KR100310631B1 - 발전기 및 모터용 초전도 로터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전기 및 모터용 초전도 로터( Rotor )에 관한 것으로서, 외부의 구동원에 의해 회전자계를 발생시키기 위한 초전도 계자코일(100)과; 상기 계자코일(100)을 지지하기 위한 계자코일지지부(110); 상기 계자코일지지부(110)와 연결되어 상기 계자코일(100)에 외부로 부터 회전력을 전달하기 위한 토크 튜브( Torque Tube)(120); 적어도 상기 계자코일(100)을 포함한 상기 계자코일지지부(110)를 둘러싸고 있는 로터 내통(130); 상기 로터 내통(130)을 둘러싸고 있는 로터 외통(140); 상기 로터 내통(130)과 상기 로터 외통(140) 사이에 설치된 열차폐판(160); 상기 로터 내통(130)에 연결되어 그 로터 내통(130)내로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급관(170); 상기 로터 내통(130)내에 공급된 냉매를 응고시키기 위한 냉매 응고 장치(180); 및 상기 계자코일을 여자시키고 준영구전류모드로 동작시키기 위한 여자 장치(190)를 포함하여 구성되어, 응고된 냉매로 상기 계자코일을 냉각시켜 초전도화시킴으로서 장기 운전시의 신뢰성을 높이고 계자코일의 통전류밀도를 크게 증가시키며, 또한 초전도 계자코일을 준영구전류모드로 동작되도록 하여 영구자석형 모터의 장점을 가지도록 하는 효과가 있다
Description
본 발명은 발전기 및 모터용 초전도 로터( Rotor )에 관한 것으로서, 특히 초전도 모터의 계자코일을 보다 단순한 구조로 초전도화할 수 있도록 된 발전기 및 모터용 초전도 로터에 관한 것이다.
일반적으로 구리선 대신에 초전도선을 사용하여 계자코일을 구성한 발전기를 초전도 발전기라 하며, 도 1은 종래의 초전도 발전기용 로터의 구성을 도시하였다.
종래의 초전도 로터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 구동원에 의해 회전자계를 발생시키기 위한 초전도 계자코일(10)과; 상기 계자코일(10)을 지지하기 위한 계자코일지지부(11); 상기 계자코일지지부(11)와 연결되어 상기 계자코일(10)에 외부로부터 회전력을 전달하기 위한 토크 튜브( Torque Tube )(12); 적어도 상기 계자코일(10)을 포함한 상기 계자코일지지부(11)를 둘러싸고 있는 로터 내통(13); 상기 로터 내통(13)을 둘러싸고 있는 로터 외통(14); 상기 로터 내통(13)과 상기 로터 외통(14) 사이에 설치된 열차폐판(15); 상기 계자코일(10)에 전류를 공급하여 여자시키기 위한 슬립 링(Slip Ring)(16)과 전류유입선(17); 및 상기 계자코일(10)을 초전도화 하기 위한 냉매를 상기 로터 내통(13)의 내/외로 공급 및 회수하기 위한 냉매 공급/회수 장치(20)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 상기 로터 외통(14)과 상기 로터 내통(13) 사이는 외부와의 단열을 위하여 고진공층(18)으로 형성되어 있다.
상기 냉매 공급/회수 장치(20)는 상기 계자코일(10)을 냉각시켜 초전도 상태로 유지하기 위하여 설치된 것으로서, 상기 로터 내통(13)에 연결되어 냉매를 상기 로터 내통(13)의 내부로 공급하기 위한 내측관(21) 및 상기 내측관(21)의 외측에 동심상으로 설치되고 각각 가스배출구를 갖고 있는 3개의 다중관(22)을 포함하여 구성되어 있고, 상기 내측관(21)의 외면과 상기 다중관(22) 사이는 단열을 위한 진공층(23)으로 형성되어 있다.
또한, 상기 비회전부인 냉매 공급/회수 장치(20)를 상기 로터의 내/외통(13)(14)이 구비된 회전부측에 연결 설치할 때, 회전부측의 진공층(23) 및 비회전부측의 진공층(18)이 계속하여 진공상태를 유지할 수 있도록 하기 위하여, FERRO-FLUID MAGNETIC SEALING 장치(30)가 설치되어 있다.
