KR100858514B1

KR100858514B1 - 수액기 일체형 응축기

Info

Publication number: KR100858514B1
Application number: KR1020020005302A
Authority: KR
Inventors: 이상옥; 민은기
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2008-09-12
Also published as: KR20030065616A

Abstract

본 발명은 수액기 일체형 응축기에 관한 것으로, 그 목적은 응축기의 차량에 대한 장착성을 향상시킬 수 있는 수액기 일체형 응축기에 관한 것이다. 이는 제1헤더파이프 및 상기 제1헤더파이프와 평행하게 이격 설치되는 제2헤더파이프와, 양단이 상기 제1헤더파이프 및 제2헤더파이프에 연통되도록 나란하게 설치되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 개재되는 코루게이트핀과, 상기 제1,2헤더파이프의 내부에 설치되어 냉매유로를 형성하는 복수의 배플과, 상기 제2헤더파이프의 응축영역 내부에 설치되어 별도의 격실을 형성하는 세퍼레이터와, 상기 제2헤더파이프의 일측에 연통되도록 일체로 형성되는 수액기와, 상기 제2헤더파이프와 수액기를 연결하도록 응축영역에 형성된 연결파이프 및 과냉각 영역에 형성된 출구파이프와, 상기 제1,2헤더파이프의 어느 일측에 형성된 냉매유입구 및 상기 제1헤더파이프의 과냉각영역에 형성된 냉매유출구와, 상기 냉매유입구에 유입된 냉매는 다수의 튜브를 통과하면서 제1냉매유로를 형성하고, 상기 제1냉매유로를 통과한 냉매는 세퍼레이터격실에서 기액이 분리되는 기상의 냉매는 상기 제1냉매유로의 상측에 형성된 제2냉매유로를 통과하면서 재응축되고, 액상의 냉매는 상기 제1냉매유로의 하측에 형성된 제3냉매유로로 유동되어 상기 제2헤더파이프의 상측격실에서 연결파이프를 통해 수액기로 유동되며, 상기 수액기로 유동된 냉매는 출구파이프를 통해 과냉각영역의 제4냉매유로를 통과하여 냉매유출구로 토출되는 것이다.

응축기, 수액기, 냉매유로, 세퍼레이터

Description

수액기 일체형 응축기{RECEIVER DRIER - INTEGRATED CONDENSER}

도 1은 종래에 따른 수액기 일체형 응축기의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 수액기 일체형 응축기의 일실시예를 나타낸 단면도.

도 3은 도 2의 냉매흐름도.

도 4는 본 발명의 세페레이터가 설치된 상태의 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 수액기 일체형 응축기의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도 6은 도 5의 냉매흐름도.

(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10,20: 제1,2헤더파이프 30: 튜브

40: 코루게이트핀 50: 배플

60: 세퍼레이터 70: 수액기

80: 연결파이프 81: 출구파이프

90: 냉매유입구 91: 냉매유출구

본 발명은 수액기 일체형 응축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헤더파이프 내부에 세퍼레이터를 설치하여 종래의 다단기액 분리형 응축기의 냉매흐름을 유지하면서도 헤더파이프와 수액기를 연결하는 복수의 파이프 및 수액기의 크기에도 영향을 받지 않는 응축기의 차량에 대한 장착성을 향상시킨 수액기 일체형 응축기에 관한 것이다.

일반적으로 응축기는 압축기에서 압송된 고온ㆍ고압의 냉매를 외기와 열교환시켜 액화시키는 것이고, 수액기는 냉방시스템 상의 응축기와 팽창밸브 사이에 설치되어 응축기에서 액화된 냉매를 냉방부하에 따라 필요한 양을 증발기로 공급할 수 있도록 일시적으로 저장하는 역할을 한다.

또한, 수액기 내부에는 건조제(乾燥劑)와 필터가 구비되어 냉매중에 포함되어 있는 수분이나 불순물을 여과하는 것이다.

