KR20160108985A - 내부 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입된 냉매를 압축시켜 응축기(420)로 토출하는 압축기(410)와 상기 응축기(420)에서 응축된 냉매를 교축시켜 증발기로 공급하는 팽창수단(430) 사이에 구비되며, 내부에 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 유동되는 공간을 형성하는 하우징(100); 상기 하우징(100) 내부에 구비되되, 상기 하우징(100) 중심으로부터 내주면을 따라 나선형태로 감겨지며 내부에 상기 응축기(420)에서 토출된 냉매가 유동되는 튜브(200)를 포함한다. 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 상기 하우징(100) 내부를 유동하면서 소음이 저감되기 때문에, 차량의 운전 중 정숙성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 튜브(200)가 나선형태로 감기는 형태이기 때문에, 부피를 작게 차지하는 간단한 구성으로도, 높은 열교환 성능을 얻을 수 있는 장점이 있다.

Description

내부 열교환기{Internal Heat Exchanger}

본 발명은 열교환을 통해 과열된 냉매의 온도를 낮추는 내부 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 추가적인 부재 없이 맥동음 및 유동 소음 등을 포함하여 냉매 이송 과정에서 발생되는 소음이 차량 실내로 이동되는 것을 방지할 수 있고, 열교환 효율을 높일 수 있는 내부 열교환기에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 일예를 나타낸 개략도로, 종래의 차량용 공조장치는 각각의 도어(11d, 12d, 13d)에 의하여 개도가 조절되는 벤트(11, 12, 13)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구에 연결되어 외기를 송풍하는 송풍부(14); 상기 공조케이스(10) 내부에 구비되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 상기 공조케이스(10)의 냉기통로와 온기통로의 개도를 조절하는 템프도어(15)를 포함하여 형성된다. 상기한 바와 같이 구성된 종래의 차량용 공조장치는 냉방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉기통로를 개방함과 동시에 상기 온기통로를 폐쇄한다. 따라서 상기 송풍부(14)에 의하여 송풍되는 공기는 상기 증발기(E)를 통과하면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉기통로 쪽으로 유동되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 냉방이 수행된다. 또한, 난방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉기통로를 폐쇄함과 동시에 상기 온기통로를 개방함에 따라 송풍되는 공기는 온기통로를 통하여 상기 히터코어(H)를 거치면서 상기 히터코어(H)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀌게 되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로서 자동차 실내의 난방이 수행된다.

이 때, 상기 증발기로 차가운 냉매를 공급하기 위한 냉방 사이클을 도 2에 도시하였다. 상기 도 2에 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 팽창수단(3), 그리고, 상기 팽창수단(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(E) 등이 냉매 배관(5)으로 연결되어 이루어진다.

이러한 냉방 사이클은 냉매 가스가 압축되어 토출되는 과정에서, 상기 압축기가 주기적으로 작동됨에 따라 맥동음과 유동소음이 발생하게 되며, 이 맥동음과 유동소음은 냉매 가스가 유동됨에 따라 차 실내로 이동될 수 있고, 이에 따라, 냉방 사이클의 작동에 의해 차량 실내의 정숙성을 저하시키는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여 냉방 사이클 상에 다양한 형태의 소음기를 포함하는 예가 제안된 바 있으나, 별물로서 조립됨에 따라 제조효율이 저하될 수 밖에 없다.

한편, 환경에 대한 관심이 점차 증가되는 상황에서, 지구오존층을 파괴하지 않으면서도 충분한 냉동 능력을 갖는 다양한 냉매들이 제안된 바 있으며, 그 중 하나가 이산화탄소(CO2)이다. 이산화탄소 냉매는 우수한 안정성, 무취, 무독, 비부식성, 비연소, 비폭발성의 물질로서 윤활유와 양호한 상용성을 가지고 있다. 이러한 이산화탄소 냉매를 이용한 냉방 사이클에서는 응축기 출구 냉매의 온도 및 압력을 감지하여 교축 시의 냉매 유량을 제어하는 것이 필요하며, 일반적으로 최적의 성적계수를 갖기 위해서 응축기 출구 냉매의 온도를 최대한 낮춰야 하므로, 응축기 출구측 냉매와 증발기 출구측 냉매를 열교환시켜 주는 내부 열교환기가 제안된 바 있다.

