KR101295910B1

KR101295910B1 - 응축기

Info

Publication number: KR101295910B1
Application number: KR1020070087335A
Authority: KR
Inventors: 오광헌; 이덕호
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2013-08-12
Also published as: KR20090022203A

Abstract

본 발명은 응축기 냉매의 일부가 감압되고 나머지 냉매와 재열교환된 후 압축기로 분기되도록 하여 시스템 효율을 높인 응축기에 관한 것이다.

본 발명의 응축기(1000)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200); 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 입구파이프(400) 및 출구파이프; 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(300); 상기 제 1 헤더탱크(100)와 제 2 헤더탱크(200)에 양 단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(600); 상기 튜브(600) 사이에 개재되는 복수개의 핀(700); 및 상기 제 1 헤더탱크(100)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 수액기(800)를 포함하여 이루어지는 응축기(1000)에 있어서, 상기 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100)와 수액기(800)를 연통하는 복수개의 연통로 중 적어도 하나의 연통로에는 감압수단(900)이 구비된 보조응축부가 형성되고, 상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 수액기(800)로 유입된 냉매와 감압되지 않고 상기 수액기(800)로 유입된 냉매는 서로 열교환된 후에 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 응축기는 증발기로 유입되는 냉매의 일부를 감압하고 나머지 냉매와 재열교환하여 응축기 냉매의 온도를 낮추어 응축기의 효율을 높임으로써 응축기에서 토출되어 상기 증발기로 유입되는 냉매의 엔탈피를 낮추고 냉매의 건도가 낮아져 증발기의 냉방효율을 높일 수 있게 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 감압수단이 구비된 보조응축부, 과냉부, 및 입구 냉각부 등을 이용하여 효율적으로 응축기의 성능을 높일 수 있으며, 상기 수액기에 오일분리홀을 형성하여 냉매 내부에 포함된 오일을 압축기로 이동시켜 증발기 내부로 유입되는 오일량을 줄일 수 있게 되는 장점이 있다.

응축기, 과냉, 냉매, 응축

Description

응축기{A Condenser}

열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른 쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방 시스템으로서 작용하게 된다. 기본적으로 열교환기는 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 열교환매체를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 열교환매체를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다.

냉각장치에서는, 액체 상태의 열교환매체가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실제 냉각 작용이 일어나게 된다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 열교환매체는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 열교환매체가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 열교환매체가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.

상술한 바와 같이 상기 응축기에서는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되며, 종래의 응축기를 도 1a 및 도 1b에 도시하였다.

상기 도 1a 및 도 1b에 도시한 응축기는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 2 헤더탱크(20)에 구비되어 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 입구파이프(40) 및 출구파이프(50); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(30); 상기 제 1 헤더탱크(10)와 제 2 헤더탱크(20)에 양 단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 상기 튜브(60) 사이에 적층되는 복수개의 핀(70); 및 상기 제 1 헤더탱크(10)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기(80)를 포함하여 이루어지며, 상기 기액분리기(80)에서 액상 냉매만을 포집함으로써 과냉각(Subcooling)을 유도하도록 하는 구조로 되어 있다.

상기 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 응축기의 내부 흐름을 살펴보면, 압축기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 기상 냉매는 제 1 헤더탱크의 입구파이프로 유입되며 내부에 구비된 배플에 의해 제 2 헤더탱크로 이동된다. 이때, 상기 응축기 내부에서는 이미 응축이 일어나게 되므로 기상과 액상이 혼합되어 있는 상태가 되므로 대체적으로 기상 냉매는 상부로 액상 냉매는 하부로 이동된다.

상기 배플에 의해 형성된 유로를 따라 각각 상부 및 하부 영역을 거쳐 기액 분리기의 하측에 포집된 냉매는 대부분 액상인 냉매가 모이게 되며, 다시 상기 액상 냉매가 과냉 영역을 통과하면서 과냉각이 발생함에 의해 냉매의 엔탈피를 더욱 낮출 수 있어 냉각 효율을 높일 수 있게 된다.

