KR101027535B1 - Demagnetization system for naval vessel using superconducting wire - Google Patents

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KR101027535B1 KR1020100082530A KR20100082530A KR101027535B1 KR 101027535 B1 KR101027535 B1 KR 101027535B1 KR 1020100082530 A KR1020100082530 A KR 1020100082530A KR 20100082530 A KR20100082530 A KR 20100082530A KR 101027535 B1 KR101027535 B1 KR 101027535B1
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김형수
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엘아이지넥스원 주식회사
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    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising

Abstract

PURPOSE: A demagnetization system using a superconductive wire for a vessel is provided to reduce the time for winding by employing a lightweight superconductive wire. CONSTITUTION: A demagnetization system using a superconductive wire for a vessel comprises a superconductive cable(30), a power supply device(20), a cooling device(10), and a vacuum pump(14). The superconductive cable comprises a superconductive wire wound around a vessel, a first insulation layer surrounding the superconductive wire, a second insulation layer blocking heat exchange between the first insulation layer and the atmosphere, and an intermediate layer which is filled with a blocking material for blocking heat transfer between the first and second insulation layers. The power supply device supplies electric current to the superconductive wire for cancelling a permanent magnetic field created in the vessel. The cooling device injects coolant into the first insulation layer and circulates the coolant through the first insulation layer, thereby maintaining the superconductive wire in a predetermined temperature range.

Description

초전도 선재를 이용한 함정 탈자 시스템{Demagnetization System for Naval Vessel using Superconducting Wire}Demagnetization System for Naval Vessel using Superconducting Wire}

본 발명은 초전도 선재를 이용한 함정 탈자 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 함정이 정박된 상태에서 함정에 초전도 선재를 권선하여 상기 초전도 선재에 전류를 흘려주어 함정의 운항 상태에서 생성된 영구자장을 제거하기 위한 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a trap degassing system using a superconducting wire. More specifically, the present invention relates to a technique for removing the permanent magnetic field generated in the operating state of the ship by passing a current through the superconducting wire by winding a superconducting wire in the vessel in the state in which the vessel is anchored.

일반적으로, 운항중인 선박에서는 선박 내부의 각종 전자기기의 영향 내지는 금속성 선박이 지구 자기의 작용에 의해 자화됨으로써 운항 시 소정의 유도 자장이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 자장은 일반적으로 큰 문제를 일으키지 않는 것이나, 전투 함정 등에 유도 자장이 형성되는 경우에는 기뢰로부터의 위협 및 적 감시장비에 의한 피 탐지등의 문제점을 갖게 된다.In general, in a ship in operation, a predetermined induction magnetic field may be formed when the ship is magnetized by the action of the earth magnetism or the influence of various electronic devices inside the ship. The magnetic field thus formed generally does not cause a big problem, but when a guided magnetic field is formed in a combat trap, there are problems such as threats from mines and detection of blood by enemy surveillance equipment.

즉, 수중기뢰는 자기센서에 의해 선박 등을 탐지하여 폭발하도록 제조되고 수중기뢰는 자기센서가 트리거의 역할을 하는 것으로서 함정, 선박 등이 자기를 띄 게 되면 자기센서가 이를 쉽게 탐지할 수 있다. 따라서, 선박 및 함정 등은 최대한 선체가 자기를 띄지 않도록 하기 위해 탈자(Demagnetization) 처리공정을 실시하게 되는데, 상기 탈자 처리를 위해서는 선박에 구리선 등을 감아서 소정 전류값의 전류를 흘려 자기를 제거하게 된다. 상기 구리선에 전류를 흘려서 탈자를 시키는 공정은 이미 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.That is, underwater mines are manufactured to explode by detecting vessels by magnetic sensors, and underwater mines are triggered by magnetic sensors, which can be easily detected by magnetic sensors when traps, ships, etc. are magnetic. Therefore, ships and ships are subjected to a demagnetization process in order to prevent the hull from exhibiting magnetism as much as possible. For the demagnetization process, a copper wire or the like is wound around the ship to remove magnetism by flowing a current having a predetermined current value. do. The process of demagnetizing by flowing a current through the copper wire is a well-known technique and a detailed description thereof will be omitted.

이러한 문제점에 대응하기 위해 종래에는 함정 내에 탑재된 소자장비(Degaussing System)를 이용하여 함정에 배치된 전자기기의 유도 자장을 상쇄하는 방식을 사용하여 왔다. 그러나 이러한 방법은 제한적 크기(장비의 물리적 크기 및 성능적 크기)를 갖는 소자장비로 인하여 유도 자장을 상쇄시킬 수 있을 뿐 함정 전체에 형성된 유도 자장을 효과적으로 제거할 수는 없는 것이었다.In order to cope with such a problem, a method of canceling the induction magnetic field of an electronic device disposed in a trap has been conventionally used using a degaussing system mounted in a trap. However, this method was able to cancel the induced magnetic field due to the device equipment having a limited size (physical size and performance size), but could not effectively remove the induced magnetic field formed throughout the trap.

