KR101318626B1 - 증발기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 입구파이프가 형성되는 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크의 격실 내부에 루버가 형성된 배분판을 삽입하여 상기 증발기의 전체 영역에 냉매가 고르게 분포되도록 함으로써 열교환 효율을 높인 증발기에 관한 것이다.
본 발명의 증발기는 적어도 하나 이상의 격실을 구비하고 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크와, 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크에 연결되고 냉매가 유입되는 입구파이프 및 유입된 냉매가 배출되는 출구파이프와, 상기 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크 사이에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수 개의 튜브와, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 포함하여 이루어진 증발기에 있어서, 상기 증발기는 상기 입구파이프가 형성되는 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크 내부의 격실에 구비되고 비늘 형상으로 일정각도 경사각(α)을 갖는 복수 개의 루버가 형성된 배분판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라. 본 발명의 증발기는 입구파이프가 구비되는 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크 내부에 루버가 형성된 배분판을 구비하여 냉매의 유동량을 균일하게 배분하고 튜브 내에서 난류화를 촉진하여 열교환 성능을 향상시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 증발기는 상기 입구파이프를 통해 유입되는 냉매의 양이 적어지더라도 상기 입구파이프가 구비된 측에서 먼 곳까지 냉매를 도달시킬 수 있어 증발기 표면의 온도분포를 균일화하는 장점이 있다.
배분판, 루버, 증발기

Description

증발기{Evaporator}
도 1은 종래 증발기에 따른 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 증발기의 예를 나타낸 사시도.
도 3은 상기 도 2에 도시한 배분판의 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 증발기의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 5는 상기 도 4에 도시한 배분판의 사시도 및 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 증발기의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 7은 상기 도 6에 도시한 배분판의 사시도 및 단면도.
도 8은 배분판의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도 및 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 제 1 헤더탱크 20 : 제 2 헤더탱크
30 : 튜브 40 : 핀
50 : 배분판 51 : 루버
W : 루버의 폭 α : 루버의 경사각
60 : 입구파이프 70 : 출구파이프
80 : 증발기
본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 입구파이프가 형성되는 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크의 격실 내부에 루버가 형성된 배분판을 삽입하여 상기 증발기의 전체 영역에 냉매가 고르게 분포되도록 함으로써 열교환 효율을 높인 증발기에 관한 것이다.
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 있다. 특히, 열교환기는 액상의 냉매가 기체 상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급되도록 하는 장치로 차량 내부에서 충분한 공간을 확보하기 어려운 실정이기 때문에 작은 크기를 가지면서도 높은 효율을 가지는 열교환기를 제조하기 위한 노력이 있어왔다.
종래의 일반적인 증발기를 도 1에 도시하였다. 종래의 증발기는 적어도 하나 이상의 격실을 구비하고 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)와, 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)에 연결되고 냉매가 유입되는 입구파이프(60) 및 유입된 냉매가 배출되는 출구파이프(70) 와, 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20) 사이에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수 개의 튜브(30)와, 상기 튜브(30) 사이에 개재되는 핀(40)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
종래 증발기를 나타낸 상기 도 1은 본 발명과 동일한 구성요소의 경우 같은 도면부호로 도시하였다.
그러나 상기한 바와 같이 구성된 증발기는 상기 입구파이프가 상기 제 1 헤더탱크 또는 상기 제 2 헤더탱크의 일측에 구비되어 상기 입구파이프를 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크의 길이방향으로 이동함에 따라 유동저항이 증가되고 냉매의 유동이 완만해져 따라 상기 입구파이프에 인접한 영역에 형성된 영역의 튜브에 냉매의 양이 편중되어 상기 증발기 전체의 냉매 분포가 불균일하게 되는 문제점이 있다.
상기 증발기 내부의 냉매 분포가 불균일화될 경우, 상기 증발기의 열교환 성능이 저하되며 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기의 온도차가 발생됨에 따라 사용자의 온도쾌적성을 저하시키고 상기한 바와 같은 문제점은 냉매의 양이 적어지고 유속이 느려질 경우 더욱 커지게 된다.
