KR20230058967A - 차량용 콘덴서 - Google Patents

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KR20230058967A
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refrigerant
heater
vehicle
condenser
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KR1020210142867A
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오만주
이상신
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 히트펌프 시스템에 사용되는 냉매를 가열시킨 다음 공기와 열교환시킬 수 있는 차량용 콘덴서에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 콘덴서는 차량의 히트펌프 시스템에 사용되는 콘덴서로서, 냉매가 유입되는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간에서 유동되는 냉매를 가열시키는 히팅부와; 상기 히팅부와 일체로 구비되고, 상기 히팅부에서 가열된 냉매가 유동되면서 주변의 공기와 열교환되는 열교환부를 포함한다.

Description

차량용 콘덴서{CONDENSER OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 콘덴서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트펌프 시스템에 사용되는 냉매를 가열시킨 다음 공기와 열교환시킬 수 있는 차량용 콘덴서에 관한 것이다.
최근 내연기관 차량의 환경적인 이슈로 인하여 전기차 등이 친환경 차량으로 보급이 확대되는 추세이다. 그러나 기존의 내연기관 차량의 경우 엔진의 폐열을 이용하여 실내를 난방할 수 있어 별도의 난방을 위한 에너지가 필요치 않았다. 하지만, 전기차 등과 같은 친환경 차량의 경우에는 엔진과 같은 열원이 없기 때문에 별도의 에너지를 통하여 난방을 수행하여야 하고, 이로 인하여 연비가 하락하는 문제가 발생하였다.
또한, 전기차에서 연비 하락과 같은 이슈는 전기차의 주행가능거리를 단축시키는 원인이 되었고, 이로 인하여 잦은 충전이 필요하게 되는 등 불편함을 주고 있는 것이 사실이다.
그래서, 전기차와 같은 친환경 차량의 공기조화장치에는 내연기관 차량의 공기조화장치와는 다른 방식의 히트펌프 시스템이 적용되고 있다.
일반적으로 히트펌프 시스템(Heat pump system)은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치로서, 난방시에는 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출하고, 냉방시에는 실내의 열을 외부로 방출시키는 냉난방 시스템이다.
하지만, 전기차와 같은 친환경 차량은 공기조화장치와 더불어 배터리, 모터 등의 전장부품들에 대한 열관리 니즈도 새로이 추가되었다.
즉, 전기차와 같은 친환경 차량에 적용되는 실내공간과 배터리, 전장부품 들의 경우 각각 공조에 대한 니즈가 상이하고, 이들을 독립적으로 대응하면서도 효율적으로 협업하여 에너지를 최대한 절약할 수 있는 기술이 필요한 것이다. 이에 따라 각각의 구성에 대하여 독립적으로 열관리를 수행하면서 동시에 전체적인 차량의 열관리를 통합하여 열효율을 증대시키고자 차량의 통합 열관리 개념이 제시되고 있다.
이러한 차량의 통합 열관리가 수행되기 위해서는 복잡한 냉각수라인, 냉매라인 및 부품들을 통합하여 모듈화 할 필요가 있는데, 복수의 부품들을 모듈화 하면서도 제조가 간단하고 패키지적인 측면에서도 컴팩트한 모듈화의 개념이 필요한 것이다.
한편, 히트펌트 시스템이 적용되는 차량의 통합 열관리 시스템에는 외기온도가 낮은 경우와 같이 히트펌프 시스템이 원활하게 작동되지 못하는 경우에 대비하여 배터리 승온을 위하여 수가열 히터를 냉각수라인에 구비하고, 실내공간의 난방을 위하여 공기가열 히터를 냉매라인에 구비하는 등 다양한 방식의 히터를 별도로 구비하여 차량의 통합 열관리 회로에 적용하고 있다.
