KR20050029072A - 수액기 일체형 응축기 - Google Patents

수액기 일체형 응축기 Download PDF

Info

Publication number
KR20050029072A
KR20050029072A KR1020030065401A KR20030065401A KR20050029072A KR 20050029072 A KR20050029072 A KR 20050029072A KR 1020030065401 A KR1020030065401 A KR 1020030065401A KR 20030065401 A KR20030065401 A KR 20030065401A KR 20050029072 A KR20050029072 A KR 20050029072A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
header pipe
header
condenser
refrigerant
compartment
Prior art date
Application number
KR1020030065401A
Other languages
English (en)
Inventor
이상률
안용귀
임연우
Original Assignee
한라공조주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라공조주식회사 filed Critical 한라공조주식회사
Priority to KR1020030065401A priority Critical patent/KR20050029072A/ko
Publication of KR20050029072A publication Critical patent/KR20050029072A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3227—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or the type of heat exchanger, e.g. condenser, evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05375—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with particular pattern of flow, e.g. change of flow direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3286—Constructional features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/044—Condensers with an integrated receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 응축기는, 그 내부에 구비된 적어도 하나의 배플에 의해 구분되는 적어도 두 개의 격실을 갖는 제1 헤더파이프; 제1 헤더파이프와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 그 내부에 구비된 적어도 하나의 배플에 의해 구분되는 적어도 두 개의 격실을 갖고, 적어도 하나의 배플 중 최하부 배플에 배플홀이 형성된 제2 헤더파이프; 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되며 그 수력직경이 0.3mm이상 1.0mm이하인 튜브에 의해 마련되는 응축부; 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 튜브에 의해, 응축부의 하부에 마련되는 과냉각부; 응축부 및 과냉각부를 이루는 튜브들 사이에 개재된 복수개의 방열핀; 제1 헤더 파이프의 일측에 설치된 냉매 유입관; 제1 헤더 파이프의 타측에 설치된 냉매 유출관; 및 제2 헤더 파이프와 결합되고, 제2 헤더 파이프와 연통된 수액기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 수력직경이 작은 튜브를 적용할 경우에 발생하는 압력강하 문제를 해결함과 동시에 콘덴서의 소형화를 달성할 수 있다.

Description

수액기 일체형 응축기{Condenser with integral liquid reservoir}
본 발명은 수액기 일체형 응축기에 관한 것으로, 특히 배플홀을 추가 형성하여 일부 냉매를 과냉각부로 직접 가이드하기 위한 구조가 개선된 수액기 일체형 응축기에 관한 것이다.
자동차용 공기조화 장치에 사용되는 응축기는 기상의 냉매를 방열핀과 접촉된 튜브의 내부로 통과시켜 튜브 및 방열핀의 표면과 접촉되는 유동공기와 열교환이 이루어지도록 하여 액화시키고 있다. 이러한 과정에서 냉매에 따라 다소의 차이는 있으나 액상의 냉매속에 포함된 수분과 이에 의한 금속의 부식에 의한 침전물 등을 제거하기 위한 리시버 드라이어(receiver drier)가 사용된다.
통상적으로 이러한 리시버 드라이어는 응축기에서 응축된 액상의 냉매를 보관하는 수액기를 구비하고, 이 수액기 내부에 필터 및 건조제가 내장된다. 이 중 필터는 냉매로부터 이물질을 거르는 기능을 하게 되며, 건조제는 냉매로부터 수분을 제거하는 기능을 수행하게 된다. 근래에는 차량 엔진룸의 공간 한계성을 극복하기 위하여 수액기와 응축기가 일체로 형성된 수액기 일체형 응축기가 제시되고 있다.
일예로 일본 공개특허 제1999-257799호에 '수액기 일체형 응축기'가 개시되어 있다. 이 수액기 일체형 응축기는, 한 쌍의 헤더를 가지는 응축기 본체의 하부에, 상기 양 헤더사이로 지나서 연장되는 수액기가 부착되며, 이 수액기 내에는 필터 및 건조제가 수납되어 있는 구조를 가진다.
다른 예로서, 일본 공개특허 제1999-304301호에 '수액기 및 수액기 편성 응축기'가 개시되어 있다. 이 수액기 편성 응축기는, 상호 연통하고 상호 분할된 적어도 2개의 공간부를 가지고, 그 안에 하나의 공간부에 필터 및 건조제를 수용하는 동시에, 다른 하나의 공간부를 수액기로 형성하며, 상기 공간부들은 연통부재를 통하여 헤더와 연통된 구조를 가진다. 이밖에 또 다른 예로서, 일본 공개특허 제2000-039232호에 개시된 "수액기 편성 응축기"도 있다.
