KR20170042087A - 증발기 - Google Patents

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KR20170042087A
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 N개의 냉매 패스를 가지도록 형성되되, 출구파이프로 배출되는 마지막 패스인 N번째 패스와 N-1번째 패스가 전열 또는 후열에 각각 배치되어, 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성되는 증발기에 관한 것이다.

Description

증발기{Evaporator}
본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 N개의 냉매 패스를 가지도록 형성되되, 출구파이프로 배출되는 마지막 패스인 N번째 패스와 N-1번째 패스가 전열 또는 후열에 각각 배치되어, 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성되는 증발기에 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.
이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다. 냉각 시스템에서는, 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 기화하며 주변으로부터 기화열을 흡수함으로써 주변 공기를 냉각하고, 이를 통해, 자동차 실내를 냉방한다.
이러한 냉각 시스템에 사용되는 응축기, 증발기 등이 대표적인 열교환기로서, 열교환기 외부의 공기와 열교환기 내부의 열교환매체, 즉 냉매 사이에 보다 효과적으로 열교환을 일으키기 위한 많은 연구가 꾸준히 이루어져 오고 있다. 실내의 냉방에 있어 가장 직접적인 효과가 드러나는 것은 증발기 효율인 바, 특히 증발기의 열교환효율을 개선하기 위한 다양한 구조적 연구 개발이 이루어지고 있다.
국내공개특허 제2005-0104072호(공개일 2005.11.02, 명칭 : 열교환기)에는 입구파이프를 통해 유입된 냉매의 유동저항으로 인한 압력손실을 최소화하여 열교환성능을 향상시키는 증발기가 개시된 바 있다.
또 다른 예로, 도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 열교환매체 흐름 개략도이다.
상기 도 1, 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 증발기는 격벽(11)에 의해 적어도 하나 이상의 격실이 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되며 입구 파이프(30) 및 출구 파이프(40)가 각각 형성된 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20); 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 배플(12); 상기 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(30)와 연통되는 제1열과 상기 출구 파이프(40)와 연통되는 제2열을 형성하는 복수개의 튜브(50); 상기 제1헤더탱크(10) 내부에 상기 제1열과 제2열의 일정 영역을 연통시키는 연통부(13); 및 상기 튜브(50) 사이에 적층되는 복수개의 핀(60); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 증발기는 상기 배플이 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크의 폭방향으로 상기 제1열 및 제2열에 걸쳐 형성된다.
도 3은 도 1에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도로 6패스를 갖는 예를 도시하였다.
도 3을 참조로 열교환매체의 흐름을 설명하면, 상기 입구파이프를 통해 제1헤더탱크로 유입된 열교환매체는 제1열의 제1배플이 형성된 영역까지 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제1열 튜브를 통해 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제1패스), 상기 제2헤더탱크로 유입된 열교환매체는 제2배플이 형성된 영역까지 상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제1열 튜브를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입되며(제2패스), U-턴되어 상기 제1열의 튜브를 통해 다시 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제3패스), 연통부를 통해 상기 제2열의 제2헤더탱크로 이동되어 상기 제2열의 튜브를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입되며(제4패스), 제2열의 제1배플이 형성된 영역까지 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제2열 튜브를 통해 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제5패스), U-턴되어 상기 제2열의 튜브를 통해 다시 상기 제1헤더탱크로 유입되어 상기 출구파이프를 통해 배출된다.
그러나 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 증발기는 출구측에 인접한 영역(S라고 표시된 영역)의 온도가 증가되어 상기 영역을 통과하는 공기의 온도가 다른 영역을 통과하는 공기의 온도와 차이가 유발될 수 있는 문제점이 있다.
즉, 전체 증발기를 통과한 공기의 온도 분포가 불균일해질 수 있어 사용자의 냉방 쾌적성을 저하시킬 수 있다.
상기 증발기 내에 유동되는 냉매는 공기와 열교환하면서 온도가 상(Phase)에 따라 다른 특징을 보이며 변화하게 되는데, 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 여러 시도가 있었음에도 불구하고, 증발기 내에서 냉매 상변화에 따른 특징이 전혀 반영되지 않고 냉매의 유동 개선에 대한 개념만 적용되어 있어 온도 분포 개선에 한계가 있었다.
