KR20030086067A - 리시버 드라이어를 가진 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 한 쌍의 헤더 파이프와; 상기 헤더 파이프 상에 장착되는 유입관 및 유출관과; 상기 헤더 파이프의 어느 일측에 적어도 한 곳이 연통 되도록 설치되는 리시버 드라이어와, 상기 유입관으로부터 유입된 열교환 매체를 응축하며 리시버 드라이어와 연통되는 적어도 하나의 열교환 매체 응축부와, 이 응축부의 상부에 위치되며 상기 응축된 열교환 매체를 냉각시키는 적어도 하나의 과냉각부와, 상기 리시버 드라이어와 과냉각부를 연결하여 상기 응축부에 의해 응축된 열교환 매체를 상기 과냉각부로 공급하기 위한 리턴관을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

리시버 드라이어를 가진 열교환기{Heat exchanger having a receiver drier}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 공기조화장치의 응축기로 이용되는 자동차용 공기조화 장치의 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화 장치에 사용되는 열교환기는 열교환 매체를 방열 휜과 접촉된 튜브의 내부로 통과시켜 튜브 및 방열휜의 표면과 접촉되는 유동공기와 열교환이 이루어지도록 되어 있다.

열교환기의 일예가 일본 공개 특허 공보 평 9-53866호에 개시되어 있다.

이 열교환기는 공기조화 장치의 응축기로 이용되는 것으로, 한 쌍의 헤더 파이프의 사이를 복수 본의 냉각 파이프를 상하 방향에 다단상으로 연통 접속함과 동시에, 일방의 헤더 파이프에 액상냉매가 모이는(貯留) 수액부를 형성한 구성이 개시되어 있다.

이러한 수액부는 헤더 파이프의 내부에 세퍼레이터를 설치하여 헤더파이프와 일체로 형성되어 있으므로 제조가 어렵다.

일본 공개 특허 공보 평8- 183325 호에는 응축기로 이용되는 열교환기의 다른 예가 개시되어 있다.

개시된 바와 같이 콘덴서의 본체부에서 유출되어진 액냉매를 저액하여 이 액냉매를 서브쿨부에 유출시키는 액체 탱크부를 가지며, 상기 액체 탱크부는 헤더부의 일측에 칸막이판을 이용하여 헤더부와 일체로 구성하고, 상기 칸막이판은 헤더부 및 상기 액체탱크부의 각 상단부간 및 하단부간을 연통가능한 2개의 연통구를 가지고 있는 구성이 개시되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 응축기는 일측에 헤더에 칸막이 판을 이용하여 액체 탱크부 즉, 수액부가 형성되므로 액체 탱크부를 형성하기 위해서는 헤더를 두 개의 부재(piece)로 분할하여야 하며, 나아가서는 제조에 따른 생산성의 향상을 도모할 수 없다.

대한 민국 특허 등록번호 10-0264815호에는 다단 기액 분리형 응축기가 개시되어 있다.

개시된 응축기는 적어도 3개의 격실을 갖는 제1헤더와, 적어도 2개의 격실을 가지며 상기 제1헤더와 평행하게 배치되는 제2헤더와, 제1,2헤더를 연통하도록 평행하게 설치되는 복수개의 튜브와, 상기 튜브들의 사이에 설치되는 방열휜과, 상기 제1 또는 제2헤더에 연결되는 수액기와, 상기 제1헤더의 중간 격실에 형성되는 냉매 유입구와, 상기 제1,2헤더의 어느 하나에 또는 상기 수액기에 형성되는 냉매 유출구를 구비하며, 상기 냉매 유입구로 유입된 기상의 냉매는 응축기 내의 냉매 유로를 지나면서 응축이 진행되어 일차적으로 기상과 액상의 냉매를 분리하게 되며, 수액기가 형성된 헤더와 수액기 사이에 형성된 냉매의 소통로를 통해 응축된 냉매를 수액기로 유출시켜 이 수액기 내에서 재 기상과 액상의 냉매를 분리함으로써 응축기로부터 배출되는 냉매가 액상을 유지하도록 한다.

