WO2024136093A1 - 열교환기 - Google Patents

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WO2024136093A1
WO2024136093A1 PCT/KR2023/017078 KR2023017078W WO2024136093A1 WO 2024136093 A1 WO2024136093 A1 WO 2024136093A1 KR 2023017078 W KR2023017078 W KR 2023017078W WO 2024136093 A1 WO2024136093 A1 WO 2024136093A1
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WO
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refrigerant
heat exchanger
flow path
subcooling
unit
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PCT/KR2023/017078
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Inventor
신성홍
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한온시스템 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a water-cooled heat exchanger in which the heat exchange medium is cooled by liquid. More specifically, the condensing part and the subcooling part of the heat exchanger are formed as a single core, and the receiver driver is arranged adjacent to the core to reduce the number of parts of the heat exchanger. It is about technology that reduces packaging and simplifies packaging.
  • a heat exchanger is a device designed to exchange heat between two or more fluids.
  • a heat exchanger is used to exchange heat between different fluids for the purpose of cooling or heating the fluid. It is applied to vehicle cooling and heating systems, refrigerators, air conditioners, etc.
  • a plate heat exchanger applied to a vehicle cooling and heating system is characterized by forming a passage between plates with a certain thickness to allow fluid to flow, and by arranging a plurality of plates at regular intervals to allow different fluids to pass through the passage one by one. .
  • the water-cooled condenser 10 which is one of the heat exchangers, is formed by stacking a plurality of first plates 21 in alternating order, A condensing section 20 where the refrigerant flows in and condenses the refrigerant, a subcooled section 30 formed by alternating and stacking a plurality of second plates 31, and where supercooling of the refrigerant occurs, and the first plate of the condensation section 20.
  • a connection plate 40 formed between the plate 21 and the second plate 31 of the subcooling section 30 and a connection plate 40 are connected to separate the gas-liquid from the refrigerant condensed in the condensing section 20 to form a subcooling section. It includes a receiver dryer (50) that delivers to (30).
  • the receiver dryer 50 is located between the condensing unit 20 and the subcooling unit 30 through the connection plate 40, so that the condensing unit 20 and the subcooling unit 30 are connected to each other.
  • a separate and complicated configuration such as a connection plate (40) is additionally required, and as a result, the number of parts of the water-cooled condenser (10) increases and the package size increases.
  • the present invention was devised to solve the above problems.
  • the purpose of the present invention is to form the condensing part and the subcooling part of the heat exchanger into a single core, and to penetrate the plate of the subcooling part so that the receiver dryer is disposed adjacent to the subcooling part.
  • the aim is to provide a heat exchanger in which the condensing unit and the receiver dryer are connected through a first connector.
  • the subcooled section and the outlet pipe are connected through a second connector penetrating the plate of the condenser so that the inlet pipe that supplies refrigerant to the condensing section and the outlet pipe that discharges the subcooled refrigerant from the subcooled section are disposed on the same side of the core.
  • a plurality of plates are stacked to form a first refrigerant flow path through which the refrigerant flows and a first coolant flow path through which the coolant flows, and through heat exchange between the refrigerant and the coolant.
  • a condensing unit that condenses the refrigerant; a receiver dryer that separates gas and liquid from the refrigerant condensed in the condensation unit; and a plurality of plates are stacked to form a second refrigerant flow path through which the refrigerant flows and a second coolant flow path through which the coolant flows, and supercooling the refrigerant through heat exchange between the refrigerant that has passed through the receiver dryer and the coolant.
  • the condensing unit and the subcooling unit are made of a single core formed by stacking each other, and a receiver dryer is disposed outside the single core.
  • the condensing section, the subcooling section, and the receiver dryer are sequentially arranged in the direction in which the plates are stacked, and the refrigerant passing through the condensing section bypasses the inside of the subcooling section and is delivered to the receiver dryer.
  • the heat exchanger may include a 1-1 connector communicating with a rear end of the first refrigerant flow path and an inlet of the receiver dryer; and a 1-2 connector communicating with the outlet of the receiver dryer and the front end of the second refrigerant flow path.
  • the 1-1 connector has a front end that communicates with the first refrigerant flow path of the condensation unit so that the refrigerant flowing out of the condensation unit bypasses the subcooling unit, and a rear end that communicates with the receiver dryer through the subcooling unit.
  • the condensation unit includes a refrigerant inlet formed at an upper end of one side of the condensation unit to supply refrigerant to the first refrigerant flow path, and the front end of the heat exchanger is in communication with the second refrigerant flow path of the subcooling unit, and the rear end is connected to the second refrigerant flow path of the subcooling unit. It further includes a second connector in communication with a refrigerant outlet formed at a lower end of one side of the condensation unit.
  • the second connector has a front end that communicates with the second refrigerant flow path of the subcooling unit so that the refrigerant flowing out of the subcooling unit bypasses the condensation unit, and a rear end that passes through the condensation unit and communicates with the receiver dryer.
  • the 1-1 connector is characterized in that the front end is brazed to the condensation part in a burring form, and the 1-2 connector is characterized in that the rear end is brazed to the supercooled part in a burring form.
  • the rear end of the 1-1 connector is integrally brazed to the inlet formed on the lower side in the gravity direction of the receiver dryer, and the front end of the 1-2 connector is connected to the outlet formed on the upper side in the gravity direction of the receiver dryer. They are joined together by brazing.
  • receiver dryer is integrally brazed to the other side of the subcooling unit.
  • the condensation unit includes a refrigerant inlet formed at an upper end of one side of the condensation unit to supply refrigerant to the first refrigerant flow path, and the heat exchanger has a refrigerant outlet for discharging the subcooled refrigerant to the outside through the subcooling unit. It is formed at the bottom of the other side of the supercooled section.
  • the heat exchanger includes one or more first plate assemblies consisting of a combination of a pair of 1-1 and 1-2 plates, and one or more plate assemblies consisting of a combination of a pair of 3-1 and 3-2 plates. a condensation section in which three plate assemblies are alternately stacked to form a first refrigerant flow path and a first coolant flow path; and one or more second plate assemblies consisting of a combination of a pair of 2-1 and 2-2 plates and one or more fourth plate assemblies consisting of a combination of a pair of 4-1 and 4-2 plates alternating. It is characterized in that it is a plate-type heat exchanger including a subcooling section in which a second refrigerant flow path and a second coolant flow path are alternately formed by stacking.
  • the 1-1 connector is formed to penetrate the second plate assembly of the subcooling unit so that the refrigerant flowing out from the other side of the condensation unit bypasses the subcooling unit.
  • the front end of the first-second connector communicates with a dryer outlet formed on the upper side in the longitudinal direction of the receiver dryer, and the rear end communicates with the upper end of the other side of the second plate assembly in the stacking direction.
  • the first refrigerant flow path may include a first inlet flow path formed along the stacking direction through a first inlet hole formed on an upper side of each of the plurality of first plate assemblies in the longitudinal direction; a first main passage formed along the longitudinal direction of the plurality of first plate assemblies; and a first outflow passage formed along the stacking direction through a first outflow hole formed at a lower side of each of the plurality of first plate assemblies in the longitudinal direction, wherein the second refrigerant flow path is located in each of the plurality of second plate assemblies.
