JP6022156B2 - 車両用コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、車両用コンデンサに係り、より詳しくは、冷却水を利用して冷媒を凝縮する水冷式が適用された車両用コンデンサ及び圧縮器の熱害を防止して、全体的な冷房性能を向上させる車両用コンデンサに関する。

一般に、自動車のエアコンシステムは、外部の温度変化に関係なく自動車室内の温度を適当な温度に維持して、快適な室内環境を維持できるようにするものである。
このようなエアコンシステムは、冷媒を圧縮する圧縮器、前記圧縮器で圧縮された冷媒を凝縮させて液化させるコンデンサ、前記コンデンサで凝縮されて液化された冷媒を急速に膨張させる膨張バルブ、及び前記膨張バルブで膨張した冷媒を蒸発させて、冷媒の蒸発潜熱を利用して前記エアコンシステムが設置された自動車室内に送風される空気を冷却する蒸発器などを主な構成要素として含む。

ここで、前記コンデンサは、圧縮された高温高圧の気体冷媒を走行中に車両の内部に流入する外気によって冷却して、低温の液体冷媒に凝縮させる。
このようなコンデンサは、普通、気液分離による凝縮効率の向上及び冷媒中の水分を除去するために備えられるレシーバードライヤーと配管を通して連結される。
車両用コンデンサは、外気に放熱される空冷式が適用されたピンチューブタイプ構造で、冷却性能を増大させるためには全体的な大きさを増大させなければならず、狭いエンジンルームの内部でレイアウトに制約が発生する短所がある。
この短所を解決するために、最近は、冷却水を冷却流体として利用する水冷式が適用されたコンデンサが車両に適用されている。

しかし、このような水冷式が適用された車両用コンデンサは、空冷式に比べて凝縮温度が約５〜１５℃低く、外気との温度差の縮小によるサブクール効果の不足によって凝縮効率が低下し、これによって全体的な冷却効率が低下する問題点がある。
また、このような水冷式が適用された車両用コンデンサの凝縮効率及び冷却効率を向上させるために、ラジエータのサイズや冷却ファンの容量を大きくすることによって、原価及び重量が増加して、別に構成されるレシーバードライヤーとの連結配管レイアウトが複雑になる問題点もある。

従来のエアコンシステムには、冷媒の冷却に水冷式を適用する場合、外気と熱交換された冷却水がコンデンサで冷媒と２次熱交換されて、コンデンサの出口側の冷媒温度が上昇して、所要動力が増大する問題点がある。
また、従来のエアコンシステムにおいて、冷房性能を向上させるために、冷媒の熱交換量の増大によってサブクール領域を増大させる場合、スーパーヒート（Ｓｕｐｅｒ Ｈｅａｔ）が基準温度以上に高くなり、圧縮器の冷媒圧縮後に、圧縮器の内部温度が上昇し、環境に優しい車両の燃料電池やハイブリッド車両に適用される電動圧縮器に熱害を発生させると同時に、過熱蒸気に気化することができない液体冷媒が流入して、破損が発生する問題点もある。

また、従来のエアコンシステムは、サブクール領域の増大によって蒸発器のエンタルピーが増大する場合、冷房性能は向上するが、圧縮器の入口側の冷媒温度が上昇して、比体積の増大によって圧縮器の吸入量が縮小することにより、蒸発器の蒸発量が減少して、冷房性能の増大に限界が発生する問題点もある。

特開２０１１−２３５８５７号公報

本発明の目的は、電動圧縮器が適用される環境に優しい車両において、全体的な冷房性能を向上させるとともに電動圧縮器の熱害を防止して、全体的なシステムの耐久性を向上させる車両用コンデンサを提供することである。

本発明による車両用コンデンサは、液体冷媒を膨張させる膨張バルブ、前記膨張バルブで膨張した冷媒を空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器、前記蒸発器から気体冷媒の供給を受けて圧縮させる圧縮器を含むエアコンシステムにおいて、前記圧縮器と膨張バルブとの間に備えられて、ラジエータから供給される冷却水を循環させ、圧縮器から流入する冷媒との熱交換によって冷媒を凝縮させるためのものであって、複数個のプレートが積層されて、前記ラジエータと連結され、冷却水を循環させ、前記圧縮器から供給される冷媒を循環させて、相互熱交換によって前記冷媒を凝縮させるメイン放熱部、前記メイン放熱部で凝縮された冷媒を流入させて、冷媒を気液分離及び水分を除去して、液体冷媒だけを排出するように、前記メイン放熱部の一端に一体形成されて、前記メイン放熱部と互いに連結されるレシーバードライヤー部、前記メイン放熱部とレシーバードライヤー部との間で前記メイン放熱部の下部に一体形成されて、前記蒸発器から供給される低温低圧の気体冷媒を循環させ、前記レシーバードライヤー部を通過して流入する冷媒を低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させる過冷放熱部、及び前記過冷放熱部を通過した低温低圧の冷媒を流入させて、気体冷媒だけを前記圧縮器に排出するように、前記メイン放熱部及び過冷放熱部の他端に一体形成されて、前記過冷放熱部と互いに連結されるアキュムレーター部、を含み、前記メイン放熱部、レシーバードライヤー部、過冷放熱部、及びアキュムレーター部は、上、下部に各々上、下部カバーが装着されて、前記上、下部カバーの間に構成されると共に、前記上部カバーは、前記メイン放熱部に対応して一側及び他側に前記ラジエータから冷却水が流入及び排出される冷却水流入口及び冷却水排出口が各々形成され、前記冷却水排出口側には、前記圧縮器から冷媒が流入する冷媒流入口が形成され、前記アキュムレーター部に対応する一側に圧縮器と連結される気体冷媒排出口が形成されることを特徴とする。

