• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.140-144
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• 2002

A free piston and free displacer (FPFD) Stirling cryocooler has been widely used for the cooling infrared and cryo-sensor. The thermodynamic performance of the free piston and free displacer type (FPFD) Stirling cryocooler is highly dependent on the operating frequency of the linear compressor and the natural frequency of the displacer. In this study, to find optimal relation between operating and natural frequency of the displacer the dynamic characteristics of the displacer in the expansion space of the Stirling cooler was investigated by experiment. The experimental results show that the Stifling cryocooler has maximum cooling capacity at the operating frequency of about 0.8 times of the natural frequency of displacer. Therefore the operating frequency of the Stirring cryocooler should be determined by natural frequency of the linear compressor and displacer.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.111-117
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• 2003

In the design of the split type free displacer Stilting cryocooler the motion of the displacer is very important to decide the cooling capacity, which depends upon the working gas pressure, the swept volume in the compression space and the expansion space, operating frequency, the phase shift between piston and displacer, etc. In this study, Stirling cryocooler actuated by the electric farce of the dual linear motor is designed and manufactured. Cool down characteristics of the cold end with laser displacement sensor in the expander of the Stilting cryocooler is evaluated. The charging pressure was 15kg$_{f}$/$\textrm{cm}^2$ and operating frequency was 50Hz. Input power and the lowest temperature were about 32W and 67K, respectively. And, displacement of the piston is measured by LVDTs (Linear Variable Differential Transformers), displacement of thedisplacer is measured by laser optic method, and phase shift between piston and displacer is discussed. As the peak-to-peak pressure of the compressor was increased, peak-to-peak displacement of the displacer was increased. The peak-to-peak displacement of the displacer increases in the range of 0 - 64.5Hz(resonant frequency of the displacer), but decreases steeply when the operating frequency is bigger than the resonant frequency. Finally when the phase shift between displacements of the Piston and displacer is 45。, operating frequency is optimum and is decided by resonant frequency of the expander, mass and cross section area of the displacer and constant by friction and flow resistance.e.

• 대한방사선치료학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-5
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• 2002

I. 목적 : 방사선 치료 시 최적화된 체내 선량분포를 얻는 것은 정상조직의 장애를 줄이고 종양선량을 높여 치료 효율을 극대화하는데 매우 중요하다. 본원에서는 병변 부위가 한쪽으로 치우친 head&neck 환자 치료 시 정상조직(tongue)을 보호하기 위해 tongue displacer를 만들어 사용한다. 이에 본 저자는 tongue displacer사용의 치료 유용성을 평가 하고자 한다. II. 대상 및 방법 : head & neck 치료 환자 중 병변 부위가 인체의 정중선(MSP)을 기준으로 한쪽으로 치우친 환자를 대상으로 하였다. 사용된 실험재료로는 C-T (high speed advantage, GE,US), RTP System (3D RTP system, prowess, US), 치과용 인상제 주입기(caulk system, quixx, japan), tongue displacer 등이 있다. 실험 방법은 모의 치료나 planning C-T를 시행하기 전에 치료 환자에게 사용할 개인용 tongue displacer를 치과용 인상제로 자체 제작하였다. 제작 후 모의 치료를 시행하고 3D plan을 하기 위해 planning C-T를 촬영하게 되는데 이때 tongue displacer사용 유. 무에 따라 각각 촬영을 하였다. 촬영된 두 가지의 CT영상을 prowess를 이용하여 3D plan을 하게 되는데 이때의 plan parameter나 beam direction등 plan에서의 모든 조건은 모두 동일시하고 선량 분포 및 DVH(dose volume histogram)값을 비교하였다. III. 결과 : tongue displace의 사용 유. 무에 따른 3D plan상의 DVH 비교 결과 tumor volume 주위의 다른 organ들은 모두 비슷한 양상의 DVH를 보였으나 tongue에 있어서 큰 변화를 보였다. tongue displacer를 사용 시, 미 사용시 보다 tongue의 위치를 변화시켜 치료 부위 외의 tongue에 받는 방사선 피폭 면적을 줄일 수 있었고 그 결과 DVH상의 $50\%$ volume이 $16\%$ 정도 줄어드는 것이 확인되었다. IV. 결론 : tongue에 방사선을 조사하면 방사선 부작용으로 mucositis, ulcer, hemorrhage등의 pain(동통)이 수반되므로 치료환자의 음식물 섭취불량으로 체증감소 등 전신 쇠약으로 이어질 수 있다. head & neck 환자 중에서 병소 위치가 한쪽으로 치우쳐서 있을 경우 인상제를 이용하여 tongue displacer를 만들어서 사용하면 tongue 의 위치를 변화시켜 방사선 조사 야에서 제외시켜준다. 그러므로 방사선 치료 시 tongue의 부작용을 최소화 할 수 있고 환자의 방사선 치료 만족도를 높일 수 있다고 사료된다.

