KR910004729B1 - 로터리 실린더의 고정을 위해 세개의 용접점을 고정시키는 방법 및 밀폐압축기 - Google Patents

로터리 실린더의 고정을 위해 세개의 용접점을 고정시키는 방법 및 밀폐압축기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

로터리 실린더의 고정을 위해 세 개의 용접점을 고정시키는 방법 및 밀폐압축기
제 1 도는 평형 하중점을 결정하기 위해 하중을 받는 로터리 실린더를 나타낸 도면.
제 2 도는 본 발명에 따라 조립되고 용접된 회전식 피스톤 압축기의 단면도
제 3 도는 하중력이 500lbs이고, θ1과θ2가 47°인 경우의 휨(deflection)대 θ3의 관계를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 실린더 11,12 : 원주부
13, 14 : 오목부 16 : 체임버
20 : 베인 슬롯 22 : 입구
24 : 구멍 30 : 셀
40 : 피스톤 50, 51, 52 : 용접부
110 : 변형게이지 101-103 : 하중 지지점
본 발명의 베인이 편심피스톤에 대해 태핏(cam follower)으로 작용하므로 베인이 실린더에 형성된 베인 슬롯에서 왕복운동하도록 되어 있는 고정베인형 또는 회전 피스톤형 압축기에 관한 것이다. 베인은 피스톤과 실린더에 의해서 형성된 초승달 모양의 체임버를 흡입체임버와 배출체임버로 분리하며, 그에 따라서 압력차가 있게 된다. 베인을 통한 이 압력차 때문에 누출가능성이 있다. 베인과 슬롯사이의 작은 여유로 최적압축기 효율을 얻을 수 있지만 그러나 최소의 여유는 베인이 슬롯내에서 확실하게 활주운동할 수 있도록 유지되어야 한다. 실린더를 셀(shell)에 부착시키기 위해서 용접방법을 이용하면 실린더 본체에 잔류힘이 생기게 된다. 이러한 힘들의 내부로 향하는 잔류 효과로 상기 힘들이 작용하는 위치에 따라 실린더 슬롯이 붕괴되거나 또는 개방되게 된다. 용접 공정에서 변화를 주면 슬롯의 붕괴나 개방의 정도를 변화시키는 잔류 힘의 크기가 변화하게 된다. 따라서, 용접 공정의 변화로부터 발생될 수 있는 잠재적인 슬롯의 붕괴 가능성을 보상하기 위해서 더 큰 여유가 제공되어야만 한다. 슬롯의 개방은 받아들일 수 있는 여유를 역시 증가시킬 수 있다. 이러한 큰 이유는 누출의 증가 때문에 효율을 낮게 한다.
고정 베인 압축기용 실린더는 두 개의 지름방향에서 비대칭적으로 위치된 크기가 다른 원주부로 형성된다.
베인 슬롯은 두 개의 원주부중 작은 것에 비대칭적으로 위치되고, 슬롯의 연장축선은 일반적으로 큰 원주부를 분할한다. 두개의 용접점은 슬롯의 양측면상에 그 연장축선으로부터 30-60°의 큰 원주부에 위치되고, 제 3용접점은 평형된 잔류 용접력 효과의 결정된 점에서 슬롯의 일반위치에 위치된다. 그러나, 필요하거나 원한다면 제 3용접점은 슬롯을 소정량만큼 개방하거나 폐쇄하도록 위치된다.
본 발명의 목적은 로터리 실린더를 셀에 용접하여 부착시키는 동안에 슬롯붕괴를 최소화시키는 것이다.
본 발명의 목적은 로터리 실린더를 셀에 용접하여 부착시키는 동안에 슬롯붕괴를 최소화시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용접 후에 소정의 슬롯 폭을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 용접의 효과로 인한 슬롯의 비틀림을 제거하는 것이다. 상기 목적들과 이후에 설명되는 다른 목적들은 본 발명에 의해서 달성된다.
