KR102118597B1 - 차량용 냉방장치의 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 냉방장치의 열교환기에 관한 것으로, 상부헤더탱크(10)에 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12) 및 가스포집공간(13)이 형성되고, 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12) 및 가스포집공간(13)의 사이에 가스포집홀(14a,14b,14c)이 형성되어, 열교환기내 기상 냉매를 가스포집공간(13)으로 포집하여 바이패스시킬 수 있게 된다. 따라서 열교환기의 액상 냉매 분포가 균일해짐으로써 열교환기 및 열교환기를 통과한 공기의 온도분포 균일성이 향상된다.

Description

차량용 냉방장치의 열교환기{Heat exchanger of air conditioner for vehicle}
본 발명은 차량용 냉방장치의 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기를 통과한 공기의 온도 분포가 균일해질 수 있도록 된 차량용 냉방장치의 열교환기에 관한 것이다.
차량용 냉방장치는 차량의 실내 온도를 외부 온도보다 낮게 형성하여 여름철에도 쾌적한 탑승이 가능하도록 해 준다.
냉방장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 구비하며, 그 중 증발기는 공조케이스의 내부에 설치된다. 상기 증발기는 냉매와 차실내로 송풍되는 공기가 열교환하는 열교환기이다.
공조케이스의 내부에는 실내 송풍을 위한 블로어 및 유로 제어를 위한 도어가 설치되어 있어서, 탑승자가 냉방스위치를 조작하면 송풍 유로가 증발기 쪽으로 형성되어 공기가 증발기를 통과하면서 냉각된 후 실내로 토출된다.
실내로 토출되는 공기의 온도는 벤트 위치에 상관없이 동일한 것이 좋으나, 열교환기의 온도분포가 균일하지 않으면 열교환기를 통과한 공기의 온도분포가 균일하지 않고, 이 경우 벤트 위치에 따라 토출 공기의 온도에 차이가 발생한다.
따라서 열교환기의 온도분포를 균일하게 하는 것이 중요하고, 이를 위해 열교환기를 이루는 각 튜브에 냉매가 균일하게 분배되는 것이 필요하다.
팽창밸브에서 냉매가 팽창할 때 일부 냉매가 기화하여 기상 냉매가 생성되고, 열교환기 내부에서도 국부적으로 기상 냉매가 생성되는데, 이러한 기상 냉매를 플래쉬가스(flash gas)라고 한다.
플래쉬가스는 열교환기에서 액상 냉매가 각 튜브로 고르게 분배되는 것을 방해하여 열교환기의 액상 냉매 분포를 불균일하게 하고, 결국 열교환기 온도분포의 균일성을 저하시켜 열교환기를 통과한 공기의 온도분포를 불균일하게 하는 문제를 발생시킨다.
열교환기 내부에 액상 냉매만을 유동시키기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기(20)의 전단에 내부 열교환을 할 수 있는 판형 열교환기(18)를 더 설치하여 열교환기(20)로 액상의 냉매만 공급할 수 있도록 한 종래 기술이 존재한다. 그러나, 이 경우 판형 열교환기(18)를 추가로 설치해야만 하고, 주팽창밸브(24) 외에도 보조팽창밸브(26)를 더 설치해야만 하므로 시스템 구성이 복잡해짐으로써 차량용 공조케이스 내부에 적용하는 것이 난해하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 별도의 열교환기나 팽창밸브를 추가할 필요 없이 열교환기(증발기)내에 액상 냉매만 유동할 수 있도록 하여, 각 튜브에 냉매가 고르게 분배됨으로써 균일한 온도분포를 형성할 수 있도록 된 차량용 냉방장치의 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부1열공간과 상부2열공간 및 이들 사이의 가스포집공간이 형성된 상부헤더탱크와, 하부1열공간과 하부2열공간이 형성된 하부헤더탱크와, 상기 상부헤더탱크와 하부헤더탱크의 상부1열공간과 하부1열공간의 사이 및 상부2열공간과 하부2열공간의 사이를 연결하는 다수의 튜브를 포함하고, 상기 상부헤더탱크의 상부1열공간과 가스포집공간의 사이와 상부2열공간과 가스포집공간의 사이에 상부1열공간과 상부2열공간으로부터 가스포집공간으로 가스가 이동하는 복수의 가스포집홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 가스포집홀들은 상부1열공간과 상부2열공간에서 냉매가 턴(turn)되어 튜브들로 유입되는 부위의 후류부에 형성된다.