상기 도 1c는 응축기의 P-h선도를 나타낸 도면으로, 상기 도 1c의 (a)는 과냉 영역이 형성되지 않은 응축기의 P-h선도를 나타내며, 상기 도 1c의 (b)는 상기 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같은 응축기의 P-h선도를 나타내었다. 상기 도 1c를 통해 확인한 바와 같이, 종래의 응축기는 과냉각이 발생함에 의해 냉매의 엔탈피를 더욱 낮출 수 있어 전에 비하여 냉각 효율을 높일 수 있게 되는 장점이 있다. 그러나 상기 과냉 영역이 형성된다 하더라도 내부 냉매의 온도를 공기측 온도 이하로 낮출 수 없으므로 엔탈피를 줄이는데 한계가 있다.

상기 응축기에서 토출되는 냉매는 엔탈피가 낮을수록 건도가 낮아지므로 증발기의 냉방효율을 높일 수 있으므로 증발기의 냉방효율에도 그 한계가 존재하게 된다.

또한, 세계적으로 사용자의 다양한 기호를 만족시키기 위해 점차 차량 내 부품의 경량화ㆍ컴팩트화ㆍ고성능화가 진행되는 현재 기술적 추세에 따라 상기 응축기 역시 소형화 및 고성능화를 위한 연구가 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 감압수단이 구비되고 증발기로 유입되는 냉매의 일부가 상기 감압수단을 통과한 냉매와 재열교환된 후 압축기로 분기됨으로써, 응축기 내 수액기 상의 냉매 온도를 낮추고 응축기에서 토출되어 증발기로 유입되는 냉매의 엔탈피 를 더욱 낮출 수 있게 되며 건도를 낮춤으로써 증발기의 냉방효율을 높일 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.

아울러, 오일분리홀이 형성되어 냉매 내부에 포함된 오일이 압축기로 이동되므로 증발기 내부로 유입되는 오일량을 줄일 수 있으며, 이에 따라 증발기 및 압축기의 효율을 높일 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 응축기(1000)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200); 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 입구파이프(400) 및 출구파이프; 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(300); 상기 제 1 헤더탱크(100)와 제 2 헤더탱크(200)에 양 단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(600); 상기 튜브(600) 사이에 개재되는 복수개의 핀(700); 및 상기 제 1 헤더탱크(100)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 수액 기(800)를 포함하여 이루어지는 응축기(1000)에 있어서, 상기 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100)와 수액기(800)를 연통하는 복수개의 연통로 중 적어도 하나의 연통로에는 감압수단(900)이 구비된 보조응축부가 형성되고, 상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 수액기(800)로 유입된 냉매와 감압되지 않고 상기 수액기(800)로 유입된 냉매는 서로 열교환된 후에 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 상기 제 1 헤더탱크(100) 또는 제 2 헤더탱크(200)의 길이방향으로 동일한 위치에 배플(300)이 형성되어 적어도 2개 이상의 독립적인 유로가 형성되고, 제 1 헤더탱크(100) 또는 제 2 헤더탱크(200)에는 상기 유로와 각각 연통되는 2개의 입구파이프(400)가 구비되고, 상기 2개의 입구파이프(400) 중 일측의 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 튜브(600)를 통해 제 1 헤더탱크(100)로 유입된 후 상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 수액기(800)로 이동되고, 타측의 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 튜브(600)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(100)로 이동된 후 상기 수액기(800)로 이동되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 응축기(1000)는 상기 증발기로 냉매를 안내하는 제 1 출구파이프(510) 및 상기 압축기로 냉매를 안내하는 제 2 출구파이프(520)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 응축기(1000)는 상기 수액기(800)에서 증발기로 배출되는 냉매가 상기 제 1 헤더탱크(100)로 다시 유입되어 제 2 헤더탱크(200)로 이동되는 과냉 부를 통과한 후 상기 증발기로 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기(1000)는 상기 수액기(800)의 일측에 오일분리홀(830)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 수액기(800)는 상기 복수개의 연통로를 통해 유입된 냉매가 혼합되어 상기 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 것을 특징으로 하고, 상기 응축기(1000)는 상기 감압수단(900)이 최상측 연통로에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수액기(800)는 이중관 형태로 내측에 제 1 수액기(810) 및 외측에 제 2 수액기(820)가 형성되고, 상기 감압수단(900)이 형성된 연통로를 통과한 냉매가 상기 제 1 수액기(810)를 지나 상기 압축기로 이동되며, 상기 감압수단(900)이 형성되지 않은 연통로를 통과한 냉매는 상기 제 2 수액기(820)를 지나 상기 증발기로 이동되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제 2 수액기(820)는 상ㆍ하로 분리되어 상부 수액기(821) 및 하부 수액기(822)가 형성되고, 상기 상부 수액기(821)에 입구파이프(400)가 구비되어 상기 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 상부 수액기(821)를 지나 상기 제 1 헤더탱크(100)로 유입되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제 1 수액기(810)는 감압 오리피스(811)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 응축기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 응축기(1000)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200); 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 입구파이프(400) 및 출구파이프; 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(300); 상기 제 1 헤더탱크(100)와 제 2 헤더탱크(200)에 양 단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(600); 상기 튜브(600) 사이에 적층되는 복수개의 핀(700); 및 상기 제 1 헤더탱크(100)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 수액기(800)를 포함하여 이루어지는 응축기(1000)에 있어서, 상기 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100)와 수액 기(800)를 연통하는 복수개의 연통로 중 어느 하나에 감압수단(900)이 구비된 보조응축부가 형성되고, 상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 수액기(800)로 유입된 냉매와 감압되지 않고 상기 수액기(800)로 유입된 냉매는 서로 열교환된 후에 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조응축부는 응축 영역(A1)의 일측에 형성되어 감압수단(900)이 구비되어 냉매의 온도를 효율적으로 저하시킨 후 상기 수액기(800)로 유입되도록 한다.

