KR101280623B1

KR101280623B1 - 증발기

Info

Publication number: KR101280623B1
Application number: KR1020080076263A
Authority: KR
Inventors: 임홍영; 오광헌; 박창호
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2013-07-02
Also published as: KR20100016688A

Abstract

본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 내부에 하나 이상의 유로가 형성되어 일정거리 이격되어 배치되는 제1헤더탱크, 및 제2헤더탱크와; 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크에 연결되어 열교환매체가 유입되는 입구 파이프, 및 유입된 열교환매체가 배출되는 출구 파이프와; 내부에 열교환매체 유통로가 형성되어 상기 제1헤더탱크와 제2헤더탱크에 양단이 연결되는 튜브와; 상기 튜브 사이에 개재되는 방열핀과; 상기 제1,2헤더탱크와 튜브를 통해 유통되는 열교환매체의 흐름을 제어하도록 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크 내부에 설치되는 배플과; 상기 배플에 의해 열교환매체의 흐름이 다른 복수의 증발영역이 형성되는 증발기에 있어서, 상기 증발기는 상기 복수의 증발영역 중 어느 하나의 증발영역과, 상기 어느 하나의 증발영역 이전의 증발영역을 연통시켜 열교환매체가 바이패스 되도록 하는 연통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

증발기, 수력직경, 과열, 증발영역

Description

증발기{EVAPORATOR}

본 발명은 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발기 내부에 열교환매체의 흐름이 균일하도록 하여 과열영역이 발생하지 않도록 하는 증발기에 관한 것이다.

근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있으며 상기 증발기 역시 소형화와 함께 열교환 성능을 높이기 위한 연구가 이루어지고 있다.

상기 증발기는 액상의 열교환매체가 기체상태로 변화하는 과정에서 송풍장치에 의해 유입된 공기를 열교환에 의해 냉각되도록 하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급되도록 하는 냉방장치로 도 1은 종래의 압출형 증발기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래의 압출형 증발기를 나타낸 분해사시도이며, 도 3는 종래의 적층형 증발기를 나타낸 사시도이며, 도 4는 상기 도 1 및 도 3에 도시한 증발기의 열교환매체의 흐름을 나타낸 개략도이다.

상기 도 1 내지 도 3에 도시한 증발기는 내부에 하나 이상의 유로가 형성되어 일정거리 이격되어 배치되는 제1헤더탱크(110), 및 제2헤더탱크(120)와; 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 연결되어 열교환매체가 유입되는 입구 파이프(140), 및 유입된 열교환매체가 배출되는 출구 파이프(150)와; 내부에 열교환매체 유통로(161)가 형성되어 상기 제1헤더탱크(110)와 제2헤더탱크(120)에 양단이 연결되는 튜브(160)와; 상기 튜브(160) 사이에 개재되는 방열핀(165)과; 상기 제1,2헤더탱크(110, 120)와 튜브(160)를 통해 유통되는 열교환매체의 흐름을 제어하도록 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120) 내부에 설치되는 배플(130)이루어져 상기 증발기는 상기 배플(130)에 의해 열교환매체의 흐름이 다른 복수의 증발영역(A)을 갖는다.

도 4는 상기 도 1 및 도 3에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도로서, 도 1, 도 3, 도 4를 참조하여 보면, 상기 증발기의 입구 파이프(140)를 통해 제1헤더탱크(110) 내부로 유입된 열교환매체는 유로(180)를 통해 이동되는 과정에서 상기 유로(180)에 설치된 배플(130)에 의해 증발영역(A1)에 배치된 튜브(160)를 통해 제2헤더탱크(150)로 이동되고, 상기 제2헤더탱크(150)로 이동된 열교환매체는 유로(180)를 통해 이동되는 과정에서 상기 증발영역(A2)에 배치된 튜브(160)를 통해 제1헤더탱크(110)로 이동된다.

