KR20040001073A - 지엠냉각기를 구비한 극저온용기 및 극저온용기의 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GM(Gifford-McMahon) 극저온 냉각기를 이용하여 밀폐된 극저온 헬륨용기 내의 액체헬륨이 일정 압력/온도/부피로 유지되도록 한 극저온용기와 이 극저온용기의 제어방법에 관한 것으로, 상기 극저온용기는 단열을 위한 진공용기; 상기 진공용기의 내부 저면에 이격 배치되고, 액체 헬륨에 잠기어 이중전선에 의하여 전력을 공급받는 초전도자석을 내포하고 있는 헬륨용기; 상기 진공용기에 내포된 상/하냉각부와 상기 헬륨용기와 연결된 응축부를 갖고, 응축기로부터 재응축 된 헬륨을 공급받는 GM냉각기; 상기 GM냉각기의 상냉각부와 상기 자석과 연결된 이중전선을 연결하여 냉각시키는 전도냉각부; 상기 응축기와, 상기 헬륨용기를 가열하는 히터와, 상기 헬륨용기 및 진공용기와 파이프를 통하여 연결되어 각 용기의 압력을 계측하는 압력계를 제어하는 콘트롤러; 및 각 구성요소들에 전력을 공급하는 전원을 포함하여 이루어지고, 이러한 극저온용기는 콤팩트하고 제조단가가 낮으며, 헬륨의 손실을 최소화할 수 있고, 히터를 통하여 과도냉각을 방지할 수 있어 헬륨용기의 압력/수위/온도를 일정하게 유지시켜 안정적으로 초전도자석을 운전할 수 있다.
Description
본 발명은 4K 2단 GM(Gifford-McMahon) 극저온 냉각기(이상 본 명세서에서는 'GM냉각기'로 약칭한다)를 이용하여 밀폐된 극저온 헬륨용기 내의 액체헬륨이 일정 압력/온도/부피로 유지되도록 하는 극저온용기와 이 극저온용기의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 극저온용기는 극저온유체를 보관하거나 초전도자석을 극저온으로 유지하는 장치로써 MRI, NMR 등의 응용 초전도 기기에 사용된다. 이와 같은 기기에 사용되는 극저온용기에서는 극저온유체, 일반적으로 헬륨이 증발되므로 증발된 헬륨을 다시 포집/회수하는 회수장치와 회수된 헬륨을 다시 헬륨액화장치를 이용하여 액화하여 헬륨용기로 다시 공급하는 방식을 사용하여 왔다.
상기 헬륨액화장치로는 일반적으로 JT(Joul-Thomson) 냉각기를 사용하고 있는데 용량대비 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 액화장치가 극저온용기의 외부에 장착되므로 배관을 비롯한 구성요소들의 연결관계가 복잡하고 제작과정이 어렵고, 또한제작단가 높다는 문제점이 있었다.
또한 종래 극저온용기에서는 헬륨용기 내의 초전도자석에 전력을 인가하는 전선을 냉각하는데 있어 헬륨용기로부터 증발하는 헬륨증기를 이용하는 증발증기냉각방식을 사용하므로 헬륨의 손실양이 매우 많아서 냉각기로 재응축 할 수 없다는 문제점이 있었다. 이와 아울러 종래의 재응축 방식의 극저온용기를 사용하는 초전도 응용기기들은 영구 전류모드에서 사용하는 것이 수월하고 상시통전방식으로 사용하기 어려워 단결정 성장장치와 같은 기기에서는 사용하기 어렵다는 문제점이 있었다. 일반적으로 초전도자석을 운전하는데 있어서 영구전류모드는 초전도자석에 외부에서 전류를 공급하고 난 후, 초전도체가 전기저항이 영인 성질을 이용하여 초전도자석 자체를 폐회로로 만들고 더 이상의 외부에서의 전력공급 없이 영구자석과 같은 상태로 만들어 운전하는 것이다. 