KR101592331B1

KR101592331B1 - Vacuum window for vacuum tube

Info

Publication number: KR101592331B1
Application number: KR1020140056716A
Authority: KR
Inventors: 홍용준; 소준호; 이우상; 신진우
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2016-02-05
Also published as: KR20150129545A

Abstract

본 발명은, 내부를 관통하는 관통홀을 구비하는 몸체부, 상기 관통홀을 가로막도록 상기 몸체부에 설치되고 상기 관통홀을 따라 진행하는 빔을 통과시키는 윈도우부, 및 상기 빔에 의해 상승하는 상기 윈도우부의 열을 외부로 방출하여 상기 윈도우부의 내구성 저하를 방지하도록 상기 윈도우부의 적어도 일부를 덮도록 형성되며 방열재질로 이루어지는 방열층을 포함하는 진공 윈도우를 제공한다.According to the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a body portion having a through hole penetrating the inside thereof; a window portion provided in the body portion so as to intercept the through hole and passing a beam traveling along the through hole; And a heat dissipation layer formed to cover at least a part of the window portion to prevent the durability of the window portion from being lowered by discharging the heat of the window portion to the outside.

Description

{Vacuum Window For Vacuum Tube}

본 발명은 전자기파를 발생시키는 진공튜브에 구비되는 진공 윈도우에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum window provided in a vacuum tube for generating an electromagnetic wave.

일반적으로, 자이로트론은 밀리미터파 주파수 대역에서 고출력의 전자기파를 얻을 수 있는 장치이다.Generally, gyrotron is a device that can obtain high output electromagnetic waves in the millimeter wave frequency band.

도 1은 일반적인 고출력 전자기파 발생장치(10)의 구성을 나타낸 개념도이다. 도 1을 참조하면, 전자기파 발생장치(10)가 밀리미터파를 생성하는 원리는, 먼저 전자총(11)이 전자를 진공에 방출하면 표면에 걸린 고전압에 의해 가속되고, 이때, 자이로트론을 감싸는 코일에 의해 전자의 진행 방향으로 강력한 자기장이 발생한다. 그리고, 상기 자기장에 의해 전자총(11)에서 발사된 전자는 나선 운동을 하게 된다. 전자의 나선운동은 가속을 의미하므로 전자기파가 방사되어 공진기(12)와 모드 변환기(13)를 거친 후 진공튜브본체(15)에 설치된 진공 윈도우(14)를 통해 외부로 출력되게 된다.1 is a conceptual diagram showing a configuration of a general high-output electromagnetic wave generating device 10. As shown in Fig. Referring to FIG. 1, the principle that the electromagnetic wave generator 10 generates millimeter waves is that when the electron gun 11 first discharges electrons into a vacuum, it is accelerated by a high voltage applied to the surface, A strong magnetic field is generated in the traveling direction of the electron. Then, the electrons emitted from the electron gun 11 by the magnetic field are spirally moved. Since the helical motion of the electrons means acceleration, electromagnetic waves are radiated, passed through the resonator 12 and the mode converter 13, and then output to the outside through the vacuum window 14 provided in the vacuum tube main body 15.

여기서, 공진기(12)는 방사된 전자기파 중에서 원하는 모드를 선택하는 역할을 수행하고, 모드 변환기(13)는 선택한 모드를 사용이 용이한 가우시안 빔으로 변환 및 출력한다.Here, the resonator 12 plays a role of selecting a desired mode among the radiated electromagnetic waves, and the mode converter 13 converts and outputs the selected mode into a usable Gaussian beam.

한편, 진공 윈도우(14)는 전자기파가 가우시안 빔 형태로 출력됨에 따라 진공 윈도우(14)의 중심에서는 높은 에너지 밀도에 의하여 고열이 발생하게 된다. 이에 따라, 진공 윈도우(14)의 소재로 다이아몬드가 주로 이용되고 있다.On the other hand, as the electromagnetic wave is outputted in the form of a Gaussian beam, the vacuum window 14 generates a high temperature due to a high energy density at the center of the vacuum window 14. Accordingly, diamond is mainly used as the material of the vacuum window 14. [

