KR101248781B1 - 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기의 횡방향 양측면에 축냉재가 봉입되어 축냉효율을 높일 수 있어 사용자의 냉방쾌적성을 유지할 수 있도록 한 증발기에 관한 것이다.

본 발명의 증발기는 한 쌍의 플레이트가 접합되어 냉매유로를 형성하며 다수개 병렬배치되는 튜브; 상기 튜브와 연통되며 상기 튜브의 상부 또는 하부에 형성되는 탱크; 및 상기 튜브 사이에 접합고정되는 핀; 을 포함하여 구성되는 증발기에 있어서, 상기 증발기는 상기 플레이트의 횡방향 양측에 축냉재가 저장되는 축냉부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 플레이트의 횡방향 양측에 축냉부가 구비되어 엔진 정지시 상기 축냉부에 저장된 냉기를 이용하여 차량 실내 온도를 쾌적하게 유지할 수 있어 사용자의 냉방 쾌적성을 유지할 수 있고 재냉방시 소요되는 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 축냉부가 증발기에 구비됨으로써 공기측 저항 감소를 방지하므로 송풍용량의 증대가 불필요하며 증발기의 열전달 효율을 극대화할 수 있으므로 차량의 소형화를 이룰 수 있고 연비의 향상과 유해 배기물질의 배출이 저감되어 부가적으로 환경오염을 줄일 수 있는 장점이 있다.

축냉, 증발기, 열교환, 공조장치

Description

증발기{Evaporator}

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 1-탱크식 증발기의 일실시예를 나타낸 사시도.

도 3은 상기 도 2에 구비된 튜브의 분해사시도.

도 4는 상기 도 2에 구비된 플레이트의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 4-탱크식 증발기의 일실시예를 나타낸 사시도.

도 6은 상기 도 5에 구비된 튜브의 분해사시도.

도 7은 상기 도 5에 수비된 플레이트의 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 2-탱크식 증발기를 형성하는 플레이트의 일실시예를 나타낸 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

110 : 튜브

120 : 플레이트 121 : 냉매유출입컵

122 : 비드 123 : 냉매유로

130 : 축냉부 131 : 홀

140 : 탱크

150 : 입구파이프 160 : 출구파이프

170 : 핀

E : 증발기

H : 히터코어

200 : 공조케이스

210, 220, 230 : 벤트 210d, 220d, 230d : 도어

본 발명은 증발기의 횡방향 양측면에 축냉재가 봉입되어 축냉효율을 높일 수 있어 사용자의 냉방쾌적성을 유지할 수 있도록 한 증발기에 관한 것이다.

근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 소비자의 다양한 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다. 특히, 동력과 전기에너지를 동시에 사용하는 하이브리드 차량에 대한 연구 개발이 증가되는 추세이다.

상기 하이브리드 차량은 신호대기 등의 정차시 자동으로 엔진을 정지하고 다시 변속기의 조작으로 엔진이 재시동되도록 하는 아이들 스톱/고우(stop/go) 시스 템을 채택하는 경우가 많다. 그러나 상기 하이브리드 차량의 경우에도 냉방장치는 엔진에 의해 작동되므로 엔진이 정지될 경우, 압축기도 정지하게 되고 이에 따라, 증발기의 온도가 상승하여 차량 내의 쾌적함을 떨어뜨린다는 문제점이 있다. 또한, 증발기 내부의 냉매는 상온에서도 쉽게 기화하므로 압축기가 동작하지 않는 짧은 시간동안 냉매가 기화되고 다시 엔진이 작동되어 압축기 및 증발기가 작동되더라도 기화된 냉매를 압축하여 액화해야하므로 실내에 냉풍이 공급되기 위한 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 전체 에너지 소요량을 높이는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 열매체가 흐르는 열매체통로(91e)와 축열재가 구비되는 축열재실(91f, 91f')을 2중관 구조의 튜브(91)로 하고 상기 2중관 구조의 튜브(91)의 외부에 상기 열매체 사이에서 열교환되는 유체의 통로(94)를 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기가 제안된 바 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 단면도로 상기 열교환기는 축열재가 구비되는 축열재실(91f, 91f')이 상기 열매체 통로의 외측으로 형성되어 상기 열교환기기가 작동될 경우, 상기 축열재실(91f, 91f')의 축열재가 상기 열교환기의 냉기를 저장하였다가 상기 열교환기가 작동이 멈출 경우 상기 저장된 냉기를 이용함으로써 차량 실내로 토출되는 온도가 급격하게 상승되는 것을 방지할 수 있어 사용자의 온도쾌적성을 높일 수 있는 효과가 있다.

