• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.169-173
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• 2008

Stirling engine is a promising heat engine with a high efficiency, muti-fuel capability, low emission, quiet operation, very low maintenance and long life. As one of the promising applications, solar power system based on the Stirling dish, providing net solar-to-electric conversion efficiencies reaching 30%, can operate as stand-alone units in remote locations or can be linked together in groups to provide utility-scale power. This paper introduced a new Scroll-type Stirling engine, being developed for solar power, superior to conventional Stirling engines. The Scroll-type Stirling engine is characterized as traits of continuous and wholly separated compression and expansion; one-way flow system; direct cooling and heating the fluid in the working spaces through the extensive inner surfaces of scroll wraps. All theses traits contribute to achieving thermodynamic cycle closer to the ideal Stirling cycle (exactly speaking, Ericsson cycle).

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제31권11호
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• pp.8-14
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• 2002

가정용 룸에어컨이나 가정, 점포, 사무실에 사용하는 패키지에어컨은 쾌적한 주거 사무공간을 실현할 수 있기 때문에 최근 10년 동안에 광범위하게 보급되었고, 그 기술도 해마다 진보하고 있다. 그림 1에서 나타나듯이 2001년 가정용 룸에어컨의 국내생산 수량은 연간 600만대 수준이며, 패키지에어컨은 연간 약 80만대 수준이다. 2001년 기준으로 에어컨의 국내시장규모는 약 130만대로 세대 보급률이 약 40%에 도달하고 있다. 비록 패키지에어컨은 생산 수량면에서는 룸에어컨과 비교할 수 없지만, 한대의 냉방능력이 룸에어컨의 수배에서 수십배로 크기 때문에 전력에너지소비, 환경 등에 미치는 영향은 룸에어컨과 비견될 수 있다. 공조장치 보급에 따른 환경, 에너지 측면에서의 사회적 영향과 관심이 점차 커지고 있고, 이것을 개선하기 위한 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. 에어컨을 포함한 공조장치의 다수는 효율이 좋은 증기 압축식 냉동사이클로써 구성되어 있으며, 증기 압축식 사이클에서 냉매가스를 압축하여 순환시키는 심장역할을 하고 있는 것이 압축기이다. 또한 압축기는 공조장치 전체의 전력소비의 80%에서 90%을 차지하고 있어 에너지절감 기술개발과 환경기술개발의 포인트가 되는 기구이다. 최근에 에어컨용 냉매압축기의 기술적인 개발동향을 정리하면 다음과 같은 경향으로 진행되고 있다. (1)오존층 파괴 지수가 제로인 친환경 HFC계와 자연냉매용 밀폐형 압축기기술 (2)로터리압축기의 성능향상 및 대용량화 기술 (3)압축기용 모터의 DC화통에 의한 모터 효율 향상 및 압축기 효율 향상 기술 (4)스크롤압축기의 압축비 변화의 대응, 고효율 유지, 대용량화 등 성능향상기술 (5)로터리, 스크롤, 왕복동 압축기를 이용한 용량가변기술 본 논고에서는 룸에어컨과 패키지에어컨에서 사용되고 있는 밀폐형 압축기에 대해서 그림 2에서 나타내고 있는 냉방능력 10tons(120,000Btu/h) 이하를 중심으로 상기의 최근 기술 동향을 간략하게 소개하고자 한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1709-1716
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• 2003

Stirling engine is a heat engine with a high potential efficiency, multi-fuel capability, its low emission, quiet operation, very low maintenance requirement and long life. The Stirling cycle can ideally achieve optimum thermodynamic efficiency of the Carnot cycle. But the actual efficiency of practical reciprocating Stirling engine is much less than that of ideal Stirling cycle due to several mechanical limits. This paper presents a new-type Stirling engine employing the scroll mechanism superior to the reciprocating Stirling engine. The new-type Stirling engine is characterized as traits of continuous and wholly seperated compression and expansion, one-way flow, direct cooling and heating through the extensive surfaces of scroll wraps. By means of this traits, the new-type Stirling engine can achieve thermodynamic cycle closer to the ideal Stirling cycle and have many mechanical merits. Also, the new-type Stirling cycle can be applied as Stirling refrigerator and Duplex Stirling machine.

• 설비공학논문집
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• 제21권2호
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• pp.94-102
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• 2009

Conceptual design of scroll expander and scroll compressor for 10kW-class Stirling engine utilizing solar energy as heat source has been carried out to estimate the applicability of scroll mechanism for Stirling cycle. CO2 was chosen as working fluid, since it has lower expansion index and higher density among probably usable gases. Gas temperature at the expander inlet was set at $700^{\circ}C$, and that at the compressor inlet was at $40^{\circ}C$. System efficiency reached maximum at the pressure ratio of about 2.5, and the peak efficiency increased with increasing high side pressure. Due to safety concern, the pressure condition of 6 MPa/2.5 MPa was chosen as design condition. Orbiting scroll members for the expander and compressor were designed to have double-sided structure in order to reduce the overall scroll size and to cancel out the axial gas forces acting on the orbiting scroll base plate. By parametric study on the scroll profile, smaller possible size for the scroll members was obtained. With the shaft speed of 3600rpm, the shaft output of the designed scroll expander was calculated to be 45.4kW, while input power for the scroll compressor was 34.5kW, yielding 10.9kW for the output power of the Stirling engine. System efficiency was estimated to be about 7.3%, and overall efficiencies of the scroll expander and compressor were around 84.1% and 88.3%, respectively.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.50-56
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• 2016

본 연구에서는 개방형 무급유식 스크롤 압축기를 개조하여 유기랭킨사이클(ORC)용 소형의 스크롤 팽창기를 설계 및 제작하였다. 팽창기 케이스는 직육면체 형태로 총 체적은 $0.0394m^3$이며, 성능특성 연구를 위해 작동유체로 R245fa를 사용하는 ORC 사이클을 구축하고, 다양한 팽창기 입구압력 및 회전속도 조건에서 성능시험을 수행하였다. 성능시험에서 획득한 열역학적 물성값을 스크롤 팽창기의 semi-empirical 시뮬레이션 모델에 적용해 파라미터를 계산하고, 열역학적 분석을 통해 계산한 실험값과 시뮬레이션값의 비교를 수행하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2004년도 학술대회지
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• pp.171-174
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• 2004

A method of lubrication analysis of thrust bearings in scroll compressors is proposed. A thrust bearing of typical scroll compressor is analyzed to investigate effects of bearing surface deformation.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.419-423
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• 2000

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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• pp.160-160
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• 2003

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2004년도 하계학술발표 논문집
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• pp.142-142
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• 2004

• 설비공학논문집
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• 제27권6호
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• pp.300-306
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• 2015

For an asymmetric scroll compressor for heat pump application, a numerical simulation was carried out to investigate the effects of injection port design on the compressor's performance under gas injection. To validate the simulation, the numerical results were compared with experimental results obtained from a scroll compressor with a base injection port design. There was good agreement between simulation and experimental results, with around a 1% difference in the injection mass flow rate when the injection pressure was below $12kgf/cm^2A$ for the heating mode. Various injection port angular positions were numerically tested to yield better injection performance. The largest improvement in heating capacity was obtained at angles of $240^{\circ}$ and $200^{\circ}$ inward from the scroll wrap end angle for low-temperature and standard heating conditions, respectively, while the maximum COP improvement was at $365^{\circ}$ and $280^{\circ}$, respectively. A considerable improvement in cooling capacity was also found at the injection port angle of $240^{\circ}$.