KR20230068814A - 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉매 관련 부품들을 모듈화하여 부품을 컴팩트화 시키는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈은 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 어큐뮬레이터를 순환하도록 구성되는 냉매모듈로서, 냉매가 흡입되는 제 1 흡입포트가 구비되고, 압축된 냉매가 토출되는 제 1 토출포트가 구비되는 압축기와; 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 흡입되는 제 2 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 2 토출포트가 구비되는 응축기와; 상기 응축기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 3 흡입포트가 구비되고, 팽창된 냉매가 토출되는 제 3 토출포트가 구비되는 팽창밸브와; 상기 팽창밸브에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 4 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 4 토출포트가 구비되는 증발기와; 상기 증발기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 5 흡입포트가 구비되고, 액상과 기상으로 분리된 냉매가 토출되는 제 5 토출포트가 구비되는 어큐뮬레이터와; 상기 압축기, 응축기, 증발기 및 어큐뮬레이터를 일체로 연결시키면서 상기 어큐뮬레이터에서 토출된 냉매를 상기 압축기로 유동시키는 유로가 형성되는 연결체를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈은 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 어큐뮬레이터를 순환하도록 구성되는 냉매모듈로서, 냉매가 흡입되는 제 1 흡입포트가 구비되고, 압축된 냉매가 토출되는 제 1 토출포트가 구비되는 압축기와; 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 흡입되는 제 2 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 2 토출포트가 구비되는 응축기와; 상기 응축기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 3 흡입포트가 구비되고, 팽창된 냉매가 토출되는 제 3 토출포트가 구비되는 팽창밸브와; 상기 팽창밸브에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 4 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 4 토출포트가 구비되는 증발기와; 상기 증발기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 5 흡입포트가 구비되고, 액상과 기상으로 분리된 냉매가 토출되는 제 5 토출포트가 구비되는 어큐뮬레이터와; 상기 압축기, 응축기, 증발기 및 어큐뮬레이터를 일체로 연결시키면서 상기 어큐뮬레이터에서 토출된 냉매를 상기 압축기로 유동시키는 유로가 형성되는 연결체를 포함한다.
Description
본 발명은 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉매 관련 부품들을 모듈화하여 부품을 컴팩트화 시키는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈에 관한 것이다.
최근 내연기관 차량의 환경적인 이슈로 인하여 전기차 등이 친환경 차량으로 보급이 확대되는 추세이다. 그러나 기존의 내연기관 차량의 경우 엔진의 폐열을 이용하여 실내를 난방할 수 있어 별도의 난방을 위한 에너지가 필요치 않았지만, 전기차 등과 같은 친환경 차량의 경우에는 엔진과 같은 열원이 없기 때문에 별도의 에너지를 통하여 난방을 수행하여야 하였고, 이로 인하여 연비가 하락하는 문제가 발생하였다.
또한, 전기차에서 연비 하락과 같은 이슈는 전기차의 주행가능거리를 단축시키는 원인이 되었고, 이로 인하여 잦은 충전이 필요하게 되는 등 불편함을 주고 있는 것이 사실이다.
그래서, 전기차와 같은 친환경 차량의 공기조화장치에는 내연기관 차량의 공기조화장치와는 다른 방식의 히트펌프 시스템이 적용되고 있다.
일반적으로 히트펌프 시스템(Heat pump system)은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치로서, 난방시에는 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출하고, 냉방시에는 실내의 열을 외부로 방출시키는 냉난방 시스템이다.
하지만, 전기차와 같은 친환경 차량은 공기조화장치와 더불어 배터리, 모터 등의 전장부품들에 대한 열관리 니즈도 새로이 추가되었다.
즉, 전기차와 같은 친환경 차량에 적용되는 실내공간과 배터리, 전장부품 들의 경우 각각 공조에 대한 니즈가 상이하고, 이들을 독립적으로 대응하면서도 효율적으로 협업하여 에너지를 최대한 절약할 수 있는 기술이 필요한 것이다. 이에 따라 각각의 구성에 대하여 독립적으로 열관리를 수행하면서 동시에 전체적인 차량의 열관리를 통합하여 열효율을 증대시키고자 차량의 통합 열관리 개념이 제시되고 있다.
