KR19990029960A - 차량 에어컨용 다중유동형 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 응축기는 서로 평행하게 배치되고 냉매의 유입구와 유출구를 갖는 한 쌍의 헤더파이프; 상호 등간격으로 격설되어 병렬로 배치되며, 그 양단부에서 한 쌍의 헤더파이프에 연결되며 다수의 내부 유체통로를 갖고 내부 유체통로의 수력직경이 1mm - 1.7mm 인 다수의 편평튜브; 편평튜브들 사이에 각각 개재되는 다수의 파형핀; 한 쌍의 헤더파이프 각각의 내부에 적어도 하나씩 설치되는 최소한 두 개의 배플; 배플들 각각은 헤더파이프들에 제공된 각각의 슬릿에 삽입되는 돌기를 가지며, 배플들 외주면은 대응되는 헤더파이프들의 내주면과 접면하여 헤더파이프들의 내부를 다수의 격실로 구획함으로써 냉매가 유입구과 유출구 사이에서 한 쌍의 헤더파이프와 다수의 편평튜브들에 의해 정해지는 다수의 냉매유로를 지그재그형태로 흐르도록 하며; 서로 인접하는 격실들 사이에 냉매의 소통로를 제공하여 주로 응축된 액상의 냉매를 통과시키기 위해 배플들의 적어도 하나에 바이패스통로를 형성하고, 이 바이패스통로의 수력직경이 편평튜브의 수력직경에 대한 비로 대략 0.285 내지 2.25범위; 및 냉매가 유입되는 유입구가 설치되는 일측 헤더파이프의 입구측 격실과, 입구측 격실에 대향하는 타측 헤더파이프의 격실과, 격실들 사이에 연결되는 편평튜브들에 의해 형성되는 입구측 유통로의 면적이 응축기 전체 유통로들의 면적에 대하여 30% 내지 65%의 범위인 것을 포함한다.

Description

차량 에어컨용 다중유동형 응축기

본 발명은 차량의 에어컨 시스템에 사용하기 위한 다중유동형(multiflow type) 응축기에 관한 것으로, 상세하게는 응축과정에서 상변화된 액냉매를 헤더에 형성된 격실들 사이로 효율적으로 바이패스시킴으로써 응축기의 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 고효율 응축기에 관한 것이다.

자동차용 응축기는 압축기에서 토출되는 고온, 고압의 기상냉매를 도입하여 외부공기와의 열교환을 통해 응축한 다음 응축된 액상의 냉매를 팽창수단(expansion means)를 거쳐 증발기(evaporator)로 토출시키는 기능을 수행하는 장치로서, 최근들어 자동차 관련부품이 소형, 경량화되는 추세를 보임에 따라 컴팩트하면서도 열교환 성능이 우수한 다양한 형태의 고효율 응축기가 개발되고 있다. 이에 대한 대표적인 것으로는, 각각의 내부에 형성된 다중유로를 갖는 복수의 편평튜브(flat tube)들 사이에 파형핀(corrugate fin)을 개재하고, 각각의 편평튜브의 양단을 통형상을 이루는 한쌍의 헤더에 연통, 접속시킴으로써, 유입파이프에 의해 응축기로 도입된 냉매가 이들 헤더와 튜브에 의해 형성되는 유로를 통해 유동하면서 외부공기와 열교환되도록 한 병렬유동형 응축기(parallel flow type condenser)가 잘 알려져 있다. 도 13을 참조하여 이를 보다 상세히 설명하면, 병렬유동형 응축기(60)는, 제1헤더(the 1st header, 61), 제2헤더(the 2nd header, 62), 다수의 편평튜브(flat tubes, 63), 및 인접하는 편평튜브 사이에 각기 개재되는 다수의 파형핀(corrugated fins, 64)으로 구성된다. 상기 다수의 편평튜브(63) 각각의 양단부는 상기 제1헤더(61)와 제2헤더(62)에 접속,연통되고, 이 편평튜브가 접속되는 상기 헤더들 내부에 적어도 하나의 배플들(baffles, 65)이 설치되어 있어, 각각 다수의 편평튜브(63)에 의해 이루어지는 복수의 유통로(pass)를 정하게 된다. 따라서, 냉매는 응축기내부를 지그재그 형태(zigzag pattern)로 흐르게된다. 이러한 형태의 응축기는 기존의 서펜틴형(serpentine type) 응축기를 보다 소형, 경량화하면서 고성능화를 실현한 것으로, 최근의 자동차용 공조시스템에는 대부분 이러한 형태의 응축기가 널리 채용되고 있다.

일반적으로 응축기 내부를 통과하는 냉매는, 압축기에서 기상(vapor-phase) 으로 도입된 후, 입구측에서 출구측으로 유동하면서 응축기를 통과하는 외부공기와의 열교환을 통해 기상과 액상이 공존하는 과정을 거쳐 최종 출구측 영역에서 액상(liquid-phase)으로 변화되어 냉매순환회로의 다른 구성요소로 배출된다. 즉, 다시말해서 응축기의 상부 영역은 기상의 비중이 큰 냉매가 흐르고, 하부영역으로 갈수록 응축된 액상냉매의 비중이 점차 커지게 되며 응축기 전체로 볼 때는 두 상의 냉매가 공존하면서 유동하는 형태를 보인다고 할 수 있다. 이와같이 냉매가 상변화(phase change)되는 과정에서, 주로 기상의 냉매가 흐르는 영역에 위치한 편평튜브의 내측 벽면에 형성된 얇은 액막(liquid film)은 냉매와 공기사이의 열전달을 방해하는 열저항(thermal resistance)으로 작용함은 물론, 기상냉매의 유속이 액상냉매의 유속보다 상대적으로 빠른데 기인하여 냉매 전체의 유동저항으로 작용하여 냉매의 입구측과 출구측 사이에는 시스템의 에너지 증대를 수반하는 압력강하, 즉 압력손실을 유발시키게 된다.

통상적으로, 응축기의 성능을 향상시키기 위해서는 냉매가 열교환할 수 있는 전열면적은 증가시키고, 냉매측의 압력강하는 최소화시킬 수 있도록 응축기를 설계하는 것이 중요하다. 냉매의 전열면적 즉, 냉매가 실제 통과하는 튜브의 유효 유로단면적을 증대시키는 방안으로는, 단위튜브 내부에 형성되는 냉매가 유통되는 다수의 내부 유체통로(inside fluid paths)의 수력직경(hydraulic diameter)을 감소시키는 방안과, 단위튜브는 그대로 두고 냉매의 유통로(pass)의 수를 증가시킴으로써 냉매의 전체 유로길이를 길게 형성하는 방안을 들 수 있다. 먼저, 튜브의 수력직경을 감소시키기 위한 방안으로는, 미합중국 특허 제4,998,580호에 개시되어 있는 바와 같이 각각의 튜브 내측에 물결형상의 스페이서(spacer)를 내장시켜 다수의 유체 유동로(fluid flow pahts)를 형성하고 각 유체 유동로의 수력직경을 작게 형성하는 방안이 있으나, 이는 유체 유동로의 수력직경이 작아지는 만큼 그에 상응하여 냉매의 통과저항(refrigerant passage resistance)을 증가시키기 때문에 냉매측의 과도한 압력강하를 유발시키게 된다.

