KR101340470B1

KR101340470B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR101340470B1
Application number: KR1020100120629A
Authority: KR
Inventors: 안용남; 정재원; 맹찬주; 진수용
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2013-12-12
Also published as: KR20120059031A

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 팽창수단(팽창밸브)과 증발기를 연결하도록 설치되는 커넥터에 냉매를 분기할 수 있는 구조를 형성하여 상기 팽창수단에서 배출된 냉매를 분기하여 상기 증발기의 제1,2증발부로 각각 공급할 수 있도록 함으로써, 단일 증발시스템의 팽창밸브를 이중 증발시스템에 적용할 수 있게 되어 팽창밸브를 공용화할 수 있고 이로인해 개발기간 및 비용이 절감되며, 아울러 상기 커넥터에 냉매 분기구조가 형성되므로 분기되는 냉매 유량을 간단하게 조정할 수 있음은 물론 배관 구조를 단순화 할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioner for vehicle}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 팽창수단(팽창밸브)과 증발기를 연결하도록 설치되는 커넥터에 냉매를 분기할 수 있는 구조를 형성하여 상기 팽창수단에서 배출된 냉매를 분기하여 상기 증발기의 제1,2증발부로 각각 공급할 수 있도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기한다.

이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 배관(5)으로 연결되어 이루어지며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.

자동차 공조장치의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다. 이상의 냉매순환과정에 있어서, 차량 실내의 냉방은 상술한 바와 같이 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.

한편, 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(3)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 단일 증발시스템으로는 냉방효율을 향상시키는데에 한계가 있기 때문에 도 2와 같이, 이중 증발을 통해 냉방효율을 향상시킨 이중 증발시스템이 개발되고 있다.

도 2에 도시된 이중 증발시스템은, 2개의 증발기(4a.4b)를 나란히 배치하여 구성한 것이며, 이때 냉매는 하나의 팽창밸브(3a)를 통과하는 과정에서 팽창됨과 동시에 분기되어 배출된 후 상기 각각의 증발기(4a,4b)로 공급되게 된다.

이처럼 이중 증발시스템에서는 이중 증발시스템에 맞게 설계된 팽창밸브(3a)를 사용하고 있다.

아울러, 상기와 같은 이중 증발시스템은, 공기유동방향으로 상류측에 배치된 첫번째 증발기(4a)를 통해 공기를 1차 냉각하고, 두번째 증발기(4b)로는 1차 냉각된 공기를 재차 냉각하여 냉방효율을 향상하게 된다.

그러나, 상기한 종래기술은, 도 1의 단일 증발시스템에서 사용되는 팽창밸브(2)와 도 2의 이중 증발시스템에서 사용되는 팽창밸브(3a)의 구조가 달라 각 증발시스템에 맞게 팽창밸브(3)(3a)를 설계해야하므로 비용 및 개발기간이 많이 소요되는 문제가 있고,

특히, 단일 증발시스템과 이중 증발시스템에서 팽창밸브(3)(3a)를 공용화할 수 없기 때문에 비용이 더욱 증대되는 문제가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 팽창수단(팽창밸브)과 증발기를 연결하도록 설치되는 커넥터에 냉매를 분기할 수 있는 구조를 형성하여 상기 팽창수단에서 배출된 냉매를 분기하여 상기 증발기의 제1,2증발부로 각각 공급할 수 있도록 함으로써, 단일 증발시스템의 팽창밸브를 이중 증발시스템에 적용할 수 있게 되어 팽창밸브를 공용화할 수 있고 이로인해 개발기간 및 비용이 절감되며, 아울러 상기 커넥터에 냉매 분기구조가 형성되므로 분기되는 냉매 유량을 간단하게 조정할 수 있음은 물론 배관 구조를 단순화 할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 배출된 냉매를 팽창시키도록 내부에 팽창유로를 구비한 팽창수단과, 상기 팽창수단에서 팽창되어 배출된 냉매를 각각 공급받아 증발시킨 후 상기 압축기로 배출시키도록 각각 입,출구파이프를 갖는 제1증발부 및 제2증발부를 구비하되, 상기 제1,2증발부가 블로어에 의해 송풍되는 공기의 유동방향으로 상,하류측에 중첩되게 배치된 증발기와, 상기 팽창수단과 증발기를 연결하도록 설치됨과 아울러 상기 팽창수단에서 팽창되어 배출된 냉매를 분기하여 상기 제1,2증발부로 각각 공급하는 커넥터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 팽창밸브의 단일 팽창유로와 증발기의 입구파이프를 연결 접속하는 커넥터에 제1,2증발부로 냉매를 분기할 수 있는 구조(제1,2공급유로, 분기유로)를 형성하여 상기 팽창밸브에서 배출된 냉매를 분기하여 상기 증발기의 제1,2증발부로 각각 공급할 수 있도록 함으로써, 단일 증발시스템에 적용되는 팽창밸브를 이중 증발시스템에 적용할 수 있게 되어 팽창밸브를 공용화할 수 있고 이로인해 비용이 절감됨은 물론 각 증발시스템에 맞는 팽창밸브를 개발할 필요가 없으므로 개발기간도 단축할 수 있다.

