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KR101461871B1 - 차량용 응축기 - Google Patents

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KR101461871B1
KR101461871B1 KR1020120116818A KR20120116818A KR101461871B1 KR 101461871 B1 KR101461871 B1 KR 101461871B1 KR 1020120116818 A KR1020120116818 A KR 1020120116818A KR 20120116818 A KR20120116818 A KR 20120116818A KR 101461871 B1 KR101461871 B1 KR 101461871B1
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KR
South Korea
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unit
refrigerant
sub
receiver dryer
heat
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KR1020120116818A
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김재연
조완제
이순종
김윤성
Original Assignee
현대자동차 주식회사
주식회사 두원공조
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Priority to US13/717,398 priority patent/US20140110093A1/en
Priority to CN201210559881.1A priority patent/CN103776207B/zh
Priority to DE201210113179 priority patent/DE102012113179A1/de
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Abstract

차량용 응축기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기는 다수개의 플레이트가 적층 구성되어 내부에 다수개의 제1, 제2 유로가 교차되게 형성되고, 상기 각 제1, 제2 유로를 통하여 라디에이터로 유입되는 냉각수와 압축기로부터 공급되는 냉매가 각각 유동되면서 상호 열교환되는 메인 방열부; 상기 메인 방열부가 상부 일측에 배치되어 냉각수와 냉매가 유동되도록 상호 연결되며, 다수개의 플레이트가 적층 구성되어 내부에 각기 다수개의 제3, 제4 유로가 교차되게 형성되고, 상기 각 제3, 제4 유로를 통하여 냉각수와 냉매가 각각 유동되면서 상호 열교환되는 서브 방열부; 상기 메인 방열부와 이격되게 배치된 상태로, 상기 서브 방열부의 상부 타측에 장착되고, 상기 메인 방열부로부터 상기 서브 방열부를 통해 유입된 냉매의 기액분리와 수분 및 이물질을 필터링하여 액체상태의 냉매만 상기 서브 방열부로 공급하는 리시버 드라이어 유닛; 상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛의 상부를 상호 연결하여 장착되며, 상기 메인 방열부에 대응하여 상기 리시버 드라이어 유닛의 반대측 일단부에 냉매 유입구가 형성되고, 타단부에 냉각수 배출구가 형성되는 상부 커버; 및 상기 서브 방열부의 하부에 장착되어 상기 냉매 유입구에 대응하는 일측에 상기 서브 방열부와 연결되는 냉매 배출구가 형성되며, 상기 냉매 배출구와 이격된 일측에 상기 메인 방열부와 서브 방열부와 연결되는 냉각수 유입구가 형성되고, 상기 리시버 드라이어 유닛에 대응하여 장착홀이 형성되는 하부 커버를 포함한다.

Description

차량용 응축기{CONDENSER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 응축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각유체와 상호 열교환을 통해 냉매를 응축하는 수랭식이 적용된 차량용 응축기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 에어컨 시스템은 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 에어컨 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 팽창밸브, 및 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 에어컨 시스템이 설치된 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기 등을 주요한 구성요소로 포함한다.
여기서, 상기 응축기는 압축된 고온 고압의 기체 냉매를 차량의 내부로 유입되는 외부공기를 통해 냉각시켜 저온의 액체 냉매로 응축시키게 된다.
이러한 응축기는 보통 기액분리를 통한 응축효율 향상과 냉매 중의 수분을 제거하기 위해 구비되는 리시버 드라이어와 배관을 통해 연결된다.