前記メイン放熱部は、冷却水及び冷媒の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて、相互熱交換させることを特徴とする。

前記メイン放熱部は、前記レシーバードライヤー部に冷却水との熱交換によって冷却され凝縮された冷媒を流入させるように、下部に第１連結流路が形成されることを特徴とする。

前記過冷放熱部は、前記レシーバードライヤー部で気液分離及び水分が除去された冷媒を流入させるように、第２連結流路が形成されることを特徴とする。

前記過冷放熱部は、前記レシーバードライヤー部から前記第２連結流路を通して流入した冷媒が流動する冷媒流路及び前記蒸発器から供給される低温低圧の気体冷媒が流動する気体冷媒流路を通して、凝縮された冷媒及び気体冷媒の相互熱交換によって過冷させることを特徴とする。

前記過冷放熱部は、前記蒸発器から流入した低温低圧の気体冷媒を前記アキュムレーター部に流入させるように、第３連結流路が形成されることを特徴とする。

前記メイン放熱部と過冷放熱部との間には、前記メイン放熱部を通過する冷媒及び前記過冷放熱部を通過する過冷された冷媒の熱伝達を防止するための熱伝達防止部が形成されることを特徴とする。

前記熱伝達防止部は、前記メイン放熱部と過冷放熱部との間で一側面に長さ方向に形成される複数個のブレイジング連通ホールを通して内部に窒素が投入されることを特徴とする。

前記下部カバーは、前記冷媒流入口に対応して前記レシーバードライヤー部の反対側一端部に冷媒排出口が形成されて、前記膨張バルブと連結され、前記レシーバードライヤー部に近接した過冷放熱部の一側に形成されて、蒸発器から低温低圧の気体冷媒が流入する気体冷媒流入口が形成されることを特徴とする。

前記レシーバードライヤー部は、内部に第１装着空間が形成されて、前記第１装着空間に対応して前記下部カバーに挿入ホールが形成されることを特徴とする。

前記第１装着空間には、前記挿入ホールを通して乾燥剤が挿入されることを特徴とする。

前記挿入ホールには、前記第１装着空間に挿入された乾燥剤の離脱を防止し、前記レシーバードライヤー部に流入した冷媒が外部に漏出するのを防止するように、固定キャップが装着されることを特徴とする。

前記アキュムレーター部は、内部にアキュムレーターが装着される第２装着空間が形成されることを特徴とする。

前記ラジエータは、低温用で、リザーバタンクと連結されて、後方には冷却ファンが備えられることを特徴とする。

前記コンデンサは、複数のプレートが積層される熱交換器からなることを特徴とする。

本発明の車両用コンデンサによれば、レシーバードライヤー及びアキュムレーターを一体構成した積層式プレートタイプで、冷却水を利用して冷媒を凝縮し、凝縮された冷媒を蒸発器から供給される低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させることによって、構成部品を縮小させて、連結配管のレイアウトを簡素化して、原価及び重量を節減させることができる。
また、メイン放熱部で凝縮された冷媒を再び過冷放熱部に流入させて、低温低圧の気体冷媒との相互熱交換で過冷させることによって、凝縮された冷媒を追加的に過冷するための別の装置や配管を除去して、追加費用の削減を可能とすることができる。

また、レシーバードライヤーを一体構成することによって、コンデンサの内部のデッドボリュームを縮小させ、放熱面積を増大させて、サイズの増大なく凝縮効率及び冷却効率を向上させ、車両エアコンシステムの全体的な冷房性能の向上によって、商品性を向上させることができる。
また、アキュムレーターを一体構成することによって、気体冷媒だけを圧縮器に供給して、液体冷媒の流入による圧縮器の破損の発生を未然に防止し、圧縮器の耐久性を向上させることができる。

前記のように、本発明の実施例による車両用エアコンシステムによれば、電動圧縮器が適用される環境に優しい車両において、中温高圧の液体冷媒及び低温低圧の気化中の混合冷媒の潜熱を利用した熱交換による熱交換効率の増大によって、サブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）領域及び温度を増大させることによって、全体的な冷房性能を向上させる効果がある。
また、サブクール領域の増大時に、膨張バルブの開度量の増大によって冷媒の流量を増大させることによって、冷媒のスーパーヒート（Ｓｕｐｅｒ Ｈｅａｔ）を設定温度以下に縮小することによって、電動圧縮器の冷媒圧縮後に、内部温度の上昇を防止することができ、電動圧縮器の熱害を防止する効果もある。
また、冷媒の流量の増大によって、蒸発器の効率が向上し、アキュムレーターを適用して、スーパーヒートの縮小時に、過熱蒸気に気化することができない液体冷媒が電動圧縮器に流入するのを防止することができ、電動圧縮器の破損を防止し、電動圧縮器の耐久性及びエアコンシステムの全体的な耐久性を向上させることができる。

