KR101867688B1 - 열교환기 - Google Patents

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KR101867688B1
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김현호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 하부 헤더 및 상부 헤더 및 상기 하부 헤더 및 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함하고, 상기 상부 헤더는 냉매가 통과하는 유로가 형성된 헤더 바디, 상기 유로를 제1 유로와 제2 유로로 구획하고 통공이 형성된 베플 및 상기 제1 유로에 연결되고 상기 헤더 바디 외부로 연장되어 상기 제2 유로에 연결되며 상기 제2유로로 냉매를 분사하는 인젝터를 포함하는 열교환기이다.

Description

열교환기{Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환 효율을 높이기 위한 구조를 포함하는 열교환기에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하는 장치이다. 또한, 공기조화기는 실내 공기를 정화하는 공기 청정 기능이 구비될 수도 있다. 일반적으로 공기조화기는 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등 다수의 부품이 장착되어 실내 기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
실외기에는 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있다. 또한, 공기조화기는 실내기로 냉매를 공급하여 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있다. 공기조화기의 작동 방식인 냉방 모드 또는 난방 모드는 사용자가 요청하는 운전 상태에 따라 달라질 수 있다. 즉, 공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방 운전이 수행될 수도 있고 난방 운전이 수행될 수도 있다.
먼저, 공기조화기에서 냉방 운전이 수행될 때의 냉매의 흐름을 설명한다. 실외기의 압축기에서 압축된 냉매는 실외기의 열교환기를 거쳐서 고온 고압의 액체 냉매가 된다. 액체 냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되면서 기화 현상이 발생할 수 있다. 기화 현상에 의해 주변 공기의 온도가 하강하게 된다. 그리고 실내기 팬이 회전하면서 실내로 냉기가 토출될 수 있다.
공기조화기에서 난방 운전이 수행될 때의 냉매의 흐름은 다음과 같다. 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체 냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체 냉매가 액화될 수 있다. 액화 현상에 의해 방출된 에너지는 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 그리고 실내기 팬이 회전하면서 실내로 온기가 토출될 수 있다.
열교환기는 사용되는 장소에 따라서 차량용 열교환기와 가정용 열교환기 등으로 구별된다. 차량용 열교환기와 가정용 열교환기는 냉매의 종류가 다르고, 설치되는 장소에 따라 풍량, 유속 등 동작 환경에서 차이가 난다. 따라서 각각의 열교환기는 최적의 열교환 효율을 가지도록 그 재질 또는 크기 등이 다르게 설계된다.
한국등록특허공보 제10-1462173호(2014.12.04 공고).
본 발명은 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 구조를 포함하는 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 열교환기 내부를 유동하는 액상 냉매의 편향을 저감할 수 있는 구조를 포함하는 열교환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기는 냉매가 통과하는 유로가 형성된 헤더 바디, 유로를 제1 유로와 제2 유로로 구획하고 통공이 형성된 베플 및 제1 유로에 연결되고 헤더 바디 외부로 연장되어 제2 유로에 연결되며 제2유로로 냉매를 분사하는 인젝터를 포함하는 상부 헤더를 포함한다. 이에 따르면, 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 이에 따르면, 열교환기 내부를 유동하는 액상 냉매의 편향을 저감할 수 있다.
열교환기는 하부 헤더 및 상부 헤더 및 하부 헤더 및 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함할 수 있다.
인젝터에는 통공과 이격되고 제2 유로를 향해 냉매를 분사하는 냉매분사부가 형성될 수 있다.
인젝터에는 베플을 마주보고 제2 유로를 향해 냉매를 분사하는 냉매분사부가 형성될 수 있다.
인젝터에는 냉매가 통공을 통과하는 방향의 반대방향으로 냉매를 분사하는 냉매분사부가 형성될 수 있다.
인젝터에는 헤더 바디와 직교하게 연결된 냉매유입부가 형성될 수 있다.
냉매유입부에는 통공 보다 큰 직경을 갖는 유입공이 형성될 수 있다.
