KR101871910B1 - 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치 - Google Patents

자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101871910B1
KR101871910B1 KR1020160183355A KR20160183355A KR101871910B1 KR 101871910 B1 KR101871910 B1 KR 101871910B1 KR 1020160183355 A KR1020160183355 A KR 1020160183355A KR 20160183355 A KR20160183355 A KR 20160183355A KR 101871910 B1 KR101871910 B1 KR 101871910B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cryogenic
fluid circulation
vacuum chamber
circulation pipe
refrigerant
Prior art date
Application number
KR1020160183355A
Other languages
English (en)
Inventor
강두화
김석호
김동민
김만렬
Original Assignee
강두화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강두화 filed Critical 강두화
Priority to KR1020160183355A priority Critical patent/KR101871910B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101871910B1 publication Critical patent/KR101871910B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00Testing machines, pumps, or pumping installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/06Venting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자가 냉각방식을 이용하여 과냉 액체질소를 생성함으로써, 극저온펌프의 성능을 시험할 수 있는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 제1극저온냉매가 수용되는 진공챔버; 진공챔버에 설치되는 극저온펌프; 극저온펌프와 연결 설치되어 제1극저온냉매와 열교환되는 제2극저온냉매가 유동되는 유체순환관; 유체순환관과 연결되도록 진공챔버의 외부에 설치되어 제2극저온냉매를 가압 및 과냉하는 주입탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치를 기술적 요지로 한다.

Description

자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치{Self cooling cryogenic pump circulation test equipment}
본 발명은 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자가 냉각방식을 이용하여 과냉 액체질소를 생성함으로써, 극저온펌프의 성능을 시험할 수 있는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 초전도 응용기기는 특정온도에서 발현하는 초전도 현상을 이용한 기기를 일컫는바, 현재 상용화 개발이 추진되고 있는 초전도 응용기기의 일부는 액체질소 온도 범위에서 초전도 현상을 유지하기 때문에 액체질소 온도 범위에서 냉각이 되어야 한다.
즉 초전도 응용기기는 액체질소 온도범위에서만 작동하여 항상 액체질소 온도범위로 냉각되어야 하므로, 약 -179℃ 이하로 순환시켜 극저온의 액체질소를 흡입 또는 배출하는 극저온펌프의 의한 냉각이 필수적이다.
이는 통상적인 액체순환펌프의 경우 상온의 온도조건에서 사용되나, 액체질소 등과 같은 극저온의 유체를 흡입 또는 배출하기 위해서는 극저온펌프가 필요함을 의미한다.
이때 극저온펌프의 성능을 평가하기 위해서는 일반적인 액체순환펌프와 달리, 냉매인 액체질소 온도 범위에서 과냉 액체질소에 의해 진행되어야 하므로, 과냉 액체질소 환경을 유지할 수 있는 순환시험장치가 절실히 필요하였다.
특히 종래의 극저온펌프 성능은 극저온 냉동기 및 감압장치와 열교환기를 이용하여 액체질소를 과냉한 후 과냉된 액체질소를 펌프로 순환하여 시험하여 왔으나, 이에 따른 극저온 냉동기 및 감압장치 구성으로 시험장치가 거대해지고 제작 비용이 증가하는 문제점이 있어왔다.