하지만, 종래의 진공 윈도우(14)는 고가의 다이아몬드를 이용하여 제작하므로 제작 비용이 높고 유지보수 비용 또한 크게 증가되는 단점을 갖는다. 특히, 진공 윈도우(14)로 출력되는 출력전력이 메가와트(MW)급 이상일 경우에는, 다이아몬드를 사용하더라도 고열로 인한 내구성의 저하가 발생될 수 있으며, 밀리미터파 주파수 대역에서 출력을 안정적으로 유지시키기 어려울 수 있다.However, since the conventional vacuum window 14 is manufactured using expensive diamond, it has a disadvantage that the manufacturing cost is high and the maintenance cost is greatly increased. Particularly, when the output power to the vacuum window 14 is higher than the megawatt (MW) level, durability due to high temperature may be lowered even if diamond is used, and the output may be stably maintained in the millimeter wave frequency band It can be difficult.

따라서, 진공 윈도우에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 진공튜브용 진공 윈도우의 개발이 고려될 수 있다.Therefore, development of a vacuum window for a vacuum tube which can dissipate heat generated in a vacuum window effectively can be considered.

본 발명은 진공 윈도우에서 고출력 전자기파에 의해 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 진공튜브용 진공 윈도우를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a vacuum window for a vacuum tube capable of effectively dissipating heat generated by high-power electromagnetic waves in a vacuum window.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 윈도우는, 내부를 관통하는 관통홀을 구비하는 몸체부, 상기 관통홀을 가로막도록 상기 몸체부에 설치되고 상기 관통홀을 따라 진행하는 빔을 통과시키는 윈도우부, 및 상기 빔에 의해 상승하는 상기 윈도우부의 열을 외부로 방출하여 상기 윈도우부의 내구성 저하를 방지하도록 상기 윈도우부의 적어도 일부를 덮도록 형성되며 방열재질로 이루어지는 방열층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a vacuum window comprising: a body portion having a through hole penetrating the body; a body portion provided on the body portion so as to block the through hole; A window portion for passing a beam traveling along the hole and a window portion formed to cover at least a part of the window portion so as to discharge heat of the window portion raised by the beam to the outside to prevent the durability of the window portion from being lowered, And a heat-radiating layer.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 방열층은, 상기 빔의 투과가 가능하며 열전도성을 갖는 그래핀(graphene)으로 이루어질 수 있다.According to an example of the present invention, the heat dissipation layer may be made of a graphene capable of transmitting the beam and having thermal conductivity.

상기 그래핀으로 이루어지는 방열층은, 상기 윈도우부로부터 전달받은 열의 열전도율을 증가시키도록 복수의 층으로 적층되게 형성될 수 있다.The heat dissipation layer formed of the graphenes may be stacked in a plurality of layers so as to increase the thermal conductivity of heat transmitted from the window portion.

상기 윈도우부는 서로 이격되게 배치되며 마주하는 사이 공간에 중공부를 형성하는 제1 및 제2 윈도우를 포함하고, 상기 방열층은 외부로 노출되어 손상되는 것을 방지하도록 상기 중공부에 배치되며 상기 제1 및 제2 윈도우에 의해 밀폐될 수 있다.The window portion may include first and second windows spaced apart from each other and forming a hollow portion in a facing space, and the heat dissipation layer may be disposed on the hollow portion to prevent the heat dissipation layer from being exposed to the outside, And can be sealed by the second window.

상기 진공 윈도우는, 상기 방열층으로부터 전달받은 열을 외부로 방출시키도록, 상기 방열층의 적어도 일부와 연결되게 상기 몸체부의 표면에 배치되고, 상기 그래핀으로 이루어지는 그래핀부를 더 포함할 수 있다.The vacuum window may further include a graphene part disposed on a surface of the body part and connected to at least a part of the heat dissipation layer to discharge heat received from the heat dissipation layer to the outside.

상기 진공 윈도우는, 상기 그래핀부로부터 전달받은 열을 외부로 방출시키도록 상기 그래핀부의 적어도 일부와 연결되며, 확장된 표면적을 갖도록 형성되는 냉각 핀(cooling fin)을 더 포함할 수 있다.The vacuum window may further include a cooling fin connected to at least a part of the graphen portion to discharge the heat transferred from the graphene portion to the outside and having an expanded surface area.

상기 냉각 핀은, 상기 그래핀으로 이루어지며 상기 냉각 핀의 표면을 덮도록 형성되는 그래핀층을 포함할 수 있다.The cooling fin may include a graphene layer formed of the graphene and formed to cover the surface of the cooling fin.