헤더 바디는 일측벽과, 일측벽과 이격된 타측벽과, 일측벽과 타측벽을 연결하는 둘레벽을 포함할 수 있다. 그리고 베플은 일측벽과 타측벽 사이에 일측벽 및 타측벽 각각과 이격되며, 베플과 일측벽 사이에 제1유로가 형성되고, 베플과 타측벽 사이에 제2유로가 형성될 수 있다. 또한, 인젝터는 둘레벽에 연결되고 제1유로와 통하는 냉매 유입부와 타측벽에 연결되고 제2유로와 통하는 냉매분사부를 포함할 수 있다.
열교환기는 인젝터를 고정하는 고정홀이 형성되고, 상부 헤더에 고정된 인젝터 서포터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는 전열 열교환부 및 전열 열교환부를 통과한 냉매가 통과하는 후열 열교환부를 갖는 열교환기 및 공기를 후열 열교환부를 통과시킨 후 전열 열교환기를 통과시키는 팬을 포함할 수 있다.
공기조화기는 전열 열교환부와 후열 열교환부 중 적어도 하나는 하부 헤더 및 상부 헤더 및 하부 헤더 및 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함할 수 있다.
상부 헤더는 냉매가 통과하는 유로가 형성된 헤더 바디, 유로를 제1 유로와 제2 유로로 구획하고 통공이 형성된 베플 및 제1 유로에 연결되고 헤더 바디 외부로 연장되며 제2 유로에 연결되며 제2 유로로 냉매를 분사하는 인젝터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 열교환기는 인젝터를 구비함으로써 상부 헤더를 유동하는 냉매를 적절히 분배할 수 있고, 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상부 헤더는 통공이 형성된 베플을 구비함으로써 상부 헤더를 유동하는 냉매가 편향되지 않도록 할 수 있고, 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기가 적용된 공기조화기의 구성이 도시된 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 일부 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 일부 측면도,
도 5는 도 2에 도시된 A-A선 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 전열에서 냉매의 흐름을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 후열에서 냉매의 흐름을 나타낸 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 에에 따른 열교환기가 적용된 공기조화기의 구성이 도시된 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 일부 정면도, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 일부 측면도, 도 5는 도 2에 도시된 A-A선 단면도, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 전열에서 냉매의 흐름을 나타낸 사시도, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열교환기의 후열에서 냉매의 흐름을 나타낸 사시도이다.
공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 냉매가 실외 공기와 열교환되는 실외 열교환기(4)와, 냉매가 팽창되는 팽창기구(6)와, 냉매가 실내 공기와 열교환되는 실내 열교환기(8)를 포함할 수 있다.
공기조화기는 압축기(2)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기(4)를 통과하면서 실외 공기와 열교환되어 응축될 수 있고, 실외 열교환기(4)는 응축기로 기능할 수 있다.
실외 열교환기(4)에서 응축된 냉매는 팽창기구(6)로 유동되어 팽창될 수 있다. 팽창기구(6)에 의해 팽창된 냉매는 실내 열교환기(8)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 증발될 수 있다.
실내 열교환기(8)는 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다. 실내 열교환기(8)에서 증발된 냉매는 압축기(2)로 회수될 수 있다. 냉매는 압축기(2)와 실외 열교환기(4)와 팽창기구(6)와 실내 열교환기(8)를 순환하면서, 실내를 냉방시킬 수 있다.
압축기(2)에는 실내 열교환기(8)를 통과한 냉매를 압축기(2)로 안내하는 압축기 흡입유로가 연결될 수 있고, 압축기 흡입유로에는 액냉매가 축적될 수 있는 어큐물레이터(9)가 설치될 수 있다.
실내 열교환기(8)는 냉매가 통과하는 냉매 유로가 형성될 수 있고, 팽창기구(6)를 통과한 냉매를 냉매유로의 일단으로 안내되는 액관(5a)이 연결될 수 있으며, 실내 열교환기(8)에서 증발되어 냉매 유로의 타단으로 유동된 냉매를 안내되는 기관(5b)이 연결될 수 있다.
