• Title/Summary/Keyword: 저온냉동

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헬륨냉동계통의 헬륨가스 순도 제어 운전

  • Choe, Ho-Yeong;Son, U-Jeong;Lee, Mun;An, Guk-Hun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.171-171
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    • 2011
  • 헬륨냉동계통은 연구용 원자로인 하나로에서 냉중성자를 생산할 수 있도록 설치된 수조내기기 내의 감속재인 수소가 정상적으로 열 사이펀을 유지하기 위한 주요 계통이다. 헬륨냉동계통은 헬륨가스를 압축하는 헬륨 압축부분과 헬륨가스를 팽창시켜 저온을 생성시키는 헬륨 팽창부분으로 나누어진다. 헬륨 압축부분은 두 개의 스크류가 맞물려 회전하면서 약 1.05 bar(a)의 헬륨가스를 최대 13 bar(a)까지 압축시키는 압축기가 있으며, 헬륨 팽창부분인 냉동박스의 팽창 터빈은 self-acting gas bearing에 의해 구동되며, 저온모드 운전 시작시 헬륨 압축부분에서 일부의 가스는 팽창 터빈 축(shaft)으로 유입되어 회전속도가 서서히 증가하면서 고속으로 회전하여 극저온의 헬륨가스(14~18 K)를 생성하는 주요 기기이다. 헬륨을 팽창하는 부분인 냉동박스 내로 헬륨 압축가스를 유입하기 전에 압축된 헬륨가스 내 불순물의 순도를 분석하여 냉동박스의 주요 부품인 팽창터빈의 운전에 영향을 미치지 않는 것이 가장 중요하다. 따라서 헬륨 저압측에 헬륨가스 내 불순물 즉, 수소($H_2$), 수분($H_2O$), 질소($N_2$), 탄화수소류(CxHy) 및 오일(Oilaerosol) 등의 함량을 분석하기위해 가스 분석기가 설치되어 있으며, 냉동박스 내로 유입되기 전에 헬륨압축에서 순환되는 가스 내 불순물인 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일은 10 vpm 이하이어야 하며, 수소 함량은 0.1 % 이내이어야 한다. 헬륨 압축부분에서 순환되는 가스의 불순물이 요구 조건에 만족하도록 헬륨 고압측과 헬륨 저압측에 cryogenic adsorber를 설치하여 가스 내 불순물을 제거하는 가스순도제어 작업을 수행해야 한다. cryogenic adsorber를 사용하기 위해서는 장치 내의 불순 가스를 공정진공도(1.33 X $10^{-3}$ mbar) 이하로 진공배기하는 작업이 매우 중요하다. 이는 계통의 헬륨가스가 오염되지 않도록 하는 것으로 cryogenic adsorber 내에는 액체질소를 충전하여 액체질소 온도에 노출된 활성탄층을 헬륨가스가 흐르면서 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일 등이 제거된다. 이 논문에서는 헬륨냉동계통의 가스 순도 제어 작업을 통해 헬륨가스의 순도가 요구조건 이하로 만족하며, 팽창 터빈의 운전에 영향을 미치지 않음을 기술하고자 한다.

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2단 GM형 맥동관 냉동기 적용 크라이오 펌프 개발

