차량 공조용 증발기(Evaporator for Air-conditioner of Automobile)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.7
B60H 1/32
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2005년11월30일
10-0532050
2005년11월23일
(21) 출원번호 10-2003-0086687 (65) 공개번호 10-2005-0053082
(22) 출원일자 2003년12월02일 (43) 공개일자 2005년06월08일
(73) 특허권자 모딘코리아 유한회사
충남 아산시 탕정면 매곡리 121
(72) 발명자 김재훈
충청남도아산시탕정면동산리한라아파트201-805
(74) 대리인 신영무
유동호
최훈식
심사관 : 조규진
(54) 차량 공조용 증발기
요약
본 발명은, 전후 방향으로 복수열의 냉매 튜브를 갖는 증발기에서 냉매 튜브의 내부를 흐르는 냉매가 증발기의 중앙부 및
양측부에서 외기와 충분한 열교환을 행할 수 있는 구조를 갖는 차량 공조용 증발기를 개시한다.
본 발명의 구성은, 냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프가 연결된 상측 헤더 및 하측 헤더, 이들 헤더 사이에 전후 방향으
로 배치되는 전열측 냉매 튜브 및 후열측 냉매 튜브, 상기 냉매 튜브들 사이에 개재되는 핀을 구성 요소로 포함하는 차량
공조용 증발기에 있어서, 상기 상측 헤더의 내부를 전후 방향으로 분할하되 좌 ·우단측 부근에 연통구멍이 형성된 제1격벽
부재; 상기 상측 헤더의 내부를 상기 제1격벽부재의 좌 ·우단측 연통구멍이 각각 존재하는 좌 ·우측 공간과 연통구멍이 존
재하지 않는 중앙 공간으로 3분할하는 한쌍의 중간배플; 상기 하측 헤더의 내부를 전후 방향으로 분할하는 제2격벽부재;
상기 냉매 유입 파이프와 상기 냉매 유출 파이프를 상기 제1격벽부재에 의해 분할된 상기 상측 헤더 내부의 전 ·후 공간과
각각 연통시키도록 상기 상측 헤더의 상단 중앙에 설치되는 어댑터;가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
대표도
도 3
색인어
에어컨, 튜브, 복열, 증발기, 냉매, 패스, 헤더, 분할, 열교환 효율
명세서
등록특허 10-0532050
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도면의 간단한 설명
도 1 : 종래의 일반적인 복열 튜브형 증발기를 나타낸 사시도
도 2 : 본 발명에 따른 증발기의 구조를 나타낸 사시도
도 3 : 본 발명의 증발기에서 이루어지는 냉매의 패스 구조를 나타낸 도면
도 4 : 본 발명의 증발기에 적용되는 냉매 튜브의 구조를 나타낸 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 상측 헤더 11 : 제1격벽부재
11a,11b : 연통구멍 12,12' : 중간배플
20 : 하측 헤더 21 : 제2격벽부재
30 : 냉매 튜브 30a : 연결부
31 : 전열측 냉매 튜브 32 : 후열측 냉매 튜브
40 : 핀 50 : 어댑터
51 : 냉매 유입 파이프 52 : 냉매 유출 파이프
S1 : 좌측 공간 S2 : 우측 공간
S3 : 중앙 공간
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 자동차용 공기조화기 분야에 속하는 기술로서, 보다 상세하게는, 복수열의 냉매 튜브를 갖는 증발기에서 냉매
튜브의 내부를 흐르는 냉매의 패스 구조를 개선한 차량 공조용 증발기에 관한 것이다.
복수열의 냉매 튜브가 구비된 증발기의 일반적인 구성은, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 상측 헤더(101) 및 하측 헤
더(102)와, 이들 헤더(101,102) 사이에 설치되며 외기의 흐름에 대하여 전 ·후방향으로 1열씩 마련되는 냉매 튜브
(200,200')들, 그리고 이 튜브(200,200')들의 사이 사이에 개재되는 핀(300)으로 이루어져 있다. 이에 따라, 튜브
(200,200')의 내부를 흐르는 냉매와 튜브(200)들 사이를 통과하는 외기가 서로 열교환하여 증발기로서의 기능을 하게 된
다.