그러나, 내부 열교환기 및 소음기가 개별적으로 구비되는 경우, 그만큼의 공간이 소요될 수 밖에 없으며 제조 및 장착 공정이 추가될 수 밖에 없는 문제점이 있다. 또한, 냉매의 유동저항이 커질 수 밖에 없어 냉매유동압력이 저하되고, 이는 압축기의 부하를 높이는 원인이 될 수 있다.

특허1) 대한민국공개공보 2014-0076383호(발명의 명칭 : 차량용 에어컨 소음 저감 장치)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하우징 및 튜브를 포함하는 간단한 구성으로서, 열교환이 가능하도록 하며, 냉매 이송 과정에서 발생되는 소음을 저감할 수 있는 내부 열교환기를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 냉매가 이송되는 파이프들보다 하우징 내부의 유동공간이 크게 형성되어, 압축기가 주기적으로 작동됨에 따라 발생되는 맥동음 및 유동 소음 등을 포함하여 냉매 이송 과정에서 발생되는 소음이 차량 실내로 이동되는 것을 방지하여 차량 실내의 정숙성을 보다 높일 수 있는 내부 열교환기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 흡입된 냉매를 압축시켜 응축기로 토출하는 압축기와 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시켜 증발기로 공급하는 팽창수단 사이에 구비되며, 내부에 상기 증발기에서 토출된 냉매가 유동되는 공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되되, 상기 하우징 중심으로부터 내주면을 따라 나선형태로 감겨지며 내부에 상기 응축기에서 토출된 냉매가 유동되는 튜브를 포함한다. 본 발명의 내부 열교환기는 상기 증발기에서 토출된 냉매가 상기 하우징 내부를 유동하면서 소음이 저감되기 때문에, 전체적으로 차량의 운전 중 정숙성을 높일 수 있다. 그리고, 본 발명의 내부 열교환기는 튜브가 나선형태로 감기는 형태이기 때문에, 부피를 작게 차지하는 간단한 구성으로도, 높은 열교환 성능을 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 내부 열교환기는, 상기 튜브의 양단부와 연결되어 냉매를 유입하는 제1안내파이프 및 배출하는 제2안내파이프를 포함하며, 상기 튜브의 양단부 중 외측에 위치한 제1안내파이프 및 제2안내파이프 중 하나의 외주면이 튜브 외면과 접합되어 하우징을 형성할 수 있다. 즉, 별도로 하우징 없이 제1안내파이프 및 제2안내파이프 중 하나와 튜브가 일체로 형성되어 제1열교환매체가 유동되는 공간을 형성하도록 함으로써, 구성을 단순화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또, 상기 제1안내파이프 및 제2안내파이프는 각각 파이프 형태로 일정 영역이 상기 하우징 외측으로 돌출되는 몸체와, 상기 상기 몸체의 일정 영역이 중공되어 상기 튜브가 삽입되는 삽입홈을 포함한다. 이를 통해, 본 발명의 내부 열교환기는 튜브 전체로 냉매를 안정적으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 튜브는 내부에 복수개의 채널이 형성하기 때문에, 차량이 경사진 곳을 운행하거나 제동 시에 냉매에 한쪽으로 치우는 문제점을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 하우징은 양측면에 제1덮개 및 제2덮개에 의해 폐쇄되고, 상기 제1덮개 또는 제2덮개는 상기 하우징 내부로 상기 증발기에서 토출된 냉매가 유입되도록 중공되는 유입부와, 상기 하우징 내부의 냉매가 상기 압축기 측으로 배출되도록 중공되는 배출부와, 상기 제1안내파이프 및 제2안내파이프의 일정 영역이 외측으로 돌출되도록 중공되는 제1중공부 및 제2중공부를 포함한다.

이 때, 상기 제1덮개는 상기 유입부 및 제2중공부가 형성되고, 상기 제2덮개는 상기 배출부 및 제1중공부가 형성된다. 이 경우, 본 발명에 따른 내부 열교환기는 내부에 열교환되는 냉매가 서로 역방향으로 흐르게 하여 열교환성능을 보다 향상할 수 있다.