미국특허 US5,224,358에는, 수액기측으로의 냉매유입구와 응축부의 하단부에, 냉매유입구 근방에 과냉각부로 보내기 위한 냉매유출구가 형성되어 유턴(U-turn)되어 흐르고, 기상의 냉매는 부력에 의해 분리되어 수액기내에 저장되는 원리이다.
일반적으로 응축기 내부를 통과하는 냉매는, 압축기에서 기상으로 도입된 후, 입구측에서 출구측으로 유동하면서 응축기를 통과하는 외부공기와의 열교환을 통해 기상과 액상이 공존하는 과정을 거쳐 최종 출구측 영역에서 액상으로 변화되어 냉매순화회로의 다른 구성요소로 배출된다. 다시말해, 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 상변화되는 과정에서, 주로 기상의 냉매가 흐르는 영역에 위치한 편평튜브의 내측 벽면에 형성된 얇은 액막은 냉매와 공기사이의 열전달을 방해하는 열저항으로 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.
한편, 응축기의 성능을 향상시키기 위해서는, 냉매가 열교환할 수 있는 전열면적을 증가시키고, 냉매측의 압력강하를 최소화시키도록 설계하는 것이 중요하다. 여기서 냉매의 전열면적은 냉매가 실제 통과하는 튜브의 유효 유로단면적을 의미한다. 냉매의 전열면적을 증대시키는 방안으로는, 첫째, 단위튜브 내부에서 냉매가 유통되는 다수의 내부 유체통로의 수력직경을 감소시키는 방안과, 둘째, 수력직경은 그대로 두고 냉매의 유통로(pass)의 수를 증가시킴으로써 냉매의 전체 유로길이를 길게 형성하는 방안을 들 수 있다.
그러나, 첫째, 튜브의 수력직경을 감소시키기 위한 방안은, 유체 유동로의 수력직경이 작아지는 만큼, 그에 상응하여 냉매의 통과저항을 증가시키기 때문에, 응축기내에 압력이 과도하게 걸리고, 결과적으로 냉매측의 과도한 압력강하를 유발시키게 된다. 또한 이렇게 수력직경이 작은 튜브를 적용한 응축기에서는, 과도한 압력강하를 방지하기 위해, 냉매 유통로의 수를 적게 유지해야 하는 제한이 따른다.
둘째, 냉매의 유통로의 수를 증가시킴으로써, 냉매의 전체 유로길이를 증가시키는 방안으로는, 헤더파이프 내부에 다수의 배플을 개재하여 유입파이프를 통해 도입된 냉매가 1회 이상 유턴(U-turn)하면서 응축기 내부를 유동함으로써, 결과적으로 튜브의 유효 유로단면적을 증대시키는 효과를 발휘하게 된다. 이러한 형태의 응축기에서는, 냉매가 응축기를 통과하는 과정에서 발생하는 냉매의 상변화 즉 냉매가 기상에서 액상으로 상변화되어 응축기 내부를 흐를 때, 액상이 기상에 비해 비체적이 작고 유속이 느리다는 점을 감안하여, 응축기의 입구측 유통로의 유효면적 또는 튜브수를 상대적으로 크게하고, 출구측 유통로로 갈수록 유로면적을 감소시킴으로써, 입구측 유통로에서 가장 큰 열교환이 이루어지도록 함과 아울러 상변화에 따른 냉매의 유동저항을 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 압력 강하량이 증가되므로, 압축기의 일량이 증가될 수 밖에 없다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 수력직경이 작은 튜브가 적용되는 경우에 발생하는 압력강하 문제를 해결하는 소형화된 수액기 일체형 응축기를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 응축기는, 그 내부에 구비된 적어도 하나의 배플에 의해 구분되는 적어도 두 개의 격실을 갖는 제1 헤더파이프; 상기 제1 헤더파이프와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 그 내부에 구비된 적어도 하나의 배플에 의해 구분되는 적어도 두 개의 격실을 갖고, 상기 적어도 하나의 배플 중 최하부 배플에 배플홀이 형성된 제2 헤더파이프; 상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되며 그 수력직경이 0.3mm이상 1.0mm이하인 튜브에 의해 마련되는 응축부; 상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 튜브에 의해, 상기 응축부의 하부에 마련되는 과냉각부; 상기 응축부 및 상기 과냉각부를 이루는 튜브들 사이에 개재된 복수개의 방열핀; 상기 제1 헤더 파이프의 일측에 설치된 냉매 유입관; 상기 제1 헤더 파이프의 타측에 설치된 냉매 유출관; 및 상기 제2 헤더 파이프와 결합되고, 상기 제2 헤더 파이프와 연통된 수액기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 제2 헤더파이프와 상기 수액기는, 상기 제2 헤더파이프내의 상부 격실의 상단부에 형성된 연통홀; 및 상기 제2 헤더파이프내의 하부 격실에 형성된 연통홀에 의해 연통될 수 있다. 상기 제2 헤더파이프와 상기 수액기는, 상기 제2 헤더파이프내의 상부 격실의 하단부에 더 형성된 연통홀에 의해 연통될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 응축기는,
그 내부에 구비된 복수개의 배플에 의해 구분되는 복수개의 격실을 갖는 제1 헤더파이프; 상기 제1 헤더파이프와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 그 내부에 구비된 복수개의 배플에 의해 구분되는 복수개의 격실을 갖고, 상기 복수개의 배플 중 하나 이상에는 배플홀이 형성된 제2 헤더파이프; 상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 복수개의 튜브에 의해 마련되는 응축부; 상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 복수개의 튜브에 의해, 상기 응축부의 하부에 마련되는 예비 과냉각부; 상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 튜브에 의해, 상기 예비 과냉각부의 하부에 마련되는 과냉각부; 상기 응축부 및 상기 과냉각부를 이루는 튜브들 사이에 개재된 복수개의 방열핀; 상기 제1 헤더 파이프의 일측에 설치된 냉매 유입관; 상기 제1 헤더 파이프의 타측에 설치된 냉매 유출관; 및 상기 제2 헤더 파이프와 결합되고, 상기 제2 헤더 파이프와 연통된 수액기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 응축기의 구성 및 작용을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수액기 일체형 응축기에 대한 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 수액기 일체형 응축기에 있어서, 한 쌍의 제1헤더 파이프(100) 및 제2헤더 파이프(102)가 소정간격으로 이격되게 배치되어 있다.
