KR20100081089A - 수액기 일체형 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수액기 일체형 응축기에 관한 것이다. 구체적으로는 서로 이격되게 설치된 두개의 헤더파이프와, 상기 두 개의 헤더파이프 사이에 평행하게 설치된 다수의 튜브와, 상기 다수의 튜브 사이에 설치된 다수의 방열핀과, 상기 두 개의 헤더파이프 중의 하나에 일체로 결합된 수액기를 구비한 수액기 일체형 응축기에 있어서, 상기 수액기(108)는 상기 헤더파이프에 연통되는 상측 관로형 구멍(114b)과 하측 관로형 구멍(114c)을 구비하며 헤더파이프에 일체로 브레이징되는 하부 몸체(114)와, 상기 하부 몸체의 상측에 결합되어 브레이징되는 상부몸체(115)로 나누어져 있되, 상기 상측 관로형 구멍(114b)은 상기 헤더파이프측에서 수액기를 향하여 상측으로 경사지고, 상기 하측 관로형 구멍(114c)은 상기 헤더파이프측에서 수액기를 향하여 하측으로 경사져 있다. 이러한 구성에 의하면, 냉매 누설을 방지하고 기액분리를 용이하게 하며 건조제 마모를 줄이는 효과가 있다.

Description

수액기 일체형 응축기{condenser united with receiver dryer}

본 발명은 수액기 일체형 응축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수액기 일체형 응축기에서 수액기의 하부 몸체에 관한 것이다.

일반적으로 응축기는 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매를 외기와 열교환시켜 액화시키는 것이고, 수액기는 응축기와 팽창밸브 사이에 설치되어 응축기에서 액화된 냉매를 냉매부하에 따라 필요한 양을 증발기로 공급할 수 있도록 일시적으로 저장하는 기능과 아울러 응축기로부터 나온 냉매 중에 포함된 기상냉매를 분리하는 기능을 수행하는 것으로, 최근에는 공간활용 측면과 냉매량을 줄일 수 있도록 응축기와 수액기를 일체화시킨 수액기 일체형이 널리 실용화되어 있다.

종래 수액기 일체형 응축기로서, 한국등록특허 제10-0528244호는 도1에 도시한 바와 같이, 서로 평행하게 이격되어 설치된 제1헤더파이프(1) 및 제2헤더파이프(2)와, 상기 제1헤더파이프(1)와 제2헤더파이프(2)의 슬롯들에 그 양단부가 삽입되며 서로 병렬로 배치된 다수의 튜브(4)와, 상기 튜브(4) 사이에 개재된 다수의 방열핀(6)과, 상기 제2헤더파이프(2)에 일체로 결합된 수액기(8)를 구비한다.

상기 제1헤더파이프(1)의 상, 하부에는 냉매유입구(10)와 냉매유출구(11)가 각각 형성되고, 상기 제2헤더파이프(2)의 하부에는 상기 수액기(8)에 통하는 두개의 연통구멍이 형성되어 있다. 이 2개의 연통구멍은 후술하는 수액기의 관로형 구멍에 맞추어져, 응축기의 응축영역에서 수액기로 냉매가 유출하는 유출구와, 수액기에서 과냉각영역으로 냉매가 유입하는 유입구를 이룬다.

상기 제1헤더파이프(1)와 상기 제2헤더파이프(2)의 상, 하단부는 캡부재(12)에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제1, 제2헤더파이프(1, 2)의 내부에는 격실을 형성하는 다수개의 배플(13)이 고정되어 연통된 튜브(4)와 4개의 냉매유로(P1, P2, P3, P4)를 형성한다. 상기 P1, P2, P3유로는 응축영역을 이루고, P4유로는 과냉각영역을 이룬다.

상기 수액기(8)는 상기 제2헤더파이프(2)의 하부에 일체로 브레이징되는 하부 몸체(14)와, 상기 하부 몸체(14)의 상측에 끼워져 브레이징에 의해 고정되는 한편 고정 브라켓(16)에 의해 상기 제2헤더파이프(2)의 상부에 고정되는 상부 몸체(15)로 나누어져 있다.

상기 하부 몸체(14)는 압출가공에 의해 제조되고, 상기 상부 몸체(15)는 단조가공에 의해 제조된다. 상기 하부 몸체(14)의 내부에는 필터(17)가 설치되어 있고, 하부 몸체(14)의 하단에는 캡(18)이 나사결합되어 있다. 그리고, 상기 상부 몸체(15)의 내부에는 건조제 조립체(19)가 설치되어 있다. 상기 캡(18)의 상측에는 상기 필터(17)가 부착되어 이물질을 잡아두고, 필터(17)의 하단부에는 누설을 방지하고 기밀을 유지하는 오링이 구비되어 있다.

