• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.43-46
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• 2006

축열식 가열기는 주로 초음속 지상추진 시험설비의 고고도 조건 모사를 위하여 구축되는 장비로 이외에도 로켓 엔진 노즐의 추력 보정시험, 가스터빈 엔진 연소기 모사시험에 범용으로 사용할 수 있다. 한국항공우주연구원에서 보유하고 있는 축열식 가열시스템은 마하 $2{\sim}5$, 고도 $0{\sim}25km$의 범위에서 구동하는 초음속 지상추진시험설비의 전온도 모사를 목적으로 설계되었으며, 최고 모사 온도 1,300 K, 최고 가압압력 3.5 MPa의 성능을 낸다. 본 논문에는 본 원에서 구축한 축열식 가열기의 목표로 한 일본 JAXA RJTF에 구축되어있는 축열식 가열기에 대하여 정리하도록 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.48-54
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• 2002

본 논문에서는 간접 유도가열 되는 DPH시스템과 주파수 범위가 20kHz에서 50kHz사이에서 작동되는 전압형 직렬공진 고주파인버터를 이용하여 열 기체를 발생시키는 전압형 공진형 인버터에 관하여 설명하였다. 얇은 스텐레스 판재가 서로 스폿 용접되어 연결되어 있고 미세한 많은 구멍을 갖고있는 적층형 충진발열테로 특수하게 설계된 유도 가열기는 외부에 워크 코일로 감겨져 있는 불소수지계의 절연용기 안에 삽입되어 있다. 이 워크 코일은 공진형 인버터와 연결되어 있으며 유도가열기를 통해 흐르는 관 유체를 1단가열부에서 저압의 포화증기를 2단가열부에서 열방사성 증발유체를 생성하는 본 DPH시스템의 성능 및 효용성을 실용적인 측면에서 논의하고 평가 할 것이다.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.278-284
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• 2022

본 연구는 1차원의 Carbon nanotube (CNT)와 2차원의 MXene을 최적의 비율로 배합한 우수한 전기전도성과 발열특성을 가진 저차원 복합소재 기반 면상발열체를 제안한다. CNT와 MXene을 친환경 소재인 Waterborne polyurethane (WPU)과 배합하되, MXene과 CNT의 중량비율을 3:1, 1:1, 1:3, 1:7, 1:14로 다르게 적용하고 WPU는 동일한 비율로 적용하였다. 그 결과, CNT 비율이 높을수록 면저항이 낮아지고 발열온도가 높아지는 것을 확인하였다. MXene과 CNT를 1:7, 1:14로 배합하는 경우 CNT-WPU 면상발열체보다 더 낮은 면저항과 높은 발열온도를 보여주었다. 이는 1차원 CNT와 2차원 MXene의 최적 배합으로 고밀도 네트워크가 형성되어 평평한 표면이 형성되기 때문이다. 위 우수한 전기적 특성을 가진 저차원 복합소재는 플렉서블 소자에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1033-1036
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• 2002

Wafer bonding methods such as fusion and anodic bonding suffer from high temperature treatment, long processing time, and possible damage to the micro-scale sensor or actuators. In the localized bonding process, beating was conducted locally while the whole wafer is maintained at a relatively low temperature. But previous research of localized heating has some problems, such as non-uniform soldering due to non-uniform heating and micro crack formation on the glass capsule by thermal stress effect. To address this non-uniformity problem, a new heater configuration is being proposed. By keeping several points on the heater strip at calculated and constant potential, more uniform heating, hence more reliable wafer bonding could be achieved. The proposed scheme has been successfully demonstrated, and the result shows that it will be very useful in hermetic packaging. Less than 0.2 ㎫ contact Pressure were used for bonding with 150 ㎃ current input for 50${\mu}{\textrm}{m}$ width, 2${\mu}{\textrm}{m}$ height and 8mm $\times$ 8mm, 5mm$\times$5mm, 3mm $\times$ 3mm sized phosphorus-doped poly-silicon micro heater. The temperature can be raised at the bonding region to 80$0^{\circ}C$, and it was enough to achieve a strong and reliable bonding in 3minutes. The IR camera test results show improved uniformity in heat distribution compared with conventional micro heaters. For gross leak check, IPA (Isopropanol Alcohol) was used. Since IPA has better wetability than water, it can easily penetrate small openings, and is more suitable for gross leak check. The pass ratio of bonded dies was 70%, for conventional localized heating, and 85% for newly developed FP scheme. The bonding strength was more than 30㎫ for FP scheme packaging, which shows that FP scheme can be a good candidate for micro scale hermetic packaging.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.295-301
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• 2019

