KR101673496B1 - 과냉각 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과냉각 응축기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 리시버 드라이어가 구비되어 과냉각 영역을 가지는 응축기에 있어서, 리시버 드라이어가 액상 냉매를 상부로 이동시켜 과냉각 영역이 응축기 코어의 상부에 형성되도록 하되, 리시버 드라이어에 구비되는 하부 캡에 냉매 상승 구조, 필터, 건조제 수용부가 모두 일체화되어 있도록 하는, 과냉각 응축기를 제공함에 있다.
본 발명의 과냉각 응축기는, 내부에 냉매가 유동하며, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 튜브(120)의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크(110); 및 상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130); 을 포함하여 이루어지는 응축기(100)에 있어서, 상기 응축기(100)의 일측 헤더탱크(110)에는 유입구 및 배출구가, 타측 헤더탱크(110)에는 리시버 드라이어(150)가 구비되며, 상기 리시버 드라이어(150)는 하부가 막힌 관 형상으로 형성되어 상기 응축기(100)로부터 유입된 냉매를 수용하는 몸체(151); 상기 응축기(100)의 타측 헤더탱크(110) 및 상기 몸체(151)를 연통시키는 다수 개의 연통로(152); 상기 몸체(151)의 상단을 밀폐하는 밀봉캡(160); 상기 밀봉캡(160)의 하단을 지지하는 단턱(153); 상기 몸체(151) 내에 수용 배치되는 건조제 카트리지(170); 을 포함하여 이루어지되, 상기 응축기(100)의 상단에 과냉각 영역이 형성되도록, 상기 건조제 카트리지(170)는, 관 형상으로 형성되어 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상승시키는 냉매 상승로(171), 상기 냉매 상승로(171)가 그 내부 중심부에 수용 배치되어 고정 구비되며, 벽면이 메쉬(mesh) 재질로 이루어져 건조제가 수용되는 관 형상의 본체부(172), 상기 본체부(172)의 상부에 구비되되 상기 단턱(153)의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 상기 단턱(153)에 삽입 고정되며, 중심부에 상기 냉매 상승로(171)에 의해 유통되는 액상 냉매가 연통 가능하도록 통공(173a)이 형성된 마개(173), 상기 본체부(172)의 하부 및 상기 몸체(151) 내측 하부 사이에 개재되어 상기 본체부(172) 하부를 지지하며, 상기 냉매 상승로(171)와 연결되는 위치에 형성되는 중심 유로(174a) 및 상기 중심 유로(174a)와 연통되며 측면에 다수 개 형성되는 측면 유로(174b)가 형성되어, 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상기 측면 유로(174b) 및 상기 중심 유로(174a)를 통해 상기 냉매 상승로(171)로 유통시키는 브라켓(174)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

과냉각 응축기 {Subcool Condenser}

본 발명은 과냉각 응축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리시버 드라이어를 구비함으로써 과냉각을 발생시켜 응축 효율을 높이되, 리시버 드라이어의 구조를 개선함으로써 응축 효율을 최대화하는 과냉각 응축기에 관한 것이다.

열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방 시스템으로서 작용하게 된다. 기본적으로 열교환기는 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다. 냉각장치에서는, 액체 상태의 냉매가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실제 냉각 작용이 일어나게 된다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 터빈(또는 팽창밸브)를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.

상술한 바와 같이 응축기에서는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되는데, 이렇게 냉매가 기상에서 액상으로 바뀌는 과정에 있기 때문에 응축기 내부에는 기상의 냉매와 액상의 냉매가 혼합되어 있게 된다. 그런데, 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합되어 있게 되면 온도ㆍ압력에 있어 평형적인 조건밖에는 얻을 수가 없게 되기 때문에, 보다 응축기 효율을 높이기 위해서는 이미 응축된 액상 냉매와 아직 응축되지 못한 기상 냉매를 분리하여 재응축을 함으로써 과냉각을 유도하는 것이 바람직하다. 이와 같이 과냉각을 발생시키기 위하여, 일반적으로 응축기에는 리시버 드라이어가 구비되게 된다. 도 1은 일반적인 리시버 드라이어가 구비된 응축기와, 이 때의 냉매 흐름, 응축 영역 및 과냉각 영역을 표시하고 있다. 도 1에서, 응축 영역은 A1, 과냉각 영역은 A2로 표시되어 있다.

