(57)【要約】【課題】効率が良く、製作費用が安価な液体過冷システムを提供する。【解決手段】本発明は、蒸発機と圧縮機を連結し、外周に沿って螺旋状の溝が形成されているサクションパイプ、凝縮機と膨張バルブを連結するリキッドパイプ、内部には前記サクションパイプが貫通し、一側末端は前記リキッドパイプと連結され、前記サクションパイプとリキッドパイプとの間の熱交換を可能にする熱交換パイプ、および一側は前記リキッドパイプに連結され、他側は前記サクションパイプおよび熱交換パイプに連結される連結ブロック、を含んでなることを特徴とする。【選択図】図３
2011117710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発機と圧縮機を連結し、外周に沿って螺旋状の溝が形成されているサクションパイプ、
凝縮機と膨張バルブを連結するリキッドパイプ、
内部には前記サクションパイプが貫通し、一側末端は前記リキッドパイプと連結され、前記サクションパイプとリキッドパイプとの間の熱交換を可能にする熱交換パイプ、および
一側は前記リキッドパイプに連結され、他側は前記サクションパイプおよび熱交換パイプに連結される連結ブロック、
を含んでなることを特徴とする液体過冷システム。
【請求項２】
前記連結ブロックの内部には、前記リキッドパイプから伝達される冷媒が通過できる通路、および前記サクションパイプと熱交換パイプが結合できる内部空間が予め形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体過冷システム。
【請求項３】
前記通路は緩やかな曲線形態からなることを特徴とする請求項２に記載の液体過冷システム。
【請求項４】
前記内部空間中の一部直径が相対的により大きく形成され、冷媒が前記サクションパイプを回転して囲んで流入されることを特徴とする請求項３に記載の液体過冷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却システムに係り、より詳しくは、パイプの結合構造を改善してエアコンシステムの効率、ＮＶＨ性能、および製造効率を向上させるための液体過冷システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に車両では車両内部の温度を調節するためにヒーターまたはエアコンを作動させる。
冬季のように低い温度を上げるために使われるヒーターは、エンジンの作動によって発生する熱を利用して空気を加熱すれば良いので使用し易く、燃料の消耗が少ない。
しかし、夏季のように高い温度を下げるために使われるエアコン（ａｉｒ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）は、高温の車両外部から低温の車両内部へ熱が自然に流れる方向に逆行する方向に（車両の内部から車両の外部に）熱を伝達しなければならないため、別途の構造が必要であり、燃料の消耗が多い。
【０００３】
このようなエアコンには図１（ａ）に示すような冷却システムが使われる。冷却システムは冷凍機または冷蔵庫のように液体が蒸発する時に周囲から熱を奪う蒸発熱を利用したものであり、冷媒としては低温においても蒸発し易い液体が用いられるが、通常にはフロンガスが用いられる。
冷却システムの基本構造は、密封された鉄製容器の中で電動機と圧縮機（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）を直結させ、電動機で圧縮機を回転させて冷媒を圧縮する。
このように圧縮された冷媒は凝縮機（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）を通過するが、凝縮機は銅パイプの表面にアルミニウムピン（ｐｉｎ）を装着したものであり、冷媒が有する熱を空気中に発散させて冷却液化する作用をする。
【０００４】
凝縮機を通過した高温高圧の液体状態の冷媒は膨張バルブ（Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  Ｖａｌｖｅ）を通過するが、部分開放された管または毛細管などのような膨張バルブを冷媒が通過する時、仕事の関与なしで、凝縮機から伝達される高温高圧の液体状態の冷媒は圧力および温度が下がる。
膨張バルブを通過した冷媒は蒸発機（Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）に伝達されるが、蒸発機は通常細いパイプなどからなっており、凝縮機とほほ同じ構造になっている。圧縮された冷媒は蒸発機において蒸発して周囲の熱を奪う。したがって、蒸発機の表面に接触した空気の温度は下がり、空気中の水分は蒸発機の表面に水滴となって除去される。
【０００５】
このような一般的な冷却システムの効率をより高めるために図１（ｂ）のような過冷システムが使われた。過冷システムは冷媒が各々の装置を移動する間に熱交換を通じて過冷却度を増大させるためのものであり、蒸発機（Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）から圧縮機（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）に低温低圧の気体状態の冷媒が伝達されるサクションパイプ１と、凝縮機（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）から膨張バルブ（Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  Ｖａｌｖｅ）に高温高圧の液体状態の冷媒が伝達されるリキッドパイプ２を熱交換パイプ３の内部で近接させ、低温の気体冷媒と高温の液体冷媒との間の熱交換をする。
