KR101878317B1 - 증발기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1열 및 제2열에 각각 냉매가 유동되는 이중 증발기에 있어서, 제1격실 및 제2격실과는 별도로 냉매가 유동가능한 유동부가 형성됨으로써 냉매 유로 구성을 개선할 수 있어 제1열 및 제2열 각각에 입구부 및 출구부가 구비됨에 따라 총 4개 구비되었던 것을 줄일 수 있는 증발기를 제공하는 것이다.

Description

증발기 {EVAPORATOR}
본 발명은 제1열 및 제2열에 각각 냉매가 유동되는 이중 증발기에 있어서, 제1격실 및 제2격실과는 별도로 냉매가 유동가능한 유동부가 형성됨으로써 냉매 유로 구성을 개선할 수 있어 제1열 및 제2열 각각에 입구부 및 출구부가 구비됨에 따라 총 4개 구비되었던 것을 줄일 수 있는 증발기에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.
이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다. 냉각 시스템에서는, 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 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후, 다시 증발기로 유입되어 기화하며 주변으로부터 기화열을 흡수함으로써 주변 공기를 냉각하고, 이를 통해, 자동차 실내를 냉방한다.
이러한 냉각 시스템에 사용되는 응축기, 증발기 등이 대표적인 열교환기로서, 열교환기 외부의 공기와 열교환기 내부의 열교환매체, 즉 냉매 사이에 보다 효과적으로 열교환을 일으키기 위한 많은 연구가 꾸준히 이루어져 오고 있다. 실내의 냉방에 있어 가장 직접적인 효과가 드러나는 것은 증발기 효율인 바, 특히 증발기의 열교환효율을 개선하기 위한 다양한 구조적 연구 개발이 이루어지고 있다.
이와 같이 증발기의 열교환효율을 높이고자 하는 개선된 구조 중 하나는 튜브 및 핀으로 이루어지는 코어가 2중으로 개별적으로 냉매가 유동되는 공간인 제1열 및 제2열을 형성하는 이중 증발 구조를 갖는 예가 제안된 바 있다.
종래에, 일본특허공개 제2000-062452호("차량용 공조 장치", 2000.02.29), 일본특허공개 제2005-308384호("이젝터 사이클", 2005.11.04) 등에 각각의 제1열 및 제2열에 독립적으로 냉매가 유통되는 이중 증발기와 유사한 형태가 개시되어 있다.
한편, 상기 이중 증발 구조를 갖는 증발기의 일 예를 도 1 및 도 2에 나타내었다. (도 1은 증발기의 사시도, 도 2는 도 1에 도시한 증발기의 제1열 및 제2열 내부 흐름 개략도)
상기 도 1 및 도 2에 도시한 증발기(1)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 제1열 및 제2열을 형성하도록 격벽에 의해 구획되어 각각 폭방향으로 제1격실(10a, 20a) 및 제2격실(10b, 20b)이 구획되며, 길이방향으로 공간을 구획하는 하나 이상의 배플(13)을 포함하는 제1헤더탱크(11) 및 제2헤더탱크(12); 상기 제1헤더탱크(11) 제1격실(10a)의 일측과 연결되어 제1열을 유동하는 냉매가 유입되는 제1입구부(41) 및 상기 제1헤더탱크(11) 제1격실(10a)의 타측과 연결되어 냉매가 배출되는 제1출구부(42); 상기 제1헤더탱크(11) 제2격실(10b)의 타측과 연결되어 제2열을 유동하는 냉매가 유입되는 제2입구부(43) 및 상기 제2헤더탱크(12) 제2격실(10b)의 일측과 연결되어 냉매가 배출되는 제2출구부; 상기 제1헤더탱크(11)의 상기 제1헤더탱크(11) 및 제2헤더탱크(12)에 양단이 고정되는 복수개의 튜브(20); 및 상기 튜브(20) 사이에 개재되는 핀(30)을 포함하여 형성된다.
도 2를 참조로, 증발기(1)는 제1열에서, 냉매가 상기 제1입구부(41)를 통해 제1헤더탱크(11) 제1격실(10a)로 유입되어 튜브(20)를 통해 상기 제2헤더탱크(12)의 제1격실(20a)로 이동되고, 다시 나머지 튜브(20)를 통해 상기 제1헤더탱크(11)의 제1격실(10a)로 이동된 후, 상기 제1출구부(42)를 통해 배출된다.
또한, 제2열에서, 냉매가 상기 제2입구부(43)를 통해 제1헤더탱크(11) 제2격실(10b)로 유입되어 튜브(20)를 통해 상기 제2헤더탱크(12)의 제2격실(20b)로 이동되고, 다시 나머지 튜브(20)를 통해 상기 제1헤더탱크(11)의 제2격실(10b)로 이동된 후, 상기 제2출구부를 통해 배출된다.
