KR101081965B1

KR101081965B1 - 차량용 열교환기

Info

Publication number: KR101081965B1
Application number: KR1020040062861A
Authority: KR
Inventors: 오광헌
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2011-11-11
Also published as: KR20060014245A

Abstract

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로서, 그 목적은 교축수단을 열교환기 내부에 일체로 형성하여 에어컨 시스템상에서 별도의 교축수단을 삭제 가능하기 때문에 시스템의 전체적인 구성을 컴팩트화 할 수 있는 차량용 열교환기를 제공함에 있다. 이는 유동되는 냉매가 교축되도록 모세관 형태로 이루어지고, 가로 및 세로방향으로 상호 교차하여 그물망 형태로 이루어진 교축튜브와, 상기 교축튜브의 각 단부가 연통되도록 상기 교축튜브의 둘레에 설치되고, 냉매유동방향에 따라 냉매유로를 구획하는 배플이 내부에 복수개 설치되어 입구영역, 리턴영역 및 출구영역으로 구분되는 헤더파이프와, 상기 입구영역과 출구영역에 각각 설치되어 냉매를 유입 및 유출시키는 입구 및 출구 파이프로 이루어진 것이다.

열교환기, 교축튜브, 입구영역, 리턴영역, 출구영역, 헤더파이프, 입구, 출구 파이프

Description

차량용 열교환기 {EXCHANGER FOR VEHICLE}

도 1은 일반적인 공조장치의 냉각시스템을 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 열교환기를 나타낸 도면.

도 3은 도 2의 A - A선 단면도.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

10: 교축튜브 20: 헤더파이프

21: 입구영역 22: 리턴영역

23: 출구영역 30,31; 입구 및 출구파이프

40: 배플

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교축수단을 열교환기 내부에 일체로 형성하여 에어컨 시스템상에서 별도의 교축수단을 삭제 가능하기 때문에 시스템의 전체적인 구성을 컴팩트화 할 수 있는 차량용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 차량의 공조장치는, 하절기나 동절기에 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드 글래스에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 차량의 내장품으로써, 상기 공조장치는, 난방시스템과 에어컨 시스템을 동시에 갖추고 있으므로 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 차량의 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하는 것다.

상기한 공조장치의 일반적인 에어컨 시스템은 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1)와, 상기 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2)와, 상기 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(Expansion Valve)(3)와, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등으로 이루어진다.

또한, 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3) 사이에는 수액기(5)가 설치되어 응축기(2)에서 액화된 냉매를 냉방부하에 따라 필요한 양을 증발기(4)로 공급할 수 있도록 일시적으로 저장하는 역할을 하게 된다.

상기와 같이 구성된 에어컨 시스템의 냉매 순환과정을 살펴보면 다음과 같다.

차량 공조장치의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 상기 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하 여 고온고압의 액체로 응축한다.

그리고, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 수액기(5)를 거쳐 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 상기 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다.

이러한 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.

그러나, 종래의 에어컨 시스템에서는 팽창밸브(3)가 별도로 필요하여 자동차의 한정된 엔진룸의 공간활용이 효율적이지 못하며, 팽창밸브(3)에 따른 부품의 증가와 제조 공정수가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 교축수단을 열교환기 내부에 일체로 형성하여 에어컨 시스템상에서 별도의 교축수단을 삭제 가능하기 때문에 시스템의 전체적인 구성을 컴팩트화 할 수 있는 차량용 열교환기를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유동되는 냉매가 교축되도록 모세관 형태로 이루어지며 가로 및 세로방향으로 상호 교차하여 그물망 형태로 이루어진 교축튜브와, 상기 교축튜브의 각 단부가 연통되도록 상기 교축튜브의 둘레에 설치되고, 냉매유동방향에 따라 냉매유로를 구획하는 배플이 내부에 복수개 설치되어 입구영역, 리턴영역 및 출구영역으로 구분되는 헤더파이프와, 상기 입구영역과 출구영역에 각각 설치되어 냉매를 유입 및 유출시키는 입구 및 출구 파이프로 이루어진 것이다.

또한, 상기 리턴영역은 제1,2,3리턴영역으로 이루어진 것이다.

또한, 상기 헤더파이프의 입구영역, 리턴영역 및 출구영역은 별개의 부재로 형성된 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 열교환기를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A - A선 단면도이다.

도시한 바와 같이 차량용 열교환기는 교축튜브(10), 헤더파이프(20), 입구 및 출구 파이프(30)(31)로 구성되어 있다.

상기 교축튜브(10)는 유동되는 냉매가 교축되도록 모세관 형태로 이루어지고, 가로 및 세로방향으로 상호 교차하여 그물망 형태로 이루어진다.