이러한 차량의 통합 열관리가 수행되기 위해서는 복잡한 냉각수라인, 냉매라인 및 부품들을 통합하여 모듈화 할 필요가 있는데, 복수의 부품들을 모듈화 하면서도 제조가 간단하고 패키지적인 측면에서도 컴팩트한 모듈화의 개념이 필요한 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 복잡한 냉매 관련 부품들과 라인들을 통합하여 모듈화하여 부품을 컴팩트화 시킬 수 있는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈은 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 어큐뮬레이터를 순환하도록 구성되는 냉매모듈로서, 냉매가 흡입되는 제 1 흡입포트가 구비되고, 압축된 냉매가 토출되는 제 1 토출포트가 구비되는 압축기와; 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 흡입되는 제 2 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 2 토출포트가 구비되는 응축기와; 상기 응축기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 3 흡입포트가 구비되고, 팽창된 냉매가 토출되는 제 3 토출포트가 구비되는 팽창밸브와; 상기 팽창밸브에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 4 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 4 토출포트가 구비되는 증발기와; 상기 증발기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 5 흡입포트가 구비되고, 액상과 기상으로 분리된 냉매가 토출되는 제 5 토출포트가 구비되는 어큐뮬레이터와; 상기 압축기, 응축기, 증발기 및 어큐뮬레이터를 일체로 연결시키면서 상기 어큐뮬레이터에서 토출된 냉매를 상기 압축기로 유동시키는 유로가 형성되는 연결체를 포함한다.
상기 연결체는 냉매가 유동되도록 중공되는 파이프 형태로 형성되어, 일측 단부에 상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트와 연통되는 유입구가 형성되고, 타측 단부에 상기 압축기의 제 1 흡입포트와 연통되는 배출구가 형성되어, 상기 유입구와 배출구가 연통되면서 상기 유로가 형성되고, 상기 연결체의 외표면에는 상기 압축기와 응축기를 일체로 연결시키는 제 1 연결파이프가 구비되고, 상기 증발기와 어큐뮬레이터를 일체로 연결시키는 제 2 연결파이프가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결체에는 일측이 상기 연결체의 외표면에서 일체로 고정되고, 타측이 상기 압축기와 응축기의 사이 공간까지 연장되어 타측 단부에 상기 제 1 연결파이프가 고정되는 제 1 연결바와; 일측이 상기 연결체의 외표면에서 일체로 고정되고, 타측이 상기 증발기와 어큐뮬레이터의 사이 공간까지 연장되어 타측 단부에 상기 제 2 연결파이프가 고정되는 제 2 연결바가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 압축기의 제 1 토출포트와 상기 응축기의 제 2 흡입포트는 상기 연결체의 제 1 연결파이프를 매개로 연결되고, 상기 증발기의 제 4 토출포트와 상기 어큐뮬레이터의 제 5 흡입포트는 상기 연결체의 제 2 연결파이프를 매개로 연결되며, 상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트와 상기 압축기의 제 1 흡입포트는 상기 연결체의 유로에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 응축기의 제 2 토출포트와 상기 팽창밸브의 제 3 흡입포트는 직접 연결되며, 상기 팽창밸브의 제 3 토출포트와 상기 증발기의 제 4 흡입포트는 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 토출포트는 상기 응축기의 하단부에서 하부방향으로 형성되고, 상기 제 3 흡입포트는 상기 팽창밸브의 상단부에서 상부방향으로 형성되되, 상기 응축기의 제 2 토출포트의 직하방에 상기 팽창밸브의 제 3 흡입포트가 배치되어 상기 제 2 토출포트와 제 3 흡입포트가 직접 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 토출포트는 상기 팽창밸브의 상단부에서 상부방향으로 형성되고, 상기 제 4 흡입포트는 상기 증발기의 하단부에서 하부방향으로 형성되되, 상기 팽창밸브의 제 3 토출포트의 직상방에 상기 증발기의 제 4 흡입포트가 배치되어 상기 제 3 토출포트와 제 4 흡입포트가 직접 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 토출포트는 상기 압축기의 상단부에서 상부방향으로 형성되고, 상기 제 2 흡입포트는 상기 응축기의 하단부에서 하부방향으로 형성되되, 상기 압축기의 제 1 토출포트의 직상방에 상기 연결체의 제 1 연결파이프와 상기 응축기의 제 2 흡입포트가 순차적으로 배치되어 상기 제 1 토출포트와 제 2 흡입포트가 상기 제 1 연결파이프를 매개로 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 4 토출포트는 상기 증발기의 하단부에서 하부방향으로 형성되고, 상기 제 5 흡입포트는 상기 어큐뮬레이터의 상단부에서 상부방향으로 형성되되, 상기 증발기의 제 4 토출포트의 직하방에 상기 연결체의 제 2 연결파이프와 상기 어큐뮬레이터의 제 5 흡입포트가 순차적으로 배치되어 상기 제 4 토출포트와 제 5 흡입포트가 상기 제 2 연결파이프를 매개로 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 5 토출포트는 상기 어큐뮬레이터의 상단부에서 상부방향으로 형성되고, 상기 제 1 흡입포트는 상기 압축기의 상단부에서 상부방향으로 형성되되. 