KR101275010B1 - Radiation shield device for fixed yoke - Google Patents

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신현장
문성현
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Abstract

PURPOSE: A radiation shield apparatus for fixing a yoke is provided to minimize an air gap between the yoke and a radiation shield, thereby maximizing radiant heat insulating performance. CONSTITUTION: A radiation shield(30) is combined with the outside of a yoke(10). The radiation shield blocks the penetration of radiant heat. The radiation shield comprises an accommodation space unit(31). The accommodation space unit is formed with a ⊂ shape. One side of the capacity space unit is opened.

Description

요크 고정용 복사 차폐막 장치{Radiation shield device for fixed yoke}Radiation shield device for fixed yoke

본 발명은 요크 고정용 복사 차폐막 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요크의 외면에 복사 차폐막이 결합되도록 복사 차폐막의 구조를 단순 구조로 개선하여, 요크에 결합되는 복사 차폐막의 무게를 최대한으로 줄여주는 것은 물론, 요크를 통해 전도되는 복사열의 차단 성능을 보다 극대화시킬 수 있도록 하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a yoke fixing radiation shielding device, and more particularly, to improve the structure of the radiation shielding film to a simple structure such that the radiation shielding film is coupled to the outer surface of the yoke, thereby reducing the weight of the radiation shielding film bonded to the yoke to the maximum. Of course, the present invention relates to a yoke fixed radiation shielding device that can maximize the blocking performance of the radiant heat conducted through the yoke.

일반적으로, 초전도 회전기에는 외부 고정자나 진공챔버에서 투입되는 복사열을 차폐할 수 있도록 하는 복사 차폐막이 결합된다.In general, a superconducting rotator is combined with a radiation shielding film to shield radiant heat input from an external stator or vacuum chamber.

상기 복사 차폐막이 결합되는 초전도 회전체는 냉극봉이 내부에 결합되는 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 결합되는 소직경과 대직경으로 이루어지는 회전내통, 및 상기 회전내통으로 이루어진 케이스와, 상기 케이스 및 회전축에 설치되어 발전하는 고정자와, 회전자와 상기 케이스 일면에 결합되는 자성유체 실링장치로 구성되는 것이다.The superconducting rotor to which the radiation shielding film is coupled has a case consisting of a rotating shaft having a cold pole rod coupled therein, a rotating inner cylinder having a small diameter and a large diameter coupled to an outer circumferential surface of the rotating shaft, and a case consisting of the rotating inner cylinder, the case and the rotating shaft. The stator is installed and developed, and the magnetic fluid sealing device is coupled to the rotor and the one surface of the case.

상기 초전도 회전기의 회전자는 회전축에 장착되는 요크와, 상기 요크 외면에 결합되어 냉매봉으로부터 공급되는 냉매를 이용하여 극저온되는 초전도선재와, 상기 초전도선재를 감싸지도록 요크의 외면에 결합되는 원통형의 복사 차폐막으로 구성된다.The rotor of the superconducting rotor has a yoke mounted on a rotating shaft, a superconducting wire that is cryogenically cooled by using a coolant supplied from a coolant rod coupled to the outer surface of the yoke, and a cylindrical radiation shielding film coupled to an outer surface of the yoke to surround the superconducting wire. It consists of.

이때, 상기 원통형을 이루는 복사 차폐막은 구리 또는 알루미늄 재질로 이루어지며, 이러한 원통형 복사 차폐막에는 요크로부터 전도되는 복사열을 차단하도록 다층박막단열재(MLI; Multi Layer Insulation)가 덮혀지도록 구성되는 것이다.In this case, the cylindrical radiation shielding film is made of a copper or aluminum material, the cylindrical radiation shielding film is configured to be covered with a multi-layer insulation (MLI; Multi Layer Insulation) to block the radiant heat conducted from the yoke.

여기서, 상기 다층박막단열재(MLI)는 여러겹의 폴리에스테르(Polyester)를 폴리이미드(Polyimide)가 위아래로 감싼 형태로 구성되는 것이다.Here, the multi-layered thin film insulation (MLI) is composed of a plurality of polyesters (Polyester) wrapped in a polyimide (Polyimide) up and down.

