KR101544880B1 - Freezing cycle of air conditioner for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압축기, 응축기, 내부열교환기, 팽창밸브, 증발기로 구성된 냉동사이클에서 팽창밸브와 증발기의 사이에 이젝터(ejector)를 설치하여 이젝터에서 토출된 냉매 중 일부는 증발기로 공급하고 일부는 분지파이프를 통해 내부열교환기를 거쳐 이젝터로 재흡입되도록 함으로써, 상기 이젝터의 흡입작용에 의해 증발기로 공급되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 내부열교환기로 순환되어 동일크기의 내부열교환기 보다 더 많은 열교환량을 얻을 수 있고 이로인해 내부열교환기의 크기(길이)를 축소할 수 있으며, 아울러 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 감소하여 압축기의 내구성을 향상하고 냉매유량도 증대되어 냉방성능을 향상하며, 또한 상기 팽창밸브가 내부열교환기의 하류측 냉매의 온도,압력을 감지하여 냉매유량을 제어하므로 압축기로 유입되는 냉매온도를 제어하기 쉽고 증발기의 과열도도 적정하게 유지할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a refrigeration cycle of an air conditioner for a vehicle, and more particularly, to a refrigeration cycle for a vehicle air conditioner, and more particularly to a refrigeration cycle comprising a compressor, a condenser, an internal heat exchanger, an expansion valve and an evaporator, A part of the refrigerant is supplied to an evaporator and a part of the refrigerant is sucked into an ejector through an internal heat exchanger through a branch pipe so that refrigerant having a lower pressure and temperature than the refrigerant supplied to the evaporator by the suction action of the ejector is introduced into the internal heat exchanger The length of the internal heat exchanger can be reduced, and the temperature of the refrigerant introduced into the compressor can be reduced to improve the durability of the compressor, and the refrigerant flow rate And the expansion valve improves the cooling performance, Relates to a downstream-side refrigerant temperature, refrigerant cycle for a vehicle air conditioner, so that by sensing the pressure controlling the refrigerant flow rate to control the temperature of the refrigerant entering the compressor superheat of the evaporator is also easily possible to keep the titration of the group.

냉동사이클, 이젝터, 내부열교환기, 분지파이프 Refrigeration cycle, ejector, internal heat exchanger, branch pipe

Description

차량용 에어컨의 냉동사이클{Freezing cycle of air conditioner for vehicle}[0001] The present invention relates to a refrigeration cycle of an air conditioner for a vehicle,

본 발명은 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압축기, 응축기, 내부열교환기, 팽창밸브, 증발기로 구성된 냉동사이클에서 팽창밸브와 증발기의 사이에 이젝터(ejector)를 설치하여 이젝터에서 토출된 냉매 중 일부는 증발기로 공급하고 일부는 분지파이프를 통해 내부열교환기를 거쳐 이젝터로 재흡입되도록 함으로써, 상기 이젝터의 흡입작용에 의해 증발기로 공급되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 내부열교환기로 순환되어 동일크기의 내부열교환기 보다 더 많은 열교환량을 얻을 수 있고 이로인해 내부열교환기의 크기(길이)를 축소할 수 있으며, 아울러 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 감소하여 압축기의 내구성을 향상하고 냉매유량도 증대되어 냉방성능을 향상하며, 또한 상기 팽창밸브가 내부열교환기의 하류측 냉매의 온도,압력을 감지하여 냉매유량을 제어하므로 압축기로 유입되는 냉매온도를 제어하기 쉽고 증발기의 과열도도 적정하게 유지할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a refrigeration cycle of an air conditioner for a vehicle, and more particularly, to a refrigeration cycle for a vehicle air conditioner, and more particularly to a refrigeration cycle comprising a compressor, a condenser, an internal heat exchanger, an expansion valve and an evaporator, A part of the refrigerant is supplied to an evaporator and a part of the refrigerant is sucked into an ejector through an internal heat exchanger through a branch pipe so that refrigerant having a lower pressure and temperature than the refrigerant supplied to the evaporator by the suction action of the ejector is introduced into the internal heat exchanger The length of the internal heat exchanger can be reduced, and the temperature of the refrigerant introduced into the compressor can be reduced to improve the durability of the compressor, and the refrigerant flow rate And the expansion valve improves the cooling performance, Relates to a downstream-side refrigerant temperature, refrigerant cycle for a vehicle air conditioner, so that by sensing the pressure controlling the refrigerant flow rate to control the temperature of the refrigerant entering the compressor superheat of the evaporator is also easily possible to keep the titration of the group.

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.Background Art [0002] A vehicle air conditioner is an automobile interior product installed for the purpose of enabling a driver to secure front and rear vision by removing air from the windshield during rainy or winter or by cooling or heating the interior of the automobile in the summer or winter season. Such an air conditioner usually has a heating system and a cooling system at the same time so that the outside air or the inside is selectively introduced to heat or cool the air and then air is blown into the interior of the automobile to cool,

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 파이프(5)로 연결되어 이루어지며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.1, a general refrigeration cycle of such an air conditioner is generally composed of a compressor 1 for compressing and sending refrigerant, a condenser 1 for condensing high-pressure refrigerant sent out from the compressor 1 An expansion valve 3 for condensing the refrigerant condensed in the condenser 2 and condensing the refrigerant condensed in the condenser 2 and a low pressure liquid refrigerant throttled by the expansion valve 3, And an evaporator 4 for cooling the air discharged to the room by the endothermic effect of the evaporation of the refrigerant by evaporating by heat exchange with the air is connected to the refrigerant pipe 5 and the following refrigerant circulation process is performed Thereby cooling the interior of the automobile.

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 저압 의 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.When the cooling switch (not shown) of the automotive air conditioner is turned on, the compressor 1 sucks and compresses the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while being driven by the power of the engine and supplies the gaseous refrigerant to the condenser 2 And the condenser 2 heat-exchanges the gaseous refrigerant with the outside air to condense into a high-temperature high-pressure liquid. The liquid refrigerant discharged from the condenser 2 in a high-temperature and high-pressure state rapidly expands due to the throttling action of the expansion valve 3 and is sent to the evaporator 4 in a low-temperature low-pressure humidified state, The blower (not shown) exchanges the refrigerant with the air blowing into the vehicle interior. The refrigerant evaporates in the evaporator 4 and is discharged to the low-temperature and low-pressure gas state. The refrigerant is again sucked into the compressor 1 to recycle the refrigeration cycle as described above. In the above-mentioned refrigerant circulation process, as described above, the air blown by the blower (not shown) is cooled by the latent heat of evaporation of the liquid refrigerant circulating in the evaporator 4 through the evaporator 4 And discharged into the inside of the vehicle in a cold state.

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.A receiver dryer (not shown) is provided between the condenser 2 and the expansion valve 3 to separate the refrigerant from the gas phase and the liquid phase so that only the liquid phase refrigerant can be supplied to the expansion valve 3 .