또한 이렇게 수력직경이 작은 유체 유동로들을 갖는 튜브를 적용한 응축기에서는 냉매측의 과도한 압력강하를 방지하기 위해 냉매의 유통로의 수를 적게 유지해야 하므로 보다 수력직경이 큰 튜브를 가지거나 보다 많은 유통로를 갖는 응축기에 비해 냉매가 실제로 유동할 수 있는 전체 유로길이, 즉 편평튜브들 각각의 길이가 짧아지게 된다.

따라서, '580특허에서는 냉매의 유통로 수가 많아지게 되면, 예로 3개 이상의 유통로를 갖는 경우 냉매측의 압력강하가 과도하게 발생되고, 결과적으로 시스템 에너지를 증가시키게 된다.

냉매의 전체 유로길이를 증가시키는 방안으로는, 도 1과 같이 헤더파이프 내부에 다수의 배플(baffle)을 개재하여 유입파이프를 통해 도입된 냉매가 1회 이상 유턴(U-turn)하면서 응축기 내부를 유동 함으로써, 결과적으로 튜브의 유효 유로단면적을 증대시키는 효과를 발휘하게 되며, 차량용 에어컨 시스템으로서는 이 형태의 응축기가 많이 이용되고 있다. 이러한 형태의 응축기에서는, 냉매가 응축기를 통과하는 과정에서 발생하는 냉매의 유동시의 상변화 즉, 냉매가 기상에서 액상으로 상변화(phase change)되어 응축기 내부를 흐를 때, 액상이 기상에 비해 비체적이 작고 유속이 느리다는 점을 감안하여, 응축기의 입구측 유통로의 유효면적(또는 튜브수)을 상대적으로 크게하고 출구측 유통로로 갈수록 유로면적을 감소시킴으로써, 입구측 유통로에서 가장 큰 열교환이 이루어 질 수 있도록 함과 아울러 상변화에 따른 냉매의 유동저항(flow resistance)를 감소시키게 된다. 그러나, 열교환기의 전열성능을 향상시키기 위해 튜브의 수력직경을 지나치게 작게하거나 냉매의 유로길이를 너무 길게 설정할 경우에는 방열량은 증대되지만, 그만큼 응축기의 입구측과 출구측 사이에서의 냉매 유동저항이 커지게 되어 압력강하량이 증가되므로, 압축기의 일량이 증가될 수 밖에 없다. 이에 따라, 수력직경이 작은 튜브를 이용한 응축기는 냉매의 유로길이 즉, 유턴(U-turn)하는 횟수를 최소화하고, 수력직경이 비교적 큰 튜브를 이용한 응축기는 냉매가 적어도 2회 이상 유턴(U-turn)하여 흐르도록 함으로써, 냉매의 압력강하가 과도하게 발생하는 것을 방지하면서 전열성능 향상을 도모하고 있다.

한편, 한쌍의 헤더파이프 내부에 적어도 하나의 배플(baffle)을 설치하여, 냉매가 지그재그 형태(zigzag pattern)로 유동되도록 하여 냉매의 유로길이를 길게 설정하는 방식의 응축기에 있어서는, 유로길이 증가에 따른 냉매의 압력강하를 최소화함과 아울러, 각 유통로를 통과하면서 액상으로 상변화된 액상냉매를 응축기 출구측에 가까운 곳으로 바이패스시키기 위해 배플 중앙부에 바이패스통로를 형성하여 전열성능을 보다 향상시키고자 도모한 기술들이 소개되고 있다.

즉, 미합중국 특허 제4,243,094호를 그 한 예로서 들 수 있는데, 이 '094 특허는, 한쌍의 원통형 헤더파이프 사이에 평판 핀(plate fin)이 개재된 다수의 튜브를 배치하고, 상기 헤더파이프 내부에는 모세관 작용을 하도록 형성된 작은 구멍(bore)을 갖는 복수개의 배플을 설치함으로써, 각 유통로를 통과하면서 액상으로 상변화된 냉매가 다음 유통로를 거치지 않고 동일 헤더파이프 내의 인접하는 하류측 격실로 바이패스될 수 있도록 구성한 응축기를 예시하고 있다. 이 '094 특허에 의하면, 배플 중앙부에 형성되는 비교적 작은 구멍(relatively small bore)이 모세관 작용(capillary action)을 함으로써, 이 구멍을 통해 기상의 냉매가 통과하는 것을 효과적으로 차단하는 동시에, 액상의 냉매만을 바이패스시킨다고 언급하고 있다. 그러나, '094 특허는 냉매유통로의 수 또는 튜브의 수력직경과 바이패스 구멍의 크기 및 양자간의 상관관계에 대해 명확히 제시하지 않고 있기 때문에, 냉매유통로의 수를 어느정도로 설정해야만 과도한 압력강하 없이 소망하는 전열성능을 얻을 수 있는 지, 바이패스통로의 크기를 어느정도의 범위로 설정하는 것이 바람직한지, 또한 냉매통로군의 수 또는 튜브의 수력직경에 따라 어떻게 바이패스통로를 설정하는 것이 바람직한지 등에 대한 언급이 전혀 없어 실제품에 적용하기가 매우 어려울 것으로 예측된다. 또한, 통상적으로 유체 유동시에 있어서 모세관 효과를 달성하기 위해서는 유체통로의 직경을 작고 길게 해야 하는 것은 일반적으로 알려진 사실임을 감안할 때, 배플에 구멍을 가공하는 과정과, 배플을 헤더내에 설치하는 공정이 매우 까다로운 문제점을 내포하고 있다.