상기 제1헤더탱크(110)로 이동된 열교환매체는 상기 유로(180)에 설치된 배플(130)에 의해 증발영역(A3)에 배치된 튜브(160)를 통해 제2헤더탱크(120)로 이동되고, 상기 제2헤더탱크(120)로 이동된 열교환매체는 유로(180)를 통해 이동되는 과정에서 상기 증발영역(A4)에 배치된 튜브(160)를 통해 제1헤더탱크(110)로 이동된 후, 상기 제1헤더탱크(110)에 연결된 출구 파이프(150)를 거쳐 컴프레셔측으로 이동된다.

상기 증발영역(A1, A2, A3, A4) 중 상기 증발기의 출구 파이프(150)에 인접하는 최후단의 증발영역(A4)에는 이동중인 열교환매체의 관성으로 인해 상기 최후단 증발영역(A4)에는 도면에 빗금으로 표시한 부위에 과열영역(H)이 형성된다.

상기 최후단 증발영역(A4)에 과열영역(H)이 형성됨에 따라 상기 증발기의 온도분포가 나빠지고, 그로 인해 공기가 충분히 냉각되지 못함은 물론 냉각된 공기의 온도편차가 커져 온도쾌적성이 저하된다는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기의 최후단 증발영역에 열교환매체가 균일하게 유통되도록 하여 과열영역의 발생이 방지된 증발기를 제공하는 것이다.

또한, 차량의 실내의 좌·우 및 상·하로 토출되는 공기의 온도를 균일화하여 온도 쾌적성이 향상되도록 하는 증발기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증발기는, 내부에 하나 이상의 유로가 형성되어 일정거리 이격되어 배치되는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)와; 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20)에 연결되어 열교환매체가 유입되는 입구 파이프(40), 및 유입된 열교환매체가 배출되는 출구 파이프(50)와; 내부에 열교환매체 유통로(61)가 형성되어 상기 제1헤더탱크(10)와 제2헤더탱크(20)에 양단이 연결되는 튜브(60)와; 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 방열핀(70)과; 상기 제1,2헤더탱크(10, 20)와 튜브(60)를 통해 유통되는 열교환매체의 흐름을 제어하도록 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부에 설치되는 배플(30)과; 상기 배플(30)에 의해 열교환매체의 흐름이 다른 복수의 증발영역(A1~A4, A1-1~A6-1)이 형성되는 증발기(1)에 있어서, 상기 증발기(1)는 상기 복수의 증발영역(A1~A4, A1-1~A6-1) 중 어느 하나의 증발영역과, 상기 어느 하나의 증발영역 이전의 증발영역을 연통시켜 열교환매체가 바이패스 되도록 하는 연통공(31)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연통공(31)은 상기 복수의 증발영역(A1~A4, A1-1~A6-1) 중 상기 출구 파이프(50)와 연통된 최후단 증발영역(A4, A6-1)과, 상기 최후단 증발영역(A4, A6-1) 이전의 증발영역(A3, A5-1)을 연통시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 증발기(1)는, 상기 입구 파이프(40)를 통해 일측 제1헤더탱크(10)로 유입된 냉매가 제1유로(81)를 통해 일측 제2헤더탱크(20)의 제2유로(82)로 이동되는 제1증발영역(A1); 상기 제1증발영역(A1)을 통과한 냉매가 제2유로(82)에서 제3유로(83)로 이동된 후 일측 제1헤더탱크(10)의 제4유로(84)로 이동되는 제2증발영역(A2); 상기 제2증발영역(A2)을 통과한 냉매가 제4유로(84)에서 타측 제1헤더탱크(10)의 제5유로(85)로 이동된 후 타측 제2헤더탱크(20)의 제6유로(86)로 이동되는 제3증발영역(A3); 및 상기 제3증발영역(A3)을 통과한 냉매가 제6유로(86)에서 제7유로(87)로 이동된 후 타측 제1헤더탱크(10)의 제8유로(88)로 이동되는 제4증발영역(A4); 을 통과하여 출구 파이프(50)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 증발기(1)는, 상기 입구 파이프(40)를 통해 일측 제1헤더탱크(10)로 유입된 냉매가 제1유로(80-1)를 통해 일측 제2헤더탱크(20)의 제2유로(80-2)로 이동되는 제1증발영역(A1-1); 상기 제1증발영역(A1-1)을 통과한 냉매가 제2유로(80-2)에서 제3유로(80-3)로 이동된 후 일측 제1헤더탱크(10)의 제4유로(80-4)로 이동되는 제2증발영역(A2-1); 상기 제2증발영역(A2-1)을 통과한 냉매가 제4유로(80-4)에서 제5유로(80-5)로 이동된 후 일측 제2헤더탱크(20)의 제6유로(80-6)로 이동되는 제3증발영역(A3-1); 상기 제3증발영역(A3-1)을 통과한 냉매가 제6유로(80-6)에서 타측 제2헤더탱크(20)의 제7유로(80-7)로 이동된 후 타측 제1헤더탱크(10)의 제8유로(80-8)로 이동되는 제4증발영역(A4-1); 상기 제4증발영역(A4-1)을 통과한 냉매가 제8유로(80-8)에서 제9유로(80-9)로 이동된 후 타측 제2헤더탱크(20)의 제10유로(80-10)로 이동되는 제5증발영역(A5-1); 및 상기 제5증발영역(A5-1)을 통과한 냉매가 제10유로(80-10)에서 제11유로(80-11)로 이동된 후 타측 제1헤더탱크(10)의 제12유로(80-12)로 이동되는 제6증발영역(A6-1); 을 통과하여 출구 파이프(50)를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 증발기(1)는 상기 제4증발영역(A4-1)과 제5증발영역(A5-1)을 연통시켜 냉매가 바이패스 되도록 하는 연통공(31)이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 연통공(31)의 수력직경(D₁)은 상기 튜브(60) 하나의 수력직경(D₂)의 0.5~2배인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 증발기(1)는 제1열(2)과 제2열(3)을 상호 연통시켜 냉매가 이동되도록 하는 연통로(32)가 최후단의 증발영역(A4, A6-1)에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 연통공(31)은 각각의 증발영역을 구획하는 배플(30)에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 연통공(31)은 하나 또는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 연통공(31)은 원형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 증발기에 형성된 복수개의 증발영역 중 출구 파이프와 연통되는 최후단 증발영역 내부의 열교환매체가 어느 한곳으로 편중되지 아니하고 균일하게 유통되며, 그로 인해 증발기 전체의 온도분포가 균일해진다는 작용효과가 있다.