그러나, 상기와 같이 원통형을 이루는 복사 차폐막에 단열체를 덮는 구조는 소용량의 초전도 회전기에서는 가능하지만, 대용량의 초전도 회전기의 경우에는 단열체를 복사 차폐막에 적용시 상기 복사 차폐막의 크기도 커지기 때문에 복사 차폐막이 충분한 강성을 갖기 위해서는 크고 무거워져야 하는 단점이 있고, 이 경우 초전도 회전기의 공극을 증가시키면서 전기적인 특성을 저하시키는 문제점이 발생하게 되었다.However, the structure of covering the insulator to the cylindrical radiation shield as described above is possible in a small capacity superconducting rotator, but in the case of a large capacity superconducting rotator, the radiation shield also becomes large when the insulation is applied to the radiation shield. In order to have sufficient stiffness, there is a disadvantage that it must be large and heavy, and in this case, there is a problem of decreasing the electrical characteristics while increasing the air gap of the superconducting rotor.

일본공개특허공보 특개 2001-124080 호(공개일 2001.05.08.)Japanese Patent Laid-Open No. 2001-124080 (published 2001.05.08.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 원통형으로서 일측이 개구되는 ㄷ자 형상의 복사 차폐막을 구성한 후 이를 요크의 외면에 결합 구성하는 한편, 복사 차폐막의 내외부면은 물론 요크의 외부면에 전도에 의한 복사 차폐막으로의 열침투를 차단하는 단열체를 구성함으로써, 요크에 결합되는 복사 차폐막의 무게를 최대한으로 줄여주면서 그 구조의 단순화를 통해 대용량의 초전도 회전기의 제작이 용이하게 이루어지도록 함은 물론, 복사 차폐막과 요크 사이의 공극을 최소화시켜 요크를 통해 전도되는 복사열이 복사 차폐막으로 침투하는 것을 최대한으로 방지하는 등 복사 차폐막의 차폐 성능을 극대화시킬 수 있도록 하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention is to improve the conventional problems as described above, and to form a U-shaped radiation shielding film having one side opening as a cylinder and then coupled to the outer surface of the yoke, while the inner and outer surfaces of the radiation shielding film as well as By constructing an insulator that blocks heat penetration into the radiation shielding film by conduction on the outer surface, it is possible to reduce the weight of the radiation shielding film bonded to the yoke to the maximum while simplifying the structure and making a large capacity superconducting rotator easy. Yoke fixing radiation shielding device which maximizes the shielding performance of the radiation shielding film, as well as minimizing the gap between the radiation shielding film and the yoke, thereby preventing the radiant heat conducted through the yoke from penetrating into the radiation shielding film as much as possible. The purpose is to provide.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 요크 고정용 복사 차폐막 장치는, 요크를 통해 전도되는 복사열의 침투를 차단하는 복사 차폐막이 상기 요크의 외면에 결합되는 것을 포함하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치에 있어서, 상기 요크의 외면이 끼워지도록 상기 복사 차폐막의 내측에는 일측이 개구되는 수용공간부를 형성하고, 상기 수용공간부에는 초전도선재 및, 상기 초전도선재가 결합되는 보빈을 결합 구성하며, 상기 복사 차폐막의 내,외부면과, 상기 복사 차폐막의 일측이 개구된 수용공간부에 끼워지는 상기 요크의 외면과 상기 보빈 사이에는 상기 복사 차폐막으로의 열침투를 차단하는 단열체를 구성한 것이다.In the yoke fixing radiation shielding device of the present invention for achieving the above object, the yoke fixing radiation shielding film comprising a coupling to the outer surface of the yoke is a radiation shielding film to block the penetration of radiant heat conducted through the yoke, the yoke An inner side of the radiation shielding film is formed so that the outer surface of the radiation shielding film is formed, and the receiving space portion comprises a superconducting wire material and a bobbin to which the superconducting wire material is coupled to each other, and the inner and outer surfaces of the radiation shielding film. And between the outer surface of the yoke and the bobbin that is inserted into the receiving space portion one side of the radiation shielding film constitutes a heat insulator to block the heat penetration to the radiation shielding film.

또한, 상기 복사 차폐막은 원통형으로서 상기 일측이 개구되는 수용공간부는 상,하측의 결합플랜지를 통해 ㄷ자 형상으로 형성되는 것이다.In addition, the radiation shielding film is cylindrical, and the receiving space portion of which one side is opened is formed in a U shape through the upper and lower coupling flanges.

또한, 상기 단열체는 접착제를 통해 고정되는 것이다.In addition, the heat insulator is fixed through an adhesive.

또한, 상기 요크와 상기 복사 차폐막은 케블라 케이블로 연결하고, 상기 복사 차폐막의 결합플랜지는 체결부재 또는 접착제의 본딩으로 상기 요크에 결합 구성되는 것이다.In addition, the yoke and the radiation shielding film is connected to the Kevlar cable, the coupling flange of the radiation shielding film is configured to be coupled to the yoke by bonding of the fastening member or adhesive.

