• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보 분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동 제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm 까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권1호
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• pp.57-62
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• 2017

이 논문의 목적은 원자력 발전소의 급수 펌프인 왕복동식 펌프의 연속적인 사용으로 인한 점진적인 성능저하의 정도를 진단하는 방법을 개발하는 것이다. 일반적으로 이러한 점진적인 성능 저하는 너무 서서히 진행되기 때문에 기존의 진단 방법으로는 그 성능 저하의 정도를 판단하기 어렵다. 하지만 정상 상태의 파라미터들을 제공하는 기계가 있다면, 현재의 상태와 비교하여 성능 저하의 정도를 파악하는 것이 가능해 진다. 이 논문은 점진적인 성능 저하를 식별하는데 사용할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 건강한 상태의 펌프의 정보를 제공하는 에뮬레이터를 FPGA 사용하여 개발하는 과정을 보이고, 실제 펌프로부터 수집한 데이터와 비교하여 에뮬레이터가 동작한다는 것을 보인다.

• 에너지공학
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• 제15권4호
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• pp.235-242
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• 2006

본 연구는 공기 열원 열펌프의 성능 향상을 위한 연구로써 제상 방법으로 고온냉매 우회방법을 사용하고 내부열교환기를 장착한 열펌프 시스템의 성능을 ISO5151의 표준제상 조건에서 실험하였다. 실험은 고온냉매 우회방법과 가장 일반적인 제상 방법인 시간주기 제상방법을 비교하였으며 착상 발생 후 압축기 출구의 고온냉매를 실외기 입구로 우회시킬 때 실외기 홴 속도를 정상속도에 대하여 0%, 30%, 60%, 90%로 변화 시키면서 열펌프의 성능변화를 관찰하였다. 연구결과 210분의 열펌프 가동시간 동안 고온냉매 우회방법은 시간주기 제상방법 보다 $2.2{\sim}6%$ 높은 평균 성능계수를 나타냈으며 고온냉매 우회방법에서는 실외기의 홴 속도가 60%일 때 가장 좋은 성능계수와 난방용량을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.92-92
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• 2011

지식경제부의 청정제조기반 산업원천개발사업의 일환으로 진행 중인 "초고진공펌프 개발" 과제 중 제 3 세부 과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제에서 추진된 연구결과를 소개한다. 국내 초고진공펌프 개발 수준의 선진화를 위한 기본적인 초석 확립은 현존하는 모든 진공 발생 장치의 국제적 신뢰성이 있는 완벽한 성능평가의 구현에 있다고 할 수 있다. 크라이오펌프 및 복합분자펌프의 최종 상용화 단계에 진입하기 위한 목적으로 핵심부품의 진공, 기계적 특성평가, 운전상태 및 진공특성평가, 신뢰성 확보/공정대응성 평가를 위한 관련 기술 및 장치가 개발되었으며, 시작품 단계의 기 개발품을 평가 진단하는 사업 추진단계에 진입하고 있다. 현재 구축되고 있는 저진공/고진공펌프의 성능평가장치의 개요를 소개하면서 향후 크라이오 펌프 및 터보분자펌프의 개발 및 상용화 단계에서 필요한 국제적 규격 및 내부적 가이드라인을 기 수행되고 있는 측정 데이터베이스에 근거하여 제시하고자 한다. 또한 향후 2년간의 최종 상용화에 필요한 국제 신뢰성, 공정대응성 확보 등 핵심사업 추진내용 및 infra 구축의 상세설계 로드맵 초안을 고찰하고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1141-1144
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• 2010