이러한 응축기와 수액기는 일반적으로 각각 분리된 형태로 결합하지만 한정된 엔진룸의 공간활용면에서 문제가 있어 최근에는 응축기와 수액기가 일체로 형성된 수액기 일체형 응축기가 제시되어 있으며, 본 출원인이 선출원하여 등록된 수액기 일체형 응축기는 다단기액 분리되어 응축효과를 극대화하고 있다.

도 1은 종래의 수액기 일체형 응축기의 일실시예를 나타낸 도면이며, 이를 다단기액 분리형 응축기로 표현할 수 있다.

도시한 바와 같이 수액기 일체형 응축기는 제1헤더파이프(1) 및 상기 제1헤더파이프(1)와 평행하게 이격 설치되는 제2헤더파이프(2)와, 양단이 상기 제1,2헤더파이프(1)(2)에 연통되도록 나란하게 설치되는 튜브(3)와, 상기 튜브(3)들 사이 에 개재되는 코르게이트핀(4)과, 상기 제1,2헤더파이프(1)(2)의 내부에 설치되어 냉매유로를 형성하는 복수의 배플(5)과, 상기 제2헤더파이프(2)에 일체로 연통되는 수액기(6)와, 상기 제2헤더파이프(2)와 수액기(6)를 연결하는 응축영역에 형성된 연결파이프(7) 및 과냉각 영역에 형성된 출구파이프(7a)와, 상기 제1헤더파이프(1)의 일측에 형성된 냉매유입구(8) 및 상기 제1헤더파이프(1)의 과냉각영역에 형성된 냉매유출구(8a)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 수액기 일체형 응축기는 제1헤더파이프(1)의 중간부위에 설치된 냉매유입구(8)를 통해 유입된 냉매가 냉매유입 유로를 통과하면서 비교적 기상의 냉매는 상측으로 부상되면서 정해진 냉매유로를 따라 응축되는 것이고, 냉매유입 유로를 통과하면서 비교적 액상의 냉매는 하측으로 유동되면서 정해진 냉매유로를 따라 응축되어진다.

그리고, 상기의 냉매유로들을 통과하면서 응축된 냉매는 수액기(6)에 저장되고, 이때 건조재와 필터에 의해 수분 및 불순물이 제거되는 것이다. 수액기(6)에 저장된 액상의 냉매는 출구파이프(7a)를 통해 유동되면서 재응축되어 과냉각영역을 이루면서 냉매유출구(8a)를 통해 팽창밸브(미도시)로 유동되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 수액기 일체형 응축기는 헤더파이프와 수액기를 연결하는 복수의 파이프 즉, 2개의 연결파이프와 1개의 출구파이프로 구성되어 차량에 장착하기 위한 브라켓트의 위치를 설정하는 제약요건이 되었다,

즉, 헤더파이프의 내부에 설치되어 격실을 형성하는 배플 및 상기의 파이프의 설치 위치에 의해 응축기에 대한 차량 장착성이 저하되었다.

또한, 수액기의 길이도 냉매 흐름에 따라 헤더파이프의 길이와 동일한 크기가 요구되어 차량장착성이 저하되었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 응축기의 차량에 대한 장착성을 향상시킬 수 있는 수액기 일체형 응축기에 관한 것이다.

이러한 목적을 해결하기 위한 본 발명은 제1헤더파이프 및 상기 제1헤더파이프와 평행하게 이격 설치되는 제2헤더파이프와, 양단이 상기 제1헤더파이프 및 제2헤더파이프에 연통되도록 나란하게 설치되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 개재되는 코루게이트핀과, 상기 제1,2헤더파이프의 내부에 설치되어 냉매유로를 형성하는 복수의 배플과, 상기 제2헤더파이프의 응축영역 내부에 설치되어 별도의 격실을 형성하는 세퍼레이터와, 상기 제2헤더파이프의 일측에 연통되도록 일체로 형성되는 수액기와, 상기 제2헤더파이프와 수액기를 연결하도록 응축영역에 형성된 연결파이프 및 과냉각 영역에 형성된 출구파이프와, 상기 제1,2헤더파이프의 어느 일측에 형성된 냉매유입구 및 상기 제1헤더파이프의 과냉각영역에 형성된 냉매유출구와, 상기 냉매유입구에 유입된 냉매는 다수의 튜브를 통과하면서 제1냉매유로를 형성하고, 상기 제1냉매유로를 통과한 냉매는 세퍼레이터격실에서 기액이 분리되는 기상의 냉매는 상기 제1냉매유로의 상측에 형성된 제2냉매유로를 통과하면서 재응축되고, 액상의 냉매는 상기 제1냉매유로의 하측에 형성된 제3냉매유로로 유동되어 상기 제2헤더파이프의 상측격실에서 연결파이프를 통해 수액기로 유동되며, 상기 수액기로 유동된 냉매는 출구파이프를 통해 과냉각영역의 제4냉매유로를 통과하여 냉매유출구로 토출되는 것이다.