한편, 이러한 증발기에서의 냉매의 패스 구조를 살펴보면, 도면에 화살표로 표시된 바와 같이, 냉매는 헤더(예컨대, 상측
헤더 : 101)의 일측 단부로부터 유입되어 전열측 튜브(200)와 후열측 튜브(200')를 차례로 지나면서 외기와 접촉하여 열교
환한 뒤 다시 헤더(101)를 통해 빠져나가는 구조로 되어 있다.
그런데, 증발기의 튜브(200,200') 및 핀(300)과 접촉하게 될 외기는 증발기의 중앙부를 중심으로 유입되기 때문에, 냉매
튜브(200,200')의 내부를 흐르는 냉매가 증발기의 중앙부와 양측부에서 외기와 접촉하는 정도가 상이하게 되어 충분한 열
교환이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있다.
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아울러, 전열측 튜브(200)와 후열측 튜브(200')는 서로 독립적으로 이루어져 있기 때문에, 전열측 튜브(200)들 사이를 각
각 통과한 외기가 후열측 튜브(200')들 사이를 통과할 때 서로 간섭을 일으켜 통풍이 원활히 이루어지지 못함으로써 열교
환 효율이 더욱 저하되는 문제가 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 전후 방향으로 복수열의 냉매
튜브를 갖는 증발기에서 냉매 튜브의 내부를 흐르는 냉매가 증발기의 중앙부 및 양측부에서 외기와 충분한 열교환을 행할
수 있는 구조를 갖는 차량 공조용 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 증발기에서 전열측 냉매 튜브와 후열측 냉매 튜브를 차례로 통과하는 외기가 서로 간섭을
일으키지 않고 원활하게 통과함으로써 열교환 효율을 보다 더 향상시킬 수 있도록 하는 데에 있다.
발명의 구성 및 작용
본 발명의 첫번째 목적을 달성하기 위한 구성은, 냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프가 연결된 상측 헤더 및 하측 헤더,
이들 헤더 사이에 전후 방향으로 배치되는 전열측 냉매 튜브 및 후열측 냉매 튜브, 상기 냉매 튜브들 사이에 개재되는 핀을
구성 요소로 포함하는 차량 공조용 증발기에 있어서, 상기 상측 헤더의 내부를 전후 방향으로 분할하되 좌 ·우단측 부근에
연통구멍이 형성된 제1격벽부재; 상기 상측 헤더의 내부를 상기 제1격벽부재의 좌 ·우단측 연통구멍이 각각 존재하는 좌 ·
우측 공간과 연통구멍이 존재하지 않는 중앙 공간으로 3분할하는 한쌍의 중간배플; 상기 하측 헤더의 내부를 전후 방향으
로 분할하는 제2격벽부재; 상기 냉매 유입 파이프와 상기 냉매 유출 파이프를 상기 제1격벽부재에 의해 분할된 상기 상측
헤더 내부의 전 ·후 공간과 각각 연통시키도록 상기 상측 헤더의 상단 중앙에 설치되는 어댑터;가 더 포함된 것을 특징으로
한다.
여기서, 상기 좌측 공간과 중앙 공간 및 우측 공간의 좌우 폭은 각각 20:60:20의 비율로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 두번째 목적을 달성하기 위한 구성은, 상기 전열측 냉매 튜브와 상기 후열측 냉매 튜브가 연결부에 의해 연결
된 일체형 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
첨부도면 도 2와 도 3은 각각 본 발명에 따른 증발기의 구조와 냉매 패스 구조를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증발기는, 상측 헤더(10) 및 하측 헤더(20)와, 이들 헤더(10,20) 사이에 전후 방향으로
복열 배치되는 전열측 냉매 튜브(31) 및 후열측 냉매 튜브(32), 그리고 이 냉매 튜브(30 : 31,32)들 사이에 개재되는 핀
(40)이 구비된 구성을 가진 증발기를 대상으로 하고 있다.