도 1의 종래 초전도 로터에서 상기 계자코일(10)의 초전도화를 위한 냉각 메카니즘은, 극저온 냉매인 액체 헬륨(4.2Kelvin, -269℃)또는 액체 질소(77Kelvin, -196℃)가 냉매주입구(21a) 및 상기 내측관(21)을 통하여 상기 로터 내통(13)의 내부로 공급되고, 이 액체 냉매에 의해 상기 초전도 계자코일(10)이 냉각되어 초전도 상태가 된다. 또한, 상기 계자코일(10)을 냉각시키면서 기화된 냉매는 상기 3개의 다중관(22)을 통하여 배출되는 바, 이 배출되는 기화 냉매에 의해 상기 열차폐판(15), 상기 토크 튜브(12), 및 상기 계자코일(10)에 전류를 공급하면서 발열되는 상기 전류유입선(17) 등이 냉각된다.
도 1의 작용을 간단히 설명하면, 먼저 극저온 냉매를 로터내통(13)에 연속적으로 공급하여 상기 계자코일(10)을 초전도화 시키고, 냉매로부터 증발한 기화 냉매를 다중관(22)을 통해 배출한다. 이와 동시에, 외부의 전원으로부터 슬립 링(16)과 전류유입선(17)을 통하여 전류가 계속하여 통전되면 상기 계자코일(10)이 여자되어 강자장을 발생시키고, 상기 계자코일(10)의 강자장 발생에 의해 토크 튜브(12)를 통하여 회전력이 전달되고, 발생된 회전자계에 의해 전기자에서 전류를 발생시키거나, 역으로 전기자에 전류를 인가하여 회전력을 발생시키도록 한다.
이상 설명된 종래의 초전도 로터를 사용한 초전도 발전기 및 모터는, 기존의 상전도 발전기 및 모터에 비해 손실을 50% 이상 줄일 수 있고, 계자코일에 대용량의 전류를 통전할 수 있기 때문에 동일 크기에서 용량을 2배 이상 키우거나 동일 용량에서 크기를 절반으로 줄일 수 있어 대용량화 및/또는 소형화가 가능한 등의 장점을 가지고 있다. 따라서, 일반적으로 도 1의 초전도 로터를 사용한 초전도 발전기는 대용량에서 기존의 발전기에 비해 경제성의 우위에 있고, 계자코일용의 초전도선으로는 사용온도(액체헬륨온도)가 매우 낮은 금속계의 초전도선이 사용되고 있으며, 최근에 중소 용량 발전기 및 산업용 모터용으로 사용온도(액체질소온도)가 비교적 높은 산화물계의 초전도선을 사용하고 있다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 초전도 로터는, 계자코일(10)의 초전도화를 위하여 복잡한 다중 원통 구조를 가진 냉매 공급/회수 장치(20)가 필요하고, 회전부와 비회전부의 진공 상태를 유지하기 위하여 FERRO-FLUID MAGNETIC SEALING(30)과 같은 장치가 필수적으로 필요하기 때문에; 상기 냉매 공급/회수 장치(20)의 다중관(22)의 각 원통의 온도차이에 의한 열수축량의 차이로 인하여 회전시에 진동을 야기시킬 수 있고, 고진공을 유지하면서 회전부와 비회전부를 연결하는 부위에서 장시간 운전시 신뢰성에 문제가 발생할 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창작한 것으로서, 그 목적은 복잡한 구조의 냉매 공급/회수 장치 없이 계자코일의 초전도화가 가능하도록 하고, 필요부위에 고진공을 신뢰성 있게 유지할 수 있도록 된 발전기 및 모터용 초전도 로터를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 응고된 질소를 계자코일의 냉각매체로 사용할 수 있도록 하여 장시간 동안 계자코일을 냉각할 수 있도록 함으로서 장기 운전시의 신뢰성을 향상시키도록 된 발전기 및 모터용 초전도 로터를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 초전도 계자코일을 준영구전류모드로 동작되도록 하는 발전기 및 모터용 초전도 로터를 제공하고자 하는 것이다.