국내 등록특허공보 제10-1441875호, 2014.09.12.자 등록.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 자가 냉각방식을 이용하여 과냉 액체질소를 생성함으로써, 극저온펌프의 성능을 시험할 수 있는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치는, 제1극저온냉매가 수용되는 진공챔버; 상기 진공챔버에 설치되는 극저온펌프; 상기 극저온펌프와 연결 설치되어 상기 제1극저온냉매와 열교환되는 제2극저온냉매가 유동되는 유체순환관; 및 상기 유체순환관과 연결되도록 상기 진공챔버의 외부에 설치되어 상기 제2극저온냉매를 가압 및 과냉하는 주입탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 극저온펌프는, 상기 진공챔버의 외부로 노출되게 설치되는 모터; 상기 모터에 연결되도록 상기 진공챔버의 내부에 설치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 상기 모터에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축의 단부에 설치되어 회전에 의해 상기 제2극저온냉매를 순환시키는 임펠러; 및 상기 회전축의 단부 외주연에 이격되게 위치되는 영구자석과, 상기 회전축의 단부 외주연과 상기 영구자석 사이에 위치되고 상기 제2극저온냉매에 의해 초전도체가 된 후 상기 영구자석의 자장에 반응하여 무접점 회전되는 초전도선재로 이루어진 초전도베어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 제1극저온냉매와 상기 제2극저온냉매는, 상기 유체순환관에 설치되는 핀튜브 타입의 열교환기에 의해 열교환되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 진공챔버의 외부에는, 상기 제2극저온냉매와 열교환되는 상기 제1극저온냉매가 기화되면서 배출되도록 설치되는 배출탱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 유체순환관에는, 상기 유체순환관 내부의 기체 압력이 기 설정된 값 이상이 되면 개방하여 외부로 배출되도록 설치되는 벤트밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치는, 자가 냉각방식을 이용하여 과냉 액체질소를 생성함으로써, 극저온펌프의 성능을 시험할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 펌프 순환시험장치.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모식도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체질소의 증발량 그래프.
본 발명을 기술하기에 앞서, 도 1은 종래의 펌프 순환시험장치이다. 즉, 종래에 극저온 냉동기 혹은 감압장치와 열교환기를 이용하는 바로는 시스템 크기와 비용이 증가하고, 전력소모와 액체질소 소모가 크다는 문제점에 착안하여 본 발명을 제시하고자 하는 바이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치는 진공챔버(100), 극저온펌프(200), 유체순환관(300), 주입탱크(400) 및 배출탱크(500)를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 진공챔버(100)는 제1극저온냉매가 수용되는 구성이다.
즉 진공챔버(100)는 외부 대기온도의 열복사 및 대류를 차단하기 위한 것으로, 극저온 환경을 유지하기 위해 이중의 진공단열로 이루어진다.
내용인즉 진공챔버(100)는 독립형의 챔버로 이루어진 것으로, 내부에 제1극저온냉매가 액체 상태로 저장되어 유체순환관(300)을 따라 흐르는 제2극저온냉매와 열교환되는 공간을 제공하는 것이라 할 수 있다.
단, 진공챔버(100)에는 77K에서 액체로 존재하는 질소가 수용되어 있는데, 이러한 질소를 본 발명에서는 제1극저온냉매라 칭하기로 하며, 특히 후술될 유체순환관(300)은 제1극저온냉매에 일정 부분 함침되도록 설치되는 것으로, 제1극저온냉매에 함침된 유체순환관(300)의 일정 부분에서 제1극저온냉매와 제2극저온냉매가 열교환이 발생되는 것이라 할 수 있다.
본 발명의 극저온펌프(200)는 진공챔버(100)에 설치되는 구성이다.
극저온펌프(200)를 설명하기에 앞서, 일반적인 펌프의 순환으로 유체순환관(300)에 극저온의 냉매가 유동하게 되면 유체순환관(300)의 내부에서 와류나 캐비테이션이 발생하게 된다. 이러한 와류나 캐비테이션이 발생하게 되면 냉매가 기화되어 버려 장시간 펌프의 순환을 테스트할 수 없는 문제점을 해소하기 위하여 극저온펌프(200)를 제시하고자 하는 것이다.
말하자면, 극저온펌프(200)는 모터(210), 하우징(220), 회전축(230), 임펠러(240) 및 초전도베어링(250)으로 이루어져 액체 상태의 질소를 이용하여 극저온펌프(200)의 순환을 시험하는 것이며, 상술된 구성은 다음과 같이 설명될 수 있다.