상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트와 압축기의 제 1 흡입포트가 수평방향으로 이격되어 배치되어 상기 연결체의 유로에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결체는 파이프 형태로 형성되어 일측에 상기 유입구가 형성되고, 외표면에 상기 제 1 연결파이프와 제 2 연결파이프가 구비되는 제 1 연결체와; 파이프 형태로 형성되어 일측이 상기 제 1 연결체의 타단에 결합되고, 타측에 상기 배출구가 형성되는 제 2 연결체가 서로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 연결체는 직선형태로 형성되어 상기 유입구가 상기 제 1 연결체의 일측 하부영역에서 하부방향으로 개구되도록 형성되어 상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트의 직상방에 배치되고, 상기 제 2 연결체는 타측이 하부 방향으로 절곡되어 상기 배출구가 상기 제 2 연결체의 단부영역에서 하부방향으로 개구되도록 형성되어 상기 압축기의 제 1 흡입포트의 직상방에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창밸브는 제 3 흡입포트가 상기 응축기의 제 2 토출포트에 직접 연결되고, 제 3 토출포트가 상기 증발기의 제 4 흡입포트에 직접 연결되면서 상기 응축기와 증발기에 일체로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복잡한 냉매 관련 부품들과 라인들을 통합하여 모듈화함으로써 부품을 컴팩트화 시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 냉매가 순환되는 경로를 최소로 단축시킬 수 있기 때문에 순환되는 냉매의 양을 저감하면서도 냉각수와의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 구성하는 부품의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 구성하는 부품의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈은 냉매가 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 순차적으로 순환하도록 구성된다.
부연하자면, 냉매는 압축기(10)에서 압축된 다음 응축기(20)로 유동되어 냉각수와 열교환되면서 방열된다. 이렇게 방열된 냉매는 팽창밸브(30)로 유동되어 냉매가 팽창된다. 그리고, 팽창밸브(30)에서 팽창된 냉매는 증발기(40)로 유동되어 냉각수와 열교환되면서 흡열된 다음 어큐뮬레이터(50)로 유입된다. 어큐뮬레이터(50)에서는 기상인 냉매와 액상인 냉매를 분리한 다음 기상인 냉매를 압축기(10)로 유동시킨다.
이렇게 냉매는 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 순차적으로 순환되면서 냉각수와 열교환되면서 냉각수를 승온시키거나 냉각시키게 된다.
한편, 종래에는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 어큐뮬레이터 사이에서 순환되는 냉매는 각 부품들을 연결하는 연결 파이프나 연결 호스를 통하여 유동되지만, 본 발명에서는 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)의 배치를 개선하여 직접 연결시키고, 이에 따라 냉매가 유동되는 연결 파이프나 연결 호스를 삭제하거나 최소화하여 냉매관련 부품들과 라인들을 모듈화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈을 보여주는 정면도이다.
전술된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈은 냉매관련 부품들과 라인들을 모듈화한 것으로서, 냉매관련 부품으로 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)가 구비되고, 냉매가 유동되는 라인으로는 압축기(10)와 어큐뮬레이터(50) 사이에서 냉매가 유동되는 유로(81)가 형성되는 연결체(80) 하나만 구비된다.
여기서, 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)는 각각의 부품이 해당 부품의 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태로 제작될 수 있다. 특히 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)는 해당 부품의 기능을 수행할 수 있다면 그 내부 구성은 어떠하여도 무방하다.
다만, 본 실시예에서는 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)의 배치 관계 및 연결관계를 개선하여 냉매가 유동되는 라인을 최소화하기 위하여 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)에서 냉매가 흡입 및 토출되는 포트의 위치 및 개구 방향을 한정한다.