상기 헤더파이프(20)는 상기 교축튜브(10)의 각 단부가 연통되도록 상기 교축튜브(10)의 둘레에 설치되고, 냉매유동방향에 따라 냉매유로를 구획하는 배플(40)이 내부에 복수개 설치되어 입구영역(21), 리턴영역(22) 및 출구영역(23)으로 구분되어진다.

또한, 상기 리턴영역(22)은 제1,2,3리턴영역(22a,22b,22c)으로 구분되어 냉매유로를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 헤더파이프(20)는 일체로 형성될 수도 있고, 각각의 입구영역(21), 리턴영역(22a,22b,22c) 및 출구영역(23)을 별개의 부재로 형성시킬 수도 있을 것이다.

상기 입구 및 출구파이프(30)(31)는 상기 입구영역(30)과 출구영역(31)에 각각 설치되어 냉매를 유입 및 유출시키는 것이다.

즉, 상기 입구파이프(30)는 응축기측에 연결되고, 상기 출구파이프(31)는 압축기측에 연결되는 것이다.

본 발명에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 열교환기는 에어컨 시스템 상의 증발기에 해당되며, 압축기, 응축기 등과 같이 에어컨 시스템을 구성하게 되는데 이에 대한 설명은 생략한다.

본 고안의 차량용 열교환기는 응축기측에 연결되어진 입구파이프(30)를 통해 고온고압의 액상의 냉매가 헤더파이프(20)의 입구영역(21) 유입되어지고, 상기 입구영역에 유입된 냉매는 세로방향으로 설치된 교축튜브(10)의 유로(P1)를 통해 제1리턴영역(22a)으로 이동된다.

또한, 상기 제1리턴영역(22a)으로 유입된 냉매는 가로방향으로 방향을 전환하면서 교축튜브(10)의 유로(P2)를 통해 제2리턴영역(22b)으로 이동되면서 열교환이 이루어진다.

상기 제2리턴영역(22b)의 냉매는 다시 세로방향으로 방향을 전환하면서 교축튜브(10)의 유로(P3)를 통해 제3리턴영역(23c)으로 이동되게 된다.

상기 제3리턴영역(23c)의 냉매는 가로방향으로 방향을 전환하면서 교축튜브(10)의 유로(P4)를 통해 출구영역(23)으로 이동되고, 출구파이프(31)를 통해 압축기로 유동되게 된다.

즉, 본 발명은 교축튜브(10)의 유로(P1 내지 P4)를 거치면서 고온고압의 액상의 냉매가 교축과 동시에 증발이 이루어지면서 외기와 상호 열교환되는 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 차량용 열교환기는 교축수단을 열교환기 내부에 일체로 형성하여 에어컨 시스템상에서 별도의 교축수단을 삭제 가능하기 때문에 시스템의 전체적인 구성을 컴팩트화 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 열교환기는 팽창밸브를 삭제함으로서, 자동차의 엔진룸의 공간활용의 효율적으로 할 수 있으며, 팽창밸브에 따른 부품의 감소와 제조 공정수를 감소시킬 수 있다.

Claims

유동되는 냉매가 교축되도록 모세관 형태로 이루어지며 가로 및 세로방향으로 상호 교차하여 그물망 형태로 이루어진 교축튜브(10)와,

상기 교축튜브(10)의 각 단부가 연통되도록 상기 교축튜브(10)의 둘레에 설치되고, 냉매유동방향에 따라 냉매유로를 구획하는 배플(40)이 내부에 복수개 설치되어 입구영역(21), 리턴영역(22) 및 출구영역(23)으로 구분되는 헤더파이프(20)와,

상기 입구영역(21)과 출구영역(23)에 각각 설치되어 냉매를 유입 및 유출시키는 입구 및 출구 파이프(30)(31)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 리턴영역(22)은:

상기 입구영역(21)으로부터 유입된 냉미의 종횡 방향을 전환시키는 제1리턴영역(22a);

상기 제1리턴영역(22a)과 구획되는 것으로, 상기 제1리턴영역(22a)으로부터 유입된 냉매의 종횡 방향을 전환시키는 제2리턴영역(22b); 및

상기 제2리턴영역(22b)과 구획되는 것으로, 상기 제2리턴영역(22b)으로부터 유입된 냉매의 종횡 방향을 전환시키며, 방향 전환된 냉매가 상기 출구영역(23) 측으로 이동되도록 형성된 제3리턴영역(22c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항에 있어서,

상기 헤더파이프(20)의 입구영역(21), 리턴영역(22) 및 출구영역(23)은 별개의 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.