하지만, 배터리 승온을 위한 수가열 히터 및 실내난방을 위한 공기가열 히터를 별도로 구비하는 것은 열관리 측면에서도 효율적이지 못하고, 부품의 수도 증가되기 때문에 최근에는 통합 열관리 회로를 개선하면서 부품의 개수의 줄이는 연구가 꾸준하게 진행되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
일본공개특허공보 제2015-037894호 (2015.02.26)
본 발명은 냉매의 열교환이 이루어지는 콘덴서와 냉매를 가열시키는 히터의 구성을 통합하여 일체화 시킨 차량용 콘덴서를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 콘덴서는 차량의 히트펌프 시스템에 사용되는 콘덴서로서, 냉매가 유입되는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간에서 유동되는 냉매를 가열시키는 히팅부와; 상기 히팅부와 일체로 구비되고, 상기 히팅부에서 가열된 냉매가 유동되면서 주변의 공기와 열교환되는 열교환부를 포함한다.
상기 히팅부는, 냉매가 유동되는 내부공간이 마련되는 히터 하우징과; 상기 히터 하우징의 내부공간에 구비되어 유동되는 냉매를 가열시키는 히터 본체와; 상기 히터 하우징의 내부공간에 구비되어 상기 히터 본체를 상기 히터 하우징의 내부공간에 고정시키는 가이드 브라켓을 포함한다.
상기 히터 하우징은, 내부공간이 격벽에 의해 상부방향으로 개구된 개구면이 형성되는 제 1 내부공간과, 밀폐되는 제 2 내부공간으로 구획되는 히터 바디와; 상기 제 1 내부공간의 개구된 개구면을 덮어서 제 1 내구공간을 밀폐시키는 히터 커버를 포함한다.
상기 제 1 내부공간은 일측 측부에 냉매가 유입되는 유입포트가 구비되고, 타측 측부에는 제 1 내부공간에서 가열된 냉매가 열교환부로 유동되도록 상기 열교환부와 연통되는 적어도 하나 이상의 제 1 연결공이 형성되며, 상기 히터 본체 및 가이드 브라켓이 내장되고, 상기 제 2 내부공간은 일측 측부에 냉매가 토출되는 토출포트가 구비되고, 타측 측부에는 상기 열교환부에서 열교환된 냉매가 상기 제 2 내부공간으로 유동되도록 상기 열교환부와 연통되는 적어도 하나 이상의 제 2 연결공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 열교환부는, 일측이 상기 히팅부에 일체로 연결되어 상기 히팅부에서 가열된 냉매가 유동되면서 실내공조장치에서 유동되는 공기와 열교환시키는 다수의 유로관과; 상기 유로관의 타측에 일체로 연결되어 상기 다수의 유로관에서 열교환된 냉매가 모이는 탱크와; 상기 탱크에 모인 냉매를 상기 히팅부를 통하여 토출시키기 위하여 상기 히팅부로 유동시키는 리턴 파이프를 포함한다.
상기 히터 하우징은 냉매가 유입되어 가열되는 제 1 내부공간과, 냉매가 토출되는 제 2 내부공간으로 구획되고, 상기 다수의 유로관은 상기 제 1 내부공간에 연결되고, 상기 리턴 파이프는 상기 제 2 내부공간에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 유로관은 상기 제 1 내부공간의 측부에 상하 방향으로 이격되어 배치되고, 서로 인접한 유로관의 사이 공간에는 유로관의 표면적을 확대시키는 방열핀의 배치되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 가이드 브라켓은 상기 히터 하우징의 내부공간으로 유입된 냉매가 유동되는 경로를 가이드하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터 본체는 봉 타입으로 형성되어 상기 히터 하우징의 내부공간에서 상하 방향으로 적어도 하나 이상이 배치되고, 상기 가이드 브라켓은 상기 히터 본체를 휘감는 나선형 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 다른 실시형태로 상기 히터 본체는 상기 히터 하우징의 내부공간으로 유입된 냉매가 유동되는 경로를 가이드하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터 본체는 나선형 형태로 형성되어 상기 히터 하우징의 내부공간에서 상하 방향으로 배치되고, 상기 가이드 브라켓은 상기 히터 본체를 외측에서 감싸면서 고정시키는 사각 프레임 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 냉매를 공기와 열교환시키는 콘덴서에 히터의 기능을 수행하는 구성을 일체화시킴으로써, 차량의 통합 열관리 회로를 구성함에 있어서, 부품의 개수를 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 콘덴서로 유입되는 냉매를 가열시키서 열교환되도록 하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서가 적용되는 열관리 회로의 일부를 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 일부 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 정면에 대한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 평면에 대한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명에 따른 차량용 콘덴서는 전기차와 같은 친환경 차량의 실내공간, 배터리 및 전장부품의 열관리를 통합하여 실시하는 통합 열관리 시스템에 적용되는 장치로서, 예를 들어 냉매의 순환에 의해 냉난방을 구현하는 히트펌프 시스템에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 압축기가 적용되는 열관리 회로의 일부를 보여주는 도면으로서, 순환되는 냉매가 압축기(10)로 흡입되면, 냉매가 압축기(10)를 통과하면서 압축되어 토출된다. 이렇게 토출된 냉매는 차량의 실내공간을 냉난방시키기 위하여 구비되는 실내공조장치의 실내용 콘덴서, 즉 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서(20)를 통과하게 된다.