차량용 응축기는 외부 공기로 방열되는 공랭식이 적용된 핀-튜브 타입 구조로 냉각 성능을 증대시키기 위해서는 전체적인 크기를 증대시켜야 하는 바, 협소한 엔진룸 내부에서 레이아웃에 제약이 발생되는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해 최근에는 냉각수를 냉각유체로 이용하는 수랭식이 적용된 응축기가 차량에 적용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 수랭식이 적용된 차량용 응축기는 공랭식과 비교하여 응축온도가 약 5 ~ 15℃ 낮아 외부기온과의 온도 차이 축소에 따른 서브 쿨 효과 부족으로 응축효율이 저하되고, 이로 인해 전체적인 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같은 수랭식이 적용된 차량용 응축기는 응축효율을 증대시키거나 냉각효율을 증대시키기 위해서는 라디에이터의 사이즈를 증대시키거나, 냉각팬 용량을 증대시켜야 함에 따라 원가 및 중량이 증대되고, 별도로 구성되는 리시버 드라이어와의 연결배관 레이아웃이 복잡해지는 문제점도 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 리시버 드라이어 유닛을 일체형으로 구성하여 냉각유체와 냉매의 상호 열교환을 통해 응축하는 수랭식으로 구성함으로써, 구성요소와 연결배관의 레이아웃을 간소화하여 원가 및 중량을 줄이고, 사체적 축소를 통해 방열면적을 증대시켜 에어컨 시스템의 전체적인 냉각효율을 향상시키도록 하는 차량용 응축기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기는 다수개의 플레이트가 적층 구성되어 내부에 다수개의 제1, 제2 유로가 교차되게 형성되고, 상기 각 제1, 제2 유로를 통하여 라디에이터로 유입되는 냉각수와 압축기로부터 공급되는 냉매가 각각 유동되면서 상호 열교환되는 메인 방열부; 상기 메인 방열부가 상부 일측에 배치되어 냉각수와 냉매가 유동되도록 상호 연결되며, 다수개의 플레이트가 적층 구성되어 내부에 각기 다수개의 제3, 제4 유로가 교차되게 형성되고, 상기 각 제3, 제4 유로를 통하여 냉각수와 냉매가 각각 유동되면서 상호 열교환되는 서브 방열부; 상기 메인 방열부와 이격되게 배치된 상태로, 상기 서브 방열부의 상부 타측에 장착되고, 상기 메인 방열부로부터 유입된 냉매의 기액분리와 수분 및 이물질을 필터링하여 액체상태의 냉매만 상기 서브 방열부로 공급하는 리시버 드라이어 유닛; 상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛의 상부를 상호 연결하여 장착되며, 상기 메인 방열부에 대응하여 상기 리시버 드라이어 유닛의 반대측 일단부에 냉매 유입구가 형성되고, 타단부에 냉각수 배출구가 형성되는 상부 커버; 및 상기 서브 방열부의 하부에 장착되어 상기 냉매 유입구에 대응하는 일측에 상기 서브 방열부와 연결되는 냉매 배출구가 형성되며, 상기 냉매 배출구와 이격된 일측에 상기 메인 방열부와 서브 방열부와 연결되는 냉각수 유입구가 형성되고, 상기 리시버 드라이어 유닛에 대응하여 장착홀이 형성되는 하부 커버를 포하되, 상기 리시버 드라이어 유닛은 다수개의 플레이트가 적층 구성되며, 내부에 냉매 저장공간이 형성되는 냉매저장부; 상기 하부커버의 하부에서 상기 서브 방열부를 통하여 상기 냉매 저장공간에 삽입되는 삽입부재; 상기 삽입부재의 하부에서 상부로 삽입되며, 상부에 이물질을 제거하는 필터부가 일체로 형성되고, 하부가 상기 삽입부재에 나사 체결되는 고정캡; 및 상기 고정캡의 상부에서 상기 냉매 저장공간에 구비되는 건조제를 포함할 수 있다.
삭제
상기 서브 방열부는 상기 리시버 드라이어 유닛에 대응하는 일측 내부에 연결공간이 형성되어 상기 냉매 저장공간과 상호 연결될 수 있다.
상기 삽입부재는 상기 고정캡의 필터부와 상기 서브 방열부에 대응하는 일측 상부에 상기 고정캡의 필터부를 통과한 액체상태의 냉매를 상기 서브 방열부로 배출하는 배출홀이 형성될 수 있다.
상기 삽입부재는 양단부가 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다.
상기 고정캡은 상기 필터부와 하단부 사이의 외주면에 상기 삽입부재의 내주면 사이를 시일하기 위한 시일링이 개재될 수 있다.
상기 서브 방열부는 상기 메인 방열부에 근접한 상부에서 상기 냉매 배출구와 냉각수 유입구에 각각 대응하여 격벽이 형성되며, 상기 격벽의 상부에 위치되는 상기 메인 방열부에는 상기 리시버 드라이어 유닛과 연결되는 제1 연결유로가 형성될 수 있다.
상기 메인 방열부는 유입된 냉매를 냉각수와 상호 열교환시켜 응축하고, 상기 제1 연결유로를 통해 상기 리시버 드라이어 유닛으로 응축된 냉매를 배출할 수 있다.
상기 서브 방열부는 상기 격벽의 하부에 형성되어 상기 리시버 드라이어 유닛을 통과한 액체 냉매가 유입되는 제2 연결유로가 형성될 수 있다.
