KR100196112B1 - 냉동 압축기 머플러 및 이의 조립방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동 압축기 머플러 및 이의 조립방법에 관한 것으로서, 유리섬유 패킹을 포함하는 머플러가 조립되고 유리섬유 부스러기의 발생이 방지되어 유동경로로의 침투가 방지됨으로써 폐쇄냉동시스템에 사용되기에 적합하다.천공튜브는 내열 직물커버, 유리섬유패킹, 및 서브조립체로 압력용기의 쉘로 삽입되어 원주상으로 조정 및 붕괴가능한 슬리이브가 직렬로 씌워진다.

Description

냉동 압축기 머플러 및 이의 조립방법
제1도는 머플러의 분해도.
제2도는 머플러의 단면도.
제3도는 슬리이브의 배면도.
제3a도 및 제3b도는 제3도의 일부 확대도.
본 발명은 냉동압축기 머플러 및 이의 조립방법에 관한 것으로서, 내연기관 머플러와 달리 냉동압축기 머플러는 공칭적으로 압축기 배출온도 및 압력으로 냉매가스가 존재하는 폐쇄시스템에 사용된다. 새로운 냉매는 작동압이 400psi정도가 되게하기 위해 CFC 와 HCFC와 동일한 성능을 달성하도록 고압으로 압축되어야 한다. 따라서 냉동시스템에서 압축기의 외측에 위치한 냉동압축기 머플러는 압력용기내에 위치되고, 이 압력용기는 내연기관의 구조강성조건 이상의 상당한 큰 구조강성조건을 갖는다. 이는 더 큰 조건을 달성하도록 상이한 구조를 요하며 제조 및 조립에 변화을 수반한다.
흔히 직렬관으로 불려지는 흡수성 머플러는 일반적으로 공기 분배 시스템에 사용되고, 특히 고주파소음 및 압력진동을 감소시키는 것이 목적일 때 내연기관 배기가스에 사용된다. 이들 머플러는 음향특성이 바람직하게 나타날지라도 냉동시스템환경에 의해 나타나는 특별한 문제들 때문에 일반적으로 양변위(positive displacement)압축기를 갖는 냉동시스템에 사용되지 않았다. 예컨대, 1)이 냉동시스템은 폐쇄되고 많은 정밀부품을 포함하며, 그러므로 냉매 흐름에서 부스러기(devris)의 없음 및 청정성(cleanliness)이 적합한 시스템 작동에 필수적이고, 2)머플러가 통상적으로 위치된 컴프레서 배출이 고압.고온(오늘날 통상적으로 사용되는 냉매로 400psi의 고압)이고, 그러므로 머플러 압력용기내에 위치되야 하며, 3)대부분의 시스템이 밀페되고, 이는 전형적으로 시스템의 금속부품을 머플러 하우징을 포함하여 용접 및/또는 납땜(brazing)함으로써 달성되며, 그러므로 흡수성 재료는 손상없이 조립체에 관련된 고온에 견뎌야 하고, 4)전형적인 압축기 배출이 큰 윤활유량을 포함하며, 이 윤활윤는 사용된 흡수성 재료를 적시기 쉽고, 흡수성 재료는 이와 같이 적셔졌을 때 적합한 음향특성을 가져야 하며, 이는 통상적인 안내서에 따라 선택된 재료가 효과가 없음을 의미하고, 5) 많은 새로운 CFC 및 HCFC 대체냉매, 및 이들이 사용되는데 필요한 특별한 오일(oil)이 화학적으로 작용하여 전통적으로 많이 사용된 흡수성 재료를 침범하고, 6)유동이 심하게 맥동하고 이는 머플러 내측에 큰 동적 힘을 가하여 통상적인 형태의 재료를 퇴화시켜 궁극적으로 붕괴를 일으킨다.
따라서, 통상적인 흡수성 머플러 기술에 비교된 바와같이, 이들의 상이함으로 인해 통상적이 아닌 재료의 선택, 상이한 구조, 및 제조와 조립기술의 변화가 필요하다.
예비성형된 유리섬유 패킹은 압축이 배출부에 연결되기에 적합한 천공된 내측튜브를 유리섬유패킹과 튜브사이에 질긴, 고 내온성 직물재료층으로 감싼다.
얇은 시트금속 슬리이브는 슬리이브가 원주상으로 압축될 수 있게 랩핑에지(lapping edges)로 패킹을 감싼다. 통상적인 종래기술이 포함하는 것보다 상당히 낮은 밀도의 특별한 접합재료로 예비성형된 유리섬유와 같은 패킹재는 윤활유에 젖었을 때 필요한 음향특성을 갖는 한편 필요한 냉매 및 윤활유와 화학적으로 적합하다.
