• 기계와재료
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.156-163
• /
• 2011

쥴톰순 냉동기는 스터링 냉동기, GM 냉동기, 스터링형 및 GM형 맥동관 냉동기 등 기계적 극저온냉동기에 비해 단순한 구조, 수 초의 급속한 냉각특성을 장점으로 중대형의 가스액화사이클 뿐만 아니라 적외선검출기의 급속냉각, 저온수술 등 다양한 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 일반적으로 100K 이하의 작동온도 및 수 초 수준의 빠른 냉각을 요구하는 적외선검출기의 냉각을 위해서는 수 백기압 이상 고압의 질소 및 아르곤 가스를 사용하는 쥴톰슨 냉동기가 주로 사용되고 있다. 쥴톰슨 냉동기는 핀-관(fin-tube) 형태의 열교환기와 열교환기의 구조적 기반을 제공하는 멘드렐(mandrel), 쥴톰슨 노즐 등으로 구성되며, 열교환기의 열전달 성능 및 유량조절기구의 특성은 냉동기 저온부의 냉각온도, 냉각시간 및 운전시간에 큰 영향을 미친다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.13-13
• /
• 2010

개요- 반도체 시장의 확대 및 소자의 고집적화와 장비의 초정밀화 등 고정도 생산성을 요구하는 현대 진공산업 시장에서는 정밀한 제품을 대량으로 생산할 수 있도록 지원할 수 있는 대용량 장비의 수요가 급증하고 있다. 서론- 하루가 다르게 발전하는 기술 경쟁 사회에서는 보다 성능이 좋은 제품을 다른 국가 또는 다른 업체와 차별화된 기술적 우위를 선점해야 한다. 본문-이에따라, 고신뢰도, 고생산성이 요구되는 진공산업 시장에 발맞추기 위한 일환으로 크라이오 펌프의 재생시간을 단축시켜 생산성 향상을 높이고, 기존의 제품에서 소비자가 느꼈던 진동을 최소로 줄일 수 있도록 저진동 제품의 설계를 통한 고객 만족의 제품을 개발함과 동시에, 맥동관 냉동기의 기술상업화를 꾀한 극저온기술 영역의 발전을 함께 도모하고자 한다. 현재까지는 국내의 일부 정부출연 연구소와 학교, 일부 특수산업 분야에서만 크라이오 펌프를 사용하고 있으나, 상업적인 설계 및 생산은 완전히 전무한 상태이다. 이는 진공시장의 잠재적인 성장을 고려할 때 국산화가 시급한 상황이다. 이러한, 상황을 고려하여 현재 기계연구원과 우성진공, 국민대학교가 맥동관 냉동기를 접목시킨 급속재생형 저진동 크라이오 펌프를 지난 2008년부터 산학연 협동으로 개발 진행 중에 있다. 크라이오 펌프의 핵심 기술은 냉동기의 효율에 있다고 볼 수 있으며, 이러한 냉동기의 효과를 높이기 위하여, 제작 공정에 진공 브레이징을 사용하여, 열교환기와 교환기 내의 충진재들과의 정확한 간극을 유지하면서 접합을 할 수 있는 환경요건을 지속적인 실험을 통해 지식을 습득하고 있다. 진공 브레이징은 외관을 아름답고 정교하게 접합할 수 있으므로, 추후 상품으로의 가치를 높일 수 있으며, 서로 다른 이종금속 간의 접합이 가능하여 열교환기의 무산소동과 스테인레스 튜브와의 접합을 가능하게 할 수 있었다. 진공브레이징에 쓰이는 모재는 여러가지가 있으며, 접합의 환경 또한 일반 용접보다 다양하므로 여러번의 실험을 통한다면, 성능은 우수하면서 외관으로 손색이 없는 개발품이 나올수 있겠다는 의견이 모아지고 있는 중이다. 본론- 아직까지는 미국의 CTI사나 일본의 ULVAC 등의 크라이오 펌프의 선진 기업에 비해 기술력이 많이 부족하기는 하지만, 아직 많은 부분이 미개발된 분야이고, 향후 후발국과의 차별을 두어 선진기술을 확보하기 위해서는 기존의 방식을 단순히 따라하는 것이 아닌 남들과 다른 원천기술의 확보가 더 필요하며, 이를 위해 부단한 노력과 시행착오를 거쳐 맥동관 냉동기형 크라이오 펌프라는 기술을 확보할 예정이다.