또, 상기 제1덮개는 상기 제1안내파이프가 안착되는 제1수용부가 형성되고, 상기 제2덮개는 상기 제2안내파이프가 안착되는 제2수용부가 형성된다. 본 발명의 내부 열교환기는 상기 제1수용부 및 제2수용부가 형성되어, 별도의 추가적인 부재없이 제1안내파이프 및 제2안내파이가 장착되는 위치를 정확하게 하여 제조성을 높일 수 있으며, 접합부위를 넓혀 불량률을 줄여 제조 비용도 저감할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 내부 열교환기는 상기 제1덮개 및 제2덮개가 상기 튜브의 양단부를 지지하여 상기 증발기에서 토출된 냉매가 상기 하우징 내부의 튜브 외부를 따라 나선형태로 유동된다. 이를 통해, 본 발명의 내부 열교환기는 작은 부피로 제작될 수 있으면서도, 냉각 성능은 우수한 효과를 기대할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 내부 열교환기는 하우징 및 튜브를 포함하는 간단한 구성으로서, 열교환이 가능하도록 하며, 냉매 이송 과정에서 발생되는 소음을 저감할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 내부 열교환기는 냉매가 이송되는 파이프들보다 하우징 내부의 유동공간이 크게 형성되어, 압축기가 주기적으로 작동됨에 따라 발생되는 맥동음 및 유동 소음 등을 포함하여 냉매 이송 과정에서 발생되는 소음이 차량 실내로 이동되는 것을 방지하여 차량 실내의 정숙성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 내부 열교환기를 포함하는 냉방사이클을 나타낸 개략도.
도 3는 본 발명에 따른 내부 열교환기를 나타낸 조립사시도.
도 4은 본 발명에 따른 내부 열교환기를 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 내부 열교환기를 나타낸 절개단면도.
도 6는 본 발명에 따른 내부 열교환기의 다른 예를 나타낸 절개단면도.
도 7는 본 발명에 따른 내부 열교환기 내부를 유동하는 증발기로부터 토출된 냉매의 흐름을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 내부 열교환기 내부를 유동하는 응축기로부터 토출된 냉매의 흐름을 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 내부 열교환기의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 내부 열교환기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 흡입된 냉매를 압축시켜 응축기(420)로 토출하는 압축기(410)와, 상기 응축기(420)에서 응축된 냉매를 교축시켜 증발기(440)로 공급하는 팽창수단(430) 사이에 구비되는 것이다. 본 발명의 내부 열교환기(1000)를 설명하기 앞서, 먼저 냉동 사이클을 설명한다. 냉동사이클은 압축기(410), 응축기(420), 팽창수단(430), 증발기(440), 내부 열교환기(1000), 및 배관을 포함한다.

상기 압축기(410)는 기상 냉매를 흡입하여 압축시키는 구성으로서, 고온 고압의 기체 상태로 상기 응축기(420)로 공급한다. 이때, 상기 압축기(410)는 다양한 구동원에 의해 작동될 수 있으며, 차량용으로 구비될 경우, 배터리에 의해 동력을 전달받아 구동될 수 있다. 이 경우, 차량엔진이 정지될 경우에도 차량용 냉난방 장치가 작동되어 차량 실내공조를 수행할 수 있다.

상기 응축기(420)는 상기 압축기(410)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 상기 팽창수단(430)으로 토출한다.

상기 팽창수단(430)은 상기 응축기(420)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창하여 저온 저압의 습포화 상태로하여 상기 증발기(440)로 토출한다.

상기 증발기(440)는 상기 팽창수단(430)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 외기와 열교환하여 증발시킨 후, 상기 압축기(410)로 토출한다.

상기 내부 열교환기(1000)는 상기 압축기(410)와 팽창수단(430) 사이에 구비되어 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매와 상기 응축기(420)에서 토출된 냉매를 열교환하는 수단으로서, 상기 응축기(420) 출구측 냉매 온도를 증발기(440)를 통과한 냉매를 이용하여 낮추어 최적의 성적계수를 갖도록 한다. 더욱 상세하게, 상기 내부 열교환기(1000)는 팽창수단(430)에 유입되기 전 냉매의 과냉도를 증가함으로써 냉매의 비체적이 감소되어 냉매유동을 안정화하고 상기 증발기(440)에서의 냉매압력강하량을 줄이며 증발기(440)에서 배출되는 저온 저압 냉매의 과열도를 적정하게 유지하여 전체 냉방효율을 증대할 수 있고, 압축기(410)의 동력 소모량을 줄일 수 있다.