한편, 일반적으로 한편, 최근 자동차 개발은 생산성 향상으로 위하여 부품과 공정의 수를 감소하고자 하는 경향이 강해지고 있는 바, 생산성을 향상시키기 위한 방안 중 다수의 부품을 각각 조립하여 집합체를 형성시켜 조립 라인에서 조립하는, 즉 모듈화하는 기술이 제안되고 있는데, 그 중 대표적인 예로써 쿨링 모듈, 헤드 램프 및 범퍼 빔 스테이를 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다. 도 2는 이와 같은 프론트 엔드 모듈의 일례를 도시한 것이다. 쿨링 모듈에는 상술한 바와 같은 열교환기들이 포함되는데, 특히 응축기가 이러한 프론트 엔드 모듈에 결합되는 쿨링 모듈의 구성품이 되는 경우가 많다.

이 때, 도 2에 도시되어 있는 도면에서 보이는 바와 같이, 프론트 엔드 모듈에 결합되는 쿨링 모듈의 경우 대부분 하부 쪽이 범퍼 빔 등과 같은 주변물에 의하여 가려지게 되는 경우가 많다. 그런데 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 일반적으로 과냉각 영역을 가지는 응축기의 경우 과냉각 영역이 코어 하부에 위치하게 되는 경우가 많아, 과냉각 영역에서의 열교환이 원활하게 이루어지지 못하여 과냉각 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 과냉각 영역이 상부에 배치되도록 하는 응축기의 구조에 관한 기술이 종래에 개시되었다.

한국특허공개 제2007-7022372호(이하 선행기술1)에서는, 도 3(A)에 도시된 바와 같이, 리시버 드라이어 내에 내부관이 연결되도록 하여 하부의 냉매를 상부로 이동시키고, 건조제는 관과 연결되어 삽입되는 구조를 개시하고 있다. 그런데, 상기 선행기술1에 의한 구조를 실제로 구현하고자 할 경우, 건조제와 내부관의 연결 및 배치 형태가 안정적이지 못하기 때문에 제작이 매우 난해한 문제점이 있다. 또한, 한국특허공개 제2003-0086067호(선행기술2)에서는, 도 3(B)에 도시된 바와 같이, 외부관을 연결하여 하부의 냉매를 상부로 이동시키는 구조를 개시하고 있다. 이 경우 종래의 리시버 드라이어에서 사용되던, 필터 및 건조제가 구비된 하부 캡 등의 구조를 그대로 도입할 수 있어, 건조제의 제작이나 삽입 배치 등에서의 문제점이 새로이 발생하지는 않는 장점이 있다. 그러나 상기 선행기술2는, 일반적인 리시버 드라이어에 외부관이 더 구비되는 형태가 되어 부피가 증가되기 때문에, 엔진 룸 내 공간 활용성을 떨어뜨리게 되는 문제가 있으며, 특히 현재 모든 자동차 부품들이 소형화 및 컴팩트화되어 가고 있는 경향에 반하는 설계로서, 실제 적용하기에는 어려움이 있다는 문제가 있다.

