KR101683491B1

KR101683491B1 - 차량용 열교환기

Info

Publication number: KR101683491B1
Application number: KR1020140175825A
Authority: KR
Inventors: 김재연; 신현근; 김주훈
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 한온시스템 주식회사
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-12-07
Also published as: US10151541B2; CN105667245B; KR20160069783A; JP6661356B2; CN105667245A; US20190078843A1; US20160161192A1; JP2016109423A; DE102015213361A1; US10852068B2

Abstract

차량용 열교환기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키고, 일 면이 팽창밸브에 고정 장착되는 열교환부; 상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀; 상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 및 상기 열교환부의 타면에서 상기 열교환부와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함한다.

Description

차량용 열교환기{HEAT EXCHANGER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팽창밸브에 일체형으로 장착되어 응축기로부터 공급되는 냉매를 증발기로부터 압축기로 공급되는 냉매와 상호 열교환을 통해 과냉시켜 냉방성능을 향상시키고, 냉매의 유동 시에 발생되는 소음 및 진동을 저감시키도록 하는 차량용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 에어컨 시스템은 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 에어컨 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 팽창밸브, 및 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 에어컨 시스템이 설치된 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기 등을 주요한 구성요소로 포함한다.

상기한 에어컨 시스템은 일반적인 냉동 사이클에 따라 작동하는 것으로서, 상기한 압축기, 응축기, 팽창밸브, 및 증발기를 상호 연결하는 에어컨 배관을 통해 순차적으로 반복 순환하면서 고온 고압의 액체상태에서 저온저압의 기체상태로 연속적으로 상변화되어 냉방과정을 수행하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 에어컨 시스템은 응축기에서 응축된 냉매를 다시 한번 과냉시키는 구조로 이루어지는 바, 냉매의 흐름이 복잡하여 응축기 입출구 배관 내부의 압력강하가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.

또한, 응축기가 한정된 크기로 이루어지고, 엔진룸 내부 공간이 협소하여 냉매가 이동하는 에어컨 배관의 길이에 제약이 발생함으로써, 냉매를 필요온도로 저감시키기 위한 최소요구 길이를 충족하지 못하게 되고, 이로 인해, 압축기 소요동력 대비 냉방 능력의 계수인 COP(Coefficient Of Performance)가 낮아져 에어컨 시스템의 전체적인 냉방성능 및 효율이 저하되는 문제점도 있다.

아울러, 에어컨 시스템을 순환하는 냉매는 압축기를 통해 고온고압으로 압축되어 빠른 속도로 에어컨 배관 상에서 유동됨에 따라, 에어컨 배관에서 소음 및 진동이 발생되며, 이러한 소음 및 진동으로 인해 차량의 전체적인 NVH 성능이 저하되는 문제점도 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 팽창밸브에 일체형으로 장착되어 응축기로부터 공급되는 고온고압의 냉매를 증발기로부터 압축기로 공급되는 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통해 과냉시켜 에어컨 시스템의 냉방성능을 향상시키고, 냉매의 유동 시에 발생되는 소음 및 진동을 저감시킴으로써, 차량의 NVH 성능을 향상시키도록 하는 차량용 열교환기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키고, 일면이 팽창밸브에 연결되는 열교환부; 상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀; 상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 및 상기 열교환부의 타면에서 상기 열교환부와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함하되, 상기 소음 저감부는 적어도 두 장 이상으로 구성되어 상기 열교환부의 타면에 적층되고, 내부에 적어도 하나 이상의 공간을 형성하며, 상기 제2 배출홀과 연통된 연결홀이 형성되는 소음저감 플레이트; 및 상기 소음저감 플레이트 중, 외측에 배치되는 소음저감 플레이트에 장착되어 상기 공간을 형성하는 밀폐 플레이트를 포함할 수 있다.

삭제

상기 공간들은 상기 제2 배출홀을 통해 배출되는 작동유체만 유입되도록 상기 제1 유로와 상기 제1 유입홀과의 연결이 폐쇄될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키고, 일면이 팽창밸브에 연결되는 열교환부; 상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀; 상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 및 상기 열교환부의 타면에서 상기 열교환부와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함하되, 상기 소음 저감부는 적어도 한 장으로 구성되어 상기 열교환부의 타면에 일면이 적층되고, 타면을 향하여 돌출된 돌출단을 가지며, 상기 제2 배출홀과 연결되는 연결홀이 형성되는 소음저감 플레이트; 상기 돌출단의 일측이 개구되어 상기 연결홀과 연결되는 공명홀; 및 상기 소음저감 플레이트와의 사이에서 상기 공명홀과 연결되는 공간을 형성하도록 상기 소음저감 플레이트의 타면에서 상기 돌출단과 접촉된 상태로 장착되는 밀폐 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 공간은 상기 제2 배출홀을 통해 배출되는 작동유체만 유입되도록 상기 제1 유로와 제1 유입홀과의 연결이 폐쇄될 수 있다.

상기 열교환부의 일면과, 상기 소음 저감부의 타면에는 각각 커버 플레이트가 장착될 수 있다.

상기 열교환부는 상기 팽창밸브의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트에 상기 제1 유입홀과 상기 제2 배출홀과 연통되는 제1, 제2 관통홀이 각각 형성된 연결블록이 장착될 수 있다.

상기 팽창밸브는 상기 열교환부에 장착되는 연결 플랜지를 통하여 상기 열교환부와 연결되며, 상기 열교환부의 타면으로부터 상기 열교환부를 관통하여 체결되는 고정볼트를 통해 상기 열교환부에 일체로 고정될 수 있다.

상기 연결 플랜지는 상기 열교환부에 고정 플레이트를 통하여 장착될 수 있다.

그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로가 교번적으로 형성되고, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키는 열교환부; 상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀; 상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 상기 열교환부의 일면에서 상기 열교환부와 연결되는 팽창밸브; 및 상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함하되, 상기 소음 저감부는 적어도 두 장 이상으로 구성되며, 상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 적층되어 내부에 적어도 하나 이상의 공간을 형성하는 소음저감 플레이트; 및 상기 소음저감 플레이트에 형성되며, 상기 제2 유입홀로 유입될 작동유체를 상기 공간들을 통과시킨 후, 상기 제2 유입홀을 통해 상기 제2 유로로 유입시키는 연결홀을 포함할 수 있다.

삭제

상기 공간들은 상기 연결홀을 통해 유입된 작동유체가 통과한 후, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되어 상기 제2 유로를 통과하도록 상기 제1 유로, 상기 제1 유입홀, 및 상기 제1 배출홀과의 연결이 폐쇄될 수 있다.

그리고 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기는 다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로가 교번적으로 형성되고, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키는 열교환부; 상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀; 상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 상기 열교환부의 일면에서 상기 열교환부와 연결되는 팽창밸브; 및 상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함하되, 상기 소음 저감부는 적어도 한 장 이상으로 구성되며, 상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 적층되어 내부에 공간을 형성하고, 상기 열교환부의 일면으로 돌출 형성되어 상기 열교환부에 접촉되는 돌출단을 가지며, 상기 제2 유입홀과 연결되는 연결홀이 형성되는 소음저감 플레이트; 및 상기 돌출단의 일측이 개구되어 상기 연결홀과 상기 공간을 연결하는 공명홀를 포함할 수 있다.

상기 공간은 제2 유입홀로 유입되어 상기 제2 유로를 통과한 후, 상기 제2 배출홀로 유동되는 작동유체만 유입되도록 상기 제1 유로, 상기 제1 유입홀, 및 상기 제1 배출홀과의 연결이 폐쇄될 수 있다.

상기 팽창밸브는 상기 소음 저감부에 장착되는 연결 플랜지를 통하여 상기 열교환부와 연결되며, 상기 열교환부의 타면으로부터 상기 열교환부와 상기 소음 저감부를 관통하여 체결되는 고정볼트를 통해 상기 소음 저감부를 사이에 두고, 상기 열교환부에 일체로 고정될 수 있다.

상기 연결 플랜지는 상기 소음 저감부에 고정 플레이트를 통하여 장착될 수 있다.

상기 열교환부의 타면과, 상기 소음 저감부의 일면에는 각각 커버 플레이트가 장착될 수 있다.

상기 열교환부는 상기 커버 플레이트가 장착되는 타면과 상기 플레이트의 사이에 냉매의 누출을 방지하는 밀폐 플레이트가 장착될 수 있다.

