’99 스크롤 압축기 단기강좌 내용요약

서론 - 스크롤 압축기는 종래의 왕복동식에 비해 효율이 높고, 진동 소음이 낮으며, 또한 소형,경량화가 가능하여 점차 사용   영역을 넓혀가고 있는 추세이다. 현재 개발되어진 스크롤 압축기의 용량은 1마력급에서 10마력급까지이며 히트펌프,  에 어콘 , 패키지 에어컨, 그리고 자동차용 에어컨에 냉매 압축기로 채용되고 있다. 미국은 Copeland, Carrier 등에서, 일본은 Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Toshiba, Daikin, Sanden 등에서, 그리고 한국에서는 LG전자에서 스크롤 압축기를 생산하고 있다.

스크롤 형상 이론 - 스크롤 압축기의 핵심 기구인 한쌍의 스크롤 선회스크롤과 고정스크롤은 서로 맞물려 여러 개의 압축실을 형성하고, 선회스크롤이 선회함에 따라 압축실 내의 가스는 체적이 감소하며 점차 중앙부의 토출구로 이동하여 결국에 토출실로 토출된다. 이러한 압축 과정을 결정하는 스크롤 형상을 설계할 있는 형상 인자들과 체적 선도 등에 대한 랩의 기하학 도입.

압력선도, 누설 가스력 - 스크롤 압축기에서 누설은 flank leakage tip leakage 나눌 있다. 이러한 누설의 경로를 구하는 방법과, 누설 경로에서 일어나는 누설의 양을 구할 있는 모델링을 소개하였고, 가스 압축의 제이론을 적용하여 압력 선도를 구하고, 단열압축효율과 체적효율을 얻는다. 또한 이렇게 얻어진 가스 압력 분포로부터 방향으로의 가스력을 계산한다.

부재의 운동 방정식 - 스크롤 압축기 내에서 운동하는 부재로는 선회스크롤, 올담링, 슬라이더 부시, 크랭크축이 있다. 이들 부재에 작용하는 힘과 모멘트의 평형으로부터 운동방정식들을 세우고, 이를 연립하여 풀면 각종 반력들과 힘의 작용점 등을 구할 있다. 이렇게 구한 반력에서 각종 기계적 마찰손실을 구하고 기계적 효율을 계산한다.

압축기 가진력과 균형추 설계 - 압축기 내에서 편심 운동을 하는 부재들로 인해 압축기 본체에는 불균형력 가진력이 발생하고, 또한 압축기를 전복시키려는 전복모멘트가 작용한다. 이러한 가진력과 전복모멘트는 균형추의 원심력과 관성력에 영향을 받는데, 이에 대한 역학적인 해석을 통해 수학적 관계식을 얻는다.

오일공급시스템 해석- 밀폐형 냉매 압축기 내의 오일 공급시스템은 오일 공급 분배 방식에 따라 여러 가지 요소들로 구성될 있다. 오일 공급 요소들과 오일 공급 경로는 전기적 등가 회로의 방식으로 해석될 있다. 또한 오일 속에 용해되었던 냉매가 온도 압력의 변화에 따라 다시 기포로 기화되는 현상을 고려한 오일 공급 해석도 가능하다.

배압실 배압조절 밸브- 축방향 순응방식 가운데 선회부재를 경판 후면에서 밀어주는 배압실 방식에 대한 배압 형성 이론과 배압을 조절하기 위한 밸브조절 밸브 설계에 대한 것이다. 베아링 설계 공차가 배압 형성에 미치는 영향도 해석한다.

대칭 비대칭 설계- 대칭 랩에서는 스크롤 압축부 단면에서 사용되지 않는 공간이 발생한다. 이를 활용하기 위한 비대칭 설계 방법을 제시한다. 비대칭 랩에서는 대칭 랩의 경우와 동일한 행적체적을 얻기 위해 고정스크롤의 인볼루트 끝각을 증대시키고 반면 높이를 감소시킨다. 낮은 높이는 선회스크롤의 전복모멘트로부터의 안정성을 향상시킨다.

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