또한, 상기 커넥터내에 제1,2공급유로 및 분기유로로 구성된 냉매 분기구조가 형성되어 상기 팽창밸브와 증발기의 입,출구파이프를 직접 결합함으로써, 냉매 배관구조를 단순화 할 수 있다.

그리고, 상기 커넥터를 통해 냉방부하가 크게 걸리는 제1증발부에는 상대적으로 많은 냉매 유량을 배분하고, 냉방부하가 작게 걸리는 제2증발부에는 상대적으로 적은 냉매 유량을 배분함으로써, 냉방성능 및 효율 향상을 극대화 할 수 있다.

또한, 상기 커넥터내에 제1,2공급유로 및 분기유로로 구성된 냉매 분기구조를 형성한 후, 상기 분기유로의 직경을 조정하거나 상기 캡에 일정길이의 유량조절바를 형성함으로써, 제1,2공급유로(제1,2증발부)로 배분되는 냉매 유량을 간단하게 조정할 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 이중 증발시스템을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 단일 블로어를 통해 송풍되는 공기가 제1,2증발부를 순서대로 통과하는 과정에서의 온도변화를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 증발기와 커넥터 및 팽창밸브를 나타내는 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 커넥터와 팽창밸브를 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 커넥터의 캡에 유량조절바가 형성된 경우를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 압축기(100) -> 응축기(110) -> 팽창수단(120) -> 증발기(130)를 냉매 배관(105)으로 연결하여 구성되되, 상기 증발기(130)를 2개의 증발영역으로 분리하여 제1증발부(131)와 제2증발부(132)로 구성한 이중 증발시스템이다.

상기 압축기(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(130)에서 토출된 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(110)로 토출하게 된다.

상기 응축기(110)는 상기 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 팽창수단(120)으로 토출하게 된다.

상기 팽창수단(120)은, 상기 응축기(110)에서 배출된 고온 고압의 액상 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액상(습포화) 상태가 되게 한 후, 상기 증발기(130)로 공급하게 된다.

상기 팽창수단(120)은, 도 3과 같이, 상기 응축기(110)와 증발기(130)를 연결하는 냉매 배관(105)상에 단일의 팽창밸브(121)를 설치하여 이루어진다.

상기 팽창밸브(121)는, 도 6과 같이, 응축기(110)로부터 공급받은 냉매를 팽창시키도록 하부에는 오리피스(123a)를 갖는 팽창유로(123)가 형성되며, 상부에는 증발기(130)에서 배출된 냉매를 압축기(100)로 공급하도록 연결유로(124)가 형성된 본체(122)와, 상기 팽창유로(123)의 오리피스(123a)를 통과하는 냉매의 유량을 조절하는 밸브(125)와, 상기 연결유로(124)내를 유동하는 냉매의 온도변화에 따라 변위되는 다이아프램(126)에 의해 승하강하면서 상기 밸브(125)를 이동시키는 샤프트(127)로 구성된다.