상기 상부헤더탱크의 가스포집공간과 상부2열공간의 사이에 가스포집공간으로부터 상부2열공간으로 가스가 이동하는 가스배출홀이 형성된다.
상기 상부헤더탱크에 제1배플이 설치되어 상부1열공간이 냉매 입구와 연결되는 제1상부1열공간과 제2상부1열공간으로 구획되고, 상부2열공간이 제1상부2열공간과 냉매 출구와 연결되는 제2상부2열공간으로 구획된다.
상기 제1상부1열공간과 가스포집공간의 사이에 제1가스포집홀이 형성되고, 제2상부1열공간과 가스포집공간의 사이에 제2가스포집홀이 형성되며, 제1상부2열공간과 가스포집공간의 사이에 제3가스포집홀이 형성된다.
상기 제2상부2열공간과 가스포집공간의 사이에 상기 가스배출홀이 형성된다.
상기 하부헤더탱크에 제2배플이 설치되어 하부1열공간이 제1상부1열공간 및 제2상부1열공간의 일부와 연결되는 제1하부1열공간과 제2상부1열공간의 나머지 부분과 연결되는 제2하부1열공간으로 구획되고, 하부2열공간이 제1상부2열공간의 일부와 연결되는 제1하부2열공간과 제1상부2열공간의 나머지 부분 및 제2상부2열공간과 연결되는 제2하부2열공간으로 구획된다.
상기 제2하부1열공간과 제1하부2열공간 사이에 연통홀이 형성될 수 있다.
상기 제2하부1열공간과 제1하부2열공간은 열교환기 외부에 설치되는 별도의 관로를 매개로 연결될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 열교환기 내부의 플래쉬가스가 용이하게 제거됨으로써 열교환기 내부에 액상 냉매만이 유동하도록 하여 튜브별 냉매 분배가 균일해지게 된다.
따라서 열교환기의 온도분포가 보다 균일해짐으로써 열교환기를 통과한 공기의 온도분포가 균일해진다.
따라서 모든 에어벤트에서 동일한 온도의 냉풍이 토출될 수 있게 된다.
또한, 별도의 구성을 추가하지 않고 상부헤더탱크의 간단한 구조 변경만으로 목적을 달성할 수 있으므로 장치 구성이 간단해지고, 이에 기존의 공조케이스를 그대로 사용할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술로서, 열교환기에 액상 냉매를 공급하기 위한 판형 열교환기가 더 구비된 냉방장치의 구성도.
도 2는 종래의 2열 구조 열교환기의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 상부헤더탱크 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 냉매 흐름을 평면적으로 도시한 개략도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 열교환기의 종단면도로서, 도 5는 도 4의 A-A선 해당 위치의 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B선 해당 위치의 단면도이며, 도 7은 도 4의 C-C선 해당 위치의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 냉매 흐름을 입체적으로 도시한 개략도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명이 적용되는 열교환기는, 도 2(표시된 방향표시는 이하의 설명 전체에 동일하게 적용된다.)에 도시된 바와 같이, 전후 2열 구조로 이루어진 것이다. 열교환기는 상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20)의 사이에 다수의 튜브(30)들이 2열로 연결되고, 튜브(30)와 튜브(30)의 사이에 냉각핀(31)이 설치된 구조로 이루어진다.
상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20)의 내부는 각각 1열공간과 2열공간으로 구획되어 있다. 즉, 상부헤더탱크(10)에는 상부1열공간과 상부2열공간이 마련되고, 하부헤더탱크(20)에는 하부1열공간과 하부2열공간이 마련된다. 상부1열공간과 하부1열공간 및 이들을 연결하는 튜브(30)가 제1열을 구성하고, 상부2열공간과 하부2열공간 및 이들을 연결하는 튜브(30)가 제2열을 구성한다.