이때 콘덴서(20)로 유입된 고온고압의 냉매는 히팅부(100)를 통과하면서 더 가열될 수 있고, 이렇게 가열된 냉매는 열교환부(200)를 통과하면서 실내공조장치로 유동되는 공기와 열교환된 후 콘덴서(20)에서 토출된다.
이때 압축기(10)와 콘덴서(20)는 냉매가 유동되는 유로파이프(30)로 연결된다. 다만, 압축기(10)에서 토출되는 냉매는 압축되면서 온도가 상승되기 때문에 유로파이프(30)는 고온 및 고압용 금속 파이프 또는 호스로 구성되고, 그 외부에는 발열손실을 방지하기 위하여 단열재로 커버되는 것이 바람직하다.
물론 콘덴서(20)로 유입되는 냉매는 압축기(10)에서 토출된 냉매로 한정되지 않고, 차량의 통합 열관리 회로에 따라 다양한 다른 부품들로부터 유입될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 정면에 대한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서를 보여주는 평면에 대한 단면도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 콘덴서(20)는 냉매를 가열시키는 히팅부(100)와, 가열된 냉매를 실내공조장치에서 유동되는 공기와 열교환시키는 열교환부(200)를 포함한다.
히팅부(100)는 냉난방을 위하여 순환되는 냉매가 유입되어 가열되는 수단으로서, 열교환부(200)와 일체로 구비되어 콘덴서(20)를 형성한다.
히팅부(100)는 냉매가 유입되는 내부공간(110a, 110b)이 마련되고, 내부공간(110a, 110b)에서 유동되는 냉매를 가열시킨다.
이를 위하여 히팅부(100)는 냉매가 유동되는 내부공간(110a, 110b)이 마련되는 히터 하우징(101)과; 히터 하우징(101)의 내부공간(110a)에 구비되어 유동되는 냉매를 가열시키는 히터 본체(130)와; 히터 하우징(101)의 내부공간(110a)에 구비되어 히터 본체(130)를 히터 하우징(101)의 내부공간(110a)에 고정시키는 가이드 브라켓(140)을 포함한다.
히터 하우징(101)은 냉매가 유동되는 공간을 마련하는 수단으로서, 냉매가 유입되어 가열되는 제 1 내부공간(110a)과, 냉매가 토출되는 제 2 내부공간(110b)으로 구획된다. 이때 제 1 내부공간(110a)과 제 2 내부공간(110b)은 격벽(113)에 의해 상하방향으로 구획되는 것이 바람직하다.
예를 들어 히터 하우징(101)은 내부공간(110a, 110b)이 격벽(113)에 의해 구획되면서 상부방향으로 개구된 개구면이 형성되고, 이에 따라 제 1 내부공간(110a)은 상부가 개구된 개구면이 형성되고, 제 2 내부공간(110b)은 밀폐된 공간으로 형성되는 히터 바디(110)와, 제 1 내부공간(110a)의 개구된 개구면을 덮어서 제 1 내부공간(110a)을 밀폐시키는 히터 커버(120)를 포함한다.
