KR20040019320A - 차량 에어컨 등에 사용되는 적층형 증발기, 증발기를제공하는 적층형 열교환기 및 증발기를 포함하는 냉동사이클 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 에어컨 등에 사용되는 적층형 증발기, 이러한 증발기를 제공하는 적층형 열교환기 및 증발기를 포함하는 냉동 사이클 시스템에 관한 것이다. 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서, 평탄 금속판은 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이에 또는 2개의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재된다. 평탄 금속판은 유체의 통과를 차단하는 구획부, 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍 및 유체 통과 구멍 주위의 모서리부의 불균일 유동 방지 안내 돌출부를 갖는다. 매우 간단한 구조의 평탄판은 열교환기 코어 통로를 제공하는 구획부를 갖는 판으로서 본 발명에 따라 사용된다. 이는 낮은 비용의 단순화된 판 다이의 사용을 허용하며 가변 통로 패턴을 갖고 자동화될 수 있는 단순화된 조립 공정에 의해 감소된 개수의 구성 요소로부터 제조되는 유체 회로 코어를 제공하는 것을 가능하게 한다. 사용된 평탄판은 추가로 유체가 통로 내의 불균일 유동의 발생을 방지하여 개선된 성능을 달성하도록 유체의 유동을 의도적으로 제어하는 것을 가능하게 한다. 유체 유동이 전환되는 위치에서의 유체의 내부 압력으로 인한 응력의 집중은 전환부에 증가된 압력 저항을 제공하여 탱크 측벽의 파손을 효과적으로 방지하도록 감쇠된다. 열교환기는 비용 감소 및 열교환기 효율의 개선을 위해 감소된 두께의 금속판으로부터 제조된다.

Description

차량 에어컨 등에 사용되는 적층형 증발기, 증발기를 제공하는 적층형 열교환기 및 증발기를 포함하는 냉동 사이클 시스템{LAYERED EVAPORATOR FOR USE IN MOTOR VEHICLE AIR CONDITIONERS OR THE LIKE, LAYERED HEAT EXCHANGER FOR PROVIDING THE EVAPORATOR, AND REFRIGERATION CYCLE SYSTEM COMPRISING THE EVAPORATOR}

두 종류 이상의 성형 금속판을 사용하여 냉매 회로를 제조함으로써 차량 에어컨에 사용되는 적층형 증발기를 제공하는 것은 통상의 관례이다.

예컨대, 종래 기술의 적층형 증발기에 사용되는 두 종류의 성형판은 냉매 채널 리세스와 깊이가 채널 리세스보다 크며 각각 헤더 리세스의 저부벽 내에 형성된 냉매 구멍이 제공되는 큰 상부 및 하부 헤더 리세스를 갖는 중간판과, 냉매 채널 리세스와 채널 리세스보다 큰 깊이를 가지며 하나는 그 저부벽 내에 형성된 냉매 구멍을 갖고 다른 하나는 냉매 구멍을 갖지 않으며 구획부로서 역할하는 상부 및 하부 헤더 리세스를 갖는 구획 중간판이다. 냉매 구멍을 갖는 각각의 쌍의 인접한 중간판은 그 리세스 형성 측면이 병렬로 배열된 평탄 튜브부를 제공하도록 서로에대향되며 상부 및 하부 헤더가 평탄 튜브부와 연통된 상태로 병렬 배치된 층 내에서 서로에 끼워진다. 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 증발기의 중간부에서, 헤더 리세스 내에 구획부를 갖는 중간판은 평탄 튜브부를 제공하는 중간판들 중 하나의 중간판으로서 사용되어, 열교환기의 코어는 복수개의 통로 유닛(pass unit)[평탄 튜브부의 그룹, 이하, "통로(pass)"]으로 분할된다. 냉매는 하나 이상의 전환부(turn)를 갖는 냉매 회로를 통해 U자형 패턴 또는 지그재그로 전체 열교환기 코어를 통해 유동된다.

증발기가 종래 기술의 적층형 증발기와 같은 두 종류 이상의 성형판을 포함할 때, 두 종류 이상의 판 성형 다이를 사용할 필요성이 존재한다. 종래 기술의 구획부를 갖는 성형 중간판은 다른 중간판의 동일부와 크게 다른 컵형부(헤더 리세스) 따라서 특정한 다이 및 증가된 다이 비용에 대한 필요성을 갖는다. 구성 요소의 개수의 증가가 열교환기 코어를 조립하기 복잡하게 하거나 자동화 공정에 의해 제조하기 어렵게 한다는 또 다른 문제점에 직면하게 된다.

종래 기술의 적층형 증발기로서, 열교환기 코어는 구획부를 갖는 중간판에 의해 복수개의 통로로 분할되며, 코어는 냉매가 그 내의 튜브(평탄 튜브부)를 통해 균일하게 유동되게 하여 높은 효율을 달성하도록 되어 있다. 그러나, 실제로, 유체가 하나의 통로로부터 다음의 통로로 유동될 때 냉매의 유동을 의도적으로 제어하기 어려우며, 불균일 유동이 통로 내에서 일어나기 쉽다는 문제점을 발생시킨다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 전술된 문제점을 극복하여 열교환기 코어 통로를 제공하는 구획부를 갖는 평탄판으로서 매우 간단한 구조의 평탄판을 사용하여적층형 열교환기를 제공하는 것이다. 평탄판은 낮은 비용으로 단순화된 판 다이를 사용하여 이용 가능하며 자동화될 수 있는 단순화된 조립 공정에 의해 감소된 개수의 구성 요소로부터 제조되는 가변 통로 패턴을 갖는 유체 회로 코어를 제공하는 것을 가능하게 하고, 사용된 평탄판은 추가로 유체가 통로 내의 불균일 유동의 발생 없이 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 하여 코어로부터 배출된 공기에 균일 온도 분포를 제공하면서 유체가 하나의 통로로부터 다음의 통로로 유동될 때 유체의 유동을 의도적으로 제어함으로써 개선된 성능을 달성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 목적은 차량 에어컨에 사용되는 높은 증발 효율을 갖는 적층형 증발기와, 증발기를 포함하며 상당한 공기 냉각 성능을 발휘하는 냉동 사이클 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 차량 에어컨 등에 사용되는 적층형 증발기, 이러한 증발기를 제공하는 적층형 열교환기 및 증발기를 포함하는 냉동 사이클 시스템에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 적층형 열교환기의 개략 정면도이다.

도2는 개략 평면도이다.

도3은 도1의 열교환기의 부분 확대 수직 단면도다.

