KR20150069354A - 차량용 에어컨시스템 - Google Patents

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KR20150069354A
KR20150069354A KR1020130155661A KR20130155661A KR20150069354A KR 20150069354 A KR20150069354 A KR 20150069354A KR 1020130155661 A KR1020130155661 A KR 1020130155661A KR 20130155661 A KR20130155661 A KR 20130155661A KR 20150069354 A KR20150069354 A KR 20150069354A
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heat exchanger
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김인혁
공태윤
김태완
서용은
서정훈
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한라비스테온공조 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 이중관형 내부열교환기가 설치된 에어컨시스템에서 상기 이중관형 내부열교환기의 일단부를 팽창밸브에 직접 결합시키는 플랜지를 설치하고, 상기 플랜지에는 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관을 통과한 냉매를 팽창밸브의 팽창유로로 유동시키는 냉매유동로를 형성함으로써, 상기 플랜지 자체를 냉매유동로로 사용함에 따라 기존에 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관과 상기 팽창밸브의 팽창유로를 연결하는 냉매파이프를 삭제할 수 있어 엔진룸내에서의 레이아웃에 유리함과 아울러 부품수와 중량 및 원가를 줄일 수 있는 차량용 에어컨시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 에어컨시스템{Air conditioner system for vehicle}
본 발명은 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 이중관형 내부열교환기가 설치된 에어컨시스템에서 상기 이중관형 내부열교환기의 일단부를 팽창밸브에 직접 결합시키는 플랜지를 설치하고, 상기 플랜지에는 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관을 통과한 냉매를 팽창밸브의 팽창유로로 유동시키는 냉매유동로를 형성하여 상기 플랜지 자체를 냉매유동로로 사용하도록 한 차량용 에어컨시스템에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨시스템은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.
상기 에어컨시스템의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다. 이상의 냉매순환과정에 있어서, 차량 실내의 냉방은 상술한 바와 같이 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
한편, 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(3)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 하고 있다.
상술한 바와 같은 에어컨시스템의 냉방효율은 여러 가지 요인들에 의해 결정되는 바, 그 중에서도 팽창밸브(3)에 의해 교축되기 직전의 고압 냉매의 과냉도와 증발기(4)에서 배출되는 저압 냉매의 과열도는 각각 냉매 유동성과 증발기(4)에서의 압력 강하량 그리고 증발기(4)의 과열영역(증발기의 냉매 배출구측 일부 영역)과 압축기(1)의 체적효율 등에 영향을 미쳐 냉방효율에 상당한 영향을 주게 된다.
예컨대, 교축되기 전 냉매의 과냉도가 증가하면, 냉매의 비체적이 감소되어 냉매유동이 안정화되고 증발기(4)에서의 냉매 압력강하량이 감소되어 에어컨시스템의 냉방효율이 증대되며 압축기(1)의 동력소모량은 감소한다. 반면, 증발기(4)에서 배출되는 저압 냉매의 과열도가 적정하게 유지되지 않으면, 액상 냉매의 압축기(1) 유입을 방지하기 위해 냉매가 완전히 기화할 수 있게 설정되는 상대적으로 온도가 높은 증발기(4)의 과열영역이 확대되어야 하기 때문에 에어컨시스템의 냉방성능이 떨어지게 된다.
따라서, 차량용 에어컨시스템들은, 일반적으로, 교축되기 전 냉매의 과냉도가 증가하고 증발기(4)에서 배출되는 냉매의 과열도가 적정하게 유지되면 냉방성능이 높아지게 된다.
이에, 상기 에어컨시스템의 냉방성능을 향상하기 위해 증발기(4)에 유입되기에 앞서 팽창밸브(3)에 의해 교축되는 고온 고압의 액상 냉매를 과냉화하고 증발기(4)에서 배출되는 냉매의 과열도를 적정화할 수 있는 다양한 시도들이 있어 온 바, 현재에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 팽창밸브(3)에 유입되는 고온 고압의 액상 냉매와 증발기(4)에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매를 상호 열교환시킴으로써 교축 전의 고온 고압 액상 냉매를 과냉화하고 증발기(4)로부터 배출되는 저압 냉매의 과열도를 적정화하는 내부열교환기(10)가 주로 사용되고 있다.
