KR20230070299A - 디커플링 및 진동 제어용 디바이스 - Google Patents

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아보라 아게
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Abstract

본 발명은, 디커플링 및 진동 제어를 위해 히트 펌프 장치에서 사용하기 위한 연결 파이프 형태인 디바이스(2)로서, 파이프 섹션(R)뿐만 아니라 각각의 단부에 배열된 연결 요소를 포함하는 디바이스에 관한 것이다. 상기 디바이스(2)는, 진동 보상을 위해 정확히 2개의 비금속인 이격되며 오프셋된 벨로우즈 장치(F)를 포함하며, 상기 파이프 섹션(R)은, 임의의 개별적인 안정화 링(15)을 제외하고는, 연결 요소들 사이에서 일정한 재료 두께를 갖는다. 추가적으로, 벨로우즈 장치(F)는, 각각 둘레에 360°로 연장되는, 하나 이상의 닫힌 환형의 접힘부로 구성된다.

Description

디커플링 및 진동 제어용 디바이스
본 발명은 히트 펌프 장치에서 사용하기 위한 연결 파이프의 형태인 디바이스에 관한 것이며, 상기 디바이스는, 진동 발생장치에서, 예컨대 압축기 또는 펌프에서, 디커플링(decoupling) 및 진동 제어를 위해, 구체적으로 진동 디커플링(vibration decoupling)을 위해, 각각의 단부에 배치된 연결 요소 및 파이프 섹션을 포함한다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 디바이스는, 전술한 시스템 또는 진동 발생장치와 관련하여 움직임 및 조립 부정확성을 보상하는 역할을 한다.
다양한 히트 펌프 장치가 종래 기술로부터 알려져 있으며, 이들 히트 펌프 장치는 보통 적어도 압축기, 응축기(즉, 액화기), 팽창 디바이스(구체적으로는 팽창 밸브) 및 증발기를 포함한다.
이러한 히트 펌프는 기술적으로는 냉장고와 마찬가지로 구성되지만, 히트 펌프에서는 따뜻한 쪽(즉, 히트 펌프의 응축기)이 난방을 위해 사용된다는 차이점이 있다. 다시 말하면, 히트 펌프 장치와 냉장고 양자 모두는 HVAC 압축기 시스템(즉, 난방, 환기(ventilation), 공조 또는 냉장)을 기반으로 한다.
알려진 히트 펌프 장치에 관한 기본적인 문제는 소음 발생이다. 압축기는 작동 중에 진동을 발생시키며, 여기에는 기계적 상호연결을 통해 시스템의 다른 부분으로 전달될 수 있는 압축기 자체의 진동과, 압축기 배출구를 빠져나가는 압축 작동 유체에서의 진동 양자 모두가 포함될 수 있다.
하나 이상의 진동 제어 디바이스가, 이러한 진동 소스들 중 하나 또는 양자 모두를 제어하기 위해, 냉매 회로를 따라 위치할 수 있다.
원칙적으로, 상기 진동 제어 디바이스는, 예를 들어 압축기와 응축기(즉, 액화기) 사이에 진동 제어 디바이스를 배치함으로써 전술한 진동 소스를 제어하는 것으로 알려져 있다.
난방할 생활 공간 내에서의 안락함을 잃지 않으면서 컴팩트한 히트 펌프를 설치할 수 있도록 해야 한다는 관점에서, 히트 펌프 장치의 압축기의 방음은 특히 중요하다.
또한, 문헌 DE 10 2008 016 577 A1에는, 전기 저장 히터 크기의 컴팩트한 히트 펌프를 포함하는 히트 펌프 장치가 알려져 있으며, 이러한 컴팩트한 히트 펌프는, 적어도 하나의 압축기 및 하나의 응축기(즉, 액화기)가 내부에 배치되는 하우징을 구비하고 있다.
여기에 개시된 히트 펌프 장치의 하우징은, 내부에 압축기가 배치되는 방음 섹션을 가지며, 이로써 맥동 및 진동을 제어하기 위한 디바이스가 달성된다.
