용 열교환부로 부터 냉매를 제공받고, 냉매를 액체와 기체로 분리하는 액체수용기(12a); 및 상기 액체수용기(12a)로부터 포화된 액체냉매를 과냉각시키는 열교환기를 포함하는 공지된 구성으로 적용될 수 있다.
온도 타입 팽창밸브(13)는 상기 액체수용기(12a)의 출구측에 배치된다. 상기 온도 타입 팽창밸브(13)는 상기 액체수용기(12a)로부터의 액체냉매의 압력을 감압시키기 위한 감압수단이고, 상기 압축기(11)의 흡입측 통로에 배치되는 온도센싱부(13a)를 구비한다.
상기 온도 타입 팽창밸브(13)는 공지된 바와 같이, 압축기(11)의 흡입측 냉매(후술되는 증발기의 출구측 냉매)의 온도와 압력을 기초로 압축기(11)의 흡입측 냉매의 과열정도를 검출하고, 압축기(11)의 흡입측 냉매의 과열정도가 소정의 설정값이 되도록 밸브의 개방정도(냉매의 유동률)를 조정한다.
이젝터(14)는 온도 타입 팽창밸브(13)의 출구측에 배치된다. 상기 이젝터(14)는 냉매의 압력을 감압하는 감압수단이고, 고속으로 분사되는 냉매유동을 흡인작동(입)에 의해 냉매(이송유체)순환용 냉매순환수단(예를들어, 운동량 이송형 펌프)이다.
상기 이젝터는 가는 통로영역을 구비하고, 냉매의 압력을 감소시키고 냉매를 팽창시키기 위해 팽창밸브(13)를 통과한 냉매(중간압력 냉매)를 스로틀시키는 노즐부(14a); 및 상기 노즐부(14a)의 냉매분사부와 같은 공간에 배치되고, 후술되는 제2증발기(18)로부터 유동되는 기상냉매를 흡입하는 냉매흡입부(14b)를 구비한다.
또한, 노즐부(14a)로부터 유동되는 고압냉매와 냉매흡입부(14b)에 의해 흡입되는 냉매를 혼합시키기 위한 믹싱부(14c)는 노즐부(14a) 및 냉매흡입부(14b)의 냉매유동의 하류부에 구비된다. 압력증가부를 형성하는 디퓨져부(14d)는 상기 믹싱부(14c)의 냉매유동 하류측에 배치된다. 상기 디퓨져부(14d)는 냉매의 유동영역을 점진적으로 증가시키는 형상으로 형성되고, 냉매압을 증가시키기 위해 냉매유동속 도를 감소시킨다. 즉, 상기 디퓨져부는 냉매의 압력을 증가시키기 위해 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시킨다.
제1증발기(15)는 상기 이젝터(14) 디퓨져부(14d)의 토출측에 연결되고, 상기 제1증발기의 토출측은 상기 압축기(11)의 흡입부에 연결된다.
반면에, 냉매분기통로(16)는 상기 이젝터(14)의 입구측(예를들어, 온도타입 팽창밸브(13)와 이젝터(14)의 입구측 사이부)으로 부터 분기되고, 상기 냉매분기통로(16)의 하류측은 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결된다. 도면부호 Z는 상기 냉매분기통로(16)의 분기부를 나타낸다.
스로틀기구(17)는 상기 냉매분기통로(16)에 배열되고, 상기 제2증발기(18)는 냉매분기통로(16)의 냉매유동으로 상기 스로틀기구(17)의 하류측부에 배열된다. 상기 스로틀기구(17)는 제2증발기에 대하여 냉매유동률을 조정하는 기능을 갖는 갑압수단이고, 예를들어, 모세관 또는 오리피스와 같은 고정스로틀로 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 두 개의 증발기(15,18)는 후술되는 구조에 의한 일체유닛구성으로 서로 결합된다. 이와같이 두 개의 증발기(15,18)는 케이스(미도시)에 수용되고, 공기(냉각될 공기)는 일반 전동송풍기(19)에 의해 화살표 A로 나타낸 공기통로로 송풍되고, 그에 따라 송풍된 공기는 상기 두 개의 증발기(15,18)에 의해 냉각된다.
상기 두 개의 증발기(15,18)로 냉각대상공간을 냉각시키기 위해, 상기 두 개의 증발기(15,18)에 의해 냉각된 냉각공기는 냉각대상공간으로 보내진다. 여기서, 두 개의 증발기(15,18) 중에서, 상기 이젝터(14)의 하류측 메인 통로에 연결되는 제1증발기(15)는 공기유동(A)의 상류측(바람이 불어오는 측)에 배치되고, 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결되는 제2증발기(18)는 상기 공기유동(A)의 하류측(바람이 불어가는 측)에 배치된다.
예를들어, 본 실시예에 따른 상기 이젝터 타입 냉동사이클(10)이 차량 공기조절용 냉동사이클 장치로 이용될 경우, 차량객실공간이 냉각될 공간이 된다. 또한, 본 실시예에 따른 이젝터 타입 냉동사이클(10)이 냉동차량용 냉동사이클 장치로 이용될 경우, 냉동차량의 냉동 및 냉장챔버내 공간이 냉각될 공간이 된다.
예를들어, 본 실시예에서 상기 이젝터(14), 제1증발기(15), 제2증발기(18) 및 스로틀기구(17)는 일체형 유닛(20)으로 형성되기 위해 서로서로 조립(결합)된다. 또한, 상기 일체형 유닛(20)의 실시예는 도2 내지 도4를 참조하여 기술한다. 도2는 상기 일체형 유닛(20)의 개략적 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도3은 제1증발기(15) 및 제2증발기(18)의 상부탱크부의 종단면도(길이방향)이고, 도4는 제2증발기(18)의 상부탱크부의 횡단면도이다.
우선, 두 개의 증발기(15,18)의 일체형 구조에 대한 실시예는 도2를 참조하여 기술한다. 도2에 나타낸 바와 같이, 상기 두 개의 증발기(15,18)는 하나의 증발기 구조로 완전히 일체화된다. 따라서, 상기 제1증발기(15)는 하나의 증발기 구조의 공기유동(A)에 대한 상류측부를 구성하고, 제2증발기는 하나의 증발기 구조의 공기유동(A)에 대한 하류측부를 구성한다.
상기 제1증발기 및 제2증발기는 기본적 열교환 구성에 있어 기본적으로 서로 동일하고, 열교환코어부(15a,18a), 상기 열교환코어부의 상부 및 바닥 양측위에 위 치되는 탱크부(15b,15c,18b,18c)를 각각 구비한다.
여기서, 상기 열교환코어부(15a,18a)는 상하방향으로 연장되는 복수개의 튜브(21)를 각각 구비한다. 본 실시예에서 열교환될 매개물 또는 냉각될 공기가 통과하는 통로는 상기 복수개의 튜브(21) 사이에 형성된다. 핀(22)은 상기 복수개의 튜브(21) 사이에 배열되고, 상기 튜브(21)는 핀(22)과 결합될 수 있다.
상기 열교환부(15a,18a)는 상기 튜브(21) 및 핀(22)의 적층구조로 형성된다. 도2에 나타낸 바와 같이, 상기 튜브(21) 및 핀(22)은 열교환코어부(15a,18a)의 좌측 및 우측방향의 층에 선택적으로 배열된다. 다른 실시예에서 상기 핀(22)이 구비되지 않는 구성이 채택될 수 있다.
여기서, 도2에는 상기 튜브(21) 및 핀(22)의 단지 일부의 적층구조가 나타나 있으나, 상기 튜브(21) 및 핀(22)의 적층구조는 상기 열교환코어부(15a,18a)의 전영역으로 구성되고, 전동송풍기(19)에 의해 송풍되는 공기는 상기 적층구조의 중공영역을 통과한다.
상기 튜브(21)는 냉매통로를 구성하고, 공기유동(A)의 방향을 따라 편평한 단면형상을 갖는 평판튜브로 이루어진다. 상기 핀(22)은 공기측 열 전달표면을 증가시키기 위해, 웨이브 형상으로 가는 플레이트 재료를 구부려 형성된 주름진 핀이고, 상기 튜브(21)의 외측 평탄면에 결합된다.
상기 열교환코어부(15a)의 튜브(21) 및 상기 열교환코어부(18a)의 튜브(21)는 서로 분리된 냉매통로를 구성한다. 상기 제1증발기의 상부 및 바닥 양측 위의 탱크부(15b, 15c) 및 제2증발기의 상부 및 바닥 양측 위의 탱크부(18b,18c) 서로 분리된 냉매통로를 구성한다.
상기 제1증발기의 상부 및 바닥 양측 위에 위치되는 탱크부(15b,15c)는 튜브 끼워맞춤 홀 부(미도시)를 구비하고, 상기 열교환코어부(15a)의 튜브(21)의 상부 및 바닥 양단부는 상기 튜브 끼워맞춤 홀 부에 삽입 및 결합되고, 튜브(21)의 상부 및 바닥 양단부는 상기 탱크부(15b,15c)의 내부공간과 연통된다.
유사하게, 상기 제2증발기(18)의 상부 및 바닥 양측에 위치되는 상기 탱크부(18b,18c)는 튜브 끼워맞춤 홀 부(미도시)를 구비하고, 상기 열교환코어부(18a)의 튜브(21)의 상부 및 바닥 양단부는 상기 튜브 끼워맞춤 홀 부에 삽입 및 결합되고, 튜브(21)의 상부 및 바닥 양단부는 상기 탱크부(18b,18c)의 내부공간과 연통된다.
이와 같이, 상측 및 바닥 양측에 위치되는 상기 탱크부(15b,15c,18b,18c)는 열교환코어부(15a,18a)에 따른 복수개의 튜브(21)에 냉매의 유동을 분배하고, 상기 복수개의 튜브(21)로부터 냉매 유동을 수집하는 역할을 한다.
두 개의 상측 탱크(15b,18b) 및 두 개의 바닥 탱크(15c,18c)는 서로 인접되고, 상기 두 개의 상부 탱크는 일체로 형성될 수 있고, 두 개의 바닥 탱크는 일체로 형성될 수 있다. 물론, 상기 두 개의 상부 탱크는 분리부로 형성될 수 있고, 두 개의 바닥 탱크는 분리부로 형성될 수 있다.
열전달 및 브레이징(brazing)성능이 뛰어난 금속의 알루미늄은 상기 튜브(21), 핀(22) 및 탱크부(15b,15c,18b,18c)와 같은 증발기의 구성부의 특정 재료로서 사용될 수 있다. 상기 각각의 구성부가 알루미늄 재료로 형성될 경우, 제1 및 제2증발기(15,18)의 전체구성은 브레이징에 의해 결합되고 일체화될 수 있다.