本発明の実施例による車両用コンデンサが適用された車両エアコンシステムのブロック構成図である。 本発明の実施例による車両用コンデンサの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線による断面図である。 図２のＢ−Ｂ線による断面図である。 本発明の実施例による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。 本発明の実施例による車両用エアコンシステムの冷凍サイクルを従来の技術と比べたグラフである。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施例は、構成部品を減らし、連結配管のレイアウトを簡素化して、原価及び重量を節減させ、レシーバードライヤーのデッドボリュームを縮小させ、放熱面積を増大させることによって、冷却効率及び車両の全体的な冷房性能を向上させる車両用コンデンサである。
また、アキュムレーターを一体構成することによって、気体冷媒だけを圧縮器に供給して、液体冷媒の流入による圧縮器の破損の発生を未然に防止し、圧縮器の耐久性を向上させる。

図１は本発明の実施例による車両用コンデンサが適用された車両エアコンシステムのブロック構成図であり、図２は本発明の実施例による車両用コンデンサの斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線による断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線による断面図である。
図面に示す通り、本発明の実施例による車両用コンデンサ１００は、液体冷媒を膨張させる膨張バルブ１０１、前記膨張バルブ１０１で膨張した冷媒を空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器１０３、蒸発器１０３から気体冷媒の供給を受けて圧縮させる圧縮器１０５を含むエアコンシステムに適用される。

即ち、コンデンサ１００は、圧縮器１０５と膨張バルブ１０１との間に備えられて、ラジエータ１０７から供給される冷却水を循環させ、圧縮器１０５から流入する冷媒との熱交換によって冷媒を凝縮させる。
ラジエータ１０７は、低温用で、リザーバタンク１０８と連結されて、後方には冷却ファン１０９が備えられる。
本発明の実施例における車両用コンデンサ１００は、レシーバードライヤー及びアキュムレーターを一体に構成した積層式プレートタイプで、冷却水を利用して冷媒を凝縮し、凝縮された冷媒を蒸発器１０３から供給される低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させる。これによって、凝縮された冷媒を追加的に過冷するための別の装置を除去することができ、構成部品を減らして、連結配管のレイアウトを簡素化し、原価及び重量を節減させて、レシーバードライヤーのデッドボリュームを縮小させ、放熱面積を増大させて、冷却効率及び車両の全体的な冷房性能を向上させることができる。

また、アキュムレーターを一体構成することによって、気体冷媒だけを圧縮器に供給して、液体冷媒の流入による圧縮器の破損の発生を未然に防止し、圧縮器の耐久性を向上させる。
このために、本発明の実施例による車両用コンデンサ１００は、図１及び図２に図示したように、メイン放熱部１１０、レシーバードライヤー部１３０、過冷放熱部１４０、及びアキュムレーター部１５０からなる。
以下、各構成別により詳細に説明する。
まず、メイン放熱部１１０には、上、下部カバー１１１、１１３が備えられて、上、下部カバー１１１、１１３の間には複数個のプレート１１５が積層される。
このようなメイン放熱部１１０は、ラジエータ１０７と連結されて、冷却水を循環させ、圧縮器１０５から供給される冷媒を循環させて、相互熱交換によって冷媒を凝縮させる。

ここで、メイン放熱部１１０は、冷却水及び冷媒の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて、相互熱交換させる。
即ち、メイン放熱部１１０は、各プレート１１５が積層された状態で間に交差するように形成されて連通しない各冷媒流路１１７及び冷却水流路１１９を通し、冷媒及び冷却水を互いに混合させない状態で、図３及び図４に図示したように、互いに反対方向に流動させることによって、相互熱交換が行われるようにする。
本実施例において、上部カバー１１１には、メイン放熱部１１０に対応して一側及び他側にラジエータ１０７から冷却水が流入及び排出される冷却水流入口１２１及び冷却水排出口１２３が各々形成される。

また、冷却水排出口１２３側には、圧縮器１０５から高温高圧の冷媒が流入する冷媒流入口１２５が形成され、アキュムレーター部１５０に対応する一側に圧縮器１０５と連結される気体冷媒排出口１５１が形成される。
冷媒流入口１２５は、冷却水流入口１２１と反対方向に冷却水排出口１２３が形成される上部カバー１１１の一側に形成されることによって、冷媒及び冷却水の流動は対向流となる。
本実施例において、レシーバードライヤー部１３０は、メイン放熱部１１０で凝縮された冷媒を受け入れ、冷媒を気液分離及び水分を除去するように、メイン放熱部１１０の一端に一体形成されて、メイン放熱部１１０と互いに連結される。

この場合、メイン放熱部１１０には、レシーバードライヤー部１３０に冷却水との熱交換によって冷却され凝縮された冷媒を流入させるように、下部に第１連結流路１２７が形成される。
このようなレシーバードライヤー部１３０は、コンデンサ１００と同一形状に形成されるレシーバードライヤーによって、従来の円筒形状のレシーバードライヤーに比べてデッドボリュームを縮小されるため、別の配管を除去することができる。
一方、本実施例において、レシーバードライヤー部１３０には、内部に第１装着空間１３１が形成され、第１装着空間１３１に対応して下部カバー１１３に挿入ホール１３３が形成される。

