KR101324070B1 - 공조 시스템용 응축기 - Google Patents

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히로야스 시마누키
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가부시키가이샤 덴소
덴소 아우토모티베 도이치란트 게엠베하
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Abstract

본 발명에 따르면, 공조장치 시스템용, 특히 차량에 이용되는 공조장치 시스템용 응축기에서는, 응축부(1b) 및 상기 응축부(1b) 위에 배치되는 과냉각부(1c), 구획벽(2b)에 의해 상기 응축부(1b)에 연결되는 하부(2c)와 상기 과냉각부(1c)에 연결되는 상부(2d)로 분할되는 대략 관형상의 모듈레이터(2), 상기 모듈레이터의 하부 및 상부 사이에 구비되는 수직관(4), 및 상기 모듈레이터(2c)의 하부에 구비되며 건조제용 컨테이너(7)를 포함하며, 상기 모듈레이터(2)의 상측에는 플러그(6)가 제공되고, 상기 구획벽(2b)은 건조제용 용기와 함께 모듈레이터의 상측으로 한번에 제거될 수 있으며, 상기 플러그는 교환가능한 유닛으로부터 분리된다.
공조장치, 응축기, 응축부, 과냉각부, 모듈레이터, 구획벽, 교환유닛

Description

공조 시스템용 응축기{CONDENSER FOR AN AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 공조장치용 응축기에 관한 것으로, 특히 차량의 공조장치용 응축기에 관한 것이다.
유럽특허 제480 330호에서는, 가스 냉매가 흐르는 상부 응축부, 및 상기 응축된 액체 냉매가 팽창 밸브로 흐르도록 상기 상부 응축부 아래에 배치되는 과냉각부를 구비하는 공조장치용 응축기의 구성을 제안하고 있다. 최근 보드 형상(board-shape)으로 이루어진 관 형태의 리브형 블록(ribbed block)으로 구성되는 응축기에는, 또는 그 응축기로부터 소정 거리에는 냉매에 포함되는 습기를 흡수하기 위하여 건조제가 배치될 수 있는 관형 모듈레이터(modulator)가 제공된다.
특정 디젤 차량에 이용되는 바와 같이, 응축기의 전방 하부 영역에서 공기 흐름 방향으로 차지-에어 쿨러(charge-air cooler)를 배치할 수 있도록, 응축기에는 상부 과냉각부가 제공되고, 상기 과냉각부 아래에는 응축부가 배치된다. 이러한 방식에서, 상기 과냉각부는 차지-에어 쿨러의 방열에 의해 영향을 받지 않는다.
상기한 구성에 따른 상부 과냉각부를 갖는 응축기의 경우, 상기 응축기의 조립 및 유지보수를 단순화하기 위하여, 상기 모듈레이터의 상단부에는 밀봉 플러그가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 밀봉 플러그를 제거한 후, 상기 모듈레이터를 상부 및 하부로 분할하는 구획부 및 그에 장착되는 건조제 컨테이너는 상기 모듈레이터로부터 상측으로 제거될 수 있다. 바람직하게는 수직관(standpipe)도 함께 제거될 수 있다. 여기에서, 상기 건조제 컨테이너를 갖는 구획부 및 상기 수직관은 상기 모듈레이터에 삽입되는 교환 유닛이다. 이러한 교환 유닛은 상기 응축기의 조립 및 유지보수를 단순화하고, 짧은 시간으로 실행된다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 측방향으로 배치된 모듈레이터에서 상부 과냉각부와 교환 유닛을 갖는 응축기를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 측방향으로 배치된 모듈레이터와 교환 유닛을 갖는 응축기를 나타낸 도면.
도 3은 모듈레이터의 교환 유닛의 실시예를 나타낸 도면.
도 4는 응축기의 변형예를 나타낸 도면.
도 5는 교환 유닛의 실시예를 나타낸 도면.
도 6은 모듈레이터로부터 교환 유닛을 제거하기 위한 기구를 나타낸 도면.
