KR100578692B1

KR100578692B1 - A thermal vacuum chamber system and a method for controlling the same

Info

Publication number: KR100578692B1
Application number: KR1020040110829A
Authority: KR
Inventors: 이상훈; 서희준; 조혁진; 우창욱; 문귀원; 최석원
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-05-12

Abstract

본 발명은, 내부로 냉각 유체가 유출입하는 쉬라우드를 구비하는 열진공 챔버 장치에 있어서, 적어도 액상 냉각 유체 저장소를 포함하는 냉각 유체 저장부와, 상기 냉각 유체 저장부와 유체 소통되고, 상기 쉬라우드로의 액상 냉각 유체 공급을 제어하는 액상 제어 밸브를 포함하는 액상 냉각 유체 공급부와, 상기 냉각 유체 저장부와 유체 소통되고, 상기 쉬라우드로의 기상 냉각 유체 공급을 제어하는 기상 제어 밸브를 포함하는 기상 냉각 유체 공급부를 구비하여 상기 쉬라우드와 유체 소통을 이루는 냉각 유체 공급부; 상기 쉬라우드의 일면 상에 부착되어 표면으로부터의 음향 방출 신호를 검출하는 음향 방출 신호 검출 수단; 상기 음향 방출 신호 검출 수단으로부터의 음향 검출 신호를 사전 설정 주파수를 기준으로 필터링하여 상기 쉬라우드의 누설 여부를 판단하고, 상기 액상 제어 밸브 및 상기 기상 제어 밸브로 밸브 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 열진공 챔버 장치 및 이를 제어하기 위한 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermal vacuum chamber apparatus having a shroud through which a cooling fluid flows in and out, wherein the cooling fluid reservoir includes at least a liquid cooling fluid reservoir, and is in fluid communication with the cooling fluid reservoir. A gas phase comprising a liquid phase cooling valve including a liquid phase control valve for controlling a liquid phase cooling fluid supply to the furnace, and a gas phase control valve in fluid communication with the cooling fluid reservoir and controlling a gas phase cooling fluid supply to the shroud. A cooling fluid supply having a cooling fluid supply and in fluid communication with the shroud; Sound emission signal detection means attached to one surface of the shroud to detect an acoustic emission signal from a surface; And a controller which filters the sound detection signal from the sound emission signal detecting means based on a preset frequency to determine whether the shroud is leaked and outputs a valve control signal to the liquid state control valve and the gas phase control valve. It provides a thermal vacuum chamber apparatus and a method for controlling the same.

Description

Thermal vacuum chamber system and a method for controlling the same

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view of a thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 개략적인 개념도.2 is a schematic conceptual view of a thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 개략적인 개념도.3 is a schematic conceptual view of a thermal vacuum chamber apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4a는 시험 모델로서의 이중 벽 구조의 쉬라우드의 사시도.4A is a perspective view of a shroud of double wall construction as a test model.

도 4b는 도 4a의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 부분 단면도.4b is a partial cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 4a;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110...열 진공 챔버 120...쉬라우드110 ... thermal vacuum chamber 120 ... shroud

121...쉬라우드 유입구 123...쉬라우드 배출구121 Shroud inlet 123 Shroud outlet

125...쉬라우드 유입 라인 127...쉬라우드 배출 라인125 ... shroud inlet line 127 ... shroud outlet line

130...냉각 유체 저장부 130a...액상 냉각 유체 저장소130 ... Cooling fluid reservoir 130a ... Liquid cooling fluid reservoir

130b...기상 냉각 유체 저장소 140...냉각 유체 공급부130 b.Gas cooling fluid reservoir 140 ... Cooling fluid supply

140a,140b...액상/기상 냉각 유체 공급부 140a, 140b ... liquid / gas cooling fluid supply

141a,141b...액상/기상 제어 밸브부141a, 141b ... liquid / phase control valve section

150...음향 방출 신호 검출 수단 160...제어부150 ... sound emission signal detection means 160 ... control unit

161...증폭기 163...필터부161 Amplifier ... 163 Filter Section

165...AD 변환기 167...신호 발생기165 ... AD converter 167 ... signal generator

170...경보 장치 180...디스플레이 장치170 ... Alarm Unit 180 ... Display Unit

200...시험 모델 이중 벽 구조 쉬라우드 210...엠보싱200 ... Trial model double wall structure shroud 210 ... embossing

220...용접부 230...유체 유입구220 welds 230 fluid inlets

240...음향 방출 신호 검출 수단 250...증폭기240 ... sound emission signal detection means 250 ... amplifier

260...주파수 검출 및 저장 수단260 ... frequency detection and storage means

본 발명은 열 진공 챔버 장치, 보다 상세하게는 내부로 냉각 유체가 유출입하는 쉬라우드를 구비하는 열 진공 챔버 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a thermal vacuum chamber apparatus, and more particularly to a thermal vacuum chamber apparatus having a shroud into which a cooling fluid flows in and out.

우주 환경은 고진공 환경과, 고온 및 극저온 환경으로 대변되는 가혹 환경이다. 이와 같은, 가혹 환경 하에서 작동하는 위성체는 지상에서와는 다른 특성을 나타내게 된다. 특히, 고진공 환경, 예를 들어 10^-5 torr 이하의 진공 환경 하에서는 위성체의 부품들로부터 탈기 현상(outgassing)이 발생한다. 이와 같은 탈기된 물질들은 이차 면경(second surface mirror), 광학 렌즈, 태양 전지 커버 글라스 등과 같은 위성체의 중요 요소에 부착되어 위성체를 오염시킬 수도 있다. 또한, 위성체 등이 -170??의 초저온 상태와 같은 극한의 상태에 노출되는 경우, 위성체 부품들의 수축으로 인한 파손이 발생할 수도 있다.The space environment is a harsh environment represented by a high vacuum environment and a high temperature and cryogenic environment. Such satellites operate in harsh environments and exhibit different characteristics from the ground. In particular, outgassing takes place from the components of the satellite under high vacuum environments, for example vacuum environments of 10 ⁻⁵ torr or less. Such degassed materials may adhere to critical elements of the satellite, such as a second surface mirror, an optical lens, a solar cell cover glass, or the like, to contaminate the satellite. In addition, when the satellite body is exposed to an extreme state such as an ultra low temperature state of -170 °, damage due to shrinkage of the satellite body parts may occur.

이와 같은 극한 상황에 위성체 등이 노출되는 경우, 열 제어, 전력 생산 및 관측 기능과 같은 위성체의 작동이 저해되거나, 경우에 따라서는 위성체의 기능을 상실케 할 수도 있다. When such satellites are exposed to such extreme conditions, the operation of satellites such as thermal control, power generation and observation functions may be impeded or, in some cases, satellites may be lost.

따라서, 위성체 등이 우주 환경에 노출되기 전에 위성체 등을 모사 우주 환경에 노출시켜, 선처리하거나 발생 가능한 문제점을 관측함으로써, 위성체에 대한 작동 및/또는 설계 신뢰도를 증대시킬 수 있다. Accordingly, by exposing the satellites to a simulated space environment before the satellites are exposed to the space environment, the operation and / or the design reliability of the satellites can be increased by observing a preprocessing or possible problem.