  • Go, Jun-Seok;Park, Seong-Je;Go, Deuk-Yong;Kim, Hyo-Bong;Hong, Yong-Ju;Yeom, Han-Gil;Gang, Min-Jeong;Gang, Sang-Baek
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.85-85
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    • 2011
  • 반도체 생산 공정은 청정 환경을 요구하며, 이를 위해서는 고진공 환경이 필수적인 요소이다. 반도체 생산 라인의 고진공 환경 조성을 위해서는 주로 복합 분자 펌프와 크라이오 펌프가 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 상용 크라이오 펌프에 사용되던 GM 극저온 냉동기를 맥동관 냉동기로 대체하기 위한 연구를 수행하였다. 맥동관 냉동기는 저온부에 움직이는 부분이 없어 진동이 작고, 신뢰성이 높은 장점이 있어 이를 이용한 크라이오 펌프는 반도체 생산 공정의 공정 정밀도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 맥동관 냉동기는 크라이오 펌프에 사용하기 위하여 2단으로 구성되며, 저온부가 U자 형상으로 개발되었다. 상용화를 고려하여 로터리 밸브와 위상조절기구가 위치하는 상온부는 일체형으로 제작하였다. 제작된 맥동관 냉동기의 기초 냉각 성능 시험 결과 부하가 없는 조건에서 최저도달온도는 1단과 2단에서 각각 42.53 K과 8.68 K 이었으며, 부하 시험 결과 1단과 2단에서 각각 40 W at 82.97 K, 10 W at 20.51 K의 냉각 능력을 갖는 것으로 측정되었다. 개발된 맥동관 냉동기에 복사차폐막 및 1차, 2차 냉각판을 설치하여 크라이오 펌프를 구성하였고, 기체 질소에 대한 배기 속도 측정 시험을 수행하였다. 배기속도 측정 결과 배기속도는 2차 냉각판의 형상에 크게 영향을 받는 것이 확인되었으며, 약 650 L/의 배기속도를 갖는 것으로 측정되었다. 실험 결과를 바탕으로 크라이오 펌프로 작동시 맥동관 냉동기의 동작 특성 및 배기 속도 향상을 위한 방안을 논의하였다.

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Current Trend of Ultrahigh Vacuum Low Temperature Scanning Tunneling Microscopy (초고진공 저온 주사터널 현미경 장치의 최신 경향)

  • Ham, Ungdon;Yeom, Han Woong
    • Vacuum Magazine
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    • v.3 no.4
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    • pp.14-18
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    • 2016
  • In this article, we will summarize recent advances in ultrahigh vacuum (UHV) low-temperature scanning tunneling microscopy (STM) during the last decade. Leading STM groups have finished or are constructing UHV milli-Kelvin high magnetic field STM capable of a few tens of milli-Kelvin and ~ 10 tesla. Applications with UHV sub-Kelvin high magnetic STM have been increased since mid-2000's. Active research using UHV low temperature tuning fork atomic force microscopes and UHV photon low-temperature scanning tunneling microscopes will be introduced. Considering these advances of UHV low-temperature STM we will discuss next trend in STM in the near future.

Characteristics of Processed Food for Improvement Utilization of Sweet Persimmon (단감의 이용성 증진을 위한 특성 검토)

