WO2016032255A1 - 증발기 - Google Patents

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WO2016032255A1
WO2016032255A1 PCT/KR2015/008989 KR2015008989W WO2016032255A1 WO 2016032255 A1 WO2016032255 A1 WO 2016032255A1 KR 2015008989 W KR2015008989 W KR 2015008989W WO 2016032255 A1 WO2016032255 A1 WO 2016032255A1
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WO
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header tank
region
evaporator
tubes
row
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/008989
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English (en)
French (fr)
Inventor
이덕호
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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Publication date
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Priority to US14/916,237 priority patent/US9919584B2/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/26—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being integral with the element
    • F28F1/28—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being integral with the element the element being built-up from finned sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates

Definitions

  • the present invention relates to an evaporator, and in more detail, has an eight-pass flow in the first to eighth regions, and thus the refrigerant is evenly distributed in each region, thereby reducing the temperature variation and increasing the heat exchange efficiency with the outside air.
  • the present invention relates to an evaporator capable of maintaining comfort of passengers by having an even temperature distribution of air discharged to the left and right of a car interior.
  • the evaporator is a component of the air conditioner which cools the air introduced by the blower in the process of changing the liquid heat exchange medium into a gas state by cooling the heat by the heat exchange.
  • FIG. 1 A conventional evaporator is shown in FIG. 1, and FIGS. 2 to 4 show a schematic diagram of an internal refrigerant flow of FIG. 1, a temperature analysis result of a second row, and a refrigerant velocity analysis result.
  • the conventional evaporator 80 shown in FIGS. 1 and 2 is partitioned inside the first and second rows by the partition wall 70 and is spaced apart by a predetermined distance from the first header tank 10 and the second row.
  • the refrigerant introduced into the first row through the inlet pipe 30 is moved to the second header tank 20 through the tube 61 while moving in the longitudinal direction inside the first header tank 10.
  • a second region A2 (lower-> up) which is moved back to the first header tank 10 through another tube 61;
  • a third area A3 which is moved back to the second header tank 20 through the other tube 61;
  • the fourth area A4 (below) moved to the first header tank 10 (below -> Phase);
  • a fifth region A5 up-> down
  • the outlet pipe 40 is discharged.
  • the evaporator as described above concentrates refrigerant in an area adjacent to the inlet pipe and the outlet pipe, and in particular, the second row provided with the outlet pipe is prevented from pulling due to refrigerant inertia.
  • a region in which the refrigerant flow is weak exists, and the temperature rises in this region.
  • a section over a predetermined speed is indicated by hatching. More specifically, the evaporator as described above exists in a region of 8 to 10 ° C relatively high temperature, the temperature difference between the fourth region and the sixth region is generated up to 8 ° C.
  • the object of the present invention is to have an eight-pass flow of the first to eighth zone (Pass) flow is evenly distributed in each area to reduce the temperature variation
  • the object of the present invention is to have an eight-pass flow of the first to eighth zone (Pass) flow is evenly distributed in each area to reduce the temperature variation
  • the evaporator of the present invention is divided into a first row and a second row by the partition wall, the first header tank and the second header tank which are provided side by side spaced apart at a predetermined distance;
  • a baffle provided inside the first header tank and the second header tank to control the flow of the refrigerant;
  • a core portion including a plurality of tubes fixed at both ends in first and second rows of the first header tank and the second header tank, and a pin interposed between the tubes, wherein the tube includes the first header. At least four regions each of which is moved from the tank to the second header tank or from the second header tank to the first header tank are formed in each of the first row and the second row.
  • the evaporator includes an inlet pipe communicating with the first row and an outlet pipe communicating with the second row side by side on one side of the first header tank, wherein the tube is connected to the inlet pipe in the first row.
  • a first region in which the refrigerant flowed through is moved from the first header tank to the second header tank, a second region is moved from the second header tank to the first header tank, and the first header tank to the second header tank.
  • the eighth area sequentially And it is characterized in that which is discharged through the outlet pipe. That is, the evaporator of the present invention has an eight-pass flow of the first to eighth regions, and the temperature variation can be reduced by evenly distributing the refrigerant in each region. Accordingly, the evaporator of the present invention can increase the heat exchange efficiency with the outside air, there is an advantage that the air discharged to the left and right of the interior of the vehicle has an even temperature distribution can maintain the passenger comfort.
  • the tube has the same flow path area of each of the plurality of tubes, the total circumferential length of each of the plurality of tubes is the same, the hydraulic diameter is 1.0 to 2.8 mm, the evaporator 150 to 300 width of the core portion In mm, through this, the evaporator of the present invention has the advantage of improving the heat dissipation performance while reducing the temperature deviation.
  • the evaporator has the same number of tubes forming the first and eighth regions, the same number of tubes forming the second and seventh regions, and the third and sixth regions. Since the number of tubes to be formed is the same and the number of tubes forming the fourth and fifth regions is the same, the baffles are provided at the same position so that they can be formed symmetrically with each other in the width direction. have.
  • the first header tank and the second header tank have the same number of baffles positioned in the first row and the second row, respectively, and the positions of the baffles positioned in the first row and the second row in the longitudinal direction are the same. It is possible to further increase the manufacturability.
  • the evaporator has the same number of tubes forming a region facing each other in the first row and the second row, but the number of tubes in the eighth region is less than or equal to the number of tubes in the seventh region,
  • the number of tubes may be less than or equal to the number of tubes in the sixth region, and the number of tubes in the sixth region may be less than or equal to the number of tubes in the fifth region.
  • the evaporator of the present invention can prevent the refrigerant from flowing in the region adjacent to the outlet side by forming the same number of tubes forming the region near the outlet side or less than the adjacent region.
  • the evaporator of the present invention has an eight-pass flow of the first to eighth regions to distribute the refrigerant evenly to each region, thereby reducing the temperature variation and increasing the heat exchange efficiency with the outside air, Air discharged to the left and right of the vehicle has an even temperature distribution has the advantage of maintaining the comfort of the passengers.