이러한 냉매의 불균일성을 해결하여 상기 증발기의 열교환 효율을 높이기 위한 다양한 기술이 개시된 바 있으며, 일본공개특허 제 2001-33189호를 일예로 들면, 상기 증발기는 입구파이프가 형성되는 튜브 일측의 통로에 상기 튜브 내부로 냉매를 분배시키기 위한 냉매 분배 수단을 가지며 상기 냉매 분배 수단은 상기 냉매의 저항을 최소화한 것을 특징으로 한다.
상기 증발기는 냉매를 고루 분배하여 냉매 분포의 불균일성을 일부 해소하였으나 상기 증발기 내부로 유입되는 냉매의 양이 적어질 경우, 상기 냉매의 유속이 느려져 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크의 길이방향으로 증가할수록 냉매의 양이 줄어들어 종래의 문제점을 그대로 갖고 있는 바, 종래의 문제를 완전히 해소했다 볼 수 없다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 입구파이프가 구비되는 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크 내부에 루버가 형성된 배분판을 구비하여 입구측에서 먼 곳까지 냉매를 안내함으로써 증발기 내부의 냉매 분포를 균일화 하고 튜브 내에서의 난류화를 촉진하여 열교환 성능을 향상시킨 증발기를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증발기는 적어도 하나 이상의 격실을 구비하고 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크와, 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크에 연결되고 냉매가 유입되는 입구파이프 및 유입된 냉매가 배출되는 출구파이프와, 상기 제 1 헤더탱크 및 제 2 헤더탱크 사이에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수 개의 튜브와, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 포함하여 이루어진 증발기에 있어서, 상기 증발기는 상기 입구 파이프가 형성되는 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크 내부의 격실에 구비되고 비늘 형상으로 일정각도 경사각(α)을 갖는 복수 개의 루버가 형성된 배분판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 배분판은 상기 입구파이프가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크의 길이방향으로 진행할수록 상기 루버의 경사각(α)이 점차 증가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배분판은 상기 입구파이프가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크의 길이방향으로 진행할수록 상기 루버의 폭(W)이 점차 증가하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 증발기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 증발기의 예를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 증발기(80)는 적어도 하나 이상의 격실을 구비하고 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)와, 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)에 연결되고 냉매가 유입되는 입구파이프(60) 및 유입된 냉매가 배출되는 출구 파이프와, 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20) 사이에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수 개의 튜브(30)와, 상기 튜브(30) 사이에 개재되는 핀(40)을 포함하여 이루어진 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 입구파이프(60)가 형성되는 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부의 격실에 복수 개의 루버(51)가 형성된 배분판(50)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 배분판(50)의 사시도 및 단면도로 상기 배분판(50)의 루버(51)는 비늘 형상으로 일정각도의 경사각(α)을 갖도록 형성된다.
상기 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 복수 개의 루버(51)가 형성된 배분판(50)을 포함하는 증발기(80)는 상기 입구파이프(60)를 통해 유입된 냉매가 상기 루버(51)를 통해 안내되어 냉매 흐름을 원활히 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 증발기(80)는 상기 배분판(50)에 형성되는 루버(51)의 경사각(α) 또는 폭(W)을 조절하여 다양한 형태의 배분판(50)이 구비될 수 있다.
상기 경사각(α)은 도시된 바와 같이 루버(51)와 상기 배분판(50)이 이루는 각도 중 더 작은 각도를 뜻한다.
도 4는 본 발명에 따른 증발기(80)의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 5는 상기 도 4에 도시한 배분판(50)의 사시도 및 단면도이다.
상기 도 4 및 도 5에 도시한 증발기(80)는 상기 배분판(50) 루버(51)의 경사각(α)이 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)의 길이방향으로 진행할수록 점차 증가(αA>αB)되도록 형성된다.