상기 진공 윈도우는, 냉매의 유동에 의해 상기 윈도우부를 냉각하는 윈도우 냉각부을 더 포함하고, 상기 윈도우 냉각부는, 상기 윈도우부의 외주를 따라 상기 몸체부의 내측에 형성되며 상기 냉매를 수용하는 냉매 유동부, 상기 냉매 유동부에 상기 냉매를 공급하도록 상기 냉매 유동부의 유입측에 연결되는 냉매 공급부, 상기 냉매 유동부를 흐르며 열을 전달받아 승온된 상기 냉매를 회수하도록 상기 냉매 유동부의 회수측에 연결되는 냉매 회수부, 및 상기 냉매 회수부를 통하여 상기 냉매를 전달받고 전발받은 상기 냉매를 열교환에 의해 냉각시켜며 냉각된 상기 냉매를 상기 냉매 공급부로 공급하는 열교환기를 포함할 수 있다.Wherein the vacuum window further comprises a window cooling part for cooling the window part by the flow of the refrigerant, the window cooling part includes a refrigerant flow part formed inside the body part along the outer periphery of the window part and accommodating the refrigerant, A refrigerant supply unit connected to an inlet side of the refrigerant flow unit to supply the refrigerant to the refrigerant flow unit, a refrigerant recovery unit connected to the recovery side of the refrigerant flow unit to recover the heated refrigerant flowing through the refrigerant flow unit, And a heat exchanger that receives the refrigerant through the refrigerant recovery unit, cools the refrigerant that has flown in by heat exchange, and supplies the cooled refrigerant to the refrigerant supply unit.

상기 몸체부는, 상기 냉매에 의한 상기 윈도우부 및 방열층의 열교환 면적을 증가시키도록 상기 윈도우부 및 방열층의 적어도 일부를 상기 냉매 유동부에 삽입시키는 삽입홀을 포함할 수 있다.The body may include an insertion hole for inserting at least a part of the window portion and the heat dissipation layer into the refrigerant flow portion to increase a heat exchange area of the window portion and the heat dissipation layer by the refrigerant.

상기 진공 윈도우는, 상기 냉매 유동홈 내부에 수용된 상기 냉매의 누출을 방지하도록 상기 윈도우부와 상기 몸체부 사이에 설치되는 씰링부재를 더 포함할 수 있다.The vacuum window may further include a sealing member provided between the window portion and the body portion to prevent leakage of the refrigerant contained in the refrigerant flow groove.

본 발명에 따른 진공튜브용 진공 윈도우의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the vacuum window vacuum tube according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 열전도성이 우수한 그래핀으로 이루어지며 윈도우부의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 방열층에 의해, 윈도우부로부터 열을 전달받아 외부로 방열시킴으로써 윈도우부의 내구성을 향상시킴과 아울러 통과하는 전자기파의 안정적인 출력 특성을 확보할 수 있는 장점을 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, heat is transferred from the window portion to the outside by heat dissipation layer formed of graphen having excellent thermal conductivity and covering at least a part of the window portion, thereby improving the durability of the window portion And also has the advantage of securing the stable output characteristics of the electromagnetic wave passing therethrough.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 윈도우부의 외주를 따라 형성되는 냉매 수용부에 냉매를 순환시키도록 이루어지는 윈도우 냉각부를 구비하여, 윈도우부 및 방열층에 포함된 열을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, the window cooling unit is provided to circulate the refrigerant in the refrigerant accommodating portion formed along the outer periphery of the window portion to more effectively remove heat contained in the window portion and the heat- There are advantages to be able to.

도 1은 일반적인 고출력 전자기파 발생장치의 구성을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 윈도우를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 진공 윈도우의 단면을 나타낸 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 A 부분을 확대한 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 진공 윈도우의 다른 일 예를 나타낸 단면도.
도 6은 도 2에 도시된 진공 윈도우에 윈도우 냉각부가 더 구비되는 또 다른 일 예를 나타낸 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 진공 윈도우의 단면을 나타낸 사시도.
도 8은 도 6에 도시된 진공 윈도우의 또 다른 일 예를 나타낸 단면도.1 is a conceptual diagram showing a configuration of a general high output electromagnetic wave generating device.
2 is a perspective view illustrating a vacuum window according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view showing a section of the vacuum window shown in Fig.
4 is an enlarged cross-sectional view of a portion A shown in Fig.
5 is a cross-sectional view showing another example of the vacuum window shown in Fig.
FIG. 6 is a perspective view showing another example in which a window cooling unit is further provided in the vacuum window shown in FIG. 2; FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a section of the vacuum window shown in FIG. 6; FIG.
8 is a cross-sectional view showing another example of the vacuum window shown in Fig.

