KR101341565B1 - 차량용 냉동 사이클 - Google Patents

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KR101341565B1 KR1020100129094A KR20100129094A KR101341565B1 KR 101341565 B1 KR101341565 B1 KR 101341565B1 KR 1020100129094 A KR1020100129094 A KR 1020100129094A KR 20100129094 A KR20100129094 A KR 20100129094A KR 101341565 B1 KR101341565 B1 KR 101341565B1
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이덕호
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Abstract

본 발명은 엔진의 구동력을 전달받아 구동되어 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 전달받아 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매에 포함된 기체상태의 냉매를 분리하여 액화되도록 하는 리시버 드라이어와, 상기 리시버 드라이어로부터 응축된 냉매를 전달받아 교축시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 리시버 드라이어에서 팽창밸브로 전달되는 냉매의 일부를 전달받아 교축시키는 보조 팽창밸브와, 상기 리시버 드라이어와 일체로 형성되되, 보조 팽창밸브에 의해 교축된 냉매를 전달받아 리시버 드라이어에 수용된 냉매와 열교환시키고, 열교환된 냉매를 압축기로 전달하는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 리시버 드라이어와 일체로 형성되는 열교환부를 설치하여 냉매를 열교환시킴으로써 냉동 사이클의 구조를 단순화함과 동시에 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 보조 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매가 증발기를 거치지 않고 열교환되기 때문에, 과도한 팽창에 의해 증발기가 어는 등의 문제점이 발생하지 않아 보조 팽창밸브에 의해 냉매를 과도하게 팽창시킬 수 있어 열교환 효율을 더욱 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 냉동 사이클 {FREEZING CYCLE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 냉동 사이클에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리시버 드라이어와 일체로 형성되는 열교환부를 설치하여 냉매를 열교환시킴으로써 냉동 사이클의 구조를 단순화함과 동시에 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 차량용 냉동 사이클에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 냉동 사이클은 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 압축기에 의하여 냉매를 압축하여 응축기로 보내고, 이 응축기에서 냉각팬의 강제 송풍에 의하여 냉매를 응축시킨 다음, 이 냉매를 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거치도록 하여 다시 압축기로 복귀시키는 과정에서, 공조케이스의 입구단에 설치되는 블로어 유닛에 의해 송풍되는 공기와 증발기를 거치는 냉매를 열교환시켜 냉기 상태가 된 송풍공기를 차량의 실내로 토출시킴으로써 자동차 실내를 냉방하게 되는 것이다.
또한, 열교환 효율을 향상시키기 위하여 응축기 출구의 고온 고압의 냉매와 증발기 출구의 저온 저압의 냉매를 상호 열교환 시키는 이중관 열교환기가 설치되어 있다.
도 1은 종래에 따른 이중관 열교환기를 이용한 차량용 냉동 사이클을 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이 차량용 냉동 사이클은, 엔진의 구동력을 전달받아 구동되는 압축기(10)와, 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축기(20)에서 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매에 포함된 기체상태의 냉매를 분리하여 액화되도록 하는 리시버 드라이어(30)와, 리시버 드라이어(30)로부터 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매를 교축시키는 팽창밸브(40)와, 팽창밸브(40)로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기(50)와, 리시버 드라이어(30) 출구의 냉매와 증발기(50) 출구의 냉매를 상호 열교환 시키는 이중관 열교환기(60)로 구성된다.
또한, 이중관 열교환기(60)는 리시버 드라이어(30) 출구와 연결된 내측관과 증발기(50) 출구와 연결된 외측관으로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 종래의 차량용 냉동 사이클의 냉매 순환과정을 살펴보면 다음과 같다.
차량 공조장치의 냉방 스위치(미도시)가 온(on)되면, 먼저 압축기(10)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 시상 냉매를 흡입, 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(20)로 송출하고, 응축기(20)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다.
이때, 리시버 드라이어(30)는 응축기(20)에 의해 고온 고압의 액체로 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매에 포함된 기체상태의 냉매를 분리하여 액화시키고 액화된 냉매를 팽창밸브(40)로 송출한다.
