KR102347650B1

KR102347650B1 - 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법

Info

Publication number: KR102347650B1
Application number: KR1020170074181A
Authority: KR
Inventors: 고현배
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2022-01-06
Also published as: KR20180135693A

Abstract

본 발명은 엔진 냉각수의 냉각성능의 향상을 위하여 내부에 냉매가 통과할 수 있는 보조증발기가 설치된 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터는, 엔진(1)과 냉각수유로(11)로 연결되고 상기 냉각수유로(11)를 순환하는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터에 있어서, 상기 라디에이터(21)의 내부에는 응축기(31)로부터 배출된 냉매가 통과하는 보조증발기(37)(39)가 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 냉각수의 온도가 상기 보조증발기(37)(39)로 냉매가 순환하도록 미리 설정된 정해진 온도인 기준값 이상이면, 상기 냉매가 상기 보조증발기(37)(39)로 유동하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법{RADIATOR HAVING SUB EVAPORATOR TO IMPROVE COOLING PERFORMANCE AND COOLING METHOD FOR COOLING WATER OF ENGINE USING THE RADIATOR}

본 발명은 엔진의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진 냉각수의 냉각성능의 향상을 위하여 내부에 냉매가 통과할 수 있는 보조증발기가 설치된 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 관한 것이다.

엔진이 탑재된 차량은 상기 엔진의 내부에서 연료를 연소하여 동력을 발생시키고, 발생된 동력을 변속기를 통하여 변환한 후, 구동륜으로 전달하여 주행하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(1)의 작동에 의해 발생된 열은 냉각수유로(111)를 통하여 상기 엔진(1)과 라디에이터(121)를 순환하는 냉각수에 의해 상기 라디에이터(121)에서 방열됨으로써, 상기 엔진(1)은 적정 온도를 유지할 수 있다. 상기 라디에이터(121)를 통과중인 냉각수는 주행중, 상기 라디에이터(121)로 공급되는 주행풍에 의해 공랭되고, 필요에 따라서는 쿨링팬(122)에 의해 냉각에 필요한 풍량을 확보하도록 한다.

또한, 상기 차량의 엔진룸에는 차량 실내의 공조를 위하여 응축기(131), 팽창밸브(132), 증발기(133) 및 압축기(134)가 설치되고, 이들은 냉매유로(112)를 통하여 연결된다. 냉매는 상기 냉매유로(112)를 순환하면서, 상기 증발기(133)에서 열을 흡수하여 저온, 저압의 기체가 되고, 상기 압축기(134)에서 압축되어 고온, 고압의 기체가 되며, 상기 응축기(131)에서 방열하여 고온, 고압의 액체가 된 후, 상기 팽창밸브(132)에서 저온, 저압의 액체가 되어 다시 증발기(133)로 유입된다.

한편, 최근에는 고성능 차량의 수요증가에 따라 상기 엔진(1)의 성능이 높아짐에 따라 상기 엔진(1)의 냉각성능의 향상도 함께 요구되고 있다. 상기 엔진(1) 냉각수의 냉각성능을 향상시키기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 라디에이터(121)와 별도로 보조 라디에이터(123)를 추가로 구비하여, 상기 라디에이터(121)와 연결함으로써, 냉각수의 냉각성능이 향상되도록 하고 있다.

고성능 차량에서는 상기 엔진(1)의 고성능화에 따라, 상기 엔진(1)을 적정온도로 유지하기 위하여 상기 라디에이터(121)에서의 냉각성능의 향상은 필수적이다.

그러나, 상기 엔진룸의 내부에 보조 라디에이터(123)를 설치하면, 상기 보조 라디에이터(121)의 설치에 따라, 패키징, 조립성, 생산 원가 등이 불리해진다. 즉, 상기 엔진룸에는 상기 라디에이터(121), 상기 응축기(131) 이외에도 변속기(2)의 오일을 냉각시키는 오일쿨러 등과 같은 각종 열교환기가 설치되는데, 상기 보조 라디에이터(123)를 추가적으로 설치해야 하므로, 패키징에 있어서 불리하고, 장착에 따라 중량, 조립성, 생산원가에 있어서 불리해진다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '차량용　라디에이터'에 관한 기술이 개시되어 있다.

JP 1994-016300 Y2

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 라디에이터의 내부에 보조증발기를 설치하여, 미리 설정된 온도 이상으로 엔진 냉각수가 가열되면 냉매를 이용하여 추가적으로 냉각되도록 한 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터는, 엔진과 냉각수유로로 연결되고 상기 냉각수유로를 순환하는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터에 있어서, 상기 라디에이터의 내부에는 응축기로부터 배출된 냉매가 통과하는 보조증발기가 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 냉각수의 온도가 상기 보조증발기로 냉매가 순환하도록 미리 설정된 정해진 온도인 기준값 이상이면, 상기 냉매가 상기 보조증발기로 유동하는 것을 특징으로 한다.

