KR101290930B1 - High-speed rotation composite rotor for uranium enrichment and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법은, 소정의 길이를 가지며 중공 형상으로 형성된 고속 회전용 복합재 로터에 있어서, 상기 로터의 길이 방향 강성을 강화하도록 제1 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료로 형성된 제1 레이어; 및 상기 로터의 반경 방향 강도를 강화하도록 상기 제1 와인딩 각도와 다른 각도를 가지는 제2 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료로 형성된 제2 레이어;를 포함하여, 로터의 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성을 용이하게 강화할 수 있다.In the high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof, in the high-speed rotary composite rotor having a predetermined length and formed in a hollow shape, a first winding is provided to reinforce the longitudinal rigidity of the rotor. A first layer formed of a composite material wound at an angle; And a second layer formed of a composite material wound at a second winding angle having a different angle from the first winding angle so as to enhance the radial strength of the rotor. Can be strengthened.

Description

우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법{HIGH-SPEED ROTATION COMPOSITE ROTOR FOR URANIUM ENRICHMENT AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}High speed rotary composite rotor for uranium enrichment and its manufacturing method {HIGH-SPEED ROTATION COMPOSITE ROTOR FOR URANIUM ENRICHMENT AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 회전 하에서도 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성을 유지할 수 있는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high speed rotary composite rotor for uranium enrichment and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a high speed rotary composite rotor for uranium enrichment and a method for manufacturing the same, which can maintain radial strength and longitudinal rigidity even under high speed rotation. will be.

에너지 저장용 플라이휠에 사용되는 로터 또는 각종 원심분리기 등에 사용되는 로터와 같은 경우, 3만 RPM 이상 고속으로 회전하기 때문에 로터를 형성하는 재질의 밀도가 큰 경우에는 고속에서 큰 원심력을 받아 로터가 파손될 가능성이 크다. 이러한 파손을 방지하기 위해서 탄소섬유와 같은 복합재료를 이용하여 형성된 로터가 각광 받고 있다.In the case of rotors used for energy storage flywheels or rotors used in various centrifuges, the rotor rotates at a high speed of more than 30,000 RPM, so if the density of the material forming the rotor is high, the rotor may be damaged by high centrifugal force at high speed. This is big. In order to prevent such breakage, a rotor formed using a composite material such as carbon fiber is in the spotlight.

복합재료를 이용하여 형성된 로터는 복합재료를 소정의 형틀(맨드럴)에 감아서(와인딩) 형성되는데, 이와 같이 형성된 복합재 로터는 금속 등으로 형성된 로터에 비하여 밀도가 작고 가볍기 때문에 고속 회전을 하더라도 상대적으로 작은 원심력을 받게 된다.The rotor formed by using the composite material is formed by winding the composite material in a predetermined mold (mandrel) (winding). The composite rotor thus formed has a smaller density and lighter weight than the rotor formed of metal, etc. Will receive a small centrifugal force.

그러나, 종래의 복합재료를 와인딩하여 형성된 로터의 경우에는 로터의 반경이 커지면 와인딩된 복합재료끼리 서로 찢어지거나 뜯어지는 문제가 발생한다. 반경이 증가할수록 각각의 복합재료가 받는 원심력이 커지기 때문에 이러한 원심력의 차이로 인해 로터의 반경 방향으로 복합재료가 뜯어지게 된다.However, in the case of a rotor formed by winding a conventional composite material, when the radius of the rotor increases, the wound composite materials may be torn or torn apart from each other. As the radius increases, the centrifugal force received by each composite material increases, which causes the composite material to tear in the radial direction of the rotor due to the difference in centrifugal force.

또한, 로터의 길이를 길게 하는 경우에는 로터의 길이 방향으로 진동이 발생하는 문제도 있다.In addition, when the length of the rotor is lengthened, there is also a problem that vibration occurs in the longitudinal direction of the rotor.

특히, 원심분리기 또는 우라늄 농축에 사용되는 로터의 경우에는 수율을 높이기 위해서는 로터의 반경 및 길이를 길게 해야 하는데, 기존의 복합재료를 와인딩하여 형성된 로터의 경우에는 반경이 커질수록 반경방향으로 복합재료가 서로 뜯어지고, 길이가 길어질수록 길이방향으로 진동이 커지는 문제가 심각해지는 단점이 있다.In particular, in the case of a rotor used for centrifuge or uranium enrichment, the radius and length of the rotor should be increased in order to increase the yield. In the case of a rotor formed by winding an existing composite material, the composite material increases in the radial direction as the radius increases. Torn apart from each other, the longer the length of the vibration problem in the longitudinal direction is a problem that is serious.

이와 같이 종래의 복합재료로 형성된 로터의 경우에는 탄소섬유와 같은 복합재료를 이용하기 때문에 고속 회전에 의해 발생하는 원심력을 줄일 수 있으나, 복합재료가 임의의 각도 또는 동일한 각도로 와인딩되기 때문에 로터의 길이방향으로는 진동이 발생하고 반경방향으로는 복합재료가 뜯어지는 문제가 커지게 된다. 동일한 각도로 이루어진 와인딩 로터는 비선형의 거동이 나타나고 레진 또는 복합재료의 전단 파손이 될 가능성이 상대적으로 높은 단점이 있다.As described above, in the case of the rotor formed of the conventional composite material, the centrifugal force generated by the high speed rotation can be reduced because the composite material such as carbon fiber is used, but the length of the rotor is because the composite material is wound at an arbitrary angle or the same angle. Vibration occurs in the direction and the composite material tears in the radial direction is increased. Winding rotors formed at the same angle have the disadvantage of nonlinear behavior and relatively high shear failure of the resin or composite material.

본 발명은 로터의 반경이 커지더라도 반경방향의 강도를 크게 하여 복합재료가 반경방향으로 뜯어지는 것을 방지할 수 있는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a uranium enrichment high-speed rotating composite rotor and a method of manufacturing the same, which can prevent the composite material from being torn in the radial direction by increasing the radial strength even if the radius of the rotor is increased.

본 발명은 로터의 길이가 길어지더라도 길이방향의 강성을 크게 하여 복합재료가 길이방향으로 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a uranium-enriched high-speed rotating composite rotor and a method of manufacturing the same, in which the rigidity of the longitudinal direction is increased even if the length of the rotor is increased to prevent vibration of the composite material in the longitudinal direction.

본 발명은 로터의 반경방향 강도 또는 길이방향 강성을 용이하게 조절할 수 있는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a high speed rotary composite rotor for uranium enrichment that can easily adjust the radial or longitudinal stiffness of the rotor.

본 발명은 로터의 반경 크기 또는 길이에 제약을 받지 않는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a fast rotating composite rotor for uranium enrichment and a method for manufacturing the same, which are not limited by the radial size or length of the rotor.

본 발명은 우라늄 농축용 원심분리기에 적용될 수 있는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment and a method of manufacturing the same that can be applied to a uranium enrichment centrifuge.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터는, 소정의 길이를 가지며 중공 형상으로 형성된 고속 회전용 복합재 로터에 있어서, 상기 로터의 길이 방향 강성을 강화하도록 제1 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료로 형성된 제1 레이어; 및 상기 로터의 반경 방향 강도를 강화하도록 상기 제1 와인딩 각도와 다른 각도를 가지는 제2 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료로 형성된 제2 레이어;를 포함한다.In the high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the high-speed rotating composite rotor formed in a hollow shape having a predetermined length, so as to enhance the longitudinal stiffness of the rotor A first layer formed of a composite material wound at a first winding angle; And a second layer formed of a composite material wound at a second winding angle having an angle different from the first winding angle to enhance radial strength of the rotor.

상기와 같이 서로 다른 2개의 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 고속 회전용 복합재 로터를 형성함으로써, 로터가 고속으로 회전하는 경우에도 로터가 반경 방향으로 찢어지거나 길이방향으로 진동하는 것을 방지할 수 있다.By winding the composite material at two different winding angles as described above to form a composite rotor for high speed rotation, it is possible to prevent the rotor from tearing in the radial direction or vibrating in the longitudinal direction even when the rotor rotates at high speed.

상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어는 각각 다층으로 적층될 수 있다.The first layer and the second layer may be stacked in multiple layers, respectively.

상기 제1 와인딩 각도는 상기 제2 와인딩 각도 보다 작게 형성될 수 있다.The first winding angle may be smaller than the second winding angle.

상기 제1 와인딩 각도는 상기 로터의 회전 중심을 기준으로 0도에 가까운 각도를 가지고, 상기 제2 와인딩 각도는 상기 로터의 회전 중심을 기준으로 90도에 가까운 각도를 가지도록 형성될 수 있다.The first winding angle may have an angle close to 0 degrees with respect to the rotation center of the rotor, and the second winding angle may have an angle close to 90 degrees with respect to the rotation center of the rotor.