부연하자면, 압축기(10)에는 어큐뮬레이터(50)로부터 냉매가 흡입되는 제 1 흡입포트(11)가 구비되고, 압축된 냉매가 토출되는 제 1 토출포트(12)가 구비되고, 응축기(20)에는 압축기(10)로부터 토출되는 냉매가 흡입되는 제 2 흡입포트(21)가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 2 토출포트(22)가 구비된다. 이때 응축기(20)에는 냉매와 열교환되는 냉각수가 유입되는 제 1 유입포트(23)가 구비되고, 열교환된 냉각수가 배출되는 제 1 배출포트(24)가 구비된다.
그리고, 팽창밸브(30)에는 응축기(20)에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 3 흡입포트(31)가 구비되고, 팽창된 냉매가 토출되는 제 3 토출포트(32)가 구비되고, 증발기(40)에는 팽창밸브(30)에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 4 흡입포트(41)가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 4 토출포트(42)가 구비된다. 이때 증발기(40)에는 냉매와 열교환되는 냉각수가 유입되는 제 2 유입포트(43)가 구비되고, 열교환된 냉각수가 배출되는 제 2 배출포트(44)가 구비된다.
또한, 어큐뮬레이터(50)에는 증발기(40)에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 5 흡입포트(51)가 구비되고, 액상과 기상으로 분리된 냉매가 토출되는 제 5 토출포트(52)가 구비된다.
그리고, 어큐뮬레이터(50)와 압축기(10) 사이에는 어큐뮬레이터(50)에서 토출된 냉매를 압축기로 유동시키는 유로(70)가 형성되는 연결체(80)가 배치된다.
이때 연결체(80)는 어큐뮬레이터(50)와 압축기(10) 사이에는 어큐뮬레이터(50)에서 토출된 냉매를 압축기(10)로 유동시키는 유로(70)가 형성되는 것과 더불어 압축기(10), 응축기(20), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 일체로 연결시키는 역할을 한다.
이를 위하여 연결체(80)는 냉매가 유동되도록 중공되는 파이프 형태로 형성되어, 일측 단부에 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)와 연통되는 유입구(65)가 형성되고, 타측 단부에 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11)와 연통되는 배출구(72)가 형성되어, 유입구(65)와 배출구(72)가 연통되면서 유로(81)가 형성된다.
그리고, 연결체(80)의 외표면에는 압축기(10)와 응축기(20)를 일체로 연결시키는 제 1 연결파이프(61)가 구비되고, 증발기(40)와 어큐뮬레이터(50)를 일체로 연결시키는 제 2 연결파이프(63)가 구비된다.
이때, 제 1 연결파이프(61)와 제 2 연결파이프(63)는 각각 상하방향으로 연통되어 냉매가 유동되는 공간을 제공하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 1 연결파이프(61)가 형성되는 높이는 압축기(10)와 응축기(20) 사이의 간격, 바람직하게는 압축기(10)의 제 1 토출포트(12)와 응축기(20)의 제 2 흡입포트(21) 사이의 간격에 대응하여 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 연결파이프(63)가 형성되는 높이는 증발기(40)와 어큐뮬레이터(50) 사이의 간격, 바람직하게는 증발기(40)의 제 4 토출포트(42)와 어큐뮬레이터(50)의 제 5 흡입포트(51) 사이의 간격에 대응하여 설정되는 것이 바람직하다.
그리고, 연결체(80)에는 제 1 연결파이프(61)와 제 2 연결파이프(63)를 원하는 위치, 즉 제 1 연결파이프(61)는 압축기(10)와 응축기(20)의 사이 공간으로 위치시키고, 제 2 연결파이프(63)는 증발기(40)와 어큐뮬레이터(50)의 사이 공간으로 위치시키기 위하여 제 1 연결바(62)와 제 2 연결바(64)가 구비된다.
부연하자면, 제 1 연결바(62)는 일측이 연결체(80)의 외표면에서 일체로 고정되고, 타측이 압축기(10)와 응축기(20)의 사이 공간, 바람직하게는 압축기(10)의 제 1 토출포트(12)와 응축기(20)의 제 2 흡입포트(21) 사이 공간까지 연장되어 단부에 제 1 연결파이프(61)가 고정된다.
