KR20080086084A - 증발기 - Google Patents

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KR20080086084A
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이정재
김기홍
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환매체의 일부가 바이패스되는 제 2 연통부를 형성하여 증발기의 열교환매체의 배분을 고르게 하고 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 증발기에 관한 것이다.
본 발명의 증발기(80)는 2열의 유로가 나란하게 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 양측 면에 각각 형성되는 입구 파이프(40) 및 출구 파이프(50); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 각 열에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 폐쇄부(12); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(40)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구 파이프(50)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(60); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 1 연통부(31); 및 상기 튜브(60) 사이에 적층되는 복수개의 핀(70); 을 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 제 2 헤더탱크(20)에 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 2 연통부(32)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 증발기는 제 1 영역과 제 4 영역을 연통하는 제 2연통부를 형성하여 일부 열교환매체는 기존의 유로를 따라 이동되며 일부 열교환매체는 바이패스되어 과열구간이 형성되는 영역을 흐르도록 함으로써 열교환매체의 편중을 방지하고 증발기 전체 영역의 온도분포를 균일하게 하여 열교환능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 증발기는 자동차 실내로 토출되는 좌ㆍ우 공기의 온도를 균일화하여 탑승객의 온도쾌적성을 높일 수 있는 효과가 있다.
연통부, 격벽, 열교환매체, 배분, 증발기

Description

증발기{Evaporator}
도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도.
도 2는 상기 도 1에 도시한 증발기의 분해 사시도.
도 3는 종래의 다른 증발기를 나타낸 사시도.
도 4는 상기 도 1 및 도 3에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도.
도 5는 본 발명의 증발기에 따른 사시도.
도 6은 상기 도 5에 도시한 증발기의 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 증발기에 따른 사시도.
도 8은 상기 도 7에 도시한 증발기를 형성하는 플레이트의 사시도.
도 9는 상기 도 5 및 도 8에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 제 1 헤더탱크 11 : 격벽
12 : 폐쇄부
20 : 제 2 헤더탱크
31 : 제 1 연통부 32 : 제 2 연통부
40 : 입구 파이프
50 : 출구 파이프
60 : 튜브
70 : 핀
80 : 본 발명의 증발기
A1 : 제 1 영역 A2 : 제 2 영역
A3 : 제 3 영역 A4 : 제 4 영역
본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환매체의 일부가 바이패스되는 제 2 연통부를 형성하여 증발기의 열교환매체의 배분을 고르게 하고 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 증발기에 관한 것이다.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며 상기 증발기 역시 소형화와 함께 열교환 성능을 높이기 위한 연구가 이루어지고 있다.
상기 증발기는 액상의 열교환매체가 기체상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실 내로 공급되도록 하는 냉방장치로 도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시한 증발기의 분해 사시도이며, 도 3는 종래의 다른 증발기를 나타낸 사시도이다. 더욱 상세하게는 상기 도 1 및 도 2는 압출형 증발기를 나타내었고, 도 3은 적층형 증발기를 도시하였다.
상기 도 1 내지 도 3에 도시한 종래의 증발기는 2열의 유로가 나란하게 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되는 제 1 헤더탱크(110) 및 제 2 헤더탱크(120); 상기 제 1 헤더탱크(110)의 양측 면에 각각 형성되는 입구 파이프(140) 및 출구 파이프(150); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 각 열에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 폐쇄부(112); 상기 제 1 헤더탱크(110) 및 제 2 헤더탱크(120)에 연결되어 상기 입구 파이프(140)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구 파이프(150)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(160); 상기 제 1 헤더탱크(110)의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 1 연통부(131); 및 상기 튜브(160) 사이에 적층되는 복수개의 핀(170); 을 포함하여 형성된다.