第１装着空間１３１には、挿入ホール１３３を通して乾燥剤１３５が挿入され、乾燥剤１３５は、メイン放熱部１１０から流入する凝縮された冷媒の内部に残存する水分を除去する機能をする。
即ち、乾燥剤１３５は、交換周期に応じて挿入ホール１３３を通して交換可能に脱着及び装着可能にレシーバードライヤー部１３０の内部に装着される。
一方、乾燥剤１３５には、フィルターが一体に構成されて、レシーバードライヤー部１３０に流入した冷媒の内部に含まれている異物をフィルタリングする。
レシーバードライヤー部１３０は、乾燥剤１３５によって冷媒の内部に残存する水分を除去し、フィルターによって異物をフィルタリングすることによって、冷媒に残存する異物が膨張バルブ１０１に流入するのを防止する。
それによって、冷媒の内部に残存する異物によって膨張バルブ１０１が詰まる現象を防止することができる。

ここで、挿入ホール１３３には、第１装着空間１３１に挿入された乾燥剤１３５の離脱を防止し、レシーバードライヤー部１３０に流入した冷媒が外部に漏出するのを防止するよう固定キャップ１３７が装着される。
そして、過冷放熱部１４０は、メイン放熱部１１０とレシーバードライヤー部１３０との間でメイン放熱部１１０の下部に一体形成される。
このような過冷放熱部１４０は、蒸発器１０３から供給される低温低圧の気体冷媒を循環させて、レシーバードライヤー部１３０を通過して流入する冷媒を低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させる。
過冷放熱部１４０には、レシーバードライヤー部１３０から気液分離及び水分が除去された冷媒を受け入れるために、レシーバードライヤー部１３０に対応する一端上部に第２連結流路１４１が設けられる。

このような過冷放熱部１４０は、レシーバードライヤー部１３０から第２連結流路１４１を通して流入した冷媒が流動する冷媒流路１１７、及び蒸発器１０３から供給される低温低圧の気体冷媒が流動する気体冷媒流路１４３を通して凝縮された冷媒を低温低圧の気体冷媒と相互熱交換させる。
即ち、過冷放熱部１４０は、各プレート１１５が積層された状態で間に交差するように形成されて連通しない各冷媒流路１１７及び気体冷媒流路１４３を通して、レシーバードライヤー部１３０を通過した凝縮された冷媒及び低温低圧の気体冷媒を互いに混合させない状態で流動させることによって、相互熱交換が行われるようにする。

下部カバー１１３は、冷媒流入口１２５に対応してレシーバードライヤー部１３０の反対側一端部に冷媒排出口１２９が形成されて、膨張バルブ１０１と連結される。
また、下部カバー１１３には、レシーバードライヤー部１３０に近接した過冷放熱部１４０の一側に形成されて、蒸発器１０３から低温低圧の気体冷媒が流入する気体冷媒流入口１４７が形成される。
過冷放熱部１４０には、蒸発器１０３から流入した低温低圧の気体冷媒をアキュムレーター部１５０に流入させるように、アキュムレーター部１５０に対応する他端下部に第３連結流路１４５が形成される。

第３連結流路１４５は、第２連結流路１４１の反対側に形成されて、気体冷媒流入口１４７を通して過冷放熱部１４０の内部に流入した低温低圧の気体冷媒をアキュムレーター部１５０に流入させる。
そして、アキュムレーター部１５０は、過冷放熱部１４０を通過した低温低圧の冷媒を流入させて、気体冷媒だけを気体冷媒排出口１５１を通して圧縮器１０５に排出するように、メイン放熱部１１０及び過冷放熱部１４０の他端に一体形成されて、過冷放熱部１４０と互いに連結される。

このようなアキュムレーター部１５０には、内部にアキュムレーター１５３が装着される第２装着空間１５５が形成され、アキュムレーター１５３は、気体冷媒排出口１５１を通して気体冷媒だけを圧縮器１０５に排出する。
即ち、アキュムレーター部１５０は、レシーバードライヤー部１３０の反対側のメイン放熱部１１０及び過冷放熱部１４０の他端に一体形成されて、内部に装着されたアキュムレーター１５３を通して気体冷媒だけを排出し、圧縮器１０５に液体冷媒が流入するのを防止する。
それによって、圧縮器１０５は、アキュムレーター部１５０を通して気体冷媒だけの供給を受けるので、液体冷媒の流入時に発生する故障及び破損が未然に防止されて、耐久性が向上する。

一方、本実施例において、レシーバードライヤー部１４０は、メイン放熱部１１０及び過冷放熱部１４０の一側に一体形成されて、メイン及び過冷放熱部１１０、１４０及び第１、第２連結流路１２７、１４１を除いたコンデンサ１００の高さ方向のうちの残りの部分に冷媒または冷却水が流入するのを防止する。
また、アキュムレーター部１５０は、メイン放熱部１１０及び過冷放熱部１４０の他側に一体形成されて、過冷放熱部１４０及び第３連結流路１４５を除いたコンデンサ１００の高さ方向のうちの残りの部分に冷媒または冷却水が流入するのを防止する。
メイン放熱部１１０と過冷放熱部１４０との間には、メイン放熱部１１０を通過する冷媒及び過冷放熱部１４０を通過する過冷された冷媒の熱伝達を防止するための熱伝達防止部１６０が形成される。