본 실시에에서, 도3에 나타낸 냉매통로의 제1, 제2 연결블록(23,24)과 스로틀기구를 구성하는 캐필러리 튜브(17a) 또한 상기 제1 및 제2증발기(15,18)와 브레이징에 의해 일체로 조립된다.
반대로, 상기 이젝터(14)는 노즐부(14a)에 형성된 높은 정밀도의 미세한 통로를 갖는다. 따라서, 상기 이젝터(14)가 브레이징에 의해 상기 증발기 구조에 납땜될 경우, 상기 노즐부(14a)는 브레이징 시 고온(알루미늄의 브레이징온도: 약 600℃)에 의해 열적으로 변형되어, 노즐부 통로의 형상 및 크기가 소정된 설계로 유지될 수 없는 문제점을 야기한다.
따라서, 증발기(15,18), 제1 및 제2연결블록(23,24) 및 캐필러리 튜브(17a)가 서로 일체로 브레이징된 후에 상기 이젝터(14)는 상기 증발기구조와 연결되고 일체회된다.
다음으로, 상기 이젝터(14)의 연결 및 브레이징구조를 기술한다. 상기 캐필러리 튜브(17a) 및 제1 및 제2연결블록(23,24)은 증발기 구조의 구성요소와 같은 알루미늄 재료로 형성될 수 있다. 도3에 나타낸 바와같이, 상기 제1연결블록(23)은 제1 및 제2증발기(15,18)의 탱크(15b,18b)의 상부측의 길이방향으로 측면에 브레이징되고 고정되어 도1에 나타낸 일체형 유닛(20)의 하나의 냉매입구(25) 및 하나의 냉매출구(26)를 구성한다.
상기 냉매입구(25)는 제1연결블록(23)의 두께방향 중간에서, 이젝터(14)의 입구측을 향해 제1통로를 형성하는 메인통로(25a)와 캐필러리 튜브(17a)의 입구측 을 향해 제2통로를 형성하는 분기통로(16)로 분기된다. 도1에 나타낸 분기통로(16)는 상기 분기통로(16)의 입구부에 대응된다. 따라서, 도1의 분기점(Z)은 상기 제1연결블록(23)내에 구성된다.
이와 반대로, 상기 냉매출구(26)는 제1연결블록(23)의 두께방향으로 통과하는 단일통로 홀(원형홀과 같은)로 구성된다.
상기 제1연결블록(23)의 분기통로(16)는 브레이징에 의해 상기 캐필러리 튜브(17a)의 일단부(예를들어, 도2 및 도3의 좌측단)에 기밀하게 결합된다.
상기 제2연결블록(24)은 제2증발기의 탱크(18b) 상부의 내부공간에서 길이방향의 중심부에 배열되고, 상기 탱크(18b)의 내측벽면에 브레이징된다. 상기 제2연결블록(24)은 탱크 상부의 내부공간을 두 개의 공간으로 즉, 탱크의 길이방향으로 좌측공간(27) 및 우측공간(28)으로 분할하는 역할을 한다.
도3에 나타낸 바와 같이, 상기 캐필러리 튜브(17a)의 타단측(우측단)은 상기 제2연결블록(24)의 지지홀(24a)을 통해 연결되고, 상기 탱크(18b) 상부의 우측공간(28)을 개방시킨다. 상기 캐필러리 튜브(17a)의 외주면과 상기 지지홀(24a) 사이의 갭은 브레이징에 의해 기밀하게 밀봉되고, 상기 좌측공간(27) 및 우측공간(28)의 분리가 유지된다.
상기 이젝터(14)에서, 상기 노즐부(14a)는 스테인리스 스틸 또는 황동과 같은 재료로 형성되고, 노즐부(14a) 외의 부분(예를들어, 상기 냉매흡입부(14b)를 형성하는 하우징부, 믹싱부(14c) 및 디퓨져부(14d))은 구리 또는 알루미늄과 같은 금속재료로 구성되나, 수지(비금속재료)로 형성될 수도 있다.
상기 제1 및 제2증발기의 브레이징의 결합과정(브레이징 과정) 및 일체화 후에 상기 이젝터(14)는 탱크(18b)의 상부에 삽입(상기 제1연결블록(23)의 냉매입구(25) 및 홀형상의 메인통로(25a)를 통해)된다.
여기서, 상기 이젝터(14)의 길이방향으로 선단부는 도1에 나타낸 디퓨져부(14d)의 토출부에 대응되고, 상기 이젝터의 선단부는 제2연결블록(24)의 원형홈부(24b)에 삽입되고, O-링(29a)에 의한 밀봉방식으로 고정된다. 상기 이젝터 선단부는 제2연결블록(24)의 연통홀부(24c)와 연통된다.
분할 플레이트(30)는 제1증발기(15)의 상부 탱크(15b) 내부공간으로 길이방향에 대한 거의 중심부에 배치되고, 상부 탱크(15b)의 내부공간은 상기 분할 플레이트(30)에 의해 길이방향에 대한 두 개의 공간 즉, 좌측공간(31) 및 우측공간(32)으로 분할된다. 상기 제2연결블록(24)의 연통홀(24c)은 상부 및 바닥 양 탱크(15,18b)의 중간벽면(33)의 스루홀(33a)을 통해 상기 제1증발기(15)의 상부 탱크(15b) 우측공간(32)과 연통된다.
상기 이젝터(14)의 길이방향으로 상기 좌측단부(도3에서 좌측단부)는 도1에 나타낸 노즐부(14a)의 입구부에 대응되고, 상기 제1연결블록(23)의 메인통로(25a)의 내측벽면에 끼워맞춤되고, O-링(29b)을 이용하여 밀봉되도록 고정된다.
여기서, 상기 이젝터(14)는 예를들어, 스크류(미도시)에 의한 고정수단(미도시)을 이용하여 길이방향으로 고정된다. 상기 O-링(29a)은 제2연결블록(24) 홈부(미도시)에 의해 유지되고, 상기 O-링(29b)은 제1연결블록(23)의 홈부(미도시)에 의해 유지된다.
상기 냉매출구(26)가 상부 탱크(15b)의 좌측공간(31)과 연통된 상태, 상기 메인통로(25a)가 상부 탱크(18b)의 좌측공간(27)과 연통된 상태 및 상기 분기통로(16)가 캐필러리 튜브(17a)의 일단부와 연통된 상태에서 상기 제1연결블록(23)은 상부 탱크(15b,18b)의 측면벽에 브레이징된다. 또한, 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)는 상기 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b) 좌측공간(27)과 연통된다.
본 실시예에서, 상기 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b) 내측은 제2연결블록(24)에 의해 좌측 및 우측공간(27,28)으로 분할된다. 그리고, 상기 좌측공간(27)은 복수개의 튜브(21)로부터 냉매를 모으기 위한 저장탱크로 사용되고, 상기 우측공간(28)은 상기 복수개의 튜브(21)에 냉매를 분배하기 위한 분배탱크로 사용된다.
상기 이젝터(14)는 노즐부(14a)의 축방향으로 연장된 가는 원형 형상으로 형성되고, 상기 이젝터의 가는 원형형상의 길이방향이 상기 상부 탱크(18b)의 길이방향에 대응되도록 상부 탱크(18b)에 평행하도록 배열된다.
이와 같은 구성으로, 상기 이젝터(14) 및 증발기(18)는 콤팩트하게 배열될 수 있고, 따라서, 전체 유닛은 콤팩트 사이즈로 형성될 수 있다. 또한, 상기 이젝터(14)는 수집탱크를 형성하는 좌측공간(27)에 배열되고, 냉매흡입부(14b)를 수집탱크를 형성하는 좌측공간으로 개방하는 방식으로 설정된다. 이와 같은 구성은 냉매배관을 감소시킬 수 있다.
이와 같은 구성은 상기 복수개의 튜브(21)로부터의 냉매수집과 하나의 탱크에 의해 이젝터(14)에 냉매(예를들어, 흡입냉매)를 공급하는 이점을 제공한다.
또한, 본 실시예에서 상기 제1증발기(15)는 제2증발기(18)에 인접하여 배열 되고, 이젝터(14)의 하류측 단부는 상기 제1증발기(15)의 분배탱크 옆(상부 탱크(15b)의 우측공간(32))에 배열된다. 이와 같은 구성은 상기 이젝터(14)가 제2증발기(18)의 측부에 장착되도록 배열구성일 지라도, 매우 짧은 단일 냉매통로(홀부 24c, 33a)를 통해 이젝터(14)로부터 유출되는 냉매를 제1증발기로 공급하는 이점을 제공한다.
상술돤 구성에서, 도2 및 도3을 참조하여 전체의 일체형 유닛(20)에 대한 냉매통로를 기술하면, 제1연결블록(23)의 냉매입구(25)는 메인통로(25a)와 분기통로(16)로 분기된다. 상기 메인통로(25a)의 냉매는 이젝터(14)(예를들어, 노즐부(14a)->믹싱부(14c)->디퓨져부(14d) 순으로)를 통과하여 감압되고, 저압냉매는 제2연결블록(24)의 연통홀부(24c) 및 중간벽면(33)의 스루홀(33)을 통과하고, 화살표 "a"로 나타낸 바와 같이, 상기 제1증발기(15)의 상부 탱크(15b) 우측공간(32)으로 유동된다.
상기 우측공간(32)내의 냉매는 화살표 "b"로 나타낸 바와 같이 상기 열교환코어부(15a) 우측의 복수개의 튜브(21)에서 하향유동되고, 바닥 탱크(15c)내의 우측부로 유입된다. 상기 바닥 탱크(15c)는 분할 플레이트를 구비하지 않고, 냉매는 화살표 "c"로 나타낸 바와 같이, 바닥탱크(15c)의 우측부로부터 좌측부로 이동된다.
상기 바닥 탱크(15c)의 좌측부내의 냉매는 화살표 "d"로 나타낸 바와 같이, 열교환코어부(15a) 좌측부의 복수개의 튜브(21)내에서 상향유동되고, 상부 탱크(15b)의 좌측공간(31)내로 유입되고, 화살표 "e"로 나타낸 바와 같이, 제1연결블 록(23)의 냉매출구(26)로 유동된다.
이와 반대로, 제1연결블록(23)의 분기통로(16)내의 냉매는 우선 캐필러리 튜브(17a)를 통과하여 감압되고, 감압된 저압냉매는 화살표 "f"로 나타낸 바와 같이, 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)의 우측공간(28)으로 유입된다.