이와 같이, 리시버 드라이어에서 액상 냉매를 위로 끌어올려 응축기의 상부에 과냉각 영역이 형성되도록 하고자 하는 기술이 다양하게 개시되었으나, 종래의 기술들은 상술한 바와 같은 주목적(응축기 상부에 과냉각 영역 형성)은 잘 달성시키되 필터나 건조제의 제작, 배치 등이 난해해지게 되는 문제점을 가지고 있거나, 또는 반대로 필터나 건조제의 제작, 배치 등에 있어서의 문제점은 없는 반면 상기 주목적을 실현하기 위한 구조 자체의 제작이 난해하거나 레이아웃 상 제약이 따르는 등의 문제가 있어, 이러한 모든 문제를 해결할 수 있는 기술에의 요구가 꾸준히 있어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 리시버 드라이어가 구비되어 과냉각 영역을 가지는 응축기에 있어서, 리시버 드라이어가 액상 냉매를 상부로 이동시켜 과냉각 영역이 응축기 코어의 상부에 형성되도록 하되, 리시버 드라이어에 구비되는 하부 캡에 냉매 상승 구조, 필터, 건조제 수용부가 모두 일체화되어 있도록 하는, 과냉각 응축기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과냉각 응축기는, 내부에 냉매가 유동하며, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 튜브(120)의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크(110); 및 상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130); 을 포함하여 이루어지는 응축기(100)에 있어서, 상기 응축기(100)의 일측 헤더탱크(110)에는 유입구 및 배출구가, 타측 헤더탱크(110)에는 리시버 드라이어(150)가 구비되며, 상기 리시버 드라이어(150)는 하부가 막힌 관 형상으로 형성되어 상기 응축기(100)로부터 유입된 냉매를 수용하는 몸체(151); 상기 응축기(100)의 타측 헤더탱크(110) 및 상기 몸체(151)를 연통시키는 다수 개의 연통로(152); 상기 몸체(151)의 상단을 밀폐하는 밀봉캡(160); 상기 밀봉캡(160)의 하단을 지지하는 단턱(153); 상기 몸체(151) 내에 수용 배치되는 건조제 카트리지(170); 을 포함하여 이루어지되, 상기 응축기(100)의 상단에 과냉각 영역이 형성되도록, 상기 건조제 카트리지(170)는, 관 형상으로 형성되어 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상승시키는 냉매 상승로(171), 상기 냉매 상승로(171)가 그 내부 중심부에 수용 배치되어 상기 냉매 상승로(171)를 둘러싸 지지하도록 고정 구비되며, 벽면이 메쉬(mesh) 재질로 이루어져 건조제가 수용되는 관 형상의 본체부(172), 상기 본체부(172)의 상부에 구비되되 상기 단턱(153)의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 상기 단턱(153)에 삽입 고정되며, 중심부에 상기 냉매 상승로(171)에 의해 유통되는 액상 냉매가 연통 가능하도록 통공(173a)이 형성된 마개(173), 상기 본체부(172)의 하부 및 상기 몸체(151) 내측 하부 사이에 개재되되 상기 몸체(151) 내측 하부 바닥에 밀착되어 상기 본체부(172) 하부를 지지하며, 판 형상으로 형성되고, 상기 냉매 상승로(171)와 연결되는 위치에 형성되는 중심 유로(174a) 및 상기 중심 유로(174a)와 연통되며 측면에 다수 개 형성되는 측면 유로(174b)가 형성되어, 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상기 측면 유로(174b) 및 상기 중심 유로(174a)를 통해 상기 냉매 상승로(171)로 유통시키는 브라켓(174)을 포함하여 이루어져, 상기 응축기에서는, 일측의 상기 헤더탱크(110)로 유입된 냉매가 상기 튜브(120)를 통과한 후, 액상 냉매가 상기 리시버 드라이어(150)가 부착되는 타측의 상기 헤더탱크(110) - 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 하부 - 상기 냉매 상승로(171) - 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 상부 - 타측의 상기 헤더탱크(110)를 순차적으로 통과하고, 상기 응축기(100) 상부의 상기 튜브(120) 및 일측의 상기 헤더탱크(110)를 순차적으로 통과하며 과냉각되도록 냉매의 흐름이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 마개(173)는 상기 본체부(172)의 하부에도 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밀봉캡(160)은 상기 몸체(151)의 상단을 덮도록 형성되는 덮개부(161), 상기 몸체(151)의 내곽과 동일한 외곽 형상을 가지도록 형성되어 상기 덮개부(161)의 하부에 구비되는 밀폐부(162), 상기 밀폐부(162)의 하부에 구비되며, 상기 냉매 상승로(171)를 통해 상승된 액상 냉매를 통과시켜 액상 냉매 내의 기포를 제거하는 필터부(163), 상기 필터부(163)의 하부에 구비되며, 상기 몸체(151)의 내경과 동일한 직경을 가지도록 형성되어 상기 단턱(153)에 의하여 지지되는 스토퍼(164)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 밀봉캡(160)은 상기 밀폐부(162)의 외곽에 끼움 배치되는 적어도 하나 이상의 오-링(O-ring, 165)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건조제 카트리지(170)는 상기 밀봉캡(160)과 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 리시버 드라이어에서 액상 냉매를 상부로 이동시켜서 응축기 코어의 상부에서 과냉각 영역이 형성되도록 함으로써, 일반적으로 범퍼 빔 등에 의하여 응축기의 하부가 가려지게 되는 바 종래에 응축기 하부에 형성되는 과냉각 영역에서 열교환이 제대로 이루어지지 않았던 문제점을 원천적으로 해결하여, 결과적으로 과냉각 효율을 종래보다 훨씬 높일 수 있게 하는 큰 효과가 있다. 더불어, 본 발명에 의하면 종래의 액상 냉매를 상부로 이동시키는 구성들과 비교하였을 때, 데드 존(dead zone)의 크기가 훨씬 줄어들기 때문에 종래에 비해 훨씬 효율적이라는 큰 장점이 있다.