또한, 차량 실내의 좌·우 또는 상·하로 토출되는 공기의 온도가 균일화되어 냉방능력이 향상되고 차량 실내의 온도 쾌적성이 향상된다는 작용효과가 있다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면을 참조하여 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 열교환기에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 증발기를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 증발기를 나타낸 분해사시도이며, 도 7은 상기 도 5에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름을 나타낸 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 또 다른 증발기의 열교환매체의 흐름을 나타낸 개략도이며, 도 9는 본 발명에 의한 연통공의 크기에 따른 증발기 후방의 공기의 토출온도를 나타낸 도표이고, 도 10은 본 발명에 의한 연통공의 크기에 따른 증발기 후방의 공기의 토출온도차를 나타낸 도표이다.

도 5와 6은 압출형 튜브가 채용된 증발기를 나타낸 도면으로서, 도면에 참조되는 바와 같이 상기 증발기(1)는 내부에 하나 이상의 유로가 형성되어 상·하 또는 좌·우로 일정거리 이격되어 배치되는 제1헤더탱크(10), 및 제2헤더탱크(20)와; 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20)에 연결되어 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부로 열교환매체가 유입되는 입구 파이프(40), 및 증발기 내부로부터 열교환매체가 배출되는 출구 파이프(50)와; 상기 제1헤더탱크(10)와 제2헤더탱크(20) 사이에 열교환매체의 이동이 이루어지도록 내부에 열교환매체 유통로(61)가 형성되어 상기 제1헤더탱크(10)와 제2헤더탱크(20)에 양단이 연결되는 튜브(60)와; 상기 튜브(60)를 통해 열교환매체가 유통되는 과정에서 상기 튜브(60) 내부의 열교환매체와 외기사이에 열교환이 활발하게 이루어지도록 상기 튜브(60) 사이에 개재되는 방열핀(70)과; 상기 제1,2헤더탱크(10, 20) 및 튜브(60)를 통해 유통되는 열교환매체의 흐름을 제어하도록 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부에 형성된 유로 상에 설치되는 배플(30)로 이루어진다.