이하, 본 발명의 진공튜브용 진공 윈도우에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a vacuum window for a vacuum tube according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 윈도우(100)를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 진공 윈도우(100)의 단면을 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 A 부분을 확대한 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a vacuum window 100 according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing a section of the vacuum window 100 shown in FIG. 2, And Fig.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 진공 윈도우(100)는 몸체부(110), 윈도우부(120) 및 방열층(130)을 포함한다.2 to 4, the vacuum window 100 includes a body portion 110, a window portion 120, and a heat dissipation layer 130.

몸체부(110)는 고출력의 전자기파를 발생시키는 진공튜브본체(미도시)에 고정되게 설치될 수 있다. 몸체부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부를 관통하는 관통홀(T)을 구비한다. 상기 관통홀(T)은 전자기파가 이동하는 통로 역할을 수행한다. 또한, 몸체부(110)는 원형의 단면을 갖는 원통형으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 진공튜브본체에 장착된 상태에서 하우징의 기능을 수행할 수 있다면 다양한 형태나 구조로 이루어질 수 있다.The body 110 may be fixed to a vacuum tube body (not shown) that generates electromagnetic waves with high output. The body 110 has a through-hole T passing through the body as shown in FIG. The through hole T serves as a passage through which electromagnetic waves travel. In addition, although the body 110 is shown as a cylindrical shape having a circular cross-section, it is not limited thereto, and may have various shapes and structures as long as it can perform the function of the housing in a state of being mounted on the vacuum tube main body.

몸체부(110)는 몸체부(110)의 외면을 형성하고, 상기 진공튜브본체에 결합될 수 있도록 외측으로 돌출되게 연장되는 플랜지(116)를 구비하는 외부 하우징(112)과, 외부 하우징(112)의 내주면에 장착되는 내부 하우징(114)을 구비할 수 있다. 또한, 내부 하우징(114)은, 도 4에 도시된 바와 같이 관통홀(T)에 배치되는 윈도우(120)의 위치가 고정될 수 있도록, 내면으로부터 돌출되게 형성되어 윈도우(120)의 일면을 지지하는 걸림턱(117)을 구비할 수 있다.The body 110 includes an outer housing 112 having an outer surface of the body 110 and a flange 116 protruding outwardly to be coupled to the vacuum tube body, And an inner housing 114 mounted on an inner circumferential surface of the inner housing 114. 4, the inner housing 114 is formed to protrude from the inner surface so that the position of the window 120 disposed in the through hole T can be fixed, thereby supporting one side of the window 120 (Not shown).

윈도우부(120)는, 관통홀(T)을 가로막도록 몸체부(110)에 설치되고, 관통홀(T)을 따라 진행하는 빔(beam)을 통과시킨다. 또한, 윈도우부(120)는 석영, 사파이어, 또는 다이아몬드 등과 같이 전자기파의 투과가 가능하면서 고열에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 윈도우부(120)는 판(plate) 형태로 형성될 수도 있다.The window part 120 is provided in the body part 110 so as to block the through hole T and allows the beam to pass through the through hole T. [ In addition, the window part 120 may be made of a material having heat resistance such as quartz, sapphire, or diamond that can transmit electromagnetic waves and can withstand high temperatures. Also, the window part 120 may be formed in the form of a plate.

방열층(130)은 상기 빔에 의해 상승하는 윈도우부(120)의 열을 외부로 방출하여 윈도우부(120)의 내구성 저하를 방지하도록, 윈도우부(120)의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 방열재질로 이루어진다. 예를 들어, 방열층(130)은 상기 빔의 투과가 가능하며, 높은 열전도성을 갖는 그래핀(graphene)으로 이루어질 수 있다. 상기 그래핀은 흑연의 원자간 간격을 이격시킨 후 화학적증착법을 이용하여 나노 파우더 상태로 제작한 다음, 윈도우부(120)의 표면에 적층되어 박막 형태로 형성될 수 있다.The heat dissipation layer 130 is formed to cover at least a part of the window part 120 so as to discharge the heat of the window part 120 raised by the beam to the outside to prevent the durability of the window part 120 from decreasing, It is made of heat dissipation material. For example, the heat-dissipating layer 130 may be made of graphene, which is capable of transmitting the beam and has high thermal conductivity. The graphene may be formed into a nano-powder state by chemical vapor deposition after separating the inter-element spacing of graphite, and then laminated on the surface of the window part 120 to be formed in a thin film form.

