KR20090119559A - Air conditioner for vehicle - Google Patents

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KR20090119559A
KR20090119559A KR1020080045675A KR20080045675A KR20090119559A KR 20090119559 A KR20090119559 A KR 20090119559A KR 1020080045675 A KR1020080045675 A KR 1020080045675A KR 20080045675 A KR20080045675 A KR 20080045675A KR 20090119559 A KR20090119559 A KR 20090119559A
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air conditioner
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이호성
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현대자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: An air conditioner for vehicle is provided to improve the performance of the cooling system by preventing a low pressure backward flowing through mixing refrigerant and the compressor discharge refrigerant cooling compressor. CONSTITUTION: An air conditioner for vehicle is comprises a compressor(20), a condenser(70), an expanding balloon(40), and an evaporator(50). And a cooler(10), a cooler entry wiring(12), a cooler outlet piping(14), an ejector(60) are included. The cooler has the coolant gallery surrounding compressor and cools compressor between compressors. The cooler entry wiring guides a part among the refrigerant passing through the expanding balloon to cooler. The cooler outlet piping flows out the refrigerant passing through the coolant gallery of cooler by the outside of cooler. The ejector is arranged between compressor and condenser, and blocks the refrigerant compacted in compressor flows reversely to the cooler outlet piping.

Description

자동차용 에어컨{air conditioner for vehicle} Air conditioners for vehicles

본 발명은 자동차용 에어컨에 관한 것으로서, 특히 팽창기구에서 나온 차가운 냉매를 압축기로 직접 보내는 저압 라인을 배치하여 압축기의 외측에 배치된 쿨러를 통해 상기 압축기를 냉각하고, 전체적인 시스템 효율을 위해 이젝터를 상기 압축기와 응축기 사이에 배치한 자동차용 에어컨에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner for automobiles, in particular, by arranging a low pressure line for directing a cool refrigerant from the expansion mechanism directly to the compressor to cool the compressor through a cooler disposed outside the compressor, and the ejector for overall system efficiency It relates to an automotive air conditioner disposed between a compressor and a condenser.

일반적으로, 자동차용 에어컨은 압축기, 응축기, 라디에이터, 팽창기구 및 증발기와 기타의 부속 부품의 구성으로 이루어진다.In general, automotive air conditioners consist of compressors, condensers, radiators, expansion mechanisms and evaporators and other accessory parts.

자동차용 에어컨에서 가장 일을 많이 하는 장치는 압축기이고, 엔진의 회전력을 이용해 작동하는 구조를 사용한다. 또한, 하이브리드 자동차와 연료전지자동차에는 엔진의 구동을 이용하기엔 부족하기 때문에 모터로 작동되는 전기식 압축기가 쓰인다.The most common device in a car air conditioner is a compressor, which uses a structure that operates using the engine's rotational force. In addition, hybrid vehicles and fuel cell vehicles use electric compressors driven by motors because they are insufficient to use engine driving.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 에어컨의 냉동 사이클 계통도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 에어컨의 냉매의 상태를 나타내는 p-h선도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to the prior art, and FIG. 2 is a p-h diagram showing a state of a refrigerant of the air conditioner for a vehicle according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 자동차용 에어컨에 설치되는 압축기(5)는 엔진(9)의 회전력을 이용해 작동되며, 고온고압의 냉매에 순환력을 부여하여 기체 상태로 변환시켜서 응축기(6)로 보내는 역할을 한다.As shown in FIG. 1, the compressor 5 installed in the vehicle air conditioner is operated by using the rotational force of the engine 9, and gives a circulation force to the refrigerant having a high temperature and high pressure to convert it into a gas state, thereby condenser 6. It serves to send.

상기 압축기(5)를 통과한 고온고압의 냉매는 상기 응축기(6)를 통과하게 되는데, 상기 응축기(6)는 라디에이터(6')의 전방에 설치되어 있으며 회전 작동되는 냉각팬(미도시)에 의해 고온고압의 기체 상태의 냉매를 응축시켜 고온, 고압의 액체상태의 냉매로 만드는 역할을 한다.The high temperature and high pressure refrigerant passing through the compressor (5) passes through the condenser (6), the condenser (6) is installed in front of the radiator (6 ') and is rotated in the cooling fan (not shown) By condensing the refrigerant in the gaseous state of high temperature and high pressure to form a liquid refrigerant of high temperature, high pressure.