상기 응축기, 메인팽창밸브, 메인증발기 및 압축기를 순서대로 연결하고 내부에 냉매가 순환하는 메인냉매유로에서 상기 응축기와 상기 메인팽창밸브 사이에서 상기 메인냉매유로로부터 분기되고 상기 메인증발기와 상기 압축기 사이에서 상기 메인냉매유로와 합류되는 보조냉매유로를 더 포함하고, 상기 보조냉매유로는 상기 라디에이터의 일측에 설치되는 제1 보조증발기를 통과하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인냉매유로로부터 상기 보조냉매유로가 분기되는 부위에, 상기 응축기를 통과한 냉매의 진행방향을 제어하는 냉매제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 라디에이터에는 상기 엔진의 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서에서 측정한 상기 냉각수의 온도가 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 설정된 제1 기준값 이상이면, 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 상기 냉매제어밸브가 작동되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값 이상이 아니면, 상기 냉매제어밸브는 상기 제1 보조증발기로 냉매가 순환되는 것을 차단하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉매제어밸브와 상기 제1 보조증발기 사이에 보조팽창밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조팽창밸브는 상기 온도센서로부터 측정한 냉각수의 온도에 따라 작동되는 전자식 감온 팽창밸브인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 보조증발기와 상기 압축기 사이에는, 상기 보조냉매유로로부터 분기되어 상기 라디에이터를 통과한 후, 상기 보조냉매유로로 다시 합류되는 급속냉각유로가 형성되고, 상기 라디에이터의 내부에는 상기 제1 보조증발기와 이격된 위치에 제2 보조증발기가 형성되며, 상기 급속냉각유로는 상기 제2 보조증발기를 통과하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조냉매유로로부터 상기 급속냉각유로가 분기되는 부위에는 상기 제1 보조증발기를 통과한 냉매를 상기 제2 보조증발기로 우회시키는 방향절환밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 온도센서로 측정한 상기 냉각수의 온도가 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기를 통과하도록 상기 제1 기준값보다 높게 설정된 제2 기준값 보다 높으면, 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기를 통과하도록 상기 방향절환밸브가 작동되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조증발기는 상기 라디에이터의 내부에 위치하여 상기 보조증발기의 외측면이 상기 라디에이터의 내부에 채워진 냉각수와 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조증발기에는 방열핀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 방열핀은 상기 보조증발기의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법은, 엔진과 라디에이터가 냉각수유로로 연결되어 상기 라디에이터에서 냉각수가 냉각되고, 냉매가 순환되는 메인냉매유로로부터 분기된 보조냉매유로가 상기 라디에이터의 내부 일측에 설치된 제1 보조증발기를 통과하도록 설치된 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 있어서, 상기 엔진과 상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 온도 판단 단계와, 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 높으면, 상기 제1 보조증발기로 냉매를 순환시켜 상기 냉매로 상기 냉각수의 냉각을 보조하는 추가 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 온도 판단 단계와 상기 추가 냉각 단계의 사이에는 차량의 내부에서 냉방 요구가 있는지를 판단하는 냉방요구 판단 단계를 더 포함하고, 상기 추가 냉각 단계는, 상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 우회시키는 냉각 보조 단계와, 상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매 중 일부만 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 우회시키는 냉방-냉각 병행 단계를 포함하며, 상기 냉방 요구에 따라 상기 냉각 보조 단계와 상기 냉방-냉각 병행 단계 중 어느 하나가 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉방요구 판단 단계에서, 상기 냉방 요구가 없는 것으로 판단되면, 상기 냉각 보조 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉방요구 판단 단계에서, 상기 냉방 요구가 있는 것으로 판단되면, 상기 냉방-냉각 병행 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 추가 냉각 단계가 수행된 이후에는 상기 엔진이 작동 중인지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계를 더 포함하고, 상기 엔진이 작동 중이면 상기 냉각수 온도 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 온도 판단 단계에서, 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 크지 않으면, 상기 보조냉매유로를 통하여 냉매가 순환되는 것을 차단하는 통상 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 통상 냉각 단계가 수행된 이후에는 상기 엔진이 작동 중인지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계를 더 포함하고, 상기 엔진이 작동 중이면 상기 냉각수 온도 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법은, 엔진과 라디에이터가 냉각수유로로 연결되어 상기 라디에이터에서 냉각수가 냉각되고, 냉매가 순환되는 메인냉매유로로부터 분기된 보조냉매유로가 상기 라디에이터의 내부 일측에 설치된 제1 보조증발기를 통과하도록 설치되며, 상기 보조냉매유로로부터 상기 라디에이터의 내부에 상기 제1 보조증발기와 이격되게 설치된 제2 보조증발기를 통과하도록 설치된 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 있어서, 상기 엔진과 상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 온도 판단 단계와, 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값 보다 높으면, 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기는 통과하고 상기 제2 보조증발기는 선택적으로 통과하여 상기 냉각수의 냉각을 보조하는 추가 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 온도 판단 단계와 상기 추가 냉각 단계 사이에는, 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 보조증발기로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제2 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 과열 판단 단계를 포함하고, 상기 추가 냉각 단계는, 상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기를 통과한 후 바로 보조냉매유로로 우회시키는 냉각 보조 단계와, 상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매 중 일부만 상기 제1 보조증발기를 통과한 후 바로 보조냉매유로로 우회시키는 냉방-냉각 병행 단계와, 상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기와 상기 제2 보조증발기를 통화하도록 우회시키는 최대 냉각 단계를 포함하며, 상기 냉각수 과열 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 냉각 보조 단계, 상기 냉방-냉각 병행 단계 및 상기 최대 냉각 단계 중 어느 하나가 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 온도 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값 보다 낮지 않으면, 상기 최대 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 온도 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값 보다 낮으면, 차량의 내부에서 냉방 요구가 있는지를 판단하는 냉방요구 판단 단계가 수행되고, 상기 냉방요구 판단 단계에서, 상기 냉방 요구가 없는 것으로 판단되면, 상기 냉각 보조 단계가 수행되고, 상기 냉방 요구가 있는 것으로 판단되면, 상기 냉방-냉각 병행 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수 온도 판단 단계에서, 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 크지 않으면,

상기 보조냉매유로를 통하여 냉매가 순환되는 것을 차단하는 통상 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 따르면, 엔진 냉각수가 미리 설정된 온도 이상이 되면, 상기 라디에이터의 내부에 설치된 보조증발기로 냉매가 순환되도록 함으로써, 상기 라디에이터를 통과하는 냉각수는 주행풍과 상기 냉매에 의해 냉각되므로, 상기 라디에이터의 냉각성능이 향상된다.

상기 라디에이터의 냉각성능이 향상되는 바, 상기 엔진이 고성능화되더라도 상기 엔진을 적정온도로 유지할 수 있게 된다.

또한, 냉각성능의 향상을 위하여 보조 라디에이터의 설치가 필요하지 않으므로, 보조 라디에이터의 설치를 위한 공간을 차량의 엔진룸에서 확보하지 않아도 되므로 공간활용성도 좋아진다.

