KR101600878B1 - 열교환기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량용 공조장치의 열교환기는, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더, 상기 제1헤더의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더, 상기 제1헤더의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프 및 상기 제2헤더의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 냉매를 압축시키는 압축기, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 액화시키는 응축기, 상기 응축기로부터 전달된 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브 및 상기 냉매를 증발시키는 증발기를 포함하며, 상기 증발기는, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더와, 상기 제1헤더의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더와, 상기 제1헤더의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프와, 상기 제2헤더의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프를 포함하는 열교환기이다.

Description

열교환기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치{Heat Exchanger and Heating, Ventilation, Air Conditioning System for Vehicle Having the Same}

본 발명은 열교환기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매가 원활히 유동될 수 있도록 하기 위한 열교환기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

최근 생산되는 차량에는 일반적으로 냉난방공조시스템(Heating, Ventilation, Air Conditioning System, HVAC)이 장착된다. 이와 같은 냉난방공조시스템은 차량의 실내 공간의 온도, 습도, 기류 등을 조절하여 운전자에게 쾌적함을 느낄 수 있도록 하기 위해 필수적으로 장착될 필요가 있다. 그리고 상기 냉난방공조시스템 내에는 증발가스제어장치(Evaporative Emission Control System, Evap.)이 구비되며, 상기 증발가스제어장치에는 냉매를 공급 및 배출시키기 위한 배관이 연결된다.

도 1은 종래의 냉난방공조시스템의 배관 연결 구조를 나타낸 단면도이며, 도 2는 종래의 냉난방공조시스템의 배관 연결 구조의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 냉난방공조시스템은 증발가스제어장치(1)에 냉매를 공급하는 공급파이프(30)와, 배출파이프(40)가 구비된다. 그리고 상기 공급파이프(30) 및 배출파이프(40)는 각각 서로 다른 헤더(10, 20)에 연결되며, 상기 헤더(10, 20)는 2열이 나란히 배열된다. 이때 공급파이프(30)는 내측에 위치된 헤더(20)에 연결되어야 하므로, 전면에 위치된 헤더(10)를 관통하여 설치된다.

이에 따라 공급파이프(30)가 설치된 영역의 튜브(50)에는 냉매가 원활히 공급되지 못하는 문제가 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.

한국공개특허 제10-1999-027453호

본 발명에 따른 열교환기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치는 파이프의 연결 구조에 의해 튜브에 냉매가 원활히 공급되지 못하는 문제를 해결하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치의 열교환기는, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더, 상기 제1헤더의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더, 상기 제1헤더의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프 및 상기 제2헤더의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프를 포함한다.

또한 상기 제1헤더 및 상기 제2헤더는, 공급되는 공기가 상기 제2헤더를 경유한 후 상기 제1헤더를 경유하도록 배치될 수 있다.

그리고 상기 공급파이프는 상기 제1헤더와 연결되는 연결부를 포함할 수 있다.

또한 상기 연결부의 내측에는 상기 공급파이프에 유동되는 냉매를 상기 제1헤더 내측으로 유도하는 유도가이드가 형성될 수 있다.

그리고 상기 유도가이드는, 상기 제1헤더 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

또한 상기 유도가이드의 경사 각도는, 상기 냉매의 유동각이 상기 공급파이프 및 상기 제1헤더가 이루는 각도에 대응되도록 하는 각도로 형성될 수 있다.

그리고 상기 연결부는 소정 각도만큼 외측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 냉매를 압축시키는 압축기, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 액화시키는 응축기, 상기 응축기로부터 전달된 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브 및 상기 냉매를 증발시키는 증발기를 포함하며, 상기 증발기는, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더와, 상기 제1헤더의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더와, 상기 제1헤더의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프와, 상기 제2헤더의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프를 포함하는 열교환기이다.

본 발명에 따른 열교환기 및 이를 포함하는 차량용 공조장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공급파이프가 제1헤더의 측 방향으로 연결되므로 냉매의 흐름을 원활히 할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 각 파이프 간의 간섭을 방지할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 냉난방공조 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 냉난방공조시스템의 배관 연결 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 냉난방공조시스템의 배관 연결 구조의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기의 단면을 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기(100)를 나타낸 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기(100)는 제1헤더(120)와, 제2헤더(110)와, 공급파이프(130)와, 배출파이프(140)를 포함한다.