본 연구에서는 난방운전시 저온 및 착상 조건에서 히트펌프 칠러의 성능을 조사하고자 하였다. 실험은 항온항습 기능을 가진 공기엔탈피 방식의 칼로리미터와 항온수조를 사용하여 수행되었으며, 실외온도조건을 설정한 후에 히트펌프 칠러의 성능을 실험으로 측정하였다. 외기조건이 $-7^{\circ}C$에서 $-15^{\circ}C$까지 변화함에 따라 시스템의 성능과 COP는 표준온도 조건의 실험값 보다 약 48~87%까지 감소하였다. 착상 실험에서는 시간 변화에 따라 출구수온이 표준온도를 기준으로 74% 감소하였다. 본 연구로부터 히트펌프 칠러의 설계 기초자료 획득 및 신뢰성을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.70-79
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• 2018

한국중부발전 제주화력본부에서 방류되는 온배수로부터 열원을 회수하여 약 3 km의 원거리에 위치하고 있는 신촌백합영농조합법인의 시설온실에 냉온수를 공급하기 위한 300 RT 용량의 열펌프 시스템을 구축하였다. 원거리 시설로 온배수열을 공급하기 위한 최적화 방안을 도출하였고, 수송관로의 온도와 누수여부를 모니터링하기 위한 설비들이 설치되었다. 본 논문에서는 제주 시설온실 냉난방을 위한 발전소 온배수 활용 열펌프 시스템의 구성과 주요기기에 대해 기술하였다. 2018년 하절기에 열펌프 시스템의 냉방성능을 평가하기 위한 실증운전을 수행하였다. 냉방운전 시 열펌프 시스템의 주요 위치에서 측정된 유체의 온도와 유량, 그리고 냉방 성능계수를 분석하여, 구축된 열펌프 시스템의 안정성과 냉방성능을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.141.2-141.2
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• 2014

크라이오 펌프는 반도체 임플란타 공정, OLED 분야, 신소재 개발, 표면분석 및 처리, 의료분야, 입자가속기, 핵융합 등 다양한 진공분야에 응용되는 고진공용 극저온펌프이다. 특히 향후 디스플레이 분야에서 OLED가 시장을 주도할 것으로 예상되는 가운데, 점점 대형화 되어가는 OLED 장비에 가장 적합한 고진공 펌프로써 크라이오 펌프가 주목을 받고 있다. OLED 디스플레이 제조공정 중에서도 화소형성 공정을 위한 챔버는 특별히 진동특성에 민감하다. 유기물 증착공정을 진행하기 위해서 글라스 전단에 쉐도우 마스크를 설치하는데, 글라스의 크기가 증가하면서 초래된 처짐문제 그리고 장비의 진동특성과 글라스와 마스크 사이의 간섭문제 등이 제품의 수율에 큰 영향을 미치면서 향수 시급히 해결해야 할 필수 과제로 주목 받고 있다. 그러나 대부분의 상용 크리이오 펌프는 G-M형식의 냉동기를 장착하기 때문에 그 원리 상 제조사에 관계없이 일반적으로 큰 진동특성을 가진다. 이에 GVT에서는 OLED 공정에 적합한 보다 정숙하고 진동특성이 개선된 550 mm구경의 크라이오 펌프 개발을 진행하였다. 그 결과 펌프의 성능은 동종 경쟁모델과 동등 이상의 수준을 유지하고 진동성분은 동종모델 대비 50%이상 개선된 펌프를 개발할 수 있었다. 그리고 시장에 보다 좋은 제품을 출시하기 위해서 현재 성능과 진동특성을 계속해서 튜닝 중에 있다. 진동개선은 크게 2가지 방향으로 진행되었는데, 첫째는 펌프 측면에서 진행한 것이고 둘째는 냉동기 측면에서 진행한 것이다. 후자는 현재 대외비로 개발을 진행 중에 있으며 본 발표에서는 전자에 관한 것으로 펌프 측면에서 진동특성을 개선한 부분이다. 결국 크라이오 펌프의 진동은 진동원인 냉동기에서 발생하는 것이므로 냉동기와 펌프를 구조적으로 고립시키는 방법을 사용하였다. 즉, 냉동기와 펌프 사이에 댐핑 시스템 플랜지를 장착하여 진동원인 냉동기로부터 진동성분이 펌프 측으로 전달되는 것을 차단한 것이 본 기술의 핵심이다. GVT에서는 당 기술로 국내특허등록을 완료하였다(특허-10-1289394_진동 저감을 위한 댐핑 플랜지 조립체 및 이를 갖는 크라이오 펌프).