이 내부열교환기(10)는 팽창밸브(3)에 의해 교축되기전의 고온 고압 액상냉매와 증발기(4)에서 배출되는 저온 저압의 기상 냉매를 상호 열교환시킴으로써, 증발기(4)에 유입되는 냉매의 유동을 안정화하고 증발기(4) 내에서의 냉매 압력강하량을 감소시키며, 액상 냉매의 압축기(1) 유입 방지를 위해 냉매가 완전히 기화할 수 있게 설정되어 온도가 상대적으로 높은 증발기(4)의 과열영역(미도시)을 축소할 수 있게 한다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 내부열교환기(10)가 냉방시스템에 채용되는 경우, 증발기(4)에 유입되는 냉매의 비체적이 줄어 증발기(4)에서의 냉매 압력강하량이 축소되므로 증발기(4)내 각 냉각튜브에서의 냉매 유동을 안정화할 수 있고, 아울러 압축기(1)에 유입되는 냉매를 증발기(4)에서 배출된 이후에 과열화할 수 있으므로 온도가 상대적으로 높아 에어컨시스템의 냉방성능 저하의 요인이 되는 증발기(4)의 과열영역을 축소할 수 있어 에어컨시스템의 냉방효율을 크게 높일 수 있다. 결과적으로 압축기(1), 응축기(2) 및 증발기(4)의 효율화를 도모하여 에어컨시스템의 고효율화 및 소형화에 기여할 수 있다.
도 3은 이중관형 내부열교환기를 갖는 차량용 에어컨시스템을 나타내는 사시도이고, 도 4는 상기한 내부열교환기(10)를 나타낸 단면도로써, 도시된 바와 같이, 상기 내부열교환기(10)는 이중관형 내부열교환기로써, 상기 증발기(4)와 압축기(1)를 연결하는 저온 냉매파이프(5)와 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3)를 연결하는 고온 냉매파이프(6a,6b)의 특정구간을 이중관구조로 구성하여 각 냉매파이프를 유동하는 냉매를 상호 열교환시키게 된다.
즉, 상기 증발기(4)와 압축기(1)를 연결하는 저온 냉매파이프(5)의 특정구간을 나선형으로 형성하여 내측관(5a)을 구성하고, 상기 내측관(5a)의 외주면에 원형파이프를 이중관 구조로 결합하여 외측관(11)을 구성하게 된다.
이때, 상기 외측관(11)의 입구측에는 상기 응축기(2)측 고온 냉매파이프(6a)가 용접으로 결합되고, 출구측에는 상기 팽창밸브(3)측 고온 냉매파이프(6b)가 용접으로 결합된다.
따라서, 상기 응축기(2)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매는 상기 고온 냉매파이프(6a)를 통해 상기 외측관(11)으로 유입되며, 상기 외측관(11)으로 유입된 냉매는 상기 외측관(11)과 내측관(5a)의 사이에 형성된 복수개의 나선형 유로를 따라 유동한 후 상기 고온 냉매파이프(6b)를 통해 상기 팽창밸브(3)로 이동하게 된다.
또한, 상기 증발기(4)에서 토출된 저온 저압의 기상 냉매는 상기 내측관(5a) 내부를 통과하게 되는데, 이때 상기 내측관(5a)을 통과하는 냉매와 상기 외측관(11)을 통과하는 냉매가 상호 열교환하게 된다.
이후, 상기 내측관(5a)을 통과한 냉매는 상기 압축기(1)로 유입된다.