  • FIG. 1 and 2 are a perspective view and a refrigerant flow schematic showing a conventional evaporator.
  • FIGS. 1 and 2 are second column side temperature analysis graph of the evaporator illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an evaporator of the present invention.
  • 6 and 7 are refrigerant flow charts of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 8 is a front view of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 9 is a detailed view of the tube and fin of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 10 is another perspective view showing an evaporator of the present invention.
  • 11 is a second column-side temperature analysis graph of the evaporator according to the present invention.
  • FIG. 12 is a graph illustrating a refrigerant velocity analysis of an evaporator according to the present invention.
  • Fig. 13 is a graph showing the relationship between the tube hydraulic diameter, the maximum temperature difference, and the heat dissipation performance.
  • first header tank 200 second header tank
  • A1 first area
  • A2 second area
  • A3 third area
  • A4 fourth area
  • A5 Fifth Area
  • A6 Sixth Area
  • A7 seventh area
  • A8 second area
  • FIG. 5 is a perspective view showing an evaporator 1000 of the present invention
  • Figures 6 and 7 is a flow chart of the refrigerant of the evaporator 1000 shown in FIG. 5
  • Figure 8 is a view of the evaporator 1000 shown in FIG. 9 is a detailed view of the tube 510 and the fin 520 of the evaporator 1000 shown in FIG. 5
  • FIG. 10 is another perspective view showing the evaporator 1000 of the present invention
  • Figure 12 is a refrigerant velocity analysis graph of the evaporator 1000 according to the present invention
  • Figure 13 is a tube 510 hydraulic diameter, the maximum temperature difference and heat dissipation It is a relationship graph of performance
  • FIG. 14 is a relationship graph of the width of a core part and heat dissipation performance.
  • the evaporator 1000 of the present invention includes a first header tank 100, a second header tank 200, a baffle 600, and a core part 500.
  • the first header tank 100 and the second header tank 200 are configured to be spaced apart from each other at a predetermined distance and are arranged side by side.
  • Each of the first header tank 100 and the second header tank 200 is partitioned into a first row and a second row by partition walls, and an inlet pipe through which refrigerant is introduced. 300 and the outlet pipe 400 is connected.
  • the inlet pipe 300 is connected to the first row to introduce a refrigerant
  • the outlet pipe 400 is connected to the second column to discharge the refrigerant.
  • the inlet pipe 300 and the outlet pipe 400 may be connected to one side of the first header tank 100 side by side in the form of a pipe (see FIG. 10), or may be in the form of a “C” shaped manifold (see FIG.
  • the inlet pipe 300 and the outlet pipe 400 is a "C" shaped manifold form
  • the inlet pipe 300 is in communication with the first row is bent in the width direction again from the downward direction
  • the outlet pipe 400 communicates with the second row and extends in the width direction.
  • the "C" shaped manifold shape when the evaporator 1000 is viewed from one side of the first header tank 100, the overall shape is "C" shaped, the inlet pipe 300 and the outlet pipe
  • the manifold structure for forming the 400 is a first member (not shown) directly coupled to the first header tank 100, and a first member coupled to the first member to form a refrigerant flow space therein. It may include two members (not shown).
  • 5 to 8 illustrate an example in which the inlet pipe 300 and the outlet pipe 400 extend in the width direction toward the side where the second row, which is the front side of the drawing, is located.
  • the first header tank 100 and the second header tank 200 are spaced apart in the height direction, and the first header tank 100 is positioned at an upper side and at a rear side thereof.
  • the first row is formed
  • the second row is formed on the front side
  • the inlet pipe 300 and the outlet pipe 400 are shown on the left side of the drawing, but the evaporator 1000 of the present invention is not limited thereto.
  • the first header tank 100 and the second header tank 200 may be located opposite to the upper and lower sides, or may be spaced apart in the vertebral direction, and the positions of the first row and the second row may also be changed.
  • the baffle 600 is provided in the first header tank 100 and the second header tank 200 to control the flow of the refrigerant, and the first header tank 100 and the second header tank 200 are provided. It is formed in a plate shape to block the flow of the refrigerant in the longitudinal direction of the), and adjusts the position of the baffle 600 to adjust the number of tubes 510 forming the first region (A1) to eighth region (A8). Can be.
  • the core part 500 may include a tube 510 and a fin 520, and side plates 530 supporting the tube 510 and the fin 520 may be further provided at both ends.
  • Both ends of the tube 510 are fixed to the first row and the second row of the first header tank 100 and the second header tank 200 to form a coolant flow path, and the fin 520 is the It is interposed between the tubes 510.
  • the plurality of tubes 510 are provided, and the plurality of tubes 510 are all in the same shape, and more specifically, each flow path area and the total circumferential length of the flow path are the same.
  • the tube 510 is moved from the first header tank 100 to the second header tank 200 in the first row and the second row, or the first header tank 100 in the second header tank 200. It is preferable that each of the regions to be moved by) is provided with four or more in the longitudinal direction.
  • the tube 510 forms the first region A1 to the fourth region A4 through which the refrigerant introduced through the inlet pipe 300 is transferred in the first row, and the fifth region in the second row. (A5) to eighth region A8 are formed.
  • the first area A1 to the fourth area A4 are areas formed by the tube 510 in the first row and sequentially along the length direction of the first header tank 100. Is formed.
  • the first region A1 is a first region in which the refrigerant introduced through the inlet pipe 300 is moved, and the refrigerant is introduced through the inlet pipe 300 to the region blocked by the baffle 600.
  • the second region A2 is a region in which the refrigerant passing through the first region A1 is moved, and is formed adjacent to the first region A1 in the longitudinal direction of the first header tank 100. The refrigerant in the second header tank 200 is moved to the first header tank 100.
  • the third region A3 is a region in which the refrigerant passing through the second region A2 is moved, and is formed adjacent to the second region A2 in the longitudinal direction of the first header tank 100.
  • the refrigerant in the first header tank 100 is moved to the second header tank 200.
  • the fourth region A4 is a region in which the refrigerant passing through the third region A3 is moved, and is formed adjacent to the third region A3 in the longitudinal direction of the first header tank 100.