위성체 등의 오염 물질 선처리 및 관측을 위하여 사용되는 모사 우주 환경은 주로 열 진공 챔버 내에서 이루어진다. 열 진공 챔버는, 외부에 배치되는 진공 펌프를 통하여 챔버 내의 기체를 외부로 배출시킴으로써 고진공 상태, 예를 들어 10^-5 torr 이하의 고진공 상태를 유지하는 고진공 장치 및 열 진공 챔버 내에 배치되는 위성체 등과 열 교환을 이루는 쉬라우드(shroud)와 같은 열 교환기를 구비한다.The simulated space environment used for pretreatment and observation of pollutants, such as satellites, is mainly made in a thermal vacuum chamber. The thermal vacuum chamber is configured to heat a high vacuum device that maintains a high vacuum state, for example, a high vacuum state of 10 ⁻⁵ torr or less by discharging gas in the chamber to the outside through a vacuum pump disposed outside, and a satellite body disposed in a thermal vacuum chamber and the like. It is provided with a heat exchanger such as a shroud to make the exchange.

열 진공 챔버 내의 고진공 상태를 유지하기 위해서는, 고진공 장치의 우수한 성능과 더불어, 열 진공 챔버의 우수한 기밀성이 요구된다. 또한, 열 교환 장치로서의 쉬라우드의 경우에도, 쉬라우드 자체의 열 교환 성능과 더불어, 쉬라우드의 자체의 기밀성이 요구된다. 즉, 초저온 상태의 열 교환을 위하여 쉬라우드 내부에는 유로가 형성되고, 유로를 따라 냉각 유체가 유동함으로써, 쉬라우드의 표면을 통하여 대상체와 열 전달을 이루게 되는데, 이 때, 쉬라우드의 일측에 균열 내지 누설 부위가 발생하는 경우, 쉬라우드 내부를 유동하던 냉각 유체가 대상체로 누설 되거나, 또는 누설된 냉각 유체로 인하여 열 진공 챔버 내의 급격한 압력 변화가 수반되어 열 진공 챔버 내에서 복사에 의한 열전달 뿐만 아니라 열전달이 급속하게 발생하는 대류에 의한 열전달이 발생함으로써, 위성체와 같은 대상체에 손상이 생기는 문제점이 있을 수도 있다. In order to maintain the high vacuum state in the thermal vacuum chamber, in addition to the excellent performance of the high vacuum apparatus, the excellent airtightness of the thermal vacuum chamber is required. In the case of a shroud as a heat exchanger, the shroud's own airtightness is required in addition to the heat exchange performance of the shroud itself. That is, a flow path is formed inside the shroud for heat exchange in the cryogenic state, and a cooling fluid flows along the flow path, thereby achieving heat transfer with the object through the surface of the shroud, wherein a crack is formed at one side of the shroud. To the leaking site, the cooling fluid flowing inside the shroud leaks to the object, or the leaked cooling fluid is accompanied by a sudden change in pressure in the thermal vacuum chamber, and not only heat transfer by radiation in the thermal vacuum chamber, There may be a problem that damage occurs to an object such as a satellite due to heat transfer caused by convection in which heat transfer occurs rapidly.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쉬라우드에 미세 균열이 발생하는 경우,이를 감지 및 검출하여 쉬라우드의 냉각 유체 유동을 제어함으로써, 대상체에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있는 구조의 열 진공 챔버 장치 및 이를 제어하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, when the micro-crack occurs in the shroud, by detecting and detecting it to control the flow of the cooling fluid of the shroud, the structure of the structure that can prevent damage to the object It is an object of the present invention to provide a thermal vacuum chamber apparatus and a method of controlling the same.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따르면, 본 발명은, 내부로 냉각 유체가 유출입하는 쉬라우드를 구비하는 열진공 챔버 장치에 있어서, 적어도 액상 냉각 유체 저장소를 포함하는 냉각 유체 저장부와, 상기 냉각 유체 저장부와 유체 소통되고, 상기 쉬라우드로의 액상 냉각 유체 공급을 제어하는 액상 제어 밸브부를 포함하는 액상 냉각 유체 공급부와, 상기 냉각 유체 저장부와 유체 소통되고, 상기 쉬라우드로의 기상 냉각 유체 공급을 제어하는 기상 제어 밸브부를 포함하는 기상 냉각 유체 공급부를 구비하여 상기 쉬라우드와 유체 소통을 이루는 냉각 유체 공급부; 상기 쉬라우드의 일면 상에 부착되어 표면으로부터의 음향 방출 신호를 검출하는 음향 방출 신호 검출 수단; 상기 음향 방출 신호 검출 수단으로부터의 음향 검출 신호를 사전 설정 주파수를 기준으로 필터링하여 상기 쉬라우드의 누설 여부를 판단하고, 상기 액상 제어 밸브부 및 상기 기상 제어 밸브부로 밸브 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 열진공 챔버 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention, in the thermal vacuum chamber device having a shroud in which the cooling fluid flows in, the cooling fluid storage unit including at least a liquid cooling fluid reservoir and A liquid cooling fluid supply portion in fluid communication with the cooling fluid reservoir and in fluid communication with the cooling fluid reservoir, the liquid cooling fluid supply comprising a liquid phase control valve for controlling the supply of liquid cooling fluid to the shroud. A cooling fluid supply part in fluid communication with the shroud including a vapor cooling fluid supply part including a gas phase control valve part controlling a gaseous cooling fluid supply; Sound emission signal detection means attached to one surface of the shroud to detect an acoustic emission signal from a surface; A controller which filters the sound detection signal from the sound emission signal detecting means based on a preset frequency to determine whether the shroud is leaked, and outputs a valve control signal to the liquid phase control valve unit and the meteorological control valve unit; It provides a thermal vacuum chamber device comprising.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따르면, 상기 열 진공 챔버 장치를 제어하는 방법으로서, 상기 쉬라우드와 동일한 재질의 시험 모델 쉬라우드로부터, 상기 시험 모델 쉬라우드의 미세 균열이 발생하는 주파수 신호를 검출하는 단계; 검출된 상기 주파수 신호를 사전 설정 주파수로 설정하여 상기 제어부에 입력하는 단계; 상기 액체 냉각 유체 공급부를 통하여 상기 쉬라우드로 액체 냉각 유체를 제공하는 단계; 상기 쉬라우드의 일면 상에 부착된 음향 방출 신호 검출 수단으로부터, 상기 쉬라우드의 일면으로부터 발생하는 음향 방출 신호를 검출하고, 상기 검출된 음향 방출 신호를 제어부로 입력하는 단계; 상기 제어부가 입력된 상기 음향 방출 신호를 상기 사전 설정 주파수를 기준으로 필터링하여 상기 쉬라우드의 누설 여부를 판단하고, 상기 액상 제어 밸브부 및 상기 기상 제어 밸브부에 밸브 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 진공 챔버 장치를 제어하는 방법을 제공한다. In addition, according to another aspect of the present invention, a method for controlling the thermal vacuum chamber apparatus, the method for detecting a frequency signal generated by the micro-cracks of the test model shroud from the test model shroud of the same material as the shroud step; Setting the detected frequency signal to a preset frequency and inputting the same to the controller; Providing a liquid cooling fluid to the shroud through the liquid cooling fluid supply; Detecting an acoustic emission signal generated from one surface of the shroud from the acoustic emission signal detection means attached to one surface of the shroud, and inputting the detected acoustic emission signal to a controller; And determining, by the controller, whether the shroud is leaked by filtering the input sound emission signal based on the preset frequency, and outputting a valve control signal to the liquid phase control valve unit and the meteorological control valve unit. It provides a method for controlling a thermal vacuum chamber device, characterized in that.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 열 진공 챔버 장치(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 열 진공 챔버(110)는 지면의 상부에 배치된다. 열 진공 챔버(110)는 위성체와 같은 대상체의 반입을 위해 개폐 가능한 구조의 열 진공 챔버 헤드(110a) 및 열 진공 챔버 본체(110b)를 구비한다. 열 진공 챔버(110) 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 펌프 등과 같은 구성 요소들은 생략되었다. 1 is a schematic perspective view of a thermal vacuum chamber apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The thermal vacuum chamber 110 is disposed above the ground. The thermal vacuum chamber 110 includes a thermal vacuum chamber head 110a and a thermal vacuum chamber body 110b having a structure that can be opened and closed for carrying in an object such as a satellite body. Components such as a vacuum pump for vacuuming the inside of the thermal vacuum chamber 110 are omitted.