이때 히터 바디(110)는 대략 하부는 폐쇄되고, 상부가 개구된 원통 형태로 형성된다. 그래서, 원형으로 형성된 히터 커버(120)가 히터 바디(110)의 개구된 개구면을 덮는 형태로 조립되는 것이 바람직하다.
그리고, 제 1 내부공간(110a)은 냉매가 유입되어 유동되면서 가열되고, 가열된 냉매를 열교환부(200)로 유동시키는 공간으로서, 일측 측부에 냉매가 유입되는 유입포트(111)가 구비되고, 타측 측부에는 제 1 내부공간(110a)에서 가열된 냉매가 열교환부(200)로 유동되도록 열교환부(200)와 연통되는 적어도 하나 이상의 제 1 연결공(114)이 형성된다.
이때, 유입포트(111)는 가능한 상부측으로 배치되어 형성된다. 그래서, 가능한 유입포트(111)를 통하여 유입된 냉매가 제 1 내부공간(110a)에서 유동되는 경로를 연장되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 제 1 연결공(114)은 상하방향으로 소정 간격 이격되어 형성된다. 바람직하게는 다수의 제 1 연결공(114)은 등간격으로 이격되어 상하방향으로 형성되는 것이 좋다.
그리고, 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)에는 히터 본체(130)와 가이드 브라켓(140)이 내장되는데, 히터 본체(130) 및 가이드 브라켓(140)의 내장을 용이하게 하기 위하여 히터 본체(130)와 가이드 브라켓(140)은 히터 커버(120)에 함께 구비되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 히터 커버(120)의 하면에 히터 본체(130)를 설치하고, 가이드 브라켓(140)으로 히터 본체(130)를 고정시킨다.
그리고, 히터 커버(120)의 상면에는 히터 본체(130)에 전원을 인가하기 위한 단자모듈(131)이 설치될 수 있다.
또한, 제 2 내부공간(110b)은 제 1 내부공간(110a)에서 가열된 냉매가 열교환부(200)를 통과하면서 실내공조장치(HVAC)에서 유동되는 공기와 열교환된 다음 콘덴서(20)에서 토출되기 위하여 통과되는 공간이다.
그래서, 제 2 내부공간(110b)은 일측 측부에 냉매가 토출되는 토출포트(112)가 구비되고, 타측 측부에는 열교환부(200)에서 열교환된 냉매가 제 2 내부공간(110b)으로 유동되도록 열교환부(200)와 연통되는 적어도 하나 이상의 제 2 연결공(115)이 형성된다. 이때 제 2 연결공(115)은 유동되는 냉매의 유량을 고려하여 그 단면적 및 개수가 결정되는 것이 바람직하다.
예를 들어 제 2 연결공(115)은 1개가 형성되고, 그 단면적은 다수개가 형성되는 제 1 연결공(114)의 단면적의 합에 대응되는 단면적으로 형성되는 것이 바람직하다.
그래서, 제 1 내부공간(110a)에서 열교환부(200)로 유동된 냉매가 다시 제 2 내부공간(110b)으로 유동되는 동안 유량의 변화없이 일정한 유량으로 유동되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)에서 유동되는 냉매는 유동되는 동안 원하는 수준으로 가열될 수 있도록 냉매의 유동 경로를 연장시키는 것이 바람직하다.
이를 위하여 히터 바디(110)에 내장되는 가이드 브라켓(140)은 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)으로 유입된 냉매가 유동되는 경로가 연장되도록 가이드하는 역할을 할 수 있다.
히터 본체(130)는 냉매를 가열하는 수단으로서, 전원의 인가에 의해 발열되어 그 주변으로 유동되는 냉매를 가열시킨다. 예를 들어 히터 본체(130)는 시즈 히터(Sheath heater)가 적용될 수 있다.
그래서, 히터 본체(130)는 봉 타입으로 형성되어 상단이 히터 커버(120)의 하면에 설치된 상태로 히터 하우징(101)의 내부공간, 즉 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)에서 상하 방향으로 적어도 하나 이상이 배치된다.