상기 로터가 고속 회전함에 따라 상기 제1 레이어는 상기 제2 레이어 보다 반경 방향으로 더 많이 늘어날 수 있다.As the rotor rotates at a high speed, the first layer may extend more radially than the second layer.

상기 로터가 고속 회전함에 따라 상기 제1 레이어는 상기 로터의 반경 방향으로 팽창하여 상기 제2 레이어와의 접착 상태를 유지할 수 있다.As the rotor rotates at high speed, the first layer may expand in a radial direction of the rotor to maintain an adhesive state with the second layer.

상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어는 서로 교대로 적층될 수 있다.The first layer and the second layer may be alternately stacked.

상기 제1 와인딩 각도가 θ1인 경우에, 상기 제1 레이어는 상기 로터의 회전 중심에 대해 +θ1의 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료 및 상기 로터의 회전 중심에 대해 -θ1의 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료를 포함할 수 있다.When the first winding angle is θ1, the first layer is a composite material wound at a winding angle of + θ1 with respect to the rotation center of the rotor and a composite wound at a winding angle of −θ1 with respect to the rotation center of the rotor. Material may be included.

상기 제2 와인딩 각도가 θ2인 경우에, 상기 제2 레이어는 상기 로터의 회전 중심에 대해 +θ2의 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료 및 상기 로터의 회전 중심에 대해 -θ2의 와인딩 각도로 와인딩된 복합재료를 포함할 수 있다.When the second winding angle is θ2, the second layer is a composite material wound at a winding angle of + θ2 with respect to the rotation center of the rotor and a composite wound at a winding angle of -θ2 with respect to the rotation center of the rotor. Material may be included.

한편, 발명의 다른 분야에 의하면 본 발명은 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터를 제조하는 방법에 있어서, (a) 소정의 길이 및 중공 형상을 가지는 맨드럴을 회전시키는 단계; (b) 상기 맨드럴의 외면에 제1 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 제1 레이어를 형성하는 단계; (c) 상기 제1 레이어의 외면에 상기 제1 와인딩 각도와 다른 각도를 가지는 제2 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 제2 레이어를 형성하는 단계; (d) 상기 와인딩된 복합재료를 경화시키는 단계; 및 (e) 상기 와인딩된 복합재료의 양단 중 적어도 일단을 커팅하는 단계;를 포함하는 고속 회전용 복합재 로터의 제조 방법을 제공할 수 있다.On the other hand, according to another field of the present invention, the present invention provides a method for manufacturing a high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment, comprising: (a) rotating a mandrel having a predetermined length and hollow shape; (b) winding a composite material at a first winding angle on an outer surface of the mandrel to form a first layer; (c) forming a second layer by winding a composite material on the outer surface of the first layer at a second winding angle having a different angle from the first winding angle; (d) curing the wound composite; And (e) cutting at least one end of both ends of the wound composite material can provide a method for producing a high-speed rotation composite rotor comprising a.

상기 (c) 단계에서는 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해서 상기 제1 와인딩 각도 보다 큰 각도의 상기 제2 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩할 수 있다.In the step (c), the composite material may be wound at the second winding angle with an angle greater than the first winding angle with respect to the rotation center of the mandrel.

상기 (b) 단계는 상기 제1 와인딩 각도를 조절하여 상기 로터의 길이방향 강성을 조절하고, 상기 (c) 단계는 상기 제2 와인딩 각도를 조절하여 상기 로터의 반경방향 강도를 조절할 수 있다.The step (b) may adjust the longitudinal stiffness of the rotor by adjusting the first winding angle, and the step (c) may adjust the radial strength of the rotor by adjusting the second winding angle.

상기 (b) 단계에서 상기 맨드럴이 일정하게 회전하는 상태에서 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료의 이송 속도를 감소시키거나 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료를 일정한 속도로 이송하는 상태에서 상기 맨드럴의 회전 속도를 감소시키면, 상기 맨드럴의 회전 중심에 대한 상기 제1 와인딩 각도가 작아지고 상기 로터의 길이방향 강성이 증가할 수 있다.In the step (b), in the state in which the mandrel rotates constantly, a state in which the feed rate of the composite material is reduced along the longitudinal direction of the mandrel or the composite material is conveyed at a constant speed along the longitudinal direction of the mandrel. When the rotational speed of the mandrel is reduced, the first winding angle with respect to the rotational center of the mandrel may be decreased and the longitudinal stiffness of the rotor may be increased.

상기 (c) 단계에서 상기 맨드럴이 일정하게 회전하는 상태에서 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료의 이송 속도를 증가시키거나 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료를 일정한 속도로 이송하는 상태에서 상기 맨드럴의 회전 속도를 증가시키면, 상기 맨드럴의 회전 중심에 대한 상기 제2 와인딩 각도가 커지고 상기 로터의 반경방향 강도가 증가할 수 있다.In the step (c), in the state in which the mandrel rotates constantly, the feed rate of the composite material is increased along the longitudinal direction of the mandrel or the composite material is transferred at a constant speed along the longitudinal direction of the mandrel. In increasing the rotational speed of the mandrel, the second winding angle with respect to the center of rotation of the mandrel can be increased and the radial strength of the rotor can be increased.

상기 (b) 단계는, 상기 제1 와인딩 각도가 θ1인 경우에, 상기 맨드럴의 회전 중심 방향과 나란한 제1 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 +θ1의 각도로 복합재료를 와인딩하고, 상기 제1 방향과 방향이 반대인 제2 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 -θ1의 각도로 복합재료를 와인딩할 수 있다.In the step (b), when the first winding angle is θ1, the composite material is transferred along a first direction parallel to the rotation center direction of the mandrel, at an angle of + θ1 with respect to the rotation center of the mandrel. The composite material may be wound, and the composite material may be wound at an angle of −θ 1 with respect to the center of rotation of the mandrel while transferring the composite material along a second direction opposite to the first direction.

상기 (c) 단계는, 상기 제2 와인딩 각도가 θ2인 경우에, 상기 제1 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 +θ2의 각도로 복합재료를 와인딩하고, 상기 제2 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 -θ2의 각도로 복합재료를 와인딩할 수 있다.In the step (c), when the second winding angle is θ2, the composite material is wound at an angle of + θ2 with respect to the rotation center of the mandrel while transferring the composite material along the first direction, The composite material may be wound at an angle of −θ 2 with respect to the center of rotation of the mandrel while transferring the composite material along two directions.

상기 (b) 단계는 상기 제2 레이어의 외면에 상기 제1 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 제1 레이어를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계는 상기 맨드럴의 외면에 상기 제2 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 제2 레이어를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step (b) includes the step of winding a composite material on the outer surface of the second layer at the first winding angle to form a first layer, and the step (c) includes the second surface on the outer surface of the mandrel. Winding the composite material at a winding angle to form a second layer.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법은 로터의 반경이 커지더라도 반경방향의 강도를 크게 하여 복합재료가 반경방향으로 뜯어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment and the method for manufacturing the same according to the present invention can prevent the composite material from being torn or broken in the radial direction by increasing the radial strength even if the radius of the rotor is increased.

본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법은 로터의 길이가 길어지더라도 길이방향의 강성을 크게 하여 복합재료가 길이방향으로 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment and the method for manufacturing the same according to the present invention can prevent the vibration of the composite material in the longitudinal direction by increasing the longitudinal rigidity even if the length of the rotor is increased.

본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법은 로터의 반경방향 강도 또는 길이방향 강성을 용이하게 조절할 수 있다.The manufacturing method of the high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to the present invention can easily adjust the radial strength or the longitudinal rigidity of the rotor.

본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법은 반경 크기 또는 길이에 제약을 받지 않고 고속 회전용 복합재 로터를 제조할 수 있다.The manufacturing method of the high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to the present invention can produce a high-speed rotary composite rotor without being limited by a radial size or a length.