따라서, 상기 증발기(130)에서 배출되어 상기 연결유로(124)내를 유동하는 냉매 온도에 따라 상기 다이아프램(126)이 상,하방향으로 변위되게 되고, 이와 연동하는 상기 샤프트(127)가 상기 본체(122)의 내부에서 승하강하면서 상기 밸브(125)를 이동시켜 상기 팽창유로(123)의 오리피스(123a) 개도를 조절함으로써, 상기 팽창유로(123)를 통해 증발기(130)로 공급되는 냉매유량이 조절되게 된다.

이처럼, 상기 팽창밸브(121)는 응축기(110)와 증발기(130)의 사이에 설치되어 냉매가 증발기(130)에서 급격히 증발될 수 있도록 응축된 냉매를 팽창시키고, 이렇게 팽창된 냉매가 증발기(130)에서 적절한 과열도를 유지하면서 증발될 수 있도록 증발기(130)로 공급되는 냉매유량을 조절하는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 응축기(110)와 팽창수단(120)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창수단(120)으로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 증발기(130)는 상기 팽창밸브(121)에서 팽창되어 배출된 냉매를 각각 공급받아 증발시킨 후 상기 압축기(100)로 배출시키도록 각각 입,출구파이프(131a,131b)(132a,132b)를 갖는 제1증발부(131) 및 제2증발부(132)를 구비하여 구성된다.

따라서, 상기 팽창밸브(121)로부터 팽창 냉매를 공급받아 단일 블로어(140)를 통해 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.

또한, 상기 제1,2증발부(131,132)는 단일의 증발기(130)를 2개의 증발영역으로 분리하여 제1증발부(131)와 제2증발부(132)를 구성하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제1증발부(131)와 제2증발부(132)는, 단일의 블로어(140)에 의해 송풍되는 공기가 제1,2증발부(131,132)를 순차적으로 통과하는 과정에서 냉각되도록, 상기 공기의 유동방향으로 상,하류측에 중첩되게 배치된다.

상기한 증발기(130)는, 상호 일정간격 이격되어 나란하게 배치됨과 아울러 각각 격벽(134,136)에 의해 내부 공간이 양분되는 제1,2탱크(133,135)와,

상기 제1,2탱크(133,135)를 연통시키도록 연결되되, 제1탱크(133)내의 양분된 공간과 제2탱크(135)내의 양분된 공간을 각각 연통시켜 상기 공기유동방향으로 상류측에 제1증발부(131) 및 하류측에 제2증발부(132)를 구성하는 복수개의 튜브(137,138)와,

상기 제1증발부(131)측 제1탱크(133) 또는 제2탱크(135)의 양단부에 형성되는 입구파이프(131a) 및 출구파이프(131b)와,

상기 제2증발부(132)측 제1탱크(133) 또는 제2탱크(135)의 양단부에 형성되는 입구파이프(131a) 및 출구파이프(131b)와,

상기 복수개의 튜브(138) 사이에 개재되는 방열핀(미도시)으로 이루어진다.

상기 공기유동방향으로 상,하류측에 설치된 상기 제1증발부(131)측 튜브(137)들과 제2증발부(132)측 튜브(138)들은 일체형으로 형성될 수도 있고, 또는 서로 분리된 형태로 형성될 수도 있다.

한편, 도면에서는 상기 제1증발부(131)의 입,출구파이프(131a)(131b)는 제1증발부(131)측 제1탱크(133)의 양단부에 연결 형성되고, 상기 제2증발부(132)의 입,출구파이프(132a)(132b)는 제2증발부(132)측 제1탱크(133)의 양단부에 연결 형성된다.

이때, 상기 제1증발부(131)의 입구파이프(131a)와 제2증발부(132)의 입구파이프(132a)는 제1탱크(133)의 서로 반대 방향에 연결 형성됨으로써, 상기 팽창밸브(121)로부터 배출된 냉매가 아래에서 설명될 커넥터(160)의 제1,2공급유로(162)(163)를 통해 분기된 후 상기 제1증발부(131) 및 제2증발부(132)를 서로 반대방향으로 유동하게 된다.