상술한 바와 같은 냉동사이클을 통해 냉방작용을 하는 공조장치의 냉방효율은 여러 가지 요인들에 의해 결정되는 바, 그 중에서도 팽창밸브(3)에 의해 교축되기 직전의 고압 냉매의 과냉도와 증발기(4)에서 배출되는 저압 냉매의 과열도는 각각 냉매 유동성과 증발기(4)에서의 압력 강하량 그리고 증발기(4)의 과열영역(증발기의 냉매 배출구측 일부 영역)과 압축기(1)의 체적효율 등에 영향을 미쳐 공조장치의 냉방효율에 상당한 영향을 주게 된다.The cooling efficiency of the air conditioner that performs the cooling operation through the above-described refrigeration cycle is determined by various factors. Among them, the supercooling of the high-pressure refrigerant just before being throttled by the expansion valve 3, The degree of superheat of the low-pressure refrigerant discharged from the evaporator 4 influences the refrigerant fluidity, the pressure drop amount in the evaporator 4, the superheating region of the evaporator 4 (partial area on the refrigerant outlet side of the evaporator) and the volume efficiency of the compressor 1 Thereby significantly affecting the cooling efficiency of the air conditioner.

예컨대, 교축되기 전 냉매의 과냉도가 증가하면, 냉매의 비체적이 감소되어 냉매유동이 안정화되고 증발기(4)에서의 냉매 압력강하량이 감소되어 공조장치의 냉방효율이 증대되며 압축기(1)의 동력소모량은 감소한다. 반면, 증발기(4)에서 배출되는 저압 냉매의 과열도가 적정하게 유지되지 않으면, 액상 냉매의 압축기(1) 유입을 방지하기 위해 냉매가 완전히 기화할 수 있게 설정되는 상대적으로 온도가 높은 증발기(4)의 과열영역이 확대되어야 하기 때문에 공조장치의 냉방성능이 떨어 지게 된다. For example, if the supercooling degree of the refrigerant before the throttling is increased, the refrigerant flow is stabilized because the refrigerant flow is stabilized and the refrigerant pressure drop amount in the evaporator 4 is decreased, thereby increasing the cooling efficiency of the air conditioner, Consumption decreases. On the other hand, if the superheat degree of the low-pressure refrigerant discharged from the evaporator 4 is not properly maintained, the evaporator 4 having a relatively high temperature, which is set to completely evaporate the refrigerant to prevent the liquid refrigerant from flowing into the compressor 1 ) Of the air conditioner must be enlarged, so that the cooling performance of the air conditioner is lowered.

따라서, 차량 공조장치들은, 일반적으로, 교축되기 전 냉매의 과냉도가 증가하고 증발기(4)에서 배출되는 냉매의 과열도가 적정하게 유지되면 냉방성능이 높아지게 된다.Accordingly, in general, when the supercooling degree of the refrigerant increases before the throttling and the superheat degree of the refrigerant discharged from the evaporator 4 is appropriately maintained, the cooling performance is improved.

이에, 차량 공조장치의 냉방성능을 향상하기 위해 증발기(4)에 유입되기에 앞서 팽창밸브(3)에 의해 교축되는 고온 고압의 액상 냉매를 과냉화하고 증발기(4)에서 배출되는 냉매의 과열도를 적정화할 수 있는 다양한 시도들이 있어 온 바, 현재에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 팽창밸브(3)에 유입되는 고온 고압의 액상 냉매와 증발기(4)에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매를 상호 열교환시킴으로써 교축 전의 고온 고압 액상 냉매를 과냉화하고 증발기(4)로부터 배출되는 저압 냉매의 과열도를 적정화하는 내부열교환기(6)가 주로 사용되고 있다.In order to improve the cooling performance of the vehicle air conditioning system, the liquid refrigerant of high temperature and high pressure throttled by the expansion valve 3 is sub-cooled before flowing into the evaporator 4, and the superheat degree of the refrigerant discharged from the evaporator 4 Pressure liquid refrigerant flowing into the expansion valve 3 and the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant discharged from the evaporator 4, as shown in FIG. 2, An internal heat exchanger 6 for subcooling the high-temperature high-pressure liquid refrigerant before the throttle by mutual heat exchange and appropriately superheating the low-pressure refrigerant discharged from the evaporator 4 is mainly used.

이 내부열교환기(6)는 팽창밸브(3)에 의해 교축되기전의 고온 고압 액상냉매와 증발기(4)에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매를 상호 열교환시킴으로써, 증발기(4)에 유입되는 냉매의 유동을 안정화하고 증발기(4) 내에서의 냉매 압력강하량을 감소시키며, 액상 냉매의 압축기(1) 유입 방지를 위해 냉매가 완전히 기화할 수 있게 설정되어 온도가 상대적으로 높은 증발기(4)의 과열영역(미도시)을 축소할 수 있게 한다. The internal heat exchanger 6 exchanges heat between the high-temperature high-pressure liquid refrigerant before being throttled by the expansion valve 3 and the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant discharged from the evaporator 4 to thereby exchange the refrigerant flowing into the evaporator 4 (Not shown) of the evaporator 4 which is set to be able to completely evaporate the refrigerant to prevent the inflow of the liquid refrigerant into the compressor 1, Time).

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 내부열교환기(6)가 냉방시스템에 채용되는 경우, 증발기(4)에 유입되는 냉매의 비체적이 줄어 증발기(4)에서의 냉매 압력강하량이 축소되므로 증발기(4)내 각 냉각튜브에서의 냉매 유동을 안정화할 수 있고, 아울러 압축기(1)에 유입되는 냉매를 증발기(4)에서 배출된 이후에 과열화할 수 있으므로 온도가 상대적으로 높아 공조장치의 냉방성능 저하의 요인이 되는 증발기(4)의 과열영역을 축소할 수 있어 공조장치의 냉방효율을 크게 높일 수 있다. 결과적으로 압축기(1), 응축기(2) 및 증발기(4)의 효율화를 도모하여 공조장치의 고효율화 및 소형화에 기여할 수 있다.2, when the internal heat exchanger 6 is employed in the cooling system, since the amount of the refrigerant introduced into the evaporator 4 is reduced and the refrigerant pressure drop in the evaporator 4 is reduced, the evaporator 4 The refrigerant flowing into the compressor 1 can be superheated after being discharged from the evaporator 4, so that the temperature of the refrigerant is relatively high, so that the cooling performance of the air conditioner is deteriorated. The overheating region of the evaporator 4 as a factor can be reduced, and the cooling efficiency of the air conditioner can be greatly increased. As a result, the efficiency of the compressor 1, the condenser 2, and the evaporator 4 can be improved, contributing to the high efficiency and miniaturization of the air conditioner.