기본적으로 압축기 설계에 있어서는 이 압축기 설계에 사용하기에 적합한 실린더로 시작하기 때문에, 두 개의 실린더 용접부착점은 연장된 베인축선의 양측면상의 큰 원주부 위에 위치되어 고정 유지되며, 양호하게는 60-120°의 총 이격범위를 가지고 축선에서부터 동일하게 이격되어 있다. 용접점에 작용하는 힘들을 평형시키기에 필요한 제 3 용접점은 눈금이 그어진 변형게이지를 사용하여 슬롯붕괴를 측정함으로써 결정된다. 실린더는 선택된 2개의 고정점과 평형이 이루어질 때까지 변화되는 제 3의 점에서 발생하는 접촉으로 프레스(press)에서 하중 지지된다. 이렇게 설계된 실린더는 그후 두 개의 관련된 용접점과 슬롯의 붕괴없이 결정된 제 3의 용접점에서 셀에 용접된다. 다른 실시예로서 제 3용접점은 필요한 바와 같이 슬롯을 소정량 개폐하게 하기 위해 배치될 수 있다.
이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조로 한 실시예를 통해 상세히 설명된다.
회전 피스톤형 압축기의 로터리 실린더를 설계하는데에 있어서, 어떤 설계특성들이 필요하게 되거나 요구된다. 예를들어, 중량을 최소화하는 것이 바람직하며, 실린더를 통해 냉매나 오일 통로를 제공하는 것이 필요하다. 또한 실린더 구조나 부착점은 소음전달에 영향을 미칠 수 있다. 적당한 로터리 실린더(10)이 설계될 때, 조립과 용접에 따라 설계된 슬롯 여유(slot clearance)를 얻거나 유지하기 위한 적당한 용접위치를 결정하기 위해서 시험될 수 있다. 제 1 도를 참조하면, 로터리 실린더(10)에는 제 1 및 제 2원주부(11,12)이 구비되어 있으며, 제 1원주부(11)는 제 2원주부(12) 보다 크며 이들 원주부는 오목부(13,14)에 의해 각각 분리된다. 원통형 압축기 체임버(16)은 로터리 실린더(10) 내부에 형성된다. 베인 슬롯(20)은 제 1 도에 도시한 바와 같이 키구멍(key hole) 형상으로 형성되어 있고, 슬롯(20)의 연장선 축선이 원주부(11)을 이등분하도록 체임버(16)에 대하여 반경방향 외부에 위치된다. 또한, 제 2 도에 도시된 바와 같이, 입구(22)는 베인 슬롯(20)에 근접해 있는 체임버(16)에서 끝난다. 구멍(24)는 슬롯(20)의 일부의 반경방향 연장부를 형성하며, 베인(28)을 피스톤(40)에 대해 가압조정하는 스프링(26)을 수용하도록 제 2원주부(12)를 통해 연장된다. 원주부(11,12) 및 베인 슬롯(20)의 서로에 대한 크기와 위치를 제외하고, 로터리 실린더(10)은 일반적으로 종래의 것이다.
제 2 도에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 베인 슬롯(20), 입구(22)와 구멍(24)는 동일한 원주위치에 위치되고, 각각은 응력 및 열분포패턴에 있어서의 불연속부를 이루게 된다. 이러한 불연속부로 인한 베인 슬롯의 붕괴 또는 개방을 방지하거나 조절하게끔 적절한 용접점을 배치하기 위해 로터리 실린더(10)은 원주부(11)이 베인 슬롯(20)의 연장된 축선으로부터 각각 θ1및 θ2의 각도에 위치된 하중 지지점(101,102)에 의해 두 개의 선택된 위치에서 선 또는 점접촉에 의해 지지된다. 각 θ1과 θ2는 30°와 60°사이에 존재하고 다르거나 동일할 수 있지만 용접력을 표시하는 힘이 프레스 또는 다른 적당한 장치를 통해 하중 지지되는 하중 지지점(101-103)을 통해 선 또는 점접촉으로 인가될 때, 변형게이지(strain guage)(10)에 의해 측정된대로 슬롯(20)의 지역에서 변형이 발생하지 않는 위치가 발견될 때까지 하중 지지점(103)이 움직여지는 동안 그들은 고정유지된다. 하중 지지점(103)에 대한 각(θ3)는 변형없는 하중에 대한 것이며, 이들 3개의 위치(θ1,θ2,θ3)는 베인 슬롯(20)을 비틀림없이 셀(30)에 로터리 실린더(10)를 고정하는 용접위치로서 사용된다. 제 1 도와 제 2 도를 비교할 때, 변형게이지(110)과 구멍(24)가 동일한 각 위치에 있게되는 것이 명백해진다. 그러나, 이들은 변형게이지(110)이 조립된 장치에 대해 구멍(24)위에 있도록 축방향으로 이격된다.