아울러, 보조 라디에이터의 설치를 위한 공정이 필요없어지므로, 조립이 용이해지고, 보조 라디에이터만큼의 중량이 감소하며, 차량의 생산원가를 절감할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 종래기술에 따른 라디에이터를 이용하여 엔진을 냉각시키는 구성을 도시한 개략도.
도 2는 종래기술에 따라 보조 라디에이터가 설치되는 경우를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용하여 서로 독립적으로 엔진 냉각수를 냉각시키고 실내를 냉방시키는 상태를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용하여 엔진 냉각수의 냉각을 보조하는 상태를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용하여 엔진 냉각수를 냉각수와 냉매로 냉각시키고 실내를 냉방시키는 상태를 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터에서 상기 라디에이터의 내부에 보조증발기가 설치된 상태를 도시한 측면도.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터에서 상기 라디에이터의 내부에 보조증발기가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법을 도시한 순서도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 도시한 개략도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터에서 엔진 냉각수가 제1 보조증발기는 통과하고 제2증발기를 우회하는 상태를 도시한 개략도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용하여 엔진 냉각수를 최대로 냉각시키는 상태를 도시한 개략도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법을 도시한 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터 및 이를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터는, 엔진(1)과 냉각수유로(11)로 연결되고 상기 냉각수유로(11)를 순환하는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(21)에서, 상기 라디에이터(21)의 내부에는 응축기(31)로부터 배출된 냉매가 통과하는 보조증발기(37)(39)가 적어도 하나 이상 설치되고, 상기 냉각수의 온도가 상기 보조증발기(37)(39)로 냉매가 순환하도록 미리 설정된 정해진 온도인 기준값 이상이면, 상기 냉매가 상기 보조증발기(37)(39)로 유동하도록 한다.

도 3 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터가 도시되어 있다.

차량의 엔진룸에는 엔진(1)의 작동에 의해 발생된 열을 냉각시키기 위해서 상기 엔진(1)과 라디에이터(21)가 냉각수유로(11)로 연결된다. 상기 냉각수유로(11)에 냉각수를 순환시켜 상기 라디에이터(21)에서 상기 냉각수를 냉각시킴으로써, 상기 엔진(1)을 적정온도로 유지할 수 있다. 상기 라디에이터(21)에서는 차량의 주행풍에 의해 상기 냉각수를 냉각시키거나, 쿨링팬(22)을 작동시켜 상기 냉각수를 냉각시킨다.

상기 라디에이터(21)에는 후술되는 제1 보조증발기(37)로 냉매를 순환시킬 것인지를 판단하기 위해서, 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서(21a)가 설치될 수 있다. 상기 온도센서(21a)로부터 측정된 냉각수의 온도는 ECU(Electronic Control Unit, 40)로 출력된다.

상기 온도센서(21a)는 상기 냉각수의 온도가 상기 냉매를 상기 제1 보조증발기(37)로 순환시킬 것으로 미리 설정된 온도인 제1 기준값(A)보다 높은 지를 판단하기 위해 설치되는데, 상기 제1 기준값(A)은 105℃ 내지 115℃가 되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 110℃가 될 수 있다.

또한, 상기 차량의 엔진룸에는 차량 실내의 냉방을 위해 응축기(31), 메인팽창밸브(32), 메인증발기(33) 및 압축기(34)가 메인냉매유로(12)에 순서대로 연결되고, 상기 메인냉매유로(12)의 내부에 냉매가 순환됨으로써, 상기 차량의 실내를 냉방시킨다.

한편, 상기 라디에이터(21)에서 상기 냉각수의 냉각성능을 향상시키기 위해서, 상기 메인냉매유로(12)로부터 보조냉매유로(13)를 분기시켜 상기 라디에이터(21)를 통과하도록 한다.

상기 메인냉매유로(12)에서 상기 응축기(31)와 상기 메인팽창밸브(32) 사이로부터 상기 보조냉매유로(13)는 분기되고, 상기 라디에이터(21)를 통과한 후, 상기 메인냉매유로(12)에서 상기 메인증발기(33)와 상기 압축기(34) 사이에서 다시 합류되도록 한다.

또한, 상기 라디에이터(21)의 내부에는 제1 보조증발기(37)를 설치하고, 상기 보조냉매유로(13)가 상기 제1 보조증발기(37)를 통과하도록 한다. 본 실시예에서는 상기 라디에이터(21)의 내부에 하나의 보조증발기가 설치된 예에 관한 것으로서, 본 실시예에서 상기 라디에이터(21)의 내부에 설치되는 보조증발기를 제1 보조증발기(37)라 칭한다.

상기 제1 보조증발기(37)가 상기 라디에이터(21)의 내부에 위치하고 있기 때문에, 상기 제1 보조증발기(37)가 상기 라디에이터(21)의 내부에 채워진 냉각수로부터 열을 흡수하게 되므로, 상기 라디에이터(21)의 냉각성능이 향상된다. 즉, 상기 라디에이터(21)는 주행풍에 의해 주로 냉각될 뿐만 아니라, 상기 제1 보조증발기(37)를 통과하는 냉매에 의해 추가적으로 냉각되므로, 냉각성능이 향상된다.

아울러, 상기 보조냉매유로(13)에서 상기 제1 보조증발기(37)의 상류에는 보조팽창밸브(36)를 설치한다.

따라서, 상기 응축기(31), 상기 보조팽창밸브(36), 상기 제1 보조증발기(37), 상기 압축기(34)로 별도의 회로가 구성되고, 상기 제1 보조증발기(37)에서 외부의 열을 흡수할 수 있다.