상술한 바와 같이 구성된 응축기는 제1,2헤더에 적어도 두 개의 격실을 설치하여야 하고, 이들 격실을 상호 연통시키기 위한 수단이 필요하므로 제작이 상대적으로 어렵다.

특히 종래의 응축기는 과냉각부가 하부에 위치되는데, 이 경우 엔진룸에 설치되는 외장형 오일쿨러, 인터쿨러, 범퍼 등에 가려져 응축기의 과냉각부로 유입되는 외기 온도가 상승 될 수 있으며, 결과적으로 응축기의 효율을 떨어뜨리게 됨과 아울러 시스템 효율이 전반적으로 저하시키게 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과냉각부 영역의 위치 변화를 용이하게 함으로써 과냉각 영역에서의 열교환 상태를 최상의 상태로 유지할 수 있으며, 제조가 간단하여 생산성의 향상을 도모 할 수 있는 리시버 드라이어를 가진 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 자동차용 열교환기를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 리시버 드라이어가 헤드부에 장착된 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예를 도시한 단면도.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 리시버 드라이어를 가진 열교환기는

한 쌍의 헤더 파이프와;

상기 헤더 파이프 상에 장착되는 유입관 및 유출관과;

상기 헤더 파이프의 어느 일측에 적어도 한 곳이 연통 되도록 설치되는 리시버 드라이어와,

상기 유입관으로부터 유입된 열교환 매체를 응축하며 리시버 드라이어와 연통되는 적어도 하나의 열교환 매체 응축부와, 이 응축부의 상부에 위치되며 상기 응축된 열교환 매체를 냉각시키는 적어도 하나의 과냉각부와,

상기 리시버 드라이어와 과냉각부를 연결하여 상기 응축부에 의해 응축된 열교환 매체를 상기 과냉각부로 공급하기 위한 리턴관을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 열교환 매체의 유입관이 일측 헤더 파이프의 중앙부에 위치되며, 응축부가 헤더 파이프의 내부에 설치된 배풀에 의해 유입관과 연통되는 제1영역과, 이 제1영역의 상하부에 위치되는 제2,3영역으로 이루어지며, 상기 제2영역의 상부에는 상기 과냉각부가 위치된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 리시버 드라이어를 가진 열교환기의 일예가 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 열교환기(10)는 상호 평행하게 설치되는 한 쌍의 제1,2 헤더 파이프(11)(12)와, 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12)와 그 양단부가 연통되도록결합되며 상호 소정간격 이격되는 복수개의 튜브(13)들과, 상기 튜브(13)들의 사이에 개재되는 방열휜(14)를 포함한다.

상기 제1,2헤더 파이프(11)(12)는 각각 길이 방향으로 다수의 튜브 결합공이 형성된 헤더(11a),(12a)와, 상기 헤더(11a)(12a)와 결합되어 상기 튜브(13)들에 열교환 매체를 공급하기 위한 주통로를 형성하는 탱크(11b),(12b)로 이루어지나 이에 한정되지는 않는다.