본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 도 2에 도시한 바와 같은 냉동 사이클을 포함하여 더욱 다양한 형태의 냉동 사이클에 포함될 수 있다. 아래에서, 본 발명의 내부 열교환기(1000)의 세부 형태를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)의 조립사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)의 부분 절개사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)의 다른 실시예의 부분 절개사시도이고, 도 7은 증발기(440)에서 토출된 냉매가 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)에서 유동되는 흐름을 나타낸 조립사시도이며, 도 8은 응축기(420)에서 토출된 냉매가 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)에서 유동되는 흐름을 나타낸 조립사시도이고, 도 9는 본발명에 따른 내부 열교환기(1000)의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도이다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 내부에 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 유동되는 공간을 형성하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부에 구비되고 나선형태로 감겨지면서 내부에는 상기 응축기(420)에서 토출된 냉매가 유동되는 튜브(200)를 포함한다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)은 상기 증발기(440)에서 토출되는 냉매가 유동되도록 내부에 공간을 형성하는 구성이다. 더욱 상세하게, 상기 하우징(100)은 아래에서 상세히 설명되는 상기 튜브(200)와 제1안내파이프(310)(또는 제2안내파이프(320)의 브레이징(brazing) 용접에 의해 형성될 수 있고, 도 9에 나타난 바와 같이, 대략 원통형상으로서, 별도로 제작될 수도 있다. 그리고 상기 하우징(100)의 양측면에 밀착되어 상기 하우징(100)을 폐쇄하도록, 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매와 상기 응축기(420)에서 토출된 냉매가 유입 및 배출되는 제1덮개(101) 및 제2덮개(102)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1덮개(101) 및 제2덮개(102)는 증발기(440)에서 토출된 냉매가 유입되도록 중공되는 유입부(111), 압축기(410) 측으로 배출되도록 중공되는 배출부(112), 상기 튜브(200)로 냉매를 안내 및 배출하는 구성(제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)이 장착되도록 중공되는 제1중공부(121) 및 제2중공부(122)가 형성된다. 이 때, 상기 제1덮개(101) 및 제2덮개(102)는 다양한 조합으로 상기 유입부(111), 배출부(112), 제1중공부(121) 및 제2중공부(122)가 형성될 수 있다. 한편, 도 3 내지 도 9에서, 상기 제1덮개(101)는 상기 하우징(100)의 가장자리에 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 유입되도록 중공되는 유입부(111) 및 상기 제2안내파이프(320)가 장착되는 제2중공부(122)가 형성되며, 상기 제2덮개(102)는 중심에 상기 제1안내파이프(320)가 장착되는 제1중공부(121)와, 상기 제1중공부(121)에 인접하여 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 배출되도록 중공되는 배출부(112)가 형성되는 예를 나타내었다.

그리고 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 하우징(100)이 상기 증발기(440)로부터 토출된 냉매가 이송되는 공간(특히, 상기 제1덮개(101)에 형성된 상기 유입부(111)의 직경)보다 상기 하우징(100) 내부에 형성된 냉매의 유동공간이 크게 형성되어 상기 증발기(440)로부터 토출된 냉매가 상기 하우징(100) 내부를 유동하는 과정에서 소음 및 진동이 저감되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 상기 하우징(100) 내부에 구비된 상기 튜브(200) 사이의 유동공간으로 유입되어 상기 튜브(200)에 안내되면서 유동됨에 따라 유속이 감소되는 구간이 존재하며, 이 구간을 통과하면서 소음 및 진동이 저감될 수 있다.

상기 튜브(200)는 응축기(420)에서 토출된 냉매가 유동되는 부분으로서, 상기 하우징(100) 내부에 구비되고, 상기 하우징(100)의 중심으로부터 내주면을 따라 나선형태로 감겨지는 형태로서, 상기 튜브(200) 사이는 일정거리 이격되면서 공간이 형성된다. 이를 통해, 상기 튜브(200) 내부의 냉매와 외부를 유동하는 냉매가 서로 열교환된다. (도 5 참조)

도 6에서는 상기 튜브(200)의 다른 실시예로서, 상기 튜브(200)의 내부에 복수개의 채널(201)이 형성될 수 있다. 상기 튜브(200) 내부에 형성된 복수개의 채널(201)은 내부 냉매가 한쪽으로 치우치지 않고 튜브(200) 내부에 전체적으로 냉매가 유동되도록 할 수 있다, 더욱 상세하게, 복수개의 채널(201)이 형성된 튜브(200)를 이용한 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 차량이 기울어지거나 제동장치에 의해 차량에 관성력이 발생되는 경우에도 냉매가 한쪽 방향으로 쏠리는 현상 없이 균일하게 유동되면서 열교환이 이루어지는 장점이 있다.

