KR101448112B1 - 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 공조장치에서 사용되는 냉매 파이프의 연결구조에 관한 것으로서, 플랜지로 연결되는 냉매 파이프 선단에 간격유지수단을 개재하여 냉매 파이프들의 접촉 및 마모를 방지하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 증발기로부터 토출된 냉매가스를 액화되기 쉬운 고온고압의 냉매가스 상태로 압축하는 압축기와, 고온고압의 냉매가스를 상대적으로 온도가 낮은 외기로 열을 전달하며 냉각, 액화하는 응축기와, 냉매의 증발을 용이하게 하기 위해 온도와 압력을 강하시키는 팽창밸브와, 주위 공기로부터 열을 흡수하고, 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 공기가 송풍기에 의하여 차량의 실내로 토출되도록 설치되는 증발기를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치의 냉매 파이프 연결구조에 있어서, 결합부재인 플랜지로 연결되어 냉매가 순환되도록 하는 암·수 플랜지에 각각 장착되어 구성되는 제1 및 제2냉매 파이프사이에 조립시 간격이 유지되도록 하는 간격유지수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 냉매 파이프

Description

차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조{REFRIGERANT PIPE CONNECTION STRUCTURE OF CAR AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 플랜지로 연결되는 냉매 파이프의 선단에 간격유지수단을 개재하여 냉매 파이프들의 마모를 방지하는 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량 공조장치의 에어컨 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매를 압축시키는 압축기(2)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(4)와, 냉매의 온도와 압력을 강하시키는 팽창밸브(6)와, 냉매를 증발시킴으로써 주위의 온도를 저하시키는 증발기(8)로 구성되어 있다.
상기한 에어컨 시스템을 좀더 상세히 설명하면, 증발기(8)로부터 토출된 냉매가스를 액화되기 쉬운 고온고압의 냉매가스 상태로 압축하는 압축기(2)와; 고온고압의 냉매가스를 상대적으로 온도가 낮은 외기로 열을 전달하며 냉각, 액화하는 응축기(4)와; 냉매의 증발을 용이하게 하기 위해 온도와 압력을 강하시키는 팽창밸브(6)와; 주위 공기로부터 열을 흡수하고, 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 공기가 송풍 기에 의하여 차량의 실내로 토출되도록 설치되는 증발기(8)로 구성되어 있다. 상기 증발기(8)에서 기화된 냉매는 다시 압축기(2)로 보내져서 재순환된다.
여기서, 상기 각 구성요소들은 냉매를 이송하기 위한 냉매 파이프로 연결되어 있다. 이러한 냉매 파이프(P)는, 크게 나누어 압축기(2)로 기체상태의 냉매가 흘러 들어가도록 하는 입구측 저압 파이프(10)와, 압축기(2) 및 응축기(4)를 통과하여 액체 상태의 냉매가 흘러 나오는 출구측 고압 파이프(12)로 구분할 수 있다. 상기한 냉매 파이프(P)는, 그 설치 위치에 따라 파이프의 크기 및 재질 등이 달라지게 된다.
상기한 입구측 저압 파이프(10) 및 출구측 고압 파이프(12)는, 클립(Clip) 또는 브라켓(Bracket)에 의해 조립되며, 냉매의 유동에 따른 진동의 영향을 최소화하기 위하여 차체에 고정되는 것이 일반적이다.
이러한 종래 기술에 따른 냉매 파이프(P)의 결합구조가 도 2에 도시되어 있다. 상기 냉매 파이프 결합구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고압 파이프(12) 및 저압 파이프(10)의 외경에 각각 대응하는 클립형 브라켓(14)으로 상기 냉매 파이프(10,12)들을 조립한다.
상기 고압 파이프(12)는 저압 파이프(10)보다 작은 직경 및 두께를 가지고 있다. 따라서 상기 고압 파이프(12)는 저압 파이프(10)보다 더 큰 강성을 지니게 된다.
종래 기술에 의한 냉매 파이프 결합구조에서 상기한 고압 파이프(12)의 연결은 냉매의 유출을 방지하기 위하여 플랜지(F) 조립 방식을 주로 이용한다. 즉, 상 호 연결되는 고압 파이프(12-1,12-2)의 끝부분에 각각 플랜지(16-1,16-2)를 장착하고, 스터드 볼트(Stud Bolt)와 같은 체결부재(18)를 이용하여 플랜지(16-1,16-2)를 체결함으로써 고압 파이프(12-1,12-2 )들을 연결하는 것이다.
여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 한쪽의 고압 파이프(12-1)에는 암 플랜지(16-1)를 형성하고, 다른 쪽의 고압 파이프(12-2)에는 수 플랜지(16-2)를 장착하는 것이 바람직하다. 이는 수 플랜지(16-2)의 삽입관부(20)가 암 플랜지(16-1)의 구멍(22)에 삽입될 경우, 플랜지(F) 상호간의 결합이 보다 강력하게 유지되기 때문이다.
