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GM Cryocooler

GM Cryocooler (Gifford-McMahon 냉동기)는 헬륨가스를 작동매체로 사용하는 극저온 냉동기로, 특히 4K 이하의 극저온 환경을 안정적으로 유지할 수 있어 초전도, 양자컴퓨팅, 적외선 센서, 의료 MRI, 진공장비 등 다양한 극저온 응용 분야에 널리 사용됩니다.
Principle

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구성 부품
기능 설명
헬륨 압축기
고압 헬륨가스를 발생시켜 냉동기로 공급
디스플레이서 
왕복 운동을 통해 가스의 팽창과 압축을 유도
1단 스테이지
약 50~80K 정도 온도로 예냉 (방열 또는 중간 열차단용)
2단 스테이지
약 4~10K의 극저온 구현, 주요 냉각영역
열교환기 및 재생기
가스 온도 조절 및 효율적인 열회수 수행

▶ 작동 원리 요약
  1. 헬륨 가스가 압축되어 냉동기로 유입
  2. 디스플레이서의 왕복 운동에 따라 가스가 팽창·압축되며 온도 강하
  3. 스테이지별 열교환기를 통해 점진적으로 냉각
  4. 2단에서는 4K 근처의 극저온 도달 가능
Features

  1. 냉각온도 : 보통 10K~4.2K까지 (2단형 기준)
  2. 냉각용량 : 모델에 따라 0.5W ~ 2.0W @ 4.2K
  3. 구동방식 : 전기모터 기반의 디스플레이서 작동
  4. 정격압력 : 보통 1.5~2.0MPa의 헬륨 압력
  5. 연속 운전 가능 : 유지보수가 적고 연속 가동에 적합
Applications

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Video