상기 응축기(6)에서 생성된 냉매는 리시버 드라이버(미도시)를 통과하게 되는데, 상기 리시버 드라이버(미도시)는 냉매속에 있는 수분과 이물질을 제거하고 적정량의 냉매가 공급될 수 있도록 냉매를 저장하는 역할을 한다.The refrigerant generated in the condenser 6 passes through a receiver driver (not shown). The receiver driver (not shown) removes moisture and foreign matter in the refrigerant and stores the refrigerant to supply an appropriate amount of refrigerant. Play a role.

상기한 리시버 드라이버(미도시)를 통과한 냉매는 팽창기구(7)(Expansion Valve)를 통과하면서 고온, 고압의 액체 상태의 냉매를 저온저압의 습증기 상태의 냉매로 변화된다.The refrigerant having passed through the receiver driver (not shown) is changed into a refrigerant having a high temperature and high pressure liquid state into a refrigerant having a low temperature and low pressure wet steam while passing through an expansion mechanism 7 (Expansion Valve).

상기 저온, 저압의 냉매는 증발기(8)(Evaporator)에서 차량 실내의 공기와 열교환하면서 차량 실내의 공기를 냉각시키게 된다. The low temperature and low pressure refrigerant cools the air in the vehicle interior while exchanging heat with the air in the vehicle interior in the evaporator 8.

상기 증발기(8)에서 냉각된 공기는 차량에 별도로 설치되는 블로워 팬(미도시)에 의해 차 실내로 냉각된 공기가 유출되도록 구성된다.The air cooled in the evaporator 8 is configured such that the air cooled into the vehicle interior flows out by a blower fan (not shown) separately installed in the vehicle.

도 2에 도시된 바와 같이, 1에서 2로 가는 과정은 압축기의 과정으로 일반적으로 엔탈피(△h)가 작을수록 상기 압축기의 소비동력(W=m*△h)은 작아지게 된다. 따라서 압축기를 냉각시켜 주었을 경우 압축기의 소비동력을 줄일 수 있게된 다.As shown in FIG. 2, the process from 1 to 2 is a process of the compressor. In general, as the enthalpy (Δh) is smaller, the power consumption of the compressor (W = m * Δh) becomes smaller. Therefore, when the compressor is cooled, the power consumption of the compressor can be reduced.

일반적인 과정이 1→2로 가는 과정이고, 가장 이상적인 과정은 1→2'으로 가는 과정이다.The general process is 1 → 2, and the most ideal is 1 → 2 '.

이를 위해 압축기가 이상적인 일을 하게 하기 위해 압축기를 냉각하는 장치를 고안하였다.To this end, we designed a device to cool the compressor to make it ideal.

따라서, 냉각수를 이용해 압축기를 냉각수 또는 응축액을 이용하여 직접 압축기를 냉각하거나, 시스템의 전체적인 유량을 늘리지 않고 압축기를 효과적으로 냉각하기 위해 이적터를 이용하여 기존에 팽창기구에서 소실되었던 에너지가 압력으로 전환되어 압축기의 부하는 감소하고 에너지 효율성은 높아졌다.Therefore, the energy that was previously lost in the expansion mechanism is converted to pressure by using a transfer water to cool the compressor directly using coolant or condensate, or to effectively cool the compressor without increasing the overall flow rate of the system. Compressor loads decreased and energy efficiency increased.

그러나, 종래 기술에 따른 자동차용 에어컨은 시스템의 전체적인 유량을 늘리지 않고 압축기를 효과적으로 냉각하기 위해 냉매를 바로 압축기로 인젝션 해주는 기술은 압축 엔탈피를 줄이는 효과를 가져오기는 하나 유동질량이 갑자기 늘어나 전체적인 일은 늘어나게 되어 실용적이지 못한 문제점이 있다.However, the air conditioner for automobiles according to the prior art has a technique of injecting refrigerant directly into the compressor to effectively cool the compressor without increasing the overall flow rate of the system. There is a problem that is not practical.

