KR20040013955A - 자동차 공조장치용 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 공조장치용 증발기에 관한 것으로서, 증발기의 냉매 유출입라인을 팽창밸브측 출구라인 및 압축기측 입구라인과 최단거리로 연결할 수 있고, 냉매 유출입라인이 공기의 흐름을 방해하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 증발기는, 상하단부에 냉매유출입 컵이 각각 형성되면서 상단 냉매유출입 컵의 측방에는 냉매토출 컵이 구비된 대칭형상의 한쌍의 플레이트(210,220)가 접합되어 이루어지는 튜브(200)들을 가진다. 상기 튜브가 한 쌍의 엔드플레이트 사이에 나란하게 적층되어 소정의 냉매유동경로(230) 및 냉매토출경로(240)가 형성되고, 마지막 튜브(240D)에는 마지막 냉매유출입 컵(222L)과 냉매토출 컵(224L)을 연통하는 매니폴드(300)가 착탈가능하게 결합된다. 이 매니폴드의 착탈에 의하여 냉매유출입라인을 팽창밸브 및 압축기의 방향에 맞도록 선택적으로 연결할 수 있다. 또한, 냉매유입구 및 냉매토출구가 증발기의 일측면에 형성되어 공기의 흐름을 방해하지 않으므로 열교환 효율을 높일 수 있다.

Description

자동차 공조장치용 증발기{EVAPORATOR FOR CAR AIR CONDITIONER}

본 발명은 자동차 공조장치용 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발기의 냉매 유출입구와 팽창밸브 및 압축기를 최단거리로 연결할 수 있고, 증발기를 통과하는 공기의 유동을 냉매 유출입라인이 방해하지 않는 자동차 공조장치용 증발기에 관한 것이다.

자동차의 공기조화장치에 있어서, 공기의 냉각을 위해 사용되는 증발기는 그 내부를 유동하는 냉매가 증발기를 통과하는 외부 공기로부터 열교환에 의하여 열을 빼앗음으로써 공기를 냉기로 만드는 장치이다.

도 1a에는 상술한 자동차 공조장치용 증발기중 소위 적층형 증발기가 도시되어 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 증발기(10)는, 내부에 냉매의 유동경로를 가지는 본체(20)와, 이 본체(20)의 냉매 유동경로에 냉매가 유출입되도록 접속되는 한 쌍의 접속부재(30)(31)를 포함하여 구성된다.

본체(20)는 좌우 한 쌍의 엔드플레이트(21,21a) 사이에 서로 나란하게 적층 접합된 다수의 튜브(22)와, 이 튜브(22)들 사이에 설치된 다수의 열교환핀(23)으로 구성된다.

튜브(22)는 도 1b에서 보이는 바와 같이, 한 쌍의 판상 플레이트(24)가 접합되어 이루어진다. 플레이트(24)는 판상으로 이루어지면서 상하단부에 컵(24a)(24b)이 각각 형성되며, 내부에는 복수의 엠보비드(24c)가 구비되어 이루어진다.

그리고, 각 접속부재(30)(31)는, 그들간의 간격에 따라 열교환 효율이 변하게 되므로 본체(20)의 크기를 감안하여 서로 적절한 간격을 유지하면서 본체(20)에 접속된다.

제1접속부재(30)에는 팽창밸브측 출구라인(미도시)이 연결되고, 제 2접속부재(31)에는 압축기측 입구라인(미도시)이 연결되어 제 1접속부재(30)를 통하여 냉매가 튜브(22) 내의 냉매 유동경로로 유입되고, 이 냉매는 본체(20)의 소정의 냉매유동경로를 거친 다음 제2접속부재(31)를 통하여 압축기로 토출된다.

그러나, 이러한 증발기에 의하면, 냉매 유입구와 토출구가 연결되는 제1,2접속부재(30)(31)가 공기유동경로상에 배치되어 공기의 흐름을 방해하게 되므로 열교환 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 도면에 도시되지는 않았지만, 냉매 유입구와 냉매 토출구가 연결되는 제1,2접속부재가 공기의 흐름을 방해하지 않도록 엔드플레이트의 측면쪽에 각각 설치되는 경우도 있으나, 이 경우 냉매 유입구와 냉매 토출구와 연결되는 관로가 공기유동경로를 막지는 않지만 팽창밸브측 출구라인과 압축기측 입구라인을 동일한 방향으로 인출하기 위해서는 각 라인을 연결하기 위한 부품의 길이가 길어지므로 원가가 상승하고, 조립공간을 많이 차지하며, 조립작업도 힘든 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박형으로 이루어지면서 증발기의 냉매 입출구라인을 팽창밸브측 출구라인 및 압축기측 입구라인과 최단거리로 연결할 수 있도록 함과 아울러, 차종에 맞춰 연결할 수 있도록 한 자동차 공조장치용 증발기를 제공하려는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 공기의 유동경로를 냉매 입출구라인이 막지 않도록 한 것이다.