상기 감압수단(900)은 상기 제 1 헤더탱크(100)와 수액기(800)를 연통하는 연통로 상에 형성되므로 상기 연통로의 통과 면적을 줄여주는 감압 오리피스 등이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 응축기(1000)는 상기 수액기(800)로 유입된 냉매가 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되므로 일부는 증발기를 통해 열교환되고, 일부는 압축기를 지나 다시 응축기(1000) 내부로 유입되도록 함으로써 응축기(1000)의 열교환효율을 더욱 높일 수 있게 되어 증발기로 이동되는 냉매의 온도를 효과적으로 낮출 수 있어 냉방 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 응축기(1000)는 입구파이프(400)의 형태, 구비되는 위치, 및 개수, 출구파이프가 구비되는 위치, 배플(300)이 구비되는 위치와 개수, 및 과냉부 형성 여부 등에 따라 다양한 형태로 응용될 수 있으며, 크게 응축 영역(A1)을 통과한 냉매와 보조응축 영역(A2)을 통과한 냉매가 상기 수액기(800)로 유입된 후 혼합되는 형태와, 각각 이중관 형태로 나뉘어 혼합되지 않은 채 상기 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 형태로 구분할 수 있다.

먼저, 상기 수액기(800) 내부의 냉매가 혼합되지 않고 이중관 형태로 각각 다른 연통로를 통해 내측 및 외측에 위치한 공간으로 유입되는 형태를 설명한다.

상기 수액기(800)는 이중관 형태로 내측에 제 1 수액기(810) 및 외측에 제 2 수액기(820)가 형성되고, 상기 감압수단(900)이 형성된 연통로를 통과한 냉매(상기 보조응축부를 통과한 냉매)가 상기 제 1 수액기(810)를 지나 상기 압축기로 이동되며, 상기 감압수단(900)이 형성되지 않은 연통로를 통과한 냉매는 상기 제 2 수액기(820)를 지나 상기 증발기로 이동된다.

상기 도 2a 및 도 2b는 각각 상기 제 1 헤더탱크(100)와 제 2 헤더탱크(200)에 입구파이프(400)가 형성된 예를 도시하였다.