제1헤더 파이프(100)와 2헤더 파이프(102) 사이에는 코어부를 형성하는 복수개의 튜브(110)들이 적층되어 있다. 그리고, 튜브(110)들의 일단부는 제1헤더 파이프(100)에, 타단부는 제2헤더 파이프(102)에 각각 삽입되어 연통되어 있다. 튜브(110)들 사이에는 방열핀(120)이 개재되어 튜브(110)내로 냉매가 유동될 때 열교환을 촉진시키게 된다. 코어부중에서 하부에 적층된 튜브는 과냉각영역을 이루며, 그 위의 상부는 응축영역을 이룬다.
제1헤더 파이프(100)의 상부 측에는 냉매가 유입되는 유입관(106)과, 하부 측에는 냉매가 유출되는 유출관(108)가 형성되어 있다.
제2헤더 파이프(102)의 일측에는 수액기(104)가 나란하게 위치된다. 제2헤더 파이프(102)와 수액기(104)는, 각각 별개로 제조되어 결합될 수도 있고, 일체로 예컨대 압출 성형에 의해 형성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기를 설명하기 위한 도면으로서, 응축영역이 하나의 유통로로 구비되고, 과냉각 영역이 하나의 유통로로 구비되는 경우를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 응축기 코어부(210)는 응축부 튜부(210a)와 과냉각부 튜브(210b)로 구비된다. 제1 헤더 파이프(200)는 배플(212)에 의해 상부 격실(200a)과 하부 격실(200b)로 분리된다. 제2 헤더 파이프(202) 역시 배플(216)에 의해 상부 격실(202a)과 하부 격실(202b)로 분리된다. 제2 헤더 파이프(202)의 배플(216)에는 배플홀(216a)이 형성되어, 상부 격실(202a)과 하부 격실(202b)을 연통한다.
응축기 코어부(210a, 210b)는 소정 간격 이격되어 평행하게 배치된 제1 헤더 파이프(200)와 제2 헤더 파이프(202) 사이에 개재되어 결합된다. 응축부 튜브(210a)는 제1 헤더 파이프(200)의 상부 격실(200a) 및 제2 헤더 파이프(202) 상부 격실(202a)과 연통된다. 과냉각 튜브(210b)는 제1 헤더 파이프(200)의 하부 격실(200b) 및 제2 헤더 파이프(202)의 하부 격실(202b)과 연통된다. 수액기(204)는, 제1 연통홀(220a)과 제2 연통홀(220b)에 의해, 제2 헤더 파이프(102)와 연통되며 결합된다. 제1 연통홀(220a)은 제2 헤더 파이프(202)의 상부 격실(202a)과 수액기(204)를 연통하며, 제2 연통홀(220b)은 제2 헤더 파이프(202)의 하부 격실(202b)과 수액기(204)를 연통한다.
이와 같은 구조하에서, 유입관(206)을 통하여 제1 헤더파이프(200)의 상부격실(200a)로 도입된 기상의 냉매는, 응축부 튜브(210a)를 통과하면서, 외부공기와의 열교환을 통해 일부가 액상으로 상변화하며, 제2 헤더파이프(202)측으로 흐른다. 응축부 튜브(210a)를 통과한 냉매는, 기상과 액상이 공존하는 상태로 제2 헤더파이프(202)의 상부 격실(202a)에 유입된다.
