KR102000125B1 - 공기조화 회로, 보다 상세하게는 자동차의 공기조화 회로에 사용하기 위한 응축기 실린더 - Google Patents

공기조화 회로, 보다 상세하게는 자동차의 공기조화 회로에 사용하기 위한 응축기 실린더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화 회로의 냉각 루프 내에서 사용되는 유체를 수용 및 포함하도록 구성된 응축기 실린더에 관한 것이다. 응축기 수용기는 중간 공간을 형성하는 외벽 및 내벽을 포함한다. 상기 내벽은 유체를 수용하기 위한 내부 공간을 형성한다. 중간 공간은 정적 구성요소를 포함하고, 이 정적 구성요소는 내부 공간 내에 수용된 유체와 정적 구성요소 사이의 열교환을 허용하기 위해, 소정량의 열을 저장 및 방출하도록 구성된다.

Description

공기조화 회로, 보다 상세하게는 자동차의 공기조화 회로에 사용하기 위한 응축기 실린더{CONDENSER CYLINDER ADAPTED FOR USE IN AN AIR-CONDITIONING CIRCUIT, MORE SPECIFICALLY THE AIR-CONDITIONING CIRCUIT OF AN AUTOMOBILE}
본 발명은 공기조화 회로, 예를 들면, 자동차의 공기조화 회로에 사용되는 응축기 실린더에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 공기조화 시스템의 냉각 루프 내에서 사용되는 액체를 냉각하는 공정을 개선할 수 있는 응축기 실린더에 관한 것이다.
공기조화 시스템의 사용은 자동차 산업에서 알려져 있다. 공기조화 시스템은 자동차 내부의 안락함을 향상시킬 수 있게 한다. 공기조화 시스템은 자동차 내부의 온도를 조절하기 위해, 그리고 상기 자동차 내측의 외기를 건조시키기 위해 사용될 수도 있다. 그러므로, 공기조화 시스템은 특히, 자동차의 창문의 내측의 응결을 방지하기 위한 목적으로 사용될 수도 있다.
공기조화 시스템에서 일반적으로 사용되는 냉각 루프에 있어서, 증발, 압축, 응축 및 팽창의 단계는 R134 또는 1234YF형의 유체와 같은 적합한 유체를 사용하는 것에 의해 차례대로 발생한다. 응축 단계 후에, 유체는 저장소(reservoir) 내에서 액체 상태로 유지된다. 이러한 저장소는 응축기 내로 통합될 수도 있고, 독립형이고 상기 응축기의 출구에 연결될 수도 있다.
유체가 응축기 내에서 응결될 때, 상기 유체는 상기 유체의 포화 온도에서, 응축기 실린더와 같은 저장소에 대해서 순환한다. 응축기 실린더는 오직 유체만이 액체 상태로 빠져나가게 하기 위해, 유체에서 액체 및 가스 상을 분리하는 기능을 갖는다. 동시에, 응축기 실린더는 유체를 과냉각할 목적, 즉, 냉각 루프 내에서 사용되는 유체의 온도를 규정된 응결 압력에 대응하는 포화 온도 미만으로 저감시킬 목적으로 사용될 수도 있다.
이러한 과냉각 공정은 압축에 의한 냉각의 시스템에 대한 종래 기술에서 알려져 있다. 이러한 공정의 기술적 효과는 냉각 루프 내에서 사용되는 유체의 엔탈피의 변경에 의해, 압축에 의한 냉각의 상기 시스템의 효율성을 향상시키는데에 있다.
종래 기술에 따르면, 응축기 실린더는 냉각 루프 내에서 사용되는 유체를 유지하는 제 1 기능을 갖는다. 추가의 기능은 예를 들면, 적절한 겔(gel)과 같은 물질의 존재에 의해 습기를 흡수하는 것에 있다. 또한, 응축기 실린더는 냉각 루프 내에 존재하는 유체를 필터링하는 역할을 하여, 설정된 문턱값보다 큰 사이즈를 갖는 입자가 공기조화 시스템 내에서 순환하는 것을 방지할 수도 있다.
종래 기술에 따르면, 응축기 실린더 내에 존재하는 유체를 과냉각하는 기능은 최선이 아니다.
공기조화 시스템의 효율을 최적화시키기 위해, 응축기 실린더 내에 존재하는 유체를 과냉각하는 기능이 개선될 수 있게 하는 변경에 대한 필요가 있는 것으로 보인다.
본 발명은 공기조화 시스템의 냉각 루프 내에 존재하는 유체를 과냉각할 가능성을 향상시키도록 의도된 응축기 실린더에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 공기조화 시스템의 냉각 루프 내에서 사용되는 유체를 수용 및 포함하도록 구성된 응축기 실린더에 관한 것이고, 이 응축기 실린더는 외벽 및 내벽을 포함하고, 상기 외벽 및 내벽은 중간 공간을 형성하고, 상기 내벽은 유체를 수용하기 위한 내부 공간을 형성하고, 상기 중간 공간은 정적 구성요소(static component)를 포함하며, 이 정적 구성요소는 내부 공간 내에 수용된 유체와 정적 구성요소 사이의 열교환을 허용하기 위해, 설정된 양의 열을 저장 및 방출하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 모드에 따르면, 정적 구성요소는 상변화 물질(PCM)을 포함한다.
본 발명의 실시예의 모드에 따르면, 상변화 물질(PCM)의 상변화 온도는 45℃ 내지 55℃이다.
본 발명의 실시예의 모드에 따르면, 정적 구성요소는 액체를 포함한다.
본 발명의 실시예의 모드에 따르면, 정적 구성요소는 흑연(graphite)을 포함한다.
본 발명의 실시예의 모드에 따르면, 상기 응축기 실린더의 외벽에는 이 응축기 실린더의 외벽의 표면적을 증가시키도록 구성된 복수의 리브(rib)가 제공된다.
본 발명의 목적, 목표 및 특징부와 이점은 도면을 참조하여 주어진 본 발명에 따른 응축기 실린더의 실시예의 바람직한 모드의 이하의 설명을 읽음으로써 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 응축기 실린더의 사시도,
도 2는 도 1에 따른 응축기 실린더의 상단부의 상세도,