특히 이러한 방음 섹션의 벽은 적절한 방음재로, 예컨대 수 cm 두께의 방음 매트로 덮여 있다. 바닥 및 벽 고정을 위한 고정 요소 또는 자유 장착을 위한 족부(feet)에 또한 방음 요소, 예컨대 고무 와셔가 제공되어, 가능한 한 진동 전달을 방지하게 된다. 상기 벽은 압축기와 응축기(액화기) 사이의 방음 분리를 제공한다.
문헌 DE 10 2008 016 577 A1에 공지된 맥동 및 진동 제어용 디바이스는, 맥동 및 진동 제어가 매우 고가의 수단으로 달성된다는 단점을 갖는다.
추가 문헌 DE 20 2018 102 825 U1은, HVAC 압축기 시스템(즉, 가열, 환기, 공조 또는 냉동 기술) 또는 히트 펌프 장치에서의 압축기를 위한 맥동 및 진동 제어용의 추가 디바이스를 개시한다. 구체적으로, 맥동 및 진동 제어를 위한 상기 디바이스는 또한 압축기와 토출 라인, 예컨대 응축기(액화기) 사이에 배치된다.
문헌 DE 20 2018 102 825 U1에서 알려진 맥동 및 진동 제어용 디바이스는, 하나의 압축기 단부에 플랜지, 소음기 본체, 머플러 본체 내부의 배플과 같은 하나 이상의 진동 감쇠 구조, 및 상기 압축기 단부에 대향하는 머플러의 자유 단부, 상기 플랜지에 부착되고 머플러 본체의 길이를 따라 배플까지 연장되는 벨로우즈 장치를 구비한 소음기 유닛을 포함하며, 여기서 머플러의 자유 단부와 배플은 서로 접촉하지 않는다.
벨로우즈 장치의 접힘부(fold)는, 문헌 DE 20 2018 102 825 U1에 있어서는 구리 또는 강철과 같은 금속의 여러 개의 층으로 구성되는 것으로 설명되어 있다.
다시 말하면, HVAC 압축기 시스템(즉, 난방, 환기, 공조 또는 냉장) 또는 히트 펌프 장치 내에서 각각 소음 저감, 즉 음향 및 진동 저감을 달성하기 위해 소음기 및 벨로우즈를 통합시킨 구성이다.
문헌 DE 20 2018 102 825 U1에서 알려진 맥동 및 진동 제어용 디바이스는, 상기 디바이스가 구조적 지지대, 소음기 플랜지, 용접 등을 갖춘 비교적 복잡한 구조를 갖는다는 단점이 있다. 상기 디바이스는 압축기의 맥동 및 진동을 제어하도록 설계된다.
또 다른 알려진 종래 기술은, Nortech의 "유연한 플랜지형 고무 확장 조인트"로서, 이 조인트는 진동 제어 디바이스로서 기능하며, 2개의 연결 플랜지 사이에 탄성 파이프 섹션을 갖는다. 이러한 경우에 있어서, 상기 탄성 파이프 섹션은 중앙에 구형의 돌출부를 갖는다.
Nortech의 이러한 진동 제어용 디바이스는, 조립 시에 다루기가 어렵다는 단점을 갖는다.
또한, 개별 구성요소, 특히 압축기, 응축기(즉, 액화기), 팽창 디바이스(구체적으로는 팽창 밸브) 및 증발기를 유체적으로 연결하는 단열 히트 펌프 연결 호스가 종래 기술로부터 알려져 있다.
EP 3070387 A1은 또한, 환기 기술 분야에서 항공기 산업에 사용되는 유연한 커플링을 설명하고 있다. 상기 커플링은 2개의 직선 영역 사이에 얇은 두께의 재료를 구비하며, 상기 영역들 사이에 만곡부가 배치되고, 그 중앙에 2개의 톱니 모양의 접힘부가 있어 조립 시 유연성을 향상시킨다.
본 발명은, 히트 펌프 장치를 위한 진동 발생장치와 관련된 맥동 및 진동 제어를 위해 서두에 언급된 디바이스를 생성하는 것을 과제로 설정하며, 상기 디바이스는 효과적인 맥동 및 진동 제어와 함께 단순한 설계 및 단순화된 취급을 특징으로 한다. 전술한 목표는, 진동 발생장치로부터의 소음 전달을 가능한 한 낮은 수준으로 유지하는 것이다.