또한, 제1헤더파이프 및 상기 제1헤더파이프와 평행하게 이격 설치되는 제2헤더파이프와, 양단이 상기 제1헤더파이프 및 제2헤더파이프에 연통되도록 나란하게 설치되는 다수의 튜브와, 상기 튜브들 사이에 개재되는 코루게이트핀과, 상기 제1,2헤더파이프의 내부에 설치되어 냉매유로를 형성하는 복수의 배플과, 상기 제1헤더파이프의 응축영역 내부에 설치되어 별도의 격실을 형성하는 세퍼레이터와, 상기 제2헤더파이프의 일측에 연통되도록 일체로 형성되는 수액기와, 상기 제2헤더파이프와 수액기를 연결하도록 응축영역에 형성된 단일의 연결파이프 및 과냉각 영역에 형성된 출구파이프와, 상기 제1,2헤더파이프의 어느 일측에 형성된 냉매유입구 및 상기 제1헤더파이프의 과냉각영역에 형성된 냉매유출구와, 상기 냉매유입구에 유입된 냉매는 제1헤더파이프의 내부에 설치된 세퍼레이터에 의해 상하로 냉매가 분리됨과 아울러 다수의 튜브를 통과하면서 제1,2냉매유로를 형성하고, 상기 제1,2냉매유로를 통과한 냉매는 상기 제1,2냉매유로의 사이에 형성된 제3냉매유로를 지그재그로 통과하면서 재응축되어 합류된 후 단일의 연결파이프를 통해 수액기로 유입되며, 상기 수액기의 냉매는 출구파이프를 통해 과냉각영역의 제4냉매유로를 통과하여 냉매유출구로 유동되는 것이다.

또한, 상기 수액기는 연결파이프의 설치 위치에 의해 크기가 결정되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2은 본 발명의 수액기 일체형 응축기의 일실시예를 나타낸 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 수액기 일체형 응축기는 제1헤더파이프(10) 및 제2헤더파이프(20)가 일정간격 이격 설치되어 있고, 상기 제1헤더파이프(10)와 제2헤더파이프(20)의 사이에는 복수개의 튜브(30)가 나란하게 설치되어 있으며, 인접되는 상기 튜브(30) 사이에는 코르게이트핀(40)이 개재되어진다.

상기 제1,2헤더파이프(10)(20)의 내부에는 복수의 배플(50)이 설치되고, 상기 제2헤더파이프(20)의 내부에는 세퍼레이터(60)가 설치되어 냉매유로를 형성한다.

즉, 상기 제1헤더파이프(10)는 3개의 배플(50)에 의해 각각 상부격실(11), 중부격실(12), 하부격실(13) 및 보조격실(14)의 4개의 공간부로 나누어지며, 상기 제2헤더파이프(20)는 1개의 배플(50)과, 1개의 세퍼레이터(60)에 의해 각각 상측격실(21), 하측격실(22) 및 세퍼레이터격실(23)의 3개의 공간부로 구획되어진다.

상기 세퍼레이터격실(23)은 상측격실(21) 내부를 수직으로 구획하되, 상기 세퍼레이터격실(23)을 중심으로 하여 상하부에 일정공간이 형성됨과 아울러 연통되어있다.