또한, 상기 그래핀으로 이루어지는 방열층(130)은, 윈도우부(120)로부터 전달받은 열의 열전도율을 증가시키도록 복수의 층으로 적층되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 방열층(130)을 통한 방열이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.The heat dissipation layer 130 may be formed of a plurality of layers to increase the heat conductivity of the heat transferred from the window part 120. Accordingly, heat dissipation through the heat dissipation layer 130 can be more effectively performed.

여기서, 상기 그래핀은 박막 형태로 형성시킬 수 있으며, 높은 빛 투과율을 갖고 있어 전자기파의 통과가 가능하다. 또한, 상기 그래핀은 높은 열전도성을 가지고 있어 방열특성이 우수하므로, 상기 빔이 통과됨에 따라 윈도우부(120)의 중심에서 발생되는 고온의 열을 열전도에 의해 효과적으로 방출시킬 수 있다.Here, the graphene can be formed in the form of a thin film, and has high light transmittance, allowing the passage of electromagnetic waves. In addition, since the graphene has a high thermal conductivity and is excellent in heat dissipation characteristics, the heat of the high temperature generated in the center of the window part 120 can be effectively dissipated by the heat conduction as the beam passes.

또한, 윈도우부(120)는 서로 이격되게 배치되며 마주하는 사이 공간에 중공부(H)를 형성하는 제1 및 제2 윈도우(121,122)를 포함할 수 있다. 또한, 방열층(130)은, 외부로 노출됨에 따라 충격 또는 외부 환경에 의해 오염 및 손상이 발생되는 것을 방지하도록, 상기 중공부(H)에 배치되어 제1 및 제2 윈도우(121,122)에 의해 밀폐될 수 있다.The window part 120 may include first and second windows 121 and 122 which are spaced apart from each other and form a hollow part H in a facing space. The heat dissipation layer 130 is disposed on the hollow portion H and is covered with the first and second windows 121 and 122 so as to prevent contamination and damage caused by an impact or an external environment when exposed to the outside. It can be sealed.

한편, 진공 윈도우(100)는 그래핀부(140)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the vacuum window 100 may further include a graphen portion 140.

그래핀부(140)는 방열층(130)에 의해 흡수된 윈도우부(120)의 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있도록 이루어진다. 구체적으로, 그래핀부(140)는 방열층(130)의 적어도 일부와 물리적으로 연결되게 몸체부(110)의 내면 또는 외면에 배치되며, 상기 그래핀으로 이루어져 외부로 열을 방출시킨다.The graphene 140 is configured to receive the heat of the window part 120 absorbed by the heat dissipation layer 130 and to discharge the heat to the outside. Specifically, the graphene 140 is disposed on the inner surface or the outer surface of the body 110 so as to be physically connected to at least a part of the heat dissipation layer 130, and the graphene 140 emits heat to the outside.

이상 설명한 본 발명의 구조에 의하면, 상기 진공튜브본체에서 발생되는 고출력의 전자기파는 진공 윈도우(100)을 통해 외부로 출력되게 된다. 이때, 상기 전자기파는 진공 윈도우(100)를 통해 빔 형태로 출력되어 윈도우부(120)의 중심에서는 높은 에너지 밀도에 의해 고열이 발생 된다. 그리고, 윈도우부(120)에서 발생된 열은 열전도성이 우수한 상기 그래핀으로 이루어진 방열층(130)의 가장자리 부분으로 열전도 된다. 또한, 상기 열은 방열층(130)과 연결된 그래핀부(140)를 통해 전달된 후 외부로 방출됨에 따라 윈도우부(120)의 방열이 효과적으로 수행될 수 있다.According to the structure of the present invention as described above, the high-output electromagnetic wave generated in the vacuum tube body is output to the outside through the vacuum window 100. At this time, the electromagnetic wave is outputted as a beam through the vacuum window 100, and a high temperature is generated due to high energy density at the center of the window part 120. The heat generated in the window portion 120 is thermally conducted to the edge portion of the heat dissipation layer 130 made of the graphen having excellent thermal conductivity. In addition, the heat is transferred through the graphenes 140 connected to the heat dissipation layer 130 and then discharged to the outside, so that the heat radiation of the window part 120 can be effectively performed.