국내공개특허 제2005-0104072호(공개일 2005.11.02, 명칭 : 열교환기)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 N개의 냉매 패스를 가지도록 형성되되, 출구파이프로 배출되는 마지막 패스인 N번째 패스와 N-1번째 패스가 전열 또는 후열에 각각 배치되어, 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성됨으로써, 증발기 전체 온도가 균일하게 분포되어 냉방성능이 향상된 증발기를 제공하는 것이다.
일반적으로, 팽창밸브에서 단열 팽창한 저온의 이상 냉매가 증발기로 유입되는데, 이때, 입구에서의 냉매온도는 4.2℃정도이다. 냉매는 공기와 열교환 하면서 상변화하게 되고, 상변화시 냉매의 온도는 이론적으로 변하지 않지만, 증발기의 튜브 및 헤더탱크와 같은 관로저항으로 인해 압력강하가 일어나, 온도가 상변화 완료 시점에서는 0.7도 수준까지 떨어지게 된다. 그리고 그 다음 패스인 압축기 보호를 위해 냉매를 일정 기준의 과열온도로 상승시켜야 하므로, 냉매의 온도는 출구파이프 근처에서 6.9℃까지 상승하게 된다. 이 시점은 냉매가 이상에서 기상상태로 상변화하는 시점으로, 엔탈피의 변화가 작아 단상에서는 온도 변화가 급격이 발생된다.
즉, 증발기에서 출구파이프로 냉매가 배출되는 마지막 패스는 증발기 상에서 냉매의 온도가 가장 높은 영역이며, 배출되기 바로 직전의 냉매 패스는 냉매의 온도가 가장 낮은 영역이다.
이에 따라, 본 발명의 증발기는 구획부에 의해 내부 공간이 공기 유동방향으로 전열 및 후열로 구획되되, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 상부탱크 및 하부탱크; 상기 상부탱크 및 하부탱크의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 열교환매체가 유동되며, 2열로 배치되는 복수개의 튜브; 상기 튜브 사이에 개재되는 핀; 상기 상부탱크 및 하부탱크에 구비되어 냉매의 패스를 조절하는 배플; 상기 상부탱크 또는 하부탱크에 형성되어 냉매가 유입되는 입구파이프 및 배출되는 출구파이프; 를 포함하여 형성되는 증발기에 있어서, N개의 냉매 패스를 가지도록 형성되되, 출구파이프로 배출되는 마지막 패스인 N번째 패스와 N-1번째 패스가 전열 또는 후열에 각각 배치되어, 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성됨으로써, 증발기 전체의 온도 분포를 개선하고, 이를 통해 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 증발기는 상기 구획부 상에 일정 영역이 중공되어 형성되는 냉매연통홀과, 상기 배플, 입구파이프 및 출구파이프의 위치 및 개수를 조절하여 냉매 패스가 조절될 수 있다. 이때, 본 발명의 증발기는 공기 유동되는 방향으로 전열에 출구파이프가 배치되도록 하여, 온도가 높은 마지막 패스와 1차적으로 열교환을 한 공기가 후열에서 더욱 차가운 냉매와 열교환 할 수 있도록 함으로써, 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 증발기는 N번째 패스에 해당되는 튜브 열수보다, N-1번째 패스에 해당되는 튜브 열수가 더 많거나 같도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 과열부인 N번째 패스 영역의 전 영역이 가장 온도가 낮은 N-1번째 패스 영역과 모두 접하여 열교환 할 수 있도록 함으로써, 온도분포 개선이 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
또, 상기 증발기(1)는 N-1번째 패스에 유동되는 냉매가 N번째 패스로 이동하기 위해 통과하는 냉매연통홀(410)이 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성될 수 있으며, 일부 실시예에서는 상기 냉매연통홀(410)이 모두 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 특징을 가지는, 상기 증발기는 상기 상부탱크의 후열에서 길이방향으로 일측에 형성된 입구파이프를 통해 유입된 냉매가 튜브를 따라 하부탱크의 후열로 이동되는 제1패스; 상기 제1패스를 통과한 냉매가 상기 하부탱크 내 구획부에 형성된 제1냉매연통홀을 통과하여 전열로 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 