  • a second inflow passage formed along the stacking direction through a first inlet hole formed at the upper side in the longitudinal direction; a second main passage formed along the longitudinal direction of the plurality of second plate assemblies; and a second outflow passage formed along the stacking direction through a second outflow hole formed at a longitudinal lower side of each of the plurality of second plate assemblies.
  • the heat exchanger includes a split plate assembly provided between a first plate assembly disposed at the other end of the condensation portion and a second plate assembly disposed at one end of the subcooling portion, and the split plate assembly includes the first plate assembly. It has the same external shape and size as the first and second plate assemblies, but blocks the refrigerant from the condensing section or the refrigerant from the subcooling section so that the refrigerant does not flow in, and the first coolant flow path of the condensation section and the second coolant flow path of the subcooling section are formed.
  • a coolant flow space is formed inside to communicate with each other.
  • the heat exchanger of the present invention forms the condensing unit and the subcooling unit into a single core, and connects the condensing unit and the receiver dryer and the receiver dryer and the subcooling unit using a connector, which is a simple communication member, to reduce the number of parts of the heat exchanger. has the effect of reducing and simplifying the package.
  • the inlet pipe that supplies refrigerant to the condensation section and the outlet pipe that discharges the supercooled refrigerant from the supercooled section are arranged on the same side of the core, which makes it easier to secure space in the vehicle engine room and improves assembly. .
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a conventional heat exchanger
  • FIG. 2 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a front view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a partially enlarged cross-sectional schematic diagram of a heat exchanger showing the combined structure of the condensing section and the subcooling section according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional schematic diagram showing the refrigerant flow in the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional schematic diagram showing the refrigerant flow in the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a perspective view of the heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows a front view of the heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger 100 is formed by stacking a plurality of first plate assemblies 101 consisting of a pair of 1-1 and 1-2 plates combined to form a refrigerant flow path or a coolant flow path.
  • a plurality of second plate assemblies 102 consisting of a pair of 2-1 and 2-2 plates are stacked to alternately form a second refrigerant flow path and a second coolant flow path, and the second refrigerant flow path is formed alternately.
  • the refrigerant flows into the coolant flow path and exchanges heat with the coolant flowing into the second coolant flow path, thereby separating the gas-liquid from the refrigerant condensed in the subcooling section 120 and the condensation section 110, where supercooling of the refrigerant occurs.
  • It includes a receiver dryer 150 that delivers to the unit 120.
  • the heat exchanger 100 includes a refrigerant inlet 131 formed on one upper side of the condensation unit 110 in the stacking direction to introduce refrigerant into the first refrigerant flow path of the condensation unit 110, and a refrigerant inlet 110 ) includes a coolant inlet 141 formed on the upper side of the other side of the supercooled portion 120 in the stacking direction to allow coolant to flow into the first coolant flow path.
  • the heat exchanger 100 includes a refrigerant outflow portion 132 formed on one lower side of the condensation portion 110 in the stacking direction to discharge the supercooled refrigerant through the second refrigerant flow path of the subcooling portion 120, and a subcooled refrigerant outlet portion 132. It includes a coolant outlet portion 142 formed at the lower portion of the other side of the supercooled portion 120 in the stacking direction to discharge the coolant that has exchanged heat with the refrigerant through the second coolant flow path of the portion 120.
  • the heat exchanger 100 of the present invention is characterized in that it is formed in the form of a single core in which the subcooling section 120 is integrally formed on the other side of the condensing section 110 in the stacking direction.
  • a split plate assembly 105 may be provided between the first plate assembly 101 of the condensation unit 110 and the second plate assembly 102 of the supercooling unit 120.
  • the split plate assembly 105 has the same shape as the first and second plate assemblies 101, but blocks the refrigerant from flowing into the refrigerant of the condensing unit 110 or the subcooling unit 120, and condenses.
  • a coolant flow space is formed so that the coolant of the unit 110 and the coolant of the subcooled unit 120 can flow with each other, and is configured to communicate with the coolant flow space of the condensation unit 110 and the coolant flow space of the supercooled unit 120. It can be.
  • the detailed configuration of the split plate assembly 105 will be described later with reference to the drawings.
  • the receiver dryer 150 may be disposed close to the other side of the supercooling unit 120. More specifically, the receiver dryer 150 may be integrally brazed to the other side of the supercooling portion 120.
  • the heat exchanger 100 includes a 1-1 connector 160 that communicates the rear end of the first refrigerant flow path of the condensation unit 110 and the inlet of the receiver dryer 150, the outlet of the receiver dryer 150, and It includes a 1-2 connector 170 communicating with the front end of the second refrigerant flow path of the subcooling unit 120.
  • the 1-1 connector 160 is formed to penetrate the second plate assembly 102 of the subcooling unit 120 so that the refrigerant flowing out from the other side of the condensing unit 110 bypasses the subcooling unit 120.
  • the front end of the 1-1 connector 160 communicates with the longitudinal lower side of the condensation unit 110, and the rear end communicates with the dryer inlet formed on the longitudinal lower side of the receiver dryer 150.
  • the front end of the 1-2 connector 170 communicates with the dryer outlet formed on the longitudinal upper side of the receiver dryer 150, and the rear end communicates with the longitudinal upper side of the supercooling portion 120.
  • the refrigerant supplied to the refrigerant inlet 131 through the above configuration passes through the first refrigerant flow path of the condensation unit 110 and then flows into the receiver dryer 150 through the 1-1 connector 160,
  • the refrigerant whose gas and liquid are separated through the receiver dryer 150 is configured to pass through the second refrigerant flow path of the subcooling unit 120 through the 1-2 connector 170 and then flow out to the refrigerant outlet 132.
  • Figure 4 shows a heat exchange structure showing the coupling structure of the condensing section 110 and the subcooling section 120 through the split plate assembly 105 of the single core type heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a partially enlarged cross-sectional schematic diagram of device 100 is shown.
  • the condensation unit 110 may have a first plate assembly 101 through which refrigerant flows and a third plate assembly 103 through which coolant flows alternately stacked.
  • a first communication hole 101a is formed in the first plate assembly 101 to penetrate the third plate assembly 103 and communicate with the neighboring first plate assembly 101.
  • the refrigerant of the first plate assembly 101 is configured to flow to the neighboring first plate assembly 101 through the first communication hole 101a.
  • the third plate assembly 103 has a third communication hole (not shown) formed to communicate with the neighboring third plate assembly 103 through the first plate assembly 101. Accordingly, the coolant of the third plate assembly 103 is configured to flow to the neighboring third plate assembly 103 through the third communication hole.
  • the subcooling portion 120 may include a second plate assembly 102 through which refrigerant flows and a fourth plate assembly 104 through which coolant flows, alternately stacked.
  • a second communication hole 102a is formed in the second plate assembly 102 to penetrate the fourth plate assembly 104 and communicate with the neighboring second plate assembly 102.
  • the refrigerant of the second plate assembly 102 is configured to flow to the neighboring second plate assembly 102 through the second communication hole 102a.
