KR100831789B1 - 쿨러의 재생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축열재의 재질적인 특성상 제작이 용이하고, 성능이 향상된 쿨러의 재생기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 쿨러의 재생기는 원통형의 하우징(42)과, 상기 하우징(42)내에 삽입 장착된 축열재(45)와, 하우징(42)의 선단에 부착된 엔드캡(46)을 포함하며; 상기 축열재가 랜덤 와이어 재질 매트(451)가 다수개 충접된 구조로 이루어진 것을 특징으로 이루어진다.

여기서, 상기 축열재(45)를 구성하는 매트(451)는 랜덤 와이어를 압착한 상태에서 진공소결하는 방식으로 이루어진다.

따라서, 이과 같은 발명에 따른 쿨러의 재생기에 의하면 압축 진공소결 방법으로 만들어지는 매트를 다수개 중첩한 구조로서 통기성이 균일하고 열전달 손실이 작은 축열재를 포함하여 이루어짐으로써 쿨러의 생산성 및 성능향상에 도움이 된다.

Description

쿨러의 재생기{Regenarator of cooler}

도 1은 일반적인 쿨러의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 종래기술에 따른 쿨러의 재생기 구조 및 축열재를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쿨러의 재생기 구조 및 축열재를 나타낸 단면도이다.

도 4의 a, b는 본 실시예에 따른 쿨러에 적용되는 재생기의 제조과정을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 밀폐용기 20: 실린더

22: 피스톤 30: 실린더

32: 디스플레이서 40: 재생기

42: 하우징 45: 축열재

451: 매트 46: 엔드캡

B: 베이스 매트

본 발명은 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축열재의 재질적인 특성상 제작이 용이하고, 성능이 향상된 쿨러의 재생기에 관한 것이다.

쿨러는 헬륨 등의 냉매를 이용하여 극저온 냉각작용을 수행하는 것으로, 도 1에 나타난 것과 같이 밀폐용기(10)와, 상기 밀폐용기(10)내에 구비되며, 냉매가 충진되는 실린더(20)와, 상기 실린더(20) 내에 장착된 피스톤(22)과, 실린더(20)의 일측에 구비된 디스플레이서 실린더(30)와, 상기 디스플레이서 실린더(30)내에 이동 가능하게 장착되어 피스톤(22)과 연동되어 냉매가스를 압축, 팽창시키는 디스플레이서(32)와, 냉매가스로부터 열에너지를 흡수하여 축적/방출하는 재생기(40)와, 상기 피스톤(22)의 작동을 위한 리니어 모터(50)를 포함하여 이루어진다.

한편, 재생기는 그 구성위치에 따라 외장형과 내장형으로 이루어지는데, 외장형 재생기는 밀폐용기 외부의 냉매 흡입/배출관을 통해 연결된 하우징과, 상기 하우징내에 구비된 축열재로 이루어져 있다.(미도시)

그리고, 내장형 재생기는 디스플레이서(32)와 공동구성되는 것으로서, 도 2에 나타난 것과 같이 원통형의 하우징(42)과, 상기 하우징(42)내에 삽입 장착된 축열재(44)와, 하우징(42)의 선단에 부착된 엔드캡(46)으로 이루어져 있다.

상기 축열재(44)는 냉매가스와 접하여 열교환함으로써 냉매가스로부터 에너지를 받아서 축적하였다가 되돌려 주는 역할을 하기 때문에 열교환 면적 및 비열이 크고, 열전도 계수가 작은 재질로 이루어진다.

따라서, 상기 재생기(40)의 축열재(44)는 냉매가스가 통과할 수 있도록 작은 구슬이나 가루, 또는 랜덤 와이어 타입으로 구성되며, 쿨러가 사용되는 온도대역에 따라 다른 재질로 이루어지는데, 77k 정도의 극저온 냉각용으로 사용되는 쿨러의 재생기(40)에는 스테인레스 재질의 랜덤 와이어 타입 축열재(44)가 사용된다.

여기서, 상기 랜덤 와이어 타입의 축열재(44)는 미세한 실이 뭉쳐진 형태로서, 구조적인 특성상 금형에 삽입 압착하는 방식으로 일정한 형태로 만든 다음 하우징에 장착하게 된다.