これにより、エアコンシステムの性能および効率（ＣＯＰ）を向上させ、圧縮機の消費動力を約１４％減少させ、小さい容量の圧縮機使用が可能となる利点があり、また、車両の全体燃費も約１％以上向上させることができる。
【０００６】
しかし、図２に示すように、リキッドパイプ２が熱交換パイプ３と連結される時に「Ｔ」字形の結合構造をなすため、「Ｔ」字加工が必要なだけでなく、リキッドパイプ２を通過する冷媒の流路が急激に変化するために振動および騒音を引き起こす。
また、サクションパイプ１、リキッドパイプ２、および熱交換パイプ３が結合する部位において、冷媒が進行する方向と反対方向に逆流および渦巻き（Ｖｏｒｔｅｘ）が発生するため、冷媒の圧力損失が発生し、振動および騒音を引き起こす。
そのほか、過冷システムの製造工程においても、熱交換パイプ３を加工した後、リキッドパイプ２を連結するために拡管および縮官工程を経なければならないため、費用がさらに必要となるだけでなく、冷媒流入部の形状による冷媒の圧力損失および渦巻き（Ｖｏｒｔｅｘ）が発生するという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２３１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のような問題点を解決するために、本発明は、パイプ間結合構造を改善し、冷媒の圧力損失を防止してシステムの効率を改善させ、冷媒の渦巻きおよび逆流を防止してＮＶＨ性能を向上させ、製造工程を単純化してより効率が良く、製作費用が安価な液体過冷システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような目的を達成するための本発明の構成は、蒸発機と圧縮機を連結し、外周に沿って螺旋状の溝が形成されているサクションパイプ、凝縮機と膨張バルブを連結するリキッドパイプ、内部には前記サクションパイプが貫通し、一側末端は前記リキッドパイプと連結され、前記サクションパイプとリキッドパイプとの間の熱交換を可能にする熱交換パイプ、および一側は前記リキッドパイプに連結され、他側は前記サクションパイプおよび熱交換パイプに連結される連結ブロック、を含んでなることを特徴とする。
【００１０】
前記連結ブロックの内部には、前記リキッドパイプから伝達される冷媒が通過できる通路、および前記サクションパイプと熱交換パイプが結合できる内部空間が予め形成され、前記通路は緩やかな曲線形態からなり、前記内部空間中の一部直径が相対的により大きく形成され、冷媒が前記サクションパイプを回転して囲んで流入されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、「Ｔ」字形態で急激に変化する流路の代わりに緩やかな曲線形態からなる流路を通過して冷媒が伝達されることによって冷媒の進入による圧力の損失を最小化することができ、冷媒の逆流および渦巻きを防止することができるためにエアコンシステムの効率を改善させることができ、振動および騒音が減らせるためにＮＶＨ性能も向上させることができる。
また、予め形成された連結ブロックによって各パイプを連結することができるため、パイプの製造原価が節減でき、パイプ加工工程が縮小できるために製造時間が短縮でき、車両の製造原価を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、従来使われた冷却システムを示す概略図である。          （ｂ）は、過冷システムを示す概略図である。
【図２】従来使われた過冷システムを示す斜視図および部分拡大図である。
【図３】本発明に係る液体過冷システムを示す斜視図および部分拡大図である。
【図４】従来使われた過冷システムを製造する工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る液体過冷システムを製造する工程を示すフローチャートである。
【図６】従来使われた過冷システムにおける騒音を測定したグラフである。
【図７】本発明に係る液体過冷システムにおける騒音を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明をより詳細に説明する。
図３は本発明に係る液体過冷システム１００を示す斜視図および部分拡大図である。
本発明の液体過冷システム１００は、蒸発機と圧縮機を連結し、外周に沿って螺旋状の溝が形成されているサクションパイプ１０と、凝縮機と膨張バルブを連結するリキッドパイプ２０と、内部にはサクションパイプ１０が貫通し、一側末端はリキッドパイプ２０と連結され、サクションパイプ１０とリキッドパイプ２０との間の熱交換を可能にする熱交換パイプ３０、および一側はリキッドパイプ２０に連結され、他側はサクションパイプ１０および熱交換パイプ３０に連結される連結ブロック４０を含んで構成される。
【００１４】
本発明は、冷媒を使って周囲の温度を下げる従来の冷却システムを基礎にし、装置の間に連結されて冷媒が伝達されるパイプの間に熱交換を可能にする過冷システムを適用している。
特に、サクションパイプ１０、リキッドパイプ２０、および熱交換パイプ３０を連結する際、各々のパイプを直接溶接によって連結するのではなく、連結ブロック４０によって各々のパイプを連結している。
連結ブロック４０は各々のパイプを内部に含むことができるように所定の厚さを有することが好ましく、剛性を維持するために様々な金属材質およびプラスチック材質などを使用してもよい。各々のパイプと連結される部位は冷媒が漏れないようにシーリング処理を施すことがより好ましい。
【００１５】
連結ブロック４０は、各々のパイプが内部に含まれ、車両の内部に位置できるものであれば、直六面体、円柱、球形などの様々な形態に形成することができ、本発明では直六面体に形成したものを例示している。
