KR102598387B1 - 수냉식 응축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수냉식 응축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 기액분리기를 고정하기 위한 고정플레이트가 제1판부 및 제2판부의 결합에 의해 냉매 및 냉각수를 유동가능하게 형성되고, 나머지 구성들(플레이트, 제1입구파이프, 제1출구파이프, 제2입구파이프, 제2출구파이프)과 함께 브레이징에 의해 일체로 형성되어 조립성 및 내구성을 보다 높일 수 있으며, 소형화가 가능한 수냉식 응축기에 관한 것이다.

Description

수냉식 응축기{Water cooled condenser}
본 발명은 수냉식 응축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 기액분리기를 고정하기 위한 고정플레이트가 제1판부 및 제2판부의 결합에 의해 냉매 및 냉각수를 유동가능하게 형성되고, 나머지 구성들(플레이트, 제1입구파이프, 제1출구파이프, 제2입구파이프, 제2출구파이프)과 함께 브레이징에 의해 일체로 형성되어 조립성 및 내구성을 보다 높일 수 있으며, 소형화가 가능한 수냉식 응축기에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨의 냉동 사이클에서는, 액체 상태의 열교환매체가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실제 냉각 작용이 일어나게 된다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 열교환매체는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 열교환매체가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 열교환매체가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.
즉, 응축기는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되며, 상기 냉매를 냉각시키는 열교환매체로서 공기를 이용하는 공랭식, 액체를 이용하는 수랭식으로 형성될 수 있다.
상기 공랭식 응축기(Condenser)는 차량 전면의 개구부를 통해 유입되는 공기와 열교환 되는 구성으로서, 공기와 원활한 열교환을 위하여 범퍼 빔이 형성되는 차량 전측에 고정된다.
그런데, 상기 공냉식 응축기는 차량 사고가 발생될 경우에, 범퍼 빔의 후단에 형성되므로, 보행자에 가해지는 충격력이 커질 수 있으며, 열교환기 구성 역시 충격에 의해 파손될 위험성이 크며, 이에 따른 수리비 예상에 따라 보험료 산정 기준이 상승될 수 있는 문제점이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수랭식 응축기(10)는 복수의 플레이트(20)가 적층된 수냉식 응축기가 이용될 수 있다.
상기 수랭식 응축기는 복수개의 플레이트(20)가 적층되어 제1열교환매체 및 제2열교환매체가 각각 유동되는 제1유동부(21) 및 제2유동부(22)가 형성되고, 제1열교환매체가 유입/배출되는 제1입구파이프(31) 및 제1출구파이프(32), 제2열교환매체가 유입/배출되는 제2입구파이프(41) 및 제2출구파이프(42), 상기 제1열교환매체를 기상 열교환매체와 액상 열교환매체로 분리하는 기액분리기(50), 상기 제1유동부(21)의 응축 영역과 상기 기액분리기(50)를 연결하는 제1연결파이프(51) 및 상기 기액분리기와 상기 제1유동부(21)의 과냉 영역을 연결하는 제2연결파이프(52)를 포함하여 형성된다.
상기 수랭식 응축기(10)는 상기 제1입구파이프(31)를 통해 유입된 제1열교환매체가 상기 제1유동부(21)의 응축 영역을 유동하고, 상기 제1연결파이프(51)를 통해 상기 기액분리기(50)로 이동하며, 다시 상기 제2연결파이프(52) 통해 상기 제1유동부의(21) 과냉 영역을 유동한 후, 상기 제1출구파이프(32)를 통해 배출된다.
이 때, 상기 제2열교환매체는 상기 제2입구파이프(41)를 통해 유입되어 상기 제1유동부(21)와 교번되어 형성되는 제2유동부(22)에 유동되며, 상기 제1열교환매체를 냉각시키게 된다.
그런데, 상술한 바와 같이 기액분리기를 수용하고 있는 수랭식 응축기는 별물의 기액분리기 탱크를 연결하고, 응축 영역과 과냉 영역을 도관으로 연결하는 구조는 연결을 위한 추가 부품이 많이 들고, 자리를 많이 차지하기 때문에, 패키징과 부품의 구성 측면에서 합리적이지 못하다는 단점이 있다.
국내공개특허 제2012-0061534호(공개일 2012.06.13, 명칭 : 수냉식 응축기)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기액분리기를 고정하기 위한 고정플레이트가 제1판부 및 제2판부의 결합에 의해 냉매 및 냉각수를 유동할 수 있으며, 기액분리기를 용이하게 고정할 수 있고 소형화가 가능한 수냉식 응축기를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 고정플레이트가 나머지 구성들(플레이트, 제1입구파이프, 제1출구파이프, 제2입구파이프, 제2출구파이프)과 함께 브레이징에 의해 일체로 형성되어 조립성 및 내구성을 보다 높일 수 있으며, 소형화가 가능한 수냉식 응축기를 제공하는 것이다.