예를 들어 히터 본체(130)는 5개가 준비되어 1개는 제 1 내부공간(110a)의 중심에 배치되고, 나머지 4개는 제 1 내부공간(110a)의 중심을 원점으로 하여 동일한 원주 상에 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 가이드 브라켓(140)은 다수개의 히터 본체(130), 즉 원주 상에 등간격으로 배치된 4개의 히터 본체(130)를 휘감는 나선형 행태로 형성되는 것이 바람직하다. 이때 가이드 브라켓(140)은 상부에서 하부방향으로 나선형상이 형성되는 것이 바람직하다.
그래서, 히터 바디(110)의 상부측에 마련된 유입포트(111)를 통하여 제 1 내부공간(110a)으로 유입된 냉매가 가이드 브라켓(140)에 의해 히터 본체(130)를 휘감는 형태로 유동되면서 히터 본체(130)에 의해 가열된다.
이때 가이드 브라켓(140)의 최외각 표면은 히터 바디(110)에 접촉되지 않는 것이 바람직하다. 그래서, 유동되는 냉매가 가이드 브라켓(140)과 히터 바디(110)의 내면 사이 공간으로도 유동되는 동시에 히터 바디(110)에 형성되는 제 1 연결공(114)을 통하여 열교환부로 유동되도록 한다.
한편, 가이드 브라켓(140)에는 히터 본체(130)가 삽입되어 고정되는 장착홀(141)이 형성될 수 있다. 예를 들어 장착홀(141)은 히터 본체(130)가 관통되도록 원형으로 형성될 수도 있고, 히터 본체(130)의 일부만 관통되도록 반원형으로 형성될 수도 있을 것이다.
그래서, 가이드 브라켓(140)은 히터 커버(120)의 하면에 고정되지 않아도 다수개의 히터 본체(130)가 장착홀(141)에 삽입되어 고정됨에 따라 제 1 내부공간(110a)에 고정된 상태로 내장될 수 있다. 하지만, 바람직하게는 가이드 브라켓(140)의 상단이 히터 커버(120)의 하면에 고정되어 더욱 견고하게 제 1 내부공간(110a)에 고정되는 것이 좋다.
한편, 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)으로 유입된 냉매가 유동되는 경로를 가이드하는 구조는 다양하게 변경되어 구현될 수 있을 것이다.
예를 들어 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 콘덴서(20a)를 보여주는 사시도이다.
전술된 실시예와 같이 가이드 브라켓(140)에 의해 냉매가 유동되는 경로가 가이드되는 것이 아니라, 히터 본체(130a)의 형상에 의해 냉매가 유동되는 경로가 가이드된다.
도 6에 도시된 바와 같이 히터 본체(130a)는 나선형 형태로 형성되어 히터 하우징(101)의 내부공간, 즉 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)에서 상하 방향으로 배치된다.
그래서, 히터 바디(110)의 상부측에 마련된 유입포트(111)를 통하여 제 1 내부공간(110a)으로 유입된 냉매가 히터 본체(130a)에 의해 나선형 형태로 유동되면서 히터 본체(130a)에 의해 가열된다.
그리고, 가이드 브라켓(140a)은 히터 본체(130a)를 외측에서 감싸면서 고정시키는 사각 프레임 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이때 가이드 브라켓(140a)의 내주면에는 히터 본체(130a)가 삽입되어 고정되는 반원형 형태의 장착홀(141)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 열교환부(200)는 히팅부(100)와 일체로 구비되고, 히팅부(100)에서 가열된 냉매가 유동되면서 주변, 즉 실내공조장치(HVAC)에서 유동되는 공기와 열교환되도록 하는 수단으로서, 일반적인 차량의 히트 펌프 시스템에 적용되는 실내용 콘덴서와 유사한 구조로 형성될 수 있다.
예를 들어 열교환부(200)는 일측이 히팅부(100)에 일체로 연결되어 히팅부(100)에서 가열된 냉매가 유동되면서 실내공조장치(HVAC)에서 유동되는 공기와 열교환시키는 다수의 유로관(210)과; 유로관(210)의 타측에 일체로 연결되어 다수의 유로관(210)에서 열교환된 냉매가 모이는 탱크(220)를 포함한다.
