KR101260765B1

KR101260765B1 - 증발기

Info

Publication number: KR101260765B1
Application number: KR1020070089014A
Authority: KR
Inventors: 임홍영; 오광헌; 전영하
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2013-05-06
Also published as: CN101796367B; US9127892B2; EP2195597A2; KR20090023901A; EP2195597B1; JP2010538239A; WO2009031782A2; CA2698575C; JP5348668B2; CA2698575A1; WO2009031782A3; JP2012132679A; CA2762017C; JP5732425B2; CN101796367A; US20100243223A1; EP2195597A4; CA2762017A1

Abstract

본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 격실 단면적에 대한 연통홀의 면적과 핀 면적에 대한 튜브의 면적을 한정하여 열교환효율을 최대화할 수 있는 수치범위를 제공 가능한 증발기에 관한 것이다.

본 발명의 증발기(80)는 적어도 하나 이상의 격실(11)이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 형성되는 입구파이프(30) 및 출구파이프(40); 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(50); 및 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 양단이 고정되어 상기 입구파이프(30)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구파이프(40)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(61), 상기 튜브(61) 사이에 개재되는 복수개의 핀(62)을 포함하여 형성되는 코어부(60); 를 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 코어부(60) 폭(Wcore)이 20 내지 35 (mm) 로 형성되고, 상기 제 1 헤더탱크(10) 내부의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 연통홀(71)이 형성된 연통부(70)가 형성되며, 상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130% 로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 증발기는 연통부의 면적과 제 1 헤더탱크의 격실 단면적 또는 연통부의 면적과의 관계, 튜브와 핀의 높이 및 각 면적에 대한 수치를 최 적화하여 방열량을 최대화하고 코어부의 최대 온도 편차를 줄일 수 있으며, 냉매 및 공기의 흐름을 원활히 할 수 있어 열교환성능을 최대화할 수 있는 장점이 있다.

연통부, 연통홀, 튜브, 핀, 방열량

Description

증발기{Evaporator}

근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며 상기 증발기 역시 소형화와 함께 열교환 성능을 높이기 위한 연구가 이루어지고 있다.

상기 증발기는 액상의 열교환매체가 기체 상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급되도록 하는 냉방장치의 구성품이다.

종래의 증발기는 적어도 하나 이상의 격실이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크; 상기 제 1 헤더탱크의 일측에 형성되는 입구파이프 및 출구파이프; 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플; 상기 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크에 양단이 고정되어 상기 입구 파이프와 연통되는 제 1 열과 상기 출구파이프와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브, 상기 튜브 사이에 개재되는 복수개의 핀을 포함하여 형성되는 코어부; 및 상기 제 1 헤더탱크 내부의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 연통홀이 형성된 연통부; 를 포함하여 형성된다.

상기 증발기는 제 1 열과 제 2 열 튜브로 형성되므로 상기 헤더탱크 및 튜브의 유로가 적절히 형성되었다 하더라도 상기 제 1 열과 제 2 열을 연통하는 연통부의 연통홀의 크기에 따라 냉매의 유동이 크게 변화된다.

또한, 상기 증발기는 내부 냉매가 상기 헤더탱크 및 튜브를 따라 연통되며, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 따라 공기가 유동되면서 내부의 냉매와 열교환되므로, 상기 튜브의 높이가 높으면 내부 냉매의 유동은 원활히 이루어지지만 외부 핀의 높이는 줄어들게 되므로 외부 공기의 유동에 제한이 되어 열교환성능이 저하되고, 상기 튜브의 높이가 낮아지면 외부 공기의 유동은 원활히 이루어지지만 내부 냉매의 유동은 제한되어 열교환성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 연통홀의 크기, 연통홀의 면적, 핀 및 튜브의 높이에 따라 증발기의 표면온도에 변화가 생기며, 이에 따른 코어부 표면의 온도 편차가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