도 1 은 종래 초전도 로터의 종단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 발전기 및 모터용 초전도 로터의 종단면도,
도 3 은 도 2의 로터에 본 발명에 따른 냉각시스템의 일 실시예를 부가한 도면,
도 4 는 도 2의 로터에 본 발명에 따른 냉각시스템의 다른 실시예를 부가한 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 초전도 계자코일 110 : 계자코일지지부
120 : 토오크 튜브 130 : 로터 내통
140 : 로터 외통 150 : 진공부
160 : 열차폐판 170 : 냉매 공급관
180 : 응매 공급장치 181 : 열교환 튜브
182 : 응매공급관 183 : 열교환 핀
190 : 여자장치 191 : 전류유입선 접속부
192 : 영구전류스위치 210 : 액체질소탱크
220 : 액체헬륨탱크 230 : 헬륨가스탱크
310 : 극저온 냉동기 320 : 냉각단
330 : 열교환파이프 335 : 단열파이프
340 : 진공용기
350 : 페로-플루이드 마그네틱 실링( FERRO-FLUID MAGNETIC SEALING )장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발전기 및 모터용 초전도 로터는: 외부의 구동원에 의해 회전자계를 발생시키기 위한 초전도 계자코일과; 상기 계자코일을 지지하기 위한 계자코일지지부; 상기 계자코일지지부와 연결되어 상기 계자코일에 의해 발생되는 회전력을 외부로 전달하기 위한 토크 튜브( Torque Tube ); 적어도 상기 계자코일을 포함한 상기 계자코일지지부를 둘러싸고 있는 로터 내통; 상기 로터 내통을 둘러싸고 있는 로터 외통; 상기 로터 내통과 상기 로터 외통 사이에 설치된 열차폐판; 상기 로터 내통과 연결되어 그 로터 내통내로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급관; 상기 로터 내통내에 공급된 냉매를 응고시키기 위한 냉매 응고 수단; 및 상기 계자코일을 여자시키고 (준)영구전류모드로 동작시키기 위한 여자 수단을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성에 따르면, 저온으로 응고된 냉매로 상기 초전도 계자코일을 냉각시켜 초전도화할 수 있으므로, 응고된 냉매와 계자코일간의 열전달이 고체간의 열전달이 되어 기존의 액체 냉매의 사용시보다 열전달이 양호할 뿐 아니라, 응고되어 온도가 더욱 낮아진 냉매로 인해 상기 계자코일의 통전전류를 높일 수 있게 된다.
상기 냉매 응고 수단은, 상기 로터 내통의 내부에 설치된 열교환 튜브; 및 상기 열교환 튜브의 외부면에 나선형으로 설치되어 상기 냉매를 응고시킬 수 있는 응고매체가 순환될 수 있도록 하는 응매 공급관으로 구성되고, 상기 열교환 튜브의 외면에는 복수개의 열교환 핀들이 원주상으로 돌출 부착되어 응매와 냉매의 열교환을 용이하게 한다.
상기 응고매체는 상기 냉매의 응고점 이하의 온도를 가진 매채로 사용하며,
상기 냉매는 액체 질소이고, 상기 응고매체는 헬륨 가스이다.
상기 냉매 응고 수단에는, 상기 응매 공급관에 연결 설치되어 상기 응고매체를 냉각시키기 위한 극저온 냉동기가 부가되어, 장시간 운전시에도 상기 응고매체를 일정한 저온으로 유지 순환되도록 냉각시킨다.
상기 여자 수단은, 상기 계자코일의 각각의 권선이 LAB-JOINTING되어, 상기 계자코일에 전류를 공급하는 전류유입선이 착탈 가능하도록 상기 계자코일에 연결 설치된 전류유입선 접속부와, 상기 전류유입선 접속부에 연결되어 상기 계자코일을 영구전류모드로 절환동작되도록 하는 영구전류스위치로 구성되어, 상기 계자코일의 여자후 상기 영구전류스위치를 오프( OFF )시키고 상기 전류유입선을 제거하면 상기 계자코일이 준영구 전류모드로 동작되도록 한다.
상기 로터 외통에는 그 로터 외통의 내면과 상기 로터 외통의 외면 사이의 공간을 진공상태로 유지하기 위한 진공포트가 설치되어 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기 및 모터용 초전도 로터에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 로터의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2를 보면, 외부의 구동원에 의해 회전자계를 발생시키는 초전도 계자코일(100)이 있고, 상기 계자코일(100)은 계자코일지지부(110)에 의해 지지되어 있다. 상기 초전도 계자코일(100)은 산화물계의 초전도선으로 구성함이 바람직하다. 상기 계자코일지지부(110)의 양단에는 상기 계자코일(100)에 의해 발생되는 회전력을 외부로 전달하기 위한 토크 튜브( Torque Tube )(120)가 일체로 연결되어 있고, 로터 내통(130)이 상기 계자코일(100)을 포함한 상기 계자코일지지부(110)를 둘러싸도록 설치되어 있으며, 로터외통(140)이 상기 로터 내통(130)을 둘러싸고 있다. 상기 로터 내통(130)과 상기 로터 외통(140) 사이는 외부로부터의 열침입을 최소화할 수 있도록 고진공 상태의 진공부(150)로 형성되고, 그 진공부(150)내에는 외부로부터의 복사열 침입을 차단할 수 있는 열차폐판(160)이 설치되어 있으며, 상기 열차폐판(160)의 주위에는 여러겹의 슈퍼인슐레이션( SUPERINSULATION )(미도시)을 설치하여 복사에 의한 열전달을 최소화한다. 상기 로터 외통(140)에는 상기 진공부(150)의 진공상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 진공 포트(145)가 형성되어 있다.