특히 본 발명에 의하면, 액상 냉매를 상부로 이동시키는 리시버 드라이어의 구조가 종래에 비하여 훨씬 단순하여 설계나 조립이 용이하다는 큰 장점이 있다. 보다 상세히 설명하자면, 본 발명에서는 리시버 드라이어의 냉매를 상승시키는 상승로가 형성된 건조제 카트리지가 구비되어 있어, 리시버 드라이어에 이러한 본 발명의 건조제 카트리지를 끼우기만 하면 냉매 상승 구조의 구현과 필터 및 건조제의 삽입 배치가 동시에 이루어질 수 있게 되는 것이다. 특히 본 발명에서는, 상기 건조제 카트리지의 하부에 냉매 흐름을 유도함과 동시에 상기 건조제 카트리지를 지지해 주는 브라켓이 구비되도록 함으로써, 건조제 카트리지 배치의 안정성을 극대화함과 동시에 냉매 흐름 유도 구조를 최대한 단순화할 수 있는 큰 효과가 있다. 더불어, 본 발명에 따라 상기 건조제 카트리지가 상기 리시버 드라이어를 밀폐하는 밀봉 캡에 일체화되도록 함으로써, 조립 과정을 보다 더 단순화할 수 있는 장점이 있다.

더불어 본 발명에 의하면, 리시버 드라이어에 복잡한 부가 구성을 할 필요가 거의 없어져, 생산비용을 훨씬 절약할 수 있는 경제적 효과 또한 크다.

도 1은 종래의 리시버 드라이어가 구비되어 과냉각 영역이 형성되는 응축기.
도 2는 일반적인 프론트 엔드 모듈.
도 3은 종래의 과냉각 영역이 상부에 형성되는 응축기.
도 4는 본 발명의 과냉각 응축기.
도 5는 본 발명의 리시버 드라이어에 구비되는 밀봉캡 및 건조제 카트리지.
도 6은 본 발명의 밀봉캡 및 건조제 카트리지의 상세 구조 및 냉매 흐름.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 과냉각 응축기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 과냉각 응축기를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 응축기(100)는 내부에 냉매가 유동하며, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 튜브(120)의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크(110); 및 상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130); 을 포함하여 이루어지며, 상기 응축기(100)의 일측 헤더탱크(110)에는 유입구 및 배출구가, 타측 헤더탱크(110)에는 리시버 드라이어(150)가 구비된다. 이 때, 본 발명의 응축기(100)에서는 상기 리시버 드라이어(150)의 형태가 특화되어 있음으로써 종래의 응축기와는 차별성을 획득하게 된다.

본 발명에서, 상기 리시버 드라이어(150)는 하부가 막힌 관 형상으로 형성되어 상기 응축기(100)로부터 유입된 냉매를 수용하는 몸체(151)와, 상기 응축기(100)의 타측 헤더탱크(110) 및 상기 몸체(151)를 연통시키는 다수 개의 연통로(152)를 포함하여 이루어진다. 상기 몸체(151)는 냉매를 수용할 수 있도록 만들어지기만 하면 되기 때문에 일반적인 리시버 드라이어 몸체 형태를 그대로 적용할 수 있다. 상기 몸체(151)는 하부가 막힌 관 형상으로 형성된다고 하였는데, 이러한 구조는 압출 등에 의해 만들어진 관 형상의 일측에 판재를 강제압입 또는 열융착함으로써 쉽게 만들 수 있다.

한편, 종래의 리시버 드라이어의 경우 상기 응축기(100) 중 하나의 헤더탱크(110)와 일반적으로 3개 정도의 연통로로 연결되어, 상기 헤더탱크(110)에 모인 냉매를 수용하여 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 분리하고, 액체 상태의 냉매를 상기 응축기(100)의 일부로 재순환시켜 과냉각을 시키게 되었다. 이 때 액체 상태의 냉매는 기체 상태의 냉매보다 무겁기 때문에 당연히 액상 냉매가 하부로 모이게 되고, 따라서 과냉각 영역은 상기 응축기(100)의 하부에 형성되는 것이 일반적이었다.

본 발명에서는 이와 같이 과냉각 영역이 상기 응축기(100)의 하부에 형성될 때 발생되는 여러 문제점들을 피하기 위하여, 상기 응축기(100)의 상부에 과냉각 영역이 형성될 수 있도록 상기 리시버 드라이어(150) 내에서 냉매를 상승시키는 구조를 가지게 하였다. 즉, 본 발명에서는 상기 리시버 드라이어(150)가 상기 몸체(151)의 상단을 밀폐하는 밀봉캡(160); 상기 밀봉캡(160)의 하단을 지지하는 단턱(153); 상기 몸체(151) 내에 수용 배치되는 건조제 카트리지(170); 을 포함하여 이루어지되, 상기 건조제 카트리지(170)의 구조를 특화함으로써 냉매 상승이 보다 효율적인 구성으로 이루어질 수 있게 하고 있다.