이러한 과제는 청구항 1의 특징을 갖는 디바이스에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 서두에 설명된 진동 보상용 디바이스는, 진동 보상(vibration compensation)을 위해 정확히 2개의 비금속인 이격되고 오프셋된 벨로우즈 장치를 포함하고, 연결 요소들 사이의 파이프 섹션은, 임의의 개별적인 안정화 링 또는 보강용 리브(rib)를 제외하고는, 일정한 재료 두께를 가지며, 상기 벨로우즈 장치는 각각 둘레에 360°로 연장되는 하나 이상의 닫힌 환형의 접힘부(annularly closed fold)로 이루어진다. 나선 모양의 접힘부는, 닫힌 환형의 접힘부와는 대조적으로, 접힘부의 시작 부분과 끝 부분에서 유용한 공간을 점유하기 때문에, 에너지를 현저히 적게 흡수할 수 있으며, 이는 탄성 효과보다는 강화 효과(stiffening effect)가 있다. 마찬가지로, 둘레에서 360° 미만이 되도록 설계된 접힘부는 단지 부분적으로만 탄성적이며, 이에 따라 본 발명에는 부적합하다.
특히, 2개의 벨로우즈 장치 사이의 파이프 섹션이 가능한 한 길게 되도록 하기 위해, 접힘부는 연결 요소에 가능한 한 가까이 위치해야 한다. 상기 디바이스의 단부에서 벨로우즈 장치까지의 거리는, 접힘부의 2배 미만이어야 한다. 상기 거리는 또한, 연결 요소가 배치되는 영역도 포함한다. 연결 요소에 작은 공간을 필요로 하는 경우라면, 상기 거리는 또한 접힘부의 1.5배보다 짧을 수도 있고, 접힘부의 1배보다 짧을 수도 있다. 히트 펌프의 설치 조건이 매우 엄격하기 때문에, 접힘부(16)가 연결 요소에 바로 근접해 있으면, 또한 작은 공간을 필요로 한다는 면에서 특별한 이점이 있다.
추가적으로, 접힘부의 높이는 가능한 한 낮아야 한다. 이는, 접힘부가 종단면의 중심선에서 대략적인 정현파선을 따라야 함을 의미하거나, 또는 재료의 중심선이 동일한 반지름을 가진 대략적인 구형 세그먼트를 모사(replicate)해야 함을 의미한다. 상기 반지름은, 재료의 두께와 동일한 수준이어야 하며, 바람직하게는 1.5배 이하의 편차를 갖는다. 이렇게 하면, 전체 벨로우즈 영역이 부드럽고 이들 영역이 자체적으로 공명을 형성할 수 없기 때문에, 벨로우즈 장치에서의 파이프의 벽이 많은 진동 에너지를 흡수할 수 있다.
재료가 두껍고 부드러울수록, 소산, 즉 진동 에너지의 흡수 및 열 에너지로의 전환이 커지게 된다. EP 3070378 A1에 설명된 바와 같은 벨로우즈 영역 내의 경직된 힌지 세그먼트는 소산에 기여하지 않을 뿐만 아니라, 심지어는 공진 형성의 원인이 될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 파이프 섹션은 일체형으로 제조된다. 히트 펌프의 용례에 있어서는 압축 응력이 매우 높기 때문에, 이때 상기 파이프 섹션은 카카스(carcass)로 보강될 수 있다. 바람직하게는, 상기 파이프 섹션은 체적을 기준으로 주로 엘라스토머로 구성된다.
다시 말하면, 본 발명에 따른 디바이스는 비금속 벨로우즈 장치의 형태인 고무 보상기(rubber compensator)를 갖는다.
본 발명의 목적을 위해, 벨로우즈 장치는 아코디언과 같은 방식으로 접힌 호스인 것으로 이해된다.
본 발명에 따른 디커플링 및 진동 제어용 디바이스의 장점은, 본질적으로 양단에 2개의 연결 플랜지를 갖춘 구부러진 파이프 형태인 단순한 설계로 인해, 조립 및 분해가 특히 용이하다는 것이고, 즉 상기 디바이스는, HVAC 압축기 시스템(예컨대, 난방, 환기, 공조 또는 냉동 기술)의 다른 구성요소 또는 히트 펌프 장치로부터 용이하게 분리될 수 있다.
