KR20120017633A - 공기조화기용 증발기 - Google Patents

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KR20120017633A
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Abstract

본 발명은, 제1튜브, 제1튜브에 인접하게 배치되는 제2튜브, 제1튜브 및 제2튜브의 길이방향 양 단부에 각각 연결 장착되며, 내부에는 각각의 제1튜브 및 제2튜브를 구획시키는 격판이 마련된 제1,2헤더, 공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 냉매가 제1튜브 및 제2튜브 상에서 서로 반대 방향으로 유동되도록, 제1헤더 및 제2헤더로 냉매를 각각 공급하는 냉매분배부를 포함하는 공기조화기용 증발기를 제공한다.
이와 같이, 공기조화기용 증발기는, 제1튜브 및 제2튜브를 상호 인접되게 배치한 상태에서 제1,2튜브의 양 단부를 각각 격판에 의해 구획된 제1,2헤더 상에 연결 장착한다. 이후, 냉매분배부를 통해 냉매가 제1튜브 및 제2튜브 상에서 서로 반대방향으로 유동되도록 제1헤더 및 제2헤더로 공급된다. 따라서, 외부공기가 제1,2튜브를 통과하면서 위치에 따른 온도 편차를 감소시켜 쾌적한 공조환경을 제공할 수 있게 된다.

Description

공기조화기용 증발기{Evaporator for air conditioner}
본 발명은 공기조화기용 증발기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 두 유체를 직접 또는 간접으로 접촉시켜 열교환시키는 공기조화기용 증발기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 그 내부에 작동유체가 흐를 수 있는 유로를 구비함으로써 작동유체와 외기가 열교환되도록 이루어진 장치이다. 이러한, 상기 열교환기는 각종 공조장치에 사용되며 사용조건에 따라 증발기, 응축기, 라디에이터, 히터코어 등 여러가지 형식의 것이 사용되고 있다.
상기 열교환기 중에서 증발기는 냉매 통로의 구조형식에 따라 분류되는데, 하나의 압출튜브를 다단절곡한 서펜타인 타입, 딤플형상의 플레이트를 적층시킨 라미네이트 타입 등이 대표적이며, 최근에는 복수개의 압출튜브를 사용하는 복수압출튜브 타입의 증발기가 소개되고 있다.
한편, 쾌적한 공조환경을 위해서는 냉매와 공기의 효과적인 열교환은 물론 증발기의 토출측 공기의 온도분포가 균일해야할 것이 요구되고 있다.
도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 증발기는 제1헤더(1)에 대응되도록 위치하는 제2헤더(2)와, 상기 제1헤더(1)와 제2헤더(2) 사이에 위치하는 다수개의 튜브(3)로 구성되며, 상기 각 튜브(3) 사이에는 핀(도면미도시)을 설치할 수 있다. 그리고, 유동공기는 각 튜브(3)와 두 헤더(1,2) 사이를 통과한다.
상기와 같이 구성된 증발기는 상기 제1헤더(1)에 냉매가 유입되고, 유입된 냉매는 각각의 튜브(3)에 분배되어 안내되고, 이때, 상기 튜브(3)를 통과하는 냉매는 상기 핀에 의해 유동되는 외부공기와 열교환이 실시되며, 상기 튜브(3)를 통과하여 열교환이 실시된 냉매는 상기 제2헤더(2)로 유입된 후, 증발기 외부로 이동하는 것이다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래 구조의 증발기는, 상기 냉매가 유입되는 상기 튜브(3)의 입구 단, 즉 'A' 위치에서는 액체비율이 높고 상기 튜브(3)의 출구 단, 즉 'B' 부분에서는 필요한 증발잠열을 모두 얻으면서 증발하고 재가열됨으로 인해 기체비율이 높아지게 된다. 따라서, 증발기의 상기 튜브(3)를 통과하는 외부공기의 'A' 및 'B'부분에서의 온도편차가 발생되어 쾌적한 공조환경 유지가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은, 외부공기의 튜브 통과위치에 따른 온도 편차를 감소시켜 쾌적한 공조환경을 제공하는 공기조화기용 증발기를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 제1튜브와, 상기 제1튜브에 인접하게 배치되는 제2튜브와, 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브의 길이방향 양 단부에 각각 연결 장착되며, 내부에는 각각의 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브를 구획시키는 격판이 마련된 제1,2헤더 및, 공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 냉매가 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브 상에서 서로 반대 방향으로 유동되도록, 상기 제1헤더 및 제2헤더로 상기 냉매를 각각 공급하는 냉매분배부를 포함하는 공기조화기용 증발기를 제공한다.
