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왕복동식 압축기 피스톤의 역학적 거동특성
Dynamic Behavior Characteristics of Piston in Reciprocating Compressor 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.29 no.2, 2013년, pp.105 - 110  

조인성 (전북대학교 기계시스템공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Refrigeration and air-conditioning compressors used in home appliances, including refrigerators and air conditioners, are typically hermetic-type reciprocating compressors. Because the shell is sealed by welding, it should be designed to have a semi-permanent life. The energy consumption of a hermet...

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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 왕복동식 압축기의 효율 및 신뢰성을 향상시키기 위해, 저널베어링부의 설계 조건과 작동 환경을 고려하고 기구학적인 관점에서 토출 압력과 회전수의 변화에 따른 피스톤의 동역학적 거동 특성을 파악하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
냉동·공조기기란 무엇인가? 일반적으로 냉동·공조기기는 냉동기, 냉장고, 에어컨 및 대형 빌딩 등의 건물을 냉·난방하는 기계장치 등을 말하는 것으로 임의의 환경 내에 있는 대상공간의 온도, 습도, 청정도를 인위적으로 가장 최적인 상태로 유지 및 제어하기 위한 장치라고 말할 수 있다. 냉냉동·공조기기 산업의 초기에는 주로 인간의 주거환경 개선에 역점을 두었으나 오늘날에는 산업의 발달과 함께 반도체 생산 공정, 바이오 테크놀로지, 빌딩의 대형화 등 그 수요가 급격히 증가되어 현대 산업사회에서 냉동·공조기기 사용은 필수 불가결한 상태에 있고, 또한 정밀기계, 전기전자, 화학, 섬유, 건축설비, 식품, 제약 등이 전 산업분야에 필수적으로 활용되어 매우 중요한 산업분야로 인식되고 있다.
왕복동식 압축기의 운전조건에 대한 토출 압력과 회전속도의 변화에 따른 거동특성 해석을 통해 얻을 수 있는 결론은 무엇인가? 토출 압력이 증가할수록 실린더 내부 압력에 의해 피스톤에 작용하는 작용력은 증가하고 토출의 시작각도는 지연이 되는 것을 알 수 있었으며, 피스톤과 실린더의 상대운동부에서 점성마찰력은 압력과 무관하다는 것을 알 수 있었다. 피스톤에 작용하는 축 방향 하중에서는 토출 압력이 증가할수록 이에 비례하여 최대하중을 증가시켰으며, 관성력과 점성마찰력이 축 방향 하중에 영향을 주고, 피스톤에 작용하는 반경 방향 하중은 피스톤의 축 방향 하중과 피스톤을 기준으로 한 커넥팅로드의 회전각에 영향을 받아 발생한다. 샤프트의 회전수에 따른 피스톤에 작용하는 축 방향 하중은 회전수가 증가할수록 피스톤의 가속도가 정 방향인 구간에서는 증가하고 역 방향인 구간에서는 감소하여 최대하중이 작용하는 구간에서 최대하중이 감소하며, 반경 방향 하중은 비슷한 경향을 보이지만 관성력의 영향을 받아 변동성이 증가한다.
오늘날 냉냉동·공조기기 산업이 매우 중요한 산업분야로 인식되고 있는 이유는 무엇인가? 일반적으로 냉동·공조기기는 냉동기, 냉장고, 에어컨 및 대형 빌딩 등의 건물을 냉·난방하는 기계장치 등을 말하는 것으로 임의의 환경 내에 있는 대상공간의 온도, 습도, 청정도를 인위적으로 가장 최적인 상태로 유지 및 제어하기 위한 장치라고 말할 수 있다. 냉냉동·공조기기 산업의 초기에는 주로 인간의 주거환경 개선에 역점을 두었으나 오늘날에는 산업의 발달과 함께 반도체 생산 공정, 바이오 테크놀로지, 빌딩의 대형화 등 그 수요가 급격히 증가되어 현대 산업사회에서 냉동·공조기기 사용은 필수 불가결한 상태에 있고, 또한 정밀기계, 전기전자, 화학, 섬유, 건축설비, 식품, 제약 등이 전 산업분야에 필수적으로 활용되어 매우 중요한 산업분야로 인식되고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. Li, D. F., Rohde, S. M., and Ezza, H. A., "An Automotive Piston Lubrication Model," ASLE Transaction; Vol. 181, No. 1, pp. 23-41, 1983. 

  2. Zhu, D., Cheng, H. S., Arai, T., and Hamai, K., "A Numerical Analysis for Piston Skirts in Mixed Lubrication Part 1: Basic Modeling," Journal of Tribology; Vol. 114, pp. 553-562, 1992. 

  3. 조인성, 장원수, 김진문, 김동우, 오석형, 정재연, "냉동 공조용 로터리 콤프레서의 축심궤적 해석," Journal of KSTLE, 제12권, 제2호, pp. 65-73, 1996. 

  4. 조인성, 오석형, 정재연, "냉동 공조용 로터리 콤프 레서의 윤활특성 제1보; 롤링 피스톤의 거동해석," Journal of KSTLE, 제12권, 제4호, pp. 43-51, 1996. 

  5. 박성환, 김연환, 박상신, "왕복동식 압축기 저널베어 링부의 마찰손실 측정," Journal of the KSTLE, Vol. 26, No. 4, pp. 224-229, 2010. 

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