특히, 비금속 재료로 제조된 접힘부를 갖는 벨로우즈 장치를 선택함으로써, 금속 재료로 제조된 접힘부를 갖는 문헌 DE 20 2018 102 825 U1의 구성에 비해 디자인이 상당히 단순화될 수 있다는 장점이 발견되었다.
문헌 DE 10 2008 016 577 A1과 비교할 때, 본 발명에 따르면, 방음과 유체 연결을 간단한 방식으로 조합하는 디바이스가 구현된다.
단지 최소한의 각도 편향 가능성만 있으며 중앙에 배열된 구형 돌출부를 가진, Nortech 사의 "가요성 플랜지형 고무 익스펜션 조인트"와 비교할 때, 본 발명에 따른 디바이스는 훨씬 더 큰 각도 편향을 허용한다는 점에서 유리하고, 본 발명에 따른 디바이스는 진동 디커플링을 위해 필요한 측방향 이동을 가능하게 한다.
원칙적으로, 본 발명에 따른 디바이스는, 압축기 이외에도 펌프, 특히 물 펌프(예컨대, 역삼투 시스템의 공급 영역에 있는 펌프)와 같은 추가 진동 발생장치가 사용되는 전력 공학, 산업상 수처리 또는 플랜트 건설의 응용 분야에서 대안적으로 사용되는 것을 구상할 수 있다.
추가적인 유리한 실시예는 종속항에서 제시된다.
바람직하게는, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스는 압축기와 응축기(즉, 액화기) 사이에 배치된다.
바람직하게는, 파이프 섹션은 구부러져 있어, 2개의 레그(leg)가 75° 내지 120°의 각도, 더욱 바람직하게는 약 90°의 각도로 걸쳐 있고, 이에 따라 2개의 레그는 서로에 대해 각도를 이루고, 상기 레그 위에 벨로우즈 장치가 배치된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 디바이스의 벨로우즈 장치는, 연결 요소와 직접 접촉하도록 배치된다. 이러한 유형의 벨로우즈 장치는, 가능한 가장 큰 레버 암이 벨로우즈 영역들 사이에 형성되어 취급이 실질적으로 단순화된다는 이점을 갖는다. 다시 말하면, 벨로우즈들 사이에 있는 큰 레버 암은, 매우 높은 조립 자유도 및 특히 유리한 진동 디커플링을 가능하게 한다.
바람직하게는, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 파이프 섹션은 일체형으로 형성되며, 이에 따라 상기 벨로우즈 장치는 디바이스의 파이프 섹션에 일체형으로 통합된다. 이러한 일체형 설계는, 누출 위험이 실질적으로 제거되고 추가로 특히 조립 오류의 가능성에 관한 위험이 감소된다는 점에서 특별한 이점을 갖는다.
본 발명의 추가적인 양태는, 유체 연결부로서 그리고 진동 발생장치, 예를 들어 펌프 또는 히트 펌프 장치 내의 압축기에 관한 디커플링 및 진동 제어를 위해 본 발명에 따른 디바이스(2)를 사용하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 주제의 바람직한 실시예가 첨부 도면과 함께 아래에 설명된다.
도 1은 연결 플랜지 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제1 실시예를 도시한다.
도 2는 나사식 연결부 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제2 실시예를 도시한다.
도 3a는 연결 플랜지 형태인 연결 요소 및 복수의 안정화 링을 갖춘, 바람직한 제1 실시예의 종단면도를 도시한다.
도 3b는 연결 플랜지로서 설계된 연결 요소의, 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제1 실시예에서의 영역 B의 상세도를 도시한다.
도 3c는 연결 플랜지 형태인 연결 요소를 갖춘, 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제1 실시예의 정면도를 도시한다.
도 4a는 연결 플랜지 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제1 실시예의 종단면도를 도시한다.
도 4b는 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제2 실시예의 나사식 연결부 형태인 연결 요소의 상세도를 도시한다.
도 4c는 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제3 실시예에서의, 프레스 시스템(press system) 형태인 연결 요소의 상세도를 도시한다.
도 5a는 그루브 연결부(groove connection) 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제4 실시예를 도시한다.
도 5b는 그루브 연결부 형태인 연결 요소를 갖춘, 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제4 실시예의 단면 C-C를 도시한다.
도 6a는 또 다른 나사식 연결부 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제5 실시예를 도시한다.