도4는 도1의 열교환기의 평탄 튜브부를 구성하는 2개의 중간 금속판 및 평탄 금속판의 확대 분해 사시도.

도5는 도4의 평탄 금속판을 도시하는 도면으로서, 도5의 (a)는 부분적으로파단된 확대 정면도이며; 도5의 (b)는 부분적으로 파단된 확대 측면도이고; 도5의 (c)는 도5의 (a)의 선 c-c를 따라 취해진 확대 단면도이다.

도6은 도1의 열교환기의 냉매 채널의 개략 사시도이다.

도7은 본 발명의 변형된 적층형 열교환기로서 평탄 튜브부를 제공하는 2개의 중간 금속판 및 2개의 내부 핀 및 평탄 금속판의 확대 분해 사시도이다.

도8은 본 발명의 제2 실시예의 적층형 열교환기의 부분 확대 수직 단면도이다.

도9는 본 발명의 제3 실시예의 적층형 열교환기의 개략 정면도이다.

도10은 도9의 열교환기의 부분 확대 수직 단면도이다.

도11은 도10의 불균일 유동 방지 평탄판으로서, 도11의 (a)는 부분적으로 파단된 확대 정면도이며; 도11의 (b)는 부분적으로 파단된 확대 측면도이고; 도11의 (c)는 도11의 (a)의 선 c-c를 따라 취해진 확대 단면도이다.

도12는 본 발명의 제4 실시예의 적층형 열교환기의 부분 확대 수직 단면도이다.

도13은 기초 실험에 의해 얻어진 결과의 그래프이다.

본 발명은 다수개의 대체로 직사각형의 중간판을 포함하고, 각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부 및 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖는 적층형 열교환기에 관한 것으로, 평탄 금속판이 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이에 개재되며, 한 쌍의 중간판에 의해 제공된 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 중 특정 헤더부를 통한 유체의 통과를 차단하는 구획부 및 다른 헤더부를 통한 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고, 유체 채널이 튜브 평탄부와 상부 및 하부 헤더부 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제2항에 한정된 본 발명은 다수개의 대체로 직사각형의 중간판을 포함하고, 각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부와 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖는 적층형 열교환기에 관한 것으로, 평탄 금속판이 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 2개의 인접한 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 중 특정의 인접한 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 차단하는 구획부 및 다른 인접한 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고, 유체 채널이 튜브 평탄부 및 상부 및 하부 헤더부 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제1항 및 제2항에 한정된 본 발명에 따르면, 평탄 금속판 내에 형성된 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에는 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 안내 돌출부가 제공된다. 바람직하게는, 안내 돌출부는 유체 통과 구멍을 통해 유체 통과 구멍 부근의 평탄 튜브부로 유동되는 유체를 안내하는 역할을 한다.

나아가, 청구항 제1항 및 제2항에 한정된 본 발명에 따르면, 바람직하게는, 유체 채널이 유체가 U자형 패턴 또는 지그재그로 그를 통과하도록 모든 평탄 튜브부와 상부 및 하부 헤더부 내에 형성된다.

나아가, 청구항 제2항에 한정된 본 발명에 따르면, 주름형 핀이 각각의 쌍의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 열교환기의 특정 중간부의 2개의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재된 평탄 금속판에는 주름형 핀의 높이의 약 1/2을 갖는 한 쌍의 분할된 주름형 핀이 그 각각의 대향 측면 상에 제공된다.

예컨대, 하나의 채널이 전술된 열교환기의 중간판의 하나의 측면 상에 제공될 때, 한 쌍의 상부 및 하부 헤더 리세스가 채널 리세스의 상단부 및 하단부와 연통되도록 형성된다.

반면에, 중심 구획 리지(ridge)가 그 사이에 제공된 상태로 전방 및 후방의 2개의 채널 리세스가 중간판의 하나의 측면 상에 제공될 때, 전방 및 후방의 헤더 리세스의 2개 쌍 즉 상부 및 하부 쌍이 채널 리세스의 상단부 및 하단부와 연통되도록 제공된다. 중간판에는 3개 이상의 채널 리세스가 그 하나의 측면 상에 제공될 수 있다. 그러면, 상부 및 하부 헤더 리세스는 채널 리세스의 쌍의 개수와 동일한 쌍으로 제공된다.

구획부를 갖는 평탄판은 열교환기의 특정 중간부에서 하나의 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이(청구항 제1항)에 또는 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브부들 사이(청구항 제2항)에 배치된다.

어느 경우에나, 중간판이 채널 리세스와 그 상단부 및 하단부와 각각 연통되는 한 쌍의 상부 및 하부 헤더 리세스를 그 하나의 측면 상에 가질 때, 평탄판은 중간판의 상부 및 하부 헤더 리세스들 중 하나의 헤더 리세스에 대응하는 구획부 및 다른 헤더 리세스를 위한 유체 통과 구멍을 갖는다. 반면에, 중간판에 적어도 2개의 채널 리세스, 한 쌍의 인접한 채널 리세스들 사이에 형성된 구획 리지 및 채널 리세스의 개수와 동일한 쌍으로 형성되며 채널 리세스의 상단부 및 하단부와 연통되는 상부 및 하부 헤더 리세스가 그 하나의 측면 상에 제공될 때, 평탄판은 중간판의 상부 및 하부 헤더 리세스들 중 하나의 헤더 리세스에 대응하는 구획부 및 다른 헤더 리세스에 대응하는 냉매 통과 구멍을 갖는다.

청구항 제7항에 한정된 본 발명은 다수개의 대체로 직사각형의 중간판을 포함하고, 각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부 및 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖는 적층형 열교환기에 관한 것으로, 불균일 유동 방지 평탄 금속판이 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이에 개재되며, 한 쌍의 중간판에 의해 제공된 평탄 튜브부와 연통되는 각각의 상부 및 하부 헤더부를 통한 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고, 안내 돌출부가 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 유체 통과 구멍들 중 하나 이상의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제8항에 한정된 본 발명은 다수개의 대체로 직사각형의 중간판을 포함하고, 각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부 및 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖는 적층형 열교환기에 관한 것으로, 불균일 유동 방지 평탄 금속판이중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 2개의 인접한 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고, 안내 돌출부가 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 유체 통과 구멍들 중 하나 이상의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 청구항 제7항 또는 제8항에 한정된 안내 돌출부는 유체 통과 구멍을 통해 유체 통과 구멍 부근의 평탄 튜브부 내로 유동되는 유체를 안내하는 역할을 한다.