또한, 상기 제1튜브는 복수개가 서로 이격 배치되며, 상기 제2튜브는 상호 인접하는 상기 제1튜브들 사이에 배치할 수 있다.
또한, 상기 제1헤더 및 상기 제2헤더의 구획된 각 부분에는 연통공이 형성되며, 상기 냉매분배부는, 상기 제1튜브의 단부와 연결된 상기 제1헤더 또는 상기 제2헤더의 구획된 각 부분의 상기 연통공에 연결되는 제1공급라인과, 상기 제1공급라인이 연결된 상기 제1헤더 또는 상기 제2헤더에 대향되도록 상기 제2튜브의 단부와 연결된 상기 제1헤더 또는 상기 제2헤더의 구획된 각 부분의 상기 연통공에 연결되는 제2공급라인 및, 상기 공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 상기 냉매를 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인으로 각각 분할 공급하는 분배기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브의 각 내부에는 열전달 면적을 커지도록 복수개의 채널들이 길이방향으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기용 증발기는, 제1튜브 및 제2튜브를 상호 인접되게 배치한 상태에서 제1,2튜브의 양 단부를 각각 격판에 의해 구획된 제1,2헤더 상에 연결 장착한다. 이후, 냉매분배부를 통해 냉매가 제1튜브 및 제2튜브 상에서 서로 반대방향으로 유동되도록 제1헤더 및 제2헤더로 공급된다. 따라서, 외부공기가 제1,2튜브를 통과하면서 위치에 따른 온도 편차를 감소시켜 쾌적한 공조환경을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기용 증발기의 개략 구성단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기용 증발기의 개략 구성단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기용 증발기의 개략 구성단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기용 증발기의 개략 구성단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 공기조화기용 증발기는, 제1튜브(100), 제2튜브(200), 제1헤더(300), 제2헤더(400), 냉매분배부(500)를 구비하고 있다.
상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200)는 이후 설명될 상기 제1헤더(300) 또는 상기 제2헤더(400)로부터 공급받는 상기 냉매를 분배상태로 이동되게 가이드한다. 여기서, 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200)의 길이방향 양 단부는 각각 상기 제1헤더(100) 및 상기 제2헤더(200)에 연통하도록 삽입 결합된다.
이러한, 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200)는 횡 단면이 사각 형상을 가지는 부재로, 내부에는 열전달 면적을 크게할 수 있도록 복수개의 채널(도면미도시)들이 길이방향으로 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200)는 상호 인접하게 배치되는 것이 바람직하며, 도 3과 같이, 복수개의 상기 제1튜브(100)들을 서로 평행되도록 이격 배치한 상태에서, 상호 인접하는 상기 제1튜브(100)들 사이에 상기 제2튜브(200)를 배치되도록 설치할 수 있다.
그리고, 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200) 사이에는 상기 제1,2튜브(100)(200) 내부를 이동하는 상기 냉매의 열을 용이하게 방출시킬 수 있도록 핀 부재(도면미도시)를 장착할 수도 있다. 이러한, 상기 핀은 상기 제1,2튜브(100)(200) 사이에 복수의 판 형상 부재가 상기 제1,2튜브(100)(200)의 길이방향에 대해 상호 이격상태로 설치되거나, 하나의 판 부재가 일정간격을 두고 지그재그 형상으로 굴곡되도록 설치할 수도 있다. 여기서, 상기 핀에는 열전달 면적이 증대되도록 일정한 각을 가지도록 절곡된 복수의 루버(도면미도시)를 형성할 수도 있다.
상기 제1,2헤더(300)(400)는 이후 설명될 상기 냉매분배부(500)와 연결된 상태로 상기 제1,2튜브(100)(200)의 길이방향 양 단부가 각각 연통 결합된다. 따라서, 상기 제1,2헤더(300)(400) 내부로는 상기 냉매분배부(500)로부터 공급되는 상기 냉매가 유입된다. 이러한, 상기 제1,2헤더(300)(400)는 중공이 형성된 원통 형상을 가지며, 외주면 일 측으로는 상기 제1,2튜브(100)(200)의 길이방향 일 단이 각각 삽입 고정되도록 복수의 헤더홀(도면미도시)들이 길이방향으로 일정간격을 가지면서 형성된다. 이같이, 상기 제1,2헤더(300)(400)로 유입된 상기 냉매는 이후 상기 제1,2튜브(100)(200)로 이동 유입된다.
