• Title/Summary/Keyword: 극저온 냉각기

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Vacuum and Radiation Insulation in the Cryogenic Engineering (진공 및 복사 단열에 의한 저온 유지 기술)

  • 박성제
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.19 no.11
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    • pp.9-17
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    • 2002
  • 최근에 초전도 산업과 저온 작동 정밀 센서 기술의 발전으로 극저온 냉동기 또는 극저온 한제에 의해 냉각된 저온 용기의 저온 유지 기술이 필요하게 되었다. 또한 의료용 MRI, 야간 투시경용 적외선 센서, 이동통신무선기지국용 초전도 필터 등과 같이 일반인들도 극저온을 이용하게 되어 보다 사용하기 쉽고 안정적인 저온용기가 요구되고 있다. 저온용기의 저온 유지 기술은 진공 및 복사 단열 기술 뿐만 아니라 극저온 발생기술과 진공 발생 기술이 같이 고려되어야 하는 복합기술로서 앞으로 전자, 정보 통신, 나노, 바이오 산업 등에도 널리 활용될 수 있는 기반 기술로 자리 매김 할 것으로 보여 관련 연구자들의 많은 노력과 관심이 요구된다.

Optimal Design of Graphite Sheet based Cryogenic Cooler Thermal Control System using Veritrek Software (Veritrek 소프트웨어를 활용한 그라파이트시트 기반 극저온 냉각기 열 제어 시스템 최적설계)

  • Bong-Geon Chae;Hye-In Kim;Hyun-Ung Oh
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.18 no.2
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    • pp.71-78
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    • 2024
  • During the initial thermal design process, determining the thermal effect of various design variables in a complex orbital thermal environment is time-consuming. To save time in the initial design phase, it is necessary to quickly derive optimal design parameters and predict the temperature. To address these challenges, Veritrek, a software specialized in optimal design using a reduced-order model (ROM), was released in 2018. In this paper, we utilized the Veritrek software to build a reduced-order model, conduct sensitivity analysis, and perform optimal design analysis for a graphite sheet-based cryogenic cooler thermal control system. The goal was to determine the optimal design values for the number of graphite sheet layers, radiator area, and thickness that would meet the allowable temperature of the cryogenic cooler.

Thermal Design of Cryogenic Compressor with Strategies for Keeping Performance of Micro-vibration Isolation System (미소진동저감용 진동절연기의 성능유지를 위한 극저온 냉각용 압축기 조립체 열제어 설계)

  • Oh, Hyun-Ung;Lee, Kyung-Joo;Jeong, Suk-Yong;Shin, So-Min
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.40 no.3
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    • pp.237-242
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    • 2012
  • Spaceborne pulse tube-type cryogenic compressors are widely used for space applications. To guarantee cooling performance of the compressor, mission life time and micor-vibration stability, suitable thermal control of compressor is required. Micro-vibration of the compressor is the one of the sources to degrade the pointing performance of observation satellite. In the present work, on-orbit thermal design of compressor in order not to degrade the performance of micro-vibration isolation system keeping the thermal control performance has been proposed and investigated through thermo-mechanical analysis.

Research of Cryogenic Helium Refrigerator System for SQUID (SQUID 냉각장치용 극저온 시스템 개발)

  • Lee, Kum-Bae;Baek, Il-Hyun
    • The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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    • v.18 no.2
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    • pp.121-129
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    • 1989
  • 헬륨을 이용한 극저온 냉동기는 압축기(compressor)을 통하여 압력을 10-20 기압 정도로 높혀준후 여러 단계의 열교환기(heat exchanger)를 통하여 상전위온도(maximum inversion temperature) 이하로 떨어뜨린후 Joule-Thomson 밸브를 통하면 4K까지 온도가 떨어진다. 이때 압력은 1기압 정도이며 헬륨가스는 액체로 변한다. 본 연구의 목적은 Gifford-McMahon 냉동기와 Joule-Thomson 냉동기의 혼합형인 극저온 냉동기를 설계, 제작하여 죠셉슨(Josephson) 소자를 이용한 SQUID(초전도양자 간섭장치), 여러 종류의 탐지기, 컴퓨터 소자 개발 등을 위한 냉동기로 사용하는데 그 목적이 있다. 개발되는 법동기의 용량은 1 W이며, 최저온도는 4K 정도가 된다.