반면에 상시통전방식은 초전도자석을 운전하는 동안 계속적으로 외부에서 전류를 공급해주는 방식으로 영구전류모드와 달리 초전도자석을 필요에 따라 전류를 단속함으로 자기장을 발생 혹은 제거할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 극저온용기에서 제기된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 GM냉각기를 구비한 극저온용기는
첫째, 극저온용기 내에 GM냉각기를 도입하여 콤팩트하고 제조단가가 낮은 극저온용기를 제공하는 것과,
둘째, 상기 GM냉각기를 통하여 극저온용기 내부에서 직접 헬륨 기체을 재응축하여 헬륨의 손실을 막는 것과,
셋째, 가열수단을 통하여 헬륨용기로부터의 헬륨증발량을 초과하는 과도한 냉각으로 인하여 헬륨용기의 내부 압력이 낮아지는 현상을 방지하는 것과,
넷째, 초전도자석으로 전력을 인가하는 전선을 진공 중에서 냉각기로 직접 전도냉각하는 수단을 통하여 극저온용기를 상시 통전방식으로도 사용할 수 있게 하는 것과,
다섯째, 극저온용기의 각 구성요소가 유기적으로 제어되도록 하여 헬륨용기 내의 압력, 액체헬륨 수위, 온도를 일정하게 유지하여 안정적으로 초전도 자석을 운전하여 결국 효율이 뛰어난 극저온용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 GM냉각기를 구비한 극저온용기는 단열을 위한 진공용기; 상기 진공용기의 내부 저면에 이격 배치되고, 액체 헬륨에 잠기어 이중전선에 의하여 전력을 공급받는 초전도자석을 내포하고 있는 헬륨용기; 상기 진공용기에 내포된 상/하냉각부와 상기 헬륨용기와 연결된 응축부를 갖고, 응축기로부터 재응축 된 헬륨을 공급받는 GM냉각기; 상기 GM냉각기의 상냉각부와 상기 자석과 연결된 이중전선을 연결하여 냉각시키는 전도냉각부; 상기 응축기와, 상기 헬륨용기를 가열하는 히터와, 상기 헬륨용기 및 진공용기와 파이프를 통하여 연결되어 각 용기의 압력을 계측하는 압력계를 제어하는 콘트롤러; 및 각 구성요소들에 전력을 공급하는 전원을 포함하여 이루어진다.
바람직하기로는 상기 자석과 연결된 이중전선은 금속전선과 HTS전선이 연결부재로 연결되어 있고, 상기 금속전선은 박판으로 이루어지되 연결부재 쪽에서 박판, 절연지, 전도냉각부의 일단이 차례로 볼트에 의해 적층/고정되어 있는 것이 좋다.
또한 상기 헬륨용기와 응축부의 연결은 진동에 의한 파손을 막기 위하여 주름관으로 이루어진 연결부를 통하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 상기 GM냉각기를 구비한 극저온용기를 제어하는 방법은 상기 GM냉각기가 작동되어 헬륨응축시에 헬륨용기 압력이 일정 압력이 될 때까지 헬륨을 강제 증발시키는 히터를 가동(ON)하고, 이 정해진 압력이 되면 히터를 정지(OFF)하고 GM냉각기에 의해 헬륨을 응축하여 압력이 일정 압력이 되도록 함과 아울러, 상기 히터의 불완전작동으로 헬륨용기의 압력이 음압(0.0bar 이하)이 되는 것을 방지하도록 일정 음압 이하에서 상기 응축기를 정지시켜 GM냉각기를 정지시키고 0.0bar 이상이면 GM냉각기를 재가동하도록 상기 콘트롤러를 통하여 응축기, 히터, 압력계를 제어한다.