상기 도 2a에 도시된 응축기(1000)는 상기 제 2 헤더탱크(200)의 중앙부분에 입구파이프(400)가 형성되어 상기 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매가 상기 배플(300)이 형성된 유로를 따라 상측 및 하측으로 분기되어 이동된 후 상기 제 1 헤더탱크(100)로 유입되어 각각 연통로에 의해 상기 수액기(800)의 제 2 수액기(820)로 이동되고 상기 제 1 출구파이프(510)를 통해 증발기로 이동되며, 상기 감압수단(900)을 통과하여 제 1 수액기(810)로 이동된 냉매는 상기 제 2 출구파이프(520)를 통해 압축기로 이동된다.

상기 도 2b에 도시한 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100)의 상측에 입구파이프(400)가 형성되어 상기 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매가 상기 배플(300)이 형성된 유로를 따라 하측으로 이동되어 각각 제 1 수액기(810) 및 제 2 수액기(820)와 연통되는 연통로를 통해 이동된다.

상기에 도시한 바와 같이, 본 발명의 응축기(1000)는 입구파이프(400) 및 배플(300)이 형성되는 위치에 따라 다양한 형태의 냉매 유로가 형성된다.

상기 도 3에 도시한 형태는 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 상기 제 1 헤더탱크(100) 또는 제 2 헤더탱크(200)의 길이방향으로 동일한 위치에 배플(300)이 형성되어 적어도 2개 이상의 독립적인 유로가 형성되고, 상기 입구파이프(400)가 상기 제 2 헤더탱크(200)에 2개 형성된 예를 도시한 것으로, 상기 2개의 입구파이프(400) 중 일측의 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 튜브(600)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(100)로 유입된 후 상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 제 1 수액기(810)로 이동되며, 타측의 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 배플(300)에 의해 형성된 유로를 따라 상기 튜브(600)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(100)로 유입된 후 상기 제 2 수액기(820)로 이동된다.

상기 도 4a 및 도 4b는 과냉부가 더 형성된 응축기(1000)를 도시한 것으로, 상기 도 4a에 도시한 응축기(1000)는 기본적인 냉매의 흐름은 상기 도 2a에 도시한 형태와 같으며, 상기 제 2 수액기(820)로 유입된 냉매가 다시 상기 제 1 헤더탱크(100)로 이동된 후 튜브(600)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(200)로 이동되면서 과냉각되고 상기 제 2 헤더탱크(200)에 형성된 제 1 출구파이프(510)를 통해 배출된다.

상기 도 4b에 도시한 응축기(1000)는 상기 제 2 헤더탱크(200)에 형성된 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 제 1 헤더탱크(100)를 통과하여 전량 상기 제 2 수액기(820)로 이동되고 다시 상기 제 1 헤더탱크(100)로 이동되며, 이 때 일부 냉매는 상기 튜브(600)를 통해 상기 제 2 헤더탱크(200)로 이동되면서 과냉각된 후 상기 제 2 헤더탱크(200)에 형성된 제 1 출구파이프(510)를 통해 증발기로 이동되고, 일부 냉매는 상기 감압수단(900)이 형성된 연통로를 통과하여 상기 제 1 수액기(810)를 지나 상기 제 2 출구파이프(520)를 통해 압축기로 이동된다. 즉, 상기 도 4b에 도시한 형태는 보조응축 영역(A2)과 과냉 영역(A3)이 혼합된 형태이다.

상기 도 5a 및 도 5b는 입구 냉각 영역(A4)이 형성된 응축기(1000)를 도시한 것으로, 본 발명의 응축기(1000)는 상기 제 2 수액기(820)가 상ㆍ하로 분리되어 상부 수액기(821) 및 하부 수액기(822)가 형성된다.