또한, 상기 제1증발부(131)의 입구파이프(131a)와 제2증발부(132)의 입구파이프(132a)는 상기 커넥터(160)의 제1,2공급유로(162)(163)를 통해 상기 팽창밸브(121)의 팽창유로(123)와 연결되고, 상기 제1증발부(131)의 출구파이프(131b)와 상기 제2증발부(132)의 출구파이프(132b)는 단부가 합류되게 형성되어 상기 커넥터(160)의 출구유로(166)를 통해 상기 팽창밸브(121)의 연결유로(124)와 연결된다.

그리고, 상기 제1탱크(133) 또는 제2탱크(135)의 내부에는 배플(139)이 설치되는데, 상기 배플(139)은, 상기 제1,2탱크(133,135)의 내부 공간을 냉매 유동방향으로 구획하게 된다. 따라서, 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 입구파이프(131a)(132a)를 통해 유입된 냉매는 상기 배플(139)에 의해 각 증발부를 지그재그 형태로 유동한 후, 출구파이프(131b)(132b)를 통해 배출된다.

한편, 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 출구파이프(131b)(132b)에서 배출된 냉매는 다시 합류된 후, 상기 커넥터(160)의 출구유로(166)와 팽창밸브(121)의 연결유로(124)를 거쳐 상기 압축기(100)로 유입된다.

그리고, 본 발명에서는, 상기 팽창수단(120)과 증발기(130)를 연결하도록 설치됨과 아울러 상기 팽창수단(120)에서 팽창되어 배출된 냉매를 분기하여 상기 제1,2증발부(131,132)로 각각 공급하는 커넥터(160)가 구비된다.

즉, 상기 커넥터(160)는 상기 팽창밸브(121) 단일 팽창유로(123)와 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 입구파이프(131a)(132a)를 연결함과 아울러 상기 팽창밸브(121)의 연결유로(124)와 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 출구파이프(131b)(132b)를 연결하게 된다.

이러한 상기 커넥터(160)는, 일측이 상기 팽창밸브(121)와 연결 결합되고 타측은 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 입,출구파이프(131a,131b)(132a,132b)와 연결 결합되는 몸체(161)와,

상기 몸체(161)의 양측을 관통하도록 형성되어 상기 팽창밸브(121)의 단일 팽창유로(123)와 상기 제1증발부(131)의 입구파이프(131a)를 연통되게 연결하는 제1공급유로(162)와,

상기 몸체(161)의 내부에 상기 제1공급유로(162)와 일정간격 이격되게 형성되어 상기 제2증발부(132)의 입구파이프(132a)와 연결되는 제2공급유로(163)와,

상기 몸체(161)의 내부에 상기 제1공급유로(162)와 제2공급유로(163)를 연결하도록 형성되어 상기 제1공급유로(162)를 유동하는 냉매를 제2공급유로(163)로 일정량 분기하는 분기유로(164)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 분기유로(164)는, 몸체(161)의 일단부(하단부)에서 수직으로 일정깊이 드릴가공하여 상기 제1공급유로(162)와 제2공급유로(163)를 관통함으로써, 제1공급유로(162)와 제2공급유로(163)를 서로 연통되게 연결하게 된다.

이때, 상기 분기유로(164)의 개방된 일단부(하단부)는 캡(165)을 결합하여 폐쇄하게 된다.

또한, 상기 몸체(161)의 내부에는 상기 제1공급유로(162)와 일정간격 이격되어 몸체(161)의 양측을 관통하도록 형성됨과 아울러 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 출구파이프(131b)(132b)가 합류된 상태로 연결되는 출구유로(166)가 형성된다.

그리고, 상기 몸체(161)의 제1공급유로(162) 일측과, 상기 출구유로(166) 일측에는 각각 접속부(162a)(166a)가 돌출 형성되어 상기 팽창밸브(121)의 팽창유로(123)와 연결유로(124)의 일측으로 삽입되어 결합되게 된다.