도 1은 본 발명에 따른 GM냉각기를 구비한 헬륨 재응축 방식의 극저온용기의 개략도,
도 2는 GM냉각기와 헬륨응축부의 결합관계를 나타내는 확대 개략도,
도 3은 GM냉각기와 이중전선을 연결하는 전도냉각부의 결합관계를 나타내는 확대 개략도,
도 4는 이중전선과 전도냉각부의 결합관계를 나타내는 확대 개략도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1: 극저온용기 3: 진공용기
5: 헬륨 7: 초전도자석
9: 히터 11: 콘트롤러
13: 전원 15: 응축기
17: 압력계 19: 안전판
20: 헬륨용기 21,33a,35a: 연결부
30: GM냉각기 31: 상냉각부
33: 하냉각부 35: 응축부
41: 금속전선 43: HTS전선
45: 전도냉각부 47: 절연지
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 GM냉각기를 구비한 헬륨 재응축 방식의 극저온용기(1)의 개략도로서, 도면에서 실선은 전선을, 점선은 제어관계를, 일점쇄선은 가스공급관계를 나타낸다. 도 1에서 단열을 위한 진공용기(3)의 내부 저면에는 헬륨용기(20)가 이격 배치되어 있다. 이 헬륨용기(20) 내에는 액체 헬륨(5)이일정 높이로 충전되어 있고, 이중전선에 의하여 전원(13)으로부터의 전력을 공급받는 초전도자석(7)이 헬륨(5)에 잠겨 있다.
GM냉각기와 헬륨응축부의 결합관계를 나타내는 확대 개략도인 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 헬륨용기(20)의 상부로는 GM냉각기의 응축부(35)가 연결되어 있다. GM냉각기(30)는 진공용기(3) 외부로 노출된 헤드부분과 진공용기(3)에 파묻힌 상/하냉각부(31)(33)과 응축부(35)로 이루어져 있다. 응축부(35)는 구리소재의 실린더이다. 헤드부분과 응축부(35)를 제외한 냉각부(31)(33)의 개략적인 구성은 도 3에서 확인할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, GM냉각기(20)의 응축부(35)와 헬륨용기(20)의 연결은 진동에 의한 파손을 막기 위하여 주름관으로 이루어진 연결부(21)로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 연결부(21)의 소재는 스테인리스일 수 있다. 또한 상기 하냉각부(33)와 응축부(35)는 납땜으로 연결되는 연결부(33a,35a)를 갖는다. 납땜연결은 접촉을 좋게 하며 응축부(35)에서 헬륨이 새지 않도록 기밀되게 이루어진다. 상기 GM냉각기(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 응축기(15)로부터 재응축 된 헬륨을 공급받는다. 이러한 구조의 GM냉각기(30)는 헬륨용기(20)에 충전된 액체헬륨을 하냉각부(33)와 접촉되어 있는 헬륨 응축부(35)를 전도 냉각하여 헬륨용기(20)로부터의 헬륨증기가 응축부(35)에 닿을 때에 응축되도록 한다.
도 1과 GM냉각기와 이중전선을 연결하는 전도냉각부의 결합관계를 나타내는 확대 개략도인 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 GM냉각기(30)의 상냉각부(31)와 상기 초전도자석(7)에 전력을 인가하는 이중전선은 전도냉각부(45)를 통하여 연결되어 있다. 이 전도냉각부(45)는 박판, 특히 구리박판일 수 있으며 초전도자석(7)에 전류가 도통될 때 이중전선을 통하여 유입되는 열전달을 GM냉각기(30)의 상냉각부(31)를 통하여 전도 냉각하여 헬륨용기(20)로의 열유입을 최소화한다.
도 3과 이중전선과 전도냉각부의 보다 상세한 결합관계를 나타낸 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 초전도자석(7)과 연결된 이중전선은 금속전선(41)과 HTS(High Temperature Superconductor; 고온초전도체)전선(43)이 연결부재(B), 특히 볼트 또는 리벳으로 결합된 이중 형태일 수 있다. 또한 상기 금속전선(41)은 박판으로 이루어지되 연결부재 쪽에서 박판, 절연지(47), 상냉각부(31) 연결부위의 반대쪽 전도냉각부(45) 단부가 차례로 볼트(B)에 의해 고정되는 방식으로 되어 있는 것이 바람직하다. 도 4의 적층구조는 설명의 용이성을 위하여 이중전선, 전도냉각부(45), 절연지(47)가 보이도록 과장시킨 것으로 실제로는 돌출된 부분 없이 수평으로 적층된다. 이와 같은 볼트(B)에 의한 밀착 고정은 원활한 열전달을 위한 것이다. 상기 절연지(47)는 이중전선에 고전류가 흐르고 있으므로 전도냉각부(45)와의 절연을 위한 것이다. 금속과 HTS재의 전선은 진공용기(3) 내 진공 중에서 전도냉각부(45)를 통하여 직접 전도냉각되므로 영구전류모드에서만 사용할 수 있었던 헬륨 재응축방식의 극저온용기(1)를 상시통전방식으로도 사용할 수 있게 한다. 이러한 상시통전방식의 필요성은 단결정성장장치와 같은 기기에서 일정 간격으로 전류의 단속이 필요할 경우에는 종래의 영구 전류모드를 채용한 극저온용기를 사용할 수 없기 때문이다.