도 6b는 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제5 실시예에서의 또 다른 나사식 연결부의 단면 D-D를 도시한다.
도 7은 HVAC 압축기 시스템을 도시한다.
도 1은 각각의 경우에 연결 요소로서 단부에 제1 연결 플랜지(10) 및 제2 연결 플랜지(11)가 부착되어 있는, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제1 실시예를 도시한다.
본 발명에 따른, 디커플링 및 진동 제어를 위한 디바이스(2)의 바람직한 제1 실시예는, 여기서는 파이프 섹션(R)을 포함하는데, 상기 파이프 섹션은 구부러져 2개의 레그(leg)(S)에 걸쳐 있다. 디바이스(2)는 적어도 2개의 연결 플랜지(10; 11)를 연결 요소로서 포함한다.
여기에서 디바이스(2)는 진동 보상(vibration compensation)을 위해 적어도 2개의 이격되고 오프셋된 벨로우즈 장치(F)를 포함한다.
디바이스(2)는 각각의 단부 연결 요소를 향하는 영역에서 비금속 벨로우즈 장치(F)를 포함한다. 여기에서 벨로우즈 장치(F)는, 예로서, 각각의 경우에 2개의 접힘부(16)를 갖지만, 또한 각각의 경우에 하나의 접힘부(16) 또는 3개의 접힘부(16)도 가능하다. 특히 바람직하게는, 벨로우즈 장치(F)의 2개의 접힘부(16)는 고무 재료 또는 엘라스토머, 구체적으로는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 니트릴 고무(NBR), 부틸 고무, 실리콘(silicone) 또는 이들의 임의의 조합으로 제조된다. 매우 바람직하게는, 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)의 내부 표면에는 발수 코팅, 예를 들어 테프론 코팅이 마련될 수도 있다.
여기에서 그리고 다음에서, 동일한 참조 기호는 도면에서의 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2는 나사식 연결부(21; 22) 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제2 실시예를 도시하며, 여기서 상기 연결 요소는, 도 4b에서 다시 상세하게 설명되는 바와 같이, 각각의 경우에 세 부분으로 되어 있다. 연결 너트(28; 28') 및 유니온 너트(23)로 된 나사식 연결부(21; 22)는 여기에서는 다각형 너트로서 설계되어 있다.
나사식 연결부(21; 22)는 금속으로 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 추가 개량에 따르면, 나사식 연결부는 비금속 재료, 즉 구체적으로는 플라스틱, 예컨대 PE 또는 PVC로 제조되는 것도 구상할 수 있으며, 상기 플라스틱은 식품 및 화학 분야에서의 용례에 유리하다.
바람직하게는, 디바이스(2), 즉 구체적으로는 파이프 섹션(R)은, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 부틸 고무, 니트릴 고무(NBR), 실리콘과 같은 가황된 단위 엘라스토머로 제조될 수도 있다. 이러한 엘라스토머를 선택하면, 낮은 확산 또는 낮은 기체 투과성의 이점을 갖는다.
도 3a는 연결 플랜지(10) 형태인 연결 요소 및 복수의 안정화 링(15)을 갖춘, 바람직한 제1 실시예의 종단면도를 도시한다.
도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)은 일체형으로 형성되고, 벨로우즈 장치(F)는 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)에 일체로 통합된다.
또한, 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)은 각각 해당 단부에 제1 밀봉 링(12) 및 제2 밀봉 링(13)을 일체로 형성한다는 것을 도 3a에서 볼 수 있으며, 밀봉 링(12; 13)에는 바람직하게는 주름부(Ri)가 마련된다.
도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 파이프 섹션(R)은 구부러져 있고, 2개의 레그(S)가 75° 내지 120°의 각도(α), 더욱 바람직하게는 약 90°의 각도로 클램핑(clamping)되며, 이에 따라 2개의 레그(S)가 형성되고, 이들 레그는 서로에 대해 소정 각도를 이루며, 상기 레그 위에 벨로우즈 장치(F)가 배치된다. 특히 바람직하게는, 2개의 레그(S) 사이에 형성되는 각도(α)는 본질적으로 직각이다.