본 발명은 압축기를 냉각시키기 위해 쿨러를 배치하고, 저압 라인의 차가운 냉매를 상기 쿨러를 통해 상기 압축기의 냉각에 이용하여 상기 압축기의 성능을 향상하는 자동차용 에어컨을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an air conditioner for an automobile, in which a cooler is disposed to cool the compressor, and a cold refrigerant of a low pressure line is used for cooling the compressor through the cooler to improve the performance of the compressor.

본 발명의 다른 목적은 이젝터를 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 구비하여 상기 압축기를 냉각한 냉매와 상기 압축기 토출 냉매를 혼합함으로 저압역류를 방지함으로써, 냉각 시스템의 성능을 향상하는 자동차용 에어컨을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an air conditioner for an automobile having an ejector between the compressor and the condenser to prevent low pressure backflow by mixing the refrigerant cooling the compressor and the compressor discharge refrigerant, thereby improving the performance of the cooling system. For the purpose of

본 발명에 따른 자동차용 에어컨은, 압축기와, 응축기와, 팽창기구와, 증발기를 포함하고, 상기 압축기를 둘러싸고 상기 압축기와의 사이에 상기 압축기를 냉각시키는 냉각 유로를 갖는 쿨러와; 상기 팽창기구를 통과한 냉매 중 일부를 상기 쿨러로 안내하는 쿨러 입구 배관과; 상기 쿨러의 상기 냉각 유로를 통과한 냉매를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 쿨러 출구 배관과; 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 배치되고, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 쿨러 출구 배관으로 역류되는 것을 막는 이젝터를 포함한다.An air conditioner for automobiles according to the present invention comprises: a cooler including a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, and having a cooling passage surrounding the compressor and cooling the compressor between the compressors; A cooler inlet pipe for guiding a portion of the refrigerant passing through the expansion mechanism to the cooler; A cooler outlet pipe configured to discharge the refrigerant passing through the cooling flow path of the cooler to the outside of the cooler; And an ejector disposed between the compressor and the condenser and preventing the refrigerant compressed in the compressor from flowing back to the cooler outlet pipe.

상기 팽창기구를 통해 나온 차가운 냉매 중 일부를 상기 쿨러 입구 배관으로 보내어 상기 압축기를 직접 냉각하도록 상기 팽창기구와 상기 쿨러 입구 배관 사이에 배치되는 저압 라인을 더 포함한다.And a low pressure line disposed between the expansion mechanism and the cooler inlet pipe to direct a portion of the cold refrigerant from the expansion mechanism to the cooler inlet pipe to directly cool the compressor.

상기 쿨러는 상기 팽창기구를 통과한 냉매 중 일부를 상기 쿨러의 하부 일측에 형성된 상기 쿨러 입구 배관으로 유입되고, 상기 냉각 유로를 통해 상기 압축기를 냉각시킨 후 상기 쿨러의 상부 타측에 형성된 상기 쿨러 출구 배관으로 유출되는 것을 특징으로 한다.The cooler is a portion of the refrigerant passing through the expansion mechanism flows into the cooler inlet pipe formed on one side of the lower cooler, the cooler outlet pipe formed on the other side of the upper side of the cooler after cooling the compressor through the cooling flow path Characterized in that the outflow.

상기 이젝터는 상기 압축기에서 유출된 고압고온의 냉매와 상기 쿨러 출구 배관을 통해 흐르는 저온저압 냉매를 섞어 상기 고온고압의 냉매가 상기 저온저압의 냉매 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.The ejector is characterized in that the high-pressure high-temperature refrigerant flowing out of the compressor and the low-temperature low-pressure refrigerant flowing through the cooler outlet pipe to prevent the high-temperature high-pressure refrigerant flows back toward the low-temperature low-pressure refrigerant.