이로 인해 압축기 높이의 중간지점에 근접하여 부착된 접촉점에 의한 소음감소 효과를 가진 조립된 장치에 3개의 공평면의 용접점을 배치하게 된다. 하나의 특별한 예에서, θ1과 θ2는 각각 47°에 고정되고, 하중 지지점(103)이 베인 슬롯의 축선으로부터 각 5°인 θ3에서 실린더(10)에 하중을 가했을때 슬롯의 붕괴가 발생하지 않는다. 이러한 부하구조에서, θ3가 5°보다 슬롯(20)이 폐쇄되며, θ3를 5°이하로 줄이면 슬롯(20)에 개방된다. θ3가 5°에 유지되고, θ1과 θ2가 동일하게 유지된 채, θ1과 θ2를 47°이하로 감소시키면 베인 슬롯(20)이 개방하게 된다. θ1과 θ2가 47°보다 작게 유지시키고 θ3를 5°이상으로 증가시킴으로써 재평형이 달성될 수 있다. 다른 특별한 예에서, 다른 크기의 실린더에서 시험이 수행됐다. 하중력은 500lbs이고, θ1과 θ2는 47°에서 유지된다. θ3의 변화에 따라 만분의 1인치 결과적인 휨 또는 슬롯 붕괴/개방이 제 3 도에 θ3에 대하여 도시되어 있다. 눈금이 그어진 베인이 베인 슬롯 개방 또는 붕괴의 양을 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 예를들어, 슬롯(20) 및/또는 베인(28)이 설계명세서에서 벗어난 정도의 크기라면, 소망의 여유를 만들어내기 위해서 눈금이 그어진 베인에 의해 결정된 대로 적당한 위치에 하중 지지점(103)을 배치함으로써 적당한 여유가 설정될 수 있다. 명백히, 개방 또는 폐쇄의 양은 설계 여유에 대해 일인치로 제한된다.
제 2 도를 보면 슬롯이 붕괴되지 않고, 즉 소망의 슬롯크기를 만드는 θ1,θ2및 θ3값의 위치에 대응하는 용접부(50,51 및 52)에 의해 로터리 실린더(10)는 셀(30)에 용접된다. 용접부(50-52)는 구멍(24)위의 평면에 있는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이 동일평면에 있지 않다는 것이 주목되어야 한다. 셀(50)에 실린더(10)을 용접하는 것은 종래의 관통 용접공정으로 이루어지며, 하중 지지점(101-103)과 같이 점 또는 선에 위치되기 보다는 3차원을 갖는 용접부(50-52)를 만들어낸다. 그래서 용접부(50-52)는 각각 θ1-θ3에 중심을 둔 몇도에 걸쳐 연장된다. 베인 슬롯(20), 입구(22), 구멍(24)의 크기 및 상대위치와 원주부(11,12)의 크기 및 위치는 각각의 특정설계용으로 시험이 이루어지도록 모두 θ1,θ2및 θ3의 값에 영향을 줄 수 있다.
비록 본 발명의 양호한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 첨부된 특허청구 범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다양하게 변경 및 개조될 수 있다.