상기 배플(30)에 의해 상기 유로(81~88)는 다수개로 분할되고, 상기 분할된 유로(81~88)는 상기 튜브(60)를 통해 다른 유로(81~88)와 연통된다.

이에 따라 상기 튜브(60)들 사이에는 서로 다른 열교환매체의 흐름이 발생되고, 이러한 흐름의 다양성으로 인해 상기 튜브(60)들은 복수개의 증발영역(A1~A4, A1-1~A6-1)으로 구분된다.

도 5와 도 7은 4개의 증발영역(A1,A2,A3,A4)이 형성된 증발기 내부의 열교환매체 이동을 나타낸 도면으로서, 도면에서와 같이 상기 입구 파이프(40)로부터 유입되는 열교환매체는 제1헤더탱크(10) 내부의 제1유로(81)를 따라 이동한다.

상기 열교환매체는 제1유로(81)를 따라 이동하는 과정에서 상기 제1유로(81)와 제2유로(82)를 구분하는 배플(30)에 의해 이동이 차단되고, 그로 인해 상기 열교환매체는 제1유로(81)와 제2유로(82)를 연결하는 복수개의 튜브(60)가 이루는 제1증발영역(A1)을 거쳐 상기 제2유로(82)로 이동된다.

상기 제1증발영역(A1)을 거쳐 상기 제2유로(82)로 이동된 열교환매체는 상기 제2유로(82)와 연통된 제3유로(83)측으로 이동하게 되고, 이렇게 이동하는 열교환매체는 상기 제3유로(83)의 끝단에 이르러 이동이 차단된다.

이에 따라 상기 제3유로(83)상의 열교환매체는 상기 제3유로(83)와 제4유로(84)를 연결하는 복수개의 튜브(60)가 이루어지는 제2증발영역(A2)을 거쳐 상기 제4유로(84)로 이동된다.

상기 제2증발영역(A2)를 거쳐 제4유로(84)로 이동된 열교환매체는 증발기(1)의 2열(3)과 연통된 연통로(32)를 통해 상기 제4유로(84)로부터 제5유로(85)로 이동된 후, 상기 제5유로(85)와 제6유로(86)를 연결하는 복수개의 튜브(60)로 이루어진 제3증발영역(A3)를 거쳐 상기 제6유로(86)로 이동된다. 상기에서 증발기(1)의 1열(2)과 2열(3)을 상호 연통시키는 연통로(32)가 제8유로(88)측에 보다 가깝게 형성됨으로서, 상기 1열(2)의 제4유로(84)에서 연통로(32)를 통해 이동된 열교환매체 가 제5유로(85)를 거쳐 제3증발영역(A3)을 균일하게 통과하므로 과열영역을 방지하는 효과가 있게 된다.

이때 상기 제5유로(85)와 제8유로(88)를 구분하는 상기 배플(30)에는 상기 제5유로(85) 내부에 유통되는 열교환매체 중 일부가 제8유로(88)로 이동되도록 연통공(31)이 형성된다.

상기 제5유로(85)와 제8유로(88)를 구분하는 상기 배플(30)에 연통공(31)이 형성됨에 따라 연통로(32)를 통해 이동된 열교환매체 중 일부가 상기 연통공(31)을 통해 제8유로(88)로 이동되고, 이에 따라 후술하는 제4증발영역(A4)내부에 열교환매체가 균일하게 유통된다.

상기 제3증발영역(A3)을 거쳐 제6유로(86)로 이동된 열교환매체는 제7유로(87)측으로 이동하게 되고, 이렇게 이동하는 열교환매체는 상기 제7유로(87)의 끝단에 이르러 이동이 차단된다.