  • the refrigerant in the second header tank 200 is moved to the first header tank 100.
  • the fifth region A5 to the sixth region A6 are regions formed by the tube 510 in the second row, and the refrigerant passing through the fourth region A4 moves to the second row.
  • the refrigerant in the first header tank 100 is moved to the second header tank 200.
  • the sixth region A6 is a region in which the refrigerant passing through the fifth region A5 is moved, and is formed adjacent to the fifth region A5 in the longitudinal direction of the first header tank 100.
  • the refrigerant in the second header tank 200 is moved to the first header tank 100.
  • the seventh region A7 is a region in which the refrigerant passing through the sixth region A6 is moved, and is formed adjacent to the sixth region A6 in the longitudinal direction of the first header tank 100.
  • the refrigerant in the first header tank 100 is moved to the second header tank 200.
  • the eighth region A8 is a region in which the refrigerant passing through the seventh region A7 is moved, and is formed adjacent to the seventh region A7 in the longitudinal direction of the first header tank 100.
  • the refrigerant in the second header tank 200 is moved to the first header tank 100.
  • the eighth region A8 is a portion in communication with the outlet pipe 400, and the refrigerant flowing through the inlet pipe 300 sequentially flows through the first region A1 to the eighth region A8. It is discharged through the outlet pipe 400.
  • the evaporator 1000 of the present invention has an eight-pass flow of the first region A1 to the eighth region A8, and the temperature variation may be reduced by evenly distributing the refrigerant in each region. Accordingly, the evaporator 1000 of the present invention can increase the heat exchange efficiency with the outside air, and has the advantage that the air discharged to the left and right of the vehicle interior has an even temperature distribution to maintain the comfort of the passengers.
  • the number of tubes 510 of the eighth region A8 is less than or equal to the number of tubes 510 of the seventh region A7
  • the number of tubes 510 is less than or equal to the number of tubes 510 of the sixth region A6
  • the number of tubes 510 of the sixth region A6 is the tube 510 of the fifth region A5. ) May be less than or equal to the number.
  • the number of tubes 510 of the eighth region A8 and the seventh region A7 is four, and the number of tubes 510 of the sixth region A6 and the fifth region A5 is five.
  • An individual example is shown.
  • the evaporator 1000 of the present invention is not limited thereto, and Table 1 below shows the number of tubes 510 forming each possible region in the evaporator 1000 of the present invention.
  • the total number of tubes 510 refers to the number of rows of tubes positioned in the longitudinal direction of the first header tank 100.
  • limiting the number of tubes 510 forming the fifth region (A5) to the eighth region (A8) forming the second row is the second row air in the air flow direction The area where the first encounters the?, After passing through the second row, the temperature deviation in the second row is greater than the temperature deviation in the first row as it passes through the first row. Accordingly, in the case of the evaporator 1000, it is important to eliminate the refrigerant deflection in the second row in reducing the variation in the air temperature as a whole by cooling the air primarily cooled in the second row again in the first row.
  • the evaporator 1000 of the present invention may prevent the refrigerant from flowing in the region adjacent to the outlet side because the number of tubes 510 forming the region near the outlet side is the same or less than that of the adjacent region.
  • the number of tubes 510 may not be a multiple of four
  • the number of tubes 510 of the eighth region A8 closest to the outlet side is the number of tubes 510 of the seventh region A7.
  • the number of tubes 510 of the seventh region A7 is less than or equal to the number of tubes 510 of the sixth region A6, and
  • the number of tubes 510 of the sixth region A6 may be less than or equal to the number of tubes 510 of the fifth region A5.
  • the number of tubes 510 may be equal to each other to form a region facing each other in the first row and the second row.
  • the tube 510 has the same number of tubes 510 forming the first area A1 and the eighth area A8, and the second area A2 and the seventh area A7. ),
  • the number of tubes 510 forming the same number is the same
  • the number of tubes 510 forming the third region A3 and the sixth region A6 is the same
  • the fourth region A4 and the fourth It is preferable that the number of tubes 510 forming five regions A5 is the same.
  • the baffle 600 for controlling the refrigerant flow in the first header tank 100 and the second header tank 200 is the baffle 600 is the first header tank 100.
  • the number of columns provided in the first row and the second row in the second header tank 200 are the same, and the positions provided in the first row and the second row in the lengthwise direction are the same, so that the manufacturing is easy. .
  • the evaporator 1000 of the present invention preferably has a hydraulic diameter of 1.0 to 2.8 mm of the tube 510.
  • the hydraulic diameter refers to the flow path area St of the 4 X tube 510 / the length around the entire flow path of the tube 510.
  • FIG. 9 (a) and 9 (b) show cross sections of the tube 510, which is the sum of the areas of the respective portions of the refrigerant flowing on the cross section of the tube 510 in FIG. 9 (a).
  • the flow path area St of the tube 510 is indicated by hatching, and the entire circumferential length Lt and the circumferential length of each portion of the refrigerant flows on the cross section of the tube 510 in FIG. 9B. As shown.
  • FIG. 11 is a second column-side temperature analysis graph of the evaporator 1000 according to the present invention
  • Figure 12 is a refrigerant velocity analysis graph of the evaporator 1000 according to the present invention.
  • the evaporator 1000 according to the present invention does not have a temperature section of 8 to 10 ° C. itself, as compared to the temperature analysis graph of the evaporator shown in FIG. 3, and 6 to 8 ° C. It can be seen that the area of is also small.
  • FIG. 12 is indicated by hatching an area of a predetermined speed or more.
  • the evaporator 1000 according to the present invention is compared with the refrigerant velocity analysis graph of the evaporator shown in FIG. 4.
  • the evaporator 1000 of the present invention can reduce the pulling due to the coolant inertia and the temperature deviation caused by the refrigerant inertia adjacent to the region where the inlet pipe 300 and the outlet pipe 400 are provided.
  • the temperature difference can be reduced, and the overall heat dissipation performance can be further increased.