그리고, 상기 이중관형 내부열교환기의 내측관(5a)은 상기 저온 냉매파이프(5)의 특정구간을 나선형으로 가공하여 구성할 수 있지만, 외측관(11)은 별도로 설치되는 구조이므로, 상기 외측관(11)과 응축기(2)를 연결하는 고온 냉매파이프(6a)와, 상기 외측관(11)과 팽창밸브(3)를 연결하는 고온 냉매파이프(6b)가 필수로 필요하게 된다.
그러나, 종래에는 상기와 같이, 상기 외측관(11)과 상기 팽창밸브(3)를 연결하기 위해 길이가 긴 고온 냉매파이프(6b)를 설치해야 함으로써, 엔진룸내에서의 레이아웃(Layout)불리하고 부품수와 중량 및 원가도 상승하는 문제가 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이중관형 내부열교환기가 설치된 에어컨시스템에서 상기 이중관형 내부열교환기의 일단부를 팽창밸브에 직접 결합시키는 플랜지를 설치하고, 상기 플랜지에는 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관을 통과한 냉매를 팽창밸브의 팽창유로로 유동시키는 냉매유동로를 형성함으로써, 상기 플랜지 자체를 냉매유동로로 사용함에 따라 기존에 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관과 상기 팽창밸브의 팽창유로를 연결하는 냉매파이프를 삭제할 수 있어 엔진룸내에서의 레이아웃에 유리함과 아울러 부품수와 중량 및 원가를 줄일 수 있는 차량용 에어컨시스템을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 냉매파이프로 연결하여 구성되고, 상기 증발기와 압축기를 연결하는 저온 냉매파이프 및 상기 응축기와 팽창밸브를 연결하는 고온 냉매파이프의 특정구간을 이중관 구조로 구성하여 이루어지며, 이중관의 내측관을 유동하는 저온 냉매파이프측 냉매와 외측관을 유동하는 고온 냉매파이프측 냉매를 상호 열교환시키는 이중관형 내부열교환기를 포함하여 이루어진 차량용 에어컨시스템에 있어서, 상기 팽창밸브는, 상기 응축기에서 증발기측으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 팽창유로와, 상기 증발기에서 압축기측으로 유동하는 냉매가 유동하는 연결유로가 형성되고, 상기 이중관형 내부열교환기의 일단부에는 상기 이중관형 내부열교환기의 일단부를 상기 팽창밸브의 일측면에 직접 결합시키는 플랜지가 구비되며, 상기 플랜지에는 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관을 통과한 냉매를 상기 팽창유로로 유동시키는 냉매유동로가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 이중관형 내부열교환기가 설치된 에어컨시스템에서 상기 이중관형 내부열교환기의 일단부를 팽창밸브에 직접 결합시키는 플랜지를 설치하고, 상기 플랜지에는 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관을 통과한 냉매를 팽창밸브의 팽창유로로 유동시키는 냉매유동로를 형성함으로써, 상기 플랜지 자체를 냉매유동로로 사용함에 따라 기존에 상기 이중관형 내부열교환기의 외측관과 상기 팽창밸브의 팽창유로를 연결하는 냉매파이프를 삭제할 수 있어 엔진룸내에서의 레이아웃에 유리함과 아울러 부품수와 중량 및 원가를 줄일 수 있다.
도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 일반적인 차량용 에어컨시스템에 내부열교환기가 설치된 경우를 나타내는 구성도,
도 3은 종래의 이중관형 내부열교환기를 갖는 차량용 에어컨시스템을 나타내는 사시도,
도 4는 종래의 이중관형 내부열교환기를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템을 나타내는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템에서 이중관형 내부열교환기와 플랜지 및 팽창밸브를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6에서 플랜지를 나타내는 확대 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템에서 이중관형 내부열교환기가 플랜지를 통해 팽창밸브측에 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템은, 압축기(100) -> 응축기(200) -> 이중관형 내부열교환기(500) -> 팽창밸브(300) -> 증발기(400)를 냉매파이프로 연결하여 구성된다.
먼저, 상기 압축기(Compressor)(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(400)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(200)로 토출하게 된다.
상기 응축기(Condenser)(200)는 상기 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 팽창밸브(300)로 토출하게 된다.