상부헤더탱크(10)에는 냉매의 유입과 배출을 위해 연결구(51) 및 매니폴드(52)가 설치될 수 있다. 또한, 상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20)의 내부에는 공간을 차단하여 냉매 유로를 형성하는 배플이 설치되고, 1열공간과 2열공간을 연통시키는 연통홀이 형성된다. 따라서 열교환기는 배플과 연통홀의 수나 위치에 따라 다양한 내부 유로를 가질 수 있으며, 연결구와 매니폴드를 적절히 설치하여 유로의 입/출구 위치를 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 냉방장치의 열교환기는 도 3 내지 도 7과 같은 구조의 상부헤더탱크(10)를 갖는다. 상부헤더탱크(10)는 헤더(15)와 탱크부재(16) 및 플레이트(17)로 이루어진다.
헤더(15)의 전후 방향 중간에는 격벽(15a)이 형성되고, 격벽(15a)의 전후 부분에 각각 튜브(30)가 연결되는 튜브홀(15b)들이 열을 지어 형성된다.
탱크부재(16)는 측면에서 볼 때(View A) 양측부는 상방으로 돌출되고 중간부는 하방으로 돌출된 형상(이하, 하향 돌출부(16a))으로 절곡 형성되어 있어서, 헤더(15)와 탱크부재(16)가 결합되면 격벽(15a)과 하향 돌출부(16a)가 맞닿음으로써 그 양측에 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)를 형성한다.
탱크부재(16)의 하향 돌출부(16a) 상부에는 상기 플레이트(17)가 장착되어 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)의 사이에 가스포집공간(13)을 형성한다.
상부1열공간(11)과 가스포집공간(13) 사이 벽에는 이들 사이를 연결하는 제1가스포집홀(14a)과 제2가스포집홀(14b)이 형성된다.
상부2열공간(12)와 가스포집공간(13) 사이 벽에는 이들 사이를 연통하는 제3가스포집홀(14c)과 가스배출홀(18)이 형성된다.
제1가스포집홀(14a)과 가스배출홀(18), 제2가스포집홀(14b)과 제3가스포집홀(14c)이 각각 서로 마주보는 위치에 형성된다.
도 4 내지 도 7과 같이 하부헤더탱크(20)에는 하부1열공간(21)과 하부2열공간(22)이 형성된다.
하부헤더탱크(20)는 헤더(23)와 탱크부재(24)로 이루어지는데, 헤더(23)에 형성된 격벽(23a)이 탱크부재(24)에 맞닿아, 격벽(23a)을 기준으로 양측에 하부1열공간(21)과 하부2열공간(22)이 형성된다. 헤더(23)의 격벽(23a) 양측에는 상부헤더탱크(10)의 튜브홀(15b)들과 일대일로 대응되는 튜브홀(23b)들이 형성된다.
상기 격벽(23a)의 일측 부분에는 양측 공간 즉, 하부1열공간(21)과 하부2열공간(22)을 연통시키는 연통홀(23c)이 형성된다.
하부헤더탱크(20)는 헤더(23)가 상부에 배치되고 탱크부재(24)는 하부에 배치되는 형상으로 조립되는데, 이는 상부와 하부의 헤더(15,23)를 서로 마주보도록 하여 양자의 사이에 튜브(30)를 설치하기 위함이다.
튜브(30)는 상하 방향으로 연통된 관체로서 서로 대응되는 상부 헤더(15)의 튜브홀(15b)과 하측 헤더(23)의 튜브홀(23b)을 상호 연결하여 상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20) 사이에 냉매 유로를 형성한다.
튜브(30)는 상부헤더탱크(10)의 상부1열공간(11)과 하부헤더탱크(20)의 하부1열공간(21)을 연결하고, 상부헤더탱크(10)의 상부2열공간(12)과 하부헤더탱크(20)의 하부2열공간(22)을 연결한다. 따라서 상부헤더탱크(10), 하부헤더탱크(20), 튜브(30)로 구성되는 2열의 열교환기가 구성되며, 냉매는 제1열 열교환기와 제2열 열교환기를 순차적으로 경유한 후 압축기 쪽으로 배출된다.