  • the hydraulic diameter of the tube 510 when the hydraulic diameter of the tube 510 is less than 1.0 mm, the heat dissipation performance is sharply lowered.
  • the tube diameter is larger than 2.8 mm, the maximum temperature difference is increased, so that the maximum temperature difference is reduced, and the heat dissipation is reduced.
  • the hydraulic diameter of the tube 510 of the evaporator 1000 of the present invention is preferably 1.0 to 2.8 mm so as to sufficiently secure the performance.
  • the evaporator 1000 of the present invention preferably has a width Wcore of 150 to 300 mm.
  • 14 is a graph showing the relationship between the width Wcore of the core of the tube 510 having a hydraulic diameter of 1.0 mm and a diameter of 2.8 mm, and the heat dissipation performance.
  • the width Wcore of the core is less than 150 mm or 300 mm. It can be seen that the heat dissipation performance is sharply reduced when it exceeds.
  • the evaporator 1000 of the present invention has a hydraulic diameter of 1 to 2.8 mm of the tube 510 and a width Wcore of 150 to 300 mm to reduce the temperature deviation while providing heat dissipation performance. There is an advantage to improve.

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Abstract

본 발명은 증발기(1000)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 제1영역(A1) 내지 제8영역(A8)의 8패스(Pass) 흐름을 가져 각 영역에 고르게 냉매가 배분됨으로써 온도 편차를 줄일 수 있고, 외기와의 열교환효율을 증대할 수 있으며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기가 고른 온도 분포를 가져 탑승객의 쾌적성을 유지할 수 있는 증발기(1000)에 관한 것이다.

Description

증발기
본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 제1영역 내지 제8영역의 8패스(Pass) 흐름을 가져 각 영역에 고르게 냉매가 배분됨으로써 온도 편차를 줄일 수 있고, 외기와의 열교환효율을 증대할 수 있으며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기가 고른 온도 분포를 가져 탑승객의 쾌적성을 유지할 수 있는 증발기에 관한 것이다.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며 상기 증발기 역시 소형화와 함께 방열성능을 높이기 위한 연구가 이루어지고 있다.
상기 증발기는 액상의 열교환매체가 기체 상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급되도록 하는 냉방장치의 구성품이다.
종래의 증발기를 도 1에 도시하였으며, 도 2 내지 도 4에 도 1의 내부 냉매 흐름 개략도, 제2열의 온도 해석 결과, 및 냉매 속도 해석 결과를 나타내었다. 도 1 및 도 2에 도시한 종래의 증발기(80)는 격벽(70)에 의해 제1열 및 제2열로 내부가 구획되며 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20); 상기 제1헤더탱크(10)의 일측에 형성되는 입구파이프(30) 및 출구파이프(40); 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(50); 상기 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)에 양단이 고정되는 복수개의 튜브(61), 상기 튜브(61) 사이에 개재되는 복수개의 핀(62)을 포함하여 형성되는 코어부(60)를 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 입구파이프(30)를 통해 제1열로 유입된 냉매는 제1헤더탱크(10) 내부를 길이방향으로 이동하면서 상기 튜브(61)를 통해 제2헤더탱크(20)로 이동되는 제1영역(A1)(상->하); 다른 튜브(61)를 통해 다시 상기 제1헤더탱크(10)로 이동되는 제2영역(A2)(하->상); 나머지 다른 튜브(61)를 통해 다시 상기 제2헤더탱크(20)로 이동되는 제3영역(A3)(상->하); 연통부(미도시, 제2헤더탱크(20) 내부의 격벽 일정 영역이 중공됨)를 통해 제2열로 이동된 후, 상기 제1헤더탱크(10)로 이동되는 제4영역(A4)(하->상); 다른 튜브(61)를 통해 다시 상기 제2헤더탱크(20)로 이동되는 제5영역(A5)(상->하); 나머지 다른 튜브(61)를 통해 다시 상기 제1헤더탱크(10)로 이동되는 제6영역(A6)(하->상)을 순차적으로 통과한 후, 상기 출구파이프(40)를 통해 배출된다.
그러나 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같은 증발기는 상기 입구 파이프 및 출구 파이프와 인접한 영역에 냉매가 편중되며, 특히, 출구파이프가 구비되는 제2열은 냉매 관성에 인한 쏠림에 의해 냉매 흐름이 약한 영역이 존재하며, 이 영역에서 온도가 상승된다. 상기 도 4에서 일정 속도 이상인 구간을 빗금으로 표시하였다. 더욱 상세하게, 상기한 바와 같은 증발기는 비교적 고온인 8 내지 10℃의 영역이 존재하며, 제4영역과 제6영역의 온도차가 가장 크게는 8℃ 까지 발생된다. 또한, 일정 속도 미만인 구간이 넓게 존재한다. 이와 같이, 증발기 내부 냉매의 분포가 불균일하면, 상기 증발기의 방열성능이 저하되며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기의 온도차가 발생됨에 따라 사용자의 온도쾌적성을 저하시킨다. 상기와 같은 문제점은 내부 냉매의 양이 적어지고 유속이 느려질 경우 더욱 커지게 된다.
*선행기술문헌
대한민국등록특허 10-1130038 (발명의 명칭 : ＨＦＯ 1234ｙｆ 물질 냉매를 사용하는 6패스 튜브-핀 타입 증발기를 사용하는 차량용 공조시스템, 공개일자 : 2010.12.20)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1영역 내지 제8영역의 8패스(Pass) 흐름을 가져 각 영역에 고르게 냉매가 배분됨으로써 온도 편차를 줄일 수 있고, 외기와의 열교환효율을 증대할 수 있으며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기가 고른 온도 분포를 가져 탑승객의 쾌적성을 유지할 수 있는 증발기를 제공하는 것이다.
