KR101588049B1 - 응축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리시버드라이어가 구비되는 응축기에 관한 것으로, 리시버드라이어의 유입홀에서 배출홀까지 연결되어 형성되는 유로형성부에 의해 상기 배출홀에 인접하여 냉매와 오일의 혼합유체가 바로 배출되도록 함으로써, 압축기에서 토출되는 냉매에 혼합된 오일이 상기 리시버드라이어 내에서 액상 냉매와 층분리 되는 것을 방지하여 상기 리시버드라이어 내 오일의 잔류량을 감소시킬 수 있는 응축기에 관한 것이다.
본 발명의 응축기는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되고 냉매가 유입되는 입구 파이프(130) 및 냉매가 배출되는 출구 파이프(140); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(150); 상기 튜브(150)) 사이에 개재되는 복수개의 핀(160); 및 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 일측에 구비되어 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하고, 원통형으로 하단에 개구부가 형성되는 리시버드라이어 탱크(210)와, 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 내부로 삽입되어 이물질을 거르는 필터부(251)를 지지하며 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 개구부에 결합되는 하부캡(250)과, 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)와 연통되도록 상기 리시버드라이어 탱크(210) 외주면에 일정영역 중공되어 형성되며 냉매가 배출되는 배출홀(230), 냉매가 유입되는 제1유입홀(220) 및 상기 제1유입홀(220)과 상기 배출홀(230) 사이에 형성되는 제2유입홀(221)을 포함하는 리시버드라이어(200); 를 포함하여 이루어지는 응축기(10)에 있어서, 상기 리시버드라이어 탱크(210) 내부에는 배플(170)이 삽입되어 고정되며, 상기 유입홀(220)을 통해 상기 리시버드라이어(200) 내부로 유입되는 냉매가 상기 배출홀(230)에 인접하여 배출되도록 상기 배플(170)의 상??하 양면 일정영역이 중공되어 형성되는 중공부(260)에 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 길이방향으로 연장되어 형성되는 파이프 형상의 유로형성부(240)가 구비되되, 상기 유로형성부(240)의 단부는 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

응축기{Condenser}
본 발명은 리시버드라이어가 구비되는 응축기에 관한 것으로, 리시버드라이어의 유입홀에서 배출홀까지 연결되어 형성되는 유로형성부에 의해 상기 배출홀에 인접하여 냉매와 오일의 혼합유체가 바로 배출되도록 함으로써, 압축기에서 토출되는 냉매에 혼합된 오일이 상기 리시버드라이어 내에서 액상 냉매와 층분리 되는 것을 방지하여 상기 리시버드라이어 내 오일의 잔류량을 감소시킬 수 있는 응축기에 관한 것이다.
차량의 냉방시스템은 외부공기와 열교환을 수행하는 냉매를 압축기(Compressor)에서 고온/고압의 기체 상태로 압축한 다음 응축기(Condenser)로 보내고, 응축기는 상기 기체상태의 냉매를 액체 상태로 상변화시켜 팽창밸브(Expansion valve)로 이송시킨다. 그리고 팽창밸브는 상기 냉매를 저온/저압상태로 팽창시켜 증발기(Evaporator)로 보내고, 증발기는 상기 저온/저압의 냉매가 차량의 실내공기와 열교환을 수행토록 하여 차량의 실내를 냉방시킨다.
상기와 같은 경로를 통해 순환하는 냉매가 외기열을 흡열하기 위해서는 상기 응축기에서 응축될 때 액체 상태로 되어야 하나, 일부가 기체 상태로 남아 상기 응축기를 통과한 다음에 액상과 기상이 공존하게 된다.
따라서 액상과 기상이 공존하는 냉매가 증발기에서 열교환이 이루어질 때 기체상태의 냉매는 실내공기의 열을 거의 흡열하지 못하므로 냉방효율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 응축기와 팽창밸브 사이에 리시버드라이어를 설치하게 되는데, 상기 리시버드라이어는 상기 응축기에서 미쳐 액화되지 않은 기체상태의 냉매를 분리/제거하거나 순환하는 냉매 중에 함유된 수분을 흡수하여 냉방효율을 높이도록 하고 있다.