한편, 상기 메인냉매유로(12)에서 상기 보조냉매유로(13)가 분기되는 부위에는 상기 응축기(31)를 통과한 냉매의 유동방향을 제어하는 냉매제어밸브(35)가 구비된다. 상기 냉매제어밸브(35)는 상기 응축기(31)를 통과한 냉매를 상기 메인팽창밸브(32)로 유동되도록 하거나, 상기 응축기(31)를 통과한 냉매를 상기 보조팽창밸브(36)로 유동되도록 하거나, 또는 상기 응축기(31)를 통과한 냉매를 상기 메인팽창밸브(32)와 상기 보조팽창밸브(36)로 모두 유동되도록 할 수 있다. 상기 냉매제어밸브(35)는 상기 메인팽창밸브(32)와 상기 보조팽창밸브(36)로 모두 유동되도록 하는 경우, 상기 냉매가 상기 메인팽창밸브(32)와 상기 보조팽창밸브(36)로 유동되는 비율을 제어할 수도 있다. 아울러, 상기 냉매제어밸브(35)는 상기 메인팽창밸브(32)와 상기 보조팽창밸브(36)로 모두 냉매가 유동되지 않도록 폐쇄될 수도 있다.

상기 냉매제어밸브(35)는 상기 ECU(40)의 제어에 의해 작동하여, 상기 냉매의 유동을 제어한다.

상기 냉매제어밸브(35)와 상기 제1 보조증발기(37) 사이에는 상기 냉매의 팽창을 위한 보조팽창밸브(36)가 구비될 수 있다.

상기 보조팽창밸브(36)는 감온 팽창밸브(TXV, Thermal Expansion Valve)가 되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 보조팽창밸브(36)는 냉매의 온도에 의해 작동되는 것이 아니라, 상기 ECU(40)로부터 입력되는 신호에 의해 작동하는 전자식 감온 팽창밸브인 것이 더욱 바람직하다. 상기 보조팽창밸브(36)가 전자식 감온 팽창밸브가 되면, 상기 ECU(40)는 상기 온도센서(21a)로부터 측정한 냉각수의 온도에 따라 상기 보조팽창밸브(36)를 바로 작동시켜 상기 제1 보조증발기(37)가 상기 냉각수를 바로 냉각시키도록 할 수 있다.

상기 제1 보조증발기(37)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 라디에이터(21)의 내부에서 상기 제1 보조증발기(37)의 외측면이 상기 라디에이터(21)의 내측면과 간극을 두고 배치됨으로써, 상기 제1 보조증발기(37)의 외측면에서 상기 제1 보조증발기(37)의 외측면과 상기 라디에이터(21)의 내측면 사이에 채워진 냉각수를 상기 제1 보조증발기(37)의 내부를 유동하는 냉매에 의해 냉각되도록 한다.

특히, 상기 제1 보조증발기(37)에는 상기 냉각수와 상기 냉매의 열교환을 촉진하기 위한 방열핀(37a)이 형성될 수 있다. 상기 방열핀(37a)은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 보조증발기(37)의 내측면에 형성될 수 있다.

한편, 도 10 내지 도 12에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터가 도시되어 있다.

본 실시예에서는 상기 라디에이터(21)의 내부에 복수의 보조증발기(37)(39)가 설치되도록 한다. 예컨대, 상기 라디에이터(21)의 내부에 서로 이격된 위치에 각각 제1 보조증발기(37)와 제2 보조증발기(39)를 설치하고, 상기 라디에이터(21)의 내부를 유동하는 냉각수의 온도에 따라 상기 제1 보조증발기(37)만을 통과하도록 하거나, 상기 제1 보조증발기(37)와 상기 제2 보조증발기(39)를 통과하도록 한다.

본 실시예에서 기본적인 구성은 앞서 살펴본 실시예와 동일하다.

다만, 상기 라디에이터(21)의 내부에 상기 제1 보조증발기(37)와 이격된 위치에 추가로 제2 보조증발기(39)를 설치하고, 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기(39)도 통과하도록 함으로써, 상기 라디에이터(21)의 냉각성능을 더욱 높일 수 있다.

상기 제2 보조증발기(39)는 상기 제1 보조증발기(37)와 유사하거나 동일한 형태로 형성되어, 내부에는 냉매가 유동하고 외부로는 냉각수가 유동하여, 상기 냉각수의 열을 상기 냉매를 통하여 방열하면서, 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기(39)에서 증발되도록 한다.

상기 제2 보조증발기(39)의 구조는 상기 제1 보조증발기(37)와 유사하거나 동일하므로 생략하기로 한다.

상기 제2 보조증발기(39)를 설치하기 위하여, 상기 보조냉매유로(13)에서 상기 제1 보조증발기(37)의 하류로부터 분기되는 급속냉각유로(14)가 형성된다. 즉, 상기 급속냉각유로(14)는 상기 보조냉매유로(13)에서 상기 제1 보조증발기(37)의 하류로부터 분리되어 상기 라디에이터(21)를 통과한 후, 다시 상기 보조냉매유로(13)로 합류된다.

이때, 상기 급속냉각유로(14)가 상기 라디에이터(21)를 통과할 때, 상기 제2 보조증발기(39)를 통과한다.

상기 보조냉매유로(13)로부터 상기 급속냉각유로(14)가 분기되는 부위에는 상기 제1 보조증발기(37)를 통과한 냉매를 상기 급속냉각유로(14)로 우회시키는 방향절환밸브(38)가 설치된다. 상기 방향절환밸브(38)는 상기 ECU(40)에 의해 제어되면서, 상기 온도센서(21a)로부터 측정된 상기 냉각수의 온도에 따라 작동한다.

예컨대, 상기 방향절환밸브(38)는 상기 라디에이터(21) 내부의 냉각수 온도가 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기(37)와 상기 제2 보조증발기(39)를 모두 통과하도록 설정된 제2 기준값(B)보다 높으면, 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기(39)로도 유동하도록 작동된다. 상기 제2 기준값(B)은 상기 제1 기준값(A)보다 높게 설정되어 있으므로, 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값(B)보다 높다면, 상기 냉매는 당연히 상기 제1 보조증발기(37)를 통과하게 되므로, 상기 방향절환밸브(38)를 작동시켜 제2 보조증발기(39)로도 냉매가 유동하도록 한다.

여기서, 상기 제2 기준값(B)은 115 ℃ 내지 120 ℃로 설정될 수 있다.

