일반기술

헬륨가스냉동기 및 연속냉각냉동기가 결합된 저온항온조

종래의 기술에서 저온항온조(Cryostat)는 헬륨가스냉동기나 연속냉각냉동기 또는 담금형 등 3종의 저온항온조가 주류를 이루고 있다. 이들 중 최초로 개발된 담금형 저온항온조는 작동에 따른 비용이 워낙 크로 비경제적이므로 이를 대체하기 위한 헬륨가스냉동기 형식과 연속냉각냉동기 형식의 저온항온조가 발명되어 사용되어 오고 있다. 그런데 헬륨가스냉동기를 사용한 저온항온조는 냉각 능력의 제한으로 적용 냉각 면적이 소형이고 외부의 열 유입에 민감하여 냉각 속도가 느려 저온에 도달하는 시간이 많이 소요되며 설정 온도에서 장시간 안정을 유지하지 못하는 단점을 갖고 있다. 또한 연속냉각냉동기를 사용한 저온항온조는 자동으로 작동할 수 없고 헬륨가스냉동기에 비해 액체헬륨의 소모로 인하여 다소 비용이 많이 드는 단점을 갖고 있다. 본 기술의 저온항온조는 헬륨가스냉동기용 저온항온조와 연속냉각냉동기용 저온항온조의 장점을 결합한 것으로 적은 비용으로 빠르게 저온에 도달할 수 있고, 저온 도달 후 자동 작동이 가능하다. 또한 이장치는 열용량이 큰 실험에 사용할 수 있으며 온도 안정도가 우수하다.■ 기술의 장점 및 기대효과 : 국가의 경제력과 수출규모가 커지면서 저온과 관련된 연구가 확대되어 저온을 필요로 하는 기술 수요가 급격히 팽창하였다. 저온에서의 물성을 평가할 수 있는 냉동장치가 년 간 약 20억 원 정도 수입되고 있으며, 매년 수십%의 신장을 보이고 있다.helium refrigerator 시장규모 뿐만 아니라대형냉동기 및 냉매 등과 핵자기공명 단층촬영 장치의 초전도 자석과 같이 저온을 응용하여 만들어진 제품들을 고려한다면 시장 규모는 크게 늘어난다. 그 이유는 저온 초전도 자석을 사용하는 핵자기공명 단층촬영장치의 경우 1 대의 가격이 약 50 억원 임을 감안한다면 알 수 있다. 또한 대형의 LNG 저장소 규모와 LNG 사용의 확대를 감안할 때 수입되는 장치의 규모는 엄청나다. 우주항공기술을 통한 정보통신의 확대를 감안하면 더욱 엄청난 수요가 내재되어 있음을 알 수 있다. 이러한 수효의 증대는 국내 저온장치의 기반이 확립되어야 할 시기임을 보여주고 있으며, 기술 투자의 효과를 기대할 수 있게 한다.■ 활용 가능 분야 : o 저온 열물성 실험 o 급속 냉동 소재 특성 평가 기술 o 저온 저장 탱크 (LNG 등 보관) 온도계 검정 및 교정 장치 제작 o 저온 실험 장치 제작 업체 o 생명공학 및 우주선 소재 개발 연구장비 o 가속기 제조기술