제2 헤더파이프(202)의 상부격실(202a)에서, 부력에 의해 기상의 냉매(G)는 위로, 액상의 냉매(L)는 아래로 모인다. 상부 격실(202a)에서 기상의 냉매(G)는 제1 연통홀(220a)을 통하여 수액기(204)로 유입되고, 액상의 냉매(L)는 배플홀(216a)을 통하여 하부 격실(202b)로 유입된다. 수액기(204)로 유입된 기상의 냉매(G)는 수액기(204)내에 구비된 건조기(미도시)등을 통과하여 수액기(204) 하부로 이동하여, 제2 연통홀(220b)을 통하여 제2 헤더 파이프(202)의 하부격실(202b)로 유입된다. 하부격실(202b)에 유입된 냉매는, 과냉각부 튜브(210b)를 통과하여, 기상으로 남아 있던 냉매가 액상으로 상변화한다. 과냉각부 튜브(210b)를 통과한 액상의 냉매는, 제1헤더 파이프(200)의 하부 격실(200b) 및 유출관(208)을 통하여 외부에 연결된 팽창밸브(미도시)로 유동된다.
여기에서 주목할 것은, 도 2에 도시된 응축기 구조는, 수력직경이 0.3mm 내지 1.0mm인 미세홀을 갖는 응축부 튜브를 적용한다는 것이다. 튜브의 수력직경은 응축기내의 압력강하와 관계가 있다.
응축기의 성능을 향상시키기 위해서는, 냉매가 열교환할 수 있는 전열면적을 증가시키고 냉매측의 압력강하는 최소화시키도록 설계하는 것이 중요하다. 냉매의 전열면적을 증대시키는 방안으로 단위튜브의 내부에서 냉매가 유통되는 유체통로의 수력직경을 감소시키는 방안은 응축기내의 과도한 압력강하를 유발한다는 문제점이 있다. 여기서 응축기내의 압력강하는 다음 수학식 1과 같다.
여기서, 는 마찰손실계수, 는 냉매밀도, Dh는 플레이트 냉매 유로의 수력직경, L은 플레이트 냉매유로길이, 그리고 v는 냉매평균유속을 각각 나타낸다. 수학식 1로부터, 수력직경이 작아지면 압력강하가 커진다는 것을 알 수 있다. 여기서 수력직경 Dh는, 원의 형상이 아닌 유동을 원의 형상 단면의 지름으로 환산하여 계산되는 것으로서, 다음의 수학식 2와 같이 구해진다.
여기서, A는 튜브의 단면적, P는 접수길이(wetted perimeter)를 나타낸다.
튜브의 수력직경이 작다는 것은, 튜브의 냉매 유동홀이 미세하다는 것을 의미하므로, 결국 냉매가 흐를 수 있는 튜브의 유동로가 좁아지는데, 전체적으로 응축기내의 압력강하가 커진다. 그러나, 본 발명에 의한 배플홀(216a)이 구비된 응축기에 의하면, 응축기 내의 냉매의 흐름을 분산시켜 줌으로써 과도한 압력강하는 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 도면으로서, 응축영역이 세개의 유통로로 구비되고, 과냉각 영역이 하나의 유통로로 구비되는 경우를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 응축기 코어부(310)는 제1 응축부 튜브(310a), 제2 응축부 튜브(310b), 제3 응축부 튜브(310c), 및 과냉각부 튜브(310d)로 구비된다. 제1 헤더 파이프(300)는 두개의 배플(312, 314)에 의해 상부 격실(300a), 중부 격실(300b) 및 하부 격실(300c)로 분리된다. 제2 헤더 파이프(302) 역시 두개의 배플(316, 318)에 의해 상부 격실(302a), 중부 격실(302b) 및 하부 격실(302c)로 분리된다. 제2 헤더 파이프(302)의 중부 격실(302b)과 하부 격실(302c)은, 아래쪽 배플(316)에 형성된 배플홀(316a)에 의해 연통된다.
제1 응축부 튜브(310a)는 제1 헤더 파이프(300)의 상부 격실(300a) 및 제2 헤더 파이프(302) 상부 격실(302a)과 연통된다. 제2 응축부 튜브(310b)는 제1 헤더 파이프(300)의 중부 격실(300b) 및 제2 헤더 파이프(302) 상부 격실(302a)과 연통된다. 제3 응축부 튜브(310c)는 제1 헤더 파이프(300)의 중부 격실(300b) 및 제2 헤더 파이프(302) 중부 격실(302b)과 연통된다. 과냉각 튜브(310d)는 제1 헤더 파이프(300)의 하부 격실(300c) 및 제2 헤더 파이프(302)의 하부 격실(302c)과 연통된다.
수액기(304)는, 제1 연통홀(320a)과 제2 연통홀(320b)에 의해, 제2 헤더 파이프(302)와 연통되며 결합된다. 제1 연통홀(320a)은 제2 헤더 파이프(302)의 상부 격실(302a)과 수액기(304)를 연통하며, 제2 연통홀(320b)은 제2 헤더 파이프(302)의 하부 격실(302c)과 수액기(304)를 연통한다.