熱伝達防止部１６０は、メイン放熱部１１０と過冷放熱部１４０との間で、各プレート１１５の積層製作時に形成される複数個のブレイジング連通ホール１６１を通して内部に窒素が投入されて形成される。
各ブレイジングホール１６１は、各プレート１１５の積層製作時に、溶接によって発生するガスを外部に排出して、溶接不良率を低下させ、熱伝達防止部１６０を形成するための窒素の投入を容易にするために形成される。
各ブレイジングホール１６１は、熱伝達防止部１５０を形成するための窒素の投入後に閉鎖される。

このように構成される本発明の実施例によるコンデンサ１００では、複数のプレート１１５が積層される熱交換器からなり、ラジエータ１０７で冷却された冷却水が冷却水流入口１２１を通してメイン放熱部１１０に流入する。
流入した冷却水は、メイン放熱部１１０の内部で各プレート１１５の間に形成される冷却水流路１１９に沿って循環し、冷却水排出口１２３を通して排出されて、再びラジエータ１０７に供給される。
この時、冷媒は、冷媒流入口１２５を通して圧縮器１０５からメイン放熱部１１０の内部に流入して、各冷却水流路１１９の間に相互交差するように形成される冷媒流路１１７に沿って流動する。

それによって、メイン放熱部１１０は、内部に流入した冷却水及び冷媒を互いに対向流するように流動させ、相互熱交換が行われるようにして、熱交換が完了すると、第１連結流路１２７を通してレシーバードライヤー部１３０に冷却されて凝縮された冷媒を流入させる。
凝縮された冷媒は、レシーバードライヤー部１３０の内部に流入した状態で循環し、気液分離が行われると同時に、乾燥剤１３５を通して冷媒の内部の水分が除去された状態で、第２連結流路１４１を通して過冷放熱部１４０に流入する。
過冷放熱部１４０に流入した冷媒は、過冷放熱部１４０の内部で各冷媒流路１１７に沿って循環する。

この時、蒸発器１０３から供給される低温低圧の気体冷媒は、下部カバー１１３上に形成された気体冷媒流入口１４７を通してレシーバードライヤー部１３０に近接した過冷放熱部１４０の内部に流入する。
過冷放熱部１４０に流入した気体冷媒は、各気体冷媒流路１４３に沿ってアキュムレーター部１５０側に向かって流動し、各冷媒流路１１７上で流動する冷媒と相互熱交換される。
それによって、気体冷媒は、メイン放熱部１４０及びレシーバードライヤー部１３０を通過して流入した冷媒との相互熱交換によってレシーバードライヤー部１３０から過冷放熱部１４０に流入した冷媒を過冷させる。
即ち、過冷放熱部１４０に流入する冷媒は、気体冷媒と対向流されて、相互熱交換によって過冷された状態で、冷媒排出口１２９を通して排出され、膨張バルブ１０１に供給される。

一方、気体冷媒流入口１４７を通して流入した気体冷媒は、過冷放熱部１４０の内部で熱交換された後、第３連結流路１４５を通してアキュムレーター部１５０に流入する。
アキュムレーター部１５０に流入した気体冷媒は、アキュムレーター１５３を通過して、内部に残存する液体冷媒と分離された状態で気体冷媒排出口１５１を通して排出され、気体冷媒排出口１５１と連結された圧縮器１０５に供給される。
レシーバードライヤー部１３０及びアキュムレーター部１５０は、メイン及び過冷放熱部１１０、１４０の一端部に一体構成されることによって、別の連結配管を除去することができると同時に、コンデンサ１００と同一形状からなるレシーバードライヤーによって、デッドボリュームなく冷媒を循環させることができる。

また、アキュムレーター部１５０で気液分離された気体冷媒だけを圧縮器１０５に供給することによって、圧縮器１０５の故障及び破損を未然に防止し、耐久性を向上させることができる。
そして、メイン放熱部１１０及び過冷放熱部１４０は、熱伝達防止部１６０によって冷媒の相互熱伝達を防止し、コンデンサ１００の全体的な凝縮効率及び冷却効率を向上させる。
本発明の一実施例による車両用コンデンサ１００を説明する際に、図面上にはメイン放熱部１１０、レシーバードライヤー部１３０、過冷放熱部１４０、及びアキュムレーター部１５０が上、下部カバー１１１、１１３の間に複数個のプレート１１５が積層されて構成されることを一実施例として説明しているが、これに限定されず、上、下部カバー１１１、１１３なく積層された複数個のプレート１１５だけでもメイン及び過冷放熱部１１０、１４０、レシーバードライヤー部１３０、及びアキュムレーター部１５０の構成が可能である。

前記のように、本発明の実施例による車両用コンデンサ１００によれば、レシーバードライヤー及びアキュムレーターを一体構成した積層式プレートタイプで、冷却水を利用して冷媒を凝縮し、凝縮された冷媒を蒸発器１０３から供給される低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させることによって、構成部品を減らし、連結配管のレイアウトを簡素化して、原価及び重量を節減させることができる。
また、メイン放熱部１１０で凝縮された冷媒を再び過冷放熱部１４０に流入させて、低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させることによって、凝縮された冷媒を追加的に過冷するための別の装置や配管を省き、追加費用の発生をなくすことができる。

