(57)【要約】      （修正有）【課題】冷凍サイクルに連結されて冷媒を貫流させながら蒸発熱を提供し、送風ファンからの空気との熱交換を通じて冷風を提供する車両用エアコン蒸発器を提供する。【解決手段】車両用エアコン蒸発器は、冷凍サイクルから供給される冷媒を流入させて循環経路を提供しながら熱交換済みの冷媒を排出させる一対のヘッダーパイプ１００と、一対のヘッダーパイプを横切る形態で疎通可能に連結されながら長手方向に沿って複数連結され、流入口に流入した冷媒を排出口に向けてジグザグ状に移動させながら空気と熱交換させる複数のチューブ２００と、チューブ同士の間にそれぞれ介在され、送風ファンから供給された空気を疎通させながらチューブの蒸発熱を放熱する放熱フィン３００とを含み、ヘッダーパイプが垂直方向に設置されながらチューブが水平方向に積層された状態で配列され、チューブの長さがヘッダーパイプの長さより長く形成されて矩形形態をなす。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機を構成する冷凍サイクルに連結されて冷媒を貫流させながら蒸発熱を提供することにより、送風ファンから供給された空気との熱交換を通じて冷風を提供するエアコン蒸発器であって、
対向する形態で離隔状態で設置され、前記冷凍サイクルから供給される冷媒を流入させて循環経路を提供しながら熱交換済みの冷媒を排出させる一対のヘッダーパイプと、
前記一対のヘッダーパイプを横切る形態で疎通可能に連結されながら前記ヘッダーパイプの長手方向に沿って複数連結され、前記ヘッダーパイプの流入口に流入した冷媒を前記ヘッダーパイプの排出口に向けてジグザグ状に移動させながら空気と熱交換させる複数のチューブと、
前記チューブ同士の間にそれぞれ介在され、前記送風ファンから供給された空気を疎通させながら前記チューブの蒸発熱を放熱する放熱フィンと、を含み、
前記ヘッダーパイプが垂直方向に設置されながら前記チューブが水平方向に積層された状態で配列され、前記チューブの長さが前記ヘッダーパイプの長さより長く形成されて矩形形態をなすことを特徴とする、ヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器。
【請求項２】
前記蒸発器は、
前記送風ファンの反対側で前記チューブに隣接状態で設置され、前記送風ファンの送風圧力によって前記送風ファンの反対側に飛散する前記チューブまたは前記放熱フィン表面の凝縮水を遮り下部に案内するドレンガイドをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器。
【請求項３】
前記ドレンガイドは、
前記チューブの一側に垂直状態で設置され、複数から構成されて等間隔で設置されながら離隔空間を通じて前記チューブ及び前記放熱フィンを通過した冷風の疎通流路を提供するガイド本体、及び
前記ガイド本体の両側面に突出しながら前記ガイド本体の離隔空間に交互に突出し、前記離隔空間に移動する冷風を交互に遮りながら、冷風に含まれた凝縮水を捕集して前記ガイド本体の下部に落下させるバッフル板を含むことを特徴とする、請求項２に記載のヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器。
【請求項４】
前記ガイド本体は、
冷風の疎通方向に沿って傾斜面をなしながらジグザグ状に折曲形成され、冷風の移動方向を交互に転換させる折曲部を含み、
前記バッフル板は、
前記折曲部のそれぞれに突出形成されることを特徴とする、請求項３に記載のヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器。
【請求項５】
前記バッフル板は、
前記折曲部をなす前記ガイド本体の傾斜面と同一の傾斜をなしながら突出することを特徴とする、請求項４に記載のヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器。
【請求項６】
前記ドレンガイドは、
前記ガイド本体の出口側端部に固定され、前記疎通流路の出口を疎通可能に遮蔽しながら、冷風に残余する凝縮水をフィルタリングする凝縮水フィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコン蒸発器に関し、さらに詳しくは、既存の蒸発器構造に比べて、ヘッダーパイプを垂直に配置することで伝熱面積を拡大することができる車両用エアコン蒸発器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、車両には、搭乗客の呼吸や外部大気状態、外部の温度変化などによって汚染された室内を新鮮な状態に維持したり、室内温度を冷、暖房して搭乗者の身体に適した温度に維持させたりして快適な室内環境を形成することができるようにする空調装置が設置される。
【０００３】