  • the fourth plate assembly 104 has a fourth communication hole (not shown) formed to penetrate the second plate assembly 102 and communicate with the neighboring fourth plate assembly 104. Accordingly, the cooling water of the fourth plate assembly 104 is configured to flow to the neighboring fourth plate assembly 104 through the fourth communication hole.
  • the first plate assembly 101 is disposed at the other end of the condensation section 110 in the stacking direction
  • the second plate assembly 102 is disposed at one end of the supercooling section 120 in the stacking direction, and a division is formed between them.
  • Plate assemblies 105 are provided and can be stacked and coupled to each other.
  • the split plate assembly 105 may have the same shape as the first plate assembly 101 and the second plate assembly 102, and may have a coolant flow space formed therein. Accordingly, the split plate assembly 105 may be configured to block the refrigerant in the condensate 110 from flowing into the subcooling unit 120 and allow only the coolant to flow.
  • the split plate assembly 105 has a 3-1 communication hole (not shown) penetrating the first plate assembly 101 to communicate with the third plate assembly 103 of the condensation unit 110 adjacent to one side. is formed, and a 3-2 communication hole (not shown) may be formed penetrating the second plate assembly 102 to communicate with the fourth plate assembly 104 of the supercooling unit 120 adjacent to the other side. Therefore, the coolant flowing in the condensation unit 110 flows to the subcooling unit 120 through the split plate assembly 105, or the coolant flowing in the subcooling unit 120 flows through the split plate assembly 105 to the condensation unit 110. ) can be configured to be able to move to.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional schematic diagram showing the refrigerant flow in the heat exchanger 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger 100 is provided with a third plate assembly 103 (see FIG. 4) through which coolant flows between the first plate assembly 101 and the neighboring first plate assembly 101, and a second plate assembly 102. ) and a fourth plate assembly (104, see FIG. 4) through which coolant flows is provided between the adjacent second plate assembly 102, but in order to more easily understand the flow of refrigerant, the third and third plate assemblies through which coolant flows are provided. 4
  • the configuration of the plate assemblies 103 and 104 will be deleted and explained.
  • the first refrigerant flow path is formed along the stacking direction of the first inflow passage 111 formed through the first inlet hole formed on the upper side of each of the plurality of first plate assemblies 101 in the longitudinal direction. Therefore, the refrigerant flowing into the first refrigerant inlet 131 flows into each of the plurality of first plate assemblies 101 along the first inflow passage 111, and flows in the longitudinal direction of the plurality of first plate assemblies 101. It flows downward accordingly.
  • the first refrigerant flow path is formed along the stacking direction with a first outflow passage 112 formed through a first outflow hole formed on the lower side of each of the plurality of first plate assemblies 101 in the longitudinal direction. Accordingly, the refrigerant flowing into the longitudinal lower side of the plurality of first plate assemblies 101 flows to the other side of the condensation section 110 in the stacking direction along the first outflow passage 112.
  • the heat exchanger 100 of the present invention has a 1-1 connector whose front end communicates with the lower end of the other side in the stacking direction of the condensation unit 110, and whose rear end communicates with the dryer inlet formed on the lower side in the longitudinal direction of the receiver dryer 150.
  • Includes (160) the 1-1 connector 160 may be formed to penetrate the lower side of the second plate assembly 102 in the longitudinal direction so that the refrigerant flowing into the front end bypasses the subcooling portion 120. Accordingly, the refrigerant flowing downward in the longitudinal direction of the condensation unit 110 flows into the bottom of the receiver dryer 150 through the first outflow passage 112 and the 1-1 connector 160 and flows into the lower part of the receiver dryer 150. It moves upward in the longitudinal direction and the gas and liquid are removed.
  • the heat exchanger 100 of the present invention has a 1-2 connector whose front end communicates with the dryer outlet formed on the upper side in the longitudinal direction of the receiver dryer 150, and whose rear end communicates with the upper end of the other side in the stacking direction of the supercooled portion 120. Includes (170). Accordingly, the refrigerant flowing to the upper part of the receiver dryer 150 flows into the upper part of the other side of the supercooled part 120 in the stacking direction through the 1-2 connector 170.
  • the second refrigerant flow path is formed along the stacking direction of the second inflow passage 121 formed through the second inlet hole formed on the upper side of each of the plurality of second plate assemblies 102 in the longitudinal direction. Accordingly, the refrigerant flowing out of the 1-2 connector 170 flows into each of the plurality of second plate assemblies 102 along the second inflow passage 121, and flows in the longitudinal direction of the plurality of second plate assemblies 102. It flows downward accordingly.
  • the second refrigerant flow path includes a second outflow passage 122 formed through a second outflow hole formed on the longitudinal lower side of each of the plurality of second plate assemblies 102 in the stacking direction. Accordingly, the refrigerant flowing into the longitudinal lower side of the plurality of second plate assemblies 102 flows along the first outflow passage 122 to one side of the supercooled portion 120 in the stacking direction.
  • the front end of the heat exchanger 100 of the present invention is in communication with the bottom of one side in the stacking direction of the subcooling section 120, and the rear end is in communication with the refrigerant outlet 132 formed at the bottom of one side of the condensation section 110 in the stacking direction.
  • a second connector 180 may be formed to penetrate the lower side of the first plate assembly 101 in the longitudinal direction so that the refrigerant flowing into the front end bypasses the condensation unit 110. Accordingly, the refrigerant flowing downward in the longitudinal direction of the subcooling unit 120 moves to the refrigerant outlet 132 through the second outlet flow path 122 and the second connector 180 and flows out to the outside.
  • the heat exchanger 100 includes a refrigerant inlet 131 that supplies refrigerant to the condensing section 110, and a refrigerant that is supercooled in the subcooling section 120.
  • the refrigerant outflow portion 132 is configured to be disposed on one side of the condensation portion 110 in the stacking direction, it is easy to secure space in the engine room when installed in a vehicle and has the effect of improving assembly with other parts.
  • the front end of the 1-1 connector 160 may be brazed to the first plate assembly 101 in a burring form for sealing with the condensation portion 110.
  • the rear end of the 1-2 connector 170 may also be brazed to the second plate assembly 102 in a burring form for sealing with the supercooled portion 120.
  • the front end of the second connector 180 may be brazed to the second plate assembly 102 in a burring form for sealing with the supercooled portion 120.
  • the receiver dryer 150 is sub-assembled integrally with the other side of the second plate assembly 102, the rear end of the 1-1 connector 160, and the front end of the 1-2 connector 170, and the condensation unit ( After assembling 110) and the supercooled portion 120, brazing may be performed.
  • Figure 6 shows a cross-sectional schematic diagram showing the refrigerant flow in the heat exchanger 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the second connector 180 is deleted from the heat exchanger 100 according to the first embodiment described above, and the arrangement of the refrigerant outlet 132 is different.
  • the heat exchanger 100 is provided with a third plate assembly 103 (see FIG. 4) through which coolant flows between the first plate assembly 101 and the neighboring first plate assembly 101, and a second plate assembly 102. ) and a fourth plate assembly (104, see FIG. 4) through which coolant flows is provided between the adjacent second plate assembly 102, but in order to more easily understand the flow of refrigerant, the third and third plate assemblies through which coolant flows are provided. 4
  • the configuration of the plate assemblies 103 and 104 will be deleted and explained.