상기 제2헤더파이프(20)에는 수액기(70)가 일체로 연통되는데 이는 응축영역에는 연결파이프(80)가 결합되고, 과냉각영역에는 출구파이프(81)에 의해 결합되어진다.

즉, 상기 연결파이프(80)는 상측격실(21)에 연통되고, 출구파이프(81)는 하측격실(22)에 연통되어진다.

그리고, 상기 수액기(70)는 제2헤더파이프(20)의 길이와는 상관 없이 연결파이프(80)의 설치 위치에 의해 크기가 결정되는 것으로 본 발명에서는 수액기(70)의 길이가 제2헤더파이프(20)의 길이의 2/3인 것이 바람직하다.

상기 제1헤더파이프(10)의 중부격실(12)에는 압축기(미도시)와 연결된 냉매유입구(90)가 설치되고, 제1헤더파이프(10)의 보조격실(14)에는 팽창밸브(미도시)와 연결된 냉매유출구(91)가 설치된다.

한편, 상기 제1,2헤더파이프(10)(20)의 양단부는 엔드캡에 의해 밀폐되고, 최외각에 배치되는 코르게이트핀(40)을 한쌍의 엔드플레이트가 상하에서 각각 보호한다.

도 3은 도 2의 냉매흐름도이며, 이를 참고하여 냉매흐름을 설명하면 다음과 같다. 도면상 실선의 화살표는 비교적 기상 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있고, 은선의 화살표는 비교적 액상 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있다.

그리고, 설명의 편의상 냉매유로를 제1 내지 제4냉매유로로 표현하여 설명한다.

냉매유입구(90)로 유입된 기상의 냉매는 제1냉매유로(P1)를 흐르면서 외부와 열교환되어 응축과정을 겪게 되며 이때 일부의 냉매는 액상으로 변화하고, 일부는 기상의 상태로 남게 된다.

이때 비교적 기상의 냉매는 제2헤더파이프(20)의 세퍼레이터격실(23)에서 상 측으로 이동되어 제2냉매유로(P2)를 거치게 되며 제1헤더파이프(10)의 상부격실(11)에서 유턴되어 제2헤더파이프(20)의 상측격실(21)로 유동되게 된다.

또한, 상기 제1냉매유로(P1)를 흐르면서 열교환되어 비교적 액상의 냉매는 자중에 의해 하방으로 이동되어 제3냉매유로(P3)를 통과하게 되고, 제1헤더파이프(10)의 하부격실(13)에서 유턴하여 제2헤더파이프(20)의 상측격실(21)로 유동하게 된다.

상기 제2,3냉매유로(P2)(P3)를 통과한 냉매는 연결파이프(80)를 통해 수액기 (70)내부로 유입되고, 도면에 도시하지는 않았지만 수액기(70) 내부에 설치된 필터와 건조제에 의해 불순물과 수분이 제거된다.

상기 수액기(70) 내부에 저장되어진 액상의 냉매는 출구파이프(81)를 통해 제4냉매유로(P4)를 통과하게 되고, 상기 과정에서 액상의 냉매를 재응축하여 과냉각 상태에 이루도록 하여 냉매토출구(91)의 토출온도가 저하됨으로서, 냉매효율을 향상시키는 것이다.

도 4는 본 발명의 세퍼레이터가 설치된 상태의 분해 사시도이다.

도시한 바와 같이 제2헤더파이프(20)는 헤더(20a)와 탱크(20b)의 두개의 구성요소로 이루어져 있고, 세퍼레이터(60)는 수직판(61)과 수평판(62)으로 이루어져 있으며, 상기 헤더(20a)의 내주면과 세퍼레이터(60)의 수평판(62)의 곡률 반경은 동일하게 이루어져 브레이징 접합시에 틈새가 발생되지 않도록 접합되어진다.

또한, 헤더(20a) 또는 세퍼레이터(60) 중 적어도 어느 하나에는 크래드(CLAD)재가 피복되어 있고, 상기 세퍼레이터(60)는 압출 또는 프레스 금형에 의해 제작되어진다.