응축된 액상 냉매를 바이패스시키는 또다른 종래의 기술로서, 일본국 실개소63-173688(실원소62-064734)를 들 수 있는데, 도 14 및 도 15a,b에 도시된 바와같이, 튜브(78)의 양단이 삽입되는 한 쌍의 중공 헤더파이프(70) 내부에, 상부부재(74)와 망상부재(77), 그리고 하부부재(75)를 차례로 적층시켜 구성한 배플수단(73)을 설치함으로써, 헤더파이프(70) 내부공간을 상부격실(71)과 하부격실(72)로 구획한다. 상부 및 하부 부재(74,75) 각각에는 호울(76)이 제공되며, 상기 배플수단(73)의 망상부재(77)를 통해 상부격실(71)내의 액냉매(80)를 하부격실(72)로 바이패스시키는 응축기가 제시되고 있다. 그러나 이러한 구성 또한 미합중국 특허 제4,243,094호와 같이 배플수단에 바이패스통로를 형성하여 액냉매를 바이패스시킨다는 막연한 효과를 주장하고 있을 뿐, 냉매유통로의 수와 바이패스통로의 크기 및 이들 양자간의 관계 등 응축기의 전열성능과 압력강하에 대해서는 전혀 언급하고 있는 바가 없을 뿐만 아니라, 배플수단(73)의 제작과 설치가 복잡하고 구성요소가 많다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 응축기내의 유통로들 중 기상의 냉매가 많이 흐르는 유통로와 액상의 냉매가 많이 흐르는 유통로를 고려하여 냉매 유통로들의 유효면적을 최적화함으로써, 응축기의 열전달 효율을 향상시킴과 아울러, 냉매측의 압력강하를 최소화시킬 수 있는 다중유동형 고효율 응축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉매가 유동하는 튜브의 수력직경에 따라 바이패스통로의 크기를 최적화함으로써 액냉매를 효과적으로 바이패스시킬 수 있는 다중유동형 고효율 응축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 바이패스통로를 용이하게 형성할 수 있는 다중유동형 고효율 응축기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 응축기는 각각의 헤더파이프는 냉매의 유동을 정하기 위해 상호 결합되는 헤더와 탱크를 갖고, 상기 탱크와 헤더는 각각 반원 및 타원형상의 단면을 갖으며, 서로 평행하게 배치되고 또한 냉매의 유입구와 유출구를 갖는 한 쌍의 헤더파이프; 상호 등간격으로 격설되어 병렬로 배치되며, 각각은 그 양단부에서 상기 한 쌍의 헤더파이프에 연결되며 또한 다수의 내부 유체통로를 갖고 각각의 내부 유체통로의 수력직경이 1mm 내지 1.7mm 인 다수의 편평튜브; 상기 다수의 편평튜브의 인접하는 튜브들 사이에 각각 개재되는 다수의 파형핀; 상기 한 쌍의 헤더파이프 각각의 내부에 적어도 하나씩 설치되는 최소한 두 개의 배플; 사이 배플들 각각은 상기 헤더파이프들에 제공된 각각의 슬릿에 삽입되는 돌기를 가지며, 상기 배플들 각각의 외주면은 대응되는 상기 헤더파이프들의 내주면과 접면하여 상기 헤더파이프들의 내부를 다수의 격실로 구획함으로써 냉매가 상기 냉매의 유입구과 유출구 사이에서 상기 한 쌍의 헤더파이프와 다수의 편평튜브들에 의해 정해지는 다수의 냉매유로를 지그재그형태로 흐르도록 하며; 서로 인접하는 상기 격실들 사이에 냉매의 소통로를 제공하여 주로 응축된 액상의 냉매를 통과시키기 위해 상기 배플들의 적어도 하나에 바이패스통로를 형성하고, 이 바이패스통로의 수력직경의 상기 편평튜브의 수력직경에 대한 비는 대략 0.285 내지 2.25범위; 및 상기 냉매가 유입되는 유입구가 설치되는 일측 헤더파이프의 입구측 격실과, 이 입구측 격실에 대향하는 타측 헤더파이프의 격실과, 이들 격실사이에 연결되는 다수의 편평튜브들에 의해 형성되는 입구측 유통로의 면적이 응축기 전체 유통로들의 면적에 대하여 30% 내지 65%의 범위인 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 응축기의 정면도,

도 2는 헤더파이프와 배플 및 튜브의 결합 관계를 나타내는 부분전개사시도,

도 3은 도1의 Ⅱ―Ⅱ선을 따라 절취한 본 발명의 일실시예에 따른 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이패스통로를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스통로를 나타내는 단면도,

도 6a,b는 바이패스통로를 형성하는 예들을 개략적으로 보여주는 설명도,

도 7은 차량용 에어컨 시스템의 냉매순환회로를 보여주는 개략도,

도 8은 도7의 냉매순환회로의 p - h 선도,

도 9는 튜브 수력직경 대비 바이패스통로의 크기 변화에 따른 방열량과 압력강하량의 관계를 나타내는 그래프,

도 10은 전체튜브의 수 대비와 입구영역 튜브수의 비율 변화에 따른 냉매 압력강하 대 방열량의 관계를 나타내는 그래프,

도 11은 튜브의 수력직경 변화에 따른 방열량과 압력강하량의 관계를 나타내는 그래프,

도 12는 응축기의 냉매패스수의 변화에 따른 냉매 압력강하 대 방열량의 관계를 나타내는 그래프,

도 13은 종래기술 응축기의 정면도,

도 14는 종래기술 응축기의 배플수단 주위의 구성요소들의 확대 단면도,

도 15a,b 각각은 도14의 배플수단의 사시도 및 분리사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10;응축기 11;편평튜브

12;파형핀 13;제1헤더파이프

14;제2헤더파이프 13a-13c;격실

19;배플 25;바이패스수단

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 응축기(10)는 상호간 병렬로 정렬되는 다수의 편평튜브(flat tube)(11)와 인접하는 편평튜브들(11)사이에 개재되는 다수의 파형핀(corrugated fins)(12)을 포함한다. 편평튜브들(11) 각각은 일단부에서 제1헤더파이프(header pipe)(13)에, 그리고 타단부에서 제2헤더파이프(14)에 연결된다. 응축기(10)는 또한 최외곽부에 배치되는 한 쌍의 사이드 플레이트(side plate)(20,21)를 포함한다. 헤더파이프들(13, 14) 각각의 양단부는 블라인드 캡(blind cap)(17,18)에 의해 밀폐된다. 제1헤더파이프(13)의 상부에는 유입파이프(inlet pipe)(15)가 연결되며 그 하부에는 유출파이프(outlet pipe)(16)가 연결된다. 도 1에는 유입 및 유출파이프(15,16)가 모두 제1헤더파이프(13)에 연결되는 것으로 도시되었지만, 예를들어 유입파이프(15)는 제1헤더파이프(13)에, 유출파이프(16)는 제2헤더파이프(14)에 연결할 수도 있다. 이와 같은 유입/유출 파이프의 위치는 냉매의 유통로의 수에 따라 결정될 것이다.