また、レシーバードライヤー部１４０を一体構成することによって、コンデンサ１００の内部のデッドボリュームを縮小させ、放熱面積を増大させて、サイズの増大なく凝縮効率及び冷却効率を向上させ、車両エアコンシステムの全体的な冷房性能を向上させることができる。
さらに、アキュムレーター部１５０を一体構成することによって、気体冷媒だけを圧縮器に供給して、液体冷媒の流入による圧縮器の破損を未然に防止し、圧縮器の耐久性を向上させることができる。
これによって、コンデンサ１００の全体的な商品価値を向上させることができる。

図５は本発明の実施例による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。
本発明の実施例による車両用エアコンシステム５００は、電動圧縮器５０５が適用される環境に優しい車両において、中温高圧の液体冷媒及び低温低圧の気化中の混合冷媒の潜熱を利用した熱交換により熱交換効率を向上させ、サブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）温度及び領域を増大せて、全体的な冷房性能を向上させることができる。
また、電動圧縮器５０５に気体冷媒だけを供給し、サブクール領域の増大時に、冷媒の流量の増大によって冷媒のスーパーヒート（Ｓｕｐｅｒ Ｈｅａｔ）を設定温度以下に縮小することがでる。また、電動圧縮器５０５の冷媒圧縮後に、内部温度が上昇するのを防止することによって、電動圧縮器の熱害及び破損を防止して、全体的なシステムの耐久性を向上させることができる。

このために、本発明の実施例による車両用エアコンシステム５００は、図５に図示したように、冷媒ライン（Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ Ｌｉｎｅ：以下、Ｒ．Ｌとする）を通して互いに連結されて、液体冷媒を膨張させる膨張バルブ５０１、膨張バルブ５０１で膨張した冷媒を空気との熱交換によって蒸発させて、過熱度を最小化する蒸発器５０３、蒸発器５０３から気体冷媒の供給を受けて圧縮させる電動圧縮器５０５を含んで構成される。
車両用エアコンシステム５００は、水冷コンデンサ５１０及び熱交換器５２０をさらに含んで構成される。以下、各構成別により詳細に説明する。
まず、水冷コンデンサ５１０は、ラジエータ５０７から冷却ライン（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｌｉｎｅ：以下、Ｃ．Ｌとする）を通して供給される冷却水を循環させて、電動圧縮器５０５から流入する冷媒との熱交換によって冷媒を凝縮させる。

ラジエータ５０７は、低温用で、冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を通してリザーバタンク５０８と連結され、冷却ライン（Ｃ．Ｌ）上に装着されたウォータポンプ５０６の作動によって冷却水を循環させ、外気との熱交換によって冷却水を冷却する。
ラジエータ５０７の後方には、ラジエータ５０７に送風するクーリングファン５０９が備えられる。
即ち、水冷コンデンサ５１０は、電動圧縮器５０５と膨張バルブ５０１との間に備えられて、ラジエータ５０７から供給される冷却水を循環させ、電動圧縮器５０５から流入する冷媒との熱交換によって冷媒を凝縮させる。

水冷コンデンサ５１０は、放熱部５１１及びレシーバードライヤー部５１３を含んで構成される。
放熱部５１１は、電動圧縮器５０５から供給された冷媒を循環させて、冷却水との相互熱交換によって凝縮させる。
このような放熱部は、ピンチューブタイプや複数個のプレートが積層構成されるプレートタイプに形成される。
そして、レシーバードライヤー部５１３は、放熱部５１１で凝縮された冷媒を受け入れて、冷媒を気液分離及び水分を除去するように、放熱部５１１に一体形成され、放熱部５１１と連結される。
即ち、水冷コンデンサ５１０は、ラジエータ５０７から冷却された状態で流入する冷却水及び電動圧縮器５０５から流入した冷媒を放熱部５１１で相互熱交換させて凝縮する。

その後、水冷コンデンサ５１０は、放熱部５１１で熱交換が完了して凝縮された冷媒をレシーバードライヤー部５１３を通過させて、冷媒を気液分離し内部に残存する水分を除去する。
熱交換器５２０は、水冷コンデンサ５１０と蒸発器５０３との間で冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）上に設置されて、水冷コンデンサ５１０を通過した中温高圧の液体冷媒及び蒸発器５０３を通過した低温低圧の気化中の冷媒を相互熱交換させる。
熱交換器５２０は、二重管構造で、中温高圧の液体冷媒及び低温低圧の冷媒が互いに反対方向に流動しながら相互熱交換が行われる。
即ち、熱交換器５２０は、水冷コンデンサ５１０を通過した冷媒及び蒸発器５０３を通過した冷媒を相互熱交換させることによって、熱交換効率を向上させる。

一方、蒸発器５０３は、膨張した冷媒を空気との熱交換によって蒸発させ、冷媒の過熱度を最小にした状態で、二重管構造の熱交換器５２０によって冷媒の一定の過熱度を維持し、その性能を最大にする。
それによって、水冷コンデンサ５１０を通過した中温高圧の冷媒は、従来の技術に比べてサブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）温度及び領域が増大し、サブクール領域の増大時に、膨張バルブ５０１の開度量を調節して、冷媒の流量を増大させ、スーパーヒートを設定温度以下に縮小することができる。
一方、電動圧縮器５０５と熱交換器５２０との間の冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）上にアキュムレータ４３０がさらに備えられ、熱交換器５２０を通過した液体及び気体冷媒中の気体冷媒だけを電動圧縮器５０５に供給する。
アキュムレーター５３０は、電動圧縮器５０５に気体冷媒だけを供給するように、内部に気体及び液体が混合された冷媒中の液体冷媒を保存した後、保存された液体冷媒を気化させて、再び電動圧縮器５０５に気体冷媒を供給し、電動圧縮器５０５の効率及び耐久性を向上させる。

