• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.109.2-109.2
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• 2016

현민지브이티(Genesis)는 중소기업청 중소기업개발지원사업의 일환으로 진행된 2014년도 구매조건부 신제품 개발사업에 선정되어 '극저온 G-M냉동기를 이용한 대용량 Cold Trap개발'과제를 수행하면서 32인치 급으로 수분에 대해서 30,000[L/s] 이상의 배기속도를 가지는 대형 CWP를 개발하고 있다. 1차년도(2015년) 목표는 80K에서 200W급 단단 G-M극저온 냉동기를 개발하는 것이고, 2차년도(2016년) 목표는 이를 장착하여 30,000[L/s]의 물 배기속도 능력을 갖춘 32인치(800mm)급 직부형(appendage) CWP를 개발하는 것이다. 여기에서 가장 큰 문제점은 CWP 시스템의 물 배기속도를 실제로 측정하는 것이다. 왜냐하면 지금까지는 물(H2O)이 가진 독특한 물리적 특성으로 인해 배기속도 측정에 많은 어려움이 있어 이론적으로 계산한 값을 사용해 왔다. (심지어 크라이오 펌프 제조사 조차도 실험하지 않고 이론적인 계산 값을 일반적으로 사용한다.) 그러나 최근 본 과제 외에 물 배기속도 측정에 관한 요구사례와 일부 크라이오 펌프 제조사에서 수행하고 있다는 보고가 있는 바, 실제 물배기속도 시스템을 구축하여 이론과 실제 사이의 차이와 측정의 어려움 등에 관해 규명하고자 하였다. 물 배기속도 측정 방법은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째, 시스템으로 흘리는 물의 양을 Liquid MFC를 이용하여 먼저 측정한 후 Vaporizer로 보내어 기화 시키며 배기속도를 측정하는 방법. 둘째, 물을 Vaporizer로 먼저 기화시킨 후에 High Temp. MFM으로 기체 유량을 측정하며 배기속도를 측정하는 방법이 그것이다. 이에 국내 최초로 두 가지 방법 모두를 사용하여 표준화 된 물 배기속도 측정 설비를 구축하였고, 20인치(500mm) 크라이오 펌프와 인라인(inline)형 CWP 모델에 대한 물 배기속도 측정을 성공적으로 완료할 수 있었다. 향후 본 시험 방법과 결과를 토대로 32인치(800mm) 직부형 CWP 모델에 대한 물 배기속도 측정시험을 수행하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.119.1-119.1
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• 2016

크라이오 워터펌프(CWP)는 크라이오 펌프(CP)와 달리 10 K 활성탄 어레이는 장착하지 않고 100 K 정도로 냉각시킨 배플만을 사용하여 물의 배기속도를 최적화 하는 데 초점을 맞춘 진공펌프다. 용기 압력이 10-9 mbar 대가 될 때까지는 잔류기체의 90% 이상이 수분이므로 다른 기체들의 배기 보다는 물을 잘 배기하는 것이 배기시간을 단축하고 도달 진공도를 낮추는 첩경이라는 아이디어에 근거를 두고 있다. CWP는 물 흡착확률을 거의 1에 가깝게 만들어서 오리피스 컨덕턴스에 육박하는 이상적인 펌프를 제작할 수 있지만 용도상 직부형(close type), 통과형(in-line type) 및 내장형(in-vessel type) 등 세 가지 다른 형태에 따라 성능도 약간씩 다르다. CWP는 모든 기체에 반응하는 정통적인 CP에 비해 훨씬 간단하고 저렴하게 만들 수 있으면서도 진공 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있지만 물 이외의 기체들을 배기할 펌프가 필요하다는 측면에서 활용에 제약이 있다. 만일 TMP를 이미 사용하고 있거나 작은 TMP를 추가로 달아서 충분히 작동이 가능한 시스템이면서 수분 발생이 많은 곳이나, 또 활성탄의 오염이나 산소 분위기 등 CP 투입이 꺼려지는 환경이라면 CWP 사용이 좋은 선택이 될 수 있다. CWP의 물 배기용량은 CP의 알곤이나 질소 배기용량에 준하는 크기로 0.5g/cm2 이상임이 실험적으로 입증되었다. 따라서 일반적인 상황에서 정상 작동시 대부분의 기체는 TMP로 배출하고 잔류 수분만 포집하므로 CP처럼 주기적인 재생이 필요 없다. 필요하다면 CWP는 금속 표면에 응축된 물을 드라이펌프 작동만으로 쉽게 제거할 수 있고 혹시 오염 물질이 붙어도 세척이 용이하다. 이런 사용상 융통성과 여러 가지 장점에도 불구하고 그동안 물배기에 대한 인식이 미흡하고, 또 부수적이고 추가적인 비용이 드는 것으로 생각되어 주목을 받지 못했지만 디스플레이와 반도체 산업을 필두로 물 분압을 낮추고 생산수율을 높이는 것에 점점 더 관심이 높아지면서 CWP에 대한 수요도 높아지고 있다. 본 보고에서는 20인치 통과형 CWP를 만들고 14인치 TMP에 얹어 복합 진공배기시스템을 구성한 후 물 배기속도와 알곤, 질소 및 수소 배기속도를 측정하고 예측치와 비교했다. 아울러 물 배기용량 측정 및 CWP의 온도제어와 펌프재생 특성 평가 결과도 정리했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.102.2-102.2
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• 2015