본 발명은 자동차용 에어컨에 관한 것으로, 압축기와, 응축기와, 팽창기구와, 증발기를 포함하고, 상기 압축기를 둘러싸고 상기 압축기와의 사이에 상기 압축기를 냉각시키는 냉각 유로를 갖는 쿨러와; 상기 팽창기구를 통과한 냉매 중 일부를 상기 쿨러로 안내하는 쿨러 입구 배관과; 상기 쿨러의 상기 냉각 유로를 통과한 냉매를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 쿨러 출구 배관과; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 쿨러 출구 배관으로 역류되는 것을 막는 이젝터를 포함하여, 압축기 성능 향상으로 소비 동력이 감소하고, 이젝터를 이용하여 시스템 성능을 향상하는 이점이 있다.        The present invention relates to an air conditioner for an automobile, comprising: a cooler including a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, and having a cooling passage surrounding the compressor and cooling the compressor between the compressor; A cooler inlet pipe for guiding a portion of the refrigerant passing through the expansion mechanism to the cooler; A cooler outlet pipe configured to discharge the refrigerant passing through the cooling flow path of the cooler to the outside of the cooler; Including an ejector that prevents the refrigerant compressed in the compressor from flowing back to the cooler outlet pipe, the power consumption is reduced by improving the compressor performance, and the system performance is improved by using the ejector.

또한, 압축기의 성능향상으로 인해 압축기의 용량을 축소 설계가 가능한 이점이 있다.In addition, due to the improved performance of the compressor there is an advantage that can be designed to reduce the capacity of the compressor.

또한, 현재 자동차에 쓰이고 있는 모든 냉매를 사용 가능한 이점이 있다.In addition, there is an advantage that can use all the refrigerants currently used in automobiles.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.        Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 냉동 사이클 계통도, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 냉매의 상태를 나타내는 p-h선도, 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 압축기와 쿨러의 결합 상태를 간략하게 도시한 사시도, 도 6a는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 압축기와 쿨러의 결합 상태를 개략적으로 도시한 정면도, 도 6b는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 압축기와 쿨러의 결합 상태를 개략적으로 도시한 평면도, 도 7은 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 이젝터의 작동 상태를 도시한 도면이다.3 is a schematic diagram illustrating a refrigeration cycle of an automotive air conditioner according to the present invention, FIG. 4 is a ph diagram showing a state of a refrigerant of an automotive air conditioner according to the present invention, and FIG. 6A is a front view schematically illustrating a coupling state of a compressor and a cooler of an automotive air conditioner according to the present invention, and FIG. 6B is a coupling state of a compressor and a cooler of an automotive air conditioner according to the present invention. 7 is a plan view schematically illustrating an operating state of an ejector of an air conditioner for a vehicle according to the present invention.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 에어컨은, 기화된 고온의 냉매를 고온고압의 가스상태로 압축하는 압축기(20)와, 라디에이터(80)의 전방에 배치되고, 상기 압축기(20)에서 압축된 고온고압의 냉매를 액화시키는 응축기(70)와, 상기 응축기(70)를 통과한 고압의 액체냉매를 급격히 팽창시켜 저온저압의 냉매로 만드는 팽창기구(40)와, 상기 팽창기구(40)에서 팽창된 저온의 냉매를 증발시켜 주변 공기를 냉각하는 증발기(50)로 구성된다. As shown in Figures 3 and 4, the automotive air conditioner according to the present invention, the compressor 20 for compressing the vaporized high-temperature refrigerant to a high-temperature high-pressure gas state, and is disposed in front of the radiator 80, A condenser 70 for liquefying the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor 20, an expansion mechanism 40 for rapidly expanding the high pressure liquid refrigerant passing through the condenser 70 to form a low temperature low pressure refrigerant, It is composed of an evaporator 50 for cooling the ambient air by evaporating the low-temperature refrigerant expanded in the expansion mechanism (40).

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(20)를 둘러싸고 상기 압축기(20)와의 사이에 상기 압축기(20)를 냉각시키는 냉각 유로(16)를 갖는 쿨러(10)와; 상기 팽창기구(40)를 통과한 냉매 중 일부를 상기 쿨러(10)로 안내하는 쿨러 입구 배관(12)과, 상기 쿨러(10)의 상기 냉각 유로(16)를 통과한 냉매를 상기 쿨러(10)의 외부로 유출하는 쿨러 출구 배관(14)과; 상기 압축기(20)와 상기 응축기(20) 사이에 배치되고, 상기 압축기(20)에서 압축된 냉매가 상기 쿨러 출구 배관(14)으로 역류되는 것을 막는 이젝터(60)를 포함한다.3 to 6, a cooler (10) having a cooling passage (16) surrounding the compressor (20) and cooling the compressor (20) between the compressor (20); A cooler inlet pipe 12 for guiding a portion of the coolant that has passed through the expansion mechanism 40 to the cooler 10, and a coolant that has passed through the cooling passage 16 of the cooler 10 are connected to the cooler 10. Cooler outlet pipe 14 flowing out to the outside; The ejector 60 is disposed between the compressor 20 and the condenser 20 and prevents the refrigerant compressed by the compressor 20 from flowing back to the cooler outlet pipe 14.