본 발명의 증발기는 내부가 격벽에 의해 제1열 및 제2열로 구획되며, 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크; 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플; 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 제1열 및 제2열에 각각 양단이 고정되는 복수개의 튜브와, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 포함하는 코어부를 포함하며, 상기 튜브는 상기 제1헤더탱크에서 제2헤더탱크로 이동되거나 제2헤더탱크에서 제1헤더탱크로 이동되는 영역이 제1열 및 제2열 각각 4개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 증발기는 상기 제1헤더탱크의 일측에 나란하게 상기 제1열과 연통되는 입구파이프 및 상기 제2열과 연통되는 출구파이프를 포함하며, 상기 튜브는 상기 제1열에서, 상기 입구파이프를 통해 유입된 냉매가 상기 제1헤더탱크로부터 제2헤더탱크로 이동되는 제1영역, 상기 제2헤더탱크로부터 제1헤더탱크로 이동되는 제2영역, 상기 제1헤더탱크로부터 제2헤더탱크로 이동되는 제3영역, 및 상기 제2헤더탱크로부터 제1헤더탱크로 이동되는 제4영역을 순차적으로 통과하여 상기 제2열로 이동되고, 상기 제1헤더탱크로부터 제2헤더탱크로 이동되는 제5영역, 상기 제2헤더탱크로부터 제1헤더탱크로 이동되는 제6영역, 상기 제1헤더탱크로부터 제2헤더탱크로 이동되는 제7영역, 및 상기 제2헤더탱크로부터 제1헤더탱크로 이동되는 제8영역 순차적으로 통과하여 상기 출구파이프를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 증발기는 제1영역 내지 제8영역의 8패스(Pass) 흐름을 갖는 것으로서, 각 영역에 고르게 냉매가 배분됨으로써 온도 편차를 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 증발기는 외기와의 열교환효율을 증대할 수 있으며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기가 고른 온도 분포를 가져 탑승객의 쾌적성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 튜브는 복수개의 상기 튜브 각각의 유로면적이 동일하고, 복수개의 튜브 각각의 유로 전체 둘레 길이가 동일한 것으로서, 수력직경이 1.0 내지 2.8 mm이며, 상기 증발기는 상기 코어부의 너비가 150 내지 300 mm로, 이를 통해, 본 발명의 증발기는 온도편차는 줄일 수 있으면서도 방열성능을 향상할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 증발기는 상기 제1영역 및 제8영역을 형성하는 튜브의 개수가 동일하고, 상기 제2영역 및 제7영역을 형성하는 튜브의 개수가 동일하며, 상기 제3영역 및 제6영역을 형성하는 튜브의 개수가 동일하고, 상기 제4영역 및 제5영역을 형성하는 튜브의 개수가 동일하여, 배플이 동일한 위치에 구비됨으로써 폭방향으로 서로 대칭되게 형성될 수 있어 제조가 용이한 장점이 있다.
또, 상기 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크는 각각 상기 제1열 및 제2열에 위치되는 배플의 개수가 동일하며, 각각 길이방향으로 상기 제1열 및 제2열에 위치되는 배플의 위치가 동일하여 제조성을 더욱 높일 수 있다.
이 때, 상기 증발기는 제1열과 제2열의 마주하는 영역을 형성하는 튜브의 개수가 동일하되, 상기 제8영역의 튜브 개수가 상기 제7영역의 튜브 개수보다 적거나 같고, 상기 제7영역의 튜브 개수가 상기 제6영역의 튜브 개수보다 적거나 같으며, 상기 제6영역의 튜브 개수가 상기 제5영역의 튜브 개수보다 적거나 같게 형성될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 증발기는 출구측에 가까운 영역을 형성하는 튜브의 개수가 같거나 인접한 영역보다 적게 형성됨으로써 출구측에 인접한 영역의 냉매 쏠림 현상을 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 증발기는 제1영역 내지 제8영역의 8패스(Pass) 흐름을 가져 각 영역에 고르게 냉매가 배분됨으로써 온도 편차를 줄일 수 있고, 외기와의 열교환효율을 증대할 수 있으며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기가 고른 온도 분포를 가져 탑승객의 쾌적성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 냉매 흐름 개략도.
도 3은 상기 도 1 및 도 2에 도시한 증발기의 제2열 측 온도 해석 그래프.
도 4는 상기 도 1 및 도 2에 도시한 증발기의 냉매 속도 해석 그래프.
도 5는 본 발명의 증발기를 나타낸 사시도.
도 6 및 도 7은 상기 도 5에 도시한 증발기의 냉매 흐름도.
도 8은 상기 도 5에 도시한 증발기의 정면도.
도 9는 상기 도 5에 도시한 증발기의 튜브 및 핀 세부 형상.
도 10은 본 발명의 증발기를 나타낸 다른 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 증발기의 제2열 측 온도 해석 그래프.
도 12는 본 발명에 따른 증발기의 냉매 속도 해석 그래프.
도 13은 튜브 수력직경과, 최대 온도차 및 방열성능의 관계 그래프.
도 14는 코어부 너비와, 방열성능의 관계 그래프.
*부호의 설명*
1000 : 증발기
100 : 제1헤더탱크 200 : 제2헤더탱크
300 : 입구파이프 400 : 출구파이프
500 : 코어부 510 : 튜브
520 : 핀 530 : 사이드 플레이트
600 : 배플
Wcore : 코어부의 너비
A1 : 제1영역 A2 : 제2영역
A3 : 제3영역 A4 : 제4영역
A5 : 제5영역 A6 : 제6영역
A7 : 제7영역 A8 : 제2영역
St : 튜브의 유로면적
Lt : 튜브의 유로 전체 둘레 길이
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 증발기(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 증발기(1000)를 나타낸 사시도이고, 도 6 및 도 7은 상기 도 5에 도시한 증발기(1000)의 냉매 흐름도이며, 도 8은 상기 도 5에 도시한 증발기(1000)의 정면도이고, 도 9는 상기 도 5에 도시한 증발기(1000)의 튜브(510) 및 핀(520) 세부 형상이며, 도 10은 본 발명의 증발기(1000)를 나타낸 다른 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 증발기(1000)의 제2열 측 온도 해석 그래프이며, 도 12는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 냉매 속도 해석 그래프이고, 도 13은 튜브(510) 수력직경과, 최대 온도차 및 방열성능의 관계 그래프이고, 도 14는 코어부(Wcore) 너비와, 방열성능의 관계 그래프이다.