슬리이브는 다수의 원주상으로 이격되고 축방향으로 연장되는 융기(ridge)를 갖고 이 융기는 자체 길이의 대부분에 걸쳐서 슬리이브의 잔여부로부터 외측 반경방향으로 연장된다. 이 융기는 슬리이브로 보호된 조립체가 외측 압력용기에 프레스끼워맞춤됨에 따라 유리섬유 패킹에 소정 예배하중을 제공하도록 크기, 숫자 및 간격이 설계된다. 융기의 둥근 단부는 융기가 압력 용기의 내측에 감소된 표면접촉을 제공하는 동안 조립체가 정위치로 프레스 끼워 맞춤됨에 따라 캠작용을 제공하고, 이에의해 프레스끼워맞춤의 저항력을 감소시킨다. 유리 섬유가 슬리이브로 덮여져서 보호되기 때문에 압력용기 내측의 파쇠로 인한 유리 섬유 부스러기가 발생되지 않는다.
또한 , 유리섬유는 프레스끼워맞춤 동안에 내측튜브에 상대적으로 이동되지 않는다.
본 발명의 목적은 여전히 제조가 용이한 조립체를 제공하는 한편 압축하중을 음향 머플러의 패킹제에 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 조립중에 그리고 격렬하게 맥동하는 유동으로 작동되는 동안 부서지기 쉬운 유리섬유를 천공된 내측 튜브에 의한 마찰손상으로부터 보호하기 위한 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 압축예비하중을 유리섬유 패킹재에 제공하기 위한 값싼 수단을 제공하는 것이다. 이들 목적과, 이후 분명해질 기타 목적들은 본 발명에 의해 달성된다.
기본적으로, 서브조립체(subassembly)는 천공된 내측 튜브, 헝겊 슬리이브,감싸는 유리섬유 패킹 및 예비하중 슬리이브로 형성된다. 예비하중 슬리이브는 원주상으로 수축될 수 있고, 서브 조립체가 프레스끼워 맞춤에 의해 압력용기에 설치될 때 서브조립체와 압력용기사이의 수축이 융기와 압력용기의 내측면에 제한될 정도로 외측면상의 원주상으로 이격되어 축방향으로 연장되는 융기를 갖는다.
제1도 및 제2도에서 도면번호10은 일반적으로 본 발명의 기술에 따라 제조된 머플러를 나타낸다. 머플러(10)는 쉘(12-1)과 단부 캡(12-2,12-3)으로 이루어진 압력용기(12)을 포함하고, 이들은 조립된 머플러에 가스가 새지않는 밀봉으로 함께 용접된다. 제2도에 가장 잘 도시된 바와같이, 단부 캡(12-2,12-3)은 각각 커플링(14,15)이 끼워지고, 이들은 머플러(10)조립체에 서브조립체를 형성하도록 정위치에 용접된다. 천공튜브(20)는 머플러(10)에 위치되고 다수의 구멍(20-1)을 포함하며 공칭적으로 0.125인치 직경이고 천공튜브(20)벽에 약 40%의 개방공간을 제공한다. 천공튜브(20)는 커플링(14,15)의 각 내측단부가 끼워지고 그것과 함께 머플러(10)를 통하는 유체경로를 한정한다. 천공튜브(20)의 외면은 필터 역할을 하는 재료로 피복되고, 천공튜브(20)에 의해, 특히 천공(20-1)에 의해 마모등으로부터 유리섬유를 보호할뿐만 아니라 주로 부스러기가 튜브(20)로 통과되고 이에의해 폐쇄 냉매 순환 시스템으로 통과되는 것을 방지한다. 아라미드 섬유 재료이고 내화성/내연성인 노멕스(Nomex: 등록상표) 천은 튜브(20)의 외면을 씌우는 슬리이브 또는 커버(covering)(22)에 적합하다. 커버(22)는 둘러싸서 접합되는 것이 바람직하다 . 유리섬유는 폐놀성 접착제(phenolic binder)로 패킹을 형성하고, 이 패킹은 반환형 원통형태로 제조된다. 반환형 원통(24-1,24-2)은 공동으로 패킹(24)을 형성하고 , 이 패킹은 커버(2)을 씌우는 환형원통이다.
제3도, 제3a도 및 제3b도에 잘 도시된 바와같이, 예비하중 슬리이브(30)는 길이의 대부분으로 연장되는 균등하게 원주상으로 이격된 융기(30-3)를 갖는 얇은 시트금속 슬리이브이다. 변부 (30-1)는 변부(30-2)와 겹쳐서 중복 접착을 가능하게 하고 중복된 곳에서 원주상 부풀림(bulge)을 방지하는 전이부(transition)(30-4)로 중복 접착된다. 변부(30-1)와 변부(30-2)는 슬리이브(30)의 원주를 팽창 또는 수축시키도록 서로에 대해 원주상으로 이동할 수 있다. 슬리이브(30)는 효과적으로 제2의 더 큰 직경을 한정하는 융기(30-3)를 갖춘 공칭적으로 균일한 제1직경을 갖는다. 슬리이브(30)의 자유직경은 쉘(20-1)내경보다 더욱크다.