상부탱크의 전열로 이동되는 제2패스; 상가 제2패스를 통과한 냉매가 상기 상부탱크의 전열에서 수평 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 하부탱크의 전열로 이동되는 제3패스; 상기 제3패스를 통과한 냉매가 상기 하부탱크 내 구획부에 형성된 제2냉매연통홀을 통과하여 후열로 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 상부탱크의 후열로 이동되는 제4패스; 상기 제4패스를 통과한 냉매가 상기 상부탱크의 후열에서 수평 이동된 다음, 튜브를 따라 하부탱크의 후열로 이동되는 제5패스; 및 상기 제5패스를 통과한 냉매가 상기 하부탱크 내 구획부에 형성된 제3냉매연통홀을 통과하여 전열로 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 상부탱크의 전열로 이동된 후, 상기 상부탱크의 전열에서 길이방향으로 타측에 형성된 출구파이프를 통해 배출되는 제6패스; 를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 증발기는 상기 상부탱크의 후열에서 길이방향으로 일측에 형성된 입구파이프를 통해 유입된 냉매가 튜브를 따라 하부탱크의 후열로 이동되는 제1패스; 상기 제1패스를 통과한 냉매가 상기 하부탱크의 후열에서 수평 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 상부탱크의 후열로 이동되는 제2패스; 상기 제2패스를 통과한 냉매가 상기 상부탱크 내 구획부에 형성된 제1냉매연통홀을 통과하여 전열로 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 하부탱크의 전열로 이동되는 제3패스; 상기 제3패스를 통과한 냉매가 상기 하부탱크의 전열에서 수평 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 상부탱크의 전열로 이동되는 제4패스; 상기 제4패스를 통과한 냉매가 상기 상부탱크 내 구획부에 형성된 제2냉매연통홀을 통과하여 후열로 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 하부탱크의 후열로 이동되는 제5패스; 및 상기 제5패스를 통과한 냉매가 상기 하부탱크 내 구획부에 형성된 제3냉매연통홀을 통과하여 전열로 이동된 다음, 튜브를 따라 상기 상부탱크의 전열에서 길이방향으로 타측에 형성된 출구파이프를 통해 배출되는 제6패스; 를 포함할 수도 있다.
이때, 상기 증발기는 상기 제2패스가 특징으로 형성되는 영역 내 위치한 구획부 상, 상기 제1패스 측으로 치우쳐 제1냉매연통홀이 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상술한 바와 같은 패스를 갖는 증발기는 제1패스 및 제2패스를 통과하면서 일부 이상 상태로 상변화한 냉매가 제1냉매연통홀을 통과하는 과정에서 잘 섞이도록 하여 전체적인 냉방성능이 향상될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 증발기는 출구파이프로 배출되는 패스와, 배출되기 직전 냉매가 유동되는 패스가 서로 중첩되도록 냉매의 패스를 구성함으로써, 과열부의 온도를 낮춰주어 온도분포가 개선되도록 하며, 전체적인 열교환기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 개략도.
도 3은 냉동 사이클의 PH 선도.
도 4는 증발기 내부에서의 냉매 온도 변화를 나타낸 그래프.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 증발기의 사시도 및 분해사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 개략도.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 증발기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 증발기(1)는 크게, 튜브(300), 핀(330), 상부탱크(110), 하부탱크(120), 구획부(400), 배플(500), 입구파이프(610) 및 출구파이프(620)를 포함하여 형성된다.
상기 튜브(300)는 공기유동방향으로 2열로 배치되며, 복수개가 일정간격 나란하게 적층 배열되어 형성됨으로써, 내부에 냉매가 유동되고, 상기 핀(330)은 상기 튜브(300) 사이에 개재되어, 전열면적을 증대시킨다.