상기 하부 몸체(14)는 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 응축기의 응축영역에 연통하는 관로형 구멍(14b)과 과냉각영역에 연통하는 관로형 구멍(14c)을 구비하는 한편, 브레이징시 제2헤더파이프(2)에 용이하게 가조립되도록 상기 제2헤더파이프(2)의 외주면을 감싸면서 밀착하는 플랜지부(14d)를 구비한다. 상기 플랜지부(14d)는 연결부(14e)에 의해 원통부(14a)와 일체로 성형된다. 상기 관로형 구멍(14b)(14c)은 상기 연결부(14e)에 형성된다. 상기 관로형 구멍(14b)(14c)은 수평방향으로 형성되어 있다.

그런데 이와 같이 구성된 종래 수액기 일체형 응축기에서는, 하부 몸체(14)를 제2헤더파이프(2)에 브레이징할 시에 용가재(액상의 페이스트)의 일부가 관로형 구멍(14b)(14c)을 구멍을 통해 원통부(14a)의 내부에 침입하여 브레이징에 의해 원통부의 내벽면에 단단히 고착되거나, 브레이징시에 페이스트의 슬러지가 원통부(14a)의 내부에 침투하여 내벽면에 단단히 고착되므로, 브레이징 후 수액기 내부에 건조제 조립체(19)를 삽입하고 난 다음, 오링을 끼운 필터 일체형 캡을 나사식으로 돌려 조립할 때, 원통부(14a)의 내벽면에 고착된 페이스트 또는 슬러지로 인해 오링이 손상되면서 냉매누설의 원인이 된다는 문제점이 있었다.

그리고, 수액기에 유입되는 냉매는 비중분리방식에 의해 기액이 분리된다. 즉 제2헤더파이프(2)내의 냉매는 약 15~20kgf/㎠의 압력으로 수액기로 뿜어져 유입되면서 기상성분과 액상성분에 작용하는 중력의 차이에 의해 액상성분은 아래로 모이게 되고, 이렇게 모인 하부의 액상성분은 다시 유출구(관로형 구멍 14c)를 통하여 빠져나가게 된다. 이와 같이 수액기는 기본적으로 냉매의 기액분리기능, 냉동사이클 운전조건(부하)의 변동에 의한 냉매변동량의 저장기능 및 흡수기능을 가지고 있는데, 냉동사이클의 높은 열부하로 인하여 유입되는 냉매에 기상성분이 많은 경우, 기액성분이 채 분리되기도 전에 다량의 기상성분이 쉽게 유출됨에 따라 응축기에서 충분히 과냉각되지 못하여 증발기에서 충분한 냉방성능을 얻을 수가 없게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 건조제 조립체가 필터의 바로 윗쪽에 놓이게 되면, 유입구(관로형 구멍 14b)로부터 유입되는 냉매와 부딪쳐서 건조제 마모의 원인이 된다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 냉매 누설을 방지하고 기액분리를 용이하게 하는 수액기 일체형 응축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 건조제 마모를 줄이는 수액기 일체형 응축기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수액기 일체형 응축기는, 서로 이격되게 설치된 두개의 헤더파이프와, 상기 두 개의 헤더파이프 사이에 평행하게 설치된 다수의 튜브와, 상기 다수의 튜브 사이에 설치된 다수의 방열핀과, 상기 두 개의 헤더파이프 중의 하나에 일체로 결합된 수액기를 구비한 수액기 일체형 응축기에 있어서, 상기 수액기는 상기 헤더파이프에 연통되는 상측 관로형 구멍과 하측 관로형 구멍을 구비하며 헤더파이프에 일체로 브레이징되는 하부 몸체와, 상기 하부 몸체의 상측에 결합되어 브레이징되는 상부몸체로 나누어져 있되, 상기 상측 관로형 구멍은 상기 헤더파이프측에서 수액기를 향하여 상측으로 경사지고, 상기 하측 관로형 구멍은 상기 헤더파이프측에서 수액기를 향하여 하측으로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 상측 관로형 구멍은 냉매가 상기 하부 몸체의 내부에 선회하면서 유입 하도록 하부 몸체의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있다.

상기 상측 관로형 구멍의 내경은 상기 헤더파이프 측에서 수액기 방향으로 갈수록 점차로 작게 되어 있다.

