KR20100082056A

KR20100082056A - 수냉식 응축기

Info

Publication number: KR20100082056A
Application number: KR1020090001358A
Authority: KR
Inventors: 김병주; 이상옥
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-16
Also published as: KR101133966B1

Abstract

본 발명은 동일 규격에서 더 높은 열교환성능을 가지는 수냉식 응축기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 냉매의 분할 입력을 이용하여 응축 효율을 최대화하는 수냉식 응축기를 제공함에 있다.

본 발명에 의한 수냉식 응축기는, 내부에 격벽(330)이 구비되어 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 내부 공간이 구획되며, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 냉각수를 유입시키는 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B), 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로부터 각각 냉각수를 배출시키는 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하여 내부에 냉각수가 유통되는 케이스(300); 일부가 상기 제1공간(A) 내부에, 나머지 일부가 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며, 서로 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 제1공간(A) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제1헤더탱크(110A); 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 나머지 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제2헤더탱크(110B); 상기 케이스(300)의 외부에 구비되며, 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 연결되는 리시버 드라이어(200); 타측의 상기 제1헤더탱크(110A)에 구비되어 열교환매체를 유입시키는 유입구(111); 타측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 구비되어 열교환매체를 배출시키는 배출구(112); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

응축기, 수냉식, 응축 영역, 과냉각 영역, 케이스, 분리

Description

수냉식 응축기 {Water-Cooling Condenser}

본 발명은 동일 규격에서 더 높은 열교환성능을 가지는 수냉식 응축기에 관한 것이다.

열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치이다. 일반적으로 열교환 시스템은 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 열교환매체를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 열교환매체를 팽창시키는 팽창밸브로 구성되는데, 여기에서 증발기나 응축기가 대표적인 열교환기이다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.

상술한 바와 같이 응축기에서는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되는데, 이렇게 냉매가 기상에서 액상으로 바뀌는 과정에 있기 때문에 응축기 내부에는 기상의 냉매 와 액상의 냉매가 혼합되어 있게 된다. 그런데, 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합되어 있게 되면 온도ㆍ압력에 있어 평형적인 조건밖에는 얻을 수가 없게 되기 때문에, 보다 응축기 효율을 높이기 위해서는 이미 응축된 액상 냉매와 아직 응축되지 못한 기상 냉매를 분리하는 것이 바람직하다. 이와 같이 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하기 위해서 일반적으로 응축기에는 리시버 드라이어가 구비된다. 따라서 일반적으로, 응축기 내의 일부 영역을 통과한 냉매가 리시버 드라이어로 유입되었다가 기상과 액상이 분리된 후 응축기 내로 재유입되는 형태로 유로가 형성된다. 이와 같이 냉매가 리시버 드라이어로 유입되기 전 통과하는 응축기 내 영역을 응축 영역, 냉매가 리시버 드라이어로부터 재유입되어 냉각되는 영역을 과냉각 영역이라고 칭한다.

반드시 리시버 드라이어가 존재해야만 응축 영역과 과냉각 영역이 구분되는 것은 물론 아니다. 보다 일반적으로 말하자면, 응축기에서의 유로의 설계에 따라 냉매가 흐르는 영역이 여러 영역으로 구분되는 경우, 냉매가 최초로 통과하는 영역(즉 유입구에 가장 가까운 영역)을 응축 영역이라 칭하고, 냉매가 최후로 통과하는 영역(즉 배출구에 가장 가까운 영역)을 과냉각 영역이라 칭한다.

도 1은 일반적인 응축기 및 리시버 드라이어의 정면에서 본 형상을 도시하고 있다. 일반적으로 응축기(100')는, 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120'); 상기 튜브(120') 사이에 개재되고 상기 튜브(120') 사이를 흐르 는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130'); 상기 튜브(120')의 양측 단부에 결합되며 유입구(111') 및 배출구(112')가 구비되어 열교환매체가 유통하는 한 쌍의 헤더탱크(110'); 상기 헤더탱크(110') 내에 적어도 하나 이상 구비되어 열교환매체의 유동을 차단하여 유로 영역을 형성하는 배플(113'); 을 포함하여 이루어진다. 또한, 일반적으로 상기 응축기(100')에는 도시된 바와 같이 일측 헤더탱크(110')에는 상기 유입구(111') 및 상기 배출구(112')가 구비되고 타측 헤더탱크(110')에 리시버 드라이어(200')가 구비되어 있다. 도 1에서 응축 영역은 S1 부분이며, 과냉각 영역은 S2 부분이다.