한편, 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12)의 내부에는 각각 교호적으로 배플(17)들이 설치되어 제1,2헤더 파이프(11)(12) 내부를 상호 엇갈린 다수개의 격실로 분리함으로써 제1,2헤더 파이프(11)(12)와 튜브(13)들에 의해 사행의 열교환 매체 통로를 형성하게 된다. 이 열교환 매체 통로는 제1헤더 파이프(11)에 설치된 공급관(15)으로부터 유입된 기상의 열교환 매체가 액화되는 응축부(101)와 응축된 열교환 매체를 냉각시키는 과냉각부(102)로 분리될 수 있다. 그리고 상기 제2헤더 파이프(12)에는 상기 응축부(101)로부터 응축된 열교환 매체가 유입될 수 있는 제1연결관(21)들을 가지는 탱크(22)와, 상기 탱크(22)로 유입된 열교환 매체를 상기 과냉각부(102)로 공급하기 위한 리턴관(22)을 가진 리시버 드라이어(20)가 설치된다. 상기 응축부(101)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 튜브(13)들과 제1,2헤더 파이프(11)(12)의 내부를 구획하는 배플(17)들 및 제1,2헤더 파이프를 연결하는 튜브들에 의해 이루어지는 것으로, 제1헤더 파이프(11)의 중앙부위에 내부와 연통되도록 설치된 공급관(15)과 대응되는 튜브(13)들에 의해 형성되는 제1영역(A)과, 상기 제1영역(A)의 상하부에 위치되는 제2,3영역(B)(C)과, 상기 제3영역(C)의 하부에 위치되는 제4영역(D) 및 상기 제2영역(B)의 상부에 위치되는 제5영역(E)과 제5영역(E)의 상부에 위치하는 과냉각부 영역(F)으로 이루어질 수 있다. 상기 제4영역(D)의 일부를 이루는 제2헤더 파이프(12)는 상기 공급관(15)로부터 유입된 열교환 매체가 제1,3,4영역(A,C,D)을 통과하면서 응축되어 리시버 드라이어(20)의 탱크(22)로 유입될 수 있도록 연결관(21')에 의해 탱크(22)와 연결된다. 그리고 상기 제5영역(E)의 일부를 이루는 제2헤더 파이프(12)는 상기 공급관(15)로부터 유입된 열교환 매체가 제1,2,5영역(A,B,E)을 통과하면서 응축되어 리시버 드라이어(20)의 탱크(22)로 유입될 수 있도록 연결관(21)에 의해 탱크(22)와 연결된다. 여기에서 상술한 바와 같은 사행 형상을 이루는 영역들은 상기 제1,2헤더 파이프(11)(12)의 내부에 설치되는 배플(17)들의 수 및 설치 위치에 따라 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

상기 과냉각부(102)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제5영역(E)의 상부에 배플에 의해 구획된 제1,2헤더파이프(11)(12)의 상부 격실과 이와 연통되는 튜브들(13)들에 의해 이루어지는 것으로, 제1헤더 파이프(11)의 상부에는 배출관(16)이 설치되고, 상기 제2헤더 파이프(12)의 상기 리시버 드라이어(20)의 탱크(22)의 하부측과 리턴관(23)에 의해 연결되어 탱크(22) 내의 열교환 매체가 과냉각부(102)를 통과하면서 냉각된 후 배출관(16)을 통하여 배출될 수 있도록 구성된다.

상기 과냉각부(102)를 이루는 제1,2헤더 파이프(11)(12)의 상부의 격실들에는 도 4에 도시된 바와 같이 배플(17')를 설치하여 리턴관(23)으로부터 유입되는열교환 매체의 흐름이 사행형상을 이루도록 함으로써 배출관(16)을 제2헤더 파이프(12)에 설치할 수 있다. 상기 과냉각부(102)에 있어서 열교환 매체의 흐름 경로는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 제1,2헤더 파이프의 내부에 배플의 설치 상태에 따라 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

그리고 상기와 같이 구성된 열교환기에 있어서, 상기 리시버 드라이어(20)에는 응축된 열교환 매체를 필터링 하기 위한 필터 수단(30)이 더 구비된다.

이 필터 수단(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 리시버 드라이어(20)의 탱크(22)의 하부에 결합되어 이의 하부를 밀봉하는 캡(31)과, 캡(31)의 상단부의 필터 장착부(32)에 설치되는 필터(33)를 포함한다. 상기 캡(31)의 단부에 설치되는 필터 장착부(32)는 캡(31)의 상단부의 직경이 상기 탱크(22)의 내부 직경보다 작게 형성되어 캡(31) 상단부의 외주면과 탱크(22)내주면의 사이에 배출통로(34)가 형성되고, 그 중앙부에는 상기 필터(33)거 장착되는 인입공(32a)이 형성되는데, 상기 인입공(32a)은 상기 배출통로(34)와 연통되는 복수개의 관통공(32b)이 형성된다. 그리고 상기 캡(31)의 상단부와 인접되는 탱크(22)의 내면에는 가압돌기(22a)가 형성되어 캡(31)과 탱크(22)의 결합시 상기 인입공(32a)에 장착된 필터(33)의 가장자리를 캡(31)의 상단부에 밀착하게 된다. 여기에서 상기 리턴관(23)은 상기 배출통로(34)와 연통될 수 있도록 배출통로(34)와 대응되는 위치의 탱크(22)에 설치되고, 상기 하부에 응축부와 연결되는 연결관(21')은 유입되는 열교환 매체가 상기 필터(33)를 통과할 수 있도록 가압돌기(22a)의 상부에 위치된다.