또한, 상기 로터 내통(130)과 연결되어 그 로터 내통(130)내로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급관(170)이 설치되어 있으며, 상기 로터 내통(130)내에 공급된 냉매를 저온이되도록 응고시키기 위한 냉매 응고 장치(180)가 설치되어 있는 바, 상기 냉매 응고 장치(180)는 상기 로터 내통(170)의 내부에 설치된 열교환 튜브(181) 및 상기 열교환 튜브(181)의 외부면에 나선형으로 접합 설치되어 상기 냉매를 응고시킬 수 있는 응고매체가 순환될 수 있도록 하는 응매 공급관(182)으로 구성되고, 상기 열교환 튜브(181)의 외면에는 복수개의 열교환 핀들(183)이 원주상으로 돌출 부착되어 응매와 냉매의 열교환을 용이하게 한다. 상기 응고매체는 상기 냉매의 응고점 이하의 온도를 가진 것을 사용하여야 하며, 바람직하게 상기 냉매는 응고점이 63Kelvin인 액체 질소를 사용하고, 상기 응고매체는 약 20∼40Kelvin의 온도를 가진 헬륨 가스를 사용한다.
또한, 상기 계자코일(100)을 여자시키고 준영구 전류모드로 동작시키기 위한 여자 장치(190)가 상기 계자코일(100)에 연결 설치되어 있다. 상기 여자 장치(190)는 상기 계자코일(100)의 각각의 권선이 접속저항을 최소화할 수 있는 충분한 길이로 LAB-JOINTING하되, 상기 계자코일(100)에 전류를 공급하기 위한 전류유입선을 착탈할 수 있도록 상기 계자코일(100)에 연결 설치된 전류유입선 접속부(191)와, 상기 전류유입선 점속부(191)에 연결되어 상기 초전도 계자코일(100)을 준영구전류모드로 절환동작되도록 하기 위한 영구전류스위치(192)로 구성되어, 상기 계자코일(100)의 여자후 상기 영구전류스위치(192)를 오프( OFF )시키고 상기 전류유입선을 제거하면 상기 계자코일(100)이 준영구 전류모드로 동작되도록 한다.
이어, 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 냉매공급관(170)을 통하여 액체 질소를 로터 내통(130)내에 공급하여 채우고, 응매공급관(182)을 통하여 상기 액체 질소의 응고점(63Kelvin) 이하의 온도인 20∼40Kelvin의 헬륨가스를 순환시키면, 열교환핀(183)을 가진 열교환튜브(181)를 매개로 상기 헬륨가스와 액체 질소와의 열교환이 이루어지고, 이때 상기 액체 질소는 응고된다. 이와 같이 응고된 질소는 초전도 계자코일(100)의 냉각매체로 사용된다. 질소는 응고시 잠열이 크기 때문에 녹을 때에 많은 열을 흡수할 수 있으므로 장시간 동안 계자코일(100)을 냉각하여 초전도화할 수 있다. 또한, 진공부(150)와 열차폐판(160)에 의해 외부로부터 상기 로터내통(130)내부로의 열침입을 최소화시키고, 로터외통(140)에는 진공포트(145)를 설치하여 상기 진공부(150)의 진공상태를 유지한다. 또한, 전류유입선접속부(191)에 외부의 전원과 연결되는 전류유입선을 접속하여 상기 계자코일(100)을 여자시킨 후, 영구전류스위치(192)를 오프시키고 상기 전류유입선을 제거함으로써 열침입을 줄이면서 그 전류유입선의 발열을 완전히 제거하고, 상기 영구전류스위치(192)의 오프에 의해 상기 계자코일(100)이 전류의 감쇠가 거의 없는 준영구 모드로 작동되도록 하여 안정된 고자장을 발생시킨다.