이에 따라 상기 제7유로(87)상의 열교환매체는 상기 제7유로(87)와 제8유로(88)를 연결하는 복수개의 튜브(60)로 이루어진 제4증발영역(A4)을 거쳐 상기 제8유로(88)에 수집되어 상기 제8유로(88)와 연결된 출구 파이프(50)를 통해 컴프레셔측으로 이동된다.

상기 제7유로(87)로부터 제8유로(88)로 열교환매체가 유통되는 제4증발영역(A4)의 경우 일반적으로 상기 제7유로(87)상에 유통되는 열교환매체의 관성에 의해 열교환매체는 출구 파이프(50)측에 가깝게 형성된 튜브(60)를 통해 주로 이동하게 되고, 그로 인해 열교환매체의 이동량이 적은 튜브에 대해서는 과열영역이 발생 하나, 본 발명의 경우 상기 제5유로(85)와 제8유로(88)를 연통하는 연통공(31)에 의해 열교환매체의 흐름이 균일하게 되어 기존과 같은 문제가 발생치 아니한다.

상기 제5,8유로(85, 88) 및 제4증발영역(A4)의 열교환매체의 이동에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 배플(30)의 연통공(31)을 통해 상기 제5유로(85) 내부의 열교환매체 중 일부는 상기 제8유로(88)로 이동된다.

상기 제5유로(85)로부터 제1헤더탱크(10) 보다 작은 직경을 갖는 배플(30)상의 연통공(31)을 통해 열교환매체가 상기 제8유로(88)로 이동됨에 따라 열교환매체의 속도가 급격히 증가하게 된다. 따라서 상기 연통공(31)을 지나 빠른 속도로 유동하는 열교환매체에 의해 연통공(31)과 가까운 측의 튜브(60) 상부는 압력이 낮아지게 되고, 그로 인해 상기 제8유로(88)와 연통된 제7유로(87)에 충전된 열교환매체는 상기 튜브(60) 상부의 낮은 압력으로 인해 상기 연통공(31)과 가까운 측의 튜브(60) 내부로 자연스럽게 흡입되어 유통되므로 열교환매체가 상기 제4증발영역(A4)을 균일하게 지나도록 하는 효과가 발생된다.

이에 따라, 상기 제4증발영역(A4)에 과열영역이 발생하지 아니함은 물론 그로 인해 상기 제4증발영역(A4)을 통해 유통되는 열교환매체가 균일하게 유통되어 증발기(1)의 온도분포성이 향상된다.

상기 배플(30)에 형성되는 연통공(31)은 삼각형, 사각형과 같이 규칙적인 형상 내지 불규칙적인 형상으로 되어 다수개가 형성될 수도 있으나, 제작의 용이성 및 열교환매체 유통량의 정확한 계측, 및 저항의 감소를 위해 도면에서와 같이 원 형으로 되어 하나로 이루어진다.

또한 상기 연통공(31)이 원형으로 되어 하나로 이루어짐에 따라 상기 연통공(31)의 형성이 용이할 뿐만 아니라, 상기 연통공(31)과 열교환매체 사이에 접촉면적이 감소되어 저항이 줄어든다는 장점이 있다.

도 8은 도 5 내지 도 7과 달리 6개의 증발영역(A1-1~A6-1)이 형성된 증발기의 열교환매체 이동을 나타낸 도면으로서, 도면에서와 같이 상기 열교환매체가 6개의 증발영역(A1, A2, A3, A4, A5, A6)을 통해 유통된다.