상기 서브 방열부는 상기 메인 방열부로부터 배출되어 상기 리시버 드라이어 유닛을 통해 기액분리 및 수분이 제거된 냉매를 상기 제2 연결유로를 통해 유입시켜 냉각수와 2차로 상호 열교환시킬 수 있다.
상기 서브 방열부는 상부에 장착되는 연결 플레이트를 통하여 상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛과 상호 연결될 수 있다.
상기 연결 플레이트는 상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛의 사이에 상기 연결 플레이트의 폭방향으로 형성되는 고정돌기를 통하여 상기 메인 방열부와 리시버 드라이어 유닛을 이격된 상태로 고정시킬 수 있다.
상기 서브 방열부는 냉각수와 냉매의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시킬 수 있다.
상기 응축기는 복수개의 플레이트가 적층되는 열교환기로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기에 의하면, 리시버 드라이어 유닛을 일체형으로 구성한 적층식 플레이트 타입으로 냉각수를 이용하여 냉매를 응축하는 수랭식으로 구성함으로써, 구성요소와 연결배관의 레이아웃을 간소화하여 원가와 중량을 줄일 수 있다.
또한, 리시버 드라이어 유닛을 메인 방열부와 이격되게 배치하여 냉각수의 혼입을 방지할 수 있다.
또한, 응축기 내부의 사체적을 축소를 통해 방열면적을 증대시키고, 사이즈의 증대 없이 응축효율 및 냉각효율을 향상시켜 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 냉각수 유입구를 통해 저온 상태로 선 유입되는 냉각수와 리시버 드라이어 유닛을 통과한 액체 상태의 냉매를 상호 열교환시켜 냉매의 온도를 더 낮춰 서브쿨을 형성을 유도함으로써, 에어컨 시스템의 전체적인 냉방성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 메인 방열부, 서브 방열부, 및 리시버 드라이어 유닛을 각각 별도의 적층식 플레이트 타입으로 제작하고, 상, 하부 커버 및 연결 플레이트를 통해 일체형으로 구성함으로써, 종래 리브를 통해 유로를 분리 구획하던 타입에서 용접 불량 및 조립품질 편차로 인한 누수로 각 작동유체의 혼입 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기가 적용된 차량 에어컨 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기의 단면도이다.
도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도로서, 냉매의 유동을 나타낸 작동 상태도이다.
도 6은 도 3의 B-B 선에 따른 단면도로서, 냉각수의 유동을 나타낸 작동 상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기가 적용된 차량 에어컨 시스템의 구성도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 액체냉매를 팽창시키는 팽창밸브(101)와, 상기 팽창밸브(101)를 통해 팽창된 냉매를 공기와 열교환을 통해 증발시키는 증발기(103)와, 상기 증발기(103)로부터 기체 상태의 냉매를 공급받아 압축시키는 압축기(105)를 포함하는 에어컨 시스템에 적용된다.
즉, 상기 응축기(100)는 상기 압축기(105)와 팽창밸브(101) 사이에 구비되어 라디에이터(107)로부터 공급되는 냉각수를 순환시켜 압축기(105)로부터 유입되는 냉매와 열교환을 통해 냉매를 응축시키기 위한 구조로 이루어진다.
상기 라디에이터(107)는 저온용으로 이루어져 리저버 탱크(108)와 연결되고, 후방에는 냉각팬(109)이 구비된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기(100)는 리시버 드라이어유닛(130)을 일체형으로 구성하여 냉각유체와 냉매의 상호 열교환을 통해 응축하는 수랭식으로 구성함으로써, 구성요소와 연결배관의 레이아웃을 간소화하여 원가 및 중량을 줄이고, 리시버 드라이어의 사체적 축소를 통해 방열면적을 증대시켜 에어컨 시스템의 전체적인 냉각효율을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기(100)는, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 메인 방열부(110), 서브 방열부(120), 리시버 드라이어 유닛(130), 상부커버(140), 및 하부커버(150)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 메인 방열부(110)는 다수개의 플레이트(111)가 적층 구성되어 내부에 다수개의 제1, 제2 유로(113, 115)가 교차되게 형성된다.
이러한 메인 방열부(110)는 상기 라디에이터(107)와 연결되어 제2 유로(115)를 통해 냉각수가 유동되고, 상기 압축기(105)로부터 공급되는 냉매가 제1 유로(113)를 따라 유동되면서 냉각수와 냉매의 상호 열교환을 통해 냉매를 1차로 응축시키게 된다.