상기 방향절환밸브(38)는 필요에 따라 상기 제1 보조증발기(37)를 통과한 냉매중 일부는 상기 제2 보조증발기(39)로 유동되고, 나머지는 상기 제2 보조증발기(39)를 통과하지 않도록 할 수도 있다.

도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법이 도시되어 있다.

본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법은 앞서 설명한 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터의 구성을 이용하여 수행된다.

본 발명에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법은, 엔진(1)과 라디에이터(21)가 냉각수유로(11)로 연결되어 상기 라디에이터(21)에서 냉각수가 냉각되고, 냉매가 순환되는 메인냉매유로(12)로부터 분기된 보조냉매유로(13)가 상기 라디에이터(21)의 내부에 설치된 제1 보조증발기(37)를 통과하도록 설치된 라디에이터(21)를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에서, 상기 엔진(1)과 상기 라디에이터(21)를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기(37)로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 온도 판단 단계(S110)와, 상기 냉각수의 온도가 상기 기준값보다 높으면, 상기 제1 보조증발기(37)로 냉매를 순환시켜 상기 냉매로 상기 냉각수의 냉각을 보조하는 추가 냉각 단계(S140)를 포함하도록 한다.

냉각수 온도 판단 단계(S110)는 상기 엔진(1)과 상기 라디에이터(21)를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 보조냉매유로(13)로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값(A)보다 높은지를 판단한다.

상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A)보다 높지 않으면, 상기 라디에이터(21)만으로도 상기 냉각수를 냉각시킬 수 있으므로, 상기 제1 보조증발기(37)를 이용하여 상기 냉각수를 냉각시키지 않아도 된다.

따라서, 상기 냉각수 온도 판단 단계(S110)에서는 상기 냉각수의 온도를 상기 제1 기준값(A)과 비교한다.

여기서, 상기 제1 기준값(A)은 105℃ 내지 115℃가 되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 110℃가 되도록 한다.

냉방요구 판단 단계(S130)는 상기 차량의 실내에서 냉방요구가 있는 지를 판단한다. 상기 차량의 실내에서 탑승자가 공조장치를 조작하거나, 습기제거 버튼 등을 조작되는 경우, 차량의 실내에서 냉방요구가 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 냉방요구 판단 단계(S130)는 후술되는 추가 냉각 단계(S140)에서 냉각 보조 단계(S141)와 냉방-냉각 병행 단계(S142) 중 어느 것을 수행할 것인지를 결정하기 위해 수행된다.

한편, 상기 냉방요구 판단 단계(S130)는 상기 냉각수 온도 판단 단계(S110)보다 먼저 실행될 수도 있다. 즉, 상기 냉각수 온도 판단 단계(S110)와 상기 냉방요구 판단 단계(S130)는 추가 냉각 단계(S140)가 수행되기 이전에 수행되면 되는 것으로, 상기 냉방요구 판단 단계(S130)가 상기 냉각수 온도 판단 단계(S110) 이전에 수행될 수도 있다.

추가 냉각 단계(S140)는 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 높으면 수행된다. 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A)보다 높으면, 상기 라디에이터(21)에서 주행풍에 의한 방열에 추가적으로 상기 제1 보조증발기(37)로 냉매의 전부 또는 일부를 순환시킨다.

상기 추가 냉각 단계(S140)는 상기 제1 보조증발기(37)로 상기 냉매가 모두 순환되는 냉각 보조 단계(S141)와, 상기 제1 보조증발기(37)로 상기 냉매가 일부가 순환되는 냉방-냉각 병행 단계(S142)를 포함하고, 상기 냉방요구 판단 단계(S130)의 결과에 따라 어느 하나가 수행될 수 있다.

냉각 보조 단계(S141)는 상기 냉방요구 판단 단계(S130)에서 상기 차량의 실내에 냉방요구가 없는 경우에 수행된다. 상기 냉각 보조 단계(S141)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 ECU(40)가 상기 냉매제어밸브(35)를 제어하여, 상기 냉매제어밸브(35)에서 모든 냉매가 상기 보조냉매유로(13)로 유동하도록 작동한다. 또한, 필요에 따라 상기 ECU(40)는 상기 보조팽창밸브(36)도 작동되도록 한다.

상기 냉매가 모두 냉매제어밸브(35)로에서 상기 보조냉매유로(13)로 유동하면, 상기 라디에이터(21)에서는 상기 라디에이터(21)와 외부의 공기에 의해 열교환하는 것뿐만 아니라, 상기 제1 보조증발기(37)의 표면을 통하여 냉각된 냉매와 가열된 냉각수가 열교환하게 되므로, 상기 냉각수의 냉각이 촉진된다. 특히, 모든 냉매가 상기 보조냉매유로(13)로 유동하므로, 상기 라디에이터(21)에서의 냉각성능은 최대가 된다.

냉방-냉각 병행 단계(S142)는 상기 냉방요구 판단 단계(S130)에서 상기 차량의 실내에 냉방요구가 있는 경우에 수행된다. 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142)에서는 상기 ECU(40)가 상기 냉매제어밸브(35)를 제어하여, 상기 냉매제어밸브(35)에서 일부 냉매는 상기 보조냉매유로(13)로 유동하고, 나머지 냉매는 메인냉매유로(12)로 유동하도록 작동한다(도 6 참조). 또한, 상기 ECU(40)는 상기 보조팽창밸브(36)도 작동되도록 한다.

상기 냉매의 일부가 상기 냉매제어밸브(35)로에서 상기 보조냉매유로(13)로 유동하면, 상기 냉각 보조 단계(S141)에서와 같이, 상기 라디에이터(21)에서 상기 냉각수의 냉각이 촉진된다. 다만, 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142)에서는 상기 보조냉매유로(13)로 유동하는 냉매의 양이 상기 냉각 보조 단계(S141)보다 작으므로, 상기 냉각 보조 단계(S141)에서보다는 상기 라디에이터(21)에서의 냉각 성능을 다소 줄게 된다. 그러나, 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142)에서도 상기 냉매가 상기 보조냉매유로(13)를 통하여 상기 제1 보조증발기(37)를 통과하므로, 상기 라디에이터(21)에서 공랭에 의해서만 냉각되는 것에 비해서는 냉각성능이 향상된다.