한편, 이러한 냉방장치를 구성하는 압축기는 자동차의 풀리를 통하여 엔진의 동력을 전자클러치의 단속 작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기를 거쳐 나오는 열교환된 냉매를 흡입 압축하여 응축기로 토출한다.
상기 압축기에는 원활한 구동을 위해 내부에 유동되는 냉매에 오일이 함유됨으로써 오일은 시스템 작동 시에 냉매와 함께 시스템의 각 부분에 순환되며, 윤활작용을 하게 된다.
그런데 상기 오일이 응축기와 같은 열교환기나 팽창장치, 파이프 및 호스류에 유입되어 정체될 경우, 오일이 열교환기 등의 내면에 부착되어 열교환효율을 감소시키고, 열교환기의 소정공간을 차지하여 열전달율이 저하될 뿐만 아니라, 냉매의 압력 강하량이 증가되기 때문에 시스템의 구동부하를 높이는 등의 악영향을 끼친다.
또한, 압축기의 각 구동파트에 윤활오일이 충분히 공급되지 못하므로 압축기의 윤활이 안정적으로 또한 원활하게 이루어지지 못하고, 이에 따라 구동파트들이 소손되거나 로크가 발생되는 등 압축기의 내구성이 저하된다.
상기 압축기에서 토출되는 냉매에 혼합된 오일은 상기 응축기에 유입되는 냉매에 혼합되어 상기 응축기 내부를 순환하게 된다.
상기 응축기 내부에 순환되는 냉매는 상기 리시버드라이어로 유입되며, 상기 리시버드라이어는 상기 응축기에서 완전히 액화되지 않은 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하게 되는데, 특정 온도에서 액상 냉매에 혼합되어 있는 오일은 상기 액상냉매와 밀도 차에 의해 층이 분리되어 상기 액상 냉매 위에 뜨게 된다.
이 때, 상기 리시버드라이어 내 하단에 가라앉은 액상 냉매는 상기 리시버드라이어 외측면의 하단부에 형성된 배출홀을 통해 배출되어 팽창밸브로 송부되지만, 액상 냉매 위에 떠 있어 상기 배출홀보다 상단에 위치한 오일은 상기 배출홀을 통해 원활하게 배출되지 못하고 상기 리시버드라이어 내부에 정체된다.
상기 리시버드라이어 내부에 오일이 정체되어 압축기로 반송되지 못함에 따라, 상술한 바와 같이 압축기의 내구성이 저하되고, 냉방시스템의 효율이 저하되는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 리시버드라이어 내부에 유입되는 냉매와 오일의 혼합 유체가 상기 리시버드라이어의 배출홀에 인접하여 토출되어 액상 냉매와 오일로 층분리되기 전에 배출홀을 통해 바로 배출되도록 함으로써, 리시버드라이어 내부에 오일이 정체되는 것을 방지하여 응축기 내 오일의 잔류량을 감소시키고 응축기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 리시버드라이어로 유입된 오일이 응축기 내부에 잔류되지 않고 압축기로 원활하게 반송되도록 함으로써, 압축기의 각 구동파트에 윤활오일이 충분히 공급되어 압축기의 내구성과 냉방시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 응축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 응축기는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되고 냉매가 유입되는 입구 파이프(130) 및 냉매가 배출되는 출구 파이프(140); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(150); 상기 튜브(150)) 사이에 개재되는 복수개의 핀(160); 및 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 일측에 구비되어 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하고, 원통형으로 하단에 개구부가 형성되는 리시버드라이어 탱크(210)와, 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 내부로 삽입되어 이물질을 거르는 필터부(251)를 지지하며 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 개구부에 결합되는 하부캡(250)과, 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)와 연통되도록 상기 리시버드라이어 탱크(210) 외주면에 일정영역 중공되어 형성되며 냉매가 배출되는 배출홀(230), 냉매가 유입되는 제1유입홀(220) 및 상기 제1유입홀(220)과 상기 배출홀(230) 사이에 형성되는 제2유입홀(221)을 포함하는 리시버드라이어(200); 를 포함하여 이루어지는 응축기(10)에 있어서, 상기 리시버드라이어 탱크(210) 내부에는 배플(170)이 삽입되어 고정되며, 상기 유입홀(220)을 통해 상기 리시버드라이어(200) 내부로 유입되는 냉매가 상기 배출홀(230)에 인접하여 배출되도록 상기 배플(170)의 상??