상기 팽창밸브(Expansion Valve)(300)는 상기 응축기(200)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(400)로 보내게 된다.
상기 팽창밸브(300)는, 상기 응축기(200)에서 증발기(400)측으로 유동하는 냉매를 팽창시키도록 오리피스(312)를 갖는 팽창유로(311) 및 상기 증발기(400)에서 압축기(100)측으로 유동하는 냉매가 유동하는 연결유로(315)가 형성된 본체(310)와, 상기 본체(310)의 상측에 설치됨과 아울러 내부에 유체가 충전되도록 감온실(321)을 가지며 상기 유체의 팽창과 수축에 따라 상하방향으로 변위되는 다이어프램(320)이 설치된 헤드부(322)와, 상기 다이어프램(320)의 하측에 구비되며 끝단부가 상기 팽창유로(311)내의 오리피스(312)까지 연장되도록 설치되어 상기 다이어프램(320)의 변위량에 따라 축방향으로 왕복운동하는 로드(330)와, 상기 로드(330)의 단부측에 위치함과 아울러 로드(330)의 왕복운동에 연동하여 상기 오리피스(312)의 개도를 조절하는 볼(340)과, 상기 팽창유로(311)내에서 볼(340)의 하측에 설치되어 상기 볼(340)을 탄력 지지하는 탄성부재(350)로 구성된다.
상기 본체(310)에서 상기 연결유로(315)와 팽창유로(311)는 서로 일정간격 되어 있으며, 상기 연결유로(315)가 상측에 상기 팽창유로(311)가 하측에 배치된다.
따라서, 상기 증발기(400) 내부로 유입된 냉매는 그 양이 부족하게 되면 빠른 열교환으로 인해 증발기(400) 출구부분에서 설정온도 이상으로 과열되고, 이 과열된 온도를 감지한 상기 감온실(321)이 팽창하여 상기 다이어프램(320)은 로드(330)를 축방향으로 이동시키고 이와 연동되는 볼(340)은 상기 팽창유로(311)의 오리피스(312)를 그 전보다 많이 개방하게 된다. 따라서 상기 개방된 오리피스(312)를 통해 전보다 많은 량의 냉매가 증발기(400)로 공급되어 적절한 과열도를 유지하면서 외기와의 열교환으로 증발하게 된다.
한편, 상기 증발기(400) 내부로 유입된 냉매는 그 양이 많게 되면 증발기(400) 출구부분에서 일부가 액체로 남아 설정온도 이하로 되고, 이 저온의 온도를 감지한 상기 감온실(321)이 수축됨과 동시에 상기 탄성부재(350)에 의해 로드(330)가 팽창때와는 반대로 이동하게 됨으로써 이와 연동되는 볼(340)은 팽창유로(311)의 오리피스(312)를 그 전보다 적게 개방하게 된다. 따라서 상기 오리피스(312)를 통해 증발기(400)로 공급되는 냉매는 적절한 과열도를 유지하면서 외기와 열교환을 수행하게 된다.
상기 증발기(Evaporator)(400)는 상기 팽창밸브(300)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.
계속해서, 상기 증발기(400)에서 증발하여 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(100)에 흡입되어 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.
아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은 차량 공조장치의 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(400)를 통과하면서 증발기(400)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
그리고, 상기 이중관형 내부열교환기(500)는 상기 증발기(400)와 압축기(100)를 연결하는 저온 냉매파이프(P1)와, 상기 응축기(200)와 팽창밸브(300)를 연결하는 고온 냉매파이프(P2)의 특정구간을 이중관 구조로 구성하여 이루어지며, 이중관의 내측관(520)을 유동하는 저온 냉매파이프(P1)측 냉매와 외측관(510)을 유동하는 고온 냉매파이프(P2)측 냉매를 상호 열교환시키게 된다.