공기조화기는 실내기(I)와 실외기(O)가 분리된 분리형 공기조화기일 경우, 압축기(2)와 실외 열교환기(4)가 실외기(I)의 내부에 설치될 수 있고, 팽창기구(6)가 실내기(I) 또는 실외기(O)에 설치될 수 있으며, 실내 열교환기(8)가 실내기(I)의 내부에 설치될 수 있다.
실외기(O)에는 실외 열교환기(8)로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬(3)이 설치될 수 있고, 실외팬(3)에 의해 실외 열교환기(4)로 송풍된 실외 공기는 실외 열교환기(4)를 통과하는 냉매를 응축시킬 수 있다.
실내기(I)에는 실내 열교환기(8)로 실내 공기를 송풍시키는 실내팬(7)이 설치될 수 있고, 실내팬(7)에 의해 실내 열교환기(8)로 송풍된 실내 공기는 실내 열교환기(8)를 통과하는 냉매를 응축시킬 수 있다.
실내기(I)는 공기 흡입구와 공기 토출구가 형성된 케이싱을 포함할 수 있다. 케이싱은 복수 개 부재의 조립체로 구성될 수 있다.
케이싱은 공기 흡입구가 형성된 흡입 패널과, 공기 토출구가 형성된 토출 패널을 포함할 수 있다. 케이싱은 실내기(I)의 하중을 지지하는 베이스를 포함할 수 있다. 케이싱은 전면 외관을 형성하는 프론트 패널을 포함할 수 있다.
실내 열교환기(8)와 실내팬(7)은 케이싱 내부에 설치될 수 있다.
실내팬(7)의 구동시 실내 공기는 공기 흡입구를 통해 케이싱 내부로 흡입될 수 있고, 케이싱의 내부를 통과한 후 공기 토출구로 토출될 수 있다.
실내 열교환기(8)는 실내팬(7)의 구동 시 공기 흡입구를 통해 흡입된 실내 공기를 냉매와 열교환시킬 수 있다. 실내 열교환기(8)는 케이싱 내부에 상하 방향으로 길게 배치될 수 있다. 실내 열교환기(8)는 케이싱 내부에 수직하게 설치될 수 있다. 실내 열교환기(8)는 케이싱 내부에 경사지게 설치될 수 있다.
실내 열교환기(8)는 하부 헤더와 상부 헤더가 상하 방향으로 이격되게 배치되고, 하부 헤더와 상부 헤더가 복수개의 플랫 튜브로 연결되는 열교환기로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 열교환기(1)는 실외 열교환기(4)와 실내 열교환기(8) 중 적어도 하나를 구성할 수 있고, 특히 2상 냉매가 유입되고 증발기로 기능하는 실내 열교환기(8)에 적용되는 것이 보다 바람직하나, 실외 열교환기(4)와 실내 열교환기(8) 각각이 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환기로 구성되는 것이 가능하다.
공기조화기가 냉난방 겸용 공기조화기인 경우, 냉방 운전시 실내 열교환기(8)가 증발기로 기능하고, 난방 운전시 실외 열교환기(4)가 증발기로 기능할 수 있으며, 이 경우 실내 열교환기(8)와 실외 열교환기(4) 각각이 본 발명에 따른 열교환기(1)로 구성되는 것이 가능함은 물론이다.
열교환기(1)는 하부 헤더, 상부 헤더, 튜브, 베플(140) 및 인젝터(150)를 포함한다. 열교환기(1)는 전열과 후열로 이루어질 수 있다. 또는, 열교환기(1)는 두 개 이상의 복수의 열로 구성되거나 하나의 열로 구성될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시 예로서, 전열과 후열로 이루어진 열교환기(1) 중 후열에 관한 것이다.