상기 우측공간(28) 내의 냉매는 화살표 "g"로 나타낸 바와 같이, 열교환코어부(28a) 우측부의 복수개의 튜브(21)내에서 하강유동되고, 바닥 탱크(18c) 내의 우측부로 유입된다. 상기 바닥 탱크(18c)는 분할 플레이트를 구비하지 않아, 상기 냉매는 화살표 "h"로 나타낸 바와 같이, 바닥 탱크(18c)의 우측부로부터 좌측부로 이동한다.
상기 바닥 탱크(18c)의 좌측부내의 냉매는 화살표 "i"로 나타낸 바와 같이, 열교환코어부(18a) 좌측부의 복수개의 튜브(21)내로 상승유동되고, 상부 탱크(18b)의 좌측공간(27) 내로 유입된다. 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)는 좌측공간(27)과 연통되고, 상기 좌측공간(27)의 냉매는 냉매흡입부(14b)를 통해 이젝터(14)로 유입된다.
상기 일체형 유닛(20)은 상술된 냉매 통로 구성을 구비한다. 따라서, 일체형 유닛(20)의 전체와 같이, 단지 제1연결블록(23)내의 하나의 냉매입구(25)와 제2연결블록(23)내의 하나의 냉매출구(26)가 요구된다.
다음으로, 제1실시예의 작동을 기술한다. 차량 엔진에 의해 압축기(11)가 구동될 경우, 압축기(11)에 의해 가압되고 토출된 고온 고압의 냉매는 방열기(12)로 유입된다. 상기 고온의 냉매는 방열기의 외측공기에 의해 냉각되고, 결국 응축된 다. 방열기(12)로부터 유출되고 액체수용기(12a)로 유입되는 고압냉매는 액체 수용기(12a)에서 액체수용기(12a)에서 기체와 액체로 분리되고, 상기 액체수용기(12a)로부터 토출되는 액체냉매는 팽창밸브(13)를 통해 통과한다.
상기 팽창밸브(13)에서 밸브의 개방정도(냉매유동률)는 제1증발기(15)의 출구에서 냉매(예를들어, 압축기로부터 유도된 냉매)의 과열도가 소정값이 되고, 고압냉매가 감압되는 방식으로 조정된다. 상기 팽창밸브(13)를 통과한 냉매(예를들어, 중간압 냉매)는 상기 일체형 유닛(200의 제1연결블록(23)내에 형성된 하나의 냉매입구(25)로 유입된다.
여기서, 냉매유동은 제1연결블록(23)의 메인통로(25a)로 부터 이젝터(14)의 노즐부(14a)를 향하는 냉매유동과 상기 제1연결블록(23)의 냉매분기통로(16)로 부터 캐필러리 튜브(17a)로 향하는 냉매유동으로 분기된다.
상기 이젝터(14)로 유동되는 냉매는 감압되고, 노즐부(14a)에 의해 팽창된다. 따라서, 냉매의 압력에너지는 노즐부(14a)에 의해 속도에너지로 전환되고, 냉매는 노즐부(14a)의 분출부로부터 고속으로 배출된다. 상기 분기냉매통로(16)의 제2증발기(18)를 통과한 후의 냉매(기상냉매)는 그 때의 냉매의 압력강하에 의해 냉매흡입부(14b)로 부터 유입된다.
상기 노즐부(14a)로 부터 배출된 냉매 및 상기 냉매흡입부(14b)로 부터 유입된 냉매는 상기 노즐부(14a) 하류의 믹싱부(14c)에서 서로 혼합되고, 디퓨져부(14d)로 유입된다. 상기 디퓨져부(14d)에서 냉매의 속도(팽창)에너지는 통로영역의 팽창에 의해 압력에너지로 변환되고, 냉매의 압력은 증가된다.
상기 이젝터(14)의 디퓨져부(1d)로부터 유출되는 냉매는 도2에 화살표 "a" 내지 "e"로 나타낸 제1증발기(15) 내의 냉매통로를 통해 유동된다. 그와 같은 동안, 상기 제1증발기(15)의 열교환코어부(15a)에서, 저온에서 저압냉매는 화살표(A) 방향으로 송풍되는 공기로부터 열을 흡수하고 증발된다. 증발 후의 기상냉매는 하나의 냉매출구를 통해 압축기(11)로 유입되고, 다시 압축된다.
반대로, 상기 냉매 분기통로(16)로 유입되는 냉매는 캐필러리 튜브(17a)에 의해 감압되어 저압냉매로 되고, 상기 저압냉매는 도2에서 화살표 "f" 내지 "i"로 나타낸 바와 같이, 제2증발기(18)내의 냉매통로를 통해 유동된다. 그와 같은 동안, 제2증발기(18)의 열교환코어부(18a)에서 저압냉매는 저온에서 저압냉매는 상기 제1증발기(15)를 통과한 공기로부터 열을 흡수하고 증발한다. 증발 후의 기상냉매는 하나의 냉매흡입부(14b)를 통해 이젝터(14)로 유입된다.
본 실시예에 따라 상기한 바와 같이, 상기 이젝터(14)의 디퓨져부(14d)의 하류측 냉매는 제1증발기(15)로 공급되고, 분기통로(16)의 냉매는 캐필러리 튜브(17a)(스로틀기구)를 통해 제2증발기(18)로 공급될 수 있어, 제1 및 제2증발기(15,18)는 동시에 냉각기능을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2증발기에 의해 냉각된 차가운 공기는 냉각될 공간을 냉각시키기 위해, 냉각될 공간으로 송풍된다.
이때, 상기 제1증발기에서 냉매의 증발압은 상기 디퓨져부(14d)에 의해 압력상승된다. 반대로, 제2증발기(18)의 출구는 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결되고, 상기 노즐부(14a)에서 압력강하 직후의 최저압력은 제2증발기(18)에 적용될 수 있다.
이에 따라, 제2증발기(19)에서의 냉매의 증발압(냉매 증발온도)은 제1증발기(15)에서의 냉매의 증발압(냉매 증발온도)보다 낮을 수 있다. 또한, 냉매의 높은 증발온도를 갖는 제1증발기(15)는 공기의 송풍방향(A)의 상류측에 배치되고, 냉매의 낮은 증발온도를 갖는 제2증발기(18)는 하류측에 배치된다. 따라서, 상기 제1증발기(15)의 냉매 증발온도와 송풍된 공기의 온도의 온도차이 및 제2증발기내의 냉매 증발온도와 송풍된 공기의 온도의 온도차이 둘 다 확보될 수 있다.
이와 같은 이유로, 제1 및 제2증발기(15,18)의 냉각능력은 둘다 효과적으로 얻을 수 있다. 따라서, 냉각될 공간의 냉각능력은 제1 및 제2증발기(15,18)의 조합에 의해 효과적으로 강화될 수 있다. 또한, 상기 압축기(11)의 흡입압력은 디퓨져부(14d)의 압력증가작동에 의해 증가되고, 압축기의 구동력은 효과적으로 감소될 수 있다.
또한, 상기 제2증발기(18)의 냉매유동률은 이젝터(14)의 기능에 의존하지 않고, 캐필러리 튜브(스로틀기구)에 의해 독립적으로 조정될 수 있다. 따라서, 제1증발기(15)에 유동되는 냉매의 유동률은 이젝터(14)의 스로틀 특성에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 증발기(15,18)로 유동되는 냉매의 유동률은 열부하에 따라 쉽게 조절될 수 있다.
일반적으로, 작은 사이클 열부하의 조건하에, 사이클에서 압력차이는 작고, 이젝터에(14)에 입력값이 작게 된다. 이 경우, 특허문헌 1의 사이클에서 제2증발기(18)를 통과하는 냉매의 유동률은 단지 이젝터(14)의 냉매 흡입용량에 좌우되고, 이젝터(14)의 입력부에서 강하-> 이젝터(14)의 냉매흡입능력에서 강하-> 제2증발기(18)에서 냉매유동률에서 강하 현상이 발생되고, 이는 결국 제2증발기(18)의 냉각수행을 확실하게 수행하기 어렵게 된다.
본 실시예에 의하면 이와 반대로, 팽창밸브(13) 통과후의 냉매는 상기 이젝터(14)의 상류측에서 분기되고, 분기된 냉매는 냉매분기통로(16)를 통과하고, 냉매흡입부(14b)에 흡입되고, 상기 냉매분기통로(16)는 냉매유동에 있어 상기 이젝터(14)와 평행하게 연결된다.
따라서, 냉매는 상기 이젝터(14)의 냉매흡입용량 뿐만 아니라, 압축기(11)의 냉매흡입 및 토출용량을 이용하여 냉매분기통로(16)에 공급될 수 있다. 그리고, 상기 이젝터(14)의 입력감소 및 이젝터(14)의 냉매출력감소 현상이 발생되더라도, 제2증발기에서 냉매유동비의 감소정도는 특허문헌 1의 사이클보다 작게 구현될 수 있다. 따라서, 낮은 열부하조건 하에서, 상기 제2증발기(18)의 냉각성능은 쉽게 확보될 수 있다.
도5는 이젝터 타입냉동사이클(10)에서 일체형 유닛(20)으로 구성되지 않은 본 실시예와 유사한 비교 실시예이다. 즉, 도5에 나타낸 비교실시예에서, 이젝터(14) 제1증발기(15), 제2증발기(18) 및 스로틀기구(17)(특히, 고정 스로틀로 형성된 캐필러리 튜브(17a))는 각각 독립적인 부분으로 구성되고, 차량바디와 같은 섀시에 분리되어 고정되고, 서로 배관에 의해 연결된다.
따라서, 도5의 비교실시예에 따르면, 특히 이젝터와 및 각각의 증발기(15,18)와 같은 저압부는 차량바디와 같은 곳에 고정될 필요가 있다. 또한, 상기 이젝터(14)의 입력측 및 출구측 연결용 배관, 상기 스로틀기구(17)의 입력측 및 출구측 연결용 배관 및 제2증발기(18)의 출구측과 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b) 연결용 배관이 본 발명의 실시예와 비교하여 추가적으로 요구된다.
결과적으로, 상기 이젝터 타입 냉동사이클(10)이 차량에 장착될 경우, 배관연결부는 수적으로 증가되고, 사이클(10) 장착에 필요한 비용은 증가된다. 또한, 도5에 나타낸 바와같이, 상기 각각의 구성요소는 분리부로 구성되고, 각각의 구성요소는 배관에 의해 연결된다. 이 경우, 이젝터 사이클(10)의 장착공간이 증가될 필요가 있고, 차량에 이젝터 사이클(10)의 장착성능이 떨어진다. 또한, 상기 사이클 부품수가 증가되어 비용이 증가된다.
