KR20150094002A - 공기조화기용 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기 표면의 온도 분포를 최대한 균등하게 유지할 수 있는 공기조화기용 증발기를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 공기조화기용 증발기는, 제1 및 제2 헤더 탱크와, 상기 제1 및 제2 헤더 탱크 사이에 가로 질로 놓여 제1 및 제2 헤더 탱크를 연통시키는 복수의 튜브를 포함하는 공기조화기용 증발기에 있어서, 상기 제1 헤더 탱크는 분리판에 의해 유입 관로와 배출 관로로 구분되고, 상기 유입 관로에는 냉매를 유입시키는 유입구가 구비되고, 상기 배출 관로에는 냉매를 배출시키는 배출구가 구비되고, 상기 유입 관로에는 상기 유입구를 통해 삽입되어 내설되는 냉매 분배관이 구비되고, 상기 냉매 분배관에는 그 길이 방향을 따라 복수의 토출공이 간격 두어 형성된다.

Description

공기조화기용 증발기{Evaporator for air conditioner}

본 발명은 자동차, 가정 또는 상업시설 등에 사용되는 공기조화기용 증발기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 하절기나 동절기에 실내를 냉, 난방하기 위해 사용되며, 특히 자동차에 사용될 경우, 자동차의 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 쉴드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 한다. 이러한 공기조화기는, 통상 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있고, 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 송풍공기를 가열 또는 냉각시켜 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉난방하게 된다.

이러한 공기조화기를 이루는 구성요소 중 증발기는, 냉방모드에서 통상 낮은 온도로 유지되는 장치로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 헤더 탱크(10)(20)와, 상부 및 하부 헤더 탱크(10)(20) 사이에 가로 질로 놓여 상부 및 하부 헤더 탱크(10)(20)를 연통시키는 복수의 튜브(30)와, 그리고 각각의 튜브(30) 사이에 구비되는 열교환 핀(40)을 포함한다. 또한, 상부 헤더 탱크(10)는 분리판(미도시)에 의해 유입 관로(11)와 배출 관로(12)로 구분되고, 유입 관로(11)에는 이전 사이클(예를 들어, 팽창기)을 거친 냉매가 유입될 수 있는 유입구(11a)가 배출 관로(12)에는 냉매가 다음 사이클(예를 들어, 압축기)을 향해 배출될 수 있는 배출구(12a)가 구비된다. 또한, 복수의 튜브(30)는 유입 관로(11)에 연통되는 복수의 유입 튜브(미도시)와, 배출 관로(12)에 연통되는 복수의 배출 튜브(32)로 구분된다. 또한, 하부 헤더 탱크(20)는 복수의 유입 튜브(미도시)를 거쳐 유입된 냉매를 복수의 배출 튜브(32)로 리턴(return)시켜 배출 관로(12)로 다시 회수시키는 역할을 한다. 따라서, 유입구(11a)로 유입된 냉매는, 상부 헤더 탱크(10)의 유입 관로(11), 복수의 유입 튜브(미도시), 하부 헤더 탱크(20), 복수의 배출 튜브(32)를 순차적으로 거친 후, 상부 헤더 탱크(10)의 배출 관로(12)를 통해 배출된다.

그러나, 기존의 증발기는, 상부 헤더 탱크(10)의 유입 관로(11)로 유입된 냉매가 복수의 유입 튜브(미도시)로 유입되는 과정에서, 복수의 유입 튜브(미도시) 중 유입구(11a) 측에 가까운 유입 튜브로 더 많은 냉매가 유입되면서 증발기 표면의 온도분포가 열등해지는 문제가 있다. 이로 인해, 증발기의 표면 중 상대적으로 높은 온도의 지점을 통과하는 공기가 재대로 냉각되지 못하여 냉방성이 불량하거나 저부하에서 증발기가 동결되는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 증발기 표면의 온도 분포를 최대한 균등하게 유지할 수 있는 공기조화기용 증발기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기용 증발기는, 제1 및 제2 헤더 탱크와, 상기 제1 및 제2 헤더 탱크 사이에 가로 질로 놓여 제1 및 제2 헤더 탱크를 연통시키는 복수의 튜브를 포함하는 공기조화기용 증발기에 있어서, 상기 제1 헤더 탱크는 분리판에 의해 유입 관로와 배출 관로로 구분되고, 상기 유입 관로에는 냉매를 유입시키는 유입구가 구비되고, 상기 배출 관로에는 냉매를 배출시키는 배출구가 구비되고, 상기 유입 관로에는 상기 유입구를 통해 삽입되어 내설되는 냉매 분배관이 구비되고, 상기 냉매 분배관에는 그 길이 방향을 따라 복수의 토출공이 간격 두어 형성된다.