상기 플레이트는 상기 제1, 제2 유로의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기를 포함할 수 있다.

상기 제1 유입홀은 상기 열교환부의 타면 일측에 형성되고, 상기 제1 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부의 일면 일측에 상기 제1 배출홀이 형성될 수 있다.

상기 제2 유입홀은 상기 열교환부의 일면 타측에 형성되고, 상기 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부의 타면 타측에 상기 제2 배출홀이 형성될 수 있다.

상기 작동유체는 응축기로부터 배출되어 상기 제1 유입홀을 통해 각각의 상기 제1 유로를 통과하는 고온고압의 냉매와, 증발기로부터 배출되어 상기 제2 유입홀을 통해 각각의 상기 제2 유로를 통과하는 저온저압의 냉매로 구성될 수 있다.

상기 열교환부는 각 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시킬 수 있다.

상기 열교환부는 다수개의 플레이트가 적층되는 판형으로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에 의하면, 팽창밸브에 일체형으로 장착되어 응축기로부터 공급되는 고온고압의 냉매를 증발기로부터 압축기로 공급되는 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통해 과냉시킴으로써, 에어컨 시스템의 냉방성능을 향상시키고, 냉매의 흐름을 단순화시켜 응축기 입출구 배관 내부의 압력강하 발생을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 냉매를 과냉시켜 증발기로 공급함으로써, 증발기 입구측 냉매온도를 추가적으로 더 낮게 만들고 증발기의 엔탈피 차이를 크게 함에 따라, 압축기 소요동력 대비 냉방 능력의 계수인 COP(Coefficient Of Performance)의 극대화가 가능하여 종래에 비해 전체적인 에어컨 시스템의 냉방성능 및 냉방효율을 향상시키는 효과도 있다.

아울러, 소음 저감부를 일체로 구성하여 냉매의 유동 시에 발생되는 소음 및 진동을 저감시킴으로써, 차량의 실내로 소음 및 진동이 전달되는 것을 방지하고, 차량의 전체적인 NVH 성능을 향상시켜 승차감과 차량의 전체적인 상품성을 향상시키는 효과도 있다.

그리고 열교환기를 팽창밸브에 일체형으로 구성하여 모듈화하고, 별도로 장착되던 소음기를 제거함에 따라, 구성요소 간소화를 도모하여 제작원가를 절감하는 효과가 있다.

나아가, 에어컨 배관의 길이를 축소하여 협소한 엔진룸 내부에서 레이아웃을 간소화함으로써, 공간 활용성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기의 평면도이다.
도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도로써, 응축기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 C-C 선에 따른 단면도로써, 증발기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기의 분해 사시도이다.
도 9는 도 7의 D-D 선에 따른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 소음 저감부에 적용되는 소음저감 플레이트의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기의 평면도이다.
도 12는 도 11의 E-E 선에 따른 단면도로써, 응축기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 11의 F-F 선에 따른 단면도로써, 증발기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기의 분해 사시도이다.
도 16은 도 14의 G-G 선에 따른 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기의 분해 사시도이다.
도 19는 도 17의 H-H 선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도 및 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 팽창밸브(30)를 통해 팽창된 냉매를 공기와 열교환을 통해 증발시키는 증발기(40)를 포함하는 에어컨 시스템에서 응축기(20)와 팽창밸브(30) 사이에서 팽창밸브(30)에 직접 장착되며, 내부로 유입되는 작동유체인 냉매를 열교환시키게 된다.

여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)는, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 열교환부(110), 제1, 제2 유입홀(116a, 116b), 제1, 제2 배출홀(118a, 118b), 및 소음 저감부(150)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 열교환부(110)는 다수개의 플레이트(112)가 적층되어 내부에 제1 유로(114a)와 제2 유로(114b)를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로(114a, 114b)를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환시키게 된다.

이러한 열교환부(110) 일면이 팽창밸브(30)에 직접 부착된 상태로, 고정 장착된다.

여기서, 상기 열교환부(110)의 일면과, 상기 소음 저감부(150)의 타면에는 각각 커버 플레이트(120)가 장착될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 열교환부(110)는 복수개의 플레이트(112)가 적층되는 플레이트형(또는,‘판형’이라고도 함)으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 유입홀(116a)과 상기 제2 유입홀(116b)은 상기 열교환부(110)의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로(114a)와 상기 제2 유로(114b)에 각각 연결된다.

그리고 상기 제1 배출홀(118a)과 상기 제2 배출홀(118b)은 상기 열교환부(110)의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀(116a, 116b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로(114a)와 상기 제2 유로(114b)에 각각 연결된다.

여기서, 상기 제1 유입홀(116a)은 상기 열교환부(110)의 타면 일측에 형성되고, 상기 제1 유입홀(116a)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(110)의 일면 일측에 상기 제1 배출홀(118a)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 유입홀(116b)은 상기 열교환부(110)의 일면 타측에 형성되고, 상기 제2 유입홀(116b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(110)의 타면 타측에 상기 제2 배출홀(118b)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(110)는 제1, 제2 유입홀(116a, 116b)을 통해 제1, 제2 유로(114a, 114b)를 각각 통과하는 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 열교환부(110)는 상기 팽창밸브(30)의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트(120)에 상기 제1 유입홀(116a)과 상기 제2 배출홀(118b)에 연통되는 제1, 제2 관통홀(124a, 124b)이 각각 형성된 연결블록(122)이 장착될 수 있다.

상기 연결블록(122)은 압축기(10) 또는 증발기(20)를 상기 열교환기(100)와 연결 시, 배관들을 쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 배관연결 작업성을 향상시키고, 배관 장착시간을 단축시키는 기능을 하게 된다.

또한, 상기 팽창밸브(30)는 상기 열교환부(110)에 장착되는 연결 플랜지(126)를 통하여 상기 열교환부(110)에 연결되며, 상기 열교환부(110)의 타면으로부터 상기 열교환부(110)의 내부를 관통하여 체결되는 고정볼트(B)를 통해 상기 열교환부(110)에 일체로 고정될 수 있다.

상기 연결 플랜지(126)는 상기 열교환부(110)에 고정 플레이트(128)를 통하여 장착될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(110)는 상기 팽창밸브(30)의 일면에 연결 플랜지(126)를 통하여 직접 장착되어 팽창밸브(30)와 일체형으로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 플레이트(112)는 상기 제1, 제2 유로(114a, 114b)의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기(113)를 포함할 수 있다.

상기 돌기(113)들은 상기 제1 유로(114a)와 상기 제2 유로(114b)를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 제1 유로(114a)와 제2 유로(114b)의 전체에 걸쳐 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 돌기(113)들은 제1 유입홀(116a)과 제2 유입홀(116b)로 각각 유입되는 작동유체들이 제1 유로(114a)와 제2 유로(114b)를 통과할 경우, 각 유로(114a, 114b) 상에서 전체적으로 유동되도록 함으로써, 열교환 면적을 증대시켜 효율을 향상시키게 된다.

여기서, 작동유체들은 응축기(20)로부터 배출되어 상기 제1 유입홀(116a)을 통해 각각의 상기 제1 유로(114a)를 통과하는 고온고압의 냉매와, 증발기(40)로부터 배출되어 상기 제2 유입홀(116b)을 통해 각각의 상기 제2 유로(114b)를 통과하는 저온저압의 냉매로 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 열교환부(110)에 형성된 유로와 유입홀, 배출홀이 각각 2개가 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 유로와, 유입홀, 및 배출홀의 개수는 유입되는 작동유체의 수에 따라 변경하여 적용이 가능하다.

예를 들어, 작동유체가 냉각수를 더 포함할 경우에는 상기 플레이트(112)의 적층 개수를 증가시켜 새로운 유로를 형성하고, 이 새로운 유로와 연결되는 유입홀과 배출홀을 새롭게 형성할 수 있다.

그리고 상기 소음 저감부(150)는 상기 열교환부(110)의 타면에서 상기 열교환부(110)와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀(116b)을 통해 유입되는 저온저압의 냉매의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키게 된다.

여기서, 상기 소음 저감부(150)는 소음저감 플레이트(152)와 밀폐 플레이트(156)를 포함한다.

먼저, 상기 소음저감 플레이트(152)는 적어도 두 장 이상으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시예에서는 3장으로 구성된다.