본 실시예에서, 상기 서브 방열부(120)는 상기 메인 방열부(110)가 상부 일측에 배치되어 냉각수와 냉매가 유동되도록 상기 메인 방열부(110)와 상호 연결된다.
이러한 서브 방열부(120)는 다수개의 플레이트(121)가 적층 구성되어 내부에 각기 다수개의 제3, 제4 유로(123, 125)가 교차되게 형성된다. 상기 각 제3 유로(123)에는 냉매가 유동되고, 상기 각 제4 유로(125)에는 냉각수가 유동되면서 상호 열교환 된다.
즉, 상기 서브 방열부(120)는 상기 메인 방열부(110)를 통해 냉각되어 1차로 응축된 냉매가 유입되면 냉각수와의 상호 열교환을 통해 냉각시켜 2차로 응축시키는 기능을 하게 된다.
여기서, 상기 서브 방열부(120)는 냉각수와 냉매의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시키게 된다.
즉, 상기 서브 방열부(120)는 상기 각 플레이트(121)가 적층된 상태로, 사이사이에 교차되게 형성되어 서로 연통되지 않는 각 제3 유로(123)와 제4 유로(125)를 통해 냉각수와 냉매를 서로 혼합시키지 않은 상태로, 서로 반대방향으로 유동시킴으로써, 상호간에 열교환이 효율적으로 이루어지게 한다.
한편, 본 실시예를 설명함에 있어, 상기 서브 방열부(120)로 유입된 냉각수와 리시버버 드라이어 유닛(130)을 통과한 냉매의 유동이 대향류되면서 상호 열교환이 되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 필요에 따라 평행류 시켜 상호 열교환이 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 서브 방열부(120)는 상부에 장착되는 연결 플레이트(160)를 통하여 상기 메인 방열부(110)와 상기 리시버 드라이어 유닛(130)과 상호 연결될 수 있다.
상기 연결 플레이트(160)는 상기 메인 방열부(110)와 상기 리시버 드라이어 유닛(130)의 사이에 상기 연결 플레이트(160)의 폭방향으로 형성되는 고정돌기(161)를 통하여 상기 메인 방열부(110)와 리시버 드라이어 유닛(130)을 이격된 상태로 고정시키게 된다.
본 실시예에서, 상기 리시버 드라이어 유닛(130)은 상기 메인 방열부(110)와 이격되게 배치된 상태로, 상기 서브 방열부(120)의 상부 타측에 상기 연결 플레이트(160)를 통해 장착된다.
이러한 리시버 드라이어 유닛(130)은 상기 메인 방열부(110)로부터 유입된 냉매의 기액분리와 수분 및 이물질을 필터링하여 액체상태의 냉매만 상기 서브 방열부(120)로 공급하는 것으로, 하기에서 그 구성에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에서, 상기 상부 커버(140)는 상기 메인 방열부(110)와 상기 리시버 드라이어 유닛(130)의 상부를 상호 연결하여 장착되며, 상기 메인 방열부(110)에 대응하여 상기 리시버 드라이어 유닛(130)의 반대측 일단부에 냉매 유입구(141)가 형성되고, 타단부에 냉각수 배출구(143)가 형성된다.
여기서, 상기 냉매 유입구(141)는 상기 메인 방열부(110)의 내부에서 상기 제1 유로(113)와 상호 연결되어 압축기(105)로부터 공급되는 냉매를 유입시키게 된다.
그리고 상기 하부 커버(150)는 상기 서브 방열부(120)의 하부에 장착되어 상기 냉매 유입구(141)에 대응하는 일측에 상기 서브 방열부(120)와 연결되는 냉매 배출구(151)가 형성되어 상기 팽창밸브(101)와 연결된다.
또한, 상기 하부 커버(150)는 상기 냉매 배출구(151)와 이격된 일측에 상기 메인 방열부(110)와 서브 방열부(120)에 연결되는 냉각수 유입구(153)가 형성되어 상기 라디에이터(107)와 연결되고, 상기 리시버 드라이어 유닛(130)에 대응하여 장착홀(155)이 형성된다.
이러한 하부 커버(150)는 상기 서브 방열부(120)의 각 플레이트(122)와 같이 플레이트 형상으로 형성되어 상기 서브 방열부(120)의 하부에 장착될 수 있다.
즉, 상기 라디에이터(107)로부터 공급된 냉각수는 상기 하부커버(150)에 형성된 냉각수 유입구(153)를 통해 유입 시, 저온상태로 유입되어 상기 서브 방열부(120)를 먼저 통과하게 된다.