그러나 종래의 증발기는 그 형태를 한정하거나 일반적인 수치만을 기재할 뿐, 냉매 유동을 고려한 연통홀의 면적 및 개수, 공기 및 냉매의 압력 강하량을 고 려한 핀과 튜브의 높이 및 면적, 핀 밀도 등의 구체적인 수치범위가 제시된 바 없다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 코어부 폭이 20~35mm 내인 증발기에 있어서, 냉매 유동을 고려하여 연통홀의 면적 및 개수, 핀 및 튜브의 높이, 핀 밀도 등의 수치범위를 제시하여 표면온도차이를 최소화하고 증발기의 방열량을 최대화할 수 있으며, 공기 및 냉매의 유동을 원활히 하여 열교환효율을 높일 수 있는 증발기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증발기(80)는 적어도 하나 이상의 격실(11)이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 형성되는 입구파이프(30) 및 출구파이프(40); 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(50); 및 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 양단이 고정되어 상기 입구파이프(30)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구파이프(40)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(61), 상기 튜브(61) 사이에 개재되는 복수개의 핀(62)을 포함하여 형성되는 코어부(60); 를 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 코어부(60) 폭(Wcore)이 20 내지 35 (mm) 로 형성되고, 상기 제 1 헤더탱크(10) 내부의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 연통홀(71)이 형성된 연통부(70)가 형성되며, 상기 연 통홀(71)의 면적(A71)은 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130% 로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연통부(70)는 하나의 연통홀(71)이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 핀(62)의 높이(H_fin)는 4 내지 7 (mm) 로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 튜브(61)의 높이(H_tube)는 2 내지 3 (mm) 로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 증발기(80)는 적어도 하나 이상의 격실(11)이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 형성되는 입구파이프(30) 및 출구파이프(40); 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(50); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 양단이 고정되어 상기 입구파이프(30)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구파이프(40)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(61), 상기 튜브(61) 사이에 개재되는 복수개의 핀(62)을 포함하여 형성되는 코어부(60); 를 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 코어부(60) 폭(W_core)이 20 내지 35 (mm) 로 형성되고, 상기 코어부(60)는 상기 튜브(61)의 면적(A61)이 상기 핀(62) 면적(A62)의 30% 내지 50% 로 형성되며, 상기 제 1 헤더탱크(10) 내부의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 연통홀(71)이 형성된 연통부(70)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱 크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130% 로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 핀(62)의 밀도(D_Fin)는 60 내지 78 FPDM(Fin Per Deci-Meter) 인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 연통부(70)의 면적(A70)의 5% 내지 30% 로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 증발기(80)는 상기 입구파이프(30)를 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 헤더탱크(10)로 유입되어 제 1 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1), 상기 제 1 영역(A1)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 냉매가 상기 제 1 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 1 영역(A1)에 이웃하여 위치하는 제 2 영역(A2), 상기 제 1 헤더탱크(10)의 연통부(70)를 통해 이동된 냉매가 상기 제 2 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 3 영역(A3), 상기 제 3 영역을 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 유입된 냉매가 상기 제 2 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 3 영역(A3)에 이웃하여 위치하는 제 4 영역(A4)을 거쳐 상기 출구파이프(40)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 증발기(80)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 증발기(80)를 나타낸 사시도로, 본 발명의 증발기(80)는 적어도 하나 이상의 격실(11)이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)가 구비되고, 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 양단이 고정되며 제 1 열 및 제 2 열을 형성하는 튜브(61), 및 상기 튜브(61)에 개재되는 핀(62)을 포함하는 코어부(60)가 형성되며, 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 일측에 각각 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)가 형성된다.

또한, 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부에는 냉매의 유동을 조절하는 배플(50)이 형성되고, 상기 제 1 열과 제 2 열을 연통시키는 연통홀(71)이 형성된 연통부(70)가 형성되며, 상기 코어부(60) 폭(W_core)은 20 내지 35 (mm)로 형성된다.

본 발명에서 상기 코어부(60) 폭(W_core)이란 상기 튜브(61)와 핀(62)의 옆면으로 열교환매체가 유통되는 유효면적의 폭을 뜻하는 것이며, 도 1a를 통해 확인할 수 있다.

본 발명은 상기 도 1a에 도시한 형태를 갖으며, 상기 코어부(60) 폭(W_core)이 20 내지 35 (mm)로 형성되었을 경우의 열교환효율을 높일 수 있는 상기 연통홀(71)의 면적(A71), 핀(62) 면적(A62), 튜브 면적(A61), 핀(62) 밀도(D_fin) 등의 수치범위에 그 특징이 있으며, 먼저 본 발명의 증발기(80)의 냉매 흐름 및 본 발명에서 뜻하는 용어를 설명한다.