상기 계자코일(100)의 냉매로 사용되는 응고된 질소는, 열용량이 매우크기 때문에 액체상태시보다 온도가 낮은 고체 상태일 때 장시간 동안 운전할 수 있을 뿐만아니라, 상기 계자코일(100)의 초전도선과 직접 접촉하는 부분에서 고체와 고체간의 전도열 전달이 발생되기 때문에 열전달 효율도 매우 양호하다. 또한, 초전도선은 사용하는 냉각매체의 온도가 낮아지면 통전전류 밀도를 더욱 크게 증가시킬 수 있으므로 대용량, 고효율화의 초전도 발전기의 장점을 더욱 부각시킬 수 있다. 따라서, 종래와 같이 77Kelvin의 액체 질소를 사용하는 것보다 본 발명에 따라 20∼40Kelvin의 고체 질소를 냉각매체로 사용하면 종래에 비해 3배 이상으로 통전 전류를 높일 수 있게 된다.
이와 같이, 냉각매체인 액체질소를 응고한 후, 계자코일(100)을 여자하고 영구전류스위치(192)를 오프하여 준영구전류모드로 작동시키고 전류유입선을 제거하고, 이때 토오크 튜브(120)를 통하여 전달된 회전력으로 전기자 코일에 유도전류를 발생시킨다. 상기 계자코일(100)은 마치 영구자석형과 동일하게 준영구전류모드로 동작하므로 외부로부터 연속적으로 전류를 공급하지 않아도 된다.
도 3을 보면, 도 2의 냉매 공급관(170)과 연결되어 액체 질소를 공급하기 위한 액체질소탱크(210)가 설치되어 있고, 아울러 응매 공급관(182)과 연결되어 헬륨 가스를 공급하기 위한 액체헬륨탱크(220) 및 헬륨가스탱크(230)가 설치되어 있다. 이와 같은 냉각 시스템은, 액체헬륨탱크(220)로부터 기화된 적정 온도의 헬륨가스를 사용하여 로터내통(130)에 채워진 액체질소를 응고시킨 후 상기 액체헬륨탱크(220)를 제거하고, 외부로부터 일체의 추가적인 냉매공급 없이 상기 응고된 질소가 일정온도로 상승할 때까지 영구자석 회전계자형 발전기나 모터와 같이 운전할 수 있다. 이와 같은 냉각 시스템은 간헐적으로 운전되는 모터에 적용하는 것이 매우 유리하다.
도 4는 도 2의 본 발명에 장기 연속운전을 위한 극저온 냉동장치가 설치된 것을 도시한 것으로서, 상기 극저온 냉각장치는, 응매의 온도를 극저온으로 낮추는 냉동기(310)와; 상기 냉동기에서 온도가 극저온으로 내려가 응매와의 열전달이 일어나는 냉각단(320); 상기 냉각단(320)에 복수회 감겨져 있고 양단은 응매공급관(182)의 양단에 연결되어, 순환되는 응고매체와 상기 냉각단(320)과의 열교환을 위한 열교환파이프(330); 및 상기 냉각단(320)을 포함한 열교환파이프(330)의 주위를 고진공 상태로 만들어 외부로부터의 열침입을 차단하기 위한 진공용기(340)로 구성된다. 상기 진공용기(340)의 외부로 노출된 상기 열교환파이프(330)의 양단은 단열파이프(335)로 이루어져 상기 응매 공급관(182)의 양단에 연결되어 있고, 상기 단열파이프(335)와 상기 응매공급관(182)과의 연결부위는 FERRO-FLUID MAGNETIC SEALING 장치(350)에 의해 견고하게 연결되어, 회전부인 로터와 비회전부인 극저온 냉각장치가 기밀을 유지하면서 연결되도록 한다. 따라서, 상기 응매 공급관(182)을 순환하는 응고매체는 상기 극저온 냉각장치에 의해 냉각되어, 장시간 운전시에도 상기 응고매체를 일정한 저온으로 유지 순환되도록 한다. 이와 같은 냉각 시스템은 장기 연속운전이 가능한 폐회로 방식으로서, 순환중인 헬륨가스를 냉각시키기 위하여 효율이 좋은 Gifford McMahon 극저온 냉동기를 사용함이 바람직하고, 열교환파이프(330)와 냉동기(310)의 냉각단(320)의 접촉 부위에서 충분한 열교환이 일어날 수 있도록 상기 열교환파이프(330)를 상기 냉각단(320)에 여러번 감아 용접한다. 냉각매체인 응고된 질소는 외부로부터 로터내통(130) 내부로의 열침입 등에 의해 온도가 상승할 수 있으며, 운전 온도에 따라 달라질 수도 있지만, 응고된 질소가 녹아 국부적으로 액체 상태로 존재할 수 있다. 그래서 발전기 또는 모터를 간헐적으로 운전하지 않고 장시간 연속적으로 운전할 때는, 상기 응고된 질소의 온도가 일정온도 이상으로 상승하면 도 4의 냉동기(310)를 가동시켜 고체질소의 온도를 일정하게 유지시키도록 한다. 