이 때, 본 발명의 목적은 상기 고정플레이트가 응축영역과 과냉각영역 사이에 플레이트들과 접합되고, 제1연결파이프 및 제2연결파이프를 이용하여 기액분리기와 고정플레이트를 연결함에 따라 상기 기액분리기가 폭방향으로 일측에 위치되어 냉매 배관 연결을 단순화할 수 있으며, 제작성을 더욱 높일 수 있는 수냉식 응축기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 고정플레이트에 서로 돌출되어 접합되는 돌출접합부가 형성되어, 이를 이용하여 냉매 및 냉각수의 이동이 가능하며, 기액분리기와 고정플레이트가 가조립된 상태를 유지할 수 있는 수냉식 응축기를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 고정플레이트에 플레이트의 적층방향과 동일한 절곡부가 형성되어 이웃하는 플레이트들이 용이하게 안착될 수 있으며, 고정력을 높일 수 있는 수냉식 응축기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 냉매와 냉각수가 열교환되어 냉매를 응축시키는 응축영역(A1); 상기 응축영역(A1)에서 응축된 냉매에서 기액을 분리하는 기액분리기(400); 상기 기액분리기(400)를 통과한 냉매와 냉각수가 열교환되어 냉매를 과냉각시키는 과냉각영역(A3); 및 상기 응축영역(A1)에 대응하는 제1판부(510A)와 상기 과냉각영역(A3)에 대응하는 제2판부(510B)가 서로 마주하여 결합되어 상기 냉매 및 냉각수를 유동시키고, 상기 기액분리기(400)의 일부 벽면을 고정하는 고정플레이트(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉식 응축기(1000)는 복수개의 플레이트(100)가 적층되어 냉매 및 냉각수가 각각 유동되는 제1유동부(100a) 및 제2유동부(100b)가 교번형성되어 상기 응축영역(A1) 및 과냉각영역(A3)을 형성하고, 상기 제1판부(510A) 및 제2판부(510B)가 상기 플레이트(100)에 대응되는 형태인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 기액분리기(400)가 통형의 몸체(400a)를 포함하며, 상기 고정플레이트(500)는 각각 상기 제1판부(510A) 및 제2판부(510B)로부터 상기 기액분리기(400)의 몸체(400a) 외주면을 감싸도록 연장되는 연장부(520)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 냉매가 유입되는 제1입구파이프(210) 및 배출되는 제1출구파이프(220); 상기 냉각수가 유입되는 제2입구파이프(310) 및 배출되는 제2출구파이프(320)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 플레이트(100), 제1입구파이프(210), 제1출구파이프(220), 제2입구파이프(310), 제2출구파이프(320), 기액분리기(400)의 몸체(400a), 고정플레이트(500)가 브레이징에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 고정플레이트(500)는 서로 면접합되도록 상기 제1판부(510A) 및 제2판부(510B)의 일정영역이 돌출되는 돌출접합부(511)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 플레이트(100)는 냉매의 이동 흐름을 조절하도록 중공된 둘레가 플레이트(100)의 일측 또는 타측으로 돌출되는 제1연통부(111) 및 제2연통부(112) 및 냉각수의 이동 흐름을 조절하도록 중공된 둘레가 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)의 돌출 방향과 반대로 돌출되는 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 플레이트(100)는 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)가 상기 플레이트(100)의 폭방향으로 일측에서 길이방향으로 상측 및 하측에 위치되고, 상기 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)가 상기 플레이트(100)의 폭방향으로 타측에서 길이방향으로 상측 및 하측에 위치되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 고정플레이트(500)는 상기 돌출접합부(511)가 플레이트(100)의 길이방향으로 복수개 형성되되, 일부 돌출접합부(511)가 상기 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)에 대응되는 위치에 형성되며, 일정영역이 중공되거나 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 기액분리기(400)는 제1중공홀(401) 및 제2중공홀(402)이 중공되고, 상기 제1중공홀(401)과 상기 제2연통부(112)에 대응되는 위치에 형성된 돌출접합부(511)의 일측을 연결하는 제1연결파이프(410) 및 상기 제2중공홀(402)과 상기 제1연통부(111)에 대응되는 위치에 형성된 돌출접합부(511)의 일측을 연결하는 제2연결파이프(420)에 의해 냉매가 이송되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 고정플레이트(500)는 상기 제2연통부(112) 및 제1연통부(111)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511)에 상기 제1연결파이프(410) 및 제2연결파이프(420)의 일정영역이 삽입되도록 안착홈(512)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1연결파이프(410) 및 제2연결파이프(420)는 관형태이되, 양단부의 삽입깊이를 제한하도록 외주면을 따라 돌출되는 