제1 및 제2헤더파이프(13,14) 각각의 내부에는 배플(baffle)(19)이 배치되어 다수의 냉매유통로(refrigerant pass)를 정하게 되며 또한 각각의 냉매유통로는 다수의 편평튜브(11)에 의해 정해진다. 도 1에서는 4개의 냉매 유통로(P1,P2,P3,P4)가 형성되는 예를 보여주고 있으며 냉매 유통로의 수는 배플의 수를 조절함으로써 변화시킬수 있을 것이다. 병렬유동형 응축기에서는 냉매가 유입파이프(15)를 통해 제1헤더파이프(13)에 유입된 후 유출파이프(16)를 통해 배출될 때까지 냉매 유로들을 지그재그 형태로 유동하게 된다. 또한, 헤더파이프들(13,14) 각각에 형성된 배플들(19)에 의해 제1헤더파이프(13)에는 세 개의 격실(13a,13b,13c)이, 제2헤더파이프(14)에는 두 개의 격실(14a,14b)이 형성된 예를 보여주고 있다.

도 2는 헤더파이프, 배플 및 튜브의 결합관계를 나타내는 부분 전개 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ―Ⅱ선을 따라 절취한 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도이다. 편평튜브(11)는 내벽들(inside walls)에 의해 구획되는 다수의 내부 유체통로(11a)를 갖는다. 헤더파이프들(13,14) 각각은 헤더(header)(22)와 탱크(tank)(23)로 이루어지며, 헤더(22)와 탱크(23) 각각은 결합된 상태에서 타원형상의 단면을 형성하도록 절곡된다.

또한 헤더파이프들(13,14) 각각은 두 개의 구성요소로 이루어지지 않고 원형의 단면적을 갖도록 할 수 있을 것이다. 각각의 헤더파이프가 원형의 단면적을 갖을 경우 헤더파이프는 클래드(clad)가 피복된 판(plate)을 이용하여 시밍(seaming)하거나 압출등의 방법으로 제조한다.

헤더(22)에는 다수의 슬롯(slots)(24)이 형성되어 있어 이 슬롯들에 편평튜브(11)들이 삽입 된다. 배플(19)은 헤더파이프들(13,14) 내부에 위치하게 되며 배플(19)의 외주면의 형상은 헤더파이프들(13,14)의 내주면의 형상과 같도록 형성되어 헤더파이프(13,14)와 배플(19)이 결합된 상태에서 배플(19)의 외주면은 헤더파이프(13,14)의 내주면과 접면하게 된다. 이와는 달리 배플(19)이 위치하게 되는 헤더파이프(13,14) 내주면에 상기 배플(19)의 삽입 위치를 고정하기 위한 소정 깊이의 홈을 헤더파이프(13,14)의 내주면을 따라 형성하고 배플(19)의 외주면의 크기를 헤더파이프(13,14)의 내주면보다 약간 크게 형성하여 배플의 외주면이 이 홈에 삽입되어 상기 헤더파이프와 배플이 접면 되도록 할 수도 있을 것이다. 배플(19)에는 그 외주면상의 일부분으로부터 외측으로 연장되는 돌기(26)가 형성되며, 이 돌기(26)는 탱크(23)에 형성된 슬릿(slit)(27)에 삽입 된다. 상기 돌기는 헤더파이프(13,14)의 외부로 소정길이 연장되도록 함으로써 슬릿(27)에 배플(19)이 결합되었을 때 헤더파이프(13,14) 외부로 돌출된 돌기(26) 부분을 코킹(caulking) 등의 방법으로 짓눌러 돌기 삽입용 슬릿(27)이 헤더파이프(13,14)의 외표면에 완전히 압착되어 고정되도록 함으로써, 브레이징을 위해 제품을 이송하는 과정 등에서 배플(19)이 소정 위치를 이탈하지 않도록 함과 아울러, 브레이징 후 해당부위로부터의 리크 발생을 최대한 억제 할 수 있도록 한다.

배플(19)에는 최소한 하나 이상의 바이패스 수단(25)이 형성된다. 도 3은 본 발명에 따른 바이패스통로의 일 실시예를 도시한 것으로 배플(19)의 외주면에는 적어도 하나의 절취부(cut out portion)(25)가 형성되며, 상기 절취부(25)는 프레스 가공 등에 의해 배플 성형시 동시에 성형하는 것이 바람직하다. 상기 배플(19)이 헤더파이프(13,14)에 결합된 상태에서 바이패스통로(bypass passgeway)(25a)를 형성함으로써 유입파이프(15)를 통해 유입된 기상의 냉매 중 응축과정을 거치면서 상변화(phase change)된 액상의 냉매를 통과시키게 된다. 즉, 바이패스통로는 헤더파이프들(13,14)과 배플들(19)에 의해 정해지는 격실들(13a,13b,13c,14a,14b)중 서로 인접하는 격실들 사이에 냉매의 소통로를 제공하여 각 냉매 유로를 거치면서 응축된 액상의 냉매 중 일부를 인접 격실들로 직접 통과시키게 된다. 상기 바이패스통로(25a)는 배플의 중앙 부분에 형성할 수도 있으나, 배플 외주면에 형성하는 것이 가공상 보다 유리하다. 즉, 배플(19)의 중앙 부분에 형성할 경우, 배플(19)을 1차로 가공한 후 다시 소정 크기의 바이패스통로를 가공해야 되는 작업상의 문제와, 일정 크기 이하로 가공하는 경우 가공 펀치가 그에 따라 작아짐으로 인해 가공 펀치의 강도가 약해져 수명이 오래가지 못하는 문제점이 있다. 그러나, 배플 외주면에 바이패스통로를 형성할 경우는 가공 펀치로 일괄 작업을 행하면서 금형만 약간 수정하더라도 배플가공 공정시 단번에 가공이 가능하기 때문에 가공이 쉬우며 냉매 유동특성 등을 고려하여 바이패스통로의 위치를 변경하고자 할 때 보다 유리한 잇점이 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이패스통로를 나타내는 단면도로서, 이 실시예에서는 헤더파이프(13 또는 14)의 내주면에 바이패스통로(28)를 형성한 것이다. 이 실시예에서의 바이패스통로(28)는 압출성형이나 롤성형(roll forming) 등으로 헤더파이프(13,14)의 축방향을 따라 그 내주면에 길게 형성할 수도 있으며, 프레스 가공 등의 방법으로 배플(19)이 위치되는 부분에만 형성할 수도 있을 것이다.

도 5는 바이패스통로의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이며, 도6의 a, b는 각각 바이패스통로를 가공하는 방법들에 대한 개략 설명도이다. 배플(19)의 중심부분에 바이패스통로를 형성하는 경우 가공상의 문제점을 보완하고 액냉매를 또한 효율적으로 바이패스 시킬수 있는 실시예를 예시한 것이다. 여기서는 바이패스통로(29)를 예로서 랜싱(Lancing), 버링(burring) 또는 스크래칭(scratching) 등의 방법에 의해 형성하고 있다. 즉, 배플(19)로부터 바이패스통로가 형성되는 부분을 완전히 절취해 내지 않고 접힌 부분(19a)으로 남겨놓음으로써 이 접힌 부분(19a)은 액냉매의 바이패스시 안내 역할을 하게 되며 펀칭 가공에 의한 상기의 단점을 해소할 수 있는 장점이 있다.