그리고, 탱크(220)에 모인 냉매를 히팅부(100)를 통하여 토출시키기 위하여 히팅부(100)로 유동시키는 리턴 파이프(230)를 더 포함한다.
유로관(210)은 다수개가 구비되어 각각의 일측이 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)에 연결된다. 그래서 제 1 내부공간(110a)에서 유동되면서 가열된 냉매가 다수개가 구비된 유로관(210)으로 유입되어 유동된다.
이때 다수의 유로관(210)은 히터 바디(110)의 측부, 정확하게는 제 1 내부공간(110a)의 측부에 상하 방향으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 서로 인접한 유로관(210)의 사이 공간에는 유로관(210)의 표면적을 확대시켜서 냉매의 열교환 효율을 증가시키기 위한 방열핀(211)이 배치된다.
이때 방열핀(211)의 형태는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어 방열핀(211)은 물결형태의 주름판 형태로 제작되어 유로관(210)의 외표면에 접촉되도록 배치되거나 유로관(210)과 일체로 형성되어 유로관(210)의 표면적을 확대시킬 수 있다.
그리고, 탱크(220)는 다수의 유로관(210) 타측에 일체로 연결되어 열교환된 냉매가 모이는 공간을 제공하는 수단으로서, 그 형태 및 용량은 냉매의 유량에 영향을 미치지 않는 수준에서 다양하게 적용될 수 있다.
또한, 리턴 파이프(230)는 탱크(220)에 모인 냉매를 히팅부(100)의 히터 하우징(101), 정확하게는 히터 바디(110)의 제 2 내부공간(110b)으로 유동시켜서 토출포트(112)를 통하여 콘덴서(20)의 외부로 토출되도록 하는 유로를 제공하는 수단이다.
그래서 리턴 파이프(230)의 형태 및 개수는 냉매의 유량에 영향을 미치지 않는 수준에서 다양하게 적용될 수 있다.
예를 들어 리턴 파이프(230)는 히터 바디(110)의 제 2 내부공간(110b)에 형성되는 제 2 연결공(115)의 개수에 대응되도록 1 개가 구비되고, 이때 리턴 파이프(230)의 단면적은 다수개가 구비되는 유로관(210)의 단면적의 합에 대응되는 단면적으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 콘덴서의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이 유입포트(111)를 통하여 히터 바디(110)의 제 1 내부공간(110a)으로 유입된 냉매는 가이드 브라켓(140)의 구조에 의해 나선형 형태로 히터 본체(130)를 휘감으면서 유동되고, 이렇게 유동되는 동안 히터 본체(130)의 발열에 의해 가열된다.
이렇게 제 1 내부공간(110a)에서 유동되면서 가열된 냉매는 다수개가 형성된 제 1 연결공(114)을 통하여 다수개의 유로관(210)으로 유동된다.
다수개의 유로관(210)으로 유입된 냉매는 유로관(210)의 외부, 즉 실내공조장치에서 유동되면서 차량의 실내로 유입되는 공기와 열교환되면서 방열되어 냉각된다. 이때 유로관의 표면적을 확장시키는 방열핀(211)에 의해 열교환 효율이 향상된다.
이렇게 다수개의 유로관(210)으로 유동되면서 열교환된 냉매는 탱크(220)로 모이게 되고, 탱크(220)에 모인 냉매는 리턴 파이프(230)를 통하여 히터 바디(110)의 제 2 내부공간(110b)으로 유동된다.