• 연구논문집
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• 통권30호
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• pp.25-32
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• 2000

A free piston and free displacer(FPFD) Stirling cryocooler for cooling infrared and cryo-sensors is currently under development at KIMM(Korea Institute of Machinery & Materials). A Stirling cryocooler is relatively compact, reliable, commercially available, and uses helium as a working fluid. The FPFD stirling cryocooler consists of two compressor pistons driven by linear motors which makes pressure waves and a pneumatically driven displacer piston with regenerator. The FPFD Stirling cryocooler employs 1) the Stirling cycle for refrigeration, 2) linear for driving the cryocooler, 3) spring and gas support systems, and 4) fine gap for clearance seals. It is the most suitable design for a mechanical cryocooler utilized in night vision environment. In order to get optimum operating frequency, natural frequency of piston and displacer, optimum phase angle between piston and displacer, cooling capacity, performance tests of the Stirling cryocooler by the frequency characteristics were performed.

• KSBB Journal
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• 제11권5호
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• pp.606-612
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• 1996

H형 Dowex 50W-X8 강산성 양이온 교환수지 결럼을 이용하여 glutamic acid를 치환전개하면셔 displacer의 농도를 증가시켜 인위적으로 결정화를 유도하였다. Displacer로 사용한 NaOH 놓도를 증 가시킴으로써 glutamic acid가 그 용해도 한계 이상 으로 농축되면서 컬럼내에서 이동도중 결정층이 형 성되었고 생성된 결정은 effluent stream을 따라 fraction collector로 회수되어졌다. 결정충이 이동하는 동안 clogging이나 압력강하의 문제점이 발생 하지 않았으며 1.0 M NaOH를 사용할 때 62% 의 glutamic acid가 결정으로 회수되었다. 수지로부터 치환되 어 나오는 $H^+$에 의한 OH 의 중화작용으로 인해 NaCI 보다는 NaOH가 효과적인 displacer임 을 알 수 있었으며 보다 sharp하고 농축된 band를 얻을 수 있었다 Glutamic acid 결정층의 이동속도 는 displacer 이통속도와 통일하였는데 그 이유는 결정이 이동하는 기작이 고정상의 interstitial fluid를 따라 이통하는 것이 아니라 일정한 두께의 결정층이 형성된 뒤에 앞경계변에셔는 계속 새로운 결정화가, 그리고 뒷경계변에서는 기존결정의 재용해가 일어나 면서 컬럼을 이동하는 것이며 또한 이 결정화 속도 와 재용해 속도가 비슷하게 균형을 이루고 있기 때 문이라고 설명할 수 있다. 이와 같은 이온교환중의 결정화 현상은 수지에 대한 선택도와 함께 용해도라 는 부가적 분리 인자를 통시에 사용함으로써 특정성 분의 분리효율을 높일 수 있으며 이온교환 후 추가 로 거쳐야 할 결정화 콩정의 부담을 줄일 수 있을 것이다. 결정화-재용해가 비슷한 속도로 반복되는 이통결정층이 형성된다는 관찰은 본 실험에서 사용 된 glutamic acid에만 적용할 수 있는 특이한 현상 일 수 있으며 aspartic acid 등 다른 저용해도 아미 노산에도 일반화할 수 있는 현상인지를 밝허가 위해 서는 보충 연구가 펄요하다. 더우기 이러한 결정화 현상은 단순히 용질의 용해도와 displacer 농도뿐만 아니라 pH, ionic strength, 사용하는 수지의 가교 도, mobile phase의 유속, 사용하는 컬럼의 제원에 도 영향을 받을 것이라고 사료되므로 결정회수율을 극대화하기 위한 최적조건의 도출 빛 그 적용범위의 확대에 대한 연구가 필요하다.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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• pp.63-66
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• 2002