도 4는 상기 도 1 및 도 3에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도로, 상기 증발기의 입구 파이프(140)를 통해 유입된 열교환매체는 상기 제 1 헤더탱크(10)의 길이방향을 따라 이동되어 상기 폐쇄부(112)에 의해 형성된 상기 제 1 열의 제 1 영역(A1)인 튜브(160)를 통해 제 2 헤더탱크(120)로 유입된다. 상기 제 2 헤더탱크(120)로 유입된 열교환매체는 상기 제 2 헤더탱크(120)의 길이방향을 따라 이동되어 상기 제 1 열에 형성된 제 2 영역(A2)의 튜브(160)를 통해 제 1 헤더탱크(110)로 이동된 후, 상기 제 1 헤더탱크(110)로 이동된 열교환매체는 상기 제 1 헤더탱크(110)의 길이방향을 따라 이동되며 상기 제 1 열과 제 2 열을 연통시키는 연통부(131)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(110)의 제 2 열로 이동된다. 상기 제 1 헤더탱크(110)의 제 2 열에 형성된 제 3 영역(A3)의 튜브를 통해 제 2 헤더탱크(120)로 이동되며 상기 제 2 헤더탱크(120)로 이동된 열교환매체는 다시 제 2 헤더탱크(120)의 길이방향으로 이동되고, 상기 제 2 열에 형성된 제 4 영역(A4)의 튜브를 통해 제 1 헤더탱크(110)로 이동한다. 상기 증발기는 상기 제 1 영역(A1), 제 2 영역(A2), 제 3 영역(A3), 및 제 4 영역(A4)을 따라 순환되어 제 1 헤더탱크(110)로 이동된 열교환매체가 상기 제 1 헤더탱크(110) 일측에 형성된 출구 파이프(150)를 통해 배출된다.
그러나 상기 증발기의 제 4 영역(A4)은 원심력에 의해 상기 열교환매체는 상기 출구 파이프측으로 열교환매체가 편중되어 상기 도 4에 빗금친 부분에서 내부 열교환매체의 양이 부족하게 되므로 상기 빗금친 부분에서 외부 공기를 충분히 냉각시키기 어려워 과열구간이 형성되는 문제점이 있다.
상기 증발기에 과열구간이 형성되는 경우, 상기 구간을 통과한 공기는 충분히 냉각되지 못한 상태로 자동차 실내로 토출되므로 좌ㆍ우 벤트에서 토출되는 공기의 온도 편차가 발생됨에 따라 온도쾌적성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제 1 영역과 제 4 영역을 연통하는 제 2 연통부가 더 형성되어 상기 증발기 내부의 일부 열교환매체가 바이패스되도록 하여 상기 출구 파이프가 형성된 제 4 영역에서도 충분히 열교환가능하도록 됨으로써 과열구간의 형성을 방지할 수 있고, 자동차 실내로 토출되는 좌ㆍ우 공기의 온도를 균일화하여 온도쾌적성을 높일 수 있는 증발기를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증발기(80)는 2열의 유로가 나란하게 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 양측 면에 각각 형성되는 입구 파이프(40) 및 출구 파이프(50); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 각 열에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 폐쇄부(12); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(40)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구 파이프(50)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(60); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 1 연통부(31); 및 상기 튜브(60) 사이에 적층되는 복수개의 핀(70); 을 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 제 2 헤더탱크(20)에 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 2 연통부(32)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발기(80)는 내부의 열교환매체가 상기 제 1 헤더탱크(10)의 입구 파이프(40)를 통해 유입되어 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1), 상기 제 1 영역(A1)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱 크(20)로 이동된 열교환매체가 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 1 영역(A1)에 이웃하여 위치하는 제 2 영역(A2), 상기 제 1 헤더탱크(10)의 연통부를 통해 제 2 열로 이동된 열교환매체가 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 3 영역(A3), 및 상기 제 3 영역(A3)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 열교환매체가 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 2 영역(A3)에 이웃하여 위치하는 제 4 영역(A4)을 거쳐 상기 출구 파이프(50)를 통해 배출되며, 상기 제 1 헤더탱크(10)의 입구 파이프(40)를 통해 유입되어 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1)을 거친 열교환매체의 일부가 상기 제 2 연통부(32)를 통해 바이패스되어 제 2 열로 이동되고 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되는 제 4 영역(A4)을 거쳐 상기 출구 파이프(50)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 증발기(80)는 플렛 