청구항 제8항에 따른 열교환기에서, 주름형 핀이 각각의 쌍의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 열교환기의 특정 중간부의 2개의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재된 불균일 유동 방지 평탄 금속판에는 주름형 핀의 높이의 약 1/2을 갖는 한 쌍의 분할된 주름형 핀이 그 각각의 대향 측면 상에 제공된다.

청구항 제7항 또는 제8항에 따른 열교환기는 중간층의 병렬 배치의 방향에 대한 특정 위치에 배치될 때 구획부 및 불균일 유동 방지 평탄판 모두 또는 불균일 유동 방지 평탄판만을 가질 수 있다.

전술된 적층형 열교환기 중 임의의 열교환기는 차량 에어컨에 사용되는 본 발명의 적층형 증발기를 제공한다.

본 발명을 실시하는 냉동 사이클 시스템은 전술된 적층형 증발기를 포함하며 차량 에어컨에 사용되는 적층형 증발기로서 역할을 한다.

매우 간단한 구조의 평탄판은 열교환기 코어 통로를 제공하는 구획부를 갖는 판으로서 본 발명에 따라 사용된다. 이는 낮은 비용의 단순화된 판 다이의 사용을 허용하며 가변 통로 패턴을 갖고 자동화될 수 있는 단순화된 조립 공정에 의해 감소된 개수의 구성 요소로부터 제조되는 유체 회로 코어를 제공하는 것을 가능하게 한다.

나아가, 본 발명의 열교환기는 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유체를 확산시키는 평탄 금속판 내의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에서 안내 돌출부가 제공되는 평탄 금속판을 갖는다. 이러한 결과는 장점이다. 하나의 통로로부터 다음의 통로로 이동될 때, 유체의 유동은 안내 돌출부에 의해 의도적으로 제어되어 통로 내에서의 불균일 유동의 발생을 방지할 수 있어서, 유체가 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 하며 개선된 성능을 보증하도록 코어로부터 배출된 공기에 균일한 온도 분포를 제공하게 한다.

청구항 제7항에 한정된 본 발명의 열교환기는 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이에 개재된 불균일 유동 방지 평탄 금속판을 가지며, 평탄 금속판은 한 쌍의 중간판에 의해 제공된 평탄 튜브부와 연통되는 각각의 상부 및 하부 헤더부를 통한 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍 및 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 유체 통과 구멍들 중 하나 이상의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에서 형성된 안내 돌출부를 갖는다. 나아가, 청구항 제8항에 한정된 본 발명에 따른 열교환기는 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브부들 사이에 개재된 불균일 유동 방지 평탄 금속판을 가지며, 평탄 금속판은 2개의 인접한 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍 및 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 유체 통과 구멍들 중 하나 이상의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에서 형성된 안내 돌출부를 갖는다. 어느 경우에나, 열교환기는 하나의 통로로부터 다름의 통로로 이동될 때 유체의 유동은 안내 돌출부에 의해 의도적으로 제어되어 통로 내에서의 불균일 유동의 발생을 방지할 수 있어서, 유체가 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 하며 개선된 성능을 보증하도록 코어로부터 배출된 공기에 균일한 온도 분포를 제공하게 한다

전술된 열교환기에 의해 제공되는 본 발명의 적층형 증발기는 열교환 성능이 우수하며, 냉매 증발 효율이 매우 높고, 헤더 내에서의 압력 손실이 감소된다.

증발기를 포함하며 차량 에어컨에 사용되는 본 발명의 냉동 사이클 시스템은 우수한 공기 냉각 성능을 발휘하는 장점을 갖는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

여기에 사용된 용어 "좌측", "우측", "전방", "후방", "상부" 및 "하부"는 도1에 따르며, 용어 "좌측"은 도1의 좌측을 말하고, 용어 "우측"은 그 우측을 말하며, 용어 "전방"은 도면의 평면의 전방측을 말하고, 용어 "후방"은 그 후방측을 말하며, 용어 "상부"는 도면의 상부측을 말하고, 용어 "하부"는 그 하부측을 말한다.

도면은 차량 에어컨에 사용되는 적층형 증발기로 실시된 본 발명을 도시하고 있다.

도1 내지 도6은 본 발명의 적층형 증발기의 제1 실시예를 도시하고 있다. 이들 도면을 참조하면, 적층형 증발기(1)는 알루미늄(알루미늄 합금 포함)으로부터 제조되며 나란히 배열되고 수직 방향으로 긴 다수개의 직사각형 중간판(2) 및 그 외부로 그 배열부의 좌측 및 우측에 배열되며 형상이 중간판(2)과 동일한 단부판(30, 30)을 포함한다. 증발기(1)는 전방으로부터 볼 때 대체로 직사각형이다.

각각의 중간판(2)은 중간판(2)의 하나의 측면 상에 형성된 전방 및 후방의 2개의 냉매 채널 리세스(3a, 3b)가 각각 제공되며 수직으로 긴 구획 중심 리지(6)에 의해 분리되는 한 쌍의 전방 및 후방 불룩부(13a, 13b)를 갖는다. 중간판(2)은 그 상부 및 하부에 각각 배치되며 채널 리세스(3a, 3b)의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되고 이들 리세스(3a, 3b)보다 큰 깊이를 갖는 상부 및 하부의 2개의 쌍의 헤더 리세스(4a, 4b, 5a, 5b)를 갖는 상부 및 하부 쌍의 전방 및 후방 컵형 돌출부(14a, 14b, 15a, 15b)를 추가로 갖는다.

각각의 쌍의 인접한 중간판(2, 3)은 그 리세스 형성 측면이 서로에 대향된 리세스(3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b)를 갖는 상태로 병렬 배치된 층에서 서로에 끼워지며, 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어, 각각 평탄 채널 및 평탄 튜브부(10a, 10b)의 상단부 및 하단부와 연통되는 상부 및 하부 쌍의 전방 및 후방 헤더부(11a,11b, 12a, 12b)를 갖는 2개의 전방 및 후방 평탄 튜브부(10a, 10b)를 형성한다. 다수개의 이러한 쌍의 중간판이 병렬로 배열된다.

전방 및 후방의 평탄 튜브부(10a, 10b)를 제공하는 각각의 중간판(2)의 채널 리세스(3a, 3b)는 각각 리세스(3a 또는 3b)의 하단부로부터 그 상단부에 근접한 위치로 연장되는 수직으로 긴 유동 원활 리지(16)가 제공되어, 평탄 튜브부(10a 또는 10b)의 내부는 복수개의 냉매 통로로 분할된다.