그러나, 상기 증발기(4)에서 토출된 과열된 냉매가 상기 내부열교환기(6)를 거치면서 응축기(2)에서 토출된 고온 고압의 냉매와 추가 열교환하여 과열된 냉매의 온도가 추가로 상승되고 결국 압축기(1)로 유입되는 냉매의 온도를 상승시켜 압축기(1)의 내구성이 저하됨은 물론 압축기(1)와 연결된 냉매파이프(5)의 내구성도 저하되는 문제가 있다.However, when the superheated refrigerant discharged from the evaporator 4 passes through the internal heat exchanger 6 to further heat exchange with the high temperature high pressure refrigerant discharged from the condenser 2, the temperature of the superheated refrigerant further rises, There is a problem that the durability of the compressor 1 is lowered by raising the temperature of the refrigerant flowing into the compressor 1 and the durability of the refrigerant pipe 5 connected to the compressor 1 is also lowered.

또한, 상기 압축기(1)로 유입되는 냉매의 온도가 필요이상으로 상승하게 되면 비체적의 증가로 인한 냉매 유량이 감소하여 냉방성능이 저하되는 문제도 있었다.In addition, when the temperature of the refrigerant flowing into the compressor 1 rises more than necessary, the refrigerant flow rate due to the increase of the specific volume is decreased, thereby deteriorating the cooling performance.

그리고, 상기 팽창밸브(3)는 상기 증발기(4)에서 토출되는 냉매의 온도,압력을 감지하여 냉매유량을 조절하게 되는데, 이때 상기 팽창밸브(3)가 내부열교환기(6)의 상류측 냉매의 온도,압력을 감지하므로 압축기(1)로 향하는 내부열교환기(6)의 출구측 냉매가 과열되어도 냉매유량을 제어할 수 없고 이로인해 내부열교환기(6)에서 토출되어 압축기(1)로 유입되는 냉매의 온도를 제어하기 어려운 문제가 있다.The expansion valve 3 controls the refrigerant flow rate by sensing the temperature and the pressure of the refrigerant discharged from the evaporator 4. The expansion valve 3 controls the refrigerant flow rate of the refrigerant upstream of the internal heat exchanger 6 The refrigerant flow rate can not be controlled even if the refrigerant at the outlet side of the internal heat exchanger 6 directed to the compressor 1 is overheated and the refrigerant discharged from the internal heat exchanger 6 and flowing into the compressor 1 There is a problem that it is difficult to control the temperature.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압축기, 응축기, 내부열교환기, 팽창밸브, 증발기로 구성된 냉동사이클에서 팽창밸브와 증발기의 사이에 이젝터(ejector)를 설치하여 이젝터에서 토출된 냉매 중 일부는 증발기로 공급하고 일부는 분지파이프를 통해 내부열교환기를 거쳐 이젝터로 재흡입되도록 함으로써, 상기 이젝터의 흡입작용에 의해 증발기로 공급되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 내부열교환기로 순환되어 동일크기의 내부열교환기 보다 더 많은 열교환량을 얻을 수 있고 이로인해 내부열교환기의 크기(길이)를 축소할 수 있으며, 아울러 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 감소하여 압축기의 내구성을 향상하고 냉매유량도 증대되어 냉방성능을 향상하며, 또한 상기 팽창밸브가 내부열교환기의 하류측 냉매의 온도,압력을 감지하여 냉매유량을 제어하므로 압축기로 유입되는 냉매온도를 제어하기 쉽고 증발기의 과열도도 적정하게 유지할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an ejector between an expansion valve and an evaporator in a refrigeration cycle comprising a compressor, a condenser, an internal heat exchanger, an expansion valve and an evaporator, And a part of the refrigerant is re-sucked into the ejector through an internal heat exchanger through a branch pipe, so that refrigerant having a lower pressure and temperature than the refrigerant supplied to the evaporator by the suction action of the ejector is circulated to the internal heat exchanger, The length of the internal heat exchanger can be reduced and the temperature of the refrigerant introduced into the compressor can be reduced to improve the durability of the compressor and increase the refrigerant flow rate, And the expansion valve controls the temperature of the refrigerant on the downstream side of the internal heat exchanger , By detecting the pressure controlling the refrigerant flow rate, so to provide a refrigeration cycle for a vehicle air conditioning evaporator superheat of easily controlling the coolant temperature be maintained properly flowing into the compressor.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 흡입하여 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기를 각각 냉매파이프로 연결하여 이루어진 차량용 에어컨의 냉동사이클에 있어서, 상기 팽창밸브와 증발기의 사이에는 상기 팽창밸브에서 토출된 냉매와, 상기 팽창밸브와 압축기 사이를 유동하는 냉매로부터 재흡입한 일부 냉매를 혼합하여 증발기로 공급하는 이젝터(ejector)가 설치되고, 상기 응축기와 팽창밸브의 사이에는 응축기에서 토출된 냉매와, 상기 이젝터로 재흡입되는 냉매를 상호 열교환시키는 내부열교환기가 설치되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigerant compressor comprising: a compressor for sucking and compressing refrigerant; a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor; an expansion valve for throttling the refrigerant condensed in the condenser; Wherein the refrigerant discharged from the expansion valve and the refrigerant flowing between the expansion valve and the compressor are connected to each other by a refrigerant pipe connected to the evaporator for evaporating the refrigerant from the expansion valve and the evaporator, An internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant discharged from the condenser and the refrigerant sucked into the ejector is installed between the condenser and the expansion valve. .

본 발명은, 압축기, 응축기, 내부열교환기, 팽창밸브, 증발기로 구성된 냉동사이클에서 팽창밸브와 증발기의 사이에 이젝터(ejector)를 설치하여 이젝터에서 토출된 냉매 중 일부는 증발기로 공급하고 일부는 분지파이프를 통해 내부열교환기를 거쳐 이젝터의 흡입부로 재흡입되도록 함으로써, 상기 이젝터의 흡입작용에 의해 증발기로 유입되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 내부열교환기로 순환되어 동일 크기(길이)의 내부열교환기 보다 더 많은 열교환량을 얻을 수 있고 이로인해 내부열교환기의 크기(길이)를 축소할 수 있으며 냉동사이클의 소형화가 가능하다.An ejector is provided between an expansion valve and an evaporator in a refrigeration cycle composed of a compressor, a condenser, an internal heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator. A part of the refrigerant discharged from the ejector is supplied to an evaporator, The refrigerant having a pressure and a temperature lower than that of the refrigerant flowing into the evaporator due to the suction action of the ejector is circulated to the internal heat exchanger and is supplied to the internal heat exchanger through the internal heat exchanger It is possible to obtain a larger amount of heat exchange, thereby reducing the size (length) of the internal heat exchanger and miniaturizing the refrigeration cycle.