열 진공 챔버(110)는 열 진공 챔버 지지대(300)에 의하여 지지된다. 열 진공 챔버 지지대(300)는 열 진공 챔버 헤드 지지대(300a)와 열 진공 챔버 본체 지지대(300b)를 포함한다. 열 진공 챔버 헤드(110a)는 열 진공 챔버 헤드 지지대(300a)에 의하여 지지되고, 열 진공 챔버 본체(110b)는 열 진공 챔버 본체 지지대(300b)에 의하여 지지된다. The thermal vacuum chamber 110 is supported by the thermal vacuum chamber support 300. The thermal vacuum chamber support 300 includes a thermal vacuum chamber head support 300a and a thermal vacuum chamber body support 300b. The thermal vacuum chamber head 110a is supported by the thermal vacuum chamber head support 300a, and the thermal vacuum chamber body 110b is supported by the thermal vacuum chamber body support 300b.

열 진공 챔버 지지대(300)는 지면 또는 플레이트 상에 형성된 이송 레일(310)을 따라 이동 가능한 구성을 취할 수도 있다. 즉, 열 진공 챔버 헤드 지지대(300a) 및/또는 열 진공 챔버 본체 지지대(300b)의 하부에는 이송 레일(310)과 맞물리는 이송 가이드부(미도시)가 형성되어, 열 진공 챔버 헤드 지지대(300a) 및/또는 열 진공 챔버 본체 지지대(300b)는 슬라이드 운동을 할 수 있다. 이와 같은 열 진공 챔버 지지대(300)의 슬라이드 운동에 의하여, 열 진공 챔버 헤드(110a) 및 열 진공 챔버 본체(110b)가 서로 맞물리거나 또는 분리 이격됨으로써, 열 진공 챔버(110)를 폐쇄시키거나 개방시킬 수 있는데, 이송의 용이함을 위하여 열 진공 챔버 본체 지지대(300b) 상의 열 진공 챔버 본체(110b)는 고정되어 있고, 열 진공 챔버 헤드 지지대(300a) 상에 배치된 열 진공 챔버 헤드(110a)만이 열 진공 챔버 도어로서 이송 레일(310)을 따라 이송 가능한 구조를 취하는 것이 바람직하다. The thermal vacuum chamber support 300 may take a configuration that is movable along the transfer rail 310 formed on the ground or plate. That is, the lower portion of the thermal vacuum chamber head support 300a and / or the thermal vacuum chamber body support 300b is formed with a transfer guide part (not shown) that engages with the transfer rail 310, thereby providing a thermal vacuum chamber head support 300a. And / or the thermal vacuum chamber body support 300b may slide. By the slide movement of the thermal vacuum chamber support 300, the thermal vacuum chamber head 110a and the thermal vacuum chamber body 110b are engaged or separated from each other, thereby closing or opening the thermal vacuum chamber 110. For ease of transfer, the thermal vacuum chamber body 110b on the thermal vacuum chamber body support 300b is fixed and only the thermal vacuum chamber head 110a disposed on the thermal vacuum chamber head support 300a is provided. It is preferable to take the structure which can be conveyed along the conveyance rail 310 as a thermal vacuum chamber door.

열 진공 챔버(10)의 내부에는 쉬라우드(120, shroud)가 구비되는데, 쉬라우드(120)는 열 진공 챔버(110) 내의 열 교환을 담당한다. 쉬라우드(120)의 열 교환 기능은 고온 열 교환 기능 및 초저온 열 교환 기능으로 구분할 수 있는데, 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 고온 열 교환 기능에 대하여는 설명을 생략하도록 한다. 냉각 유체는 냉각 유체 저장부(130, 도 2 참조)로부터 냉각 유체 공급부(140, 도 2 참조)를 거쳐 쉬라우드 유입 라인(125)를 통하여 쉬라우드(120) 내부로 유입되고, 쉬라우드(120)를 관류하는 냉각 유체는 쉬라우드 유출 라인(127)을 통하여 외부로 배출된다. The shroud 120 is provided inside the thermal vacuum chamber 10, and the shroud 120 is responsible for heat exchange in the thermal vacuum chamber 110. The heat exchange function of the shroud 120 may be classified into a high temperature heat exchange function and an ultra low temperature heat exchange function. For clarity, the description of the high temperature heat exchange function will be omitted. The cooling fluid is introduced into the shroud 120 through the shroud inlet line 125 through the cooling fluid supply unit 140 (see FIG. 2) from the cooling fluid storage unit 130 (see FIG. 2), and the shroud 120. Cooling fluid flowing through) is discharged outward through shroud outlet line 127.

제어부(160)는 쉬라우드(120)의 일면 상에는 구비된 음향 방출 신호 검출 수단(150, 도 2 참조) 및 냉각 유체 공급부(140)와 전기적 소통을 이루며, 음향 방출 신호 검출 수단(150)으로부터의 음향 검출 신호를 필터링하고, 쉬라우드(120)의 누설 여부를 판단하여, 냉각 유체 공급부(140)를 제어한다. The controller 160 is in electrical communication with the sound emission signal detecting means 150 (refer to FIG. 2) and the cooling fluid supply unit 140 provided on one surface of the shroud 120, from the sound emission signal detecting means 150. The sound detection signal is filtered, and whether the shroud 120 is leaked is determined to control the cooling fluid supply unit 140.