본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 하우징(100) 내부에서 상기 튜브(200)의 양단부와 연결되어 냉매를 유입하는 상기 제1안내파이프(310) 및 배출하는 상기 제2안내파이프(320)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)는 각각 파이프 형태로 일정영역이 상기 하우징(100) 외측으로 돌출되는 몸체(301)와, 상기 몸체(301)의 일정영역이 중공되어 상기 튜브(200)가 삽입되는 삽입홈(302)을 포함한다. 상기 몸체(301)는 관형태로서, 상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)를 형성하는 기본 구성이다. 상기 삽입홈(302)은 상기 튜브(200)의 일정영역이 삽입되어 상기 튜브(200)와 결합된다. 즉, 상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)는 상기 튜브(200)로 냉매를 공급하고, 배출되도록 하는 것으로서, 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)를 이용하여 상기 튜브(200) 내부에 복수개의 채널이 형성된 경우에도, 냉매를 원활히 공급 및 배출할 수 있다.

상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)는 상기 몸체(301)의 일측이 상기 제1덮개(101) 및 상기 제2덮개(102)에 의해 밀폐되는 형태이며, 타측 일정 영역이 상기 제1중공부(121) 및 제2중공부(122)를 통해 외측으로 돌출된다.

이 때, 상기 제1덮개(101) 및 상기 제2덮개(102)는 상기 제1안내파이프(310) 및 상기 제2안내파이프(320)의 일측을 폐쇄하되, 그 위치를 수용하도록 상기 제1안내파이프(310)가 안착되는 위치에 상기 제1수용부(113)가 형성되고, 상기 제2안내파이프(320)가 안착되는 위치에 상기 제2수용부(123)가 형성된다. 여기서, 상기 제1수용부(113) 및 상기 제2수용부(123)는 각각 상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)를 형성하는 몸체(301)를 감싸는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도 3, 도 4, 및 도 7 내지 도 9에서, 외측 방향(도면 높이방향)으로 돌출된 형태일 수 있다. 물론, 본 발명의 내부 열교환기(1000)는 상기 몸체(301)를 지지할 수 있도록 하우징(100) 내측으로 돌출될 수도 있으며, 이 형태 외에도 더욱 다양하게 형성될 수 있다.

다음은 본 발명의 내부 열교환기(1000) 내부에서 유동되는 증발기(440)에서 토출된 냉매와 응축기(420)에서 토출된 냉매에 의해 열교환이 발생되는 과정에 대해 상세히 설명한다.

도 7 및 도 8은 각각 응축기(420)에서 토출된 냉매 및 증발기(440)에서 토출된 냉매의 흐름을 나타낸 도면으로서, 상기 제1덮개(101)에 유입부(111) 및 제2중공부(122)가 형성되고, 상기 제2덮개(102)에 배출부(112) 및 제1중공부(121)가 형성된 경우를 나타내었다.

더욱 상세하게, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000) 내부에는 응축기(420)에서 토출된 냉매가 상기 제1안내파이프(310)를 통에 유입되어, 상기 나선형태로 감겨진의 튜브(200)를 통해 상기 하우징(100) 외주면 측으로 유동되면서 상기 제2안내파이프(320)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 도 8에는 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매가 본 발명의 내부 열교환기(1000)를 유동하는 흐름을 나타내었다. 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매는 상기 제1덮개(101)의 유입부(111)를 통해 하우징(100) 내부로 유입되면서 나선형태로 형성된 상기 튜브(200) 외측의 유동공간으로 유입되고 상기 튜브(200)에 의해 안내되어 나선형태의 원을 그리면서 유동되며 상기 제2덮개(102)에 형성된 배출부(112)를 통해 배출된다. 여기서, 상기 증발기(440)에서 토출된 냉매는 상기 제1덮개(101)의 유입부(111)를 통해 하우징(100) 내부의 상기 튜브(200) 사이를 유동하면서 유동공간의 확장에 의해 소음 및 진동이 저감되며, 특히, 특정 영역(도 8의 경우, 도면 우측 상부인 유입부(111) 후측 영역)에서 다른 영역보다 냉매의 유속이 감속되며, 상기 특정 영역에서 소음 및 진동이 크게 저감된다.