도 7은 차량용 에어컨 시스템의 냉매순환회로를 보여주는 전체개략도이다. 냉매순환회로(35)는 통상적으로 압축기(36), 응축기(37), 팽창수단(38) 및 증발기(39)로 이루어 진다. 이와 같은 냉매순환회로(35)에서, 냉매는 압축기(36)에서 압축되어 대략 15 내지 20kg/cm²정도의 고온 고압 상태로 압축되어 응축기(37)로 보내진다. 압축기(36)로부터 유래하는 고압은 응축기의 냉매 유입구(I) 부분에 전달이 되며 냉매는 응축기(37) 내의 냉매 유통로(도4에 도시된 것에 의하면 4개의 냉매 유통로)를 거치면서 냉매는 액상으로 상변화되어 냉매 유출구(O)를 거쳐 배출 된다. 액상의 냉매는 팽창기구(38)를 지나면서 대략 2 내지 5kg/cm²의 저온 저압의 상태에서 증발기(39)로 유입되어 주위의 공기와의 사이에서 열교환이 이루어 진 다음 다시 압축기(36)로 보내져 냉매순환회로를 순환하게 된다.

도8는 도7의 냉매 순환 회로의 이상적 싸이클 및 실제적 싸이클 보여주는 p-h 선도이다. 응축기(37)를 유동하는 냉매측에서 압력강하(dPr)가 일어나지 않는 것이 이상적 냉매순환싸이클(IC)이나, 실제로는 냉매는 응축기(37)의 냉매 유통로들을 거치면서 냉매유동 저항을 받게됨으로써 응축기 내에서 소정의 압력강하(dPr)가 일어날 수밖에 없게 된다. 실제 냉매순환싸이클(AC) 즉, 응축기(37)의 입구측(I)과 출구측(O)의 압력을 측정하였을 때 냉매측에서 소정의 압력강하가 발생하게 되는데, 이러한 압력강하는 배플에 바이패스통로가 형성되어 있든 그렇지 않든 발생하게 된다. 또한, 응축기의 전방으로부터 파형핀(12)을 지나 후방으로 통과하게 되는 공기측에서도 압력강하가 일어나게 된다. 이러한 냉매측 및 공기측에서의 과도한 압력강하는 에어컨 시스템이 필요로 하는 압축기의 일량을 증가시키게 되어 결국 에어컨 시스템의 에너지를 증가시키게 된다.

종래의 서펜틴형 응축기로부터 병렬유동형(parallel flow type)내지 다중유동형 응축기로 차량용 응축기의 설계가 바뀌면서, 서펜틴형 응축기에서 열전달 효과의 향상을 위해 사용되던 비교적 큰 단일의 튜브는 다수의 편평튜브로 대체되었다. 다수의 편평튜브 각각의 양단은 격설되어 병렬로 배치되는 한 쌍의 헤더에 연결되어 냉매의 유통로를 정하게 되는데, 응축기내로 유입된 냉매는 각각의 편평튜브내를 병렬로 유동하게 된다. 병렬유동형 응축기에서는 요구되는 성능을 얻기위한 방법으로 편평튜브의 수력직경을 일정범위내에서 제한하거나 배플수단에 의해 응축기 내부를 다수의 냉매 유통로를 형성하도록 분할하게 된다.

상술한 바와 같이 편평튜브 또는 편평튜브의 각각의 내부 유체통로의 수력직경을 일정값 이하로 유지할 경우에는 전열성능은 증가하나 각각의 편평튜브를 통해 흐르는 냉매의 통과저항이 증가하게 되고, 그에 따라 지나친 압력강하가 수반되어 결과적으로 냉매 순환회로 전체에서 요구되는 시스템 에너지가 증가하게 되므로 이 경우에는 냉매 유통로의 수는 적게 유지할 수밖에 없게 된다. 이와는 달리, 편평튜브의 수력직경이 적절한 범위내에 있을 때, 즉 편평튜브의 수력직경을 대략 1mm 이상으로 다소 크게 설정할 경우에는 각각의 편평튜브를 통과하는 냉매의 통과저항은 1mm이하의 수력직경을 갖는 편평튜브에 비해 적게되어 압력강하는 상대적으로 작아지게 된다. 따라서, 비교적 작은 수력직경을 갖는 편평튜브에 비해 많은 수의 냉매 유통로를 형성할 수 있게 되고, 결과적으로 냉매의 전체 유로 길이를 증가시킬 수 있게 됨으로써 전열성능도 향상시킬 수 있게 된다.

참고로, 수력직경은 원의 형상이 아닌 유동을 원의 형상 단면의 지름으로 환산하여 계산되는 것으로 수력직경 Dh는 다음의 식으로 표현된다.

Dh＝

여기서, A는 튜브의 단면적, P는 접수길이(wetted perimeter)를 나타낸다.

본 발명인들은 상기에 기술한 점을 고려하여, 바이패스통로를 갖는 응축기에 있어서, 편평튜브 내부를 유동하는 냉매의 유동저항을 적게하여 냉매의 압력강하를 최소화하기 위해 편평튜브의 수력직경을 일정 범위로 제한하고, 냉매의 유동저항 감소에 따른 편평튜브의 전열성능 저하를 방지하기 위해 바이패스통로의 크기를 편평튜브의 수력직경에 따라 최적화시켜 액상의 냉매를 인접하는 격실로 바이패스시켜줌과 동시에 냉매의 유동 위치별 유동 특성을 감안하여 냉매 유통로의 유효면적을 최적화시켜 모든 냉매 유통로에서 냉매가 일정한 유속으로 유동되면서 응축이 되도록 설계함으로써 궁극적으로 압력강하가 최소화 되면서도 응축기 전체의 전열성능을 향상시킬 수 있는 개선된 응축기를 발명하게 되었다.