본 발명에서, 상기 건조제 카트리지(170)는 기본적으로 냉매 상승로(171), 본체부(172) 및 브라켓(174)을 포함하여 이루어짐으로써, 상기 리시버 드라이어(150)에 삽입되어 지지됨으로써 안정적인 배치를 달성함과 동시에 액상 냉매가 상기 브라켓(174)을 통해 상기 냉매 상승로(171)로 유입되도록 함으로써 냉매를 상부로 끌어올리는 동작을 최대한 단순화된 구성으로 효율적으로 수행할 수 있도록 하고 있다. 이하에서 보다 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 리시버 드라이어에 구비되는 밀봉캡 및 건조제 카트리지의 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 밀봉캡 및 건조제 카트리지의 상세 구조 및 냉매 흐름을 도시한 것이다. 이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 밀봉캡 및 건조제 카트리지의 각부에 대하여 상세히 설명한다.

먼저 상기 밀봉캡(160)에 대해 설명한다. 상기 밀봉캡(160)은 도시된 바와 같이 덮개부(161), 밀폐부(162), 필터부(163) 및 스토퍼(164)를 포함하여 이루어진다.

상기 덮개부(161)는 상기 몸체(151)의 상단을 덮도록 형성되는 것으로, 간단하게 판재로 이루어질 수 있다.

상기 밀폐부(162)는 상기 덮개부(161)의 하부에 구비되는데, 상기 몸체(151)의 내곽과 동일한 외곽 형상을 가지도록 형성된다. 따라서 상기 밀봉캡(160)을 상기 몸체(151) 상단에 조립시키면, 상기 밀폐부(162)의 외곽이 상기 몸체(151) 내곽에 꼭 맞게 끼워짐으로써 상기 몸체(151) 상단의 밀폐가 이루어질 수 있게 된다. 이 때, 상기 밀봉캡(160)은 상기 밀폐부(162)의 외곽에 끼움 배치되는 적어도 하나 이상의 오-링(O-ring, 165)을 더 포함하여 이루어짐으로써, 밀폐 성능을 보다 증대시키는 것이 바람직하다.

상기 필터부(163)는 상기 밀폐부(162)의 하부에 구비되어, 액상 냉매를 통과시켜 액상 냉매 내의 기포를 제거하는 역할을 한다. 이 때, 상기 필터부(163)는 도시된 바와 같이 상기 몸체(151)의 내경보다 작은 직경을 가지도록 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 형태를 가짐으로써, 상기 필터부(163)의 중심부로 상기 냉매 상승로(171)를 통해 상승된 액상 냉매가 공급되고, 이 액상 냉매가 상기 필터부(163)의 몸체를 통과하여 나옴으로써 액상 냉매 내의 기포가 제거되며, 상기 필터부(163) 외측에 형성되어 있는 공간에 액상 냉매가 수용되어 안정화가 될 수 있게 된다. 상기 필터부(163)가 배치되는 위치에는 냉매 배출을 위한 연통로(152)가 형성되어 있어, 기포가 제거되어 안정화된 액상 냉매가 상기 응축기(100)로 재유입됨으로서 과냉각이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

상기 스토퍼(164)는 상기 필터부(163)의 하부에 구비되며, 상기 몸체(151)의 내경과 동일한 직경을 가지도록 형성되어 상기 단턱(153)에 의하여 지지되게 된다.

다음으로 상기 건조제 카트리지(170)에 대해 설명한다. 상기 건조제 카트리지(170)는, 냉매 상승로(171), 본체부(172), 마개(173) 및 브라켓(174)을 포함하여 이루어진다.

상기 냉매 상승로(171)는 관 형상으로 형성되어 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상승시키는 역할을 한다. 상기 냉매 상승로(171)는 상기 리시버 드라이어(150) 몸체(151)나 또는 상기 응축기(100)의 헤더탱크(110)보다 훨씬 부피가 작으며, 또한 상기 리시버 드라이어(150) 몸체(151)의 상부에는 기상 냉매가 차 있어 어느 정도의 압력이 유지가 된다. 따라서 상기 몸체(151) 내부로 모여진 액상 냉매가 상기 냉매 상승로(171)로 유입되면 상기 냉매 상승로(171) 내에 냉매가 차올라가서 상기 응축기(100)의 상부 위치까지 액상 냉매가 쉽게 끌어올려지게 된다.