도 5는 본 발명에 따른 수액기 일체형 응축기의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 2의 실시예와 같은 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 중복되는 내용은 생략하여 설명의 복잡화를 방지한다.

도시한 바와 같이 제1헤더파이프(10)의 내부에는 1개의 배플(50)과 1개의 세퍼레이터(60)에 의해 각각 상부격실(11),하부격실(13) 및 세퍼레이터격실(15)의 3개의 공간부로 나누어지며, 제2헤더파이프(20)의 내부에는 3개의 배플(50)에 의해 상측격실(21), 중간격실(24), 하측격실(22) 및 보조격실(25)의 4개의 공간부로 구획되어진다.

제1헤더파이프(10)의 상부격실(11)에는 냉매유입구(90)가 연결되고, 하부격실(13)에는 냉매유출구(91)가 연결되며, 상기 상부격실(11)을 수직으로 구획하는 세퍼레이터(60)를 설치하되, 상기 세퍼레이터(60)가 설치된 상부격실(11)의 상하부에는 공간이 확보됨과 아울러 연통되어져 있다.

즉, 상기 냉매유입구(90)에서 유입된 냉매는 제1헤더파이프(10)의 상부격실(11)의 세퍼레이터(60)에 의해 냉매가 상하로 분리되어 각각 제1,2냉매유로(P1)(P2)를 형성하는 것이다.

제2헤더파이프(20)의 중간격실(24)에는 연결파이프(80)가 설치되어 수액기(70)와 연결되고, 보조격실(25)에는 출구파이프(81)가 연결된다.

도 6은 도 5의 냉매흐름도이며, 이를 참고하여 냉매흐름을 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의상 냉매유로를 제1 내지 제4냉매유로로 표현하여 설명한다.

냉매유입구(90)로 유입된 기상의 냉매는 제1헤더파이프(10)의 내부에 설치된 세퍼레이터(60)에 의해 상하로 분리됨과 아울러 다수의 튜브(30)를 통과하면서 제1,2냉매유로(P1)(P2)로 유동되게 된다.

상기 제1냉매유로(P1)를 통과한 냉매는 제2헤더파이프(20)의 상측격실(21)에서 유턴되어 지그재그로 제3냉매유로(P3)로 유동된다. 이때의 냉매는 제1헤더파이프(10)의 세퍼레이터격실(15)에서 유턴되어지며, 응축과정을 겪게 된다.

상기 제2냉매유로(P2)를 통과한 냉매는 제2헤더파이프(20)의 하측격실(22)에서 유턴되어 지그재그로 제3냉매유로(P3)로 유동되는데 이때의 냉매도 제1헤더파이프(10)의 세퍼레이터격실(15)에서 유턴되면서 응축과정을 겪고, 상기 제1냉매유로(P1)를 통과한 냉매와 세퍼레이터격실(15)에서 합류되어 제2헤더파이프(20)의 중간격실(24)에서 단일의 연결파이프(80)를 통해 수액기(70) 내부로 유입된다.

상기 수액기(70)에 유입된 냉매는 필터와 건조재에 의해 불순물과 수분이 제거된 상태에서 출구파이프(81)를 통해 제4냉매유로(P4)로 유동하게 된다.

상기 제4냉매유로(P4)는 액상의 냉매를 재응축하여 과냉각시키는 과냉각영역으로서, 냉매유출구(91)를 통해 팽창밸브로 토출시키는 냉매의 온도를 낮추어 냉동효율을 향상시키는 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 수액기 일체형 응축기는 헤더파이프의 내부에 세퍼레이터를 설치하여 종래의 다단기액 분리형 응축기의 냉매흐름을 유지하면서도 차량의 레이아웃에 따라 연결파이프 및 출구파이프의 설치위치에 구속되지 않을 뿐만 아니라 수액기의 크기도 가변적으로 적용할 수 있어 응축기의 차량에 대한 장착성이 향상되는 것이다.