다시 말해, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 증발기(1)는 제1열 및 제2열의 냉매가 개별적인 흐름을 가지며, 이를 위하여 상기 제1열 및 제2열에 냉매를 유입 및 배출하기 위한 입구부(41, 43) 및 출구부(42, 44)가 2개씩, 총 4개가 구비된다.
이에 따라, 이중 증발 구조를 갖는 증발기는 입구부 및 출구부를 형성하는 파이프가 4개가 연결되어야 하므로 이를 제작, 고정하기 위한 생산 단가가 상승될 수 밖에 없으며, 특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 4개의 파이프를 연결 고정하기 위한 별도의 파이프고정부를 이용할 경우에는 위와 같은 문제점은 더욱 커질 수 밖에 없다.
또한, 이중 증발 구조를 갖는 증발기는 파이프 자체가 엔진 룸 내부 공간을 많이 차지하게 되어 증발기의 소형화를 방해하며, 그만큼 열교환영역이 줄어들게 되어 냉방 성능을 저하할 수 있는 문제점이 있다.
특허문헌 1) 일본특허공개 제2000-062452호 ("차량용 공조 장치", 2000.02.29) 특허문헌 2) 일본특허공개 제2005-308384호 ("이젝터 사이클", 2005.11.04)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1열 및 제2열 각각에 냉매가 독립적으로 유통되는 이중 증발기에 있어서, 유동부를 이용하여 냉매 유로 구성을 개선함으로써 입구부 및 출구부가 많아져 생산성을 저해하고, 소형화를 방해하는 문제점을 해결한 증발기를 제공하는 것이다.
본 발명의 증발기(1000)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 제1열 및 제2열을 형성하도록 격벽(111)에 의해 구획되어 각각 폭방향으로 제1격실(100a, 200a) 및 제2격실(100b, 200b)이 구획되며, 길이방향으로 공간을 구획하는 하나 이상의 배플(130)을 포함하는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200); 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되는 복수개의 튜브(300); 및 상기 튜브(300) 사이에 개재되는 핀(400)을 포함하는 증발기(1000)에 있어서, 상기 제1헤더탱크(100)는 길이방향으로 일측에 상기 제2격실(100b)과 연통되는 제1연통홀(141) 및 길이방향으로 타측에 상기 제1격실(100a)과 연통되는 제2연통홀(142)이 형성되어 상기 제1격실(100a) 및 제2격실(100b)과 별도의 냉매가 유동되는 공간을 형성하는 유동부(100c); 상기 제1격실(100a)과 연통되어 냉매가 유입되는 제1입구부(510)를 형성하는 매니폴드(600); 상기 제1격실(100a)과 연통되어 냉매가 배출되는 출구부(520); 및 상기 제2격실(100b)과 연통되어 냉매가 유입되는 제2입구부(530); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1헤더탱크(100)는 양단부가 일측 단부에 판부(151)와, 상기 판부(151)의 일정 영역 중 상기 제1격실(100a)에 대응되는 일정 영역이 중공되는 제1중공홀(152)과, 상기 판부(151)의 일정 영역 중 상기 제2격실(100b)에 대응되는 일정 영역이 중공되는 제2중공홀(153)을 포함하는 엔드캡(150);으로 막혀있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 매니폴드(600)는 상기 엔드캡(150)에 연결되되, 상기 제1중공홀(152)과 연통되는 개방부(611), 상기 제2중공홀(153)을 폐쇄하는 폐쇄부(612), 상기 제1홀 형성 영역에서 상기 제1헤더탱크(100) 폭방향으로 연장되는 제1연장부(613)를 포함하는 하부 매니폴드(610); 상기 하부 매니폴드(610)와 결합되되, 상기 개방부(611) 형성 영역에 대응되는 위치에 상기 냉매가 유동되는 공간을 형성하도록 볼록하게 형성된 제1공간부(621), 상기 폐쇄부(612) 형성 영역에 대응되는 위치에 상기 제1공간부(621)와 동일한 길이를 갖도록 볼록하게 형성된 제2공간부(622), 상기 제1공간부(621)와 연통되어 상기 제1연장부(613)와 함께 상기 제1입구부(510)를 형성하는 제2연장부(624)를 포함하는 상부 매니폴드(620); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1헤더탱크(100)는 상기 상부 매니폴드(620)의 제2공간부(622)에 배출홀(623)이 중공 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발기(1000)는 장착 위치에서, 상기 배출홀(623)이 상기 제2공간부(622)의 하측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 증발기(1000)는 상기 제1열에서, 상기 제1입구부(510)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)로 유입된 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)로 이동되는 제1-1영역(A1-1) 및 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)의 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)로 이동되는 제1-2영역(A1-2)을 포함하며, 상기 제2열에서, 상기 제2입구부(530)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 유입된 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)로 이동되는 제2-1영역(A2-1) 및 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)의 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 이동되는 2-2영역을 포함하고, 상기 제2열의 제2-1영역(A2-1) 및 2-2영역 전체를 통과한 냉매가 상기 제1연통홀(141)을 통해 유동부(100c)로 이동되어 길이방향으로 이동되며, 상기 제2연통홀(142)을 통해 상기 제1열의 제1-1영역(A1-1) 및 제1-2영역(A1-2)을 통과하여 배출되는 냉매와 합류되어 상기 출구부(520)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 증발기는 제1열 및 제2열에 각각 냉매가 유동되는 이중 증발기에 있어서, 제1격실 및 제2격실과는 별도로 냉매가 유동가능한 유동부가 형성됨으로써 냉매 유로 구성을 개선할 수 있어 제1열 및 제2열 각각에 입구부 및 출구부가 구비됨에 따라 총 4개 구비되었던 것을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 본 발명의 증발기는 부품수를 줄일 수 있으며, 조립 공정 역시 간소화할 수 있어 생산 효율을 향상할 수 있으며, 출구부의 수를 종래에 비해 줄임으로써 연결 파이프라인을 보다 줄일 수 있어 소형화 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 증발기는 매니폴드를 이용하여 제1입구부를 형성하며, 제1열 및 제2열 부분의 길이방향으로의 길이를 동일하게 형성하여 공조케이스 형태 변경이 필요치 않아 설계가 용이한 장점이 있다.