이러한 문제점에 착안하여, 종래에는 기뢰로부터의 위협을 감소시키기 위해 함정이 정박한 상태에서 함정에 구리선을 권선하여 함정에 형성된 영구 자장을 탈자(Demagnetization)하는 방식이 제안되었다. 그러나 이렇게 구리선을 이용하여 함정을 권선하여 탈자 처리하는 방식은 구리선의 무거운 중량으로 인해 권선작업이 힘든 점, 탈자를 위해 충분한 전류의 인가가 필요하나 구리선의 발열문제로 고전류의 인가가 어려운 점, 이에 따라 탈자에 필요한 시간동안 전류를 공급할 수 없었던 점 등의 문제점이 있었다.
In view of these problems, in order to reduce the threat from mines, a method of demagnetization of the permanent magnetic field formed in the ship by winding a copper wire in the ship in the state where the ship is anchored has been proposed. However, this method of winding the trap by using copper wire demagnetization process is difficult due to the heavy weight of the copper wire, it is necessary to apply sufficient current for demagnetization, but it is difficult to apply high current due to the heat generation problem of copper wire, Therefore, there was a problem such that the current could not be supplied for the time required for demagnetization.

상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명은 초전도 선재를 함정에 권선하여 함정에 형성된 영구 자장을 제거하는 것을 제1 기술적 과제로 한다.In view of the above-mentioned problem, the present invention has a first technical problem that the superconducting wire is wound around the trap to remove the permanent magnetic field formed in the trap.

또한, 본 발명은 초전도 선재에 전류를 공급하는 동안 초전도 선재를 포함하는 초전도 케이블 내부로 냉매를 주입하여 초전도 선재의 동작온도를 미리 결정된 온도 범위로 유지할 수 있도록 함을 제2 기술적 과제로 한다.In another aspect, the present invention is to maintain the operating temperature of the superconducting wire in a predetermined temperature range by injecting a refrigerant into the superconducting cable including the superconducting wire while supplying current to the superconducting wire.

또한, 본 발명은 초전도 케이블에 주입되는 냉매를 초전도 선재에 전류를 공급하기 위한 전원 공급 장치로 순환하도록 하여 전원 공급 장치의 발열 온도를 낮추도록 함을 제3 기술적 과제로 한다.In another aspect, the present invention is to circulate the refrigerant injected into the superconducting cable to the power supply for supplying current to the superconducting wire to lower the heat generation temperature of the power supply.

또한, 본 발명은 초전도 케이블과 초전도 선재 사이의 공간을 진공 상태로 유지하도록 하여 외부 온도에 의한 초전도 선재의 온도 상승을 방지할 수 있음을 제4 기술적 과제로 한다.In another aspect, the present invention is to maintain the space between the superconducting cable and the superconducting wire in a vacuum state to prevent the temperature rise of the superconducting wire due to the external temperature to be the fourth technical problem.

그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned matters, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 함정 탈자 시스템은, 함정에 권선되는 초전도 케이블과, 상기 함정에 형성된 영구자장을 상쇄하기 위해 상기 초전도 케이블 내부의 초전도 선재에 전류를 공급하도록 구비되는 전원 공급 장치 및 상기 초전도 케이블과 상기 초전도 선재 사이의 공간으로 규정되는 단열층에 냉매를 주입하여 상기 초전도 선재를 미리 결정된 온도 범위로 유지하기 위한 냉각 장치를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the trap demagnetization system according to the present invention includes a superconducting cable wound in a trap and a power supply provided to supply current to the superconducting wire inside the superconducting cable to offset the permanent magnetic field formed in the trap. And a cooling device for injecting a refrigerant into a heat insulation layer defined as a space between the supply device and the superconducting cable and the superconducting wire to maintain the superconducting wire in a predetermined temperature range.

여기서, 상기 냉각 장치는 상기 냉매가 저장되는 냉매 탱크와, 상기 냉매 탱크로부터 상기 냉매를 유출하여 상기 단열층으로 주입하기 위해 구비되는 순환 펌프 및 상기 순환 펌프에 의해 상기 냉매 탱크로부터 유출된 냉매의 온도를 하강시키기 위해 구비되는 냉동기를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the cooling device is a refrigerant tank in which the refrigerant is stored, and a temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant tank by the circulation pump and the circulation pump provided to discharge the refrigerant from the refrigerant tank and inject into the heat insulating layer. It is preferable to include a refrigerator provided for descending.

그리고, 상기 냉각 장치는 상기 단열층을 진공상태로 유지하기 위해 상기 초전도 케이블에 연결되어 상기 단열층의 공기를 흡입하는 진공 펌프를 더 포함하는 것도 좋다.In addition, the cooling device may further include a vacuum pump connected to the superconducting cable to suck the air of the heat insulating layer in order to maintain the heat insulating layer in a vacuum state.