전열과 후열로 이루어진 열교환기(1)에서 전열과 후열을 구별하는 기준은 냉매의 흐름일 수 있다. 본 발명에서 전열은 냉매가 유입되는 열교환부에 해당하고, 후열은 냉매가 유출되는 열교환부에 해당한다. 또한, 본 발명은 바람직한 실시 예로서, 열교환기(1)는 증발기로 사용될 수 있다. 그리고 팬으로 인해 송풍되는 공기는 후열과 먼저 열교환 후 전열과 열교환할 수 있다.
전열과 후열은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또는, 전열과 후열은 서로 접하도록 배치될 수 있다. 전열과 후열은 전열 상부 헤더(32)와 후열 상부 헤더(120)가 접하고, 전열 하부 헤더(31)와 후열 하부 헤더(110)가 접하도록 배치될 수 있다.
전열은 하부 헤더, 상부 헤더 및 하부 헤더와 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함할 수 있다. 그리고 전열은 냉매가 유입되는 냉매 유입관(10)이 연결될 수 있다.
냉매 유입관(10)은 전열 하부 헤더(31)에 연결될 수 있다. 또한, 전열 하부 헤더(31)는 냉매의 유로를 구획하는 베플(140)을 포함할 수 있다.
후열은 하부 헤더, 상부 헤더 및 하부 헤더와 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함할 수 있다. 그리고 후열은 냉매가 유출되는 냉매 유출관(20)이 연결될 수 있다. 냉매 유출관(20)은 후열 하부 헤더(110)에 연결될 수 있다. 또한, 후열 하부 헤더(110)는 냉매의 유로를 구획하는 베플(140)을 포함할 수 있다.
후열 상부 헤더(120)는 후열 상부 헤더 바디(121), 베플(140) 및 인젝터(150)를 포함할 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121)는 냉매가 통과하는 유로가 형성될 수 있다.
그리고 후열 상부 헤더 바디(121)는 일측벽(122), 타측벽(123) 및 일측벽(122)과 타측벽(123)을 연결하는 둘레벽(124)을 포함할 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121)의 일측벽(122)과 타측벽(123)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
베플(140)은 후열 상부 헤더 바디(121)에 형성된 유로를 제1 유로(125)와 제2 유로(126)로 구획할 수 있다. 베플(140)은 일측벽(122)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 베플(140)은 타측벽(123)과 이격되어 배치될 수 있다.
그리고 베플(140)에는 통공(141)이 형성될 수 있다. 제1 유로(125)와 제2 유로(126)는 베플(140)의 통공(141)으로 인해 냉매가 통과할 수 있다. 즉, 제1 유로(125)를 흐르는 냉매가 제2 유로(126)로 유입되거나, 제2 유로(126)를 흐르는 냉매가 제1 유로(125)로 유입될 수 있다.
후열 상부 헤더(120)는 인젝터(150)를 포함할 수 있다. 인젝터(150)는 제1 유로(125)와 제2 유로(126)에 연결될 수 있다. 인젝터(150)는 제2 유로(126)에 냉매를 분사할 수 있다.
인젝터(150)는 후열 상부 헤더 바디(121) 외부에 배치될 수 있다. 인젝터(150)는 제1 유로(125)와 연결되는 냉매유입부(151)를 포함할 수 있다.
그리고 인젝터(150)는 제2 유로(126)와 연결되는 냉매분사부(152)를 포함할 수 있다. 그리고 인젝터(150)는 냉매유입부(151)와 냉매분사부(152)를 연결하는 인젝터(150) 바디를 포함할 수 있다.
냉매유입부(151)는 제1 유로(125)가 후열 상부 헤더 바디(121) 외부로 연장되어 형성될 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121)에는 홀이 형성될 수 있고, 후열 상부 헤더 바디(121) 내부의 냉매는 홀을 통해 냉매유입부(151)로 흐를 수 있다.
또는, 냉매유입부(151)에는 유입공(153)이 형성될 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121) 내부의 냉매는 유입공(153)을 통해 냉매유입부(151)로 흐를 수 있다. 그리고 유입공(153)의 직경은 베플(140)에 형성된 홀의 직경보다 클 수 있다.