유리하게는, 벨로우즈 장치(F)들 사이의 영역에 추가적인 안정화 링(15)을 부착하면 더 높은 압력 수준의 적용에 특히 적합하다는 것이 드러났다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 여기서는 예로서 5개의 안정화 링(15)이 배치된다. 추가적으로 또는 대안으로, 파이프 섹션(R)은 또한 카카스(carcass)로 보강될 수도 있다.
결정적인 요소는, 벌지(bulge)가 생성될 수 있는 안정화 링(15)의 영역 또는 보강 리브의 영역에서 필요한 경우를 제외하고는, 연결 요소들 사이의 파이프 섹션(R)에서의 재료 두께가 일정하다는 것이다. 재료 두께가 더 얇은 영역은, 위에서 언급한 적용 영역에서의 압력이 매우 높기 때문에 불가피하게 파괴(breakthrough)를 초래할 것이다. 균일한 재료 두께를 이용하여, 재료를 최소한으로 사용하면서도 최상의 치수 안정성 및 압축 안정성을 달성할 수 있다. 추가적인 지지 리브 또는 안정화 링이 여전히 계속 장착될 수 있다.
도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 벨로우즈 장치(F)는, 각각이 둘레에 360°로 연장되는 하나 이상의 닫힌 환형의 접힘부(16)로 구성된다. 벨로우즈 장치(F)의 개별 접힘부(16)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 종단면에서 재료의 중심선이 동일한 반지름을 갖는 대략 구형 세그먼트를 모사(replicate)하게 하는 방식으로 설계된다. 일반적으로, 이들 접힘부는, 단부에 부착된 1/4 구형 세그먼트와 함께 정렬되는 대략 반구형의 세그먼트이다. 반지름은 일정하지만 서로 다른 방향으로 연장되어, 대략 정현파형인 모양의 접힘부(16)가 형성된다. 접힘부들 사이에는 직선인 섹션이 없다. 상기 반지름은 대략 재료 두께에 해당하지만, 1.5배의 편차가 허용될 수도 있다.
도 3b는 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제1 실시예에서의 연결 플랜지로서 설계된 연결 요소의, 도 3a에 도시된 영역 B의 상세도를 도시한다. 주름부(Ri)가 추가로 도시되어 있는 디바이스(2)의 단부로부터 벨로우즈 장치(F)까지의 거리는, 가능한 한 작게 유지되어야 한다. 이러한 예시에 있어서, 상기 거리는 접힘부보다 짧다. 연결 요소가 더 많은 공간을 차지하는 다른 배치에 있어서, 상기 거리는 접힘부의 2배만큼 넓을 수도 있다. 상기 거리는, 벨로우즈 장치(F)들 사이의 파이프 섹션(R)이 최대화되도록 하기 위해 가능한 한 작게 유지되어야 한다. 이는 음향 전달을 감소시킬 수 있는 것으로 드러났다.
도 3c는 연결 플랜지(12; 13) 형태인 연결 요소를 갖춘, 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제1 실시예의 정면도를 도시한다.
도 4a는 연결 플랜지(10) 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제1 실시예의 종방향 단면 A-A를 도시한다. 여기서도 또한 파이프 섹션(R)의 단부로부터 제1 접힘부까지의 거리는 접힘부의 폭보다 작다.
도 4a에 도시된 연결 플랜지에 대한 대안으로서, 도 4b는, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제2 실시예에서의 나사식 연결부(21) 형태인 연결 요소의 상세도를 도시한다. 나사식 연결부(21)는 여기에서는 3개의 부분으로 이루어지고, 링형 연결 지지 요소(24)를 포함하는데, 상기 링형 연결 지지 요소는, 예를 들어 접합 또는 용접에 의해 파이프 섹션(R)의 외벽에 재료 잠금 방식(material-locking manner)으로 고정될 수도 있다. 여기서 링형 연결 지지 요소(24)는 수나사를 나타낸다. 여기서 유니온 너트(23)는 링형 연결 지지 요소(24)의 수나사에 대응하는 암나사를 갖고, 본 발명에 따른 디바이스(2)의 튜브 섹션(R)과 암나사가 마련되는 연결 너트(28) 사이의 연결을 확립하기 위해 다각형 연결 너트(28)의 돌출형 노즈(nose)(N)를 둘러싼다.
도 4c는 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제3 실시예의 프레스 시스템 또는 프레스 연결부(25) 형태인 연결 요소의 상세도를 도시한다.