한편, 도 4와 같이 폐회로의 냉각시스템을 구성하기 위해서는 회전부인 로터와 비회전부인 냉각시스템을 연결하면서 기밀을 유지시키기 위하여 FERRO-FLUID MAGNETIC SEALING 장치(350)가 필요한 데, 상기 장치(350)는 도 1의 종래 초전도 로터에 구비된 그것(30)과는 달리 고진공을 유지해야할 필요가 없고 단순히 헬륨가스가 유출되는 것을 방지하는 기능만하기 때문에 구조가 간단하고 신뢰성에 전혀 문제가 되지 않는다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 발전기 및 모터용 초전도 로터에 의하면, 복잡한 구조의 냉매 공급/회수 장치 없이 계자코일의 초전도화가 가능하도록 하여 구조를 단순화하고, 필요부위에 고진공을 신뢰성 있게 유지할 수 있도록 하여 신뢰성을 향상시키며, 응고된 질소를 계자코일의 냉각매체로 사용하는 새로운 개념을 도입하여 장기 운전시의 신뢰성을 높이고 계자코일의 통전류밀도를 크게 증가시키며, 또한 초전도 계자코일을 준영구전류모드로 동작되도록 하여 영구자석형 모터의 장점을 가지도록 하는 효과가 있다.
Claims (8)
- 외부의 구동원에 의해 에너지를 발생시키기 위한 초전도 계자코일;상기 계자코일을 지지하기 위한 계자코일 지지수단;상기 계자코일지지부와 연결되어 상기 계자코일에 의해 발생되는 에너지를 외부로 전달하기 위한 토크 튜브( Torque Tube );상기 계자코일을 포함한 상기 계자코일 지지수단을 둘러싸고 있는 로터 내통;상기 로터 내통을 둘러싸고 있는 로터 외통;상기 로터 내통과 상기 로터 외통 사이에 설치된 열차폐판;상기 로터 내통과 연결되어 그 로터 내통내로 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급관;상기 로터 내통의 내부에 설치된 열교환 튜브와, 상기 열교환 튜브의 외부면에 나선형으로 접합 설치되어 상기 냉매를 응고시킬 수 있는 응고매체가 순환될 수 있도록 하는 응매 공급관을 구비하여,상기 로터 내통내에 공급된 냉매를 응고시키기 위한 냉매 응고 수단; 및상기 계자코일을 여자시키고 영구전류모드로 동작시키기 위한 여자 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제1항에 있어서,상기 열교환 튜브의 외면에는 복수개의 열교환 핀들이 원주상으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제1항에 있어서,상기 순환되는 응고매체는 상기 냉매의 응고점 이하의 온도를 가진 물질인 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제1항에 있어서,상기 냉매는 액체 질소이고, 상기 응고매체는 헬륨 가스인 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제1항에 있어서,상기 응매 공급관에 연결 설치되어 상기 순환되는 응고매체를 냉각시키기 위한 극저온 냉각장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제 6 항에 있어서,상기 극저온 냉각장치는,응매의 온도를 극저온으로 낮추기 위한 냉동기와;상기 냉동기에서 온도가 극저온으로 내려가 응매와의 열전달이 일어나는 냉각단;상기 냉각단에 복수회 감겨져 있고 양단은 상기 응매공급관의 양단에 연결되어, 순환되는 응고매체와 상기 냉각부와의 열교환을 위한 열교환파이프; 및상기 냉각부를 포함한 열교환파이프의 주위를 고진공 상태로 만들기 위한 진공용기로 구성된 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제 1 항에 있어서,상기 여자 수단은,각 권선이 랩 조인팅(LAB-JOINTING)된 상기 계자코일에 전류를 공급하는 전류유입선이 착탈 가능하도록 상기 계자코일에 연결 설치된 전류유입선 접속부; 및상기 전류유입선 접속부에 연결되어 상기 계자코일을 영구전류모드로 절환동작시키기 위한 영구전류 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
- 제 1 항에 있어서,상기 로터 외통에는 그 로터 외통의 내면과 상기 로터 외통의 외면 사이의공간을 진공상태로 유지하기 위한 진공포트가 설치된 것을 특징으로 하는 발전기 및 모터의 초전도 로터.
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