또, 본 발명의 증발기는 배출홀이 형성됨으로써, 제2공간부 내부의 제조공성상 이용되는 액체류, 또는 증발기 표면에 형성된 응축수가 용이하게 배출될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 이중 증발 구조를 갖는 증발기를 나타낸 사시도.
도 2는 상기 도 1에 도시한 증발기의 내부 냉매 흐름을 나타낸 개략도.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 증발기의 사시도, 제1헤더탱크 분해사시도, 부분 분해사시도, 및 단면도.
도 7 및 도 8은 각각 도 3에 도시한 증발기의 내부 냉매 흐름 예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 증발기의 다른 제1헤더탱크 예를 나타낸 단면도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 증발기의 또 다른 제1헤더탱크 예를 나타낸 분해사시도 및 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 증발기의 또 다른 제1헤더탱크 예를 나타낸 단면도.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 증발기의 또 다른 제1헤더탱크 예를 나타낸 분해사시도 및 단면도.
도 15 내지 도 17은 각각 본 발명에 따른 증발기의 또 다른 제1헤더탱크 예를 나타낸 단면도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 증발기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 증발기(1000)는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200), 튜브(300), 및 핀(400)을 포함하는 증발기(1000)에 있어서, 상기 제1헤더탱크(100)에 유동부(100c)가 형성된다.
먼저, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 제1열 및 제2열을 형성하도록 격벽(111)에 의해 구획되어 각각 폭방향으로 제1격실(100a, 200b) 및 제2격실(100b, 200b)이 구획되며, 길이방향으로 공간을 구획하는 하나 이상의 배플(130)을 포함한다.
본 발명의 증발기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100)에 유동부(100c)가 형성되는 구성으로서, 다양하게 실시 가능하며, 그 다양한 예를 아래에서 다시 설명한다.
상기 튜브(300)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 구성으로서, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 제1격실(100a, 200a)과 연통되는 열과, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 제2격실(100b, 200b)과 연통되는 열을 포함하여 2열을 형성하도록 구성된다.
상기 핀(400)은 상기 튜브(300) 사이에 개재된다.
이 때, 상기 제1헤더탱크(100)는 제1열 및 제2열에 각각 냉매가 유동되도록 상기 제1격실(100a)과 연통되어 냉매가 유입되는 제1입구부(510)를 형성하는 매니폴드(600); 상기 제1격실(100a)과 연통되어 냉매가 배출되는 출구부(520); 및 상기 제2격실(100b)과 연통되어 냉매가 유입되는 제2입구부(530); 를 포함하여 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 증발기(1000)는 상기 제1열(제1격실(100a))로 냉매를 유입하는 제1입구부(510)는 매니폴드(600)에 의해 형성된다.
상기 유동부(100c)는 제2열을 통과하여 상기 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 이동된 냉매가 이동되어 제1열을 통과한 냉매와 함께 배출될 수 있도록 상기 제1격실(100a)로 이송하는 역할을 수행하는 것으로서, 이를 위하여 상기 유동부(100c)는 길이방향으로 일측에 상기 제2격실(100b)과 연통되는 제1연통홀(141) 및 길이방향으로 타측에 상기 제1격실(100a)과 연통되는 제2연통홀(142)이 형성된다.
이 때, 상기 제1헤더탱크(100)는 양단부가 엔드캡(150)이 구비될 수 있으며, 더욱 상세하게, 상기 엔드캡(150)은 일측 단부에 판부(151)와, 상기 판부(151)의 일정 영역 중 상기 제1격실(100a)에 대응되는 일정 영역이 중공되는 제1중공홀(152)과, 상기 판부(151)의 일정 영역 중 상기 제2격실(100b)에 대응되는 일정 영역이 중공되는 제2중공홀(153)을 포함하는 형태일 수 있다.