그리고, 고압 파이프(12-2)의 삽입관부(20)에는, 냉매의 유출 방지를 위한 O-링(24)이 삽입된다. 이어서, 스터드 볼트로 된 체결부재(18)를 이용하여 상기 수 플랜지(16-2)와 암 플랜지(16-1)를 체결하게 된다. 스터드 볼트는 수 플랜지(16-2)에 형성된 관통공(26)을 통과하여 암 플랜지(16-1)의 나사공(28)에 나사 체결된다.
상기 수 플랜지(16-2)의 좌측과 암 플랜지(16-1)의 우측에 남아 있는 나사부분에 너트(30)를 체결함으로써, 상기 수 플랜지(16-2)와 암 플랜지(16-1)는 견고하게 결합된다.
상기한 종래의 냉매 파이프 연결구조는, 도 4에 도시한 바와 같이, 암 플랜지(16-1)의 구멍(22)내에 두 파이프(12-1)(12-2)간의 마모가 방지되도록 G로 표시된 간격을 두고 조립되어야 한다.
그러나, 플랜지(F) 체결시의 과도한 토크로 인하여, 삽입관부(20)는 암 플랜지(16-1)의 구멍(22)내에서 고압 파이프(12-1)에 접촉되도록 조립된다.
이에 따라 고압 파이프(12)는, 암 플랜지(16-1)의 구멍(22)내에서 발생한 유동에 의하여 접촉부위는 마모된다.
상기한 고압 파이프(12)를 연결하는 암 플랜지(16-1)내에서 발생한 마모와 변형은, 고압 파이프(12)의 연결에 대한 내구력을 약화시켜 냉매가 누설되며, 에어컨 시스템의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 상기한 바와 같이 종래의 파이프 연결구조는, 암 플랜지(16-1)의 구멍(22)에 삽입시킨 파이프(12-2)의 삽입관부(20) 선단을 확인할 수 없어서 조립 작업시 두 파이프(12-1)(12-2)의 간격(G)을 짐작으로 적당히 이격시켜 접촉마모가 발생하지 않도록 하기 때문에, 조립작업에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술에 대한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 플랜지로 연결되는 냉매 파이프 선단에 간격유지수단을 개재하여 냉매 파이프들의 마모를 방지하는 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 플랜지로 연결되는 냉매 파이프 선단에 간격유지수단의 개재하여 기밀을 증대시키는 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 차량 공조장치용 냉매 파 이프의 연결구조는, 증발기로부터 토출된 냉매가스를 액화되기 쉬운 고온고압의 냉매가스 상태로 압축하는 압축기와, 고온고압의 냉매가스를 상대적으로 온도가 낮은 외기로 열을 전달하며 냉각, 액화하는 응축기와, 냉매의 증발을 용이하게 하기 위해 온도와 압력을 강하시키는 팽창밸브와, 주위 공기로부터 열을 흡수하고, 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 공기가 송풍기에 의하여 차량의 실내로 토출되도록 설치되는 증발기를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치의 냉매 파이프 연결구조에 있어서, 결합부재인 플랜지로 연결되어 냉매가 순환되도록 하는 암·수 플랜지에 각각 장착되어 구성되는 제1 및 제2냉매 파이프사이에 조립시 간격이 유지되도록 하는 간격유지수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 간격유지수단은, 제1 및 제2냉매 파이프사이에 O-링이 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 간격유지수단은, 냉매 파이프에 장착된 암 플랜지의 홈부와, 상기 홈부에 삽입되도록 수 플랜지에 돌출 형성되는 삽입관부와, 상기 홈부와 삽입관부의 외주면에 설치되는 O-링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 O-링은, 암 플렌지의 구멍내에서 제1 및 제2냉매 파이프사이에 개재되는 누출 방지링과, 상기 제2냉매파이프가 설치되는 수 플랜지의 삽입관부에 삽입되는 기밀 유지링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 누출 방지링은, 암 플렌지의 구멍에 삽입 장착되는 제 1냉매 파이프측에 형성된 삽입턱과 밀착홈사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조에 의하면, 플랜지로 연결되는 2개의 냉매 파이프 사이에 설치되는 O-링에 의하여 냉매의 누설이 방지되는 효과가 있다.
또한, 냉매 파이프에 설치되는 O-링에 의하여 간격이 유지되면서 조립됨으로써 조립성과 생산성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다 (종래기술과 동일한 구성요소는 동일부호를 부여한다).
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 파이프를 분해 도시한 사시도이고, 도 6은, 도 5의 냉매 파이프를 분해 도시한 측단면도이다.