바이오샘플의 DNA를 대량 증폭할 수 있는 휴대형 실시간 중합효소연쇄반응(Real-time PCR) 기기에서 히터는 PCR 반응 온도를 제어하기 위한 중요한 요소 중의 하나이다. 보통 빠른 히팅을 위해 소형 PCR 칩에 집적화되어 있고, 반도체 공정을 이용하여 박막형태로 제작되어 PCR 칩 제작 단가가 높은 편이다. 따라서 본 연구에서는 값싸고 온도제어를 정확히 할 수 있는 히터로 칩 저항을 사용하는 것을 제안한다. 칩 저항을 사용한 히터는 구조가 단순하고 제작이 쉽다는 장점이 있다. $2.54{\times}2.54cm^2$ 크기의 실시간 PCR 칩 위에 칩 저항을 1개 또는 2개를 사용했을 때 온도분포를 시뮬레이션 하였고, 고른 온도분포를 갖는 PCR 칩을 제작했다. 또한 효율적인 PCR 칩 냉각을 위해 소형 fan이 내장된 하우징을 설계하였고, 3D 프린터로 제작했다. 온도제어는 마이크로프로세서를 이용한 PID제어법(Proportional-Integral-Differential control)을 적용했다. 온도상승비와 하강비는 각각 $18^{\circ}C/s$, $3^{\circ}C/s$이며, 각 PCR 반응 단계의 유지 시간을 30초로 하였을 때, 한 사이클은 약 2.66분이 걸렸고, 35 사이클은 약 93 분 내로 진행할 수 있었다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제7권3호
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• pp.63-68
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• 2021

국내의 전기히터 제조업체에서는 기존 제품의 효율을 향상시키는 기술 개발에 집중하고 있다. 선박 연료용 전기히터는 그 크기가 크고 소형화/고효율화에 대한 난이도가 높아 아직까지 기술개발을 시도하는 기업은 많지 않은 실정이다. 기존의 전기히터는 선박 엔진 연료의 유동경로가 단조롭기 때문에 가열매체의 열교환 튜브와의 접촉시간이 매우 짧아 가열 효율이 낮은 구조이며, 관형으로 제작되어 있기 때문에 가열효율과 무관하게 부피가 매우 크게 제작되므로 가열장치의 설치공간을 확보해야 한다. 이로인해 해외 선진사에서 적용하고 있는 관형 전기히터 장치는 내부의 특정부분이 손상되었을때 관형 가열기를 모두 분해하여야 하고, 열교환 튜브가 손상된 경우에는 열교환 튜브를 모두 분해해야 하므로 유지와 보수에 어려움이 있다. 본 연구에서는 250kW 용량급 판형 전기히터 가열기를 통해 시간당 10ton의 선박 엔진 연료를 가열할 수 있고, 최대온도를 150℃까지 설정할 수 있는 판형 전기히터에 대한 기초연구를 수행하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권4호
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• pp.173-179
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• 2008

The current machinery and tools of secondary channel of the nuclear power plants were produced in the carbon-steel and low-alloy steel. What produced with the carbon-steel occurs wall thinning effect from flow accelerated corrosion by the fluid flow at high temperature, high pressure. Several nuclear power plants in Korea have experienced wall thinning damage in the area around the impingement baffle-installed. Wall thinning by flow accelerated corrosion occurs piping system, the heat exchanger, steam condenser and feedwater heaters etc,. Feedwater heaters of many nuclear power plants have recently experienced sever wall thinning damage, which will increase as operating time progress. This study describes the comparisons between the numerical results using the FLUENT code and experimental data of down scale model.

• 방사성폐기물학회지
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• 제21권1호
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• pp.23-41
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• 2023

Coupled thermo-hydraulic-mechanical (THM) processes are essential for the long-term performance of deep geological disposal of high-level radioactive waste. In this study, a numerical sensitivity analysis was performed to analyze the effect of rock properties on THM responses after the execution of the heater test at the Kamaishi mine in Japan. The TOUGH-FLAC simulator was applied for the numerical simulation assuming a continuum model for coupled THM analysis. The rock properties included in the sensitivity study were the Young's modulus, permeability, thermal conductivity, and thermal expansion coefficients of crystalline rock, rock salt, and clay. The responses, i.e., temperature, water content, displacement, and stress, were measured at monitoring points in the buffer and near-field rock mass during the simulations. The thermal conductivity had an overarching impact on THM responses. The influence of Young's modulus was evident in the mechanical behavior, whereas that of permeability was noticed through the change in the temperature and water content. The difference in the THM responses of the three rock type models implies the importance of the appropriate characterization of rock mass properties with regard to the performance assessment of the deep geological disposal of high-level radioactive waste.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.553-561
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• 2010

한국원자력연구원에서는 초고온가스로를 모사할 수 있는 중형 헬륨 회로를 건설 중에 있다. 이 실험헬륨 회로에서 두 개의 전기 가열기가 헬륨 유체를 1 ~ 9 MPa 의 압력 하에서 $950^{\circ}C$ 까지 가열하게 된다. 이 실험 헬륨 회로의 설계 사양을 최적화하기 위하여, 본 연구에서는 두 개의 가열기 중 하류에 위치한 고온헬륨가열기 안의 복합열전달 현상을 전산유체역학으로 해석하였다. 해석 결과에서 헬륨 가열기 내 최대 온도는 허용 한계를 넘지 않았고, 이로써 선정된 기하구조의 열적 특성은 설계요건을 만족함이 확인되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.199-207
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• 2018

In this paper, an all-metal domestic induction heating (IH) system that can quickly identify ferromagnetic and non-ferromagnetic pots considering temperature changes in the working coil is designed. Load modeling is performed after analyzing the parameters of the pot material and the central misalignment of the working coil. To improve the performance and stability of the all-metal IH cooking heater, a power curve-fitting model is used to design a control system that quickly responds to load parameter fluctuations. In addition, a power control algorithm is established to compensate for the reference value by reflecting the increase in working coil temperature during heating of the non-ferromagnetic pot. The validity of the proposed control algorithm for the all-metal IH is verified by experiments using a 3.2 kW all-metal IH cooking heater.