A free piston and free displacer (FPFD) Stilting cryocooler for the cooling infrared and cryo-sensor is currently under development at Korea Institute of Machinery & Materials. In this study, the dynamic characteristics of the displacer in the expansion space of the Stirling cooler was investigated by experiment. The experimental results show that the Stirling cryocooler has maximum cooling capacity at the certain relation between operating frequency and natural frequency of the displacer and the operating frequency of the Stirling crycooler should be determined by natural frequency of the linear compressor and displacer.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.35-39
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• 2004

The split-type free displacer Stirling refrigerators have been widely used for the cooling of infrared sensors and HTS filters. The thermodynamic and electric performance of the Stirling refrigerator is depending on the design and operating parameters. In the Stirling refrigerator with a free displacer, the refrigeration power is a function of the pressure wave in the expansion space, dynamics of a displacer, driving frequency, and etc.. In this study, the analysis of the small Stirling refrigerator was performed to investigate the effects of design parameters on the cooling capacity. The results show the effects of charging pressure, driving frequency, cold end temperature, natural frequency of a displacer and volume of expansion space on the performance of the Stirling refrigerator.

• 에너지공학
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• 제26권1호
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• pp.9-22
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• 2017

A combined thermal and flow analysis was carried out to study the behavior and performance of a small, commercial LTD (Low-Temperature-Differential) heat engine. Laminar-flow solutions for annulus and channel flows were employed to estimate the viscous drags on the piston and the displacer and the pressure difference across the displacer. Temperature correction factors were introduced to account for the departure from the ideal heat transfer processes. The analysis results indicate that the work required to overcome the viscous drags on engine moving parts and to move the displacer is much smaller than the moving-boundary work produced by the power piston for temperature differentials in the neighborhood of $20^{\circ}C$ and engine speeds below 10 RPS. A comparison with experimental data reveals large degradations from the ideal heat transfer processes. Thus, heat-transfer devices inside the displacer cylinder are recommended.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2001년도 학술대회 논문집
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• pp.159-162
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• 2001

A Stirling cryocooler is relatively compact, reliable, commercially available, and uses helium as a working fluid. The FPFD stirling cryocooler consists of two compressor pistons driven by linear motors which makes pressure waves and a pneumatically driven displacer piston with regenerator. It is the most suitable design for a mechanical cryocooler utilized in night vision environment. In order to get optimum operating frequency, natural frequency of piston and displacer, optimum phase angle between piston and displacer, cooling capacity, performance tests of the Stirling cryocooler by the frequency characteristics were performed.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.55-61
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• 2001

A free piston and free displacer (FPFD) Stirling cryocooler for cooling infrared and cryo-sensor is currently under development at korea Institute of Machinery & Materials. The FPFD Stirling cryocooler consists of two compressor pistons driven by linear motors which make pressure waves and a pneumatically driven displacer piston with regenerator. It is the most suitable design for a mechanical cryocooler utilized in night vision environment In this study, performance test of the Stirling cryocooler with different length of the split tube and operating frequency were performed to get characteristics of the cryocooler.