• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.618-619
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• 2010

Thermal transpiration device(Knudsen pump) having no moving parts can self-pump the gaseous propellant by temperature gradient only (cold to hot). We designed, fabricated the Knudsen pump and analyzed pressure gradient efficiency of membrane according to Knudsen number under vacuum condition. In this paper, we measured presented pumping efficiency of Knudsen pump according to Hanji membrane.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.12
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• pp.6053-6059
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• 2013

Heat pumps have attracted considerable attention as a green energy system because they use renewable energy, such as geothermal, solar energy and waste heat, and can have a low electricity consumption rate compared to other conventional electric heating system. Many studies of high efficient heat pump system design was performed previously,but it is not easy to find any an analytical model that consists of components (e.g. compressor, heat exchangers, and expansion valve), not only having an interrelation and interconnection each other but also being flexible to any change in geometry and operating parameters. In this study, a computational model was developed for a heat pump with warm air as a heat source using the one-dimensional modeling software, AMESim. In combination with an independently-developed analytical model for a scroll compressor, the heat pump model can simulate the physical characteristics and actual behavior of the heat pump precisely. In addition, the reliability of the model was improved by verifying the simulation results using experimental data. The simulation data fell into the 10% error range compared with the experimental data. The heat pump model can be used for system optimization studies of product development and applied to other applications in a range of industrial field.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.46 no.12
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• pp.80-86
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• 2009

In this paper, we present a new charge pump circuit feasible for the implementation with standard twin-well CMOS process technology. The proposed charge pump employs PMOS-switching dual charge-transfer paths and a simple two-phase clock. Since charge transfer switches are fully turned on during each half of clock cycle, they transfer charges completely from the present stage to the next stage without suffering threshold voltage drop. During one clock cycle, the pump transfers charges twice through two pumping paths which are operating alternately. The performance comparison by simulations and measurements demonstrates that the proposed charge pump exhibits the higher output voltage, the larger output current and a better power efficiency over the traditional twin-well charge pumps.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.8
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• pp.893-904
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• 2013

In this paper, a Kriging metamodel-based multi-objective optimization strategy in conjunction with an NSGA-II(non-dominated sorted genetic algorithm-II) has been employed to optimize the valve-plate shape of the axial piston pump utilizing 3D CFD simulations. The optimization process for minimum pressure ripple and maximum pump efficiency is composed of two steps; (1) CFD simulation of the piston pump operation with various combination of six parameters selected based on the optimization principle, and (2) applying a multi-objective optimization approach based on the NSGA-II using the CFD data set to evaluate the Pareto front. Our exploration shows that we can choose an optimal trade-off solution combination to reach a target efficiency of the axial piston pump with minimum pressure ripple.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.6 no.2
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• pp.197-204
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• 2007

Effect of rotor tip geometry on the performance of supersonic impulse turbine was investigated experimentally. Using the shrouded supersonic impulse turbine of the 30ton class liquid rocket engine turbopump as a base model, the measured performance of de-shrouded rotor was compared. The effect of nozzle-rotor overlap also has been investigated. It has been found that the magnitude of turbine efficiency is largely affected by the existence of the rotor shroud. However, measured efficiency sensitivity of the de-shrouded supersonic impulse turbine with respect to turbine tip clearance was relatively smaller than that of high performance reaction turbine. It also has been found that there exists nozzle-rotor overlap value which results optimum efficiency in supersonic impulse turbine.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.448-448
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• 2013