상기 본체부(172)는 벽면이 메쉬(mesh) 재질로 이루어져 건조제가 수용되는데, 이 때 상기 본체부(172)의 내부 중심부에는 상기 냉매 상승로(171)가 수용 배치되어 고정 구비된다. 즉 상기 냉매 상승로(171)와 상기 본체부(172)의 결합체는, 도 6(B)에 도시된 바와 같이 두 개의 관이 동축 상에 놓인 형태로 이루어지게 되는 것이 가장 바람직하다. 상기 필터부(163)와 유사하게, 상기 본체부(172)도 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 몸체(151)의 내경보다 작은 직경을 가지도록 형성되도록 함으로써, 냉매의 유통이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 마개(173)는 상부에 구비되되 상기 단턱(153)의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 상기 단턱(153)에 삽입 고정되며, 중심부에 상기 냉매 상승로(171)에 의해 유통되는 액상 냉매가 연통 가능하도록 통공(173a)이 형성되어 있다. 상기 마개(173)에 의하여, 상기 본체부(172) 내에 수용된 건조제가 외부로 흩어지지 않게 되며, 또한 상기 마개(173)에 의해 상기 본체부(172)의 상부가 막히게 되므로, 상기 건조제 카트리지(170)에서는 (메쉬 형태로 된) 측면 벽면 및 상기 냉매 상승로(171)로만 냉매가 유통될 수 있게 되며, 또한 상기 마개(173)가 상기 단턱(153)에 꽉 끼워지게 하여 상기 단턱(153) 상하 공간이 격리될 수 있게 된다. (이후 냉매 흐름 설명에서 이에 대하여 보다 상세하게 설명한다.) 상기 마개(173)는 또한 도시된 바와 같이 상기 본체부(172)의 하부에도 구비될 수 있다. 물론 상기 본체부(172) 하부에는 상기 마개(173)가 없어도 상기 브라켓(174)에 의해 막히게 되어 건조제의 흩어짐을 막고 냉매의 흐름을 유도할 수 있다. 그러나 상기 본체부(172)의 하부에도 상기 마개(173)가 구비되도록 함으로써 상기 건조제 카트리지(170)의 제작 또는 조립 과정을 보다 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.

상기 브라켓(174)은 상기 본체부(172)의 하부 및 상기 몸체(151) 내측 하부 사이에 개재되어 상기 본체부(172) 하부를 지지하게 된다. 이 때, 상기 브라켓(174)에는 상기 냉매 상승로(171)와 연결되는 위치에 형성되는 중심 유로(174a) 및 상기 중심 유로(174a)와 연통되며 측면에 다수 개 형성되는 측면 유로(174b)가 형성되어 있다. 이에 따라 상기 브라켓(174)은, 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상기 측면 유로(174b) 및 상기 중심 유로(174a)를 통해 상기 냉매 상승로(171)로 유통시키는 역할을 하게 된다. 상기 브라켓(174)이 구비됨으로써, 종래와는 달리 본 발명의 상기 건조제 카트리지(170)는 상기 리시버 드라이어(150) 내에 매우 안정적으로 고정 지지될 수 있게 되며, 또한 상기 브라켓(174)에 의하여 냉매를 상승시키는 흐름의 유도가 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

도 4 및 도 6을 통해 상기 리시버 드라이어 내에서의 냉매 흐름에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 리시버 드라이어(150)가 연결되어 있는 타측의 헤더탱크(110)로부터, 적어도 하나 이상의 연통로(152)를 통해 기상 및 액상의 냉매가 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151)로 유입되게 된다. 이 때, 밀도차에 의하여 자연스럽게 기상 냉매는 상부로, 액상 냉매는 하부로 모여지게 된다. 이 때, 상기 건조제 카트리지(170)의 본체부(172) 벽면은 메쉬 형태로 되어 있고, 그 안에는 건조제가 수용되어 있다. 따라서 기상 또는 액상의 냉매는 메쉬 형태의 벽면을 통해 자유롭게 상기 본체부(172) 내로 흘러다니면서 건조제에 의해 건조가 이루어지게 된다.

이 때, 하부에 모여진 액상 냉매는 연통되어 있는 상기 브라켓(174)의 측면 유로(174b)로 유입되며, 상기 중심 유로(174a)를 통해 상기 냉매 상승로(171) 내부까지 진입되게 된다. 하부에 모여진 액상 냉매의 부피가 얼마간 늘어나고, 또한 기상 냉매의 압력이 커지게 되면, 상기 냉매 상승로(171) 내부로 유입된 액상 냉매의 수면 높이가 상기 리시버 드라이어(150) 하부에 모여진 액상 냉매의 수면 높이보다 높아질 수 있게 되며, 최종적으로는 상기 건조제 카트리지(170) 위까지 냉매가 끌어올려질 수 있게 된다.