본 발명의 증발기(1000)는 제1헤더탱크(100), 제2헤더탱크(200), 배플(600), 및 코어부(500)를 포함한다.
상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 구성으로서, 각각 내부가 격벽에 의해 제1열 및 제2열로 구획되며, 냉매가 유입되는 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)가 연결된다. 이 때, 상기 제1열에 상기 입구파이프(300)가 연결되어 냉매가 유입되며, 상기 제2열에 상기 출구파이프(400)가 연결되어 냉매가 배출된다. 상기 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)는 각각 파이프 형태로 상기 제1헤더탱크(100)의 일측에 나란하게 연결될 수도 있고(도 10 참고), “C”자형 매니폴드 형태일 수도 있다(도 5 내지 도 8 참조). 특히, 상기 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)가 “C”자형 매니폴드 형태인 경우를 설명하면, 상기 입구파이프(300)는 상기 제1열과 연통되어 하측방향에서 다시 폭방향으로 절곡되어 연장되며, 상기 출구파이프(400)는 상기 제2열과 연통되어 폭방향으로 연장된다. 본 발명에서, “C”자형 매니폴드 형태란, 상기 증발기(1000)를 상기 제1헤더탱크(100) 일측에서 바라보았을 때 전체 형태가 “C”자형으로, 상기 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)를 형성하기 위한 매니폴드 구조물은 직접적으로 상기 제1헤더탱크(100)와 결합되는 제1부재(도번 미도시)와, 상기 제1부재와 결합되어 내부에 냉매 유동 공간을 형성하는 제2부재(도번 미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 도 5 내지 도 8에서, 상기 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)가 폭방향으로 도면 전측인 제2열이 위치하는 측으로 연장되는 예를 나타내었다.
상기 도 5 내지 도 8 및 도 10에서 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 높이방향으로 이격 형성된 상태로 상기 제1헤더탱크(100)가 상측에 위치되며, 후측에 제1열이 형성되고, 전측에 제2열이 형성되고, 상기 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)가 도면 좌측에 위치된 상태를 나타내었으나, 본 발명의 증발기(1000)는 이에 한정되지 않으며, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)가 상하측의 반대에 위치되거나, 좌추방향으로 이격될 수도 있고, 제1열 및 제2열의 위치 역시 변경가능하다.
상기 배플(600)은 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 수단으로서, 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 길이방향으로 냉매 흐름을 차단하는 판형태로 형성되며, 상기 배플(600)의 위치를 조절하여 제1영역(A1) 내지 제8영역(A8)을 형성하는 튜브(510)의 개수를 조절할 수 있다.
상기 코어부(500)는 튜브(510) 및 핀(520)을 포함하며, 양단부에 상기 튜브(510) 및 핀(520)을 지지하는 사이드 플레이트(530)가 더 구비될 수 있다.
상기 튜브(510)는 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)가 형성하는 제1열 및 제2열에 각각 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하며, 상기 핀(520)은 상기 튜브(510) 사이에 개재된다.
이 때, 상기 튜브(510)는 복수개가 구비되며, 복수개가 모두 같은 형태로서, 더욱 상세하게, 각각의 유로면적 및 유로의 전체 둘레 길이가 동일한 형태이다. 또한, 상기 튜브(510)는 제1열 및 제2열에서 상기 제1헤더탱크(100)에서 제2헤더탱크(200)로 이동되거나 상기 제2헤더탱크(200)에서 제1헤더탱크(100)로 이동되는 각각의 영역이 길이방향으로 각각 4개 이상 구비되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 튜브(510)는 제1열에서 상기 입구파이프(300)를 통해 유입된 냉매가 이송되는 제1영역(A1) 내지 제4영역(A4)을 형성하고, 제2열에서 제5영역(A5) 내지 제8영역(A8)을 형성한다. 더욱 상세하게, 상기 제1영역(A1) 내지 제4영역(A4)은 상기 제1열에서 상기 튜브(510)에 의해 형성되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향을 따라 순차적으로 형성된다. 상기 제1영역(A1)은 상기 입구파이프(300)를 통해 유입된 냉매가 이동되는 첫 번째 영역으로서, 상기 입구파이프(300)를 통해 유입된 냉매가 배플(600)에 의해 차단된 영역까지 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 이동하면서 상기 제2헤더탱크(200)로 이동되는 영역이다. 상기 제2영역(A2)은 상기 제1영역(A1)을 통과한 냉매가 이동되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 제1영역(A1)에 인접하게 형성되며, 상기 제2헤더탱크(200)의 냉매가 상기 제1헤더탱크(100)로 이동되는 영역이다. 상기 제3영역(A3)은 상기 제2영역(A2)을 통과한 냉매가 이동되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 제2영역(A2)에 인접하게 형성되며, 상기 제1헤더탱크(100)의 냉매가 상기 제2헤더탱크(200)로 이동되는 영역이다. 상기 제4영역(A4)은 상기 제3영역(A3)을 통과한 냉매가 이동되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 제3영역(A3)에 인접하게 형성되며, 상기 제2헤더탱크(200)의 냉매가 상기 제1헤더탱크(100)로 이동되는 영역이다.
또한, 상기 제5영역(A5) 내지 제6영역(A6)은 상기 제2열에서 상기 튜브(510)에 의해 형성되는 영역으로서, 상기 제4영역(A4)을 통과한 냉매가 제2열로 이동된 후, 상기 제1헤더탱크(100)의 냉매가 상기 제2헤더탱크(200)로 이동되는 영역이다. 상기 제6영역(A6)은 상기 제5영역(A5)을 통과한 냉매가 이동되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 제5영역(A5)에 인접하게 형성되며 상기 제2헤더탱크(200)의 냉매가 상기 제1헤더탱크(100)로 이동되는 영역이다. 상기 제7영역(A7)은 상기 제6영역(A6)을 통과한 냉매가 이동되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 제6영역(A6)에 인접하게 형성되며 상기 제1헤더탱크(100)의 냉매가 상기 제2헤더탱크(200)로 이동되는 영역이다. 상기 제8영역(A8)은 상기 제7영역(A7)을 통과한 냉매가 이동되는 영역으로서, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 상기 제7영역(A7)에 인접하게 형성되며 상기 제2헤더탱크(200)의 냉매가 상기 제1헤더탱크(100)로 이동되는 영역이다. 상기 제8영역(A8)은 출구파이프(400)와 연통되는 부분으로, 상기 입구파이프(300)를 통해 유입된 냉매가 제1영역(A1) 내지 제8영역(A8)을 순차적으로 유동한 후, 상기 출구파이프(400)를 통해 배출된다.
