• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1693-1695
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• 2005

최근 공공건물에 신재생에너지 적용이 의무화되었고, 기후변화협약의 발효로 이산화탄소배출 절감에 대한 관심이 매우 높다. 가장 효율이 높은 냉난방 시스템인 지열히트펌프를 대표적인 신재생에너지인 태양광발전을 이용하여 구동하여 건물을 냉난방을 수행하도록 적용되었다. 야간 또는 태양에너지 밀도가 낮은 날을 위하여 축열과 축냉을 할 수 있는 수축열시스템과 연계하여 적용되었다. 지열히트펌프는 도심지역의 열섬현상 해소에 기여할 수 있으며, 외기 온도의 변화에 관계없이 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있으며 향후에 그린 빌딩인증등을 위해 에너지 절약과 신재생에너지 사용량을 높일 수 있는 방안으로 판단된다. 이를 적용한 설치 사례에 대한 사양과 운전 조건이 제시된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.455-458
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• 2006

본 연구는 자연에너지를 이용하는 모든 냉 난방기술 중에서 에너지효율이 가장 높은 것으로 알려져 있으며 에너지 자원이 부족하고 에너지비용이 높은 상황에서 반드시 필요한 기술인 지하수를 이용한 건물의 냉 난방을 수행하는 스탠딩컬럼웰 지열히트펌프 기술을 운영함에 따른 지하수에 미치는 환경영향을 평가하기 위해 수행되었다. 즉 스탠딩컬럼웰을 적용한 지열히트펌프 시설이 가동되고 있는 주변지역의 지하수질 및 지하수위의 변화를 평가하기 위하여 지하수 환경영향평가를 실시하였다. 연구결과, 히트펌프의 유입수 및 유출수, 그리고 주변 지역의 수질은 지하수 수질기준 및 공업용수, 생활용수 수질기준에 적합한 안정적인 수질을 나타내었으며, 시설 운영에 따른 지하수 오염은 거의 없는 것으로 판단된다. 또한 지열히트펌프에 이용되는 4개의 양수정에 의한 주변 지역의 지하수위 변화등의 영향을 예측하기 위하여 취수가 없는 상태와 양수정당 취수량을 $50m^3/day$로 증가시켰을 경우를 가정하여 지하수두를 분석한 결과 취수량을 증가시켰을 경우 지하수두가 약2,.2m 감소하는 것으로 나타나 조사지역내의 지하수 거동은 양수정 가동조건과 주변지역에 분포되어 있는 정천의 취수량 변화에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.9-14
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• 2006

Open loop or ground water heat pump systems are the oldest of ground-source systems. Standing column wells can be used as highly efficient ground heat exchanger in geo-thermal heat pump systems, where hydrological and geological conditions are suitable. These systems require some careful considerations for well design, ground water flow, heat exchanger selection etc This paper describes 9round water temperature variations, performances in heat ins and cool ing mode and the results of ground water analysis.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.11 no.5
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• pp.7-14
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• 2008

Open channel type regenerative pump has been used in various industrial fields. It generates high pressure with low flow rate. However, it has low efficiency because of its complex flow pattern, We studied performance experiments and 3D numerical flow analysis of a regenerative pump. Through the numerical analysis, we could get the internal flow pattern and profile of a regenerative pump. Also, we examined leakage flow effects due to the gap between casing and impeller and stripper clearance. For the numerical analysis verification, we performed experiments and they had similar tendency at the design point.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.27 no.8
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• pp.1015-1022
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• 2003

Flows in a regenerative pump were calculated for several flow-rates, using the CFX-Tascflow. The calculated results show the vortex structure in the impeller and side channel. The predicted performance shows considerable discrepancy from the measured values for low flow rates. Main source of the difference is the leakage flow of pump strongly affecting the performance of pump. A simple correlation was proposed using calculated leakage flows through the simplified passage. One dimensional analysis were made for the recirculating flow and angular momentum transfer using calculated three dimensional data base.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.10 no.2 s.41
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• pp.46-53
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• 2007

An improved performance characteristics analysis model of a regenerative pump is proposed in the present paper. For its low characteristic speed, a regenerative pump generates high head with low flow rate. However, the efficiency is fairly low due to the skin friction between impeller and casing. Also, the complexity of its internal flow pattern makes prediction of performance characteristics difficult. In the present research, a one-dimensional analysis model was improved with consideration of disc friction loss, minor loss, and modified flow length, and the result was proven to be close in range with the results from experiments.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.2
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• pp.661-667
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• 1991

A performance of a regenerative pump has been analyzed using various pressure loss correlations. The predicted head and efficiency agree favorably with experimental data, which confirms the validity of the present analysis. In addition, performance improvement is made through the optimization of the open channel geometry configuration and the capacity of the regenerative pump. The optimized pump has better efficiency, higher head and larger flow coefficient. Moreover, its operation range is wider than that of the conventional unit.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.12
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• pp.1600-1607
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• 2004

Performance of a regenerative pump is evaluated based on the calculated through flows using the CFX-TASCflow code. Flow calculations are performed in one vane to vane space of the impeller and side channel. The flow is very complex three dimensional with a strong radial vortex due to centrifugal force and an axial vortex due to re-circulating flow between the impeller and the side channel. Momentum exchange on the plane between the impeller and the side channel are evaluated to estimate design parameters and viscous losses in the pump. The present study contributes to showing the capability of flow simulation of complex flow in the regenerative pump by comparing the calculated performance with the measured value.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.29 no.3 s.234
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• pp.306-313
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• 2005

The performance of a regenerative pump is affected by many parameters, especially blade shape of impeller, leakage flow in the clearance and head losses at the inlet & outlet. An impeller with J-shape blade was designed and 5 times scale up model was tested at similarity conditions to evaluate the performance. Performance variations with clearance change were executed. The amounts of leakage flow through the clearance were estimated using the one-dimensional leakage flow models and analysis. Main leakage flow is generated through the gap between the impeller and casing. The inlet & outlet head losses were also estimated. Such corrections are very important to evaluate the final performance of the impeller and pump. Cavitation test was also performed at 1,200 rpm. NPSH of the regenerative pump was obtained and growth of cavity within blades was visualized.