첫째, 모터(210)는 진공챔버(100)의 외부로 노출되게 설치되는 구성이다.
이러한 모터(210)는 회전축(230)을 회전시키면서 임펠러(240)를 구동시키기 위한 작용을 하는 것으로, 모터(210)가 진공챔버(100)의 내부에 위치하게 되면 임펠러(240)가 작동되지 않을 우려가 있기 때문에 모터(210)를 진공챔버(100)의 외부로 돌출되게 설치하는 것이 바람직하다.
그리고 모터(210) 내부의 모터회전축(미도시)은 내부에 빈 공간을 가지는데, 일단은 폐쇄되고 타단은 개구되어 있기 때문에, 개구된 타단이 회전축(230)과 올덤커플링(oldham coupling)으로 연결되는 것이 바람직하다.
둘째, 하우징(220)은 모터(210)에 연결되도록 진공챔버(100)의 내부에 설치되는 구성이다.
상세하게는, 하우징(220)은 회전축(230)과 임펠러(240)를 수용하는 공간으로써, 모터(210)의 하부에 결합되는 축하우징(222)과, 축하우징(222)의 하부에 연장 형성되는 임펠러하우징(224)으로 이루어져 회전되는 회전축(230) 및 임펠러(240)를 수용하는 역할을 한다.
더욱 상세하게는, 임펠러하우징(224)의 하면에 유체유입구(미도시)가 형성되고, 측면에 유체토출구(미도시)가 형성됨으로써, 주입탱크(400)를 통하여 유체순환관(300)으로 흘러들어오는 제2극저온냉매가 유입되어 토출되는 방식을 이루게 된다.
셋째, 회전축(230)은 하우징(220)의 내부에 모터(210)에 의해 회전 가능하게 설치되는 구성이다.
즉 회전축(230)은 모터(210)의 동력을 임펠러(240)에 전달하는 작용을 하는 것으로, 축하우징(222)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상부는 모터(210)의 내부에 설치된 모터회전축과 연결되어 회전되고, 하부는 임펠러(240)와 연결되어 동력을 전달시킨다.
넷째, 임펠러(240)는 회전축(230)의 단부에 설치되어 회전에 의해 제2극저온냉매를 순환시키는 구성이다.
구체적으로, 임펠러(240)는 임펠러하우징(224)의 내부에 설치되어 제2극저온냉매를 토출하는 것으로, 회전축(230)에 연결되어 임펠러하우징(224) 내부로 유입된 제2극저온냉매를 토출하게 되는 것이다.
다섯째, 초전도베어링(250)은 회전축(230)의 단부 외주연에 이격되게 위치되는 영구자석(미도시)과, 회전축(230)의 단부 외주연과 영구자석 사이에 위치되고 제2극저온냉매에 의해 초전도체가 된 후 영구자석의 자장에 반응하여 무접점 회전되는 초전도선재(미도시)로 이루어진 구성이다.
즉 초전도베어링(250)은 회전축(230)을 무접점으로 지지하는 것으로, 회전축(230) 단부 외주연에 이격 배치되는 영구자석과, 회전축(230)의 단부에 결합되는 초전도선재로 이루어진다. 이때 초전도선재는 임펠러하우징(224)으로 유입된 제2극저온냉매에 의해 초전도체가 되어 영구자석에 의해 형성되는 자장에 반응함으로써, 무접전 회전이 되는 것이다.
이와 같이, 초전도체와 영구자석 간의 부상원리를 이용함으로써, 제2극저온냉매 속에서 반영구적인 회전 내구성을 확보할 수 있음과 동시에, 비접촉으로 기계적인 발열을 최소로 할 수 있다.
본 발명의 유체순환관(300)은 극저온펌프(200)와 연결 설치되어 제1극저온냉매와 열교환되는 제2극저온냉매가 유동되는 구성이다.