상기 엔드캡(150)은 상기 제1헤더탱크(100)의 양단부를 폐쇄하되, 상기 매니폴드(600), 제2입구부(530), 및 출구부(520)를 연결하기 위한 구성이다.
상기 매니폴드(600)는 하부 매니폴드(610) 및 상부 매니폴드(620)를 포함하여 형성된다.
상기 하부 매니폴드(610)는 상기 엔드캡(150)에 연결되되, 상기 제1중공홀(152)과 연통되는 개방부(611), 상기 제2중공홀(153)을 폐쇄하는 폐쇄부(612), 상기 제1홀 형성 영역에서 상기 제1헤더탱크(100) 폭방향으로 연장되는 제1연장부(613)를 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 개방부(611)는 냉매가 제1중공홀(152)을 통해 제1격실(100a) 내부로 유동되도록 중공 형성되는 부분이며, 상기 폐쇄부(612)는 상기 제2중공홀(153)을 폐쇄하는 구성이다.
즉, 본 발명의 증발기(1000)는 상기 유동부(100c)가 형성됨에 따라 냉매 유출 입구를 형성하는 구성 중 하나가 형성되지 않으며, 상기 매니폴드(600)의 폐쇄부(612)를 통해 제2격실(100b)을 형성한다.
상기 상부 매니폴드(620)는 상기 하부 매니폴드(610)와 결합되되, 상기 개방부(611) 형성 영역에 대응되는 위치에 상기 냉매가 유동되는 공간을 형성하도록 볼록하게 형성된 제1공간부(621), 상기 폐쇄부(612) 형성 영역에 대응되는 위치에 상기 제1공간부(621)와 동일한 길이를 갖도록 볼록하게 형성된 제2공간부(622), 상기 제1공간부(621)와 연통되어 상기 제1연장부(613)와 함께 상기 제1입구부(510)를 형성하는 제2연장부(624)를 포함하여 형성된다.
즉, 상기 상부 매니폴드(620)는 상기 하부 매니폴드(610)와 결합되어 상기 제1연장부(613) 및 제2연장부(624)가 형성하는 내부 공간을 통해 냉매가 제1공간부(621)로 이동되고, 상기 개방부(611) 및 제1중공홀(152)을 통해 제1격실(100a)로 유입되도록 하는 역할을 담당하며, 냉매가 유동되지는 않으나, 증발기(1000)의 장착이 용이하도록(증발기(1000)가 구비되는 공조케이스의 형태 변형이 요구되지 않도록)제1공간부(621)에 대응되는 길이를 갖는 제2공간부(622)가 형성된다. (도 6 참조)
다시 말해, 상기 제2공간부(622) 내부는 냉매가 유동되지 않는 공간으로서, 증발기(1000)의 외부 형태에 있어 동일한 면부를 갖도록 형성되는 공간이다.
한편, 본 발명의 증발기(1000)는 내구성을 보다 증대하고, 항균성을 확보하기 위하여 증발기(1000) 표면을 코팅액을 이용하여 코팅하는 경우에 상기 제2공간부(622) 내부에 코팅액이 침투되어 배출되지 않거나, 증발기(1000)의 구동 시, 표면에 배출되는 응축수가 제2공간부(622) 내부에 고일 수 있는 문제점을 비연에 방지할 수 있도록 상기 상부 매니폴드(620)의 제2공간부(622)에는, 제2공간부(622) 내부와 외부를 연통하도록 중공된 배출홀(623)이 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 배출홀(623)에 의한 배수 성능을 높이기 위하여, 상기 증발기(1000)는 장착 위치에서, 상기 배출홀(623)이 상기 제2공간부(622)의 하측에 위치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 증발기(1000)의 내부 흐름을 설명하면, 상기 증발기(1000)는 상기 제1열에서, 상기 제1입구부(510)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)로 유입된 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)로 이동되는 제1-1영역(A1-1) 및 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)의 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)로 이동되는 제1-2영역(A1-2)을 포함하며, 상기 제2열에서, 상기 제2입구부(530)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 유입된 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)로 이동되는 제2-1영역(A2-1) 및 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)의 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 이동되는 2-2영역을 포함하고, 상기 제2열의 제2-1영역(A2-1) 및 2-2영역 전체를 통과한 냉매가 상기 제1연통홀(141)을 통해 유동부(100c)로 이동되어 길이방향으로 이동되며, 상기 제2연통홀(142)을 통해 상기 제1열의 제1-1영역(A1-1) 및 제1-2영역(A1-2)을 통과하여 배출되는 냉매와 합류되어 상기 출구부(520)를 통해 배출된다.
이 때, 상기 제1-1영역(A1-1), 제1-2영역(A1-2), 제2-1영역(A2-1), 및 제2-2영역(A2-2)은 배플(130)의 형성 위치 및 개수에 따라 각각 1회 이상 형성될 수 있다.