중간판(2)의 상단부 및 하단부에서, 대체로 원형의 냉매 구멍(8a, 8b, 9a, 9b)이 각각의 전방 및 후방 컵형 돌출부(14a, 14b, 15a, 15b)의 외단부 내에 형성되며, 각각의 냉매 구멍(8a, 8b, 9a, 9b)을 한정하는 돌출부의 주연부는 외향으로 돌출된 환형 벽(19)을 갖는다.

본 실시예는 예컨대 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 16개 쌍의 중간판(2)을 갖는다. 증발기의 중간부의 우측에 배치되며 평탄 튜브부(10a, 10b)를 제공하는 한 쌍의 중간판(2, 2)들 사이에는 이들 평탄 튜브부(10a, 10b)와 연통되는 상부 및 하부 헤더부(11a, 11b, 12a, 12b)의 상부(11a, 11b)를 통한 냉매의 통과를 차단하는 구획부(21a, 21b) 및 다른 헤더부 즉 하부 헤더부(12a, 12b)를 통한 냉매의 통과를 허용하는 냉매 통과 구멍(22a, 22b)을 갖는 평탄판(20)이 개재된다. 이와 같이, 냉매가 평탄 튜브부(10a, 10b) 및 상부 및 하부 헤더부(11a, 11b, 12a, 12b)의 전체 조립체를 통해 지그재그로 유동되는 냉매 채널이 제공된다.

도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 평탄판(20) 내에 형성된 각각의 냉매 통과 구멍(22a, 22b)을 한정하는 모서리부에는 냉매 통과 구멍(22a 또는 22b)을 통해하부 헤더부(12a 또는 12b) 내로 통과하는 냉매를 확산시키는 안내 돌출부[23a(23b)]가 제공된다.

도시된 안내 돌출부(23a, 23b)는 구면의 일부와 유사하도록 성형된다. 평탄판(20)의 전방으로부터 볼 때, 돌출부는 대략 원형-활형 형상을 가지며 좌측으로 상향으로 및 우측으로 상향으로 경사져 있다. 따라서, 평탄판(20) 내에 형성된 냉매 통과 구멍(22a, 22b)을 통과하는 냉매는 냉매 통과 구멍(22a, 22b)에 근접한 평탄 튜브부(10a, 10b) 내로 이들 안내 돌출부(23a, 23b)에 의해 안내될 수 있다. 냉매가 평탄판(20) 내의 냉매 통과 구멍(22a, 22b)을 통과한 후 다음의 통로(평탄 튜브부의 그룹)로 이동될 때, 안내 돌출부(23a, 23b)는 냉매의 유동을 의도적으로 제어하여, 냉매가 통로 내에서의 불균일 유동의 발생을 방지하도록 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 한다.

냉매 통과 구멍(22a, 22b) 주위의 모서리에서 제공된 안내 돌출부(23a, 23b)는 하나의 측면으로부터 볼 때 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 평탄판(20)과 각도(θ)를 갖는다. 도시된 경우에, θ=45˚이다. 평탄판(20)과 안내 돌출부(23a, 23b)의 각도(θ)는 5˚ 내지 80˚, 바람직하게는 10˚ 내지 70˚, 더욱 바람직하게는 15˚ 내지 60˚ 및 가장 바람직하게는 15˚ 내지 45˚이다.

본 실시예에 따르면, 안내 돌출부(23a, 23b)는 하부 헤더부(12a, 12b) 내에 제공되므로, 좌측으로 상향으로 및 우측으로 상향으로 경사져 있으며, 제공된다면, 예컨대, 상부 헤더부(11a, 11b)에서, 이들 안내 돌출부(23a, 23b)는 좌측으로 하향으로 또는 우측으로 하향으로 경사져 있다. 안내 돌출부(23a, 23b)는 형상 및 경사각이 도시된 것에 제한되는 것이 아니라 다양하게 변형될 수 있다.

도1 및 도2를 참조하면, 주름형 핀(24, 24)은 측 방향으로 서로에 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)들 사이에 개재되며, 낮은 높이의 주름형 핀(24a, 24a)은 각각의 좌측 및 우측 단부판(30, 30)과 그에 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b) 사이에 제공된다. 좌측 및 우측 단부판(30, 30)의 컵형 돌출부(34a, 34b, 35a, 35b)는 그에 바로 인접한 각각의 단부판(30)과 중간판(2) 사이의 간극을 감소시키도록 각각의 중간판(2)의 상부 및 하부 헤더 리세스(4a, 4b, 5a, 5b)를 갖는 상부 및 하부 쌍의 전방 및 후방 컵형 돌출부(14a, 14b, 15a, 15b)보다 작은 높이를 갖는다.

나아가, 우측 단부판(30)의 외부 측면 상에는 그 상단부 내에 냉매 입구(32) 및 냉매 출구(33)를 갖는 측면판(31)이 배치된다.

전술된 적층형 증발기(10)의 구성 요소들 중, 중간판(2), 구획부(21a, 21b)를 갖는 평탄판(20)과 좌측 및 우측 단부판(30, 30)은 각각 알루미늄 납땜 시트로부터 제조된다. 주름형 핀(24, 24a) 및 측면판(31)은 알루미늄으로 제조된다.

증발기(1)의 모든 구성 요소는 조립될 때 증발기(1)를 제조하도록 예컨대 진공 납땜 공정에 의해 집합적으로 납땜된다.

적층형 증발기(1)를 도시하는 도1, 도2 및 도6을 참조하면, 냉매는 우측판(31) 내의 입구(32)로부터 단부판(30) 내의 냉매 구멍(도시되지 않음)을 통해 전방 상부 헤더(11a)의 우측 단부 내로 유동된다. 다음에, 냉매는 유체가 전방 하부 헤더(12a)의 우측 절반부에 도달되도록 전방 상부 헤더(11a)와 연통되어 전방 평탄 튜브부(10a) 아래로 유동되면서 중간판의 층의 병렬 배치에 대한 증발기(1)의중간부에서 평탄판(20)의 구획부(21a) 상에 충돌될 때까지 전방 상부 헤더(11a)의 우측 절반부를 통해 유동된다.