이에 따라, 냉매는 상기 메인 방열부(110)를 통과하면서 1차로 냉각되어 응축된 후, 상기 리시버 드라이어 유닛(130)을 통과하면서 기체상태의 냉매와 수분 및 이물질이 제거된다.
그런 후, 냉매는 상기 서브 방열부(120)로 유입되며, 이 때, 저온상태로 상기 서브 방열부(120)로 선 유입된 냉각수와 추가로 냉각됨으로써, 냉각효율이 향상되어 응축률이 증가될 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 서브 방열부(120)는 상기 메인 방열부(110)에 근접한 상부에서 상기 냉매 배출구(151)와 냉각수 유입구(153)에 각각 대응하여 격벽(127)이 형성되고, 상기 격벽(127)의 상부에 위치되는 상기 메인 방열부(110)에는 상기 리시버 드라이어 유닛(130)과 연결되는 제1 연결유로(128)가 형성될 수 있다.
따라서, 상기 메인 방열부(110)는 유입된 냉매를 냉각수와 상호 열교환시켜 응축하고, 상기 제1 연결유로(128)를 통해 상기 리시버 드라이어 유닛(130)으로 응축된 냉매를 배출하게 된다.
또한, 상기 서브 방열부(120)는 상기 격벽(127)의 하부에 형성되어 상기 리시버 드라이어 유닛(130)을 통과한 액체 냉매가 유입되는 제2 연결유로(129)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 서브 방열부(120)는 상기 메인 방열부(110)로부터 배출되어 상기 리시버 드라이어 유닛(130)을 통해 기액분리 및 수분과 이물질이 제거된 냉매를 상기 제2 연결유로(129)를 통해 유입시켜 냉각수와 2차로 상호 열교환시키게 되는 것이다.
여기서, 상기 각 격벽(127)은 상기 제1 연결유로(128)와 제2 연결유로(129)를 구획함으로써, 메인 방열부(110)를 통과하는 냉매와 서브 방열부(120)로 유입되는 냉매의 혼입을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 하기에서는 전술한 본 실시예에 따른 상기 리시버 드라이어 유닛(130)의 세부 구성을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에서, 상기 리시버 드라이어 유닛(130)은, 냉매저장부(131), 삽입부재(133), 고정캡(135), 및 건조제(137)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 냉매저장부(131)는 다수개의 플레이트(131a)가 적층 구성되며, 내부에 냉매 저장공간(131b)이 형성된다.
상기 삽입부재(133)는 상기 하부커버(150)의 하부에서 상기 장착홀(155)을 통해 상기 냉매 저장공간(131b)에 삽입된다.
한편, 상기 서브 방열부(120)는 상기 리시버 드라이어 유닛(130)에 대응하는 일측 내부에서 상기 장착홀(155)과 연결되는 연결공간(126)이 형성되어 상기 냉매 저장공간(131b)과 상호 연결될 수 있다.
이러한 삽입부재(133)는 양단부가 개구된 원통의 파이프 형상으로 형성되어 상기 연결공간(126)에 대응되는 하부는 압입 등을 통하여 냉매가 서브 방열부(120)의 외부로 누출되지 않도록 장착되며, 상단부가 상기 냉매 저장공간(131b)에 위치되게 장착된다.
본 실시예에서, 상기 고정캡(135)은 상기 삽입부재(133)의 하부에서 상부로 삽입되며, 상부에 액체상태의 냉매를 필터링 하는 필터부(135a)가 일체로 형성되고, 하부가 상기 삽입부재(133)의 내주면에 나사 체결된다.
여기서, 상기 삽입부재(133)는 상기 고정캡(135)의 필터부(135a)와 상기 서브 방열부(120)에 대응하는 일측 상부에 상기 고정캡(135)의 필터부(135a)를 통과한 액체상태의 냉매를 상기 서브 방열부(120)로 배출하는 배출홀(133a)이 형성될 수 있다.
상기 배출홀(133a)은 상기 서브 방열부(120)의 제3 유로(125)로 상기 필터부(135a)를 통과하면서 필터링된 액체 상태의 냉매를 상기 제2 연결유로(129)를 통해 상기 서브 방열부(120)의 제3 유로(125)로 연결하기 위한 것으로, 상기 제2 연결유로(120)와 필터부(135a)를 상호 연결하게 된다.
한편, 상기 고정캡(135)은 상기 필터부(135a)와 하단부 사이의 외주면에 상기 삽입부재(133)의 내주면 사이를 시일하기 위한 시일링(139)이 개재될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 시일링(139)은 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 상기 삽입부재(133)의 내부로 유입되어 상기 필터부(135a)를 통과한 액체상태의 냉매가 서브 방열부(120)의 외부로 누출되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.
그리고 상기 건조제(137)는 상기 고정캡(135)의 상부에서 상기 냉매 저장공간(131b)에 구비되며 액체 상태의 냉매만 상기 필터부(135a)를 통과시킨 상태로 상기 서브 방열부(120)로 공급되도록 상기 메인 방열부(110)로부터 유입되는 응축된 냉매의 내부에 잔존하는 기체상태의 냉매를 분리하게 된다.
즉, 상기 메인 방열부(110)를 통과하면서 응축된 냉매의 내부에 잔존하는 기체상태의 냉매가 제1 연결유로(128)를 통해 리시버 드라이어 유닛(130)으로 유입되어 상기 건조제(137)를 통해 분리된 후, 상기 필터부(135a)를 통과하면서 이물질이 필터링 된다.
그런 후, 상기 냉매는 상기 제2 연결유로(129)를 통해 서브 방열부(120)를 통과하면서 2차로 응축되어 냉매 배출구(151)를 통해 상기 서브 방열부(120)로부터 배출되어 팽창밸브(101)로 유입된다.
이에 따라, 상기 필터부(135a)와 건조제(137)는 냉매에 포함된 기체상태의 냉매와 이물질의 잔존을 미연에 방지함으로써, 냉매와 함께 이물질이 상기 팽창밸브(101)로 유입될 경우 팽창밸브(101)가 막혀 성능이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
그리고 상기 건조제(137)의 수명이 다 할 경우, 상기 고정캡(135)이 상기 삽입부재(133)에 나사 체결되어 결합됨으로써, 분리가 쉬워 건조제(137) 교환에 따른 정비성과 정비시간을 단축할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 응축기(100)는 메인 방열부(110), 서브 방열부(120), 및 리시버 드라이어 유닛(130)이 각각 복수개의 플레이트(111, 121, 131a)가 적층되어 상기 상, 하부 커버(140, 150)와 연결 플레이트(160)를 통해 상호 결합되어 일체로 구성된 플레이트형 열교환기로 이루어질 수 있다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기(100)의 작동 및 작용을 도 5와 도 6을 통해 상세히 설명한다.
도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도로서, 냉매의 유동을 나타낸 작동 상태도이고, 도 6은 도 4의 B-B 선에 따른 단면도로서, 냉각수의 유동을 나타낸 작동 상태도이다.
먼저, 상기 압축기(105)로부터 공급되는 고온 고압상태의 기체 냉매는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 상부 커버(140)의 냉매 유입구(141)를 통해 상기 메인 방열부(110)로 유입되어 상기 각 제2 유로(115)의 사이사이에 형성된 제1 유로(113)를 따라 상기 리시버 드라이어 유닛(130) 측을 향하여 이동된다.
이 때, 상기 라디에이터(107)를 통해 냉각된 저온 상태의 냉각수는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 하부 커버(150)의 냉각수 유입구(153)를 통해 상기 서브 방열부(120)로 선 유입된다.
선 유입된 냉각수는 서브 방열부(120)에 형성된 제4 유로(125)와 상기 메인 방열부(110)의 제1 유로(113)를 순차적으로 통과하여 상기 상부 커버(140)에 형성된 냉각수 배출구(143)로 배출되어 다시 상기 라디에이터(107)로 유입되어 외기와의 열교환을 통해 냉각된다.
여기서, 상기 메인 방열부(110)는 내부로 유입되어 제1 유로(113)를 통과하는 냉매를 제2 유로(115)를 통과하는 냉각수와 상호 열교환시켜 응축시킨 후, 1차로 응축된 냉매를 상기 서브 방열부(120)의 상부에서 상기 메인 방열부()의 내측 하부에 형성된 제1 연결유로(128)를 통하여 상기 리시버 드라이어 유닛(130)으로 유입시키게 된다.
상기 리시버 드라이어 유닛(130)으로 유입된 응축된 냉매는 상기 냉매 저장공간(131b)에 구비된 건조제(137)와 필터부(135a)를 통과하면서 기액분리와 수분 및 이물질이 필터링된다.
이러한 상태로, 냉매는 상기 삽입부재(133)의 배출홀(133a)과 연결되는 제2 연결유로(129)로 유입되어 상기 서브 방열부(120)의 각 제3 유로(123)를 통과하게 된다.
상기 각 제3 유로(123)로 유입된 냉매는 상기 서브 방열부(120)로 선 유입되어 상기 제4 유로(125)를 통과하는 저온의 냉각수와 서로 대향류 되면서 2차로 열교환이 이루어져 추가로 냉각되면서 응축률이 증가된다.
그런 후, 서브 방열부(120)를 통과한 냉매는 상기 냉매 배출구(151)를 통해 배출되어 상기 팽창밸브(101)로 공급된다.
여기서, 상기 리시버 드라이어 유닛(130)은 상기 냉매저장부(131)를 통해 메인 방열부(110)의 일측에 연결 플레이트(160)를 통해 이격된 상태로, 상부 커버(140)를 통해 일체형으로 구성되고, 서브 방열부(120)에 형성된 제1, 제2 연결유로(128, 129)를 통해 메인 및 서브 방열부(120)와 상호 연결됨으로써, 별도의 연결배관을 제거할 수 있다.
그리고 종래 원형으로 구성되는 리시버 드라이어를 각 방열부(110, 120)와 동일한 형상의 적층된 플레이트(111, 121, 131a)로 구성하여 패키지를 축소 및 사체적을 줄여 크기의 변동 없이도 각 방열부(110, 120)를 증대시키고, 서브 방열부(120)의 적용으로 서브쿨 형성이 유리함에 따라 냉각성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래 플레이트형 열교환기에서 리브를 통해 구획된 유로를 분리 구획하던 타입에서 용접 불량 및 조립품질 편차로 인한 누수로 각 작동유체의 혼입 발생을 미연에 방지하여 응축 효율 및 상품성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 응축기(100)를 적용하면, 리시버 드라이어 유닛(130)을 일체형으로 구성한 적층식 플레이트 타입으로 냉각수를 이용하여 냉매를 응축하는 수랭식으로 구성함으로써, 구성요소와 연결배관의 레이아웃을 간소화하여 원가와 중량을 줄일 수 있다.
또한, 리시버 드라이어 유닛(130)을 메인 방열부(110)와 이격되게 배치하여 냉각수의 혼입을 방지할 수 있다.
또한, 응축기(100) 내부의 사체적을 축소를 통해 방열면적을 증대시키고, 사이즈의 증대 없이 응축효율 및 냉각효율을 향상시켜 상품성을 향상시킬 수 있다.
그리고 냉각수 유입구(153)를 통해 저온 상태로 선 유입되는 냉각수와 리시버 드라이어 유닛(130)을 통과한 액체 상태의 냉매를 상호 열교환시켜 냉매의 온도를 더 낮춰 서브쿨을 형성을 유도함으로써, 에어컨 시스템의 전체적인 냉방성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 메인 방열부(110), 서브 방열부(120), 및 리시버 드라이어 유닛(130)을 각각 별도의 적층식 플레이트 타입으로 제작하고, 상, 하부 커버(140, 150) 및 연결 플레이트(160)를 통해 일체형으로 구성함으로써, 종래 리브를 통해 유로를 분리 구획하던 타입에서 용접 불량 및 조립품질 편차로 인한 누수로 각 작동유체의 혼입 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 응축기 101 : 팽창밸브
103 : 증발기 105 : 압축기
107 : 라디에이터 108 : 리저버 탱크
109 : 냉각팬 110 : 메인 방열부
111, 121, 131a : 플레이트 113 : 제1 유로
115 : 제2 유로 120 : 서브 방열부
123 : 제3 유로 125 : 제4 유로
126 : 연결공간 127 : 격벽
128 : 제1 연결유로 129 : 제2 연결유로
130 : 리시버 드라이어 유닛 131 : 냉매저장부
131b : 냉매 저장공간 133 : 삽입부재
133a : 배출홀 135 : 고정캡
135a : 필터부 137 : 건조제
139 : 시일링 140 : 상부커버
141 : 냉매 유입구 143 : 냉각수 배출구
150 : 하부 커버 151 : 냉매 배출구
153 : 냉각수 유입구 155 : 장착홀
160 : 연결 플레이트 161 : 고정돌기

Claims (14)

  1. 다수개의 플레이트가 적층 구성되어 내부에 다수개의 제1, 제2 유로가 교차되게 형성되고, 상기 각 제1, 제2 유로를 통하여 라디에이터로 유입되는 냉각수와 압축기로부터 공급되는 냉매가 각각 유동되면서 상호 열교환되는 메인 방열부;
    상기 메인 방열부가 상부 일측에 배치되어 냉각수와 냉매가 유동되도록 상호 연결되며, 다수개의 플레이트가 적층 구성되어 내부에 각기 다수개의 제3, 제4 유로가 교차되게 형성되고, 상기 각 제3, 제4 유로를 통하여 냉각수와 냉매가 각각 유동되면서 상호 열교환되는 서브 방열부;
    상기 메인 방열부와 이격되게 배치된 상태로, 상기 서브 방열부의 상부 타측에 장착되고, 상기 메인 방열부로부터 유입된 냉매의 기액분리와 수분 및 이물질을 필터링하여 액체상태의 냉매만 상기 서브 방열부로 공급하는 리시버 드라이어 유닛;
    상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛의 상부를 상호 연결하여 장착되며, 상기 메인 방열부에 대응하여 상기 리시버 드라이어 유닛의 반대측 일단부에 냉매 유입구가 형성되고, 타단부에 냉각수 배출구가 형성되는 상부 커버; 및
    상기 서브 방열부의 하부에 장착되어 상기 냉매 유입구에 대응하는 일측에 상기 서브 방열부와 연결되는 냉매 배출구가 형성되며, 상기 냉매 배출구와 이격된 일측에 상기 메인 방열부와 서브 방열부와 연결되는 냉각수 유입구가 형성되고, 상기 리시버 드라이어 유닛에 대응하여 장착홀이 형성되는 하부 커버;를 포함하되,
    상기 리시버 드라이어 유닛은
    다수개의 플레이트가 적층 구성되며, 내부에 냉매 저장공간이 형성되는 냉매저장부;
    상기 하부커버의 하부에서 상기 서브 방열부를 통하여 상기 냉매 저장공간에 삽입되는 삽입부재;
    상기 삽입부재의 하부에서 상부로 삽입되며, 상부에 이물질을 제거하는 필터부가 일체로 형성되고, 하부가 상기 삽입부재에 나사 체결되는 고정캡; 및
    상기 고정캡의 상부에서 상기 냉매 저장공간에 구비되는 건조제;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 방열부는
    상기 리시버 드라이어 유닛에 대응하는 일측 내부에 연결공간이 형성되어 상기 냉매 저장공간과 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 삽입부재는
    상기 고정캡의 필터부와 상기 서브 방열부에 대응하는 일측 상부에 상기 고정캡의 필터부를 통과한 액체상태의 냉매를 상기 서브 방열부로 배출하는 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 삽입부재는
    양단부가 개구된 원통 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정캡은
    상기 필터부와 하단부 사이의 외주면에 상기 삽입부재의 내주면 사이를 시일하기 위한 시일링이 개재되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서브 방열부는
    상기 메인 방열부에 근접한 상부에서 상기 냉매 배출구와 냉각수 유입구에 각각 대응하여 격벽이 형성되고, 상기 격벽의 상부에 위치되는 상기 메인 방열부에는 상기 리시버 드라이어 유닛과 연결되는 제1 연결유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메인 방열부는
    유입된 냉매를 냉각수와 상호 열교환시켜 응축하고, 상기 제1 연결유로를 통해 상기 리시버 드라이어 유닛으로 응축된 냉매를 배출하는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 서브 방열부는
    상기 격벽의 하부에 형성되어 상기 리시버 드라이어 유닛을 통과한 액체 냉매가 유입되는 제2 연결유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 서브 방열부는
    상기 메인 방열부로부터 배출되어 상기 리시버 드라이어 유닛을 통해 기액분리 및 수분이 제거된 냉매를 상기 제2 연결유로를 통해 유입시켜 냉각수와 2차로 상호 열교환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 서브 방열부는
    상부에 장착되는 연결 플레이트를 통하여 상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛과 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결 플레이트는
    상기 메인 방열부와 상기 리시버 드라이어 유닛의 사이에 상기 연결 플레이트의 폭방향으로 형성되는 고정돌기를 통하여 상기 메인 방열부와 리시버 드라이어 유닛을 이격된 상태로 고정시키는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 서브 방열부는
    냉각수와 냉매의 유동을 대향류(counterflow, 對向流) 시켜 상호 열교환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 응축기는
    복수개의 플레이트가 적층되는 열교환기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 응축기.
KR1020120116818A 2012-10-19 2012-10-19 차량용 응축기 Active KR101461871B1 (ko)

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