도 1a는 종래 2-탱크식 증발기의 정면도.

도 1b는 종래 2-탱크식 증발기에 적용된 플레이트의 정면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조장치용 증발기의 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 증발기의 튜브들의 분해 사시도.

도 4는 도 2의 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기의 냉매 유출입 과정을 보인 개략도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기의 냉매 유출입 과정의 변형례.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발기의 냉매 유출입 과정을 도시한 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 증발기, 110 : 엔드플레이트

120 : 열교환핀, 200 : 튜브

210,220 : 플레이트, 211,221 : 브레이징 비드

212,213,222,223 : 냉매유출입 컵, 214,224 : 냉매토출 컵

230 : 냉매유동경로, 240 : 냉매토출경로

300 : 매니폴드,

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제공되는 자동차 공조장치용 증발기는, 한 쌍의 플레이트에 의하여 이루어지고, 내부에 일자형 냉매유동경로가 형성되며, 상하부에 냉매유동경로와 연통하는 냉매유출입 컵이 각각 구비되어, 차례로 적층되는 복수의 튜브와; 상기 튜브들의 사이에 적층되는 다수의 열교환핀을 포함하여 이루어진 증발기에 있어서,

상기 각 플레이트의 일측에 상기 냉매유동경로와 통하지 않도록 각각 형성되는 냉매토출 컵이 차례로 접합되어 냉매 토출유로가 형성되고, 상기 냉매유동경로와 상기 냉매 토출유로를 연통시키는 연통수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연통수단은, 상기 튜브 중 마지막 튜브의 냉매유출입 컵과 냉매토출유로의 입구측에 착탈 가능하게 연결되는 매니폴드일 수 있다.

상기 연통수단은, 상기 냉매유출입컵과 냉매토출컵이 서로 연통되도록 형성된 튜브일 수도 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

< 실시예 1 >

도 2 내지 도 5를 참조하면서 본 실시예에 따른 공조장치용 증발기에 대하여 설명한다.

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예의 자동차 공조장치용 증발기(100)는, 좌우 한 쌍의 엔드플레이트(110,110a) 사이에 나란하게 적층 접합되며 내부를 따라 냉매가 유동하는 튜브(200)와, 각 튜브(200)들 사이에 설치되는 다수의 열교환핀(120)을 포함하여 이루어진다.

튜브(200)는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 대칭형상으로 이루어진 한 쌍의 플레이트(210)(220)가 결합되어 구성된다.

플레이트(210)(220)는 내부에 다수의 엠보비드(215)(225)가 형성되며, 그 테두리부에 단차지게 형성된 브레이징 비드(211)(221)가 접합되어 내부에 일자형 냉매유동경로(230)가 구비되고, 상하단부에 냉매유동경로(230)와 연통하는 냉매유출입 컵(212)(213)(222)(223)이 각각 형성된다.

본 발명에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 열전달을 위해 플레이트 내부에 엠보비드(215)(225)를 형성하였으나, 엠보비드(215)(225) 대신 이너핀을 개재할 수도 있다.

복수의 튜브(200)는 서로 마주보는 냉매유출입 컵들이 차례로 결합됨으로써 연결되는 한편, 이와 같이 연결된 냉매유출입 컵들은 냉매유동경로가 기능한다.

그리고, 플레이트(210)(220)의 상단 냉매유출입 컵(212)(222)의 측방에는 냉매유동경로(230)와 통하지 않는 냉매토출 컵(214)(224)이 플레이트(210)(220)의 측방으로 돌출되도록 형성된다.

냉매토출 컵(214)(224)은 냉매유출입 컵과 마찬가지로 근접하는 다른 튜브의 냉매토출 컵과 결합되어 첫 번째 튜브에서 마지막 튜브까지 통하는 냉매토출경로(240)가 형성된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 튜브(200)는 냉매의 흐름에 따라 복수의 튜브군(200A)(200B)(200C)(200D)으로 구분된다.(도면에서는 4개의 튜브가 하나의 군을 형성하면서 증발기를 4개의 튜브군으로 도시하였지만, 튜브군을 형성하는 튜브의 수량 및 튜브군의 수량은 이에 한정되지 않는다).