즉, 본 발명의 증발기(1000)는 제1영역(A1) 내지 제8영역(A8)의 8패스(Pass) 흐름을 갖는 것으로서, 각 영역에 고르게 냉매가 배분됨으로써 온도 편차를 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 증발기(1000)는 외기와의 열교환효율을 증대할 수 있으며, 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기가 고른 온도 분포를 가져 탑승객의 쾌적성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 증발기(1000)는 상기 제8영역(A8)의 튜브(510) 개수가 상기 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같고, 상기 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수가 상기 제6영역(A6)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같으며, 상기 제6영역(A6)의 튜브(510) 개수가 상기 제5영역(A5)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같게 형성될 수 있다.
상기 도 8에서, 상기 제8영역(A8) 및 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수가 4개, 제6영역(A6) 및 제5영역(A5)의 튜브(510) 개수가 5개인 예를 나타내었다. 본 발명의 증발기(1000)는 이에 한정되지 않으며, 아래 <표 1>은 본 발명의 증발기(1000)에서 가능한 각 영역을 형성하는 튜브(510)의 개수를 나타내었다. 아래 <표 1>에서 튜브(510)의 총 개수란, 상기 제1헤더탱크(100)의 길이방향으로 위치되는 튜브의 열수를 의미한다.
튜브(510)의 총 개수 제1영역(A1)(제8영역(A8)) 제2영역(A2)(제7영역(A7)) 제3영역(A3)(제6영역(A6)) 제4영역(A4)(제5영역(A5))
4N N N N N
4N+1 N N N N+1
4N+2 N N N+1 N+1
4N+3 N N+1 N+1 N+1
(N은 1 이상의 정수)
본 발명의 증발기(1000)에서, 제2열을 형성하는 제5영역(A5) 내지 제8영역(A8)을 형성하는 튜브(510)의 개수를 한정하는 것은 공기 흐름방향으로 제2열이 공기와 먼저 만나는 영역으로, 제2열을 통과한 후, 제1열을 통과함에 따라 제2열에서의 온도 편차가 제1열의 온도 편차보다 더 크다. 이에 따라, 증발기(1000)의 경우, 제2열에서 1차적으로 냉각된 공기를 제1열에서 다시 냉각함에 따라 전체적으로 공기 온도의 편차를 줄이는데 있어 제2열에서 냉매 편중을 해소하는 것이 중요하다.
다시 말해, 본 발명의 증발기(1000)는 출구측에 가까운 영역을 형성하는 튜브(510)의 개수가 같거나 인접한 영역보다 적게 형성됨으로써 출구측에 인접한 영역의 냉매 쏠림 현상을 방지할 수 있다. 이 때, 특히, 튜브(510)의 개수는 4의 배수가 아닐 수 있으므로, 출구측에 가장 인접한 상기 제8영역(A8)의 튜브(510) 개수가 상기 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같게 형성하고, 다음으로, 상기 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수가 상기 제6영역(A6)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같으며, 다음으로, 상기 제6영역(A6)의 튜브(510) 개수가 상기 제5영역(A5)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같게 형성될 수 있다.
또한, 상기 튜브(510)는 제1열과 제2열의 마주하는 영역을 형성하는 개수가 각각 동일하게 형성될 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 튜브(510)는 상기 제1영역(A1) 및 제8영역(A8)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일하고, 상기 제2영역(A2) 및 제7영역(A7)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일하며, 상기 제3영역(A3) 및 제6영역(A6)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일하고, 상기 제4영역(A4) 및 제5영역(A5)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일한 것이 바람직하다. 다시 말해, 폭방향으로 나란하게 위치되는 제1영역(A1) 및 제8영역(A8), 제2영역(A2) 및 제7영역(A7), 제3영역(A3) 및 제6영역(A6), 제4영역(A4) 및 제5영역(A5)을 형성하는 튜브(510)의 개수는 각각 동일하게 형성된다. 이를 통해, 본 발명의 증발기(1000)는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 내부의 냉매 흐름을 조절하는 배플(600)이 배플(600)이 상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 각각에서 제1열 및 제2열에 구비되는 개수가 동일하며, 길이방향으로 제1열 및 제2열에 구비되는 위치가 동일하게 형성되어 제조가 용이한 장점이 있다.
한편, 본 발명의 증발기(1000)는 상기 튜브(510)의 수력직경이 1.0 내지 2.8 mm인 것이 바람직하다. 상기 수력직경은 4 X 튜브(510)의 유로면적(St) / 튜브(510)의 전체 유로 둘레의 길이를 의미한다.
한편, 상기 도 9의 (a) 및 (b)는 상기 튜브(510)의 단면을 도시한 것으로서, 상기 도 9의 (a)에 상기 튜브(510) 단면 상에서 냉매가 유통하는 각 부분의 면적 합인 튜브(510)의 유로면적(St)을 빗금으로 표시하였고, 상기 도 9의 (b)에 상기 튜브(510) 단면 상에서 냉매가 유통하는 각 부분의 전체 둘레 길이(Lt), 둘레 길이를 굵은 선으로 나타내었다.