단차부(430)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 한 쌍의 돌출접합부(511)가 상기 기액분리기(400), 제1연결파이프(410), 제2연결파이프(420), 및 고정플레이트(500)가 가조립된 상태를 유지하도록 서로 고정되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 플레이트(100)의 길이방향으로 중앙에 위치한 돌출접합부(511)가 서로 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 돌출접합부(511)에 고정홀(531)이 형성되고 별도의 고정수단(530)이 고정홀(531)을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 한 쌍의 돌출접합부(511) 일측에 일정영역이 돌출되는 볼록부(541), 및 타측에 상기 볼록부(541)가 삽입되는 오목한 오목부(542)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 고정플레이트(500)는 상기 제1판부(510A)의 둘레가 상기 응축영역(A1)을 형성하는 플레이트(100)가 적층되도록 상기 응축영역(A1) 측으로 절곡연장되는 제1절곡부(501) 및 상기 제2판부(510B)의 둘레가 상기 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)가 적층되도록 상기 과냉각영역(A3) 측으로 절곡연장되는 제2절곡부(502)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 제1입구파이프(210)를 통해 유입된 냉매가 제1유동부(100a)를 통과하면서 응축되는 응축영역(A1), 상기 제1연결파이프(410)를 통해 기액분리기(400)로 유입되어 기액분리되는 기액분리영역(A2), 및 분리된 액상 냉매만 상기 제2연결파이프(420)를 통해 이동되어 제1유동부(100a)를 통과하면서 과냉각되는 과냉각영역(A3)을 통과하여 상기 제1출구파이프(220)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 제2입구파이프(310)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제2유동부(100b)를 유동하고 상기 제2출구파이프(320)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 수냉식 응축기는 기액분리기를 고정하기 위한 고정플레이트가 제1판부 및 제2판부의 결합에 의해 냉매 및 냉각수를 유동할 수 있으며, 기액분리기를 용이하게 고정할 수 있고 소형화가 가능한 장점이 있다.
특히, 본 발명의 목적은 고정플레이트가 나머지 구성들(플레이트, 제1입구파이프, 제1출구파이프, 제2입구파이프, 제2출구파이프)과 함께 브레이징에 의해 일체로 형성되어 조립성 및 내구성을 보다 높일 수 있으며, 소형화가 가능한 장점이 있다.
이 때, 본 발명의 수냉식 응축기는 상기 고정플레이트가 응축영역과 과냉각영역 사이에 플레이트들과 접합되고, 제1연결파이프 및 제2연결파이프를 이용하여 기액분리기와 고정플레이트를 연결함에 따라 상기 기액분리기가 폭방향으로 일측에 위치되어 냉매 배관 연결을 단순화할 수 있으며, 제작성을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 수냉식 응축기는 고정플레이트에 서로 돌출되어 접합되는 돌출접합부가 형성되어, 이를 이용하여 냉매 및 냉각수의 이동이 가능하며, 기액분리기와 고정플레이트가 가조립된 상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 수냉식 응축기는 고정플레이트에 플레이트의 적층방향과 동일한 절곡부가 형성되어 이웃하는 플레이트들이 용이하게 안착될 수 있으며, 고정력을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 수냉식 응축기를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 수냉식 응축기의 사시도, 분해사시도 및 AA’방향 단면도.
도 5 및 도 6은 각각 응축영역 및 과냉각영역을 형성하는 플레이트를 나타낸 사시도.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 수냉식 응축기의 기액분리기 및 고정플레이트의 조립된 상태를 나타낸 사시도, 분해사시도, BB’ 방향 단면도, 및 CC’ 방향 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 수냉식 응축기의 기액분리기 및 고정플레이트의 조립된 상태를 나타낸 다른 도면.
도 12는 본 발명에 따른 수냉식 응축기의 냉매 흐름을 나타낸 도면.
도 13은 본 발명에 따른 수냉식 응축기의 냉각수 흐름을 나타낸 도면.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 수냉식 응축기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 수냉식 응축기(1000)의 사시도, 분해사시도 및 AA’방향 단면도이고, 도 5 및 도 6은 각각 응축영역(A1) 및 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)를 나타낸 사시도이며, 도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 수냉식 응축기(1000)의 기액분리기(400) 및 고정플레이트(500)의 조립된 상태를 나타낸 사시도, 분해사시도, BB’ 방향 단면도, 및 CC’ 방향 단면도이다.
본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 플레이트(100)에 의해 형성되는 응축영역(A1) 및 과냉각영역(A3); 기액분리기(400); 및 고정플레이트(500)를 포함한다.