진공 시스템의 기저상태를 지배하는 것은 대부분의 경우 용기 내면에 수십 단원자 층 정도로 흡착되어 있는 물이다. 용기 압력이 10-9 mbar 대가 될 때까지는 잔류기체의 90% 이상이 수분이고 압력을 10분의 1로 떨어뜨리려면 10배의 시간이 더 필요하다는 소위 1/t 법칙은 광범위한 흡착에너지를 가지는 물분자의 표면방출 특성으로 잘 설명되어진다. 용기가열 등 적극적인 표면처리를 하지 않고 전형적인 압력변화 양상은 그대로 유지하면서 절대적인 시간을 줄이는 가장 직접적인 방법은 물 배기속도를 가능한 한 높이는 것이지만 대부분의 고진공 펌프들에서 물배기속도만 더 증가하도록 만드는 것은 쉽지 않다. 크라이오 워터펌프(CWP: cryo-water pump)는 바로 이런 고민을 제대로 해결할 수 있는 유일한 실용적인 방안이라고 말할 수 있다. 다른 기체분자들의 배기는 일단 염두에 두지 않고 물배기만을 열심히 해서 배기시간을 단축하고 도달 진공도를 낮추는 것을 목표로 하는 장치가 CWP이다. CWP는 모든 기체에 반응하는 정통적인 크라이오 펌프에 비해 훨씬 간단하고 저렴하게 만들 수 있으면서도 진공 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있지만 그동안은 물배기의 필요성에 대한 인식이 미흡하고, 또 부수적이고 추가적인 비용이 드는 것으로 생각되어 주목을 받지 못했지만 디스플레이와 반도체 산업을 필두로 물분압을 낮추고 생산수율을 높이는 것에 점점 더 관심이 높아지면서 CWP에 대한 수요도 높아지고 있다. CWP의 물배기는 아주 단순한 응축현상에 의존하므로 물리적으로 이해하고 성능을 예측하는 것이 직관적이지만 사용용도에 따라 물 이외의 기체분자들은 잘 통과시키면서 물배기는 최대화하는 최적설계가 요구되거나 터보분자펌프(TMP)와 같이 이질적인 고진공펌프와 조합하여 사용하는 경우 기체 온도 의존성을 고려해야 하는 등 까다로운 점이 있다. 본 보고에서는 CWP+TMP로 구성된 복합진공배기시스템을 설계하면서 CWP만의 물배기성능과 복합 시스템의 물 및 알곤 배기성능을 예측하고, 두 펌프의 상호관계에 대해 분석하며, 실제 만들어진 복합배기시스템을 사용하여 실험적으로 구한 물 및 알곤 배기속도 측정결과에 대해서도 간단하게 논의하려고 한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.223-229
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• 2002