여기서, 상기 제1,2헤더(300)(400)에는 내부로 구획시키는 격판(301)(401)이 마련된다. 이러한, 상기 격판(301)(401)은 각각의 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200)와 연결 결합된 상기 제1,2헤더(300)(400) 내부 공간을 독립되도록 분할시킨다. 따라서, 상기 제1,2헤더(300)(400) 내부의 상기 격판(301)(401)에 의해 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200) 내부를 이동하는 상기 냉매는 상호 혼합되지 않는 독립적인 상태로 흐름이 유지된다.
그리고, 상기 격판(301)(401)에 의해 구획된 상기 제1헤더(300) 및 상기 제2헤더(400)의 각 부분에는, 이후 설명될 상기 냉매분배부(500)와 연결되어 각각 상기 냉매를 공급받을 수 있도록 연통공(302)(402)이 형성된다.
상기 냉매분배부(500)는 상기 냉매를 상기 제1헤더(300) 및 상기 제2헤더(400)로 각각 공급되게 한다. 즉, 상기 냉매분배부(500)는 공기조화기용 팽창밸브(10)로부터 공급되는 상기 냉매가 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200) 상에서 서로 반대방향으로 유동되도록 상기 제1헤더(300) 및 상기 제2헤더(400)로 공급한다. 이러한, 상기 냉매분배부(500)는 제1공급라인(501), 제2공급라인(502), 분배기(503)를 포함한다.
상기 제1,2공급라인(501)(502)은 상기 냉매의 이동을 가이드할 수 있도록 하는 관 형상 부재로서, 상기 제1공급라인(501)은 상기 제1튜브(100)의 단부와 연결된 상기 제1헤더(300) 또는 상기 제2헤더(400)의 구획된 각 부분의 상기 연통공(302)(402)에 일 단이 연결된다. 그리고, 상기 제2공급라인(502)은 상기 제1공급라인(501)이 연결된 상기 제1헤더(300) 또는 상기 제2헤더(400)에 대향되도록 상기 제2튜브(200)의 단부와 연결된 상기 제1헤더(300) 또는 상기 제2헤더(400)의 구획된 각 부분의 상기 연통공(302)(402)에 연결된다. 즉, 상기 제1공급라인(501)의 단부가 상기 제1튜브(100)의 단부와 연결된 상기 제1헤더(300)의 연통공(302)에 각각 연결 결합되면, 상기 제2공급라인(502)의 단부는 제2튜브(200)의 단부와 연결된 상기 제2헤더(300)의 연통공(402)에 각각 연결 결합된다.
상기 분배기(503)는 상기 공기조화기용 팽창밸브(10)로부터 공급되는 상기 냉매를 상기 제1공급라인(501) 및 상기 제2공급라인(502)으로 각각 분할 공급되게 한다. 이러한, 상기 분배기(503)는 상기 공기조화기용 팽창밸브(10) 및, 상기 제1공급라인(501)와 상기 제2공급라인(502) 사이에 위치하도록 배치된 상태로, 각각 상기 공기조화기용 팽창밸브(10) 및 상기 제1공급라인(501)와 상기 제2공급라인(502)이 연결된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기용 증발기의 개략 구성단면도로서, 이러한, 상기 공기조화기용 증발기는, 제1튜브(110), 제2튜브(210), 제1헤더(310), 제2헤더(410), 냉매분배부(510)를 구비하고 있다. 여기서, 상기 제1,2튜브(110)(210)는 앞서 설명한 구성과 동일한 바, 설명을 생략한다. 즉, 또 다른 실시예에 따른 상기 공기조화기용 증발기는, 상기 제1튜브(110) 및 상기 제2튜브(210)가 앞서 설명한 바와 같이 상기 제1,2헤더(300)(400)를 격판(301)(401)에 의해 분할한 상태로 상기 제1,2헤더(310)(400)를 공유하지 않고, 각각 독립적으로 상기 제1헤더(310)(311) 및 상기 제2헤더(410)(411)를 연결 설치할 수 있다.