그리고, 제 2 내부공간(110b)에 마련된 토출포트(112)를 통하여 콘덴서(20)의 외부, 즉 히트펌프 시스템을 구성하는 다른 부품으로 유동된다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 압축기 20: 콘덴서
30: 유로파이프 100: 히팅부
101: 히터 하우징 110: 히터 바디
110a: 제 1 내부공간 100b: 제 2 내부공간
111: 유입포트 112: 토출포트
113: 격벽 114: 제 1 연결공
115: 제 2 연결공 120: 히터 커버
130: 히터 본체 131: 단자모듈
140: 가이드 브라켓 141: 장착홀
200: 열교환부 210: 유로관
211: 방열핀 220: 탱크
230: 리턴 파이프 20a: 콘덴서
140a: 가이드 브라켓

Claims (11)

  1. 차량의 히트펌프 시스템에 사용되는 콘덴서로서,
    냉매가 유입되는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간에서 유동되는 냉매를 가열시키는 히팅부와;
    상기 히팅부와 일체로 구비되고, 상기 히팅부에서 가열된 냉매가 유동되면서 주변의 공기와 열교환되는 열교환부를 포함하는 차량용 콘덴서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅부는,
    냉매가 유동되는 내부공간이 마련되는 히터 하우징과;
    상기 히터 하우징의 내부공간에 구비되어 유동되는 냉매를 가열시키는 히터 본체와;
    상기 히터 하우징의 내부공간에 구비되어 상기 히터 본체를 상기 히터 하우징의 내부공간에 고정시키는 가이드 브라켓을 포함하는 차량용 콘덴서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 히터 하우징은,
    내부공간이 격벽에 의해 상부방향으로 개구된 개구면이 형성되는 제 1 내부공간과, 밀폐되는 제 2 내부공간으로 구획되는 히터 바디와;
    상기 제 1 내부공간의 개구된 개구면을 덮어서 제 1 내구공간을 밀폐시키는 히터 커버를 포함하는 차량용 콘덴서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 내부공간은 일측 측부에 냉매가 유입되는 유입포트가 구비되고, 타측 측부에는 제 1 내부공간에서 가열된 냉매가 열교환부로 유동되도록 상기 열교환부와 연통되는 적어도 하나 이상의 제 1 연결공이 형성되며, 상기 히터 본체 및 가이드 브라켓이 내장되고,
    상기 제 2 내부공간은 일측 측부에 냉매가 토출되는 토출포트가 구비되고, 타측 측부에는 상기 열교환부에서 열교환된 냉매가 상기 제 2 내부공간으로 유동되도록 상기 열교환부와 연통되는 적어도 하나 이상의 제 2 연결공이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드 브라켓은 상기 히터 하우징의 내부공간으로 유입된 냉매가 유동되는 경로를 가이드하는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 히터 본체는 봉 타입으로 형성되어 상기 히터 하우징의 내부공간에서 상하 방향으로 적어도 하나 이상이 배치되고,
    상기 가이드 브라켓은 상기 히터 본체를 휘감는 나선형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 히터 본체는 상기 히터 하우징의 내부공간으로 유입된 냉매가 유동되는 경로를 가이드하는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 히터 본체는 나선형 형태로 형성되어 상기 히터 하우징의 내부공간에서 상하 방향으로 배치되고,
    상기 가이드 브라켓은 상기 히터 본체를 외측에서 감싸면서 고정시키는 사각 프레임 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환부는,
    일측이 상기 히팅부에 일체로 연결되어 상기 히팅부에서 가열된 냉매가 유동되면서 실내공조장치에서 유동되는 공기와 열교환시키는 다수의 유로관과;
    상기 유로관의 타측에 일체로 연결되어 상기 다수의 유로관에서 열교환된 냉매가 모이는 탱크와;
    상기 탱크에 모인 냉매를 상기 히팅부를 통하여 토출시키기 위하여 상기 히팅부로 유동시키는 리턴 파이프를 포함하는 차량용 콘덴서.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 히터 하우징은 냉매가 유입되어 가열되는 제 1 내부공간과, 냉매가 토출되는 제 2 내부공간으로 구획되고,
    상기 다수의 유로관은 상기 제 1 내부공간에 연결되고,
    상기 리턴 파이프는 상기 제 2 내부공간에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 다수의 유로관은 상기 제 1 내부공간의 측부에 상하 방향으로 이격되어 배치되고,
    서로 인접한 유로관의 사이 공간에는 유로관의 표면적을 확대시키는 방열핀의 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 콘덴서.
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