한편, 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142)에서 상기 냉매제어밸브(35)는 상기 메인냉매유로(12)와 상기 보조냉매유로(13)로 유동하는 냉매의 비율을 조절할 수 있다.

통상 냉각 단계(S144)는 상기 냉각수의 온도가 제1 기준값(A)보다 크지 않은 경우에 수행된다. 상기 통상 냉각 단계(S144)에서는 상기 ECU(40)가 상기 냉매제어밸브(35)를 조작하여, 상기 냉매가 상기 보조냉매유로(13)로 유동하는 것을 차단한다(도 4 참조). 상기 보조냉매유로(13)로 냉매의 유동이 차단되면, 상기 라디에이터(21)에서는 상기 주행풍으로만 상기 라디에이터(21)에 채워진 냉각수가 냉각된다. 이는 통상적인 라디에이터(21)의 냉각에 해당한다. 상기 통상 냉각 단계(S144)는 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A)보다 높지 않은 경우에는 상기 라디에이터(21)의 냉각수를 주행풍으로만 냉각시키더라도 충분한 냉각성능을 발휘할 수 있다.

엔진 작동 판단 단계(S150)는 상기 엔진(1)이 작동하고 있는지를 판단한다. 상기 엔진 작동 판단 단계(S150)에서 상기 엔진(1)이 작동하는 것으로 판단되면, 상기 냉각수 온도 판단 단계(S110)로 리턴된다. 한편, 상기 엔진(1)이 작동하지 않는 것으로 판단되면 종료된다.

도 13을 이용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법은, 앞서 설명한 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법은, 엔진(1)과 라디에이터(21)가 냉각수유로(11)로 연결되어 상기 라디에이터(21)에서 냉각수가 냉각되고, 냉매가 순환되는 메인냉매유로(12)로부터 분기된 보조냉매유로(13)가 상기 라디에이터(21)의 내부 일측에 설치된 제1 보조증발기(37)를 통과하도록 설치되며, 상기 보조냉매유로(13)로부터 상기 라디에이터(21)의 내부에 상기 제1 보조증발기(37)와 이격되게 설치된 제2 보조증발기(39)를 통과하도록 설치된 라디에이터(21)를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에서, 상기 엔진(1)과 상기 라디에이터(21)를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기(37)로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값(A)보다 높은지를 판단하는 냉각수 온도 판단 단계(S110)와, 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A) 보다 높으면, 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기(37)는 통과하고 상기 제2 보조증발기(39)는 선택적으로 통과하여 상기 냉각수의 냉각을 보조하는 추가 냉각 단계(S140)를 포함한다.

냉각수 온도 판단 단계(S110)는 상기 엔진(1)과 상기 라디에이터(21)를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기(37)로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값(A)보다 높은지를 판단한다. 상기 실시예에서와 같이, 상기 제1 기준값(A)은 105℃ 내지 115℃가 되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 110℃가 될 수 있다.

냉각수 과열 판단 단계(S120)는 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 보조증발기(39)로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제2 기준값(B)보다 높은지를 판단한다. 상기 냉각수 과열 판단 단계(S120)는 상기 냉각수가 과열되어 상기 제1 보조증발기(37)를 통과시키는 것만으로 충분히 냉각되지 않으면, 상기 냉매를 한 번 더 상기 라디에이터(21)를 통과하도록 하기 위해, 상기 냉각수의 온도를 상기 제2 기준값(B)과 비교한다.

상기 제2 기준값(B)은 상기 제1 기준값(A)보다 높게 설정된다. 예컨대, 상기 제2 기준값(B)은 상기 제2 기준값(B)은 115 ℃ 내지 120 ℃로 설정될 수 있고, 바람직하게는 115 ℃로 설정되는 것이 바람직하다.

냉방요구 판단 단계(S130)는 상기 차량의 실내에서 냉방요구가 있는 지를 판단한다. 만약, 상기 차량의 실내에서 냉방 요구가 있다면, 상기 실내의 냉방을 위해 상기 냉매가 상기 메인증발기(33)를 반드시 통과해야 하므로, 냉방 요구가 있는지를 판단한다.

추가 냉각 단계(S140)는 상기 라디에이터(21) 내의 냉각수의 온도에 따라 냉매의 일부 또는 냉매 전체가 상기 제1 보조증발기(37)을 통과하거나, 냉매가 상기 제1 보조증발기(37) 또는 상기 제1 보조증발기(37)와 상기 제2 보조증발기(39)를 통과하여 상기 라디에이터(21)에서 냉매가 추가적으로 냉각되도록 한다.

상기 추가 냉각 단계(S140)는, 상기 메인냉매유로(12)를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기(37)를 통과한 후 바로 보조냉매유로(13)로 우회시키는 냉각 보조 단계(S141)와, 상기 메인냉매유로(12)를 순환하는 냉매 중 일부만 상기 제1 보조증발기(37)를 통과한 후 바로 보조냉매유로(13)로 우회시키는 냉방-냉각 병행 단계(S142)와, 상기 메인냉매유로(12)를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기(37)와 상기 제2 보조증발기(39)를 통화하도록 우회시키는 최대 냉각 단계(S143)를 포함한다. 상기 냉각수의 온도를 상기 제1 기준값(A)과 상기 제2 기준값(B)과 비교하여, 상기 냉각수의 온도와 상기 냉방 요구 여부에 따라 상기 냉각 보조 단계(S141), 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142) 및 상기 최대 냉각 단계(S143) 중 어느 하나가 선택적으로 수행된다.

만약, 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A)보다 높고 상기 제2 기준값(B) 보다는 낮고, 냉방요구가 있다면, 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142)가 수행되어 일부 냉매는 상기 제1 보조증발기(37)로 우회한 후 바로 보조냉매유로(13)로 우회하도록 하고, 나머지 냉매는 상기 메인증발기(33)로 유동하도록 한다.