상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20)의 내부에는 배플(baffle)이 설치된다. 배플은 냉매 유동을 차단하여 자신에 의해 차단된 공간에 연결된 튜브(30)들에 동일한 냉매 패스(pass)를 형성한다. 따라서 상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20)에 배플을 적절히 설치하여 원하는 패스를 구성할 수 있다.
배플은 1열공간(11,21)과 2열공간(12,22)의 냉매 유동을 동일한 위치에서 차단할 수 있도록 1열공간(11,21)을 막는 부분과 2열공간(12,22)을 막는 부분이 동일 평면상에 위치한 일체형의 것을 사용할 수도 있고, 1열공간(11,21)을 막는 부분과 2열공간(12,22)을 막는 부분을 별개의 부품으로 형성하여 상호간의 위치를 오프셋(offset) 시켜서 설치할 수도 있다.
도 4와 도 8에 도시된 바와 같이, 열교환기의 냉매 입구(10a)와 출구(10b)는 상부헤더탱크(10)의 일측부에서 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)에 각각 연결된다.
상부헤더탱크(10)에는 입구(10a)와 출구(10b)쪽 일측 부분에 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)을 각각 구획하는 제1배플(41)이 설치된다.
제1배플(41)에 의해 상부1열공간(11)은 입구(10a)쪽의 제1상부1열공간(11a)과 입구(10a) 반대쪽의 제2상부1열공간(11b)으로 구획되고, 상부2열공간(12)은 출구(10b) 반대쪽의 제1상부2열공간(12a)과 출구(10b)쪽의 제2상부2열공간(12b)으로 구획된다.
하부헤더탱크(20)에는 상부헤더탱크(10)의 제1배플(41)과는 반대쪽 부분에 하부1열공간(21)과 하부2열공간(22)을 각각 구획하는 제2배플(42)이 설치된다.
제2배플(42)에 의해 하부1열공간(21)은 입구(10a)쪽의 제1하부1열공간(21a)과 입구(10a) 반대쪽의 제2하부1열공간(21b)으로 구획되고, 하부2열공간(22)은 출구(10b) 반대쪽의 제1하부2열공간(22a)과 출구(10b)쪽의 제2하부2열공간(22b)으로 구획된다.
도 4, 도 5와 같이, 상부헤더탱크(10)에는 제1상부1열공간(11a)과 가스포집공간(13)을 연통시키는 제1가스포집홀(14a)이 형성된다.
또한, 도4, 도 6과 같이, 제2상부1열공간(11b)과 가스포집공간(13)를 연통시키는 제2가스포집홀(14b)이 형성된다. 제1상부2열공간(12a)과 가스포집공간(13)의 사이에는 제3가스포집홀(14c)이 관통 형성된다.
즉, 상기 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)들은 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)에서 냉매가 턴(turn)되어 튜브(30)들로 유입되는 부위의 후류부에 형성된다. 다시 말해, 상기 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)들은 냉매의 흐름 방향이 변경되면서 유동 공간내에 가스가 포집될 가능성이 큰 부분에 형성된다.
상기 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)들은 지름이 1 ~ 2 mm 정도의 작은 원형 구멍이며(도 3 참조), 각각 자신이 형성된 공간의 길이 방향(좌우 방향) 중간에 형성되는 것이 바람직하다. 해당 공간내에서의 형성 위치는 그리 중요하지 않으나 해당 공간에 연결된 다수의 튜브(30)들에서 발생하여 올라오는 가스(기상 냉매)를 원활히 배출하기 위해서는 중간 부분에 형성되는 것이 유리하기 때문이다.