그리고, 팽창밸브(40)로 송출된 액상 냉매는 팽창밸브(40)의 교축작용에 의해 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(50)에 보내지고, 증발기(50)는 그 냉매를 블로어 유닛(미도시)에 의해 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다.
이때, 리시버 드라이어(30) 출구의 고온 고압의 냉매는 이중관 열교환기(60)의 내측관으로 유동되고, 증발기(50) 출구의 저온 저압의 냉매는 이중관 열교환기(60)의 외측관으로 유동되어 이를 상호 열교환시켜 열교환 효율을 향상시키게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 차량용 냉동 사이클은 열교환 효율을 향상시키기 위해 복잡한 이중관 구조를 갖는 이중관 열교환기를 별도로 설치하여야 하기 때문에, 그에 따른 작업 공정이 증가하게 되고 비용 또한 증가하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 리시버 드라이어와 일체로 형성되는 열교환부를 설치하여 냉매를 열교환시킴으로써 냉동 사이클의 구조를 단순화함과 동시에 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 차량용 냉동 사이클을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 엔진의 구동력을 전달받아 구동되어 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 전달받아 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매에 포함된 기체상태의 냉매를 분리하여 액화되도록 하는 리시버 드라이어와, 상기 리시버 드라이어로부터 응축된 냉매를 전달받아 교축시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기와, 상기 리시버 드라이어에서 팽창밸브로 전달되는 냉매의 일부를 전달받아 교축시키는 보조 팽창밸브와, 상기 리시버 드라이어와 일체로 형성되되, 보조 팽창밸브에 의해 교축된 냉매를 전달받아 리시버 드라이어에 수용된 냉매와 열교환시키고, 열교환된 냉매를 압축기로 전달하는 열교환부에 의해 달성된다.
또한, 상기 리시버 드라이어는 내부에 수용공간이 형성되는 수용 탱크와, 상기 수용 탱크의 내부 수용공간과 연통되도록 형성되어 응축기의 출구와 연결되는 유입관과, 상기 수용 탱크의 하부에 내부 수용공간과 연통되도록 형성되어 내부에 수용된 냉매를 유출하는 유출관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열교환부는 상기 리시버 드라이어를 감싸도록 설치되어 내부 공간을 형성하는 열교환 탱크와, 상기 열교환 탱크의 내부 공간과 연통되도록 형성되어 보조 팽창밸브의 출구와 연결되는 유입관과, 상기 열교환 탱크의 내부 공간과 연통되도록 형성되어 압축기의 입구와 연결되는 유출관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 팽창밸브는 오리피스 형태로 형성될 수 있다.
이에 의해, 리시버 드라이어와 일체로 형성되는 열교환부를 설치하여 냉매를 열교환시킴으로써 냉동 사이클의 구조를 단순화함과 동시에 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 보조 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매가 증발기를 거치지 않고 열교환되기 때문에, 과도한 팽창에 의해 증발기가 어는 등의 문제점이 발생하지 않아 보조 팽창밸브에 의해 냉매를 과도하게 팽창시킬 수 있어 열교환 효율을 더욱 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 리시버 드라이어의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 리시버 드라이어의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 리시버 드라이어의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 리시버 드라이어의 다른 예를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클은, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(미도시)의 구동력을 전달받아 구동되어 냉매를 압축시키는 압축기(100)와, 압축기(100)에서 압축된 냉매를 전달받아 응축시키는 응축기(200)와, 응축기(200)에서 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매에 포함된 기체상태의 냉매를 분리하여 액화되도록 하는 리시버 드라이어(300)와, 리시버 드라이어(300)로부터 응축된 냉매를 전달받아 교축시키는 팽창밸브(400)와, 팽창밸브(400)로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기(500)와, 리시버 드라이어(300)에서 팽창밸브(400)로 전달되는 냉매의 일부를 전달받아 교축시키는 보조 팽창밸브(600)와, 리시버 드라이어(300)와 일체로 형성되되 보조 팽창밸브(600)에 의해 교축된 냉매를 전달받아 리시버 드라이어(300)에 수용된 냉매와 열교환시키고, 열교환된 냉매를 압축기(100)로 전달하는 열교환부(320)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 차량용 냉동 사이클은 일반적으로 널리 사용되는 것으로 자세한 설명은 생략하고, 이하에서는 본 발명의 주요 특징인 리시버 드라이어(300)와 보조 팽창밸브(600)에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 일 구성 요소인 리시버 드라이어(300)는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 내부에 수용공간이 형성되는 수용 탱크(310)와, 수용 탱크(310)의 내부 수용공간과 연통되도록 형성되는 유입관(311) 및 유출관(312)와, 수용 탱크(310)를 감싸도록 설치되어 내부에 공간을 형성하는 열교환 탱크(321)와 열교환 탱크(321)의 내부 공간과 연통되도록 형성되는 유입관(322) 및 유출관(323)을 갖는 열교환부(320)로 구성된다.