여기서, 상기 단열층은 상기 초전도 선재를 둘러싸고 형성되어 상기 냉매가 흐르는 경로를 제공하는 제1 단열층 및 상기 제1 단열층 외곽에 형성되어 상기 제1 단열층과 외부 대기와의 열교환을 차단시키기 위해 진공층으로 형성되는 제2 단열층을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the heat insulation layer is formed around the superconducting wire to form a first heat insulation layer that provides a path through which the refrigerant flows and an outer side of the first heat insulation layer, and is formed as a vacuum layer to block heat exchange between the first heat insulation layer and the external atmosphere. It is preferable to include the 2nd heat insulation layer which becomes.

또한, 바람직하게는, 상기 단열층은 상기 제1 단열층과 상기 제2 단열층 사이에 열전달 차단을 위한 차폐재가 충진된 중간층을 구비하여 3중 층으로 형성할 수 있을 것이다.Also, preferably, the heat insulation layer may be formed as a triple layer by including an intermediate layer filled with a shielding material for blocking heat transfer between the first heat insulation layer and the second heat insulation layer.

또한, 상기 냉동기는 상기 냉동기에서 온도가 하강된 냉매를 상기 전원 공급 장치로 공급하여 상기 전원 공급 장치를 냉각시킨 후 상기 전원 공급 장치의 냉각을 마친 냉매를 전달받아 다시 상기 냉매의 온도를 하강시켜 상기 단열층으로 공급하는 것도 좋다.In addition, the refrigerator supplies a refrigerant whose temperature has been lowered from the refrigerator to the power supply device to cool the power supply device, and then receives a refrigerant that has finished cooling the power supply device to lower the temperature of the refrigerant again. It is also good to supply to a heat insulation layer.

한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 함정 탈자 시스템은, 함정에 권선되는 초전도 케이블과, 상기 함정에 형성된 영구자장을 상쇄하기 위해 상기 초전도 케이블 내부의 초전도 선재에 전류를 공급하도록 구비되는 전원 공급 장치와, 상기 초전도 케이블과 상기 초전도 선재 사이의 공간으로 규정되는 단열층이 진공 상태를 유지할 수 있도록 상기 단열층의 공기를 흡입하는 진공 펌프 및 상기 단열층으로 냉매를 주입하여 상기 초전도 선재의 상기 초전도 선재를 미리 결정된 온도 범위로 유지하기 위한 냉각 장치를 포함한다.On the other hand, in order to achieve the above technical problem, the trap demagnetization system according to the present invention, the superconducting cable wound on the trap, and to supply a current to the superconducting wire inside the superconducting cable to offset the permanent magnetic field formed in the trap The superconducting wire of the superconducting wire by supplying a refrigerant into the heat supply layer and a vacuum pump that sucks air in the heat insulating layer so that the heat insulating layer defined as a space between the superconducting cable and the superconducting wire is maintained in a vacuum state. And a cooling device for maintaining the wire rod in a predetermined temperature range.

여기서, 상기 전원 공급 장치에서 공급되는 전류와 상기 냉각 장치에서 주입되는 냉매는 상기 함정에 권선되는 초전도 케이블과 접속함을 통해 연결되는 것도 좋다.Here, the current supplied from the power supply device and the refrigerant injected from the cooling device may be connected through a connection box with a superconducting cable wound around the trap.

또한, 상기 냉각 장치는 상기 냉매가 저장되는 냉매 탱크와, 상기 냉매 탱크로부터 상기 냉매를 유출하여 상기 단열층으로 주입하기 위해 구비되는 순환 펌프 및 상기 순환 펌프에 의해 상기 냉매 탱크로부터 유출된 냉매의 온도를 하강시키기 위해 구비되는 냉동기를 포함하는 것도 바람직하다.The cooling apparatus may further include a refrigerant tank in which the refrigerant is stored, a circulation pump provided for flowing out the refrigerant from the refrigerant tank and injecting the refrigerant into the heat insulating layer, and a temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant tank by the circulation pump. It is also preferable to include a refrigerator provided for descending.

여기서, 상기 단열층은 상기 초전도 선재를 둘러싸고 형성되어 상기 냉매가 흐르는 경로를 제공하는 제1 단열층 및 상기 제1 단열층 외곽에 형성되어 상기 제1 단열층과 외부 대기와의 열교환을 차단시키기 위해 진공층으로 형성되는 제2 단열층을 포함하는 것도 좋다.Here, the heat insulation layer is formed around the superconducting wire to form a first heat insulation layer that provides a path through which the refrigerant flows and an outer side of the first heat insulation layer, and is formed as a vacuum layer to block heat exchange between the first heat insulation layer and the external atmosphere. It is also good to include the 2nd heat insulation layer which becomes.

또한, 상기 단열층은 상기 제1 단열층과 상기 제2 단열층 사이에 열전달 차단을 위한 차폐재가 충진된 중간층을 구비하여 3중 층으로 형성하는 것도 바람직할 것이다.In addition, the heat insulation layer may be formed of a triple layer having an intermediate layer filled with a shield for blocking heat transfer between the first heat insulation layer and the second heat insulation layer.