상기 증발기(440)에서 토출된 냉매의 흐름은 상기 하우징(100) 내부에서 상기 응축기(420)에서 토출된 냉매의 흐름방향과 역방향으로 형성되며, 이를 통해, 두 냉매의 열교환 효율을 더욱 높일 수 있다.

아래에서, 본 발명에 따른 내부 열교환기(1000)를 제조하는 일 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 튜브(200)를 벤딩하여 나선형태로 형성하고, 상기 튜브(200)의 양단부와 연결되어 냉매를 유입하는 상기 제1안내파이프(310) 및 배출하는 상기 제2안내파이프(320)를 조립한다. 이 때, 최종 브레이징 시, 상기 튜브(200)의 양단부 중 외측에 위치한 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320) 중 하나의 외주면이 상기 튜브(200) 외면과 접합되어 상기 하우징(100)을 형성한다.

다음으로, 상기 제1안내파이프(310) 및 제2안내파이프(320)의 일정 영역이 외부로 돌출되도록 제1덮개(101) 및 제2덮개(102)가 조립되며, 전체가 브레이징된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 내부 열교환기
100 : 하우징
101 : 제1덮개 102 : 제2덮개
111 : 유입부 112 : 배출부
121 : 제1중공부 122 : 제2중공부
131 : 제1수용부 132 : 제2수용부
200 : 튜브 201 : 채널
301 : 몸체 302 : 삽입홈
310 : 제1안내파이프 320 : 제2안내파이프
410 : 압축기 420 : 응축기
430 : 팽창수단
440 : 증발기

Claims (9)

1. 흡입된 냉매를 압축시켜 응축기로 토출하는 압축기와 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시켜 증발기로 공급하는 팽창수단 사이에 구비되며,
   내부에 상기 증발기에서 토출된 냉매가 유동되는 공간을 형성하는 하우징;
   상기 하우징 내부에 구비되되, 상기 하우징 중심으로부터 내주면을 따라 나선형태로 감겨지며 내부에 상기 응축기에서 토출된 냉매가 유동되는 튜브를 포함하는 내부 열교환기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부 열교환기는 상기 증발기에서 토출된 냉매가 상기 하우징 내부를 유동하면서 소음이 저감되는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 내부 열교환기는, 상기 튜브의 양단부와 연결되어 냉매를 유입하는 제1안내파이프 및 배출하는 제2안내파이프를 포함하며, 상기 튜브의 양단부 중 외측에 위치한 제1안내파이프 및 제2안내파이프 중 하나의 외주면이 튜브 외면과 접합되어 하우징을 형성하는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1안내파이프 및 제2안내파이프는 각각
   파이프 형태로 일정 영역이 상기 하우징 외측으로 돌출되는 몸체와,
   상기 상기 몸체의 일정 영역이 중공되어 상기 튜브가 삽입되는 삽입홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 튜브는 내부에 복수개의 채널이 형성된 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 하우징은 양측면에 제1덮개 및 제2덮개에 의해 폐쇄되고,
   상기 제1덮개 또는 제2덮개는
   상기 하우징 내부로 상기 증발기에서 토출된 냉매가 유입되도록 중공되는 유입부와,
   상기 하우징 내부의 냉매가 상기 압축기 측으로 배출되도록 중공되는 배출부와,
   상기 제1안내파이프 및 제2안내파이프의 일정 영역이 외측으로 돌출되도록 중공되는 제1중공부 및 제2중공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1덮개는 상기 유입부 및 제2중공부가 형성되고,
   상기 제2덮개는 상기 배출부 및 제1중공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1덮개는 상기 제1안내파이프가 안착되는 제1수용부가 형성되고,
   상기 제2덮개는 상기 제2안내파이프가 안착되는 제2수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 내부 열교환기는 상기 제1덮개 및 제2덮개가 상기 튜브의 양단부를 지지하여 상기 증발기에서 토출된 냉매가 상기 하우징 내부의 튜브 외부를 따라 나선형태로 유동되는 것을 특징으로 하는 내부 열교환기.

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