상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A)보다 높고 상기 제2 기준값(B) 보다는 낮으면서 냉방요구가 없다면, 냉각 보조 단계(S141)가 수행된다. 상기 냉각 보조 단계(S141)에서는 상기 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기(37)를 통과하고 바로 상기 보조냉매유로(13)로 우회화여 상기 냉각수의 냉각을 보조한다.

한편, 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값(B) 보다 높으면, 최대 냉각 단계(S143)가 수행된다. 상기 최대 냉각 단계(S143)는 상기 냉방 요구 여부와 상관없이 모든 냉매가 상기 제1 보조증발기(37)와 상기 제2 보조증발기(39)를 순차적으로 통과하도록 함으로써, 상기 냉각수가 최대한 냉각되도록 하여 상기 냉각수의 과열을 방지하도록 한다.

즉, 상기 최대 냉각 단계(S143)에서는 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기(37)와 상기 제2 보조증발기(39)를 모두 통과하도록 함으로써, 상기 라디에이터(21)를 통과하는 냉각수를 냉각시킴으로써, 상기 라디에이터(12)의 냉각성능이 최대가 된다.

상기 냉각수 온도 판단 단계(S110)에서 상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값(A)보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 ECU(40)가 상기 냉매제어밸브(35)를 조작하여, 상기 냉매가 상기 보조냉매유로(13)로 유동하는 것을 차단하는 통상 냉각 단계(S144)가 수행된다.

상기 추가 냉각 단계(S140), 즉 상기 냉각 보조 단계(S141), 상기 냉방-냉각 병행 단계(S142), 상기 최대 냉각 단계(S143) 중 어느 하나가 수행되거나 상기 통상 냉각 단계(S144)가 수행된 이후에는 상기 엔진(1)이 작동하고 있는지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계(S150)가 수행된다. 상기 엔진 작동 판단 단계(S150)에서 상기 엔진(1)이 작동하는 것으로 판단되면, 상기 냉각수 온도 판단 단계(S110)로 리턴되고, 상기 엔진(1)이 작동하지 않는 것으로 판단되면 종료된다.

1 : 엔진 2 : 변속기
11 : 냉각수유로 12 : 메인냉매유로
13 : 보조냉매유로 14 : 급속냉각유로
21 : 라디에이터 21a : 온도센서
22 : 쿨링팬 31 : 응축기
32 : 메인팽창밸브 33 : 메인증발기
34 : 압축기 35 : 냉매제어밸브
36 : 보조팽창밸브 37 : 제1 보조증발기
37a : 방열핀 38 : 방향절환밸브
39 : 제2 보조증발기 40 : ECU
111 : 냉각수유로 112 : 냉매유로
121 : 라디에이터 122 : 쿨링팬
123 : 보조 라디에이터 131 : 응축기
132 : 팽창밸브 133 : 증발기
134 : 압축기 S110 : 냉각수 온도 판단 단계
S120 : 냉각수 과열 판단 단계 S130 : 냉방 요구 판단 단계
S140 : 추가 냉각 단계 S141 : 냉각 보조 단계
S142 : 냉방-냉각 병행 단계 S143 : 최대 냉각 단계
S144 : 통상 냉각 단계 S150 : 엔진 작동 판단 단계