또한 바람직하게는, 상기 냉동기는 상기 냉동기에서 온도가 하강된 냉매를 상기 전원 공급 장치로 공급하여 상기 전원 공급 장치를 냉각시킨 후 상기 전원 공급 장치의 냉각을 마친 냉매를 전달받아 다시 상기 냉매의 온도를 하강시켜 상기 단열층으로 공급할 수 있을 것이다.Also, preferably, the refrigerator supplies coolant whose temperature has been lowered from the refrigerator to the power supply device to cool the power supply device, and then receives the coolant that has finished cooling the power supply device and then again adjusts the temperature of the refrigerant. It may be lowered and supplied to the heat insulation layer.

그리고, 본 발명에 따른 함정 탈자 시스템에 구비되는 초전도 케이블은, 상기 전원 공급 장치에서 공급되는 전류가 흐르는 적어도 둘 이상의 초전도 선재 및 상기 초전도 선재에 전류가 흐르는 경우 상기 초전도 선재를 미리 결정된 온도 범위로 유지하기 위한 진공상태의 단열층을 포함하는 것이 바람직할 것이다.In addition, the superconducting cable provided in the trap demagnetizing system according to the present invention maintains the superconducting wire in a predetermined temperature range when the current flows in at least two superconducting wires and the superconducting wires through which the current supplied from the power supply device flows. It will be preferable to include a vacuum insulation layer for.

본 명세서에 기재되는 내용으로부터 파악되는 본 발명에 따른 함정 탈자 시스템은, 경량의 초전도 선재를 함정에 권선하므로 권선작업 시간을 단축할 수 있다.The trap degassing system according to the present invention, which is understood from the contents described in the present specification, can wind a winding work time because the light-weight superconducting wire is wound around the trap.

또한, 본 발명은 초전도 선재에 전류를 공급하는 동안 초전도 선재를 포함하는 초전도 케이블 내부로 냉매를 주입하고 초전도 케이블에 주입되는 냉매를 초전도 선재에 전류를 공급하기 위한 전원 공급 장치로 순환하도록 하므로 전력 손실을 최소화 할 수 있다.In addition, the present invention is to inject the refrigerant into the superconducting cable including the superconducting wire while supplying the current to the superconducting wire and to circulate the refrigerant injected into the superconducting wire to the power supply for supplying current to the superconducting wire power loss Can be minimized.

또한, 본 발명은 진공 펌프를 활용하여 초전도 케이블 내의 단열층을 진공상태로 유지하도록 하여 초전도 케이블의 단열 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the thermal insulation efficiency of the superconducting cable by using a vacuum pump to maintain the insulating layer in the superconducting cable in a vacuum state.

또한, 본 발명은 전원 공급 장치를 통해 함정의 유도 자장을 제거하기 위해 필요한 시간동안 초전도 케이블로 전류를 인가하는 것이 가능하여 효과적으로 탈자를 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that it is possible to apply the current to the superconducting cable for a time necessary to remove the induction magnetic field of the trap through the power supply to perform the demagnetization effectively.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템을 개략적으로 도시한 도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템을 보다 상세하게 설명하고자 도시한 도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템에 사용되는 초전도 케이블을 설명하기 위해 도시한 도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 함정에 초전도 케이블을 권선한 모습을 도시한 도이다.1 is a view schematically showing a trap degassing system according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing in more detail the trap degassing system according to an embodiment of the present invention,
3 is a view illustrating a superconducting cable used in a trap degassing system according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram illustrating a state in which a superconducting cable is wound in a trap according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description herein, when a component is described as being connected to another component, this means that the component may be directly connected to another component or an intervening third component may be interposed therebetween. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. At this time, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, by which the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation is not limited.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템을 개략적으로 도시한 도이다.1 is a view schematically showing a trap degassing system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템은, 냉각 장치(10), 전원 공급 장치(20) 및 초전도 케이블(30)을 포함한다. As shown in FIG. 1, a trap demagnetization system according to an embodiment includes a cooling device 10, a power supply device 20, and a superconducting cable 30.

먼저 초전도 케이블(30)을 설명한다. 초전도 케이블(30)은 정박 중인 함정(100)에 권선되는 케이블로서, 그 내부에 초전도 선재를 포함하며, 초전도 선재와 케이블 사이에 일정한 공간을 형성한다. 이 공간은 후술하겠지만, 진공상태로 유지되어 외부 온도에 의해 초전도 선재가 영향 받지 않도록 하는 단열층 기능을 수행한다.First, the superconducting cable 30 will be described. The superconducting cable 30 is a cable wound around the anchoring vessel 100, and includes a superconducting wire therein, and forms a predetermined space between the superconducting wire and the cable. As will be described later, the space is maintained in a vacuum to perform a heat insulating layer function so that the superconducting wire is not affected by the external temperature.