상기 유동부(100c)를 포함하는 제1헤더탱크(100)는 다양한 방법에 의해 형성될 수 있으며, 먼저, 헤더(110) 및 탱크(120)의 결합에 의해 형성되는 구성에 대하여 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 사시도, 제1헤더탱크(100)의 분해사시도, 및 단면도로, 상기 도 3 내지 도 5에 도시한 본 발명의 증발기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100)가 헤더(110) 및 탱크(120)의 결합에 의해 형성되되, 상기 탱크(120)에 함몰부(121)가 형성되며, 상기 함몰부(121)를 덮는 제1형성부재(160)를 이용하여 유동부(100c)를 형성하는 예를 나타내었다.
먼저, 상기 헤더(110)는 튜브(300)의 일정 영역이 삽입되는 튜브삽입홀(112)이 형성되며, 격벽(111)이 일체로 형성될 수도 있다.
더욱 상세하게, 상기 제1헤더탱크(100)는 상기 탱크(120)가 폭방향으로 상기 격벽(111)이 위치되는 중앙 영역이 함몰되는 함몰부(121)가 길이방향으로 길게 형성되며, 상기 탱크(120)의 함몰부(121)를 덮도록 구비되는 제1형성부재(160)를 포함하여, 상기 탱크(120)의 함몰부(121) 및 상기 제1형성부재(160)로 둘러싸인 부분이 상기 유동부(100c)를 형성한다.
이 때, 상기 제2격실(100b)과 유동부(100c)를 연통하는 제1연통홀(141) 및 제1격실(100a)과 유동부(100c)를 연통하는 제2연통홀(142)은 상기 함몰부(121)에 형성되되, 상기 제2열을 모두 이동한 냉매가 유동부(100c)로 이송될 수 있도록 상기 제1연통홀(141)은 길이방향으로 상기 제1입구부(510)가 형성된 측에 형성되며, 상기 유동부(100c)의 길이방향을 통해 이동된 냉매가 상기 제1열을 통과한 냉매와 함께 원활히 배출될 수 있도록 상기 제2연통홀(142)은 길이방향으로 상기 출구부(520)가 형성된 측에 형성된다.
또한, 상기 탱크(120)는 상기 함몰부(121)가 상기 격벽(111)과 함께 "Y"자 형태를 형성하도록 상기 격벽(111) 측으로 경사지게 형성되어 상기 유동부(100c), 제1격실(100a), 및 제2격실(100b) 내부 공간을 효과적으로 확보가능하며, 제1연통홀(141) 및 제2연통홀(142)의 크기 역시 충분히 확보할 수 있어 냉매의 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제1헤더탱크(100)는 양단부에 엔드캡(150)이 구비될 수 있으며, 상기 제1형성부재(160)의 고정력을 보다 향상할 수 있도록 고정력향상부(151a)가 상기 유동부(100c)에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1헤더탱크(100)는 제1입구부(510), 출구부(520), 및 제2입구부(530) 형태는 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 각각 도 3에 도시한 본 발명에 따른 증발기(1000)의 냉매 흐름 예를 나타낸 개략도로, 도 7은 제1열에서, 제1입구부(510)를 통해 유입된 냉매가 제1-1영역(A1-1)(제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a) → 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)) - 제1-2영역(A1-2)(제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a) → 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a))을 통과한 후 배출되고, 제2열에서, 상기 제2입구부(530)를 통해 유입된 냉매가 제2-1영역(A2-1)(제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b) → 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)) - 제2-2영역(A2-2)(제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b) → 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a))을 통과한 후, 상기 제1연통홀(141)을 통해 유동부(100c)로 이동되고, 상기 제2연통홀(142)을 통해 상기 제1열 내부에서 배출되는 냉매와 합류되어 배출되는 흐름을 나타내었다.
도 3 내지 도 5에 도시한 본 발명의 증발기(1000)는 제1헤더탱크(100) 내부에 하나의 배플(130)이 형성되며, 배플(130)에 제1돌출부(131)가 형성되고, 헤더(110)에 상기 제1돌출부(131)를 고정하는 제1고정홈(114)이 2곳에 형성되며, 상기 배플(130)에 상기 헤더(110)의 격벽(111)이 삽입되는 격벽삽입홈(132)이 형성된 예를 나타내었으나, 이는 일 실시예로서, 배플(130)의 형태, 개수 및 고정 방식 등은 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
도 8은 제1열에서, 제1입구부(510)를 통해 유입된 냉매가 제1-1영역(A1-1)(제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a) → 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)) - 제1-2영역(A1-2)(제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a) → 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)) - 제1-1영역(A1-1)(제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a) → 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)) - 제1-2영역(A1-2)(제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a) → 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a))을 통과한 후 배출되고, 제2열에서, 상기 제2입구부(530)를 통해 유입된 냉매가 제2-1영역(A2-1)(제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b) → 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)) - 제2-2영역(A2-2)(제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b) → 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)) - 냉매가 제2-1영역(A2-1)(제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b) → 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)) - 제2-2영역(A2-2)(제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b) → 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a))을 통과한 후, 상기 제1연통홀(141)을 통해 유동부(100c)로 이동되고, 상기 제2연통홀(142)을 통해 상기 제1열 내부에서 배출되는 냉매와 합류되어 배출되는 구조를 나타내었다.