상기 응축영역(A1)은 복수개의 플레이트(100)가 적층되어 냉매가 유동되는 제1유동부(100a) 및 냉각수가 유동되는 제2유동부(100b)가 교번형성되는 부분으로, 냉매는 제1유동부(100a)를 통과하면서 응축된다.
또한, 상기 과냉각영역(A3)은 상기 응축영역(A1)과 동일하게 복수개의 플레이트(100)가 적층되어 냉매가 유동되는 제1유동부(100a) 및 냉각수가 유동되는 제2유동부(100b)가 교번형성되는 부분으로, 기액분리된 액상 냉매가 유입되어 상기 제1유동부(100a)를 통과하면서 과냉각된다.
상기 플레이트(100)는 냉매 이동 흐름을 조절하도록 중공되는 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)가 형성되고, 냉각수 이름을 조절하도록 중공되는 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)가 형성된다. 이 때, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)가 상기 플레이트(100)의 폭방향으로 일측에서 길이방향으로 상측 및 하측에 위치되고, 상기 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)가 상기 플레이트(100)의 폭방향으로 타측에서 길이방향으로 상측 및 하측에 위치되어, 냉매 유동을 위한 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)가 형성되는 플레이트(100)의 폭방향으로 일측에 인접하여 기액분리기(400)가 위치될 수 있다. 이와 관련한 고정플레이트(500) 및 기액분리기(400)의 구성을 아래에서 다시 설명한다.
상기 플레이트(100)의 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)는 중공되는 둘레가 돌출되는 방향을 조절하여 냉매 및 냉각수의 흐름을 조절할 수 있는데, 동일한 플레이트(100)에서 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)가 같은 방향으로 돌출되고, 상기 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)가 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)의 돌출 방향과 반대로 돌출된다.
더욱 상세하게, 상기 도 5는 응축영역(A1)을 형성하는 플레이트(100)를 나타낸 것으로, 플레이트(100)의 적층 방향(수냉식 응축기(1000)의 길이방향)으로, 도 5 (a)에 도시한 플레이트(100) 및 도 5 (b)에 도시한 플레이트(100)가 교번 적층되어, 플레이트(100)의 적층방향으로 제1유동부(100a) 및 제2유동부(100b)가 교번되는 응축영역(A1)을 형성한다. 도 5 (a)에 도시한 플레이트(100)는 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)의 중공된 둘레가 상기 고정플레이트(500)가 위치되는 측(도면에서 우측)으로 돌출되고, 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)의 둘레가 그 반대측으로 돌출되는 예를 나타내었고, 도 5 (b)에 도시한 플레이트(100)는 상기 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)의 중공된 둘레가 도 5 (a)에 도시한 형태와 반대로 형성된 예를 나타내었다. 이에 따라, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 도 5 (a)에 도시한 플레이트(100) 및 도 5 (b)에 도시한 플레이트(100)가 교번되어 적층되어 이웃하는 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)의 중공된 둘레의 돌출영역이 서로 접합된다. 또, 도 5 (a)에 도시한 플레이트(100)의 좌측에 제1유동부(100a)가 형성되어 제1유동부(100a) 및 제2유동부(100b)를 통해 다른 제1유동부(100a)로 냉매가 이동되고, 도 5 (b)에 도시한 플레이트(100)의 좌측에 제2유동부(100b)가 형성되어 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)를 통해 다른 제2유동부(100b)로 냉각수가 이동된다. 아울러, 응축영역(A1)을 형성하는 플레이트(100)는 둘레부(115)가 플레이트(100)의 길이방향으로 상기 고정플레이트(500)가 위치되는 반대측(도면에서 좌측)으로 돌출되어 적층결합된다.
또한, 상기 도 6은 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)를 나타낸 것으로, 플레이트(100)의 적층방향으로, 도 6 (a) 에 도시한 플레이트(100) 및 도 6 (b)에 도시한 플레이트(100)가 교번 적층되어 플레이트(100)의 적층방향으로 제1유동부(100a) 및 제2유동부(100b)가 교번되는 과냉각영역(A3)을 형성한다. 도 6 (a) 및 도 6 (b)에 도시한 플레이트(100)는 상기 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)의 중공된 둘레가 상기 도 5 (a) 및 도 5 (b)에 도시한 형태와 동일한 예를 나타내었다. 과냉각영역(A3)에서, 도 6 (a)에 도시한 플레이트(100) 및 도 6 (b)에 도시한 플레이트(100)가 교번되어 적층되어 이웃하는 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)의 중공된 둘레의 돌출영역이 서로 접합된다. 또, 도 6 (a)에 도시한 플레이트(100)의 좌측에 제1유동부(100a)가 형성되어 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)를 통해 다른 제1유동부(100a)로 냉매가 이동되고, 도 6 (b)에 도시한 플레이트(100)의 좌측에 제2유동부(100b)가 형성되어 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)를 통해 다른 제2유동부(100b)로 냉각수가 이동된다. 아울러, 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)는 둘레부(115)가 플레이트(100)의 길이방향으로 상기 고정플레이트(500)가 위치되는 반대측(도면에서 우측)으로 돌출되어 적층결합된다. 즉, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 응축영역(A1) 및 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)의 둘레부(115)가 고정플레이트(500)의 반대측으로 돌출되는 형태로 적층된다.
