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저마멸 피스톤 슬리브

전문가 제언: ○ 프레온 냉매를 사용하지 않는 냉각 사이클 중의 하나로 스털링 사이클 극저온냉각기(Stirling cycle cryogenic cooler)가 있다. 이 냉각기는 냉매물질로 헬륨 가스를 사용하고 압축기 실과 팽창기 실 등으로 구성된다. 피스톤의 왕복운동에 의해 헬륨가스의 압축, 팽창 과정이 반복되며 이에 따라 냉각 사이클이 형성된다.

○ 이 극저온냉각기에 있어서 피스톤과 실린더 사이의 작은 틈새에는 펌핑 손실을 방지하기 위해 틈새 실링부를 설치한다. 실링부의 요소부품으로서 피스톤 외부에 결합되는 슬리브가 있다. 피스톤이 동작되면 실린더와 슬리브의 접촉면에서는 슬리브가 마모되어 틈새가 커진다. 이로 인해 가스누설이 증가, 냉각기의 성능이 떨어지고 운전수명도 단축된다.

○ 따라서 극저온냉각기와 같은 윤활유를 사용할 수 없는 시스템에 있어서, 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 슬리브가 필요하게 된다. 즉 마모가 적은 저마멸(low wear) 피스톤 슬리브가 요구된다.

○ 극저온냉각기에 있어서 이 기술에 의해 PolyEtherEtherKetone(PEEK) 계열 물질과 충전물질(filler material)을 함유한 슬리브를 제공함으로써 극저온냉각기의 성능과 수명 문제를 해결할 수 있다. 또한 실린더와 슬리브의 상호 접촉면은 정밀한 틈새를 유지하기 위하여 아주 작은 오차허용도 내에서 가공되어야 한다.

○ 스털링 사이클을 이용한 극저온냉각기 기술에 있어 국내의 경우, 1990년도 초반에 일부 기업과 연구소에서 연구개발을 한 사례들이 있다. 이 발명에 의한 기술적 내용은 이와 같은 극저온냉각기 분야 이외에도 윤활유를 사용할 수 없는 건식윤활(dry lubrication) 방식의 모든 시스템에서도 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

저자: RAYTHEON COMPANY
자료유형: 특허정보