최근 생물학적 분석 기구에서 시료를 처리, 분리, 검출, 샘플링 또는 분석하기 위해 사용되는 마이크로펌프(Micropump)에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 전자소자의 성능과 신뢰성의 증진을 위한 전자소자의 열 문제를 해결하기 위해 냉각장치로 마이크로 펌프가 적용되기도 한다. 그 외에도 마이크로펌프는 다양한 분야에 응용이 가능하다. 마이크로펌프는 작동 방식에 따라 압전형, 공압형, 열공압형, 연동형 등의 여러 종류로 분류되고 있다. 그중에서도 최근에는 연동형 마이크로 펌프의 개발이 각광받고 있다. 기존의 연동형 펌프들은 다중 챔버를 가지고 있으며, 각각의 챔버 내에서 Dead volume이 많이 발생할 뿐만 아니라 이상적인 연동운동과는 차이가 많이 나는 문제점을 가지고 있다. 또한 압전방식과 열공압방식은 느린 응답성으로 인해 효율적인 유체 이동이 어렵다. 본 논문에서는 이상적인 연동운동을 구현하기 위하여 기존의 연동형 펌프의 단점을 보완하고, 하나의 챔버에 다중전극 구조를 가지는 정전기력방식의 연동형 펌프를 개발하였다. 정전기력방식으로 펌프를 구동함으로써, 저전력으로 펌프구동이 가능하며, 하나의 챔버에 다중전극을 설치함으로써 이상적인 연동운동을 재현하였다. 그리고 Dead volume을 최소화 하였다. 또한, 빠른 반응속도로 인해 효율적인 유체 이동을 실현시킬 수 있었다. 본 연구에서 제안된 마이크로 펌프의 구성은 크게 챔버, 박막, Inlet/outlet hole으로 구성되었다. 챔버는 Si-wafer에 wet etching 공정으로 제작 하였고 그 위에 알루미늄 박막을 200 nm 증착시켰다. 챔버는 가로 32 mm, 세로 5 mm, 깊이는 $15{\mu}m$, 부피는 $200{\mu}l$으로 제작되었다. 박막은 폴리이미드(polyimide)를 사용하여 $3{\mu}m$의 두께로 제작 되었으며, 폴리이미드 박막 사이에는 200 nm 두께의 4개의 알루미늄 박막 전극을 삽입시켰다. 삽입된 4개의 전극에 개별적인 전기신호를 보냄으로써 연동운동이 가능하다. Inlet/outlet hole은 직경 2 mm의 크기로 제작되었으며, 튜브를 연결하여 유체가 흐를 수 있는 체널을 형성하였다. 제작된 마이크로 펌프의 구동전압은 115 V이며, 인가되는 주파수를 1 Hz~100 KHz까지 변화시켜 유량을 측정하였다. 작동 유체는 공기이며, 유량측정은 튜브 내에 물방울을 삽입하여 시간에 따른 이동거리를 관측하였다. 측정결과 2.2 KHz에서 2.4 mm/min의 가장 높은 유량을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제안된 연동형 마이크로펌프는 이상적인 연동운동이 가능함으로써 기존의 연동형 방식의 문제점을 보완하였으며, 생명과학, 의학, 화학 등의 분야에서 적용이 가능하리라 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.2
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• pp.56-61
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• 2011

Performance test of a full-scale turbopump assembly for a 75 ton class liquid rocket engine was carried out at full speed. Model fluid was used as a working medium: liquid nitrogen for the oxidizer pump, water for the fuel pump, and hot air for the turbine. The turbopump was operated stably, satisfying the performance requirements. Head coefficient and flow coefficient of the pumps remained constant at the speed-increasing period. In terms of performance characteristics of pumps and turbine, the results from the turbopump assembly test showed a good agreement with those from the turbopump component tests.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.145.2-145.2
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• 2014

최근 반도체 산업의 급속한 발전으로 반도체 생산 설비 시설 또한 꾸준히 증설되어가는 추세이다. 이에 따라 반도체 산업의 핵심기술로 부각되고 있는 진공 기술은 다양한 응용목적을 위한 진공시스템 설계와 운영을 필요로 한다. 진공시스템의 알맞은 설계는 시스템 구성에 따른 진공특성을 예측하는 것이 중요하며 목적에 부합한 진공펌프를 선택하고 운영하여 최소비용으로 시스템 활용효율성을 극대화할 수 있는 설계를 해야 한다. 또한 공정의 저전력, 대유량화 추세에 따라 고유량 영역의 드라이펌프 부하 내구성 대응 요구에 부응하는 객관적 내구성평가의 정립 및 표준 측정 시험평가 방법의 필요성이 점차 대두되고 있는 경향에 있다. 본 연구에서는 드라이펌프의 공정현장 적응능력 평가를 위하여 최소 1시간에서 3시간동안 압력별 가스부하에 따른 드라이펌프의 실시간 특성을 관찰하였다. 실험은 1 mbar에서 최대 300 mbar까지의 연속적인 부하 조건에서 유량, 진동, 소음, 소비전력과 Sudden Vent Test를 실시간으로 측정하였고 드라이펌프의 특성 분석은 각 용량별 압력에 따른 유량, DP BP 소비전력, 소음, 진동, DP Body Temperature 등의 데이터를 Type에 따라 비교 분석하였다. 이에 부응하는 평가 장치 구축 및 데이터분석은 한국표준과학연구원 진공펌프 평가실험실에서 수행되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.27-32
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• 2010

Performance test of a full-scale turbopump assembly for a 75 ton class liquid rocket engine was carried out at full speed. Model fluid was used as a working medium: liquid nitrogen for the oxidizer pump, water for the fuel pump, and hot air for the turbine. The turbopump was operated stably, satisfying the performance requirements. Head coefficient and flow coefficient of the pumps remained constant at the speed-increasing period. In terms of performance characteristics of pumps and turbine, the results from the turbopump assembly test showed a good agreement with those from the turbopump component tests.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.605-609
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• 2010

The present paper describes a conceptual design of a turbopump which employs a planetary gear system. In a launcher system, weight is one of the most important design factor. In turbopump systems using propellants such as kerosene, or methane, single shaft systems are employed because of simplicity. One of the main disadvantages of this system, however, is the same rotational speed of both pumps and a turbine which forces to operate under non-optimum condition. To operate each component in optimum or favorable rotational speeds, a planetary gear system may be the best choice when the compactness and efficiency of a turbopump system is considered. A conceptual design and feasibility of the turbopump system adopting a planetary gear system is suggested.