Claims

제1헤더파이프(10) 및 상기 제1헤더파이프(10)와 평행하게 이격 설치되는 제2헤더파이프(20); 양단이 상기 제1헤더파이프(10) 및 제2헤더파이프(20)에 연통되도록 나란하게 설치되는 다수의 튜브(30); 상기 튜브(30)들 사이에 개재되는 코루게이트핀(40); 상기 제1,2헤더파이프(10)(20)의 내부에 설치되어 냉매유로를 형성하는 복수의 배플(50); 상기 제2헤더파이프(20)의 응축영역 내부에 설치되어 별도의 격실을 형성하는 세퍼레이터(60); 상기 제2헤더파이프(20)의 일측에 연통되도록 일체로 형성되는 수액기(70); 상기 제2헤더파이프(20)와 수액기(70)를 연결하도록 응축영역에 형성된 연결파이프(80) 및 과냉각 영역에 형성된 출구파이프(81); 상기 제1,2헤더파이프(10)(20)의 어느 일측에 형성된 냉매유입구(90) 및 상기 제1헤더파이프(10)의 과냉각영역에 형성된 냉매유출구(91);

상기 냉매유입구(90)에 유입된 냉매는 다수의 튜브(30)를 통과하면서 제1냉매유로(P1)를 형성하고, 상기 제1냉매유로(P1)를 통과한 냉매는 세퍼레이터격실(23)에서 기액이 분리되어 기상의 냉매는 상기 제1냉매유로(P1)의 상측에 형성된 제2냉매유로(P2)를 통과하면서 재응축되고, 액상의 냉매는 상기 제1냉매유로(P1)의 하측에 형성된 제3냉매유로(P3)로 유동되어 상기 제2헤더파이프(20)의 상측격실(21)에서 연결파이프(80)를 통해 수액기(70)로 유동되며, 상기 수액기(70)로 유동된 냉매는 출구파이프(81)를 통해 과냉각영역의 제4냉매유로(P4)를 통과하여 냉매유출구(91)로 토출되는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
제1헤더파이프(10) 및 상기 제1헤더파이프(10)와 평행하게 이격 설치되는 제2헤더파이프(20); 양단이 상기 제 1헤더파이프(10) 및 제2헤더파이프(20)에 연통되도록 나란하게 설치되는 다수의 튜브(30); 상기 튜브(30)들 사이에 개재되는 코루게이트핀(40); 상기 제1,2헤더파이프(10)(20)의 내부에 설치되어 냉매유로를 형성하는 복수의 배플(50); 상기 제1헤더파이프(10)의 응축영역 내부에 설치되어 별도의 격실을 형성하는 세퍼레이터(60); 상기 제2헤더파이프(20)의 일측에 연통되도록 일체로 형성되는 수액기(70); 상기 제2헤더파이프(20)와 수액기(70)를 연결하도록 응축영역에 형성된 단일의 연결파이프(80) 및 과냉각 영역에 형성된 출구파이프(81); 상기 제1,2헤더파이프(10)(20)의 어느 일측에 형성된 냉매유입구(90) 및 상기 제1헤더파이프(10)의 과냉각영역에 형성된 냉매유출구(91);

상기 냉매유입구(90)에 유입된 냉매는 제1헤더파이프(10)의 내부에 설치된 세퍼레이터(60)에 의해 상하로 냉매가 분리됨과 아울러 다수의 튜브(30)를 통과하면서 제1,2냉매유로(P1)(P2)를 형성하고, 상기 제1,2냉매유로(P1)(P2)를 통과한 냉매는 상기 제1,2냉매유로(P1)(P2)의 사이에 형성된 제3냉매유로(P3)를 지그재그로 통과하면서 재응축되어 합류된 후 단일의 연결파이프(80)를 통해 수액기(70)로 유입되며, 상기 수액기(70)의 냉매는 출구파이프(81)를 통해 과냉각 영역의 제4냉매유로(P4)를 통과하여 냉매유출구(91)로 유동되는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수액기(70)는 연결파이프(80)의 설치 위치에 의해 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.