본 발명인들은 상기와 같은 최적의 응축기를 설계하기 위해 우선, 튜브의 수력직경이 1mm 이하일 경우는 상술한 바와 같이 과도한 압력강하가 일어나 냉매유로를 길게 할 수 없고 튜브의 제작 또한 어려우며, 1.7mm 이상일 경우는 응축기 성능을 만족시키기 위해서 냉매유로를 길게 해야하고 이에 따라 응축기가 대형화되는 점을 고려하여 수력직경의 범위를 1~1.7mm 범위로 설정한 후, 배플에 약 1mm의 수력직경을 갖는 바이패스통로를 형성한 응축기와 바이패스통로를 형성하지 않 은 종래의 일반적인 응축기를 준비하여 시험을 행하였다. 시험결과 바이패스통로를 형성한 응축기가 그렇지 않은 응축기에 비해 압력강하량은 작았으나 방열량은 다소 떨어진다는 것을 재차 확인할 수 있었다. 이에 따라 본 발명인들은 바이패스통로의 수력직경과 튜브의 수력직경과의 상관관계가 성능에 어느정도 영향을 미칠 수 있다는 사실을 유추하고 이를 확인하기 위해 상기 튜브의 수력직경 범위 즉 1~1.7mm중, 최저치의 0.5배에서 최고치의 2배 까지(대략 0.5 mm 내지 3.4 mm 범위)를 바이패스통로의 수력직경으로 설정하고 시험을 행한 결과 도 9와 같은 실험결과를 얻었다.

도 9를 참조하여 설명하면 바이패스통로 수력직경의 튜브의 수력직경에 대한 비, DhB/DhT 값이 일정한 범위를 초과하거나 미달될 경우 응축기의 성능이 제대로 나타나지 않는 것을 알 수 있다. 방열성능면에서는 바이패스통로를 형성한 것이 오히려 낮아졌으며 압력강하 측면에서는 다소 개선이 된 것을 보여준다.

상기의 실험결과를 종합하여 보면 바이패스통로 수력직경의 튜브 수력직경에 대한 비, DhB/DhT 값이 지나치게 작은 경우(도 9에서 보는 바와같이 0.28이하의 값)에는 바이패스통로의 가공문제나 실질적인 액냉매의 바이패스 효과를 기대하기 어려우며, 반면 지나치게 큰 경우(도 9에서 보는 바와 같이 2.25이상의 값)에는 액냉매뿐 아니라 기상냉매의 일부가 동시에 바이패스 될 가능성이 커지게 되므로 바이패스통로를 형성하는 본래의 목적을 달성하기 어렵게 된다는 사실과, 또한 튜브의 수력직경이 아주 작거나(대략 1 mm) 특정치 이상 일경우(대략 1.7 mm)에는 일반적으로 튜브의 수력직경에 대한 바이패스통로의 수력직경은 반비례의 관계로 설정하는 것이 바람직하나, 그 중간범위의 수력직경을 갖는 튜브에 대해서는 후술한 바와 같이 냉매 유통로의 유효면적을 고려하여 바이패스통로의 수력직경을 설정해야 한다는 것을 확인하였다.

바이패스통로의 형상에 있어서도, 본 발명인은 도 2,3에 도시된 바와 같이 배플(19)에 절취부(25)를 형성하여 헤더파이프(13,14)와 결합하거나, 도 4와 같이 헤더파이프(13,14)의 내벽면을 이용하여 형성하거나 도5,6과 같이 스크래치 형상으로 배플을 찢는 방법등으로 바이패스통로를 형성한 응축기에서도 유사한 결과를 얻었다. 이는 바이패스통로의 형상과 형성위치에 따라 응축기의 성능에는 큰 영향을 미치지 않는다고 해석할 수 있을 것이다. 나아가, 하부측 냉매 유통로로 갈수록 액냉매량이 많아진다는 것에 비추어 보아 냉매 유입 파이프(15)에 인접한 제 1헤더파이프(13)의 상부격실(13a)과 이와 인접한 중부 격실(13b) 사이의 냉매의 소통로을 제공하는 바이패스통로의 크기 및 수는 중부 격실(13b)과 하부격실(13c) 사이의 냉매의 소통을 제공하는 바이패스통로의 크기 및 수 보다 작은 것이 바람직할 것이다. 그러나 하부 냉매 유통로에 접근함에 따라 점차적으로 바이패스통로의 크기를 크게 하거나 혹은 생산성 및 작업성 등의 이유로 바이패스통로의 크기를 같게 형성하더라도 성능에는 그다지 영향이 없음이 실험결과 확인할 수 있었다. 따라서 바이패스통로의 형태는 응축기의 전체적인 성능에는 큰 영향이 없는 것으로 판단된다. 도9의 곡선 A,B가 보여주듯 응축된 액냉매를 바이패스시키는 것은 방열성능 보다는 압력강하의 개선에 주안점을 두는 것으로, 바이패스통로가 형성된 응축기는 바이패스통로를 형성하지 않은 응축기에 비해 압력강하량은 다소 개선되는 반면 방열성능은 떨어지나 튜브의 수력직경에 대한 바이패스통로의 수력직경의 비율을 최적화함으로써 일정한 범위에서 방열성능을 어느 정도 개선시킬 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

따라서 본 발명인들은 본발명에 의한 응축기의 방열성능을 바이패스통로를 형성하지 응축기보다 방열성능을 향상시키기 위해 튜브 및 바이패스통로뿐만아니라 바이패스통로를 갖는 응축기에 적합하도록 냉매 유통로의 유효 면적을 연관시켜야 한다는 것을 유추하고 이를 확인하기 위해 냉매의 유동 위치별 유동특성, 즉 상변화 정도와 냉매의 유속 등을 고려하여 냉매 유통로를 변화시키면서 실험한 결과 압력강하 측면에서 효과가 우수하게 나타나며 바이패스통로를 형성하지 않은 응축기보다 방열성능 면에서도 우수한 응축기를 얻을 수 있었다.

도 10 내지 도 12는 편평튜브의 수력직경과 바이패스통로의 수력직경 및 냉매 유통로의 수를 변화시켜 가면서 실험한 결과를 나타낸다.

도 10은 바이패스통로 수력직경의 튜브의 수력직경에 대한 비, 즉 도 9에서 나타난 실험결과를 토대로 D_hB/D_hT값을 0.28 내지 2.25인 범위로 설정한 상태에서 응축기의 전체 튜브수 대비 입구측 유통로를 정하는 튜브수를 증가시켜가면서 방열량 및 압력강하량을 측정한 경향 그래프로, 실험에 사용된 응축기는 4개의 냉매 유통로를 가지며, 바이패스통로 수력직경의 튜브의 수력직경에 대한 비, D_hB/D_hT값이 0.95인 응축기를 사용하였다.