  • a refrigerant outlet 132 for flowing out the subcooled refrigerant to the outside through the subcooling portion 120 is formed at the lower end of the other side in the stacking direction of the subcooling portion 120. It can be.
  • the refrigerant flowing downward in the longitudinal direction of the subcooling section 120 moves along the second outflow passage 122 to the refrigerant outflow section 132 formed at the bottom of the other side of the subcooling section 120 in the stacking direction and flows out to the outside.
  • the refrigerant inlet 131 and the refrigerant outlet 132 are located on one side of the stacking direction of the condensing part 110 and the stacking direction of the supercooling part 120, respectively. It is different from the heat exchanger 100 of the first embodiment described above in that it is formed on the other side, but since the second connector is not required, the number of parts can be reduced compared to the first embodiment.

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Abstract

본 발명은 열교환 매체가 액체에 의해 냉각되는 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열교환기의 응축부와 과냉부를 단일 코어로 형성하고, 코어와 이웃하여 리시버 드라이버를 배치하여 열교환기의 부품수를 줄이고 패키징을 간소화한 기술에 관한 것이다.

Description

열교환기
본 발명은 열교환 매체가 액체에 의해 냉각되는 수냉식 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열교환기의 응축부와 과냉부를 단일 코어로 형성하고, 코어와 이웃하여 리시버 드라이버를 배치하여 열교환기의 부품수를 줄이고 패키징을 간소화한 기술에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기란 두 개 또는 그 이상의 유체 사이에서 열을 교환할 수 있게 고안된 장치를 열교환기라고 하며, 열교환기는 유체의 냉각 또는 난방의 목적으로 서로 다른 유체의 열을 교환할 수 있도록 사용되며, 대표적으로, 차량 냉난방 시스템, 냉장고, 에어컨 등에 적용된다.
차량용 냉난방 시스템에 적용되는 판형 열교환기는 일정 두께를 가지는 플레이트 사이에 통로를 형성하여 유체가 흐르게 하고, 다수의 플레이트를 일정 간격으로 늘어놓아 사이 통로에 서로 다른 유체가 하나씩 건너 뛰어 흐르게 하는 것을 특징으로 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0011163호를 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이 열교환기 중 하나인 수냉식 응축기(10)는 복수 개의 제1 플레이트(21)가 다수 교번되어 적층되며 형성되고, 냉매가 유입되어 냉매의 응축이 이루어지는 응축부(20), 복수 개의 제2 플레이트(31)가 다수 교번되어 적층되며 형성되고, 냉매의 과냉각이 이루어지는 과냉부(30), 응축부(20의 제1 플레이트(21)와 과냉부(30)의 제2 플레이트(31) 사이에 형성된 연결플레이트(40) 및 연결플레이트(40)와 연통되어 응축부(20)에서 응축된 냉매에서 기액을 분리하여 과냉부(30)로 전달하는 리시버 드라이어(50)를 포함하여 이루어진다.
위와 같은 종래의 리시버 드라이어 일체형 수냉식 응축기(10)는 리시버 드라이어(50)가 연결플레이트(40)를 통해 응축부(20)와 과냉부(30) 사이에 위치하기 때문에 응축부(20)와 과냉부(30)를 연결하기 위해 연결플레이트(40)와 같이 별도의 복잡한 구성이 추가적으로 요구되며, 이에 따라 수냉식 응축기(10)의 부품수가 증가하고, 패키지가 증대되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 열교환기의 응축부와 과냉부를 단일 코어로 형성하고, 리시버 드라이어가 상기 과냉부와 이웃하여 배치되도록 과냉부의 플레이트를 관통하는 제1 커넥터를 통해 응축부와 리시버 드라이어를 연통한 열교환기를 제공함에 있다.
또한, 응축부로 냉매를 공급하는 유입파이프와 과냉부에서 과냉된 냉매를 유출하는 유출파이프가 상기 코어상의 동일한 측에 배치되도록 응축기의 플레이트를 관통하는 제2 커넥터를 통해 과냉부와 유출파이프를 연통한 열교환기를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 열교환기는, 복수의 플레이트가 적층되어 냉매가 유동하는 제1 냉매 유동 경로와, 냉각수가 유동하는 제1 냉각수 유동 경로가 형성되며, 상기 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 상기 냉매를 응축시키는 응축부; 상기 응축부에서 응축된 냉매에서 기액을 분리하는 리시버 드라이어; 및 복수의 플레이트가 적층되어 냉매가 유동하는 제2 냉매 유동 경로와, 냉각수가 유동하는 제2 냉각수 유동 경로가 형성되며, 상기 리시버 드라이어를 통과한 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 상기 냉매를 과냉각시키는 과냉부를 포함하되, 상기 응축부와 상기 과냉부는 서로 적층되어 일체로 형성된 단일 코어로 이루어지며, 상기 단일 코어의 외측에는 리시버 드라이어가 배치된다.
또한, 상기 열교환기는, 상기 플레이트가 적층된 방향으로, 상기 응축부, 과냉부 및 리시버 드라이어가 순차적으로 배치되고, 상기 응축부를 경유한 냉매가 상기 과냉부의 내부를 바이패스하여 상기 리시버 드라이어에 전달된다.
또한, 상기 열교환기는, 상기 제1 냉매 유동 경로의 후단과, 상기 리시버 드라이어의 유입구를 연통하는 제1-1 커넥터; 및 상기 리시버 드라이어의 유출구와 상기 제2 냉매 유동 경로의 전단을 연통하는 제1-2 커넥터를 포함한다.
또한, 상기 제1-1 커넥터는, 상기 응축부에서 유출되는 냉매가 상기 과냉부를 바이패스 하도록 전단이 상기 응축부의 제1 냉매 유동 경로에 연통되되 후단은 상기 과냉부를 관통하여 상기 리시버 드라이어에 연통된다.
또한, 상기 응축부는, 상기 제1 냉매 유동 경로로 냉매를 공급하도록 상기 응축부의 일측 상단에 형성된 냉매 유입부를 포함하고, 상기 열교환기는, 전단이 상기 과냉부의 제2 냉매 유동 경로에 연통되고, 후단이 상기 응축부의 일측 하단에 형성된 냉매 유출부와 연통된 제2 커넥터를 더 포함한다.
또한, 상기 제2 커넥터는, 상기 과냉부에서 유출되는 냉매가 상기 응축부를 바이패스 하도록 전단이 상기 과냉부의 제2 냉매 유동 경로에 연통되되 후단은 상기 응축부를 관통하여 상기 리시버 드라이어에 연통된다.
또한, 상기 제1-1 커넥터는, 전단이 상기 응축부와 버링 형태로 브레이징 결합되고, 상기 제1-2 커넥터는, 후단이 상기 과냉부와 버링 형태로 브레이징 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1-1 커넥터는, 후단이 상기 리시버 드라이어의 중력방향 하측에 형성된 유입구에 일체로 브레이징 결합되고, 상기 제1-2 커넥터는, 전단이 상기 리시버 드라이어의 중력방향 상측에 형성된 유출구에 일체로 브레이징 결합된다.