이러한 소음저감 플레이트(152)는 상기 열교환부(110)의 타면에 적층되고, 내부에 상기 제1 유입홀(116a)과 상기 제1 유로(114a)와의 연결이 폐쇄되는 적어도 하나 이상의 공간(S)을 형성하며, 상기 제2 배출홀(118b)과 연통된 연결홀(154)이 형성된다.

그리고 상기 밀폐 플레이트(156)는 상기 소음저감 플레이트(152) 중, 상기 팽창밸브(30)의 반대측에서 외측에 배치되는 소음저감 플레이트(152)에 장착된다.

이러한 밀폐 플레이트(156)는 외측에 배치되는 소음저감 플레이트(152)와의 사이에 상기 공간(S)을 형성하게 된다.

이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에서 상기 소음 저감부(150)는 3 장의 플레이트가 열교환부(110)에 적층된 상태에서, 밀폐 플레이트(156)가 장착됨으로써, 내부에 3개의 공간을 형성하게 된다.

여기서, 상기 공간(S)들은 상기 제2 배출홀(118b)을 통해 배출되는 저온저압의 냉매만 유입되도록 상기 제1 유입홀(116a)과 제1 유로(114a)와의 연결이 폐쇄될 수 있다.

이와 같이 구성되는 소음 저감부(150)는 공간(S)들의 단면적 보다 작은 단면적을 갖는 상기 제2 배출홀(118b)을 통하여 저온저압의 냉매가 유동되면서 발생되는 소음 및 진동을 단면적의 변화를 이용해 반사시키는 확장형 소음기로 형성된다.

이러한 소음 저감부(150)는 상기 열교환부(110)에 일체로 구성됨으로써, 종래 냉매 유동 시, 발생되는 소음 및 진동 저감을 위해 적용되던 에어컨 배관을 길게 설정하거나, 별도의 소음기 장착을 제거할 수 있게 된다.

이하, 이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기의 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도로써, 응축기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 4의 C-C 선에 따른 단면도로써, 증발기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 응축기(20)에서 응축된 고온고압의 냉매는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 열교환기(100)의 연결블록(122)에 형성된 제1 관통홀(124a)을 통하여 유입된다.

상기 제1 관통홀(124a)로 유입된 냉매는 소음 저감부(150)의 내부를 관통하여 상기 제1 유입홀(116a)로 유입되고, 각각의 제1 유로(114a)를 통과하여 제1 배출홀(118a)을 통해 상기 팽창밸브(30)로 배출된다.

여기서, 상기 열교환부(110)로 유입된 고온고압의 냉매는 소음 저감부(150)에 형성된 각 공간(S)들이 제1 유로(114a), 및 제1 유입홀(116a)과는 폐쇄됨으로써, 각 공간(S)들을 통과하지 않은 상태로, 각각의 제2 유로(114b)를 통과하는 저온저압의 냉매와 상호 열교환 되어 과냉된다.

그리고 증발기(40)로부터 배출된 저온저압의 냉매는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 제2 유입홀(114b)로 유입되어 각각의 제2 유로(114b)를 통과하면서, 각각의 제1 유로(114a)를 통과하는 고온고압의 냉매와 상호 열교환된 후, 제2 배출홀(116b)을 통해 소음 저감부(150)의 각 공간(S)들로 유입된다.

여기서, 제2 배출홀(114b)을 통하여 배출되는 저온저압의 냉매는 단면적이 상대적으로 작은 상기 제2 배출홀(116b)로부터 단면적이 큰 각각의 공간(S)으로 유동된다.

이 때, 상기 소음 저감부(150)는 각 공간(S)들이 단면 변화를 이용해 소음 및 진동을 반사시키는 확장형 소음기의 기능을 하게 됨으로써, 제2 배출홀(114b)을 통해 배출된 저온저압의 냉매로부터 발생된 소음 및 진동이 상쇄되어 저감된다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 열교환기(100)는 팽창밸브(30)에 직접 장착하고, 열교환부(110)와 함께, 소음 저감부(150)를 일체로 구성함으로써, 냉매의 유동 시, 발생되는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

또한, 열교환부(110)에서는 고온고압의 냉매를 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통하여 과냉시키게 됨으로써, 고온고압의 냉매 내부에 포함된 불응축 냉매도 열교환을 통해 응축된 상태로 상기 팽창밸브(30)로 유입된다.

이에 따라, 열교환기(100)는 상기 증발기(40) 입구측 냉매의 온도를 추가적으로 더 낮게 만들게 되며, 상기 증발기(40)의 엔탈피 차를 크게 할 수 있어 COP(Coefficient Of Performance)을 극대화시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 열교환기(100)는 불응축 기체냉매에 의한 에어컨 시스템의 효율저하를 방지함으로써, 상기 팽창밸브(30)에서의 팽창효율을 증대시킬 수 있다.

도 7과 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도 및 분해 사시도이고, 도 9는 도 7의 D-D 선에 따른 단면도이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 소음 저감부에 적용되는 소음저감 플레이트의 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기(200)는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 팽창밸브(30)를 통해 팽창된 냉매를 공기와 열교환을 통해 증발시키는 증발기(40)를 포함하는 에어컨 시스템에서 응축기(20)와 팽창밸브(30) 사이에서 팽창밸브(30)에 직접 장착되며, 내부로 유입되는 작동유체인 냉매를 열교환시키게 된다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기(200)는, 도 7 내지 도 9에서 도시한 바와 같이, 열교환부(210), 제1, 제2 유입홀(216a, 216b), 제1, 제2 배출홀(218a, 118b), 및 소음 저감부(250)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 열교환부(210)는 다수개의 플레이트(212)가 적층되어 내부에 제1 유로(214a)와 제2 유로(214b)를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로(214a, 214b)를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환시키게 된다.

이러한 열교환부(210) 일면이 팽창밸브(30)에 직접 부착된 상태로, 고정 장착된다.

여기서, 상기 열교환부(210)의 일면과, 상기 소음 저감부(250)의 타면에는 각각 커버 플레이트(220)가 장착될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 열교환부(210)는 복수개의 플레이트(212)가 적층되는 플레이트형(또는,‘판형’이라고도 함)으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 유입홀(216a)과 상기 제2 유입홀(216b)은 상기 열교환부(210)의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로(214a)와 상기 제2 유로(214b)에 각각 연결된다.

그리고 상기 제1 배출홀(218a)과 상기 제2 배출홀(218b)은 상기 열교환부(210)의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀(216a, 216b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로(214a)와 상기 제2 유로(214b)에 각각 연결된다.

여기서, 상기 제1 유입홀(216a)은 상기 열교환부(210)의 타면 일측에 형성되고, 상기 제1 유입홀(216a)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(210)의 일면 일측에 상기 제1 배출홀(218a)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 유입홀(216b)은 상기 열교환부(210)의 일면 타측에 형성되고, 상기 제2 유입홀(216b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(210)의 타면 타측에 상기 제2 배출홀(218b)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(210)는 제1, 제2 유입홀(216a, 216b)을 통해 제1, 제2 유로(214a, 214b)를 각각 통과하는 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에서, 상기 열교환부(210)는 상기 팽창밸브(30)의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트(220)에 상기 제1 유입홀(216a)과 상기 제2 배출홀(218b)에 연통되는 제1, 제2 관통홀(224a, 224b)이 각각 형성된 연결블록(222)이 장착될 수 있다.

상기 연결블록(222)은 압축기(10) 또는 증발기(20)를 상기 열교환기(200)와 연결 시, 배관들을 쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 배관연결 작업성을 향상시키고, 배관 장착시간을 단축시키는 기능을 하게 된다.

또한, 상기 팽창밸브(30)는 상기 열교환부(210)에 장착되는 연결 플랜지(226)를 통하여 상기 열교환부(210)에 연결되며, 상기 열교환부(210)의 타면으로부터 상기 열교환부(210)의 내부를 관통하여 체결되는 고정볼트(B)를 통해 상기 열교환부(210)에 일체로 고정될 수 있다.

상기 연결 플랜지(226)는 상기 열교환부(210)에 고정 플레이트(228)를 통하여 장착될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(210)는 상기 팽창밸브(30)의 일면에 연결 플랜지(226)를 통하여 직접 장착되어 팽창밸브(30)와 일체형으로 구성된다.

본 발명의 제2 실시예에서, 상기 플레이트(212)는 상기 제1, 제2 유로(214a, 214b)의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기(213)를 포함할 수 있다.