또한, 상기 단열체는 다층박막단열재(MLI) 또는 은박지인 것이다.In addition, the heat insulator is a multilayer thin film insulation (MLI) or silver foil paper.

이와 같이 본 발명은 원통형으로서 일측이 개구되는 ㄷ자 형상의 복사 차폐막을 구성한 후 이를 요크의 외면에 결합 구성하는 한편, 복사 차폐막의 내외부면은 물론 요크의 외부면에 전도에 의한 복사 차폐막으로의 열침투를 차단하는 단열체를 구성한 것으로, 이를 통해 요크에 결합되는 복사 차폐막의 무게를 최대한으로 줄여주면서 그 구조의 단순화를 통해 대용량의 초전도 회전기의 제작이 용이하게 이루어지도록 함은 물론, 복사 차폐막과 요크 사이의 공극을 최소화시켜 요크를 통해 전도되는 복사열이 복사 차폐막으로 침투하는 것을 최대한으로 방지하는 등 복사 차폐막의 차폐 성능을 극대화시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention forms a U-shaped radiation shielding film having a cylindrical shape and is coupled to the outer surface of the yoke, while heat penetrating into the radiation shielding film by conduction to the inner and outer surfaces of the radiation shielding film as well as to the outer surface of the yoke. It consists of an insulator to block the weight of the radiation shield coupled to the yoke through this, while simplifying the structure to facilitate the production of large-capacity superconducting rotator, as well as between the radiation shield and the yoke The effect of maximizing the shielding performance of the radiation shielding film can be expected by minimizing the voids of the shield to prevent the radiant heat conducted through the yoke from penetrating into the radiation shielding film as much as possible.

도 1은 본 발명의 실시예로 초전도 회전기용 복사 차폐막의 구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 요크 고정용 복사 차폐막 장치의 부분 확대사시도.
도 3은 본 발명의 실시예로 요크 고정용 복사 차폐막 장치의 단면도.1 is a perspective view showing a structure of a radiation shielding film for a superconducting rotor in an embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged perspective view of the yoke fixing radiation shielding membrane device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the yoke fixing radiation shielding film device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예로 초전도 회전기용 복사 차폐막의 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 요크 고정용 복사 차폐막 장치의 부분 확대사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 요크 고정용 복사 차폐막 장치의 단면도를 도시한 것이다.1 is a perspective view showing a structure of a radiation shielding film for a superconducting rotor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partially enlarged perspective view of the yoke fixing radiation shielding device in an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention The cross section of the radiation shielding film apparatus for fixing a yoke is shown.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 요크 고정용 복사 차폐막 장치는 요크(10)로부터 전도되는 복사열이 침투하는 것을 방지하는 복사 차폐막(30)이 요크(10)의 외면에 결합되도록 하되, 상기 요크(10)의 외면이 끼워지도록 상기 복사 차폐막(30)은 원통형으로서 일측이 개구되는 수용공간부(31)를 형성하고, 상기 수용공간부(31)는 상,하측의 결합플랜지(31a)를 통해 ㄷ자 형상으로 형성되는 것이다.1 to 3, the yoke fixing radiation shielding film device according to the embodiment of the present invention includes a radiation shielding film 30 for preventing radiation heat conducted from the yoke 10 from penetrating the yoke 10. To be coupled to the outer surface, so that the outer surface of the yoke 10 is fitted, the radiation shielding film 30 is formed as a cylindrical accommodating space portion 31, one side is opened, the accommodating space portion 31 is upper, lower Through the coupling flange 31a will be formed in a U shape.

즉, 상기 결합플랜지(31a)를 통해 ㄷ자 형상으로 형성되는 수용공간부(31)에 상기 요크(10)의 외면 일부가 끼워져, 상기 수용공간부(31)의 일측 개구부는 상기 요크(10)에 의해 막혀지는 것이고, 이때 상기 요크(10)와 상기 복사 차폐막(30)은 케블라 케이블(40)로 연결 구성하는 한편, 상기 연결에 따른 지지력을 제공하도록 상기 복사 차폐막(30)의 결합플랜지(31a)는 도면에 도시하지는 않았지만 체결부재(예; 나사) 또는 접착제의 본딩으로 상기 요크(10)이 결합 고정이 이루어지도록 구성한 것이다.That is, a part of the outer surface of the yoke 10 is inserted into the accommodating space 31 formed in a U shape through the coupling flange 31a, and one side opening of the accommodating space 31 is connected to the yoke 10. In this case, the yoke 10 and the radiation shielding film 30 are connected to the Kevlar cable 40, and the coupling flange 31a of the radiation shielding film 30 is provided to provide a support force according to the connection. Although not shown in the drawings, the yoke 10 is configured to be coupled and fixed by bonding of a fastening member (eg, a screw) or an adhesive.