본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 상기 냉매가 유입되는 제1입구파이프(210) 및 배출되는 제1출구파이프(220); 상기 냉각수가 유입되는 제2입구파이프(310) 및 배출되는 제2출구파이프(320)를 포함한다.
상기 제1입구파이프(210)는 냉매가 유동되는 제1연통부(111) 및 제2연통부(112) 중 하나와 연결되어 냉매가 유입되는 부분이며, 상기 제1출구파이프(220)는 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112) 중 하나와 연결되어 냉매가 배출되는 부분이다.
상기 제2입구파이프(310)는 냉각수가 유동되는 제3연통부(113) 및 제4연통부(114) 중 하나와 연결되어 냉각수가 유입되는 부분이며, 상기 제2출구파이프(320)는 상기 제3연통부(113) 및 제4연통부(114) 중 하나와 연결되어 냉각수가 배출되는 부분이다.
도 2 및 도 3에서, 상기 제1입구파이프(210)가 길이방향으로 일측(좌측)의 제1연통부(111)와 연결되며, 상기 제1출구파이프(220)가 길이방향으로 타측(우측)의 제2연통부(112)와 연결되고, 상기 제2입구파이프(310) 및 제2출구파이프(320)가 길이방향으로 길이방향 일측(좌측)의 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)와 연결된 예를 나타내었으나, 내부 냉매 및 냉각수 흐름에 따라 상기 제1입구파이프(210), 제1출구파이프(220), 제2입구파이프(310), 및 제2출구파이프(320)의 위치는 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
상기 기액분리기(400)는 상기 플레이트(100)의 폭방향 일측인, 상기 제1연통부(111) 및 제2연통부(112)가 형성된 측에 위치되는 부분으로, 상기 응축영역(A1)을 통과한 냉매가 이동되며서 기액분리된 후, 상기 과냉각영역(A3)으로 이동된다. 상기 기액분리기(400)는 일측이 개방된 통형태로, 상기 플레이트(100) 및 고정플레이트(500)와 동일한 재질로 형성되는 몸체(400a)를 포함하며, 상기 몸체(400a)는 플레이트(100) 및 고정플레이트(500)들과 함께 브레이징 조립되고, 내부에 건조재 또는 필터 등이 내장된 후, 캡부(440)에 의해 개방된 일측이 폐쇄될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 고정플레이트(500)가 나머지 구성들(플레이트(, 제1입구파이프(210), 제1출구파이프(220), 제2입구파이프(310), 제2출구파이프(310))과 함께 브레이징에 의해 일체로 형성되어 조립성 및 내구성을 보다 높일 수 있으며, 소형화가 가능한 장점이 있다.
본 발명에서, 브레이징에 의해 일체로 형성된다는 의미는 브레이징되지 않는 재질인 기액분리기(400) 몸체(400a)에 내장되는 건조재, 필터, 캡부(440) 등을 제외하고, 나머지 구성 전체가 브레이징된다는 것을 의미한다.
상기 고정플레이트(500)는 상기 플레이트(100)에 대응되는 판형태로, 상기 응축영역(A1)과 과냉각영역(A3) 사이에 위치되는 제1판부(510A)와 제2판부(510B)를 포함한다. 이 때, 상기 제1판부(510A)는 상기 응축영역(A1)에 대응하는 판 형태이며, 상기 제2판부(510B)상기 과냉각영역(A3)에 대응하는 판형태이다. 또한, 상기 제1판부(510A) 및 제2판부(510B)는 각각 상기 기액분리기(400)의 외주면(상기 몸체(400a)의 외주면)을 감싸도록 연장되는 연장부(520)를 포함한다. 상기 제1판부(510A) 및 제2판부(510B)는 이웃하는 플레이트(100)와 브레이징 접합되는 부분이며, 한 쌍의 판부(510) 사이에는 돌출접합부(511)가 형성된다.