이와 반대로, 도2에 나타낸 본 발명에 따른 실시예에서, 상기 이젝터(14), 제1 및 제2증발기(15,18) 및 고정형 스로틀을 형성하는 캐필러리 튜브(17a)는 일체형 바디로 조립된다. 따라서, 일체형 유닛(20)의 전체구성은 단지 하나의 냉매 입구(25) 및 하나의 냉매출구(26)를 갖는 일체형 유닛(20)을 제공할 필요가 있다.
따라서, 상술된 다양한 구성요소(14,15,18,17a)가 장착 구비된 상기 일체형 유닛(20)의 전체구성으로서, 이젝터 타입 냉동사이클(10)이 차량에 탑재될 경우, 배관연결작업은 단지 냉매입구(25)를 팽창밸브(13)의 토출측에 연결하고, 하나의 냉매출구(26)를 압축기(11)의 흡입측에 연결하여 완료될 수 있다.
동시에, 상기 이젝터(14) 및 캐필러리 튜브(17a)를 증발기의 탱크에 장착하는 구성을 적용하여, 전체 일체형 유닛(20)은 크기가 감소되고, 콤팩트하게 연결될 수 있어, 장착공간은 감소될 수 있다.
따라서, 차랑에서 복수개의 증발기(15,18)를 갖는 이젝터 타입 냉동 사이클(10)의 장착능력은 도5에 나타낸 비교 실시예와 비하여 실질적으로 향상될 수 있다. 도5의 비교실시예와 비교하여 상기 사이클 구성요소의 수는 감소되어 비용이 절감될 수 있다.
또한, 상기 일체형 유닛(20)의 적용은 냉각능력 및 후술되는 부대효과를 얻을 수 있다. 즉, 일체형 유닛(20)은 상술된 각각의 다양한 구성요소(14,15,18,17a) 사이의 연결통로 길이를 작은 수로 줄일 수 있어, 냉매통로에서 압력손실을 감소시킬 수 있고, 동시에 상기 저압냉매와 주위대기와의 열교환을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2 및 제2증발기(15,18)의 냉각능력이 강화될 수 있다.
특히, 제2증발기(18)의 토출측과 냉매흡입부(14b) 연결용 배관을 제거함으로써 제2증발기(18)의 증발압은 감소될 수 있고, 제2증발기의 냉각능력은 압축기의 출력증가 없이 효과적으로 향상될 수 있다.
또한, 상기 이젝터(14)가 증발기 구조의 탱크에서 저온환경에 배열되기 때문에, 상기 이젝터(14)의 단열과정(단열재 적용)은 제거될 수 있다.
(제2실시예)
제1실시예에서, 상기 캐필러리 튜브(17a)는 일체형 유닛(20)에서 제1연결블록(23)의 분기통로(16) 및 제2증발기(18)의 입구측 사이에 배열되고, 제2증발기(18)의 입구측 냉매는 상기 캐필러리 튜브(17a)에 의해 감압된다. 그러나, 도6 내지 도8에 나타낸 제2실시예에서, 캐필러리 튜브(17a)는 제2증발기(18)의 감압수단으로 적용되지 않고, 대신 소정량에 대한 스로틀링 통과영역용 오리피스로서 고 정형 스로틀 홀(17b)이 상기 제1연결블록(23) 내의 분기통로(15)에 배치된다. 따라서, 상기 캐필러리 튜브(17a) 보다 큰 직경의 통로를 갖는 연결배관(160)은 상기 캐필러리 튜브(17a)가 제1실시예에서 배열되는 위치에 배열된다.
제2실시예는 상기 제1연결블록(23)의 분기통로(15)에 형성된 고정형 스로틀 홀(17b)에 의해 감압된 저압냉매가 연결배관(160)을 통해 제2증발기(18)의 상부탱크(18b) 우측공간으로 안내된다는 점이 제1실시예와 다르다. 상기 제2실시예는 다른 냉매통로에 있어 제1실시예와 같다. 따라서, 제2실시예는 일체형 유닛(20)의 적용으로 제1실시예와 같은 효과를 제공할 수 있다.
(제3실시예)
제1실시예에서, 상기 이젝터(14) 및 캐필러리 튜브(17a)는 일반탱크 즉, 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)에 배열된다. 그러나, 도9 내지 도11에 나타낸 바와 같이, 제3실시예에서는 캐필러리 튜브(17a) 만이 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)에 배열되는 반면, 이젝터(14)는 독립적으로 분리된 탱크(34)에 배열된다.
제1실시예서, 상기 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)로 부터 이젝터(15)를 제거함에 상기 제2연결블록(24)은 제거된다. 대신, 분할플레이트(35)는 상기 상부탱크(18b)의 길이방향으로 중간영역에 배치되고, 상기 상부 탱크(18b)의 내측공간은 분할플레이트(35)에 의해 좌측 및 우측공간으로 분할된다. 상기 캐필러리 튜브(17a)의 단부는 상기 분할플레이트(35)를 통과하고, 상기 상부 탱크(18b)의 우측공간과 연통된다.
도11에 나타낸 바와같이, 상기 분할된 탱크(34)는 상기 제1증발기(15)의 상 부 탱크(15b)와 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b) 사이 중간부에 배열되고, 원통과 같은 형상이다. 본 실시예에서, 상기 분할된 탱크(34)는 상부탱크(15b,18b)와 일체로 형성된다.
도10에 나타낸 바와같이, 상기 이젝터(14) 및 원통형 분할 탱크(34)는 양 탱크(15b,18b)의 분할 플레이트(30,35) 보다 후방측(도10에서 우측)에 가깝게 연장된다. 상기 이젝터(14)의 토출부(상기 디퓨져부(14d)의 토출부)는 분리된 탱크(34)의 외주벽을 관통하는 스루홀(측면홀)(34a)을 통과하고, 상기 제1증발기(15)의 상부탱크(15b)의 우측내부공간과 연통된다.
유사하게, 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)는 상기 분할된 탱크(34)의 외주벽을 통과하는 스루홀(측면홀)(34b)을 통과하고, 상기 제2증발기(18)의 상부탱크(18b)의 좌측내부공간과 연통된다.
이와 같은 방식으로, 상기 제3실시예에서는 제1실시예와 같은 냉매통로가 독립적으로 분할된 탱크(34)에 이젝터(14)를 배열하는 구성으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제3실시예는 제1실시예와 같은 효과를 제공할 수 있다.
(제4실시예)
제4실시예는 제3실시예에서 상기 캐필러리 튜브(17a)를 제거하고, 대신 제2실시예에서 기술된 상기 고정형 스로틀 홀(17b) 및 연결파이프(160)를 채택한 제3실시예의 변형이다.
즉, 도12 내지 도14에 나타낸 바와 같이, 제4실시에서, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)은 상기 제1연결블록(23)의 분기통로(16)에서 감압수단으로 형성되고, 고정 형 스로틀 홀(17b)의 하류측은 상기 연결파이프(160)를 통해 제2증발기(18)의 상부탱크(18b) 우측공간(28)과 연통된다.
(제5실시예)
상기 제4실시예에서 이젝터(14)는 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b) 또는 상기 상부 탱크(18b)에 인접한 분할된 탱크(34)에 배열되도록 구성된다. 도15에 나타낸 바와 같이, 제5실시예에서, 상기 이젝터(14)는 제1 및 제2증발기(15,18)의 외측으로 배열된 외부 카세트(cassette)부(36)에 배열된다.
상기 카세트부(36)는 제1 및 제2증발기(15,18)의 외측에 고정된 외측부이고, 개략적으로 이젝터부(14)(이젝터(14)), 상기 이젝터(14)를 수용하는 바닥 케이스부(37) 및 상부 케이스부(38)로 구성된다.
상기 이젝터(14)의 주요구성(예를들어, 상기 노즐부(14a)의 수용부)은 상기 제1 및 제2증발기(15,18)의 측면을 따라 상하로 연장된 원통 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 이젝터(14)의 주요구성은 알루미늄과 같은 금속 또는 수지로 형성될 수 있다.
O-링인 밀봉부재(S1,S2)는 상기 이젝터(14) 주요구성의 외주벽에 배열된다. 상기 이젝터(14)의 주요구성은 원통형 이외에 사각형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2증발기(15,18)는 연장방향(extending direction)으로 연장되는 측면부를 가진다. 그리고, 상기 바닥 케이스부(37)는 상기 제1 및 제2증발기(15,18)의 측면부에 우선 고정된다. 특히, 상기 바닥 케이스부(37)는 길이방향으로 연장되고, 바닥부는 폐쇄되고 상부는 개방된 사각형상으로 형성된다. 상기 바닥 케이스부(37)의 재료는 알루미늄과 같은 금속 또는 수지로 형성될 수 있다. 상기 바닥 케이스부(37)는 나사 또는 그와 같은 수단에 의해 상기 제1 및 제2증발기(15,18)의 측면에 고정된다.
상기 이젝터(14)(이젝터부)는 바닥 케이스부(37)의 상부 개방부를 통해 바닥 케이스 부(37)에 삽입된다. 그리고 이젝터(14)의 상부 즉, 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)보다 상부측은 상기 바닥케이스부(37)의 상부로 상향 돌출되다.
따라서, 상기 상부케이스부(38)는 이젝터(14)의 돌출부에 끼움결합되는 반면, 상기 상부케이스(38)는 상기 바닥케이스부(37)의 상부 개방부에 커버부로서 놓여진다. 따라서, 상기 상부케이스부(38)는 나사 또는 그와 같은 수단에 의해 상기 바닥케이스부(37)와 일체로 고정된다.
이로 인해, 상기 이젝터(14)(이젝터부)는 바닥케이스부(37) 및 상부케이스부(38)에 고정 및 유지될 수 있다. 도15에 나타낸 바와 같이, 공기유동 방향(A)은 도2에 반대이고, 제1 및 제2증발기의 좌측 및 우측 또한 도2와 반대이다.
상기 상부 케이스부(38)는 또한 일체형 방식의 제1 내지 제4실시예에서의 제1연결블록(23)의 기능을 갖는다. 즉, 상기 냉매입구(25) 및 냉매출구(26)는 상기 상부 케이스부(38)에 평행하도록 인접되어 형성된다. 상기 냉매입구(25)는 상기 이젝터(14)의 입력측을 향하는 메인통로(25a)와 분기통로(25b)로 분기된다. 상기 고정형 스로틀홀(17b)은 상기 분기통로(16)에서 감압수단으로 형성된다. 상기 고정형 스로틀홀(17b)은 제2 및 제4실시예의 스로틀홀(17b)과 같다.
상기 메인통로(25a)는 냉매입구(25)의 통로방향으로 글자L 형상으로 구부러지고, 이젝터의 길이방향(상하방향)으로 연장된다. 상기 이젝터의 노즐부(14a), 믹싱부(14c) 및 디퓨져부(14d)는 상기 메인통로(25a)에서 상부에서 바닥부로 형성된 다.