그리고, 제 2 연결바(64)는 일측이 연결체(80)의 외표면에서 일체로 고정되고, 타측이 증발기(40)와 어큐뮬레이터(50)의 사이 공간, 바람직하게는 증발기(40)의 제 4 토출포트(42)와 어큐뮬레이터(50)의 제 5 흡입포트(51) 사이 공간까지 연장되어 단부에 제 2 연결파이프(63)가 고정된다.
특히, 제 1 연결바(62)와 제 2 연결바(64)는 압축기(10), 응축기(20), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 일체로 연결시키는 수단으로서, 그 형상 및 형태는 어떠하여도 무방하나 압축기(10), 응축기(20), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 일체로 지지할 수 있도록 충분한 강성을 유지하는 것이 바람직하다.
이때 연결체(80)는 서로 이격되어 배치되는 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)와 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11)를 연결하기 위하여 구조적으로 하부 방향으로 절곡되는 부위가 발생되고, 수평적으로는 제 1 연결바(62), 제 1 연결파이프(61), 제 2 연결바(64) 및 제 2 연결파이프(63)를 구비하여야 하기 때문에 제작을 용이하게 하기 위하여 다수개로 분할하여 제작한 다음 분할된 요소를 결합시켜서 구현할 수 있다.
예를 들어 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 연결체(80)는 파이프 형태로 형성되어 일측에 유입구(65)가 형성되고, 외표면에 제 1 연결파이프(61)와 제 2 연결파이프(63)가 구비되는 제 1 연결체(60)와; 파이프 형태로 형성되어 일측이 제 1 연결체(60)의 타단에 결합되고, 타측에 배출구(72)가 형성되는 제 2 연결체(70)가 서로 결합되어 이루어질 수 있다.
그래서, 제 1 연결체(60)를 직선형태로 제작한 다음 외표면에 제 1 연결바(62), 제 1 연결파이프(61), 제 2 연결바(64) 및 제 2 연결파이프(63)를 형성한다. 이때 제 1 연결체(60)는 압축기(10), 응축기(20), 증발기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 충분한 강성으로 지지할 수 있도록 제 1 연결바(62), 제 1 연결파이프(61), 제 2 연결바(64) 및 제 2 연결파이프(63)를 별도로 제작하여 결합시키는 것이 아니라 한 번의 성형으로 일체화 시키는 것이 바람직하다.
그리고, 제 2 연결체(70)는 타측을 하부 방향으로 절곡시켜서 형성한 다음 제 1 연결체(60)와 제 2 연결체(70)를 결합시킴으로써 연결체(80)를 구현할 수 있다.
이때 제 1 연결체(60)의 타측 단부에는 유입구(65)와 연통되는 제 1 연통공(66)이 형성되고, 그 주변으로 제 2 연결체(70)와의 결합을 위한 제 1 플랜지(67)가 구비된다. 그리고, 제 2 연결체(70)의 일측 단부에는 제 1 연통공(66)과 연통되면서 배출구(72)와 연통되는 제 2 연통공(71)이 형성되고, 그 주변으로 제 1 플랜지(67)와 결합되는 제 2 플랜지(73)가 구비된다. 그래서, 제 1 연통공(66)과 제 2 연통공(71)이 연통됨에 따라 제 1 연결체(60)에 형성되는 제 1 유로(68)와 제 2 연결체(70)에 형성되는 제 2 유로(74)가 서로 연통되면서 유로(81)가 형성된다.
특히, 제 1 연결체(60)는 직선형태로 형성되어 유입구(65)가 상기 제 1 연결체(60)의 일측 하부영역에서 하부방향으로 개구되도록 형성되어 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)의 직상방에 배치되도록 한다.
그리고, 제 2 연결체(70)는 타측이 하부 방향으로 절곡되면서 배출구(72)가 제 2 연결체(70)의 단부영역에서 하부방향으로 개구되도록 형성되어 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11)의 직상방에 배치되도록 한다.
그래서, 냉매가 유동되는 순서에 따라 압축기(10)의 제 1 토출포트(12)와 응축기(20)의 제 2 흡입포트(21)는 연결체(80)의 제 1 연결파이프(61)를 매개로 연결되면서 연통되고, 응축기(20)의 제 2 토출포트(22)와 팽창밸브(30)의 제 3 흡입포트(31)는 직접 연결되도록 한다.