이러한 종래의 랜덤 와이어 타입 축열재(44)가 적용된 재생기는 압축 형성된 축열재(44)를 하우징(42)에 삽입하고, 엔드캡(46)을 부착하는 비교적 간단한 방식으로 제작된다.

그러나, 종래기술에 따른 재생기에 의하면 랜덤 와이어 타입 축열재(44)를 하우징(42)내에 삽입 압착하는 과정에서 축열재(44)가 전부위에 걸쳐 동일하게 압착되지 않고, 먼저 삽입되는 부위가 뒷부분에 눌려 과밀하게 되기 때문에 전부위에 걸쳐 균일한 통기성을 유지하지 못하게 됨으로써 결과적으로 쿨러 성능저하의 한 원인이 된다는 문제점이 유발된다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 진공소결 과정을 거쳐 압착된 매트 형태로 구성됨으로써, 통기성이 균일하고, 제작이 용이한 매트형태의 축열재가 적용된 쿨러의 재생기 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 쿨러의 재생기는 원통형의 하우징과, 상기 하우징내에 삽입 장착된 축열재와, 하우징의 선단에 부착된 엔드캡을 포함하며; 상기 축열재가 랜덤 와이어 재질의 매트가 다수개 충접된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 축열재를 구성하는 매트는 랜덤 와이어를 압착한 상태에서 진공소결하는 방식으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 3과 도 4를 참조로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 쿨러의 재생기는 도 3에 나타난 것과 같이 원통형의 하우징(42)과, 상기 하우징(42)내에 삽입 장착된 축열재(45)와, 하우징(42)의 선단에 부착된 엔드캡(46)을 포함하여 이루어지는데, 상기 축열재(45)는 랜덤 와이어 재질의 매트(451)가 다수개 충접되어 구성된다.

본 실시예에 따른 재생기에 적용되는 축열재를 제조하는 방법은 매트(451)를 성형하는 단계와, 성형된 매트(451)를 하우징(42)에 삽입 장착하는 단계로 나뉘어지는데, 먼저 매트 성형단계에서는 랜덤 와이어를 압착한 상태에서 진공소결하는 방식으로 면적이 넓고 두께가 얇은 이른바 베이스 매트(B)를 만든 다음, 상기 베이스 매트(B)를 펀칭 가공하여 하우징에 삽입 가능한 형상으로 따내는 과정을 통해 매트(451)를 만들게 된다.(도 4의 a 참조)

상기 매트 성형단계에서는 랜덤 와이어의 압착정도를 조절함으로써 베이스 매트(B)의 두께를 달리할 수 있게 된다.

이어서, 매트 삽입단계에서는, 여러개의 매트(451)를 하우징(42)에 삽입하여 중첩시킴으로써 전체적으로 하나의 축열재(45)를 구성하게 되며(도 4의 b 참조), 이때에는 삽입 중첩되는 매트(451)의 개수를 달리하여 각 매트(451)간의 밀착정도를 조절하게 된다.

이와 같은 과정을 거쳐 제작된 축열재(45)는 매트(451)의 압착정도 및 각 매트(451)간의 밀착정도에 따라 열전달률 및 통기성이 달라지는 반면, 전체적으로는 균일한 열전달률 및 통기성을 유지하게 되며, 다수개의 매트(451)가 중첩된 구조상, 각 매트(451)사이에 경계층이 형성되기 때문에 길이방향으로의 열전달률이 매우 낮은 특성을 갖게 된다.

따라서, 본 실시예에 의하면 축열재(45)가 적용되는 쿨러의 용량에 따라 제작과정에서 매트의 압착정도 및 각 매트간의 밀착정도를 조절함으로써 쿨러가 최적의 작동효율이 유지되도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 쿨러의 재생기는 압축 진공소결 방법으로 만들어지는 매트를 다수개 중첩한 구조로서 통기성이 균일하고 열전달 손실이 작은 축열재를 포함하여 이루어짐으로써 쿨러의 생산성 및 성능향상에 도움이 된다.

Claims (2)

1. 원통형의 하우징과, 상기 하우징내에 삽입 장착된 축열재와, 하우징의 선단에 부착된 엔드캡을 포함하는 쿨러의 재생기에 있어서;

   상기 축열재는 랜덤 와이어 재질의 매트가 다수개 충접된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿨러의 재생기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 축열재를 구성하는 매트는 랜덤 와이어를 압착한 상태에서 진공소결하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿨러의 재생기.

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