또한, 상기 이젝터의 흡입작용에 의해 증발기로 유입되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 분지파이프 및 흡입부를 통해 재흡입되면서 팽창밸브에서 토출된 냉매와 혼합되어 증발기로 공급됨으로써, 증발기의 성능을 충분히 발휘할 수 있게 되고, 이와 동시에 증발기에서 적정하게 과열된 냉매가 압축기로 유입되므로 종래의 냉동사이클 보다 압축기로 유입되는 냉매의 온도가 감소되어 압축기의 내구성 및 냉매파이프의 내구성이 향상되고 냉매의 비체적 감소로 인한 냉매유량도 증대되어 냉방성능이 향상된다.Further, refrigerant having a lower pressure and temperature than the refrigerant flowing into the evaporator by the suction action of the ejector is re-sucked through the branch pipe and the suction portion, and mixed with the refrigerant discharged from the expansion valve and supplied to the evaporator, And at the same time, the refrigerant appropriately overheated in the evaporator flows into the compressor, so that the temperature of the refrigerant flowing into the compressor is lower than that of the conventional refrigeration cycle, so that the durability of the compressor and the durability of the refrigerant pipe are improved, The refrigerant flow rate due to the decrease is also increased, thereby improving the cooling performance.

그리고, 상기 팽창밸브가 내부열교환기 보다 하류측인 증발기의 출구측 냉매의 온도,압력을 감지하여 냉매유량을 제어함으로써 압축기로 유입되는 냉매온도를 제어하기 쉽고 증발기의 과열도도 적정하게 유지할 수 있다.The temperature of the refrigerant at the outlet side of the evaporator, which is downstream from the internal heat exchanger, is sensed by the expansion valve to control the flow rate of the refrigerant, so that the temperature of the refrigerant flowing into the compressor can be easily controlled and the superheating degree of the evaporator can be appropriately maintained.

또한, 상기 분지파이프를 냉매파이프의 중심 보다 상측 방향에 연결 설치함으로써, 냉매파이프내를 유동하는 냉매가 자중에 의해 이젝터의 흡입부로 흡입되는 것이 방지된다.Further, by connecting the branch pipe to the upper side of the center of the refrigerant pipe, the refrigerant flowing in the refrigerant pipe is prevented from being sucked into the suction portion of the ejector by its own weight.

그리고, 상기 팽창밸브 및 이젝터를 차량의 엔진룸내에 설치함으로써, 상기 이젝터로부터 토출되는 냉매의 유동음이 최소화된다.By providing the expansion valve and the ejector in the engine room of the vehicle, the flow noise of the refrigerant discharged from the ejector is minimized.

또한, 상기 이젝터의 디퓨져부를 통한 승압기능을 활용할 수 있으므로 압축기의 부하가 저감되어 에어컨의 효율이 향상된다.Further, since the boosting function through the diffuser portion of the ejector can be utilized, the load of the compressor is reduced, and the efficiency of the air conditioner is improved.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 다른 실시예를 나타내는 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 이젝터를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 내부열교환기를 나타내는 단면도이다.FIG. 3 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention, FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view showing an internal heat exchanger in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention. FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클은, 압축기(10) -> 응축기(20) -> 내부열교환기(30) -> 팽창밸브(40) -> 증발기(60)를 냉매파이프(5)로 연결하여 구성된 냉동사이클에서 상기 팽창밸브(40)와 증발기(60)의 사이에 이젝터(ejector)(50)를 배치한 것이다.As shown in the figure, the refrigeration cycle of the automotive air conditioner according to the present invention includes a compressor 10, a condenser 20, an internal heat exchanger 30, an expansion valve 40, an evaporator 60, 5, an ejector 50 is disposed between the expansion valve 40 and the evaporator 60 in a refrigeration cycle.

먼저, 상기 압축기(Compressor)(10)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(60)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(20)로 토출하게 된다.The compressor 10 sucks and compresses the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant discharged from the evaporator 60 while receiving power from a power supply source (engine or motor, etc.) and compresses the gaseous refrigerant discharged from the condenser 60 into the high- (20).

상기 응축기(Condenser)(20)는 상기 압축기(10)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 팽창밸브(40)로 토출하게 된다.The condenser 20 heat-exchanges the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure discharged from the compressor 10 with the outside air, condenses it into a high-temperature high-pressure liquid, and discharges it to the expansion valve 40.

상기 팽창밸브(Expansion Valve)(40)는 상기 응축기(20)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(60)로 보내게 된다.The expansion valve 40 rapidly expands the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant discharged from the condenser 20 by the throttling action and sends it to the evaporator 60 in a low-temperature low-pressure humidified state.

상기 증발기(Evaporator)(60)는 상기 팽창밸브(40)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.The evaporator 60 evaporates the low-pressure liquid refrigerant throttled in the expansion valve 40 by exchanging heat with the air blown toward the interior of the vehicle, thereby cooling the air discharged into the room by an endothermic effect due to the latent heat of evaporation of the refrigerant .

계속해서, 상기 증발기(60)에서 증발하여 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(10)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.Subsequently, the vapor-phase refrigerant vaporized in the evaporator 60 is sucked into the compressor 10 again to recycle the refrigeration cycle as described above.

아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은 차량 공조장치의 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(60)를 통과하면서 증발기(60)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.In addition, in the refrigerant circulation process described above, cooling of the interior of the vehicle is performed by evaporation of the liquid refrigerant circulating in the evaporator 60 while the air blown by the blower (not shown) of the vehicle air conditioner passes through the evaporator 60 Is cooled by latent heat and is discharged into the inside of the vehicle in a cold state.

한편, 상기 응축기(20)와 팽창밸브(40)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분 리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(40)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 한다.A receiver dryer (not shown) is provided between the condenser 20 and the expansion valve 40 to separate the refrigerant in the vapor phase and the liquid phase so that only the liquid refrigerant can be supplied to the expansion valve 40 .

또한, 상기 내부열교환기(30)는 상기 응축기(20)와 팽창밸브(40)의 사이에 설치되어 응축기(20)에서 토출된 냉매와, 상기 이젝터(50)에서 토출되어 이젝터(50)의 흡입부(52)로 재흡입되는 냉매를 상호 열교환시키게 된다. 상기 내부열교환기(30)에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.The internal heat exchanger 30 is installed between the condenser 20 and the expansion valve 40 to cool the refrigerant discharged from the condenser 20 and the refrigerant discharged from the ejector 50, The refrigerant re-sucked into the heat exchanger 52 is heat-exchanged with each other. The internal heat exchanger 30 will be described below again.

그리고, 상기 이젝터(50)는 상기 팽창밸브(40)와 증발기(60)의 사이에 설치되어 상기 팽창밸브(40)에서 토출된 냉매와, 상기 팽창밸브(40)와 압축기(10) 사이를 유동하는 냉매로부터 재흡입한 일부 냉매를 혼합하여 증발기(60)로 공급하게 된다.The ejector 50 is installed between the expansion valve 40 and the evaporator 60 to cool the refrigerant discharged from the expansion valve 40 and the refrigerant flowing between the expansion valve 40 and the compressor 10. [ And the refrigerant is re-sucked from the refrigerant and supplied to the evaporator (60).