상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)는 상기 튜브(300)의 양단에 각각 결합 고정되어 냉매유로를 형성한다.
이 때, 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)에는 내부 공간이 공기유동방향으로 전열(210) 및 후열(220)로 구획되도록 길이방향으로 연장 형성되는 구획부(400)가 형성된다.
본 발명의 증발기(1)는 2열의 튜브(300) 중 공기유동방향으로 전열(210)에 위치한 튜브(300)가 상기 상부탱크(110)의 전열(210) 및 하부탱크(120)의 전열(210)에 양단이 고정되며, 공기유동방향으로 후열(220)에 위치한 튜브(300)가 상기 상부탱크(110)의 후열(220) 및 하부탱크(120)의 후열(220)에 양단이 고정된다.
상기 배플(500)은 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 전열(210) 및 후열(220)에 구비되어 냉매 패스 조절하며, 냉매의 패스에 따라 개수가 달라질 수 있다.
상기 입구파이프(610) 및 출구파이프(620)는 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열(210) 또는 후열(220)에 냉매가 유입 및 배출되도록 형성된다.
특히, 본 발명의 증발기(1)는 N개의 냉매 패스를 가지도록 형성되되, 출구파이프(620)로 배출되는 마지막 패스인 N번째 패스와 N-1번째 패스가 전열(210) 또는 후열(220)에 각각 배치되어, 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 팽창밸브에서 단열 팽창한 저온의 이상 냉매가 증발기(1)로 유입되는데, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이때 입구에서의 냉매온도는 4.2℃정도이다.
냉매는 공기와 열교환 하면서 상변화하게 되고, 상변화시 냉매의 온도는 이론적으로 변하지 않지만, 증발기(1)의 튜브(300) 및 헤더탱크와 같은 관로저항으로 인해 압력강하가 일어나, 도 4와 같이 온도가 상변화 완료 시점에서는 0.7도 수준(A지점)까지 떨어지게 된다. 그리고 그 다음 패스인 압축기 보호를 위해 냉매를 일정 기준의 과열온도로 상승시켜야 하므로, 냉매의 온도는 출구파이프(620) 근처에서 6.9℃(B지점)까지 상승하게 된다. 즉, A 및 B지점 사이 구간은 냉매가 이상에서 기상상태로 상변화하는 시점으로, 엔탈피의 변화가 작아 단상에서는 온도 변화가 급격이 발생된다.
즉, 증발기(1)에서 출구파이프(620)로 냉매가 배출되는 마지막 패스는 증발기(1) 상에서 냉매의 온도가 가장 높은 영역이며, 배출되기 바로 직전의 냉매 패스는 냉매의 온도가 가장 낮은 영역이다.
이에 따라, 본 발명에서는 가장 온도가 높은 패스 영역과 가장 온도가 낮은 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성됨으로써, 증발기(1) 전체의 온도 분포를 개선할 수 있다.
이때, 본 발명의 증발기(1)는 상기 구획부(400) 상에 일정 영역이 중공되어 형성되는 냉매연통홀(410)과, 상기 배플(500), 입구파이프(610) 및 출구파이프(620)의 위치 및 개수를 조절하여 냉매 패스가 조절될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 증발기(1)는 공기 유동되는 방향으로 전열(210)에 출구파이프(620)가 배치되도록 하여, 온도가 높은 마지막 패스와 1차적으로 열교환을 한 공기가 후열(220)에서 더욱 차가운 냉매와 열교환 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 증발기(1)는 도 8과 같이, N번째 패스에 해당되는 튜브(300) 열수보다, N-1번째 패스에 해당되는 튜브(300) 열수가 더 많거나 같도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 과열부인 N번째 패스 영역의 전 영역이 가장 온도가 낮은 N-1번째 패스 영역과 모두 접하여 열교환 할 수 있도록 함으로써, 온도분포 개선이 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
아울러, 상기 증발기(1)는 N-1번째 패스에 유동되는 냉매가 N번째 패스로 이동하기 위해 통과하는 냉매연통홀(410)이 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성될 수 있다. 이 경우, 마지막 패스인 N번째 패스를 통과하는 냉매는 하부탱크(120)에서 상부탱크(110)로 이동한 후, 상부탱크(110)에 형성된 출구파이프(620)를 통해 배출되는 경로를 갖게 된다.