상기 돌기(213)들은 상기 제1 유로(214a)와 상기 제2 유로(214b)를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 제1 유로(214a)와 제2 유로(214b)의 전체에 걸쳐 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 돌기(213)들은 제1 유입홀(216a)과 제2 유입홀(216b)로 각각 유입되는 작동유체들이 제1 유로(214a)와 제2 유로(214b)를 통과할 경우, 각 유로(214a, 214b) 상에서 전체적으로 유동되도록 함으로써, 열교환 면적을 증대시켜 효율을 향상시키게 된다.

여기서, 작동유체들은 응축기(20)로부터 배출되어 상기 제1 유입홀(216a)을 통해 각각의 상기 제1 유로(214a)를 통과하는 고온고압의 냉매와, 증발기(40)로부터 배출되어 상기 제2 유입홀(216b)을 통해 각각의 상기 제2 유로(214b)를 통과하는 저온저압의 냉매로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에서는 상기 열교환부(210)에 형성된 유로와 유입홀, 배출홀이 각각 2개가 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 유로와, 유입홀, 및 배출홀의 개수는 유입되는 작동유체의 수에 따라 변경하여 적용이 가능하다.

예를 들어, 작동유체가 냉각수를 더 포함할 경우에는 상기 플레이트(212)의 적층 개수를 증가시켜 새로운 유로를 형성하고, 이 새로운 유로와 연결되는 유입홀과 배출홀을 새롭게 형성할 수 있다.

그리고 상기 소음 저감부(250)는 상기 열교환부(210)의 타면에서 상기 열교환부(210)와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀(216b)을 통해 유입되는 저온저압의 냉매의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키게 된다.

여기서, 상기 소음 저감부(250)는 소음저감 플레이트(252), 공명홀(255), 및 밀폐 플레이트(256)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 소음저감 플레이트(252)는 적어도 한 장 이상으로 구성되어 상기 열교환부(210)의 타면에 일면이 적층된다.

이러한 소음저감 플레이트(252)는 상기 열교환부(210)의 반대측인 타면을 향하여 돌출된 돌출단(253)을 가지며, 상기 제2 배출홀(218b)과 연결되는 연결홀(254)이 형성된다.

상기 공명홀(255)은 상기 돌출단(253)의 일측이 개구되어 상기 연결홀(254)과 연결된다.

그리고 상기 밀폐 플레이트(256)는 상기 소음저감 플레이트(252)와의 사이에서 상기 공명홀(255)과 연결되는 공간(S)을 형성하도록 상기 소음저감 플레이트(252)의 타면에서 상기 돌출단(253)과 접촉된 상태로 장착된다.

즉, 상기 공간(S)은 상기 소음저감 플레이트(252)의 타면에서 상기 돌출단(253)과 접촉되게 장착된 밀폐 플레이트(256)에 의해 형성된다.

여기서, 상기 공간(S)은 상기 제2 배출홀(218b)을 통해 배출되는 저온저압의 냉매만 상기 공명홀(255)을 통해 유입되도록 상기 제1 유입홀(216a)과 제1 유로(214a)와의 연결이 폐쇄될 수 있다.

이와 같이 구성되는 소음 저감부(250)는 상기 제2 배출홀(218b)을 통해 제2 유로(214b)를 통과한 저온저압의 냉매가 배출될 경우, 제2 배출홀(214b)로부터 배출된 저온저압의 냉매가 상기 공간(S)으로 공명홀(255)을 통해 유입된다.

그러면, 저온저압의 냉매는 상기 공명홀(255)을 통해 공간(S)으로 유입되면서, 냉매의 유동 시에 발생하는 소음 및 진동 주파수와는 역상의 주파수를 발생시키게 된다.

이러한 역상의 주파수는 상기 제2 배출홀(218b)을 통해 배출되면서 저온저압의 냉매로부터 발생된 유동 소음 및 진동에 의한 정상파를 상쇄시키게 되고, 이에 따라, 저온저압의 냉매가 유동되면서 발생된 냉매의 진동 및 소음이 저감된다.

즉, 상기와 같이 구성되는 소음 저감부(250)는 공명형 소음기의 기능을 하는 것으로, 유체가 이동경로를 따라 유동하면서 발생되는 소음 및 진동에 의한 정상파가 이동경로 상에 형성되는 조그만 입구나 홀을 통해 연결된 밀폐된 공간으로 유입되면서, 정상파와는 역상의 소음 및 진동이 발생하게 되는데, 이 역상파가 정상파의 특정 주파수 대역(주로 고주파 영역) 소음을 상쇄하게 됨으로써, 유체의 이동 시 발생되는 소음 및 진동을 저감시키게 되는 것이다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에서 소음 저감부(250)는 조그만 입구나 홀을 통해 연결된 밀폐된 공간을 통과하면서 역상의 소음 및 진동이 발생하는 헬름홀즈 원리(Helmholtz Resonator)를 이용한 공명형 소음기 기능을 하게 된다.

이러한 소음 저감부(250)는 열교환부(210)에 일체로 구성됨으로써, 냉매 이동 시, 발생되는 소음 및 진동을 저감시키기 위해 불필요하게 에어컨 배관을 길게 설정하거나, 별도의 소음기 장착을 제거할 수 있게 된다.

이하, 이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기(200)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기의 평면도이고, 도 12는 도 11의 E-E 선에 따른 단면도로써, 응축기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이며, 도 13은 도 11의 F-F 선에 따른 단면도로써, 증발기로부터 배출된 냉매의 유동상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 응축기(20)에서 응축된 고온고압의 냉매는, 도 12에서 도시한 바와 같이, 상기 열교환기(200)의 연결블록(222)에 형성된 제1 관통홀(224a)을 통하여 유입된다.

상기 제1 관통홀(224a)로 유입된 냉매는 소음 저감부(250)의 내부를 관통하여 상기 제1 유입홀(216a)로 유입되고, 각각의 제1 유로(214a)를 통과하여 제1 배출홀(218a)을 통해 상기 팽창밸브(30)로 배출된다.

여기서, 상기 열교환부(210)로 유입된 고온고압의 냉매는 소음 저감부(250)에 형성된 공간(S)이 제1 유로(214a), 및 제1 유입홀(216a)과는 폐쇄됨으로써, 공간(S)으로 유입이 방지된 상태로, 각각의 제1 유로(214a)를 통과하면서, 각각의 제2 유로(114b)를 통과하는 저온저압의 냉매와 상호 열교환 되어 과냉된다.

그리고 증발기(40)로부터 배출된 저온저압의 냉매는, 도 13에서 도시한 바와 같이, 상기 제2 유입홀(214b)로 유입되어 각각의 제2 유로(214b)를 통과하면서, 각각의 제1 유로(214a)를 통과하는 고온고압의 냉매와 상호 열교환된 후, 제2 배출홀(216b)을 통해 소음 저감부(250)로 유입된다.

여기서, 제2 배출홀(114b)을 통하여 배출되는 저온저압의 냉매는 소음 저감부(250)의 공명홀(255)을 통하여 연결된 상기 공간(S)을 통과하면서 냉매의 유동 시 발생되는 소음 및 진동에 의한 정상파와는 역상의 소음 및 진동이 발생된다.

이러한 역상파는 저온저압의 냉매 유동 시 발생된 정상파의 특정 주파수 대역(주로 고주파 영역) 소음을 상쇄하게 됨으로써, 저온저압의 냉매가 제2 배출홀(218b)로부터 배출되면서 발생되는 소음 및 진동을 저감시키게 된다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 열교환기(200)는 팽창밸브(30)에 직접 장착하고, 열교환부(210)와 함께, 소음 저감부(250)를 일체로 구성함으로써, 냉매의 유동 시, 발생되는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

또한, 열교환부(210)에서는 고온고압의 냉매를 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통하여 과냉시키게 됨으로써, 고온고압의 냉매 내부에 포함된 불응축 냉매도 열교환을 통해 응축된 상태로 상기 팽창밸브(30)로 유입된다.

이에 따라, 열교환기(200)는 상기 증발기(40) 입구측 냉매의 온도를 추가적으로 더 낮게 만들게 되며, 상기 증발기(40)의 엔탈피 차를 크게 할 수 있어 COP(Coefficient Of Performance)을 극대화시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 열교환기(200)는 불응축 기체냉매에 의한 에어컨 시스템의 효율저하를 방지함으로써, 상기 팽창밸브(30)에서의 팽창효율을 증대시킬 수 있다.