그래프를 참조하면, 입구측 냉매 유통로의 튜브수가 전체 튜브수에 대하여 40% 이내일 때는 종래기술 및 본발명의 실험결과 모두가 방열량은 다소 떨어지며 압력강하량은 다소 올라가는 것으로 나타났다. 그러나, 각기 본 발명의 응축기 및 종래기술의 응축기를 나타내는 곡선 C,E 및 D,F가 보여주듯 전체튜브수 대비 입구측 냉매 유통로의 면적이 차지하는 비율이 40% 내지 55%일 때 기존의 바이패스통로를 갖는 응축기에 비해 본 발명의 응축기는 방열량이나 압력강하량 면에서 다소 우수한 성능을 나타낸다. 나아가, 3개의 유통로와 5개의 유통로를 갖는 응축기에 대한 실험 결과, 3개 유통로의 경우 입구측 유통로의 면적이 55% 내지 65% 일때가, 5개 유통로의 경우는 30% 내지 45%가 최적의 성능을 나타내었다. 이는 입구측 냉매 유통로의 상변화 정도가 방열성능에 상당한 영향을 미치며 입구측 영역이 커짐으로써 액상의 냉매가 바이패스 되는 유량과 바이패스 되지 않고 재응축되는 기상의 냉매가 흐르는 냉매 유통로와의 상관 관계를 최적으로 설정한 경우에만 방열성능이 우수하게 나타난다는 것을 확인할 수 있었다. 다시말하면 응축기의 유입구측으로 들어오는 기상의 냉매는 비체적이 크기 때문에 입구측 유통로에서 가장 많은 양의 냉매가 응축되므로 응축된 액상의 냉매를 바이패스시키지 않을 경우 기상 냉매와 액상 냉매의 불균일한 유속 차이로 인해 압력강하가 발생되면서 상술한 바와 같이 냉매 흐름의 저항 요소로 작용되나, 응축된 액상의 냉매를 바이패스 시키는 경우는 비체적이 큰 액냉매가 바이패스 됨으로 인해 튜브쪽을 순환하는 기상냉매의 유동을 원활하게 하고 하부 유통로로 가더라도 입구측 유속과 큰 차이없이 흐를 수 있게 되어 종합적으로 응축기의 성능이 증가되는 것으로 판단된다.

응축기 설계조건을 상기와 같이 하였을 경우 압력강하량을 효율적으로 유지하면서 방열량도 증가시킬 수 있기 때문에 튜브의 수력직경을 작게하면서도 냉매 유통로의 수를 어느정도 증가시킬 수 있게 되며, 또한 수력직경이 큰 튜브를 사용하는 경우에는 냉매 유통로의 수를 보다 많게 하더라도(즉, 냉매의 전체 유로 길이를 증가시키더라도)압력강하량을 허용범위 이내로 제한할 수 있게 된다. 이러한 사실은 동일 사이즈의 응축기일 경우, 본 발명에 따른 응축기가 종래 기술의 응축기(바이패스통로가 있든 없든)에 비해 보다 우월한 성능을 갖게 되는 것으로, 이는 바꾸어 말하면 동일한 성능을 얻기 위해 응축기를 설계할 경우 보다 소형화된 응축기가 제공된다.

도 11은 상기에서 설정한 튜브의 수력직경 범위가 1-1.7mm에서 튜브의 수력직경을 변화시켰을 때 방열성능과 압력강하량의 변화추이를 나타낸 그래프로서, 종래기술Ⅰ(Prior Art I)은 바이패스통로가 없는 일반적인 응축기이며, 종래기술Ⅱ(Prior Art II)는 종래기술Ⅰ에 바이패스통로를 형성한 응축기를 나타낸다.

그래프를 참조하면 냉매유통로가 4개인 종래 기술의 응축기에서 입구측 냉매 유통로의 면적은 전체 응축기 면적의 대략 30% 내지 40%인데, 냉매 유통로들을 따라 흐르면서 응축된 냉매가 바이패스 될 수 있도록 일정 크기의 바이패스통로를 형성하여 실험한 결과(Prior Art II)는 바이패스통로가 없는(Prior Art I) 종래의 응축기에 비하여 압력강하량은 상당히 낮아졌으나, 방열성능은 바이패스통로가 없는 응축기보다 떨어지는 것으로 나타나 바이패스통로가 있는 응축기의 전체적인 성능이 바이패스통로를 형성하지 않은 응축기보다 더 나쁜 것으로 나타난다. 그러나 본 발명에 따라 바이패스통로를 형성한 도 1의 응축기에서는 바이패스통로 수력직경의 튜브의 수력직경에 대한 비와, 입구측 유통로(P1)의 면적을 응축기의 전체 유통로들의 면적의 30-65%로 설정한 경우 튜브의 수력직경이 증가함에 따라 방열량은 종래기술Ⅰ,Ⅱ에 비해 우수한 성능을 나타내었으며 압력강하량은 종래기술Ⅰ에 비해 우수하지만 종래기술Ⅱ에 비해서는 다소 떨어지는 것으로 나타났다. 본 발명에 따른 응축기가 종래기술Ⅱ에 비해 압력강하량이 다소 높은 이유는 종래기술Ⅱ의 입구측 영역이 본 발명에 따른 응축기의 입구영역보다 작기 때문에 기상 냉매가 액상 냉매와 함께 바이패스 되는 양이 본 발명에 의한 응축기보다 많은 것으로 판단되며 실제 실험결과 압력강하량의 차이는 미미한 것으로 나타났다. 즉, 도 11의 그래프로부터 일반적으로 사용되는 튜브의 수력직경에 상관없이 입구측 냉매 유통로에서의 응축량과 바이패스통로 및 편평튜브의 수력직경의 비는 서로 상관관계가 있다는 것을 알 수 있으며 입구측 유통로에서의 응축량, 다시 말하면 입구측 유통로의 면적이 도 10에 나타낸 범위내에서 설정할 때 응축기는 최적의 성능을 나타낸다는 것을 알 수 이있다.

즉, 바이패스통로와 튜브 수력직경의 비를 최적화하고 입구측 냉매 유통로의 튜브수를 응축기에 형성되는 냉매 유통로의 수에 따라 일정 범위에서 설정할 경우 원하는 방열량과 압력강하량을 얻을 수 있다는 것을 의미한다.

도 12는 도 11의 조건에서 냉매유통로의 수를 달리하면서 실험한 결과의 경향을 나타낸 그래프로써, 냉매유통로의 수가 증가할수록 방열량과 압력강하량이 동시에 증가하게 된다. 종래기술Ⅰ(Prior Art I)은 바이패스통로가 없는 일반적인 응축기이며, 종래기술Ⅱ(Prior Art II)는 바이패스통로를 가지고 있으나, 입구영역의 면적을 본 발명의 그것보다 작게 설정한 종래의 응축기를 나타낸다. 도12로부터 유통로의 수가 증가할수록 방열량은 증가되나, 그만큼 압력손실이 커지기 때문에 유통로의 수를 지나치게 많이 설정하는데 제약이 뒤따른다는 것을 알 수 있다. 즉 종래기술Ⅰ(Prior Art I)의 경우 방열량은 증가되나 압력강하량이 급격히 증가되고, 종래기술Ⅱ(Prior Art II)의 경우 압력강하량은 그다지 급격하게 증가하지 않으나 방열량 측면에서는 오히려 종래기술Ⅰ에 비하여 더 낮은 결과가 나타나 도11의 그래프와 동일한 결과를 보여주고 있다. 그러나 본 발명에 따른 응축기의 경우 방열량은 증가하면서 압력강하량도 그다지 급격하게 증가하지 않는 것으로 나타나, 같은 조건에서 유통로의 수를 다소 확장하더라도 큰 문제가 없다는 것을 알 수 있다.