도 1b는 상기 도 1a에 도시한 증발기(80)의 냉매 흐름 개략도로, 본 발명의 증발기(80)는 제 1 열과 연통되고, 이웃하여 위치하는 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2), 및 상기 제 2 열과 연통되며, 이웃하여 위치하는 제 3 영역 및 제 4 영역이 형성되어 상기 영역을 순차적으로 이동한 후 배출된다.

더욱 상세하게, 본 발명의 증발기(80)는 상기 입구파이프(30)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 유입된 냉매가 상기 제 1 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1), 상기 제 1 영역(A1)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 냉매가 상기 제 1 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 1 영역(A1)과 이웃하여 위치하는 제 2 영역(A2), 상기 제 1 헤더탱크(10)의 연통부(70)를 통해 이동된 냉매가 상기 제 2 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 3 영역(A3), 상기 제 3 영역(A3)을 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 유입된 냉매가 상기 제 2 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 3 영역(A3)에 이웃하여 위치하는 제 4 영 역(A4)을 거쳐 상기 출구파이프(40)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

도 1c는 상기 도 1a에 도시한 증발기(80)의 단면도로, 상기 연통부(70)는 상기 제 2 영역(A2)과 제 3 영역을 연결하는 부분으로, 상기 연통부(70)의 면적(A70)은 상기 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 연통홀(71)이 형성될 수 있는 부분 전체의 면적이며, 상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 연통부(70)에 형성된 홀의 면적을 뜻한다.

또한, 상기 코어부의 면적(A60)은 상기 도 1c에 빗금으로 표시한 부분과 같이, 상기 튜브(61) 및 핀(62)이 형성되는 전체를 뜻하며, 상기 도 1d는 상기 도 1a에 도시한 증발기(80)의 헤더탱크 단면도로, 제 1 헤더탱크(10)의 제 1 열과 연통되는 격실(11)의 단면적(A11')은 상기 도 1d에 빗금으로 표시한 부분을 뜻한다.

도 1e 및 도 1f는 상기 도 1a에 도시한 증발기의 정면도로, 각각 튜브(61)의 면적(A61)과 핀(62)의 면적(A62)의 면적을 도시하였다.

상기 도 1e에 도시한 바와 같이, 상기 튜브(61)의 면적(A61)은 상기 증발기(80)를 정면으로 바라보았을 때 튜브(61)가 형성되는 면적을 뜻하고, 상기 도 1f에 도시된 바와 같이, 상기 핀(62)의 면적(A62)은 상기 튜브(61)와 마찬가지로 상기 증발기(80)를 정면으로 바라보았을 때 핀(62)이 형성되는 면적을 의미한다.

본 발명의 증발기(80)는 상기 도 1a 및 도 1d에 도시된 바와 같이 형성되며, 상기 코어부(60) 폭(W_core)이 20 내지 35 (mm)로 형성되고, 상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적의 70% 내지 130% 로 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 2a는 연통홀 면적(A71)/격실의 단면적(A11')에 따른 방열량을 나타낸 도면이고, 도 2b는 연통홀 면적(A71)/격실의 단면적(A11')에 따른 코어부(60) 표면의 최대 온도 편차를 나타낸 도면으로, 가로×세로×폭이 270~280×265×35 (mm)로 형성된 증발기(80)에서 상기 제 1 헤더탱크(10)의 제 1 열이 연통되는 격실(11)의 단면적(A11')을 고정하고 상기 연통홀(71)의 면적(A71)을 변화시키면서 수행된 결과를 도시하였다.

상기 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 격실(11)의 단면적(A11')에 따른 연통홀(71)의 면적(A71)이 70% 내지 130%로 형성되었을 때 증발기(80)의 방열량이 최대로 나타났고, 증발기(80) 표면의 최대 온도 편차가 최소로 나타났다.

상기 방열량이 낮으면 증발기(80)의 열교환효율이 저하되어 안정적인 냉방성능을 기대할 수 없고, 상기 증발기(80) 표면에 온도 편차가 크게 발생될수록 각 부분을 통과하는 공기의 온도가 달라지게 되어 차량 내부 탑승객의 온도쾌적성을 저하하므로, 본 발명의 증발기(80)는 방열량을 높이고 상기 최대 온도 편차를 낮추기 위해 상기 연통홀(71)의 면적(A71)이 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130%로 형성되도록 한다.