본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터 및 그 제조 방법은 우라늄 농축용 원심분리기에 적용될 수 있으며, 우라늄의 농축 효율 및 수율을 향상시킬 수 있다.The high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to the present invention and a manufacturing method thereof may be applied to a uranium enrichment centrifuge, and may improve uranium enrichment efficiency and yield.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 (a)에 따른 로터를 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 (b)에 따른 로터를 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a perspective view showing a high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a step of manufacturing the rotor according to (a) of FIG.
3 is a view schematically showing a step of manufacturing the rotor according to FIG.
4 to 6 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a high speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터를 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 (a)에 따른 로터를 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 도면, 도 3은 도 1의 (b)에 따른 로터를 제조하는 단계를 개략적으로 도시한 도면, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a perspective view showing a high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view showing the step of manufacturing the rotor according to Figure 1 (a), Figure 3 Figure 4 schematically shows the step of manufacturing a rotor according to (b), Figures 4 to 6 is a flow chart illustrating a method for manufacturing a high speed rotary composite rotor for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 소정의 길이를 가지며 중공 형상으로 형성된 고속 회전용 복합재 로터에 있어서, 로터(120,220)의 길이 방향 강성을 강화하도록 제1 와인딩 각도(θ1)로 와인딩된 복합재료(C1)로 형성된 제1 레이어(W1) 및 로터(120,220)의 반경 방향 강도를 강화하도록 제1 와인딩 각도(θ1)와 다른 각도를 가지는 제2 와인딩 각도(θ2)로 와인딩된 복합재료(C1)로 형성된 제2 레이어(W2)를 포함할 수 있다.1 to 3, the uranium enrichment high speed rotary composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention have a predetermined length and are formed in a hollow shape in the high speed rotary composite rotors of the rotors 120 and 220. Different from the first winding angle θ1 to enhance the radial strength of the first layer W1 and the rotors 120, 220 formed of the composite material C1 wound at the first winding angle θ1 to enhance the longitudinal stiffness. A second layer W2 formed of the composite material C1 wound at a second winding angle θ2 having an angle may be included.

상기와 같이 서로 다른 2개의 와인딩 각도(θ1, θ2)로 복합재료를 와인딩하여 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)를 형성함으로써, 로터가 고속으로 회전하는 경우에도 로터가 로터의 반경 방향으로 찢어지거나 로터의 길이방향(또는 축방향)으로 진동하는 것을 방지할 수 있다.Winding the composite material at two different winding angles θ1 and θ2 as described above to form the uranium enrichment fast rotating composite rotors 120 and 220, so that the rotor tears in the radial direction of the rotor even when the rotor rotates at high speed. It can be prevented from losing or vibrating in the longitudinal direction (or axial direction) of the rotor.

도 1에는 2가지 형태의 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)가 도시되어 있다. 도 1의 (a)에는 로터(120)의 길이방향 단면이 대략 사다리꼴을 가지는 로터가 도시되어 있고, 도 1의 (b)에는 길이방향의 단면이 대략 직사각형을 가지는 로터(220)가 도시되어 있다. 후술할 본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법에 의하면, 로터의 형상에 대한 제약없이 비교적 다양한 형태의 로터를 제조할 수 있다. 다만, 로터의 길이방향에 수직한 단면의 모양은 원형을 가져야 한다. 왜냐하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재 로터는 와인딩(winding) 방법에 의해서 제조될 수 있기 때문이다.1 shows two types of high speed rotary composite rotors 120 and 220 for uranium enrichment. A rotor having a substantially trapezoidal cross section in the longitudinal direction of the rotor 120 is shown in FIG. 1A, and a rotor 220 having a substantially rectangular cross section in the longitudinal direction is shown in FIG. 1B. . According to the manufacturing method of the uranium enrichment high-speed rotating composite rotor according to the present invention to be described later, it is possible to manufacture a rotor of a relatively various form without restrictions on the shape of the rotor. The shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the rotor is to have a circular shape. This is because the composite rotor according to an embodiment of the present invention can be manufactured by a winding method.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 적어도 2개 이상의 레이어(layer, 층)가 적층된 구조를 가질 수 있다. 즉, 고속 회전용 복합재 로터(120,220)는 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)를 포함하는 다층 적층 구조를 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)도 각각 다층으로 적층될 수도 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the high-speed rotary composite rotors 120, 220 for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention may have a structure in which at least two layers (layers) are stacked. That is, the high-speed rotation composite rotors 120 and 220 may have a multilayer stack structure including a first layer W1 and a second layer W2. In addition, the first layer W1 and the second layer W2 may also be stacked in multiple layers.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 단일의 재질로 형성되는 것이 아니라, 서로 다른 물리적 성질 즉, 로터의 길이방향 강성 및 반경방향 강도가 서로 다른 다수의 레이어를 적층한 구조로 형성되기 때문에 로터가 3만 RPM 이상으로 고속 회전하는 경우에도 로터가 그 반경방향으로 뜯어지거나 길이방향으로 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.As such, the uranium enrichment high-speed rotating composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention are not formed of a single material, but have different physical properties, that is, a plurality of rotors having different longitudinal stiffness and radial strength from each other. Since the rotor is formed of a laminated structure, even when the rotor rotates at a high speed of 30,000 RPM or more, the rotor can be prevented from being torn in the radial direction or vibration in the longitudinal direction.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 동일한 복합재료를 와인딩하더라도 복합재료의 와인딩 각도가 다른 다수개의 복합재료 레이어를 겹치거나 적층된 형태를 가지기 때문에, 마치 재질이 다른 회전체를 서로 겹쳐 놓은 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 고속 회전시 원심력에 의해 반경 방향으로 늘어나거나 팽창하는 정도가 다른 다수개의 복합재료 레이어가 겹쳐진 형태를 얻을 수 있다.Here, since the uranium enrichment high-speed rotary composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention have a form of overlapping or stacking a plurality of composite layers having different winding angles of the composite material even though the same composite material is wound, A similar effect can be obtained by stacking rotors of different materials. That is, a plurality of composite layers having different degrees of expansion or expansion in the radial direction by the centrifugal force at high speed may be obtained.

본 발명에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는, 와인딩되는 복합재료의 와인딩 각도를 달리함으로써, 반경 방향으로 복합재료가 늘어나는 정도를 다르게 설계할 수 있고 이로 인해서 로터가 반경 방향으로 뜯어지는 것을 방지할 수 있다. 이 때, 로터의 회전 중심을 기준으로 내측에 있는 복합재료 레이어는 반경방향으로 잘 늘어나고 외측에 있는 복합재료 레이어는 반경방향으로 잘 늘어나지 않게 형성한다면, 고속 회전시에도 복합재료 레이어 사이가 벌어지는 것을 방지할 수 있다. 왜냐하면, 내측에 있는 복합재료 레이어가 외측으로 팽창하려고 해도 외측에 있는 복합재료 레이어가 덜 팽창하면서 양자 사이의 접촉이 잘 유지될 수 있기 때문이다. Uranium enrichment high-speed rotary composite rotors 120 and 220 according to the present invention, by varying the winding angle of the composite material to be wound, it is possible to design a different degree of stretching of the composite material in the radial direction and thereby the rotor is torn in the radial direction Can be prevented. At this time, if the composite layer on the inner side of the rotor rotates well relative to the center of rotation, and the composite layer on the outside does not stretch well in the radial direction, it prevents the gap between the composite layers even during high-speed rotation. can do. This is because, even if the inner composite layer is about to expand outward, the outer composite layer is less expanded and the contact between them can be maintained well.

이와 같이, 복합재료의 와인딩 각도를 다르게 함으로써 로터가 반경방향으로 팽창하거나 늘어나는 정도를 다르게 하거나 조절할 수 있다. 여기서, 복합재료의 와인딩 각도가 클수록 고속 회전시 로터의 반경방향 팽창이 줄어들게 되는데, 이는 로터의 반경방향 강도(radial strength)이 증가하기 때문이다. As such, by varying the winding angle of the composite material, the extent to which the rotor expands or expands in the radial direction can be varied or adjusted. Here, as the winding angle of the composite material increases, the radial expansion of the rotor is reduced at high speed, because the radial strength of the rotor increases.

또한, 와인딩 각도가 작을수록 로터(120,220)의 길이방향 또는 축방향으로의 진동을 줄일 수 있다. 이는 복합재료의 와인딩 각도가 작을수록 로터의 길이방향 또는 축방향의 강성(stiffness)이 증가하기 때문이다.In addition, as the winding angle is smaller, vibration in the longitudinal direction or the axial direction of the rotors 120 and 220 may be reduced. This is because the smaller the winding angle of the composite increases the stiffness in the longitudinal or axial direction of the rotor.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 제1 레이어(W1)의 제1 와인딩 각도(θ1)와 제2 레이어(W2)의 제2 와인딩 각도(θ2)를 다르게 함으로써, 고속 회전을 하더라도 로터(120,220)가 길이방향으로 진동하거나 반경방향으로 팽창 또는 늘어나서 제1 레이어(W1)와 제2 레이어(W2) 사이가 뜯어지거나 벌어지는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the high-speed rotary composite rotors 120 and 220 for uranium enrichment according to an embodiment of the present invention have a first winding angle θ1 of the first layer W1 and a second winding angle θ2 of the second layer W2. By differently, even when the high-speed rotation of the rotor (120,220) is vibrated in the longitudinal direction or inflated or stretched in the radial direction can be prevented from being torn apart or apart between the first layer (W1) and the second layer (W2).

