• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.171-171
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• 2011

헬륨냉동계통은 연구용 원자로인 하나로에서 냉중성자를 생산할 수 있도록 설치된 수조내기기 내의 감속재인 수소가 정상적으로 열 사이펀을 유지하기 위한 주요 계통이다. 헬륨냉동계통은 헬륨가스를 압축하는 헬륨 압축부분과 헬륨가스를 팽창시켜 저온을 생성시키는 헬륨 팽창부분으로 나누어진다. 헬륨 압축부분은 두 개의 스크류가 맞물려 회전하면서 약 1.05 bar(a)의 헬륨가스를 최대 13 bar(a)까지 압축시키는 압축기가 있으며, 헬륨 팽창부분인 냉동박스의 팽창 터빈은 self-acting gas bearing에 의해 구동되며, 저온모드 운전 시작시 헬륨 압축부분에서 일부의 가스는 팽창 터빈 축(shaft)으로 유입되어 회전속도가 서서히 증가하면서 고속으로 회전하여 극저온의 헬륨가스(14~18 K)를 생성하는 주요 기기이다. 헬륨을 팽창하는 부분인 냉동박스 내로 헬륨 압축가스를 유입하기 전에 압축된 헬륨가스 내 불순물의 순도를 분석하여 냉동박스의 주요 부품인 팽창터빈의 운전에 영향을 미치지 않는 것이 가장 중요하다. 따라서 헬륨 저압측에 헬륨가스 내 불순물 즉, 수소($H_2$), 수분($H_2O$), 질소($N_2$), 탄화수소류(CxHy) 및 오일(Oilaerosol) 등의 함량을 분석하기위해 가스 분석기가 설치되어 있으며, 냉동박스 내로 유입되기 전에 헬륨압축에서 순환되는 가스 내 불순물인 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일은 10 vpm 이하이어야 하며, 수소 함량은 0.1 % 이내이어야 한다. 헬륨 압축부분에서 순환되는 가스의 불순물이 요구 조건에 만족하도록 헬륨 고압측과 헬륨 저압측에 cryogenic adsorber를 설치하여 가스 내 불순물을 제거하는 가스순도제어 작업을 수행해야 한다. cryogenic adsorber를 사용하기 위해서는 장치 내의 불순 가스를 공정진공도(1.33 X $10^{-3}$ mbar) 이하로 진공배기하는 작업이 매우 중요하다. 이는 계통의 헬륨가스가 오염되지 않도록 하는 것으로 cryogenic adsorber 내에는 액체질소를 충전하여 액체질소 온도에 노출된 활성탄층을 헬륨가스가 흐르면서 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일 등이 제거된다. 이 논문에서는 헬륨냉동계통의 가스 순도 제어 작업을 통해 헬륨가스의 순도가 요구조건 이하로 만족하며, 팽창 터빈의 운전에 영향을 미치지 않음을 기술하고자 한다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.893-898
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• 2009

The quantity of discharged oil from a compressor is one of the most important issues for proper operation of refrigeration system. If the oil is increased in the system not only pressure drop is increased in other components, such as evaporator and gas cooler but also heat transfer coefficient in the heat exchangers is decreased. In addition, the lack of oil in the compressor may cause a critical of the system failure. In this study, one stage single rotary compressor is used for measuring oil circulation ratio(OCR). Carbon dioxide and PAG oil are used as refrigerant and lubricant. Using a U-tube densimeter, mixture density is measured. Characteristics of oil circulation ratio have been investigated for $CO_2$ rotary compressor in the range of operation frequency 45 Hz to 63 Hz and the suction temperature range of $0^{\circ}C$ to $15^{\circ}C$. The results obtained indicate that the oil circulation ratio is increased as the suction temperature or compressor operating frequency is increased.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.10-10
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• 2007

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.271-276
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• 2008

The oil trap in oil separator is one of the most important characteristics for normal operation of compressor. In this study, oil separation characteristics has been investigated for $CO_2$/PAG mixture using a gravity type of oil separator. The experimental study has been carried out in the range of oil concentration 0 to 5 weight-percent and the mixture temperature range of $0^{\circ}C$ to $15^{\circ}C$. The results obtained indicate that oil separation ratio in oil separator is increased with an increase in the oil concentration and mixture temperature.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제38권12호
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• pp.61-65
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• 2009

• 설비공학논문집
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• 제20권6호
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• pp.388-393
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• 2008

This study has been conducted to select the suitable refrigeration oil for a $CO_2$ refrigeration system. Non-hygroscopic property of refrigeration oils is one of the most important properties for refrigeration oils. PAG and POE oils are considered as test oils in this study. Transient variation of water content of PAG and POE oils was measured for 3 different vessels in the environmental conditions, such as in the range of temperature $25^{\circ}C$ to $40^{\circ}C$ and relative humidity 40% to 85%. The results obtained that water content of both POE and PAG is increased with an increase in the contact area with ambient for 3 different vessels. It is also found that water content of both POE and PAG is increased as the ambient temperature and relative humidity is increased. Non-hygroscopic property of POE oil is found to be much superior than that of PAG oil.

• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.253-258
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• 2003

냉동기 냉매 충전에는 수동용 매니폴드게이지가 이용되고 있으며 냉매 충전시에는 3가지 호스를 여러번 교체하게 되는데 이에 따라 냉매손실이 수반되고 냉매가 대기중에 방출된다. 본 연구에서는 자동 냉매 충전장치를 개발하고 장치내의 불응축 가스 및 압축기 오일에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 자동 냉매 충전장치는 단 한번의 호스장착과 선택스위치의 조작만으로 전자밸브 및 진공펌프가 자동개폐 및 작동되어 내압시험, 진공시험, 냉매 충전작업이 가능하게 되며 진공펌프를 분리해서 보관하지 않아도 되므로 조작이 매우 간편하다. 진공펌프 흡입 및 토출측 관로에 종래와 같이 호스내의 불응축 가스 제거의 필요성을 배제하여 냉매 손실과 대기오염을 방지하고 냉매 충전시에 종래와 같이 충전호스를 여러번 교체 할 필요가 없으므로 확실한 충전이 가능케 된다. 실험결과 수동 매니폴드게이지를 사용할 때에 비해 실리카겔(SiO$_2$)및 압축기 오일중의 수분량은 1/4 이하로 줄어 오일의 수명과 진공펌프의 수명을 연장할 수 있음을 밝혀내었다.

• 에너지공학
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• 제18권3호
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• pp.203-211
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• 2009

기존의 CFC 계열 및 HCFC 계열 냉매들이 오존층 붕괴와 지구온난화의 원인들 중의 한가지로 밝혀지면서 이것을 대체할 수 있는 냉매의 개발은 주요한 연구과제였다. 이제 몇 가지 대체 냉매들이 개발되면서 이것들 이 냉동시스템에 사용될 때 발생하는 상용성 (Compatibility)이 연구될 필요가 있다. 본 연구에서는 대체냉매의 상용성 연구의 일환으로 1,1,1,2-Tetrafluoroethane(HFC-134a) +1,1,1-Trifluoroetane(HFC-143a) + Pentafluoroethane (HFC-125)의 혼합대체냉매 HFC-404a 와 냉매 윤활유의 하나인 POE 오일 혼합물의 증기압을 측정하였다. 측정온도범위는 냉매 시스템의 운전온도를 고려하여, 263.15K 에서 323.15 K로 하였으며 오일농도범위는 0 mass% 에서 90 mass% 까지로 하였다. 측정결과 273.15K 이하의 온도에서 오일 농도 30 mass%까지 증기압에 대한 오일의 영향은 미미하였으며 50 mass% 이상에서는 증기압이 급격히 떨어지는 것이 밝혀졌다. 측정자료를 이용하여 HFC-404a와 POE 오일 혼합물의 증기압을 예측할 수 있는 모형을 개발 하기 위하여 Rault 모델과 Flory-Huggins 모델을 사용하여 측정치와 비교하였다. 그리고 보다 정확하고 실용적으로 증기압을 예측할 수 있는 경험식을 도출하였다.

• 설비공학논문집
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• 제12권9호
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• pp.791-801
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• 2000

An experimental study was conducted to analyze the effects of oil on refrigerant flow through adiabatic capillary tubes, and to develop a model for mass flow rates of refrigerant/oil mixture at various capillary tubes and flow conditions. Mass flow rates and the profiles of the pressures and temperatures along the capillary tubes was obtained with the oil concentration of R-22/SUNISO 4GS oil mixture at various test conditions. The flow trends as a function of geometry and flow conditions for pure refrigerant and refrigerant/oil mixture were similar in adiabatic capillary tubes. Mass flow rate of the refrigerant/oil mixture was less than that of pure refrigerant at the same test conditions.

• 동력기계공학회지
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• 제15권6호
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• pp.41-46
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• 2011

Refrigerant oil reduces friction between piston and cylinder of compressor and is normally hard to mix or dissolve in refrigerant. Oil separator deprives refrigerating oil from mixed solution of refrigerant and refrigerant oil. Sometimes much machine oil is carried into an evaporator and is applied to surface of the evaporator, and then disturbs heat transfer through it. Well-made oil separator helps refrigerating system stable and evaporator sustain full capacity. In this paper, new oil separate with different way to structure is suggested and tested. As result the new separates is 13% higher at 0C with 10% mixture and 6% higher at 0C with 20% mixture.