상기 이젝터(14)의 외측부(디퓨져부(14d)의 외측부)는 이젝터(14)의 길이방향으로 타단부(바닥 단부)에 인접하게 위치된다. 상기 이젝터(14)의 출구측은 상기 바닥 케이스부(37)의 연통홀(37a)을 통해 연결파이프(39)의 일단부에 연결되고, 상기 연결파이프(39)의 타단부는 상기 제1증발기(15)의 상부 탱크(15b)의 우측공간부(32)에 연결된다.
또한, 상기 상부 케이스부(38)의 냉매출구(26)의 통로는 제1증발기(15)의 상부탱크(15b)의 좌측공간부(31)에 연결된다.
그리고, 상기 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)는 반경방향으로 상기 이젝터(14)의 주요부 벽면을 통과하는 방식으로 형성되고, 상기 이젝터(14)의 노즐부(14a)의 하류측부에 연통된다. 상기 냉매흡입부(14b)는 상기 상부케이스부(38)의 연통홀(38a)을 통해 연결파이프(40)의 일단부에 연결되고, 상기 연결파이프(40)의 타단부는 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b) 좌측공간(27)에 연결된다.
또한, 상기 분기통로(16)의 고정형 스로틀홀(17b)의 출구측은 연결파이프(41)를 통해 제2증발기(18) 상부 탱크(18b)의 우측공간(28)에 연결된다.
상기 외부 카세트부(36)의 통로는 상기된 바와 같이, 제1 및 제2증발기(15,18)의 상부 탱크(15b,18b)의 네 개의 좌측 및 우측공간(27,28,31,32)에 연결된다. 이와 같이 이루어지고, 냉매는 상기 이젝터(14)를 통과 후 연결파이프(39)를 통과하고, 제1증발기(15)에서 화살표 "a" 내지 "e"로 나타낸 통로를 통해 유동하고, 외부 카세트부(36)의 냉매출구(26)로부터 외측통로(압축기의 흡입측)로 유동한 다.
반대로, 상기 냉매입구(25)에서 분기통로(16)로 분기되고, 고정형 스로틀홀(17b)에 의해 감압된 냉매는 연결파이프(41)를 통해 통과하고, 제2증발기(18)에서 화살표 "f" 내지 "i"로 나타낸 통로를 유동하고, 상부 탱크(18b)의 좌측공간(27)에 도달한다. 그리고, 상기 연결파이프(40)를 통해 이젝터(14)의 좌측공간(27)으로부터 냉매흡입부(14b)로 흡입된다.
(제6실시예)
제5실시예에서, 상기 제1연결블록(23)의 대응부는 외부카세트부(36)의 상부케이스부(38)에 일체로 구성된다. 그러나 제6실시예에서 상기 제1연결블록(23)은 외부 카세트부(36)로 부터 분리된 구성으로 구성된다.
도16에 나타낸 바와 같이, 제6실시예에서 제1연결블록(23)은 제1 및 제2증발기(15,18)의 좌측 및 우측면의 일측(우측)부에 배열되고, 외부 카세트부(36)는 타측(좌측)부에 배열된다.
제5실시예와 같이, 상기 외부 카세트부(36)는 이젝터(14)를 바닥케이스부(37) 및 상부케이스부(38)에 고정 및 유지하는 구성을 갖는다. 그러나 제6실시예에서, 바닥케이스부(37)가 아닌 상부 케이스부(38)가 상기 제1 및 제2증발기(15,18) 중 하나의 측면부에 우선 고정된다.
따라서, 상기 이젝터(14)는 상부케이스부(38)의 바닥개방부를 통해 상부케이스부(38)에 삽입하고, 바닥케이스부(37)는 상부케이스부(38)의 바닥개방부에 대한 커버부로 놓여지고, 상부 및 바닥케이스부(37,38) 둘 다 나사와 같은 수단에 의해 서로 일체로 고정된다.
여기서, 상기 이젝터(14)의 연결방향은 제5실시예와 반대이고, 즉 이젝터(14)는 노즐부(14a)측(입구측)이 아래로 위치되고, 상기 디퓨져부(14d)측(출구측)이 상부로 위치되도록 결합된다.
상기 이젝터의 냉매흡입부(14b)는 바닥케이스부(37)의 연통홀(37b)을 통해 제2증발기(18)의 바닥 탱크(18c) 좌측부에 연결된다. 상기 디퓨져부(14d)는 상부케이스부(38)의 연통홀(38b)을 통해 제1증발기(18)의 상부 탱크(15b) 좌측공간에 연결된다.
반대로, 상기 제1연결블록(23)의 냉매입구(25)는 메인통로(25a) 및 분기통로(16)로 분기된다. 상기 메인통로(25a)는 연결파이프(412)에 의해 외부 카세트부(36)의 바닥케이스부(37)의 연통홀(37c)에 연결되고, 상기 연통홀(37c)은 이젝터(14)의 상기 노즐부(14a)의 입구부(43)와 연통된다.
상기 분기통로(16)는 감압수단을 형성하는 상기 캐필러리 튜브(17a)를 통해 제2증발기(18)의 바닥 탱크(18c)의 우측부에 연결된다.
상기 제6실시예의 제2증발기에서, 상기 상부 탱크(18b)의 분할플레이트(35)는 제거되고 대신, 분할플레이트(35a)는 상기 바닥탱크(18c)의 세로방향(좌측 및 우측방향)으로 중간으로 배치되고, 상기 바닥 탱크(18c)의 내측공간은 분할플레이트(35a)에 의해 좌측 및 우측공간으로 분할된다.
따라서, 상기 캐필러리 튜브(17a)를 통과하는 저압냉매는 제2증발기(18)에서 화살표 "f" 내지 "i"로 나타낸 통로를 통해 유동하고, 바닥 탱크(18c)의 좌측공 간(27)으로 부터 연통홀(37b)을 통해 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)로 흡입된다.
반대로, 상기 냉매입구(25)의 메인통로(25a) 내의 냉매는 상기 연결파이프(42)를 통해 통과하고, 상기 연통홀(37c)을 통해 외부 카세트부(36)의 이젝터(14)의 입구측(43)으로 유동되고, 노즐(14a)에 의해 감압되어 팽창된다. 상기 이젝터(14)의 출구측 저압냉매는 상부케이스부(38)의 연통홀(38b)을 통해 제1증발기(15)의 상부탱크(15b) 좌측공간부(31)로 유동된다.
따라서, 저압냉매는 제1증발기(15)에서 화살표 "a" 내지 "d"로 나타낸 냉매통로를 통해 유동되고, 제1연결블록(23)의 냉매출구(26)로 유동된다.
(제7실시예)
제1실시예는 액체수용기(12a)가 방열기(12)의 출구측에 배치되고, 팽창밸브(13)가 액체수용기(12a)의 출구측에 배열되는 팽창밸브타입의 구성을 채택한다. 그러나, 도17에 나타낸 바와 같이, 제7실시예에서 어큐뮬레이터(50)는 기액분리기로서 냉매를 기체와 액체로 분리하고, 액체가 제1증발기(15)의 출구측에 배열되도록 여분의 냉매를 축적하고, 기상냉매는 상기 어큐뮬레이터(50)로 부터 압축기(11)의 흡입부로 제공된다.
축적기 타입의 사이클 구성에서, 기상냉매 및 액상냉매의 기액경계는 어큐뮬레이터(50)에서 형성된다. 따라서, 상기 제1증발기(15)의 출구측 냉매의 과열도 제어는 팽창밸브(1)에 의해 수행될 필요없다.
따라서, 어큐뮬레이터 타입의 사이클 구성에서, 상기 액체수용기(12a) 및 팽창밸브(13)는 제거될 수 있다. 이 경우, 상기 일체형 유닛(20)의 냉매입구는 단지 상기 방열기(12)의 출구측에 직접 연결만이 요구된다. 상기 일체형 유닛(20)의 냉매출구(26)는 어큐뮬레이터(50)의 입구측에 연결되고, 어큐뮬레이터의 출구측은 압축기(11)의 흡입측에 연결된다.
(제8실시예)
제8실시예는 제7실시예의 변형이고, 도18에 나타낸 바와 같이, 상기 어큐뮬레이터(50)가 상기 일체형 유닛(20)의 일 구성요소로서 일체로 조립되고, 상기 어큐뮬레이터(50)의 출구측은 전체의 일체형 구성요소의 냉매출구(26)로서 구성된다.
(제9실시예)
제1 내지 제8실시예는 상기 이젝터(14)의 내측에서 분기된 분기통로(16)가 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결되고, 스로틀기구(17) 및 제2증발기(18)는 상기 분기통로(16)에 배열되는 방식으로 구성된다. 그러나, 도19에 나타낸 바와 같이, 제9실시예는 기액분리기로서 상기 어큐뮬레이터(50)가 제1증발기(15)의 출구측에 제공되고, 상기 어큐뮬레이터(50)의 액상냉매출구(50a)를 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)로 연결용 분기통로(16)가 제공되고, 상기 스로틀기구(17) 및 제2증발기(18)가 상기 분기통로(16)에 배열된다.
제9실시예에서 상기 일체형 유닛(20)은 이젝터(14), 제1 및 제2증발기(15,18), 스로틀기구(17) 및 어큐뮬레이터(50)로 구성된다. 여기서 제9실시예에 따른 일체형 유닛(20)의 전체로서, 하나의 냉매입구(25)가 이젝터(14)의 입구측에 제공되고, 상기 냉매입구(25)는 방열기(12)의 출구측에 연결된다.
또한, 제9실시예의 일체형 유닛(20)의 전체로서, 하나의 냉매출구(26)는 상 기 어큐뮬레이터(50)의 기상냉매출구측에 제공되고, 상기 냉매출구(26)는 압축기(11)의 흡입부에 연결된다.
(제10실시예)
제1 내지 제9실시예에 따른 일체형 유닛(20)은 이젝터(14)의 출구측에 연결된 제1증발기(15) 및 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결된 제2증발기를 구비한다. 그러나 도20에 나타낸 바와 같이, 제10실시예에서 이젝터 냉동사이클(10)에 구성되는 일체형 유닛(20)은 이젝터(14)의 냉매흡입부(14b)에 연결되는 단지 하나의 증발기(17)(제2증발기(18))를 구비한다.
상기 제10실시예에 따른 상기 일체형 유닛(20)은 이젝터(14), 증발기(18), 스로틀기구(17) 및 어큐뮬레이터(50)로 구성된다. 또한, 상기 일체형 유닛(20)은 상기 유닛(20)의 전체로서 하나의 냉매입구(25) 및 냉매출구(26)를 구비한다. 다시말해, 제10실시예는 제9실시예에서 상기 제1증발기(15)가 제거된 구조와 일치된다.