여기서, 본 발명의 특징적은 구성은 다음과 같다.
먼저, 상측 헤더(10)의 내부가 제1격벽부재(11)에 의해 전후 방향으로 양분된 구조로 이루어져 있는데, 제1격벽부재(11)
의 좌단측 부근과 우단측 부근에는 각각 제1격벽부재(11)에 의해 분할된 전후 공간을 연통시키는 연통구멍(11a,11b)이 형
성되어 있다.
또, 이렇게 전후 방향으로 양분된 상측 헤더(10)의 내부는 다시 한쌍의 중간배플(12,12')에 의해 3분할되는데, 이 중간배
플(12,12')들은 각각 상측 헤더(10)의 내부를 제1격벽부재(11)의 좌 ·우단측 연통구멍(11a,11b)이 각각 존재하는 좌 ·우측
공간(S1,S2)과 연통구멍이 존재하지 않는 중앙 공간(S3)으로 분할하는 위치에 설치되어 있다.
한편, 하측 헤더(20)의 내부에도 상측 헤더(10)에서와 같이 하측 헤더(20)를 전후 방향으로 분할하는 제2격벽부재(21)가
설치되어 있다.
그리고, 상측 헤더(10)의 상단 중앙부에는 어댑터(50)가 설치되어 있는데, 이 어댑터(50)에는 상측 헤더(10)의 내부로 연
통되는 냉매 유입 파이프(51)와 냉매 유출 파이프(52)가 각각 연결되어 있다. 특히, 이들 냉매 유입 파이프(51)와 냉매 유
출 파이프(52)는 제1격벽부재(11)에 의해 분할된 상측 헤더(10) 내부의 전 ·후 공간과 각각 연통된다.
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이와 같은 구성에 의하여 냉매의 흐름은 다음과 같이 이루어진다.
도 3에 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 어댑터(50)에 연결된 냉매 유입 파이프(51)를 통해 상측 헤더(10)의 전방 중앙
부분으로 유입된 냉매는, 상측 헤더(10)의 좌 ·우측에 조립된 중간배플(12,12')로 인해 즉시 중앙부에 위치한 전열측 냉매
튜브(31)를 따라 하측 헤더(20)로 흐르고, 하측 헤더(20)의 앞쪽에서 좌 ·우 양측으로 펴져서 흐른 뒤, 좌 ·우 양측에 위치
한 전열측 냉매 튜브(31)를 따라 상측 헤더(10)쪽으로 이동한다.
이렇게 상측 헤더(10)쪽으로 이동한 냉매는 상측 헤더(10)의 좌 ·우측에 조립된 중간배플(12,12')의 바깥쪽으로 유입됨으
로써 제1격벽부재(11)의 연통구멍(11a,11b)을 통해 상측 헤더(10)의 양측 후방으로 흐르게 된다.
그리고, 냉매는 상측 헤더(10)의 양측 후방으로부터 좌 ·우 양측에 위치한 후열측 냉매 튜브(32)로 동시에 하강하여 하측
헤더(20)의 후방 공간으로 향하고, 하측 헤더(20)의 후방에서 중앙으로 모인 후, 중앙부에 위치한 후열측 냉매 튜브(32)를
통해 상승하여, 냉매 유출 파이프(52)를 통해 배출된다.
이와 같은 냉매의 패스 구조는, 냉매가 증발기의 중앙부에 위치한 냉매 튜브를 시작으로 순환이 이루어지기 때문에 증발
기측으로 송급되는 외기와 충분한 열교환을 할 수 있게 된다.