상기 돌출접합부(511)는 상기 제1판부(510A) 및 제2판부(510B)의 일정영역이 서로 접면접합되도록 돌출되는 부분으로, 돌출접합부(511)는 플레이트(100)의 길이방향으로 복수개 형성되되, 일부 돌출접합부(511)는 상기 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)에 대응되는 위치에 형성되고, 상기 제1연통부(111) 내지 제4연통부(114)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511)는 일정영역이 중공되거나 폐쇄되어 냉매 및 냉각수의 흐름을 제어한다. 더욱 상세하게, 도 8에서, 제2연통부(112)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511)는 응축영역(A1)의 제1유동부(100a)를 통과한 냉매가 유입되어 기액분리기(400)로 이송되는 부분이고, 제1연통부(111)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511)는 기액분리기(400)를 통과한 냉매가 유입되어 과냉각영역(A3)으로 이송되는 부분이다. 이와 같은 흐름을 형성하도록, 상기 한 쌍의 고정플레이트(500) 중 제2연통부(112)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511) 좌측은 개방되고, 우측은 폐쇄된다. 또한, 상기 한 쌍의 고정플레이트(500) 중 제1연통부(111)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511) 좌측은 폐쇄되고, 우측은 개방된다.
이 때, 상기 고정플레이트(500)와 기액분리기(400) 사이의 냉매 이동을 위하여, 상기 기액분리기(400)는 제1중공홀(401) 및 제2중공홀(402)이 중공되며, 상기 제1중공홀(401)에 고정되는 제1연결파이프(410) 및 상기 제2중공홀(402)에 고정되는 제2연결파이프(420)가 구비된다. 상기 제1연결파이프(410)는 상기 제1중공홀(401)과 상기 제2연통부(112)에 대응되는 위치에 형성된 돌출접합부(511)의 일측을 연결한다. 상기 돌출접합부(511)는 서로 돌출되어 접합됨에 따라 형성되는 냉매가 이동되는 영역의 외주면에 상기 제1연결파이프(410)가 연결되며, 상기 돌출접합부(511)에 상기 제1연결파이프(410)가 안착되는 안착홈(512)이 형성된다. 또한, 상기 제2연결파이프(420)는 상기 제2중공홀(402)과 상기 제1연통부(111)에 대응되는 위치에 형성된 돌출접합부(511)의 일측을 연결하고, 상기 제2연결파이프(420)가 연결되는 돌출접합부(511)에 사기 제2연결파이프(420)가 안착되는 안착홈(512)이 형성된다.
또한, 상기 제1연결파이프(410) 및 제2연결파이프(420)는 내부가 중공되는 관형태이되, 외주면을 따라 돌출되는 단차부(430)가 형성된다. 이를 통해, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 제1연결파이프(410) 및 제2연결파이프(420)의 양단부의 삽입깊이를 제한할 수 있어 오조립을 방지할 수 있다.
또, 상기 고정플레이트(500)는 상기 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)가 형성된 위치에 대응되는 돌출접합부(511)가 서로 접합되되, 내부가 중공되어 응축영역(A1)의 제2유동부(100b)를 통과한 냉각수가 과냉각영역(A3)의 제2유동부(100b)로 이송동하는 공간을 형성한다.
한편, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 플레이트(100)의 길이방향으로 돌출접합부(511)가 복수개 형성되어 일부 돌출접합부(511)가 상기 기액분리기(400), 제1연결파이프(410), 제2연결파이프(420), 및 고정플레이트(500)가 가조립된 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 특히, 가조립을 위한 돌출접합부(511)는 상기 플레이트(100)의 길이방향으로 중앙에 위치한 구성이 이용되는 것이 바람직하다.
가조립된 상태를 유지하기 위한 방법으로, 상기 돌출접합부(511)에 고정홀(531)이 형성되고, 별도의 고정수단(530)이 상기 고정홀(531)을 관통하여 결합되는 예를 도 10에 나타내었다. 상기 고정수단(530)은 볼트, 너트 형태로 결합되는 수단이거나 리벳과 같은 수단이 이용될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 수냉식 응축기(1000)의 기액분리기(400) 및 고정플레이트(500)의 조립된 상태를 나타낸 다른 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 가조립된 상태를 유지하기 위한 또 다른 방법으로, 한 쌍의 돌출접합부(511) 일측에 돌출되는 볼록부(541)가 형성되고, 타측에 상기 볼록부(541)가 삽입되도록 오목한 오목부(542)가 형성되어 상기 볼록부(541)가 오목부(542)에 억지끼움조립되는 형태를 이용할 수 있다.
