KR101349371B1 - 유연한 초전도 전류리드 - Google Patents

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Abstract

한 쌍의 초전도선재 도체측이 접합되어 이루어지는 초전도선재접합부 및, 상기 초전도선재접합부의 양단이 벌려져 이격 간격이 형성된 이격부를 포함하는 초전도선재접합체 및, 상기 이격부의 형상과 대응되게 형성되어 이격부의 내측과 전기적으로 접합되는 접속부가 형성되는 전류단자와, 상기 전류단자의 양측에 구비되어 이격부와 접속부를 밀착시킬 수 있도록 둘로 분할결합되는 보호용 덮개 및, 상기 보호용 덮개의 외주면에 구비되어 보호용 덮개를 결합고정하는 고정링을 포함하는 접속체로 구성되는 것을 특징으로 하여, 기계적인 충격을 유연하게 견딜 수 있으며 더불어 고전류용량을 가지면서 낮은 접합저항과 전류분류를 방지할 수 있는 유연한 초전도 전류리드에 관한 것이다.

Description

유연한 초전도 전류리드 {Flexible superconducting current lead}
본 발명은 유연한 초전도 전류리드에 관한 것으로, 기계적인 충격을 유연하게 견딜 수 있으며, 더불어 고전류용량 및 낮은 접합저항을 가지면서 전류분류를 방지할 수 있는 유연한 초전도 전류리드에 관한 것이다.
일반적으로 초전도 전류리드는 초전도 기기에서 외부로부터 전류를 공급하는 크라이오스타트(저온용기) 내부에 설치되는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 초전도 전류리드는 튜브형 고온초전도 벌크 타입(도 1-a) 및 고온 초전도선재 타입(도 1-b)이 있다. 여기서, 초전도선재를 사용한 초전도 전류리드는 여러 가닥의 초전도 선재와 이를 지지하는 초전도선재지지체(스테인레스 스틸과 같은 열전달이 나쁜 금속 혹은 절연재인 GFRP를 사용함) 및 접속체 2개로 구성된다.
이러한, 초전도 전류리드는 직선 형태를 가지며 열침입을 최소로 하기 위해 약 300mm이상의 길이를 확보해야 하며, 따라서 크라이오스타트의 크기가 필요 이상으로 커져야 하는 문제점이 발생하게 된다.
그리고, 대한민국 등록특허 제10-1091187호에 개시된 초전도 전류리드(도 1-c)는 2세대 고온초전도선재(coated conductor)를 이용하는 것으로서, 이와 같은 고온초전도선재는 Re-123계(희토류계 123, YBa2Cu3Ox, SmBa2Cu3Ox 등) 재료를 사용하여, 자장에 강한 특성을 가지는 동시에 제작 공정상 열전달 특성이 나쁜 기판층을 가지는 초전도선재이다. 따라서, 다각형상의 초전도선재지지체의 둘레를 따라 초전도선재를 결합하고, 초전도선재의 도체측을 금속접합부와 접속되게 하는 구조를 가지는 초전도 전류리드가 개시되어 있다.
이와 같은, 종래의 초전도 전류리드는 직선형태로 접속체와 접속되고, 초전도선재지지체로 인해, 기계적인 충격을 유연하게 완화하지 못하여 초전도 전류리드의 손상 및 수명이 단축되는 문제점이 있어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기계적인 충격을 유연하게 완화할 수 있으며, 더불어 고전류용량과 낮은 접합저항 및 전류분류를 방지할 수 있도록, 초전도선재와 전류단자의 최적화된 접합구조를 가지는 유연한 초전도 전류리드를 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유연한 초전도 전류리드는, 초전도 전류리드에 있어서, 한 쌍의 초전도선재 도체측이 접합되어 이루어지는 초전도선재접합부 및, 상기 초전도선재접합부의 양단이 벌려져 이격 간격이 형성된 이격부를 포함하는 초전도선재접합체 및, 상기 이격부의 형상과 대응되게 형성되어 이격부의 내측과 전기적으로 접합되는 접속부가 형성되는 전류단자와, 상기 전류단자의 양측에 구비되어 이격부와 접속부를 밀착시킬 수 있도록 둘로 분할결합되는 보호용 덮개 및, 상기 보호용 덮개의 외주면에 구비되어 보호용 덮개를 결합고정하는 고정링을 포함하는 접속체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보호용 덮개는 전류단자의 상하 또는 좌우측에 구비되는 것을 특징으로 한다.
이러한, 상기 전류단자의 접속부는 폭을 연장하여 복수의 초전도선재접합체가 병렬로 접합 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은, 상기 전류단자에 구비되는 보호용 덮개는 둘로 분할결합되는 원통 또는 장방체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호용 덮개의 외주면에 구비되는 고정링은 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 보호용 덮개의 사이에는 초전도선재접합체를 보호할 수 있도록 유연한 보호용 튜브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