먼저, 수용 탱크(310)는 내부에 수용공간이 형성된 원통 형상의 구조체로, 상부에 수용 탱크(310)의 수용공간과 연통되는 유입관(311)이 형성되고, 이 유입관(311)은 응축기(200)의 출구와 연결된다.
그리고, 수용 탱크(310)의 하부에 수용 탱크(310)의 수용공간과 연통되는 유출관(312)이 형성되고, 이 유출관(312)은 팽창밸브(400) 및 보조 팽창밸브(600)와 연결된다.
상기와 같이 구성된 수용 탱크(310)는 응축기(200)에 의해 응축된 냉매가 유입관(311)을 통해 내부 수용공간으로 유입되고, 내부 수용공간으로 유입된 냉매는 유출관(312)을 통해 수용 탱크(310)의 외부로 유출된다.
수용 탱크(310)로부터 유출된 냉매는 대부분 팽창밸브(400)로 송출되어 팽창되지만, 일부는 보조 팽창밸브(600)로 송출되어 보조 팽창밸브(600)에 의해 팽창되어 열교환부(320)의 열교환 탱크(321)로 유입된다.
열교환 탱크(321)는 수용 탱크(310)을 감싸도록 형성되어 수용 탱크(310)와의 사이에 일정 공간을 형성하며, 열교환 탱크(321)의 일 측에는 열교환 탱크(321)의 내부 공간과 연통되고 보조 팽창밸브(600)와 연결되는 유입관(322)가 형성되며, 열교환 탱크(321)의 타 측에는 열교환 탱크(321)의 내부 공간과 연통되고 압축기(100)의 입구와 연결되는 유출관(323)이 형성된다.
상기와 같은 열교환 탱크(321)는 보조 팽창밸브(600)에 의해 팽창된 냉매가 유입관(322)을 통해 내부 공간으로 유입되고, 내부 공간으로 유입된 냉매는 유출관(323)에 의해 유출되어 압축기(100)로 송출된다.
상기와 같이 구성되는 리시버 드라이어(300)는 응축기(200)에서 응축된 냉매와 보조 팽창밸브(600)에서 팽창된 냉매를 열교환시킴으로써 냉매를 과냉각시켜 열교환 효율을 증대시키는 것이다.
이때, 보조 팽창밸브(600)는 일반적으로 사용되는 팽창밸브로 마련될 수 있고, 오리피스 형태로 마련될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 리시버 드라이어(300)는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 수용 탱크(310)의 하부에 유입관(311)이 형성될 수도 있다.
이 경우에는 유입관(311)이 수용 탱크(310) 내부 수용공간의 상부 측까지 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 리시버 드라이어(310)의 수용 탱크(310)가 응축기(200)로부터 응축된 냉매를 전달받아 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 액상 냉매만을 유출관(312)으로 유출시키기 위함이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클의 냉매 순환과정을 살펴보면 다음과 같다.
차량 공조장치의 냉방 스위치(미도시)가 온(on)되면, 먼저 압축기(100)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(200)로 송출하고, 응축기(200)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축하게 된다.
그리고, 응축기(200)에 의해 응축된 냉매는 리시버 드라이어(300)의 수용 탱크(310)로 유입되고, 수용 탱크(310)에 유입된 냉매는 유출관(312)을 통해 유출된다.