도 1의 응축기는 공랭식으로, 응축기 내의 열교환매체와 응축기 외부의 공기 사이에 열교환을 일으켜 열교환매체의 응축을 발생시킨다. 여기에서 응축 효율을 보다 높이기 위하여, 응축기를 소정의 케이스에 넣고 이를 냉각수 유통 라인에 연결시켜 응축기가 냉각수 내에 들어가도록 함으로써, 응축기 내의 열교환매체와 응축기 외부의 냉각수 사이에 열교환을 일으키도록 하는 수냉식 응축기가 사용되기도 한다. 즉 수냉식 응축기는, 응축기 자체의 구조는 공랭식 응축기와 동일하며, 응축기의 외부에 냉각수 유통이 가능하도록 케이스가 더 구비된 형태로 형성된다. 이와 같은 수냉식 응축기의 간략한 형태가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 기준으로, 케이스(300'')의 상측에 냉각수 유입구(310'')가, 하측에 냉각수 배출구(320'')가 구비되며, 냉각수의 흐름에 의하여 응축기 내의 열교환매체가 열교환하여 응축되도록 하고 있다.

그런데, 현재 점차로 차량의 소형화 및 각 부품의 컴팩트화 경향이 강해지고 있는 바 점차로 쿨링 모듈 패키지의 축소가 이루어지고 있는 실정에서, 열교환기의 크기는 점점 축소가 요구되고 있다. 열교환기의 크기가 줄어들게 되면 열교환면적이 줄어들고, 따라서 열교환성능이 저하되는 것은 자명하다. 따라서 현재 요구되는 만큼 소형화된 응축기로는 원하는 열교환성능을 얻을 수 없어, 보다 응축 효율을 높인 응축기에의 필요성이 강해지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉매의 분할 입력을 이용하여 응축 효율을 최대화하는 수냉식 응축기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 응축기(100)는, 내부에 격벽(330)이 구비되어 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 내부 공간이 구획되며, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 냉각수를 유입시키는 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B), 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로부터 각각 냉각수를 배출시키는 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하여 내부에 냉각수가 유통되는 케이스(300); 일부가 상기 제1공간(A) 내부에, 나머지 일부가 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며, 서로 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 제1공간(A) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제1헤더탱크(110A); 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 나머지 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제2헤더탱크(110B); 타측의 상기 제1헤더탱크(110A)에 구비되어 열교환매체를 유입시키는 유입구(111); 타측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 구비되어 열교환매체를 배출시키는 배출구(112); 를 포함하여 이루어지며, 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)는 서로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또는 본 발명의 응축기(100)는, 내부에 격벽(330)이 구비되어 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 내부 공간이 구획되며, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 냉각수를 유입시키는 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B), 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로부터 각각 냉각수를 배출시키는 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하여 내부에 냉각수가 유통되는 케이스(300); 일부가 상기 제1공간(A) 내부에, 나머지 일부가 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며, 서로 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 제1공간(A) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 일부의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 제1헤더탱크(110A); 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 나머지 일부의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 제2헤더탱크(110B); 타측의 상기 제1헤더탱크(110A)에 구비되어 열교환매체를 유입시키는 유입구(111); 타측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 구비되어 열교환매체를 배출시키는 배출구(112); 를 포함하여 이루어지며, 상기 케이스(300)의 외부에 구비되며, 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 연결되는 리시버 드라이어(200)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 응축기(100)는 상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 냉각수와의 전열면적을 증가시키는 핀(130); 을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기(100)는 플레이트 타입 열교환기이거나 또는 핀-튜브 타입 열교환기인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기(100)는 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)가 저온 라디에이터(400)와 연결되어 냉각수를 공급받는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 저온 라디에이터(400)는 