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.1-7
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• 2009

최근 연료경제성 및 강화되는 배출가스 규제를 만족하기 위하여 대체연료의 하나인 LPG에 대한 수요가 증가하고 있다. 현재 LPG 차량에 적용되고 있는 제3세대 LPG 연료공급방식인 LPLi(Liquid Phase LPG Injection) 시스템은 가솔린 차량과 비교하여 배출가스는 적게 배출하면서 동등한 출력을 낼 수 있게 하는 핵심 기술이다. LPG 연료를 고압의 액상 상태로 공급하기 위해서는 LPG 펌프가 필요하다. 연료펌프의 성능을 저하 시킬 수 있는 연료 내 불순물을 제거하기 위하여 연료펌프에는 연료필터가 장착되어 있으며 장착되는 연료필터의 종류에 따라서 연료펌프의 성능도 변하게 된다. 본 연구에서는 임펠라 방식을 채택한 LPG 연료펌프에서 극세사, 이중메쉬, 외장형 필터의 세 가지 필터에서 부하별 토출성능 및 효율을 파악하였으며 온도 변화에 따른 펌프유량 변화를 측정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권4호
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• pp.70-75
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• 2006

액체로켓용 터보펌프의 설계과정에서 정확한 성능예측을 위해서 인듀서, 임펠러, 볼류트, 실 등의 펌프의 모든 부분을 포함한 유동해석을 수행하였다. 계산시간을 줄이기 위해서 인듀서와 임펠러는 주기조건을 사용하여 하나의 블레이드 통로만 해석하였으며, 인듀서와 임펠러, 임펠러와 볼류트 등의 상호작용은 정상적 해석법인 혼합면 기법을 사용하였다. 펌프의 모든 부분을 포함한 계산을 통하여 인듀서, 임펠러, 볼류트 등의 단독 유동해석을 통해서는 예측할 수 없는 펌프설계의 매우 중요한 부분인 축추력 등을 예측할 수 있었으며, 각 부품이 전체 성능에 미치는 영향을 자세히 파악할 수 있었다. 계산결과를 실험결과와 비교하였는데, 양정, 효율, 볼류트 외벽 압력분포 등에서 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 실험으로 검증하지는 못하였지만, 축추력, 반경방향 힘 등의 예측값도 설계요구조건을 만족시키는 것으로 나타났다. 따라서 펌프의 전부분을 포함한 유동해석법은 터보펌프의 설계 및 성능예측에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4197-4203
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• 2013

본 실험연구는 인버터 압축기를 적용한 실내기 3실을 가진 멀티형 열펌프 시스템의 난방운전 시 열펌프의 난방성능을 연구하였다. 멀티형 열펌프의 운전특성은 항온항습 기능을 가진 공기엔탈피방식의 멀티형 칼로리미터를 이용하여 측정되었다. 난방표준 및 난방저온 온도조건에서 실내기 운전조합에 따른 실험을 수행하여 난방성능 변화를 관찰하였다. 실내기 3실을 가진 열펌프의 실내기 운전조합에 따른 난방표준 및 난방저온 운전에서 난방능력, 난방 COP, P-h선도로부터, 3실을 가진 열펌프의 운전특성과 냉매 사이클의 거동을 조사하였다. 열펌프의 운전부하와 성능은 실내기 조합에 의한 부분부하에 의존하므로 열펌프의 난방능력과 사이클의 거동은 다르게 관찰되었다. 표준온도 시험조건 대비 저온 시험조건의 난방능력과 난방 COP는 감소하였다. 또한 실내기 조합에 대한 냉매사이클은 P-h 선도를 사용하여 분석되었다.