그리고, 팽창밸브(30)의 제 3 토출포트(32)와 증발기(40)의 제 4 흡입포트(41)는 직접 연결되고, 증발기(40)의 제 4 토출포트(42)와 어큐뮬레이터(50)의 제 5 흡입포트(51)는 연결체(80)의 제 2 연결파이프(63)를 매개로 연결되도록 한다.
또한, 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)와 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11)는 연결체(80)에 형성된 유로(70)에 의해 연결되도록 한다.
이러한 연결을 위하여 압축기(10)와 어큐뮬레이터(50)는 수평방향으로 나란하게 배치되고, 응축기(20)와 증발기(40)는 압축기(10)와 어큐뮬레이터(50)의 상부영역에서 수평방향으로 나란하게 배치된다. 그리고, 팽창밸브(30)는 그 양측 상단이 응축기(20)와 증발기(40)의 하단부에 각각 고정되도록 배치된다.
그리고, 이러한 배치에 따라 압축기(10)와 어큐뮬레이터(50)는 냉매가 흡입 및 토출되는 포트가 상부방향으로 형성된다.
예를 들어 압축기(10)의 상단부에는 제 1 흡입포트(11)와 제 1 토출포트(12)가 상부방향을 향하도록 형성된다. 그리고 어큐뮬레이터(50)도 마찬가지로 상단부에는 제 5 흡입포트(51)와 제 5 토출포트(52)가 상부방향을 향하도록 형성된다.
반면에, 응축기(20)와 증발기(40)는 냉매가 흡입 및 토출되는 포트가 하부방향으로 형성된다.
예를 들어 응축기(20)의 하단부에는 제 2 흡입포트(21)와 제 2 토출포트(22)가 하부방향을 향하도록 형성된다. 그리고 증발기(40)도 마찬가지로 하단부에는 제 4 흡입포트(41)와 제 4 토출포트(42)가 하부방향을 향하도록 형성된다.
또한, 팽창밸브(30)는 냉매가 흡입 및 토출되는 제 3 흡입포트(31)와 제 3 토출포트(32)가 상단부에서 상부방향을 향하도록 형성된다.
그래서, 압축기(10)의 제 1 토출포트(12)의 직상방에 연결체(80)의 제 1 연결파이프(61)와 응축기(20)의 제 2 흡입포트(21)가 순차적으로 배치되도록 압축기(10)의 상부에 연결체(80)와 응축기(20)를 배치하고, 제 1 토출포트(12)와 제 2 흡입포트(21)를 제 1 연결파이프(61)를 매개로 연결시켜서 압축기(10)와 응축기(20) 사이에서 냉매가 직접 유동되도록 한다.
그리고, 응축기(20)와 수평방향으로 증발기(40)를 배치한 다음, 증발기(40)의 제 4 토출포트(42)의 직하방에 연결체(80)의 제 2 연결파이프(63)와 어큐뮬레이터(50)의 제 5 흡입포트(51)가 배치되도록 응축기(20)의 하부에 연결체(80)와 어큐뮬레이터(50)를 배치하고, 제 4 토출포트(42)와 제 5 흡입포트(51)를 제 2 연결파이프(63)를 매개로 연결시켜서 증발기(40)와 어큐뮬레이터(50) 사이에서 냉매가 직접 유동되도록 한다.
또한, 응축기(20)와 증발기(40)의 하부에 팽창밸브(30)를 배치한 다음, 응축기(20)의 제 2 토출포트(22)의 직하방에 팽창밸브(30)의 제 3 흡입포트(31)가 배치되도록 하고, 팽창밸브(30)의 제 3 토출포트(32)의 직상방에 증발기(40)의 제 4 흡입포트(41)가 배치되도록 한다. 그래서, 제 2 토출포트(22)와 제 3 흡입포트(31)를 직접 연결시켜서 응축기(20)와 팽창밸브(30) 사이에서 냉매가 별도의 다른 연결부품 없이 직접 유동되도록 하고, 제 3 토출포트(32)와 제 4 흡입포트(41)를 직접 연결시켜서 팽창밸브(30)와 증발기(40) 사이에서 냉매가 별도의 다른 연결부품 없이 직접 유동되도록 한다.
또한, 어큐뮬레이터(50)에서 토출되는 냉매를 압축기(10)로 흡입시키기 위하여 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)와 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11) 사이가 연결되어야 하는데, 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11)와 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)는 모두 상부 방향으로 형성되어 있고, 압축기(10)와 어큐뮬레이터(50)가 수평방향으로 나란하게 배치되어 있기 때문에 제 1 흡입포트(11)와 제 5 토출포트(52) 사이는 연결체(80)를 배치하여 연결체(80)에 형성된 유로(81)에 의해 제 1 흡입포트(11)와 제 5 토출포트(52)를 간접적으로 연결시킨다.