한편, 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 입구파이프(131a)(132a)는 상기 몸체(161)의 제1,2공급유로(162)(163)에 삽입되어 결합되고, 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 출구파이프(131b)(132b)는 끝단부가 합류되게 형성되어 상기 몸체(161)의 출구유로(166)에 삽입되어 결합된다.

또한, 상기 제1공급유로(162)는 상기 팽창유로(123)의 출구와 동심상에 형성되고, 상기 제2공급유로(163)는 상기 제1공급유로(162)의 하측으로 일정간격 이격되어 평행하게 형성되며, 상기 분기유로(164)는 상기 제1,2공급유로(162)(163)에 대해 직각으로 형성된다.

아울러, 상기 출구유로(166)는 상기 제1공급유로(162)의 상측으로 일정간격 이격되어 평행하게 형성된다.

이와 같이, 본 발명은 상기 팽창밸브(121)의 단일 팽창유로(123)와 상기 증발기(130)의 입구파이프(131a)(132a)를 연결 접속하는 커넥터(160)에 상기 제1,2증발부(131,132)로 냉매를 분기할 수 있는 구조(제1,2공급유로(162)(163), 분기유로(164))를 형성하여 상기 팽창밸브(121)에서 배출된 냉매를 분기하여 상기 증발기(130)의 제1,2증발부(131,132)로 각각 공급할 수 있도록 함으로써, 단일 증발시스템에 적용되는 팽창밸브(121)를 이중 증발시스템에 적용할 수 있게 되어 팽창밸브(121)를 공용화할 수 있고 이로인해 비용이 절감됨은 물론 각 증발시스템에 맞는 팽창밸브(121)를 개발할 필요가 없으므로 개발기간도 단축할 수 있다.

또한, 상기 커넥터(160)내에 제1,2공급유로(162)(163) 및 분기유로(164)로 구성된 냉매 분기구조가 형성되어 상기 팽창밸브(121)와 증발기(130)의 입,출구파이프(131a,131b)(132a,132b)를 직접 결합함으로써, 냉매 배관(105) 구조를 단순화 할 수 있다.

한편, 상기 단일의 블로어(140)를 통해 송풍되는 공기는 상기 제1증발부(131) 및 제2증발부(132)를 순차적으로 통과하게 되는데, 이때, 공조케이스(150)의 내부에서 단일 블로어(140)에 의해 송풍되는 공기의 유동방향으로 상류측에 있는 제1증발부(131)에는 더운공기가 유입되므로 상대적으로 냉매부하가 크게 걸리게 되고, 하류측에 있는 제2증발부(132)에는 제1증발부(131)에서 1차 냉각된 공기가 유입되므로 상대적으로 냉방부하가 작게 걸리게 된다.

즉, 도 4와 같이, 상기 단일 블로어(140)로부터 송풍되어 제1증발부(131)를 통과하기 전의 공기는 고온이고, 제1증발부(131)를 통과하면서 1차 냉각된 공기는 중온이며, 제2증발부(132)를 통과하면서 재차 냉각된 공기는 저온으로 바뀌게 된다.

따라서, 단일 블로어(140)로부터 송풍되는 공기가 통과하는 순서대로 제1,2증발부(131,132)에 걸리는 냉방부하가 순차적으로 작아지는 특성을 고려하여, 공기 유동방향으로 상류측에 배치된 제1증발부(131)에는 하류측에 배치된 제2증발부(132) 보다 상대적으로 많은 양의 냉매가 배분되어 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 냉방부하가 크게 걸리는 제1증발부(131)에는 상대적으로 많은 냉매 유량을 배분하고, 냉방부하가 작게 걸리는 제2증발부(132)에는 상대적으로 적은 냉매 유량을 배분하도록 하는 것이다.

본 발명에서는 상기 커넥터(160)의 제1공급유로(162)가 상기 팽창밸브(121)의 팽창유로(123) 출구와 동심상에 형성되어 있고, 제2공급유로(163)는 분기유로(164)를 통해 제1공급유로(162)로부터 분기되어 형성되기 때문에, 일직선인 제1공급유로(162) 보다는 직각으로 꺽인 제2공급유로(163)에서 압력이 많이 걸려 손실이 발생하게 된다.