전원 공급 장치(20)는 함정(100)에 권선된 초전도 케이블(30)의 초전도 선재에 전류를 인가하기 위한 장치이다. 앞서 설명한 바 있듯이 운항중인 함정은 다양한 용인에 의해 자화된다. 즉, 영구 자장이 형성되는 것이다. 따라서, 영구 자장을 상쇄하기 위해서 초전도 케이블(30)이 함저에 권선되면 전원 공급 장치(20)는 초전도 선재에 전류를 흘려 영구 자장을 상쇄하도록 하는 기능을 수행한다.The power supply device 20 is a device for applying a current to the superconducting wire of the superconducting cable 30 wound on the trap 100. As mentioned earlier, the vessels in operation are magnetized by various concessions. That is, a permanent magnetic field is formed. Therefore, when the superconducting cable 30 is wound around the bottom to offset the permanent magnetic field, the power supply device 20 performs a function of canceling the permanent magnetic field by flowing a current through the superconducting wire.

냉각 장치(10)는 상술한 초전도 케이블(30)과 초전도 케이블(30)의 내부에 형성된 초전도 선재 사이의 공간, 즉 단열층에 냉매를 흘려 순환되도록 하는 기능을 수행한다. 이는 함정(100)의 영구 자장을 제거하기 위해 초전도 선재에 전류를 인가하는 경우 인가된 전류에 의해 초전도 선재의 온도가 상승하면 초전도 현상이 잘 일어나지 않는 점을 방지하기 위하여 초전도 현상에 적절한 온도 범위를 항시 유지해 주기 위함이다. The cooling device 10 performs a function of allowing the refrigerant to circulate through the superconducting wire 30 and the superconducting wire formed in the superconducting cable 30, that is, the heat insulating layer. When a current is applied to the superconducting wire in order to remove the permanent magnetic field of the trap 100, the temperature range of the superconducting wire is increased to prevent the superconducting phenomenon from occurring. This is to keep it at all times.

일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템의 구동 원리를 살펴보면, 우선 함정(100)에 초전도 케이블(30)을 권선한 후, 전원 공급 장치(20)를 통해 초전도 케이블로 전류를 인가한다. 그리고 이와 동시에 냉각 장치(10)가 가동되어 냉매가 초전도 케이블 내부의 단열층으로 공급되고 계속적으로 순환되어 초전도 케이블(30) 내부의 초전도 선재가 초전도 현상이 가능한 온도 범위, 즉 미리 결정된 온도 범위로 유지된 상태에서 함정의 탈자(Demagnetization)가 이루어지는 것이다.Looking at the driving principle of the trap demagnetization system according to an embodiment, first winding the superconducting cable 30 in the trap 100, and then applies a current to the superconducting cable through the power supply (20). At the same time, the cooling device 10 is operated so that the refrigerant is supplied to the insulating layer inside the superconducting cable and continuously circulated to maintain the superconducting wire in the superconducting cable 30 in a temperature range where the superconducting phenomenon is possible, that is, a predetermined temperature range. Demagnetization of the trap occurs in the state.

이하에서는 함정 탈자 시스템에 관한 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 도 2를 참조하여 설명을 개시한다.Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. 2 to describe the present invention related to the trap degassing system in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템을 보다 상세하게 설명하고자 도시한 도이다.2 is a view showing in more detail the trap degassing system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 함정 탈자 시스템은, 냉각 장치(10), 전원 공급 장치(20) 및 초전도 케이블(30)을 포함한다. 여기서, 냉각 장치(10)는 냉매 탱크(11), 순환 펌프(12), 냉동기(13) 및 진공 펌프(14)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the trap demagnetizing system includes a cooling device 10, a power supply 20, and a superconducting cable 30. Here, the cooling device 10 includes a refrigerant tank 11, a circulation pump 12, a refrigerator 13, and a vacuum pump 14.

냉매 탱크(11)는 초전도 케이블(30) 내의 단열층으로 공급될 냉매가 저장되는 장치이다. 순환 펌프(12)는 냉매 탱크(11)에 저장된 냉매가 파이프 라인(15)을 통해 순환이 이루어질 수 있도록 냉매를 유출하는 기능을 수행한다. The coolant tank 11 is a device in which the coolant to be supplied to the heat insulating layer in the superconducting cable 30 is stored. The circulation pump 12 performs a function of flowing out the refrigerant so that the refrigerant stored in the refrigerant tank 11 may be circulated through the pipeline 15.

이와 같이, 순환 펌프(12)는 냉각 장치(10)의 내부에 구비하는 것도 가능함은 물론, 냉각 장치(10)의 외부에 별도로 구성하는 것도 가능함은 물론이다. As described above, the circulation pump 12 may be provided inside the cooling device 10 as well as may be separately configured outside the cooling device 10.

냉동기(13)는 순환 펌프(12)에 의해 유출된 냉매를 받아 냉매의 온도를 초전도 케이블(30)로 공급되기에 적절한 온도 범위까지 낮춘다.The refrigerator 13 receives the refrigerant flowing out by the circulation pump 12 and lowers the temperature of the refrigerant to a temperature range suitable for being supplied to the superconducting cable 30.