패드엔팬을 이용하여 물 공급량, 팬 회전속도의 변화에 따른 온실 냉방효과 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 패드에 흐르는 물 공급량별로 일중 11:00-16:00경에 물 공급량이 분당 60$\ell$이상 공급하면 8.0~9.5$^{\circ}C$의 온도차를 낼 수 있으며, 팬을 1170rpm으로 회전시킬 경우 6.0~9.$0^{\circ}C$의 온도차를 낼 수 있었다. 나. 온실과 팬출구 공기의 온도차는 일중 14:30~16:00 경에 60$\ell$이상의 물을 패드에 공급하는 경우 6.0~7.8$^{\circ}C$ 온도 강하 효과가 있고 팬을 1170rpm으로 회전시킬 경우에는 외기온 28$^{\circ}C$일 때 3$0^{\circ}C$이하로 온도를 강하시킬 수 있었다. 다. 패드에 흘리는 물의량을 60 $\ell$/min 이상을 공급하여 주면 30분당 20~28$\ell$의 물을 증발시킬 수 있다. 배출팬 회전속도가 1170rpm일 경우에 30분당 20~30$\ell$의 물을 증발시키는 것으로 나타났다. 라. 본시험에 사용된 패드엔팬의 흡.배기의 엔탈피변화는 8:30이전에는 흡기가 배기보다 온도가 낮아 엔탈피가 양(+)의 값을 나타났고, 8:30 이후에는 흡기가 배기 보다 온도가 높아 -2.0~-4.OkJ/kg의 엔탈피 차만큼 냉각효과가 있었으며, 냉방효율을 65~80% 수준으로 나타났다. 마. 본시험결과로 패드엔팬의 냉기 공급방식만 개선된다면 이동식인 박스형 패드엔팬도 냉방장치로 사용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.204-204
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• 2012

고용량/대면적/초정밀 제품을 지향하는 개발추세에 따라 고진공 펌프중 하나인 크라이오펌프의 활용도가 크게 증가하며 첨단 공정장비인 LCD 분야 등과 같이 수소 분자와 물 분자 등의 배기가 중요한 응용분야에 크라이오펌프의 수요가 대부분을 차지하고 있다. 그러나 크라이오펌프의 운전성능에 대한 표준절차에 따른 실질적인 측정은 빈약한 편이다. 이에 크라이오펌프의 종합 성능평가 기술 개발을 통해 실질적인 크라이오펌프의 운전성능을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 고진공 펌프중의 하나인 크라이오펌프의 종합 성능평가 표준절차 및 표준시스템에 대해 소개하며, 상용화 제품에 대한 각 회사에서 제시하고 있는 성능지표에 대해 실질적인 측정에 대한 비교분석을 하고자 한다. 또한 가장 중용한 성능지표 중의 하나인 배기속도 측정에 대해 물리적 특징과 구조적 오차에 대한 보정 식들을 제공하고자 한다.

• 오토저널
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• 제7권4호
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• pp.24-31
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• 1985

본 논문은 Comprex압력파 과급기(Pressure-wave Supercharger;이하 PWS)의 공기 역학적인 원 리에 대해 기술하였으며, 또 기체 동력학적인 현상들이 별도의 제어장치없이도 우수한 운전성과 낮은 연료소모율, 적은 배기 배출물을 형성하는 차량들에 대해 기계적으로는 간단하면서도 완벽 한 boosting장치를 만들어 내는데 어떻게 사용될 수 있는지를 설명하였다. 근본적인 목적은 종 래의 turbo charger와 동일이지만 Comprex PWS는 현재 응용되고 있는 승용차가 요구하는 여러 가지면, 즉 1) 부하변동에 대한 충진공기압의 빠른 응답성 2) 엔진속도 전영역에 걸친 높은 boost 효과 3) 배기배출물특성을 좋게할 수 있는 배기가스 재순환(EGR)효과 등에서 종래의 것과 구별된다. 따라서 PWS의 중요한 특징들을 기술하였으며 마지막으로 최근 자동차용 Diesel Engine에의 몇 가지 예를 보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.119.2-119.2
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• 2016

가열탈기체 처리하면 표면의 물 분자를 빠르게 탈리시켜 단시간에 배기하는 동시에 진공용기 재료 내부의 수소 확산속도를 가속하므로 처리 후 수소 기체방출도 현저하게 낮출 수 있다. 가열탈기체 후의 진공계에서는 물 분자는 일부만 남고 진공용기 재료 내부에서 확산 되어 나온 수소가 잔류가스의 대부분이 된다. 이러한 가열탈기체 처리의 효과에 대해서는 익히 알려져 있으나 정량적으로 예측하기는 쉽지 않았다. 본 연구에서는 가열탈기체 조건이 수소 확산에 미치는 영향에 초점을 맞추어, 진공용기의 재료 및 두께에 따라 목표 진공도에 도달하기 위한 가열탈기체 처리 온도와 시간의 최적 조합을 수치 해석적으로 계산하고 비교하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.118-123
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• 1999

