초록 ▼

Ⅰ. 제 목 대체냉매용 스크롤 압축기의 가공 공정 및 SI 기술개발 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 1996년의 제4차 몬트리올 협약에 따라서 HCFC계 냉매 사양을 규제하기로 합의 되었고 이에 따라서 2002년부터 HCFC계 냉매는 사용이 힘들어 새로운 대체 냉매용 압축기 개발이 필요하게 되었다. HCFC계 냉매에 대한 규제가 갈수록 강화됨으로, 선진국의 환경규제에 대응하고, 다양한 외기 상태에도 최적으로 대응가능한 압축기의 개발이 필요하게 되었음. 즉, 신냉매(

Ⅰ. 제 목 대체냉매용 스크롤 압축기의 가공 공정 및 SI 기술개발 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 1996년의 제4차 몬트리올 협약에 따라서 HCFC계 냉매 사양을 규제하기로 합의 되었고 이에 따라서 2002년부터 HCFC계 냉매는 사용이 힘들어 새로운 대체 냉매용 압축기 개발이 필요하게 되었다. HCFC계 냉매에 대한 규제가 갈수록 강화됨으로, 선진국의 환경규제에 대응하고, 다양한 외기 상태에도 최적으로 대응가능한 압축기의 개발이 필요하게 되었음. 즉, 신냉매(HFC계)의 사용과 냉/난방이 가능한 압축기의 개발이 급격히 요구되고 있음. Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 1. 1차년도 : 대체냉매용 스크롤압축기 제조를 위한 소재, 가공 공정 기술 기존 제품의 성능 분석 및 개발 모델의 설정 (성능 해석용 알고리즘 개발 포함) 신냉매에 적합한 소재선정 및 특성파악 - 고강도 주철, 고규소 Al 합금소재 특성 분석 (성형성, 기계적, 물리적 특성) 가공성 평가 실험 및 고속 가공화를 위한 공구 최적 선정 생산성을 고려한 가공 공정의 설계 (가공공정의 단축 및 공정순서의 확립) 신냉매(대체냉매) 및 대용량화를 위한 설계 엔지니어링 및 SI를 위한 기초 데이터 확보 (설계기준 정립) 신냉매 및 대형 Scroll화를 위한 적정 무절삭 가공 또는 정형 제조기술의 선정 및 공정 상호 비교 2. 2차년도 : 핵심요소 부품의 윤활특성 및 고속가공기술확보 내마모성, 윤활 특성 향상 연구 고능률 가공 공정 및 조건 정립 고속 가공화를 위한 가공공법 및 최적 가공공법 방식 설정 신뢰성 시험 Set 제작 및 신뢰성 평가실험 연구 소재 및 제조 공정 관련 D/B화 3. 3차년도 : 시제품 제작 및 생산성 향상을 위한 최적 엔지니어링 및 제품 신뢰성 확보를 위한 SI 기술확보 가공중 연속 모니터링 기법의 통합 및 공구의 이상 마모 현상 진단 신뢰성 사전 평가 기술개발 고속 가공 공정 기술 확보 열변형 해석을 통한 System Integration 기술 확보 Ⅳ. 연구개발결과 1차년도에는 AL 스크롤 제조기술을 위하여 원소재 특성분석, 주철제품 특성분석, 배압성형장치 제조, 시제품 특성 평가를 하였으며, 대체냉매용 스크롤 제작을 위하여 종래 외국산 제품의 특성치를 분석 최근 개발동향 분석, 단조프레스 제품 검토 및 미세조직 분석을 수행하였다. 그리고, Oldhan Ring 제조를 위하여 개발 제품의 제조 공정 검토 및 상세 개략도 설계 그리고 외국제품의 특성을 분석 비교하였다. 2차년도에는 스크롤 압축기의 윤활시스템의 베어링 특성 연구를 위하여 크랭크 샤프트 굽힘실험, 실험설계 개념도, 공구 수명 편차 원인 조사 및 개선 방향을 위하여 연구하였다. 또한, 광학 현미경 조사에 의한 공구 연마 특성, SEM에 나타난 공구특징 및 피삭재조사, 공구조사 그리고 실험을 통한 공구 형상 조사를 수행하였다. 그리고 스러스트 베어링 해석을 위한 모델 구축 및 실험을 통한 결과 비교, 운전 조건에 따른 특성을 분석하였다. 3차년도에는 시제품 제작 및 생산성 확보를 위하여 가공 중 모니텅링 기술, 공구이상 마모 진단, 신뢰성 평가, 고속가공기술 및 열변형 해석을 수행하였다. Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 본 연구를 통하여 국내외적으로 경쟁력있는 대체냉매용 스크롤 압축기를 설계 제작 할 수 있었다. 또한 분석과 실험을 통하여 설계기술 및 고속가공 기술이 확보되었으며, 기존 냉매를 사용하기 위한 추가적인 보완 작업도 필요하다 할 수 있다. 그리고 무엇보다도 계속적인 실험을 통한 신리성 확보 및 경쟁력 있는 생산공정의 확보가 본 연구의 주요 결과로 판단된다. 이러한 일련의 연구결과는 특허 확보 차원의 수정보완 절차가 요구된다.