도 3은 연통홀(71)의 수에 따른 방열량 및 코어부(60) 표면의 최대 온도 편차를 나타낸 도면으로, 상기 연통홀(71)의 총 면적(A71)은 고정시키고 상기 연통홀(71)의 수를 1, 2, 3개로 조절하였을 때 나타나는 결과를 도시하였다.

상기 도 3에 도시한 바와 같이 연통홀(71)의 면적(A71) 변화 없이 연통 홀(71)의 개수를 조절할 경우,상기 연통홀(71)의 수가 증가될수록 최대온도편차가 증가되고 방열량이 저하되므로, 본 발명의 증발기(80)는 상기 연통부(70)가 하나의 연통홀(71)이 형성되도록 한다.

상기 연통홀(71)의 수가 증가될 경우, 각각의 연통홀(71)의 면적(A71)은 줄어들게 되며, 연통홀(71)간 거리가 형성되고, 연통홀(71)에 영향을 주는 튜브(61)의 개수 등의 변화에 따라 냉매 배분에 악영향을 끼치게 된다.

도 4a는 핀(62) 높이(H_fin)에 따른 냉매측 압력 강하량, 공기측 압력 강하량, 및 방열량을 나타낸 도면으로, 각 튜브(61) 높이(H_tube)에 따른 핀(62)의 높이(H_fin)를 변화하였을 때 냉매측 압력 강하량을 (a)에, 공기측 압력 강하량을 (b)에, 방열량을 (c)에 도시하였다.

상기 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 핀(62)의 높이(H_fin)는 4 내지 7 (mm) 로 형성되었을 때, 냉매측 압력 강하량 및 공기측 압력 강하량이 적절하게 나타나고 방열량이 높게 나타난다.

또한, 도 4b는 튜브(61) 높이(H_tube)에 따른 냉매측 압력 강하량, 공기측 압력 강하량, 및 방열량을 나타낸 도면으로, 각 핀(62)의 높이(H_fin)에 따른 튜브(61)의 높이(H_tube)를 변화하였을 때 냉매측 압력 강하량을 (a)에, 공기측 압력 강하량을 (b)에, 방열량을 (c)에 도시하였다.

상기 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(61)의 높이(H_tube)는 2 내지 3 (mm)로 형성되었을 때, 냉매측 압력 강하량 및 공기측 압력 강하량이 적절하게 나타나고 방열량이 높게 나타난다.

상기 도 4a 및 도 4b에서 확인한 바와 같이, 본 발명의 증발기(80)는 상기 핀(62)의 높이(H_fin)는 4 내지 7 (mm)로 형성되고, 상기 튜브(61)의 높이(H_tube)는 2 내지 3 (mm)로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 증발기(80)는 상기 도 1a 내지 도 1d에 도시한 바와 같이 형성되고, 상기 코어부(60)의 폭(W_core)이 20 내지 35 (mm)로 형성되며, 상기 코어부(60)는 상기 튜브(61)의 면적(A61)이 상기 핀(62) 면적(A62)의 30% 내지 50%로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 튜브(61)와 핀(62)은 각각 냉매 및 공기의 유로를 형성하므로 상기 튜브(61)의 면적(A61)과 핀(62)은 면적(A62)은 냉매 및 공기의 흐름에 큰 영향을 끼친다. 더욱 상세하게는 상기 튜브(61)의 면적(A61)이 늘어나면 튜브(61) 내를 유동하는 냉매의 흐름은 원활해지지만 공기측 압력 강하량이 과다하게 높아져 방열량이 저하되며, 핀(62)의 면적(A62)이 늘어나면 유동하는 공기의 흐름은 원활해지지만 튜브(61) 내의 공간이 줄어들어 냉매측 압력 강하량이 과다하게 높아져 방열량이 저하된다.

일반적으로 증발기(80)의 전체 크기는 정해져 있는 상황이므로, 본 발명의 증발기(80)는 상기 튜브(61) 및 핀(62)의 면적(A62)을 적절히 조절하여 방열량을 최대로 할 수 있는 핀(62) 면적(A62)에 따른 튜브 면적(A61)의 수치를 제시한다.