우선 유체순환관(300)의 일측에는 주입탱크(400)로부터 제2극저온냉매가 흘러들어올 수 있도록 주입되는 주입배관(310)이 연결 설치되고, 유체순환관(300)의 타측에는 기화된 기체 상태의 질소가 외부로 빠져나갈 수 있도록 토출되는 토출배관(320)이 연결 설치된다. 단, 유체순환관(300)에는 주입탱크(400)의 제2극저온냉매가 흘러들어오거나, 막게 개방 또는 폐쇄하는 유체순환밸브(300a)가 형성될 수 있다.
상세하게는 유체순환관(300)은 액체질소로 이루어진 제2극저온냉매가 과냉각 상태로 유지되도록 하는 것으로, 유체순환관(300)에 설치되는 핀튜브 타입의 열교환기(370)에 의해 제1극저온냉매와 제2극저온냉매가 열교환된다.
더욱 상세하게는 열교환기(370)는 대기로부터 받는 열 등을 흡수하여 유체순환관(300) 내부가 극저온 상태로 유지될 수 있도록 하는 것으로, 열교환기(370)를 통과한 제2극저온냉매는 극저온펌프(200)를 통하여 순환되는 방식이다.
예컨대 열교환기(370)는 유체순환관(300)의 외면에 밀착되게 결합되는 관 형태의 결합보스와, 결합보스의 길이방향 둘레를 따라 돌출 형성되는 다수 개의 핀을 포함하여 형성될 수 있다.
여기서 열교환기(370)가 핀튜브 타입으로 이루어지는 이유는, 핀튜브 타입으로 이루어진 열교환기(370)일 경우에만 열을 식혀주기 위한 접촉면적이 늘어나 제2극저온냉매를 액체 상태로 유지해 줄 수 있기 때문이다.
특히 유체순환관(300), 더욱 상세하게는 토출배관(320)의 단부에는 유체순환관(300) 내부의 기체 압력이 기 설정된 값 이상이 되면 개방하여 외부로 배출시키는 벤트밸브(322)가 설치되도록 하는 것이 바람직하다.
즉 유체순환관(300)을 흐르는 제2극저온냉매가 열에 의해 일부 기체 상태가 되면, 압력에 의해 순환시험장치의 파손이 발생하기 마련인데, 이러한 파손을 막기 위하여 열에 의해 변한 기체를 외부로 배출시켜주는 것이 중요함을 의미한다.
내용인즉, 벤트밸브(322)는 유체순환관(300)을 흘러가는 제2극저온냉매의 압력이 미리 설정된 압력 이상이 되면 개방되어 기체 상태의 가스를 외부로 배출함에 따라, 액체 상태의 제2극저온냉매를 일정한 압력으로 원활하게 순환시킬 수 있게 된다.
따라서 유체순환관(300)의 입구측에 극저온펌프(200)를 통과하기 전의 유체순환관(300) 내부 압력 정보를 측정하는 제1압력센서(330)를 설치하고, 유체순환관(300)의 타측에 극저온펌프(200)를 통과한 후의 유체순환관(300) 내부 압력 정보를 측정하는 제2압력센서(340)를 설치함으로써, 유체순환관(300) 내부에서 일정 압이 발생한 경우 기체 상태의 제2극저온냉매를 배출해 압력 조절이 가능하므로, 사고의 위험을 방지할 수 있다.
참고로, 유체순환관(300)에 제2극저온냉매의 유량을 체크하는 유량계(360)가 설치됨으로써, 제1압력센서(330) 및 제2압력센서(340)에 의해 측정된 압력 정보가 유량계(360)로 전달되어 압력 정보에 따라 벤트밸브(322)의 개폐를 제어하게 된다.