상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 상부에 형성된 상기 단턱(153)은, 상기 밀봉캡(160)의 하단을 지지하는 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 건조제 카트리지(170)의 상부에 구비된 상기 마개(173)의 측면이 끼워짐으로써, 상기 단턱(153) 위치의 상하로 상기 몸체(151) 내부 공간을 격리시킬 수 있도록 하는 역할도 하게 된다. 도 4에서 상기 리시버 드라이어(150)의 내부 공간이 상부 공간(S1) 및 하부 공간(S2)으로 나뉘어져 있는 것이 표시되어 있다. 즉, 상기 건조제 카트리지(170) 상부의 마개(173) 및 상기 단턱(153)에 의하여 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 내부가 바로 도 4에 표시되어 있는 바와 같은 상부 공간(S1) 및 하부 공간(S2)으로 분리되며, 상부 공간(S1) 및 하부 공간(S2)은 단지 상기 냉매 상승로(171)에 의해서만 연결될 수 있게 되는 것이다. 따라서, 하부 공간(S2)의 하부에 모여져 있는 액상 냉매가 상기 냉매 상승로(171)를 통해 상부 공간(S1)으로 상승하면, (상기 마개(173) 및 상기 단턱(153)에 의해 격리되어 있기 때문에) 액상 냉매가 흘러내리지 않고 상부 공간(S1)에 머물러 모여질 수 있게 된다. 최종적으로, 이와 같이 상부 공간(S1)에 모여진 냉매는 상기 필터부(163) 옆에 형성되어 있는 상기 연통로(153)를 통해 상기 응축기(100)로 재유입된다.

이와 같은 본 발명의 리시버 드라이어(150)에 의한 냉매 흐름을 참조하여 상기 응축기(100) 전체적인 냉매의 흐름을 설명하면 다음과 같다. 즉 상기 응축기(100)에서는, 일측의 상기 헤더탱크(110)로 유입된 냉매가 상기 튜브(120)를 통과한 후, 액상 냉매가 상기 리시버 드라이어(150)가 부착되는 타측의 상기 헤더탱크(110) - 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 하부 - 상기 냉매 상승로(171) - 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 상부 - 타측의 상기 헤더탱크(110)를 순차적으로 통과한다. 이후 상기 응축기(100) 상부의 상기 튜브(120) 및 일측의 상기 헤더탱크(110)를 순차적으로 통과하며 과냉각되도록 냉매의 흐름이 형성된다. 이러한 응축기 전체적인 냉매의 흐름은 도 1(B)에 도시되어 있는데, 물론 냉매의 흐름이 도 1(B)에 도시된 형태로서 한정되는 것은 아니며 이는 하나의 예시일 뿐으로, 상기 냉매 상승로(171)에 의해 상기 리시버 드라이어(150)의 상부로 액상 냉매가 모여진 후 상기 응축기(100)의 상부로 재유입되어 상기 응축기(100) 상부에 과냉각 영역(S)이 형성되도록 하기만 한다면, 물론 도 1(B)에 도시된 형태가 아닌 다른 형태로 냉매의 흐름이 형성되어도 무방하다.

부가적으로, 본 발명의 상기 건조제 카트리지(170)는 상기 밀봉캡(160)과 일체형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 밀봉캡(160)을 상기 리시버 드라이어(150) 몸체(151)에 조립하는 것만으로 상기 리시버 드라이어(150)의 밀봉 및 필터ㆍ건조제의 삽입 배치가 동시에 이루어질 수 있게 되어, 조립 과정이 훨씬 단순화되는 큰 장점이 있다.

도 5, 도 6 및 이의 설명에서, 상기 필터부(163)는 액상 냉매 내의 기포를 제거하는 역할을 수행하기만 하면 되며 따라서 기존에 사용되는 필터 사양을 그대로 적용하여도 무방한 바 상세한 설명은 생략하였다. 이에 대하여 조금 더 구체적으로 설명하자면, 상기 필터부(163)는 필터가 상기 밀봉캡(160)과 일체형으로 이루어진 형태로 만들어져도 되고, 또는 필터가 분리 가능하게 이루어져 상기 밀봉캡(160)에 필터가 수용되어 형성되어도 된다. 또한 이 때, 상기 필터 자체가 상기 건조제 카트리지(170)와 일체형으로 이루어지거나, 또는 분리 가능하게 독립적으로 이루어질 수 있다. 분리 가능하게 독립적으로 이루어질 경우 필터의 교체가 용이한 장점이 있으며, 필터아 상기 건조제 카트리지(170)와 일체형으로 이루어질 경우 생산 시 부품 및 조립 공정 수가 줄어들어 생산 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 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.

