KR20070049763A - 축냉 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하절기에 엔진이 정지된 상태에서 차량 승객이 느끼는 냉방성을 보다 향상시킬 수 있도록 구성된 축냉 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 2중 열교환기는, 소정 길이를 갖는 외부 튜브와, 외측면이 상기 외부 튜브의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부를 갖는 외경을 가지도록 형성되어 상기 외부 튜브내에 배치되는 소정 길이의 내부 튜브로 이루어져 평행하게 일정 간격을 두고 배치되는 복수개의 2중 튜브와;

상기 외부 튜브의 양단이 연통 가능하게 연결되는 한쌍의 외부 헤더탱크와, 외측면이 상기 외부 헤더탱크의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부를 갖도록 형성되어 상기 외부 헤더탱크내에 배치됨과 아울러 상기 내부 튜브의 양단이 연통 가능하게 연결되는 내부 헤더탱크로 이루어진 2중 헤더탱크와;

상기 외부 튜브 사이에 개재되는 핀;를 포함하며,

상기 내ㆍ외부 튜브 사이의 공간부 및 이와 연통되는 내ㆍ외부 헤더탱크 사이의 공간부에는 축냉재가 충진되며,

상기 내부 튜브 및 이와 연통되는 내부 헤더탱크에는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 한다.

축냉, 열교환기

Description

축냉 열교환기{A Cold storage heat exchanger}

도 1은 본 발명에 의한 축냉 열교환기의 외관 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 지시선 "A-A"선의 단면도로, 축냉 열교환기를 수직으로 절단하여 도시한 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 지시선 "B-B"선의 단면도로, 축냉 열교환기의 일측 열을 수직으로 절단하여 도시한 단면도.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 지시선 "C-C"선의 단면도로, 2중 튜브를 수평으로 절단하여 상부에서 바라본 단면도.

도 5는 본 발명의 축냉 열교환기를 설명하기 위한 일반적인 차량용 공기조화장치의 계통도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 2중 튜브

111 : 외부 튜브

112 : 내부 튜브

120 : 2중 헤더탱크

121 : 외부 헤더탱크

122 : 내부 헤더탱크

130 : 핀

본 발명은 축냉 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하절기에 엔진이 정지된 상태에서 차량 승객이 느끼는 냉방성을 보다 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 공조케이스 전체 패키지를 증대시키지 않도록 한 축냉 열교환기에 관한 것이다.

최근, 환경을 보호하고 차량 엔진의 연비 향상을 위하여, 교통 신호 대기 등과 같은 정차시에 엔진을 자동적으로 정지시키는 차량(예를 들면, 하이브리드(hybrid vechicle) 차량과 같이 경제적으로 주행하는 차량)이 실용화되고 있고, 이후, 다수의 이러한 유형의 차량들이 증가되고 있는 추세에 있다. 차량 공조장치에서 냉동사이클을 구성하는 압축기는 대체로 차량 엔진에 의하여 구동된다. 따라서, 전술한 경제적인 주행 차량에서, 엔진이 정지될때마다 압축기도 정지된다. 따라서, 이 경우 하절기에 냉방용 증발기의 온도는 증가하여 차량 객실로 송풍되는 공기의 온도도 증가하게 됨에 따라 차량 객실의 승객이 느끼는 냉방성을 떨어트린다.

최근들어 엔진 정지와 동시에 냉동 사이클의 순환이 정지한 경우라도 차내 온도의 상승을 방지할 수 있도록 한 기술이 개발되고 있는 바, 이에 대한 종래 기술의 일례로 일본국 공개특허 특개평2000-318431호에 개시되어 있는 바, 이 기술은 압축식 냉동 사이클에 사용되고, 증발기 및 축냉재가 내재된 보냉기를 공조케이스의 내부에 구비한 공기조절장치에 있어서. 상기 증발기와 나란히 배치되는 보냉기 를 별도로 설치하되, 증발기를 통과하는 공기의 통풍 방향에 대하여 증발기와 직렬이 되는 위치에 설치하여 구성하였다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 공조케이스의 내부에 별도의 별도의 보냉기를 장착하기 위한 장착 공간이 필요하여 공조케이스 전체 패키지가 커지게 되는 문제를 초래하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 하절기에 엔진이 정지된 상태에서 차량 승객이 느끼는 냉방성을 보다 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 공조케이스 전체 패키지를 증대시키지 않도록 한 축냉 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 축냉 열교환기는, 소정 길이를 갖는 외부 튜브와, 외측면이 상기 외부 튜브의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부를 갖는 외경을 가지도록 형성되어 상기 외부 튜브내에 배치되는 소정 길이의 내부 튜브로 이루어져 평행하게 일정 간격을 두고 배치되는 복수개의 2중 튜브와; 상기 외부 튜브의 양단이 연통 가능하게 연결되는 한쌍의 외부 헤더탱크와, 외측면이 상기 외부 헤더탱크의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부를 갖도록 형성되어 상기 외부 헤더탱크내에 배치됨과 아울러 상기 내부 튜브의 양단이 연통 가능하게 연결되는 내부 헤더탱크로 이루어진 2중 헤더탱크와; 상기 외부 튜브 사이에 개재되는 핀;를 포함하며, 상기 내ㆍ외부 튜브 사이의 공간부 및 이와 연통되는 내ㆍ 외부 헤더탱크 사이의 공간부에는 축냉재가 충진되며, 상기 내부 튜브 및 이와 연통되는 내부 헤더탱크에는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 축냉 열교환기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 축냉 열교환기의 외관 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지시선 "A-A"선의 단면도로, 축냉 열교환기를 수직으로 절단하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 지시선 "B-B"선의 단면도로, 축냉 열교환기의 일측 열을 수직으로 절단하여 도시한 단면도, 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 지시선 "C-C"선의 단면도로, 2중 튜브를 수평으로 절단하여 상부에서 바라본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 축냉 열교환기를 설명하기 위한 일반적인 차량용 공기조화장치의 계통도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축냉 열교환기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 2중 튜브(110)와, 2중 헤더탱크(120)와, 핀(130)을 포함하여 이루어진다.