상술한 바와 같이 구성된 열교환기는 상기 공급관(15)으로부터 공급된 기상의 열교환 매체의 일부는 도 2에 도시된 바와 같이 응축부(101)의 1,3,4영역(A,C,D)의 튜브(13)들을 통과하면서 열교환이 이루어져 액화된 후 상기 탱크(22)와 연결된 연결관(21')을 통하여 탱크(22)의 내부로 유입된다. 그리고 상기 공급관(15)으로 공급된 열교환 매체의 일부는 응축부(101)를 이루는 제1,3,5(A,C,E)를통과하면서 열교환이 이루어져 액화된 후 탱크의 상부와 제5영역(E)을 연통시키는 연결관(21)을 통하여 탱크(22)로 유입된다.

상기와 같이 액화되어 탱크(22)의 내부로 유입된 열교환 매체는 필터(33)를통과하여 배출통로(34)로 유입된 후 리턴관(23)을 통하여 과냉각부(102)로 유입된다. 상기 과냉각부(102)로 유입된 열교환 매체는 과냉각부(102)의 튜브들을 통과하면서 냉각된 후 배출관(16)을 통하여 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기는 응축부에서 응축된 열교환 매체가 리턴관을 통하여 과냉각부로 유입되게 되므로 제1,2헤더 파이프의 구조가 상대적으로 간단하고, 리시버 드라이어의 설계에 따른 제약을 줄일 수 있으며, 나아가서는 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 본원 발명이 속하는 기술적 범위내에서 당업자에 의해 다양한 형태로 변형실시 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 한 쌍의 헤더 파이프와;

   상기 헤더 파이프 상에 장착되는 유입관 및 유출관과;

   상기 헤더 파이프의 어느 일측에 적어도 한 곳이 연통 되도록 설치되는 리시버 드라이어와,

   상기 유입관으로부터 유입된 열교환 매체를 응축하며 리시버 드라이어와 연통되는 적어도 하나의 열교환 매체 응축부와, 이 응축부의 상부에 위치되며 상기 응축된 열교환 매체를 냉각시키는 적어도 하나의 과냉각부와,

   상기 리시버 드라이어와 과냉각부를 연결하여 상기 응축부에 의해 응축된 열교환 매체를 상기 과냉각부로 공급하기 위한 리턴관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어를 갖는 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열교환 매체의 유입관이 일측 헤더 파이프의 중앙부에 위치되며,

   응축부가 헤더 파이프의 내부에 설치된 배플에 의해 유입관과 연통되는 제1영역과, 이 제1영역의 상하부에 위치되는 제2,3영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어를 갖는 열교환기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 과냉각부가 튜브, 제1,2헤더파이프와, 제1,2헤더파이프에 설치된 배플에 의해 직선 또는 사행의 형상으로 형성된 것을 특징으로 리시버 드라이어를 가진 열교환기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 리시버 드라이어는 하부가 개구를 가지며 적어도 하나의 연결관를 가지는 탱크와, 상기 탱크의 개구에 결합되며 상기 탱크의 내부와 상기 리턴관을 연통시키는 캡과, 상기 캡에 장착되어 상기 탱크 내부로부터 리턴관을 통하여 배출되는 냉매를 필터링 하기 위한 필터수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어를 가진 열교환기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 필터수단은 리시버 드라이어는 하부가 개구를 가지며 적어도 하나의 연결관를 가지는 탱크와, 상기 탱크의 개구에 결합되며 상기 탱크의 내부와 상기 탱크의 리턴관과 필터 장착부가 형성되고 탱크의 내주면과 배출통로를 형성하는 캡과, 상기 필터 장착부에 장착되어 상기 탱크 내부로부터 배출관으로 배출되는 냉매를 필터링 하기 위한 필터수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어를 가진 열교환기.