상기 이젝터(50)는, 노즐부(51)와, 흡입부(52)와, 디퓨져부(53)로 이루어지는데,The ejector 50 includes a nozzle unit 51, a suction unit 52, and a diffuser unit 53,

상기 노즐부(51)는 이젝터(50)의 입구측 내부에 삽입 설치되어 상기 팽창밸브(40)에서 토출된 냉매를 감압 팽창시키면서 냉매의 유동속도를 증가시키게 된다.The nozzle unit 51 is inserted into the inlet side of the ejector 50 to increase the flow speed of the refrigerant while reducing the pressure of the refrigerant discharged from the expansion valve 40.

즉, 상기 노즐부(51)의 일단은 상기 팽창밸브(40)와 냉매파이프(5c)로 연결되고 타단은 이젝터(50)의 내부로 일정길이 연장되어 있으며, 노즐부(51)의 내부 유로는 수축후 확대되는 구조로 되어 있다.That is, one end of the nozzle unit 51 is connected to the expansion valve 40 via a refrigerant pipe 5c and the other end extends a certain length into the ejector 50, and the inner flow path of the nozzle unit 51 And is expanded after shrinkage.

따라서, 팽창밸브(40)에서 토출된 저온 저압의 냉매가 노즐부(51)를 통과하면서 초음속상태로 까지 가속되고, 이때 증가된 속도로 인하여 냉매의 압력이 낮아지게 되는데 이때의 압력은 상기 흡입부(52)를 통해 흡입되는 이젝터(50)의 출구측 냉매의 압력보다 낮아지게 된다.Accordingly, the low-temperature low-pressure refrigerant discharged from the expansion valve 40 is accelerated to the supersonic state while passing through the nozzle unit 51, and the pressure of the refrigerant is lowered due to the increased speed, Becomes lower than the pressure of the refrigerant at the outlet side of the ejector (50) sucked through the suction port (52).

상기 흡입부(52)는 상기 노즐부(51)가 위치한 이젝터(50)의 외주면에 연통되게 형성됨과 아울러 분지파이프(33)를 통해 상기 이젝터(50)와 증발기(60)를 연결하는 냉매파이프(5d)와 연통되게 연결된다.The suction unit 52 is formed to communicate with the outer circumferential surface of the ejector 50 in which the nozzle unit 51 is located and is connected to the refrigerant pipe 50 connecting the ejector 50 and the evaporator 60 through a branch pipe 33. 5d.

따라서, 상기 노즐부(51)로부터 분사되는 냉매의 증가된 속도에 의해서 낮아진 압력으로 인해 상기 이젝터(50)의 출구측 냉매 일부가 분지파이프(33) 및 흡입부(52)를 통해 이젝터(50) 내부로 흡입된다. 이때 상기 노즐부(51)를 통과한 냉매와 흡입부(52)를 통해 흡입된 냉매가 서로 혼합되기 시작한다.A portion of the refrigerant at the outlet side of the ejector 50 is discharged to the ejector 50 through the branch pipe 33 and the suction portion 52 due to the pressure lowered by the increased speed of the refrigerant ejected from the nozzle portion 51. [ And is sucked in. At this time, the refrigerant passing through the nozzle unit 51 and the refrigerant sucked through the suction unit 52 start to be mixed with each other.

또한, 상기 분지파이프(33)는 상기 이젝터(50)와 증발기(60)를 연결하는 냉매파이프(5d)에 분지되게 설치되어 이젝터(50)에서 토출된 냉매 일부가 상기 내부열교환기(30)를 거쳐 이젝터(50)의 흡입부(52)로 재흡입되도록 하게 된다.The branch pipe 33 is branched from the refrigerant pipe 5d connecting the ejector 50 and the evaporator 60 so that a part of the refrigerant discharged from the ejector 50 flows through the internal heat exchanger 30 And then sucked back to the suction portion 52 of the ejector 50.

즉, 상기 이젝터(50)에서 토출된 냉매 중 일부는 냉매파이프(5d)를 통해 증발기(60)로 공급되고 일부는 분지파이프(33)를 통해 분지되어 내부열교환기(30)를 거친 후 이젝터(50)의 흡입부(52)로 흡입되는 것이다.That is, a part of the refrigerant discharged from the ejector 50 is supplied to the evaporator 60 through the refrigerant pipe 5d and a part of the refrigerant is branched through the branch pipe 33, passes through the internal heat exchanger 30, As shown in FIG.

또한, 상기 분지파이프(33)는 냉매파이프(5d)의 직경 보다 작게 형성하여 냉매파이프(5d)를 따라 유동하는 냉매 유량 보다 적은 유량이 이젝터(50)의 흡입부(52)로 재흡입되도록 하는 것이 바람직하고,The branched pipe 33 is formed to be smaller than the diameter of the refrigerant pipe 5d so that a flow rate smaller than the refrigerant flow rate flowing along the refrigerant pipe 5d is sucked into the suction portion 52 of the ejector 50 Lt; / RTI >

아울러 상기 분지파이프(33)는 상기 냉매파이프(5d)에 "T"자 또는 "Y"자 형태로 분지되는데, 이때 상기 분지파이프(33)는 냉매파이프(5d)내를 유동하는 냉매가 자중에 의해 이젝터(50)의 흡입부(52)로 흡입되는 경우가 발생하지 않도록 냉매파이프(5d)의 중심 보다 상측 방향에 연결 설치되는 것이 바람직하다.The branched pipe 33 is branched into the refrigerant pipe 5d in the shape of a letter "T" or "Y". At this time, the branch pipe 33 is connected to the refrigerant pipe 5d, The refrigerant pipe 5d may be connected to an upper portion of the refrigerant pipe 5d so as not to be sucked into the suction portion 52 of the ejector 50. [

한편, 다른 실시예로써, 상기 분지파이프(33)는 도 4와 같이 상기 증발기(60)와 압축기(10)를 연결하는 냉매파이프(5e)에 분지되게 설치되어 증발기(60)에서 토출된 냉매 일부가 상기 내부열교환기(30)를 거쳐 이젝터(50)의 흡입부(52)로 재흡입되도록 할 수도 있으며 동일한 효과를 얻을 수 있다.4, the branch pipe 33 is branched from the refrigerant pipe 5e connecting the evaporator 60 and the compressor 10, and is connected to the refrigerant pipe 5e, May be sucked back to the suction part (52) of the ejector (50) through the internal heat exchanger (30), and the same effect can be obtained.

그리고, 상기 디퓨져부(53)는 이젝터(50)의 출구측에 확관되는 형태로 형성되어, 상기 노즐부(51)에서 분사되는 냉매와 상기 흡입부(52)를 통해 흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시키게 된다.The diffuser portion 53 is formed to expand on the outlet side of the ejector 50 and mixes the refrigerant sprayed from the nozzle portion 51 and the refrigerant sucked through the suction portion 52 The pressure of the refrigerant is increased.