상기 제1헤더(120)는 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 유동경로를 형성한다. 그리고 상기 제2헤더(110)는 상기 제1헤더(120)의 전방에 구비되고, 상기 제1헤더(120)와 같이 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 유동경로를 형성한다.

그리고 상기 공급파이프(130)는 상기 제1헤더(120)의 측부(122)에 연결되어 냉매를 공급하도록 구비되며, 상기 배출파이프(140)는 상기 제2헤더(110)의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키도록 구비된다.

즉 상기 공급파이프(130)를 통해 상기 제1헤더(120)로 전달된 냉매는 경로를 순환 후 제2헤더(110)를 통해 배출파이프(140)로 배출된다. 이때 상기 제1헤더(120) 및 제2헤더(110)에는 냉매가 유동되는 튜브(150)가 연결될 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 공급파이프(130)는 배출파이프(140)와의 간섭을 방지하고, 제2헤더(110) 내의 냉매 유동을 방해하지 않도록 측 방향을 통해 연장되어 상기 제1헤더(120)의 측부(122)에 연결된다. 이때 상기 배출파이프(140)가 제2헤더(110)의 전면 측에 형성되므로, 제2헤더(110)의 전체 길이에 걸쳐 과열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편 상기 제1헤더(120) 및 상기 제2헤더(110)는, 상기 열교환기(100)에 공급되는 공기가 상기 제2헤더(110)를 경유한 후 상기 제1헤더(120)를 경유하도록 배치될 수 있다. 즉 도 3에서, 공기의 유동 방향은 A방향으로 설정될 수 있다.

이와 같이 하는 이유는, 상기 제1헤더(120)의 내부에 유동되는 냉매의 온도가 상기 제2헤더(110)의 내부에 유동되는 냉매의 온도보다 매우 낮기 때문이다.

만일 공급되는 고온의 공기가 상기 제1헤더(120) 측을 먼저 경유할 경우, 냉매와 공기의 큰 온도차로 인해 열충격이 발생할 수 있으며, 이에 따라 내구성이 저하될 수 있다. 또한 고온의 공기가 제1헤더(120) 측을 경유하며 온도가 크게 낮아지고, 상기 제2헤더(110) 측을 경유하면서 열교환이 거의 이루어지지 않아 성능이 저하될 수 있는 문제가 있다.

따라서 상기와 같이 상기 열교환기(100)에 공급되는 공기가 상기 제2헤더(110)를 경유한 후 상기 제1헤더(120)를 경유하도록 상기 제1헤더(120) 및 상기 제2헤더(110)를 배치할 경우 이와 같은 현상을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기(100)의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 공급파이프(130)는 제1헤더(120)와 연결되는 연결부(132)를 포함할 수 있다. 상기 연결부(132)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 외측이 만곡된 형상으로 형성되어 전후 방향으로 연장된 공급파이프(130)에 유동되는 냉매를 좌우 방향으로 연장된 제1헤더(120) 측에 원활히 공급할 수 있다.

또한 도시된 바와 같이 상기 공급파이프(130)는 제2헤더(110)와 배출파이프(140)를 통해 유동되는 냉매 배출에 전혀 간섭되지 않는다. 즉 공급파이프(130)가 제1헤더(120)의 측 방향으로 연결되므로 냉매의 흐름을 원활히 할 수 있으며, 이에 따라 냉난방공조 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기(200)의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 공급파이프(230)는 제2헤더(220)의 측부(222)에, 배출파이프(240)는 제2헤더(210)의 전면에 연결된다.

다만, 상기 공급파이프(230)에 구비되는 상기 연결부(232)의 내측에는 상기 공급파이프(230)에 유동되는 냉매를 상기 제1헤더(220) 내측으로 유도하는 유도가이드(260)가 형성된다는 점이 제1실시예와 다르다.