또는, 냉매유입부(151)는 튜브 형상일 수 있다. 그리고 후열 상부 헤더 바디(121)에는 홀이 형성될 수 있고, 냉매유입부(151)의 일부가 후열 상부 헤더 바디(121)의 홀로 삽입될 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121) 내부의 냉매는 홀을 통해 냉매유입부(151)로 흐를 수 있다.
냉매 유입부는 후열 상부 헤더 바디(121)와 직교하게 연결될 수 있다.
인젝터(150) 바디는 후열 상부 헤더 바디(121)와 평행하게 배치될 수 있다. 또는, 인젝터(150) 바디의 길이 방향은 후열 상부 헤더 바디(121)의 길이 방향과 서로 평행할 수 있다.
냉매분사부(152)는 제2 유로(126)가 후열 상부 헤더 바디(121) 외부로 연장되어 형성될 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121)에는 홀이 형성될 수 있고, 인젝터(150) 내부의 냉매는 홀을 통해 제2 유로(126)로 분사될 수 있다.
또는, 냉매분사부(152)는 튜브 형상일 수 있다. 그리고 후열 상부 헤더 바디(121)에는 홀이 형성될 수 있고, 냉매분사부(152)의 일부가 후열 상부 헤더 바디(121)의 홀로 삽입될 수 있다. 인젝터(150) 내부의 냉매는 홀을 통해 제2 유로(126)로 분사될 수 있다.
냉매분사부(152)는 후열 상부 헤더(120)의 베플(140)에 형성된 통공(141)과 이격되게 배치될 수 있다. 또는, 냉매분사부(152)는 후열 상부 헤더(120)의 베플(140)을 마주보도록 배치될 수 있다. 그리고 냉매분사부(152)는 후열 상부 헤더(120)의 베플(140)을 향해 냉매를 분사할 수 있다.
후열 상부 헤더 바디(121) 내부에는 제1 유로(125)에서 제2 유로(126)로 냉매가 흐를 수 있다. 그리고 냉매분사부(152)는 제1 유로(125)에서 제2 유로(126)로 냉매가 흐르는 방향의 반대 방향으로 냉매를 분사할 수 있다.
또는, 후열 상부 헤더 바디(121) 내부에는 제1 유로(125)에서 제2 유로(126)로 냉매가 흐를 수 있다. 제1 유로(125)의 냉매는 베플(140)의 홀을 통과하여 제2 유로(126)로 흐를 수 있다.
그리고 냉매분사부(152)는 제1 유로(125)의 냉매가 베플(140)의 홀을 통과하는 방향의 반대 방향으로 냉매를 분사할 수 있다.
또는, 냉매분사부(152)는 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)에 연결될 수 있다. 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)에는 홀이 형성될 수 있다. 인젝터(150) 내부의 냉매는 홀을 통해 제2 유로(126)로 분사될 수 있다.
종래 기술에 따른 열교환기는 인젝터(150)와 통공(141)이 형성된 배플이 구비되지 않았다. 따라서, 후열 상부 헤더(120)를 흐르는 냉매가 편향되는 문제가 발생하였다.
즉, 냉매가 후열 상부 헤더(120)에서 후열 튜브(130)로 고르게 분배가 되지 않고, 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)에 인접한 후열 튜브(130)로 냉매가 도달하지 못한다는 문제가 있었다.
즉, 종래 기술에 따르면 냉매는 A 영역에 집중되고 B 영역에 고르게 분배되지 않았고 이는, 열교환기(1)의 전반적인 성능을 저해시키는 원인이 되었다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따르면, 냉매유입부(151)를 통해 인젝터(150)로 유입된 냉매는 냉매분사부(152)를 통해 제2 유로(126)로 분사될 수 있다.
이 때, 냉매분사부(152)를 통해 제2 유로(126)로 분사된 냉매는 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)과 인접한 후열 튜브(130)를 통해 유출될 수 있다.