여기서, 냉동기(13)를 통과한 냉매는 바로 초전도 케이블(30)에 공급되는 것이 가능함은 물론이나, 후술할 전원 공급 장치(20)로 냉매를 공급 및 순환시켜 전원 공급 장치(20)의 가동에 따른 발열온도를 낮추는 것도 가능하다. 즉, 전원 공급 장치(20)는 복수 개의 발전기에 의해 전원을 생성하여 이를 초전도 케이블(30)의 초전도 선재에 공급하는데, 발전기의 가동시 발열 온도를 낮추어 발전기의 발전효율을 상승시킬 수 있도록 냉동기(13)는 냉매를 발전기로 공급한 후 다시 회수하는 것이다.Here, the refrigerant passing through the refrigerator 13 may be directly supplied to the superconducting cable 30, but the refrigerant may be supplied and circulated to the power supply device 20 to be described later to operate the power supply device 20. It is also possible to lower the exothermic temperature. That is, the power supply device 20 generates power by a plurality of generators and supplies them to the superconducting wires of the superconducting cable 30, which reduces the heat generation temperature during operation of the generator to increase the power generation efficiency of the generator. 13) recovers the refrigerant after supplying it to the generator.

이렇게 발전기를 통과한 냉매는 온도가 임의의 범위까지 상승되게되어 이를 다시 초전도 케이블(30)에 공급하는 것은 무의미하다. 따라서, 냉동기(13)는 발전기에 의해 상승된 냉매의 온도분 만큼 다시 냉매의 온도를 하강시킨 후 이를 초전도 케이블(30)로 공급한다.Thus, the refrigerant passing through the generator is to be raised to an arbitrary range of temperature it is meaningless to supply it to the superconducting cable 30 again. Therefore, the refrigerator 13 lowers the temperature of the refrigerant by the temperature of the refrigerant raised by the generator and supplies it to the superconducting cable 30.

진공 펌프(14)는 초전도 케이블(30)과 연결되어 초전도 케이블(30) 내부의 단열층이 진공상태로 유지되도록 하여 냉매의 순환을 돕고 외기에 의해 초전도 케이블(30) 내부의 초전도 선재의 온도가 상승하는 것을 차단하도록 공기와 냉매를 흡입한다.The vacuum pump 14 is connected to the superconducting cable 30 to maintain the heat insulation layer inside the superconducting cable 30 in a vacuum state to help the circulation of the refrigerant and to increase the temperature of the superconducting wire in the superconducting cable 30 by outside air. Inhale air and coolant to prevent this.

다음으로, 전원 공급 장치(20)에 대해 설명한다. 전원 공급 장치(20)는 초전도 케이블(30) 내부의 초전도 선재에 인가할 전류를 생성하고 이를 초전도 선재로 공급하기 위해 구비된다. 보통 전원 공급 장치(20)는 복수 개의 발전기(22)들을 포함한다. 발전기(22)는 공지 기술로 발전기에서 전류를 생성하는 과정에 대한 설명은 생략한다.Next, the power supply device 20 will be described. The power supply device 20 is provided to generate a current to be applied to the superconducting wire in the superconducting cable 30 and to supply it to the superconducting wire. Usually the power supply 20 includes a plurality of generators 22. Generator 22 is a well-known technique for the description of the process of generating a current in the generator will be omitted.

상술한, 냉각 장치(10)에서 초전도 케이블(30)로 냉매를 공급하거나 상술한 전원 공급 장치에서 초전도 케이블(30)로 전류를 공급하기 위해서는 도 2에 도시된 접속함(40)을 사용하는 것도 가능하다.In order to supply the refrigerant from the cooling device 10 to the superconducting cable 30, or to supply the current from the above-described power supply to the superconducting cable 30, it is also possible to use the junction box 40 shown in FIG. It is possible.

접속함(40)은 초전도 케이블(30)의 양 끝단과 냉각 장치(10)를 순환하는 냉매의 순환경로인 파이프 라인(15)과 전원 공급 장치(20)에서 생성된 전류가 인가되는 전원선이 접속되는 장치이다.Junction box 40 is a power line to which the current generated from the power supply device 20 and the pipeline 15, which is a circulation path of the refrigerant circulating both ends of the superconducting cable 30 and the cooling device 10 is The device to be connected.

다음으로, 초전도 케이블(30)에 대한 설명을 한다. 초전도 케이블(30)의 설명에서는 도 3을 참조하도록 한다.Next, the superconducting cable 30 will be described. In the description of the superconducting cable 30, reference is made to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 함정 탈자 시스템에 사용되는 초전도 케이블을 설명하기 위해 도시한 도이다.3 is a diagram illustrating a superconducting cable used in the trap degassing system according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블(30)은 초전도 선재(32), 초전도 케이블 커버(34) 및 단열층을 포함한다.As shown in FIG. 3, the superconducting cable 30 includes a superconducting wire 32, a superconducting cable cover 34, and a heat insulating layer.