이하, 본 발명의 다른 일 예에 따른 진공 윈도우(200)에 구비되는 냉각 핀(250) 및 그래핀층(252)에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the cooling fin 250 and the graphene layer 252 provided in the vacuum window 200 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 5는 도 2에 도시된 진공 윈도우(100)의 다른 일 예를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another example of the vacuum window 100 shown in FIG.

도 5를 참조하면, 진공 윈도우(200)는 냉각 핀(cooling fin,250)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the vacuum window 200 may further include a cooling fin 250.

냉각 핀(250)은 그래핀부(240)로부터 전달받은 열을 외부로 방출시키도록, 그래핀부(240)의 적어도 일부와 연결되며, 확장된 표면적을 갖도록 형성된다.The cooling fin 250 is connected to at least a part of the graphene 240 so as to discharge the heat transferred from the graphene 240 to the outside, and is formed to have an enlarged surface area.

또한, 냉각 핀(250)은 상기 그래핀으로 이루어지며 냉각 핀(250)의 표면을 덮도록 형성되는 그래핀층을 구비하여, 냉각 핀(250)에 의한 열교환작용을 활성화시킴으로써 냉각효율을 보다 증가시킬 수 있다.The cooling fin 250 is formed of the graphen and has a graphene layer formed to cover the surface of the cooling fin 250 to increase the cooling efficiency by activating the heat exchanging action by the cooling fin 250 .

이하, 본 발명의 또 다른 일 예에 따른 진공 윈도우(300)에 구비되는 윈도우 냉각부(360)에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the window cooling unit 360 provided in the vacuum window 300 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

도 6은 도 2에 도시된 진공 윈도우(100)에 윈도우 냉각부(360)가 더 구비되는 또 다른 일 예를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 진공 윈도우(300)의 단면을 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing another example in which the window cooling unit 360 is further provided in the vacuum window 100 shown in Fig. 2, and Fig. 7 is a cross-sectional view of the vacuum window 300 shown in Fig. 6 It is a perspective view.

도 6 및 도 7을 참조하면, 진공 윈도우(300)는 냉매에 유동에 의해 윈도우부(320)를 냉각하는 윈도우 냉각부(360)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 윈도우 냉각부(360)는 냉매 유동부(361), 냉매 공급부(362), 냉매 회수부(364) 및 열교환기(366)를 포함할 수 있다.6 and 7, the vacuum window 300 may further include a window cooling part 360 for cooling the window part 320 by the flow of the refrigerant. More specifically, the window cooling unit 360 may include a refrigerant flow unit 361, a refrigerant supply unit 362, a refrigerant recovery unit 364, and a heat exchanger 366.

냉매 유동부(361)는 도 7에 도시된 바와 같이, 윈도우부(320)의 외주를 따라 몸체부(310)의 내측에 형성되며, 상기 냉매가 수용되어 유동 되도록 형성된다.7, the refrigerant flow portion 361 is formed on the inner side of the body portion 310 along the outer periphery of the window portion 320 and is formed to receive and flow the refrigerant.

냉매 공급부(362)는 상기 냉매를 유동부(361)에 공급하도록, 일단은 냉매 유동부(361)의 유입측(362)에 연결되고 타단은 열교환기(366)에 연결된다. 냉매 공급부(362)는 배관 또는 호스로 형성될 수 있다.The refrigerant supply unit 362 is connected to the inlet side 362 of the refrigerant flow unit 361 at one end and to the heat exchanger 366 at the other end so as to supply the refrigerant to the flow unit 361. The refrigerant supply portion 362 may be formed of a pipe or a hose.

냉매 회수부(364)는 냉매 유동부(361)를 흐르며 열을 전달받아 승온된 상기 냉매를 회수하도록, 일단은 냉매 유동부(361)의 회수측(365)에 연결되고 타단은 열교환기(366)에 연결된다. 냉매 공급부(362)는 배관 또는 호스로 형성될 수 있다.The refrigerant recovery unit 364 is connected to the recovery side 365 of the refrigerant flow unit 361 at one end and the heat exchanger 366 at the other end so as to recover the heated refrigerant through the refrigerant flow unit 361, . The refrigerant supply portion 362 may be formed of a pipe or a hose.