즉, 인젝터(150)를 통해 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)과 인접한 후열 튜브(130)로 냉매를 분사함으로써, A 영역과 B 영역에 냉매를 고르게 분배할 수 있다는 이점이 있다.
후열 상부 헤더(120)에는 인젝터(150)를 고정하기 위한 고정홀(154)이 형성될 수 있다. 그리고 인젝터(150)는 서포터(155)를 포함할 수 있고, 서포터(155)는 고정홀(154)과 연결될 수 있다.
서포터(155)와 고정홀(154)이 연결됨으로써, 인젝터(150)는 후열 상부 헤더(120)에 고정될 수 있다. 열교환기(1)의 전열과 후열이 인접 또는 접해있는 경우, 서포터(155)는 전열 상부 헤더(32)와 후열 상부 헤더(120)에 고정될 수 있다. 고정홀(154)은 후열 상부 헤더 바디(121)에 형성된 유입공(153)과 연결될 수 있다.
인젝터(150)에는 후열 상부 헤더(120)에 인젝터(150)를 고정시키기 위한 고정홀(154)이 형성될 수 있다. 그리고 인젝터(150)는 서포터(155)를 포함할 수 있고, 서포터(155)는 고정홀(154)과 연결될 수 있다. 고정홀(154)은 후열 상부 헤더 바디(121)에 형성된 유입공(153)과 연결될 수 있다. 고정홀(154)과 유입공(153)이 연결됨으로써, 인젝터(150)는 후열 상부 헤더(120)에 고정될 수 있다. 열교환기(1)의 전열과 후열이 인접 또는 접해있는 경우, 서포터(155)는 전열 상부 헤더(32)와 후열 상부 헤더(120)에 고정될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 열교환기(1)를 통과하는 냉매의 흐름을 설명한다.
냉매는 냉매 유입관(10)을 통해 열교환기(1)로 유입될 수 있다. 냉매 유입관(10)은 전열 하부 헤더(31)에 연결될 수 있다. 전열 하부 헤더(31)에는 전열 베플(50)이 배치될 수 있다.
전열 베플(50)은 전열 하부 헤더(31)의 유로를 두 개의 유로로 구획할 수 있다. 전열 하부 헤더(31)의 일 유로로 유입된 냉매는 전열 튜브(40)를 통해 전열 상부 헤더(32)로 유입될 수 있다. 전열 상부 헤더(32)를 통과한 냉매는 전열 튜브(40)를 통해 전열 하부 헤더(31)로 유입될 수 있다.
이 때, 전열 상부 헤더(32)로부터 냉매가 유입되는 전열 하부 헤더(31)는, 냉매가 유입되는 유로가 아닌 타 유로에 해당한다. 전열 하부 헤더(31)의 타 유로에 유입된 냉매는 후열 하부 헤더(110)로 유출될 수 있다.
전열 하부 헤더(31)에는 후열 하부 베플(111)이 배치될 수 있다. 후열 하부 베플(111)은 후열 하부 헤더(110)의 유로를 두 개의 유로로 구획할 수 있다. 후열 하부 헤더(110)의 일 유로에는 전열로부터 냉매가 유입될 수 있다.
그리고 후열 하부 헤더(110)의 타 유로에는 냉매 유출관(20)이 연결될 수 있다. 후열 하부 헤더의 일 유로로 유입된 냉매는 후열 튜브(130)를 통해 후열 상부 헤더(120)의 제1 유로(125)로 유입될 수 있다.
제1 유로(125)로 유입된 냉매의 일부는 베플(140)의 통공(141)을 통해 제2 유로(126)로 흐를 수 있다. 그리고 나머지 냉매는 냉매유입부(151)를 통해 인젝터(150)로 유입될 수 있다.
종래 기술에 따른 열교환기는 인젝터(150)와 통공(141)이 형성된 배플이 구비되지 않았다. 따라서, 후열 상부 헤더(120)를 흐르는 냉매가 편향되는 문제가 발생하였다.