이와 같은 구조하에서, 유입관(306)을 통하여 제1 헤더파이프(300)의 상부격실(300a)로 도입된 기상의 냉매는, 응축부 튜브(310a)를 통과하면서, 외부공기와의 열교환을 통해 일부가 액상으로 상변화해 가면서, 제2 헤더파이프(302)측으로 흐른다. 제1 응축부 튜브(310a)를 통과한 냉매는, 기상과 액상이 공존하는 상태로 제2 헤더파이프(302)의 상부 격실(302a)에 유입된다.
제2 헤더파이프(302)의 상부 격실(302a)로 유입된 기상 냉매 중 일부(G1)는 부력에 의해 위로 올라가서 제1 연통홀(320a)을 통하여 수액기(304)로 유입되고, 다른 일부는 상부 격실(302a)에 남아있고, 또 다른 일부는 제2 응축부 튜브(310b)를 통과하면서 기상에서 액상으로 상변화하게 된다. 제2 헤더파이프(302)의 상부 격실(302a)로 유입된 액상의 냉매(L)는, 기상의 냉매(G2)와 함께 제2 응축부 튜브(310b), 제1 헤더파이프(300)의 중부격실(300b) 및 제3 응축부 튜브(310c)를 통과하며, 기액 상변화 과정을 거쳐서, 제2 헤더파이프(302)의 중부격실(302b)로 유입된다.
제2 헤더 파이프(302)의 중부 격실(302b)과 하부 격실(302c)은, 배플(316)에 형성된 배플홀(316a)에 의해 연통되어 있다. 따라서, 제2 헤더 파이프(302)의 중부 격실(302b)로 유입된 냉매는, 배플홀(316a)을 통하여 하부 격실(302c)로 유입된다.
한편, 제2 헤더파이프(302)와 수액기(304)는 제1 연통홀(320a) 이외에 추가적으로 더 구비되는 제3 연통홀(320c)에 의해 연통될 수 있다. 도면에서는, 추가되는 연통홀(320c)이 상부 격실(302a)의 하부 모서리측에 마련된 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 적당한 위치에 마련될 수 있으며, 연통홀의 개수도 하나 또는 그 이상 추가될 수 있다. 제3 연통홀(320c)을 통하여 수액기(304)로 유입되는 냉매는, 제3 연통홀(320c)의 위치에 따라, 기상, 액상, 또는 기상과 액상이 공존하는 상태로 수액기(304)로 유입될 수 있다.
수액기(304)로 유입된 기상 및/또는 액상의 냉매는 수액기(304)내에 구비된 건조기(미도시)등을 통과하여 수액기(304) 하부로 이동하여, 제2 연통홀(320b)을 통하여 제2 헤더파이프(302)의 하부격실(302c)로 유입된다.
제2 헤더파이프(302)의 중부 격실(302b)과 수액기는 연통되어 있지 않다. 따라서, 제2 헤더파이프(302)의 상부 격실(302a)로부터, 수액기(304)와 제2 응축부 튜브(310b)로 갈라진 냉매는, 제2 헤더파이프(302)의 하부 격실(302c)에서 비로소 만나게 된다.
배플홀(316a) 및 제2 연통홀(320b)을 통하여 하부격실(302c)에 유입된 냉매는, 과냉각부 튜브(310d)를 통과하여, 기상으로 남아 있던 냉매가 액상으로 상변화한다. 과냉각부 튜브(310d)를 통과한 액상의 냉매는, 제1헤더 파이프(300)의 하부 격실(300c) 및 유출관(308)을 통하여 외부에 연결된 팽창밸브(미도시)로 유동된다.
여기서, 주목할 것은 제3 응축부 튜브(310c)는 예비 과냉각부로서 기능할 수 있다는 것이다. 과냉각부(310d)로 유입되는 냉매는 기액상 변화가 완료되어 액상인 것이 가장 바람직하고, 액상의 냉매가 과냉각부(310d)를 통과하면서 온도가 강하되는 것이 바람직하다. 이와 같이 과냉각부(310d)로 냉매가 유입되기 전에 기액상 변화를 완료하기 위하여, 제3 응축부 튜브(310c)는, 제1 응축부 튜브(310a) 및 제2 응축부 튜브(310b)를 통과한 후에도 아직 기상으로 남아있는 냉매를 완전히 액상으로 상변화시키는 예비 과냉각부의 기능을 하도록 구비될 수 있다. 이를 위하여, 제3 응축부 튜브(310c)는, 제1 응축부 튜브(310a) 및 제2 응축부 튜브(310b)에 비하여 좁은 영역을 갖는 튜브로 구비되어, 제1 응축부 튜브(310a)와 제2 응축부 튜브(310b)를 통과하여도 기상으로 남아있는 냉매를 완전히 액상으로 상변화시키는 역할을 하도록 설계될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3에 도시된 실시예의 구조와 비교하여 제2 헤더 파이프내(402)에 배플홀(418a)이 추가된 변형예이다.