그러나 상기한 바와 같은 열교환기는 상기 튜브(91)가 2중관 형태로 구비되므로 유체(공기)측의 저항이 감소되어 송풍용량을 증대시켜야 하는 문제점이 있었다. 아울러, 상기 열교환기는 상기 튜브(91)를 형성하는 판재(91a, 91b, 91c, 91d) 중 상기 축열재가 저장되는 상기 축열재실(91f, 91f')의 공간을 형성하기 위한 판재(91c, 91d)는 소정 간격 (L₁, L₂, L₃) 이격되어 접합하여야 하므로 제작상의 번거로움이 존재하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 축냉부를 구비하여 엔진 정지시에도 축냉부에 저장된 냉기를 이용하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지함으로써 차량의 냉방쾌적성을 유지할 수 있고 냉매의 급격한 온도상승을 방지하며, 다시 냉매 압축기의 작동시 빠르게 축냉될 수 있어 재 냉방시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 증발기를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 플레이트의 횡방향 양측에 축냉부가 구비되는 간단한 구조로 상기 플레이트 내부 및 핀을 통한 전도를 이용하며 축냉능력을 효과적으로 향상시켜 송풍용량이 증가됨이 없이 증발기의 열전달감소율을 최소화할 수 있고 전체 에너지 효율을 높일 수 있어 차량의 소형화ㆍ경량화를 이룰 수 있도록 한 증발기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증발기는 한 쌍의 플레이트가 접합 되어 냉매유로를 형성하며 다수개 병렬배치되는 튜브; 상기 튜브와 연통되며 상기 튜브의 상부 또는 하부에 형성되는 탱크; 및 상기 튜브 사이에 접합고정되는 핀; 을 포함하여 구성되는 증발기에 있어서, 상기 증발기는 상기 플레이트의 횡방향 양측에 축냉재가 저장되는 축냉부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축냉부는 상기 플레이트 내부 냉매유로의 최하단부를 감싸며 상기 플레이트의 하단부에 연장형성되거나 상기 플레이트 내부 냉매유로의 최상단부 및 최하단부를 감싸며 상기 냉매유로의 외곽 둘레에 연통형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 축냉부는 상기 냉매유로와 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 축냉부는 상기 플레이트의 상부 또는 하부에 축냉재가 유통되는 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축냉부는 상기 플레이트와 일체형으로 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 증발기를 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

본 발명의 증발기(E)는 한 쌍의 플레이트(120)가 접합되어 냉매유로(123)를 형성하며 다수개 병렬배치되는 튜브(110); 상기 튜브(110)와 연통되며 상기 튜브(110)의 상부 또는 하부에 형성되는 탱크(140); 및 상기 튜브(110) 사이에 접합고정되는 핀(170); 을 포함하여 구성되는 증발기(E)에 있어서, 상기 증발기(E)는 상기 플레이트(120)의 횡방향 양측에 축냉재가 저장되는 축냉부(130)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 축냉부(130)는 상기 튜브(110) 내부의 냉매유로(123)와 평행하게 형성된다.

본 발명의 증발기(E)는 다양한 타입의 증발기(E)에 적용될 수 있으며 실시예로 1-탱크식, 2-탱크식, 4-탱크식 증발기(E)를 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

상기와 같은 다양한 본 발명의 증발기(E) 타입에 따라 본 상기 축냉부는 상기 플레이트(120) 내부 냉매유로(123)의 최하단부를 감싸며 상기 플레이트(120)의 하단부에 연장형성되거나, 상기 플레이트(120) 내부 냉매유로(123)의 최상단부 및 최하단부를 감싸며 상기 냉매유로(123)의 외곽 둘레에 연통형성되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 1-탱크식 증발기(E)의 일실시예를 나타낸 사시도로 도시된 바와 같이 본 발명의 1-탱크식 증발기(E)는 플레이트(120)의 양측에 축냉부(130)가 구비되며 상기 축냉부(130)의 폭은 상기 내부 냉매의 유동을 방해하지 않는 범위 내에서 형성되어야 함은 당연하다.