즉, 냉매가 후열 상부 헤더(120)에서 후열 튜브(130)로 고르게 분배가 되지 않고, 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)에 인접한 후열 튜브(130)로 냉매가 도달하지 못한다는 문제가 있었다. 이는, 열교환기(1)의 전반적인 성능을 저해시키는 원인이 되었다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따르면, 냉매유입부(151)를 통해 인젝터(150)로 유입된 냉매는 냉매분사부(152)를 통해 제2 유로(126)로 분사될 수 있다.
이 때, 냉매분사부(152)를 통해 제2 유로(126)로 분사된 냉매는 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)과 인접한 후열 튜브(130)를 통해 유출될 수 있다.
즉, 인젝터(150)를 통해 후열 상부 헤더 바디(121)의 타측벽(123)과 인접한 후열 튜브(130)로 냉매를 분사함으로써, 냉매의 분배를 고르게 할 수 있다는 이점이 있다.
또는, 냉매분사부(152)를 통해 제2 유로(126)로 분사된 냉매는 베플(140)의 통공(141)을 통해 제2 유로(126)로 유입된 냉매와 충돌이 발생할 수 있다. 따라서, 냉매의 유속이 느려질 수 있고, 이로 인해 냉매가 어느 한 쪽으로 편향되지 않고 고르게 분배될 수 있다는 이점이 있다.
또는, 후열 상부 헤더(120)를 흐르는 냉매는 액상과 기상이 혼합되어 있을 수 있다. 액상의 냉매는 후열 상부 헤더(120)의 아래쪽에 위치하게 되고, 기상의 냉매는 후열 상부 헤더(120)의 위쪽에 위치하게 된다.
따라서, 액상의 냉매는 베플(140)의 통공(141)을 통해 제2 유로(126)로 유입될 수 있다. 그리고 기상의 냉매는 인젝터(150)를 통해 제2 유로(126)로 분사될 수 있다.
이 때, 냉매 분사부를 통해 제2 유로(126)로 분사되는 기상의 냉매는 베플(140)의 통공(141)을 통해 제2 유로(126)로 유입되는 액상의 냉매와 충돌할 수 있다. 기상 냉매와 액상 냉매의 충돌로 인해 액상 냉매는 스프레이가 분사되듯이 고르게 분사될 수 있다.
따라서, 냉매의 유속이 느려질 수 있고, 이로 인해 냉매가 어느 한 쪽으로 편향되지 않고 고르게 분배될 수 있다는 이점이 있다.
인젝터(150)의 냉매분사부(152)를 통해 제2 유로(126)로 유입된 냉매는 후열 튜브(130)를 통해 후열 하부 헤더(110)로 유입될 수 있다.
이 때, 후열 상부 헤더(120)로부터 냉매가 유입되는 후열 하부 헤더(110)는, 냉매가 유입되는 유로가 아닌 타 유로에 해당한다. 전열 하부 헤더(31)의 타 유로에 유입된 냉매는 냉매 유출관(20)을 통해 열교환기(1) 외부로 유출될 수 있다.
베플(140)의 통공(141)을 통해 제2 유로(126)로 유입된 냉매는 후열 튜브(130)를 통해 후열 하부 헤더(110)로 유입될 수 있다.