상기 냉매 분배관의 일단은 상기 유입구에 위치되어 냉매가 실질적으로 유입될 수 있고, 상기 냉매 분배관의 타단은 상기 유입 관로의 끝단에 위치되어 밀봉 처리될 수 있다.

상기 복수의 튜브는 상기 유입 관로에 연통되는 복수의 유입 튜브와, 상기 배출 관로에 연통되는 복수의 배출 튜브로 구분될 수 있고, 상기 제2 헤더 탱크는 상기 복수의 유입 튜브를 거쳐 유입된 냉매를 상기 복수의 배출 튜브로 리턴시켜 상기 배출 관로로 다시 회수시킬 수 있다.

상기 복수의 토출공은 상기 냉매 분배관에 그 길이 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 토출공의 각 간격은 상기 냉매 분배관의 냉매 유동 방향을 기준으로 전단보다 후단이 더 크게 이루어질 수 있다.

상기 복수의 토출공의 각 간격은 상기 냉매 분배관의 냉매 유동 방향을 기준으로 후단보다 전단이 더 크게 이루어질 수 있다.

상기 복수의 토출공 중 하나 이상은 다른 크기로 형성될 수 있다.

상기 복수의 토출공은 상기 복수의 유입 튜브를 향하는 방향의 반대 방향을 향해 형성될 수 있다.

상기 냉매 분배관의 타단은 마개에 의해 밀봉 처리될 수 있다.

상기 유입구와 상기 배출구는 상기 제1 헤더 탱크의 일단에 형성될 수 있고, 상기 제1 헤더 탱크의 타단에는 엔드캡이 구비될 수 있으며, 그리고 상기 냉매 분배관의 타단은 상기 엔드캡에 의해 밀봉 처리될 수 있다.

상기 마개 또는 상기 엔드캡은 브레이징을 통해 상기 냉매 분배관의 타단에 밀봉 처리될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 증발기는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 제1 헤더 탱크의 유입 관로에 냉매를 분배시킬 수 있는 냉매 분배관을 제공하므로, 증발기 표면의 온도 분포를 최대한 균등하게 유지할 수 있다.

도 1은 기존의 공기조화기용 증발기를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 증발기를 개략적으로 나타낸 부분 분해 사시도이다.
도 3은 냉매 분배관이 제1 헤더 탱크의 유입 관로에 내설된 상태를 개략적으로 보이기 위해 도 2의 III-III 선을 따라 잘라 본 요부 단면도이다.
도 4는 도 2의 공기조화기용 증발기 중 냉매 분배관의 다양한 실시 형태를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 2의 냉매 분배관의 타단이 마개와 결합되는 과정을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 도 2의 냉매 분배관의 타단이 엔드캡과 결합되는 과정을 나타낸 분해 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 증발기를 개략적으로 나타낸 부분 분해 사시도이고, 도 3은 냉매 분배관이 제1 헤더 탱크의 유입 관로에 내설된 상태를 개략적으로 보이기 위해 도 2의 III-III 선을 따라 잘라 본 요부 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 증발기는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 헤더 탱크(110)(120)와, 복수의 튜브(130)와, 열교환 핀(140)과, 그리고 냉매 분배관(150)을 포함한다.

제1 헤더 탱크(110)는 이전 사이클(예를 들어, 팽창기)를 거친 냉매가 유입되고 다음 사이클(예를 들어, 압축기)를 향해 냉매를 배출시키는 곳으로, 분리판(도 3의 110a)에 의해 유입 관로(111)와 배출 관로(112)로 구분되고, 유입 관로(111)에는 냉매가 유입될 수 있는 유입구(111a)가 배출 관로(112)에는 냉매가 배출될 수 있는 배출구(112a)가 구비된다.

제2 헤더 탱크(120)는 복수의 튜브(130) 중 일부를 거쳐 유입된 냉매를 복수의 튜브(130) 중 나머지 일부로 리턴(return)시켜 배출 관로(112)로 다시 회수시키는 역할을 한다.

복수의 튜브(130)는 서로 평행하게 위치된 제1 및 제2 헤더 탱크(110)(120) 사이에 간격을 두고 배열되며, 유입 관로(111)에 연통되는 복수의 유입 튜브(도 3의 131)와, 배출 관로(112)에 연통되는 복수의 배출 튜브(132)로 구분될 수 있다. 또한, 복수의 유입 튜브(131)와 복수의 배출 튜브(132)는 제2 헤더 탱크(120)에도 연통되어 복수의 유입 튜브(131)의 냉매는 제2 헤더 탱크(120)를 거쳐 복수의 배출 튜브(132)로 배출될 수 있다.