이하에서는, 본 발명에 따른 열 진공 챔버 장치의 각각의 구성 요소에 대하여 구체적으로 기술한다. 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 개략적인 개념도가 도시되어 있다. In the following, each component of the thermal vacuum chamber apparatus according to the present invention will be described in detail. 2 is a schematic conceptual diagram of a thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention.

냉각 유체 저장부(130)에는 액체 상태의 냉각 유체가 저장된 액상 냉각 유체 저장소(130a) 및 기체 상태의 냉각 유체가 저장된 기상 냉각 유체 저장소(130b)가 구비된다. 본 실시예에서 냉각 유체로는 질소(N2)가 사용되었으나, 이에 국한되지 않고 다양한 재료가 사용될 수 있다.The cooling fluid storage unit 130 is provided with a liquid cooling fluid reservoir 130a in which a liquid coolant is stored and a gaseous cooling fluid reservoir 130b in which a cooling fluid in a gaseous state is stored. Nitrogen (N2) was used as the cooling fluid in this embodiment, but various materials may be used without being limited thereto.

냉각 유체 공급부(140)는 액상 냉각 유체 공급부(140a)와 기상 냉각 유체 공 급부(140b)로 구성된다. 액상 냉각 유체 공급부(140a)는 액상 냉각 유체 연결 라인(144a) 및 액상 제어 밸브부(141a)를 포함한다. 액상 냉각 유체 연결 라인(144a)의 일단은 액상 냉각 유체 저장소(130a)와 유체 소통되고, 액상 냉각 유체 연결 라인(144a)의 타단은 쉬라우드 유입 라인(125)과 유체 소통된다. The cooling fluid supply unit 140 includes a liquid cooling fluid supply unit 140a and a gaseous cooling fluid supply unit 140b. The liquid cooling fluid supply part 140a includes a liquid cooling fluid connection line 144a and a liquid control valve part 141a. One end of the liquid cooling fluid connection line 144a is in fluid communication with the liquid cooling fluid reservoir 130a, and the other end of the liquid cooling fluid connection line 144a is in fluid communication with the shroud inlet line 125.

액상 냉각 유체 연결 라인(144a) 상에는 액상 제어 밸브부(141a)가 배치된다. 액상 제어 밸브부(141a)는 액상 냉각 유체 연결 라인(144a)의 관류하는 액상 냉각 유체의 유량을 제어하기 위한 액상 제어 밸브(143a)와, 제어부(160)로부터의 제어 신호에 따라 액상 제어 밸브(143a)를 작동시키는 액상 제어 밸브 작동기(142a)를 구비한다. 액상 제어 밸브 작동기(142a)는 스텝 모터, BLDC(brushless DC) 모터일 수도 있는 등, 어느 특정 형태에 국한되지 않고 다양한 변형이 가능하나, 액상 냉각 유체 연결 라인(144a)을 관류하는 초저온 냉각 유체로 인한 작동 불능 상태를 피하기 위하여, 극한의 상황에서도 작동성이 우수한 작동기를 선택하는 것이 요구된다. The liquid phase control valve part 141a is disposed on the liquid phase cooling fluid connection line 144a. The liquid phase control valve unit 141a is a liquid phase control valve 143a for controlling the flow rate of the liquid cooling fluid flowing through the liquid cooling fluid connection line 144a and a liquid phase control valve according to a control signal from the controller 160. And a liquid control valve actuator 142a for operating 143a. The liquid state control valve actuator 142a may be a step motor, a brushless DC (BLDC) motor, and the like, and may be variously modified without being limited to any specific form, but may be a cryogenic cooling fluid flowing through the liquid cooling fluid connection line 144a. In order to avoid inoperable conditions, it is required to select an actuator with good operability even under extreme conditions.

기상 냉각 유체 공급부(140b)는, 이를 관류하는 냉각 유체의 온도가 거의 실온에 근접한다는 점을 제외하고는, 액상 냉각 유체 공급부(140a)와 거의 유사한 구성을 취한다. 즉, 기상 냉각 유체 저장소(130b)와 연결되는 기상 냉각 유체 연결 라인(144b)은 쉬라우드 유입 라인(125)과 유체 소통된다. 기상 냉각 유체 연결 라인(144b)에는 기상 냉각 유체의 유동을 제어하기 위한 기상 제어 밸브(143b) 및 이를 제어 작동시키기 위한 기상 제어 밸브 작동기(142b)를 구비하는 기상 제어 밸브부(141b)가 구비된다. The gaseous cooling fluid supply 140b has a configuration substantially similar to the liquid cooling fluid supply 140a, except that the temperature of the cooling fluid flowing through it is close to room temperature. That is, the gaseous cooling fluid connection line 144b, which is connected to the gaseous cooling fluid reservoir 130b, is in fluid communication with the shroud inlet line 125. The gas phase cooling fluid connection line 144b is provided with a gas phase control valve unit 141b having a gas phase control valve 143b for controlling the flow of the gaseous cooling fluid and a gas phase control valve actuator 142b for controlling the operation thereof. .

액상 냉각 유체 공급부(140a) 및 기상 냉각 유체 공급부(140b)는 쉬라우드 유입 라인(125)과 연결되는데, 여기서 도시되지는 않았으나 서로 상이한 상(phase)의 유체들의 접촉에 의한 급격한 상변화로 인한 문제점을 해소하기 위하여, 쉬라우드 유입 라인(125)과 액상 냉각 유체 공급부(140a) 및 기상 냉각 유체 공급부(140b)의 연결점은 혼합실(mixing chamber)을 더 구비할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. The liquid cooling fluid supply unit 140a and the gaseous cooling fluid supply unit 140b are connected to the shroud inlet line 125, which is not shown but is a problem due to a sudden phase change due to contact of fluids in different phases. In order to solve the problem, the connection point of the shroud inlet line 125, the liquid cooling fluid supply unit 140a, and the gaseous cooling fluid supply unit 140b may further include a mixing chamber.

냉각 유체 공급부(140)는 쉬라우드 유입 라인(125)과 연결된 쉬라우드 유입구(121)를 통하여 쉬라우드(120)와 연결된다. 본 실시예에서 쉬라우드(120)는 열 진공 챔버 내부에 배치되는 대상체와의 효과적인 열교환을 위하여 원통형으로 구성되었으나, 쉬라우드(120)의 형상이 이에 국한되지 않고 다양한 형상을 구비할 수 있다. The cooling fluid supply 140 is connected to the shroud 120 through the shroud inlet 121 connected to the shroud inlet line 125. In the present embodiment, the shroud 120 has a cylindrical shape for effective heat exchange with an object disposed in the thermal vacuum chamber, but the shape of the shroud 120 may have various shapes without being limited thereto.