본 발명에 의한 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조는, 도 5에 도시한 바와 같이, 에어컨 시스템에서 냉매의 순환이 이루어지도록 설치되고, 결합부재인 플랜지(F)로 연결되는 암·수 플랜지(16-1)(16-2)에 각각 장착되어 구성되는 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이에 조립시 간격이 유지되도록 하는 간격유지수단(32)을 설치하고 있다. 상기 간격유지수단(32)은, 접촉이 예상되는 두 냉매 파이프(P) 사이에 설치되어 마모를 방지하고 냉매의 유출을 차단하게 된다.
상기 냉매 파이프(P)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1냉매 파이프(12-1)와 제2냉매 파이프(12-2)가 연결되어 형성된다. 상기 제1냉매 파이프(12-1)는, 암 플랜지(16-1)에 형성된 구멍(22)의 일측에 일부만 삽입시켜 장착한다.
상기한 암 플렌지(16-1)의 구멍(22)에 장착된 제1냉매 파이프(12-1)에는, 선 단에 밀착홈(36)이 형성되도록 삽입턱(34)이 형성되어 있다.
상기 제2냉매 파이프(12-2)는, 삽입관부(20)가 일측에 돌출되도록 관통시켜 수 플랜지(16-2)에 장착한다.
상기한 삽입관부(20)는, 암 플렌지(16-1)의 구멍(22)에 삽입된다. 상기 삽입관부(20)에는, 기밀유지링(24-2)이 하나 이상 삽입되어 있다.
이러한 간격유지수단(32)인 O-링(24)은, 플랜지(F)와 냉매 파이프(P)의 벌어진 간격 사이에 설치되어, 면 접촉을 차단하여 마모를 방지하고, 틈새를 통해 유출되는 냉매를 차단한다.
상기 O-링(24)은, 암 플렌지(16-1)의 구멍(22)내에서 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이에 개재되는 누출 방지링(24-1)과, 상기 제2냉매파이프(12-2)가 설치되는 수 플랜지(16-2)의 삽입관부(20)에 삽입되는 기밀 유지링(24-2)을 포함하여 2개로 구성되어 있다.
또한, 상기 누출 방지링(24-1)은, 암 플렌지(16-1)의 구멍(22)에 삽입 장착되는 제 1냉매 파이프(12-1)측에 형성된 삽입턱(34)과 밀착홈(36)사이에 삽입 설치된다. 그리고 누출방지링(24-1)은, 필요에 따라 1개 이상 설치할 수 있다.
따라서, 상기 O-링(24) 중 누출 방지링(24-1)은, 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이에 형성되던 종래간격(G)을 없애게 된다. 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이의 간격이 없어짐에 따라, 냉매 파이프(P)를 통과하는 냉매의 흐름이 원활하게 된다. 즉, 냉매의 흐름을 방해하던 간격의 깊이가 낮아짐에 따라, 간격(G)부분에 형성되던 비정상적인 냉매의 흐름이 원활해져 냉매의 누출에 대한 차 단능력이 향상된다.
그리고, 제2냉매 파이프(12-2)에는 누출 방지링(24-1)이 조립된 채로 조립되기 때문에, 별도로 간격을 조정하는 작업이 불필요하다. 따라서, 냉매 파이프의 조립성 및 작업성이 크게 향상된다.
상기한 냉매 파이프(P)에 대한 연결구조는, 고압측 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)뿐만 아니라 에어컨 장치의 기타 파이프들의 연결방법으로도 적용할 수 있다.
이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 냉매의 흐름을 설명한다.
먼저, 에어컨 시스템을 구동시키면 냉매는 냉매 파이프(P)를 따라 순환한다.
상기한 고압측 냉매 파이프(12)를 따라 흐르는 고압의 냉매는, 제2냉매 파이프(12-2) 측에서 제1냉매 파이프(12-1) 측으로 흐르게 된다. 이때 냉매는, 플랜지(F)로 연결되어 있는 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)를 통과한다.
즉, 상기 냉매는, 플랜지(F)내에서 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)를 연결하는 누출 방지링(24-1)을 거쳐 흐르게 된다.
고압측의 제1 및 제2냉매 파이프(12-2)(12-1)내를 기본적으로 차체의 진동 및 통과단면의 변화로 인하여 그 흐름이 원활하지 않다.
특히, 종래의 경우와 같이 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)의 사이에 간격(G)이 형성되어 있으며, 냉매의 흐름이 급격히 변동되고 냉매가 유출되기도 하여 에어컨 시스템의 성능이 저하된다.
그러나, 본 발명과 같이 누출 방지링(24-1)을 설치하게 되면 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이에 형성되던 간격(G)의 깊이가 낮아져 냉매의 흐름에 대한 간섭이 현저히 저감된다.