타입(Flat type)의 튜브(60)에 의해 형성되고, 상기 폐쇄부(12)는 배플에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 증발기(80)는 플레이트(Plate)가 접합되어 형성되고, 상기 폐쇄부(12)는 유로가 막힌 플레이트에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 증발기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 증발기(80)는 2열의 유로가 나란하게 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 양측 면에 각각 형성되는 입구 파이프(40) 및 출구 파이프(50); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 각 열에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 폐쇄부(12); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(40)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구 파이프(50)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(60); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 1 연통부(31); 및 상기 튜브(60) 사이에 적층되는 복수개의 핀(70); 을 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서, 상기 증발기(80)는 상기 제 2 헤더탱크(20)에 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 2 연통부(32)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 증발기(80)에 따른 사시도이고, 도 6은 상기 도 5에 도시한 증발기(80)의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다른 증발기(80)에 따른 사시도이고, 도 8은 상기 도 7에 도시한 증발기(80)를 형성하는 플레이트의 사시도이다.
상기 도 5 및 도 6은 압출형 증발기(80)를 나타내었고, 상기 도 7 및 도 8은 적층형 증발기(80)를 도시하였다.
본 발명은 도시된 바와 같이, 압출형 및 적층형의 증발기(80)에 모두 적용될 수 있다.
상기 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 압출형 증발기(80)는 플렛 타입(Flat type)의 튜브(60)에 의해 형성되고, 상기 폐쇄부(12)는 배플에 의해 형성될 수 있 다. 상기 튜브(60)는 폴딩(Folding) 또는 접합되어 형성될 수 있으며 상기 제 2 연통부(32)는 상기 제 2 헤더탱크(20) 내부의 격벽(11)에 형성되는 것으로 기본적인 열교환매체 유로 외에 추가적인 바이패스 유로를 형성하게 된다.
상기 제 2 연통부(32)는 상기 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이 상기 격벽(11)의 높이와 동일한 개방영역이 형성될 수 있고 홀의 형태로 형성될 수 도 있으며, 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시켜 열교환매체가 이동될 수 있는 형태라면 제한됨이 없이 형성될 수 있다.
상기 도 7에 도시한 바와 같은 적층형 증발기(80)는 플레이트(Plate)가 접합되어 형성되고, 상기 폐쇄부(12)는 유로가 막힌 플레이트에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 도 8은 상기 적층형 증발기(80)를 구성하는 플레이트의 접합 전 사시도로, 상기 도 8 (a)는 상기 폐쇄부(12)가 형성된 (60)를 구성하는 플레이트를 도시한 것이고, 상기 도 8 (b)는 제 2 연통부(32)가 형성된 튜브(60)를 구성하는 플레이트를 도시한 것이다.
상기 적층형 증발기(80)는 상기 도 8 (a)에 도시한 것과 같이 상기 일측 유로가 막힌 플레이트를 이용하여 폐쇄부(12)를 형성할 수 있고, 상기 도 8 (b)에 도시한 것과 같이 유로 간 유통될 수 있도록 형성되어 제 2 연통부(32)를 형성할 수 있다.
도 9는 상기 도 5 및 도 8에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도이다.
본 발명의 증발기(80)는 기본적으로 내부의 열교환매체가 상기 제 1 헤더탱 크(10)의 입구 파이프(40)를 통해 유입되어 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1), 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 열교환매체가 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동되는 제 2 영역(A2), 상기 제 1 헤더탱크(10)의 연통부를 통해 제 2 열로 이동된 열교환매체가 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 세번째 영역, 및 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 열교환매체가 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동되는 네번째 영역을 거쳐 상기 출구 파이프(50)를 통해 배출됨과 동시에 상기 제 1 영역(A1)을 거친 열교환매체의 일부가 상기 제 2 연통부(32)를 통해 바이패스되어 제 2 열로 이동되고, 별도의 영을 통과하지 않고 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되는 제 4 영역(A4)을 거쳐 출구 파이프(50)를 통해 배출된다.