상기 프레스 시스템 또는 프레스 연결부(25)는, 연결 지지 요소(24'), 암나사가 마련되는 유니온 너트(23') 및 밀봉 링(12'')을 포함한다. 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)의 단부에 있어서 밀봉 링(12'')은 각각의 단부에서 일체로 형성된다.
연결 지지 요소(24')는, 예를 들어, 접착제 접합 또는 용접에 의해 파이프 섹션(R)의 외벽에 고정될 수도 있다.
유니온 너트(23')에 의해, 여기서는 유니온 너트(23')의 암나사가 연결 지지 요소(24')의 수나사와 상호 작용한다는 점에서, 연결 지지 요소(24')와 제2 파이프 연결부(29) 사이에 프레스 연결부가 형성된다. 또한, 유니온 너트(23')는 본 발명에 따른 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)과 제2 파이프 연결부(29) 사이의 액밀 연결을 확립하기 위해 파이프 연결부(29)의 노즈(N')를 둘러싼다.
도 5a는 그루브 연결부(30) 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링 및 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제4 실시예를 도시한다.
도 5b는 그루브 연결부 형태인 연결 요소를 갖춘, 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제4 실시예의 단면 C-C를 도시하며, 여기에 도시되지 않은 연결 파이프와의 접속은 바람직하게는 파이프 커플링(pipe coupling)으로 이루어질 수도 있다.
여기서 연결 지지 요소(24'')는 예를 들어 접착 또는 용접에 의해 파이프 섹션(R)의 외벽에 예시적으로는 재료적으로(materially) 고정되고, 상기 연결 지지 요소에는 수나사가 마련된다. 여기서는, 밀봉 링(12'')이 단부에서 파이프 섹션(R)과 일체로 형성된다. 이러한 배치에 있어서, 파이프 섹션(R)의 단부로부터 제1 접힘부까지의 거리는 접힘부의 폭보다 약간 크다.
도 6a는 제3 나사식 연결부(32) 형태인 연결 요소를 갖춘, 디커플링뿐만 아니라 진동 제어를 위한 본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 제5 실시예를 도시한다.
도 6b는 본 발명에 따른 디바이스(2)의 바람직한 제5 실시예의 추가적인 나사식 연결부(29)의 단면 D-D를 도시한다. 여기에 도시된 제3 나사식 연결부(32)는 유니온 너트(23''')뿐만 아니라 재료 결합(material bond)에 의해 파이프 섹션(R)에 연결되는 연결 지지 요소(24''')를 포함한다.
여기서 유니온 너트(23''')는 연결 지지 요소(24''')의 수나사에 대응하는 암나사를 갖고, 본 발명에 따른 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)과 제2 파이프 연결부(29'') 사이의 연결을 형성하기 위해, 제2 파이프 연결부(29'')의 돌출형 노우즈(N''')를 둘러싼다.
바람직하게는, 제3 나사식 연결부(32)의 제2 파이프 연결부(29'') 및 유니온 너트(23'')는 비금속 재료, 즉 구체적으로는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC)와 같은 플라스틱으로 제조되며, 이러한 플라스틱은 식품 및 화학 분야의 용례에서 유리하다.
본 발명의 목적을 위해, 파이프 섹션(R)의 양 단부에 있어서, 도 1 내지 도 6b에 도시된 배치의 임의의 조합이 고려될 수 있다. 이러한 배치에 있어서, 파이프 섹션(R)의 단부로부터 제1 접힘부(16)까지의 거리는 대략 접힘부의 폭에 대응한다.
도 7은 본 발명에 따른 디바이스(2)를 포함할 수 있는, 히트 펌프 장치의 기초가 되는 HVAC 압축기 시스템을 도시한다. HVAC 압축기 시스템/히트 펌프 장치(1)는 압축기(7), 응축기(6), 팽창 디바이스, 예를 들어 팽창 밸브(8) 및 증발기(5)를 포함한다. 압축기(7), 응축기(6), 팽창 디바이스 및 증발기(5)는 열전달 유체를 전달하기 위해 섹션 a)부터 섹션 d)까지 유동적으로 연결된다. 기체인 열전달 유체가 공기의 경우에, 이는 보통 공조 시스템 또는 히트 펌프 시스템이다. 본 발명에 따른 디바이스(2)는 바람직하게는 압축기(7)와 응축기(6) 사이의 섹션 b)에 배치될 수 있다.