  • Choi, Yoon-Hee;Kim, Eun-Mi;Cho, Yong-Sik;Park, Shin-Young;Yang, Jeong-Min
    • Proceedings of the Korean Society of Community Living Science Conference
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    • 2009.09a
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    • pp.88-88
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    • 2009
  • 단감은 우리나라가 세계에서 가장 많은 양을 생산하는 대표 과일로 과잉생산과 수확기에 일시적인 홍수출하로 인한 가격이 하락하고, 기상이변에 의한 비상품 과일의 생산이 많아지나 전량 폐기되고 있으며, 유통 및 저장 중에 연화현상과 생리적장애로 품질이 저하되어 경제적 손실이 발생되므로 안정적 생산과 소비를 위하여 다양한 형태의 식품개발이 절실히 요구된다. 국내 감 생산량은 352,822톤이며 이 중 떫은감은 146,233톤(41.45%), 단감은 206,589톤(58.55%)으로 단감 생산량이 떫은감에 비하여 많으며 국내 단감 생산지는 진영, 순천, 문산, 담양, 장성 등 집단화 되어 있고, 원료확보가 유리하나 저장은 수확기인 10월 중순, PE필름 봉지에 넣고 밀봉하여 박스 등에 넣어 $0{\sim}1^{\circ}C$의 저온저장고에 이듬해 4월 중순까지 6개월 정도 저장 가능하나 저장비용이 많이 들고, 4월 이후에는 생리적 장해로 보관이 어렵다. 단감은 다른 과일에 비하여 높은 감미와 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 C, 식이섬유 및 리코핀 성분이 다량 함유되어 있고, 노화와 암 발생을 억제하는 폴리페놀물질이 풍부하여 건강 기능성 과일로 알려져 있다. 본 연구에서는 시중에서 구입한 단감의 저온저장 중 감모율 및 이용성 구명을 위하여 관련특성을 검토하였다. 단감을 3월에 구입하여 $5^{\circ}C$에 저온저장하여 보관기간별 감모율을 조사하였고, 단감의 전 처리 후 당도, pH, 색도, 수분함량 등을 조사하였다. 3월에 시중에서 구입하여 PE필름에 봉한 채 종이박스 넣어 $5^{\circ}C{\pm}2$ 저온저장고에 저장하여 1개월 후에 조사한 결과 정상과가 75.47%, 25%미만 장해과가 14.37%, 50%이상 장해과가 10.16% 이었고, 2개월 후는 정상과가 41.52%, 25%미만 장해과가 42.88%, 50%이상 장해과가 15.61%이었다. 단감을 꼭지제거, 박피, 제핵 후 절단하여 파쇄 후의 당도는 14.8 $^{\circ}Brix$, pH는 6.0, 수분은 56.7%, 색도 L값은 39.8, a값이 12.6, b값이 22.7이었다. 파쇄한 단감을 $-20^{\circ}C$에 1차 냉동하여 해동 후 당도는 냉동 전 $14.8^{\circ}Brix$에서 $14.2^{\circ}Brix$로, 2차 냉동 해동 후는 $12.6^{\circ}Brix$로 감소하였으며, 색도 L값과 a값 및 b값은 냉동 전에 비하여 감소하였고, 수분함량은 냉동 전 64.4%, 1차 냉동 해동 후에 82.78%, 2차 냉동 해동 후에는 84.09%로 증가하였다.

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A Study on the Dehumidification effect of Adsorbent at low Temperature (저온에서 흡착제의 제습효과에 대한 연구)

  • Lee, Min-Seok;Jeong, Yun-Ho;Lim, So-Min;Heo, Jae-Woo;Kim, Jong-Ryeol
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.21 no.4
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    • pp.177-182
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    • 2020
  • Interest in heat pumps is increasing as an eco-friendly and energy-saving heating method. In particular, in order to develop a heat pump capable of heating in a low-temperature area, research to prevent frost on the surface of the outdoor unit is increasing. In other words, when heating through a heat pump in a low-temperature area, a frost layer is formed on the surface of the outdoor unit, which lowers the heat transfer performance, thereby reducing the heating capacity. Therefore, in this study, an adsorption-type dehumidification system is attached to remove the moisture vapor of the air into the outdoor unit of the heat pump. It is believed that this study can suggest the most effective dehumidification method in low temperature regions. In addition, it is expected that a heat pump with high energy efficiency can be developed by attaching an adsorption dehumidifying system to the front of the outdoor unit of the heat pump.

Magnetic Refrigeration Apparatus at Room Temperature Using Concentric Halbach Cylinder Permanent Magnets (동심 원통형 Halbach 배열 영구자석을 이용한 상온 자기냉동장치)

  • Lee, Changho;Lee, Jong Suk
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.1
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    • pp.47-51
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    • 2017
  • Recently international cooperations are formed to deal with the environmental pollution of the atmosphere generated by the vapor compression refrigeration system. A refrigeration technique, which can replace existing CFC refrigerants that are the main cause of environmental contamination, has received greater attention. Magnetic refrigeration is a refrigeration technique using the magnetocaloric effect of the magnetic material, and is an eco-friendly refrigeration technology using the solid refrigerant instead of CFC refrigerants. Also it is regarded as an efficient refrigeration system to generate temperature difference between high and low sides using the temperature change of magnetic refrigerants according to the change of magnetic field, instead of using power-consuming and noisy compressor. In this paper, we introduce the magnetic refrigeration apparatus using concentric Halbach cylinder permanent magnets and the experimental results using the apparatus.