상기와 같이 수용 탱크(310)에서 유출된 냉매의 대부분은 팽창밸브(400)로 송출되어 팽창되고, 증발기(500)에 의해 증발된 후 압축기(100)로 환원된다.
한편, 수용 탱크(310)에서 유출된 냉매의 일부분은 보조 팽창밸브(600)에 의해 팽창된 후, 리시버 드라이어(300)에 일체로 형성된 열교환부(320)의 열교환 탱크(321)로 유입관(322)를 통해 유입된다.
상기와 같이 열교환 탱크(321)로 팽창된 저온 저압의 냉매가 유입되면, 수용 탱크(310)의 고온 고압의 냉매와 상호 열교환되어 수용 탱크(310) 내의 냉매를 과냉각시킴으로써 열교환 효율을 증가시키게 되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 냉동 사이클은 리시버 드라이어와 일체로 형성되는 열교환부를 설치하여 냉매를 열교환시킴으로써 냉동 사이클의 구조를 단순화함과 동시에 열교환 효율을 증가시킬 수 있으며, 보조 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매가 증발기를 거치지 않고 열교환되기 때문에, 과도한 팽창에 의해 증발기가 어는 등의 문제점이 발생하지 않아 보조 팽창밸브에 의해 냉매를 과도하게 팽창시킬 수 있어 열교환 효율을 더욱 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
10 : 압축기 20 : 응축기
30 : 리시버 드라이어 40 : 팽창밸브
50 : 증발기 60 : 이중관 열교환기
100 : 압축기 200 : 응축기
300 : 리시버 드라이어 310 : 수용 탱크
311 : 유입관 312 : 유출관
320 : 열교환부 321 : 열교환 탱크
322 : 유입관 323 : 유출관
400 : 팽창밸브 500 : 증발기
600 : 보조 팽창밸브

Claims (4)

  1. 엔진의 구동력을 전달받아 구동되어 냉매를 압축시키는 압축기(100)와;
    상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 전달받아 응축시키는 응축기(200)와;
    상기 응축기(200)에서 응축된 냉매를 전달받아 응축된 냉매에 포함된 기체상태의 냉매를 분리하여 액화되도록 하는 리시버 드라이어(300)와;
    상기 리시버 드라이어(300)로부터 응축된 냉매를 전달받아 교축시키는 팽창밸브(400)와;
    상기 팽창밸브(400)로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기(500)와;
    상기 리시버 드라이어(300)에서 팽창밸브(400)로 전달되는 냉매의 일부를 전달받아 교축시키는 보조 팽창밸브(600)와;
    상기 리시버 드라이어(300)의 외부에 일체로 형성되되, 보조 팽창밸브(600)에 의해 교축된 냉매를 전달받아 리시버 드라이어(300)에 수용된 냉매와 열교환시키고, 열교환된 냉매를 압축기(100)로 전달하는 열교환부(320)를 포함하며,
    상기 리시버 드라이어(300)는,
    내부에 수용공간이 형성되는 수용 탱크(310)와;
    상기 수용 탱크(310)의 하부에 내부 수용공간과 연통되도록 형성되어 응축기(200)의 출구와 연결되는 유입관(311)과;
    상기 수용 탱크(310)의 하부에 내부 수용공간과 연통되도록 형성되어 내부에 수용된 냉매를 유출하는 유출관(312)을 포함하며,
    상기 유입관(311)은 상기 수용 탱크(310) 내부 수용공간의 상부 측까지 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉동 사이클.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부(320)는,
    상기 리시버 드라이어(300)를 감싸도록 설치되어 내부 공간을 형성하는 열교환 탱크(321)와;
    상기 열교환 탱크(321)의 내부 공간과 연통되도록 형성되어 보조 팽창밸브(600)의 출구와 연결되는 유입관(322)과;
    상기 열교환 탱크(321)의 내부 공간과 연통되도록 형성되어 압축기(100)의 입구와 연결되는 유출관(323)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉동 사이클.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조 팽창밸브(600)는 오리피스 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉동 사이클.
KR1020100129094A 2010-12-16 2010-12-16 차량용 냉동 사이클 KR101341565B1 (ko)

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