도 3은 상기 도 2에 구비된 튜브(110)의 분해사시도이며, 도 4는 상기 도 2에 구비된 플레이트(120)의 단면도로 상기 도 4에 도시된 플레이트(120)가 접합되어 상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 튜브(110)를 형성하며 상기 튜브(110)의 내부에 냉매유로(123)가 형성된다.

상기 플레이트(120)는 일반적인 플레이트(120)와 마찬가지로 상기 냉매의 유동을 위한 냉매유출입컵(121)이 상부에 형성되고 상기 냉매유로(123) 부분에는 열교환 능력을 향상시키기 위한 비드(122)가 형성되어 있다.

상기 도 2에 도시된 1-탱크식 증발기(E)는 상기 입구파이프(150)를 통해 상기 증발기(E)의 전열로 냉매가 유입되고 상기 탱크(140)의 길이방향을따라(B방향으로) 일정한 길이만큼 이동되어 하측으로 이동하고 하부에서 U턴하여 2열로 이동되고 다시 냉매는 상측으로 이동된다. 그리고 후열로 유입된 냉매는 탱크(140)를 따라 B방향으로 이동함과 동시에 후열의 냉매유로(123)를 따라 하측으로 이동하여 다시 전열로 이동되고 상기 출구파이프(160)를 통해 냉매가 유출된다.

상기 1-탱크식 증발기(E)는 상기 입구파이프(150) 및 출구파이프(160)의 위치에 따라 다양한 냉매의 흐름을 갖을 수 있는 것은 당연하다.

상기 축냉부(130)는 축냉재가 충전된 후 밀봉되고 상기 축냉부(130)는 온도변화에 따른 상기 축냉재의 체적변화가 허용되도록 충전되어야 한다. 또한, 상기 플레이트(120)의 상부 또는 하부에 상기 축냉재의 충전 및 차량의 운행상태에 따라 상기 축냉재가 유동될 수 있도록 홀(131)이 형성된다.

상기 도 2 내지 도 4에 도시된 도면은 플레이트(120) 내부 냉매유로(123)의 최하단부를 감싸며 상기 플레이트(120)의 하단부에 상기 축냉부(130)가 연장형성되고 상기 플레이트(120)의 하측에 2개의 홀(131)이 형성된 일 실시예를 도시한 것으로 상기 홀(131)은 다양한 형태 및 개수로 형성될 수 있다.

상기 축냉부(130)가 상기 냉매유로(123)의 최하단부를 감싸도록 상기 플레이 트(120)의 하단부에 연장형성될 경우, 상기 증발기(E) 내부에서 응축된 냉매가 중력에 의하여 하부로 몰리게 되므로 더욱 축냉능력을 높일 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 4-탱크식 증발기(E)의 일실시예를 나타낸 냉매흐름개략도이다. 본 발명에 따른 4-탱크식 증발기(E)는 상기 플레이트(120)의 횡방향 양측에 축냉부(130)가 더 형성되고 상기 4-탱크식 증발기(E)의 냉매흐름은 상기 증발기(E) 내부 배플의 위치에 따라 다양한 경로를 형성할 수 있다.

상기 도 5에 도시된 4-탱크식 증발기(E)의 냉매흐름은 토출온도의 향상을 위하여 상부탱크(140)로 냉매가 유입되어 튜브(110)를 통하여 하부 탱크(140)로 이동된 후 다시 튜브(110)를 통해 상부 탱크(140)로 이동되어 냉매가 배출되는 구성을 가진다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 유입파이프로부터 유입된 액화된 냉매는 튜브(110)의 상부에 위치한 상부탱크(140)로 이동되고, 이동된 냉매는 다시 다수개의 2열 튜브(110)를 통하여 하부탱크(140)로 이동되게 된다. 2열 튜브(110) 중 후방에 위치한 후열 튜브(110)를 통하여 하부로 이동된 냉매는 다시 후열 튜브(110)를 통해 상부 후방에 위치한 탱크(140)로 이동되어 합류되고, 수평방향 이동 후 전방 상부에 위치한 탱크(140)로 이동되며, 전방에 위치한 전열 튜브(110)를 통하여 분기되어 하부로 이동되고 하부 전방에 위치한 탱크(140)에서 합류되며, 수평방향 이동후 전열 튜브(110)를 통하여 분기되어 상부로 이동되고 상부 전방에 위치한 탱크(140)에서 합류되며, 다시 탱크(140)로 이동되고 이와 같은 과정을 통하여 액화된 냉매는 승온됨에 따라 기화되어 냉매 기체가 배출파이프로 배출되게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명의 증발기(E)는 상기 냉매의 흐름에는 영향을 미치 지 않게 되므로 송풍용량의 증대가 불필요하며 증발기(E)의 열전달 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 상기 도 5에 구비된 튜브(110)의 분해사시도로 도 7에 도시된 플레이트(120)가 접합되어 상기 튜브(110)를 형성한다.