상기 팽창기구(40)를 통해 나온 차가운 냉매(4) 중 일부를 상기 쿨러 입구 배관(12)으로 보내어 상기 압축기(20)를 직접 냉각하도록 상기 팽창기구(40)와 상기 쿨러 입구 배관(12) 사이에 배치되는 저압 라인(30)을 더 포함하여 이루어진다.Between the expansion mechanism 40 and the cooler inlet pipe 12 to direct some of the cold refrigerant 4 from the expansion mechanism 40 to the cooler inlet pipe 12 to directly cool the compressor 20. It further comprises a low pressure line 30 disposed in.

상기 쿨러(10)는 상기 팽창기구(40)를 통과한 냉매(4) 중 일부 냉매(a)를 상기 쿨러(10)의 하부 일측에 형성된 상기 쿨러 입구 배관(12)으로 유입되고, 상기 냉각 유로(16)를 통해 상기 압축기(20)를 냉각시킨 후 상기 쿨러(10)의 상부 타측에 형성된 상기 쿨러 출구 배관(14)으로 유출된다.The cooler 10 is introduced into the cooler inlet pipe 12 formed on one side of the lower portion of the cooler 10 of the coolant (10) of the coolant (4) passing through the expansion mechanism 40, the cooling flow path Cooling the compressor 20 through the (16) and flows out to the cooler outlet pipe 14 formed on the other side of the upper of the cooler (10).

도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 이젝터(60)는 상기 압축기(20)에서 유출된 고압고온의 냉매(c)와 상기 쿨러 출구 배관을 통해 흐르는 저온저압 냉매(d)를 섞어 상기 고온고압의 냉매(c)가 상기 저온저압의 냉매(d) 쪽으로 역류하는 것을 방지하고, 섞인 냉매를 상기 응축기(70)로 보내도록 구비된 이젝터(60)(ejector)로 이루어진다.3 and 7, the ejector 60 mixes the high pressure and high temperature refrigerant (c) flowing out of the compressor 20 and the low temperature and low pressure refrigerant (d) flowing through the cooler outlet pipe to the high temperature and high pressure. It is composed of an ejector 60 (ejector) provided to prevent the refrigerant (c) from flowing back toward the refrigerant (d) of the low temperature and low pressure, and to send the mixed refrigerant to the condenser (70).

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 차량용 냉방 장치의 작동 상태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.An operation state of the vehicle cooling apparatus according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the drawings.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기화된 고온의 냉매를 고온고압의 가스상태로 압축하는 압축기(20)와, 라디에이터(80)의 전방에 배치되고, 상기 압축기(20)에서 압축된 고온·고압의 냉매를 액화시키는 응축기(70)와, 상기 응축기(70)를 통과한 고압의 액체냉매를 급격히 팽창시켜 저온·저압의 냉매로 만드는 팽창기구(40)와, 상기 팽창기구(40)에서 팽창된 저온의 냉매를 증발시켜 주변 공기를 냉각하는 증발기(50)를 배치한다.3 and 4, the compressor 20 for compressing the vaporized high-temperature refrigerant into a gas state of high temperature and high pressure, and disposed in front of the radiator 80, the high temperature compressed in the compressor 20 A condenser 70 for liquefying a high pressure refrigerant, an expansion mechanism 40 for rapidly expanding a high pressure liquid refrigerant passing through the condenser 70 into a low temperature and low pressure refrigerant, and in the expansion mechanism 40 The evaporator 50 is disposed to cool the surrounding air by evaporating the expanded low temperature refrigerant.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(20)를 둘러싸고 상기 압축기(20)와의 사이에 상기 압축기(20)를 냉각시키는 냉각 유로(16)를 갖는 쿨러(10)를 배치한다.As shown in FIGS. 3 to 6, a cooler 10 having a cooling passage 16 that surrounds the compressor 20 and cools the compressor 20 between the compressor 20 is disposed.