(제11실시예)
제1 내지 제10실시예 중 일부에서, 상기 스로틀기구(17)는 상기 일체형 유닛(20)에 일체로 이루어진다. 도21에 나타낸 바와 같이, 제11실시예에서 상기 일체형 유닛(20)은 제1 및 제2증발기(15,18) 및 이젝터(14)로 구성되는 반면, 상기 스로틀기구(17)는 상기 일체형 유닛(20)으로 부터 분리되어 제공된다.
또한, 예시로 나타낸 제11실시예에서 기액분리기는 사이클의 고압측 및 저압측 어디에도 배열되지 않는다.
(제12실시예)
도22는 12실시예를 나타낸 것이다. 제11실시에와 비교하여 제12실시예에서는, 기액 분리기를 형성하는 상기 어큐뮬레이터(50)가 제1증발기(15)의 출구측에 제공되고, 상기 어큐뮬레이터(50)는 일체형 유닛(20)에 일체로 이루어진다. 즉, 제12실시예에서, 상기 일체형 유닛(20)은 이젝터(14), 제1 및 제2증발기(15,18) 및 어큐뮬레이터(50)로 구성된다. 그러나, 상기 스로틀기구(17)는 상기 일체형 유닛(20)으로 부터 분리되어 제공된다.
(제13실시예)
예시된(도2에 나타냄) 제1실시예에서 제1 및 제2증발기(15,18)의 열변환코어부(15a,18a)는 평판 튜브(21) 및 주름진 핀(22)의 적층구조로 구성된다. 그러나 도23에 나타낸 제13실시에에서, 상기 제1 및 제2증발기(15,18)의 열교환부(15a,18a)는 플레이트 핀 타입의 열교환구조로 구성된다.
특히, 복수의 튜브 삽입 홀(221)은 평판 플레이트 핀(220)에 형성되고, 복수의 평판 플레이트 핀(220)은 소정간격으로 층에 배열되고, 튜브(210)는 상기 플레이트 핀(220)의 튜브 삽입홀(221)에 삽입 및 본딩된다. 도23에서 원형단면을 갖는 원형 튜브는 튜브(210)로서 사용되고, 반경방향으로 팽창되고, 상기 플레이트 핀(220)의 튜브삽입홀(원형홀)(221)의 내벽면에 고정된다.
평평한 단면을 갖는 평탄 튜브는 튜브(210)로서 사용될 수 있고, 상기 평탄 튜브(210)는 플레이트 핀(220)의 튜브 삽입홀(평탄 홀)(221)의 내벽면에 고정될 수 있다.
(제14실시예)
도24는 제14실시예를 나타낸 것이다. 상기 제 및 제2증발기(15,18)의 열교환부(15a,18a)는 파형 타입(serpentine type) 열교환구조로 구성된다.
특히, 복수의 홀을 갖는 평탄 튜브는 튜브(230)로서 사용된다. 예를들어, 복수의 홀을 갖는 상기 평탄 튜브(230)는 알루미늄 재료의 압출에 의해 형성된다. 복수의 냉매통로홀(미도시)은 상기 튜브재료의 평평한 단면으로 형성된다.
도24(a)는 제14실시예의 일례를 나타낸 것이다. 냉매흡입파이프(231)는 파형형상으로 굽은 복수의 홀을 갖는 평탄 튜브(230)의 일단부에 본딩되고, 냉매출구파이프(232)는 복수개의 홀을 갖는 평탄 튜브(230)의 타단부에 본딩된다. 따라서, 냉매는 냉매흡입파이프(231)로 부터 복수의 홀을 갖는 평탄 튜브(230)의 복수의 냉매 통로홀(미도시)로 분배되고, 상기 냉매통로홀을 통해 평행하게 유동되어, 냉매흐름은 냉매출구파이프(232)에 수집된다.
상기 주름핀(22)은 복수의 홀과 주름핀(22)의 일부를 통과하는 공기통로를 갖는 평탄 튜브(230)의 파형형상에 서로 인접되도록 배열되는 곧은 튜브부에 본딩된다.
도24(b)는 제14실시예의 다른 예를 나타낸 것이다. 두 개의 튜브는 복수개의 홀을 구비하는 평탄 튜브(230)로 사용되고, 상기 복수의 홀을 갖는 두개의 평탄 튜브(230)는 상기 냉매 입구파이프(231)와 냉매 출구파이프(232) 사이에 평행하게 배열된다. 따라서, 도24(b)의 다른 예는 복수의 홀을 구비하고 두 개의 평탄 튜브(230)에서 두개의 유동형으로 냉매가 평행하게 유동되도록 구성된다.
(제15실시예)
도25 내지 도27은 제15실시예를 나타낸 것이고, 제1실시예의 도2 내지 도4에 대응된다. 제1실시예에서, 이젝터(14)의 흡입부에 연결된 제2증발기의 흡입측에 스로틀기구를 구성하는 상기 캐필러리 튜브(17a)는 이젝터(14)와 마찬가지로 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)에 배열된다.
보다 구체적으로, 도27에 분명히 나타낸 바와 같이, 이젝터 출구측 제1증발기(바람이 불어오는 측 증발기)의 상부 탱크의 아크형 단면을 갖는 굽은형상 및 이젝터 출구측 제2증발기(바람이 불어가는 측 증발기)의 상부 탱크의 아크형 단면을 갖는 굽은형상에 의해 형성된 골짜기부(51)에 상기 캐필러리 튜브(17a)가 배열된다.
상기 캐필러리 튜브(17a)는 상기 골짜기부(51)에서 상부 탱크(15b,18b)의 외부면에 접촉되도록 배열되고, 브레이징에 의해 상부 탱크(15b,18b)의 외부면에 고정된다.
상기 캐필러리 튜브(17a)의 입구측은 상부 탱크(15b,18b)의 외부에서 제1연결블록(23)의 분기통로(16)에 연결된다. 또한, 도25 및 도26에 나타낸 바와 같이, 상기 캐필러리 튜브(17a)의 출구측은 제2증발기(바람이 불어가는 측 증발기)의 상부 탱크(18b)의 우측부 벽면을 통과하고, 상기 상부 탱크(19b)의 우측공간(28)과 연통된다.
상기 골짜기부(51)는 탱크의 길이방향을 따라 전 영역으로 상부 탱크(15b,18b)의 길이방향으로 형성된 미사용 데드 스페이스(dead space)이다. 이에반해, 상기 캐필러리 튜브(17a)는 상기 탱크의 길이방향으로 가늘게 연장된 작은 파이프 형상이다. 따라서, 상기 골짜기부(51)는 캐필러리 튜브(17a)의 배열공간으로 매우 적합하고, 작은 파이프 형상의 캐필러리 튜브(17a) 전체는 상기 골짜기부(51)의 홈형상에 놓여질 수 있다.
따라서, 상기 캐필러리 튜브(17a)가 탱크(15b,18b)의 외측 골짜기부(51)에 배열되더라도, 상기 일체형 유닛(20)의 전체 크기증가를 염려할 필요없다.
또한, 상기 캐필러리 튜브(17a)가 상기 골짜기부(51)에 배열될 경우, 상기 캐필러리 튜브(17a)는 제2증발기 탱크(18)의 외측에 위치된다. 따라서, 제1실시예와 비교해서, 상기 제2증발기의 상부 탱크(18b)내 냉매통로 영역은 캐필러리 튜브(17a)에 의해 증가되어, 상부 탱크(18b)내의 냉매통로의 저항은 감소될 수 있다.
제15실시예의 다른 사항은 제1실시예와 동일하여 이에 대한 기술은 생략한다.
(제16실시예)
도28 내지 도30은 제16실시예를 나타낸 것이다. 제15실시예에서 상기 캐필러리 튜브(17a)는 제거되고, 대신 소정량에 대한 분기통로(16)의 영역 스로틀링용 오리피스로서 고정형 스로틀 홀(17b)이 상기 제1연결블록(23) 내의 분기통로(16)에 배치된다.
따라서, 상기 캐필러리 튜브(17a) 보다 상당히 큰 직경을 갖는 연결파이프(160)는 제15실시예의 캐필러리 튜브(17a) 위치 즉, 상기 골짜기부(51)에 배열된다. 제15실시예의 캐필러리 튜브(17a)와 같이, 상기 연결파이프(160)는 상부 탱크(15b,18b)의 외부면에 브레이징으로 고정된다.
제16실시예에서, 상기 제1연결블록(23)의 분기통로(16)에 형성된 고정형 스로틀 홀(17b)에 의해 감압된 저압냉매는 상기 연결파이프(160)를 통해 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)의 우측공간으로 제공된다.
또한, 제16실시예에서 상기 캐필러리 튜브(17a)의 배열은 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)에서 제거되고, 상기 연결파이프(160)는 상부 탱크(15,18b)의 골짜기부(51)에 배열된다. 따라서, 상기 일체형 유닛(20)이 커지는 것이 방지됨과 동시에, 제2증발기(18)(바람이 불어오는 측 증발기)의 상부 탱크(18b)에 냉매통로 저항이 감소되는 효과가 발생될 수 있다.
그리고, 제16실시예는 캐필러리 튜브(17a)가 위치되는 제2실시예(도6 내지 도18)와 같이, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)이 상기 제1연결블록(23)의 분기통로(16)에 제공된다.
(제17실시예)
도31 내지 도33은 제16실시예의 오리피스와 같은 고정형 스로틀 홀(17b)의 형성위치가 변화된 제17실시예를 나타낸 것이다.
상기 고정형 스로틀 홀(17b)은 이젝터 흡입측의 제2증발기(18)의 스로틀기구로서 구성된다. 도31에 나타낸 바와 같이, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)의 형성위치는 제2증발기(18)의 냉매흡입부 특히, 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)의 우측공간(28) 냉매통로부에 설정된다.
반대로, 도32에 나타낸 바와 같이, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)의 형성위치는 제1연결블록(23)의 분기통로(16) 출구측 바로 뒤 위치에 설정된다. 선택적으로, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)은 연결파이프(160)의 중간부에 형성될 수 있다.
이와같은 방법으로, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)은 제1연결블록(23)의 분기통로(16)의 출구측 바로 뒤 부터 제2증발기(18)의 상부탱크(18b)의 냉매흡입부까지의 냉매통로 어느 위치라도 형성될 수 있다.
상기 제17실시예의 다른 사항은 제16실시예와 동일하여 제16실시예와 같은 효과가 발생될 수 있다.