나란히 배열되는 복수 개의 튜브, 상기 튜브의 양단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크 및 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)와 연결된 측 헤더탱크의 내부 공간을 구획하는 배플을 포함하여 이루어져 내부로 냉각수를 유통시키며, 상기 배플에 의하여 구획된 각각의 공간이 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)와 각각 연결되어 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 저온 라디에이터(400)는 나란히 배열되는 복수 개의 튜브, 상기 튜브의 양단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크를 포함하여 이루어져 내부로 냉각수를 유통시키며, 상기 저온 라디에이터(400)에서 배출된 냉각수 라인이 분기되어 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)와 각각 연결되어 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기(100)는 상기 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)로부터 각각 배출된 냉각수를 합지시켜 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 응축기(100)는 상기 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)로부터 각각 배출된 냉각수를 합지시켜 CAC(Charge Air Cooler), EGR Cooler(Exhaust Gas Recirculation Cooler), WTOC(Water Transmission Oil Cooler) 또는 이들 중 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지는 기타 장비(500)를 통과시켜 냉각시킨 후 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키는 것을 특징으로 한 다. 또는, 상기 응축기(100)는 상기 제2냉각수 배출구(320B)로부터 배출된 냉각수를 CAC(Charge Air Cooler), EGR Cooler(Exhaust Gas Recirculation Cooler), WTOC(Water Transmission Oil Cooler) 또는 이들 중 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지는 기타 장비(500)를 통과시켜 냉각시킨 후 상기 제1냉각수 배출구(210A)로부터 배출된 냉각수와 합지시켜 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 차량의 소형화 및 컴팩트화로 인하여 쿨링 모듈 패키지의 크기 역시 축소되는 경향이 있는 현재의 상황에 있어, 동일 크기에서 훨씬 높은 열교환성능을 얻을 수 있는 응축기를 제작할 수 있는 효과가 있으며, 이에 따라 동일 성능에서 응축기의 크기를 훨씬 줄일 수 있게 되는 효과가 있다. 이와 같이 응축기에서의 열교환성능이 향상됨에 따라 압축기의 용량을 줄일 수 있고, 따라서 차량 전체적인 연비 또한 좋아지게 되는 효과 또한 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 수냉식 응축기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 수냉식 응축기의 실시예를 도시한 것이다. 본 발명의 응축기(100)는, 내부에 격벽(330)이 구비되어 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 내부 공간이 구획되며, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 냉각수를 유입시키는 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B), 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로부터 각각 냉각수를 배출시키는 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하여 내부에 냉각수가 유통되는 케이스(300); 일부가 상기 제1공간(A) 내부에, 나머지 일부가 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며, 서로 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120); 상기 제1공간(A) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제1헤더탱크(110A); 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 나머지 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제2헤더탱크(110B); 타측의 상기 제1헤더탱크(110A)에 구비되어 열교환매체를 유입시키는 유입구(111); 타측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 구비되어 열교환매체를 배출시키는 배출구(112); 를 포함하여 이루어지며, 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)는 서로 연결되도록 형성된다.

여기에서, 본 발명의 응축기(100)는 상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 냉각수와의 전열면적을 증가시키는 핀(130);을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 각 실시예 중, 도 3 및 도 4에서는 핀(130)이 없는 경우를 도시하고 있고, 도 5에서는 핀(130)이 있는 경우를 도시하고 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 본 발명의 응축기는 도 3과 같은 형태로 형성되면서 또한 핀을 포함하여 이루어질 수도 있다.

이 때, 상기 응축기(100)는 플레이트 타입 열교환기이거나 또는 핀-튜브 타 입 열교환기일 수 있다. 각 실시예 중, 도 3은 상기 응축기(100)가 플레이트 타입 열교환기일 경우를 도시하고 있으며, 도 4는 상기 응축기(100)가 일반적인 핀-튜브 타입 열교환기 형태를 취하되 핀이 없는 경우를 도시하고 있고, 도 5는 상기 응축기(100)가 핀-튜브 타입 열교환기일 경우를 도시하고 있다.