열교환기(366)는 냉매 회수부(364)를 통하여 상기 냉매를 전달받고, 전발받은 상기 냉매를 열교환에 의해 냉각시켜며, 냉각된 상기 냉매를 상기 냉매 공급부(362)로 공급하도록 이루어진다. 한편, 열교환기(366)는 상기 냉매의 열용량에 맞게 제작된 오일 쿨러나 수냉식 쿨러 등과 같이 다양한 형태로 구성될 수 있다.The heat exchanger 366 receives the refrigerant through the refrigerant recovery unit 364 and cools the refrigerant that has flown in by heat exchange to supply the cooled refrigerant to the refrigerant supply unit 362. Meanwhile, the heat exchanger 366 may be configured in various forms such as an oil cooler or a water-cooled cooler manufactured to match the heat capacity of the refrigerant.

예를 들어, 열교환기(366)는 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 열교환용 용수가 유동되는 수용공간이 형성되고, 상기 용수가 각각 유입 및 유출되는 유입구(367) 및 유출구(368)를 구비하는 열교환기 몸체(미도시)와, 상기 열교환기 몸체의 수용공간에 배치되며 냉매 공급부(362) 및 냉매 회수부(364)와 연결되는 열교환 배관(369)을 구비하도록 이루어질 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, the heat exchanger 366 is formed with a receiving space through which the water for heat exchange flows, and has an inlet 367 and an outlet 368, through which the water flows in and out, respectively And a heat exchange pipe 369 disposed in the housing space of the heat exchanger body and connected to the refrigerant supply unit 362 and the refrigerant recovery unit 364. [

이상 설명한 본 발명의 구조에 의하면, 상기 방열층(미도시)에 의한 냉각작용과 더불어 강제 냉각방식으로 윈도우부(320)를 냉각하는 윈도우 냉각부(360)를 더 포함하여, 효과적으로 진동 윈도우(300)의 냉각작용을 수행할 수 있으므로 자이로트론과 같은 가속기의 출력 특성을 보다 안정적으로 확보함과 아울러, 진공 윈도우(300)의 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the structure of the present invention described above, the window cooling unit 360 for cooling the window unit 320 by the forced cooling method in addition to the cooling function by the heat dissipation layer (not shown) It is possible to more stably maintain the output characteristics of the accelerator such as the gyrotron and to improve the durability of the vacuum window 300. [

이하, 본 발명의 또 다른 일 예에 따른 삽입홀(418) 및 씰링부재(470)에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the insertion hole 418 and the sealing member 470 according to another example of the present invention will be described with reference to FIG.

도 8은 도 6에 도시된 진공 윈도우(300)의 또 다른 일 예를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing another example of the vacuum window 300 shown in FIG.

도 8을 참조하면, 몸체부(410)는, 상기 냉매에 의한 윈도우부(420) 및 방열층(430)의 열교환 면적을 증가시키도록, 윈도우부(420) 및 방열층(430)의 적어도 일부를 상기 냉매 유동부에 삽입시키는 삽입홀(418)을 포함할 수 있다.8, the body portion 410 may include at least a portion of the window portion 420 and the heat dissipation layer 430 to increase the heat exchange area of the window portion 420 and the heat dissipation layer 430 by the coolant. And an insertion hole 418 for inserting the refrigerant into the refrigerant flow portion.

또한, 진공 윈도우(400)은 냉매 유동홈 내부에 수용된 상기 냉매의 누출을 방지하도록, 윈도우부(420)와 몸체부(410) 사이에 설치되는 씰링부재(470)를 더 포함할 수 있다. 또한, 씰링부재(470)는 고무, 실리콘 또는 우레탄 등으로 이루어질 수 있다.The vacuum window 400 may further include a sealing member 470 installed between the window part 420 and the body part 410 to prevent leakage of the refrigerant contained in the refrigerant flow groove. Further, the sealing member 470 may be made of rubber, silicone, urethane or the like.