마지막으로 유체순환관(300)에서 중요한 점은, 유체순환관(300)에 별도의 보충관(350)이 형성된다는 것이다. 특히 초기에 액체 상태의 제1극저온냉매를 유체순환관(300)으로 흘러주게 하기 위하여, 보충관(350)은 진공챔버(100)에 수용된 제1극저온냉매에 일정 부분 함침될 수 있게 길이 조절 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
이말은 즉, 극저온펌프(200)의 순환을 시험하기 위하여 먼저 진공챔버(100)에 수용된 제1극저온냉매를 유체순환관(300)으로 흘러보내준 후, 주입탱크(400)로부터 제2극저온냉매를 지속적으로 제공받음을 의미한다.
단, 보충관(350)에는 초기에 유체순환관(300)으로 제1극저온냉매를 흘러보내주거나, 진공챔버(100)에 수용된 제1극저온냉매가 유체순환관(300)으로 흘러가지 못하도록 막을 수 있는 보충밸브(352)가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 주입탱크(400)는 유체순환관(300)과 연결되도록 진공챔버(100)의 외부에 설치되어 제2극저온냉매를 가압 및 과냉하는 구성이다.
말하자면, 주입탱크(400)는 극저온펌프(200)에 제2극저온냉매의 순환을 위한 조건을 만들어주기 위한 것으로, 유체순환관(300)의 내부로 기체 상태의 질소를 공급하면서 가압 및 과냉하여 유체순환관(300)을 흐르는 제2극저온냉매가 과냉각 상태로 유지되도록 하는 작용을 한다.
다시 말하자면, 주입탱크(400)는 주입배관(310)의 단부에 연결 설치되어 유체순환관(300)의 내부로 기체 상태의 질소를 공급하면서, 주입배관(310) 상에 설치된 레귤레이터(312)에 의해 유체순환관(300)으로 흘러가는 제2극저온냉매가 과냉각 상태로 유지되도록 압력을 증가시킨다.
이러한 레귤레이터(312)는 압력을 증가시키는 작동 외에도, 유체순환관(300)의 압력이 정상적이 되면 주입탱크(400)에 저장된 기체 상태의 질소가 유체순환관(300)으로 공급하는 작용을 중단하는 작동도 한다.
정리하자면, 유체순환관(300)에서 제2극저온냉매의 유동에 의해 유체순환관(300) 내부에서 와류나 캐비테이션이 일어나면, 열이 발생됨에 따라 유체순환관(300)에 흐르던 제2극저온냉매가 극저온이어서 증발되기 마련이다. 따라서 주입탱크(400)는 유체순환관(300)에 제2극저온냉매를 가압 및 과냉하면서 유체순환관(300)에 유동되는 제2극저온냉매가 과냉각 상태로 유지되게 하는 것이다.
본 발명의 배출탱크(500)는 진공챔버(100)의 외부에 설치되는 것으로, 제2극저온냉매와 열교환되는 제1극저온냉매가 기화되면서 배출되도록 하는 구성이다.
말하자면, 진공챔버(100)에 수용된 제1극저온냉매 역시 제2극저온냉매와 열교환되면서 일부 기화되면 기체 상태가 되는데, 배출탱크(500)는 제1극저온냉매에 일정 부분에 함침된 배출탱크연결관(510)에 연결 설치되어 기체 상태로 기화된 가스를 외부로 배출해 주는 것이다. 이러한 배출탱크연결관(510)에는 진공챔버(100)에 기화되지 않은 제1극저온냉매만 존재할 시에 배출탱크(500)로 배출되지 못하도록 개폐할 수 있는 배출조절밸브(510a)가 설치되는 것이 바람직하다.
나아가 배출탱크연결관(510)에는 주입배관(310)에 연결되는 주입배관연결라인(512)이 분기되어 형성될 수 있다. 주입배관연결라인(512)은 주입배관(310) 상에 존재하는 기체 상태의 질소를 배출탱크(500)로 직접 배출시킬 수 있다. 참고로, 주입배관연결라인(512)에는 주입배관연결라인(512)을 개폐할 수 있는 라인밸브(512a)가 설치될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 극저온펌프(200)의 성능을 평가하기 위해 액체 상태의 질소 증발량을 실험한 결과에 대하여 설명해 보고자 한다.