하 양면 일정영역이 중공되어 형성되는 중공부(260)에 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 길이방향으로 연장되어 형성되는 파이프 형상의 유로형성부(240)가 구비되되, 상기 유로형성부(240)의 단부는 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부캡(250)의 필터부(251) 상단에는 상기 유로형성부(240) 단부의 길이가 긴 측에서 짧은 측 방향으로 경사지게 형성되는 가이드부(270)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유로형성부(240)의 단부는 상기 제2유입홀(221)과 상기 배출홀(230) 사이에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유로형성부(240)의 단부는 상기 배출홀(230)에서 멀어질수록 길어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 리시버드라이어 내부에 유입되는 냉매와 오일의 혼합 유체가 상기 리시버드라이어의 배출홀에 인접하여 토출되어 액상 냉매와 오일로 층분리되기 전에 배출홀을 통해 바로 배출되도록 함으로써, 리시버드라이어 내부에 오일이 정체되는 것을 방지하여 응축기 내 오일의 잔류량을 감소시키고 응축기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 리시버드라이어로 유입된 오일이 응축기 내부에 잔류되지 않고 압축기로 원활하게 반송되도록 함으로써, 압축기의 각 구동파트에 윤활오일이 충분히 공급되어 압축기의 내구성과 냉방시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 냉동사이클을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 응축기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 응축기를 나타낸 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 응축기에서 냉매의 흐름을 나타낸 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 응축기를 나타낸 부분 단면도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 응축기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 냉동사이클을 나타낸 구성도이며, 도 2는 본 발명의 응축기를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 응축기를 나타낸 부분 단면도이며, 도 4는 본 발명의 응축기에서 냉매의 흐름을 나타낸 부분 단면도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 응축기를 나타낸 부분 단면도이다.
상기 도 2 및 도 3에 도시된 응축기(10)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)를 가지고 있으며, 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)는 일반적으로 헤더와 탱크의 결합에 의해 형성된다.
도 2 및 도 3과 같이, 상기 응축기(10)는 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되어 냉매가 유입되는 입구 파이프(130)와 배출되도록 하는 출구 파이프(140)를 갖는다.
또, 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양 단이 고정되어 냉매의 유로를 형성하며 일정간격으로 이격되어 병렬 배치된 복수개의 튜브(150)를 갖는다.
또, 상기 튜브(150) 사이에 개재되며 상기 튜브(150) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 복수개의 핀(160)을 갖는데, 일정한 상기 튜브(150) 사이 공간에 최대한 큰 전열면적이 구비되도록 하기 위해 상기 핀(160)은 상??하로 절곡되어 튜브(150) 사이에 개재된다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)는 상기 튜브(150)를 통해 지그재그 형태로 냉매가 이동되도록 냉매의 유동을 조절하는 복수개의 배플(170)이 교호적으로 내부에 배치된다.
또, 상기 응축기(10)는 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 리시버드라이어(200)를 포함하여 이루어지며, 냉매를 기액분리하여 기상 냉매는 상단으로, 액상 냉매는 하단으로 보내어 최종적으로는 리시버드라이어(200)에서 액상 냉매만을 포집함으로써 과냉각을 유도하도록 하는 구조로 되어 있다.
한편, 상기 입구파이프(130) 및 출구파이프(140)는 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 구비되어, 냉매가 유입 또는 배출되도록 하는 역할을 한다. 이 때, 상기 제2헤더탱크(120)에 상기 리시버드라이어(200)가 인접하여 연통되도록 설치되면 상기 입구파이프(130) 및 출구파이프(140)는 상기 리시버드라이어(200)와 연통되지 않는 제1헤더탱크(110)에 설치된다.