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 응축기 실린더 내에 존재하는 상이한 요소의 개략적인 단면도,
도 4는 도 1 및 도 2에 따른 응축기 실린더의 외부의 상세도.
이하의 상세한 설명은 특히, 예시의 도움으로, 본 발명을 충분히 명백하고 완전한 방식으로 개시하는 것을 목적으로 하지만, 이하에 주어진 실시예 및 예시의 특정 모드에 대한 보호 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
도 1은 본 발명에 따른 응축기 실린더(10)의 사시도를 도시하고, 상기 실린더는 응축기와 조합하여 사용 가능하고, R134 또는 1234YF형의 액체와 같이 냉각 루프 내에 존재하는 다량의 유체를 유지하도록 구성된다.
유체를 수용하고 이 유체가 탈출하게 하기 위해, 응축기 실린더(10)에는 이 실린더의 하단부에 유입구(20) 및 유출구(30)가 제공된다.
도 2는 본 발명에 따른 응축기 실린더(10)의 상단부의 상세를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 응축기 실린더(10)는 외벽(12) 및 내벽(13)을 포함한다. 응축기 실린더(10)의 외벽(12)에는 이 외벽(12)의 상기 외면 상에서 종방향으로 연장되는 설정된 개수의 리브(21)가 커버된다. 응축기 실린더(10)의 외측에 존재하는 리브(21)에 의해 형성된 세트(set)는 외기와 열교환하기에 적합한 표면적을 증가시키는 효과를 갖는다. 즉, 응축기 실린더(10) 주위의 외기와의 열교환은, 따라서, 평활한 외면을 구비하는 응축기 실린더를 갖는 종래 기술을 따라 수행된 열교환에 비해 향상된다.
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 응축기 실린더(10)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3은 응축기 실린더(10)의 외벽(12)의 외측에서 볼 수 있는 상이한 리브(21)를 도시한다. 외벽(12) 및 내벽(13)은 이들 사이에 위치된 중간 공간(14)을 형성한다. 본 발명에 따르면, 상기 중간 공간(14)은 설정된 양의 상변화 물질(PCM)을 포함하도록 사용될 수도 있다. 내벽(13)의 내측에서 이용 가능한 용적은 냉각 루프 내에서 사용되는 다량의 유체를 수용하기 위해, 내부 공간(15)을 형성한다.
설정된 양의 상변화 물질(PCM)의 존재는 몇 가지의 기술적 효과를 갖는다. 특히, PCM은 설정된 양의 열을 저장 및 방출하도록 의도된 물질이다. 응축기 실린더(10)의 외벽(12)과 내벽(13) 사이에서 이러한 물질의 존재는 내부 공간(15) 내에 존재하는 액체의 온도를 안정시키는 역할을 할 수도 있다. 이러한 안정은 응축기 실린더(10)가 사용되는 응결 시스템의 효율의 제 1 긍정적인 기술적인 효과에 대응한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외벽(12)은 응축기 실린더(10)의 상단부에 근접하여 내벽(13)의 단부 위로 연장된다. 이러한 특정 특징부는 응축기 실린더(10) 내에서 이용 가능한 모든 상이한 공간을 커버하는 단일 캡의 도움으로, 응축기 실린더(10)의 상단부를 폐쇄할 기회를 제공한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 응축기 실린더(10)는 외경(D2)을 갖는다. 냉각 루프 내에 존재하는 유체를 유지하기 위한 유용한 용적은 내경(D1)을 이용하여 규정된다. D1의 값은 25㎜ 내지 65㎜이다. D2의 값은, 외경(D2)에 대한 내경(D1)의 비가 바람직하게, 응축기 실린더(10)의 사용과, 내부 공간(15) 내에 포함된 유체의 안정에 따라서 0% 내지 50%에 있도록 한다.
도 4에 있어서, 참조 부호 "a", "b", "c" 및 "d"는 리브(21)의 높이, 폭 및 두께 각각과, 2개의 리브(21) 사이의 갭과 관련하여, 상이한 특징부를 나타낸다. 이러한 상이한 치수 "a", "b", "c" 및 "d"는 상이한 리브(21)가 존재하는 응축기 실린더(10)의 사용에 따라 규정된다.
따라서, 도 4에 따른 상이한 리브(21)의 높이 "a"의 값은 바람직하게, 0㎜ 내지 10㎜의 값의 범위에 있다. 도 4에 다른 리브(21)의 폭 "b"의 값은 바람직하게, 0㎜ 내지 10㎜의 값의 범위에 있다. 두께 "c"의 값은 바람직하게, 0.8㎜ 내지 4㎜, 바람직하게는 1㎜ 내지 3㎜의 값의 범위에 있다. 2개의 인접한 리브 사이의 거리 "d"의 값은 바람직하게, 0.2㎜ 내지 10㎜의 값의 범위에 있다.
본 발명의 실시예의 바람직한 모드에 따르면, 도 3에서 단면으로 도시된 상이한 벽은 압출 공정에 의해 획득된다. 응축기 실린더(10)를 위해 의도된 상이한 연결부를 제외하고, 상기 응축기 실린더(10) 및 단부를 폐쇄할 수 있게 하는 상이한 캡은 단일 공정에 의해 획득된다.
본 발명의 실시예의 바람직한 모드에 따르면, 도 2에 도시된 응축기 실린더(10)의 상단부와, 응축기 실린더(10)의 하단부는 O자형의 링과 결합하는 플라스틱 캡과 같은 캡에 의해 폐쇄될 수도 있다. 대안적으로, 상단부 및 하단부는 O자형의 링과 결합하는 알루미늄 캡에 의해 폐쇄될 수도 있다. 또한, 상단부 및 하단부는 캡이 응축기 실린더(10)의 단부에 납땜되는 납땜 공정에 의해 폐쇄될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 중간 공간(14)을 충전하는데 사용되는 PCM은 상변화 온도가 45℃ 내지 55℃에 있는 PCM일 수도 있다.