또한, 상기 응축기(100)는 상기 케이스(300)의 외부에 구비되며, 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)가 서로 연결되는 경로 사이에 연결되는 리시버 드라이어(200)를 더 구비할 수 있다. 각 실시예 중, 도 3 및 도 4는 리시버 드라이어(200)가 구비되는 경우를, 도 5는 리시버 드라이어(200)가 구비되지 않는 경우를 각각 도시하고 있다. 일반적으로 핀이 없는 경우, 특히 도 3과 같은 플레이트 타입 열교환기의 형태를 가지는 경우보다, 도 5와 같이 핀이 있는 핀-튜브 타입 열교환기 형태를 가지는 경우에 열교환기 자체에서의 열교환성능이 뛰어나다는 것이 잘 알려져 있다. 따라서 도 5와 같이 핀-튜브 타입 열교환기 형태로 된 경우 리시버 드라이어(200)가 구비되지 않고, 단지 제1공간(A) 내에 구비된 열교환기 코어 일부와 제2공간(B) 내에 구비된 열교환기 코어 나머지 일부가 서로 연결되어 냉매가 연통되도록 형성되어도 충분한 열교환성능을 얻을 수 있다. 한편 도 3과 같이 (핀이 없는) 플레이트 타입 열교환기 형태를 가지거나, 또는 도 4와 같이 핀-튜브 타입 열교환기 형태를 가지면서도 핀이 없는 경우에는, 도 5와 같은 형태보다 열교환성능이 저하되기 때문에, 상기 제1공간(A)과 상기 제2공간(B)이 연결되는 경로 사이에 (도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이) 상기 리시버 드라이어(200)가 더 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서 각 부에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같은 종래의 수냉식 응축기의 경우, 단순히 공랭식 응축기를 냉각수가 유통되는 케이스 내에 구비시킨 형태일 뿐이었다. 그런데, 도 2를 참조하였을 때, 열교환매체는 (도 2를 기준으로) 헤더탱크의 상측으로 유입되어 하측으로 배출되며, 또한 냉각수 역시 케이스의 상측으로 유입되어 하측으로 배출된다. 냉각수는 응축기를 통과하는 과정에서 응축기 내의 열교환매체로부터 열을 흡수하기 때문에, 케이스로 유입되는 냉각수보다 케이스에서 배출되는 냉각수의 온도가 높을 것은 당연하다. 그런데, 응축기에서의 열교환매체의 흐름상 상측에는 응축 영역이, 하측에는 과냉각영역이 위치하는 바, 과냉각영역 주변을 흐르는 냉각수가 응축 영역을 통과하면서 온도가 상승된 냉각수이기 때문에, 과냉각이 이루어지는 효율이 떨어지게 될 것을 쉽게 알 수 있다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 먼저 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 케이스(300)의 내부가 상기 격벽(330)에 의해 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로 분리되도록 하고, 각각의 공간에 (도 3과 같이 플레이트 타입 열교환기인 경우) 플레이트 적층체, 또는 (도 4 및 도 5와 같이 핀-튜브 타입 열교환기인 경우) (핀 - )튜브 - 헤더탱크 조립체가 각각 내장되도록 한다.

도 3 및 도 4와 같이 상기 리시버 드라이어(200)가 구비되는 경우에는, 상기 제1공간(A) 내부에 구비되는 제1헤더탱크(110A) 중 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 에는 상기 리시버 드라이어(200)가 연결되며, 타측의 상기 제1헤더탱크(110A)의 상측에는 열교환매체가 유입되는 유입구(111)가 구비된다. 또한, 상기 제2공간(B) 내부에 구비되는 제2헤더탱크(110B) 중 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)에는 상기 리시버 드라이어(200)가 연결되며, 타측의 상기 제2헤더탱크(110B)의 하측에는 열교환매체가 배출되는 배출구(112)가 구비된다. 따라서 열교환매체는, 상기 유입구(111) - (상기 제1공간(A) 내부에 구비되는) 타측의 상기 제1헤더탱크(110A) - 상기 튜브(120) - 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) - 상기 리시버 드라이어(200) - (상기 제2공간(B) 내부에 구비되는) 일측의 상기 제2헤더탱크(110B) - 상기 튜브(120) - 타측의 상기 제2헤더탱크(110B) - 상기 배출구(112)를 순차적으로 통과하며 유통된다.