도 9는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 다른 제1헤더탱크(100)의 단면도로, 도 9에 도시한 증발기(1000)는 헤더(110) 및 탱크(120)의 결합에 의해 형성되되, 제1격실(100a) 내부를 높이방향으로 구획하는 제2형성부재(170)를 포함하여 유동부(100c)가 형성되는 예를 나타내었다.
상기 제2형성부재(170)는 구획판(171)과, 지지부(172)를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 구획판(171)은 상기 제1격실(100a) 내부를 높이방향으로 구획하며, 상기 지지부(172)는 상기 구획판(171)으로부터 연장 형성되어 상기 격벽(111) 또는 탱크(120) 내면과 밀착된다.
도 9에서, 상기 구획판(171)이 곡면 형태를 가지며, 폭방향으로 지지부(172)가 상기 구획판(171)의 양측에서 연장되되, 일측이 격벽(111)과 접하고, 타측이 탱크(120) 및 헤더(110)와 접하도록 형성된 예를 나타내었다.
이 때, 상기 제2형성부재(170)의 고정력을 확보할 수 있도록 상기 제1헤더탱크(100)는 상기 헤더(110)(격벽(111) 부분을 포함함)에 상기 제2형성부재(170)를 지지하도록 돌출되는 돌출비드(113)가 더 형성될 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 상기 돌출비드(113)는 제1격실(100a)(또는 제2격실(100b)) 측으로 돌출되어 상기 지지부(172)를 지지하도록 형성되거나, 지지부(172)와 밀착되는 면에 형성되며, 상기 지지부(172)가 상기 돌출비드(113)가 형성된 면에 대응되도록 대응부(172-1)가 더 형성되는 형태일 수 있다.
또한, 본 발명의 증발기(1000)는 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 지지부(172)의 단부가 상기 탱크(120)의 단부를 감싸도록 절곡되는 절곡부(173)가 더 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 증발기(1000)의 또 다른 사시도, 제1헤더탱크(100)의 분해사시도 및 단면도로, 상기 제2형성부재(170)를 이용하여 유동부(100c)를 형성하되, 상기 제2형성부재(170)가 상기 제1격실(100a) 및 제2격실(100b)을 동시에 높이방향으로 구획하도록 형성된 예를 나타내었다.
도 10 및 도 11에서, 상기 배플(130)에 제1돌출부(131)가 도면 상측 및 하측 방향으로 각각 형성되고, 상기 헤더(110)에 상기 제1돌출부(131)가 삽입되는 제1고정홈(114) 및 상기 탱크(120)에 상기 제1돌출부(131)가 삽입 고정되는 제2고정홈(122)이 형성되며, 상기 제2형성부재(170)에 제2돌출부(175)가 형성되며, 상기 탱크(120)에 상기 제2돌출부(175)가 삽입되는 제3고정홈(123)이 형성된 예를 나타내었다.
또한, 상기 제2형성부재(170)의 지지부(172) 한 쌍에 상기 탱크(120)의 단부를 감싸도록 절곡부(173)가 형성된 예를 나타내었다.
이 때, 상기 도 10 및 도 11에 도시한 증발기(1000)의 제1헤더탱크(100)는 격벽(111)이 높이방향으로 상기 탱크(120)가 형성된 측까지 형성되어 제3유동부(100c) 공간을 구획하도록 형성되므로, 상기 제1열 및 제2열 영역의 제3유동부(100c) 공간을 서로 연통하는 제3연통홀(101)이 격벽(111)에 형성되어야 한다.
도 12는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 또 다른 제1헤더탱크(100)의 단면도이고, 상기 제2형성부재(170)가 상기 탱크(120)로부터 연장 형성되는 구조로서, 즉, 제2형성부재(170) 및 탱크(120)가 일체로 형성된 예를 나타내었다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 또 다른 사시도, 제1헤더탱크(100)의 분해사시도, 및 단면도로, 상기 제2형성부재(170)가 상기 헤더(110)와 일체로 형성되되, 상기 탱크(120)의 단부가 상기 제2형성부재(170)의 구획판(171)에 삽입되어 고정되는 탱크고정홈(174)이 형성된 예를 나타내었다.
상기 탱크(120) 고정홈은 상기 탱크(120)의 일정 영역 또는 전체가 삽입가능하게 형성될 수 있으며, 도 13 및 도 14에서는 상기 탱크고정홈(174)이 일정거리 이격되어 복수개 구비되며, 상기 탱크(120)의 단부가 상기 탱크고정홈(174)의 형태에 대응되도록 복수개의 돌출 영역이 형성되는 예를 나타내었다.