• Superconductivity and Cryogenics
• /
• v.9 no.1
• /
• pp.19-25
• /
• 2007

• Superconductivity and Cryogenics
• /
• v.2 no.2
• /
• pp.19-26
• /
• 2000

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
• /
• v.21 no.2
• /
• pp.75-87
• /
• 1992

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2000.04b
• /
• pp.335-340
• /
• 2000

A 3 valve-type pulse tube refrigerator optains its cooling effect from pressure drop by releasing the part of the charged gas through hot end nozzle. The objective of this study is to analyze the performance and to find an optimal expansion pressure of the 3 valve-type pulse tube refrigerator. It is assumed that gas lumps are not mixed and periodically repeat the adiabatic compression and expansion processes. And the nodal model is applied for the analysis of the regenerator. As the result of analysis, the optimum pressure at the end of expansion process was about 80-90% of the maximum pressure.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.19 no.11
• /
• pp.18-23
• /
• 2002

고품질의 극저온 환경의 생성 및 유지는 고품질 대용량 정보통신, 의료진단, 초전도 및 고집적반도체 제조공정 등의 차세대 유망 산업 분야에서 필수적인 요소로 자리 잡고 있으며, cryopump, 민수용 및 군수용의 적외선 검지기 및 초전도 RF 필터의 효과적 냉각을 위해 보다 높은 신뢰성과 수명, 고효율의 극저온 냉동기에 대한 수요는 점차 증대될 것으로 기대된다. 스터링 냉동기 및 맥동관 냉동기는 짧은 역사에도 불구하고, 다양한 분야에서 기존의 한제 및 극저온 냉동기를 대치하여 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.248-248
• /
• 2013

저소음, 저진동이 장점인 맥동관형 냉동기 및 이를 이용한 크라이오 펌프를 국산화하는 연구개발사업이 상당히 진전되어 첫 번째 시제품을 완성했다. 3개월 여에 걸쳐 냉동기 냉동능력, 진동 및 펌프 냉각시간을 포함해서 질소, 수소 또는 알고에 대한 펌프 배기속도, 배기용량, 최대유량, 교차값, 알곤회복시간 등 규격, 비규격을 통틀어 모든 평가항목을 망라하는 펌프 배기 성능시험을 완료했다. 성능평가결과에 나타난 시제품의 장단점을 분석하여 보완 및 개선점을 찾고 이를 완제품 제작에 반영하려고 한다. 내경 14인치인 크라이오 펌프 시제품의 질소 배기속도는 목표치를 30% 정도 상화하여 4,600 L/s가 나왔고 배기용량은 약 45만 $mbar{\cdot}L$에 달했으며 교차값은 2,200 $mbar{\cdot}L$로 측정되었다. $5{\times}10^{-8}$ mbar 기준 알곤 회복시간은 2분 정도로 5분 이내라는 기준을 만족했다. 한편 20 K까지 펌프 냉각시간이 135분이므로 15분 이상 단축이 필요한데 이는 열차폐 특히 배플의 열적설계를 개선함으로써해결하려고 한다. 그리고 수소에 대한 배기성능 개선을 위해 활성탄 어레이의 제작공정을 표준화할 필요가 있다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.390-396
• /
• 2004

A double-inlet pulse tube refrigerator was fabricated as a U-shape with $\Phi$19.0 mm${\times}$125 mm regenerator packed by #200 stainless steel mesh and $\Phi$12.7 mm${\times}$125 mm pulse tube. A pressure sensor was installed at the inlet of the regenerator and a differential pressure sensor was installed across the bypass. Amplitude of the pulsating pressure was independent of the opening of the orifice and the bypass valves. Helium flow through the orifice and the bypass was calculated based on the measured pressure. Energy loss through the orifice and the bypass was evaluated with the measured pressure and the calculated helium flow rate. The energy loss, which is equivalent to the refrigeration capacity at the cold end of the ideal pulse tube refrigerator, was mainly generated through the orifice. It was proportional to the opening of the orifice valve, but the real refrigerator displayed the best performance at the optimized opening of the orifice valve. This optimized performance of the tested pulse tube refrigerator can be explained by additional refrigeration losses. As an example, the shuttle heat transfer loss of the pulse tube was calculated from the measured experimental data.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
• /
• v.6 no.3
• /
• pp.282-290
• /
• 1994

A numerical model for the analysis and design of orifice pulse tube refrigerators has been developed. Heat transfer coefficient and friction factors in the model vary with time, and the real physical properties such as thermal conductivity and viscosity were used to improve the accuracy of the model. Thermodynamic behavior of the working fluid within pulse tube refrigerators was investigated and the effect of design parameters, such as reservoir volume, orifice diameter, and NTU of regenerator, on the cooling load and COP was shown.