다시 도 1에서, 콘트롤러(11)는 상기 응축기(15)와, 상기 헬륨용기(20)를 가열하는 히터(9)와, 상기 헬륨용기(20) 및 진공용기(3)와 파이프(P1,P2)를 통하여 연결되어 각 용기(20)(3)의 압력을 계측하는 압력계(17)를 제어한다. 이러한 제어관계는 도면에서 점선으로 나타내었다. 도시된 바와 같이 진공용기(3)의 상부 일측에는 파이프(P1)가 돌출되어 있고, 헬륨용기(20)의 해당 방향으로부터 역시 상기 파이프(P1) 보다 가는 파이프(P2)가 이격되게 내재되어 있다. 이 파이프들(P1,P2)의 말단에는 안전판(19)과 압력계(17)가 설치되어 있다. 상기 안전판(19)은 진공용기(3)와 헬륨용기(20) 내의 압력이 일정 압력, 예를 들어 0.5bar 이상일 경우 파손되어 전체 진공용기의 과도한 압력으로 인한 폭발의 위험을 방지하기 위한 것이다.
도 1에서 이상과 같은 각 구성요소들은 전원(13)으로부터 전력을 공급받는다. 도면에서는 간략화를 위하여 전원(13)과 이중전선 만을 실선으로 연결하고 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 극저온 용기는 먼저 내부를 진공으로 유지한 상태에서 파이프(P2)를 통하여 헬륨용기(20)에 액체헬륨을 충전하고 초전도자석이 액체헬륨에 충분히 잠겨서 4.2 K 정도가 되면 용기를 밀폐시킨다. GM냉각기(30)를 가동하면 컨트롤러(11)의 제어로 히터(9)가 가동과 정지를 반복하면서 헬륨용기(20) 내부의 압력을 일정하게 유지시킨다. 초전도자석(7)에 직류 전류를 공급하면 초전도자석에 자기장을 발생하는데, 이때 초전도자석(7) 내부에 미세한 발열로 헬륨의 증발량이 다소 증가할 수 있다. GM냉각기(30)는 헬륨용기(20)의 액체헬륨과는 별개로 응축기(15)에서 나온 고압의 헬륨기체가 GM냉각기(30)의 각 부분에서 냉각을 수행하고 다시 응축기(15)로 들어가게 되고, 이러한 순환이 반복된다.
이와 같은 GM냉각기를 구비한 극저온용기는 콘트롤러(11)를 통하여 유기적으로 제어되는데, 제어관계는 상기 GM냉각기(30)가 작동되어 응축부(35)에서 헬륨이 응축될 때에 헬륨용기(20) 압력이 일정 정도(예: 0.05 bar)가 될 때까지는 헬륨을 강제 증발시키도록 히터(9)를 가동(ON)시킨다. 히터(9)의 가동으로 헬륨용기(20)의 압력이 0.05 bar가 되면 히터(9)를 정지(OFF)시키고, 필요할 경우에는 GM냉각기(30)를 가동하여 헬륨을 응축시켜 압력이 일정 정도(예: 0.01 bar)가 되도록 한다. 또한 상기 히터(9)의 불완전작동으로 헬륨용기(20)의 압력이 음압(0.0bar 이하)이 되는 것을 방지하도록 일정 음압(예: -0.03 bar) 이하에서 상기 응축기(15)를 정지시켜 GM냉각기를 정지시키고 0.0bar 이상이면 GM냉각기를 재가동하도록 한다. 이러한 압력의 감지는 상기 압력계(17)를 통하여 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 극저온용기는
첫째, 극저온용기 외부가 아닌 내부에 GM냉각기를 도입하여 콤팩트하고 제조단가가 낮은 극저온용기를 제공할 수 있으며,
둘째, 상기 GM냉각기를 통하여 극저온용기 내부에서 직접 헬륨 기체을 재응축하여 헬륨의 손실을 최소화하여 초기 충전량을 유지할 수 있고,
셋째, 히터를 통하여 헬륨용기로부터의 헬륨증발량을 초과하는 과도한 냉각으로 인하여 헬륨용기의 내부 압력이 낮아지는 현상을 방지하도록 적정한 양의 헬륨을 강제 증발시켜 헬륨용기의 압력과 액체헬륨의 수위와 온도를 일정하게 유지시킴으로써 안정적으로 초전도자석을 운전할 수 있으며,
넷째, 전도냉각부를 통하여 초전도자석으로 전력을 인가하는 이중전선을 진공 중에서 GM냉각기로 직접 전도냉각하여 극저온용기를 상시 통전방식으로도 사용할 수 있으며,
다섯째, 콘트롤러를 통하여 극저온용기의 각 구성요소가 유기적으로 제어되도록 하여 결국 효율이 뛰어난 극저온용기를 제공할 수 있다.