즉, 상기 제1공간(A) 내부에 구비되는 상기 제1헤더탱크(110A) 사이에 구비되는 일부의 상기 튜브(120) 및 상기 핀(130)으로 이루어지는 응축기의 코어 일부 부분은, (상기 리시버 드라이어(200) 유입 이전 단계이므로) 응축 영역이 된다. 또한, 상기 제2공간(B) 내부에 구비되는 상기 제2헤더탱크(110B) 사이에 구비되는 나머지 일부의 상기 튜브(120) 및 상기 핀(130)으로 이루어지는 응축기의 코어 나머지 일부 부분은, (상기 리시버 드라이어(200) 유입 이후 단계이므로) 과냉각 영역이 된다.

도 5와 같이 상기 리시버 드라이어(200)가 구비되지 않는 경우, 상기 리시버 드라이어(200)가 생략된 것 이외에는 도 3 및 도 4에서와 냉매 흐름 등이 모두 유사한 바 상세한 설명은 생략한다. 다만 이 경우 상기 일측의 상기 제1헤더탱 크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)가 도시된 바와 같이 직접 연결된다. 물론 이 경우에도 상기 제1공간(A) 내부에 구비되는 응축기 코어 일부 부분이 응축 영역이 되며, 상기 제2공간(B) 내부에 구비되는 응축기 코어 나머지 일부 부분이 과냉각 영역이 된다.

이 때 상기 케이스(300)에는, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 상기 냉각수 유입구(310A)(310B) 및 상기 냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하도록 하고 있다. 따라서 응축 영역에 해당하는 상기 제1공간(A) 및 과냉각 영역에 해당하는 상기 제2공간(B)에 동일한 온도의 냉각수가 유입되게 된다.

상술한 바와 같이 종래의 수냉식 응축기에서는 응축기의 응축 영역을 통과하면서 온도가 상승한 냉각수가 응축기의 과냉각 영역을 통과하게 됨으로써 과냉각 효율이 불량해지는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 의하면 응축 영역 및 과냉각 영역으로 유입되는 냉각수의 온도가 동일하기 때문에, 과냉각이 종래의 수냉식 응축기에 비해 훨씬 효율적으로 이루어질 수 있게 되는 것이다.

특히, 일반적으로 응축 영역의 면적 비율보다 과냉각 영역의 면적 비율이 낮기 때문에, 응축 영역 전체를 통과하고 배출되는(즉 상기 제1냉각수 배출구(320A)로 배출되는) 냉각수보다는, 과냉각 영역 전체를 통과하고 배출되는(즉 상기 제2냉각수 배출구(320B)로 배출되는) 냉각수가 온도 상승분이 보다 적을 것을 쉽게 알 수 있다. 이는 상기 제1공간(A) 내의 평균 냉각수 온도보다 상기 제2공간(B) 내의 평균 냉각수 온도가 낮다는 것을 말한다. 상식적으로 응축 영역에서보다 과냉각 영 역에서의 외부 온도가 낮은 것이 과냉각에 유리할 것은 당연한 사실이며, 따라서 상기 제2공간(B) 내의 응축기 일부, 즉 과냉각 영역에서의 평균 냉각수 온도가 낮게 형성되는 본 발명의 응축기(100)는 종래의 수냉식 응축기에 비해 훨씬 과냉각 효율이 향상되게 된다.

이와 같이 과냉각 영역에서의 열교환성능이 크게 향상되기 때문에 본 발명의 응축기(100)는 종래의 수냉식 응축기와 동일 크기라고 할 때 훨씬 높은 열교환성능을 가지게 된다. 이는 바꾸어 말하면, 종래의 수냉식 응축기와 동일한 성능을 얻기 위해서는 본 발명의 응축기(100)는 종래의 수냉식 응축기보다 훨씬 크기를 줄일 수 있다는 것이다. 즉 본 발명에 의하면, 종래의 수냉식 응축기와 동일 크기로 사용할 경우 열교환성능이 훨씬 향상되며, 또한 종래의 수냉식 응축기와 동일 성능을 얻고자 할 경우 크기를 훨씬 줄일 수 있어, 특히 소형화 추세에 있는 차량 생산 경향에 있어 훨씬 유리한 조건을 가진다.