본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 원심분리기 또는 우라늄 농축용 로터에 적용될 수 있는데, 특히 우라늄 농축용 로터의 경우에는 우라늄-235의 농축 효율을 높이고 그 수율을 높이기 위해서는 로터의 길이를 최대한 길게 하고 로터의 반경도 최대한 크게 하는 것이 필요하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)와 같이 2가지 이상의 다른 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 형성된 로터의 경우에는 길이 및 반경을 크게 하는데 별다른 제약을 받지 않을 뿐만 아니라 다른 와인딩 각도에 의해서 로터의 길이방향 강성 및 반경방향 강도를 크게 할 수 있다. 결과적으로 길이가 길고 반경이 큰 로터를 사용하여 우라늄을 농축하는 경우에도 로터가 길이 방향으로 진동하거나 반경 방향으로 뜯어지거나 전단 파손되는 것을 방지할 수 있다.The uranium enrichment high-speed rotary composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention may be applied to a centrifuge or a uranium enrichment rotor. In particular, in the case of the uranium enrichment rotor, the enrichment efficiency of uranium-235 may be increased and the yield may be improved. To increase it, it is necessary to make the rotor as long as possible and to make the rotor as large as possible. In the case of the rotor formed by winding the composite material at two or more different winding angles, such as the uranium enrichment high-speed rotating composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention, the length and radius of the rotor are not limited. Different winding angles can increase the longitudinal and radial strength of the rotor. As a result, even when the uranium is concentrated using a long and large radius rotor, the rotor can be prevented from vibrating in the longitudinal direction, tearing in the radial direction, or shear failure.

이하에서는 와인딩 각도의 대소에 따른 특징 및 이러한 상이한 와인딩 각도를 이용하여 복합재 로터를 제조하는 과정에 대해서 설명한다.Hereinafter, the characteristics of the winding angle and the process of manufacturing the composite rotor using the different winding angles will be described.

우선, 로터(120,220)의 반경 방향 강도(radial strength)를 크게 하기 위해서는 상대적으로 내측에 위치하는 제1 레이어(W1)의 제1 와인딩 각도(θ1)가 상대적으로 외측에 위치하는 제2 레이어(W2)의 제2 와인딩 각도(θ2) 보다 작게 형성되어야 한다. 이 때, 와인딩 각도(θ1, θ2)는 맨드럴(M1~M3)의 회전축(S) 또는 로터(120,220)의 회전 중심에 대해서 와인딩되는 복합재료(C1,C2)가 이루는 각도이다.First, in order to increase the radial strength of the rotors 120 and 220, the second winding layer θ2 having the first winding angle θ1 of the first inner layer W1 positioned relatively inward is relatively outward. It should be smaller than the second winding angle θ2 of At this time, the winding angles θ1 and θ2 are angles formed by the composite materials C1 and C2 that are wound with respect to the rotation axis S of the mandrels M1 to M3 or the rotation centers of the rotors 120 and 220.

로터(120,220)의 전체적인 관점에서 반경 방향 강도를 크게 하기 위해서는 복합재료의 와인딩 각도를 거의 90도에 가깝게 설정해야 하며, 로터의 길이 방향 강성을 크게 하기 위해서는 복합재료의 와인딩 각도를 거의 0도에 가깝게 설정해야 한다. 여기서, 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)의 각각의 와인딩 각도를 다르게 하면서도 반경 방향 강도와 길이 방향 강성을 모두 크게 할 수 있는 와인딩 각도를 설정하는 것이 중요하다.In order to increase the radial strength from the overall perspective of the rotors 120 and 220, the winding angle of the composite material should be set to almost 90 degrees. In order to increase the longitudinal stiffness of the rotor, the winding angle of the composite material should be nearly 0 degrees. Must be set Here, it is important to set a winding angle that can increase both the radial strength and the longitudinal rigidity while varying the winding angles of the first layer W1 and the second layer W2.

앞서 설명한 바와 같이, 로터(120,220)의 반경 방향 강도가 크다는 것의 의미는 로터(120,220)가 고속으로 회전하는 경우에 내측에 위치하는 제1 레이어(W1) 보다 외측에 위치하는 제2 레이어(W2)가 반경 방향으로 덜 늘어나거나 팽창하는 것이라고 할 수 있다. 따라서, 제1 레이어(W1)는 반경 방향으로 잘 늘어날 수 있도록 제1 와인딩 각도(θ1)를 작게 하고, 제2 레이어(W2)는 반경 방향으로 잘 늘어나지 않도록 제2 와인딩 각도(θ2)를 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 제1 와인딩 각도(θ1) 보다 제2 와인딩 각도(θ2)를 더 크게 함으로써, 로터(120,220)가 고속 회전함에 따라 제1 레이어(W1)가 제2 레이어(W2) 보다 반경 방향으로 더 많이 늘어날 수 있다.As described above, the large radial strength of the rotors 120 and 220 means that when the rotors 120 and 220 rotate at a high speed, the second layer W2 located outside the first layer W1 located inside thereof. Can be said to be less stretched or expanded in the radial direction. Accordingly, the first layer W1 may have a small first winding angle θ1 so as to extend well in the radial direction, and the second layer W2 may have a large second winding angle θ2 so as not to extend well in the radial direction. It is preferable. As such, by making the second winding angle θ2 larger than the first winding angle θ1, as the rotors 120 and 220 rotate at high speed, the first layer W1 is further radially than the second layer W2. Can increase a lot.

여기서, 로터(120,220)의 반경 방향으로의 강도가 최대가 되려면 맨드럴(M1~M3)의 회전축(S) 또는 로터(120,220)의 회전 중심에 대해서 와인딩 각도가 90도가 되도록 복합재료를 와인딩해야 하는데, 이는 현실적으로 불가능하다. 왜냐하면, 하나의 가닥으로 된 복합재료를 일정한 길이를 가지는 맨드럴(M1~M3) 외면에 아무리 촘촘하게 와인딩한다고 하더라도 90도가 되게 와인딩할 수 없다. 다만, 최대한 90도에 가깝게 와인딩할 수 있을 뿐이다.In this case, in order to maximize the strength in the radial direction of the rotors 120 and 220, the composite material must be wound so that the winding angle is 90 degrees with respect to the rotation axis S of the mandrel M1 to M3 or the center of rotation of the rotors 120 and 220. This is practically impossible. Because, even if the winding of the composite material of one strand on the outer surface of the mandrel (M1 ~ M3) having a certain length can not be wound to 90 degrees. However, it can only be wound as close to 90 degrees as possible.

따라서, 로터의 반경 방향 강도를 크게 하기 위해서는 제2 레이어(W2)의 제2 와인딩 각도(θ2)가 90도에 근접하도록 설정할수록 유리하다. 다만, 제2 레이어(W2)의 제2 와인딩 각도(θ2)를 90도에 근접하게 설정하는 경우에는 로터의 길이 방향 강성이 약해질 수도 있는 바 길이 방향의 강성을 고려하여 제2 레이어(W2)의 와인딩 각도를 결정하는 것이 필요하다.Therefore, in order to increase the radial strength of the rotor, it is more advantageous to set the second winding angle θ2 of the second layer W2 closer to 90 degrees. However, when the second winding angle θ2 of the second layer W2 is set to be close to 90 degrees, the second layer W2 is considered in consideration of the longitudinal rigidity of the rotor, which may weaken the longitudinal longitudinal rigidity of the rotor. It is necessary to determine the winding angle of the.

한편, 로터(120,220)의 길이 방향 또는 축방향으로의 강성을 크게 하기 위해서는 복합재료의 와인딩 각도를 최대한 작게 즉, 0도에 가깝게 하는 것이 바람직한데, 현실적으로 한 가닥으로 된 복합재료를 회전축과 나란한 0도가 되게 와인딩하는 것은 불가능하다. 따라서, 길이 방향의 강성을 크게 하여 로터의 길이 방향으로 발생하는 진동을 방지하기 위해서는 최대한 0도에 가깝게 복합재료를 와인딩할 필요가 있다. 본 발명에서는 내측에 위치하는 제1 레이어(W1)의 제1 와인딩 각도(θ1)를 작게 하거나 최대한 0도에 근접하게 하여 로터의 길이 방향 강성을 크게 할 수 있다.On the other hand, in order to increase the rigidity in the longitudinal direction or the axial direction of the rotors 120 and 220, it is desirable to make the winding angle of the composite material as small as possible, i.e., close to 0 degrees. It is impossible to wind up. Therefore, it is necessary to wind the composite material as close to 0 degrees as possible in order to increase the longitudinal rigidity and prevent vibration occurring in the longitudinal direction of the rotor. In the present invention, the longitudinal winding stiffness of the rotor can be increased by reducing the first winding angle θ1 of the first layer W1 located inside or as close to 0 degrees as possible.