본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 먼저, 제1연결파이프(410), 제2연결파이프(420), 기액분리기(400) 몸체(400a), 고정플레이트(500)가 가조립되며, 가조립된 구성이 플레이트(100), 제1입구파이프(210), 제1출구파이프(220), 제2입구파이프(310), 제2출구파이프(320)와 함께 브레이징결합된 후, 기액분리기(400)에 건조재, 필터, 캡부(440)가 장착되어 제조된다. 이에 따라, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 조립성 및 생산성을 더욱 높일 수 있으며, 고정플레이트(500)를 이용한 간단한 형태로 기액분리기(400)를 일체로 형성할 수 있어 소형화 가능한 장점이 있다.
또, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 상기 고정플레이트(500)에 이웃하는 상기 플레이트(100)가 적층되어 서로 결합되도록 상기 제1판부(510A)의 둘레가 상기 응축영역(A1)을 형성하는 플레이트(100)가 적층되도록 상기 응축영역(A1) 측으로 절곡연장되는 제1절곡부(501) 및 상기 제2판부(510B)의 둘레가 상기 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)가 적층되도록 상기 과냉각영역(A3) 측으로 절곡연장되는 제2절곡부(502)가 더 형성될 수 있다. 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 응축영역(A1) 및 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)의 둘레부(115)가 고정플레이트(500)의 반대측으로 돌출되는 형태로, 상기 제1절곡부(501) 및 제2절곡부(502)는 각각 인접한 플레이트(100)의 둘레부(115) 돌출방향과 동일하게 돌출된다. 즉, 상기 응축영역(A1)에 인접한 제1판부(510A)는 상기 제1절곡부(501)가 상기 응축영역(A1)을 형성하는 플레이트(100)를 감싸 서로 접합되도록 절곡연장되고, 상기 과냉각영역(A3)에 인접한 제2판부(510B)는 상기제2절곡부(502)가 상기 과냉각영역(A3)을 형성하는 플레이트(100)를 감싸 서로 접합되도록 절곡연장된다. 이를 통해, 본 발명의 수냉식 응축기(1000)는 고정플레이트(500)와 플레이트(100) 사이의 접합 면적을 더욱 높여 내구성을 높일 수 있으며, 브레이징 과정 중에 플레이트(100)가 이격되는 것을 방지하여 제조성을 더욱 높일 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 수냉식 응축기(1000)의 냉매 흐름을 나타낸 도면으로, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 제1입구파이프(210)를 통해 유입된 냉매가 제1유동부(100a)를 통과하면서 응축되는 응축영역(A1), 상기 제1연결파이프(410)를 통해 기액분리기(400)로 유입되어 기액분리되는 기액분리영역(A2), 및 분리된 액상 냉매만 상기 제2연결파이프(420)를 통해 이동되어 제1유동부(100a)를 통과하면서 과냉각되는 과냉각영역(A3)을 통과하여 제1출구파이프(220)를 통해 배출된다.
도 13은 본 발명에 따른 수냉식 응축기(1000)의 냉각수 흐름을 나타낸 도면으로, 상기 수냉식 응축기(1000)는 상기 제2입구파이프(310)를 통해 유입된 냉각수가 상기 제2유동부(100b)를 유동하고 상기 제2출구파이프(320)를 통해 배출되며, 더욱 상세하게, 응축영역(A1)의 제2유동부(100b)를 통과한 냉매는 상기 제3연통부(113) 및 제4연통부(114)에 대응되는 위치의 돌출접합부(511)의 중공된 영역을 통해 과냉각영역(A3)의 제2유동부(100b)로 이동된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 수냉식 응축기
100 : 플레이트
100a : 제1유동부(냉매) 100b : 제2유동부(냉각수)
111 : 제1연통부 112 : 제2연통부
113 : 제3연통부 114 : 제4연통부
115 : 둘레부
210 : 제1입구파이프 220 : 제1출구파이프
310 : 제2입구파이프 320 : 제2출구파이프
400 : 기액분리기 400a : 몸체
401 : 제1중공홀 402 : 제2중공홀
410 : 제1연결파이프 420 : 제2연결파이프
430 : 단차부
440 : 캡부
500 : 고정플레이트
501 : 제1절곡부 502 : 제2절곡부
510A : 제1판부 510B : 제2판부
511 : 돌출접합부
512 : 안착홈
520 : 연장부
530 : 고정수단
531 : 고정홀
541 : 볼록부 542 : 오목부
A1 : 응축영역
A2 : 기액분리영역
A3 : 과냉각영역

Claims (19)

  1. 냉매와 냉각수가 열교환되어 냉매를 응축시키는 응축영역;
    상기 응축영역에서 응축된 냉매에서 기액을 분리하는 기액분리기;
    상기 기액분리기를 통과한 냉매와 냉각수가 열교환되어 냉매를 과냉각시키는 과냉각영역; 및
    상기 응축영역에 대응하는 제1판부와 상기 과냉각영역에 대응하는 제2판부가 서로 마주하여 결합되어 상기 냉매 및 냉각수를 유동시키고, 상기 기액분리기의 일부 벽면을 고정하는 고정플레이트를 포함하고,
    복수개의 플레이트가 적층되어 냉매 및 냉각수가 각각 유동되는 제1유동부 및 제2유동부가 교번형성되어 상기 응축영역 및 과냉각영역을 형성하며,