즉, 상기 누출 방지링(24-1)의 설치로 냉매의 흐름이 원활하게 됨에 따라, 파이프 연결부분에서 발생하던 냉매의 압력 변동성이 줄어들게 된다.
상기 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이를 통과할 때 냉매의 변동성이 저하됨에 따라 냉매의 유속이 일정하게 되고 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)의 연결부분의 밀폐능력은 최상으로 유지된다.
따라서, 상기 플랜지(F)로 연결되는 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)의 연결부분에서 냉매의 유출이 방지된다.
또한, 누출 방지링(24-1)의 설치로 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)의 연결시 일정한 간격을 유지하기 위한 작업이 필요 없게 된다. 왜냐하면, 누출 방지링(24-1)이 설치된 상태로 제2냉매 파이프(12-2)를 조립하면, 누출 방지링(24-1)에 의하여 간격이 자동적으로 유지되기 때문이다.
상기한 바와 같이 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)를 조립하면 파이프의 접촉에 따른 마모가 방지되어 견고하고 기밀한 연결이 유지될 수 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2냉매 파이프(12-2)(12-1)사이에 설치된 누출 방지링(24-1)과 제2냉매 파이프(12-2)에 삽입된 기밀 유지링(24-2)은, 탄성력을 보유한 고무링으로서, 냉매가 흐를 때 발생하는 변동성을 흡수하여 냉매의 유출을 방지한다.
또한, 상기 기밀 유지링(24-2)은, 제2냉매 파이프(12-2)와 암 플랜지(16-1)간에 기밀성을 유지하여 구멍(22)과의 밀착구조를 형성하게 되므로, 누출 방지링(24-1)과 더불어 2중으로 냉매의 누출을 방지하게 된다.
본 발명은, 플랜지로 연결되는 제1 및 제2냉매 파이프사이에 간격유지수단인 O-링을 설치하여, 냉매 파이프의 마모 방지 및 냉매의 유출을 방지함과 동시에 간격유지에 따른 조립성과 작업성을 향상시킨 것으로서, 차량의 공조장치 분야에 널리 이용될 수 있다.
도 1은, 종래 기술에 따른 차량의 공조장치용 에어컨 시스템을 도시한 도면.
도 2는, 종래의 에어컨 시스템에 대한 냉매 파이프를 도시한 도면.
도 3은, 도 2에서 고압측 냉매 파이프를 분해 도시한 사시도.
도 4는, 도 3의 냉매 파이프의 조립을 도시한 측단면도.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매 파이프를 분해 도시한 사시도.
도 6은, 도 5의 냉매 파이프를 분해 도시한 측단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2:압축기 4:응축기
6:팽창밸브 8:증발기
16-1:암 플랜지(Female Flange) 16-2:수 플랜지(Male Flange)
20:삽입관부 22:구멍
24:O-링(Ring) 24-1:누출 방지링
24-2:기밀 유지링 32:간격유지수단

Claims (4)

  1. 증발기(8)로부터 토출된 냉매가스를 액화되기 쉬운 고온고압의 냉매가스 상태로 압축하는 압축기(2)와, 고온고압의 냉매가스를 상대적으로 온도가 낮은 외기로 열을 전달하며 냉각, 액화하는 응축기(4)와, 냉매의 증발을 용이하게 하기 위해 온도와 압력을 강하시키는 팽창밸브(6)와, 주위 공기로부터 열을 흡수하고, 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 공기가 송풍기에 의하여 차량의 실내로 토출되도록 설치되는 증발기(8)를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치의 냉매 파이프 연결구조에 있어서,
    결합부재인 플랜지(F)로 연결되어 냉매가 순환되도록 하는 암·수 플랜지(16-1)(16-2)에 각각 장착되어 구성되는 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이에 조립시 간격이 유지되도록 하는 간격유지수단(32)이 설치되며,
    상기 간격유지수단(32)은,
    상기 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이에 설치되는 O-링(24)이며, 상기 O-링(24)은, 상기 암 플렌지(16-1)의 구멍(22)내에서 상기 제1 및 제2냉매 파이프(12-1)(12-2)사이의 간격(G)에 개재되는 누출 방지링(24-1)과, 상기 제2냉매파이프(12-2)가 설치되는 수 플랜지(16-2)의 삽입관부(20) 외주면에 하나 이상 설치되는 기밀 유지링(24-2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격유지수단(32)은, 암 플렌지(16-1)의 구멍(22)에 삽입 장착되는 제 1냉매 파이프(12-1)측에 형성된 삽입턱(34)과 밀착홈(36)사이에 밀착하여 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조.
KR1020080042240A 2008-05-07 2008-05-07 차량 공조장치용 냉매 파이프의 연결구조 KR101448112B1 (ko)

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WO2023106774A1 (en) * 2021-12-09 2023-06-15 Hanon Systems Connection element for connecting lines for conducting a fluid

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