このような空調装置は、暖房時にエンジンによって加熱された冷却水をヒーターコアに貫流させて送風機の空気と熱交換させて温風を供給し、冷房時に冷媒の冷凍サイクルを行う蒸発器の蒸発熱を通じて送風機の空気を冷却させて冷風を供給する。
【０００４】
一般的な蒸発器は、図１に示すように、冷媒が供給されて循環する一対のヘッダーパイプ１と、ヘッダーパイプ１に連結されて冷媒をジグザグ状に移動させながら空気との熱交換を行うチューブ２と、チューブ２同士の間に設置され、熱交換面積を拡張させる放熱フィン３とから構成される。
【０００５】
このような蒸発器は、通常的な車両の空調ユニットの構造が矩形の蒸発器が設置されるように構成されるため、図２に示すように、横方向が縦方向よりも長い矩形に製作されることが一般的である。
【０００６】
ここで、蒸発器は矩形状をなしながら、図２の（ａ）に示すようにヘッダーパイプ１が水平に配列されるときの伝熱面積Ｗ１よりも（ｂ）に示すようにヘッダーパイプ１が垂直に配列されるときのさらに広い伝熱面積Ｗ２を有する。
【０００７】
なぜなら、蒸発器はチューブ２が配列された部分が伝熱面積を提供するため、ヘッダーパイプ１の面積が少なく占めるほど伝熱面積が増加するからである。
【０００８】
すなわち、ヘッダーパイプ１は、長さの長い水平方向に形成されるほど、熱交換が行われるチューブ２による伝熱面積を減少させる。
【０００９】
【表１】
2017030741.tif 000003
【００１０】
さらに具体的に、前記表１を参照すると、蒸発器は、横縦比が１：１の場合はヘッダーパイプの垂直構造や水平構造がともに同一の伝熱面積を有するが、横比が大きくなる矩形の場合にはヘッダーパイプが垂直に配置されるときにさらに広い伝熱面積を有する。
【００１１】
例えば、蒸発器の横縦比が３．０：１で構成されてそれぞれ３３０ｍｍ、１１０ｍｍのサイズに製作される場合、
ヘッダーパイプの垂直構造ではヘッダーパイプの厚さを除いて３００ｍｍ×１１０ｍｍ＝３３，０００平方ミリメートルの伝熱面積を有する一方、
ヘッダーパイプの水平構造ではヘッダーパイプの厚さを除いて３３０ｍｍ×８０ｍｍ＝２６，４００平方ミリメートルの伝熱面積を有するため、ヘッダーパイプの垂直構造が６，６００平方ミリメートルほど広い伝熱面積を有する。
【００１２】
ここで、蒸発器は、低温の冷媒をチューブ２で循環させながら空気と熱交換するためチューブ２の表面や放熱フィン３の表面に凝縮水が発生する。
【００１３】
これによって、既存の蒸発器は、図１に示すようにチューブ２が垂直方向を有するように配列されざるを得ない限界点がある。
【００１４】
具体的に、既存の蒸発器は、チューブ２と放熱フィン３が垂直方向に配列されることによってチューブ２と放熱フィン３の表面に発生した凝縮水をチューブ２と放熱フィン３の長手方向に沿って落下させて除去する構成であり、もしチューブ２と放熱フィン３が水平方向に配列される場合には凝縮水が除去されずに送風機の送風圧力によって冷風とともに飛散する問題が発生するため、必ずチューブ２が垂直方向に配列されなければならない。
【００１５】
したがって、既存の蒸発器は、チューブと放熱フィンの表面に発生した凝縮水を排出するために垂直方向のみに配列される構成なので、同一の全体面積で伝熱面積を拡張させることができない制約がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１２−００３７６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前述したような従来技術の問題点を改善するために創出されたもので、その目的は、ヘッダーパイプを垂直に配置してチューブを水平に配置しながら横比が大きい矩形構造で形成することで伝熱面積の極大化を図ることができる車両用エアコン蒸発器を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、送風ファンの送風圧力によって冷風とともに排出される凝縮水を捕集して下部に落下させることでチューブの水平構造でも送風ファンによる凝縮水の飛散を防止することができる車両用エアコン蒸発器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するための本発明によるヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器は、空調機を構成する冷凍サイクルに連結されて冷媒を貫流させながら蒸発熱を提供することにより、送風ファンから供給された空気との熱交換を通じて冷風を提供するエアコン蒸発器であって、対向する形態で離隔状態で設置され、前記冷凍サイクルから供給される冷媒を流入させて循環経路を提供しながら熱交換済みの冷媒を排出させる一対のヘッダーパイプと、前記一対のヘッダーパイプを横切る形態で疎通可能に連結されながら前記ヘッダーパイプの長手方向