이상 설명한 본 발명의 구조에 의하면, 방열층(430) 및 윈도우부(420)가 냉매 유동부(461)의 내부에 삽입되어 상기 냉매와 직접적으로 열교환작용이 이루어지므로 윈도우부(420) 및 방열층(430)으로 전달되는 열을 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.According to the structure of the present invention described above, since the heat dissipation layer 430 and the window portion 420 are inserted into the refrigerant flow portion 461 to directly perform heat exchange with the refrigerant, It is possible to cool the heat transferred to the heat exchanger 430 more effectively.

다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정됨은 아니고, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. 또한, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.However, the scope of the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, and all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the embodiments. In addition, the present invention can be applied to all equivalents of inventions, such as inventions that can be modified, added, deleted, or replaced at the level of those skilled in the art, It belongs to the scope is self-evident.

100 : 진공 윈도우 110 : 몸체부
120 : 윈도우부 130 : 방열층
140 : 그래핀부 250 : 냉각 핀
360 : 윈도우 냉각부100: vacuum window 110: body part
120: window portion 130: heat dissipating layer
140: graphene 250: cooling pin
360: window cooling section

Claims

A body portion having a through hole penetrating the inside thereof;
A window portion provided in the body portion to intercept the through hole, the window portion passing a beam traveling along the through hole;
A graphen which is formed to cover at least a part of the window portion and which is capable of transmitting the beam and which is made of a thermally conductive graphen a heat dissipation layer made of graphene; And
And a graphen part disposed on a surface of the body part to be connected to at least a part of the heat dissipation layer so as to discharge heat transferred from the heat dissipation layer to the outside,
Wherein the window portions are spaced apart from each other and include first and second windows for forming a hollow portion in a facing space,
Wherein the heat dissipation layer is disposed on the hollow portion and is sealed by the first and second windows to prevent the heat dissipation layer from being exposed to the outside and being damaged.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation layer formed of the graphenes is formed so as to be laminated in a plurality of layers so as to increase the thermal conductivity of heat transmitted from the window portion.

delete

The method according to claim 1,
And a cooling fin connected to at least a part of the graphen part and having an expanded surface area so as to discharge the heat transferred from the graphen part to the outside.

The method according to claim 6,
Wherein the cooling fin comprises a graphene layer formed of the graphene and formed to cover a surface of the cooling fin.

The method according to claim 1,
Further comprising a window cooling part for cooling the window part by the flow of the refrigerant,
The window cooling unit,
A refrigerant flow portion formed inside the body portion along an outer periphery of the window portion, the refrigerant flow portion receiving the refrigerant;
A refrigerant supply unit connected to the inflow side of the refrigerant flow unit to supply the refrigerant to the refrigerant flow unit;
A refrigerant recovery unit connected to the recovery side of the refrigerant flow unit for recovering the heated refrigerant through the refrigerant flow unit and receiving heat; And
And a heat exchanger for receiving the refrigerant through the refrigerant recovery unit, for cooling the refrigerant received by the heat exchange by heat exchange, and for supplying the cooled refrigerant to the refrigerant supply unit.

A body portion having a through hole penetrating the inside thereof;
A window portion provided in the body portion to intercept the through hole, the window portion passing a beam traveling along the through hole;
A heat dissipation layer formed to cover at least a part of the window portion so as to prevent the durability of the window portion from being lowered by discharging the heat of the window portion raised by the beam to the outside, And
And a window cooling part for cooling the window part by the flow of the refrigerant,
The window cooling unit,
A refrigerant flow portion formed inside the body portion along an outer periphery of the window portion, the refrigerant flow portion receiving the refrigerant;
A refrigerant supply unit connected to the inflow side of the refrigerant flow unit to supply the refrigerant to the refrigerant flow unit;
A refrigerant recovery unit connected to the recovery side of the refrigerant flow unit for recovering the heated refrigerant through the refrigerant flow unit and receiving heat; And
And a heat exchanger that receives the refrigerant through the refrigerant recovery unit and cools the refrigerant that has been heated beforehand by heat exchange and supplies the cooled refrigerant to the refrigerant supply unit,
Wherein the body portion includes an insertion hole for inserting at least a part of the window portion and the heat dissipation layer into the refrigerant flow portion so as to increase a heat exchange area of the window portion and the heat dissipation layer by the refrigerant.

10. The method of claim 9,
And a sealing member installed between the window portion and the body portion to prevent leakage of the refrigerant contained in the refrigerant flow portion.