상기 증발기(1)의 입구 파이프(40)를 통해 유입된 열교환매체가 1열(2)의 제1유로(80-1)에서 제6유로(80-6)까지 순차적으로 유통되며, 제1, 제2 및 제3증발영역(A1-1, A2-1, A3-1)을 지나게 된다. 제3증발영역(A3-1)을 지나 제6유로(80-6)로 이동된 열교환매체는, 도시하지는 않았지만 제6증발영역(A6-1)에 가깝게 형성된 연통로(미도시)를 통해 제7유로(80-7)로 유입되어 제8유로(80-8)로 이동되는 과정에서 제4증발영역(A4-1)을 균일하게 통과하게 된다. 이때 상기 제7유로(80-7)와 제10유로(80-10)를 구획하는 배플상에 연통공(31)이 형성되어, 제7유로(80-7)로 유입된 열교환매체 중 일부가 상기 연통공(31)을 통해 상기 제10유로(80-10)로 빠르게 이동됨에 따라, 제8유로(80-8)에서 제9유로(80-9)로 이동되는 열교환매체가 상기 제9유로(80-9)와 제10유로(8-10)의 압력차에 의해 상기 제5증발영역(A5-1)을 균일하게 통과하게 된다. 또한 상기 제9유로(80-9)로 이동되는 열교환매체 중 일부가 상기 제9유로(80-9)와 제12유로(80-12)를 구획하는 배플상에 형성된 연통공(31)을 통해 빠른 속도로 제12유로(80-12)로 이동하게 됨에 따라, 상기 제10유로(80-10)에서 제 11유로(80-11)로 이동되는 열교환매체가 상기 제12유로(80-12)와 제11유로(80-11) 사이의 압력차에 의해 제6증발영역(A6-1)을 균일하게 통과함으로써 증발기(1)의 과열영역을 방지하고, 온도분포성을 향상시키는 효과가 있다.

도 9는 연통공(31)의 크기에 따라 증발기(1)의 후방으로 토출되는 공기의 온도를 나타낸 것이고, 도 10은 연통공(31)의 크기에 따라 증발기(1) 후방으로 토출되는 공기의 온도차를 나타낸 도표이다.

도 9 및 10은 튜브(60) 하나의 수력직경(D₂)대비 0배 내지 5배의 수력직경(D₁)을 갖는 연통공(31)이 형성된 증발기를 바탕으로 한 실험 결과값을 도표로 나타낸 것으로, 도 9의 Y축은 증발기의 후방으로 토출되는 공기의 온도를, 도 10의 Y축은 증발기의 후방으로 토출되는 공기 중 가장 낮은 온도와 가장 높은 온도와의 차를 나타낸 것이다.

도 9와 같이 튜브(60) 하나의 수력직경(D₂)대비 0.5배~2배의 수력직경(D₁)을 갖는 연통공(31)을 형성한 경우, 증발기(1)와 열교환하여 후방으로 토출되는 공기의 온도가 전체적인 주행조건에서 가장 낮아, 증발기(1)와 차량 실내 공기와의 열교환효율이 가장 뛰어남을 알 수 있다.

또한 도 10과 같이, 튜브(60) 하나의 수력직경(D₂) 대비 0.5~2배의 수력직경(D₁)의 연통공(31)을 형성한 경우, 차량 엔진의 아이들(idle) 및 100km/h 주행 시 증발기의 후방으로 토출되는 공기의 온도차가 작아짐을 알 수 있다. 특히, 100km/h 주행 시 연통공의 크기가 커지면서 급격하게 온도차가 커지는 것을 알 수 있다. 따라서 튜브(60) 수력직경(D₂) 대비 0.5~2배의 수력직경(D₁)을 갖는 연통공(31)을 형성할 경우, 증발기(1)의 후방으로 토출되는 공기사이의 온도차가 작아지므로, 증발기(1)의 전 영역으로 열교환매체가 균일하게 유통하여 차량 실내공기와의 열교환효율이 증가됨을 알 수 있다.

따라서 상기 배플(30)에 형성되는 연통공(31)은 상기 튜브(60)의 수력직경(D₂) 대비 0.5배~2배의 수력직경(D₁)을 갖도록 이루어짐이 바람직하다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도.

도 2는 종래의 증발기를 나타낸 분해사시도.

도 3는 종래의 다른 형태의 증발기를 나타낸 사시도.

도 4는 상기 도 1 및 도 3에 도시한 증발기의 열교환매체의 흐름을 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명의 증발기를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명의 증발기를 나타낸 분해사시도.

도 7은 상기 도 5에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름을 나타낸 개략도.