본 발명에 의한 수액기 일체형 응축기에 의하면, 브레이징 시에 페이스트 또는 슬러지가 하부 몸체 내벽면에 고착되는 것을 방지하여 오링의 손상을 방지하여 냉매 누설을 방지하고, 냉매의 흐름방향을 변화시키는 한편 선회시켜 기액분리를 용이하게 하며, 냉매가 건조제 조립체에 직접 부딪치지 않게 하여 건조제의 마모를 줄이는 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4은 본 발명이 적용된 수액기 일체형 응축기를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 서로 평행하게 이격되어 설치된 제1헤더파이프(101) 및 제2헤더파이프(102)와, 상기 제1헤더파이프(101)와 제2헤더파이프(102)의 슬롯들에 그 양단부가 삽입되며 서로 병렬로 배치된 다수의 튜브(104)와, 상기 튜브(104) 사이에 개재된 다수이 방열핀(106)과, 상기 제2헤더파이프(102)에 일체로 결합된 수액기(108)를 구비한다.

상기 제1헤더파이프(101)의 상, 하부에는 냉매유입구(110)와 냉매유출구(111)가 각각 형성되고, 상기 제2헤더파이프(102)의 하부에는 상기 수액기(108)에 통하는 두개의 연통구멍이 형성되어 있다. 이 2개의 연통구멍은 후술하는 수액 기의 관로형 구멍에 맞추어져, 응축기의 응축영역에서 수액기로 냉매가 유출하는 유출구와, 수액기에서 과냉각영역으로 냉매가 유입하는 유입구를 이룬다.

상기 제1헤더파이프(101)와 상기 제2헤더파이프(102)의 상, 하단부는 캡부재(112)에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 제1, 제2헤더파이프(101, 102)의 내부에는 격실을 형성하는 다수개의 배플(113)이 고정되어 연통된 튜브(104)와 4개의 냉매유로(P1, P2, P3, P4)를 형성한다. 상기 P1, P2, P3유로는 응축영역을 이루고, P4유로는 과냉각영역을 이룬다.

상기 수액기(108)는 상기 제2헤더파이프(102)의 하부에 일체로 브레이징되는 하부 몸체(114)와, 상기 하부 몸체(114)의 상측에 끼워져 브레이징에 의해 고정되는 한편 고정 브라켓(116)에 의해 상기 제2헤더파이프(102)의 상부에 고정되는 상부 몸체(115)로 나누어져 있다.

상기 하부 몸체(114)는 압출가공에 의해 제조되고, 상기 상부 몸체(115)는 단조가공에 의해 제조된다. 상기 하부 몸체(114)의 내부에는 필터(117)가 설치되어 있고, 하부 몸체(114)의 하단에는 캡(118)이 나사결합되어 있다. 그리고, 상기 상부 몸체(115)의 내부에는 건조제 조립체(119)가 설치되어 있다. 상기 캡(118)의 상측에는 상기 필터(117)가 부착되어 이물질을 잡아두고, 필터(117)의 하단부에는 누설을 방지하고 기밀을 유지하는 오링이 구비되어 있다.

도5는 도4의 수액기의 하부를 나타내는 단면도(건조제와 필터 및 캡을 제거한 상태)이고, 도6는 도5에서 화살표 A-A선에 따른 단면도이며, 도7은 도5에서 화살표 B-B선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 하부 몸체(114)는 응축기 의 응축영역에 연통하는 상측 관로형 구멍(114b)과 과냉각영역에 연통하는 하측 관로형 구멍(114c)을 구비하는 한편, 브레이징시 제2헤더파이프(102)에 용이하게 가조립되도록 상기 제2헤더파이프(102)의 외주면을 감싸면서 밀착하는 플랜지부(114d)를 구비한다. 상기 플랜지부(114d)는 연결부(114e)에 의해 원통부(114a)와 일체로 성형된다. 상기 상, 하측 관로형 구멍(114b)(114c)는 상기 연결부(114e)에 형성된다.

상기 상측 관로형 구멍(114b)은 상기 제2헤더파이프(102)측에서 수액기(108)를 향하여 상측으로 경사지고, 상기 하측 관로형 구멍(114c)은 상기 제2헤더파이프(102)측에서 수액기(108)를 향하여 하측으로 경사져 있다.

상기 상측 관로형 구멍(114b)은 냉매가 상기 하부 몸체(114)의 내부에 선회하면서 유입하도록 하부 몸체의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있고, 상기 하측 관로형 구멍(114c)는 상부 선회방향과 반대방향으로 하부의 액상성분의 냉매만을 유출하도록 상기 하부 몸체의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있다.