따라서, 상기 커넥터(160)의 제1공급유로(162)로는 냉매유량이 많게 되고, 제2공급유로(163)로는 냉매유량이 상대적으로 적게 되어, 상기 제1공급유로(162)와 연결된 제1증발부(131)측으로 상대적으로 냉매유량이 많이 공급되고, 상기 제2공급유로(163)와 연결된 제2증발부(132)측으로는 상대적으로 냉매유량이 적게 공급된다.

이와 같이, 상기 커넥터(160)를 통해 냉방부하가 크게 걸리는 제1증발부(131)에는 상대적으로 많은 냉매 유량을 배분하고, 냉방부하가 적게 걸리는 제2증발부(132)에는 상대적으로 적은 냉매 유량을 배분함으로써, 냉방성능 및 효율 향상을 극대화 할 수 있다.

또한, 상기 제1,2증발부(131,132)의 냉방부하량에 따라 상기 커넥터(160)의 분기유로(164)의 직경을 조정하면 상기 제1,2공급유로(162)(163)를 통해 공급되는 냉매의 유량 배분을 간편하게 조정할 수 있다.

즉, 상기 커넥터(160)의 분기유로(164)의 직경을 상기 제1,2공급유로(162)(163)내의 최소 직경과 같게 형성하게 되면, 직각으로 꺽인 제2공급유로(163)측으로의 냉매 배분이 상대적으로 적어지게 되고,

상기 커넥터(160)의 분기유로(164)의 직경을 상기 제1,2공급유로(162)(163)내의 최소 직경보다 작게 형성하게 되면, 직각으로 꺽인 제2공급유로(163)측으로의 냉매 배분이 더욱 적어지게 되며,

상기 커넥터(160)의 분기유로(164)의 직경을 상기 제1,2공급유로(162)(163)내의 최소 직경보다 크게 형성하게 되면, 제1,2공급유로(162)(163)의 냉매 배분이 동일하게 되거나 제2공급유로(163)측으로의 냉매 배분을 더 많게 할 수도 있다.

본 발명에서는 상기 제1증발부(131)에 냉방부하가 상대적으로 크게 걸리고 제2증발부(132)에는 냉방부하가 상대적으로 작게 걸리게 되므로, 상기 분기유로(164)의 직경은 상기 제1공급유로(162)의 최소 직경과 같거나 작게 형성하여, 상기 제1증발부(131)에 상대적으로 많은 양의 냉매를 공급하고 제2증발부(132)에는 상대적으로 적은 양의 냉매를 공급하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 커넥터(160)의 제1,2공급유로(162)(163)로 공급되는 냉매 유량배분을 조정하기 위한 다른 방법으로는, 도 7과 같이, 상기 분기유로(164)의 개방된 하부를 폐쇄하도록 결합되는 캡(165)에 상기 분기유로(164)를 통해 제2공급유로(163)로 공급되는 냉매유량을 가변할 수 있도록 분기유로(164)내로 일정길이 삽입되는 유량조절바(165a)를 형성할 수도 있다.

이때, 상기 캡(165)의 상측에 일정길이 돌출 형성되는 유량조절바(165a)의 끝단부는 상기 제2공급유로(163)와 중첩되는 위치까지 연장 되어 상기 제2공급유로(163)로 공급되는 유량에 직접적인 영향을 미치는 분기유로(164) 부분의 단면적을 조정함으로써, 제1,2공급유로(162)(163)로 공급되는 냉매 유량배분을 간편하게 조정 할 수 있다.

즉, 상기 캡(165)의 유량조절바(165a)를 통해 상기 제2공급유로(163)의 입구측과 연결되는 분기유로(164)의 단면적을 축소하게 되면, 상기 제2공급유로(163)로 공급되는 냉매유량이 적어지게 되어 상기 제1공급유로(162)로 상대적으로 많은 냉매유량이 배분되고, 상기 제2공급유로(163)로는 상대적으로 적은 냉매유량이 배분되는 것이다.