쉬라우드(120)는 이중 벽 구조의 쉬라우드로 구성될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에는 시험 모델로 형성된 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 사시도 및 부분 단면도가 도시되어 있는데, 플레이트 형이라는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 쉬라우드(120)와 거의 동일하다. 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)는 두 개의 유동판(200a, 200)을 포함한다. 각각의 유동판(200a, 200b)의 표면에는 다수 개의 엠보싱(210)이 형성되어 있는데, 어느 한 유동판(200a)에 형성된 엠보싱(210)들은 다른 유동판(210b)에 형성된 엠보싱(210)들과 서로 대응되도록 배치되어, 서로 마주하는 엠보싱(210)들에 의하여 유동 공간(220)이 형성되고, 유동 공간(220)을 따라 냉각 유체 가 유동한다. 여기서, 엠보싱(210)은 사각형 타입으로 도시되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 본 발명이 이에 국한되지는 않고, 사각형 타입 이외에 원형, 타원형 및 삼각형일 수도 있는 등 다양한 구성을 취할 수도 있다. 이와 같은 이중 벽 구조는, 도 1에 도시된 쉬라우드(120)가 원통형이라는 점을 제외하고는 본 발명의 일실시예에 따른 쉬라우드(120)에도 동일하게 적용된다. 쉬라우드(120)를 관류하는 냉각 유체는 쉬라우드 배출구(123)를 거쳐 쉬라우드 배출 라인(127)을 통하여 외부로 배출된다. The shroud 120 may be composed of a double wall structure shroud. 4A and 4B show a perspective view and a partial cross-sectional view of a double wall structure shroud 200 formed as a test model, which is almost the same as the shroud 120 shown in FIG. 1 except that it is plate-shaped. Do. The double wall structure shroud 200 includes two flow plates 200a and 200. A plurality of embossing 210 is formed on the surface of each flow plate (200a, 200b), the embossing 210 formed in one of the flow plate (200a) embossing 210 formed in the other flow plate (210b) And corresponding to each other, the flow space 220 is formed by embossing 210 facing each other, and the cooling fluid flows along the flow space 220. Here, the embossing 210 is shown in a rectangular type, which is not limited to the present invention as an example for explaining the present invention, but may take a variety of configurations, such as may be circular, oval and triangular in addition to the rectangular type. This double wall structure is equally applicable to the shroud 120 according to an embodiment of the present invention except that the shroud 120 shown in FIG. 1 is cylindrical. The cooling fluid flowing through the shroud 120 is discharged to the outside through the shroud discharge line 127 through the shroud outlet 123.

쉬라우드(120)의 일면 상에는 다수 개의 음향 방출 신호 검출 수단(150)이 배치된다. 음향 방출 신호 검출 수단(150)은 적어도 3개 이상이 배치되는데, 이는 삼각법 등을 이용한 음향 방출 신호 검출 위치를 측정할 수 있도록 하기 위함이다. 음향 방출 신호 검출 수단(150)은 다양한 형태의 센서가 사용될 수 있으나, 쉬라우드(120) 표면의 상태 변화, 즉 균열과 같은 상태 변화로 인한 음향 방출 신호를 효과적으로 포착하기 위하여 압전 센서 등을 사용하는 것이 바람직하다. A plurality of sound emission signal detecting means 150 is disposed on one surface of the shroud 120. At least three acoustic emission signal detecting means 150 are arranged to measure the acoustic emission signal detection position using a triangulation method. The acoustic emission signal detecting means 150 may use various types of sensors. However, the piezoelectric sensor may be used to effectively capture the acoustic emission signal due to a change in the state of the surface of the shroud 120, that is, a crack. It is preferable.

음향 방출 신호 검출 수단(150)으로부터 검출된 음향 방출 신호는, 신호선을 따라 제어부(160)로 전달된다. 일단이 음향 방출 신호 검출 수단(150)에 연결된 신호선은, 열 진공 챔버(110)에 형성된 관통구(111)를 통하여 타단이 제어부(160)에 연결된다. The sound emission signal detected from the sound emission signal detection means 150 is transmitted to the control unit 160 along the signal line. The signal line, one end of which is connected to the sound emission signal detecting means 150, is connected to the other end of the signal line through the through hole 111 formed in the thermal vacuum chamber 110.

제어부(160)는 증폭기(161), 필터부(163), AD 변환기(165), 및 신호 발생기 (167)를 포함한다. The controller 160 includes an amplifier 161, a filter unit 163, an AD converter 165, and a signal generator 167.

증폭기(161)는 음향 방출 신호 검출 수단(150)으로부터 입력된 음향 방출 신호를 증폭시킨다. 증폭기(161)를 거쳐 증폭된 음향 방출 신호는 필터부(163)로 전달된다. 증폭된 음향 방출 신호는 필터부(163)에서 사전 설정된 주파수를 기준으로 필터링된다. 여기서, 사전 설정된 주파수는 사전 모의 실험을 통하여 얻은 쉬라우드의 균열 시 발생하는 주파수를 기준으로 삼을 수 있다.The amplifier 161 amplifies the sound emission signal input from the sound emission signal detection means 150. The sound emission signal amplified by the amplifier 161 is transmitted to the filter unit 163. The amplified sound emission signal is filtered by the filter unit 163 based on a preset frequency. Here, the preset frequency may be based on the frequency generated during the crack of the shroud obtained through the simulation.

필터부(163)를 통하여 필터링된 음향 방출 필터링 신호는 AD 변환기(165)로 전달된다. AD 변환기(165)는 입력된 음향 방출 필터링 신호를 디지털 신호로 변환한다. AD 변환기(165)로부터 출력된 디지털화된 음향 방출 필터링 신호는 신호 발생기(167)로 전달된다. AD 변환기(165)는 별도의 단자를 더 구비함으로써, 디지털화된 음향 방출 필터링 신호를 디스플레이 장치(180)로 출력한다. 디스플레이 장치(180)는 음향 방출 필터링 신호를 디스플레이함으로써, 사용자로 하여금 쉬라우드(120)에 냉각 유체가 유동하는 경우 발생하는 미소 균열의 발생 여부를 인지, 판단 및 기록할 수 있도록 한다.The acoustic emission filtering signal filtered through the filter unit 163 is transmitted to the AD converter 165. The AD converter 165 converts the input acoustic emission filtering signal into a digital signal. The digitized acoustic emission filtering signal output from the AD converter 165 is passed to the signal generator 167. The AD converter 165 further includes a separate terminal to output the digitized sound emission filtering signal to the display device 180. By displaying the acoustic emission filtering signal, the display device 180 enables a user to recognize, determine, and record whether or not micro cracks are generated when cooling fluid flows through the shroud 120.

신호 발생기(167)에서는 입력되는 디지털화된 음향 방출 필터링 신호에 기초하여 액상 제어 밸브(143a) 및 기상 제어 밸브(143b)의 작동을 제어하기 위한 밸브 제어 신호를 출력한다. The signal generator 167 outputs a valve control signal for controlling the operation of the liquid phase control valve 143a and the meteorological control valve 143b based on the digitized sound emission filtering signal input.

경우에 따라서, 신호 발생기(167)는 경보 신호를 더 출력할 수도 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 경보 음향 발생기 및 경고등과 같은 경보 장치(170)가 더 구비되고, 경보 장치(170)는 신호 발생기(167)로부터 출력된 경보 신호에 따라 경보 음향 발생기를 통한 경보 음향을 출력하거나 및/또는 경고등을 통한 경보 광선을 출력한다. In some cases, the signal generator 167 may further output an alarm signal. That is, as shown in FIG. 2, an alarm device 170, such as an alarm sound generator and a warning light, is further provided, and the alarm device 170 passes through the alarm sound generator according to the alarm signal output from the signal generator 167. Outputs an alarm sound and / or outputs an alarm beam via a warning light.