상기 이중관형 내부열교환기(500)는, 상기 증발기(400)와 압축기(100)를 연결하는 저온 냉매파이프(P1)의 특정구간을 나선형으로 형성하여 내측관(520)을 구성하고, 상기 내측관(520)의 외주면에 원형파이프를 이중관 구조로 결합하여 외측관(510)을 구성하게 된다.
물론, 상기 내측관(520)은 상기 저온 냉매파이프(P1)와 별도로 제조하여 결합할 수도 있다.
따라서, 상기 내측관(520)으로는 상기 증발기(400)에서 압축기(100)로 향하는 저온 냉매가 유동하게 되고, 상기 외측관(510)으로는 상기 응축기(200)에서 팽창밸브(300)를 향하는 고온 냉매가 유동하게 된다.
이때, 상기 외측관(510)의 일단부는 후술하는 플랜지(600)측에 용접 등의 방법으로 결합되고, 타단부는 상기 저온 냉매파이프(P1)의 외주면과 용접 등의 방법으로 결합된다.
또한, 상기 외측관(510)의 양단부에는 내부 유로를 확관시킨 확관부(511,512)가 형성되고, 상기 양 확관부(511,512) 중 일측 확관부(511)에는 상기 응축기(200)와 연결된 고온 냉매파이프(P2)가 연결되고, 타측 확관부(512)는 상기 플랜지(600)측에 결합된다.
아울러, 상기 양 확관부(511,512)에 의해 상기 외측관(510)의 입,출구측 유로 단면적이 증대되어, 냉매가 외측관(510)으로 유입될 때 또는 냉매가 외측관(510)에서 배출될 때 냉매의 압력손실을 최소화하여 냉매가 원활하게 유입되고 배출되게 된다.
그리고, 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부에는 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부를 상기 팽창밸브(300)의 일측면에 직접 결합시키는 플랜지(600)가 구비된다.
또한, 상기 플랜지(600)에는 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 외측관(510)을 통과한 냉매를 상기 팽창유로(311)로 유동시키는 냉매유동로(610)가 형성된다.
즉, 기존에 외측관과 팽창밸브를 연결하던 고온 냉매파이프를 삭제하고, 상기 플랜지(600)의 냉매유동로(610)를 이용하여 고온 냉매파이프의 역할을 수행하도록 한 것이다.
다시말해, 상기 플랜지(600)는, 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부를 상기 팽창밸브(300)측에 결합시키는 기능과, 상기 외측관(510)을 통과한 냉매를 상기 팽창밸브(300)의 팽창유로(311)로 유동시키는 냉매파이프 기능을 동시에 수행하는 것이다.
그리고, 상기 냉매유동로(610)는, 상기 플랜지(600)를 관통하도록 형성되어 상기 외측관(510)을 통과한 냉매가 유입되는 유입로(611)와, 상기 팽창밸브(300)와 마주하는 플랜지(600)의 일측면에 형성되어 상기 유입로(611)와 상기 팽창유로(311)를 연통시키는 연통로(612)로 이루어진다.
상기 유입로(611)는 원형으로 형성되며 상기 외측관(510)과 동심으로 형성된다.
또한, 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 내측관(520)은, 상기 플랜지(600)의 유입로(611)를 관통하여 상기 팽창밸브(300)의 연결유로(315)에 결합된다. 따라서, 상기 플랜지(600)를 통해 상기 팽창밸브(300)의 일측면에 결합되는 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부는 상기 연결유로(315)와 동심으로 설치되게 된다.
이때, 상기 내측관(520)과 상기 연결유로(315)의 사이를 실링할 수 있도록, 상기 내측관(320)에는 오비드(521)가 형성되고, 상기 오비드(521)의 일측에는 오링(522)이 설치된다. 따라서, 상기 내측관(520)을 상기 연결유로(315)에 삽입하게 되면 상기 내측관(520)의 오링(522)이 상기 연결유로(315)측에 밀착되어 상기 내측관(520)에서 연결유로(315)측으로 유동하는 냉매가 상기 냉매유동로(610)측으로 누수되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 외측관(510)은, 상기 플랜지(600)의 타측면(플랜지의 팽창밸브 반대쪽 측면)에서 상기 유입로(611)의 둘레에 용접 등의 방법으로 결합되며, 이때 상기 외측관(510)의 일단부에 형성된 확관부(512)가 상기 플랜지(600)의 타측면에 결합되게 된다.