도 4를 참조하면, 제2 헤더 파이프(402)내에 구비되는 두개의 배플(416, 418 )에 모두 배플홀(416a, 418a)이 형성되어, 상부 격실(402a), 중부 격실(402b) 및 하부 격실(402c)이 모두 연통된다.
따라서, 유입관(406), 제1 헤더 파이프(400)의 상부 격실(400a) 및 제1 응축부 튜브(410a)를 통하여, 제2 헤더파이프(402) 상부 격실(402a)에 유입된 냉매의 경로는, 다음에서 설명할 제1,2,3 경로의 세갈래로 나누어지며, 제2 헤더 파이프(402)의 하부 격실(402c)에서 다시 모이게 된다.
제1 경로는, 제2 헤더파이프(402)의 상부 격실(402a)→제1 연통홀(420a)→ 수액기(404)→제2 연통홀(420b)→제2 헤더파이프(402)의 하부 격실(402c)로 이루어지는 경로이다.
제2 경로는, 제2 헤더파이프(402)의 상부 격실(402a)→제2 응축부 튜브(410b)→제1 헤더파이프(400)의 중부 격실(400b)→제3 응축부 튜브(410c)→제2 헤더파이프(402)의 중부 격실(402b)→배플홀(416a)→제2 헤더파이프(402)의 하부 격실(402c)로 이루어지는 경로이다.
제3 경로는, 제2 헤더파이프(402)의 상부 격실(402a)→배플홀(418a)→제2 헤더파이프(402)의 중부 격실(402b)→배플홀(416a)→제2 헤더파이프(402)의 하부 격실(402c)로 이루어지는 경로이다.
제1,2,3 경로를 통하여, 제2 헤더파이프(402)의 하부격실(402c)에 유입된 냉매는, 과냉각부 튜브(410d)를 통과하여, 기상으로 남아 있던 냉매가 액상으로 상변화한다. 과냉각부 튜브(410d)를 통과한 액상의 냉매는, 제1헤더 파이프(400)의 하부 격실(400c) 및 유출관(408)을 통하여 외부에 연결된 팽창밸브(미도시)로 유동된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3에 도시된 실시예의 구조에서 제1 헤더 파이프내(500)에 배플홀(512a)이 추가된 변형예이다.
도 5를 참조하면, 제1 헤더파이프(500)내에서, 아래쪽 배플(512)에 형성된 배플홀(512a)에 의해 중부 격실(500b)과 하부 격실(500c)이 연통된다. 또한, 제2 헤더 파이프(502)내에서, 아래쪽 배플(516)에 형성된 배플홀(516a)에 의해, 중부 격실(502b)과 하부 격실(502c)이 연통된다.
따라서, 유입관(506), 제1 헤더 파이프(500)의 상부 격실(500a) 및 제1 응축부 튜브(510a)를 통하여, 제2 헤더파이프(502) 상부 격실(502a)에 유입된 냉매의 경로는, 제1 헤더파이프(500)의 유출관(508)을 통하여 외부로 유동하기까지 다음에서 설명할 제1,2,3 경로를 경유하게 된다.
제1 경로는, 제2 헤더파이프(502)의 상부 격실(502a)→제1 연통홀(520a)→수액기(504)→제2 연통홀(520b)→제2 헤더파이프(502)의 하부 격실(502c)→과냉각부 튜브(510d)→제1 헤더파이프(500)의 하부 격실(500c)로 이루어지는 경로이다.
제2 경로는, 제2 헤더파이프(502)의 상부 격실(502a)→제2 응축부 튜브(510b)→제1 헤더파이프(500)의 중부 격실(500b)→제3 응축부 튜브(510c)→제2 헤더파이프(502)의 중부 격실(502b)→배플홀(516a)→제2 헤더파이프(502)의 하부 격실(502c)→과냉각부 튜브(510d)→제1 헤더파이프(500)의 하부 격실(500c)로 이루어지는 경로이다.
제3 경로는, 제2 헤더파이프(502)의 상부 격실(502a)→제2 응축부 튜브(510b)→제1 헤더파이프(500)의 중부 격실(500b)→배플홀(512a)→제1 헤더파이프의 하부 격실(500c)로 이루어지는 경로이다.
제1,2,3 경로를 통하여, 제1 헤더파이프(500)의 하부격실(500c)에 유입된 냉매는, 유출관(508)을 통하여 외부에 연결된 팽창밸브(미도시)로 유동된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예의 구조의 변형예이다.