한편, 상기 유량조절바(165a)를 길이별로 미리 제작해 놓게 되면, 상기 캡(165)을 교체하는 것만으로 상기 제1,2공급유로(162)(163)의 유량 배분을 간단히 조정할 수 있다.

이와 같이, 상기 커넥터(160)내에 제1,2공급유로(162)(163) 및 분기유로(164)로 구성된 냉매 분기구조를 형성한 후, 상기 분기유로(164)의 직경을 조정하거나 상기 캡(165)에 일정길이의 유량조절바(165a)를 형성함으로써, 제1,2공급유로(162)(163)로 배분되는 냉매 유량을 간단하게 조정할 수 있음은 물론 배관 구조를 단순화 할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 상기 압축기(100)에서 압축되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 응축기(110)로 유입된다.

상기 응축기(110)로 유입된 기상냉매는 외부공기와의 열교환을 통해 응축되면서 고온 고압의 액상 냉매로 상변화 한 후, 상기 팽창밸브(121)의 팽창유로(123)로 유입된다.

상기 팽창밸브(121)의 팽창유로(123)로 유입된 냉매는 팽창유로(123)를 통과하는 과정에서 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 커넥터(160)의 제1공급유로(162)로 유입된다.

상기 커넥터(160)의 제1공급유로(162)로 냉매가 유입되면, 일부는 제1공급유로(162)를 통과한 후 제1증발부(131)측 입구파이프(131a)를 통해 제1증발부(131)로 공급되고, 일부는 분기유로(164) 및 제2공급유로(163)를 통과 한 후 제2증발부(132)측 입구파이프(132a)를 통해 제2증발부(132)로 공급된다.

이때, 상기 분기유로(164)의 직경을 조정하거나 상기 캡(165)의 유량조절바(165a) 길이를 조정하여 분기유로(164)의 유로 단면적을 조정함으로써, 상기 제1,2증발부(131,132)로 공급되는 냉매의 배분량을 조정할 수 있다.

본 발명에서는 냉방부하가 많이 걸리는 제1증발부(131)에 상대적으로 많은 냉매유량이 배분되고, 냉방부하가 적게 걸리는 제2증발부(132)에 상대적으로 적은 냉매유량이 배분된다.

계속해서, 상기 제1,2증발부(131,132)의 서로 반대방향에 형성된 각 입구파이프(131a)(132a)를 통해 제1,2증발부(131,132)로 공급된 저온 저압의 액상냉매는 제1,2증발부(131,132)를 서로 반대방향으로 유동하게 되는데, 이때, 제1,2증발부(131,132)의 튜브(137)(138)들을 지그재그 형태로 유동하는 과정에서 단일 블로어(140)를 통해 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각시키게 된다.

상기 제1,2증발부(131,132)를 서로 반대방향으로 유동하면서 증발된 냉매는 각 출구파이프(131b)(132b)를 통해 배출되면서 합류된 후, 상기 커넥터(160)의 출구유로(166)로 유입되고,

이후, 상기 팽창밸브(121)의 연결유로(124)를 거쳐 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.

100: 압축기 110: 응축기
120: 팽창수단 121: 팽창밸브
123: 팽창유로 124: 연결유로
130: 증발기 131: 제1증발부
131a,132a: 입구파이프 131b,132b: 출구파이프
132: 제2증발부 133: 제1탱크
134,136: 격벽 135: 제2탱크
137,138: 튜브 139: 배플
140: 블로어 150: 공조케이스
160: 커넥터 161: 몸체
162: 제1공급유로 163: 제2공급유로
164: 분기유로 165: 캡
165a: 유량조절바 166: 출구유로