도 4, 도 5과 같이, 제2상부2열공간(12b)과 가스포집공간(13) 사이에는 가스배출홀(18)이 형성된다. 가스배출홀(18)은 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)과 같이 작은 구멍이 아니고 가스포집공간(13)내에 존재하는 가스들이 제2상부2열공간(12b)의 출구(10b)쪽으로 원활히 이동하여 배출되는데 지장이 없는 정도의 충분한 크기로 형성된다.(도 3 참조) 도시된 형상은 직사각형이지만 그 형상에 별다른 제한은 없다.
하부헤더탱크(20)에는 도 4, 도 7과 같이, 제2하부1열공간(21b)과 제1하부2열공간(22a)의 사이의 격벽(23a)을 관통하여 상기 연통홀(23c)이 형성된다. 따라서 하부헤더탱크(20)의 제2하부1열공간(21b)과 제1하부2열공간(22a)은 상기 연통홀(23c)을 매개로 상호 연결된다. 상기 연통홀(23c) 역시 직사각형으로 도시되었으나 형상에 별다른 제한은 없으며 제2하부1열공간(21b)에서 제1하부2열공간(22a)으로 냉매가 원활히 이동할 수 있으면 된다.
따라서 연통홀(23c)을 상기와 같이 열교환기의 내부의 격벽(23a)에 형성하지 않고, 도 8의 B경로와 같이, 열교환기의 외부에서 제2하부1열공간(21b)과 제1하부2열공간(22a)을 연결하는 별도의 유로를 마련함으로써 대체할 수 있음은 물론이다.
이제, 본 발명의 작용 효과를 설명한다.
도 4, 도 8을 참조하여 냉매의 이동 경로를 설명한다. 냉매는 입구(10a)를 통해 상부헤더탱크(10)의 제1상부1열공간(11a)으로 유입된다. 이어, 튜브를 통해 하강(1패스)하여 하부헤더탱크(20)의 제1하부1열공간(21a)으로 유입된다.
냉매는 다시 제1배플(41)과 제2배플(42) 사이에서 상부1열공간(11)과 하부1열공간(21)을 연결하는 튜브들을 통해 상승(2패스)하여 제2상부1열공간(11b)으로 유입되고, 그 공간의 나머지 부분에 연결된 튜브들을 통해 하강(3패스)하여 제2하부1열공간(21b)으로 유입된다.
이후 냉매는 제2하부1열공간(21b)에서 연통홀(23c)을 통해 제2열의 제1하부2열공간(22a)으로 이동한다.
냉매는 다시 제1하부2열공간(22a)에 연결된 튜브들을 통해 상승(4패스)하여 제1상부2열공간(12a)으로 유입되고, 제1배플(41)과 제2배플(42) 사이에서 상부2열공간(12)과 하부2열공간(22)을 연결하는 튜브들을 통해 하강하여(5패스) 제2하부2열공간(22b)으로 유입된다.
이후 냉매는 제2하부2열공간(22b)의 나머지 튜브들을 통해 상승하여(6패스) 제2상부2열공간(12b)으로 이동한 뒤 출구(10b)를 통해 배출된다.(출구(10b)에 연결된 배관을 따라 압축기쪽으로 이동함)
한편, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기는 상부헤더탱크(10)의 제1상부1열공간(11a)과 제2상부1열공간(11b)에 각각 가스포집공간(13)과 연통되는 제1가스포집홀(14a)과 제2가스포집홀(14b)이 형성되고, 제1상부2열공간(12a)과 제2상부2열공간(12b)에 각각 가스포집공간(13)과 연통되는 제3가스포집홀(14c)과 가스배출홀(18)이 형성되어 있다.
따라서 제1상부1열공간(11a)과 제2상부1열공간(11b) 및 제1상부2열공간(12a)에 존재하는 가스는 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)을 통해 가스포집공간(13)으로 이동할 수 있다.
즉, 입구(10a)를 통해 제1상부1열공간(11a)로 유입된 액상 냉매에 포함되어 있던 플래쉬가스는 제1가스포집홀(14a)을 통해 가스포집공간(13)로 이동하고, 제2상부1열공간(11b)을 흐르는 냉매 중에 존재하는 기상 냉매는 제2가스포집홀(14b)을 통해 가스포집공간(13)로 이동하며, 제1상부2열공간(12a)을 흐르는 냉매 중에 존재하는 기상 냉매는 제3가스포집홀(14c)을 통해 가스포집공간(13)로 이동한다.