이처럼 상기 디퓨져부(53)는 상기 증발기(60)와 냉매파이프(5b)로 연결되어 디퓨져부(53)에서 승압된 냉매를 증발기(60)로 보내게 된다.The diffuser unit 53 is connected to the evaporator 60 and the refrigerant pipe 5b to send the refrigerant boosted by the diffuser unit 53 to the evaporator 60. [

이와 같이, 상기 팽창밸브(40)와 증발기(60)의 사이에 이젝터(50)를 설치함으로써, 이젝터(50)에서 토출되어 분지파이프(33)를 통해 흡입부(52)로 재흡입되는 냉매를 내부열교환기(30)에서 저온측 열교환매체로 활용하도록 한 것이다.By providing the ejector 50 between the expansion valve 40 and the evaporator 60 as described above, the refrigerant discharged from the ejector 50 and re-sucked into the suction portion 52 through the branch pipe 33 And is utilized as a low-temperature-side heat exchange medium in the internal heat exchanger (30).

따라서, 상기 이젝터(50)의 흡입작용에 의해 증발기(60)로 공급되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 내부열교환기(30)로 순환함으로써 동일 크기(길이)의 내부열교환기(30) 보다 더 많은 열교환량을 얻을 수 있고 이로인해 내부열교환기(30)의 크기(길이)를 축소할 수 있고 냉동사이클의 소형화도 가능하다.Therefore, the refrigerant at a lower pressure and temperature than that of the refrigerant supplied to the evaporator 60 is circulated to the internal heat exchanger 30 by the suction action of the ejector 50, so that the internal heat exchanger 30 It is possible to obtain a large amount of heat exchange and thereby to reduce the size (length) of the internal heat exchanger 30 and also to miniaturize the refrigeration cycle.

아울러 상기 분지파이프(33)와 흡입부(52)를 통해 재흡입되면서 증발기(60)로 공급되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 팽창밸브(40)에서 토출된 냉매와 혼합되어 증발기(60)로 공급되기 때문에 증발기(60)의 성능을 충분히 발휘할 수 있게 되고, 이와 동시에 증발기(60)에서 적정하게 과열된 냉매가 압축기(10)로 유입되므로 종래의 냉동사이클 보다 압축기(10)로 유입되는 냉매의 온도를 감소하여 압축기(10)의 내구성 및 냉매파이프(5)의 내구성을 향상하고 냉매의 비체적 감소로 인한 냉매유량도 증대되어 냉방성능을 향상하게 된다.The refrigerant is again sucked through the branch pipe 33 and the suction unit 52 to be mixed with the refrigerant discharged from the expansion valve 40 at a lower pressure and temperature than the refrigerant supplied to the evaporator 60, So that the performance of the evaporator 60 can be sufficiently exerted. At the same time, since the refrigerant appropriately overheated by the evaporator 60 flows into the compressor 10, it flows into the compressor 10 more than the conventional refrigeration cycle The temperature of the refrigerant is decreased to improve the durability of the compressor 10 and the durability of the refrigerant pipe 5, and the refrigerant flow rate due to the reduction of the volume of the refrigerant is also increased, thereby improving the cooling performance.

또한, 상기 팽창밸브(40)의 감지부(41)가 증발기(60)의 출구측(증발기와 압축기 사이) 냉매의 온도,압력을 감지하도록 설치되는데, 즉, 상기 팽창밸브(40)가 내부열교환기(30) 보다 하류측인 증발기(60)의 출구측 냉매의 온도,압력을 감지하여 냉매유량을 제어하므로 압축기(10)로 유입되는 냉매온도를 제어하기 쉽고 팽창밸브(40)의 주기능인 증발기(60)의 과열도도 적정하게 유지할 수 있다.The sensing unit 41 of the expansion valve 40 is installed to sense the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator 60 (that is, between the evaporator and the compressor). That is, Since the refrigerant flow rate is controlled by sensing the temperature and pressure of the refrigerant at the outlet side of the evaporator 60 which is downstream of the evaporator 60 and the evaporator 60, 60 can be appropriately maintained.

그리고, 상기 이젝터(50)의 디퓨져부(53)를 통한 승압기능을 활용할 수 있으므로 압축기(10)의 부하가 저감되어 에어컨의 효율을 향상할 수 있게 된다.Since the boosting function through the diffuser part 53 of the ejector 50 can be utilized, the load on the compressor 10 can be reduced, and the efficiency of the air conditioner can be improved.

한편, 상기 이젝터(50)로부터 토출되는 냉매의 유동음을 최소화하기 위해 상기 팽창밸브(40) 및 이젝터(50)는 차량의 엔진룸내에 설치하는 것이 바람직하다.In order to minimize the flow noise of the refrigerant discharged from the ejector 50, the expansion valve 40 and the ejector 50 are preferably installed in the engine room of the vehicle.

그리고, 상기 내부열교환기(30)는 내측관(분지파이프)(31)의 외주면에 외측관(32)을 이중관 구조로 결합하여 상기 내측관(31)의 내부를 유동하는 냉매와 상기 외측관(32)의 내부를 유동하는 냉매를 상호 열교환시키도록 이루어진다.The inner heat exchanger 30 is connected to the outer circumferential surface of the inner pipe (branch pipe) 31 by a double pipe structure to connect the refrigerant flowing inside the inner pipe 31 and the outer pipe 32 And the refrigerant flowing through the inside of the heat exchanger (not shown).

여기서, 상기 내측관(31)의 내부로는 상기 이젝터(50)(또는 증발기(60))에서 토출되어 분지파이프(33)를 통해 이젝터(50)의 흡입부(52)로 재흡입되는 저온 저압의 냉매가 유동하게 되고, 상기 외측관(32)의 내부로는 상기 응축기(20)에서 배출된 고온 고압의 냉매가 유동하게 된다.Here, the inside of the inner tube 31 is filled with a low-temperature low-pressure (low-pressure) fluid, which is discharged from the ejector 50 (or the evaporator 60) and re-sucked into the suction portion 52 of the ejector 50 through the branch pipe 33 And the refrigerant of high temperature and high pressure discharged from the condenser 20 flows into the inside of the outer tube 32.

따라서, 상기 응축기(20)에서 토출되어 팽창밸브(40)로 유동하는 고온 고압의 냉매와 상기 이젝터(50)(또는 증발기(60))에서 토출되어 분지파이프(33)를 통해 이젝터(50)의 흡입부(52)로 유동하는 저온 저압의 냉매를 상기 내부열교환기(30)에서 상호 열교환시킴으로써, 즉, 상기 이젝터(50)의 흡입작용에 의해 증발기(60)로 공급되는 냉매 보다 더욱 낮아진 압력과 온도의 냉매가 응축기(20)에서 토출된 고온 고압의 냉매와 열교환하게 되어 상기 팽창밸브(40)로 유입되는 냉매를 더욱 과냉화하게 되고, 이로인해 냉매의 비체적이 감소되어 냉매유동이 안정화되고 증발기(60)의 냉방효율이 증대된다.Temperature refrigerant discharged from the condenser 20 and flowing to the expansion valve 40 and the refrigerant discharged from the ejector 50 (or the evaporator 60) and discharged through the branch pipe 33 to the outside of the ejector 50 The temperature of the refrigerant supplied to the evaporator 60 is lower than that of the refrigerant supplied to the evaporator 60 due to the suction action of the ejector 50, Pressure refrigerant discharged from the condenser 20 so that the refrigerant flowing into the expansion valve 40 is further subcooled, whereby the refrigerant flow is reduced and the refrigerant flow is stabilized and the refrigerant in the evaporator 60 is increased.