즉 본 실시예의 경우, 상기 유도가이드(260)로 인해 냉매의 흐름을 더욱 원활히 할 수 있다.

이때 상기 유도가이드(260)는, 상기 제1헤더(220) 방향으로 경사지게 형성되며, 특히 상기 유도가이드(260)의 경사 각도는 상기 냉매의 유동각이 상기 공급파이프(230) 및 상기 제1헤더(220)가 이루는 각도에 대응되도록 하는 각도로 형성된다. 다시 말해 상기 냉매의 유동각은 상기 공급파이프(230) 및 상기 제1헤더(220)가 이루는 각도와 일치시키는 것이 유리하므로, 본 실시예에서 상기 유도가이드(260)는 약 45°정도의 경사각을 가진다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 공조장치의 열교환기(300)의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 마찬가지로 공급파이프(330)는 제2헤더(320)의 측부(322)에, 배출파이프(340)는 제2헤더(310)의 전면에 연결된다.

다만, 상기 연결부(332)는 소정 각도(θ)만큼 외측으로 돌출되도록 형성된다는 점이 제1실시예와 다르다. 즉 본 실시예의 경우, 상기 연결부(332)의 내부 공간이 더욱 넓어지며, 또한 연결부(332)의 외측은 곡면을 이루게 되므로 냉매의 흐름이 개선될 수 있는 효과가 있다.

이상으로 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 열교환기에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 차량용 공조장치에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 차량용 공조장치는, 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 액화시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 전달된 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브와, 상기 냉매를 증발시키는 증발기를 포함한다.

이때 상기 증발기의 경우, 전술한 제1실시예 내지 제3실시예 중 어느 하나의 열교환기일 수 있다. 즉 상기 증발기는, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더(120)와, 상기 제1헤더(120)의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더(110)와, 상기 제1헤더(120)의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프(130)와, 상기 제2헤더(110)의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프(140)를 포함한다.

상기 압축기, 상기 응축기 및 상기 팽창밸브의 경우 널리 공지된 사항이며, 상기 열교환기의 각 구성요소에 대해서는 전술하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 배관 연결 구조 110: 제2헤더
120: 제1헤더 130: 공급파이프
140: 배출파이프 150: 튜브

Claims (8)

1. 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더;
   상기 제1헤더의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더;
   상기 제1헤더의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프; 및
   상기 제2헤더의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프;를 포함하며,
   상기 공급파이프는 상기 제1헤더와 연결되는 연결부를 포함하고,
   상기 연결부의 내측에는 상기 공급파이프에 유동되는 냉매를 상기 제1헤더 내측으로 유도하는 유도가이드가 형성된 차량용 공조장치의 열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1헤더 및 상기 제2헤더는,
   공급되는 공기가 상기 제2헤더를 경유한 후 상기 제1헤더를 경유하도록 배치되는 차량용 공조장치의 열교환기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 유도가이드는,
   상기 제1헤더 방향으로 경사지게 형성된 차량용 공조장치의 열교환기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 유도가이드의 경사 각도는,
   상기 냉매의 유동각이 상기 공급파이프 및 상기 제1헤더가 이루는 각도에 대응되도록 하는 각도로 형성된 차량용 공조장치의 열교환기.
7. 삭제
8. 냉매를 압축시키는 압축기;
   상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 액화시키는 응축기;
   상기 응축기로부터 전달된 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브; 및
   상기 냉매를 증발시키는 증발기;
   를 포함하며,
   상기 증발기는,
   좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 유입되는 제1헤더와, 상기 제1헤더의 전방에 구비되고, 좌우 방향으로 길게 형성되며, 냉매가 배출되는 제2헤더와, 상기 제1헤더의 측부에 연결되어 냉매를 공급하는 공급파이프와, 상기 제2헤더의 전면부에 연결되어 냉매를 배출시키는 배출파이프를 포함하며,
   상기 공급파이프는 상기 제1헤더와 연결되는 연결부를 포함하고,
   상기 연결부의 내측에는 상기 공급파이프에 유동되는 냉매를 상기 제1헤더 내측으로 유도하는 유도가이드가 형성된 열교환기인 차량용 공조장치.

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