상기 2중 튜브(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개가 평행하게 일정 간격을 두고 배치되어 있는 것으로, 소정 길이를 갖는 외부 튜브(111)와, 외측면이 상기 외부 튜브(111)의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부(S1)를 갖는 외경을 가지도록 형성되어 상기 외부 튜브(111)내에 배치되는 소정 길이의 내부 튜브(112)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 내부 튜브(112)의 양단부는 외부 튜브(111)의 양단부보다 더 길게 연장 형성되어, 내부 튜브(112)의 양단이 외부 튜브(111)의 양단으로부터 돌 출되게 배치된다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내측 튜브(112)와 외측 튜브(111)를 상호 고정시키기 위하여 상기 외측 튜브(111)의 내측면과 내측 튜브(112)의 내측면을 연결 지지하는 지지대(113)가 형성된다.

한편, 상기 2중 헤더탱크(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 헤더탱크(121)와 내부 헤더탱크(122)로 이루어지는데, 상기 내부 헤더탱크(122)는 내측 튜브(112)의 양단부에 결합되는 내부 헤더(122a)와, 상기 내부 헤더탱크(122a)에 결합되는 내부 탱크(122b)로 이루어진다.

그리고, 상기 외부 헤더탱크(121)는 외측 튜브(111)의 양단부에 결합되는 외부 헤더(121a)와, 상기 외부 헤더(121a)에 결합되는 외부 탱크(121b)로 이루어진다.

그리고, 상기 내외부 탱크(122b)(121b)는 동일한 방향으로 상기 내외부 헤더(122a)(121a)에 순차적으로 삽입 결합된다.

상기 외부 헤더탱크(121)는 상하 한 쌍으로 이루어져 상기 외부 튜브(111)의 양단이 연통 가능하게 연결된다.

그리고, 상기 내부 헤더탱크(122)는 그 외측면이 상기 외부 헤더탱크(121)의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부(S1)를 갖도록 형성되어 상기 외부 헤더탱크(121)내에 배치됨과 아울러 상기 내부 튜브(112)의 양단이 연통 가능하게 연결된다.

여기서, 미설명 부호 121c,122c는 외부 헤더(121a) 폭방향의 단부에 요입된 삽입홈을 갖는 결합부로서, 이 결하부의 삽입홈에는 내외부 탱크(122)(121)가 결합된다.

마지막으로, 상기 핀(130)은 2중 튜브(110)를 구성하는 상기 외부 튜브(111) 사이에 개재되는 것으로, 통상적으로 주변 공기와 열교환이 잘되는 코루게이트핀이 사용된다.

한편, 상기 내ㆍ외부 튜브(112)(111) 사이의 공간부(S1) 및 이와 연통되는 내ㆍ외부 헤더탱크(121)(122) 사이의 공간부(S2)에는 충냉재가 충진되며, 상기 내부 튜브(112) 및 이와 연통되는 내부 헤더탱크(121)에는 냉각수가 유동된다.

미설명 부호 140은 2중 헤더탱크의 양측 개구부를 밀폐하는 엔드캡이고, 미설명 부호 160은 냉매가 유입되는 냉매 유입구이고, 161은 냉매가 배출되는 냉매 유출구이며, 170은 축열재 또는 축냉재가 유입되는 축열/축냉재 유입구이다.

여기서, 도 5에 대한 도면 설명을 하자면, 엔진(미도시됨)의 동력을 전달받아 구동되는 압축기(1)에 의하여 압축된 냉매가 응축기(2)로 유입되어 냉각팬(미도시됨)의 강제송풍에 의하여 열교환되어 응축된 다음 리시버 드라이어(3), 팽창밸브(4) 및 증발기(5)를 차례로 거치고 다시 압축기(1)로 유입되는 과정에서 내외기 전환도어(6d)의 전환에 의해 내외기 도입구(6b)(6c)를 통해 블로어 휠 유니트(6)의 블로어 모터(6a')에 의해 회전되는 블로어 휠(6a)에 의하여 강제 송풍되는 실내외 공기가 증발기(100)를 거치는 냉매와 열교환되어 냉기 상태로 실내로 유입됨으로써, 자동차의 실내를 냉방하는 장치와, 엔진의 냉각수가 히터 코어(100a)를 거쳐 엔진으로 복귀하는 과정에서 블로어 휠(6a)에 의하여 송풍되는 공기가 히터 코어 (100a)를 거치는 냉각수와 열교환되어 온기 상태로 유입됨으로써, 자동차의 실내를 난방하는 난방장치를 포함한다.