그리고, 상기 요크(10)에 의해 수용공간부(31)의 일측 개구부가 막혀질 때, 상기 수용공간부(31)에는 초전도선재(20) 및, 상기 초전도선재(20)가 결합되는 보빈(11)이 배치되며, 상기 보빈(11)은 상기 요크(10)의 외면과 밀착되도록 구성되는 것이다.In addition, when one side opening of the accommodation space 31 is blocked by the yoke 10, the superconducting wire 20 and the bobbin 11 are coupled to the accommodation space 31. ) Is disposed, the bobbin 11 is configured to be in close contact with the outer surface of the yoke (10).

이때, 상기 복사 차폐막(30)의 내,외부면은 물론, 상기 복사 차폐막(30)의 일측이 개구된 수용공간부(31)에 끼워지는 상기 요크(10)의 외면과 상기 보빈(11) 사이에는 다층박막단열재(MLI) 또는 은박지로 이루어지는 단열체(33)가 결합되도록 하였으며, 상기 단열체(33)는 접착제에 의해 그 결합 고정이 이루어지도록 구성한 것이다.At this time, the inner and outer surfaces of the radiation shielding film 30, as well as between the outer surface of the yoke 10 and the bobbin 11 that is fitted to the receiving space portion 31 in which one side of the radiation shielding film 30 is opened. The heat insulating material 33 made of a multi-layered thin film insulation (MLI) or silver foil is bonded to each other, and the heat insulating material 33 is configured to be bonded and fixed by an adhesive.

이에따라, 첨부된 도 1 내지 도 3에서와 같이, 상기 복사 차폐막(30)에 형성되는 수용공간부(31)으로 인해, 상기 복사 차폐막(30)의 무게를 최대한 줄이면서 상기 요크(10)에 견고하게 결합시킬 수 있는 것이다.Accordingly, as shown in FIGS. 1 to 3, due to the receiving space 31 formed in the radiation shielding film 30, the weight of the radiation shielding film 30 is minimized while being firmly secured to the yoke 10. Can be combined.

또한, 상기 복사 차폐막(30)의 내외면은 물론, 상기 복사 차폐막(30)의 수용공간부(31)에 배치되는 보빈(11)과 상기 요크(10)의 외면 사이에 단열체(33)를 위치시킨 후, 상기 단열체(33)를 접착제를 이용하여 결합 고정하기 때문에, 상기 복사 차폐막(30)과 요크(10) 사이의 공극을 최대한으로 줄일 수 있는 것이며, 이로 인해 상기 요크(10)로부터 전도되는 복사열이 상기 복사 차폐막(30)으로 침투하는 것을 최대한 차단하게 됨으로써 초전도 회전기의 발전량이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.In addition, between the inner and outer surfaces of the radiation shielding film 30 as well as the bobbin 11 disposed in the accommodation space 31 of the radiation shielding film 30 and the outer surface of the yoke 10, a heat insulator 33 is provided. After positioning, since the heat insulating body 33 is fixedly bonded using an adhesive agent, the gap between the radiation shielding film 30 and the yoke 10 can be reduced to the maximum, and thus, the yoke 10 is removed from the yoke 10. It is possible to prevent the amount of power generated by the superconducting rotator from being lowered by blocking the penetration of the radiant heat that is conducted into the radiation shielding film 30 as much as possible.

즉, 초전도선재(20)를 결합할 수 있는 요크(10)와 보빈(11) 사이인 요크(10)의 외면과 보빈(11)의 일면 사이에 첨부된 도 3에서와 같이 접착제를 이용하여 단열체(33)를 결합 고정함으로써, 상기 요크(10)와 보빈(11) 사이에 공극을 최대한으로 줄여 요크(10)로부터 전도되는 복사열이 복사 차폐막(30)으로 침투하는 것 또한 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.That is, insulation is performed using an adhesive as shown in FIG. 3 attached between the outer surface of the yoke 10 and the one side of the bobbin 11 between the yoke 10 and the bobbin 11 capable of coupling the superconducting wire 20. By coupling and fixing the sieve 33, the gap between the yoke 10 and the bobbin 11 can be reduced to the maximum to effectively prevent the radiation heat conducted from the yoke 10 from penetrating into the radiation shielding film 30. will be.