도 1은 대략 사각형태를 가지며, 수평방향으로 연장되는 리브형 냉매 튜브(ribbed tube)로 구성되는 보드 형상의 응축기(1)를 나타낸 것으로, 도면의 평면에 대하여 수직으로 바라본 도면이다. 상기 응축기(1)는 가스 냉매가 흐르는 하부 응축부(1b), 및 구획부재(1f)에 의해 상기 하부 응축부(1b)로부터 구획되어 상기 하부 응축부의 상부에 위치되며, 응축된 액상 냉매가 흐르는 과냉각부(1c)를 포함한다. 상기 가스 냉매는 입구 개구부(1d)를 통해 상기 응축부(1b) 측으로 흐르고, 수평방향 리브형 튜브(1a)를 통해 상기 입구 개구부에 대향하는 출구 개구부(1e)로 흐른다. 상기 입구 개구부(1d)와 출구 개구부(1e) 모두는 상기 응축부(1b)의 하단부로부터 소정 거리를 갖고 배치된다. 도 1에 따른 구성에 있어서, 상기 응축부(1b)에서 구불구불한 형태로 형성된 흐름 가이드에 대한 압력 손실을 감소시키기 위하여, 상기 기체 냉매는 입구 개구부와 출구 개구부 사이에서 수평방향으로 흐른다.
그러나 본 발명에 따른 구성에서, 상기 입구 개구부(1d)와 출구 개구부(1e) 사이의 응축부에 구불구불한 형태의 가스 가이드가 제공될 수 있다.
관형으로 형성되며, 바람직하게는 상기 보드형 응축기(1)의 두께의 크기에 대응하는 지름을 갖는 모듈레이터(2)는 상기 응축부(1b)의 출구 개구부(1e)에 연결된다. 이러한 관형 모듈레이터는 상기 응축기(1)의 높이 만큼 연장되며, 상기 응축부(1b)의 출구 개구부(1e)에 대한 연결 파이프(3)는 모듈레이터(2)의 대략 동일 높이의 입구부(2a)에서 개구되어, 구역 냉매가 모일 수 있는 액상 냉매용 저장부가 모듈레이터의 입구부(2a) 아래에 형성된다.
상기 모듈레이터(2)는 구획부재(2b)에 의하여 상부(2d)와 하부(2c)로 분할되며. 상기 구획부재(2b)는 응축부(1b)와 과냉각부(1c) 사이의 구획부재(1c)와 대략 동일 높이에 위치된다. 상기 모듈레이터의 상부(2d)는 결합 파이프(3a)에 의해 응축기(1)의 과냉각부(1c)에 연결된다. 상기 결합 파이프(3a)는 구획부재(2b, 1f) 바로 위에 또는 상기 모듈레이터의 상부(2d)의 하부 영역과 상기 응축기의 과냉각부(1c)의 하부 영역에 위치되는 것이 바람직하다. 수직관(4)은 모듈레이터의 상부(2d)로부터 하부(2c)의 하부 영역으로 연장된다. 상기 수직관(4)은 그의 단부가 모듈레이터(2)의 바닥부로부터 짧은 거리를 갖고 구비된다. 상기 응축된 냉매는 팽창 밸브로 연결되는 파이프(미도시)에 연결된 출구 개구부(1g)를 통해 과냉각부(1c)로부터 토출된다. 상기 수직관(4)을 통해 응축부(1b)로부터 모듈레이터로 제공된 냉매는 상측으로 유입되어 상기 과냉각부(1c)로 흐르고, 과냉각부에서 액상 냉매는 인위적으로 방열된다.
상기 수직관(4)의 하단부에는, 상기 수직관(4)을 통해 상기 과냉각부(1c)로 전달되기 전 냉매가 흐르는 필터(5)가 제공될 수 있다(도 1, 도 4, 도 3b 및 도 3c). 상기 필터는 도 2, 도3a 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 수직관(4)의 상단부 또는 상부(2d)에 배치될 수 있다. 상단부에 위치된 필터는 5'로 나타내었다.
도 2는 수직관(4)의 출구 개구부와 과냉각부(1c)에 연결되는 연결 개구부(2e) 사이에 필터(5')가 배치되는 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 상기 수직관(4)을 통해 상승한 냉매는 필터(5')를 거쳐 과냉각부(1c)로 흐르게 된다.
도 2는 모듈레이터(2)가 응축기(1)의 측면에 직접 부착되는 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로, 상기 모듈레이터(2)는 하나의 구획부재에 의해 응축기의 응축부(1b)와 과냉각부(1c)로부터 분할된다. 이 경우, 상기 응축기와 모듈레이터의 각 부분들 사이의 연결 파이프(3, 3a)는 생략되어, 상기 응축부(1b)와 모듈레이터의 하부(2c) 사이의 결합 개구부(1e) 및 상기 모듈레이터의 상부(2d)와 응축기의 과냉각부(1c) 사이의 결합 개구부(2e)만이 공통 구획으로 유지된다.