그리고, 상기 이젝터(50)(또는 증발기(60))의 출구측 냉매파이프(5d)와 이젝터(50)의 흡입부(52)를 연결하는 분지파이프(33)가 상기 내측관(31)으로 사용된다.A branch pipe 33 connecting the outlet side refrigerant pipe 5d of the ejector 50 (or the evaporator 60) to the suction portion 52 of the ejector 50 is used as the inner pipe 31 do.

또한, 상기 내측관(31)의 길이방향 일정구간에는 나선부(31a)가 형성되어 있다.In addition, a spiral portion 31a is formed in the longitudinal section of the inner tube 31 in the longitudinal direction.

그리고, 상기 외측관(32)은 원형파이프 형태로 형성되어 상기 내측관(31)의 외측에 삽입됨과 아울러 그 길이는 상기 내측관(31)의 나선부(31a) 길이 보다 길게 형성된다.The outer tube 32 is formed in the shape of a circular pipe and inserted into the outer side of the inner tube 31 and the length thereof is longer than the length of the spiral portion 31a of the inner tube 31.

아울러, 상기 내측관(31)의 나선부(31a) 외측면이 상기 외측관(32)의 내주면에 밀착됨으로써, 상기 내측관(31)의 나선부(31a)와 상기 외측관(32)의 사이에는 3개의 나선형 유로(32b)가 형성되며, 상기 3개의 나선형 유로(32b)는 서로 독립된 상태에서 연통하지 않게 된다.The outer surface of the spiral portion 31a of the inner tube 31 is in close contact with the inner surface of the outer tube 32 so that the gap between the spiral portion 31a of the inner tube 31 and the outer tube 32 Three spiral flow paths 32b are formed, and the three spiral flow paths 32b do not communicate with each other independently of each other.

그리고, 상기 외측관(32)의 양단부에는 상기 응축기(20)의 출구측 냉매파이 프(5a)와 팽창밸브(40)의 입구측 냉매파이프(5b)가 각각 결합된다.The outlet refrigerant pipe 5a of the condenser 20 and the inlet refrigerant pipe 5b of the expansion valve 40 are coupled to both ends of the outer tube 32, respectively.

또한, 상기 외측관(32)의 양단부에는 상기 냉매파이프(5a)(5b)가 결합되는 부분을 확관시킨 확관부(32a)가 형성된다.In addition, the outer tube 32 is formed at both ends with an expanded tube portion 32a in which a portion to which the refrigerant pipes 5a and 5b are coupled is extended.

아울러, 상기 외측관(32)의 양끝단은 축관되어 상기 내측관(31)의 외주면과 용접 등의 방법으로 밀봉된다.Both ends of the outer tube (32) are shaft-sealed and sealed with the outer circumferential surface of the inner tube (31) by welding or the like.

이하, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 작용을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the refrigeration cycle of the automotive air conditioner according to the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 상기 압축기(10)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 응축기(20)로 유입되고, 상기 응축기(20)로 유입된 기상냉매는 외부공기와의 열교환을 통해 응축되면서 고온 고압의 액상 냉매로 상변화 한 후, 상기 내부열교환기(30)의 외측관(32)내로 유입된다.First, the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure compressed and discharged from the compressor 10 flows into the condenser 20, and the gaseous refrigerant flowing into the condenser 20 is condensed through heat exchange with the outside air, Liquid phase refrigerant, and then flows into the outer tube 32 of the inner heat exchanger 30.

상기 내부열교환기(30)의 외측관(32) 내부로 유입된 고온 고압의 냉매는 외측관(32)을 유동하는 과정에서 상기 이젝터(50)의 출구측 분지파이프(33)(내측관)를 따라 유동하는 저온 저압의 냉매와 상호 열교환을 수행한 후, 상기 팽창밸브(40)로 유입되어 감압/팽창 된다.The high-temperature and high-pressure refrigerant introduced into the outer tube 32 of the internal heat exchanger 30 flows along the outlet branch pipe 33 (inner tube) of the ejector 50 during the flow through the outer tube 32 Exchanges heat with the refrigerant flowing at a low temperature and pressure, and then flows into the expansion valve (40) and is decompressed / expanded.

상기 팽창밸브(40)에서 감압 팽창된 냉매는 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 이젝터(50)로 유입되는데, 이때 냉매는 상기 이젝터(50)의 노즐부(51)를 통과하면서 다시 감압 팽창하고 초음속 상태로 유동속도가 증가된다.The refrigerant is decompressed and expanded again as it passes through the nozzle unit 51 of the ejector 50, and the refrigerant expands at a low pressure, The flow rate is increased.

상기 노즐부(51)를 통과하면서 초음속으로 가속된 냉매의 압력은 상기 이젝터(50)의 출구측 냉매의 압력보다 낮아지므로 이젝터(50)의 출구측 냉매 일부가 분지파이프(33)를 통해 흡입부(52)로 재흡입되게 된다.The pressure of the refrigerant accelerated by the supersonic speed passing through the nozzle unit 51 becomes lower than the pressure of the refrigerant at the outlet side of the ejector 50 so that a part of the refrigerant at the outlet side of the ejector 50 passes through the branch pipe 33, (52).

이때, 상기 분지파이프(33)(내측관)를 따라 재흡입되는 저온 저압의 냉매는 상기 내부열교환기(30)의 외측관(32)을 유동하는 고온 고압의 냉매와 상호 열교환을 수행한 후 이젝터(50)의 흡입부(52)로 흡입되게 된다.At this time, the low-temperature low-pressure refrigerant re-sucked along the branch pipe (inner tube) 33 performs heat exchange with the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing through the outer tube 32 of the internal heat exchanger 30, 50 to be sucked into the suction unit 52.

계속해서, 상기 이젝터(50)의 내부에서는 상기 노즐부(51)를 통과한 팽창밸브(40)의 토출 냉매와 상기 흡입부(52)를 통해 흡입된 이젝터(50)의 출구측 냉매 일부가 혼합되게 되고, 이후 상기 디퓨져부(53)를 통과하면서 냉매의 압력이 승압되어 이젝터(50)에서 토출된다.Subsequently, in the ejector 50, a portion of the refrigerant discharged from the expansion valve 40, which has passed through the nozzle portion 51, and a portion of refrigerant at the outlet of the ejector 50, which is sucked through the suction portion 52, The pressure of the refrigerant is increased while passing through the diffuser portion 53, and the refrigerant is discharged from the ejector 50.

상기 이젝터(50)에서 승압되어 토출된 냉매는 상기 증발기(60)로 유입되고, 상기 증발기(60)로 유입된 냉매는 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각시키게 된다.The refrigerant that is boosted and discharged from the ejector 50 flows into the evaporator 60. The refrigerant flowing into the evaporator 60 is heat-exchanged with air blown toward the inside of the vehicle to evaporate, And the air blown into the passenger compartment by the endothermic function is cooled.