상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 증발기(1)의 일실시예로, 본 발명의 증발기(1)는 상기 냉매연통홀(410)이 모두 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성될 수도 있다.
구체적인 예로, 도 7과 같이, 본 발명의 증발기(1)는 상기 상부탱크(110)의 후열(220)에서 길이방향으로 일측에 형성된 입구파이프(610)를 통해 유입된 냉매가 튜브(300)를 따라 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제1패스(710)와, 상기 제1패스(710)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제1냉매연통홀(411)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)로 이동되는 제2패스(720)와, 상기 제2패스(720)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 하부탱크(120)의 전열(210)로 이동되는 제3패스(730)와, 상기 제3패스(730)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제2냉매연통홀(412)을 통과하여 후열(220)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 후열(220)로 이동되는 제4패스(740)와, 상기 제4패스(740)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110)의 후열(220)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제5패스(750), 및 상기 제5패스(750)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제3냉매연통홀(413)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)로 이동된 후, 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에서 길이방향으로 타측에 형성된 출구파이프(620)를 통해 배출되는 제6패스(760)를 포함하여 형성될 수 있다.
도 7은 입구파이프(610)가 상기 상부탱크(110)의 후열(220)에 형성되고, 출구파이프(620)가 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에 형성되는 것으로, 제5패스(750) 및 제6패스(760)가 공기 유동방향으로 서로 중첩되어 형성된다.
이때, 상기 제5패스(750) 및 제6패스(760)는 동일한 튜브(300) 열수를 갖도록 형성될 수도 있고, 상기 제5패스(750)의 튜브(300) 열수가 더 많게 형성될 수도 있다.
또 다른 실시예로, 도 8과 같이, 본 발명의 증발기(1)는 상기 상부탱크(110)의 후열(220)에서 길이방향으로 일측에 형성된 입구파이프(610)를 통해 유입된 냉매가 튜브(300)를 따라 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제1패스(710)와, 상기 제1패스(710)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120)의 후열(220)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 후열(220)로 이동되는 제2패스(720)와, 상기 제2패스(720)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110) 내 구획부(400)에 형성된 제1냉매연통홀(411)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 하부탱크(120)의 전열(210)로 이동되는 제3패스(730)와, 상기 제3패스(730)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120)의 전열(210)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)로 이동되는 제4패스(740)와, 상기 제4패스(740)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110) 내 구획부(400)에 형성된 제2냉매연통홀(412)을 통과하여 후열(220)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제5패스(750), 및 상기 제5패스(750)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제3냉매연통홀(413)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에서 길이방향으로 타측에 형성된 출구파이프(620)를 통해 배출되는 제6패스(760)를 포함하여 형성될 수 있다.
이때, 본 발명의 증발기(1)는 상기 제2패스(720)가 특징으로 형성되는 영역 내 위치한 구획부(400) 상, 상기 제1패스(710) 측으로 치우쳐 제1냉매연통홀(411)이 형성되는 것이 바람직한데, 이를 통해 제1패스(710) 및 제2패스(720)를 통과하면서 일부 이상 상태로 상변화한 냉매가 제1냉매연통홀(411)을 통과하는 과정에서 잘 섞이도록 하여 전체적인 냉방성능이 향상될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 증발기(1)는 출구파이프(620)로 배출되는 패스와, 배출되기 직전 냉매가 유동되는 패스가 서로 중첩되도록 냉매의 패스를 구성함으로써, 과열부의 온도를 낮춰주어 온도분포가 개선되도록 하며, 전체적인 열교환기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
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.