상기 도 5a 및 도 5b는 상기 상부 수액기(821)에 입구파이프(400)가 형성되어 상기 응축기(1000) 내부로 유입되는 냉매는 상기 상부 수액기(821)를 이동하면서 내측의 상기 제 1 수액기(810) 내부의 냉매와 열교환 된 후 내부로 유입되므로 응축기(1000) 열교환효율을 더욱 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 상부 수액기(821)와 맞닿는 상기 제 1 수액기(810)에는 오일분리홀(830)이 형성되어 압축기(100) 내부로 이동될 냉매 중에 포함된 오일은 압축기로 이동되도록 한다.

상기 도 5b에 도시한 응축기(1000)는 상기 도 5b의 응축기(1000) 하부에 과냉 영역(A3)이 더 형성된 예를 도시하였다.

다음으로, 상기 수액기(800)로 유입된 냉매가 혼합된 후, 상기 증발기와 압 축기로 나뉘어 이동되는 형태의 다양한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명한다.

도 6a는 본 발명에 따른 응축기(1000)의 정면도이고, 도 6b는 상기 도 6a에 도시한 응축기(1000)의 냉매 흐름도이다.

상기 도 6a에 도시한 응축기(1000)는 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200)가 구비되고, 상기 제 2 헤더탱크(200)의 일측에 입구파이프(400)가 연결되며, 상기 수액기(800)에 상기 증발기로 냉매를 안내하는 제 1 출구파이프(510) 및 상기 압축기로 냉매를 안내하는 제 2 출구파이프(520)가 구비된 형태로, 상기 수액기(800)는 내외측이 연통된다.

상기 응축기(1000)는 도 6b에 도시한 바와 같이 상기 입구파이프(400)를 통해 냉매가 유입되어 상기 배플(300)에 의해 형성된 유로를 따라 이동된 뒤, 일부 냉매는 상기 감압수단(900)이 형성된 연통로를 통과하여 수액기(800)로 이동되고, 나머지 냉매는 일반 연통로를 통과하여 수액기(800)로 이동되어 상기 수액기(800) 내부에서 혼합된 후 상기 증발기 및 압축기로 나뉘어 이동된다.

상기 응축기(1000)는 내부 냉매가 일반적인 응축 영역(A1)을 통과함에 따라 열교환되어 온도가 저하되며, 일부는 상기 보조응축부의 감압수단(900)을 통과하여 온도가 낮아져 서로 혼합되어 증발기로 유입되는 냉매의 온도를 더욱 효율적으로 저하시킨다.

상기 수액기(800)에 형성되는 제 1 출구파이프(510) 및 제 2 출구파이프(520)는 상기 증발기로 이동되는 냉매의 온도가 더 낮아야 하므로, 기상 냉매와 비교하여 상대적으로 점성이 높고 질량과 밀도가 큰 액상 냉매가 이동되기 쉽도록 상기 제 1 출구파이프(510)는 상기 수액기(800)의 하측에 형성되며, 상기 제 2 출구파이프(520)는 기상 냉매의 경우에 분자 운동이 활발하여 상부로 이동되는 경향이 있으므로 상기 수액기(800)의 상측에 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 이유로, 상기 감압수단(900)은 최상측 연통로에 구비되어 상측으로 이동된 기상 냉매가 효과적으로 온도 제어될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 도 6a 및 도 6b는 상기 입구파이프(400)가 상기 제 2 헤더탱크(200)에 형성된 예를 도시하였으나, 상기 제 2 헤더탱크(200)의 다른 위치뿐만 아니라 제 1 헤더탱크(100)에 형성될 수 있으며, 상기 배플(300)의 형태 및 냉매 유로는 변경될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 응축기(1000)를 나타낸 냉매 흐름도로, 상기 보조응축부와 평행하게 형성된 입구파이프(400)가 하나 더 구비되어 응축기(1000)에 2개의 입구파이프(400)가 형성된 예를 도시하였다.

상기 도 7에 도시된 응축기(1000)는 일측 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 응축 영역(A1)을 통과하지 않고 보조응축 영역(A2)만 통과한 뒤 감압수단(900)을 지나 온도가 저하된 후 상기 수액기(800)로 이동되며, 상기 타측 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 배플(300)에 의해 형성된 유로를 따라 이동되면서 열교환된 후 상기 수액기(800)로 이동된다.