Claims

냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(100)와,
상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(110)와,
상기 응축기(110)에서 배출된 냉매를 팽창시키도록 내부에 팽창유로(123)를 구비한 팽창수단(120)과,
상기 팽창수단(120)에서 팽창되어 배출된 냉매를 각각 공급받아 증발시킨 후 상기 압축기(100)로 배출시키도록 각각 입,출구파이프(131a,131b)(132a,132b)를 갖는 제1증발부(131) 및 제2증발부(132)를 구비하되, 상기 제1,2증발부(131,132)가 블로어(140)에 의해 송풍되는 공기의 유동방향으로 상,하류측에 중첩되게 배치된 증발기(130)와,
상기 팽창수단(120)과 증발기(130)를 연결하도록 설치됨과 아울러 상기 팽창수단(120)에서 팽창되어 배출된 냉매를 분기하여 상기 제1,2증발부(131,132)로 각각 공급하는 커넥터(160)를 포함하여 이루어지되,
상기 커넥터(160)는,
일측이 상기 팽창수단(120)과 연결 결합되고 타측은 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 입,출구파이프(131a,131b)(132a,132b)와 연결 결합되는 몸체(161)와,
상기 몸체(161)의 양측을 관통하도록 형성되어 상기 팽창수단(120)의 팽창유로(123)와 상기 제1증발부(131)의 입구파이프(131a)를 연통되게 연결하는 제1공급유로(162)와,
상기 몸체(161)의 내부에 상기 제1공급유로(162)와 일정간격 이격되게 형성되어 상기 제2증발부(132)의 입구파이프(132a)와 연결되는 제2공급유로(163)와,
상기 몸체(161)의 내부에 상기 제1공급유로(162)와 제2공급유로(163)를 연결하도록 형성되어 상기 제1공급유로(162)를 유동하는 냉매를 제2공급유로(163)로 일정량 분기하는 분기유로(164)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 분기유로(164)는, 상기 제1공급유로(162)와 제2공급유로(163)를 연결하도록 상기 몸체(161)의 일단부에서 드릴가공하여 형성되되, 개방된 일단부는 캡(165)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 몸체(161)의 내부에는 상기 제1공급유로(162)와 일정간격 이격되어 몸체(161)의 양측을 관통하도록 형성됨과 아울러 상기 제1,2증발부(131,132)의 각 출구파이프(131b)(132b)가 합류된 상태로 연결되는 출구유로(166)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1공급유로(162)는 상기 팽창유로(123)의 출구와 동심상에 형성되고,
상기 제2공급유로(163)는 상기 제1공급유로(162)의 하측으로 일정간격 이격되어 평행하게 형성되며,
상기 분기유로(164)는 상기 제1,2공급유로(162)(163)에 대해 직각으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분기유로(164)의 직경은 상기 제1공급유로(162)의 최소 직경과 같거나 작게 형성되어, 상기 제1,2증발부(131,132) 중 냉방부하가 작게 걸리는 제2증발부(132)에 상대적으로 적은 양의 냉매가 배분되어 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 3 항에 있어서,
상기 캡(165)에는 상기 분기유로(164)를 통해 제2공급유로(163)로 공급되는 냉매유량을 가변할 수 있도록 상기 분기유로(164)내로 일정길이 삽입되는 유량조절바(165a)가 형성되어, 상기 제1,2증발부(131,132) 중 냉방부하가 작게 걸리는 제2증발부(132)에 상대적으로 적은 양의 냉매가 배분되어 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 증발기(130)는,
상호 일정간격 이격되어 나란하게 배치됨과 아울러 각각 격벽(134,136)에 의해 내부 공간이 양분되는 제1,2탱크(133,135)와,
상기 제1,2탱크(133,135)를 연통시키도록 연결되되, 제1탱크(133)내의 양분된 공간과 제2탱크(135)내의 양분된 공간을 각각 연통시켜 상기 공기유동방향으로 상류측에 제1증발부(131) 및 하류측에 제2증발부(132)를 구성하는 복수개의 튜브(137)(138)와,
상기 제1증발부(131)측 제1탱크(133) 또는 제2탱크(135)의 양단부에 형성되는 상기 입구파이프(131a) 및 출구파이프(131b)와,
상기 제2증발부(132)측 제1탱크(133) 또는 제2탱크(135)의 양단부에 형성되는 상기 입구파이프(132a) 및 출구파이프(132b)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.