이와 같이, 제1 레이어(W1)의 제1 와인딩 각도(θ1)는 로터(120,220)의 회전 중심을 기준으로 0도에 가까운 각도를 가지고, 제2 레이어(W2)의 제 2 와인딩 각도(θ2)는 로터의 회전 중심을 기준으로 90도에 가까운 각도를 가지게 함으로써, 로터의 반경 방향 강도와 길이 방향 강성을 모두 크게 할 수 있다.As such, the first winding angle θ1 of the first layer W1 has an angle close to 0 degrees with respect to the rotation center of the rotors 120 and 220, and the second winding angle θ2 of the second layer W2. By having an angle close to 90 degrees with respect to the center of rotation of the rotor, it is possible to increase both the radial strength and the longitudinal rigidity of the rotor.

여기서, 로터의 반경 방향 강도와 길이 방향 강성을 모두 크게 하기 위해서 제1 와인딩 각도(θ1)는 약 30도 정도로 설정하고 제2 와인딩 각도(θ2)는 약 85도 정도로 설정하는 것이 바람직하지만, 반드시 이러한 각도에 국한되는 것은 아니다.Here, in order to increase both the radial strength and the longitudinal stiffness of the rotor, it is preferable to set the first winding angle θ1 to about 30 degrees and the second winding angle θ2 to about 85 degrees. It is not limited to angle.

이와 같이, 서로 접촉하는 2개의 레이어(W1,W2)의 와인딩 각도(θ1, θ2)를 다르게 설정함으로써, 로터(120,220)가 고속 회전함에 따라 제1 레이어(W1)는 로터의 반경 방향으로 더 잘 팽창하여 제2 레이어(W2)와의 접착 상태를 유지할 수 있고, 로터(120,220)가 길이 방향으로 진동하는 것을 방지할 수 있다.As such, by differently setting the winding angles θ1 and θ2 of the two layers W1 and W2 in contact with each other, as the rotors 120 and 220 rotate at high speed, the first layer W1 is better in the radial direction of the rotor. The expansion may maintain an adhesive state with the second layer W2 and prevent the rotors 120 and 220 from vibrating in the longitudinal direction.

도 1을 참조하면, 작은 와인딩 각도를 가지는 제1 레이어(W1)가 안쪽에 있고 큰 와인딩 각도를 가지는 제2 레이어(W2)가 바깥쪽에 있는 경우가 도시되어 있으나, 그 반대로 제1 레이어(W1)가 바깥쪽에 있고 제2 레이어(W2)가 안쪽에 있을 수도 있다. Referring to FIG. 1, a case in which a first layer W1 having a small winding angle is inward and a second layer W2 having a large winding angle is outward is illustrated, but vice versa. May be on the outside and the second layer W2 may be on the inside.

또한, 제1 레이어(W1)와 제2 레이어(W2)는 서로 교대로 적층될 수 있다. 로터(120,220)의 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성을 모두 크게 하기 위해서는 와인딩 각도를 다르게 할 뿐만 아니라 각 레이어를 서로 교대로 적층하거나 동일한 레이어를 수차례 적층한 후 다른 레이어를 적층할 수도 있다. 이와 같이, 필요로 하는 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성을 충족시킬 수 있도록 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)의 적층 회수 또는 교대 적층 여부를 선택할 수 있다.In addition, the first layer W1 and the second layer W2 may be alternately stacked. In order to increase both the radial strength and the longitudinal stiffness of the rotors 120 and 220, not only the winding angles may be different, but also the respective layers may be alternately stacked or the same layers may be stacked several times, and then other layers may be stacked. As such, it is possible to select whether to stack or alternately stack the first layer W1 and the second layer W2 so as to satisfy the required radial strength and the longitudinal rigidity.

한편, 도 2에는 도 1의 (a)에 도시된 원추형 로터(120)를 제조하는 과정이 간략히 도시되어 있다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 복합재료가 감기는 맨드럴(M1~M3)은 확관되는 중공 형상을 가진 맨드럴(M1)과 그 양단에 형성된 돔 형상의 맨드럴(M2,M3)을 포함할 수 있다. Meanwhile, a process of manufacturing the conical rotor 120 shown in FIG. 1A is briefly illustrated in FIG. 2. As shown in (a) of FIG. 2, the mandrel M1 to M3 to which the composite material is wound is a mandrel M1 having a hollow shape and a dome shape mandrel M2 and M3 formed at both ends thereof. ) May be included.

맨드럴(M1~M3)을 회전시킨 상태에서 그 외면에 복합재료를 와인딩하게 되는데, 제1 와인딩 각도(θ1)로 복합재료(C1)를 와인딩하여 제1 레이어(W1)를 형성하고, 그 다음에 제2 와인딩 각도(θ2)로 복합재료(C2)를 와인딩하여 제2 레이어(W2)를 형성한다. 도 2의 (b)를 참조하면, 제1 레이어(W1)의 제1 와인딩 각도가 θ1인 경우에, 제1 레이어(W1)는 로터 또는 맨드럴의 회전 중심(S)에 대해 +θ1의 와인딩 각도로 복합재료(C1)를 와인딩하고, 맨드럴 또는 로터의 회전 중심(S)에 대해 -θ1의 와인딩 각도로 복합재료(C1)를 와인딩하여 형성될 수 있다. 다시 말하면, 맨드럴(M1~M3)의 중심축(S) 방향과 나란한 제1방향(D1)으로 복합재료(C1)를 제1 와인딩 각도(θ1)로 와인딩하고, 제1방향(D1)과 방향이 반대인 제2방향(D2)으로 복합재료(C1)를 제1 와인딩 각도(θ1)로 와인딩한다. 보다 자세히 말하면, 제1방향(D1)으로의 와인딩 각도가 +θ1이라면, 제2방향(D2)으로의 와인딩 각도는 -θ1가 되어야 한다. 이와 같이 복합재료(C1)를 왕복하는 방향(D1,D2)으로 동일한 와인딩 각도(+θ1, -θ1)로 와인딩하여 제1 레이어(W1)를 형성하게 된다.The composite material is wound on its outer surface while the mandrels M1 to M3 are rotated. The composite material C1 is wound at the first winding angle θ1 to form a first layer W1. The second layer W2 is formed by winding the composite material C2 at a second winding angle θ2. Referring to FIG. 2B, when the first winding angle of the first layer W1 is θ1, the first layer W1 has a winding of + θ1 with respect to the rotation center S of the rotor or mandrel. It may be formed by winding the composite material C1 at an angle and winding the composite material C1 at a winding angle of −θ 1 with respect to the rotation center S of the mandrel or rotor. In other words, the composite material C1 is wound at the first winding angle θ1 in the first direction D1 parallel to the direction of the central axis S of the mandrels M1 to M3, and the first direction D1 is aligned with the first direction D1. The composite material C1 is wound at the first winding angle θ1 in the second direction D2 having the opposite direction. More specifically, if the winding angle in the first direction D1 is + θ1, the winding angle in the second direction D2 should be −θ1. As such, the first layer W1 is formed by winding the composite material C1 at the same winding angles (+ θ1, -θ1) in the directions D1 and D2.

마찬가지로 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2 와인딩 각도가 θ2인 경우에, 제2 레이어(W2)는 로터 또는 맨드럴의 회전 중심(S)에 대해 +θ2의 와인딩 각도로 복합재료(C2)를 와인딩하고 로터 또는 맨드럴의 회전 중심에 대해 -θ2의 와인딩 각도로 복합재료(C2)를 와인딩하여 형성될 수 있다. 다시 말하면, 맨드럴(M1~M3)의 중심축(S) 방향과 나란한 제1방향(D1)으로 복합재료(C2)를 제2 와인딩 각도(θ2)로 와인딩하고, 제1방향(D1)과 방향이 반대인 제2방향(D2)으로 복합재료(C2)를 제2 와인딩 각도(θ2)로 와인딩한다. 보다 자세히 말하면, 제1방향(D1)으로의 와인딩 각도가 +θ2이라면, 제2방향(D2)으로의 와인딩 각도는 -θ2가 되어야 한다. 이와 같이 복합재료(C2)를 왕복하는 방향(D1,D2)으로 동일한 와인딩 각도(+θ2, -θ2)로 와인딩하여 제2 레이어(W2)를 형성하게 된다.Similarly, as shown in FIG. 2C, when the second winding angle is θ2, the second layer W2 is a composite material at a winding angle of + θ2 with respect to the rotational center S of the rotor or mandrel. It can be formed by winding (C2) and winding the composite material (C2) at a winding angle of -θ2 with respect to the center of rotation of the rotor or mandrel. In other words, the composite material C2 is wound at the second winding angle θ2 in the first direction D1 parallel to the direction of the central axis S of the mandrels M1 to M3, and the first direction D1 is aligned with the first direction D1. The composite material C2 is wound at the second winding angle θ2 in the second direction D2 having the opposite direction. More specifically, if the winding angle in the first direction D1 is + θ2, the winding angle in the second direction D2 should be -θ2. As described above, the second layer W2 is formed by winding the composite material C2 at the same winding angles (+ θ2 and -θ2) in the directions D1 and D2.