이 때, 후열 상부 헤더(120)로부터 냉매가 유입되는 후열 하부 헤더(110)는, 냉매가 유입되는 유로가 아닌 타 유로에 해당한다. 전열 하부 헤더(31)의 타 유로에 유입된 냉매는 냉매 유출관(20)을 통해 열교환기(1) 외부로 유출될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 열교환기 10: 냉매 유입관
20: 냉매 유출관 30: 전열 열교환부
31: 전열 하부 헤더 32: 전열 상부 헤더
40: 전열 튜브 50: 전열 베플
100: 후열 열교환부 110: 후열 하부 헤더
111: 후열 하부 베플 120: 후열 상부 헤더
121: 후열 상부 헤더 바디 122: 일측벽
123: 타측벽 124: 둘레벽
125: 제1 유로 126: 제2 유로
130: 후열 튜브 140: 베플
141: 통공 150: 인젝터
151: 냉매유입부 152: 냉매분사부
153: 유입공 154: 고정홀
155: 서포터

Claims (9)

  1. 하부 헤더 및 상부 헤더; 및
    상기 하부 헤더 및 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함하고,
    상기 상부 헤더는
    냉매가 통과하는 유로가 형성된 헤더 바디;
    상기 유로를 제1 유로와 제2 유로로 구획하고 통공이 형성된 베플; 및
    상기 제1 유로에 연결되고 상기 헤더 바디 외부로 연장되어 상기 제2 유로에 연결되며 상기 제2 유로로 냉매를 분사하는 인젝터를 포함하고,
    상기 헤더 바디는 일측벽과, 상기 일측벽과 이격된 타측벽과, 상기 일측벽과 타측벽을 연결하는 둘레벽을 포함하고,
    상기 베플은 상기 일측벽과 타측벽 사이에 상기 일측벽 및 타측벽 각각과 이격되며,
    상기 베플과 일측벽 사이에 상기 제1유로가 형성되고,
    상기 베플과 타측벽 사이에 상기 제2유로가 형성되며,
    상기 인젝터는
    상기 둘레벽에 연결되고 상기 제1유로와 통하는 냉매 유입부와,
    상기 타측벽에 연결되고 상기 제2유로와 통하는 냉매분사부를 포함하는
    열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터에는 상기 통공과 이격되고 상기 제2 유로를 향해 냉매를 분사하는 냉매분사부가 형성된
    열교환기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터에는 상기 베플을 마주보고 상기 제2 유로를 향해 냉매를 분사하는 냉매분사부가 형성된
    열교환기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터에는 냉매가 상기 통공을 통과하는 방향의 반대방향으로 냉매를 분사하는 냉매분사부가 형성된
    열교환기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터에는 상기 헤더 바디와 직교하게 연결된 냉매유입부가 형성된
    열교환기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매유입부에는 상기 통공 보다 큰 직경을 갖는 유입공이 형성된
    열교환기.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝터에는 상기 인젝터를 고정하는 고정홀이 형성되고, 상기 상부 헤더에 고정된 인젝터 서포터를 더 포함하는
    열교환기.
  9. 전열 열교환부 및 상기 전열 열교환부를 통과한 냉매가 통과하는 후열 열교환부를 갖는 열교환기; 및
    공기를 상기 후열 열교환부를 통과시킨 후 상기 전열 열교환부를 통과시키는 팬을 포함하고,
    상기 전열 열교환부와 후열 열교환부 중 적어도 하나는
    하부 헤더 및 상부 헤더; 및
    상기 하부 헤더 및 상부 헤더에 연결된 튜브를 포함하고,
    상기 상부 헤더는
    냉매가 통과하는 유로가 형성된 헤더 바디;
    상기 유로를 제1 유로와 제2 유로로 구획하고 통공이 형성된 베플; 및
    상기 제1 유로에 연결되고 상기 헤더 바디 외부로 연장되며 상기 제2 유로에 연결되며 상기 제2 유로로 냉매를 분사하는 인젝터를 포함하고,
    상기 헤더 바디는 일측벽과, 상기 일측벽과 이격된 타측벽과, 상기 일측벽과 타측벽을 연결하는 둘레벽을 포함하고,
    상기 베플은 상기 일측벽과 타측벽 사이에 상기 일측벽 및 타측벽 각각과 이격되며,
    상기 베플과 일측벽 사이에 상기 제1유로가 형성되고,
    상기 베플과 타측벽 사이에 상기 제2유로가 형성되며,
    상기 인젝터는
    상기 둘레벽에 연결되고 상기 제1유로와 통하는 냉매 유입부와,
    상기 타측벽에 연결되고 상기 제2유로와 통하는 냉매분사부를 포함하는
    공기조화기.
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