도 6을 참조하면, 제1 헤더파이프(600)내에서, 아래쪽 배플(612)에 형성된 배플홀(612a)에 의해 중부 격실(600b)과 하부 격실(600c)이 연통된다. 제2 헤더 파이프(602)내에 구비되는 두개의 배플(616, 618)에 모두 배플홀(616a, 618a)이 형성되어, 상부 격실(602a), 중부 격실(602b) 및 하부 격실(602c)이 모두 연통된다.
따라서, 유입관(606), 제1 헤더 파이프(600)의 상부 격실(600a) 및 제1 응축부 튜브(610a)를 통하여, 제2 헤더파이프(602)의 상부 격실(602a)에 유입된 냉매의 경로는, 제1 헤더파이프(600)의 유출관(608)을 통하여 외부로 유동하기까지 다음에서 설명할 제1,2,3,4 경로를 경유하게 된다.
제1 경로는, 제2 헤더파이프(602)의 상부 격실(602a)→제1 연통홀(620a)→수액기(604)→제2 연통홀(620b)→제2 헤더파이프(602)의 하부 격실(602c)→과냉각부 튜브(610d)→제1 헤더파이프(600)의 하부 격실(600c)로 이루어지는 경로이다.
제2 경로는, 제2 헤더파이프(602)의 상부 격실(602a)→제2 응축부 튜브(610b)→제1 헤더파이프(600)의 중부 격실(600b)→제3 응축부 튜브(610c)→제2 헤더파이프(602)의 중부 격실(602b)→배플홀(616a)→제2 헤더파이프(602)의 하부 격실(602c)→과냉각부 튜브(610d)→제1 헤더파이프(600)의 하부 격실(600c)로 이루어지는 경로이다.
제3 경로는, 제2 헤더파이프(602)의 상부 격실(602a)→배플홀(618a)→제2 헤더파이프(602)의 중부 격실(602b)→배플홀(616a)→제2 헤더파이프(602)의 하부 격실(602c)→과냉각부 튜브(610d)→제1 헤더파이프(600)의 하부 격실(600c)로 이루어지는 경로이다.
제4 경로는, 제2 헤더파이프(602)의 상부 격실(602a)→제2 응축부 튜브(610b)→제1 헤더파이프(600)의 중부 격실(600b)→배플홀(612a)→제1 헤더파이프(600)의 하부 격실(600c)로 이루어지는 경로이다.
제1,2,3,4 경로를 통하여, 제1 헤더파이프(600)의 하부격실(600c)에 유입된 냉매는, 유출관(608)을 통하여 외부에 연결된 팽창밸브(미도시)로 유동된다.
이상과 같이 도2 내지 도6에 도시되고 설명된 실시예들은, 제1 헤더파이프 및/또는 제2 헤더파이프내에 하나 또는 두개의 배플이 구비되고, 응축기 코어부가 1단 또는 3단의 응축부 튜브로 구비된 경우의 실시예들이다. 그러나, 배플의 개수 및 응축부 튜브의 개수는, 응축기의 설계 사양에 따라 적절히 조정되어 구비될 수 있을 것이다.
전술한 실시예들에서, 응축기의 외부(팽창밸브)로 유동되는 냉매는 전부 액상인 것이 가장 바람직하다. 따라서, 수액기를 거치지 않는 경로를 유동하는 냉매들은, 충분히 액상으로 상변화된 후에, 과냉각부 튜브 또는 제1 헤더파이프의 하부 격실로 유입되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 응축부 튜브내 유체통로의 수력직경 및 유통로(pass)의 수가 적절히 결정되어야 하며, 결정된 유통로의 수에 따라 이를 구성하는 배플과 응축부 튜브의 개수에 의해 결정되면, 전술한 실시예들의 조합에 의하여, 배플홀 및 연통홀의 형성 위치가 적절히 조정될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 배플이 배플홀을 형성함으로써, 응축기 내의 냉매의 흐름을 분산시켜 줌으로써, 수력직경이 작은 튜브를 적용할 경우에 발생하는 압력강하 문제를 해결할 수 있다. 따라서 수력직경이 작은 튜브를 사용함으로써, 응축기의 소형화를 달성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수액기 일체형 응축기에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 의한 수액기 일체형 응축기내의 냉매 유동을 설명하기 위한 개략도이다.