여기서, 복합재료(C1,C2)를 1회 왕복 이송하여 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)를 형성할 수도 있으나, 복합재료(C1,C2)를 2회 이상 연속 왕복 이송하여 각각의 레이어(W1,W2)를 형성할 수도 있다. 왕복 이송의 횟수는 필요로 하는 로터의 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성의 크기에 의해서 결정될 수 있다.Here, although the first layer W1 and the second layer W2 may be formed by reciprocating the composite materials C1 and C2 once, the composite materials C1 and C2 may be continuously reciprocated two or more times, respectively. Layers W1 and W2 may be formed. The number of reciprocating feeds can be determined by the magnitude of the radial and longitudinal stiffness of the rotor as required.

도 2를 참조하면, 제1 와인딩 각도(θ1)는 제 2 와인딩 각도(θ2) 보다 회전축(S) 또는 회전 중심으로 기울어져 있음을 알 수 있다.2, it can be seen that the first winding angle θ1 is inclined toward the rotation axis S or the rotation center than the second winding angle θ2.

한편, 도 1의 (b)에 도시된 원통형 로터(220)을 제조하는 과정은 도 3에 도시되어 있는데, 도 2의 경우와 동일한 과정에 의해서 제조되기 때문에 반복적인 설명은 생략한다.On the other hand, the process of manufacturing the cylindrical rotor 220 shown in (b) of Figure 1 is shown in Figure 3, because it is manufactured by the same process as in the case of Figure 2 will not be repeated description.

본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성을 크게 하기 위해서 2가지 이상의 서로 다른 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하며, 같은 와인딩 각도로 형성된 복합재료의 레이어를 교대로 적층하거나 반복적으로 적층한 후 다른 와인딩 각도를 가진 레이어를 적층하거나, 2회 이상 복합재료를 왕복 이송하여 각각의 레이어를 형성함으로써 반경 방향 강도 및 길이 방향 강성을 조절할 수 있다.The uranium enrichment high-speed rotating composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention wind the composite material at two or more different winding angles in order to increase radial strength and longitudinal stiffness, and are formed at the same winding angle. Layers of materials may be alternately stacked or repeatedly stacked, and then layers having different winding angles may be laminated, or radial strength and longitudinal stiffness may be adjusted by reciprocating the composite material two or more times to form respective layers.

이하에서는 도면을 참조하여, 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터를 제조하는 방법에 대해서 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings, a method for producing a high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment will be described in more detail.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 한편, 발명의 다른 분야에 의하면 본 발명은 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터를 제조하는 방법에 있어서, (a) 소정의 길이 및 중공 형상을 가지는 맨드럴(M1~M3)을 준비하여 회전시키는 단계(1100); (b) 맨드럴(M1~M3)의 외면에 제1 와인딩 각도(θ1)로 복합재료(C1)를 와인딩하여 제1 레이어(W1)를 형성하는 단계(1300); (c) 제1 레이어(W1)의 외면에 제1 와인딩 각도(θ1)와 다른 각도를 가지는 제2 와인딩 각도(θ2)로 복합재료(C2)를 와인딩하여 제2 레이어(W2)를 형성하는 단계(1400); (d) 와인딩된 복합재료(C1,C2)를 경화시키는 단계(1600); 및 (e) 와인딩된 복합재료(C1,C2)의 양단 중 적어도 일단을 커팅하는 단계(1700);를 포함하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법을 제공할 수 있다.4 to 6, on the other hand, according to another field of the invention, the present invention provides a method for manufacturing a high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment. Preparing and rotating M3) (1100); (b) forming a first layer W1 by winding the composite material C1 on the outer surfaces of the mandrels M1 to M3 at a first winding angle θ1; (c) forming the second layer W2 by winding the composite material C2 on the outer surface of the first layer W1 at a second winding angle θ2 having a different angle from the first winding angle θ1. (1400); (d) curing 1600 of the wound composite material C1, C2; And (e) cutting at least one of both ends of the wound composite material (C1, C2) (1700), thereby providing a method for manufacturing a high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment.

맨드럴(M1~M3)을 준비하여 회전시킨 상태에서 맨드럴의 외면에서 복합재료(C1)의 와인딩 시작 위치를 먼저 결정하는 단계(1200)를 수행할 수 있다. In the state in which the mandrels M1 to M3 are prepared and rotated, a step 1200 of first determining a winding start position of the composite material C1 on the outer surface of the mandrel may be performed.

여기서, 한 개의 맨드럴(M1~M3)을 이용하여 2개 이상의 와인딩 각도로 복합재료(C1,C2)를 와인딩하기 위해서는 반지름이 작은 돔 형태의 맨드럴(M2)의 외면에 먼저 와인딩한 후에, 반지름이 큰 돔 형태의 맨드럴(M3)의 외면에 와인딩을 하고, 이 때 반지름이 큰 돔 형태의 맨드럴(M3)에 와인딩하는 경우에는 중간 부위에서부터 와인딩을 시작하여 요구되는 와인딩 각도를 맞출 수도 있다.Here, in order to wind the composite materials C1 and C2 at two or more winding angles using one mandrel M1 to M3, after winding the outer surface of the mandrel M2 having a small radius first, When winding on the outer surface of the dome-shaped mandrel (M3) with a large radius, at this time, when winding on the mandrel (M3) with a large radius, the winding may be started from the middle part to meet the required winding angle. have.

상기 (c) 단계에서는 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S)에 대해서 제1 와인딩 각도(θ1) 보다 큰 각도의 제2 와인딩 각도(θ2)로 복합재료를 와인딩할 수 있다.In the step (c), the composite material may be wound at a second winding angle θ2 of an angle greater than the first winding angle θ1 with respect to the rotation center S of the mandrels M1 to M3.

또한, 상기 (b) 단계는 제1 와인딩 각도(θ1)를 조절하여 로터(120,220)의 길이방향 강성을 조절하고, 상기 (c) 단계는 제2 와인딩 각도(θ2)를 조절하여 로터(120,220)의 반경방향 강도를 조절할 수 있다.In addition, step (b) adjusts the longitudinal stiffness of the rotors 120 and 220 by adjusting the first winding angle θ1, and step (c) adjusts the second winding angle θ2 to the rotors 120 and 220. The radial strength of the can be adjusted.

한편, (b) 단계에서 2가지의 방법을 이용하여 제1 와인딩 각도(θ1)를 작게 할 수 있다. 즉, 상기 (b) 단계에서 맨드럴(M1~M3)이 일정하게 회전하는 상태에서 맨드럴(M1~M3)의 길이방향(D1,D2)을 따라 복합재료(C1)의 이송 속도를 감소시키거나, 맨드럴(M1~M3)의 길이방향(D1,D2)을 따라 복합재료(C1)를 일정한 속도로 이송하는 상태에서 맨드럴(M1~M3)의 회전 속도를 감소시키면, 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S)에 대한 제1 와인딩 각도(θ1)가 작아지고 로터(120,220)의 길이방향 강성이 증가할 수 있다.Meanwhile, in step (b), the first winding angle θ1 may be reduced by using two methods. That is, in step (b), the feed speed of the composite material C1 is reduced along the lengthwise directions D1 and D2 of the mandrels M1 to M3 while the mandrels M1 to M3 are constantly rotated. Alternatively, if the rotational speed of the mandrel M1 to M3 is reduced while the composite material C1 is transported at a constant speed along the longitudinal directions D1 and D2 of the mandrel M1 to M3, the mandrel M1 The first winding angle θ1 relative to the rotation center S of ˜M3 may be decreased and the longitudinal stiffness of the rotors 120 and 220 may increase.