제 1튜브군(200A)의 첫 번째 튜브의 하측 냉매유출입 컵과 마지막 튜브의 상측 냉매유출입 컵은 배플(B1)(B2)에 의해 각각 막히며, 제2튜브군(200B)의 마지막 튜브의 하측 냉매유출입 컵은 배플(B3)에 의해 막히고, 제3튜브군(200C)의 마지막 튜브의 상측 냉매유출입 컵은 배플(B4)에 의해 막히며, 제4튜브군(200D)의 마지막 튜브의 하측 냉매유출입 컵도 배플(B5)에 의해 막힌다.

마지막 튜브군(200D)에 도착한 냉매는 냉매토출경로(240)측으로 선회하여야하며, 냉매를 냉매토출경로(240)측으로 선회시키기 위한 구조의 일 예로, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 4튜브군(200D)에는 마지막 튜브를 구성하는 제 2플레이트(220D)의 상단부에 형성된 냉매유출입 컵(222D) 및 냉매토출 컵(224D)을 연결하여 제4튜브군(200D)을 통과한 냉매가 냉매토출경로(240)로 순환되도록 안내하는 매니폴드(300)가 결합된다.

냉매를 선회시키기 위한 다른 방법으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 마지막 튜브군(200D)을 구성하는 제1플레이트(210D)의 냉매유출입 컵(212D)과 냉매토출 컵(214D)을 각각 연통시키고, 제2플레이트(220D)의 상단을 하나의 컵(222D)으로 성형하여 마지막 튜브군(200D)에 유입된 냉매가 튜브군(200D)의 내부에서 냉매토출 컵(214D)으로 선회할 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 4에서 보이는 바와 같이, 첫 번째 튜브의 첫 번째 냉매유출입 컵(212A)과 냉매토출 컵(214)에는 팽창밸브측 출구라인(400)과 압축기의 입구측 라인(500)이 각각 결합된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예 1에 따른 증발기의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 4와 도 5에서 보이는 바와 같이, 팽창밸브를 통과한 냉매는 제 1튜브군(200A)중 첫 번째 튜브의 상측 냉매유출입 컵(212A)을 통하여 제 1튜브군(200A)에 유입되며, 냉매는 제1튜브군(200A)의 마지막 튜브의 상측 냉매유출입 컵이 배플(B2)에 막혀 있으므로 제1튜브군(200A)의 각 튜브의 냉매유동경로를 따라 하측으로 유동한 후, 제2튜브군(200B)의 하측 냉매유출입 컵을 통하여 제2튜브군(200B)에 유입된다.

제2튜브군(200B)에 유입된 냉매는 제2튜브군(200B)의 마지막 튜브의 하측 냉매유출입 컵이 배플(B3)에 막혀 있기 때문에 제2튜브군(200B)의 냉매유동경로를 따라 상승하고, 제2튜브군(200B)의 마지막 튜브의 상측 냉매유출입구를 통하여 제3튜브군(200C)에 유입된다.

제3튜브군(200C)에 유입된 냉매는 제3튜브군(200C)의 마지막 튜브의 상측 냉매유출입 컵이 배플(B4)에 막혀 있으므로 제3튜브군(200C)의 각 튜브들의 냉매유동경로를 따라 하강한 후 제4튜브군(200D)의 하측 냉매유출입 컵을 통하여 제4튜브군(200D)에 유입된다.

이 냉매는 제4튜브군(200C)의 마지막 튜브의 하측 냉매유출입 컵이 배플(B5)에 막혀 있으므로 제4튜브군(200C)의 냉매유동경로를 따라 상승한 후 상측의 냉매유출입 컵(222L)을 통하여 매니폴드(300)에 토출된다.

매니폴드(300)에 유입된 냉매는 매니폴드(300)를 따라 냉매토출경로(240)의 입구측인 냉매토출 컵(224L)측으로 선회하여 유입되고, 이 냉매는 냉매토출경로(240)를 따라 제1튜브군(200A)의 첫 번째 튜브까지 흐르다가 냉매토출 컵(224A)을 통하여 압축기측 입구라인(500)으로 토출된다.