열교환 핀(140)은 증발기의 열교환을 촉진시키기 위해 각각의 튜브(130) 사이에 개재될 수 있다.

냉매 분배관(150)은 유입구(111a)를 통해 삽입되어 유입 관로(111)에 내설된다. 특히, 냉매 분배관(150)에는 그 길이 방향을 따라 복수의 토출공(151)이 간격 두어 형성된다.

따라서, 유입구(111a)를 통해 냉매 분배관(150)으로 유입된 냉매는, 냉매 분배관(150)에 의해 그 길이 방향으로 간격을 형성된 복수의 토출공(151)을 통해 토출되면서 제1 헤더 탱크(110)의 유입 관로(111)를 거쳐 복수의 유입 튜브(131)에 분배된다. 이렇게 복수의 유입 튜브(131)로 분배된 냉매는 제2 헤더 탱크(120) 및 복수의 배출 튜브(132)를 순차적으로 거친 후, 제1 헤더 탱크(110)의 배출 관로(112)를 통해 배출된다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 냉매 분배관(150)에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 4는 도 2의 공기조화기용 증발기 중 냉매 분배관의 다양한 실시 형태를 나타낸 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 냉매 분배관(150)의 일단은 유입구(111a)에 위치되어 냉매가 실질적으로 유입될 수 있고, 냉매 분배관(150)의 타단은 유입 관로(111)의 끝단에 위치되어 밀봉 처리될 수 있다. 또한, 냉매 분배관(150)의 일단과 유입구(111a) 사이에도 냉매의 유출입을 막기 위해 견고히 밀봉 처리될 수 있다.

나아가, 복수의 토출공(151)은 복수의 유입 튜브(131)를 향하는 방향의 반대 방향을 향해 형성될 수 있다. 따라서, 복수의 토출공(151)에서 토출되는 냉매가 바로 복수의 유입 튜브(131)로 유입되지 않고 제1 헤더 탱크(110)의 유입 관로(111)의 내주면 전체를 거치게 되므로 열교환 면적의 증가로 열교환 효율이 향상될 수 있다.

또한, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 복수의 토출공(151)은 냉매 분배관(150)에 그 길이 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 따라서, 유입 관로(111)의 전체로 균일하게 냉매를 토출시킬 수 있어, 복수의 유입 튜브(131)로 고르게 냉매가 유입될 수 있다.

다른 예로, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 토출공(151)의 각 간격은 냉매 분배관(150)의 냉매 유동 방향을 기준으로 전단보다 후단이 더 크게 이루어질 수 있다. 따라서, 냉매 유동 방향을 기준으로 유입 관로(111)의 후단보다는 전단에 상대적으로 많은 냉매가 토출되긴 하나 복수의 유입 튜브(131)로 비교적 고르게 냉매가 유입될 수 있다.

또 다른 예로, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 복수의 토출공(151)의 각 간격은 냉매 분배관(150)의 냉매 유동 방향을 기준으로 후단보다 전단이 더 크게 이루어질 수 있다. 따라서, 냉매 유동 방향을 기준으로 유입 관로(111)의 전단보다는 후단에 상대적으로 많은 냉매가 토출되므로, 냉매 유동 방향을 기준으로 배출 관로(112)의 전단에 상대적으로 더 많은 냉매가 유입되면서 배출 관로(112)의 후단을 행해 배출되는 등, 배출 관로(112) 전체에 대해 비교적 고르게 냉매가 유동될 수 있다.

또 다른 예로, 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 복수의 토출공은 상술한 도 4(a),(b),(c)에 비해 크게 형성될 수 있다.

또 다른 예로, 도 4(e)에 도시된 바와 같이, 복수의 토출공(151) 중 하나 이상은 다른 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 복수의 토출공(151)을 크기를 조절하여 유입 관로(111) 전체에 고르게 냉매를 토출시킬 수 있다. 특히, 도4(e)에 도시된 바와 같이, 복수의 토출공(151)의 각 간격이 냉매 분배관(150)의 냉매 유동 방향을 기준으로 전단보다 후단이 더 크게 이루어질 수 있다. 즉, 보다 고른 냉매 토출을 위해, 전단측 토출공에 비해 후단측 토출공의 크기를 크게 할 수 있다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 냉매 분배관(150)의 타단이 밀봉 처리되는 기술에 대해 설명한다.

도 5는 도 2의 냉매 분배관의 타단이 마개와 결합되는 과정을 나타낸 분해 사시도이고, 도 6은 도 2의 냉매 분배관의 타단이 엔드캡과 결합되는 과정을 나타낸 분해 사시도이다.