상기 튜브(30)들을 통과하는 냉매 중에 발생한 기상 냉매는 액상 냉매 흐름과 상관없이 상방으로 이동하여 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)으로 유입된 후 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)을 통해 가스포집공간(13)으로 이동한다.
상기와 같이 가스포집공간(13)으로 이동한 기상 냉매는 가스포집공간(13)의 일측에 형성되어 있는 상기 가스배출홀(18)을 통해 제2상부2열공간(12b)으로 이동한 뒤 출구(10b)를 통해 열교환기 외부로 배출된다.
상기 제2상부2열공간(12b)은 열교환기 전체 경로 중의 마지막 부분에 해당되므로 경로(1 내지 6패스)를 흐르면서 정상적으로 기화한 냉매가 이 부분을 경유하여 출구(10b)를 통해 배출되며, 그 흐름에 가스포집공간(13)에서 가스배출홀(18)을 통해 배출된 기상 냉매가 혼입되어 같이 배출된다.
상기와 같이 팽창밸브측에서 발생한 기상 냉매는 상부헤더탱크(10)의 입구(10a)로 유입된 직후 바로 제1가스포집홀(14a)을 통해 가스포집공간(13)으로 포집되고, 이후의 경로를 지나는 중에 국부적으로 발생한 기상 냉매는 튜브를 타고 상승하여 제2가스포집홀(14b)과 제3가스포집홀(14c)을 통해 가스포집공간(13)으로 포집되며, 이후 가스포집공간(13)에 모인 기상 냉매는 가스배출홀(18)과 출구(10b)를 순차적으로 통과하여 열교환기 외부로 배출된다.
상기와 같이 열교환기 내부의 기상 냉매가 바이패스되어 열교환기 외부로 배출됨으로써 열교환기의 내부에는 액상 냉매만이 유동하게 되어 열교환기의 각 튜브에 냉매가 보다 균일하게 분포할 수 있게 된다.
상기와 같은 균일한 냉매 분배를 통해 열교환기의 온도 분포가 균일해짐으로써 열교환기를 통과한 공기의 온도분포도 균일해진다.
따라서 열교환기 통과 후 공조케이스에 연결된 각 덕트로 분배되는 공기의 온도가 균일해짐으로써 벤트를 통해 실내 각 부위로 토출되는 공기의 온도가 편차 없이 동일해진다.
아래 표 1에서 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)을 통해 기상 냉매가 포집되어 바이패스되는 것을 확인할 수 있다.(가스포집홀 D = 1.5mm, 유량은 질량유량)

 1패스 2패스 3패스 4패스 5패스 6패스
액상냉매유량
포집홀 無		 90 90 90 90 90 90
액상냉매유량
포집홀 有		 89.3
(99%)		 89.3
(99%)		 88.1
(98%)		 88.1
(98%)		 87.3
(97%)		 87.3
(97%)
상기와 같이 후방 패스로 갈수록 액상 냉매 유량이 감소하는 것에서 제1 내지 제3 가스포집홀(14a,14b,14c)을 통해 기상 냉매가 포집되어 출구(10b)쪽으로 바이패스 되었음을 확인할 수 있다. 전체적으로 대략 3%의 질량유량이 감소하였으며, 이를 체적으로 고려할 경우 열교환기내에서 상당한 부분의 공간을 차지하던 기상 냉매가 제거됨을 알 수 있으며, 이에 따라 열교환기내 액상 냉매 분포의 균일성이 크게 향상됨을 알 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 열교환기의 온도분포 균일성을 개선하기 위하여 열교환기 외부에 별도의 장치를 추가 설치할 필요가 없다. 따라서 장치의 구성이 단순함으로써 공조장치 케이스 내부에 설치하기 용이하고, 종래와 동일한 공조장치 케이스를 그대로 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 상부헤더탱크 10a : 입구
10b : 출구 11 : 상부1열공간
11a : 제1상부1열공간 11b : 제2상부1열공간
12 : 상부2열공간 12a : 제1상부2열공간
12b : 제2상부2열공간 13 : 가스포집공간
14a : 제1가스포집홀 14b : 제2가스포집홀
14c : 제3가스포집홀 15 : 헤더
15a : 격벽 15b : 튜브홀
16 : 탱크부재 17 : 상부플레이트
18 : 가스배출홀 20 : 하부헤더탱크
21 : 하부1열공간 21a : 제1하부1열공간
21b : 제2하부1열공간 22 : 하부2열공간