따라서, 상기 외측관(510)은 상기 냉매유동로(610)와 연통하게 되고, 상기 내측관(520)은 상기 팽창밸브(300)의 연결유로(315)와 연통하게 되며, 이때 상기 내측관(520)은 상기 냉매유동로(610)와 구획된 상태가 된다.
또한, 상기 플랜지(600)의 연통로(612) 둘레에는, 상기 연통로(612)내의 냉매가 외부로 누수되지 않도록 상기 연통로(612) 둘레와 팽창밸브(300)의 사이를 실링하는 실링부재(601)가 설치된다.
그리고, 상기 플랜지(600)에는, 상기 플랜지(600)를 상기 팽창밸브(300)측에 볼트(미도시) 결합할 수 있도록 볼트공(620)이 관통 형성된다.
물론, 상기 플랜지(600)의 볼트공(620)에 대응하여 상기 팽창밸브(300)의 본체(310)측에도 볼트공이 형성된다.
또한, 상기 연통로(612)의 내부에는 상기 연통로(612)내의 냉매가 상기 볼트공(620)으로 누수되지 않도록 누수방지수단(630)이 구비된다.
상기 누수방지수단(630)은, 상기 연통로(612)의 내측면에 형성되어 상기 연통로(612)와 상기 볼트공(620)을 구획하는 구획벽(631)과, 상기 팽창밸브(300)와 마주하는 상기 구획벽(631)의 단부에 설치되어 구획벽(631)과 팽창밸브(300)의 사이를 실링하는 오링(632)으로 이루어진다.
이와 같이, 상기 이중관형 내부열교환기(500)를 상기 플랜지(600)를 통해 팽창밸브(300)에 직접 결합함과 아울러 상기 플랜지(600)에는 상기 외측관(510)을 통과한 냉매를 팽창밸브(300)의 팽창유로(311)로 유동시키는 냉매유동로(610)를 형성함으로써, 상기 플랜지(600) 자체를 냉매유동로(610)로 사용함에 따라 기존에 상기 외측관과 상기 팽창밸브의 팽창유로를 연결하는 냉매파이프를 삭제할 수 있어 엔진룸내에서의 레이아웃에 유리함과 아울러 부품수와 중량 및 원가를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부에는 상기 냉매유동로(610)를 갖는 플랜지(600)가 결합되고, 이후 상기 플랜지(600)를 상기 팽창밸브(300)의 일측면에 볼트결합하여 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부를 상기 팽창밸브(300)측에 결합하게 된다.
이때, 상기 내측관(520)은 상기 팽창밸브(300)의 연결유로(315)에 삽입 결합되고, 상기 외측관(510)은 상기 플랜지(600)의 냉매유동로(610)를 통해 상기 팽창밸브(300)의 팽창유로(311)와 연통하게 된다.
이하, 상기 에어컨시스템의 냉매순환과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 압축기(100)에서 압축되어 배출되는 고온,고압의 기상 냉매는 상기 응축기(200)로 유입되고, 상기 응축기(200)로 유입된 기상냉매는 외부공기와의 열교환을 통해 응축되면서 고온,고압의 액상 냉매로 상변화 한 후, 상기 응축기(200)측 고온 냉매파이프(P2)를 통해 이중관형 내부열교환기(500)의 외측관(510)내로 유입된다.
상기 외측관(510)내로 유입된 고온,고압의 냉매는 외측관(510)을 유동하는 과정에서 상기 증발기(400)에서 배출되어 내측관(520)을 유동하는 저온,저압의 냉매와 상호 열교환을 수행한 후, 상기 플랜지(600)의 냉매유동로(610)를 통해 상기 팽창밸브(300)의 팽창유로(311)로 유입되어 감압 팽창 된다.