상기 입구파이프(60)가 형성되는 입구측 영역은 냉매의 유량이 많고 유속이 빠르므로 상기 입구측 영역에 냉매가 편중되므로 상기 입구파이프(60)에 가까울수 록 상기 루버(51)의 경사각(αB)을 작게 하여 상기 루버(51)를 통해 안내 되는 냉매의 양이 적도록 하며, 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 상기 제 2 헤더탱크(20)의 길이방향으로 진행할수록 냉매의 양이 적어지며 냉매의 유속 역시 줄어드는 문제점이 있으므로 상기 루버(51)의 경사각(αA)을 크게 하여 상기 루버(51)를 통해 안내되는 냉매의 양이 많아지도록 한다.
다시 말하면, 상기 루버(51)의 경사각(α)이 증가되면 상기 배분판(50)의 상면으로 노출되는 루버(51)와 배분판(50) 사이의 거리 역시 커지게 되므로 상기 루버(51)의 경사각(α)을 조절하여 상기 루버(51)를 통해 안내되는 냉매의 양을 조절함으로써 상기 입구파이프(60)로부터 멀어지는 영역까지 냉매가 원활히 도달할 수 있게 되어 상기 증발기(80)의 냉매 편중을 방지하는 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 증발기(80)의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 상기 도 6에 도시한 배분판(50)의 사시도 및 단면도이다.
상기 도 6 및 도 7에 도시한 배분판(50)은 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)의 길이방향으로 진행할수록 상기 루버(51)의 폭(W)이 점차 증가(WA>WB)되도록 형성된다.
냉매가 편중되는 영역의 상기 루버(51)의 폭(WA)은 작게 형성하고 냉매의 양이 줄어드는 상기 입구파이프(60)로부터 먼 영역은 상기 루버(51)의 폭(WB)을 크게함으로써 상기 루버(51)의 경사각(α)을 조절하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 배분판(50)의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도 및 단면도로 도시된 바와 같이 상기 배분판(50)은 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)의 길이방향으로 진행할수록 상기 루버(51)의 경사각(α)이 증가(αA>αB)하며, 상기 루버(51)의 폭(W)도 증가(WA>WB)하도록 형성된다.
상기 도 8에 도시한 상기 배분판(50)의 실시예는 상기 증발기(80)로 유입되는 냉매의 양이 매우 적거나 유속이 느린 경우에도 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 먼 까지 냉매가 균일하게 도달되도록 하여 냉매가 편중됨을 방지하고 증발기(80)의 열교환 성능을 향상할 수 있는 효과가 있다.
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 입구파이프가 구비되는 제 1 헤더탱크 또는 제 2 헤더탱크 내부에 루버가 형성된 배분판을 구비하여 냉매의 유동량을 균일하게 배분하고 튜브 내에서 난류화를 촉진하여 열교환 성능을 향상시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 증발기는 상기 입구파이프를 통해 유입되는 냉매의 양이 적어지더라도 상기 입구파이프가 구비된 측에서 먼 곳까지 냉매를 도달시킬 수 있어 증발기 표면의 온도분포를 균일화하는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 적어도 하나 이상의 격실을 구비하고 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)와, 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)에 연결되고 냉매가 유입되는 입구파이프(60) 및 유입된 냉매가 배출되는 출구파이프(70)와, 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20) 사이에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수 개의 튜브(30)와, 상기 튜브(30) 사이에 개재되는 핀(40)을 포함하여 이루어진 증발기(80)에 있어서,
    상기 증발기(80)는,
    상기 입구파이프(60)가 형성되는 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20) 내부의 격실에 삽입되되, 상기 냉매의 유동방향을 따라 형성되는 판상의 배분판(50); 및 상기 배분판(50) 상에 형성되며, 비늘 형상으로 상기 냉매의 유동방향에 대하여 상기 입구파이프(60) 측 방향으로 일정각도 기울어진 경사각(α)을 갖는 복수 개의 루버(51); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배분판(50)은 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)의 길이방향으로 진행할수록 상기 루버(51)의 경사각(α)이 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배분판(50)은 상기 입구파이프(60)가 형성되는 측으로부터 상기 제 1 헤더탱크(10) 또는 제 2 헤더탱크(20)의 길이방향으로 진행할수록 상기 루버(51)의 폭(W)이 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 증발기.
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