このように構成される本発明の実施例による車両用エアコンシステム５００の冷凍サイクルを図６に示す。
図６は本発明の実施例による車両用エアコンシステムの冷凍サイクルを従来の技術と比べたグラフである。
ここで、冷凍サイクルは、圧力に応じたエンタルピーの相関関係を示す。
ΔＴ及びΔＴ１はサブクール、Ｔは圧縮器の吐出温度、ΔＴ２、ΔＴ３、及びΔＴ４はスーパーヒート、Δｈ及びΔｈ´は増大された蒸発器のエンタルピーを各々示す。
エアコンシステム５００において、サブクールΔＴ１は、従来の技術１及び従来の技術２（ΔＴ）に比べて増大（ΔＴ１＞ΔＴ）したことが分かる。

即ち、本実施例において、水冷コンデンサ５１０は、冷却水との熱交換によって１次的に流入した冷媒の温度を低くし、中温高圧の液体冷媒に凝縮させ、この中温高圧の液体冷媒は、再び熱交換器５２０で蒸発器５０３から排出された低温低圧の気化中の冷媒と追加的に熱交換される。したがって、熱交換効率が増大して、従来に比べてサブクール温度及び領域が増大する。
それによって、蒸発器５０３のエンタルピー（Δｈ´）は、従来の技術１及び従来の技術２の蒸発器のエンタルピー（Δｈ）に比べて増大（Δｈ´＞Δｈ）し、これは、膨張バルブ５０１の開度量の増大による冷媒の流量の増大によって、蒸発器５０３の内部の流動冷媒の状態が気体冷媒に比べて液体冷媒が増大して、冷房性能が増大したことを意味する。

また、サブクール温度及び領域が増大する場合には、膨張バルブ５０１の開度量の増大によって、冷媒の流量を増大させるが、本実施例のスーパーヒート（ΔＴ４）は、従来の技術１のスーパーヒート（ΔＴ２）及び従来の技術２のスーパーヒート（ΔＴ３）に比べて低くなったことが分かる。
そして、本実施例の圧縮器５０５の吐出温度（Ｔ１）は、従来の技術１の圧縮器の吐出温度（Ｔ２）及び従来の技術２の圧縮器の吐出温度（Ｔ３）に比べて顕著に低くなって、温度が減少（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３）したことが分かる。
従って、従来の機械式圧縮器に比べて熱害に弱い電動圧縮器５０５が適用された環境に優しい車両でも、電動圧縮器の内部の冷媒温度の上昇による熱害を防止することができ、アキュムレーター５３０を通して気体冷媒だけを電動圧縮器５０５に流入させて、破損を防止することによって、電動圧縮器５０５の全体的な耐久性を向上させることができる。

また、電動圧縮器５０５の熱害の問題を解決することによって、本実施例では、サブクール温度及び領域の増大に制約がなくなる。
したがって、本発明の実施例による車両用エアコンシステム５００を適用すれば、電動圧縮器５０５が適用される環境に優しい車両において、中温高圧の液体冷媒及び低温低圧の気化中の混合冷媒の潜熱を利用した熱交換による熱交換効率の増大によって、サブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）領域及び温度を増大させ、全体的なシステムの冷房性能を向上させることができる。
また、サブクール領域の増大時に、膨張バルブ５０１の開度量の増大によって、冷媒の流量を増大させ、冷媒のスーパーヒート（Ｓｕｐｅｒ Ｈｅａｔ）を設定温度以下に縮小することによって、電動圧縮器５０５の冷媒の圧縮後に、内部温度の上昇を防止することができ、電動圧縮器５０９の熱害を防止することができる。
また、冷媒の流量の増大によって、蒸発器５０３の効率が向上し、アキュムレーター５３０を適用して、スーパーヒートの縮小時に、過熱蒸気に気化することができない液体冷媒が電動圧縮器５０５に流入するのを防止することができ、電動圧縮器５０５の破損を防止し、電動圧縮器５０５の耐久性及びエアコンシステム５００の全体的な耐久性を向上させることができる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１００ コンデンサ
１１０ メイン放熱部
１１１ 上部カバー
１１３ 下部カバー
１１５ プレート
１１７ 冷媒流路
１１９ 冷却水流路
１２１ 冷却水流入口
１２３ 冷却水排出口
１２５ 冷媒流入口
１２７ 第１連結流路
１２９ 冷媒排出口
１３０、５１３ レシーバードライヤー部
１３１ 第１装着空間
１３３ 挿入ホール
１３５ 乾燥剤
１３７ 固定キャップ
１４０ 過冷放熱部
１４１ 第２連結流路
１４３ 気体冷媒流路
１４５ 第３連結流路
１４７ 気体冷媒流入口
１５０ アキュムレーター部
１５１ 気体冷媒排出口
１５３ アキュムレーター
１５５ 第２装着空間
１６０ 熱伝達防止部
１６１ ブレイジングホール
５０１ 膨張バルブ
５０３ 蒸発器
５０５ 電動圧縮器
５０６ ウォータポンプ
５０７ ラジエータ
５０８ リザーバタンク
５０９ クーリングファン
５１０ 水冷コンデンサ
５１１ 放熱部
５１３ レシーバードライヤー部
５２０ 熱交換器
５３０ アキュムレーター