표 1은 극저온펌프(200)의 성능을 평가하기 위한 장치에 따라 액체질소 증발량을 구하기 위한 정보를 나타내었고, 수학식 1은 액체질소 증발량을 계산한 것이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체질소의 증발량 그래프이다.
property value unit
열부하(모터발열, 전도, 복사) 1511.6 W
기화열 193 kJ/kg
밀도(77K, 1 Bar) 0.29 kg/㎥
Figure 112016129521865-pat00001
즉 극저온펌프(200) 성능을 평가하는 장치의 경우, 액체질소를 이용해서 성능 평가를 진행하므로 시간에 따른 액체질소 증발량을 계산하여 액체질소 수위를 예측하여야 한다. 따라서 표 1에 극저온펌프(200)의 성능을 평가하기 위한 장치에 따라 액체질소 증발량을 구하기 위한 정보를 나타내었다.
이어서 수학식 1을 이용하여 액체질소 증발량을 계산하였더니, 도 3과 같이 1분당 0.56L 증가함을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다.
본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 진공챔버 200: 극저온펌프
210: 모터 220: 하우징
222: 축하우징 224: 임펠러하우징
230: 회전축 240: 임펠러
250: 초전도베어링 300: 유체순환관
300a: 유체순환밸브 310: 주입배관
312: 레귤레이터 320: 토출배관
322: 벤트밸브 330: 제1압력센서
340: 제2압력센서 350: 보충관
352: 보충밸브 360: 유량계
370: 열교환기 400: 주입탱크
500: 배출탱크 510: 배출탱크연결관
510a: 배출조절밸브 512: 주입배관연결라인
512a: 라인밸브

Claims (5)

  1. 제1극저온냉매가 수용되는 진공챔버;
    상기 진공챔버에 설치되는 극저온펌프;
    상기 극저온펌프와 연결 설치되어 상기 제1극저온냉매와 열교환되는 제2극저온냉매가 유동되는 유체순환관; 및
    상기 유체순환관과 연결되도록 상기 진공챔버의 외부에 설치되어 상기 제2극저온냉매를 가압 및 과냉하는 주입탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극저온펌프는,
    상기 진공챔버의 외부로 노출되게 설치되는 모터;
    상기 모터에 연결되도록 상기 진공챔버의 내부에 설치되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 상기 모터에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전축;
    상기 회전축의 단부에 설치되어 회전에 의해 상기 제2극저온냉매를 순환시키는 임펠러; 및
    상기 회전축의 단부 외주연에 이격되게 위치되는 영구자석과, 상기 회전축의 단부 외주연과 상기 영구자석 사이에 위치되고 상기 제2극저온냉매에 의해 초전도체가 된 후 상기 영구자석의 자장에 반응하여 무접점 회전되는 초전도선재로 이루어진 초전도베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1극저온냉매와 상기 제2극저온냉매는,
    상기 유체순환관에 설치되는 핀튜브 타입의 열교환기에 의해 열교환되는 것을 특징으로 하는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진공챔버의 외부에는,
    상기 제2극저온냉매와 열교환되는 상기 제1극저온냉매가 기화되면서 배출되도록 설치되는 배출탱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체순환관에는,
    상기 유체순환관 내부의 기체 압력이 기 설정된 값 이상이 되면 개방하여 외부로 배출되도록 설치되는 벤트밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치.