1 HVAC 압축기 시스템/히트 펌프 장치
2 디커플링 및 진동 제어를 위한 디바이스
5 증발기
6 응축기(즉, 액화기)
7 압축기
8 팽창 밸브
10 제1 연결 플랜지
11 제2 연결 플랜지
12 (연결 플랜지의) 제1 밀봉 링
13 (연결 플랜지의) 제2 밀봉 링
15 안정화 링
16 (벨로우즈 장치의) 접힘부
21 제1 나사식 연결부
22 제2 나사식 연결부
23; 23'; 23''; 23''' 유니온 너트
24; 24'; 24'' 연결 지지 요소
25 프레스 연결부
28 연결 너트
29; 29'; 29'' 제2 파이프 연결부
30 그루브 연결부
31 그루브
32 제3 나사식 연결부
a, b, c, d (히트 펌프 구성요소들 사이의) 섹션
F 벨로우즈 장치
N;N' 노즈(nose)
R 파이프 섹션
Ri 주름부
S 레그(leg)
α (레그들 사이의) 각도

Claims (12)

  1. 디커플링(decoupling)뿐만 아니라 진동 제어를 위해 히트 펌프 장치에서 사용하기 위한 연결 튜브 형태의 디바이스(2)로서,
    - 파이프 섹션(R); 및
    - 각각의 단부에 배치된 연결 요소
    를 포함하며,
    상기 디바이스(2)는 진동 보상(vibration compensation)을 위해 정확히 2개의 비금속인 이격되고 오프셋된 벨로우즈 장치(F)를 포함하고,
    연결 요소들 사이의 파이프 섹션(R)은, 임의의 개별적인 안정화 링(15) 또는 보강 리브(rib)를 제외하고는, 일정한 재료 두께를 가지며, 벨로우즈 장치(F)는, 각각 둘레에 360°로 연장되는 하나 이상의 닫힌 환형의 접힘부(annularly closed fold; 16)로 구성되는 것인 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 섹션(R)은 구부러져 있고, 2개의 레그(leg)(S)가 75° 내지 120°의 각도(α), 더 바람직하게는 약 90°의 각도로 걸쳐 있고, 상기 2개의 레그(S)는, 서로에 대해 각도를 이루며 상기 레그 위에 벨로우즈 장치(F)가 배치되게 형성되는 것인 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 벨로우즈 장치(F)는, 상기 디바이스(2)의 단부로부터 벨로우즈 장치(F)까지의 거리가 상기 접힘부의 2배보다 작게 되도록, 각각의 경우에 연결 요소와 직접 접촉하게 배치되는 것인 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(2)의 파이프 섹션(R)은, 디커플링 및 진동 제어를 위해 일체로 형성되고, 이에 따라 상기 벨로우즈 장치(F)는 디바이스(2)의 파이프 섹션(R) 내에 일체로 통합되는 것인 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벨로우즈 장치(F)는 1개 내지 3개의 접힘부, 특히 바람직하게는 2개의 접힘부를 포함하는 것인 디바이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    디커플링 및 진동 제어를 위한 상기 디바이스(2)는, 복수의 안정화 링(15), 바람직하게는 5개 내지 9개의 안정화 링을 추가로 포함하고, 상기 안정화 링(15)은 벨로우즈 장치(F)들 사이의 영역에 끼워지는 것인 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 요소는 플랜지 연결부, 프레스 시스템(press system), 나사식 연결부 또는 그루브 연결부(groove connection)의 형태인 것인 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벨로우즈 장치(F)의 접힘부(16)들은, 종방향 단면에서 재료의 중심선이 대략적으로 동일한 반지름의 구형 세그먼트를 형성하도록 설계되는 것인 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반지름은 파이프 섹션의 재료 두께의 크기 정도인 것인 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프 섹션은 체적을 기준으로 주로 엘라스토머로 구성되는 것인 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 카카스(carcass)로 보강되는 디바이스.
  12. 예를 들어 펌프 또는 압축기와 관련하여, 진동 발생장치에 대한 디커플링 및 진동 제어를 위해 그리고 유체 연결부로서 히트 펌프 장치에 있는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(2)의 용도.
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