또한, (c) 단계에서 2가지의 방법을 이용하여 제2 와인딩 각도(θ2)를 크게 할 수 있다. 즉, 상기 (c) 단계에서 맨드럴(M1~M3)이 일정하게 회전하는 상태에서 맨드럴(M1~M3)의 길이방향(D1,D2)을 따라 복합재료(C2)의 이송 속도를 증가시키거나, 맨드럴(M1~M3)의 길이방향(D1,D2)을 따라 복합재료(C2)를 일정한 속도로 이송하는 상태에서 맨드럴(M1~M3)의 회전 속도를 증가시키면, 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S)에 대한 제2 와인딩 각도(θ2)가 커지고 로터(120,220)의 반경방향 강도가 증가할 수 있다.In addition, in step (c), the second winding angle θ2 may be increased by using two methods. That is, in step (c), while the mandrels M1 to M3 are constantly rotating, the feed speed of the composite material C2 is increased along the lengthwise directions D1 and D2 of the mandrels M1 to M3. Alternatively, if the rotational speed of the mandrel M1 to M3 is increased while the composite material C2 is conveyed at a constant speed along the longitudinal directions D1 and D2 of the mandrel M1 to M3, the mandrel M1 The second winding angle θ2 with respect to the rotation center S of ˜M3 may be increased and the radial strength of the rotors 120 and 220 may increase.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 (b) 단계는, 제1 와인딩 각도가 θ1인 경우에, 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S) 방향과 나란한 제1 방향(D1)을 따라 복합재료(C1)를 이송하면서 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S)에 대해 +θ1의 각도로 복합재료(C1)를 와인딩하고(1310), 제1 방향(D1)과 방향이 반대인 제2 방향(D2)을 따라 복합재료(C1)를 이송하면서 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S)에 대해 -θ1의 각도로 복합재료(C1)를 와인딩할 수 있다(1320).As shown in FIG. 5, in the step (b), when the first winding angle is θ1, the complexing is performed along the first direction D1 parallel to the direction of rotation S of the mandrels M1 to M3. While transporting the material C1, the composite material C1 is wound at an angle of + θ1 with respect to the rotational center S of the mandrels M1 to M3 (1310), and the direction opposite to the first direction D1 is The composite material C1 may be wound at an angle of −θ1 with respect to the rotational center S of the mandrels M1 to M3 while transferring the composite material C1 along the second direction D2 (1320).

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계는, 제2 와인딩 각도가 θ2인 경우에, 제1 방향(D1)을 따라 복합재료(C2)를 이송하면서 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심(S)에 대해 +θ2의 각도로 복합재료(C2)를 와인딩하고(1410), 제2 방향(D2)을 따라 복합재료(C2)를 이송하면서 맨드럴(M1~M3)의 회전 중심에 대해 -θ2의 각도로 복합재료(C2)를 와인딩할 수 있다(1420).In addition, as shown in FIG. 6, in the step (c), when the second winding angle is θ2, the mandrel M1 to M3 while transferring the composite material C2 along the first direction D1. Winding the composite material (C2) at an angle of + θ2 with respect to the rotation center (S) of (1410), the rotation of the mandrel (M1 ~ M3) while conveying the composite material (C2) along the second direction (D2) The composite material C2 may be wound at an angle of −θ2 with respect to the center (1420).

이 때, 와인딩되는 복합재료(C1,C2)는 탄소섬유(Carbon fiber) 및 에폭시(epoxy)를 포함하며, 양자를 경화시킴으로써 로터(120,220)를 얻을 수 있다. 여기서, 탄소섬유는 밀도가 작아서 가볍고 강성 및 강도가 높기 때문에 로터(120,220)의 고속 회전에 의해서 발생하는 원심력을 줄일 수 있다. 여기서, 복합재료(C1,C2)는 동일한 탄소섬유로 형성되거나, 경우에 따라서는 성분이나 물리적 특성이 다른 탄소섬유 또는 복합재료가 사용될 수도 있다.At this time, the winding composite material (C1, C2) comprises a carbon fiber (Carbon fiber) and epoxy (epoxy), it is possible to obtain the rotor (120,220) by curing both. Here, since the carbon fiber has a low density, light weight, high rigidity and high strength, the centrifugal force generated by the high speed rotation of the rotors 120 and 220 may be reduced. Here, the composite materials C1 and C2 may be formed of the same carbon fiber, or in some cases, carbon fibers or composite materials having different components or physical properties may be used.

한편, 상기 (b) 단계는 제2 레이어(W2)의 외면에 제1 와인딩 각도(θ1)로 복합재료(C1)를 와인딩하여 제1 레이어(W1)를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계는 맨드럴(M1~M3)의 외면에 제2 와인딩 각도(θ2)로 복합재료(C2)를 와인딩하여 제2 레이어(W2)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 제2 레이어(W2)가 반드시 제1 레이어(W1)의 외면에 적층되는 것은 아니며 제2 레이어(W2)를 맨드럴(M1~M3)의 외면에 적층할 수도 있고, 제2 레이어(W2)의 내면에 제1 레이어(W1)가 적층될 뿐만 아니라 제2 레이어(W2)의 외면에 제1 레이어(W1)가 적층될 수도 있다. On the other hand, step (b) includes the step of winding the composite material (C1) on the outer surface of the second layer (W2) at a first winding angle (θ1) to form a first layer (W1), the (c The step) may include forming the second layer W2 by winding the composite material C2 on the outer surfaces of the mandrels M1 to M3 at the second winding angle θ2. That is, the second layer W2 is not necessarily laminated on the outer surface of the first layer W1, and the second layer W2 may be laminated on the outer surfaces of the mandrels M1 to M3, and the second layer W2 may be laminated. In addition to stacking the first layer W1 on the inner surface of the substrate, the first layer W1 may be stacked on the outer surface of the second layer W2.

제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)를 적층하는 상기 (b) 및 (c) 단계는 로터(120,220)를 형성하는 복합재료(C1,C2) 전체의 와인딩 두께가 미리 설정된 설계값을 만족하는지 여부(1500)에 따라 반복적으로 수행될 수 있다. 즉, 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)의 교대 적층 또는 와인딩 횟수는 로터(120,220)의 와인딩 전체 두께가 설계값을 만족하는지 여부에 의해서 결정될 수 있다(1500).In the steps (b) and (c) of stacking the first layer W1 and the second layer W2, the winding thicknesses of the entire composite materials C1 and C2 forming the rotors 120 and 220 may be set in advance. It may be repeatedly performed depending on whether or not the content is satisfied. That is, the number of alternating stacks or windings of the first layer W1 and the second layer W2 may be determined by whether the total thickness of the windings of the rotors 120 and 220 satisfies the design value (1500).

이와 같이, 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)를 교대로 와인딩하여 적층하는 과정을 반복한 후, 복합재료(C1,C2)를 경화시키는 단계(1600)를 거쳐야 한다. 복합재료(C1,C2)를 경화시킨 후에는 양단의 돔형상(M2,M3)을 절단하고(1700), 경화된 복합재료(C1,C2)에서 맨드럴(M1)을 분리하면(1800), 최종적으로 고속 회전용 복합재 로터(120,220)를 얻게 된다.As such, after repeating the process of alternately winding and stacking the first layer W1 and the second layer W2, the composite materials C1 and C2 must be cured 1600. After curing the composite materials C1 and C2, the dome shapes M2 and M3 at both ends are cut (1700), and the mandrel M1 is separated from the cured composite materials C1 and C2 (1800). Finally, high speed rotation composite rotors 120 and 220 are obtained.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터(120,220)는 서로 다른 와인딩 각도로 복합재료를 와인딩하여 형성된 제1 레이어(W1) 및 제2 레이어(W2)를 교대로 적층함으로써 다층 레이어를 구현할 수 있다. 이와 같이, 제1 레이어(W1)와 제2 레이어(W2)를 교대로 적층함으로써 제1 레이어(W1)와 제2 레이어(W2)의 경계면에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the uranium enrichment high-speed rotating composite rotors 120 and 220 according to an embodiment of the present invention may form the first layer W1 and the second layer W2 formed by winding the composite material at different winding angles. By stacking alternately, multilayer layers can be implemented. As described above, stress may be prevented from being concentrated on the interface between the first layer W1 and the second layer W2 by alternately stacking the first layer W1 and the second layer W2.

또한, 서로 다른 각도로 복합재료를 와인딩하여 형성된 적어도 2개의 복합재료 레이어를 포함하는 고속 회전용 복합재 로터를 이용함으로써 우라늄-235을 우라늄-238에서 분리하기 위해 고속 회전시키는 경우에도 복합재 로터가 반경 방향으로 뜯겨지거나 길이방향으로 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
In addition, the composite rotor is radially rotated at high speed to separate the uranium-235 from the uranium-238 by using a high-speed rotating composite rotor including at least two composite layers formed by winding the composite at different angles. It can be prevented from being torn or vibrated in the longitudinal direction.