또한, 상기 리시버 드라이어는, 상기 과냉부의 타측에 일체로 브레이징 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응축부는, 상기 제1 냉매 유동 경로로 냉매를 공급하도록 상기 응축부의 일측 상단에 형성된 냉매 유입부를 포함하고, 상기 열교환기는 상기 과냉부를 통해 과냉된 냉매를 외부로 유출하기 위한 냉매 유출부가 상기 과냉부의 타측 하단에 형성된다.
또한, 상기 열교환기는, 한 쌍의 제1-1 및 1-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제1 플레이트 조립체와, 한 쌍의 제3-1 및 제3-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제3 플레이트 조립체가 교번 적층되어 제1 냉매 유동 경로와 제1 냉각수 유동 경로가 형성되는 응축부; 및 한 쌍의 제2-1 및 2-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제2 플레이트 조립체와, 한 쌍의 제4-1 및 제4-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제4 플레이트 조립체가 교번 적층되어 제2 냉매 유동 경로와 제2 냉각수 유동 경로가 교번 형성되는 과냉부를 포함하는 판 형 열교환기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1-1 커넥터는 상기 응축부 타측에서 유출되는 냉매가 상기 과냉부를 바이패스 하도록 상기 과냉부의 제2 플레이트 조립체를 관통하여 형성된다.
또한, 상기 제1-2 커넥터는, 전단이 상기 리시버 드라이어의 길이 방향 상측에 형성된 드라이어 유출구에 연통되고, 후단이 상기 제2 플레이트 조립체의 적층 방향 타측 상단과 연통된다.
또한, 상기 제1 냉매 유동 경로는, 복수의 제1 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 상측에 형성된 제1 유입홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제1 유입유로; 상기 복수의 제1 플레이트 조립체의 길이 방향을 따라 형성된 제1 메인유로; 및 상기 복수의 제1 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 하측에 형성된 제1 유출홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제1 유출유로를 포함하고, 상기 제2 냉매 유동 경로는, 복수의 제2 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 상측에 형성된 제1 유입홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제2 유입유로; 상기 복수의 제2 플레이트 조립체의 길이 방향을 따라 형성된 제2 메인유로; 및 상기 복수의 제2 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 하측에 형성된 제2 유출홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제2 유출유로를 포함한다.
아울러, 상기 열교환기는, 상기 응축부의 타측 단부에 배치된 제1 플레이트 조립체와 상기 과냉부의 일측 단부에 배치된 제2 플레이트 조립체 사이에 구비되는 분할 플레이트 조립체를 포함하고, 상기 분할 플레이트 조립체는, 상기 제1 및 제2 플레이트 조립체와 동일한 외형과 크기를 갖되, 상기 응축부의 냉매 또는 과냉부의 냉매가 유입되지 않도록 상기 냉매들을 차단하고, 상기 응축부의 제1 냉각수 유동경로와 상기 과냉부의 제2 냉각수 유동경로가 서로 연통되도록 내부에 냉각수 유동공간이 형성된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 열교환기는, 응축부와 과냉부를 단일 코어로 형성하고, 단순 연통 부재인 커넥터를 이용하여 응축부와 리시버 드라이어 및 리시버 드라이어와 과냉부를 연결하도록 하여 열교환기의 부품수를 감소시키고, 패키지를 간소화한 효과가 있다.
또한, 응축부로 냉매를 공급하는 유입파이프와, 과냉부에서 과냉된 냉매를 유출하는 유출파이프가 상기 코어상의 동일한 측에 배치되도록 하여 차량 엔진룸의 공간확보가 용이하고 조립성을 향상시킨 효과가 있다.
도 1은 종래의 열교환기의 분해사시도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환기의 사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환기의 정면도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 응축부와 과냉부의 결합구조를 나타낸 열교환기의 부분확대 단면개략도
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기의 냉매 유동을 나타낸 단면개략도
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기의 냉매 유동을 나타낸 단면개략도
<부호의 설명>
100 : 열교환기
101 ; 제1 플레이트 조립체
102 : 제2 플레이트 조립체
103 : 제3 플레이트 조립체
104 : 제4 플레이트 조립체
105 : 분할 플레이트 조립체
110 : 응축부
111 : 제1 유입유로
112 : 제1 유출유로
120 : 과냉부
121 : 제2 유입유로
122 : 제2 유출유로
131 : 냉매 유입부
132 : 냉매 유출부
141 : 냉각수 유입부
142 : 냉각수 유출부
150 : 리시버 드라이어
160 : 제1-1 커넥터
170 : 제1-2 커넥터
180 : 제2 커넥터
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명의 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환기(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환기(100)의 정면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 열교환기(100)는 냉매 유동경로 또는 냉각수 유동경로가 형성되도록 한 쌍의 제1-1 및 1-2 플레이트의 결합으로 이루어진 복수 개의 제1 플레이트 조립체(101)가 다수 적층되어 제1 냉매 유동 경로와 제1 냉각수 유동 경로가 교번 형성되고, 상기 제1 냉각수 유동경로로 냉매가 유입되어 상기 제1 냉각수 유동 경로로 유입되는 냉각수와 열교환을 통해 냉매의 응축이 이루어지는 응축부(110)와, 한 쌍의 제2-1 및 2-2 플레이트의 결합으로 이루어진 복수 개의 제2 플레이트 조립체(102)가 다수 적층되어 제2 냉매 유동 경로와 제2 냉각수 유동 경로가 교번 형성되고, 상기 제2 냉각수 유동경로로 냉매가 유입되어 상기 제2 냉각수 유동 경로로 유입되는 냉각수와 열교환을 통해, 냉매의 과냉각이 이루어지는 과냉부(120)와, 응축부(110)에서 응축된 냉매에서 기액을 분리하여 과냉부(120)로 전달하는 리시버 드라이어(150)를 포함하여 이루어진다.
또한, 열교환기(100)는, 응축부(110)의 제1 냉매 유동 경로에 냉매를 유입시키기 위해 응축부(110)의 적층 방향 일측 상부에 형성된 냉매 유입부(131)와, 응축부(110)의 제1 냉각수 유동 경로에 냉각수를 유입시키기 위해 과냉부(120)의 적층 방향 타측 상부에 형성된 냉각수 유입부(141)를 포함한다.
또한, 열교환기(100)는, 과냉부(120)의 제2 냉매 유동 경로를 통해 과냉각된 냉매를 유출하기 위해 응축부(110)의 적층 방향 일측 하부에 형성된 냉매 유출부(132)와, 과냉부(120)의 제2 냉각수 유동 경로를 통해 냉매와 열교환된 냉각수를 유출하기 위해 과냉부(120)의 적층 방향 타측 하부에 형성된 냉각수 유출부(142)를 포함한다.