Claims (4)
- 단열을 위한 진공용기(3);상기 진공용기(3)의 내부 저면에 이격 배치되고, 액체 헬륨(5)에 잠기어 이중전선에 의하여 전력을 공급받는 초전도자석(7)을 내포하고 있는 헬륨용기(20);상기 진공용기(3)에 내포된 상/하냉각부(31,33)와 상기 헬륨용기(20)와 연결된 응축부(35)를 갖고, 응축기(15)로부터 재응축 된 헬륨을 공급받는 GM냉각기(30);상기 GM냉각기(30)의 상냉각부(31)와 상기 자석(7)과 연결된 이중전선을 연결하여 냉각시키는 전도냉각부(45);상기 응축기(15)와, 상기 헬륨용기(20)를 가열하는 히터(9)와, 상기 헬륨용기(20) 및 진공용기(3)와 파이프(P1,P2)를 통하여 연결되어 각 용기(20)(3)의 압력을 계측하는 압력계(17)를 제어하는 콘트롤러(11); 및각 구성요소들에 전력을 공급하는 전원(13)을 포함하여 이루어진 GM냉각기를 구비한 극저온용기.
- 제 1 항에 있어서,상기 자석(7)과 연결된 이중전선은 금속전선(41)과 HTS전선(43)이 연결부재(B)로 연결되어 있고, 상기 금속전선(41)은 박판으로 이루어지되 연결부재(B) 쪽에서 박판, 절연지(47), 전도냉각부(45)의 일단이 차례로 볼트에 의해 적층/고정되어 있는 것을 특징으로 하는 GM냉각기를 구비한 극저온용기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 헬륨용기(20)와 응축부(35)의 연결은 진동에 의한 파손을 막기 위하여 주름관으로 이루어진 연결부(21)를 통하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 GM냉각기를 구비한 극저온용기.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 GM냉각기를 구비한 극저온용기를 제어하는 방법으로, 상기 GM냉각기(30)가 작동되어 헬륨응축시에 헬륨용기(20) 압력이 일정 압력이 될 때까지 헬륨을 강제 증발시키는 히터(9)를 가동(ON)하고, 이 정해진 압력이 되면 히터(9)를 정지(OFF)하고 GM냉각기(30)에 의해 헬륨을 응축하여 압력이 일정 압력이 되도록 함과 아울러, 상기 히터(9)의 불완전작동으로 헬륨용기(20)의 압력이 음압이 되는 것을 방지하도록 일정 음압 이하에서 상기 응축기(15)를 정지시켜 GM냉각기를 정지시키고 0.0bar 이상이면 GM냉각기를 재가동하도록 상기 콘트롤러(11)를 통하여 응축기(15), 히터(9), 압력계(17)를 제어하는 GM냉각기를 구비한 극저온용기의 제어방법.
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| JPH09250826A (ja) * | 1996-03-15 | 1997-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 車載用極低温冷却装置 |
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-
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN113764152A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-07 | 宁波健信核磁技术有限公司 | 一种超导磁体低温系统 |
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