도 3에는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 열 진공 챔버 장치가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 열 진공 챔버 장치는 도 2에 도시된 열 진공 챔버 장치와 거의 동일하나, 도 3에 도시된 열 진공 챔버 장치는 도 2에 도시된 열 진공 챔버 장치와는 달리, 별도의 기상 냉각 유체 저장소(130b)가 구비되지 않고, 액상 냉각 유체 저장소(130a)로부터 전달되는 액상 냉각 유체를 기상 냉각 유체로 상변환시켜 쉬라우드(120)로 유입시킨다. 이와 같은 액상 냉각 유체의 기상 냉각 유체로의 상변화는 기화기(vaporizer, 142)가 담당한다. 기화기(142)의 일단은 액상 냉각 유체 저장소(130a)와 유체 소통을 이루고, 기화기(142)의 타단은 쉬라우드(120)와 유체 소통을 이룬다. 즉, 도 3에 도시된 열 진공 챔버 장치는 기화기(142)를 통하여 기상 냉각 유체 저장소(130b, 도 2 참조)를 대체함으로써, 기상 냉각 유체 저장소로 인한 공간적 부담을 경감시킬 수 있다.3 shows a thermal vacuum chamber apparatus according to another embodiment of the present invention. The thermal vacuum chamber device shown in FIG. 3 is almost identical to the thermal vacuum chamber device shown in FIG. 2, but the thermal vacuum chamber device shown in FIG. 3 is a separate gas phase, unlike the thermal vacuum chamber device shown in FIG. 2. The cooling fluid reservoir 130b is not provided, and the liquid cooling fluid delivered from the liquid cooling fluid reservoir 130a is phase-converted into the gaseous cooling fluid and introduced into the shroud 120. The vaporizer 142 is responsible for the phase change of the liquid cooling fluid to the gaseous cooling fluid. One end of the vaporizer 142 is in fluid communication with the liquid cooling fluid reservoir 130a, and the other end of the vaporizer 142 is in fluid communication with the shroud 120. That is, the thermal vacuum chamber apparatus illustrated in FIG. 3 may reduce the spatial burden due to the gaseous cooling fluid reservoir by replacing the gaseous cooling fluid reservoir 130b (see FIG. 2) through the vaporizer 142.

이하에서는, 본 발명에 따른 열 진공 챔버 장치의 작동 상태를 설명하도록 한다. 먼저, 열 진공 챔버 장치의 미세 균열 여부를 판단하는 사전 설정 주파수를 설정하기 위한 단계가 선행된다. 도 4a에는 시험 모델로 형성된 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 사시도가 도시되고, 도 4b에는 도 4a의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)는 각각의 일면 상 에 엠보싱(200)이 형성된 두 개의 플레이트(200a, 200b)로 구성된다. 각각의 플레이트(200a,200b)의 일면 상에 형성된 엠보싱(210)은 서로 맞물리는 구조를 취한다. 서로 맞물리는 엠보싱(210)은 스폿 용접(spot welding, 220a)되는 구조를 취하고, 두 개의 플레이트(200a,200b)의 가장 자리는 시임 용접(seam welding, 220b)되는 구조를 취함으로써, 두 개의 플레이트(200a,200b) 상에 형성된 서로 맞물리는 엠보싱(210)에 의하여 형성된 공간으로 유체가 유동 가능하도록 하고, 두 개의 플레이트(200a, 200b)의 가장 자리로는 유체가 누설되지 않는 기밀 구조를 취하도록 한다. Hereinafter, to describe the operating state of the thermal vacuum chamber apparatus according to the present invention. First, a step for setting a preset frequency for determining whether the thermal vacuum chamber apparatus is finely cracked is preceded. 4A is a perspective view of a double walled shroud 200 formed as a test model, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view taken along line I-I of FIG. 4A. The double wall structure shroud 200 is composed of two plates 200a and 200b each having an embossing 200 formed on one surface thereof. Embossing 210 formed on one surface of each plate (200a, 200b) has a structure that meshes with each other. The interlocking embossing 210 has a structure of spot welding (220a), and the edges of the two plates (200a, 200b) take a structure of seam welding (220b), thereby providing two plates. To allow fluid to flow into the space formed by the interlocking embossing 210 formed on the 200a and 200b, and to take an airtight structure in which the fluid does not leak to the edges of the two plates 200a and 200b. do.

두 개의 플레이트(200a, 200b)에 의하여 형성되는 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 일측에는 물과 같은 유체를 유입시키기 위한 유체 유입구(230)가 구비된다. 유체 유입구(230)는 유체 펌프(미도시)와 유체 소통을 이루며, 유체 펌프로부터 가압된 유체를 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)로 유입시킨다. One side of the double walled shroud 200 formed by the two plates 200a and 200b is provided with a fluid inlet 230 for introducing a fluid such as water. The fluid inlet 230 is in fluid communication with a fluid pump (not shown) and introduces pressurized fluid from the fluid pump into the double wall structure shroud 200.

플레이트(200a,200b)의 일면 상에는 하나 이상의 음향 방출 신호 검출 수단(240)이 배치되고, 음향 방출 신호 검출 수단(240)은 신호선(241)을 통하여 증폭기(250)와 연결되고, 증폭기(250)는 주파수 검출 및 저장 수단(260)과 연결된다. One or more acoustic emission signal detecting means 240 is disposed on one surface of the plates 200a and 200b, and the acoustic emission signal detecting means 240 is connected to the amplifier 250 through the signal line 241, and the amplifier 250 is provided. Is connected with the frequency detection and storage means 260.

도 4a에 도시된 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 유체 유입구(230)를 통하여 물과 같은 유체를 유입시키는데, 유입되는 유체는 상기한 바와 같이 유체 펌프(미도시) 등을 통하여 가압된 상태로 유입된다. 가압된 유체가 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 내부에 수용되는 경우, 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 내압이 증가 되어, 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)를 구성하는 플레이트(200a, 200b)에는 응력 변화가 발생한다. 발생된 응력의 변화가 증대되어, 플레이트(200a, 200b)에 가해지는 응력이 증대되어, 종국에는 플레이트(200a, 200b)의 일면 상, 특히 두 개의 플레이트(200a, 200b)를 결합시키는 스폿 용접(220a) 및 시임 용접(220b) 부위 등에 미소 균열이 발생할 수 있다. A fluid, such as water, is introduced through the fluid inlet 230 of the shroud 200 of the double wall structure illustrated in FIG. 4A, and the inflow fluid is pressurized through a fluid pump (not shown) or the like as described above. Flows into. When the pressurized fluid is accommodated in the double wall structure shroud 200, the internal pressure of the double wall structure shroud 200 is increased to form a plate 200a constituting the double wall structure shroud 200. , 200b) causes a stress change. The change in the generated stress is increased, so that the stress applied to the plates 200a, 200b is increased, and eventually spot welding for joining two plates 200a, 200b on one surface of the plates 200a, 200b in particular ( Micro cracks may occur in the areas of the portions 220a) and the seam weld 220b, and the like.