도 6은 본 발명의 수냉식 응축기를 채용한 경우의 냉각수 흐름을 간략히 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 응축기(100)는 저온 라디에이터(400)와 연결되어 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)를 통해 냉각수를 공급받으며, 또한 상기 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)로부터 각각 배출된 냉각수를 합지시켜 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시킴으로써 냉각수가 루프를 형성하게 한다. 이 때 상기 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)로부터 배출된 냉각수는 상기 저온 라디에이터(400)로 유입되기 전에 기타 장비(500)를 통과하면서 냉각을 수행할 수 있다. 도 6에서, 본 발명의 수냉식 응축기와 저온 라디에이터(400)를 제외한 냉각수 유통 라인에 구비되는 장치들은 기타 장비(500)로 간략히 나타내었는데, 상기 기타 장비(500)는 용도에 따라 CAC(Charge Air Cooler), EGR Cooler(Exhaust Gas Recirculation Cooler), WTOC(Water Transmission Oil Cooler) 등이 될 수 있으며, 물론 2종 이상의 장비가 될 수도 있다.

상기 케이스(300)의 제1공간 및 제2공간에 각각 구비된 냉각수 유입구로 동일한 온도의 냉각수를 유입시키기 위해서는, 도 6(A)에 도시된 바와 같이 저온 라디에이터(400)의 배출측 헤더탱크에 배플을 구비시켜 공간을 구획하고, 각 공간과 제1공간 및 제2공간에 각각 구비된 냉각수 유입구를 따로 연결시킬 수도 있다. 또는 도 6(B)에 도시된 바와 같이 저온 라디에이터에서 배출되는 냉각수 라인을 분기하여 제1공간 및 제2공간에 각각 구비된 냉각수 유입구로 동일한 온도의 냉각수가 유입되도록 할 수도 있다. 도 6(A)의 실시예의 경우, 도시된 바와 같이 저온 라디에이터(400)의 배플 위치를 조절함으로써 상기 케이스(300)의 제1공간 및 제2공간에 유입되는 냉각수의 유량을 적절히 조절할 수 있어 더욱 바람직하다.

또한 도 6(C)에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(300)의 제2공간으로부터 배출된 냉각수(즉 본 발명의 응축기(100)의 과냉각 영역을 통과하여 나온 냉각수)만으로 상기 기타 장비(500)를 냉각하고, 상기 기타 장비(500)를 통과한 냉각수와 상기 케이스(300)의 제1공간으로부터 배출된 냉각수(즉 본 발명의 응축기(100)의 응축 영역을 통과하여 나온 냉각수)를 합지하여 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키도록 냉각수 루프를 구성할 수도 있다. 과냉각 영역은 일반적으로 응축 영역보다 그 면적이 작기 때문에, 과냉각 영역을 통과한 냉각수가 응축 영역을 통과한 냉각수보다 저온이 된다. 따라서 상기 도 6(C)와 같이 냉각수 루프를 구성할 경우 상기 기타 장비(500)를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래의 공랭식 응축기.

도 2는 종래의 수냉식 응축기.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 수냉식 응축기의 여러 실시예.

도 6은 본 발명의 수냉식 응축기에서의 냉각수 흐름.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 응축기

110A: 제1헤더탱크 110B: 제2헤더탱크

120: 튜브 130: 핀

111: 유입구 112: 배출구

200: 리시버 드라이어 300: 케이스

310A: 제1냉각수 유입구 320A: 제1냉각수 배출구

310B: 제2냉각수 유입구 320B: 제2냉각수 배출구

330: 격벽

400: 저온 라디에이터

Claims

내부에 격벽(330)이 구비되어 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 내부 공간이 구획되며, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 냉각수를 유입시키는 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B), 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로부터 각각 냉각수를 배출시키는 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하여 내부에 냉각수가 유통되는 케이스(300);

일부가 상기 제1공간(A) 내부에, 나머지 일부가 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며, 서로 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120);