이때, 어큐뮬레이터(50)의 제 5 토출포트(52)는 연결체(80)의 유입구(65)와 연결되고, 압축기(10)의 제 1 흡입포트(11)은 연결체(80)의 배출구(72)와 연결된다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 압축기
11: 제 1 흡입포트
12: 제 1 토출포트 20: 응축기
21: 제 2 흡입포트 22: 제 2 토출포트
23: 제 1 유입포트 24: 제 1 배출포트
30: 팽창밸브 31: 제 3 흡입포트
32: 제 3 토출포트 40: 증발기
41: 제 4 흡입포트 42: 제 4 토출포트
43: 제 2 유입포트 44: 제 2 배출포트
50: 어큐뮬레이터 51: 제 5 흡입포트
52: 제 5 토출포트 60: 제 1 연결체
61: 제 1 연결파이프 62: 제 1 연결바
63: 제 2 연결파이프 64: 제 2 연결바
65: 유입구 66: 제 1 연통공
67: 제 1 플랜지 68: 제 1 유로
70: 제 2 연결체 71: 제 2 연통공
72: 배출구 73: 제 2 플랜지
74: 제 2 유로 80: 연결체
81: 유로
12: 제 1 토출포트 20: 응축기
21: 제 2 흡입포트 22: 제 2 토출포트
23: 제 1 유입포트 24: 제 1 배출포트
30: 팽창밸브 31: 제 3 흡입포트
32: 제 3 토출포트 40: 증발기
41: 제 4 흡입포트 42: 제 4 토출포트
43: 제 2 유입포트 44: 제 2 배출포트
50: 어큐뮬레이터 51: 제 5 흡입포트
52: 제 5 토출포트 60: 제 1 연결체
61: 제 1 연결파이프 62: 제 1 연결바
63: 제 2 연결파이프 64: 제 2 연결바
65: 유입구 66: 제 1 연통공
67: 제 1 플랜지 68: 제 1 유로
70: 제 2 연결체 71: 제 2 연통공
72: 배출구 73: 제 2 플랜지
74: 제 2 유로 80: 연결체
81: 유로
Claims (13)
- 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 어큐뮬레이터를 순환하도록 구성되는 냉매모듈로서,
냉매가 흡입되는 제 1 흡입포트가 구비되고, 압축된 냉매가 토출되는 제 1 토출포트가 구비되는 압축기와;
상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 흡입되는 제 2 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 2 토출포트가 구비되는 응축기와;
상기 응축기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 3 흡입포트가 구비되고, 팽창된 냉매가 토출되는 제 3 토출포트가 구비되는 팽창밸브와;
상기 팽창밸브에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 4 흡입포트가 구비되고, 열교환된 냉매가 토출되는 제 4 토출포트가 구비되는 증발기와;
상기 증발기에서 토출되는 냉매가 흡입되는 제 5 흡입포트가 구비되고, 액상과 기상으로 분리된 냉매가 토출되는 제 5 토출포트가 구비되는 어큐뮬레이터와;
상기 압축기, 응축기, 증발기 및 어큐뮬레이터를 일체로 연결시키면서 상기 어큐뮬레이터에서 토출된 냉매를 상기 압축기로 유동시키는 유로가 형성되는 연결체를 포함하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 연결체는 냉매가 유동되도록 중공되는 파이프 형태로 형성되어, 일측 단부에 상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트와 연통되는 유입구가 형성되고, 타측 단부에 상기 압축기의 제 1 흡입포트와 연통되는 배출구가 형성되어, 상기 유입구와 배출구가 연통되면서 상기 유로가 형성되고,
상기 연결체의 외표면에는 상기 압축기와 응축기를 일체로 연결시키는 제 1 연결파이프가 구비되고, 상기 증발기와 어큐뮬레이터를 일체로 연결시키는 제 2 연결파이프가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 2에 있어서,
상기 연결체에는 일측이 상기 연결체의 외표면에서 일체로 고정되고, 타측이 상기 압축기와 응축기의 사이 공간까지 연장되어 타측 단부에 상기 제 1 연결파이프가 고정되는 제 1 연결바와; 일측이 상기 연결체의 외표면에서 일체로 고정되고, 타측이 상기 증발기와 어큐뮬레이터의 사이 공간까지 연장되어 타측 단부에 상기 제 2 연결파이프가 고정되는 제 2 연결바가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 2에 있어서,