이와 같이 발생한 미소 균열은 플레이트(200a, 200b)의 일면 상에 구비된 음향 방출 검출 수단(240)을 통하여 포착된다. 음향 방출 검출 수단(240)을 통하여 포착된 음향 방출 신호는 신호선(241) 및 증폭기(250)를 거쳐 주파수 검출 및 저장 수단(260)으로 전달된다. The micro cracks thus generated are captured by the acoustic emission detecting means 240 provided on one surface of the plates 200a and 200b. The acoustic emission signal captured by the acoustic emission detection means 240 is transmitted to the frequency detection and storage means 260 via the signal line 241 and the amplifier 250.

주파수 검출 및 저장 수단(260)에 저장된 음향 방출 신호의 주파수를 분석함으로써, 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)를 구성하는 플레이트(200a, 200b)에 미소 균열이 발생할 때의 주파수를 획득할 수 있다.By analyzing the frequency of the acoustic emission signal stored in the frequency detecting and storing means 260, it is possible to obtain the frequency when the micro crack occurs in the plates 200a and 200b constituting the shroud 200 of the double wall structure. .

여기서, 이중 벽 구조의 쉬라우드(200) 내부 압력 증대로 인한 팽창 상태를 통하여, 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)에 미세 균열이 발생하는 경우에 대한 주파수를 측정 및 검출하였으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 본 발명이 이에 국한되지는 않는다. 즉, 유체로서 물 대신에 실제 쉬라우드(120, 도 1 참조)에 유입되는 액화 질소(liquid nitrogen)과 같은 액상 냉각 유체를 사용하여 이중 벽 구조의 쉬라우드(200)의 표면에 수축 응력이 적용될 때 발생하는 미세 균열에 대한 주파수를 측정할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. Here, through the expansion state due to the increase in the internal pressure of the shroud 200 of the double wall structure, the frequency for the case where the micro-cracks occur in the double wall structure 200 is measured and detected, which is the present invention As an example to illustrate, the present invention is not limited thereto. That is, shrinkage stress is applied to the surface of the double walled shroud 200 using a liquid cooling fluid such as liquid nitrogen flowing into the real shroud 120 (see FIG. 1) instead of water. Various configurations are possible, such as the ability to measure the frequency of micro cracks occurring at the time.

쉬라우드(120, 도 1 참조)와 동일한 재료로 구성되는 시험 모델의 이중 벽 구조의 쉬라우드에 미소 균열이 발생하는 경우의 주파수를 얻는 단계가 수행된 후, 상기 주파수를 제어부(160)의 필터부(163)에 사전 설정 주파수로 설정한다. After the step of obtaining a frequency when a micro crack occurs in the double wall structure shroud of the test model composed of the same material as the shroud 120 (refer to FIG. 1), the frequency of the filter of the controller 160 is controlled. The preset frequency is set in the section 163.

그런 후, 액상 냉각 유체 저장소(130a)로부터 액상 냉각 유체 연결 라인(144a), 액상 제어 밸브부(141a), 쉬라우드 유입 라인(125) 및 쉬라우드 유입구(121)를 거쳐 쉬라우드(120)로 액상 냉각 유체를 유입시킨다. 액상 냉각 유체가 쉬라우드(120)의 내부에 형성된 공간을 따라 유동함으로써 쉬라우드(120)의 표면에는 응력 및/또는 응력 변화가 발생한다. Then, from the liquid cooling fluid reservoir 130a to the shroud 120 via the liquid cooling fluid connection line 144a, the liquid control valve portion 141a, the shroud inlet line 125 and the shroud inlet 121. Inject the liquid cooling fluid. As the liquid cooling fluid flows along the space formed inside the shroud 120, stresses and / or stress changes occur on the surface of the shroud 120.

이와 같은 응력 및/또는 응력 변화는 쉬라우드(120)의 일면 상에 장착된 음향 방출 신호 검출 수단(150)을 통하여 감지된다. 감지된 음향 방출 신호는 신호선을 따라 제어부(160)로 전달된다. Such stress and / or stress change is sensed through the acoustic emission signal detecting means 150 mounted on one surface of the shroud 120. The detected sound emission signal is transmitted to the controller 160 along the signal line.

제어부(160)로 전달된 음향 방출 신호는 증폭기(161)를 거쳐 증폭된 후, 필터부(163)로 전달된다. 필터부(163)에서 사전 설정 주파수를 기준으로 필터링된다. 필터부(163)는 예를 들어, 음향 방출 신호는 사전 설정 주파수를 기준으로, 노이즈는 걸러지고 미세 균열시 발생하는 신호는 통과하는 구조로 형성되어, 필터부(163)를 통하여 출력되는 신호가 존재하는 경우, 미세 균열이 발생하는 것으로 판단할 수도 있다. The acoustic emission signal transmitted to the controller 160 is amplified through the amplifier 161 and then transferred to the filter unit 163. The filter unit 163 is filtered based on a preset frequency. The filter unit 163 has a structure in which, for example, the acoustic emission signal is filtered based on a preset frequency, the noise is filtered out, and a signal generated at the time of fine cracking passes through the filter unit 163. If present, it may be determined that fine cracking occurs.

필터부(163)를 거친 음향 방출 필터링 신호는 AD 변환기(165)로 전달되어 디지털화되고, 디지털화된 음향 방출 신호는 신호 발생기(167)로 전달된다. 신호 발생기(167)에서는 디지털화된 음향 방출 신호에 기초하여 액상 제어 밸브부(141a) 및 기상 제어 밸브부(141b)로 제어 신호를 출력한다. 즉, 액상 냉각 유체 연결 라인(144a) 상의 액상 제어 밸브 작동기(142a)를 작동시켜 액상 제어 밸브(143a)를 폐쇄시키고, 기상 냉각 유체 연결 라인(144b) 상의 기상 제어 밸브 작동기(142b)를 작동시켜 기상 제어 밸브(143b)를 개방시킨다. 여기서, 액상 제어 밸브(143a)의 폐쇄 정도 및 기상 제어 밸브(143b)의 개방 정도는 신호 발생기(167)로부터의 신호 크기에 따라 조정될 수도 있다.The acoustic emission filtering signal passing through the filter unit 163 is transmitted to the AD converter 165 and digitized, and the digitized acoustic emission signal is transmitted to the signal generator 167. The signal generator 167 outputs a control signal to the liquid phase control valve unit 141a and the gas phase control valve unit 141b based on the digitized sound emission signal. That is, the liquid phase control valve actuator 142a on the liquid cooling fluid connection line 144a is closed to close the liquid phase control valve 143a, and the gas phase control valve actuator 142b on the gas phase cooling fluid connection line 144b is operated to close the liquid phase control valve actuator 142b. The gas phase control valve 143b is opened. Here, the closing degree of the liquid phase control valve 143a and the opening degree of the gas phase control valve 143b may be adjusted according to the signal magnitude from the signal generator 167.