Claims (6)

  1. 공기조화 시스템의 냉각 루프 내에서 사용되는 유체를 수용 및 포함하도록 구성된 응축기 실린더(10)에 있어서,
    상기 응축기 실린더(10)는 외벽(12) 및 내벽(13)을 포함하고,
    상기 외벽(12) 및 내벽(13)은 중간 공간(14)을 형성하고, 상기 내벽(13)은 유체를 수용하기 위한 내부 공간(15)을 형성하고, 상기 중간 공간(14)은 정적 구성요소(static component)를 포함하고, 상기 정적 구성요소는 상기 내부 공간(15) 내에 수용된 상기 유체와 상기 정적 구성요소 사이의 열교환을 허용하기 위해, 설정된 양의 열을 저장 및 방출하도록 구성되며,
    상기 외벽은 상기 응축기 실린더의 상단부에서 상기 내벽의 단부 위로 연장되어, 상기 응축기 실린더의 상단부로부터 삽입된 단일 캡이 상기 중간 공간 및 상기 내부 공간 모두를 커버하게 하는
    응축기 실린더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정적 구성요소는 상변화 물질(PCM)을 포함하는
    응축기 실린더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상변화 물질(PCM)의 상변화 온도는 45℃ 내지 55℃인
    응축기 실린더.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정적 구성요소는 액체를 포함하는
    응축기 실린더.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정적 구성요소는 흑연을 포함하는
    응축기 실린더.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기 실린더(10)의 외벽(12)에는 상기 응축기 실린더(10)의 외벽(12)의 표면적을 증가시키도록 구성된 복수의 리브(21)가 제공되는
    응축기 실린더.
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