이때 본 발명의 열교환기(100)는 응축부(110)의 적층 방향 타측에 과냉부(120)가 일체로 형성된 단일 코어 형태로 이루어짐에 그 특징이 있다. 이를 위해 응축부(110)의 제1 플레이트 조립체(101)와 과냉부(120)의 제2 플레이트 조립체(102) 사이에는 분할 플레이트 조립체(105)가 구비될 수 있다. 분할 플레이트 조립체(105)는 제1 및 제2 플레이트 조립체(101)와 동일한 형상으로 이루어지되, 응축부(110)의 냉매 또는 과냉부(120)으 냉매가 유입되지 않도록 상기 냉매들을 차단하고, 응축부(110)의 냉각수 및 과냉부(120)의 냉각수가 서로 유동 가능하도록 냉각수 유동공간이 형성되며, 응축부(110)의 냉각수 유동공간 및 과냉부(120)의 냉각수 유동공간과 서로 연통되도록 구성될 수 있다. 분할 플레이트 조립체(105)의 세부 구성은 도면을 참조하여 후술한다.
또한, 리시버 드라이어(150)는 과냉부(120)의 타측에 근접 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 리시버 드라이어(150)는 과냉부(120)의 타측에 일체로 브레이징 결합될 수 있다. 이를 위해 열교환기(100)는 응축부(110)의 제1 냉매 유동 경로의 후단과 리시버 드라이어(150)의 유입구를 연통하는 제1-1 커넥터(160)와, 리시버 드라이어(150)의 유출구와 과냉부(120)의 제2 냉매 유동 경로의 전단을 연통하는 제1-2 커넥터(170)를 포함한다. 이때, 제1-1 커넥터(160)는 응축부(110)의 타측에서 유출되는 냉매가 과냉부(120)를 바이패스 하도록 과냉부(120)의 제2 플레이트 조립체(102)를 관통하도록 형성된다. 또한, 제1-1 커넥터(160)는 전단이 응축부(110)의 길이 방향 하측과 연통되고 후단이 리시버 드라이어(150)의 길이 방향 하측에 형성된 드라이어 유입구와 연통된다. 또한, 제1-2 커넥터(170)는 전단이 리시버 드라이어(150)의 길이 방향 상측에 형성된 드라이어 유출구와 연통되고, 후단이 과냉부(120)의 길이 방향 상측과 연통된다.
위와 같은 구성을 통해 냉매 유입부(131)로 공급된 냉매는 응축부(110)의 제1 냉매 유동 경로를 경유한 후 제1-1 커넥터(160)를 통해 리시버 드라이어(150)로 유입되고, 리시버 드라이어(150)를 통해 기액이 분리된 냉매는 제1-2 커넥터(170)를 통해 과냉부(120)의 제2 냉매 유동 경로를 경유한 후 냉매 유출구(132)로 유출되도록 구성된다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 열교환기(100)의 세부 구성 및 유동 경로에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4에는, 본 발명의 일실시 예에 따른 일체로 형성된 단일 코어 형태의 열교환기(100)의 분할 플레이트 조립체(105)를 통한 응축부(110)와 과냉부(120)의 결합구조를 나타낸 열교환기(100)의 부분확대 단면개략도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 응축부(110)는 냉매가 유동하는 제1 플레이트 조립체(101)와, 냉각수가 유동하는 제3 플레이트 조립체(103)가 교번 적층될 수 있다. 이때 제1 플레이트 조립체(101)는 제3 플레이트 조립체(103)를 관통하여 이웃하는 제1 플레이트 조립체(101)와 연통하도록 제1 연통홀(101a)이 형성된다. 따라서 제1 플레이트 조립체(101)의 냉매가 제1 연통홀(101a)을 통해 이웃하는 제1 플레이트 조립체(101)로 유동하도록 구성된다. 또한, 제3 플레이트 조립체(103)는 제1 플레이트 조립체(101)를 관통하여 이웃하는 제3 플레이트 조립체(103)와 연통하도록 제3 연통홀(미도시)이 형성된다. 따라서 제3 플레이트 조립체(103)의 냉각수가 상기 제3 연통홀을 통해 이웃하는 제3 플레이트 조립체(103)로 유동하도록 구성된다.
또한, 과냉부(120)는 냉매가 유동하는 제2 플레이트 조립체(102)와, 냉각수가 유동하는 제4 플레이트 조립체(104)가 교번 적층될 수 있다. 이때 제2 플레이트 조립체(102)는 제4 플레이트 조립체(104)를 관통하여 이웃하는 제2 플레이트 조립체(102)와 연통하도록 제2 연통홀(102a)이 형성된다. 따라서 제2 플레이트 조립체(102)의 냉매가 제2 연통홀(102a)을 통해 이웃하는 제2 플레이트 조립체(102)로 유동하도록 구성된다. 또한, 제4 플레이트 조립체(104)는 제2 플레이트 조립체(102)를 관통하여 이웃하는 제4 플레이트 조립체(104)와 연통하도록 제4 연통홀(미도시)이 형성된다. 따라서 제4 플레이트 조립체(104)의 냉각수가 상기 제4 연통홀을 통해 이웃하는 제4 플레이트 조립체(104)로 유동하도록 구성된다.
이때, 응축부(110)의 적층방향 타측단부에는 제1 플레이트 조립체(101)가 배치되고, 과냉부(120)의 적층방향 일측단부에는 제2 플레이트 조립체(102)가 배치되며, 이들 사이에는 분할 플레이트 조립체(105)가 구비되어 서로 적층 결합될 수 있다. 분할 플레이트 조립체(105)는 제1 플레이트 조립체(101) 및 제2 플레이트 조립체(102)와 동일한 형상으로 이루어질 수 있고, 내부에 냉각수 유동공간이 형성될 수 있다. 따라서 분할 플레이트 조립체(105)는 응축수(110)의 냉매가 과냉부(120)로 유동하는 것을 차단하고, 냉각수만 유동 가능하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 분할 플레이트 조립체(105)는 일측에 이웃한 응축부(110)의 제3 플레이트 조립체(103)와 연통하도록 제1 플레이트 조립체(101)를 관통하는 제3-1 연통홀(미도시)이 형성되고, 타측에 이웃한 과냉부(120)의 제4 플레이트 조립체(104)와 연통하도록 제2 플레이트 조립체(102)를 관통하는 제3-2 연통홀(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서 응축부(110)를 유동하는 냉각수가 분할 플레이트 조립체(105)를 통해 과냉부(120)로 유동하거나, 과냉부(120)를 유동하는 냉각수가 분할 플레이트 조립체(105)를 통해 응축부(110)로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(100)의 냉매 유동을 나타낸 단면개략도가 도시되어 있다. 열교환기(100)는 제1 플레이트 조립체(101)와 이웃하는 제1 플레이트 조립체(101) 사이에 냉각수가 유동하는 제3 플레이트 조립체(103, 도 4 참조)가 구비되고, 제2 플레이트 조립체(102)와 이웃하는 제2 플레이트 조립체(102) 사이에 냉각수가 유동하는 제4 플레이트 조립체(104, 도 4 참조)가 구비되나, 냉매의 유동을 보다 쉽게 이해하도록 하기 위해 냉각수가 유동하는 제3 및 제4 플레이트 조립체(103)(104)의 구성을 삭제하고 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이 제1 냉매 유동 경로는, 복수의 제1 플레이트 조립체(101) 각각의 길이 방향 상측에 형성된 제1 유입홀을 통해 형성된 제1 유입유로(111)가 적층 방향을 따라 형성된다. 따라서 제1 냉매 유입부(131)로 유입된 냉매는 제1 유입유로(111)를 따라 복수의 제1 플레이트 조립체(101) 각각에 유입되며, 복수의 제1 플레이트 조립체(101)의 길이 방향을 따라 하측으로 유동하게 된다.