도 5 및 도 14에 나타낸 형태는 상기 제2형성부재(170)의 제2열에 대응되는 구획판(171) 영역에 제1연통홀(141)이, 제1열에 대응되는 구획판(171) 영역에 제2연통홀(142)이 형성되고, 상기 제3유동부(100c) 공간이 격벽(111)에 의해 구획되므로, 상기 격벽(111)에 제3연통홀(101)이 중공 형성하다.
도 15는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 또 다른 사시도, 및 제1헤더탱크(100)의 단면도로, 상기 유동부(100c)는 상기 탱크(120) 외측 면에 결합되는 제3형성부재(180)를 이용하여 형성될 수 있다.
즉, 상기 제3형성부재(180)는 헤더(110)탱크(120)의 외측에서 상기 탱크(120)의 외면과 결합되어 상기 탱크(120)의 외면과 제3형성부재(180)가 형성하는 내부 공간에 제3유동부(100c)가 형성된다.
이 때, 상기 도 15에 나타낸 형태는 상기 제2격실(100b)을 형성하는 탱크(120)의 영역에 제1연통홀(141)이, 제1격실(100a)을 형성하는 탱크(120)의 영역에 제2연통홀(142)이 중공 형성하다.
도 16은 본 발명에 따른 증발기(1000)의 또 다른 사시도, 및 제1헤더탱크(100)의 단면도이고, 도 17는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 또 다른 사시도, 및 제1헤더탱크(100)의 단면도로, 도 16 및 도 17은 상기 제1헤더탱크(100)가 압출 탱크(120) 타입으로 형성된 예를 나타내었다.
더욱 상세하게, 상기 도 16에 도시한 제1헤더탱크(100)는 제1유동부(100a) 및 제2유동부(100b) 공간과는 별도의 제3유동부(100c) 공간이 도면의 높이방향으로 수직한 면에 의해 구획되며, 분할되는 면에, 제1연통홀(141) 및 제2연통홀(142)이 형성되는 예를 나타내었다.
또한, 상기 도 16에 도시한 제1헤더탱크(100)는 상기 격벽(111)에 의해 제3유동부(100c) 공간이 구획되므로, 2개의 제3유동부(100c) 공간을 연통하는 제3연통홀(101)이 격벽(111)에 형성된다.
또한, 도 17에 도시한 제1헤더탱크(100)는 상기 도 16에 도시한 형태와 유사하되, 상기 제1유동부(100a) 및 제2유동부(100b) 공간과는 별도의 제3유동부(100c) 공간이 구획되되, 격벽(111)을 중심으로 높이방향 상측으로 경사지게 형성되는 면에 의해 구획되는 예를 나타내었다.
도 16 및 도 17은 상기 제1헤더탱크(100)가 압출 탱크 타입으로 형성된 실시예를 나타낸 것으로서, 본 발명의 증발기(1000)는 이에 한정되지 않고, 제1유동부(100a), 제2유동부(100b), 및 제3유동부(100c)를 갖는 다양한 형태로 변형실시가능하다.
한편, 상기 제2헤더탱크(200)는 제1헤더탱크(100)와 같이, 헤더(110)와 탱크(120)의 결합에 의해 형성될 수도 있고, 압출탱크(120) 타입으로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 증발기(1000)는 상기 제2헤더탱크(200)가 내부에 제1열 및 제2열을 형성하도록 격벽(111)에 의해 구획되어 각각 폭방향으로 제1격실(100a) 및 제2격실(100b)이 형성되며, 길이방향으로 공간을 구획하는 하나 이상의 배플(130)이 구비되는 형태라면, 더욱 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 증발기(1000)는 제1열 및 제2열에 각각 냉매가 유동되는 이중 증발기(1000)에 있어서, 탱크(120)에 함몰부(121)가 형성되며, 유동부(100c) 형성부재를 이용하여 제1격실(100a) 및 제2격실(100b)과는 별도로 냉매가 유동가능한 유동부(100c)가 형성됨으로써 냉매 유로 구성을 개선할 수 있어 제1열 및 제2열 각각에 입구부 및 출구부(520)가 구비됨에 따라 총 4개 구비되었던 것을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 본 발명의 증발기(1000)는 부품수를 줄일 수 있으며, 조립 공정 역시 간소화할 수 있어 생산 효율을 향상할 수 있으며, 출구부(520)의 수를 종래에 비해 줄임으로써 연결 파이프라인을 보다 줄일 수 있어 소형화 가능한 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 증발기
100 : 제1헤더탱크
100a : 제1격실 100b : 제2격실
100c : 유동부 101 : 제3연통홀
110 : 헤더 111 : 격벽
112 : 튜브삽입홀 113 : 돌출비드
114 : 제1고정홈
120 : 탱크 121 : 함몰부
122 : 제2고정홈 123 : 제3고정홈
130 : 배플 131 : 제1돌출부
132 : 격벽삽입홈
141 : 제1연통홀 142 : 제2연통홀
150 : 엔드캡 151 : 판부
151a : 고정력향상부
152 : 제1중공홀 153 : 제2중공홀
160 : 제1형성부재
170 : 제2형성부재 171 : 구획판
172 : 지지부 172-1 : 대응부
173 : 절곡부 174 : 탱크고정홈
175 : 제2돌출부
180 : 제3형성부재
200 : 제2헤더탱크
200a : 제1격실 200b : 제2격실
300 : 튜브
400 : 핀
510 : 제1입구부 520 : 출구부
530 : 제2입구부
600 : 매니폴드