22a : 제1하부2열공간 22b : 제2하부2열공간
23 : 헤더 23a : 격벽
23b : 튜브홀 23c : 연통홀
24 : 탱크부재 30 : 튜브
41 : 제1배플 42 : 제2배플

Claims (9)

  1. 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12) 및 이들 사이의 가스포집공간(13)이 형성된 상부헤더탱크(10)와;
    하부1열공간(21)과 하부2열공간(22)이 형성된 하부헤더탱크(20)와;
    상기 상부헤더탱크(10)와 하부헤더탱크(20)의 상부1열공간(11)과 하부1열공간(21)의 사이 및 상부2열공간(12)과 하부2열공간(22)의 사이를 연결하는 다수의 튜브(30);를 포함하고,
    상기 상부헤더탱크(10)의 상부1열공간(11)과 가스포집공간(13)의 사이와, 상부2열공간(12)과 가스포집공간(13)의 사이에 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)으로부터 가스포집공간(13)으로 가스가 이동하는 복수의 가스포집홀(14a,14b,14c)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스포집홀(14a,14b,14c)은 상부1열공간(11)과 상부2열공간(12)에서 냉매가 턴(turn)되어 튜브(30)들로 유입되는 부위의 후류부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부헤더탱크(10)의 가스포집공간(13)과 상부2열공간(12)의 사이에 가스포집공간(13)으로부터 상부2열공간(12)으로 가스가 이동하는 가스배출홀(18)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 상부헤더탱크(10)에 제1배플(41)이 설치되어 상부1열공간(11)이 냉매 입구(10a)와 연결되는 제1상부1열공간(11a)과 제2상부1열공간(11b)으로 구획되고, 상부2열공간(12)이 제1상부2열공간(12a)과 냉매 출구(10b)와 연결되는 제2상부2열공간(12b)으로 구획된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  5. 청구항4에 있어서,
    상기 제1상부1열공간(11a)과 가스포집공간(13)의 사이에 제1가스포집홀(14a)이 형성되고, 제2상부1열공간(11b)과 가스포집공간(13)의 사이에 제2가스포집홀(14b)이 형성되며, 제1상부2열공간(12a)과 가스포집공간(13)의 사이에 제3가스포집홀(14c)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  6. 청구항4에 있어서,
    상기 제2상부2열공간(12b)과 가스포집공간(13)의 사이에 상기 가스배출홀(18)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  7. 청구항4에 있어서,
    상기 하부헤더탱크(20)에 제2배플(42)이 설치되어 하부1열공간(21)이 제1상부1열공간(11a) 및 제2상부1열공간(11b)의 일부와 연결되는 제1하부1열공간(21a)과 제2상부1열공간(11b)의 나머지 부분과 연결되는 제2하부1열공간(21b)으로 구획되고, 하부2열공간(22)이 제1상부2열공간(12a)의 일부와 연결되는 제1하부2열공간(22a)과 제1상부2열공간(12a)의 나머지 부분 및 제2상부2열공간(12b)과 연결되는 제2하부2열공간(22b)으로 구획되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  8. 청구항7에 있어서,
    상기 제2하부1열공간(21b)과 제1하부2열공간(22a) 사이에 연통홀(23c)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.
  9. 청구항7에 있어서,
    상기 제2하부1열공간(21b)과 제1하부2열공간(22a)은 열교환기 외부에 설치되는 별도의 관로를 매개로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방장치의 열교환기.

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