초전도 선재(32)는 전원 공급 장치(20)에서 생성되어 인가되는 전류가 흐르는 경로로서 초전도 선재(32)는 그 재료적 특성에 의해 인가되면 초전도 현상에 의해 최소의 저항만이 발생되므로 전력손실을 획기적으로 방지할 수 있다. 그 외의 초전도 선재 및 초전도 현상의 기본 원리에 대한 별도의 설명은 명세서의 기재를 장황하게 하므로 더 이상의 설명은 생략한다.The superconducting wire 32 is a path through which the current generated and applied by the power supply device 20 flows. When the superconducting wire 32 is applied by its material property, only a minimum resistance is generated due to the superconducting phenomenon. It can prevent it drastically. Other descriptions of the superconducting wire rod and the basic principle of the superconducting phenomenon will obscure the description of the specification, and further description thereof will be omitted.

초전도 케이블 커버(34)는 초전도 선재(32)를 보호하고 외기와의 접촉을 차단하기 위한 것으로 통상적인 광케이블의 커버와 대동소이한 재질 및 기능을 가지므로 여기서는 설명을 생략한다. The superconducting cable cover 34 is for protecting the superconducting wire 32 and blocking contact with the outside air, and thus, description thereof will be omitted.

단열층은 초전도 선재(32)와 초전도 케이블 커버(34) 사이의 공간으로 규정되는 층으로 상술한 설명에 알 수 있듯이 진공상태로 유지되어 냉매가 흐르는 경로를 제공하고 초전도 선재(32)와 외부 대기와의 열교환을 차단하기 위한 층이다.The heat insulation layer is a layer defined as a space between the superconducting wire 32 and the superconducting cable cover 34, and as described in the above description, it is maintained in a vacuum state to provide a path through which the refrigerant flows, and Layer to block heat exchange.

여기서, 단열층의 구조에 대하여 상세히 설명하면, 단열층은, 초전도 선재(32)를 둘러싸고 형성되어 상기 냉매가 흐르는 경로를 제공하는 제1 단열층(35) 및 제1 단열층(35) 외곽에 형성되어 제1 단열층(35)과 외부 대기와의 열교환을 차단시키기 위해 진공층으로 형성되는 제2 단열층(37)을 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 제1 단열층(35)은 냉매가 흐르는 경로를 제공하고 제2 단열층(37)은 진공상태로 유지되어 외부 대기에 의한 열전달에 의해 제1 단열층(35)을 흐르는 냉매의 온도가 상승됨을 방지할 수 있다. Herein, the structure of the heat insulation layer will be described in detail. The heat insulation layer is formed around the first heat insulation layer 35 and the first heat insulation layer 35 which surrounds the superconducting wire 32 and provides a path through which the refrigerant flows. In order to block the heat exchange between the heat insulating layer 35 and the external atmosphere, it is preferable to form the second heat insulating layer 37 formed of a vacuum layer. In this way, the first heat insulating layer 35 provides a path through which the refrigerant flows, and the second heat insulating layer 37 is maintained in a vacuum state to prevent the temperature of the refrigerant flowing through the first heat insulating layer 35 from rising due to heat transfer by an external atmosphere. can do.

더욱 바람직하게는, 상기 단열층은 앞서 설명한 제1 단열층(35)과 제2 단열층(37) 사이에 열전달 차단을 위한 차폐재가 충진된 중간층(36)을 더 포함하여 3중 층으로 형성하는 것도 가능하다. 열전달 차폐재는 공지의 기술로 알려진 다양한 것들이 사용되어도 무방하여 여기서는 열전달 차폐재의 특성 및 재료에 대한 설명은 생략한다.More preferably, the heat insulation layer may further include an intermediate layer 36 filled with a shielding material for blocking heat transfer between the first heat insulation layer 35 and the second heat insulation layer 37 described above. . As the heat transfer shielding material, various ones known in the art may be used, and thus descriptions of the properties and materials of the heat transfer shielding material will be omitted.

상기와 같은 초전도 케이블(30)은 함정이 항구에 정박하게 되면 함정을 둘러싸도록 권선된다. 초전도 케이블(30)은 종래의 구리선에 비해 경량(구리선 대비 약 40%의 중량)이어서 권선에 필요한 시간을 단축 할 수 있다.The superconducting cable 30 as described above is wound around the trap when the ship is anchored in the port. The superconducting cable 30 is lighter than the conventional copper wire (about 40% of the weight of the copper wire), thereby reducing the time required for winding.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 함정에 초전도 케이블을 권선한 모습을 도시한 도이다.4 is a diagram illustrating a state in which a superconducting cable is wound in a trap according to an embodiment of the present invention.

도 4에서와 같이, 함정에 초전도 케이블을 권선한 후 상술한 본 발명의 함정 탈자 시스템을 가동하면, 함정의 운항 중 생긴 영구 자장을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.As shown in FIG. 4, after the superconducting cable is wound around the vessel, the vessel demagnetization system of the present invention described above can be operated to more effectively remove the permanent magnetic field generated during operation of the vessel.

통상 탈자에는 탈자를 위해 코일에 흘려주어야 하는 전류의 양이 있는데, 구리선으로 함정을 권선한 경우에는 전류 인가시 구리선의 발열온도가 높아 함정에 손상을 줄 수 있고 전력 효율면에서도 효과적이지 못하나, 본 발명의 초전도 선재를 이용한 함정 탈자에서는 전류 인가 지속시간을 길게 설정하여도 무리가 없어 영구 자장을 제거하는 것이 보다 효과적이다.In general, demagnetization has the amount of current to be flowed to the coil for demagnetization. In the case of winding a trap with copper wire, the heat generation temperature of the copper wire may be high when the current is applied, which may damage the trap and is not effective in terms of power efficiency. In the trap demagnetization using the superconducting wire of the present invention, it is more effective to remove the permanent magnetic field even if the current application duration is set longer.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라, [k127] 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof fall within the spirit of the present invention.

10: 냉각 장치 11:냉매 탱크
12: 순환 펌프 13:냉동기
14: 진공 펌프 20:전원 공급 장치
22: 발전기 30: 초전도 케이블
40: 접속함 100: 함정(vessel)10: cooling device 11: refrigerant tank
12: circulation pump 13: freezer
14: vacuum pump 20: power supply
22: generator 30: superconducting cable
40: junction 100: vessel

Claims (13)

함정 탈자 시스템에 있어서,
함정을 감싸며 권선되며, 내부에 초전도 선재(32)와, 상기 초전도 선재를 둘러싸고 형성되는 제1 단열층(35)과, 상기 제1 단열층 외곽에 형성되어 상기 제1 단열층과 외부 대기와의 열교환을 차단시키기 위한 제2 단열층(37) 및 상기 제1 단열층(35)과 상기 제2 단열층(37) 사이의 열전달을 차단하기 위한 차폐재가 충진된 중간층(36)을 구비하는 초전도 케이블(30);
상기 함정에 형성된 영구자장을 상쇄시키기 위해 상기 초전도 선재(32)에 전류를 공급하도록 구비되는 전원 공급 장치(20);
상기 함정 탈자 시스템의 가동시에 상기 제1 단열층(35)으로 냉매를 주입하고 상기 냉매가 상기 제1 단열층(35)을 순환하도록 하여 상기 초전도 선재(32)를 미리 결정된 온도 범위로 유지하기 위한 냉각 장치(10); 및
상기 제1 및 제2 단열층(35,37)이 진공 상태를 유지할 수 있도록 상기 함정 탈자 시스템이 가동되는 동안 상기 제1 및 제2 단열층(35,37)의 공기를 흡입하는 진공 펌프(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 함정 탈자 시스템.In ship trapping system,
It is wound around the trap, the superconducting wire 32 therein, the first heat insulating layer 35 formed to surround the superconducting wire, and formed outside the first heat insulating layer to block heat exchange between the first heat insulating layer and the outside atmosphere A superconducting cable (30) having a second insulating layer (37) and an intermediate layer (36) filled with a shielding material for blocking heat transfer between the first insulating layer (35) and the second insulating layer (37);
A power supply device 20 provided to supply a current to the superconducting wire 32 to cancel the permanent magnetic field formed in the trap;
Cooling to maintain the superconducting wire 32 in a predetermined temperature range by injecting a coolant into the first heat insulating layer 35 and allowing the coolant to circulate the first heat insulating layer 35 during operation of the trap degassing system. Device 10; And
A vacuum pump 14 which sucks air in the first and second heat insulating layers 35 and 37 while the trap degassing system is operated so that the first and second heat insulating layers 35 and 37 are kept in a vacuum state. Trapping trapping system, characterized in that it comprises. 제1항에 있어서, 상기 냉각 장치(10)는
상기 냉매가 저장되는 냉매 탱크(11);
상기 냉매 탱크(11)로부터 상기 냉매를 유출하여 상기 제1 단열층(35)으로 주입하고 상기 냉매가 상기 제1 단열층(35)에서 순환되도록 하기 위해 구비되는 순환 펌프(12); 및
상기 순환 펌프(12)에 의해 상기 냉매 탱크로부터 유출된 냉매의 온도를 하강시키기 위해 구비되는 냉동기(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 함정 탈자 시스템.The method of claim 1 wherein the cooling device 10
A refrigerant tank (11) in which the refrigerant is stored;
A circulation pump (12) provided to discharge the coolant from the coolant tank (11) to inject the coolant into the first heat insulating layer (35) and allow the coolant to circulate in the first heat insulating layer (35); And
The trap degassing system, characterized in that it comprises a refrigerator (13) provided to lower the temperature of the refrigerant flowing out of the refrigerant tank by the circulation pump (12). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전원 공급 장치(20)에서 공급되는 전류와 상기 냉각 장치(10)에서 주입되는 냉매는 상기 함정에 권선되는 초전도 케이블(30)과 접속함(40)을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 함정 탈자 시스템.The method of claim 1,
The trap degassing system, characterized in that the current supplied from the power supply device 20 and the refrigerant injected from the cooling device 10 is connected through the junction box 40 and the superconducting cable 30 wound around the trap. . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 초전도 케이블(30)은 상기 초전도 선재(32)를 적어도 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 함정 탈자 시스템.The trap degassing system according to claim 1, wherein the superconducting cable (30) comprises at least two of the superconducting wires (32).
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