이상과 같이 본 발명의 일실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

120,220: 복합재 로터 W1: 제1 레이어
W2: 제2 레이어 θ1: 제1 와인딩 각도
θ2: 제2 와인딩 각도120,220: composite rotor W1: first layer
W2: second layer θ1: first winding angle
θ2: second winding angle

Claims (17)

소정의 길이를 가지며 중공 형상으로 형성된 고속 회전용 복합재 로터에 있어서,
상기 로터의 길이 방향 강성을 강화하도록 와인딩된 복합재료로 형성된 제1 레이어; 및
상기 로터의 반경 방향 강도를 강화하도록 상기 제1 레이어의 복합재료와 다른 각도로 와인딩된 복합재료로 형성된 제2 레이어;를 포함하며,
상기 제1 레이어의 복합재료는 상기 제2 레이어의 복합재료 보다 작은 각도로 와인딩되고,
상기 제1 레이어는 상기 제2 레이어의 내측에 형성되는 것을 특징을 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
In the high speed rotation composite rotor having a predetermined length and formed in a hollow shape,
A first layer formed of a composite material wound to enhance longitudinal stiffness of the rotor; And
And a second layer formed of a composite material wound at an angle different from that of the composite material of the first layer to enhance radial strength of the rotor.
The composite material of the first layer is wound at an angle smaller than the composite material of the second layer,
And the first layer is formed inside the second layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어는 각각 다층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
The method of claim 1,
Wherein said first layer and said second layer are each laminated in multiple layers.
삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로터가 고속 회전함에 따라 상기 제1 레이어는 상기 제2 레이어 보다 반경 방향으로 더 많이 늘어나는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
The method according to claim 1 or 2,
The high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment, characterized in that as the rotor rotates at a high speed, the first layer extends more radially than the second layer.
제5항에 있어서,
상기 로터가 고속 회전함에 따라 상기 제1 레이어는 상기 로터의 반경 방향으로 팽창하여 상기 제2 레이어와의 접착 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
The method of claim 5,
As the rotor rotates at high speed, the first layer expands in the radial direction of the rotor to maintain an adhesive state with the second layer.
제5항에 있어서,
상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어는 서로 교대로 적층된 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
The method of claim 5,
And the first layer and the second layer are alternately stacked with each other.
제5항에 있어서,
상기 제1 레이어의 복합재료를 θ1의 각도로 와인딩하는 경우에,
상기 제1 레이어는 상기 로터의 회전 중심에 대해 +θ1의 각도로 와인딩된 복합재료 및 상기 로터의 회전 중심에 대해 -θ1의 각도로 와인딩된 복합재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
The method of claim 5,
When winding the composite material of the first layer at an angle of θ1,
The first layer comprises a composite material wound at an angle of + θ1 with respect to the center of rotation of the rotor and a composite material wound at an angle of -θ1 with respect to the center of rotation of the rotor. Composite rotor.
제8항에 있어서,
상기 제2 레이어의 복합재료를 θ2의 각도로 와인딩하는 경우에,
상기 제2 레이어는 상기 로터의 회전 중심에 대해 +θ2의 각도로 와인딩된 복합재료 및 상기 로터의 회전 중심에 대해 -θ2의 각도로 와인딩된 복합재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터.
9. The method of claim 8,
When winding the composite material of the second layer at an angle of θ2,
The second layer comprises a composite material wound at an angle of + θ2 with respect to the center of rotation of the rotor and a composite material wound at an angle of -θ2 with respect to the center of rotation of the rotor. Composite rotor.
제5항에 따른 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터를 제조하는 방법에 있어서,
(a) 소정의 길이 및 중공 형상을 가지는 맨드럴을 회전시키는 단계;
(b) 상기 맨드럴의 외면에 복합재료를 와인딩하여 제1 레이어를 형성하는 단계;
(c) 상기 제1 레이어의 외면에 상기 제1 레이어의 복합재료와 다른 각도로 복합재료를 와인딩하여 제2 레이어를 형성하는 단계;
(d) 상기 와인딩된 복합재료를 경화시키는 단계; 및
(e) 상기 와인딩된 복합재료의 양단 중 적어도 일단을 커팅하는 단계;
를 포함하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
In the method for producing a high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment according to claim 5,
(a) rotating a mandrel having a predetermined length and hollow shape;
(b) winding a composite material on the outer surface of the mandrel to form a first layer;
(c) forming a second layer on the outer surface of the first layer by winding the composite material at an angle different from that of the composite material of the first layer;
(d) curing the wound composite; And
(e) cutting at least one of both ends of the wound composite material;
Method for producing a high speed rotary composite rotor for uranium enrichment comprising a.
제10항에 있어서,
상기 (c) 단계에서는 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해서 상기 제1 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도 보다 큰 각도로 상기 제2 레이어의 복합재료를 와인딩하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
The method of claim 10,
In the step (c), the uranium enrichment fast rotating composite rotor, characterized in that for winding the composite material of the second layer at an angle greater than the angle of winding the composite material of the first layer with respect to the rotation center of the mandrel. Method of preparation.
제11항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 제1 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도를 조절하여 상기 로터의 길이방향 강성을 조절하고,
상기 (c) 단계는 상기 제2 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도를 조절하여 상기 로터의 반경방향 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Step (b) is to adjust the longitudinal stiffness of the rotor by adjusting the winding angle of the composite material of the first layer,
Step (c) is a manufacturing method of the uranium enrichment high-speed rotating composite rotor, characterized in that for controlling the radial strength of the rotor by adjusting the winding angle of the composite material of the second layer.
제12항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 맨드럴이 일정하게 회전하는 상태에서 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료의 이송 속도를 감소시키거나 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료를 일정한 속도로 이송하는 상태에서 상기 맨드럴의 회전 속도를 감소시키면, 상기 맨드럴의 회전 중심에 대한 상기 제1 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도가 작아지고 상기 로터의 길이방향 강성이 증가하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
The method of claim 12,
In the step (b), in the state in which the mandrel rotates constantly, a state in which the feed rate of the composite material is reduced along the longitudinal direction of the mandrel or the composite material is conveyed at a constant speed along the longitudinal direction of the mandrel. Reducing the rotational speed of the mandrel, the angle of winding the composite of the first layer relative to the center of rotation of the mandrel is reduced and the longitudinal stiffness of the rotor is increased Method for manufacturing a rotating composite rotor.
제13항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 맨드럴이 일정하게 회전하는 상태에서 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료의 이송 속도를 증가시키거나 상기 맨드럴의 길이방향을 따라 복합재료를 일정한 속도로 이송하는 상태에서 상기 맨드럴의 회전 속도를 증가시키면, 상기 맨드럴의 회전 중심에 대한 상기 제2 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도가 커지고 상기 로터의 반경방향 강도가 증가하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
The method of claim 13,
In the step (c), in the state in which the mandrel rotates constantly, the feed rate of the composite material is increased along the longitudinal direction of the mandrel or the composite material is transferred at a constant speed along the longitudinal direction of the mandrel. Increasing the rotational speed of the mandrel, the angle of winding the composite of the second layer with respect to the center of rotation of the mandrel is increased and the radial strength of the rotor is increased, the high-speed rotation for uranium enrichment Method for producing a composite rotor.
제14항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 제1 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도가 θ1인 경우에, 상기 맨드럴의 회전 중심 방향과 나란한 제1 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 +θ1의 각도로 복합재료를 와인딩하고,
상기 제1 방향과 방향이 반대인 제2 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 -θ1의 각도로 복합재료를 와인딩하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
The step (b)
When the angle of winding the composite material of the first layer is θ1, the composite material is transferred at an angle of + θ1 with respect to the rotation center of the mandrel while transferring the composite material along a first direction parallel to the direction of rotational center of the mandrel. Winding the material,
Manufacturing a high-speed rotating composite rotor for uranium enrichment, characterized in that for winding the composite material at an angle of -θ1 with respect to the rotational center of the mandrel while transferring the composite material in a second direction opposite the first direction Way.
제15항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 제2 레이어의 복합재료를 와인딩하는 각도가 θ2인 경우에, 상기 제1 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 +θ2의 각도로 복합재료를 와인딩하고,
상기 제2 방향을 따라 복합재료를 이송하면서 상기 맨드럴의 회전 중심에 대해 -θ2의 각도로 복합재료를 와인딩하는 것을 특징으로 하는 우라늄 농축용 고속 회전 복합재 로터의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
The step (c)
When the angle of winding the composite material of the second layer is θ2, the composite material is wound at an angle of + θ2 with respect to the rotational center of the mandrel while transferring the composite material along the first direction,
The manufacturing method of the high-speed rotary composite rotor for uranium enrichment, characterized in that for winding the composite material at an angle of -θ2 with respect to the center of rotation of the mandrel while transporting the composite material along the second direction.
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