상기 도 7에 도시된 응축기(1000)도 상기 도 6a 및 도 6b에 도시된 응축기(1000)와 마찬가지로 상기 수액기(800)에서 혼합되어 액상이 대부분인 냉매가 제 1 출구파이프(510)를 통해 증발기로 이동되고, 일부 냉매가 상기 압축기로 이동되 며, 상기 입구파이프(400)가 하나 더 구비되어 감압수단(900)을 통과하는 유량을 일정하게 확보하여 감압수단(900)에 의한 냉매의 온도 저하를 안정적으로 기대할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 다른 응축기(1000)를 나타낸 냉매 흐름도로, 기본적인 구성은 상기 도 6a 및 도 6b에 도시한 응축기(1000)와 동일하며 일측에 과냉부가 더 형성된 예를 나타내었다.

상기 과냉 영역(A3)은 상기 수액기(800)를 통과한 냉매를 다시 한 번 열교환되도록 하여 과냉각이 발생되어 냉매의 엔탈피를 더욱 낮출 수 있도록 하고, 액상 냉매의 특성에 따라 상기 과냉 영역(A3)은 상기 응축기(1000)의 하측에 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 상세하게는, 상기 수액기(800)에서 증발기로 이동되는 냉매가 상기 제 1 헤더탱크(100)로 다시 유입되어 상기 제 2 헤더탱크(200)로 이동되고, 상기 제 1 출구파이프(510)는 상기 제 2 헤더탱크(200)에 형성되어 냉매는 과냉각 된 후 증발기로 이동된다.

상기 수액기(800)에는 오일분리홀(800)이 더 형성되어 냉매에 포함된 오일이 증발기로 유입됨을 방지할 수 있도록 한다.

도 9는 본 발명에 따른 응축기(1000)의 P-h 선도로, 상기 도 9a는 응축 영역(A1) 및 보조응축 영역(A2)이 형성되고 상기 수액기(800)에서 일부 냉매가 압축기로 이동되도록 한 경우를 도시하였고, 도 9b는 과냉 영역(A3)이 더 형성된 경우 를 도시하였으며, 도 9c는 상기 제 2 수액기(820) 영역이 상ㆍ하측으로 분리되어 유입되는 냉매를 한 번 더 열교환하는 입구 냉각 영역(A4)이 더 형성된 경우를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 보조응축 영역(A2)을 형성하고 일부 냉매를 압축기를 이동시킴으로써 열전달효율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 과냉각을 시켜 성능을 극대화시킬 수 있다.

특히, 상기 도 9c와 같은 경우에 본 발명은 1차적으로 감압수단(900)이 구비된 보조응축 영역(A2)을 형성하고, 일부 냉매가 압축기로 이동되도록 하며, 2차적으로 과냉부가 더 형성될 수 있으며, 3차적으로 입구 냉각 영역(A4)을 형성하여 응축기(1000)의 냉각 효율을 높이고 증발기로 유입되는 냉매의 온도를 공기측 온도 이하로 낮출 수 있어 응축기(1000)의 열교환성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 응축기(1000)로부터 증발기로 이동되는 냉매의 엔탈피를 낮춰 건도를 낮출 수 있으므로 증발기의 열교환능력을 증대시킬 수 있는 장점이 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 종래의 응축기를 나타낸 사시도.

도 1b는 상기 도 1a에 도시한 응축기의 냉매 흐름도.

도 1c는 상기 도 1a에 도시한 응축기의 P-h 선도.

도 2a 내지 도 5b는 각각 본 발명에 따른 응축기의 냉매 흐름도.

도 6a는 본 발명에 따른 응축기의 정면도.

도 6b는 상기 도 6a에 도시한 응축기의 냉매흐름도.

도 7및 도 8은 각각 본 발명에 따른 응축기의 다른 냉매 흐름도.