    상기 제1판부 및 제2판부가 상기 플레이트에 대응되는 형태이고,
    상기 고정플레이트는 서로 면접합되도록 상기 제1판부 및 제2판부의 일정영역이 돌출되는 돌출접합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리기는, 상기 응축영역 및 상기 과냉각영역의 적층방향으로 중첩되지 않도록 상기 응축영역 및 상기 과냉각영역의 폭 방향 외측에 형성되는, 수냉식 응축기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 기액분리기가 통형의 몸체를 포함하며,
    상기 고정플레이트는 각각 상기 제1판부 및 제2판부로부터 상기 기액분리기의 몸체 외주면을 감싸도록 연장되는 연장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 냉매가 유입되는 제1입구파이프 및 배출되는 제1출구파이프; 상기 냉각수가 유입되는 제2입구파이프 및 배출되는 제2출구파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 플레이트, 제1입구파이프, 제1출구파이프, 제2입구파이프, 제2출구파이프, 기액분리기의 몸체, 고정플레이트가 브레이징에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는 냉매의 이동 흐름을 조절하도록 중공된 둘레가 플레이트의 일측 또는 타측으로 돌출되는 제1연통부 및 제2연통부 및 냉각수의 이동 흐름을 조절하도록 중공된 둘레가 상기 제1연통부 및 제2연통부의 돌출 방향과 반대로 돌출되는 제3연통부 및 제4연통부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 제1연통부 및 제2연통부가 상기 플레이트의 폭방향으로 일측에서 길이방향으로 상측 및 하측에 위치되고, 상기 제3연통부 및 제4연통부가 상기 플레이트의 폭방향으로 타측에서 길이방향으로 상측 및 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정플레이트는 상기 돌출접합부가 플레이트의 길이방향으로 복수개 형성되되, 일부 돌출접합부가 상기 제1연통부 내지 제4연통부에 대응되는 위치에 형성되며, 일정영역이 중공되거나 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 냉매가 유입되는 제1입구파이프 및 배출되는 제1출구파이프; 상기 냉각수가 유입되는 제2입구파이프 및 배출되는 제2출구파이프를 포함하고,
    상기 기액분리기는 제1중공홀 및 제2중공홀이 중공되고,
    상기 제1중공홀과 상기 제2연통부에 대응되는 위치에 형성된 돌출접합부의 일측을 연결하는 제1연결파이프 및 상기 제2중공홀과 상기 제1연통부에 대응되는 위치에 형성된 돌출접합부의 일측을 연결하는 제2연결파이프에 의해 냉매가 이송되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고정플레이트는 상기 제2연통부 및 제1연통부에 대응되는 위치의 돌출접합부에 상기 제1연결파이프 및 제2연결파이프의 일정영역이 삽입되도록 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1연결파이프 및 제2연결파이프는 관형태이되, 양단부의 삽입깊이를 제한하도록 외주면을 따라 돌출되는 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 한 쌍의 상기 돌출접합부가 상기 기액분리기, 제1연결파이프, 제2연결파이프, 및 고정플레이트가 가조립된 상태를 유지하도록 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 플레이트의 길이방향으로 중앙에 위치한 돌출접합부가 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 돌출접합부에 고정홀이 형성되고 별도의 고정수단이 고정홀을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 한 쌍의 상기 돌출접합부 일측에 일정영역이 돌출되는 볼록부, 및 타측에 상기 볼록부가 삽입되는 오목한 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 고정플레이트는 상기 제1판부의 둘레가 상기 응축영역을 형성하는 플레이트가 적층되도록 상기 응축영역 측으로 절곡연장되는 제1절곡부 및 상기 제2판부의 둘레가 상기 과냉각영역을 형성하는 플레이트가 적층되도록 상기 과냉각영역 측으로 절곡연장되는 제2절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 제1입구파이프를 통해 유입된 냉매가 제1유동부를 통과하면서 응축되는 응축영역, 상기 제1연결파이프를 통해 기액분리기로 유입되어 기액분리되는 기액분리영역, 및 분리된 액상 냉매만 상기 제2연결파이프를 통해 이동되어 제1유동부를 통과하면서 과냉각되는 과냉각영역을 통과하여 상기 제1출구파이프를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기는 상기 제2입구파이프를 통해 유입된 냉각수가 상기 제2유동부를 유동하고 상기 제2출구파이프를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기.
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