다음에, 냉매는 증발기(1)의 중간부에서 평탄판(20)의 하단 전방부 내에 형성된 대체로 원형의 냉매 통과 구멍(22a)을 통해 전방 하부 헤더(12a)의 좌측 절반부 내로 유동된다. 냉매 통과 구멍(22a) 주위의 모서리부에는 안내 돌출부(23a)가 제공되므로, 냉매 통과 구멍(22a)을 통과하는 냉매는 전방 하부 헤더(12a) 내로 확산될 수 있으며, 특히 본 실시예의 경우에, 유체는 냉매 통과 구멍(22a)에 근접한 전방 평탄 튜브부(10a) 내로 안내될 수도 있다. 이러한 방식으로, 제공된 안내 돌출부(23a)는 냉매의 유동을 의도적으로 제어하여, 냉매가 통로 내의 불균일 유동의 발생을 방지하도록 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 한다.

냉매는 추가로 단부판(30)의 구획부 상에 충돌될 때까지 전방 하부 헤더(12a)의 좌측 절반부를 통해 유동되며 전방 상부 헤더(11a)의 좌측 절반부에 도달되도록 전방 하부 헤더(12a)의 좌측 절반부와 연통되는 전방 평탄 튜브부(10a) 위로 유동된다.

증발기(1)의 좌측 절반부에서, 각각의 중간판(2)의 상부 헤더 리세스(4a, 4b)는 연통 통로(18)를 통해 서로 연통되어, 냉매는 전방 상부 헤더(10a)의 좌측 절반부로부터 연통 통로(18)를 통해 후방 상부 헤더(11b)의 좌측 절반부로 유동된다.

다음에, 냉매는 후방 상부 헤더(11b)와 연통되는 후방 평탄 튜브부(10b) 아래로 유동되어 후방 하부 헤더(12b)의 좌측 절반부에 도달된다.

증발기(1)의 중간부 내의 평탄판(20)은 그 하단 후방부에서 실질적으로 원형의 냉매 통과 구멍(22b)을 가지므로, 냉매는 이러한 냉매 통과 구멍(22b)을 통해 유동되어 후방 하부 헤더(12b)의 우측 절반부 내로 유동된다. 안내 돌출부(23b)가 제공된 냉매 통과 구멍(22b) 주위의 모서리부로써, 냉매 통과 구멍(22b)을 통과하는 냉매는 후방 하부 헤더(12b) 내로 확산될 수 있으며, 특히 본 실시예의 경우에, 유체는 냉매 통과 구멍(22b)에 근접한 후방 평탄 튜브부(10b) 내로 안내될 수도 있다. 이러한 방식으로, 제공된 안내 돌출부(23b)는 냉매의 유동을 의도적으로 제어하여, 냉매가 통로 내의 불균일 유동의 발생을 방지하도록 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 한다.

냉매는 추가로 우측 단부판(30)의 구획부 상에 충돌될 때까지 후방 하부 헤더(12b)의 우측 절반부를 통해 유동되며 후방 상부 헤더(11b)의 우측 절반부에 도달되도록 후방 하부 헤더(12b)의 우측 절반부와 연통되는 후방 평탄 튜브부(10b) 위로 유동된다. 마지막으로, 냉매는 우측판(31) 내의 냉매 출구(33)로부터 우측 단부판(30) 내의 냉매 구멍(도시되지 않음)을 통해 외측으로 배출된다.

반면에, 공기 스트림(공기)(W)은 증발기(1) 뒤로부터 증발기(1)의 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)들 사이의 주름형 핀(24) 내의 그리고 단부판(30)과 그에 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)들 사이의 주름형 핀(24a) 내의 간극을 통해 전방부를 향해 유동되어, 냉매에는 중간판(2) 및 주름형 핀(24a)의 벽을 통해 공기와 효율적 열교환이 적용된다.

매우 간단한 구조의 평탄판(20)은 코어 통로를 제공하는 데 필요한 구획부를갖는 판으로서 설명된 증발기(1)에서 사용된다. 이는 판을 위한 다이를 단순화시키므로, 다이 비용이 감소된다. 나아가, 구획부(21a, 21b)를 갖는 평탄판(20)의 제공은 다양한 형태의 통로를 갖는 냉매 회로 코어를 형성하는 것을 가능하게 한다. 적층형 증발기(1)는 감소된 개수의 구성 요소로써 제조될 수 있는데, 이는 높은 작업 효율을 보증하며 증발기(1)의 제조에 필요한 시간을 단축시키면서 조립하기 용이하게 한다. 그러므로, 증발기는 자동화 공정에 의해 개선된 효율로써 제조될 수 있다.

증발기(1)가 제조된 후, 구획부(21a, 21b)를 갖는 평탄판(20)이 설치되는 위치는 증발기(1)가 특정 냉매 회로를 갖는 지의 여부를 점검하도록 증발기(1) 외측으로부터 시각적으로 인식될 수 있다. 이는 불량 증발기의 제조를 방지하는 역할을 한다.

평탄판(20)이 증발기(1) 내에 설치되는 위치는 증발기(10)의 코어의 중심부로 제한되는 것이 아니라, 평탄판은 열교환 성능의 관점에서 좌측 또는 우측으로 적절하게 이동되어 배치될 수 있다.

구획부(21a, 21b)를 가지며 설치될 평탄판(20)은 개수가 적어도 1개일 수 있다. 증발기가 단지 하나의 평탄판(20)을 갖는 경우에, 냉매 회로는 전체적으로 U자형이다.

도시된 증발기(1)로써, 중간판(2)은 구획 리지(6)가 중간판의 중심으로 그 사이에 제공된 상태로 전방 및 후방의 2개의 채널 리세스(3a, 3b)와 이들 리세스(3a, 3b)의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되는 상부 및 하부 쌍의 전방 및후방 헤더 리세스(4a, 4b, 5a, 5b)를 그 하나의 측면 상에 갖지만, 중간판(2)은 이러한 구조에 제한되지 않는다. 예컨대, 중간판(2)은 그 하나의 측면 상에 하나의 채널 리세스(3)를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 한 쌍의 상부 및 하부 헤더 리세스(4, 5)가 리세스(3)의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되어 형성된다.

중간판(2)에는 3개 이상의 채널 리세스(3) 및 각각의 쌍의 인접한 채널 리세스(3)들 사이에 형성된 구획부(6)가 그 하나의 측면 상에 제공될 수 있다. 다음에, 중간판(2)은 채널 리세스(3)의 개수와 동일한 쌍으로 상부 및 하부 헤더 리세스(4, 5)를 갖는다.

중간판(2)이 하나의 채널 리세스(3)와 리세스(3)의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되는 한 쌍의 상부 및 하부 헤더 리세스(4, 5)를 그 하나의 측면 상에 가질 경우에, 평탄판(20)에는 중간판(2)의 상부 및 하부 헤더 리세스(4, 5)들 중 하나의 헤더 리세스에 대응하는 구획부(21)와 다른 헤더 리세스(4 또는 5)에 대응하는 냉매 통과 구멍(22)이 제공된다.