連結ブロック４０はサクションパイプ１０および熱交換パイプ３０が貫通しており、サクションパイプ１０の外周には螺旋状の溝が形成され、熱交換パイプ３０の内部を貫通して連結されている。この時、螺旋状の溝と熱交換パイプ３０の内側とは所定の間隔をおいて離隔しており、冷媒がサクションパイプ１０の外側を螺旋状に回転しながら移動することができるため、表面積を広くしてより迅速に熱交換することができる。
【００１６】
連結ブロック４０に連結されるリキッドパイプ２０は、サクションパイプ１０の螺旋状の溝に連結され、溝と熱交換パイプ３０内部の間の空間に冷媒が流れるようになっている。この時、リキッドパイプ２０からサクションパイプ１０を経て熱交換パイプ３０に冷媒が伝達されるようにするために連結ブロック４０に形成された通路４１を通過するが、本発明では通路４１が緩やかな曲線形態からなることを特徴とする。
すなわち、図３の拡大図に示すように、サクションパイプ１０と熱交換パイプ３０は互いに同一線上に位置しており、リキッドパイプ２０はサクションパイプ１０と平行状態で連結ブロック４０に挿入される。サクションパイプ１０と熱交換パイプ３０に冷媒が流入されるために通路４１を緩やかな曲線形態に形成し、従来の「Ｔ」字結合によって冷媒の流動方向が急激に変化することを防止できるため、冷媒進入による圧力損失が最小にできる。
【００１７】
リキッドパイプ２０は、図３のようにサクションパイプ１０と平行した状態で連結ブロック４０に挿入されるてもよく、従来のように「Ｔ」字形態で挿入されてもよい。但し、「Ｔ」字形態で挿入される場合には、サクションパイプ１０に直接連結されるのではなく、連結ブロック４０に形成された通路４１がサクションパイプ１０を囲む形態に形成され、冷媒の流路が急激に変化することを防止するようになっている。
【００１８】
連結ブロック４０の内部には、リキッドパイプ２０から伝達される冷媒が通過できる通路４１、およびサクションパイプ１０と熱交換パイプ３０が結合できる内部空間４２が予め形成され、より容易に製造できるようにすることが好ましい。
内部空間４２にはサクションパイプ１０および熱交換パイプ３０が連結されるが、リキッドパイプ２０から伝達される冷媒が自然に回転しながら溝に流入するようにするために、内部空間４２中の一部直径が相対的により大きく形成され、冷媒がサクションパイプ１０を囲んで流入し渦巻き（Ｖｏｒｔｅｘ）現象を最小にしている。
【００１９】
図４は従来使われた過冷システムを製造する工程を示すフローチャートであり、図５は本発明に係る液体過冷システム１００を製造する工程を示すフローチャートである。
従来の過冷システムを製造するためには、サクションパイプ１０の外側を螺旋加工し、熱交換パイプ３０にリキッドパイプ２０が連結されるように拡管、縮官および「Ｔ」字抜き加工をした後に各々のパイプを連結する。この場合、サクションパイプ１０と熱交換パイプ３０を連結して固定するために所定間隔を離隔させて溶接しなければならず、リキッドパイプ２０を熱交換パイプ３０に固定させるために再び溶接をするなど、複雑ないくつかの過程を経なければならなかった。
【００２０】
しかし、本発明に係る液体過冷システム１００は、サクションパイプ１０の外側を螺旋加工し、連結ブロック４０の内部に通路４１および内部空間４２を予め形成した後、各々のパイプを連結ブロック４０と結合させればよいため、従来の製造工程に比べ、拡管、縮官、「Ｔ」字抜き加工、パイプ溶接などの工程を省略することができ、製造時間を短縮し、生産費用を節減することができる（１個当たり約１００ウォンの原価節減効果）。
【００２１】
図６は従来使われた過冷システムにおける騒音を測定したグラフであり、図７は本発明に係る液体過冷システム１００における騒音を測定したグラフである。
従来の過冷システムにおいては約５〜７ｋＨｚの範囲で急激な騒音の増加現象が発生し、これは、エアコンの使用時、冷媒の急激な経路変化による渦流音によるものとされた。
しかし、本発明に係る液体過冷システム１００は、緩やかな曲線形態にして冷媒が流入されるようにし、連結ブロック４０の内部において自然な回転を通じて冷媒が流入されるようにすることによって逆流および渦巻きを防止することができるため、約５〜７ｋＨｚの範囲で騒音発生が顕著に減少した。したがって、冷媒の流動改善を通じて車両のＮＶＨ性能を向上させることができた。
【００２２】
すなわち、冷媒が全体配管に沿って流れながら各種パイプとの摩擦が発生し、また、パイプの連結される形状によって圧力損失が発生する。そのため、従来の過冷システムでは約４８ｋＰａの圧力損失が発生したが、本発明に係る過冷システムでは約３８ｋＰａの圧力損失に低下し圧力損失が約１０ｋＰａ改善された。これにより、エアコンシステムの性能も約１％程度向上し、パイプの連結構造の改善だけで全体的に車両の燃費が約０．５％程度向上する結果を得ることができる。
【００２３】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００２４】
１、１０  ・・・サクションパイプ（Ｓｕｃｔｉｏｎ  Ｐｉｐｅ）
２、２０  ・・・リキッドパイプ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｉｐｅ）
３、３０  ・・・熱交換パイプ
４０  ・・・連結ブロック
４１  ・・・通路
４２  ・・・内部空間
１００  ・・・液体過冷システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011117710.tif 000008
【図７】
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