상기 모듈레이터(2)는 그의 상부에서 예를 들면 나사결합부재를 통해 관형 모듈레이터에 나사결합될 수 있는 밀봉 플러그(6)에 의해 밀봉된다. 상기 구획부재(2b)는, 밀봉 플러그(6)를 제거 한 후, 모듈레이터로부터 구획부재(2b)의 제거를 용이하게 할 수 있도록 핸들 브라켓(2f)(도 3b, 도 3c) 또는 다른 수단이 제공될 수 있다. 상기 구획부재(2b)는 외주면에 밀봉링이 제공되어, 상기 모듈레이터의 상부(2d)는 하부(2c)에 대하여 밀봉된다. 상기 구획부재(2b)는 수직관(4) 및 건조제용 컨테이너(예를 들면, 백(7) 또는 카트리지)에 연결되며, 이들 구성요소들(2b, 4, 5, 7)은 상기 밀봉 플러그(6)를 제거 한 후, 상기 모듈레이터(2)로부터 제거될 수 있는 교환유닛을 형성한다. 상기 구획부재(2b)의 외주에서의 밀봉링은, 모듈레이터로부터 교환 유닛과 함께 제거될 수 있는 방식으로, 모듈레이터(2)에 결합되는 것이 바람직하며, 필요시 교환될 수 있다. 그러나, 상기 모듈레이터(2)에는 상기 구획부재(2b)가 삽입되는 밀봉 부재를 제공할 수 있다. 상기 구획부재(2b)에 밀봉 부재를 갖는 구성에서는, 상기 모듈레이터(2)의 내주에 밀봉 안착부가 제공되는 것이 바람직하다.
상기 건조제를 갖는 백(7)은 구획부재(2b)의 하부측에 걸리거나, 수직관(4)의 원주부에 탈착가능하게 고정될 수 있다.
재장착에 있어서, 상기 교환 유닛은 모듈레이터에 삽입될 수 있고, 이후 상기 모듈레이터는 밀봉 플러그(6)에 의해 밀봉될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 구획부재에 대한 스페이서가 밀봉 플러그(6)에 제공될 수 있고, 상기 교환 유닛의 삽입 및 밀봉 플러그의 고정 후, 상기 스페이서는 소정 위치의 원주면에 밀봉부재를 갖는 구획부재(2b)를 위치시킨다. 상기 구획부재는 모듈레이터의 밀봉 안착부에 접촉된다.
도 3은 교환 유닛들의 다른 구성들을 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3c에 따르면, 백(7)은 수직관(4)에 고정된 후크(4a)에 매달린다. 도 3b 에 따른 실시예에서는, 상기 백(7)이 삽입되는 장착 브라켓(4b)이 수직관(4)에 형성된다.
도 3c는 만곡된 수직관(4') 또는 돌출구조를 갖는 수직관을 포함하는 실시예를 나타내고 있으며, 상기 백(7)은 수직관(4')의 후크에 매달려 있다. 이러한 구성에 의해 상기 모듈레이터(2)의 직경은 작게 유지될 수 있다. 상기 후크 대신에, 상기 백(7)과 수직관(4) 또는 구획부재(2b) 사이에 클립 연결부재가 제공될 수 있다.
또한, 상기 백(7)을 수직관(4)에 연결하기 위하여 케이블 클립이나 이와 유사한 고정수단이 제공될 수 있다.
도 3d에 따르면, 수직관(4)이 연장되는 중간부를 통해 건조제용 관형 백(7')이나 관형 카트리지가 제공될 수 있으며, 건조제를 갖는 상기 백(7')은 수직관(4)의 크기만큼 구비될 수 있다. 리테이너로서의 디스크(4d)는 수직관(4)의 하단부에 나사결합될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 디스크(4d)를 갖는 필터(5)는 수직관(4)에 탈착가능하게 연결된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 건조제용 컨테이너(7)는 수직관에 고정되게 결합될 수 있고, 상기 컨테이너의 건조제만이 교환가능하게 구비될 수 있다. 또한, 상기 컨테이너(7)는 건조제가 교환될 때 상기 수직관 및 필터(5)와 함께 교환될 수 있게 구비된다.
도 4는 파이프(3')가 응축부의 바닥부로부터 소정 거리를 갖고 출구 개구부(1e)로부터 모듈레이터(2)에 연결되며, 모듈레이터의 하부 영역(2a')에서 개구되는 변형된 구성을 나타낸 것이다. 이러한 구성 역시, 모듈레이터에는 액체 냉매용 저장부가 응축부에서의 출구 개구부(1e)의 높이에 이르기까지 형성된다.
상기 모듈레이터에 액체 냉매용 저장부를 형성하기 위하여 상기 모듈레이터(2)의 바닥부 위에 소정 거리를 갖고 상기 출구 개구부(1e)를 배치하는 것은, 공조장치가 사용되지 않을 경우, 상기 응축부로의 액체 냉매의 역류가 방지되는 장점이 있다, 상기 공조장치가 작동하지 않은 상태에서의 액체 냉매의 역류는 재 동작시 손상을 초래하게 된다.
상기 교환 유닛의 장점은 주로 막힐 위험성이 있는 필터(5) 및 수직관(4)의 구성요소들을 교체할 수 있는 데 있다. 상기 교환 유닛의 교체에 있어, 상기 응축부에서의 출구 개구부(1e)에 의해 주로 발생하고, 수직관(4)과 필터(5)의 막힘에 의해 증가하는 냉매 측에서의 압력 손실은 감소할 수 있다. 도 2, 도 3(a) 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 이는 퇴적물이 수직관(4)의 그 영역에서 발생할 수 있는 상기 수직관(4)의 상단부에 필터(5)가 배치되는 경우이며, 교체에 의해 신속하게 제거될 수 있다.
도 5는 교환 유닛의 실제 실시예를 나타낸 도면으로, 동일 또는 대응하는 구성요소들에 대해서는 이전 도면에서와 같은 동일 참조부호를 부여한다. 본 실시예에서, 케이지형(cage-shaped) 필터 하우징(50)은 구획부재(2b) 위에 배치되고, 모듈레이터의 상부 및 하부 간의 밀봉을 확보하기 위한 밀봉 링(51)은 필터 하우징과 구획부재(2b) 사이에 제공된다. 냉매 토출을 위해 측방향으로 개구되는 필터 하우징(50)은 상기 구획부재(2b) 및 수직관(4)에 고정되게 결합된다. 이러한 구성에서, 상기 구획부재(2b)는 필터 하우징(50)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 밀봉 링(51)은 상기 구획부재(2b)와 필터 하우징(50) 사이의 원주홈으로 삽입될 수 있다. 상기 필터 하우징(50)은 예를 들면 상부 디스크(50a) 및 하부 디스크(50b)로 구성될 수 있다. 상기 상부 디스크와 하부 디스크는 스테이(stay)(50c)에 의해 서로 연결된다.
상기 필터 하우징(50)에는 핸들 수단(2f)이 제공될 수 있다. 밀봉 플러그(6)가 모듈레이터(2)로부터 제거될 경우, 예를 들면 추출 기구(60)의 탄성 후크(61)가 스냅삽입될수 있도록 상기 필터 하우징(50)의 상측에 홈이 제공된다. 상기 후크는 필터 하우징의 홈 내의 숄더(shoulder)와 결합되어, 상기 교환 유닛은 추출 기구(60)에 의해 모듈레이터(2)로부터 상측으로 제거될 수 있다.
도 6은 추출 기구(60)의 실시예를 나타낸 것으로, 후크(61)가 U자형으로 배치되고, 상기 필터 하우징(50)의 숄더와 결합하여 제거하도록 반경 방향으로 탄성 적으로 변형가능하다. 그러나, 상기 기구는 다른 방식으로 형성되어 제공될 수 있다.
상기 교환 유닛은 적어도 구획부재(2b) 및 건조제를 갖는 컨테이너(7)를 포함한다. 상기 필터(5)를 갖는 수직관(4)은 교환 유닛에 일체로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 교환 유닛은 두 부분으로 형성될 수 있어, 상기 밀봉 플러그를 제거한 후, 제1 부분, 예를 들면 구획부재는 모듈레이터로부터 제거되고, 이후 다른 부재들이 모듈레이터로부터 제거될 수 있다.
상기 모듈레이터(2)의 하부측에 밀봉 플러그가 제공되는 실시예도 가능하다. 상기 밀봉 플러그가 제거된 후, 상기 교환 유닛이 모듈레이터로부터 하측으로 제거될 수 있다. 여기에서, 상기 수직관(4)은 예를 들면 구획부재가 모듈레이터로부터 제거될 수있는 핸들 수단으로서 제공될 수 있다. 그러나, 핸들 수단으로서 하측으로 돌출하는 핸들 브라켓을 구비할 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 교환유닛의 구획부 또는 부재가 삽입부에 접촉하는 스토퍼부가 제공되는 것이 바람직하다.

Claims (12)

  1. 응축부(1b) 및 상기 응축부 위에 배치되는 과냉각부(1c);
    구획부재(2b)에 의해 상기 응축부(1b)에 연결되는 하부(2c)와 상기 과냉각부(1c)에 연결되는 상부(2d)로 분할되는 관형상의 모듈레이터(2);
    상기 모듈레이터의 하부 및 상부 사이에 구비되는 수직관(4);
    상기 모듈레이터의 하부 내의 상기 구획부재의 아래의 건조제용 컨테이너(7); 및
    상기 수직관에 상기 건조제용 컨테이너를 탈착가능하게 고정하는 고정 수단(4a)을 포함하고,
    상기 모듈레이터는 밀봉 플러그(6)를 구비하고,
    상기 구획부재는, 상기 밀봉 플러그의 제거 후, 상기 건조제용 컨테이너 및 상기 수직관과 함께 상기 모듈레이터로부터 제거가능하고,
    상기 고정 수단(4a)은 상기 수직관(4)에 고정되는 후크이고, 상기 건조제용 컨테이너(7)는 상기 수직관(4)에 고정된 상기 후크에 매달려 있는
    차량의 공조장치용 응축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직관(4)은 상기 구획부재(2b)에 연결되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구획부재에 핸들 수단(2f)이 연결되며, 그에 의해, 상기 밀봉 플러그(6)의 제거 후, 상기 구획부재(2b)가 모듈레이터(2)로부터 제거될 수 있게 되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획부재(2b)에는 이 구획부재와 함께 상기 모듈레이터로부터 제거가능한 밀봉 링(51)이 제공되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수직관(4)의 하단부 또는 상기 모듈레이터의 상부(2d)에서의 상기 수직관에 필터(5)가 제공되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획부재(2b) 위에 필터 하우징(50)이 고정되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필터 하우징(50)의 상부측에는 상기 필터 하우징(50), 상기 구획부재(2b) 및 상기 수직관(4)에 의해 형성되는 교환 유닛을 인출하기 위한 기구(60)의 결합 수단이 구비되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조제용 컨테이너는 백이고, 상기 백은 수직관(4)에 탈착가능하게 고정되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈레이터(2)와 상기 응축부(1b) 또는 상기 응축부(1b)의 출구 개구부(1e) 간의 연결부(3)는 상기 모듈레이터에 냉매 저장부를 형성하기 위하여 상기 모듈레이터의 바닥부로부터 거리를 갖고 배치되는
    차량의 공조장치용 응축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 응축부(1b)는 수평으로 연장하며, 가스 냉매의 흐름이 상기 응축부의 전체에서 수평적으로 유도되는 리브형 튜브를 구비하는
    차량의 공조장치용 응축기.
  11. 응축부(1b) 및 상기 응축부 위에 배치되는 과냉각부(1c);
    구획부재(2b)에 의해 상기 응축부(1b)에 연결되는 하부(2c)와 상기 과냉각부(1c)에 연결되는 상부(2d)로 분할되는 관형상의 모듈레이터(2);
    상기 구획부재를 관통하고, 상기 모듈레이터의 하부 및 상부를 서로 연통시키는 수직관(4);
    상기 모듈레이터 하부 내의 상기 구획부재 아래의 건조제용 컨테이너(7); 및
    상기 수직관(4)에 상기 건조제용 컨테이너의 상부를 탈착가능하게 고정하는 고정 수단(4a)을 포함하고,
    상기 모듈레이터에는 밀봉 플러그(6)가 제공되고,
    상기 구획부재는, 상기 밀봉 플러그의 제거 후, 상기 건조제용 컨테이너 및 상기 수직관과 함께 상기 모듈레이터로부터 제거가능하고,
    상기 고정 수단(4a)은 상기 수직관(4)에 고정되는 후크이고, 상기 건조제용 컨테이너(7)는 상기 수직관(4)에 고정된 상기 후크에 매달려 있는
    차량의 공조장치용 응축기.
  12. 삭제
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