반면에, 중간판(2)에 적어도 2개의 채널 리세스(3), 한 쌍의 인접한 채널 리세스(3)들 사이에 형성된 구획 리지(6) 및 채널 리세스(3)의 개수와 동일한 쌍으로 형성되며 채널 리세스의 상단부 및 하단부와 연통되는 상부 및 하부 헤더 리세스(4, 5)가 그 하나의 측면 상에 제공될 때, 평탄판(20)은 중간판(2)의 상부 및 하부 헤더 리세스(4, 5)들 중 하나의 헤더 리세스에 대응하는 구획부(21) 및 다른 헤더 리세스(4, 5)에 대응하는 냉매 통과 구멍(22)을 갖는다.

인접한 평탄 튜브부(10a, 10a)들 사이의 주름형 핀(24, 24)보다 작은 높이를갖는 주름형 핀(24a, 24a)은 각각의 좌측 및 우측 단부판(30, 30)과 그에 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b) 사이에 제공된다. 이는 증발기(10)의 코어를 통해 배출된 공기에 균일한 온도 분포를 제공하도록 되어 있다.

종래 기술에 따르면, 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)들 사이의 주름형 핀(주 핀)(24, 24) 및 각각의 단부판(30, 30)과 그에 인접한 평탄 튜브부(10a, 10a) 사이의 주름형 핀(측면 핀)(24a, 24a)은 동일한 높이를 갖는다. 이러한 경우에, 코어 내의 주 핀(24)에는 그 좌측 및 우측의 평탄 튜브부로부터 열이 공급되며, 측면 핀(24a, 24a)에는 그 단지 하나의 측면 상의 평탄 튜브부로부터 열이 제공되어, 주 핀(24)을 통해 배출된 공기와 측면 핀(24a)을 통해 배출된 공기 사이에 온도차가 발생되게 한다.

따라서, 측면 핀(24a)은 측면 핀(24a)에 높은 핀 효율을 제공하도록 주 핀(24)보다 작은 높이가 제공된다. 대량의 공기는 측면 핀(24a)을 통한 공기의 유동에 대해 증가된 저항 때문에 주 핀(24)을 통해 유동되는 경향이 있으므로, 공기는 감소된 속도로 측면 핀(24a)을 통해 유동된다. 이는 코어를 통해 배출된 공기에 균일한 온도 분포를 제공하도록 증발기(1)의 전체 코어를 통해 배출된 공기의 온도 분포차를 최소화시킨다.

도시되지 않았지만, 차량 에어컨은 전술된 증발기에 추가하여 압축기, 응축기 및 팽창 밸브를 포함하는 냉동 사이클을 포함한다.

가변 각도가 평탄판(20)의 냉매 통과 구멍(22a, 22b)을 따라 모서리에서 제공된 안내 돌출부(23a, 23b)에 제공될 때 증발기(1)의 성능을 점검하도록 도1 내지도6에 도시된 제1 실시예의 적층형 증발기를 사용하여 기초 실험이 수행되었다.

실험에 사용된 증발기(1)는 도1에 도시된 증발기와 형상이 동일하다. 이들은 높이가 235 ㎜이며, 좌우측 길이가 275 ㎜이고, 전후방 폭이 48 ㎜이다. 알루미늄 중간판(2) 및 알루미늄 평탄판(20)은 각각 두께가 0.5 ㎜이다. 각각의 증발기(1)는 평탄 튜브부(10a, 10b)를 제공하는 21개 쌍의 중간판(2)을 갖는다. 구획부(21a, 21b)를 갖는 평탄판(20)은 증발기(1)의 중간부 내에 평탄 튜브부(10a, 10b)를 제공하는 한 쌍의 중간판(2)들 사이에 개재된다. 평탄 튜브부(10a, 10b)는 채널 높이가 2.0 ㎜이며 채널 폭이 18 ㎜이다. 중간판(2)의 냉매 구멍(9a, 9b) 및 평탄판(20)의 냉매 통과 구멍(22a, 22b)은 직경이 16 ㎜이다. 구면의 일부의 형태이며 평탄판(20)의 냉매 통과 구멍(22a, 22b) 주위의 모서리에서 제공된 안내 돌출부(23a)도 냉매 통과 구멍(22a, 22b)과 같이 직경이 16 ㎜이다.

준비된 증발기(1)는 평탄판(20)의 안내 돌출부(23a, 23b)의 각도(θ)면에서 상이하며, 냉각 성능(Q) 및 채널 저항(ΔPr)에 대해 증발기(1)를 점검하도록 차량 에어컨에 실제로 사용된다.

이들 성질의 평가를 위한 기준으로서 증발기의 냉각 성능(Q) 및 채널 저항(ΔPr)이 사용되며, 평탄판(20)의 안내 돌출부(23a, 23b)는 0˚의 각도를 갖는다. 즉, 평탄판은 어떠한 안내 돌출부(23a, 23b)도 갖지 않는다. 성질(Q, ΔPr)은 "100"으로서 취해지는 기준치에 대한 백분율로 표현된다.

냉매로서 HFC134a가 사용되며, 실험은 JIS D1618에 따른 방법(차량 에어컨을 시험하는 방법)에 의해 수행되었다.

표1은 얻어진 결과를 도시하고 있으며, 도13은 증발기(1)에 의해 얻어진 냉각 성능(Q) 및 채널 저항(ΔPr)의 수치를 집합적으로 도시하는 그래프이다.

[표 1]

θ(도)	Q(성능)	ΔPr(채널 저항)
0	100	100
15	101	100
30	102	100
45	103	102
90	102	120

위의 표1 및 도13의 그래프에 제공된 결과는 평탄판(20)의 냉매 통과 구멍(22a, 22b) 주위의 모서리의 안내 돌출부(23a, 23b)의 각도(θ)가 5˚ 내지 80˚, 바람직하게는 10˚ 내지 70˚, 더욱 바람직하게는 15˚ 내지 60˚ 및 가장 바람직하게는 15˚ 내지 45˚인 것을 나타내고 있다.

다음에, 도7의 변형예를 참조하면, 각각의 평탄 튜브의 전방 및 후방 평탄 튜브부(10a, 10b)는 주름형 알루미늄판을 포함하는 내부 핀(17)을 그 내에 포위되어 가질 수 있다. 내부 핀(17)은 전방 및 후방의 분할된 냉매 통로를 제공하는 주름 형성부(17a, 17a) 및 중심 평탄 연결부(17b)를 포함한다. 평탄 연결부(17b)는 중간판(2)의 중심 구획 리지(6)에 결합된다.

또 다른 변형예(도시되지 않음)에 따르면, 평탄판(20)이 도7의 증발기(1) 내에 설치되는 위치에서, 전술된 내부 핀(17)은 제공되지 않지만, 평탄판(20) 자체는 전방 및 후방 평탄 튜브부(10a, 10b)를 위한 분할된 냉매 통로를 형성하는 주름 형성부 및 그 중심으로 평탄판(20) 상에 형성된 평탄 연결부가 그 대향 측면 상에 제공될 수 있다.

도8은 평탄판(20)이 적층형 증발기(1)의 중간부에서 위치된 측 방향으로 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)들 사이에 개재된다는 점에서 제1 실시예와 상이한 본 발명의 제2 실시예를 도시하고 있다.

평탄판(20)은 측 방향으로 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)와 연통되는 상부 및 하부 헤더부(11a, 11b, 12a, 12b)들 중에서 인접한 상부 헤더부(11a, 11b)들 사이에서의 냉매의 통과를 차단하는 구획부(21a, 21b)와 냉매가 모든 평탄 튜브부(10a, 10b)와 상부 및 하부 헤더부(11a, 11b, 12a, 12b)의 전체 조립체를 통해 지그재그로 유동되는 냉매 채널을 형성하도록 다른 헤더부들 즉 하부 헤더부(12a, 12b)들 사이에서의 냉매의 통과를 허용하는 냉매 통과 구멍(22a, 22b)을 갖는다. 통상의 높이의 주름형 핀(24, 24)이 인접한 평탄 튜브부(10a, 10b)들 사이에 제공되며, 주름형 핀(24, 24)의 높이의 약 1/2을 갖는 한 쌍의 분할된 주름형 핀(24b, 24b)이 평탄판(20)의 대향 측면 상에 제공된다.

전술된 변형예 및 제2 실시예는 전술된 특징을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 그래서, 관련된 도면 전체에 걸쳐, 동일한 부품은 동일한 도면 부호 또는 기호에 의해 표시된다.

도9 내지 도11은 불균일 유동 방지 평탄판(40)이 중간판의 병렬 배치의 방향을 따라 증발기의 폭의 1/4에 대응하는 거리의 중간 위치에서 평탄 튜브(10)를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판(2)들 사이에 개재된다는 점에서 제1 실시예와 상이한 본 발명의 제3 실시예를 도시하고 있다. 불균일 유동 방지 평탄판(40)은 평탄 튜브(10)와 연통되는 상부 및 하부 헤더부(11a, 11b, 12a, 12b)를 통한 냉매의 통과를 허용하는 냉매 통과 구멍(41a, 41b, 42a, 42b) 및 냉매 통과 구멍(42a)을 통해 전방 하부 헤더(12a) 내로 통과하는 냉매를 확산시키는 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 하단 전방부에서 냉매 통과 구멍(42a) 주위의 모서리에서 형성된 안내 돌출부(43a)를 갖는다. 특히, 본 실시예에 따르면, 안내 돌출부(43)는 구면의 일부의 형태이며, 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 전방으로부터 볼 때 실질적으로 원형-활형 형태를 갖고 좌측으로 상향으로 경사져 있어서, 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 냉매 통과 구멍(42a)을 통과하는 냉매는 냉매 통과 구멍(42a)에 근접한 전방 평탄 튜브부(10a) 내로 안내될 수 있다.

냉매가 이러한 제3 실시예의 증발기(1)의 코어의 하나의 통로로부터 다음의 통로로 유동될 때, 불균일 유동 방지 안내 돌출부(43)는 통로 내의 불균일 유동의 발생을 방지하도록 냉매의 유동을 의도적으로 제어하여, 냉매가 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 하며, 코어를 통해 배출된 공기에 균일한 온도 분포를 제공하게 하고, 개선된 성능을 보증하게 한다.

도12는 불균일 유동 방지 평탄판(40)이 중간판의 병렬 배치의 방향을 따라 증발기의 폭의 1/4에 대응하는 거리의 중간 위치에서 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브(10, 10)들 사이에 개재된다는 점에서 제1 실시예와 상이한 본 발명의 제4 실시예를 도시하고 있다. 불균일 유동 방지 평탄판(40)은 인접한 평탄 튜브(10)와 연통되는 상부 및 하부 헤더부(11a, 11b, 12a, 12b)를 통한 냉매의 통과를 허용하는 냉매 통과 구멍(41a, 41b, 42a, 42b) 및 냉매 통과 구멍(42a)을 통해 전방 하부 헤더(12a) 내로 통과하는 냉매를 확산시키는 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 하단 전방부에서 냉매 통과 구멍(42a) 주위의 모서리에서 형성된 안내 돌출부(43a)를 갖는다. 제3 실시예의 경우와 같이, 안내 돌출부(43)는 구면의 일부의 형태이며, 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 전방으로부터 볼 때 실질적으로 원형-활형 형태를 갖고 좌측으로 상향으로 경사져 있어서, 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 냉매 통과 구멍(42a)을 통과하는 냉매는 냉매 통과 구멍(42a)에 근접한 전방 평탄 튜브부(10a) 내로 안내될 수 있다.

주름형 핀(24)은 서로에 인접한 평탄 튜브(10, 10)들 사이에 개재되며, 핀(24)의 높이의 약 1/2을 갖는 한 쌍의 분할된 주름형 핀(24b, 24b)은 중간판의 병렬 배치의 방향으로 중간 위치에서 인접한 평탄 튜브(10, 10)들 사이에 개재된 불균일 유동 방지 평탄판(40)의 대향 측면 상에 제공된다.

냉매가 제3 실시예의 경우에서와 같이 이러한 제4 실시예의 증발기(1)의 코어의 하나의 통로로부터 다음의 통로로 유동될 때, 불균일 유동 방지 안내 돌출부(43)는 통로 내의 불균일 유동의 발생을 방지하도록 냉매의 유동을 의도적으로 제어하여, 냉매가 균일하게 분할된 스트림으로 유동되게 하며, 코어를 통해 배출된 공기에 균일한 온도 분포를 제공하게 하고, 개선된 성능을 보증하게 한다.

제3 및 제4 실시예로써, 불균일 유동 방지 평탄판(40) 상에 안내 돌출부(43)는 유체가 평탄판(40) 내의 냉매 통과 구멍(42a)을 통해 다음의 통로(평탄 튜브부의 그룹)로 유동될 때 냉매의 유동을 의도적으로 제어하여 냉매의 균일하게 분할된 스트림을 형성하게 하며 통로 내에서의 불균일 유동의 발생을 방지하게 한다. 따라서, 안내 돌출부(43)는 도시된 돌출부에 제한되는 것이 아니라 형상 및 경사가다양하게 변형될 수 있다.

나아가, 제3 및 제4 실시예에 따르면, 안내 돌출부(43)는 전방 하부 헤더부(12a) 내에 제공되므로, 좌측으로 상향으로 경사져 있으며, 안내 돌출부(43)가 다른 헤더부(11a, 11b, 12b) 내에 제공되면, 안내 돌출부는 좌측으로 하향으로, 우측으로 하향으로 또는 우측으로 상향으로 경사진다. 이와 같이, 안내 돌출부(43)는 형상 및 경사가 다양하게 변형될 수 있다.

구획부(21a, 21b) 및 불균일 유동 방지 평탄판(40)을 갖는 평탄판(20)은 제3 및 제4 실시예에서 함께 사용되지만, 안내 돌출부(43)를 갖는 불균일 유동 방지판(40)만이 중간판의 병렬 배치의 방향을 따라 증발기(1)의 중간부에서 물론 사용될 수 있다.

전술된 실시예는 평탄 튜브부(10a, 10b)가 병렬로 수직으로 배열되는 수직 적층형 증발기이며, 본 발명은 평탄 튜브부(10a, 10b)가 병렬로 수평으로 배열되는 수평 적층형 증발기에 유사하게 적용 가능하다.

본 발명은 차량 에어컨을 위한 적층형 증발기뿐만 아니라 오일 냉각기(oil cooler), 후냉각기(aftercooler), 방열기(radiator) 등으로서 사용되는 다른 적층형 열교환기에서도 유용하다.

Claims (12)

1. 다수개의 대체로 직사각형의 중간판, 평탄 금속판 및 유체 채널을 포함하며,

   각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부 및 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖고,

   평탄 금속판은 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이에 개재되며, 한 쌍의 중간판에 의해 제공된 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 중 특정 헤더부를 통한 유체의 통과를 차단하는 구획부 및 다른 헤더부를 통한 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고,

   유체 채널은 튜브 평탄부와 상부 및 하부 헤더부 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
2. 다수개의 대체로 직사각형의 중간판, 평탄 금속판 및 유체 채널을 포함하며,

   각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스 및 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부 및 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖고,

   평탄 금속판은 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 2개의 인접한 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 중 특정의 인접한 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 차단하는 구획부 및 다른 인접한 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고,

   유체 채널은 튜브 평탄부와 상부 및 하부 헤더부 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평탄 금속판 내에 형성된 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에는 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 안내 돌출부가 제공되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
4. 제3항에 있어서, 안내 돌출부는 유체 통과 구멍을 통해 유체 통과 구멍 부근의 평탄 튜브부로 유동되는 유체를 안내하는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유체 채널이 유체가 U자형 패턴 또는 지그재그로 그를 통과하도록 모든 평탄 튜브부와 상부 및 하부 헤더부 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
6. 제2항에 있어서, 주름형 핀이 각각의 쌍의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 열교환기의 특정 중간부의 2개의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재된 평탄 금속판에는 주름형 핀의 높이의 약 1/2을 갖는 한 쌍의 분할된 주름형 핀이 그 각각의 대향 측면 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
7. 다수개의 대체로 직사각형의 중간판, 불균일 유동 방지 평탄 금속판 및 안내 돌출부를 포함하며,

   각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한 쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부와 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖고,

   불균일 유동 방지 평탄 금속판은 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 평탄 튜브부를 제공하는 한 쌍의 중간 금속판들 사이에 개재되며, 한 쌍의 중간판에 의해 제공된 평탄 튜브부와 연통되는 각각의 상부 및 하부 헤더부를 통한 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고,

   안내 돌출부는 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 유체 통과 구멍들 중 하나 이상의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
8. 다수개의 대체로 직사각형의 중간판, 불균일 유동 방지 평탄 금속판 및 안내 돌출부를 포함하며,

   각각의 중간판은 그 하나의 측면 상에 형성된 하나 이상의 채널 리세스와 채널 리세스의 각각의 상단부 및 하단부와 연통되며 채널 리세스보다 큰 깊이를 갖는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더 리세스를 가지며, 각각의 상부 및 하부 헤더 리세스는 그 저부벽 내에 형성된 유체 구멍을 갖고, 각각의 중간판은 서로에 대향된 그 리세스 형성 측면과 병렬 배치된 층에서 그에 바로 인접한 중간판에 끼워지며, 한쌍의 인접한 중간층은 그 주연 모서리에서 서로에 결합되어 하나 이상의 평탄 튜브부 및 평탄 튜브부와 연통되는 한 쌍 이상의 상부 및 하부 헤더부를 형성함으로써 열교환기는 다수개의 평탄 튜브부 및 병렬로 배열된 다수개의 상부 및 하부 헤더부를 갖고,

   불균일 유동 방지 평탄 금속판은 중간판의 병렬 배치의 방향에 대한 열교환기의 특정 중간부에서 서로에 인접한 2개의 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 2개의 인접한 평탄 튜브부와 연통되는 상부 및 하부 헤더부들 사이에서의 유체의 통과를 허용하는 유체 통과 구멍을 갖고,

   안내 돌출부는 유체 통과 구멍을 통해 헤더 내로 유동되는 유체를 확산시키는 유체 통과 구멍들 중 하나 이상의 유체 통과 구멍 주위의 모서리부에 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
9. 제8항에 있어서, 안내 돌출부는 유체 통과 구멍을 통해 유체 통과 구멍 부근의 평탄 튜브부로 유동되는 유체를 안내하는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
10. 제8항에 있어서, 주름형 핀이 각각의 쌍의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재되며, 열교환기의 특정 중간부의 2개의 인접한 평탄 튜브부들 사이에 개재된 불균일 유동 방지 평탄 금속판에는 주름형 핀의 높이의 약 1/2을 갖는 한 쌍의 분할된 주름형 핀이 그 각각의 대향 측면 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 적층형 열교환기에 의해 제공되는 적층형 증발기.
12. 제11항에 따른 적층형 증발기를 포함하는 냉동 사이클 시스템.