Claims (15)

1. 液体冷媒を膨張させる膨張バルブ、前記膨張バルブで膨張した冷媒を空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器、前記蒸発器から気体冷媒の供給を受けて圧縮させる圧縮器を含むエアコンシステムにおいて、前記圧縮器と膨張バルブとの間に備えられて、ラジエータから供給される冷却水を循環させ、圧縮器から流入する冷媒との熱交換によって冷媒を凝縮させるためのものであって、
   複数個のプレートが積層されて、前記ラジエータと連結され、冷却水を循環させ、前記圧縮器から供給される冷媒を循環させて、相互熱交換によって前記冷媒を凝縮させるメイン放熱部、
   前記メイン放熱部で凝縮された冷媒を流入させて、冷媒を気液分離及び水分を除去して、液体冷媒だけを排出するように、前記メイン放熱部の一端に一体形成されて、前記メイン放熱部と互いに連結されるレシーバードライヤー部、
   前記メイン放熱部とレシーバードライヤー部との間で前記メイン放熱部の下部に一体形成されて、前記蒸発器から供給される低温低圧の気体冷媒を循環させ、前記レシーバードライヤー部を通過して流入する冷媒を低温低圧の気体冷媒との相互熱交換によって過冷させる過冷放熱部、及び
   前記過冷放熱部を通過した低温低圧の冷媒を流入させて、気体冷媒だけを前記圧縮器に排出するように、前記メイン放熱部及び過冷放熱部の他端に一体形成されて、前記過冷放熱部と互いに連結されるアキュムレーター部、を含み、
   前記メイン放熱部、レシーバードライヤー部、過冷放熱部、及びアキュムレーター部は、上、下部に各々上、下部カバーが装着されて、前記上、下部カバーの間に構成されると共に、前記上部カバーは、前記メイン放熱部に対応して一側及び他側に前記ラジエータから冷却水が流入及び排出される冷却水流入口及び冷却水排出口が各々形成され、前記冷却水排出口側には、前記圧縮器から冷媒が流入する冷媒流入口が形成され、前記アキュムレーター部に対応する一側に圧縮器と連結される気体冷媒排出口が形成されることを特徴とする車両用コンデンサ。
   
2. 前記メイン放熱部は、
   冷却水及び冷媒の流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて、相互熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
   
3. 前記メイン放熱部は、前記レシーバードライヤー部に冷却水との熱交換によって冷却され凝縮された冷媒を流入させるように、下部に第１連結流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
   
4. 前記過冷放熱部は、
   前記レシーバードライヤー部で気液分離及び水分が除去された冷媒を流入させるように、第２連結流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
   
5. 前記過冷放熱部は、
   前記レシーバードライヤー部から前記第２連結流路を通して流入した冷媒が流動する冷媒流路及び前記蒸発器から供給される低温低圧の気体冷媒が流動する気体冷媒流路を通して、凝縮された冷媒及び気体冷媒の相互熱交換によって過冷させることを特徴とする請求項４に記載の車両用コンデンサ。
   
6. 前記過冷放熱部は、前記蒸発器から流入した低温低圧の気体冷媒を前記アキュムレーター部に流入させるように、第３連結流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
   
7. 前記メイン放熱部と過冷放熱部との間には、前記メイン放熱部を通過する冷媒及び前記過冷放熱部を通過する過冷された冷媒の熱伝達を防止するための熱伝達防止部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
   
8. 前記熱伝達防止部は、前記メイン放熱部と過冷放熱部との間で一側面に長さ方向に形成される複数個のブレイジング連通ホールを通して内部に窒素が投入されることを特徴とする請求項７に記載の車両用コンデンサ。
   
9. 前記下部カバーは、
   前記冷媒流入口に対応して前記レシーバードライヤー部の反対側一端部に冷媒排出口が形成されて、前記膨張バルブと連結され、
   前記レシーバードライヤー部に近接した過冷放熱部の一側に形成されて、蒸発器から低温低圧の気体冷媒が流入する気体冷媒流入口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
   
10. 前記レシーバードライヤー部は、内部に第１装着空間が形成されて、前記第１装着空間に対応して前記下部カバーに挿入ホールが形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
    
11. 前記第１装着空間には、前記挿入ホールを通して乾燥剤が挿入されることを特徴とする請求項１０に記載の車両用コンデンサ。
    
12. 前記挿入ホールには、前記第１装着空間に挿入された乾燥剤の離脱を防止し、前記レシーバードライヤー部に流入した冷媒が外部に漏出するのを防止するように、固定キャップが装着されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用コンデンサ。
    
13. 前記アキュムレーター部は、内部にアキュムレーターが装着される第２装着空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
    
14. 前記ラジエータは、低温用で、リザーバタンクと連結されて、後方には冷却ファンが備えられることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
    
15. 前記コンデンサは、複数のプレートが積層される熱交換器からなることを特徴とする請求項１に記載の車両用コンデンサ。
    

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