화석연료의 연소에 의해 발생되는 질소산화물(NOx)은 가스상의 대기오염물질로서 인류의 생활환경에 유해함은 물론 식물의 생장속도에도 막대한 영향을 미치고 있으며, 질소산화물은 햇빛의 존재 하에서 탄화수소와 광화학 반응을 하여 광화학적 산화물과 오존 등을 생성하는 광화학적 스모그 생성에 관여하고, 이러한 광화학 스모그는 사람에게 만성의 호흡기 질환을 유발하거나 시정거리의 감소를 가져온다. (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.35-35
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• 1999

KSTAR NBI 장치의 진공용기와 Grid에 대하여 열 및 구조해석을 ANSYS 코드를 이용하여 수행하였다. 진공용기의 경우 진공용기 지지구조물을 최적화할 수 있는 구조형상에 관하여 연구하였고, Grid의 경우 Grid 형상 및 재료 특성에 중점을 두어 연구하였다. 또한 Electron Dump의 냉각수로의 위치 및 형상, 크기를 최적화시켰다. 이번 각 구조물의 최적화 연구에서 특히 중점을 둔 사항은 재료와 관련된 경제성이다. 진공용기에서 가장 문제가 되는 것은 용기의 크기에 따른 변형도이다. 진공용기의 Cryo-sorption 패널 배기속도는 30000 I/sec 이상이고, 진공 용기의 운전시 진공도는 5$\times$10-7Torr 이하이다. 구조해석의 결과로부터 폭 3m$\times$높이 4,m$\times$길이 5m, 두께 2cm인 진공용기는 대기압 하에서 7cm의 변형도를 갖는다. 변형을 최소화하기 위해 T형 보강구조물을 부착시켰을 때 변형도가 1cm 이하로 감소함을 볼 수 있었다. [그림1] 장시간 운전시 Grid에 미치는 열부하에 의한 영향을 연구하였다. 열해석 결과와 경제성, 가공성을 동시에 고려할 때 Grid의 재질로 무산소동이 적합함을 알 수 있었다. 한편, NBI 장치에서 열부하가 최대인 곳은 이온원의 Electron Dump 부분으로 중심부분에서 20MW/m2이다. 열부하를 효과적으로 소산시키기 위해 Electron dump 의 중심부분 모양을 깔대기 모양으로 만들어 Dump 뒷부분의 자석에 미치는 영향을 최소화 시켰다. 이 때 냉각수록의 냉각수 흐름속도 4.5m/sec이고, 자석의 최대 온도는 15$0^{\circ}C$로써 자석의 기본성질을 일어버리지 않는 허용범위 내에 들어옴을 알 수 있었다. 자석의 온도는 10초 동안 급격히 상승하였고, 100초 이후에 포항상태에 도달하였다 [그림2]

• 공업화학
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• 제28권2호
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• pp.186-192
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• 2017

본 연구에서는 OIMS90과 NP12 계면활성제 혼합물을 사용하여 물/벙커 C 오일 비율, 계면활성제 농도 및 조성, 유화 시간, 교반 속도 및 시간, 온도 등을 변화시키면서 유중수적형(water-in-oil, W/O) 에멀젼 연료를 제조하였다. OIMS90과 NP12 계면활성제 혼합물을 사용하여 제조한 에멀젼 연료는 벙커 C 오일에 비하여 미세먼지, $NO_2$, CO, $CO_2$ 및 $SO_2$ 등의 연소배기 가스 중의 대기 오염물 방출을 감소시키는데 효과적이며, 특히 계면활성제 조성 OIMS90/NP12 = 4 : 6, 계면활성제 농도 500 ppm, 수분 함량 10%을 사용하여 $80^{\circ}C$에서 제조한 에멀젼 연료가 배기가스 오염물 저감 효과가 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 보일러 효율 측정 시험 결과, 에멀젼 연료가 벙커 C 오일과 비교하여 우수한 디젤 엔진 에너지 효율을 나타내었다.