특히, 종래와 같이 하나의 커다란 단열체가 복사 차폐막의 외부면에 씌워지게 결합되는 것이 아닌, 상기 ㄷ자형의 수용공간부(31)를 가지는 복사 차폐막(30)의 내외부면에 밀착되게 단열체(33)가 결합되는 것이기 때문에, 초전도상태를 유지시키는 상기 복사 차폐막(30)의 설치 시간을 줄여 초전도 회전기의 생산량을 증대시킬 수 있는 것이다.In particular, one large heat insulator is not coupled to the outer surface of the radiation shielding film as in the prior art, the heat insulator 33 to be in close contact with the inner and outer surfaces of the radiation shielding film 30 having the U-shaped accommodating space 31. ) Is combined, the production time of the superconducting rotor can be increased by reducing the installation time of the radiation shielding film 30 to maintain the superconducting state.

이상에서 본 발명의 요크 고정용 복사 차폐막 장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical idea of the yoke fixing radiation shielding membrane device of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.Accordingly, it is a matter of course that various modifications and variations of the present invention are possible without departing from the scope of the present invention. And are included in the technical scope of the present invention.

10; 요크 11: 보빈
20: 초전도선재 30: 복사 차폐막
31: 수용공간부 31a: 결합플랜지
33; 단열체 40; 케블라 케이블10; York 11: bobbin
20: superconducting wire 30: radiation shielding film
31: accommodating space portion 31a: coupling flange
33; Insulator 40; Kevlar cable

Claims (5)

요크를 통해 전도되는 복사열의 침투를 차단하는 복사 차폐막이 상기 요크의 외면에 결합되는 것을 포함하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치에 있어서,
상기 요크의 외면이 끼워지도록 상기 복사 차폐막의 내측에는 일측이 개구되는 수용공간부를 형성하고, 상기 수용공간부에는 초전도선재 및, 상기 초전도선재가 결합되는 보빈을 결합 구성하며, 상기 복사 차폐막의 내,외부면과, 상기 복사 차폐막의 일측이 개구된 수용공간부에 끼워지는 상기 요크의 외면과 상기 보빈 사이에는 상기 복사 차폐막으로의 열침투를 차단하는 단열체를 구성하되,
상기 복사 차폐막은 원통형으로서 일측이 개구되는 상기 수용공간부는 상,하측의 결합플랜지를 통해 ㄷ자 형상으로 형성하고,
상기 요크와 상기 복사 차폐막은 케블라 케이블로 연결하고, 복사 차폐막의 결합플랜지는 체결부재 또는 접착제의 본딩으로 상기 요크에 결합 구성하는 것을 특징으로 하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치.In the yoke fixing radiation shielding film device comprising a coupling of the radiation shielding film to block the penetration of the radiant heat conducted through the yoke, the outer surface of the yoke,
An inner side of the radiation shielding film is formed so that the outer surface of the yoke is fitted, and an accommodating space portion is formed at one side thereof, and the accommodating space portion comprises a superconducting wire and a bobbin to which the superconducting wire is coupled, and the inside of the radiation shielding film. Between the outer surface and the outer surface of the yoke and the bobbin that is inserted into the receiving space portion one side of the radiation shielding film constitutes a heat insulator to block the heat penetration to the radiation shielding film,
The radiation shielding film is cylindrical, and the receiving space portion, one side of which is opened, is formed in a U shape through upper and lower coupling flanges.
The yoke and the radiation shielding film is connected by a Kevlar cable, and the coupling flange of the radiation shielding film is fixed to the yoke fixed radiation shielding device, characterized in that configured to bond to the yoke by bonding of a fastening member or an adhesive. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 단열체는 접착제를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치.The yoke fixing radiation shielding film device according to claim 1, wherein the heat insulator is fixed through an adhesive. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 단열체는 다층박막단열재 또는 은박지인 것을 특징으로 하는 요크 고정용 복사 차폐막 장치.The yoke fixing radiation shielding film device according to claim 1, wherein the heat insulator is a multilayer thin film insulation material or a silver foil paper.
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JP2001124080A (en) 1999-10-21 2001-05-08 Shinano Kenshi Co Ltd Sealing structure of magnetic fluid bearing and motor
KR20090015992A (en) * 2006-06-23 2009-02-12 가부시키가이샤 아이에이치아이 Superconducting coil device and inductor type synchronizer
JP2009170716A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Cooling vessel of superconducting coil

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