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 증발기의 열교환매체의 흐름을 나타낸 개략도.

도 9는 본 발명에 의한 연통공의 크기에 따른 증발기 후방의 공기의 토출온도를 나타낸 도표.

도 10은 본 발명에 의한 연통공의 크기에 따른 증발기 후방의 공기의 토출온도차를 나타낸 도표.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1: 증발기 2, 3: 제1열, 제2열

10: 제1헤더탱크 20: 제2헤더탱크

30: 배플 31: 연통공

32: 연통로

40: 입구 파이프 50: 출구 파이프

60: 튜브 61: 열교환매체 유통로

70: 방열핀

81: 제1유로 82: 제2유로

83: 제3유로 84: 제4유로

85: 제5유로 86: 제6유로

87: 제7유로 88: 제8유로

D₁: 연통공의 수력직경 D₂: 튜브 하나의 수력직경

Claims

내부에 복수 개의 유로가 형성되어 일정거리 이격되어 배치되는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)와;

상기 제1 헤더탱크(10) 내 일측에 형성되는 제1 헤더탱크유로(81, 84) 및 상기 제1 헤더탱크(10) 내 타측에 형성되는 제2 헤더탱크유로(85, 88)와;

상기 제2 헤더탱크(20) 내 일측에 형성되는 제3 헤더탱크유로(82, 83) 및 상기 제2 헤더탱크(20) 내 타측에 형성되는 제4 헤더탱크유로(86, 87)와;

상기 제1 헤더탱크유로(81, 84)에 연결되어 열교환매체가 유입되는 입구 파이프(40) 및 상기 제2 헤더탱크유로(85, 88)에 연결되어 유입된 열교환매체가 배출되는 출구 파이프(50)와;

내부에 열교환매체 유통로(61)가 형성되어 상기 제1 헤더탱크유로(81, 84)와 상기 제3 헤더탱크유로(82, 83) 및 상기 제2 헤더탱크유로(85, 88)와 상기 제4 헤더탱크유로(86, 87)에 양단이 연결되는 튜브(60)와;

상기 튜브(60) 사이에 개재되는 방열핀(70)과;

상기 제1, 2 헤더탱크(10, 20)와 튜브(60)를 통해 유통되는 열교환매체의 흐름을 제어하도록 상기 제1 헤더탱크유로(81, 84) 및 상기 제2 헤더탱크유로(85, 88) 상에 각각 구비되는 배플(30);을 포함하는 증발기(1)에 있어서,

상기 증발기(1)는,

상기 제2 헤더탱크유로(85, 88) 상에 구비되는 배플(30)에는 열교환매체가 바이패스 되도록 연통공(31)이 형성되며,

상기 입구 파이프(40)를 통해 상기 제1 헤더탱크유로(81, 84)로 유입된 냉매가 상기 제1 헤더탱크유로(81, 84) 상의 제1 유로(81)를 통해 상기 제3 헤더탱크유로(82, 83) 상의 제2 유로(82)로 이동되는 제1 증발영역(A1);

상기 제1 증발영역(A1)을 통과한 냉매가 상기 제2 유로(82)에서 제3 헤더탱크유로(82, 83) 상의 제3 유로(83)로 이동된 후 상기 제1 헤더탱크유로(81, 84) 상의 제4 유로(84)로 이동되는 제2 증발영역(A2);

상기 제2 증발영역(A2)을 통과한 냉매가 상기 제4 유로(84)에서 상기 제2 헤더탱크유로(85, 88) 상의 제5 유로(85)로 이동된 후 제4 헤더탱크유로(86, 87) 상의 제6 유로(86)로 이동되는 제3 증발영역(A3); 및

상기 제3 증발영역(A3)을 통과한 냉매가 상기 제6 유로(86)에서 제4 헤더탱크유로(86, 87) 상의 제7 유로(87)로 이동된 후 제2 헤더탱크유로(85, 88) 상의 제8 유로(88)로 이동되는 제4증발영역(A4); 을 통과하여 출구 파이프(50)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증발기.
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내부에 복수 개의 유로가 형성되어 일정거리 이격되어 배치되는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)와;