이후, 상기 증발기(60)에서 배출된 저온 저압의 냉매는 상기 압축기(10)로 유입되면서 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.Then, the low-temperature low-pressure refrigerant discharged from the evaporator 60 flows into the compressor 10, and recirculates the refrigerating cycle as described above.

도 1은 일반적인 냉동사이클을 나타내는 구성도,1 is a schematic view showing a general refrigeration cycle,

도 2는 일반적인 냉동사이클에 내부열교환기가 설치된 경우를 나타내는 구성도,2 is a schematic view showing a case where an internal heat exchanger is installed in a general refrigeration cycle,

도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도,3 is a view showing a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 다른 실시예를 나타내는 구성도,4 is a configuration diagram showing another embodiment of the refrigeration cycle of the automotive air conditioner according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 이젝터를 나타내는 단면도,5 is a sectional view showing an ejector in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 내부열교환기를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating an internal heat exchanger in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>Description of the Related Art [0002]

10: 압축기 20: 응축기10: compressor 20: condenser

30: 내부열교환기 31: 분지파이프(내측관)30: internal heat exchanger 31: branch pipe (inner pipe)

32: 외측관 40: 팽창밸브32: outer tube 40: expansion valve

50: 이젝터 51: 노즐부50: Ejector 51:

52: 흡입부 53: 디퓨져부52: suction portion 53: diffuser portion

60: 증발기60: Evaporator

Claims (8)

냉매를 흡입하여 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창밸브(40)와, 상기 팽창밸브(40)로부터 유입되는 냉매를 증발시키는 증발기(60)를 각각 냉매파이프(5)로 연결하여 이루어진 차량용 에어컨의 냉동사이클에 있어서,A compressor 10 for sucking and compressing the refrigerant, a condenser 20 for condensing the refrigerant compressed in the compressor 10, an expansion valve 40 for throttling the refrigerant condensed in the condenser 20, And a refrigerant pipe (5) connected to an evaporator (60) for evaporating the refrigerant flowing in from the expansion valve (40) 상기 팽창밸브(40)와 증발기(60)의 사이에는 상기 팽창밸브(40)에서 토출된 냉매와, 상기 팽창밸브(40)와 압축기(10) 사이를 유동하는 냉매로부터 재흡입한 일부 냉매를 혼합하여 증발기(60)로 공급하는 이젝터(ejector)(50)가 설치되고,Between the expansion valve 40 and the evaporator 60 is mixed a refrigerant discharged from the expansion valve 40 and a part of the refrigerant re-inhaled from the refrigerant flowing between the expansion valve 40 and the compressor 10 And an ejector 50 for supplying the evaporator 60 to the evaporator 60, 상기 응축기(20)와 팽창밸브(40)의 사이에는 응축기(20)에서 토출된 냉매와, 상기 이젝터(50)로 재흡입되는 냉매를 상호 열교환시키는 내부열교환기(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.An internal heat exchanger 30 is installed between the condenser 20 and the expansion valve 40 to exchange heat between the refrigerant discharged from the condenser 20 and the refrigerant re-drawn into the ejector 50 Refrigeration cycle of car air conditioner. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 이젝터(50)는, 상기 팽창밸브(40)에서 토출된 냉매를 감압 팽창시키면서 냉매의 유동속도를 증가시키는 노즐부(51)와, 상기 노즐부(51)로부터 분사되는 냉매의 증가된 속도에 의해 상기 팽창밸브(40)와 압축기(10) 사이를 유동하는 냉매 일부를 재흡입하는 흡입부(52)와, 상기 노즐부(51)에서 분사되는 냉매와 흡입부(52)를 통해 재흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시켜 토출하는 디퓨져부(53)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이 클.The ejector 50 includes a nozzle unit 51 for increasing the flow speed of the refrigerant while reducing the pressure of the refrigerant discharged from the expansion valve 40 and a control unit 50 for controlling the flow rate of the refrigerant injected from the nozzle unit 51 (52) for re-sucking a part of the refrigerant flowing between the expansion valve (40) and the compressor (10), and a refrigerant suctioned from the refrigerant sprayed from the nozzle part (51) And a diffuser unit (53) for mixing the refrigerant and increasing the pressure of the refrigerant to discharge the refrigerant. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 이젝터(50)와 증발기(60)를 연결하는 냉매파이프(5d)에는 이젝터(50)에서 토출된 냉매 일부가 상기 내부열교환기(30)를 거쳐 이젝터(50)로 재흡입되도록 분지파이프(33)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.A branch pipe 33 is connected to the refrigerant pipe 5d for connecting the ejector 50 and the evaporator 60 to the ejector 50 so that a part of the refrigerant discharged from the ejector 50 is sucked back to the ejector 50 through the internal heat exchanger 30. [ And a refrigerating cycle of the vehicle air conditioner. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 증발기(60)와 압축기(10)를 연결하는 냉매파이프(5e)에는 증발기(60)에서 토출된 냉매가 상기 내부열교환기(30)를 거쳐 이젝터(50)로 재흡입되도록 분지파이프(33)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.A branch pipe 33 is provided in the refrigerant pipe 5e for connecting the evaporator 60 and the compressor 10 so that the refrigerant discharged from the evaporator 60 is sucked back to the ejector 50 through the internal heat exchanger 30 Wherein the refrigerating cycle of the air conditioner of the vehicle is provided. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 분지파이프(33)는 냉매파이프(5d)(5e)의 중심 보다 상측 방향에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.Wherein the branch pipe (33) is connected to the upper side of the center of the refrigerant pipe (5d) (5e). 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 분지파이프(33)는 냉매파이프(5d)(5e)의 직경 보다 작게 형성하여, 냉매파이프(5d)(5e)를 따라 유동하는 냉매 유량 보다 적은 유량이 이젝터(50)로 재흡입되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.The branched pipe 33 is formed so as to be smaller than the diameter of the refrigerant pipes 5d and 5e so that the flow rate smaller than the refrigerant flow rate flowing along the refrigerant pipes 5d and 5e is sucked back to the ejector 50 A refrigeration cycle of a car air conditioner characterized by. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 팽창밸브(40) 및 이젝터(50)는 차량의 엔진룸에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.Wherein the expansion valve (40) and the ejector (50) are installed in an engine room of a vehicle. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 내부 열교환기(30)는, 상기 이젝터(50)로 재흡입되는 냉매가 유동하는 내측관(31)과, 상기 내측관(31)의 외주면에 이중관 구조로 결합됨과 아울러 상기 응축기(20)에서 토출된 냉매가 유동하는 외측관(32)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.The internal heat exchanger 30 includes an inner tube 31 through which the refrigerant sucked by the ejector 50 flows and a second tube structure connected to the outer circumferential surface of the inner tube 31, And an outer tube (32) through which the discharged refrigerant flows.
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