상기 팽창밸브(300)에서 감압 팽창된 냉매는 저온,저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(400)로 유입되고, 상기 증발기(400)로 유입된 냉매는 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각시키게 된다.
이후, 상기 증발기(400)에서 배출된 저온,저압의 냉매는 상기 팽창밸브(300)의 연결유로(315)를 거쳐 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 내측관(520)을 유동하는 과정에서 상기 외측관(510)을 유동하는 고온,고압의 냉매와 상호 열교환을 수행한 후 상기 압축기(100)로 유입되어, 상기의 싸이클을 재순환하게 된다.
100: 압축기 200: 응축기
300: 팽창밸브 400: 증발기
500: 이중관형 내부열교환기 510: 외측관
511,512: 확관부 520: 내측관
600: 플랜지 601: 실링부재
610: 냉매유동로 611: 유입로
612: 연통로 620: 볼트공
630: 누수방지수단 631: 구획벽
632: 오링

Claims (7)

  1. 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브(300), 증발기(400)를 냉매파이프로 연결하여 구성되고,
    상기 증발기(400)와 압축기(100)를 연결하는 저온 냉매파이프(P1) 및 상기 응축기(200)와 팽창밸브(300)를 연결하는 고온 냉매파이프(P2)의 특정구간을 이중관 구조로 구성하여 이루어지며, 이중관의 내측관(520)을 유동하는 저온 냉매파이프(P1)측 냉매와 외측관(510)을 유동하는 고온 냉매파이프(P2)측 냉매를 상호 열교환시키는 이중관형 내부열교환기(500)를 포함하여 이루어진 차량용 에어컨시스템에 있어서,
    상기 팽창밸브(300)는, 상기 응축기(200)에서 증발기(400)측으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 팽창유로(311)와, 상기 증발기(400)에서 압축기(100)측으로 유동하는 냉매가 유동하는 연결유로(315)가 형성되고,
    상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부에는 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 일단부를 상기 팽창밸브(300)의 일측면에 직접 결합시키는 플랜지(600)가 구비되며,
    상기 플랜지(600)에는 상기 이중관형 내부열교환기(500)의 외측관(510)을 통과한 냉매를 상기 팽창유로(311)로 유동시키는 냉매유동로(610)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매유동로(610)는, 상기 플랜지(600)를 관통하도록 형성되어 상기 외측관(510)을 통과한 냉매가 유입되는 유입로(611)와, 상기 팽창밸브(300)와 마주하는 플랜지(600)의 일측면에 형성되어 상기 유입로(611)와 상기 팽창유로(311)를 연통시키는 연통로(612)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이중관형 내부열교환기(500)의 외측관(510)은, 상기 플랜지(600)의 타측면에서 상기 유입로(611)의 둘레에 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이중관형 내부열교환기(500)의 내측관(520)은, 상기 플랜지(600)의 유입로(611)를 관통하여 상기 팽창밸브(300)의 연결유로(315)에 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지(600)의 연통로(612) 둘레에는, 상기 연통로(612)내의 냉매가 외부로 누수되지 않도록 상기 연통로(612) 둘레와 팽창밸브(300)의 사이를 실링하는 실링부재(601)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지(600)에는, 상기 플랜지(600)를 상기 팽창밸브(300)측에 볼트 결합할 수 있도록 볼트공(620)이 관통 형성되고,
    상기 연통로(612)의 내부에는 상기 연통로(612)내의 냉매가 상기 볼트공(620)으로 누수되지 않도록 누수방지수단(630)이 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 누수방지수단(630)은, 상기 연통로(612)의 내측면에 형성되어 상기 연통로(612)와 상기 볼트공(620)을 구획하는 구획벽(631)과, 상기 팽창밸브(300)와 마주하는 상기 구획벽(631)의 단부에 설치되어 구획벽(631)과 팽창밸브(300)의 사이를 실링하는 오링(632)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
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