상기 제1,2헤더(310)(311)(410)(411)는 앞서 설명한 바와 같이, 중공이 형성된 원통 형상을 가지며, 외주면 일 측으로는 상기 제1튜브(110) 및 상기 2튜브(210)의 길이방향 양 단이 각각 삽입 고정되도록 복수의 헤더홀(도면미도시)들이 길이방향으로 일정간격을 가지면서 형성된다. 이같이, 상기 제1,2헤더(310)(311)(410)(411)로 유입된 상기 냉매는 이후 상기 제1튜브(110) 및 상기 제2튜브(210)로 각각 독립적으로 이동 유입된다.
상기 제1헤더(310)(311)는 상기 냉매분배부(510)와 연결된 상태로 상기 제1튜브(110)의 길이방향 양단부에 한 쌍이 연통 결합된다. 그리고, 상기 제2헤더(410)(411)는 상기 냉매분배부(510)와 연결된 상태로 상기 제2튜브(210)의 길이방향 양단부에 한 쌍이 연통 결합된다. 또한, 상기 제1,2헤더(310)(311)(410)(411)에는 이후 상기 냉매분배부(510)와 연결되어 상기 냉매를 공급받을 수 있도록 연통공(312)(412)이 형성된다.
상기 냉매분배부(510)는 상기 냉매를 상기 제1헤더(310)(311) 및 상기 제2헤더(410)(411)로 각각 공급되게 한다. 즉, 상기 냉매분배부(510)는 공기조화기용 팽창밸브(10)로부터 공급되는 상기 냉매가 상기 제1튜브(110) 및 상기 제2튜브(210) 상에서 서로 반대방향으로 유동되도록 선택된 하나의 상기 제1헤더(310)(311) 및 선택된 하나의 상기 제2헤더(410)(411)로 공급한다. 이러한, 상기 냉매분배부(510)는 제1공급라인(511), 제2공급라인(512), 분배기(513)를 포함한다.
상기 제1,2공급라인(511)(512)은 상기 냉매의 이동을 가이드할 수 있도록 하는 관 형상 부재로서, 상기 제1공급라인(511)은 상기 제1튜브(110)의 단부와 연결된 하나의 선택된 상기 제1헤더(310)(311)의 상기 연통공(312)에 일 단이 연결된다. 그리고, 상기 제2공급라인(512)은 상기 제1공급라인(511)이 연결된 상기 제1헤더(310)(311)에 대향되도록 상기 제2튜브(210)의 단부와 연결된 하나의 선택된 상기 제2헤더(410)(411)의 상기 연통공(412)에 연결된다. 도 3을 참조하면, 상기 제1공급라인(511)의 단부가 상기 제1튜브(110)의 좌측 단부와 연결된 상기 제1헤더(310)의 연통공(312)에 연결 결합되면, 상기 제2공급라인(512)의 단부는 제2튜브(210)의 우측 단부와 연결된 상기 제2헤더(411)의 연통공(412)에 연결 결합된다.
상기 분배기(513)는 상기 공기조화기용 팽창밸브(10)로부터 공급되는 상기 냉매를 상기 제1공급라인(511) 및 상기 제2공급라인(512)으로 각각 분할 공급되게 한다. 이러한, 상기 분배기(513)는 상기 공기조화기용 팽창밸브(10) 및, 상기 제1공급라인(511)와 상기 제2공급라인(512) 사이에 위치하도록 배치된 상태로, 각각 상기 공기조화기용 팽창밸브(10), 상기 제1공급라인(511) 및 상기 제2공급라인(512)과 연결된다.
이와 같이 구성되는 일실시예에 따른 상기 공기조화기용 증발기의 동작을 살펴보면, 먼저, 상기 공기조화기용 팽창밸브(10)를 통과한 상기 냉매는 상기 냉매분배부(500)로 유입된다. 이렇게, 상기 냉매분배부(500)로 유입된 상기 냉매는 상기 분배기(503)를 통해 상기 제1공급라인(501) 및 상기 제2공급라인(502)으로 분할 공급된다.
이때, 상기 제1공급라인(501)으로 분할 공급된 상기 냉매가 상기 제1튜브(100)의 단부와 연결된 상기 제1헤더(300)의 구획된 각 부분으로 공급되면서 상기 제1튜브(100) 내부에서 도 2의 'A' 위치에서 'B' 위치로 이동하면, 상기 제2공급라인(502)으로 분할 공급된 상기 냉매는 상기 제2튜브(200)의 단부와 연결된 상기 제2헤더(400)의 구획된 각 부분으로 공급되면서 상기 제2튜브(200) 내부에서 'B' 위치에서 'A' 위치로 이동하게 된다. 이같이, 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200) 내부의 상기 냉매가 상호 반대방향으로 유동하면서, 외부공기가 제1,2튜브(100)(200)를 통과시 'A'위치에서 온도나 'B'위치에서의 온도 차이가 작아지게 하면서 쾌적한 공조환경을 제공할 수 있게 된다.