상기 제1 헤더탱크(10) 내 일측에 형성되는 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5) 및 상기 제1 헤더탱크(10) 내 타측에 형성되는 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12)와;

상기 제2 헤더탱크(20) 내 일측에 형성되는 제3 헤더탱크유로(80-2, 80-3, 80-6) 및 상기 제2 헤더탱크(20) 내 타측에 형성되는 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11)와;

상기 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5)에 연결되어 열교환매체가 유입되는 입구 파이프(40) 및 상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12)에 연결되어 유입된 열교환매체가 배출되는 출구 파이프(50)와;

내부에 열교환매체 유통로(61)가 형성되어 상기 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5)와 상기 제3 헤더탱크유로(80-2, 80-3, 80-6) 및 상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12)와 상기 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11)에 양단이 연결되는 튜브(60)와;

상기 튜브(60) 사이에 개재되는 방열핀(70)과;

상기 제1, 2 헤더탱크(10, 20)와 튜브(60)를 통해 유통되는 열교환매체의 흐름을 제어하도록 상기 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5), 상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12) 및 상기 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11) 상에 각각 구비되는 배플(30);을 포함하는 증발기(1)에 있어서,

상기 증발기(1)는,

상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12) 상에 구비되는 배플(30)에는 열교환매체가 바이패스 되도록 연통공(31)이 형성되며,

상기 입구 파이프(40)를 통해 일측 제1헤더탱크(10)로 유입된 냉매가 상기 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5) 상의 제1 유로(80-1)를 통해 상기 제3 헤더탱크유로(80-2, 80-3, 80-6) 상의 제2 유로(80-2)로 이동되는 제1 증발영역(A1-1);

상기 제1증발영역(A1-1)을 통과한 냉매가 상기 제2 유로(80-2)에서 상기 제3 헤더탱크유로(80-2, 80-3, 80-6) 상의 제3 유로(80-3)로 이동된 후 상기 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5) 상의 제4 유로(80-4)로 이동되는 제2 증발영역(A2-1);

상기 제2 증발영역(A2-1)을 통과한 냉매가 상기 제4 유로(80-4)에서 상기 제1 헤더탱크유로(80-1, 80-4, 80-5) 상의 제5 유로(80-5)로 이동된 후 상기 제3 헤더탱크유로(80-2, 80-3, 80-6) 상의 제6 유로(80-6)로 이동되는 제3 증발영역(A3-1);

상기 제3 증발영역(A3-1)을 통과한 냉매가 상기 제6 유로(80-6)에서 상기 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11) 상의 제7 유로(80-7)로 이동된 후 상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12) 상의 제8 유로(80-8)로 이동되는 제4 증발영역(A4-1);

상기 제4 증발영역(A4-1)을 통과한 냉매가 상기 제8 유로(80-8)에서 상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12) 상의 제9 유로(80-9)로 이동된 후 상기 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11) 상의 제10 유로(80-10)로 이동되는 제5 증발영역(A5-1); 및

상기 제5 증발영역(A5-1)을 통과한 냉매가 상기 제10유로(80-10)에서 상기 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11) 상의 제11 유로(80-11)로 이동된 후 상기 제2 헤더탱크유로(80-8, 80-9, 80-12) 상의 제12 유로(80-12)로 이동되는 제6 증발영역(A6-1); 을 통과하여 출구 파이프(50)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 4항에 있어서,

상기 증발기(1)는,

상기 제4 헤더탱크유로(80-7, 80-10, 80-11) 상에 구비되는 배플(30)에 열교환매체가 바이패스 되도록 연통공(31)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,

상기 연통공(31)의 수력직경(D₁)은 상기 튜브(60) 하나의 수력직경(D₂)의 0.5~2배인 것을 특징으로 하는 증발기.
제 6 항에 있어서,

상기 증발기(1)는 제1열(2)과 제2열(3)을 상호 연통시켜 냉매가 이동되도록 하는 연통로(32)가 최후단의 증발영역(A4, A6-1)에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
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