Abstract ▼

Ⅰ. TITLE : Development of Machining Process and SI Technology for Alternative Refrigerant in Scroll Compressor Ⅱ. The Purpose & Necessity of R&D : Recently, There is urgent need to develop alternative refrigerants following the amendments to the 4th Motreal Protocol regarding the regulati

Ⅰ. TITLE : Development of Machining Process and SI Technology for Alternative Refrigerant in Scroll Compressor Ⅱ. The Purpose & Necessity of R&D : Recently, There is urgent need to develop alternative refrigerants following the amendments to the 4th Motreal Protocol regarding the regulation HCFCs that is effective from 1996. and eventually the phase out of HCFCs by 2020. These Refrigerants have less affect toward the global environment, but are requried to meet many conditions such as safety, thermal characteristics, deliverability, price, energy efficeincy and so on. And as the energy-saving concerns is increased, the Inverter type compressor concerns increase. The characteristics are as follows. First, the operating speed changes as the load capacity changes. Second, opeating range is so wide. Finally, the energy savinig is so excellent than thaf of costant speed compressor type. So we focus on the development of scroll compressor adopting R407c refrigerant and inverter type Ⅲ. The Content and Scope of R&D 1) The First Year : Materials and the process technology of the manufacturing of scroll compressor for alternative refrigerant ◇ Performance Analysis of made products and establishment of development model. ◇ Material selection for new refrigerant and characteristics studies. ◇ Estimation and Experiment of machinability and optimal selection of high-speed machining tool. ◇ Machining process design for maximum production ◇ Design Engineering for new refrigerant and large sized volume capacity. ◇ Optimal non-machining manufacturing for new refrigerant and large sized volume scroll or the manufacturing technique selection and the processes comparison 2) Second Year : Lubricant characteristics of core components and the progressive studies of lubricant, high-speed machining, wear-resistant ◇ High performance machining process and the conditions establishment ◇ Manufacturing method for high-speed machining and methods establishment of optimal manufacturing processes ◇ Experimental set for and estimation study establishment ◇ Database establishment for materials and processes 3) Third Year : Prototypal product manufacturing and the optimal engineering of producibility and system integration technique of product reliability ◇ In-line continueous monitoring and tool diagnosis ◇ Pre-estimation technique for reliability ◇ Establishment of high-speed machining for the products reliability ◇ System integration technique by the thermal deformation analysis Ⅳ. The Result of R&D The first year, these was studied the raw material's properties analysis, the casting products properties analysis, the apparatus manufacturing of back pressured forming, the prototypal products estimation for AL scroll manufacturing and new scroll compressor, the foreign products characteristics analysis, the comparison of the press forming products properties, and micro structure analysis of these products. For the manufacturing of Oldham ring, the manufacturing process and the concept design for development product are compared and experimented. The second year, these studies was carried out the crank shafts bending tests, the experimental design, tool life and improvement methods for the bearing characteristics of the lubricant system for new scroll compressors. Also, the tool wear appearance, tool's characteristics by SEM, the inspection of work pieces and tool shape by experiments were studied And the analysis model for the bearing was established, the characteristics with the operating conditions was studied. Third Year, the techniques of in-line monitoring and the tool wear appearance, the reliability studies for the high-speed machining technology and the thermal analysis for the prototypal products and the producibility were made by experiments and analysis. Ⅴ. Application plans The results from the project can be used for the manufacturing of competitive scroll products. Also, from these analyses and experiments, the design technology and manufacturing technology was established and modified for the use of the tranditional refrigerant. And First of all, the continuous experiments is needed with the establishment of the product reliability Finally, these results was continuously needed for the modification and the upgrade procedures.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...5
• Contents ...7
• 목차 ...8
• 제 1 장 서론...10
• 1.1 연구개발의 경제,사회,기술적 필요성...10
• 1.2 연차별 연구목표 및 연구내용...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...14
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과...16
• 3.1 1차년도 주요연구결과...16
• 3.1.1 Al Scroll 제조기술 개발...16
• 3.1.2 대체냉매용 스크롤 제조기술 개발...18
• 3.1.3 Oldham Ring 제조기술 개발...20
• 3.1.4 Crank Shaft Be nding Tes t...22
• 3.1.5 스크롤 압축기 내마모성 특성 시험장치 설계/제작...24
• 3.1.6 스크롤 압축기의 윤활시스템 및 베어링 특성연구...25
• 3.2 2차년도 주요연구결과...27
• 3.2.1 스크롤 압축기의 윤활시스템 및 베어링 특성연구...27
• 3.2.2 스크롤 가공 신뢰성 향상을 위한 공구 조사 분석...28
• 3.2.3 스러스트 베어링 해석...34
• 3.2.4 ASHRAE- T 운전조건 및 EERth 계산...37
• 3.3 3차년도 주요연구결과...44
• 3.3.1 She ll 형상 Thrus t Bearing의 윤활특성 해석...44
• 3.3.2 원판형 추력베어링의 윤활특성 분석...61
• 3.3.3 LG개발 She ll 형상 추력베어링의 윤활특성 분석...78
• 3.3.4 윤활특성 분석결과...90
• 3.3.5 고속가공 공정기술 개발...92
• 3.3.6 Scroll 압축기의 Rotor/Shaft Shrinkage Fit 해석...106
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...109
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획...110
• 제 6 장 참고문헌...111