여기서 상기 쿨러는 상기 팽창기구(40)를 통과한 저온저압의 냉매(4) 중 일부중 일부의 냉매(a)를 상기 쿨러(10)로 유입하는 쿨러 입구 배관(12)을 형성하고, 상기 쿨러(10)의 상기 냉각 유로(16)를 통과한 냉매를 상기 쿨러(10)의 외부로 유출하는 쿨러 출구 배관(14)을 형성한다.Here, the cooler forms a cooler inlet pipe 12 through which some of the coolant a of the low temperature low pressure coolant 4 passed through the expansion mechanism 40 flows into the cooler 10, and the cooler The cooler outlet pipe 14 which flows out the coolant having passed through the cooling passage 16 in the outside of the cooler 10 is formed.

상기 압축기(20)의 냉각은 상기 쿨러(10)가 상기 압축기(20) 표면 부위를 감싸주는 형태를 취한다. The cooling of the compressor 20 takes a form in which the cooler 10 surrounds a surface portion of the compressor 20.

또한, 상기 팽창기구(40)를 통해 나온 차가운 냉매(4) 중 일부의 냉매(a)를 상기 쿨러 입구 배관(12)으로 보내어 상기 압축기(20)를 직접 냉각하도록 상기 팽창기구(40)와 상기 쿨러 입구 배관(12) 사이에 저압 라인(30)을 배치한다.In addition, a portion of the coolant (a) of the cold refrigerant (4) through the expansion mechanism 40 is sent to the cooler inlet pipe 12 to directly cool the compressor (20) and the expansion mechanism (40) The low pressure line 30 is arranged between the cooler inlet pipes 12.

열유동을 효율을 높여주기 위해 상기 팽창기구에서 유입되는 상기 냉매(a)는 아래쪽인 상기 쿨러 입구 배관(12)로 들어가 위쪽인 상기 쿨러 출구 배관(14)으로 유출되는 역류(counter flow)형식을 취한다.In order to increase the efficiency of heat flow, the refrigerant (a) flowing from the expansion mechanism has a counter flow type that flows into the cooler inlet pipe 12 downward and flows out to the cooler outlet pipe 14 upward. Take it.

또한, 상기 압축기(20)와 상기 응축기(20) 사이에 배치되고, 상기 압축기(20)에서 압축된 고온고압의 냉매(c)가 상기 쿨러 출구 배관(14)으로 역류되는 것을 막는 이젝터(60)를 배치한다.In addition, an ejector 60 disposed between the compressor 20 and the condenser 20 and preventing the refrigerant c of the high temperature and high pressure compressed by the compressor 20 from flowing back to the cooler outlet pipe 14. Place it.

여기서, 상기 이젝터(60)는 전체적인 시스템 향상을 위해 상기 압축기(20)와 상기 응축기(70) 사이에 배치하는 것이 바람직하다.Here, the ejector 60 is preferably disposed between the compressor 20 and the condenser 70 to improve the overall system.

상기와 같이, 상기 팽창기구(40)에서 나온 냉매(4)는 저온저압이다. As described above, the refrigerant 4 exiting the expansion mechanism 40 is at low temperature and low pressure.

상기 냉매(4)의 일부 냉매(b)는 라인을 통해 상기 증발기(50)로 흐르게 되면 상기 증발기(50)에 구비되는 블로워(미도시)를 이용하여 차량의 냉방용으로 사용하고, 다시 상기 압축기(20)로 들어가 고온고압의 냉매(c)가 된다.When some of the refrigerant (b) of the refrigerant (4) flows through the line to the evaporator 50 is used for cooling the vehicle by using a blower (not shown) provided in the evaporator 50, and again the compressor It enters into (20), and it becomes the refrigerant | coolant (c) of high temperature, high pressure.

또한, 상기 팽창기구(40)에서 나온 저온저압의 냉매(4)의 일부의 냉매(a)가 상기 저압라인(30)로 흘러가서 상기 압축기(20)를 냉각시킨다.In addition, a portion of the refrigerant a of the low temperature low pressure refrigerant 4 from the expansion mechanism 40 flows into the low pressure line 30 to cool the compressor 20.