도 9a 내지 도 9c는 각각 본 발명에 따른 응축기의 P-h 선도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100 : 제 1 헤더탱크 200 : 제 2 헤더탱크

300 : 배플

400 : 입구파이프

510 : 제 1 출구파이프 520 : 제 2 출구파이프

600 : 튜브 700 : 핀

800 : 수액기

810 : 제 1 수액기 811 : 감압 오리피스

820 : 제 2 수액기 821 : 상부 수액기

822 : 하부 수액기

830 : 오일분리홀

900 : 감압수단

1000 : 본 발명의 응축기

A1 : 응축 영역

A2 : 보조응축 영역

A3 : 과냉 영역

A4 : 입구 냉각 영역

Claims

일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200); 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 입구파이프(400) 및 출구파이프; 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(300); 상기 제 1 헤더탱크(100)와 제 2 헤더탱크(200)에 양 단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(600); 상기 튜브(600) 사이에 개재되는 복수개의 핀(700); 및 상기 제 1 헤더탱크(100)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 수액기(800)를 포함하여 이루어지는 응축기(1000)에 있어서,

상기 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100)와 수액기(800)를 연통하는 복수개의 연통로 중 적어도 하나의 연통로에는 감압수단(900)이 구비된 보조응축부가 형성되고,

상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 수액기(800)로 유입된 냉매와 감압되지 않고 상기 수액기(800)로 유입된 냉매는 서로 열교환된 후에 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1 항에 있어서,

상기 응축기(1000)는 상기 제 1 헤더탱크(100) 및 제 2 헤더탱크(200) 내부에 상기 제 1 헤더탱크(100) 또는 제 2 헤더탱크(200)의 길이방향으로 동일한 위치 에 배플(300)이 형성되어 적어도 2개 이상의 독립적인 유로가 형성되고, 제 1 헤더탱크(100) 또는 제 2 헤더탱크(200)에는 상기 유로와 각각 연통되는 2개의 입구파이프(400)가 구비되고,

상기 2개의 입구파이프(400) 중 일측의 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 튜브(600)를 통해 제 1 헤더탱크(100)로 유입된 후 상기 감압수단(900)을 통과하여 상기 수액기(800)로 이동되고, 타측의 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 튜브(600)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(100)로 이동된 후 상기 수액기(800)로 이동되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1 항에 있어서,

상기 응축기(1000)는 상기 증발기로 냉매를 안내하는 제 1 출구파이프(510) 및 상기 압축기로 냉매를 안내하는 제 2 출구파이프(520)가 구비되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1 항에 있어서,

상기 응축기(1000)는

상기 수액기(800)에서 증발기로 배출되는 냉매가 상기 제 1 헤더탱크(100)로 다시 유입되어 제 2 헤더탱크(200)로 이동되는 과냉부를 통과한 후 상기 증발기로 배출되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1 항에 있어서,

상기 응축기(1000)는 상기 수액기(800)의 일측에 오일분리홀(830)이 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1 항 내지 제 5 항에서 어느 한 항에 있어서,

상기 수액기(800)는 상기 복수개의 연통로를 통해 유입된 냉매가 혼합되어 상기 증발기와 압축기로 나뉘어 이동되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 6 항에 있어서,

상기 응축기(1000)는 상기 감압수단(900)이 최상측 연통로에 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1 항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 수액기(800)는 이중관 형태로 내측에 제 1 수액기(810) 및 외측에 제 2 수액기(820)가 형성되고, 상기 감압수단(900)이 형성된 연통로를 통과한 냉매가 상기 제 1 수액기(810)를 지나 상기 압축기로 이동되며,

상기 감압수단(900)이 형성되지 않은 연통로를 통과한 냉매는 상기 제 2 수액기(820)를 지나 상기 증발기로 이동되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 수액기(820)는 상ㆍ하로 분리되어 상부 수액기(821) 및 하부 수액기(822)가 형성되고,

상기 상부 수액기(821)에 입구파이프(400)가 구비되어 상기 입구파이프(400)를 통해 유입된 냉매는 상기 상부 수액기(821)를 지나 상기 제 1 헤더탱크(100)로 유입되는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 수액기(810)는 감압 오리피스(811)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 응축기.