선회방향과 반대방향으로 유출하도록 하부 몸체의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 수액기 일체형 응축기는 상, 하측 관로형 구멍(114b)(114c)이 상측 또는 하측으로 경사져 있는 한편 하부 몸체(114)의 내벽면에 접선방향으로 경사져 있으므로 헤더파이프 측에서 수액기 측으로 상측으로 경사져 있으므로, 하부 몸체(114)를 제2헤더파이프(102)에 브레이징할 시에 페이스트 또는 슬러지가 하부 몸체(114)의 내부에 침투하기 어려운 구조로 되어 있으므로 페 이스트 또는 슬러지의 고착을 방지하여 오링의 손상을 줄여 냉매누설을 방지하게 된다.

그리고, 도9 및 도10에 도시한 바와 같이, 상측 관로형 구멍(114b)이 상기 제2헤더파이프(102)측에서 수액기(108)를 향하여 상측으로 경사져 있고 하부 몸체(114)의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있으므로, 제2헤더파이프(102)에서 수액기(108)에 유입하는 기상냉매는 상부 몸체(115)를 향하여 내부 벽면을 따라 위쪽으로 올라가면서 점차 액화되어 액상냉매는 내부 벽면을 따라 아래로 흘러 내린다. 상측 관로형 구멍(114b)은 상측으로 경사져 있으므로 하부 액상냉매는 선회속도가 저하되어 액상성분의 유동을 안정시키는 것이 가능하여 응축기의 과냉각영역으로 액상성분의 유입을 원활하게 할 수 있다.

한편, 다른 실시예로서, 도8에 도시한 바와 같이, 상측 관로형 구멍(214b)의 내경은 헤더파이프 측에서 수액기 방향으로 갈수록 점차로 작게 되어 있을 수도 있다. 이러한 구성은 수액기로 유입되는 냉매가 건조제 조립체와 직접 부딪치는 것이 줄고 유입냉매의 속도가 높아지므로 기상냉매와 액상냉매를 원심분리하는 효율을 높일 수 있다.

그리고, 경사된 하측 관로형 구멍(114c)는 냉동사이클의 높은 열부하로 인하여 수액기로 유입되는 기상냉매가 많아질 경우에도 원심분리에 의해 바닥으로 흘러내려 쌓이는 액상성분의 냉매만을 유출할 수 있다. 따라서 응축기의 과냉각된 액상냉매가 팽창밸브로 많이 유입될 수 있으므로, 같은 조건에서 냉방성능의 향상으로 차량의 연비를 개선할 수 있다.

도1은 종래 수액기 일체형 응축기를 나타내는 구성도,

도2는 도1의 하부몸체를 나타내는 단면도,

도3은 도2의 평면도,

도4는 본 발명의 적용된 수액기 일체형 응축기를 나타내는 구성도,

도5는 도4의 하부몸체 부분을 나타내는 단면도,

도6은 도5에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,

도7은 도5에서 화살표 B-B선에 따른 단면도,

도8은 본 발명의 다른 실시예의 상측 관로형 구멍을 나타내는 단면도,

도9은 본 발명의 작용상태도(냉매가 경사지게 흐르는 상태),

도10은 본 발명의 작용상태도(냉매가 선회하는 상태)이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

102 : 제2헤더파이프 108 : 수액기

114 : 하부몸체 114b, 214b : 상측 관로형 구멍

114c : 하측 관로형 구멍 115 : 상부몸체

117 : 필터 118 : 캡

Claims (4)

1. 서로 이격되게 설치된 두개의 헤더파이프와, 상기 두 개의 헤더파이프 사이에 평행하게 설치된 다수의 튜브와, 상기 다수의 튜브 사이에 설치된 다수의 방열핀과, 상기 두 개의 헤더파이프 중의 하나에 일체로 결합된 수액기를 구비한 수액기 일체형 응축기에 있어서,

   상기 수액기는 상기 헤더파이프에 연통되는 상측 관로형 구멍과 하측 관로형 구멍을 구비하며 헤더파이프에 일체로 브레이징되는 하부 몸체와, 상기 하부 몸체의 상측에 결합되어 브레이징되는 상부몸체로 나누어져 있되,

   상기 상측 관로형 구멍은 상기 헤더파이프측에서 수액기를 향하여 상측으로 경사지고, 상기 하측 관로형 구멍은 상기 헤더파이프측에서 수액기를 향하여 하측으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상측 관로형 구멍은 냉매가 상기 하부 몸체의 내부에 선회하면서 유입하도록 하부 몸체의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 상측 관로형 구멍의 내경은 상기 헤더파이프 측에서 수액기 방향으로 갈수록 점차로 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 하측 관로형 구멍은 상부 선회방향과 반대방향으로 하부의 액상성분의 냉매만을 유출하도록 상기 하부 몸체의 내벽면에 접하는 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수액기 일체형 응축기.

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