KR1020160183355A 2016-12-30 2016-12-30 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치 KR101871910B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160183355A KR101871910B1 (ko) 2016-12-30 2016-12-30 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160183355A KR101871910B1 (ko) 2016-12-30 2016-12-30 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101871910B1 true KR101871910B1 (ko) 2018-06-27

Family

ID=62789683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160183355A KR101871910B1 (ko) 2016-12-30 2016-12-30 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101871910B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102446028B1 (ko) * 2022-07-07 2022-09-23 디에이치 주식회사 극저온 처리장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289277A (ja) * 1987-05-20 1988-11-25 Toshiba Corp 冷凍用圧縮機の試験装置
KR20100122698A (ko) * 2009-05-13 2010-11-23 한국항공우주연구원 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험방법 및 시험설비
KR20130138238A (ko) * 2010-10-29 2013-12-18 에어 워터 가부시키가이샤 저온 액화 가스용 펌프
KR101441875B1 (ko) 2012-10-18 2014-09-19 제주대학교 산학협력단 극저온 냉매 강제순환용 초전도 극저온 펌프
KR101546001B1 (ko) * 2014-02-07 2015-08-20 창원대학교 산학협력단 초전도선재를 이용한 초전도 베어링

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289277A (ja) * 1987-05-20 1988-11-25 Toshiba Corp 冷凍用圧縮機の試験装置
KR20100122698A (ko) * 2009-05-13 2010-11-23 한국항공우주연구원 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험방법 및 시험설비
KR20130138238A (ko) * 2010-10-29 2013-12-18 에어 워터 가부시키가이샤 저온 액화 가스용 펌프
KR101441875B1 (ko) 2012-10-18 2014-09-19 제주대학교 산학협력단 극저온 냉매 강제순환용 초전도 극저온 펌프
KR101546001B1 (ko) * 2014-02-07 2015-08-20 창원대학교 산학협력단 초전도선재를 이용한 초전도 베어링

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102446028B1 (ko) * 2022-07-07 2022-09-23 디에이치 주식회사 극저온 처리장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2562489B1 (en) Cooling system and cooling method
US7185501B2 (en) Cryogenic cooling system and method with backup cold storage device
CN107763432B (zh) 包括连接到低温冷却器的吸热器的无制冷剂磁体系统
EP1586833A2 (en) Cooling apparatus
KR20070092599A (ko) 수소 가스의 충전방법 및 장치
CN107614990B (zh) 具有至少在下区域中液体密封地相互分开的第一和第二氦容器的低温恒温器
KR101859834B1 (ko) 압축기 및 그 제어방법
US8729894B2 (en) System and method for operating a magnetic resonance imaging system during ramping
CN107923684A (zh) 制冷循环装置以及制冷循环系统
CA2563873A1 (en) Circulation cooling system for cryogenic cable
KR102133684B1 (ko) 초전도 자석을 가온 및 냉각시키기 위한 시스템
KR101871910B1 (ko) 자가 냉각형 극저온펌프 순환시험장치
US10041711B2 (en) Superconducting rotating machine and cooling method thereof
KR101478288B1 (ko) 극저온유체의 재응축형 극저온 프로브스테이션
JP5708554B2 (ja) ガスタンク検査装置、および、ガスタンク検査方法
JP3086547B2 (ja) アンモニア吸収冷凍機の安全装置
Marx et al. Dry dilution refrigerator for experiments on quantum effects in the microwave regime
KR102141655B1 (ko) 극저온냉동기를 이용한 전도냉각방식의 우주환경 모사장치
JP2013221634A (ja) 冷却システム、その制御装置
JP6303246B2 (ja) 冷媒循環装置、及び冷媒循環方法
Munilla et al. Cold tests and magnetic characterization of a superconducting magnet for a compact cyclotron for radioisotope production
CN108302836A (zh) 用于半导体测试的自由活塞斯特林冷却器温度控制系统
ES2915601T3 (es) Procedimiento para el monitoreo de condición de un sistema hidráulico de una instalación de conformación de metales, así como dispositivo de monitoreo de condición
KR102301142B1 (ko) 액화 산소를 이용한 냉각 시스템
JP7373948B2 (ja) テストシステム

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant