KR100706495B1

KR100706495B1 - 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도케이블

Info

Publication number: KR100706495B1
Application number: KR1020060005747A
Authority: KR
Inventors: 박인선; 김도형; 김춘동; 김익생
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-04-10

Abstract

본 발명은 내측 쉬스와 외측 쉬스를 구비하며 내측 쉬스와 외측 쉬스 사이를 단열하는 초전도 케이블에 관한 것으로서, 다층 필름에 활성탄소 섬유를 부착하여 내측 쉬스와 외측 쉬스의 사이에 진공도를 높임에 따라 단열의 효과를 증가시키는 초전도 케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블은, 외측 쉬스의 내부에 위치한 내측 쉬스의 외주를 감쌈에 있어, 일면에 활성탄소 섬유층이 형성되고 상기 활성탄소 섬유층이 상기 내측 쉬스와 접하도록 감싸는 다층 필름을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

초전도 케이블, 쉬스, 다층 필름, 활성탄소 섬유, 진공

Description

활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블{Superconduction Cable with Multilayer Insulation Film Bonded Active Carbon Fibers}

도 1은 종래의 기술에 따른 초전도 케이블의 횡단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 초전도 케이블의 종단면도이며,

도 3은 도 1에 도시된 흡착제를 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블의 횡단면도이고,

도 5는 도 4에 도시된 초전도 케이블의 종단면도이며,

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 다층필름 및 섬유층을 나타낸 상세도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블의 다층 필름 및 섬유층을 나타낸 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 초전도 케이블 110 : 외측 쉬스

120 : 내측 쉬스 130 : 다층 필름

131 : 알루미늄 층 132 : 투명 필름층

133 : 활성탄소 섬유층 133H : 활성탄소 섬유

140 : 스페이서

본 발명은 내측 쉬스와 외측 쉬스를 구비하며 내측 쉬스와 외측 쉬스 사이를 단열하는 초전도 케이블에 관한 것으로서, 특히, 다층 필름에 활성탄소 섬유를 부착하여 내측 쉬스와 외측 쉬스의 사이에 진공도를 높여 단열의 효과를 증가시키기 위한 것이다.

도면에서, 도 1은 종래의 기술에 따른 초전도 케이블의 횡단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 초전도 케이블의 종단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 흡착제를 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블(1)은 파형의 외측 쉬스(10)와, 상기 외측 쉬스(10)의 내부에 위치하는 파형의 내측 쉬스(20)를 포함하며, 상기 외측 쉬스(10)와 내측 쉬스(20)의 사이를 진공상태로 유지하여 열적 대류 및 기체 열전도 등을 차단한다.

한편, 외측 쉬스(10)와 내측 쉬스(20)의 사이에는 다층 필름(30)이 위치하여 복사열을 차단한다. 또한 다층 필름(30)과 외측 쉬스(10)의 사이에는 스페이서(40)가 위치하여 외측 쉬스(10)와 다층 필름(30)을 지지하며, 다층 필름(30)과 내측 쉬스(20)의 사이에는 흡착제(50)가 고정되어 쉬스(10, 20)에서 분출된 기체 분자 알 갱이를 흡착한다.

도 3에서는 상기 흡착제에 대해 구체적으로 도시하고 있다.

도 3에 보이듯이, 내측 쉬스(20)의 외측면에는 흡착제(50)가 위치하고 고정수단(51)으로 상기 흡착제(50)를 고정한다. 여기에서 흡착제(50)는 활성탄이 여과지 티백에 수용된 구조로서, 수작업으로 흡착제(50)를 내측 쉬스(20)에 부착한다.

이와 같이 수작업으로 흡착제를 부착함에 따라 작업이 비효율적이며, 부착 상태 및 간격 등이 균일하지 않아 진공도가 균일하지 못하다는 단점이 있다.

또한 흡착제를 부착하는 고정수단으로서 저온용 테이프가 추가 사용된다는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 흡착제가 쉬스 전체에 균일하게 고정되어 있어 케이블 전장에서 균일한 진공도를 유지할 수 있게 구성한 초전도 케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.

더불어, 이와 같이 진공도가 케이블 전장에서 균일하게 유지됨에 따라 단열 또한 균일하게 유지할 수 있으며, 자동화를 통해 작업의 효율성을 향상시킬 수 있고, 다층 필름의 변형 및 압축에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블은, 외측 쉬스의 내부에 위치한 내측 쉬스의 외주 를 감쌈에 있어, 일면에 활성탄소 섬유층이 형성되고 상기 활성탄소 섬유층이 상기 내측 쉬스와 접하도록 감싸는 다층 필름을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 일면에 활성탄소 섬유층이 형성된 상기 다층 필름은 상기 내측 쉬스의 외주를 다수 겹 감싸 부착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 내측 쉬스에 감겨진 상기 다층 필름과 상기 외측 쉬스의 사이에는 스페이서가 고정되어 상기 다층 필름과 상기 외측 쉬스 사이에 공간을 형성한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 활성탄소 섬유층은 활성탄소 섬유들이 상호 직교하는 패턴으로 형성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 활성탄소 섬유층은 짧은 길이의 활성탄소 섬유들의 단부가 상기 다층 필름에 부착되어 섬유층을 형성한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 다층 필름은 알루미늄 층과 투명 필름층이 부착되며, 상기 활성탄소 섬유층은 상기 투명 필름층에 부착된다.

아래에서, 본 발명에 따른 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블의 횡단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 초전도 케이블의 종단면도이며, 도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 다층필름 및 섬유층을 나타 낸 상세도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블(100)은 길이방향을 따라 파형으로 형성된 외측 쉬스(110)와, 상기 외측 쉬스(110)의 내부에 위치하는 내측 쉬스(120)를 포함하며, 상기 외측 쉬스(110)와 내측 쉬스(120)의 사이에는 다층 필름(130)이 내측 쉬스(120)의 외측면을 감싸며, 다층 필름(130)과 외측 쉬스(110)의 사이에는 스페이서(140)가 위치하여 다층 필름(130)과 외측 쉬스(110) 사이의 간격을 유지한다.

이와 같이 구성된 초전도 케이블(100)에 있어서, 다층 필름(130)은 도 6에 도시된 바와 같이, 외측에 알루미늄 층(131)이 형성되고, 내측에 활성탄소 섬유층(133)이 형성되며, 그 사이에 투명 필름층(132)이 형성된다.

여기에서 다층 필름(130)의 활성탄소 섬유층(133)은 내측 쉬스(120)의 외측에 접해 감겨지며, 이와 같은 다층 필름(130)이 도 4에 보이듯이, 여러 겹으로 겹쳐 감겨질 수 있다.

한편, 다층 필름(130)의 활성탄소 섬유층(133)은 도 6에 보이듯이, 다수 가닥의 활성탄소 섬유(133H)가 상호 직교하는 패턴으로 배치되어 섬유층을 형성한다. 이와 같은 섬유층(133)은 투명 필름층(132)에 도포된 바인더에 의해 부착 고정된다.

여기에서 투명 필름층(132)에 바인더를 도포하고, 도포된 바인더에 활성탄소 섬유층(133)을 덮어 부착 고정하는 작업은 자동화할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 같은 다층 필름(130)을 내측 쉬스(120)에 감아 부착 고정하는 것 또한 자동화가 가능 하다.

[제2 실시예]

제2 실시예를 제1 실시예와 비교하였을 때에, 제1 실시예에서는 투명 필름층에 활성탄소 섬유층을 바인더로 부착 고정하지만, 제2 실시예에서는 짧은 길이의 활성탄소 섬유를 정전기방식으로 투명 필름층에 부착하는 방식을 사용한다는 것만, 다를 뿐 다른 구성요소는 동일하다. 또한 정전기를 이용하여 섬유를 필름 등에 부착하는 기술은 이미 공지된 기술이다.

도면에서, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블의 다층 필름 및 섬유층을 나타낸 상세도이다.

투명 필름층(132)에 정전기를 발생시켜 길이가 비교적 짧은 활성탄소 섬유(133H)들의 단부가 투명 필름층(132)에 부착되도록 한다.

그럼으로써, 다층 필름(130)에는 활성탄소 섬유층(133)이 형성되고, 상기 활성탄소 섬유층(133)이 내측 쉬스(120)에 접하도록 감아 부착 고정한다.

제1, 제2 실시예에서와 같이 구성된 초전도 케이블(100)에 있어서, 초전도 케이블(100)의 내부를 진공상태로 유지하면, 구성요소들 중에서 기체분자 알갱이들이 석출되는데, 활성탄소 섬유(133H)는 상기 기체분자 알갱이들을 흡착하여 진공상태를 지속적으로 유지할 수 있게 한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 초전도 케이블은 활성탄소 섬유를 필름 자체에 접착함으로써, 초전도 케이블의 전장에 균일하게 배치된다. 따라서 초 전도 케이블 내부의 진공도 또한 전장에 걸쳐 균일하게 유지되어 단열효과를 증진시킨다는 장점이 있다. 더불어 활성탄소 섬유는 열전도율이 낮은 물질로서, 다층 필름층 사이의 전도 열전달을 감소시킬 뿐만 아니라, 다층 필름끼리의 접촉 면적을 감소시켜 전도 열전달을 감소시킨다.

또한, 본 발명의 초전도 케이블은 투명 필름층에 활성탄소 섬유를 부착 고정함에 있어 자동화하여 작업의 효율성을 향상시킨다.

또한, 종래의 초전도 케이블은 내측 하중을 지지하는 부분이나 케이블이 곡선으로 포설되는 부분에서는 다층 단열 필름이 변형 압축되어 열전달이 증가된다. 하지만, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 다층 필름 사이에 고강도의 탄소섬유가 위치함으로써, 압축을 완충하며 다층 필름의 변형을 방지한다.

또한 활성 탄소섬유는 마찰계수가 낮은 물질이므로, 다층필름 사이의 접촉 마찰력을 저하시켜 다층 필름에 발생하는 국부적인 장력을 넓게 분산하여 완화한다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims

외측 쉬스의 내부에 위치한 내측 쉬스의 외주를 감쌈에 있어, 일면에 활성탄소 섬유층이 형성되고 상기 활성탄소 섬유층이 상기 내측 쉬스와 접하도록 감싸는 다층 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블.
제1항에 있어서,

일면에 활성탄소 섬유층이 형성된 상기 다층 필름은 상기 내측 쉬스의 외주를 다수 겹 감싸 부착된 것을 특징으로 하는 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 내측 쉬스에 감겨진 상기 다층 필름과 상기 외측 쉬스의 사이에는 스페이서가 고정되어 상기 다층 필름과 상기 외측 쉬스 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 활성탄소 섬유층은 활성탄소 섬유들이 상호 직교하는 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 활성탄소 섬유층은 짧은 길이의 활성탄소 섬유들의 단부가 상기 다층 필름에 부착되어 섬유층을 형성하는 것을 특징으로 하는 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다층 필름은 알루미늄 층과 투명 필름층이 부착되며, 상기 활성탄소 섬유층은 상기 투명 필름층에 부착된 것을 특징으로 하는 활성탄소 섬유층이 형성된 다층 필름을 구비한 초전도 케이블.