도 14와 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도 및 분해 사시도이고, 도 16은 도 14의 G-G 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기(300)는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 팽창밸브(30)를 통해 팽창된 냉매를 공기와 열교환을 통해 증발시키는 증발기(40)를 포함하는 에어컨 시스템에서 응축기(20)와 팽창밸브(30) 사이에서 팽창밸브(30)에 직접 장착되며, 내부로 유입되는 작동유체인 냉매를 열교환시키게 된다.

여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기(300)는, 도 14 내지 도 16에서 도시한 바와 같이, 열교환부(310), 제1, 제2 유입홀(316a, 316b), 제1, 제2 배출홀(318a, 318b), 팽창밸브(30), 및 소음 저감부(350)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 열교환부(310)는 다수개의 플레이트(312)가 적층되어 내부에 제1 유로(314a)와 제2 유로(314b)를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로(314a, 314b)를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환시키게 된다.

이와 같이 구성되는 상기 열교환부(310)는 복수개의 플레이트(312)가 적층되는 플레이트형(또는,‘판형’이라고도 함)으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 유입홀(316a)과 상기 제2 유입홀(316b)은 상기 열교환부(310)의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로(314a)와 상기 제2 유로(314b)에 각각 연결된다.

그리고 상기 제1 배출홀(318a)과 상기 제2 배출홀(318b)은 상기 열교환부(310)의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀(316a, 316b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로(314a)와 상기 제2 유로(314b)에 각각 연결된다.

여기서, 상기 제1 유입홀(316a)은 상기 열교환부(310)의 타면 일측에 형성되고, 상기 제1 유입홀(316a)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(310)의 일면 일측에 상기 제1 배출홀(318a)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 유입홀(316b)은 상기 열교환부(110)의 일면 타측에 형성되고, 상기 제2 유입홀(316b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(310)의 타면 타측에 상기 제2 배출홀(318b)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(310)는 제1, 제2 유입홀(316a, 316b)을 통해 제1, 제2 유로(314a, 314b)를 각각 통과하는 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시킬 수 있다.

여기서, 상기 열교환부(310)의 타면과, 상기 소음 저감부(350)의 일면에는 각각 커버 플레이트(120)가 장착될 수 있다.

또한, 상기 열교환부(310)는 상기 커버 플레이트(320)가 장착되는 타면과 상기 플레이트(312)의 사이에 냉매의 누출을 방지하는 밀폐 플레이트(360)가 장착될 수 있다.

상기 열교환부(310)는 상기 팽창밸브(30)의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트(320)에 상기 제1 유입홀(316a)과 상기 제2 배출홀(318b)과 연통되는 제1, 제2 관통홀(324a, 324b)이 각각 형성된 연결블록(322)이 장착될 수 있다.

상기 연결블록(322)은 압축기(10) 또는 증발기(20)를 상기 열교환기(300)와 연결 시, 배관들을 쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 배관연결 작업성을 향상시키고, 배관 장착시간을 단축시키는 기능을 하게 된다.

한편, 상기 열교환부(310)를 구성하는 상기 플레이트(312)는 상기 제1, 제2 유로(314a, 314b)의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기(313)를 포함할 수 있다.

상기 돌기(313)들은 상기 제1 유로(314a)와 상기 제2 유로(314b)를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 제1 유로(314a)와 제2 유로(314b)의 전체에 걸쳐 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 돌기(313)들은 제1 유입홀(316a)과 제2 유입홀(316b)로 각각 유입되는 작동유체들이 제1 유로(314a)와 제2 유로(314b)를 통과할 경우, 각 유로(314a, 314b) 상에서 전체적으로 유동되도록 함으로써, 열교환 면적을 증대시켜 효율을 향상시키게 된다.

여기서, 작동유체들은 응축기(20)로부터 배출되어 상기 제1 유입홀(316a)을 통해 각각의 상기 제1 유로(314a)를 통과하는 고온고압의 냉매와, 증발기(40)로부터 배출되어 상기 제2 유입홀(316b)을 통해 각각의 상기 제2 유로(314b)를 통과하는 저온저압의 냉매로 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 열교환부(310)에 형성된 유로와 유입홀, 배출홀이 각각 2개가 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 유로와, 유입홀, 및 배출홀의 개수는 유입되는 작동유체의 수에 따라 변경하여 적용이 가능하다.

예를 들어, 작동유체가 냉각수를 더 포함할 경우에는 상기 플레이트(312)의 적층 개수를 증가시켜 새로운 유로를 형성하고, 이 새로운 유로와 연결되는 유입홀과 배출홀을 새롭게 형성할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 팽창밸브(30)는 상기 열교환부(310)의 일면에서 상기 열교환부(310)와 일체형으로 장착된다.

그리고 상기 소음 저감부(350)는 상기 열교환부(310)와 상기 팽창밸브(30)의 사이에서 상기 열교환부(310)의 일면에서 상기 열교환부(310)와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀(316b)을 통해 유입되는 저온저압의 냉매의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키게 된다.

여기서, 상기 팽창밸브(30)는 상기 소음 저감부(350)에 장착되는 연결 플랜지(326)를 통하여 상기 열교환부(310)와 연결된다.

또한, 상기 팽창밸브(30)는 상기 열교환부(310)의 타면으로부터 상기 열교환부(310)와 상기 소음 저감부(350)를 관통하여 체결되는 고정볼트(B)를 통해 상기 소음 저감부(350)를 사이에 두고, 상기 열교환부(310)에 일체로 고정될 수 있다.

상기 연결 플랜지(326)는 상기 소음 저감부(350)에 고정 플레이트(328)를 통하여 장착될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(310)는 상기 소음 저감부(350)를 사이에 두고, 상기 팽창밸브(30)에 연결 플랜지(326)를 통해 장착되어 일체형으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에서, 상기 소음 저감부(350)는 소음저감 플레이트(352)와 연결홀(354)을 포함한다.

먼저, 상기 소음저감 플레이트(352)는 적어도 두 장 이상으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 제3 실시예에서는 3장으로 구성된다.

이러한 소음저감 플레이트(352)는 상기 열교환부(310)와 상기 팽창밸브(30)의 사이에서 상기 열교환부(310)의 일면에 적층되어 내부에 적어도 하나 이상의 공간(S)을 형성하게 된다.

그리고 상기 연결홀(354)은 상기 제2 유입홀(316b)에 대응하여 상기 소음저감 플레이트(352)에 형성되며, 상기 제2 유입홀(316b)로 유입될 작동유체를 상기 공간(S)들을 통과시킨 후, 상기 제2 유입홀(316b)을 통해 상기 제2 유로(314b)로 유입시키게 된다.

여기서, 상기 공간(S)들은 상기 연결홀(354)을 통해 유입된 저온저압 상태의 기체냉매가 통과한 후, 상기 제2 유입홀(316b)을 통해 유입되어 상기 제2 유로(314b)를 통과하도록 상기 제1 유로(314a), 제1 유입홀(316a) 및 상기 제1 배출홀(318a)과의 연결이 폐쇄될 수 있다.

이와 같이 구성되는 소음 저감부(350)는 공간(S)들의 단면적 보다 작은 단면적을 갖는 상기 연결홀(354)을 통하여 저온저압의 냉매가 유동되면서 발생되는 소음 및 진동을 단면적의 변화를 이용해 반사시키는 확장형 소음기의 기능을 하게 된다.

이러한 소음 저감부(350)는 상기 팽창밸브(30)와 열교환부(310)의 사이에서 상기 열교환부(310)에 일체로 구성됨으로써, 종래 냉매 유동 시, 발생되는 소음 및 진동 저감을 위해 적용되던 에어컨 배관을 길게 설정하거나, 별도의 소음기 장착을 제거할 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기(300)는 전술한 제1 실시예와 같이, 응축기(20)에서 응축된 고온고압의 냉매가 상기 열교환기(300)의 연결블록(322)에 형성된 제1 관통홀(324a)을 통하여 유입되면, 제1 유입홀(316a)을 통해 제1 유로(314a)를 통과하여 제1 배출홀(318a)로 배출된다.

그리고 증발기(40)로부터 배출된 저온저압의 냉매는 상기 소음 저감부(350)의 연결홀(354)로 유입되어 각 공간(S)들을 통과하게 된다.

즉, 저온저압의 냉매는 단면적이 상대적으로 작은 상기 연결홀(354)로부터 단면적이 큰 각각의 공간(S)으로 유동된다.