Claims

엔진과 냉각수유로로 연결되고 상기 냉각수유로를 순환하는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터에 있어서,
상기 라디에이터의 내부에는 응축기로부터 배출된 냉매가 통과하는 보조증발기가 적어도 하나 이상 설치되고,
상기 냉각수의 온도가 상기 보조증발기로 냉매가 순환하도록 미리 설정된 정해진 온도인 기준값 이상이면, 상기 냉매가 상기 보조증발기로 유동하고,
상기 응축기, 메인팽창밸브, 메인증발기 및 압축기를 순서대로 연결하고 내부에 냉매가 순환하는 메인냉매유로에서 상기 응축기와 상기 메인팽창밸브 사이에서 상기 메인냉매유로로부터 분기되고 상기 메인증발기와 상기 압축기 사이에서 상기 메인냉매유로와 합류되는 보조냉매유로를 더 포함하고,
상기 보조냉매유로는 상기 라디에이터의 일측에 설치되는 제1 보조증발기를 통과하며,
상기 메인냉매유로로부터 상기 보조냉매유로가 분기되는 부위에, 상기 응축기를 통과한 냉매의 진행방향을 제어하는 냉매제어밸브가 설치되고,
상기 라디에이터에는 상기 엔진의 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서가 설치되고,
상기 온도센서에서 측정한 상기 냉각수의 온도가 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 설정된 제1 기준값 이상이면, 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 상기 냉매제어밸브가 작동되며,
상기 제1 보조증발기와 상기 압축기 사이에는, 상기 보조냉매유로로부터 분기되어 상기 라디에이터를 통과한 후, 상기 보조냉매유로로 다시 합류되는 급속냉각유로가 형성되고,
상기 라디에이터의 내부에는 상기 제1 보조증발기와 이격된 위치에 제2 보조증발기가 형성되며,
상기 급속냉각유로는 상기 제2 보조증발기를 통과하는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
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제1항에 있어서,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값 이상이 아니면, 상기 냉매제어밸브는 상기 제1 보조증발기로 냉매가 순환되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
제1항에 있어서,
상기 냉매제어밸브와 상기 제1 보조증발기 사이에 보조팽창밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
제6항에 있어서,
상기 보조팽창밸브는 상기 온도센서로부터 측정한 냉각수의 온도에 따라 작동되는 전자식 감온 팽창밸브인 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
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제1항에 있어서,
상기 보조냉매유로로부터 상기 급속냉각유로가 분기되는 부위에는 상기 제1 보조증발기를 통과한 냉매를 상기 제2 보조증발기로 우회시키는 방향절환밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
제9항에 있어서,
상기 온도센서로 측정한 상기 냉각수의 온도가 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기를 통과하도록 상기 제1 기준값보다 높게 설정된 제2 기준값 보다 높으면, 상기 냉매가 상기 제2 보조증발기를 통과하도록 상기 방향절환밸브가 작동되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
제1항에 있어서,
상기 보조증발기는 상기 라디에이터의 내부에 위치하여 상기 보조증발기의 외측면이 상기 라디에이터의 내부에 채워진 냉각수와 접촉하는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
제11항에 있어서,
상기 보조증발기에는 방열핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
제12항에 있어서,
상기 방열핀은 상기 보조증발기의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터.
엔진과 라디에이터가 냉각수유로로 연결되어 상기 라디에이터에서 냉각수가 냉각되고, 냉매가 순환되는 메인냉매유로로부터 분기된 보조냉매유로가 상기 라디에이터의 내부 일측에 설치된 제1 보조증발기를 통과하도록 설치된 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 있어서,
상기 엔진과 상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 온도 판단 단계와,
차량의 내부에서 냉방 요구가 있는지를 판단하는 냉방요구 판단 단계와,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 높으면, 상기 제1 보조증발기로 냉매를 순환시켜 상기 냉매로 상기 냉각수의 냉각을 보조하는 추가 냉각 단계를 포함하고,
상기 추가 냉각 단계는,
상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 우회시키는 냉각 보조 단계와,
상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매 중 일부만 상기 제1 보조증발기를 통과하도록 우회시키는 냉방-냉각 병행 단계를 포함하며,
상기 냉방 요구에 따라 상기 냉각 보조 단계와 상기 냉방-냉각 병행 단계 중 어느 하나가 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
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제14항에 있어서,
상기 냉방요구 판단 단계에서,
상기 냉방 요구가 없는 것으로 판단되면, 상기 냉각 보조 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제14항에 있어서,
상기 냉방요구 판단 단계에서,
상기 냉방 요구가 있는 것으로 판단되면, 상기 냉방-냉각 병행 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제14항에 있어서,
상기 추가 냉각 단계가 수행된 이후에는 상기 엔진이 작동 중인지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계를 더 포함하고,
상기 엔진이 작동 중이면 상기 냉각수 온도 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제14항에 있어서,
상기 냉각수 온도 판단 단계에서,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 크지 않으면,
상기 보조냉매유로를 통하여 냉매가 순환되는 것을 차단하는 통상 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제19항에 있어서,
상기 통상 냉각 단계가 수행된 이후에는 상기 엔진이 작동 중인지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계를 더 포함하고,
상기 엔진이 작동 중이면 상기 냉각수 온도 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
엔진과 라디에이터가 냉각수유로로 연결되어 상기 라디에이터에서 냉각수가 냉각되고, 냉매가 순환되는 메인냉매유로로부터 분기된 보조냉매유로가 상기 라디에이터의 내부 일측에 설치된 제1 보조증발기를 통과하도록 설치되며, 상기 보조냉매유로로부터 상기 라디에이터의 내부에 상기 제1 보조증발기와 이격되게 설치된 제2 보조증발기를 통과하도록 설치된 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법에 있어서,
상기 엔진과 상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 온도가 상기 제1 보조증발기로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제1 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 온도 판단 단계와,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값 보다 높으면, 상기 냉매가 상기 제1 보조증발기는 통과하고 상기 제2 보조증발기는 선택적으로 통과하여 상기 냉각수의 냉각을 보조하는 추가 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제21항에 있어서,
상기 냉각수 온도 판단 단계와 상기 추가 냉각 단계 사이에는, 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 보조증발기로 냉매를 순환시켜야 하는 것으로 미리 설정된 제2 기준값보다 높은지를 판단하는 냉각수 과열 판단 단계를 포함하고,
상기 추가 냉각 단계는,
상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기를 통과한 후 바로 보조냉매유로로 우회시키는 냉각 보조 단계와,
상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매 중 일부만 상기 제1 보조증발기를 통과한 후 바로 보조냉매유로로 우회시키는 냉방-냉각 병행 단계와,
상기 메인냉매유로를 순환하는 냉매가 모두 상기 제1 보조증발기와 상기 제2 보조증발기를 통화하도록 우회시키는 최대 냉각 단계를 포함하며,
상기 냉각수 과열 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도에 따라
상기 냉각 보조 단계, 상기 냉방-냉각 병행 단계 및 상기 최대 냉각 단계 중 어느 하나가 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제22항에 있어서,
상기 냉각수 온도 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값 보다 낮지 않으면, 상기 최대 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제22항에 있어서,
상기 냉각수 온도 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값 보다 낮지 않으면, 상기 최대 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제22항에 있어서,
상기 냉각수 온도 판단 단계에서 상기 냉각수의 온도가 상기 제2 기준값 보다 낮으면,
차량의 내부에서 냉방 요구가 있는지를 판단하는 냉방요구 판단 단계가 수행되고,
상기 냉방요구 판단 단계에서, 상기 냉방 요구가 없는 것으로 판단되면, 상기 냉각 보조 단계가 수행되고, 상기 냉방 요구가 있는 것으로 판단되면, 상기 냉방-냉각 병행 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제23항에 있어서,
상기 추가 냉각 단계가 수행된 이후에는 상기 엔진이 작동 중인지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계를 더 포함하고,
상기 엔진이 작동 중이면 상기 냉각수 온도 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제21항에 있어서,
상기 냉각수 온도 판단 단계에서,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1 기준값보다 크지 않으면,
상기 보조냉매유로를 통하여 냉매가 순환되는 것을 차단하는 통상 냉각 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.
제27항에 있어서,
상기 통상 냉각 단계가 수행된 이후에는 상기 엔진이 작동 중인지를 판단하는 엔진 작동 판단 단계를 더 포함하고,
상기 엔진이 작동 중이면 상기 냉각수 온도 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 냉각성능 향상을 위한 보조증발기를 포함한 라디에이터를 이용한 엔진 냉각수의 냉각방법.