상기 리시버드라이어(200)는 원통형으로 하단에 개구부가 형성되는 리시버드라이어 탱크(210)와, 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 내부로 삽입되어 이물질을 거르는 필터부(251)를 지지하며 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 개구부에 결합되는 하부캡(250)과, 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)와 연통되도록 상기 리시버드라이어 탱크(210) 외주면에 일정영역 중공되어 형성되며 냉매가 배출되는 배출홀(230), 냉매가 유입되는 제1유입홀(220) 및 상기 제1유입홀(220)과 상기 배출홀(230) 사이에 형성되는 제2유입홀(221)이 구비된다.
특히, 상기 리시버드라이어 탱크(210) 내부에는 배플(170)이 추가로 삽입되어 고정되며, 상기 유입홀(220)을 통해 상기 리시버드라이어(200) 내부로 유입되는 냉매가 상기 배출홀(230)에 인접하여 배출되도록 상기 배플(170)의 상??하 양면 일정영역이 중공되어 형성되는 중공부(260)에 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 길이방향으로 연장되어 형성되는 파이프 형상의 유로형성부(240)가 구비된다.
이 때, 상기 유로형성부(240)는 단부의 길이가 상기 배출홀(230)에서 멀어질수록 길이가 점차적으로 길어지는데, 이는 상기 하부캡(250)의 필터부(251) 상단에 상기 유로형성부(240) 단부의 길이가 긴 측에서 짧은 측 방향으로 경사지게 형성되는 가이드부(270)와 함께 상기 유로형성부(240) 단부에서 와류가 생기도록 함으로써, 와류에 의해 상기 리시버드라이어 탱크(210) 하단에 쌓이는 액상냉매와 오일이 혼합될 수 있도록 한다.
도 4를 참조로 상기 응축기(10) 내부의 냉매 흐름을 간략히 설명하면,
압축기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 기상 냉매는 제 1 헤더탱크의 입구파이프(130)로 유입되며 내부에 구비된 배플(170)에 의해 제 2 헤더탱크로 이동된다. 이때, 상기 응축기(10) 내부에서는 이미 응축이 일어나게 되므로 기상과 액상이 혼합되어 있는 상태가 되므로 대체적으로 기상 냉매는 상부로 액상 냉매는 하부로 이동된다.
상기 배플(170)에 의해 형성된 유로를 따라 각각 상부 및 하부 영역을 거쳐 리시버드라이어(200)의 하측에 포집된 냉매는 대부분 액상인 냉매가 모이게 되며, 다시 상기 액상 냉매가 과냉 영역을 통과하면서 과냉각이 발생함에 의해 냉매의 엔탈피를 더욱 낮출 수 있어 냉각 효율을 높일 수 있게 된다.
상기 배플(170)에 의해 형성된 유로를 따라 각각 상부 및 하부 영역을 거친 냉매는 유로형성부(240)를 통해 리시버드라이어(200) 내부의 하단부로 바로 유입되며, 상기 리시버드라이어(200) 내부에서 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되어 리시버드라이어(200)의 하단부에 액상 냉매가 위치하게 된다.
이 때, 리시버드라이어(200) 내부로 유입되는 냉매에 포함된 오일은 액상 냉매와 층분리가 일어나기 전 상기 유로형성부(240)의 단부와 인접한 배출홀(230)을 통해 다시 상기 제2헤더탱크(120)로 배출되어 과냉 영역을 통과하게 되고, 상기 제1헤더탱크(110)의 출구파이프(140)를 통해 팽창밸브와 증발기를 거쳐 상기 압축기로 다시 반송된다.
한편, 상기 유로형성부(240)의 단부는 상기 제2유입홀(221)과 상기 배출홀(230) 사이에 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 응축기(10)가 제조되는 방법을 설명하면, 먼저 이용되는 각 부품이 제조된다.