액상 제어 밸브(143a)의 폐쇄로 쉬라우드(120)로의 액상 냉각 유체의 유입이 중단되고, 기상 제어 밸브(143b)의 개방으로 인하여, 기상 냉각 유체가 쉬라우드 유입 라인(125)을 따라 쉬라우드(120) 내부로 유입됨으로써, 쉬라우드(120) 내부에 수용된 액상 냉각 유체를 쉬라우드 배출구(123) 및 쉬라우드 배출 라인(127)을 거쳐 신속하게 외부로 배출시킨다. The closing of the liquid control valve 143a stops the inflow of the liquid cooling fluid into the shroud 120, and due to the opening of the gas phase control valve 143b, the gaseous cooling fluid is shrouded along the shroud inlet line 125. By entering the inside 120, the liquid cooling fluid contained in the shroud 120 is quickly discharged to the outside through the shroud outlet 123 and the shroud discharge line 127.

이러한 작동에 의하여, 쉬라우드에 발생 가능한 균열을 통하여 액상 냉각 유체가 쉬라우드에 분출됨으로써, 쉬라우드와 열 전달 실험을 이루는 인공 위성과 같은 실험 대상체가 손상을 입는 것을 방지할 수 있다. By this operation, the liquid cooling fluid is ejected to the shroud through cracks that may occur in the shroud, thereby preventing damage to the test subject such as an artificial satellite making a heat transfer experiment with the shroud.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention having the configuration as described above can obtain the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 열 진공 챔버 장치는, 음향 방출 신호를 통하여 쉬라우드의 미세 균열을 감지함으로써, 쉬라우드의 미세 균열이 증대되어 대상체에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다. First, in the thermal vacuum chamber apparatus according to the present invention, by detecting the microcracks of the shroud through the acoustic emission signal, the microcracks of the shroud may be increased to prevent damage to the object.

둘째, 본 발명에 따른 열 진공 챔버 장치는, 검출된 음향 방출 신호를 사전 설정된 주파수를 기준으로 필터링하는 제어부 및 제어부로부터의 제어 신호에 따라 쉬라우드로의 액상 냉각 유체 유입을 차단하고, 기상 냉각 유체를 유입시키는 액상 제어 밸브부 및 기상 제어 밸브부를 더 구비함으로써, 쉬라우드에 균열이 발생하는 경우, 액상 냉각 유체를 쉬라우드의 내부로부터 외부로 신속하게 배출시킴으로써, 쉬라우드의 균열을 통하여 누출되는 액상 냉각 유체로 인한 직간접적인 대상체의 손상을 방지할 수 있다.
Secondly, the thermal vacuum chamber apparatus according to the present invention blocks a liquid cooling fluid inflow into the shroud according to a control unit and a control signal from the control unit for filtering the detected sound emission signal based on a preset frequency, By further providing a liquid control valve unit and a gas phase control valve unit for introducing a crack, when the crack occurs in the shroud, by discharging the liquid cooling fluid quickly from the inside of the shroud to the outside, the liquid leaked through the crack of the shroud Damage to the object, directly or indirectly, due to the cooling fluid can be prevented.

본 명세서에서는 한정된 실시예에 대하여 기술되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although described with respect to the limited embodiment herein, this is an example for explaining the present invention various embodiments are possible within the scope of the present invention. In addition, although not described, equivalent means will also be referred to as incorporated in the present invention. Therefore, the true scope of the present invention will be defined by the claims below.

Claims

A thermal vacuum chamber device having a shroud through which cooling fluid flows in and out,

A cooling fluid reservoir comprising a liquid cooling fluid reservoir;

A vaporizer and the vaporizer in fluid communication with the cooling fluid reservoir and in fluid communication with the liquid cooling fluid reservoir of the cooling fluid reservoir, including a liquid phase control valve for controlling the supply of liquid cooling fluid to the shroud; A cooling fluid supply part in fluid communication with the shroud, the vapor cooling fluid supply part including a vapor phase control valve part in fluid communication with and controlling a vapor phase cooling fluid supply to the shroud;

Sound emission signal detection means attached to one surface of the shroud to detect an acoustic emission signal from a surface;

In electrical communication with the cooling fluid supply unit and the sound emission signal detection means, the sound detection signal from the sound emission signal detection means is filtered based on a preset frequency to determine whether the shroud is leaked, and the liquid phase control And a control unit for outputting a valve control signal to the valve unit and the gas phase control valve unit.

A cooling fluid reservoir comprising a liquid cooling fluid reservoir and a gaseous cooling fluid reservoir;

A liquid cooling fluid supply comprising a liquid control valve portion in fluid communication with the liquid cooling fluid reservoir and controlling the supply of liquid cooling fluid to the shroud, a gaseous cooling fluid supply in fluid communication with the gaseous cooling fluid reservoir and to the shroud A cooling fluid supply part in fluid communication with the shroud including a gaseous cooling fluid supply part including a gas phase control valve part controlling a gas flow rate;

delete

The method of claim 1,

The control unit:

An amplifier for amplifying an acoustic emission signal from said acoustic emission signal detecting means;

A filter unit to filter the amplified sound emission signal based on the preset frequency;

An AD converter for converting the filtered sound emission filtering signal into a digital signal;

And a signal generator for outputting the valve control signal in accordance with the digitized acoustic emission filtering signal.

The method of claim 4, wherein

The signal generator further outputs an alarm control signal according to the digitized sound emission filtering signal,

And an alarm device connected to the signal generator and operating according to the alarm control signal.

The method of claim 5,

And a display unit connected to the AD converter to display the digitized sound emission filtering signal.

The method of claim 1,

The liquid phase control valve unit includes a liquid phase control valve for adjusting the supply of the liquid cooling fluid and a liquid phase control valve actuator for adjusting the operation of the liquid phase control valve,

The gas phase control valve unit includes a gas phase control valve for adjusting a supply of gaseous-phase cooling fluid and a gas phase control valve actuator for adjusting the operation of the gas phase control valve.

Providing a thermal vacuum chamber apparatus according to claim 1;

Detecting a frequency signal from which a micro crack of the test model shroud is generated from a test model shroud of the same material as the shroud;

Setting the detected frequency signal to a preset frequency and inputting the same to the controller;

Providing a liquid cooling fluid to the shroud through the liquid cooling fluid supply;

Detecting an acoustic emission signal generated from one surface of the shroud from the acoustic emission signal detection means attached to one surface of the shroud, and inputting the detected acoustic emission signal to a controller;

And determining, by the controller, whether the shroud is leaked by filtering the input sound emission signal based on the preset frequency, and outputting a valve control signal to the liquid phase control valve unit and the meteorological control valve unit. A method for controlling a thermal vacuum chamber device.

The method of claim 8,

The shroud leakage determination and valve control signal output step is:

Amplifying the input sound emission signal;

Filtering the amplified sound emission signal based on a preset frequency;

And a signal generating step of outputting, from the filtered acoustic emission filtering signal, a valve control signal for controlling the liquid phase control valve portion and the gas phase control valve portion.