이 때, 상기 소음 저감부(350)는 연결홀(354)의 단면적과 각 공간(S)들이 단면적 변화를 이용해 소음 및 진동을 반사시키는 확장형 소음기의 기능을 하게 됨으로써, 연결홀(354)을 통해 유입된 저온저압의 냉매로부터 발생된 소음 및 진동이 상쇄되어 저감된다.

그런 후, 저온저압의 냉매는 상기 제2 유입홀(314b)로 유입되어 각각의 제2 유로(314b)를 통과하면서, 각각의 제1 유로(314a)를 통과하는 고온고압의 냉매와 상호 열교환된 후, 제2 배출홀(316b)을 통해 압축기(10)로 배출된다.

한편, 상기 제1 유입홀(316a)을 통해 상기 열교환부(310)로 유입된 고온고압의 냉매는 제1 유로(314a)를 통과하면서 제2 유로(314b)를 통과하는 저온저압의 냉매와 상호 열교환 되어 과냉된 상태로, 소음 저감부(350)를 관통하여 상기 팽창밸브(30)로 배출된다.

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 열교환기(300)는 팽창밸브(30)에 직접 장착하고, 열교환부(310)와 함께, 소음 저감부(350)를 일체로 구성함으로써, 냉매의 유동 시, 발생되는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

또한, 열교환부(310)에서는 고온고압의 냉매를 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통하여 과냉시키게 됨으로써, 고온고압의 냉매 내부에 포함된 불응축 냉매도 열교환을 통해 응축된 상태로 상기 팽창밸브(30)로 유입된다.

이에 따라, 열교환기(300)는 상기 증발기(40) 입구측 냉매의 온도를 추가적으로 더 낮게 만들게 되며, 상기 증발기(40)의 엔탈피 차를 크게 할 수 있어 COP(Coefficient Of Performance)을 극대화시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 열교환기(300)는 불응축 기체냉매에 의한 에어컨 시스템의 효율저하를 방지함으로써, 상기 팽창밸브(30)에서의 팽창효율을 증대시킬 수 있다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기의 사시도 및 분해 사시도이고, 도 19는 도 17의 H-H 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기(400)는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 팽창밸브(30)를 통해 팽창된 냉매를 공기와 열교환을 통해 증발시키는 증발기(40)를 포함하는 에어컨 시스템에서 응축기(20)와 팽창밸브(30) 사이에서 팽창밸브(30)에 직접 장착되며, 내부로 유입되는 작동유체인 냉매를 열교환시키게 된다.

여기서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기(400)는, 도 17 내지 도 19에서 도시한 바와 같이, 열교환부(410), 제1, 제2 유입홀(416a, 416b), 제1, 제2 배출홀(418a, 418b), 팽창밸브(30), 및 소음 저감부(450)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 열교환부(410)는 다수개의 플레이트(412)가 적층되어 내부에 제1 유로(414a)와 제2 유로(414b)를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로(414a, 414b)를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환시키게 된다.

이와 같이 구성되는 상기 열교환부(410)는 복수개의 플레이트(312)가 적층되는 플레이트형(또는,‘판형’이라고도 함)으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 유입홀(416a)과 상기 제2 유입홀(416b)은 상기 열교환부(410)의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로(414a)와 상기 제2 유로(414b)에 각각 연결된다.

그리고 상기 제1 배출홀(418a)과 상기 제2 배출홀(418b)은 상기 열교환부(410)의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀(416a, 416b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로(414a)와 상기 제2 유로(414b)에 각각 연결된다.

여기서, 상기 제1 유입홀(416a)은 상기 열교환부(410)의 타면 일측에 형성되고, 상기 제1 유입홀(416a)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(410)의 일면 일측에 상기 제1 배출홀(418a)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 유입홀(416b)은 상기 열교환부(110)의 일면 타측에 형성되고, 상기 제2 유입홀(416b)과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부(410)의 타면 타측에 상기 제2 배출홀(418b)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(410)는 제1, 제2 유입홀(416a, 416b)을 통해 제1, 제2 유로(414a, 414b)를 각각 통과하는 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시킬 수 있다.

여기서, 상기 열교환부(410)의 타면과, 상기 소음 저감부(450)의 일면에는 각각 커버 플레이트(420)가 장착될 수 있다.

또한, 상기 열교환부(410)는 상기 커버 플레이트(420)가 장착되는 타면과 상기 플레이트(412)의 사이에 냉매의 누출을 방지하는 밀폐 플레이트(460)가 장착될 수 있다.

한편, 상기 열교환부(410)는 상기 팽창밸브(30)의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트(420)에 상기 제1 유입홀(416a)과 상기 제2 배출홀(418b)과 연통되는 제1, 제2 관통홀(424a, 424b)이 각각 형성된 연결블록(422)이 장착될 수 있다.

상기 연결블록(422)은 압축기(10) 또는 증발기(20)를 상기 열교환기(400)와 연결 시, 배관들을 쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 배관연결 작업성을 향상시키고, 배관 장착시간을 단축시키는 기능을 하게 된다.

한편, 상기 열교환부(410)를 구성하는 상기 플레이트(412)는 상기 제1, 제2 유로(414a, 414b)의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기(413)를 포함할 수 있다.

상기 돌기(413)들은 상기 제1 유로(414a)와 상기 제2 유로(414b)를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 제1 유로(414a)와 제2 유로(414b)의 전체에 걸쳐 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 돌기(413)들은 제1 유입홀(416a)과 제2 유입홀(416b)로 각각 유입되는 작동유체들이 제1 유로(414a)와 제2 유로(414b)를 통과할 경우, 각 유로(414a, 414b) 상에서 전체적으로 유동되도록 함으로써, 열교환 면적을 증대시켜 효율을 향상시키게 된다.

여기서, 작동유체들은 응축기(20)로부터 배출되어 상기 제1 유입홀(416a)을 통해 각각의 상기 제1 유로(414a)를 통과하는 고온고압의 냉매와, 증발기(40)로부터 배출되어 상기 제2 유입홀(416b)을 통해 각각의 상기 제2 유로(314b)를 통과하는 저온저압의 냉매로 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 열교환부(410)에 형성된 유로와 유입홀, 배출홀이 각각 2개가 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 유로와, 유입홀, 및 배출홀의 개수는 유입되는 작동유체의 수에 따라 변경하여 적용이 가능하다.

예를 들어, 작동유체가 냉각수를 더 포함할 경우에는 상기 플레이트(412)의 적층 개수를 증가시켜 새로운 유로를 형성하고, 이 새로운 유로와 연결되는 유입홀과 배출홀을 새롭게 형성할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 팽창밸브(30)는 상기 열교환부(410)의 일면에서 상기 열교환부(410)와 일체형으로 장착된다.

그리고 상기 소음 저감부(450)는 상기 열교환부(410)와 상기 팽창밸브(30)의 사이에서 상기 열교환부(410)의 일면에서 상기 열교환부(410)와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀(416b)을 통해 유입되는 저온저압의 냉매의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키게 된다.

여기서, 상기 팽창밸브(30)는 상기 소음 저감부(450)에 장착되는 연결 플랜지(426)를 통하여 상기 열교환부(410)와 연결된다.

또한, 상기 팽창밸브(30)는 상기 열교환부(410)의 타면으로부터 상기 열교환부(410)와 상기 소음 저감부(450)를 관통하여 체결되는 고정볼트(B)를 통해 상기 소음 저감부(450)를 사이에 두고, 상기 열교환부(410)에 일체로 고정될 수 있다.

상기 연결 플랜지(426)는 상기 소음 저감부(450)에 고정 플레이트(428)를 통하여 장착될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환부(410)는 상기 소음 저감부(450)를 사이에 두고, 상기 팽창밸브(30)에 연결 플랜지(426)를 통해 장착되어 일체형으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에서, 상기 소음 저감부(450)는 소음저감 플레이트(452)와 공명홀(455)을 포함한다.

먼저, 상기 소음저감 플레이트(452)는 적어도 한 장 이상으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 제4 실시예에서는 1장으로 구성된다.

이러한 소음저감 플레이트(452)는 상기 열교환부(310)와 상기 팽창밸브(30)의 사이에서 상기 열교환부(410)의 일면에 적층되어 내부에 하나의 공간(S)을 형성하게 된다.

여기서, 상기 소음저감 플레이트(452)는 상기 열교환부(410)의 일면으로 돌출 형성되어 상기 열교환부(410)의 플레이트(412)에 접촉되는 돌출단(453)을 가지며, 상기 제2 유입홀(416b)과 연결되는 연결홀(454)이 형성된다.