또한, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터에(60)는 제1 흡입구(65)를 통해 유입되는 고온고압의 냉매(c)의 압력(P1)은 노즐(62)을 지나게 되어 압력이 매우 낮아지게 되고, 제 2흡입구(64)를 통해 유입되는 저온저압의 냉매(d)의 압력(P0)보다 낮아지게 되면 상기 P0는 상기 이젝터 속으로 빨려 들어가게 된다. 이렇게 되면 혼합부(66)에서 냉매(c)와 냉매(d)가 섞이게 되고, 섞이는 과정에서 상기 이젝터(60)의 중앙부에서 압력이 보상되어 다시 높은 압력(P2)을 가지게 되고, 유출구(68)로 빠져나가 상기 고압의 냉매(2'')를 상기 응축기(70)로 보낸다.In addition, as shown in FIGS. 3 to 7, the ejector 60 has a pressure P1 of the high temperature and high pressure refrigerant c introduced through the first suction port 65 to pass through the nozzle 62. When the pressure is very low and lower than the pressure P0 of the low temperature low pressure refrigerant d introduced through the second suction port 64, the P0 is sucked into the ejector. In this case, the refrigerant (c) and the refrigerant (d) are mixed in the mixing unit (66), and the pressure is compensated at the center of the ejector (60) in the mixing process to have a high pressure (P2) again, and the outlet (68) And the high pressure refrigerant 2 " is sent to the condenser 70.

상기와 같은 작동과정을 p-h선도로 나타내면 도 4에 도시된 바와 같은 상태가 된다. If the operation process as described above is shown in the p-h diagram it is in a state as shown in FIG.

즉, 2에서 2'' 만큼의 엔탈피(h)가 감소되는 것을 알 수 있고, 종래 기술에 비해 압축기의 소비동력이 감소되고, 냉방 효율의 증대를 가져오게 되는 이점이 있다.That is, it can be seen that the enthalpy (h) by 2 to 2 '' is reduced, the power consumption of the compressor is reduced compared to the prior art, there is an advantage that the cooling efficiency is increased.

또한, 압축기 성능향상으로 인한 압축기 용량을 축소하여 설계가 가능하므로 원가가 절감되는 이점이 있다.In addition, it is possible to design by reducing the capacity of the compressor due to improved compressor performance has the advantage of reducing the cost.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and the present invention is not limited to the above embodiments and drawings, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. This is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명에 따른 자동차용 에어컨은, 전체적인 냉각 시스템 향상을 위해 이젝터를 적용하고, 팽창기구를 통해 유출되는 냉매중 일부가 쿨러로 유입되도록 상기 쿨러와 연결되는 저압라인을 구비하여 상기 쿨러를 통해 압축기를 냉각함으로써, 압축기 성능 향상으로 인한 압축기 용량 축소 설계가 가능하고, 현재 자동차에 사용되고 있는 냉매와 대체 냉매인 CO2에는 더 큰 성능향상이 될 뿐만 아니라, 현재 자동차에 쓰이고 있는 모든 냉매에 사용이 가능하다.The air conditioner for an automobile according to the present invention applies an ejector to improve the overall cooling system, and has a low pressure line connected to the cooler so that some of the refrigerant flowing out through the expansion mechanism flows into the cooler. By cooling, the compressor capacity reduction design is possible due to the improvement of the compressor performance, and it is possible not only to improve the performance of the refrigerant which is currently used in the automobile and the alternative refrigerant CO2, but also to all the refrigerants currently used in the automobile.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 에어컨의 냉동 사이클 계통도,1 is a refrigeration cycle system diagram of a vehicle air conditioner according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 에어컨의 냉매의 상태를 나타내는 p-h선도, 2 is a p-h diagram showing a state of a refrigerant of a vehicle air conditioner according to the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 냉동 사이클 계통도,3 is a refrigeration cycle system diagram of a vehicle air conditioner according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 냉매의 상태를 나타내는 p-h선도,4 is a p-h diagram showing a state of a refrigerant of an air conditioner for automobiles according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 압축기와 쿨러의 결합 상태를 간략하게 도시한 사시도,5 is a perspective view briefly showing a coupling state of a compressor and a cooler of an air conditioner for a vehicle according to the present invention;