즉, 본 발명의 증발기(80)는 일부 열교환매체가 제 2 영역(A2) 및 제 3 영역(A3)을 통과하지 않고 제 1 영역(A1)을 통과한 후 상기 제 2 연통부(32)를 통해 제 4 영역(A4)으로 이동되도록 하여, 열교환되지 않은 액상의 열교환매체가 제 4 영역(A4)으로 일부 유입되도록 하여 제 4 영역(A4)에서의 과열영역이 형성됨을 방지할 수 있으며 열교환매체의 편중을 방지할 수 있어 증발기(80) 전체의 표면 온도를 균일화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
이에 따라, 본 발명의 증발기는 제 1 영역과 제 4 영역을 연통하는 제 2연통부를 형성하여 일부 열교환매체는 기존의 유로를 따라 이동되며 일부 열교환매체는 바이패스되어 과열구간이 형성되는 영역을 흐르도록 함으로써 열교환매체의 편중을 방지하고 증발기 전체 영역의 온도분포를 균일하게 하여 열교환능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 증발기는 자동차 실내로 토출되는 좌ㆍ우 공기의 온도를 균일화하여 탑승객의 온도쾌적성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 2열의 유로가 나란하게 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되는 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 양측 면에 각각 형성되는 입구 파이프(40) 및 출구 파이프(50); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 각 열에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 폐쇄부(12); 상기 제 1 헤더탱크(10) 및 제 2 헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(40)와 연통되는 제 1 열과 상기 출구 파이프(50)와 연통되는 제 2 열을 형성하는 복수개의 튜브(60); 상기 제 1 헤더탱크(10)의 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 1 연통부(31); 및 상기 튜브(60) 사이에 적층되는 복수개의 핀(70); 을 포함하여 형성되는 증발기(80)에 있어서,
    상기 증발기(80)는
    상기 제 2 헤더탱크(20)에 상기 제 1 열과 제 2 열의 일정 영역을 연통시키는 제 2 연통부(32)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기(80)는
    내부의 열교환매체가 상기 제 1 헤더탱크(10)의 입구 파이프(40)를 통해 유입되어 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영 역(A1), 상기 제 1 영역(A1)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 열교환매체가 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 1 영역(A1)에 이웃하여 위치하는 제 2 영역(A2), 상기 제 1 헤더탱크(10)의 연통부를 통해 제 2 열로 이동된 열교환매체가 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 3 영역(A3), 및 상기 제 3 영역(A3)을 통과하여 상기 제 2 헤더탱크(20)로 이동된 열교환매체가 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 다시 제 1 헤더탱크(10)로 이동되고 상기 제 2 영역(A3)에 이웃하여 위치하는 제 4 영역(A4)을 거쳐 상기 출구 파이프(50)를 통해 배출되며,
    상기 제 1 헤더탱크(10)의 입구 파이프(40)를 통해 유입되어 상기 제 1 열 튜브(60)를 통해 제 2 헤더탱크(20)로 이동되는 제 1 영역(A1)을 거친 열교환매체의 일부가 상기 제 2 연통부(32)를 통해 바이패스되어 제 2 열로 이동되고 상기 제 2 열 튜브(60)를 통해 상기 제 1 헤더탱크(10)로 이동되는 제 4 영역(A4)을 거쳐 상기 출구 파이프(50)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증발기(80)는
    플렛 타입(Flat type)의 튜브(60)에 의해 형성되고, 상기 폐쇄부(12)는 배플에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 증발기(80)는
    플레이트(Plate)가 접합되어 형성되고, 상기 폐쇄부(12)는 유로가 막힌 플레이트에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
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