Claims (4)

  1. 그 내부에 구비된 적어도 하나의 배플에 의해 구분되는 적어도 두 개의 격실을 갖는 제1 헤더파이프;
    상기 제1 헤더파이프와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 그 내부에 구비된 적어도 하나의 배플에 의해 구분되는 적어도 두 개의 격실을 갖고, 상기 적어도 하나의 배플 중 최하부 배플에 배플홀이 형성된 제2 헤더파이프;
    상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되며 그 수력직경이 0.3mm이상 1.0mm이하인 튜브에 의해 마련되는 응축부;
    상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 튜브에 의해, 상기 응축부의 하부에 마련되는 과냉각부;
    상기 응축부 및 상기 과냉각부를 이루는 튜브들 사이에 개재된 복수개의 방열핀;
    상기 제1 헤더 파이프의 일측에 설치된 냉매 유입관;
    상기 제1 헤더 파이프의 타측에 설치된 냉매 유출관; 및
    상기 제2 헤더 파이프와 결합되고, 상기 제2 헤더 파이프와 연통된 수액기를 구비하는 것을 특징으로 하는 응축기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 헤더파이프와 상기 수액기는,
    상기 제2 헤더파이프내의 상부 격실의 상단부에 형성된 연통홀; 및
    상기 제2 헤더파이프내의 하부 격실에 형성된 연통홀에 의해 연통되는 것을 특징으로 하는 응축기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 헤더파이프와 상기 수액기는,
    상기 제2 헤더파이프내의 상부 격실의 하단부에 더 형성된 연통홀에 의해 연통되는 것을 특징으로 하는 응축기.
  4. 그 내부에 구비된 배플에 의해 구분되는 복수개의 격실을 갖는 제1 헤더파이프;
    상기 제1 헤더파이프와 소정 간격 이격되어 평행하게 배치되며, 그 내부에 구비된 배플에 의해 구분되는 복수개의 격실을 갖고, 상기 배플 중 하나 이상에는 배플홀이 형성된 제2 헤더파이프;
    상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 복수개의 튜브에 의해 마련되는 응축부;
    상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 복수개의 튜브에 의해, 상기 응축부의 하부에 마련되는 예비 과냉각부;
    상기 제1, 2 헤더 파이프 사이에 개재되며 상기 제1, 2 헤더 파이프내의 격실에 연통되는 튜브에 의해, 상기 예비 과냉각부의 하부에 마련되는 과냉각부;
    상기 응축부 및 상기 과냉각부를 이루는 튜브들 사이에 개재된 복수개의 방열핀;
    상기 제1 헤더 파이프의 일측에 설치된 냉매 유입관;
    상기 제1 헤더 파이프의 타측에 설치된 냉매 유출관; 및
    상기 제2 헤더 파이프와 결합되고, 상기 제2 헤더 파이프와 연통된 수액기를 구비하는 것을 특징으로 하는 응축기.
KR1020030065401A 2003-09-20 2003-09-20 수액기 일체형 응축기 KR20050029072A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030065401A KR20050029072A (ko) 2003-09-20 2003-09-20 수액기 일체형 응축기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030065401A KR20050029072A (ko) 2003-09-20 2003-09-20 수액기 일체형 응축기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050029072A true KR20050029072A (ko) 2005-03-24

Family

ID=37385807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030065401A KR20050029072A (ko) 2003-09-20 2003-09-20 수액기 일체형 응축기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050029072A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336493B1 (ko) * 2008-01-21 2013-12-03 한라비스테온공조 주식회사 수액기 일체형 응축기
KR101409114B1 (ko) * 2008-01-24 2014-06-17 한라비스테온공조 주식회사 수액기 일체형 응축기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336493B1 (ko) * 2008-01-21 2013-12-03 한라비스테온공조 주식회사 수액기 일체형 응축기
KR101409114B1 (ko) * 2008-01-24 2014-06-17 한라비스테온공조 주식회사 수액기 일체형 응축기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6062303A (en) Multiflow type condenser for an air conditioner
US6470703B2 (en) Subcooling-type condenser
JP3044395B2 (ja) レシーバドライヤ一体型コンデンサ
JP3988889B2 (ja) 自動車用熱交換器
US5348083A (en) Heat exchanger
US5765393A (en) Capillary tube incorporated into last pass of condenser
JP3810875B2 (ja) 一体型熱交換器
EP0643278B1 (en) An evaporator for use in car coolers
CN101266092B (zh) 热交换器
US5314013A (en) Heat exchanger
JP2001091104A (ja) 蒸発器／アキュムレータ／吸い込みライン熱交換器組合せ体
EP1418395A2 (en) Refrigeration system
WO2005003669A2 (en) Heat exchanger
EP2175223A1 (en) Refrigerant evaporator
US5097900A (en) Condenser having partitions for changing the refrigerant flow direction
CN101349488A (zh) 蒸发器
US10337808B2 (en) Condenser
KR19980064541A (ko) 응축기(Condenser) 조립구조
JP2007078292A (ja) 熱交換器および複式熱交換器
TW200303973A (en) Heat exchanger with receiver tank, receiver tank connecting member, receiver tank mounting structure of heat exchanger and refrigeration system
KR20050029072A (ko) 수액기 일체형 응축기
JP2005106329A (ja) サブクールタイプコンデンサ
JP2005321151A (ja) 熱交換器
JPH05322467A (ja) 熱交換器
JP3764904B2 (ja) 冷凍サイクルおよび冷凍サイクルの受液器容積決定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application