100: 응축기 110: 헤더탱크
120: 튜브 130: 핀
150: 리시버 드라이어 151: 몸체
152: 연통로 153: 단턱
160: 밀봉캡 161: 덮개부
162: 밀폐부 163: 필터부
164: 스토퍼 165: 오-링
170: 건조제 카트리지
171: 냉매 상승로 172: 본체부
173: 마개 174: 브라켓

Claims (5)

1. 내부에 냉매가 유동하며, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 튜브(120)의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크(110); 및 상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130); 을 포함하여 이루어지는 응축기(100)에 있어서,
   상기 응축기(100)의 일측 헤더탱크(110)에는 유입구 및 배출구가, 타측 헤더탱크(110)에는 리시버 드라이어(150)가 구비되며, 상기 리시버 드라이어(150)는 하부가 막힌 관 형상으로 형성되어 상기 응축기(100)로부터 유입된 냉매를 수용하는 몸체(151); 상기 응축기(100)의 타측 헤더탱크(110) 및 상기 몸체(151)를 연통시키는 다수 개의 연통로(152); 상기 몸체(151)의 상단을 밀폐하는 밀봉캡(160); 상기 밀봉캡(160)의 하단을 지지하는 단턱(153); 상기 몸체(151) 내에 수용 배치되는 건조제 카트리지(170); 을 포함하여 이루어지되,
   상기 응축기(100)의 상단에 과냉각 영역이 형성되도록, 상기 건조제 카트리지(170)는,
   관 형상으로 형성되어 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상승시키는 냉매 상승로(171),
   상기 냉매 상승로(171)가 그 내부 중심부에 수용 배치되어 상기 냉매 상승로(171)를 둘러싸 지지하도록 고정 구비되며, 벽면이 메쉬(mesh) 재질로 이루어져 건조제가 수용되는 관 형상의 본체부(172),
   상기 본체부(172)의 상부에 구비되되 상기 단턱(153)의 내경과 동일한 외경으로 형성되어 상기 단턱(153)에 삽입 고정되며, 중심부에 상기 냉매 상승로(171)에 의해 유통되는 액상 냉매가 연통 가능하도록 통공(173a)이 형성된 마개(173),
   상기 본체부(172)의 하부 및 상기 몸체(151) 내측 하부 사이에 개재되되 상기 몸체(151) 내측 하부 바닥에 밀착되어 상기 본체부(172) 하부를 지지하며, 판 형상으로 형성되고, 상기 냉매 상승로(171)와 연결되는 위치에 형성되는 중심 유로(174a) 및 상기 중심 유로(174a)와 연통되며 측면에 다수 개 형성되는 측면 유로(174b)가 형성되어, 상기 몸체(151) 하부에 수용된 액상 냉매를 상기 측면 유로(174b) 및 상기 중심 유로(174a)를 통해 상기 냉매 상승로(171)로 유통시키는 브라켓(174)
   을 포함하여 이루어져,
   상기 응축기에서는, 일측의 상기 헤더탱크(110)로 유입된 냉매가 상기 튜브(120)를 통과한 후, 액상 냉매가 상기 리시버 드라이어(150)가 부착되는 타측의 상기 헤더탱크(110) - 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 하부 - 상기 냉매 상승로(171) - 상기 리시버 드라이어(150)의 몸체(151) 상부 - 타측의 상기 헤더탱크(110)를 순차적으로 통과하고, 상기 응축기(100) 상부의 상기 튜브(120) 및 일측의 상기 헤더탱크(110)를 순차적으로 통과하며 과냉각되도록 냉매의 흐름이 형성되는 것을 특징으로 하는 과냉각 응축기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 마개(173)는
   상기 본체부(172)의 하부에도 더 구비되는 것을 특징으로 하는 과냉각 응축기.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 밀봉캡(160)은
   상기 몸체(151)의 상단을 덮도록 형성되는 덮개부(161),
   상기 몸체(151)의 내곽과 동일한 외곽 형상을 가지도록 형성되어 상기 덮개부(161)의 하부에 구비되는 밀폐부(162),
   상기 밀폐부(162)의 하부에 구비되며, 상기 냉매 상승로(171)를 통해 상승된 액상 냉매를 통과시켜 액상 냉매 내의 기포를 제거하는 필터부(163),
   상기 필터부(163)의 하부에 구비되며, 상기 몸체(151)의 내경과 동일한 직경을 가지도록 형성되어 상기 단턱(153)에 의하여 지지되는 스토퍼(164)
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 과냉각 응축기.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 밀봉캡(160)은
   상기 밀폐부(162)의 외곽에 끼움 배치되는 적어도 하나 이상의 오-링(O-ring, 165)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 과냉각 응축기.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 건조제 카트리지(170)는
   상기 밀봉캡(160)과 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과냉각 응축기.

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