이와 같은 공조장치에 있어서, 증발기(100) 및 히터 코어(100a)와 같은 열교환기들은 공조 케이스(10)의 내부 유로중에 설치되고, 증발기(100) 앞쪽의 공조 케이스(10) 입구단에 블로어 케이스(7)가 설치되며, 히터 코어(100a) 뒤쪽의 공조 케이스(10) 출구단에는 냉기 또는 온기를 자동차 창문 쪽으로 토출한다.

그리고, 자동차 창문의 성에 제거를 위한 디프로스트 벤트(11)와, 냉기 또는 온기를 자동차 실내의 상반부로 토출한다.

그리고, 실내를 냉,난방 하기 위한 페이스 벤트(12)와, 그리고 냉기 또는 온기를 자동차 실내의 하반부로 토출한다.

그리고, 실내를 냉,난방하기 위한 푸트 벤트(13)가 차례로 설치되어 있어 있으며. 상기 각 벤트(11,12,13)들에는 이 벤트(11,12,13)들을 소정의 요건에 따라 개폐조절하기 위한 도어(14,15,16)들이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 도 5에 도시된 공기조화장치에서, 엔진이 정지될 때마다 압축기도 정지된다. 따라서, 이 경우 하절기에 내부 헤더탱크(122) 및 내부 튜브(112)에 충진된 냉매의 온도는 상승되어 증발기로의 역활을 수행하지 못하게 되나, 외부 헤더탱크(121) 및 내ㆍ외부 튜브(122)(121) 사이의 공간부(S1)에 충진된 축냉재는 냉매와는 달리 냉기를 발생시킬 수 있는 저온 상태로 유지하고 있기 때문에 블로어 모터(6a')를 구동시켜 블로어 휠(6a)을 회전되도록 하면 공기는 증발기(100)를 통과하면서 열교환되어 냉기 상태로 강제 송풍되어 차량 실내로 토출된다.

따라서, 차량 객실의 승객이 느끼는 냉방성을 향상시켜줄 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 하절기 또는 동절기에 엔진이 정지된 상태에서 차량 승객이 느끼는 냉방성 또는 난방성을 보다 향상시킬 수 있도록 함과 아울러 함과 아울러 공조케이스 전체 패키지를 증대시키지 않게 된다.

Claims (4)

1. 소정 길이를 갖는 외부 튜브(111)와, 외측면이 상기 외부 튜브(111)의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부(S1)를 갖는 외경을 가지도록 형성되어 상기 외부 튜브(111)내에 배치되는 소정 길이의 내부 튜브(112)로 이루어져 평행하게 일정 간격을 두고 배치되는 복수개의 2중 튜브(110)와;

   상기 외부 튜브(111)의 양단이 연통 가능하게 연결되는 한쌍의 외부 헤더탱크(121)와, 외측면이 상기 외부 헤더탱크(121)의 내측면과 소정 간격 이격된 공간부(S2)를 갖도록 형성되어 상기 외부 헤더탱크(121)내에 배치됨과 아울러 상기 내부 튜브(112)의 양단이 연통 가능하게 연결되는 내부 헤더탱크(122)로 이루어진 2중 헤더탱크(120)와;

   상기 외부 튜브(111) 사이에 개재되는 핀(130)을 포함하며,

   상기 내ㆍ외부 튜브(112)(111) 사이의 공간부(S1) 및 이와 연통되는 내ㆍ외부 헤더탱크(122)(121) 사이의 공간부(S2)에는 축냉재가 충진되며,

   상기 내부 튜브(112) 및 이와 연통되는 내부 헤더탱크(121)에는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내측 튜브(112)와 외측 튜브(111)를 상호 고정시키기 위하여 상기 외측 튜브(111)의 내측면과 내측 튜브(112)의 내측면을 연결 지지하는 지지대(113)가 형 성된 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 헤더탱크(122)는 내측 튜브(112)의 양단부에 결합되는 내부 헤더(122a)와, 상기 내부 헤더탱크(122a)에 결합되는 내부 탱크(122b)로 이루어지고,

   상기 외부 헤더탱크(121)는 외측 튜브(111)의 양단부에 결합되는 외부 헤더(121a)와, 상기 외부 헤더(121a)에 결합되는 외부 탱크(121b)로 이루어지며,

   상기 내외부 탱크(122b)(121b)는 동일한 방향으로 상기 내외부 헤더(122a)(121a)에 순차적으로 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 튜브(112)의 양단부는 외부 튜브(111)의 양단부보다 더 길게 연장 형성된 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.

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