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형상계수법을 이용한 크라이오펌프용 냉각판의 기체분자 포획능력 해석

  • Im, Jeong-Bin;Gang, Byeong-Ha;Park, Seong-Je
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.12-12
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    • 2010
  • 첨단 공정이 필요한 반도체와 LCD, PDP, LED 등의 디스플레이 및 IT 부품을 제조하는데 필요한 장비의 고성능화와 작업환경의 고청정화에 따른 초고진공펌프의 수요 확대와 앞으로 전개될 한-미 FTA에 따른 시장 확대로 인해 크라이오펌프의 국산화가 시급한 실정이다. 고성능 크라이오펌프를 만들기 위해서는 냉각판을 극저온으로 냉각하기 위한 극저온 냉동기 개발도 중요하지만 냉각판(cryoarray)에 최대한 많은 분자를 포획시키는 것 또한 최우선적으로 고려되어야 할 사항 중 하나이다. 이에 본 논문은 크라이오펌프용 냉각판의 분자포획능력에 대하여 연구하였다. 해석에 이용한 냉각판은 현재 상용화된 모델들 중 원형 중앙판에 $45^{\circ}$ 하향 skirt가 달린 형태이며 8장의 냉각판이 일정한 간격을 두고 아래쪽으로 적층되어 있다. 냉각판의 분자포획능력의 해석은 형상계 수법(view factor method)을 이용해 수행하였다. 형상계수법은 크라이오펌프를 n개의 미소면적으로 구성된 밀폐된 공간으로 가정하고 각 미소면적요소의 온도와 흡착계수, 표면조건 그리고 분자유속이 일정하다는 조건을 이용해 분자유속에 관해 n개의 대수연립방정식을 얻고 이 대수연립방정식을 풀어 냉각판의 분자포획능력을 구한다. 해석에 이용한 냉각판의 기체분자포획능력이 구속된 형상에서 얼마나 우수한 가를 알아보기 위해 중앙판의 직경, 입구와 냉각판 사이의 거리, 그리고 각 냉각판 사이의 거리를 변화시켜가며 해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다.

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Investigation on Chilling Procedure for LOX Supply System for Liquid Rocket Engine (액체로켓엔진 산화제 공급부 냉각과정 고찰)

  • Cho, Nam-Kyung;Seo, Dae-Bahn;Yoo, Byung-Il;Kim, Seong-Han;Han, Yeoung-Min
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.23 no.3
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    • pp.119-126
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    • 2019
  • For rockets using cryogenic liquid hydrogen or liquid oxygen, chilling is required to avoid cavitation and surge problems. Chilling is categorized by the initial chilling/filling stage and the low-temperature maintenance stage. In addition, to improve satellite insertion capability, a multi-ignition capability is required and accordingly chilling to prepare for the next ignition during low-gravity coasting is also required. This paper describes the overall aspects of filling and low temperature maintain marinating for the booster and the upper stage engine including chilling for multi-ignition.

Development of the Pulse Tube Cryocooler for Infrared Detector (적외선 검출기용 맥동관 극저온 냉동기 기술개발)

  • Yeom, Hankil;Park, Seoung-Je;Hong, Hong-Ju;Ko, Junseok;In, Sehwan;Kim, Hyo-Bong
    • Transactions of the KSME C: Technology and Education
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    • v.3 no.4
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    • pp.241-248
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    • 2015
  • Most of the Stirling cryocoolers used for infrared detector cooling in domestic is imported. Because the cooler has a high price, short life and poor durability, demand for the coolers continues steadily. However, the cooler is highly related to defense and space technology, technology transfer or co-development with the countries having experties in cooler design is very limited. The pulse tube cooler to be developed in this study is such that the mechanical piston in low temperature actuating part is replaced by the gas piston and linear compressor is adopted, which results in low vibration, long life and better durability. It is expected that development of the pulse tube cooler will not only improve our technology to the level of advanced countries, but also enhance the skills in designing and manufacturing of the infrared detector.