610 : 하부 매니폴드 611 : 개방부
612 : 폐쇄부 613 : 제1연장부
620 : 하부 매니폴드
621 : 제1공간부 622 : 제2공간부
623 : 배출홀
624 : 제2연장부
A1-1 : 제1-1영역 A1-2 : 제1-2영역
A2-1 : 제2-1영역 A2-2 : 제2-2영역

Claims (6)

  1. 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 제1열 및 제2열을 형성하도록 격벽(111)에 의해 구획되어 각각 폭방향으로 제1격실(100a, 200a) 및 제2격실(100b, 200b)이 구획되며, 길이방향으로 공간을 구획하는 하나 이상의 배플(130)을 포함하는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200); 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)에 양단이 고정되는 복수개의 튜브(300); 및 상기 튜브(300) 사이에 개재되는 핀(400)을 포함하는 증발기(1000)에 있어서,
    상기 제1헤더탱크(100)는
    길이방향으로 일측에 상기 제2격실(100b)과 연통되는 제1연통홀(141) 및 길이방향으로 타측에 상기 제1격실(100a)과 연통되는 제2연통홀(142)이 형성되어 상기 제1격실(100a) 및 제2격실(100b)과 별도의 냉매가 유동되는 공간을 형성하는 유동부(100c);
    상기 제1격실(100a)과 연통되어 냉매가 유입되는 제1입구부(510)를 형성하는 매니폴드(600);
    상기 제1격실(100a)과 연통되어 냉매가 배출되는 출구부(520); 및
    상기 제2격실(100b)과 연통되어 냉매가 유입되는 제2입구부(530); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1헤더탱크(100)는 양단부가
    일측 단부에 판부(151)와, 상기 판부(151)의 일정 영역 중 상기 제1격실(100a)에 대응되는 일정 영역이 중공되는 제1중공홀(152)과, 상기 판부(151)의 일정 영역 중 상기 제2격실(100b)에 대응되는 일정 영역이 중공되는 제2중공홀(153)을 포함하는 엔드캡(150)으로 막혀있는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매니폴드(600)는
    상기 엔드캡(150)에 연결되되, 상기 제1중공홀(152)과 연통되는 개방부(611), 상기 제2중공홀(153)을 폐쇄하는 폐쇄부(612), 상기 제1홀 형성 영역에서 상기 제1헤더탱크(100) 폭방향으로 연장되는 제1연장부(613)를 포함하는 하부 매니폴드(610);
    상기 하부 매니폴드(610)와 결합되되 상기 개방부(611) 형성 영역에 대응되는 위치에 상기 냉매가 유동되는 공간을 형성하도록 볼록하게 형성된 제1공간부(621), 상기 폐쇄부(612) 형성 영역에 대응되는 위치에 상기 제1공간부(621)와 동일한 길이를 갖도록 볼록하게 형성된 제2공간부(622), 상기 제1공간부(621)와 연통되어 상기 제1연장부(613)와 함께 상기 제1입구부(510)를 형성하는 제2연장부(624)를 포함하는 상부 매니폴드(620); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1헤더탱크(100)는 상기 상부 매니폴드(620)의 제2공간부(622)에 배출홀(623)이 중공형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 장착 위치에서, 상기 배출홀(623)이 상기 제2공간부(622)의 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는
    상기 제1열에서, 상기 제1입구부(510)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)로 유입된 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)로 이동되는 제1-1영역(A1-1) 및 제2헤더탱크(200)의 제1격실(200a)의 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제1격실(100a)로 이동되는 제1-2영역(A1-2)을 포함하며,
    상기 제2열에서, 상기 제2입구부(530)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 유입된 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)로 이동되는 제2-1영역(A2-1) 및 제2헤더탱크(200)의 제2격실(200b)의 냉매가 상기 튜브(300)를 통해 제1헤더탱크(100)의 제2격실(100b)로 이동되는 2-2영역을 포함하고,
    상기 제2열의 제2-1영역(A2-1) 및 2-2영역 전체를 통과한 냉매가 상기 제1연통홀(141)을 통해 유동부(100c)로 이동되어 길이방향으로 이동되며, 상기 제2연통홀(142)을 통해 상기 제1열의 제1-1영역(A1-1) 및 제1-2영역(A1-2)을 통과하여 배출되는 냉매와 합류되어 상기 출구부(520)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증발기.
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