상기 도 5 내지 도 7에 도시된 플레이트(120)는 상부에 1개의 홀(131)이 형성된 일실시예를 도시하였다.

본 발명의 증발기(E)는 별도의 축냉을 위한 공간이 필요함이 없이 상기 축냉부(130)가 상기 플레이트(120)의 횡방향 양측에 형성됨으로써 상기 축냉부(130)의 축냉재는 상기 플레이트(120)의 전도 및 상기 튜브(110) 사이에 접합고정되는 핀(170)의 전도에 의해서도 냉기를 저장할 수 있어 효율적인 축냉이 가능하게 되어 엔진이 정지되어 냉방시스템 또한 정지되었을 때, 상기 축냉재는 저장된 냉기를 이용하여 공기측으로 냉기를 공급하게 된다.

또한, 본 발명의 증발기(E)는 증발기 내부의 냉매가 흘러내리면서 상기 축냉부(130)와 직접 맞닿게 되므로 냉기를 직접 전달하게 되어 축냉의 효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 증발기(E)는 엔진정지시에도 급격한 온도 상승을 방지할 수 있어 사용자의 냉방쾌적성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명에 따른 2-탱크식 증발기(E)를 형성하는 플레이트(120)의 일실시예를 나타낸 사시도로 상부에 홀(131)이 형성되고 상기 플레이트(120)의 횡방향 양측에 축냉재가 저장되는 축냉부(130)가 형성된 일실시예이다.

본 발명의 증발기(E)는 도시한 것 외의 다양한 증발기(E)에 적용가능한 것은 당연하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 증발기는 플레이트의 횡방향 양측에 축냉부가 구비되어 엔진 정지시 상기 축냉부에 저장된 냉기를 이용하여 차량 실내 온도를 쾌적하게 유지할 수 있어 사용자의 냉방 쾌적성을 유지할 수 있고 재냉방시 소요되는 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 축냉부가 증발기에 구비됨으로서 공기측 저항 감소를 방지하므로 송풍용량의 증대가 불필요하며 증발기의 열전달 효율을 극대화할 수 있으므로 차량의 소형화를 이룰 수 있고 연비의 향상과 유해 배기물질의 배출이 저감되어 부가적으로 환경오염을 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 한 쌍의 플레이트(120)가 접합되어 내부에 냉매유로(123)가 형성되며 다수개 병렬배치되는 튜브(110); 상기 튜브(110)와 연통되며 상기 튜브(110)의 상부 또는 하부에 형성되는 탱크(140); 및 상기 튜브(110) 사이에 접합고정되는 핀(170); 을 포함하여 구성되는 증발기(E)에 있어서,

   상기 플레이트(120)의 횡방향 양측에 상기 냉매유로(123)의 외측으로 축냉재가 저장되는 축냉부(130)가 상기 플레이트(120)와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 축냉부(130)는 상기 냉매유로(123)와 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 축냉부(130)는 상기 플레이트(120) 내부 냉매유로(123)의 최하단부를 감싸며 상기 플레이트(120)의 하단부에 연장형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 축냉부(130)는 상기 플레이트(120) 내부 냉매유로(123)의 최상단부 및 최하단부를 감싸며 상기 냉매유로(123)의 외곽 둘레에 연통형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
5. 제 1 항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

   상기 축냉부(130)는 상기 플레이트(120)의 상부 또는 하부에 축냉재가 유통되는 홀(131)이 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
6. 삭제

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