도 6a는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 압축기와 쿨러의 결합 상태를 개략적으로 도시한 정면도,6a is a front view schematically showing a coupling state of a compressor and a cooler of an air conditioner for a vehicle according to the present invention;

도 6b는 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 압축기와 쿨러의 결합 상태를 개략적으로 도시한 평면도,6b is a plan view schematically showing a coupling state of a compressor and a cooler of an air conditioner for a vehicle according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 자동차용 에어컨의 이젝터의 작동 상태를 도시한 도면.7 is a view showing an operating state of the ejector of the automotive air conditioner according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10 : 쿨러 12 : 쿨러 입구 배관       10: cooler 12: cooler inlet piping

14 : 쿨러 출구 배관 16 : 냉각 유로14 cooler outlet piping 16 cooling channel

20 : 압축기 30 : 저압 라인 20 Compressor 30 Low Pressure Line

40 : 팽창기구 50 : 증발기       40: expansion mechanism 50: evaporator

60 : 이젝터 70 : 응축기       60: ejector 70: condenser

80 : 라디에이터 90 : 엔진80 Radiator 90 Engine

Claims (4)

압축기와, 응축기와, 팽창기구와, 증발기를 포함하고,A compressor, a condenser, an expansion device, an evaporator, 상기 압축기를 둘러싸고 상기 압축기와의 사이에 상기 압축기를 냉각시키는 냉각 유로를 갖는 쿨러와;A cooler surrounding the compressor and having a cooling passage for cooling the compressor with the compressor; 상기 팽창기구를 통과한 냉매 중 일부를 상기 쿨러로 안내하는 쿨러 입구 배관과;A cooler inlet pipe for guiding a portion of the refrigerant passing through the expansion mechanism to the cooler; 상기 쿨러의 상기 냉각 유로를 통과한 냉매를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 쿨러 출구 배관과;A cooler outlet pipe configured to discharge the refrigerant passing through the cooling flow path of the cooler to the outside of the cooler; 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 배치되고, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 쿨러 출구 배관으로 역류되는 것을 막는 이젝터를 포함하는 자동차용 에어컨.And an ejector disposed between the compressor and the condenser and preventing the refrigerant compressed in the compressor from flowing back to the cooler outlet pipe. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 팽창기구를 통해 나온 차가운 냉매 중 일부를 상기 쿨러 입구 배관으로 보내어 상기 압축기를 직접 냉각하도록 상기 팽창기구와 상기 쿨러 입구 배관 사이에 배치되는 저압 라인을 더 포함하는 자동차용 에어컨.And a low pressure line disposed between the expansion mechanism and the cooler inlet pipe to direct a portion of the cold refrigerant from the expansion mechanism to the cooler inlet pipe to directly cool the compressor. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 쿨러는 상기 팽창기구를 통과한 냉매 중 일부를 상기 쿨러의 하부 일측에 형성된 상기 쿨러 입구 배관으로 유입되고, 상기 냉각 유로를 통해 상기 압축기를 냉각시킨 후 상기 쿨러의 상부 타측에 형성된 상기 쿨러 출구 배관으로 유출되도록 하는 자동차용 에어컨.The cooler is a portion of the refrigerant passing through the expansion mechanism flows into the cooler inlet pipe formed on one side of the lower cooler, the cooler outlet pipe formed on the other side of the upper side of the cooler after cooling the compressor through the cooling flow path Automotive air conditioning to be spilled to. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 이젝터는 상기 압축기에서 유출된 고압고온의 냉매와 상기 쿨러 출구 배관을 통해 흐르는 저온저압 냉매를 섞어 상기 고온고압의 냉매가 상기 저온저압의 냉매 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 구비되는 자동차용 에어컨.The ejector is a high-temperature, high-temperature refrigerant flowing out of the compressor and the low-temperature low-pressure refrigerant flowing through the cooler outlet pipe is provided to prevent the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing back toward the low-temperature low-pressure refrigerant.
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US12018876B2 (en) 2021-12-22 2024-06-25 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle including ejector

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