に沿って複数連結され、前記ヘッダーパイプの流入口に流入した冷媒を前記ヘッダーパイプの排出口に向けてジグザグ状に移動させながら空気と熱交換させる複数のチューブと、前記チューブ同士の間にそれぞれ介在され、前記送風ファンから供給された空気を疎通させながら前記チューブの蒸発熱を放熱する放熱フィンとを含み、前記ヘッダーパイプが垂直方向に設置されながら前記チューブが水平方向に積層された状態で配列され、前記チューブの長さが前記ヘッダーパイプの長さより長く形成されて矩形形態に形成されることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記送風ファンの反対側で前記チューブに隣接状態で設置され、前記送風ファンの送風圧力によって前記送風ファンの反対側に飛散する前記チューブまたは前記放熱フィン表面の凝縮水を遮り下部に案内するドレンガイド；をさらに含んで構成されることができる。
【００２１】
例えば、前記ドレンガイドは、前記チューブの一側に垂直状態で設置され、複数から構成されて等間隔で設置されながら離隔空間を通じて前記チューブ及び前記放熱フィンを通過した冷風の疎通流路を提供するガイド本体；及び前記ガイド本体の両側面に突出しながら前記ガイド本体の離隔空間に交互に突出し、前記離隔空間に移動する冷風を交互に遮りながら、冷風に含まれた凝縮水を捕集して前記ガイド本体の下部に落下させるバッフル板；を含んで構成されることができる。
【００２２】
また、前記ガイド本体は、冷風の疎通方向に沿って傾斜面をなしながらジグザグ状に折曲形成され、冷風の移動方向を交互に転換させる折曲部；を含み、前記バッフル板は、前記折曲部のそれぞれに突出形成されることができる。
【００２３】
また、前記バッフル板は、前記折曲部をなす前記ガイド本体の傾斜面と同一の傾斜をなしながら突出することが好ましい。
【００２４】
これに加えて、前記ドレンガイドは、前記ガイド本体の出口側端部に固定され、前記疎通流路の出口を疎通可能に遮蔽しながら、冷風に残余する凝縮水をフィルタリングする凝縮水フィルター；をさらに含んで構成されることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によるヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器によれば、チューブの水平方向の構成を通じて蒸発器全体の同一面積で伝熱面積の極大化を図ることができるので、同級で最大の熱交換効率を提供することができる。
【００２６】
また、本発明はドレンガイドを構成するガイド本体が冷風の疎通流路を提供しながらバッフル板を通じて冷風を遮り、冷風に含まれた凝縮水を捕集して下部に落下させることによって、チューブの表面に発生した凝縮水の飛散が防止されることができる。
【００２７】
これによって、本発明はチューブを水平方向に配列する場合にも凝縮水の飛散が防止されるので、チューブの方向に制約されずに蒸発器を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は通常の蒸発器を示す斜視図である。
【図２】図２は蒸発器の矩形形態を示す正面図である。
【図３】図３は本発明によるヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器を示す全体斜視図である。
【図４】図４は本発明によるヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器を示す分解斜視図である。
【図５】図５は本発明の構成を示す平面図である。
【図６】図６は本発明のドレンガイドの実施例を示す平面図である。
【図７】図７は本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図８】表１におけるヘッダーパイプ垂直配置構造と水平配置構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参考にして本発明の実施例ついてさらに詳細に説明する。本発明を説明するにあたり、関連する公知の汎用的な機能または構成に対する詳細な説明は省略する。
【００３０】
本発明の概念による実施例は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施例を図面に例示して本明細書または出願について詳細に説明することにする。しかし、これは本発明の概念による実施例を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むことを理解しなければならない。
【００３１】