일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉매 분배관(150)의 타단은 마개(160)에 의해 밀봉 처리될 수 있다. 특히, 마개(160)는 브레이징을 통해 냉매 분배관(150)의 타단에 밀봉 처리될 수 있다.

다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 유입구(111a)와 배출구(112a)는 제1 헤더 탱크(110)의 일단에 형성될 수 있고, 제1 헤더 탱크(110)의 타단에는 엔드캡(170)이 구비될 수 있으며, 그리고 냉매 분배관(150)의 타단은 엔드캡(170)에 의해 밀봉 처리될 수 있다. 특히, 엔드캡(170)은 브레이징을 통해 상기 냉매 분배관(150)의 타단에 밀봉 처리될 수 있다. 따라서, 냉매 분배관(150)의 타단이 상술한 별도의 마개(160) 없이 바로 엔드캡(170)에 밀봉 처리되므로 제품 단가를 낮출 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 증발기는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 헤더 탱크(110)의 유입 관로(111)에 냉매를 분배시킬 수 있는 냉매 분배관(150)을 제공하므로, 증발기 표면의 온도 분포를 최대한 균등하게 유지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

110: 제1 헤더 탱크 110a: 분리판
111: 유입 관로 111a: 유입구
112: 배출 관로 112a: 배출구
120: 제2 헤더 탱크 130: 복수의 튜브
131: 복수의 유입 튜브 132: 복수의 배출 튜브
140: 열교환 핀 150: 냉매 분배관
151: 복수의 토출공 160: 마개
170: 엔드캡

Claims (11)

1. 제1 및 제2 헤더 탱크와, 상기 제1 및 제2 헤더 탱크 사이에 가로 질로 놓여 제1 및 제2 헤더 탱크를 연통시키는 복수의 튜브를 포함하는 공기조화기용 증발기에 있어서,
   상기 제1 헤더 탱크는 분리판에 의해 유입 관로와 배출 관로로 구분되고, 상기 유입 관로에는 냉매를 유입시키는 유입구가 구비되고, 상기 배출 관로에는 냉매를 배출시키는 배출구가 구비되고,
   상기 유입 관로에는 상기 유입구를 통해 삽입되어 내설되는 냉매 분배관이 구비되고,
   상기 냉매 분배관에는 그 길이 방향을 따라 복수의 토출공이 간격 두어 형성되는 공기조화기용 증발기.
2. 제1항에서,
   상기 냉매 분배관의 일단은 상기 유입구에 위치되어 냉매가 실질적으로 유입되고,
   상기 냉매 분배관의 타단은 상기 유입 관로의 끝단에 위치되어 밀봉 처리되는 공기조화기용 증발기.
3. 제2항에서,
   상기 복수의 튜브는 상기 유입 관로에 연통되는 복수의 유입 튜브와, 상기 배출 관로에 연통되는 복수의 배출 튜브로 구분되고,
   상기 제2 헤더 탱크는 상기 복수의 유입 튜브를 거쳐 유입된 냉매를 상기 복수의 배출 튜브로 리턴시켜 상기 배출 관로로 다시 회수시키는 공기조화기용 증발기.
4. 제2항에서,
   상기 복수의 토출공은 상기 냉매 분배관에 그 길이 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 형성되는 공기조화기용 증발기.
5. 제2항에서,
   상기 복수의 토출공의 각 간격은 상기 냉매 분배관의 냉매 유동 방향을 기준으로 전단보다 후단이 더 크게 이루어지는 공기조화기용 증발기.
6. 제2항에서,
   상기 복수의 토출공의 각 간격은 상기 냉매 분배관의 냉매 유동 방향을 기준으로 후단보다 전단이 더 크게 이루어지는 공기조화기용 증발기.
7. 제2항에서,
   상기 복수의 토출공 중 하나 이상은 다른 크기로 형성되는 공기조화기용 증발기.
8. 제3항에서,
   상기 복수의 토출공은 상기 복수의 유입 튜브를 향하는 방향의 반대 방향을 향해 형성되는 공기조화기용 증발기.
9. 제2항에서,
   상기 냉매 분배관의 타단은 마개에 의해 밀봉 처리되는 공기조화기용 증발기.
10. 제2항에서,
    상기 유입구와 상기 배출구는 상기 제1 헤더 탱크의 일단에 형성되고,
    상기 제1 헤더 탱크의 타단에는 엔드캡이 구비되고,
    상기 냉매 분배관의 타단은 상기 엔드캡에 의해 밀봉 처리되는 공기조화기용 증발기.
11. 제9항 또는 제10항에서,
    상기 마개 또는 상기 엔드캡은 브레이징을 통해 상기 냉매 분배관의 타단에 밀봉 처리되는 공기조화기용 증발기.

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