이와 같이, 일실시예의 상기 공기조화기용 증발기는, 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200)를 상호 인접되게 배치한 상태에서 상기 제1,2튜브(100)(200)의 양 단부를 각각 격판(301)(401)에 의해 구획된 상기 제1,2헤더(300)(400) 상에 연결 장착한다. 이후, 상기 냉매분배부(500)를 통해 냉매가 상기 제1튜브(100) 및 상기 제2튜브(200) 상에서 서로 반대방향으로 유동되도록 상기 제1헤더(300) 및 상기 제2헤더(400)로 공급된다. 따라서, 외부공기가 상기 제1,2튜브(100)를 통과하면서 위치에 따른 온도 편차를 감소시켜 쾌적한 공조환경을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 공기조화기용 팽창밸브 100,110: 제1튜브
200,210: 제2튜브 300,310,311: 제1헤더
301,401: 격판 400,410,411: 제2헤더
500,510: 냉매분배부 501,511: 제1공급라인
502,512: 제2공급라인 503,513: 분배기

Claims (6)

  1. 제1튜브와;
    상기 제1튜브에 인접하게 배치되는 제2튜브와;
    상기 제1튜브 및 상기 제2튜브의 길이방향 양 단부에 각각 연결 장착되며, 내부에는 각각의 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브를 구획시키는 격판이 마련된 제1,2헤더; 및,
    공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 냉매가 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브 상에서 서로 반대 방향으로 유동되도록, 상기 제1헤더 및 제2헤더로 상기 냉매를 각각 공급하는 냉매분배부를 포함하는 공기조화기용 증발기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1튜브는 복수개가 서로 이격 배치되며,
    상기 제2튜브는 상호 인접하는 상기 제1튜브들 사이에 배치되는 공기조화기용 증발기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1헤더 및 상기 제2헤더의 구획된 각 부분에는 연통공이 형성되며,
    상기 냉매분배부는,
    상기 제1튜브의 단부와 연결된 상기 제1헤더 또는 상기 제2헤더의 구획된 각 부분의 상기 연통공에 연결되는 제1공급라인과,
    상기 제1공급라인이 연결된 상기 제1헤더 또는 상기 제2헤더에 대향되도록 상기 제2튜브의 단부와 연결된 상기 제1헤더 또는 상기 제2헤더의 구획된 각 부분의 상기 연통공에 연결되는 제2공급라인 및,
    상기 공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 상기 냉매를 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인으로 각각 분할 공급하는 분배기를 포함하는 공기조화기용 증발기.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1튜브 및 상기 제2튜브의 각 내부에는 열전달 면적을 커지도록 복수개의 채널들이 길이방향으로 형성된 공기조화기용 증발기.
  5. 제1튜브와;
    상기 제1튜브에 인접하게 배치되는 제2튜브와;
    상기 제1튜브의 길이방향 양단부에 연결 장착되는 한 쌍의 제1헤더와;
    상기 제2튜브의 길이방향 양단부에 연결 장착되는 한 쌍의 제2헤더; 및,
    공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 냉매가 상기 제1튜브 및 상기 제2튜브 상에서 서로 반대 방향으로 유동되도록, 하나의 상기 제1헤더 및 하나의 제2헤더로 상기 냉매를 각각 공급하는 냉매분배부를 포함하는 공기조화기용 증발기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1헤더 및 상기 제2헤더에는 연통공이 형성되며,
    상기 냉매분배부는,
    상기 제1튜브의 단부와 연결된 하나의 선택된 상기 제1헤더의 상기 연통공에 연결되는 제1공급라인과,
    상기 제1공급라인이 연결된 상기 제1헤더에 대향되도록 상기 제2튜브의 단부와 연결된 하나의 선택된 상기 제2헤더의 상기 연통공에 연결된 제2공급라인 및,
    상기 공기조화기용 팽창밸브로부터 공급되는 상기 냉매를 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인으로 각각 분할 공급하는 분배기를 포함하는 공기조화기용 증발기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH116693A (ja) * 1997-04-23 1999-01-12 Denso Corp 車両空調用熱交換器
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