(제18실시예)
제15 내지 제18실시예에서, 제1실시예와 같이, 상기 제2연결블록(24)은 제2증발기(바람이 불어가는 측 증발기)의 상부 탱크(18b)의 세로방향으로 중간위치에 배열되고; 상기 상부 탱크(18b)의 내측공간은 좌측 및 우측공간(27)으로 분할되고; 이젝터(14)의 출구측(하류측) 냉매통로는 제2연결블록(24)의 연통홀(24c) 및 중간벽면(33)에 형성된 스루홀(33a)을 통해 제1증발기(바람이 불어가는 측 증발기)의 냉매흡입부를 형성하는 상부 탱크(15b)의 우측공간(32)과 연통된다. 그러나, 제18실시예는 이젝터(14)의 출구측 냉매통로가 제2연결블록(24)을 사용하지 않고, 제1증발기의 냉매흡입부와 연통되는 방식으로 구성된다.
도34 내지 도38은 제18실시예를 나타낸 것이다. 도34는 제1 및 제2증발기(15,18) 전체의 개략적인 사시도이다. 도35(a)는 제1 및 제2증발기(15,18)의 상부 탱크(15b,18b)의 평면도이다. 도35(b)는 상부 탱크(15b,18b)의 세로방향 단면도이다. 도36은 도35(b)의 부분(B)의 확대단면도이다. 도38은 제18실시예에 따른 추가적 구성요소이고, 연통공간을 형성용 서브-탱크부의 설명도이다.
제18실시예에서, 도35(a)에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2증발기(15,18)의 상부 탱크(15b,18b)는 길이영역(L1) 내에서 형성되고, 연통공간을 형성하는 서브-탱크부(52)는 길이(L0)의 우측(이젝터(14)의 냉매입구측의 대향측)에서 길이영역(L2)에 걸쳐 배열된다.
상기 서브-탱크부(52)는 또한 알루미늄 재료로 형성되고, 상기 제1 및 제2증발기(15,18)에 일체로 브레이징된다. 상기 서브-탱크부(52)의 일단부(도34 및 도35(a)의 좌측단부)는 상부 탱크(15b,18b)와 같은 단면형상으로, 즉, 두개의 아크형(52a,52b)으로 형성된다. 상기 서브-탱크부(52)의 일단부는 상기 상부 탱크(15b,18b)의 단부에 일체로 본딩된다.
도38(b,d)에 나타낸 바와 같이, 상기 두 개의 호 형상의 굽은 형(52a,52b)의 중간에 위치된 골짜기벽면(52c)은 상기 서브-탱크부(52)의 일단측에서 타단측으로 탱크의 외부로 연장되는 경사면으로 형성된다.
따라서, 상기 서브-탱크부(52)의 내측공간은 바람이 불어오는 측의 제1증발기의 상부 탱크(15b)의 영역과 바람이 불어가는 측의 제2증발기의 상부 탱크(18b) 영역을 가로질러 형성된 연통공간(52d)을 형성한다.
상기 서브-탱크부(52)의 내측공간(연통공간(52d))의 타단부는 캡부(56)에 의해 기밀하게 폐쇄된다. 또한 상기 캡부(56)는 알루미늄 재료에 의해 형성되고, 제1 및 제2증발기(15,18)에 일체로 브레이징된다.
도34 및 도35에 나타낸 바와 같이, 제18실시예에서, 상기 제2연결블록(24)은 제거되고, 대신 링-형상의 제1분할플레이트(53)가 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b) 의 길이방향으로 중간위치에 배열된다.
또한, 링-형상의 제2분할플레이트(54)는 상부 탱크(18b)의 우측단부(예를들어, 이젝터(14)의 냉매입구측에 대향된 단부측)에 배열된다.
상기 제1분할플레이트(53)는 상기 상부 탱크(18b)를 좌측공간(27) 및 우측공간(28)으로 분할하도록 배열된다. 상기 제2분할플레이트(54)는 우측공간(28)의 우측단부에 위치된 상기 서브-탱크부(52)에 의해 형성된 연통공간(54d)으로부터 상기 우측공간(28)을 분할하도록 배열된다. 도37은 상부 탱크(18b)의 우측단부에 인접한 부분(도35(b)에 나타낸 일부분(B))의 확대단면도이고, 상기 연통공간(52d)은 작은 점부로 나타나 있다.
원형 파이프로 구성되는 연결파이프(55) 양단부의 인접부는 두 개의 O-링 형상의 제1 및 제2분할플레이트(53,54)의 중심홀에 끼워맞춰진다. 상기 연결파이프(55)는 제1 및 제2증발기(53,54)를 통해 상부 탱크(18b)의 내벽면에 브레이징에 의해 밀봉고정된다.
상기 이젝터(14)의 길이방향에 대한 선단부(도1에서 디퓨져부(14d)의 출구부에 대응되는 부분)는 상기 연결파이프(55)의 일단부에 삽입되고, O-링(29a)을 이용하여 상기 일단부를 밀봉하는 방식으로 고정된다. 상기 연결파이프(55)의 단부는 제2분할플레이트(54)를 통과하고, 상기 연통공간(52d)에 투입되고 개방시킨다.
따라서, 상기 이젝터(14)의 디퓨져부(14d)의 출구측 냉매통로는 상부 탱크(18b)의 내측공간(27,28)과 연통되지 않고, 단지 상기 연결파이프(55)에 의한 연통공간(52d)과 연통된다.
반대로, 분할플레이트는 제1증발기 상부탱크(15b)의 우측단부에 배열되지 않고, 연통공간(52d)의 제1증발기측 영역은 상부 탱크(15b)의 우측공간(32)과 직접 연통된다.
따라서, 상기 이젝터(14)의 냉매출구통로는 연결파이프(55) 및 서브-탱크부(52)의 연통공간(52d)을 통해 제1증발기(15)의 냉매흡입부를 형성하는 상부 탱크(15b)의 우측공간(32)과 연통된다.
도36에 나타낸 바와 같이, 상기 캐필러리 튜브(17a)는 제15실시예와 같이, 상기 상부 탱크(15b,18b)의 골짜기부(51)에 배열되고, 상부 탱크(15b,18b)의 외부면에 일체로 브레이징된다. 또한, 도35(b)에 나타낸 바와같이, 상기 캐필러리 튜브(17a)의 출구측은 상기 제1 및 제2분할플레이트(53,54)의 중간부에서 상기 제2증발기(18)의 냉매흡입부를 형성하는 상부 탱크(18b)의 우측공간(28)과 연통된다.
제18실시예에 의하면, 상기 이젝터(14)의 디퓨져부(14d)로 부터의 냉매는 상기 연결파이프(55)를 통과하고, 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)로 토출된다. 그러나, 토출된 냉매는 상부 탱크(18b)로 유동되지 않고, 서브-탱크부(52)의 연통공간(52d)을 통과하고, 제1증발기(15)의 냉매입구측을 형성하는 상부 탱크(15b)의 우측공간(32)으로 유동된다. 상기 서브-탱크부(52)는 단지 금속 플레이트 시트의 프레싱에 의해 효과적으로 제조될 수 있다.
(제19실시예)
도39 내지 도41은 제19실시예를 나타낸 것이다. 상기 19실시예는 제18실시예에서, 상기 캐필러리 튜브(17a)가 연결파이프(160)로 교체되고, 제1연결블록(23)의 분기통로(16)에서 고정형 스로틀 홀(17b)이 제2증발기(18)의 스로틀기구로서 형성되는 변형에 해당한다. 제19실시예는 다른 부분(서브-탱크부(52) 및 그와 같은)에서 제18실시예와 동일하다.
(제20실시예)
도42 내지 도44는 제20실시예를 나타낸 것이다. 상기 제20실시예는 제19실시예에서 고정형 스로틀 홀(17b)이 제1연결블록(23)의 분기통로(16)에 배열되지 않고, 제1연결블록(23)의 분기통로(16)의 하류측 냉매통로에 배열된 것이다.
제20실시예에서, 상기 고정형 스로틀 홀(17b)은 이젝터 흡입측에서 제2증발기(18)용 스로틀기구로 사용된다. 또한, 제17실시예와 동일하게 상기 고정형 스로틀 홀(17b)의 형성위치는 제1연결블록(23)의 분기통로(16)의 바로 뒤 부터 제2증발기(18)의 상부 탱크(18b)의 냉매흡입부까지의 냉매통로 어느위치라도 형성될 수 있다.
(다른 실시예)
본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않고, 후술되는 바와 같이 다양하게 변형될 수 있다.
(1) 제1실시예에서, 상기 일체형 유닛(20)의 각 구성요소가 일체로 조립될 경우, 이젝터(14)를 제외한 다른 구성요소, 즉, 제1증발기(15), 제2증발기(18), 제1 및 제2연결블록(23,24) 및 캐필러리 튜브(17)는 서로 일체로 브레이징될 수 있다. 그러나, 상기 구성요소의 통합은 브레이징 뿐만 아니라 나사결합, 코킹, 용접 또는 본딩의 다양한 고정수단에 의해 형성될 수 있다.
또한, 제1실시예에서 일예로서 상기 이젝터(14)를 고정하는 수단으로 나사결합이 나타나 있다. 그러나 고정수단이 열변형의 가능성으로부터 안전할 경우, 나사결합외에 상기 고정수단이 사용될 수 있다. 특히, 상기 이젝터(14)는 코킹 또는 본딩과 같은 고정수단을 이용하여 고정될 수 있다.
(2) 상기된 각각의 실시예는 임계얍력보다 높지않은 고압을 갖는 냉매 예를들어, 프레온계 냉매(chlorofluorocarbons-based refrigerant) 및 HC계 냉매를 사용하는 증기압축 타입 아임계 압력사이클을 기재하였다. 본 발명은 임계압력보다 높은 압력을 갖는 예를들어, 이산화탄소(CO2)와 같은 냉매를 사용하는 기체압축 타입 초임계 압력사이클이 적용될 수 있다.
그러나, 냉매로서 초임계 압력사이클에서, 단지 열을 분산시키는 압축기로부터 토출된 냉매는 초임계압 상태이고, 응축되지 않아, 고압측에 배열된 상기 액체수용기(12a)는 기체와 액체로 냉매를 분리하는 기능과 여분의 액체냉매를 저장하는 기능이 뛰어날 수 없다. 따라서, 초임계 압력사이클은, 도17 내지 도20에 나타낸 바와 같이, 상기 제1증발기(15)의 출구측에서 저압측 기액 분리기를 형성하는 어큐뮬레이터(50)를 배열하는 구성의 적용이 추천된다.