Claims (12)

  1. 소정의 슬롯 비틀림을 가지고 베인 슬롯(20)을 가진 로터리 실린더를 셀에 고정하기 위해 3개의 용접점(50,51,52)을 위치시키기 위한 방법에 있어서, (a) 베인 슬롯의 연장 축선의 양측면상의 실린더(10)위에 두 개의 하중 지지점(101,102)들을 선택하는 단계와: (b) 두 하중점을 고정시켜 유지하는 동안, 베인 슬롯(20)의 부근에 있는 실린더위에 제 3하중 지지점을 선택적으로 배치시키는 단계와: (c) 상기 3개의 하중 지지점들에 실린더가 하중 지지되도록 하는 단계와: (d) 실린더를 하중 지지되도록 함에 의해 베인 슬롯(20)상의 변형률을 결정하는 단계 및 (e) 제 3의 하중점이 소정의 슬롯 비틀림을 나타내는 변형이 베인 슬롯에서 발생하는 곳에 위치될 때까지, 계속적으로 제 3하중 지지점을 연속적으로 재배치시켜 단계(c)와 (d)를 반복하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 실린더(10)위의 두 개의 선택된 하중 지지점은 베인 슬롯(20)의 연장된 축선의 각 측부위에 30°-60°로 위치되는 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 두 개의 선택된 하중 지지점(101,102)이 베인 슬롯(20)의 연장된 축선으로부터 각각 47°에 있는 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 두 개의 선택된 하중 지지점과 제 3의 결정된 하중 지지점(101,102,103)에서 로터리실린더(10)를 셀에 용접하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기의 용접 단계가 실린더(10)의 상부에 용접부(50,51,52)를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 실린더(10)가 하중 지지되는 각 시점마다 슬롯의 비틀림을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 하중 지지점(103)은 비틀림이 일어나지 않는 곳인 것을 특징으로 하는 로터리 실린더 고정을 위해 세 개의 용접점을 위치시키기 위한 방법.
  8. 셀(30)과, 중앙에 원통형 압축기 체임버(16)를 구비한 로터리 실린더(10)와 제 1, 2오목부(13,14)에 의해 이격되어 있으며, 비대칭 배치된 제 1, 2원주부(11,12) 및 반경방향으로 연장하는 베인 슬롯(20)을 포함하며, 상기 제 1 원주부(11)는 제 2 원주부(12)보다 크며, 상기 베인 슬롯(20)은 실린더(10)에 형성되어 압축기체임버(16)에서 끝이나게 되어 베인 슬롯(20)의 연장된 축선은 상기 제 1 원주부(11)를 나누며, 상기 로터리 실린더(10)는 단 3개의 하중 지지점(101, 102, 103)에서 상기 셀(30)에 용접되고 이들 하중 지지점중 2개는 제 1 원주부(11)에 나머지 하나는 제 2 원주부(12)에 위치하는 것을 특징으로 하는 밀폐압축기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 원주부(11)위에 있는 상기 2개의 하중 지지점(101,102)은 상기 베인 슬롯(20)축선의 연장부에 대해 대칭인 것을 특징으로 하는 밀폐압축기.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 2개의 하중 지지점(101,102)이 상기 베인 슬롯(20)축선의 연장부로부터 각각 47o에 있는 것을 특징으로 하는 밀폐압축기.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 3 점 하중 지지점(103)이 용접에 의해서 발생된 잔류힘을 평형시키는 점이며, 그것에 의해 용접에 의한 상기 베인 슬롯(20)의 비틀림이 최소화되는 것을 특징으로 하는 밀폐압축기.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 제 3 하중 지지점(103)이 용접에 의해 발생되는 잔류힘의 효과에 의해 상기 슬롯에서 소정의 치수변화가 발생하는 점인 것을 특징으로 하는 밀폐압축기.
KR1019880009116A 1987-07-21 1988-07-21 로터리 실린더의 고정을 위해 세개의 용접점을 고정시키는 방법 및 밀폐압축기 KR910004729B1 (ko)

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