도 11은 본 발명에 따른 증발기(1000)의 제2열 측 온도 해석 그래프이고, 도 12는 본 발명에 따른 증발기(1000)의 냉매 속도 해석 그래프이다. 상기 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 증발기(1000)는 상기 도 3에 도시한 증발기의 온도 해석 그래프와 비교하여 볼 때, 8 내지 10℃의 온도 구간 자체가 존재하지 않으며, 6 내지 8℃의 영역도 작아짐을 확인할 수 있다. 또한, 상기 도 12는 일정 속도 이상인 영역을 빗금으로 표시하였으며, 상기 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 증발기(1000)는 상기 도 4에 도시한 증발기의 냉매 속도 해석 그래프와 비교하여 볼 때, 일정 속도 미만인 구간이 매우 작아진 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 증발기(1000)는 입구파이프(300) 및 출구파이프(400)가 구비되는 영역에 인접하여 냉매 관성에 의한 쏠림 및 이에 따른 온도 편차를 줄일 수 있어 자동차 실내 좌ㆍ우로 토출되는 공기의 온도차를 줄일 수 있으며, 전체 방열성능을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 튜브(510)의 수력직경이 1.0 mm 미만인 경우, 방열성능이 급격히 저하되며, 2.8 mm 초과인 경우, 최대 온도차가 커지므로, 최대 온도차를 줄이고, 방열성능을 충분하게 확보할 수 있도록 본 발명의 증발기(1000)를 상기 튜브(510)의 수력직경이 1.0 내지 2.8 mm로 형성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 증발기(1000)는 상기 코어부의 너비(Wcore)가 150 내지 300 mm 인 것이 바람직하다. 상기 도 14은 수력직경이 1.0 mm이고, 2.8 mm인 튜브(510)의 코어부의 너비(Wcore)와, 방열성능의 관계를 나타낸 그래프로서, 상기 코어부의 너비(Wcore)가 150 mm 미만이거나 300 mm 를 초과하는 경우 방열성능이 급격히 저하됨을 확인할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 증발기(1000)는 상기 튜브(510)의 수력직경이 1 내지 2.8 mm이며, 상기 코어부의 너비(Wcore)가 150 내지 300 mm로 형성됨으로써 온도편차를 줄일 수 있으면서도 방열성능을 향상할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (14)

  1. 내부가 격벽에 의해 제1열 및 제2열로 구획되며, 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200);
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200) 내부에 구비되어 냉매의 유동을 조절하는 배플(600);
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)의 제1열 및 제2열에 각각 양단이 고정되는 복수개의 튜브(510)와, 상기 튜브(510) 사이에 개재되는 핀(520)을 포함하는 코어부(500)를 포함하며,
    상기 튜브(510)는 상기 제1헤더탱크(100)에서 제2헤더탱크(200)로 이동되거나 제2헤더탱크(200)에서 제1헤더탱크(100)로 이동되는 영역이 제1열 및 제2열 각각 4개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100)의 일측에 나란하게 상기 제1열과 연통되는 입구파이프(300) 및 상기 제2열과 연통되는 출구파이프(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 상기 제1헤더탱크(100)의 일측에 “C”자형 매니폴드 형태로, 상기 제1열과 연통되어 하측방향에서 다시 폭방향으로 절곡되어 연장되는 입구파이프(300) 및 상기 제2열과 연통되어 폭방향으로 연장되는 출구파이프(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 튜브(510)는 상기 제1열에서, 상기 입구파이프(300)를 통해 유입된 냉매가 상기 제1헤더탱크(100)로부터 제2헤더탱크(200)로 이동되는 제1영역(A1), 상기 제2헤더탱크(200)로부터 제1헤더탱크(100)로 이동되는 제2영역(A2), 상기 제1헤더탱크(100)로부터 제2헤더탱크(200)로 이동되는 제3영역(A3), 및 상기 제2헤더탱크(200)로부터 제1헤더탱크(100)로 이동되는 제4영역(A4)을 순차적으로 통과하여 상기 제2열로 이동되고, 상기 제1헤더탱크(100)로부터 제2헤더탱크(200)로 이동되는 제5영역(A5), 상기 제2헤더탱크(200)로부터 제1헤더탱크(100)로 이동되는 제6영역(A6), 상기 제1헤더탱크(100)로부터 제2헤더탱크(200)로 이동되는 제7영역(A7), 및 상기 제2헤더탱크(200)로부터 제1헤더탱크(100)로 이동되는 제8영역(A8) 순차적으로 통과하여 상기 출구파이프(400)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 복수개의 상기 튜브(510) 각각의 유로면적(St)이 동일하고, 복수개의 상기 튜브(510) 각각의 유로 전체 둘레 길이(Lt)가 동일한 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 튜브(510)는 아래 수학식 1에 의해 정의되는 수력직경이 1.0 내지 2.8 mm인 것을 특징으로 하는 증발기.
    [수학식 1]
    수력직경 = 4 X 튜브(510)의 유로면적(St) / 튜브(510) 유로의 전체 둘레 길이(Lt)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 상기 코어부(500)의 너비(Wcore)가 150 내지 300 mm인 것을 특징으로 하는 증발기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 상기 제8영역(A8)의 튜브(510) 개수가 상기 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같은 것을 특징으로 하는 증발기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 상기 제7영역(A7)의 튜브(510) 개수가 상기 제6영역(A6)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같은 것을 특징으로 하는 증발기.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제6영역(A6)의 튜브(510) 개수가 상기 제5영역(A5)의 튜브(510) 개수보다 적거나 같은 것을 특징으로 하는 증발기.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 각각 상기 제1열 및 제2열에 위치되는 배플(600)의 개수가 동일한 것을 특징으로 하는 증발기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1헤더탱크(100) 및 제2헤더탱크(200)는 각각 길이방향으로 상기 제1열 및 제2열에 위치되는 배플(600)의 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 증발기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 증발기(1000)는 제1열과 제2열의 마주하는 영역을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일한 것을 특징으로 하는 증발기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1영역(A1) 및 제8영역(A8)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일하고, 상기 제2영역(A2) 및 제7영역(A7)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일하며, 상기 제3영역(A3) 및 제6영역(A6)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일하고, 상기 제4영역(A4) 및 제5영역(A5)을 형성하는 튜브(510)의 개수가 동일한 것을 특징으로 하는 증발기.
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