또한, 제1 냉매 유동 경로는, 복수의 제1 플레이트 조립체(101) 각각의 길이 방향 하측에 형성된 제1 유출홀을 통해 형성된 제1 유출유로(112)가 적층 방향을 따라 형성된다. 따라서 복수의 제1 플레이트 조립체(101)의 길이 방향 하측으로 유입된 냉매는 제1 유출유로(112)를 따라 응축부(110)의 적층 방향 타측으로 유동하게 된다.
이때, 본 발명의 열교환기(100)는 전단이 응축부(110)의 적층 방향 타측 하단과 연통되고, 후단이 리시버 드라이어(150)의 길이 방향 하측에 형성된 드라이어 유입구와 연통된 제1-1 커넥터(160)를 포함한다. 특히 제1-1 커넥터(160)는 전단으로 유입된 냉매가 과냉부(120)를 바이패스 하도록 제2 플레이트 조립체(102)의 길이 방향 하측을 관통하여 형성될 수 있다. 따라서 응축부(110)의 길이 방향 하측으로 유동한 냉매는, 제1 유출유로(112)와 제1-1 커넥터(160)를 통해 리시버 드라이어(150)의 하단으로 유입되고 리시버 드라이어(150)의 길이 방향 상측으로 이동하며 기액이 제거된다.
또한, 본 발명의 열교환기(100)는 전단이 리시버 드라이어(150)의 길이 방향 상측에 형성된 드라이어 유출구와 연통되고, 후단이 과냉부(120)의 적층 방향 타측 상단과 연통된 제1-2 커넥터(170)를 포함한다. 따라서 리시버 드라이어(150)의 상측으로 유동한 냉매는 제1-2 커넥터(170)를 통해 과냉부(120)의 적층 방향 타측 상부로 유입된다.
한편, 제2 냉매 유동 경로는, 복수의 제2 플레이트 조립체(102) 각각의 길이 방향 상측에 형성된 제2 유입홀을 통해 형성된 제2 유입유로(121)가 적층 방향을 따라 형성된다. 따라서 제1-2 커넥터(170)에서 유출된 냉매는 제2 유입유로(121)를 따라 복수의 제2 플레이트 조립체(102) 각각에 유입되며, 복수의 제2 플레이트 조립체(102)의 길이 방향을 따라 하측으로 유동하게 된다.
또한, 제2 냉매 유동 경로는, 복수의 제2 플레이트 조립체(102) 각각의 길이 방향 하측에 형성된 제2 유출홀을 통해 형성된 제2 유출유로(122)가 적층 방향을 따라 형성된다. 따라서 복수의 제2 플레이트 조립체(102)의 길이 방향 하측으로 유입된 냉매는 제1 유출유로(122)를 따라 과냉부(120)의 적층 방향 일측으로 유동하게 된다.
이때, 본 발명의 열교환기(100)는 전단이 과냉부(120)의 적층 방향 일측 하단과 연통되고, 후단이 응축부(110)의 적층 방향 일측 하단에 형성된 냉매 유출부(132)와 연통된 제2 커넥터(180)를 포함한다. 특히 제2 커넥터(180)는 전단으로 유입된 냉매가 응축부(110)를 바이패스 하도록 제1 플레이트 조립체(101)의 길이 방향 하측을 관통하여 형성될 수 있다. 따라서 과냉부(120)의 길이 방향 하측으로 유동한 냉매는 제2 유출유로(122)와 제2 커넥터(180)를 통해 냉매 유출부(132)로 이동하여 외부로 유출된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기(100)는, 응축부(110)로 냉매를 공급하는 냉매 유입부(131)와, 과냉부(120)에서 과냉된 냉매를 유출하는 냉매 유출부(132)가 응축부(110)의 적층 방향 일측에 모두 배치되도록 구성됨에 따라 차량에 설치 시 엔진룸의 공간확보가 용이하고 다른 부품과의 조립성을 향상시킨 효과가 있다.
한편 제1-1 커넥터(160)의 전단은 응축부(110)와의 실링을 위해 제1 플레이트 조립체(101)와 버링 형태로 브레이징 결합될 수 있다. 또한, 제1-2 커넥터(170)의 후단 역시 과냉부(120)와의 실링을 위해 제2 플레이트 조립체(102)와 버링 형태로 브레이징 결합될 수 있다. 또한, 제2 커넥터(180)의 전단은 과냉부(120)와의 실링을 위해 제2 플레이트 조립체(102)와 버링 형태로 브레이징 결합될 수 있다.
또한, 리시버 드라이어(150)는 제2 플레이트 조립체(102)의 타측, 제1-1 커넥터(160)의 후단 및 제1-2 커넥터(170)의 전단과 일체로 서브 어셈블리된 상태에서 응축부(110)와 과냉부(120)를 조립한 후 브레이징될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(100)의 냉매 유동을 나타낸 단면개략도가 도시되어 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(100)는, 상술된 제1 실시예에 따른 열교환기(100)에서 제2 커넥터(180)가 삭제되고, 냉매 유출부(132)의 배치가 상이한바 이하 제1 실시 예의 열교환기(100)와 차별되는 구성에 대해 설명하기로 한다. 열교환기(100)는 제1 플레이트 조립체(101)와 이웃하는 제1 플레이트 조립체(101) 사이에 냉각수가 유동하는 제3 플레이트 조립체(103, 도 4 참조)가 구비되고, 제2 플레이트 조립체(102)와 이웃하는 제2 플레이트 조립체(102) 사이에 냉각수가 유동하는 제4 플레이트 조립체(104, 도 4 참조)가 구비되나, 냉매의 유동을 보다 쉽게 이해하도록 하기 위해 냉각수가 유동하는 제3 및 제4 플레이트 조립체(103)(104)의 구성을 삭제하고 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(100)는 과냉부(120)를 통해 과냉된 냉매를 외부로 유출하기 위한 냉매 유출부(132)가 과냉부(120)의 적층 방향 타측 하단에 형성될 수 있다.
따라서 과냉부(120)의 길이 방향 하측으로 유동한 냉매는 제2 유출유로(122)를 따라 과냉부(120)의 적층 방향 타측 하단에 형성된 냉매 유출부(132)로 이동하여 외부로 유출된다.