도 5a는 튜브 면적(A61)/핀 면적(A62)에 따른 방열량을 그래프이고, 도 5b는 튜브 면적(A61)/핀 면적(A62)에 따른 공기측 압력강하량을 나타낸 도면으로, 상기 튜브 면적(A61)이 상기 핀 면적(A62)의 30% 내지 50% 일 때, 방열량은 최대로 되며, 공기측 압력 강하량도 적정 수준을 유지함을 확인 할 수 있다.

또한, 상기 증발기(80)는 상기 연통홀(71)의 면적(A71) 또한 유동되는 냉매의 양이 적용되어 방열량을 높일 수 있도록 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130% 로 형성되고, 상기 핀(62)의 밀도(D_fin)는 60 내지 78 FPDM(Fin Per Deci-Meter)로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 FPDM이란 Fin Per Deci-Meter의 약어로, 10Cm 당 핀의 개수를 의미한다. 도 7은 FPDM을 설명하기 위한 도면으로, 상기 도 7에 도시한 핀의 밀도는 7FPDM이라 할 수 있다.

상기 공기가 적절히 유동되는 것은 상기 핀(62)이 형성되는 전체 면적뿐만 아니라, 상기 핀(62)의 면적(A62)에 몇 개의 핀(62)이 형성되는지도 영향을 끼치므로 본 발명의 증발기(80)는 상기 핀(62)의 밀도(D_fin)가 10 Cm 당 60 내지 78개(60~78FPDM)로 형성되도록 한다.

상기 증발기(80)는 상기 연통홀(71)의 면적(A71)이 상기 연통부(70) 면적(A70)의 5% 내지 30%로 형성되는 것이 바람직하다.

도 6a는 연통홀 면적(A71)/연통부(70)의 면적(A70)에 따른 방열량을 나타낸 도면이고, 도 6b는 연통홀 면적(A71)/ 연통부(70)의 면적(A70)에 따른 코어부(60) 표면의 최대 온도 편차를 나타낸 도면으로, 상기 도 6a 및 도 6b는 나머지 조건은 동일하게 하고 연통부(70) 전체 면적을 0.0018081m²로 고정한 후 상기 연통홀(71)의 면적(A71)을 변화하였을 때 방열량 및 코어부(60) 표면의 최대 온도 편차를 각각 나타내었다.

상기 도 6a를 참조하면, 방열량은 연통홀 면적(A71)/연통부(70)의 면적(A70)이 40%를 넘을 경우에 급격히 저하되고, 코어부(60) 표면의 최대 온도 편차는 연통홀 면적(A71)/연통부(70)의 면적(A70)이 30%를 넘을 경우에 급격히 높아지므로 방열량의 저하를 방지하고 최대 온도 편차를 줄일 수 있도록 본 발명의 증발기(80)는 상기 연통부(70)의 면적(A70)에 따른 연통홀(71)의 면적(A71)이 5% 내지 30%로 형성되도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 증발기(80)는 방열량을 최대화하고 코어부(60)의 최대 온도 편차를 줄일 수 있으며, 내부를 유동하는 냉매 및 공기의 흐름을 원활히 할 수 있어 열교환성능을 최대화할 수 있는 각 영역의 수치범위를 제시하고 있다.

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

도 1a는 본 발명의 증발기를 나타낸 사시도.

도 1b는 상기 도 1a에 도시한 증발기의 냉매 흐름 개략도.

도 1c는 상기 도 1a에 도시한 증발기의 단면도.

도 1d는 상기 도 1a에 도시한 증발기의 헤더탱크 단면도.

도 1e는 상기 도 1a에 도시한 증발기의 정면도(튜브의 면적 도시).

도 1f는 상기 도 1a에 도시한 증발기의 정면도(핀의 면적 도시).

도 2a는 연통홀 면적/격실의 단면적에 따른 방열량을 나타낸 도면.

도 2b는 연통홀 면적/격실의 단면적에 따른 코어부 표면의 최대 온도 편차를 나타낸 도면.

도 3은 연통홀의 수에 따른 방열량 및 코어부 표면의 최대 온도 편차를 나타낸 도면

도 4a는 핀 높이에 따른 냉매측 압력 강하량, 공기측 압력 강하량, 및 방열량을 나타낸 도면.

도 4b는 튜브 높이에 따른 냉매측 압력 강하량, 공기측 압력 강하량, 및 방열량을 나타낸 도면.