특히, 이러한 패스 구조에서, 한쌍의 중간배플(12,12')에 의해 3분할된 상측 헤더(10)의 내부 공간, 즉 좌측 공간(S1)과
우측 공간(S2) 및 중앙 공간(S3)의 좌우 폭 분할 비율은 상측 헤더(10)의 전체 길이에 대하여 20:60:20의 비율로 하는 것
이 바람직하다. 이는 상 ·하측 헤더(10,20) 사이에 연결된 냉매 튜브(31,32)의 수량을 좌 ·우와 중앙으로 나누는 값이기도
한데, 처음 중앙 부분으로 내려가는 초기의 냉매가 보다 많은 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있을 뿐만 아니라,
냉매가 점차 이동하여 좌 ·우 양측으로 흐르게 되면 열교환이 진행됨에 따라 그 체적이 점차 줄어 들기 때문에, 위와 같이
비율로 설정하는 것이 가장 적합하다.
한편, 본 발명에 적용되는 냉매 튜브의 구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전열측 냉매 튜브(31)와 후열측 냉매 튜브(32)
가 연결부(30a)에 의해 서로 연결된 일체형 구조로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이렇게 전열측 냉매 튜브(31)와 후열측 냉매 튜브(32)가 일체형으로 연결됨으로써, 증발기측으로 송급되는 외기가 이들
냉매 튜브(30 : 31,32)를 통과할 때 서로 간섭을 일으키지 않고 원활하게 통과함으로써 열교환 효율을 보다 더 향상시키게
된다.
즉, 전열측 냉매 튜브(31)를 통과한 외기는 해당 전열측 냉매 튜브와 직선으로 연결된 후열측 냉매 튜브(32)를 향해 흘러
서 곧바로 통과하게 되므로, 기존에 전열측 냉매 튜브를 통과한 외기가 후열측 냉매 튜브를 통과할 때 인근의 전열측 냉매
튜브를 통과한 외기와 교차하여 간섭을 일으키는 문제는 전혀 발생하지 않게 되는 것이다.
발명의 효과
이상에서 설명된 본 발명에 따른 차량 공조용 증발기에서는, 냉매 튜브의 내부를 흐르는 냉매가 증발기의 중앙부 및 양측
부에서 외기와 충분한 열교환을 행하게 되므로 열교환 효율이 현저히 향상되는 효과가 있다.
더욱이, 전열측 냉매 튜브와 후열측 냉매 튜브를 차례로 통과하는 외기가 서로 간섭을 일으키지 않고 원활하게 통과하게
되므로 열교환 효율의 향상 효과는 현저하게 나타난다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
냉매 유입 파이프와 냉매 유출 파이프가 연결된 상측 헤더 및 하측 헤더, 이들 헤더 사이에 전후 방향으로 배치되는 전열
측 냉매 튜브 및 후열측 냉매 튜브, 상기 냉매 튜브들 사이에 개재되는 핀을 구성 요소로 포함하는 차량 공조용 증발기에
있어서,
상기 상측 헤더의 내부를 전후 방향으로 분할하되 좌 ·우단측 부근에 연통구멍이 형성된 제1격벽부재;
등록특허 10-0532050
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상기 상측 헤더의 내부를 상기 제1격벽부재의 좌 ·우단측 연통구멍이 각각 존재하는 좌 ·우측 공간과 연통구멍이 존재하
지 않는 중앙 공간으로 3분할하는 한쌍의 중간배플;
상기 하측 헤더의 내부를 전후 방향으로 분할하는 제2격벽부재;
상기 냉매 유입 파이프와 상기 냉매 유출 파이프를 상기 제1격벽부재에 의해 분할된 상기 상측 헤더 내부의 전 ·후 공간과
각각 연통시키도록 상기 상측 헤더의 상단 중앙에 설치되는 어댑터;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 차량 공조용 증발기.
청구항 2.
제1항에 있어서,
상기 좌측 공간과 중앙 공간 및 우측 공간의 좌우 폭이 각각 20:60:20의 비율로 형성된 것을 특징으로 하는 차량 공조용
증발기.
청구항 3.
제1항에 있어서,
상기 전열측 냉매 튜브와 상기 후열측 냉매 튜브는 연결부에 의해 연결된 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 차량 공조용
증발기.
도면
도면1
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도면2
도면3
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도면4
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