즉, 상기 연결홀(454)은 내주면으로부터 상기 돌출단(453)이 일체로 돌출된다.

그리고 상기 공명홀(455)은 상기 돌출단(453)의 일측이 개구되어 상기 연결홀(454)과 연결된다.

여기서, 상기 공간(S)은 상기 연결홀(454)을 통해 상기 제2 유입홀(416b)로 유입되어 상기 제2 유로(414b)를 통과하는 저온저압의 냉매만 상기 공명홀(455)을 통해 유입되도록 상기 제1 유로(414a), 제1 유입홀(416a), 및 상기 제1 배출홀(418a)과의 연결이 폐쇄될 수 있다.

이와 같이 구성되는 소음 저감부(450)는 상기 연결홀(454)을 통해 저온저압의 냉매가 유입될 경우, 상기 열교환부(410)와 소음저감 플레이트(452)의 사이에 형성된 상기 공간(S)으로 공명홀(455)을 통해 유입된다.

그러면, 저온저압의 냉매는 상기 공명홀(455)을 통해 공간(S)으로 유입되면서, 냉매의 유동 시에 발생하는 소음 및 진동 주파수와는 역상의 주파수를 발생시키게 된다.

이러한 역상의 주파수는 상기 연결홀(454)을 통해 유입되는 저온저압의 냉매로부터 발생된 유동 소음 및 진동에 의한 정상파를 상쇄시키게 되고, 이에 따라, 저온저압의 냉매가 유동되면서 발생된 냉매의 진동 및 소음이 저감된다.

즉, 상기와 같이 구성되는 소음 저감부(450)는 공명형 소음기의 기능을 하는 것으로, 유체가 이동경로를 따라 유동하면서 발생되는 소음 및 진동에 의한 정상파가 이동경로 상에 형성되는 조그만 입구나 홀을 통해 연결된 밀폐된 공간으로 유입되면서, 정상파와는 역상의 소음 및 진동이 발생하게 되는데, 이 역상파가 정상파의 특정 주파수 대역(주로 고주파 영역) 소음을 상쇄하게 됨으로써, 유체의 이동 시 발생되는 소음 및 진동을 저감시키게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 제4 실시예에서 소음 저감부(450)는 조그만 입구나 홀을 통해 연결된 밀폐된 공간을 통과하면서 역상의 소음 및 진동이 발생하는 헬름홀즈 원리(Helmholtz Resonator)를 이용한 공명형 소음기 기능을 하게 된다.

이러한 소음 저감부(450)는 상기 팽창밸브(30)와 열교환부(410)의 사이에서 상기 열교환부(410)에 일체로 구성됨으로써, 종래 냉매 유동 시, 발생되는 소음 및 진동 저감을 위해 적용되던 에어컨 배관을 길게 설정하거나, 별도의 소음기 장착을 제거할 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기(400)는 전술한 제2 실시예와 같이, 응축기(20)에서 응축된 고온고압의 냉매가 상기 열교환기(400)의 연결블록(422)에 형성된 제1 관통홀(424a)을 통하여 유입되면, 제1 유입홀(416a)을 통해 제1 유로(414a)를 통과하여 제1 배출홀(418a)로 배출되어 상기 팽창밸브(30)로 유입된다.

그리고 증발기(40)로부터 배출된 저온저압의 냉매는 상기 소음 저감부(450)의 연결홀(454)로 유입되어 상기 공명홀(455)을 통해 각 공간(S)들을 통과하면서 소음이 저감된 후, 상기 제2 유입홀(416b)을 통해 열교환부(410)로 유입된다.

이에 따라, 상기 제1 유로(414a)를 통과하는 고온고압의 냉매는 상기 제2 유로(414b)를 통과하는 저온저압의 냉매와 상호 열교환 된다.

여기서, 저온저압의 냉매는 소음 저감부(450)의 연결홀(454)을 통해 유입되면서 상기 공명홀(455)을 통하여 연결된 상기 공간(S)을 통과 시, 냉매의 유동 시 발생되는 소음 및 진동에 의한 정상파와는 역상의 소음 및 진동이 발생된다.

이러한 역상파는 저온저압의 냉매 유동 시 발생된 정상파의 특정 주파수 대역(주로 고주파 영역) 소음을 상쇄하게 됨으로써, 저온저압의 냉매가 상기 연결홀(454)로부터 유입되면서 발생되는 소음 및 진동을 저감시키게 된다.

따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기(400)는 팽창밸브(30)에 직접 장착하고, 열교환부(410)와 함께, 소음 저감부(450)를 일체로 구성함으로써, 냉매의 유동 시, 발생되는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

또한, 열교환부(410)에서는 고온고압의 냉매를 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통하여 과냉시키게 됨으로써, 고온고압의 냉매 내부에 포함된 불응축 냉매도 열교환을 통해 응축된 상태로 상기 팽창밸브(30)로 유입된다.

이에 따라, 열교환기(400)는 상기 증발기(40) 입구측 냉매의 온도를 추가적으로 더 낮게 만들게 되며, 상기 증발기(40)의 엔탈피 차를 크게 할 수 있어 COP(Coefficient Of Performance)을 극대화시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 열교환기(400)는 불응축 기체냉매에 의한 에어컨 시스템의 효율저하를 방지함으로써, 상기 팽창밸브(30)에서의 팽창효율을 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제1, 제2, 제3, 및 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기(100, 200, 300, 400)를 설명함에 있어, 열교환부(110, 210, 310, 410), 또는 상기 열교환부(110, 210, 310, 410)에 일체로 구성된 소음 저감부(150, 250, 350, 450)가 팽창밸브(30)에 고정볼트(B)를 통하여 일체형으로 장착되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 열교환기(100, 200, 300, 400)의 차량 장착 시에 엔진룸 내부에서 타 부품과의 간섭 여부, 및 내부공간을 고려하여 열교환부(110, 210, 310, 410) 또는 소음 저감부(150, 250, 350, 450)를 팽창밸브(30)와 연결 시, 연결 파이프나 내부에 유로가 형성된 플랜지 블록 등을 통하여 상호 연결할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제1, 제2, 제3, 및 제4 실시예에 따른 차량용 열교환기(100, 200, 300, 400)를 적용하면, 팽창밸브(30)에 일체형으로 장착되어 응축기(20)로부터 공급되는 고온고압의 냉매를 증발기(40)로부터 압축기로 공급되는 저온저압의 냉매와 상호 열교환을 통해 과냉시킴으로써, 에어컨 시스템의 냉방성능을 향상시키고, 냉매의 흐름을 단순화시켜 응축기 입출구 배관 내부의 압력강하 발생을 감소시킬 수 있다.

또한, 냉매를 과냉시켜 증발기(40)로 공급함으로써, 증발기(40) 입구측 냉매온도를 추가적으로 더 낮게 만들고 증발기(40)의 엔탈피 차이를 크게 함에 따라, 압축기(10) 소요동력 대비 냉방 능력의 계수인 COP(Coefficient Of Performance)의 극대화가 가능하여 종래에 비해 전체적인 에어컨 시스템의 냉방성능 및 냉방효율을 향상시킬 수 있다.

아울러, 소음 저감부(150, 250, 350, 450)를 일체로 구성하여 냉매의 유동 시에 발생되는 소음 및 진동을 저감시킴으로써, 차량의 실내로 소음 및 진동이 전달되는 것을 방지하고, 차량의 전체적인 NVH 성능을 향상시켜 승차감과 차량의 전체적인 상품성을 향상시킬 수 있다.

그리고 열교환기(100, 200, 300, 400)를 팽창밸브(30)에 일체형으로 구성하여 모듈화하고, 별도로 장착되던 소음기를 제거함에 따라, 구성요소 간소화를 도모하여 제작원가를 절감할 수 있다.