상술된 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기(100)는 냉매 유입부(131)와 냉매 유출부(132)가 각각 응축부(110)의 적층 방향 일측과 과냉부(120)의 적층 방향 타측에 형성됨에 상술된 제1 실시 예의 열교환기(100)와 차이가 있으나, 제2 커넥터가 요구되지 않기 때문에 제1 실시 예 대비 부품수를 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims (16)

  1. 복수의 플레이트가 적층되어 냉매가 유동하는 제1 냉매 유동 경로와, 냉각수가 유동하는 제1 냉각수 유동 경로가 형성되며, 상기 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 상기 냉매를 응축시키는 응축부;
    상기 응축부에서 응축된 냉매에서 기액을 분리하는 리시버 드라이어; 및
    복수의 플레이트가 적층되어 냉매가 유동하는 제2 냉매 유동 경로와, 냉각수가 유동하는 제2 냉각수 유동 경로가 형성되며, 상기 리시버 드라이어를 통과한 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 상기 냉매를 과냉각시키는 과냉부를 포함하되,
    상기 응축부와 상기 과냉부는 서로 적층되어 일체로 형성된 단일 코어로 이루어지며, 상기 단일 코어의 외측에는 리시버 드라이어가 배치되는, 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 플레이트가 적층된 방향으로, 상기 응축부, 과냉부 및 리시버 드라이어가 순차적으로 배치되는, 열교환기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 응축부를 경유한 냉매가 상기 과냉부의 내부를 바이패스하여 상기 리시버 드라이어에 전달되는, 열교환기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 제1 냉매 유동 경로의 후단과, 상기 리시버 드라이어의 유입구를 연통하는 제1-1 커넥터; 및
    상기 리시버 드라이어의 유출구와 상기 제2 냉매 유동 경로의 전단을 연통하는 제1-2 커넥터;
    를 포함하는, 열교환기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1-1 커넥터는,
    상기 응축부에서 유출되는 냉매가 상기 과냉부를 바이패스 하도록 전단이 상기 응축부의 제1 냉매 유동 경로에 연통되되 후단은 상기 과냉부를 관통하여 상기 리시버 드라이어에 연통되는, 열교환기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 응축부는,
    상기 제1 냉매 유동 경로로 냉매를 공급하도록 상기 응축부의 일측 상단에 형성된 냉매 유입부를 포함하고,
    상기 열교환기는,
    전단이 상기 과냉부의 제2 냉매 유동 경로에 연통되고, 후단이 상기 응축부의 일측 하단에 형성된 냉매 유출부와 연통된 제2 커넥터;
    를 더 포함하는, 열교환기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 커넥터는,
    상기 과냉부에서 유출되는 냉매가 상기 응축부를 바이패스 하도록 전단이 상기 과냉부의 제2 냉매 유동 경로에 연통되되 후단은 상기 응축부를 관통하여 상기 리시버 드라이어에 연통되는, 열교환기.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 제1-1 커넥터는, 전단이 상기 응축부와 버링 형태로 브레이징 결합되고,
    상기 제1-2 커넥터는, 후단이 상기 과냉부와 버링 형태로 브레이징 결합되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1-1 커넥터는, 후단이 상기 리시버 드라이어의 중력방향 하측에 형성된 유입구에 일체로 브레이징 결합되고,
    상기 제1-2 커넥터는, 전단이 상기 리시버 드라이어의 중력방향 상측에 형성된 유출구에 일체로 브레이징 결합되는, 열교환기.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 리시버 드라이어는, 상기 과냉부의 타측에 일체로 브레이징 결합되는 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 응축부는,
    상기 제1 냉매 유동 경로로 냉매를 공급하도록 상기 응축부의 일측 상단에 형성된 냉매 유입부를 포함하고,
    상기 열교환기는
    상기 과냉부를 통해 과냉된 냉매를 외부로 유출하기 위한 냉매 유출부가 상기 과냉부의 타측 하단에 형성되는, 열교환기.
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    한 쌍의 제1-1 및 1-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제1 플레이트 조립체와, 한 쌍의 제3-1 및 제3-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제3 플레이트 조립체가 교번 적층되어 제1 냉매 유동 경로와 제1 냉각수 유동 경로가 형성되는 응축부; 및
    한 쌍의 제2-1 및 2-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제2 플레이트 조립체와, 한 쌍의 제4-1 및 제4-2 플레이트의 결합으로 이루어진 하나 이상의 제4 플레이트 조립체가 교번 적층되어 제2 냉매 유동 경로와 제2 냉각수 유동 경로가 교번 형성되는 과냉부;
    를 포함하는 판 형 열교환기인 것을 특징으로 하는, 열교환기.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1-1 커넥터는
    상기 응축부 타측에서 유출되는 냉매가 상기 과냉부를 바이패스 하도록 상기 과냉부의 제2 플레이트 조립체를 관통하여 형성되는, 열교환기.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1-2 커넥터는,
    전단이 상기 리시버 드라이어의 길이 방향 상측에 형성된 드라이어 유출구에 연통되고, 후단이 상기 제2 플레이트 조립체의 적층 방향 타측 상단과 연통되는, 열교환기.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 냉매 유동 경로는,
    복수의 제1 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 상측에 형성된 제1 유입홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제1 유입유로;
    상기 복수의 제1 플레이트 조립체의 길이 방향을 따라 형성된 제1 메인유로; 및
    상기 복수의 제1 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 하측에 형성된 제1 유출홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제1 유출유로를 포함하고,
    상기 제2 냉매 유동 경로는,
    복수의 제2 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 상측에 형성된 제1 유입홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제2 유입유로;
    상기 복수의 제2 플레이트 조립체의 길이 방향을 따라 형성된 제2 메인유로; 및
    상기 복수의 제2 플레이트 조립체 각각의 길이 방향 하측에 형성된 제2 유출홀을 통해 적층 방향을 따라 형성된 제2 유출유로를 포함하는, 열교환기.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    상기 응축부의 타측 단부에 배치된 제1 플레이트 조립체와 상기 과냉부의 일측 단부에 배치된 제2 플레이트 조립체 사이에 구비되는 분할 플레이트 조립체를 포함하고,
    상기 분할 플레이트 조립체는, 상기 제1 및 제2 플레이트 조립체와 동일한 외형과 크기를 갖되, 상기 응축부의 냉매 또는 과냉부의 냉매가 유입되지 않도록 상기 냉매들을 차단하고,
    상기 응축부의 제1 냉각수 유동경로와 상기 과냉부의 제2 냉각수 유동경로가 서로 연통되도록 내부에 냉각수 유동공간이 형성되는, 열교환기.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2595289B2 (ja) * 1988-03-04 1997-04-02 株式会社日阪製作所 アフタークーラーを内蔵したプレート式凝縮器
KR20120061671A (ko) * 2010-12-03 2012-06-13 현대자동차주식회사 차량용 컨덴서
KR20170079223A (ko) * 2015-12-30 2017-07-10 한온시스템 주식회사 일체형 수냉식 응축기
KR20220113273A (ko) * 2021-02-05 2022-08-12 한온시스템 주식회사 커넥터 및 이를 포함하는 차량용 열교환기
KR20220117832A (ko) * 2021-02-16 2022-08-24 한온시스템 주식회사 열교환기

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2595289B2 (ja) * 1988-03-04 1997-04-02 株式会社日阪製作所 アフタークーラーを内蔵したプレート式凝縮器
KR20120061671A (ko) * 2010-12-03 2012-06-13 현대자동차주식회사 차량용 컨덴서
KR20170079223A (ko) * 2015-12-30 2017-07-10 한온시스템 주식회사 일체형 수냉식 응축기
KR20220113273A (ko) * 2021-02-05 2022-08-12 한온시스템 주식회사 커넥터 및 이를 포함하는 차량용 열교환기
KR20220117832A (ko) * 2021-02-16 2022-08-24 한온시스템 주식회사 열교환기

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