한편, 매니폴드(300) 대신 도 3과 같이, 냉매유출입 컵(212D)과 냉매토출 컵(214D)이 연통된 튜브군(200D)이 채용되면, 마지막 튜브군(200D)의 냉매유출입 컵(212D)을 통해 유입된 냉매가 냉매토출 컵(214D)측으로 선회하여 냉매토출경로(240)를 따라 토출된다. 여기서, 냉매유출입 컵(212D)과 냉매토출컵(214D)이 연통된 튜브(200D)가 하나만 사용되는 것에 한정되지 않고, 냉매유출입컵과 냉매 토출컵이 연통된 튜브들이 3 ~ 4개 연속해서 배치될 수도 있다.

한편, 도 6에서 보이는 바와 같이, 증발기의 마지막 튜브군인 제4튜브군(200D) 전체에 대해 냉매유출입컵과 냉매 토출컵이 연통된 구조의 튜브가 채용되어 냉매유동경로(230)와 냉매토출경로(240)가 연통될 수도 있다.

< 실시예 2 >

도 7에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 자동차 공조장치용 증발기는, 냉매의 입구 및 출구를 형성하는 첫 번째 튜브에는 냉매유출입 컵(212) 및 냉매토출 컵(214)을 팽창밸브측 냉매파이프(400) 및 압축기측 냉매파이프(500)에 각각 독립적으로 연결하는 유로(L1)(L2)가 구비된 엔드플레이트(600)가 결합된다.

엔드플레이트(600)의 각 유로(L1)(L2)의 개구부에는 조인트 플랜지(610)를 매개로 하여 팽창밸브측 냉매파이프(400)와 압축기측 냉매파이프(500)가 각각 연결된다. 나머지는 실시예 1과 동일하게 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 증발기에 따르면, 팽창밸브측 출구라인(400)에서 토출된 냉매는 제1유로(L1)를 통하여 냉매유출입 컵(212)에 유입되어 실시예1과 마찬가지로 모든 튜브(200)들을 순환한 후, 제2유로(L2)를 통하여 압축기측 입구 라인(500)쪽으로 토출된다.

따라서, 팽창밸브측 출구라인(400)과 압축기측 입구라인(500)이 증발기(100)의 좌우 양측에 배치될 경우에는 매니폴드(300)(도 4 참조)를 제거함과 아울러 냉매토출 컵을 폐쇄하여 첫 번째 튜브의 냉매유출입 컵은 냉매유입구로 사용하는 한편, 마지막 튜브의 냉매유출입 컵은 냉매토출구로 사용한다.

한편, 팽창밸브측 출구라인(400)과 압축기측 입구라인(500)이 동일방향에서 인출되는 경우에는 매니폴드(300) 또는 튜브군(200D)을 통하여 냉매가 냉매토출경로(240)를 통하여 냉매입구측으로 유동되도록 한다.

그리고, 냉매 입구 및 출구가 공기의 흐름을 방해하지 않는 면에 동일방향으로 형성되어 공기가 증발기의 튜브들 사이를 원활하게 통과할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 증발기에 의하면, 불필요한 연결부품을 사용하지 않고 증발기의 유출입라인을 차량에 적합한 방향으로 맞출 수 있으므로 생산비용을 절감할 수 있다.

그리고, 공기가 냉매 유출입라인의 방해를 받지 않으면서 원활하게 튜브들 사이를 통과할 수 있으므로 냉각효율을 높일 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 한 쌍의 플레이트에 의하여 이루어지고, 내부에 일자형 냉매유동경로가 형성되며, 상하부에 냉매유동경로와 연통하는 냉매유출입 컵이 각각 구비되어, 차례로 적층되는 복수의 튜브와; 상기 튜브들의 사이에 적층되는 다수의 열교환핀을 포함하여 이루어지는 자동차 공조장치용 증발기에 있어서,

   상기 각 플레이트의 일측에 상기 냉매유동경로와 통하지 않도록 각각 형성되는 냉매토출 컵이 차례로 접합되어 냉매 토출유로가 형성되고, 상기 냉매유동경로와 상기 냉매 토출유로를 연통시키는 연통수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 증발기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연통수단은, 상기 튜브 중 마지막 튜브의 냉매유출입 컵과 냉매토출유로의 입구측에 착탈 가능하게 연결되는 매니폴드인 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 증발기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연통수단은, 상기 냉매유출입컵과 냉매토출컵이 서로 연통되도록 형성된 튜브인 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 증발기.