다시 도 9 내지 도 12에 나타낸 결과를 종합해 보면, 응축기의 성능(방열량 및 압력강하량 측면)은 ① 병렬유동형 응축기에서 사용되는 튜브의 수력직경, ② 튜브의 수력직경에 대한 바이패스통로의 수력직경, ③ 유입 파이프를 통해 유입되는 유입냉매의 응축량을 감안한 응축기 전체 튜브수 대비 입구측 튜브의 비, 즉 입구측 유통로(P1)가 차지하는 면적 등 세가지 조건을 냉매유통로의 수를 고려하여 최적의 상태로 조화시켜 설계해야만 응축기의 성능 개선효과가 있다는 것을 알 수 있다.

즉, 튜브의 수력직경이 1 내지 1.7mm 이내이고, 바이패스통로 수력직경의 튜브의 수력직경에 대한 비, D_hB/D_hT값이 0.28 내지 2.25 범위내이며, 응축기의 전체 유통로들에 대한 입구측 유통로가 차지하는 면적 비율이 30% 내지 65%일 때, 병렬유동형 응축기에서의 성능은 바이패스통로의 유무에 무관하게 상기 세가지 조건을 충족시키지 못했을 경우에 대비하여 월등한 성능을 나타내었다. 예를 들어, 냉매 유통로가 4개인 응축기에 있어서는 튜브의 수력직경이 1.2 내지 1.5mm 이내이고, 바이패스통로 수력직경의 튜브의 수력직경에 대한 비, D_hB/D_hT값이 0.45 내지 1.85 범위내이며 입구측 유통로의 튜브가 차지하는 비율이 40% 내지 55% 범위내인 경우에 최적의 성능을 나타내었다.

본 발명에 의한 열교환기는 응축기 전체 튜브영역에 대하여 입구영역의 비와 튜브의 수력직경과 바이패스통로 수력직경과의 상관관계를 최적화 함으로써, 동일 사이즈에서, 방열량 향상 및 냉매의 압력강하 저감을 도모할 수 있는 응축기를 제공할 수 있게 되며, 또한 응축기의 설계조건을 조정하여 다양한 형태의 응축기를 제공할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 각각의 헤더파이프는 냉매의 유동로를 정하기 위해 상호 결합되는 헤더와 탱크를 갖고, 상기 탱크와 헤더는 각각 반원 및 타원형상의 단면을 가지며, 서로 평행하게 배치되고 또한 냉매의 유입구와 유출구를 갖는 한 쌍의 헤더파이프;

   상호 등간격으로 격설되어 병렬로 배치되며, 각각은 그 양단부에서 상기 한 쌍의 헤더파이프에 연결되며 또한 다수의 내부 유체통로를 갖고 각각의 내부 유체통로의 수력직경이 대략 1 mm 내지 1.7 mm 인 다수의 편평튜브;

   상기 다수의 편평튜브의 인접하는 튜브들 사이에 각각 개재되는 다수의 파형핀;

   상기 한 쌍의 헤더파이프 각각의 내부에 적어도 하나씩 설치되는 최소한 두 개의 배플;

   상기 배플들 각각은 상기 헤더파이프들에 제공된 각각의 슬릿에 삽입되는 돌기를 가지며, 상기 배플들 각각의 외주면은 대응되는 상기 헤더파이프들의 내주면과 접면하여 상기 헤더파이프들의 내부를 다수의 격실로 구획함으로써 냉매가 상기 냉매의 유입구과 유출구 사이에서 상기 한 쌍의 헤더파이프와 다수의 편평튜브들에 의해 정해지는 다수의 냉매유로를 지그재그형태로 흐르도록 하며;

   서로 인접하는 상기 격실들 사이에 냉매의 소통로를 제공하여 주로 응축된 액상의 냉매를 통과시키기 위해 상기 배플들의 적어도 하나에 바이패스통로를 형성하고, 이 바이패스통로의 수력직경의 상기 편평튜브의 수력직경에 대한 비는 대략 0.285 내지 2.25범위이고; 및

   상기 냉매가 유입되는 상기 유입구가 설치되는 일측 헤더파이프의 입구측 격실과, 이 입구측 격실에 대향하는 타측 헤더파이프의 격실과, 이들 격실사이에 연결되는 다수의 편평튜브들에 의해 형성되는 입구측 유통로의 면적이 응축기 전체 유통로들의 면적에 대하여 30% 내지 65%의 범위인 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉매유로는 3개로 정해지며, 입구측 유통로의 면적이 응축기 전체 유통로들의 면적에 대하여 55% 내지 65%의 범위인 것;을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 냉매유통로는 4개로 정해지며, 상기 입구측 유통로의 면적이 응축기 전체 유통로들의 면적에 대하여 40% 내지 55%의 범위인 것;을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 냉매유통로는 5개로 정해지며, 상기 입구측 유통로의 면적이 응축기 전체 유통로들의 면적에 대하여 30% 내지 40%의 범위인 것;을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 바이패스통로는 상기 배플들 각각의 중심부에 스크래칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 바이패스통로는 상기 각각의 배플 외주면에 적어도 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
7. 제 1항에 있어서, 상기 바이패스통로는 상기 배플들에 형성되며, 상기 유입구로부터 상기 유출구쪽으로 갈수록 상기 바이패스통로의 수가 점차적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 차량에어컨용 다중 유동형 응축기.
8. 제 1항에 있어서, 상기 바이패스통로는 상기 배플들에 형성되며, 상기 유입구로 부터 상기 유출구쪽으로 갈수록 상기 바이패스통로의 수력직경의 편평튜브의 수력직경에 대한 비의 범위내에서 점차적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중 유동형 응축기.
9. 제 1항에 있어서, 상기 바이패스통로는 상기 헤더파이프들의 내주면에 적어도 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
10. 제 9항에 있어서, 상기 바이패스통로는 상기 유입구로부터 상기 유출구쪽으로 갈수록 상기 바이패스통로의 수력직경의 상기 편평튜브의 수력직경에 대한 비의 범위내에서 점차적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.
11. 제 1항에 있어서, 상기 돌기는 상기 헤더파이프 외주면으로 돌출되어 코킹(caulking)수단에 의해 상기 헤더파이프 외주면에 압착 고정된 것을 특징으로 하는 차량 에어컨용 다중유동형 응축기.