ある構成要素が他の構成要素に「連結」あるいは「接続「されていると言及された時は、その他の構成要素に直接的に連結、あるいは接続され得ることもあるが、中間に他の構成要素が存在し得ることも理解しなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」あるいは「直接接続」されていると言及された時は、中間に他の構成要素が存在しないことを理解しなければならない。構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち「〜間に」と「すぐ〜間に」または「〜に隣接する」と「〜に直接隣接する」なども同様に解釈されなければならない。
【００３２】
本明細書で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、「含む」または「有する」などの用語は、説示された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはその以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないことを理解しなければならない。
【００３３】
本発明によるヘッダーパイプの垂直配置構造を有する車両用エアコン蒸発器は、図３に示すように、ヘッダーパイプ１００、チューブ２００及び放熱フィン３００を含んで構成されることができる。
【００３４】
ヘッダーパイプ１００は、熱交換のための冷媒の循環経路を提供する構成要素であって、車両（図示せず）の冷凍サイクルに連結され、低温低圧の冷媒が流入した後、送風ファンによって供給された空気と熱交換された冷媒が排出される。
【００３５】
すなわち、ヘッダーパイプ１００は、図３に示すように対向する形態から構成されながら、管体型から構成されて一側部に冷媒が流入し、後述するチューブ２００を通じて他側部に冷媒を移動させて空気と熱交換させた後、熱交換済みの冷媒を冷凍サイクルに排出させる。
【００３６】
ここで、冷媒が流入及び排出される入出口の図示は図面で省略した。
【００３７】
このようなヘッダーパイプ１００は、容量に応じて分割形成されることができ、内部に隔壁が設置されて隔壁を通じて冷媒を他側部に移動させる。
【００３８】
また、ヘッダーパイプ１００は、流入した冷媒を他側部に移動させながら他側部に連通するチューブ２００の疎通数量を徐々に増加する形態で疎通させることが好ましい。
【００３９】
例えば、ヘッダーパイプ１００は一側部に流入した冷媒を２個のチューブ２００を通じて他側部に移動させた後、再び他側部の冷媒を３個のチューブ２００を通じて一側部に移動させ、再び４個のチューブ２００を通じて冷媒を他側部に移動させることができる。
【００４０】
これは冷媒の放熱面積を徐々に拡大させることで冷媒の円滑な相変化を誘導するためである。
【００４１】
チューブ２００は、図４に示すように、一対のヘッダーパイプ１００を横切る形態で疎通可能に設置され、冷媒をジグザグ状に移動させて送風ファンから供給された空気と熱接触させながら冷媒の蒸発熱を通じて空気を冷却させる構成要素である。
【００４２】
このようなチューブ２００は、蒸発負荷によって互いに異なる数量を構成しながら設置されることができ、図３に示すように上端部が補強板１５０によって遮蔽されて保護されることができる。
【００４３】
ここで、本発明の蒸発器は、図４に示すようにチューブ２００の水平に配列されるヘッダーパイプ１００の垂直構造を有しながら、横比が縦比に比べて長く形成される矩形構造で構成される。
【００４４】
これによって、本発明の蒸発器は、上述の表１を参照して説明したように、ヘッダーパイプ１００の水平構造より伝熱面積が拡張できる。
【００４５】
放熱フィン３００は、図４に示すようにチューブ２００の間に密着した状態で介在されてチューブ２００の蒸発熱を空気に伝達する構成要素である。
【００４６】
このような放熱フィン３００は、図３に示すように凹凸形態の波形をなしながら連続されてもよく、これと異なり折曲したジグザグ状など、本発明が属する分野で知られた形態で構成されてもよい。
【００４７】
さらに、本発明は、図３示すようにドレンガイド４００をさらに含んで構成されることができる。
【００４８】
ドレンガイド４００は、チューブ２００の表面に発生した凝縮水が送風機の送風圧力によって飛散することを防止するための構成要素である。
【００４９】
すなわち、ドレンガイド４００は、チューブ２００の一側面に冷風の疎通流路を提供しながら、冷風とともに排出される凝縮水を捕集して落下させることにより、凝縮水が冷風とともに排出されることを防止する構成要素である。
【００５０】
このようなドレンガイド４００は、図３及び図６に示すように、ガイド本体４１０及びバッフル板４２０を含んで構成されることができる。
【００５１】
ガイド本体４１０は、図３に示すように板形態をなしながらチューブ２００の一側に垂直状態で設置され、等間隔をなしながら複数設置されて離隔空間を通じて冷風の疎通流路を提供する。
【００５２】