이는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)를 형성하는 헤더와 탱크, 튜브(150), 핀(160) 및 리시버드라이어(200) 등의 구성이 준비되는 것으로, 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120) 중 하나는 일측에 리시버드라이어(200)가 구비되어 연통될 수 있도록 연통홀이 형성될 수 있도록 한다.
상기 리시버드라이어(200)는 원통형의 리시버드라이어 탱크(210) 및 관 형상의 유로형성부(240)가 압출을 통하여 형성된다. 상기 리시버드라이어 탱크(210) 및 유로형성부(240)는 다양한 방법으로 제조 가능하나 가장 생산성이 높은 압출을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 리시버드라이어 탱크(210)의 외주면에는 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)와 연통되는 제1유입홀(220), 제2유입홀(221) 및 배출홀(230)이 절삭가공을 통해 형성된다.
상술한 바와 같이 제1유입홀(220), 제2유입홀(221) 및 배출홀(230)이 형성된 리시버드라이어 탱크(210) 내에 배플(170)과 유로형성부(240)가 삽입되고, 하부캡에 의해 상기 리시버드라이어 탱크(210) 하단이 밀폐된다.
다음으로, 상기 헤더, 튜브(150) 및 핀(160) 조립체가 형성되어 상기 헤더, 튜브(150) 및 핀(160) 조립체와, 상기 탱크가 고정되며, 마지막으로 상기 리시버드라이어(200)가 일측에 고정되어 응축기(10)가 제조된다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 응축기
110 : 제1헤더탱크
120 : 제2헤더탱크
130 : 입구파이프
140 : 출구파이프
150 : 튜브
160 : 핀
170 : 배플
180 : 연통홀
200 : 리시버드라이어
210 : 리시버드라이어 탱크
220 : 제1유입홀 221 : 제2유입홀
230 : 배출홀
240 : 유로형성부 241 : 유로형성부 삽입홈
250 : 하부캡 251 : 필터부
260 : 중공부
270 : 가이드부

Claims (4)

  1. 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되고 냉매가 유입되는 입구 파이프(130) 및 냉매가 배출되는 출구 파이프(140); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 복수개의 튜브(150); 상기 튜브(150)) 사이에 개재되는 복수개의 핀(160); 및 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 일측에 구비되어 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하고, 원통형으로 하단에 개구부가 형성되는 리시버드라이어 탱크(210)와, 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 내부로 삽입되어 이물질을 거르는 필터부(251)를 지지하며 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 개구부에 결합되는 하부캡(250)과, 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)와 연통되도록 상기 리시버드라이어 탱크(210) 외주면에 일정영역 중공되어 형성되며 냉매가 배출되는 배출홀(230), 냉매가 유입되는 제1유입홀(220) 및 상기 제1유입홀(220)과 상기 배출홀(230) 사이에 형성되는 제2유입홀(221)을 포함하는 리시버드라이어(200); 를 포함하여 이루어지는 응축기(10)에 있어서,
    상기 리시버드라이어 탱크(210) 내부에는 배플(170)이 삽입되어 고정되며, 상기 유입홀(220)을 통해 상기 리시버드라이어(200) 내부로 유입되는 냉매가 상기 배출홀(230)에 인접하여 배출되도록 상기 배플(170)의 상??하 양면 일정영역이 중공되어 형성되는 중공부(260)에 상기 리시버드라이어 탱크(210)의 길이방향으로 연장되어 형성되는 파이프 형상의 유로형성부(240)가 구비되되, 상기 유로형성부(240)의 단부는 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부캡(250)의 필터부(251) 상단에는
    상기 유로형성부(240) 단부의 길이가 긴 측에서 짧은 측 방향으로 경사지게 형성되는 가이드부(270)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 응축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유로형성부(240)의 단부는
    상기 제2유입홀(221)과 상기 배출홀(230) 사이에 위치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유로형성부(240)의 단부는
    상기 배출홀(230)에서 멀어질수록 길어지는 것을 특징으로 하는 응축기.
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