도 5a는 튜브 면적/핀 면적에 따른 방열량을 그래프.

도 5b는 튜브 면적/핀 면적에 따른 공기측 압력강하량을 나타낸 도면.

도 6a는 연통홀 면적/연통부 면적에 따른 방열량을 나타낸 도면.

도 6b는 연통홀 면적/ 연통부 면적에 따른 코어부 표면의 최대 온도 편차를 나타낸 도면.

도 7은 FPDM을 설명하기 위한 도면

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 제 1 헤더탱크 격실 : 11

20 : 제 2 헤더탱크

30 : 입구파이프 40 : 출구파이프

50 : 배플

60 : 코어부 61 : 튜브

62 : 핀

70 : 연통부 71 : 연통홀

80 : 본 발명의 증발기

A1~A4 : 증발기의 각 영역

A70 : 연통부의 면적 A71 : 연통홀의 면적

A60 : 코어부의 면적 A61 : 튜브의 면적

A62 : 핀의 면적

A11' : 제 1 헤더탱크의 제 1 열과 연통되는 격실의 단면적

W_core : 코어부 폭

H_fin : 핀 높이 H_tube : 튜브 높이

D_fin : 핀 밀도

Claims

적어도 하나 이상의 격실(11)이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 형성되는 입구파이프(30) 및 출구파이프(40); 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(50); 및 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 양단이 고정되어 상기 입구파이프(30)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구파이프(40)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(61), 상기 튜브(61) 사이에 개재되는 복수개의 핀(62)을 포함하여 형성되는 코어부(60); 를 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서,

상기 증발기(80)는

상기 코어부(60) 폭(W_core)이 20 내지 35 (mm) 로 형성되고,

상기 제 1 헤더탱크(10) 내부의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 연통홀(71)이 형성된 연통부(70)가 형성되며, 상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130% 로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 1 항에 있어서,

상기 연통부(70)는 하나의 연통홀(71)이 형성된 것을 특징으로 하는 증발기.
제 1 항에 있어서,

상기 핀(62)의 높이(H_fin)는 4 내지 7 (mm) 로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 3 항에 있어서,

상기 튜브(61)의 높이(H_tube)는 2 내지 3 (mm) 로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
적어도 하나 이상의 격실(11)이 형성되고 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 형성되는 입구파이프(30) 및 출구파이프(40); 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(50); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 양단이 고정되어 상기 입구파이프(30)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구파이프(40)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(61), 상기 튜브(61) 사이에 개재되는 복수개의 핀(62)을 포함하여 형성되는 코어부(60); 를 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서,

상기 증발기(80)는

상기 코어부(60) 폭(W_core)이 20 내지 35 (mm) 로 형성되고,

상기 코어부(60)는 상기 튜브(61)의 면적(A61)이 상기 핀(62) 면적(A62)의 30% 내지 50% 로 형성되며,

상기 제 1 헤더탱크(10) 내부의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 연통홀(71)이 형성된 연통부(70)가 형성되고,

상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 제 1 열이 연통되는 제 1 헤더탱크(10)의 격실(11) 단면적(A11')의 70% 내지 130% 로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
삭제
제 5 항에 있어서,

상기 핀(62)의 밀도(D_Fin)는 60 내지 78 FPDM(Fin Per Deci-Meter) 인 것을 특징으로 하는 증발기.
제 1 항 내지 제5항, 및 제 7 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 연통홀(71)의 면적(A71)은 상기 연통부(70)의 면적(A70)의 5% 내지 30% 로 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 8 항에 있어서,

상기 증발기(80)는 상기 입구파이프(30)를 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 헤더탱크(10)로 유입되어 제 1 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1), 상기 제 1 영역(A1)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 냉매가 상기 제 1 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 1 영역(A1)에 이웃하여 위치하는 제 2 영역(A2), 상기 제 1 헤더탱크(10)의 연통부(70)를 통해 이동된 냉매가 상기 제 2 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 3 영역(A3), 상기 제 3 영역을 통해 상기 제 2 헤더탱크(20)로 유입된 냉매가 상기 제 2 열의 튜브(61)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 3 영역(A3)에 이웃하여 위치하는 제 4 영역(A4)을 거쳐 상기 출구파이프(40)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증발기.