나아가, 에어컨 배관의 길이를 축소하여 협소한 엔진룸 내부에서 레이아웃을 간소화함으로써, 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100, 200, 300, 400 : 열교환기
110, 210, 310, 410 : 열교환부
112, 212, 312, 412 : 플레이트
114a, 214a, 314a, 414a : 제1 유로
114b, 214b, 314b, 414b : 제2 유로
116a, 216a, 316a, 416a : 제1 유입홀
116b, 216b, 316b, 416b : 제2 유입홀
118a, 218a, 318a, 418a : 제1 배출홀
118b, 218b, 318b, 418b : 제2 배출홀
120, 220, 320, 420 : 커버 플레이트
122, 222, 322, 422 : 연결블록
124a, 224a, 324a, 424a : 제1 관통홀
124b, 224b, 324b, 424b : 제2 관통홀
126, 226, 326, 426 : 연결 플랜지
128, 228, 328, 428 : 고정 플레이트
150, 250, 350, 450 : 소음 저감부
152, 252, 352, 452 : 소음저감 플레이트
154, 254, 354, 454 : 연결홀
156, 256, 360, 460 : 밀폐 플레이트
253, 453 : 돌출단
255, 455 : 공명홀
S : 공간

Claims

다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키고, 일면이 팽창밸브에 연결되는 열교환부;
상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀;
상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 및
상기 열교환부의 타면에서 상기 열교환부와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부;를 포함하되,
상기 소음 저감부는
적어도 두 장 이상으로 구성되어 상기 열교환부의 타면에 적층되고, 내부에 적어도 하나 이상의 공간을 형성하며, 상기 제2 배출홀과 연통된 연결홀이 형성되는 소음저감 플레이트; 및
상기 소음저감 플레이트 중, 외측에 배치되는 소음저감 플레이트에 장착되어 상기 공간을 형성하는 밀폐 플레이트;를 포함하고,
상기 플레이트는 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 상기 제1 및 제2 유로 상에서 전체적으로 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하기 위해 상기 제1, 제2 유로의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 공간들은
상기 제2 배출홀을 통해 배출되는 작동유체만 유입되도록 상기 제1 유로와 상기 제1 유입홀과의 연결이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로를 교번적으로 형성하며, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키고, 일면이 팽창밸브에 연결되는 열교환부;
상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀;
상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀; 및
상기 열교환부의 타면에서 상기 열교환부와 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부;를 포함하되,
상기 소음 저감부는
적어도 한 장으로 구성되어 상기 열교환부의 타면에 일면이 적층되고, 타면을 향하여 돌출된 돌출단을 가지며, 상기 제2 배출홀과 연결되는 연결홀이 형성되는 소음저감 플레이트;
상기 돌출단의 일측이 개구되어 상기 연결홀과 연결되는 공명홀; 및
상기 소음저감 플레이트와의 사이에서 상기 공명홀과 연결되는 공간을 형성하도록 상기 소음저감 플레이트의 타면에서 상기 돌출단과 접촉된 상태로 장착되는 밀폐 플레이트;를 포함하고,
상기 플레이트는 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 상기 제1 및 제2 유로 상에서 전체적으로 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하기 위해 상기 제1, 제2 유로의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제4항에 있어서,
상기 공간은
상기 제2 배출홀을 통해 배출되는 작동유체만 유입되도록 상기 제1 유로와 제1 유입홀과의 연결이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항 또는 제4항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환부의 일면과, 상기 소음 저감부의 타면에는 각각 커버 플레이트가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제6항에 있어서,
상기 열교환부는
상기 팽창밸브의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트에 상기 제1 유입홀과 상기 제2 배출홀과 연통되는 제1, 제2 관통홀이 각각 형성된 연결블록이 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항에 있어서,
상기 팽창밸브는
상기 열교환부에 장착되는 연결 플랜지를 통하여 상기 열교환부와 연결되며, 상기 열교환부의 타면으로부터 상기 열교환부를 관통하여 체결되는 고정볼트를 통해 상기 열교환부에 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제8항에 있어서,
상기 연결 플랜지는
상기 열교환부에 고정 플레이트를 통하여 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로가 교번적으로 형성되고, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키는 열교환부;
상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀;
상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀;
상기 열교환부의 일면에서 상기 열교환부와 연결되는 팽창밸브; 및
상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함하되,
상기 소음 저감부는
적어도 두 장 이상으로 구성되며, 상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 적층되어 내부에 적어도 하나 이상의 공간을 형성하는 소음저감 플레이트; 및
상기 소음저감 플레이트에 형성되며, 상기 제2 유입홀로 유입될 작동유체를 상기 공간들을 통과시킨 후, 상기 제2 유입홀을 통해 상기 제2 유로로 유입시키는 연결홀;을 포함하고,
상기 플레이트는 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 상기 제1 및 제2 유로 상에서 전체적으로 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하기 위해 상기 제1, 제2 유로의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
삭제
제10항에 있어서,
상기 공간들은
상기 연결홀을 통해 유입된 작동유체가 통과한 후, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되어 상기 제2 유로를 통과하도록 상기 제1 유로, 상기 제1 유입홀, 및 상기 제1 배출홀과의 연결이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
다수개의 플레이트가 적층되어 내부에 제1 유로와 제2 유로가 교번적으로 형성되고, 각각의 상기 제1, 제2 유로를 통과하는 작동유체들을 상호 열교환 시키는 열교환부;
상기 열교환부의 일면과 타면에 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 유입홀;
상기 열교환부의 일면과 타면에서 상기 제1, 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에 각각 형성되며, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 각각 연결되는 제1, 제2 배출홀;
상기 열교환부의 일면에서 상기 열교환부와 연결되는 팽창밸브; 및
상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 일체로 구성되며, 상기 제2 유입홀을 통해 유입되는 작동유체의 유동 시, 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 소음 저감부를 포함하되,
상기 소음 저감부는
적어도 한 장 이상으로 구성되며, 상기 열교환부와 상기 팽창밸브의 사이에서 상기 열교환부의 일면에 적층되어 내부에 공간을 형성하고, 상기 열교환부의 일면으로 돌출 형성되어 상기 열교환부에 접촉되는 돌출단을 가지며, 상기 제2 유입홀과 연결되는 연결홀이 형성되는 소음저감 플레이트; 및
상기 돌출단의 일측이 개구되어 상기 연결홀과 상기 공간을 연결하는 공명홀;을 포함하고,
상기 플레이트는 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 각각 통과하는 작동유체들을 우회시켜 상기 제1 및 제2 유로 상에서 전체적으로 고르게 흐르도록 유동흐름을 제어하기 위해 상기 제1, 제2 유로의 내부에서 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제13항에 있어서,
상기 공간은
제2 유입홀로 유입되어 상기 제2 유로를 통과한 후, 상기 제2 배출홀로 유동되는 작동유체만 유입되도록 상기 제1 유로, 상기 제1 유입홀, 및 상기 제1 배출홀과의 연결이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제10항 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 팽창밸브는
상기 소음 저감부에 장착되는 연결 플랜지를 통하여 상기 열교환부와 연결되며, 상기 열교환부의 타면으로부터 상기 열교환부와 상기 소음 저감부를 관통하여 체결되는 고정볼트를 통해 상기 소음 저감부를 사이에 두고, 상기 열교환부에 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제15항에 있어서,
상기 연결 플랜지는
상기 소음 저감부에 고정 플레이트를 통하여 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제10항 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환부의 타면과, 상기 소음 저감부의 일면에는 각각 커버 플레이트가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제17항에 있어서,
상기 열교환부는
상기 커버 플레이트가 장착되는 타면과 상기 플레이트의 사이에 냉매의 누출을 방지하는 밀폐 플레이트가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제17항에 있어서,
상기 열교환부는
상기 팽창밸브의 반대측에 위치되는 상기 커버 플레이트에 상기 제1 유입홀과 상기 제2 배출홀과 연통되는 제1, 제2 관통홀이 각각 형성된 연결블록이 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
삭제
제1항, 제4항, 제10항, 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유입홀은
상기 열교환부의 타면 일측에 형성되고, 상기 제1 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부의 일면 일측에 상기 제1 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항, 제4항, 제10항, 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유입홀은
상기 열교환부의 일면 타측에 형성되고, 상기 제2 유입홀과 대각선 방향으로 이격된 위치에서 상기 열교환부의 타면 타측에 상기 제2 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항, 제4항, 제10항, 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 작동유체는 응축기로부터 배출되어 상기 제1 유입홀을 통해 각각의 상기 제1 유로를 통과하는 고온고압의 냉매와, 증발기로부터 배출되어 상기 제2 유입홀을 통해 각각의 상기 제2 유로를 통과하는 저온저압의 냉매로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.
제1항, 제4항, 제10항, 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환부는
각 작동유체의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시키는 차량용 열교환기.
제1항, 제4항, 제10항, 또는 제13항 중, 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환부는
다수개의 플레이트가 적층되는 판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환기.