상기 압축기의 제 1 토출포트와 상기 응축기의 제 2 흡입포트는 상기 연결체의 제 1 연결파이프를 매개로 연결되고,
상기 증발기의 제 4 토출포트와 상기 어큐뮬레이터의 제 5 흡입포트는 상기 연결체의 제 2 연결파이프를 매개로 연결되며,
상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트와 상기 압축기의 제 1 흡입포트는 상기 연결체의 유로에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 응축기의 제 2 토출포트와 상기 팽창밸브의 제 3 흡입포트는 직접 연결되며,
상기 팽창밸브의 제 3 토출포트와 상기 증발기의 제 4 흡입포트는 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 5에 있어서,
상기 제 2 토출포트는 상기 응축기의 하단부에서 하부방향으로 형성되고,
상기 제 3 흡입포트는 상기 팽창밸브의 상단부에서 상부방향으로 형성되되,
상기 응축기의 제 2 토출포트의 직하방에 상기 팽창밸브의 제 3 흡입포트가 배치되어 상기 제 2 토출포트와 제 3 흡입포트가 직접 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제 3 토출포트는 상기 팽창밸브의 상단부에서 상부방향으로 형성되고,
상기 제 4 흡입포트는 상기 증발기의 하단부에서 하부방향으로 형성되되,
상기 팽창밸브의 제 3 토출포트의 직상방에 상기 증발기의 제 4 흡입포트가 배치되어 상기 제 3 토출포트와 제 4 흡입포트가 직접 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제 1 토출포트는 상기 압축기의 상단부에서 상부방향으로 형성되고,
상기 제 2 흡입포트는 상기 응축기의 하단부에서 하부방향으로 형성되되,
상기 압축기의 제 1 토출포트의 직상방에 상기 연결체의 제 1 연결파이프와 상기 응축기의 제 2 흡입포트가 순차적으로 배치되어 상기 제 1 토출포트와 제 2 흡입포트가 상기 제 1 연결파이프를 매개로 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제 4 토출포트는 상기 증발기의 하단부에서 하부방향으로 형성되고,
상기 제 5 흡입포트는 상기 어큐뮬레이터의 상단부에서 상부방향으로 형성되되,
상기 증발기의 제 4 토출포트의 직하방에 상기 연결체의 제 2 연결파이프와 상기 어큐뮬레이터의 제 5 흡입포트가 순차적으로 배치되어 상기 제 4 토출포트와 제 5 흡입포트가 상기 제 2 연결파이프를 매개로 연결되면서 연통되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제 5 토출포트는 상기 어큐뮬레이터의 상단부에서 상부방향으로 형성되고,
상기 제 1 흡입포트는 상기 압축기의 상단부에서 상부방향으로 형성되되.
상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트와 압축기의 제 1 흡입포트가 수평방향으로 이격되어 배치되어 상기 연결체의 유로에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 2에 있어서,
상기 연결체는 파이프 형태로 형성되어 일측에 상기 유입구가 형성되고, 외표면에 상기 제 1 연결파이프와 제 2 연결파이프가 구비되는 제 1 연결체와; 파이프 형태로 형성되어 일측이 상기 제 1 연결체의 타단에 결합되고, 타측에 상기 배출구가 형성되는 제 2 연결체가 서로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 11에 있어서.
상기 제 1 연결체는 직선형태로 형성되어 상기 유입구가 상기 제 1 연결체의 일측 하부영역에서 하부방향으로 개구되도록 형성되어 상기 어큐뮬레이터의 제 5 토출포트의 직상방에 배치되고,
상기 제 2 연결체는 타측이 하부 방향으로 절곡되어 상기 배출구가 상기 제 2 연결체의 단부영역에서 하부방향으로 개구되도록 형성되어 상기 압축기의 제 1 흡입포트의 직상방에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 팽창밸브는 제 3 흡입포트가 상기 응축기의 제 2 토출포트에 직접 연결되고, 제 3 토출포트가 상기 증발기의 제 4 흡입포트에 직접 연결되면서 상기 응축기와 증발기에 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈.
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