このようなガイド本体４１０は、複数の部材が互いに分離した状態で示されたが、連結台（図示せず）のような連結部材を通じて一体のユニットから構成されることができ、固定部材（図示せず）が提供されて蒸発器のヘッダーパイプ１００または補強板１５０に固定されることができる。
【００５３】
ここで、ガイド本体４１０を固定する固定部材は、ブラケット（図示せず）と締結ボルトから構成されることができ、未図示のフック方式やクランプ方式から構成されることもできる。
【００５４】
一方、ガイド本体４１０は、図６に示すように折曲部４１１が形成されて傾斜面をなしながらジグザグ状に折曲形成されて冷風の移動方向をジグザグ状に転換させることができる。
【００５５】
勿論、ガイド本体４１０は折曲部４１１が省略された平板形態から構成されることもできる。
【００５６】
バッフル板４２０は、ガイド本体４１０による疎通流路に排出される冷風を遮りながら、冷風に含まれた凝縮水を捕集して下部に落下させる構成要素である。
【００５７】
このようなバッフル板４２０は、図６に示すようにガイド本体４１０の両側面に突出しながらガイド本体４１０の離隔空間に交互に突出して、離隔空間に移動する冷風を交互に遮りながら凝縮水を冷風から分離させる。
【００５８】
すなわち、送風ファンから供給された空気は、チューブ２００及び放熱フィン３００を通過しながら冷媒と熱交換されて冷却して、チューブ２００や放熱フィン３００の表面に発生した凝縮水とともにガイド本体４１０の離隔空間を通じて排出される。この時、冷風とともに排出される凝縮水は、離隔空間に突出したバッフル板４２０にぶつかりながら冷風から分離した後、バッフル板４２０に沿って落下して別途のドレンに排出される。
【００５９】
一方、バッフル板４２０は、図６に示すようにガイド本体４１０の折曲部４１１にそれぞれ突出することが好ましい。
【００６０】
ここで、バッフル板４２０は、図６の（ａ）に示すように垂直面形態に突出することができ、図６の（ｂ）に示すように折曲部４１１をなすガイド本体４１０の傾斜面と同一の傾斜に延長しながら突出することもできる。
【００６１】
これによって、本発明の蒸発器は、図４に示すようにチューブ２００が水平状態に配列された構造で設置される場合も凝縮水が飛散せずにガイド本体４１０及びバッフル板４２０によって捕集されて下部に落下し、これにより、チューブ２００の水平配列構造が可能で同一の大きさを有する同級の蒸発器に比べて伝熱面積を拡大することができる。
【００６２】
一方、本発明のドレンガイド４００は、図５に示すように凝縮水フィルター４３０をさらに含んで構成されることができる。
【００６３】
凝縮水フィルター４３０は、図示の如く、ガイド本体４１０の出口側端部に設置されながらガイド本体４１０の離隔空間、すなわち冷風の疎通流路を疎通可能に遮蔽して冷風に残余する凝縮水をフィルタリングする。
【００６４】
すなわち、凝縮水フィルター４３０は、バッフル板４２０によって分離することができず、ガイド本体４１０の離隔空間に排出される凝縮水をフィルタリングして分離することで凝縮水の飛散を防止する。
【００６５】
また、本発明のドレンガイド４００は、図７に示すように、ガイド本体４１０の下端に設置されるドレンファン４５０をさらに含んで構成されることができる。
【００６６】
ドレンファン４５０は、ガイド本体４１０の下端に傾斜状態で設置されることにより、バッフル板４２０によって落下した凝縮水を捕集して空調機の排出口に案内する。
【００６７】
以上で考察したように、本発明による蒸発器はチューブ２００と放熱フィン３００の表面に発生した凝縮水の飛散を防止することでヘッダーパイプ１００の垂直配置構造を可能とし、これにより同一の大きさのヘッダーパイプ水平配置構造の蒸発器よりも広い伝熱面積を有することで熱交換効率を向上させることができる。
【００６８】
以上、本発明の具体的な実施例を説明したが、これらは単に説明することを目的としたものであって、本発明の保護範囲を制限しようとするものではない。本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明である。
【符号の説明】
【００６９】
１００    ヘッダーパイプ
２００    チューブ
３００    放熱フィン
４００    ドレンガイド
４１０    ガイド本体
４１１    折曲部
４２０    バッフル板
４３０    凝縮水フィルター
４５０    ドレンファン
【図１】
2017030741.tif 000004
【図２】
2017030741.tif 000005
【図３】
2017030741.tif 000006
【図４】
2017030741.tif 000007
【図５】
2017030741.tif 000008
【図６】
2017030741.tif 000009
【図７】
2017030741.tif 000010
【図８】
2017030741.tif 000011