(3) 상술된 실시예에서, 상기 스로틀 장치(17)는 캐필러리 튜브(17a) 또는 오리피스와 같이 고정형 스로틀 홀(17b)로 구성된다. 그러나, 상기 스로틀 장치(17)는 전기조작작동기에 의해 조절되는 밸브 개방도(통로의 스로틀 정도)를 갖는 전자제어밸브로 구성될 수 있다. 또한, 상기 스로틀기구(17)는 캐필러리 튜 브(17a) 또는 고정형 스로틀 홀(17b)과 전자기밸브와의 조화로 구성될 수 있다.
(4) 상술된 각각의 실시예에서, 통로영역이 일정한 노즐부(14a)를 갖는 상기 고정형 이젝터는 예를 통해 기술하였다. 그러나, 통로영역이 조절될 수 있는 다양한 노즐부를 갖는 다양한 이젝터가 상기 이젝터(14)로 채택될 수 있다.
다양한 노즐부의 특정 실시예가 채택될 수 있기 때문에, 예를들어, 다양한 노즐부의 통로에 삽입되는 니들위치와 같은 기계구조는 통로영역을 조절하기 위한 전기조작기에 의해 제어된다.
(5) 제1실시예 및 그와 같은 경우에서, 제1 및 제2증발기(15,18)의 냉각될 공간은 차량객실공간 또는 냉동차량의 냉동 및 냉장공간이다. 그러나 본 발명은 차량 뿐만 아니라 고정 사용과 같은 냉동사이클에 다양하게 적용될 수 있다.
(6) 제1실시예 및 그와 같은 경우에서, 상기 온도타입 팽창밸브(13) 및 온도센싱부(13a)는 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛으로부터 분리되어 구성된다. 그러나, 상기 온도타입 팽창밸브(13)는 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛과 결합될 수 있다. 예를들어, 상기 온도타입 팽창밸브(13) 및 온도센싱부(13a)가 일체형 유닛(20)의 제1연결블록(23)에 수용되는 구성이 채택될 수 있다. 이 경우, 상기 냉매입구(25)는 상기 액체수용기(12a) 및 온도타입 팽창밸브(13) 사이에 위치되고, 상기 냉매출구(26)는 온도 센싱부(13a)가 배열되는 통로부 및 압축기(11) 사이에 위치된다.

Claims (28)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로 부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기;및
    상기 이젝터의 냉매흡입부에 연결된 증발기의 냉매유동 흡입측에 배열되고, 냉매유동 감압용인 스로틀기구를 포함하고,
    상기 일체형 유닛의 증발기는 이젝터의 냉매흡입부와 연결되고, 냉매흡입부로 흡입되는 냉매의 증발용이고,
    상기 스로틀기구는 상기 일체형 유닛에 조립되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  4. 삭제
  5. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기;및
    상기 이젝터의 냉매흡입부에 연결된 증발기의 냉매유동 흡입측에 배열되고, 냉매유동 감압용인 스로틀기구를 포함하고,
    상기 일체형 유닛의 증발기는 이젝터의 냉매흡입부와 연결되고, 냉매흡입부로 흡입되는 냉매의 증발용이고,
    상기 일체형 유닛은 하나의 냉매입구와 하나의 냉매출구를 구비하고, 상기 냉매입구는 이젝터의 냉매입구에 연결된 제1통로와 상기 스로틀기구의 입구측에 연결된 제2통로로 분기되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 일체형 유닛은 하나의 냉매입구와 하나의 냉매출구를 구비하고, 상기 냉매입구는 이젝터의 냉매입구에 연결된 제1통로와 상기 스로틀기구의 입구측에 연결된 제2통로로 분기되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 냉매입구 및 냉매출구는 하나의 연결블록에 형성되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  8. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터; 및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 일체형 유닛의 증발기는 이젝터의 출구측에 연결되고, 이젝터로부터 토출된 냉매의 증발용인 제1증발기이고, 상기 이젝터의 냉매흡입부에 연결된 제2증발기를 더 포함하고,
    상기 제1증발기는 공기유동의 상류측에 배치되고, 제2증발기는 공기유동의 하류측에 배치되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  9. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터; 및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 이젝터는 일체형 유닛의 증발기의 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  10. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터; 및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 이젝터 장착용인 분리된 탱크가 일체형 유닛의 증발기에 형성되고, 상기 이젝터는 분리된 탱크에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  11. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기;및
    상기 일체형 유닛의 증발기의 외부에 고정된 외부 카세트부를 포함하고,
    상기 이젝터는 외부 카세트부에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  12. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스로틀기구는 일체형 유닛의 증발기의 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  13. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 냉매흡입부에 연결된 증발기는 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 복수의 탱크를 구비하고, 상기 이젝터 및 스로틀기구는 상기 복수의 탱크 중 동일한 탱크에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  14. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 냉매흡입부에 연결된 증발기는 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 복수의 탱크를 구비하고, 상기 이젝터 및 스로틀기구는 상기 탱크의 외측에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  15. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스로틀기구는 캐필러리 튜브인
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  16. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스로틀 장치는 고정형 제한 홀인
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  17. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터; 및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 일체형 유닛의 증발기는 이젝터의 냉매흡입부와 연결되고, 냉매흡입부로 흡입되는 냉매의 증발용이고,
    상기 증발기는 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크를 구비하고,
    상기 이젝터는 탱크의 내측공간에서, 상기 증발기의 냉매통로의 출구부를 구성하는 내측공간에 배열되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  18. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 일체형 유닛의 증발기는 이젝터의 출구측에 연결되고, 이젝터로부터 토출된 냉매의 증발용인 제1증발기이고, 상기 이젝터의 냉매흡입부에 연결된 제2증발기를 더 포함하고,
    상기 제1증발기 및 제2증발기는 각각 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크를 구비하고,
    상기 이젝터는 제2증발기의 탱크의 내측공간에서, 제2증발기의 냉매통로 출구부를 구성하는 내측공간에 배열되고,
    상기 이젝터의 냉매출구측부 고정용 연결블록은 상기 제2증발기의 탱크 내측공간에 배열되고,
    상기 연결블록은 이젝터의 냉매출구통로와 연동하고 연통블록에 형성된 연통홀을 구비하고,
    상기 연통홀은 제1증발기의 탱크의 내측공간에서, 제1증발기의 냉매통로의 입구부를 구성하는 내측공간과 연통되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  19. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 일체형 유닛의 증발기는 이젝터의 출구측에 연결되고, 이젝터로부터 토출된 냉매의 증발용인 제1증발기이고, 상기 이젝터의 냉매흡입부에 연결된 제2증발기를 더 포함하고,
    상기 제1증발기 및 제2증발기는 각각 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크를 구비하고,
    상기 이젝터는 제2증발기의 탱크의 내측공간에서, 제2증발기의 냉매통로 출구부를 구성하는 내측공간에 배열되고,
    상기 제2증발기의 냉매통로로부터 분리된 연통공간은 이젝터가 제2증발기의 탱크에 배열되는 내측공간에 대향하는 단부에서 분할되고,
    상기 이젝터의 냉매출구측 통로는 상기 연통공간을 통해 제1증발기의 탱크 내측공간에서, 제1증발기의 냉매통로의 입구부를 구성하는 내측공간과 연통하는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  20. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로 부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로 부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;
    상기 이젝터의 출구측에 연결되고, 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키는 제1증발기;
    상기 이젝터의 냉매흡입부에 연결되고, 이젝터로부터 입력되는 냉매를 증발하는 제2증발기; 및
    냉매유동에서 상기 제2증발기의 입구측에 위치되고, 냉매유동을 감압하는 캐필러리 튜브를 포함하고,
    상기 제1증발기, 상기 제2증발기, 상기 이젝터 및 상기 캐필러리 튜브는 일체형 유닛으로 구성되기 위해 서로 일체로 조립되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1증발기 및 제2증발기는 각각 복수의 냉매통로로부터 냉매 분배용 또는 냉매 수집용 탱크를 구비하고,
    상기 제1증발기의 탱크 및 제2증발기의 탱크는 공기유동방향에 대하여 서로 인접하게 배열되어, 상기 제1증발기의 탱크 및 제2증발기의 탱크 사이의 골짜기부를 형성하고,
    상기 캐필러리 튜브는 상기 골짜기부에 배치되고, 탱크의 외부면에 고정되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  22. 제3항, 제5항, 제6항, 제8항, 제20항 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이젝터는 노즐부로부터 고속으로 분사되는 냉매와 냉매흡입부로 흡입되는 냉매를 혼합하기 위한 믹싱부와 상기 믹싱부에서 혼합된 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환하기 위한 증압부를 포함하는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  23. 제3항, 제5항, 제6항, 제8항, 제20항 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기의 열교환코어부는 평탄 튜브 및 주름 핀의 적층구조로 구성되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  24. 제3항, 제5항, 제6항, 제8항, 제20항 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기의 열교환코어부는
    튜브가 플레이트 형상 플레이트 핀의 홀부에 삽입 및 본딩되는 플레이트 핀 타입의 열교환구조로 구성되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  25. 제3항, 제5항, 제6항, 제8항, 제20항 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기의 열교환코어부는
    파형 형상으로 굽은 튜브를 갖는 파형타입의 열교환구조로 구성되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  26. 제3항, 제5항, 제6항, 제8항, 제20항 및 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉매를 흡입 및 압축하는 압축기; 및
    상기 압축기로부터 토출된 고압냉매 방열용 방열기를 더 포함하는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  27. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로 부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 증발기는 다수개의 냉매통로와 다수개의 냉매통로로 냉매를 분배하거나 다수개의 냉매통로로부터 냉매를 수집하는 탱크를 포함하고,
    상기 일체형 유닛에서, 상기 이젝터는 상기 탱크와 평행하게 배치되고, 상기 이젝터의 길이방향이 상기 탱크의 길이방향에 대응되는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
  28. 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매유동에 의해 냉매흡입부로부터 냉매를 흡입하고, 노즐부로부터의 냉매와 냉매흡입부로부터 흡입되는 냉매를 혼합하고, 혼합된 냉매를 토출하는 이젝터;및
    상기 이젝터에 의해 흡입되는 냉매 또는 이젝터로부터 토출된 냉매를 증발시키고, 상기 이젝터와 일체로 조립되어 일체형 유닛으로 구성되는 증발기를 포함하고,
    상기 증발기는 연장방향(extending direction)으로 연장되는 측면부를 가지고,
    상기 이젝터는 일체형 유닛을 구성하기 위해 상기 증발기의 측면부와 일체로 조립되고,
    상기 일체형 유닛에서, 상기 증발기의 측면부의 연장방향은 상기 이젝터의 길이방향과 대응하는
    이젝터 타입 냉동사이클용 유닛.
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