머플러(10)의 조립에서, 둘러싸고 접합된 커버(22)는 천공튜브(20)위에 놓일 것이다. 유리섬유 패킹(24)으로 제조된, 반환형 원통(24-1,24-2)은 서브조립체를 형성하는 커버(22)위에 놓이고 이 서브조립체는 예비하중 슬리이브(30)에 위치된다. 상기에 기술된 바와 같이, 예비하중 슬리이브(30)는 원주상으로 조정가능하여 튜브(20)커버(22) 및 패킹(24)으로 한정된 서브조립체 위로 끼워지거나 놓이도록 즉시 확장된다. 예비하중 슬리이브(30)를 패킹(24)위에 위치시키고, 슬리이브(30)외 이 아래의 패킹(24)을 충분히 압축시켜 슬리이브(30)의 단부가 압력용기(12)의 쉘(12-1)로 삽입되거나, 이와달리 쉘(12-1)이 슬리이브(30)위에 놓이기 시작한다.
융기(30-3)는 슬리이브(30)의 나머지 부분보다 더 큰 직경을 효과적으로 가져서 융기(30-3)의 삽입이 가능하도록, 슬리이브(30)와 패킹(24)를 더욱 압축시키는 것이 필요하다. 융기는 소정예비하중을 유리섬유 패킹(24)에 제공하도록 크기, 숫자 및 간격이 설계된다. 또한 , 융기(30-3)의 단부가 둥글기 때문에 쉘(12-1)에 슬리이브(30)를 용이하게 프레스끼워맞춤시키기 위해 작은 표면적을 제공하는 한편 쉘(12-1)에 슬리이브(30)를 안내함에 있어서 캠 역할을 한다. 유리섬유 부스러기는 패킹(24),커버(22) 및 튜브(20)를 포함하는 슬리이브(30)를 쉘(12-1)에 삽입하는 동안 패킹(24)의 외면의 긁힘으로 인해 전혀 발생되지 않음은 즉시 명백하다.
또한 ,중복된 변부(30-1,30-2)는 슬리이브가 쉘(12-1)에 삽입되는 것이 가능하도록 슬리이브(30)의 압축을 가능하게 하는 한편, 쉘(12-1)의 내경, 슬리이브(30)의 두께, 융기(30-3)의 높이 및 패킹(24)외경에서의 공차를 부가적으로, 본질적으로 고려한다. 언제든지 커플링(14,15)은 각각 단부 캡(12-2,12-3)에 용접되고, 슬리이브(30), 패킹(24), 커버(22) 및 튜브(20)가 쉘(12-1)에 정위치될 때 커플링(14,15)을 각각 포함하는 단부 캡(12-2,12-3)은 쉘(12-1)상에 정위치에 용접되어 압력용기(12)을 형성하고 머플러(10)를 완성한다.
요약하면, 본 발명은 유리섬유 부스러기의 발생없이 폐쇄 냉동 시스템에 유리섬유 패킹을 사용하고 또는 폐쇄 냉동시스템으로 이동을 허용하는 머플러의 조립체 및 사용을 가능하게 한다.
비록, 본 발명의 바람직한 실시예가 기술됐고 도시됐을지라도, 기타 변화가 이 기술에 숙련된 사람들에게 발생될 것이다. 예컨대, 초기 조립체가 헐거운끼워맞춤(clearance fit)을 가지나 고정되는 부품 및 튜브(20)의 확장으로 하중을 받는 유리섬유로 제조될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한되어야 함을 의미한다.

Claims (5)

  1. 입구와 출구를 갖고 이들 사이에 유동경로를 갖는 압력용기(12); 상기 압력용기에 위치되어 상기 유동경로부분을 한정하고, 내열직물(22)커버, 유리섬유 패킹(24), 및 상기 압력용기와 억지끼워맞춤되어 상기 패킹을 압착하는 원주상으로 조정가능한 슬리이브(30)에 의해 직렬로 씌워진 천공튜브(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 냉동 압축기 머플러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력용기가 원통형 쉘부분(12-1)을 포함하고 상기 슬리이브는 원주상으로 이격되어 축방향으로 연장되는 다수의 융기(30-3)를 포함하며 상기 쉘부분과 억지 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 냉동 압축기 머플러.
  3. 고압 폐회로에 사용되기에 적합한 냉동 압축기 머플러조립방법이 A)연속단계로 서보조립체를 성형하는 단계, a)내열직물커버를 천공튜브위로 놓고, b)유리섬유 패킹을 상기 커버위에 놓으며, c)원주상으로 조정가능한 예비하중을 상기 패킹위에 위치시켜 서브 조립체를 형성하고, B)슬리이브를 원주상으로 수축시키고 상기 서브 조립체를 억지 끼워맞춤으로 압력용기 쉘의 보어에 위치시키는 단계, C)단부캡을 쉘에 밀봉시켜 상기 머플러의 조립체를 완성시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 냉동 압축기 머플러조립방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 직물커버가 둘러싸여지고 상기 튜브에 놓이기 전에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 냉동 압축기 머플러조립방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 단부캡이 상기 쉘에 고정되기 전에 커플링이 상기 단부캠에 고정되는 것을 특징으로 하는 냉동 압축기 머플러 조립방법.
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