상기 제1공간(A) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제1헤더탱크(110A);

상기 제2공간(B) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 나머지 일부의 양측 단부와 연결되는 한 쌍의 제2헤더탱크(110B);

타측의 상기 제1헤더탱크(110A)에 구비되어 열교환매체를 유입시키는 유입구(111);

타측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 구비되어 열교환매체를 배출시키는 배출구(112);

를 포함하여 이루어지며,

일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일측의 상기 제2헤더탱크(110B)는 서로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
내부에 격벽(330)이 구비되어 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 내부 공간이 구획되며, 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)에 각각 냉각수를 유입시키는 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B), 상기 제1공간(A) 및 상기 제2공간(B)으로부터 각각 냉각수를 배출시키는 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)를 구비하여 내부에 냉각수가 유통되는 케이스(300);

일부가 상기 제1공간(A) 내부에, 나머지 일부가 상기 제2공간(B) 내부에 구비되며, 서로 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120);

상기 제1공간(A) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 일부의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 제1헤더탱크(110A);

상기 제2공간(B) 내부에 구비되며 상기 튜브(120) 나머지 일부의 양측 단부에 결합되는 한 쌍의 제2헤더탱크(110B);

타측의 상기 제1헤더탱크(110A)에 구비되어 열교환매체를 유입시키는 유입구(111);

타측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 구비되어 열교환매체를 배출시키는 배출구(112);

를 포함하여 이루어지며,

상기 케이스(300)의 외부에 구비되며, 일측의 상기 제1헤더탱크(110A) 및 일 측의 상기 제2헤더탱크(110B)에 연결되는 리시버 드라이어(200)를 구비하는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 응축기(100)는

상기 튜브(120) 사이에 개재되고 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 냉각수와의 전열면적을 증가시키는 핀(130);

을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 응축기(100)는

플레이트 타입 열교환기이거나 또는 핀-튜브 타입 열교환기인 것을 특징으로 하는 응축기.
제 1항에 있어서, 상기 응축기(100)는

상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)가 저온 라디에이터(400)와 연결되어 냉각수를 공급받는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 5항에 있어서, 상기 저온 라디에이터(400)는

나란히 배열되는 복수 개의 튜브, 상기 튜브의 양단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크 및 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)와 연결된 측 헤더탱크의 내부 공간을 구획하는 배플을 포함하여 이루어져 내부로 냉각수를 유통시키며,

상기 배플에 의하여 구획된 각각의 공간이 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)와 각각 연결되어 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 5항에 있어서, 상기 저온 라디에이터(400)는

나란히 배열되는 복수 개의 튜브, 상기 튜브의 양단부에 결합되는 한 쌍의 헤더탱크를 포함하여 이루어져 내부로 냉각수를 유통시키며,

상기 저온 라디에이터(400)에서 배출된 냉각수 라인이 분기되어 상기 제1 및 제2냉각수 유입구(310A)(310B)와 각각 연결되어 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 5항에 있어서, 상기 응축기(100)는

상기 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)로부터 각각 배출된 냉각수를 합지시켜 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 8항에 있어서, 상기 응축기(100)는

상기 제1 및 제2냉각수 배출구(320A)(320B)로부터 각각 배출된 냉각수를 합지시켜 CAC(Charge Air Cooler), EGR Cooler(Exhaust Gas Recirculation Cooler), WTOC(Water Transmission Oil Cooler) 또는 이들 중 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지는 기타 장비(500)를 통과시켜 냉각시킨 후 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키는 것을 특징으로 하는 응축기.
제 8항에 있어서, 상기 응축기(100)는

상기 제2냉각수 배출구(320B)로부터 배출된 냉각수를 CAC(Charge Air Cooler), EGR Cooler(Exhaust Gas Recirculation Cooler), WTOC(Water Transmission Oil Cooler) 또는 이들 중 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지는 기타 장비(500)를 통과시켜 냉각시킨 후 상기 제1냉각수 배출구(210A)로부터 배출된 냉각수와 합지시켜 상기 저온 라디에이터(400)로 유입시키는 것을 특징으로 하는 응축기.