1 : 증발기
110 : 상부탱크 120 : 하부탱크
210 : 전열 220 : 후열
300 : 튜브
330 : 핀
400 : 구획부
410 : 냉매연통홀
411 : 제1냉매연통홀 412 : 제2냉매연통홀
413 : 제3냉매연통홀
500 : 배플
610 : 입구파이프 620 : 출구파이프
710 : 제1패스 720 : 제2패스
730 : 제3패스 740 : 제4패스
750 : 제5패스 750 : 제6패스

Claims (8)

  1. 구획부(400)에 의해 내부 공간이 공기 유동방향으로 전열(210) 및 후열(220)로 구획되되, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 상부탱크(110) 및 하부탱크(120); 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 열교환매체가 유동되며, 2열로 배치되는 복수개의 튜브(300); 상기 튜브(300) 사이에 개재되는 핀(330); 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)에 구비되어 냉매의 패스를 조절하는 배플(500); 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)에 형성되어 냉매가 유입되는 입구파이프(610) 및 배출되는 출구파이프(620); 를 포함하여 형성되는 증발기(1)에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    N개의 냉매 패스를 가지도록 형성되되,
    출구파이프(620)로 배출되는 마지막 패스인 N번째 패스와 N-1번째 패스가 전열(210) 또는 후열(220)에 각각 배치되어, 패스 형성 영역이 공기 유동방향으로 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 구획부(400) 상에 일정 영역이 중공되어 형성되는 냉매연통홀(410)과, 상기 배플(500), 입구파이프(610) 및 출구파이프(620)의 위치 및 개수를 조절하여 냉매 패스가 조절되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    N번째 패스에 해당되는 튜브(300) 열수보다, N-1번째 패스에 해당되는 튜브(300) 열수가 더 많거나 같도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    N-1번째 패스에 유동되는 냉매가 N번째 패스로 이동하기 위해 통과하는 냉매연통홀(410)이 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 냉매연통홀(410)이 모두 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 상부탱크(110)의 후열(220)에서 길이방향으로 일측에 형성된 입구파이프(610)를 통해 유입된 냉매가 튜브(300)를 따라 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제1패스(710);
    상기 제1패스(710)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제1냉매연통홀(411)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)로 이동되는 제2패스(720);
    상기 제2패스(720)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 하부탱크(120)의 전열(210)로 이동되는 제3패스(730);
    상기 제3패스(730)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제2냉매연통홀(412)을 통과하여 후열(220)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 후열(220)로 이동되는 제4패스(740);
    상기 제4패스(740)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110)의 후열(220)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제5패스(750); 및
    상기 제5패스(750)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제3냉매연통홀(413)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)로 이동된 후, 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에서 길이방향으로 타측에 형성된 출구파이프(620)를 통해 배출되는 제6패스(760); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 상부탱크(110)의 후열(220)에서 길이방향으로 일측에 형성된 입구파이프(610)를 통해 유입된 냉매가 튜브(300)를 따라 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제1패스(710);
    상기 제1패스(710)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120)의 후열(220)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 후열(220)로 이동되는 제2패스(720);
    상기 제2패스(720)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110) 내 구획부(400)에 형성된 제1냉매연통홀(411)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 하부탱크(120)의 전열(210)로 이동되는 제3패스(730);
    상기 제3패스(730)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120)의 전열(210)에서 수평 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)로 이동되는 제4패스(740);
    상기 제4패스(740)를 통과한 냉매가 상기 상부탱크(110) 내 구획부(400)에 형성된 제2냉매연통홀(412)을 통과하여 후열(220)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 하부탱크(120)의 후열(220)로 이동되는 제5패스(750); 및
    상기 제5패스(750)를 통과한 냉매가 상기 하부탱크(120) 내 구획부(400)에 형성된 제3냉매연통홀(413)을 통과하여 전열(210)로 이동된 다음, 튜브(300)를 따라 상기 상부탱크(110)의 전열(210)에서 길이방향으로 타측에 형성된 출구파이프(620)를 통해 배출되는 제6패스(760); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 증발기(1)는
    상기 제2패스(720)가 형성되는 영역 내 위치한 구획부(400) 상, 상기 제1패스(710) 측으로 치우쳐 제1냉매연통홀(411)이 형성되는 것을 하는 증발기.
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