기계적인 충격을 유연하게 완화하는 구조의 고전류용량을 가지는 초전도 전류리드를 제공함으로써, 초전도 전류리드의 손상을 방지하고 수명을 연장할 수 있게 되는 이점이 있다.
그리고, 초전도 전류리드의 설치 위치가 한 평면상에 직선형태로 위치하지 않아도 결합이 가능하여, 크라이오스타트 내부에 원하는 형상으로 배치가 가능해 진다. 이와 더불어, 초전도 전류리드의 길이 면에서도 약간의 여유를 가질 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 초전도 전류리드를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 유연한 초전도 전류리드를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 A를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 유연한 초전도 전류리드를 90°회전하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 유연한 초전도 전류리드에 구비되는 전류단자의 폭이 연장되어 적용되는 것을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 유연한 초전도 전류리드의 구성을 자세히 살펴보기로 한다. 상기 도 2는 본 발명에 따른 초전도 전류리드를 나타낸 사시도 및 분해사시도 이며, 도 3은 도 2에 도시된 A를 확대하여 나타낸 확대도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유연한 초전도 전류리드는 초전도선재접합체(100) 및 접속체(200)으로 구성된다.
먼저, 상기 초전도선재접합체(100)는 초전도선재접합부(110) 및 이격부(130)를 포함하여 이루어진다. 상기 초전도선재접합부(110)는 한 쌍의 초전도선재(111)의 도체측이 접합되어 이루어진다. 즉, 초전도선재(111)의 도체측이 내측으로 상호 대향되게 접합되는 것으로, 이로 인해 낮은 접합저항을 가질 수 있으며 전류분류 문제를 방지할 수 있게 된다. 또한, 초전도선재(111)의 고강도 기판측이 외측으로 배치되어 기계적인 충격을 유연하게 견딜 수 있게 된다.
그리고, 상기 이격부(130)는 한 쌍의 초전도선재(111)의 도체측이 접합되어 이루어지는 초전도선재접합부(110)의 양단이 벌려져 이격 간격이 형성되는 것으로, 즉, 접합된 초전도선재(111) 양단의 이격 간격이 점진적으로 커지도록 벌림으로써, 후술되는 접속부(211)와 초전도선재(111)의 도체측이 접합될 수 있게 한다.
다음으로, 상기 접속체(200)는 전류단자(210)와 보호용 덮개(230) 및 고정링(250)을 포함하여 이루어진다. 상기 전류단자(210)는 외부의 초전도기기와 연결되는 것으로, 상기 이격부(130)의 형상과 대응되게 형성되어 이격부(130)의 내측 접합되며, 바람직하게는 솔드링과 같은 전기적 접합에 의해 접합된다. 상기 이격부(130)의 내측과 접속부(211)를 접합시킴으로써, 전류분류를 방지하고 접합저항을 최소화할 수 있는 접합구조를 가지게 된다.
이어서, 상기 보호용 덮개(230)는 전류단자(210)의 양측에 구비되어 이격부(130)와 접속부(211)를 밀착시킬 수 있도록 둘로 분할결합된다. 즉, 원통형으로 형성되되 둘로 분할되는 보호용 덮개(230)의 내측 형상을 이격부(130)와 접속부(211)가 접합되어진 전류단자(210)의 상하측에 밀착가능하도록 형성하여, 보호용 덮개(230)를 전류단자(210)의 상하측에 밀착시키면 분할된 보호용 덮개(230)가 상호 결합된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 보호용 덮개(230)는 이격부(130)와 접속부(211)가 접합되어진 전류단자(210)의 좌우측(도 4는 도 2를 90°회전시켜 도시하였으므로 좌우측으로 서술함)에 구비되어 이격부(130)와 접속부(211)를 밀착되게 할 수 있다. 이러한, 보호용 덮개(230)는 구리 또는 알루미늄 또는 FRP 재질로 형성되어 전기적으로 접합된 이격부(130)와 접속부(211)를 외력 및 기계적인 충격으로부터 보호할 수 있게 된다.
또한 상기 보호용 덮개(230)의 사이에는, 유연하고 열전도도가 나쁜 절연재질로 제작되는 유연한 보호용 튜브(300)가 구비되어 초전도선재접합체(110)를 보호할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 유연한 보호용 튜브(300)는 보호용 덮개(230) 사이에 구비되거나, 보호용 덮개(300)와 초전도선재접합체(110)를 에워싸도록 형성하여 초전도선재접합체(110)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있게 된다.
그리고, 상기 고정링(250)은 전류단자(210)에 밀착된 보호용 덮개(230)의 외주면에 구비되어 결합된 보호용 덮개(230)를 결합고정할 수 있게 한다. 이러한 고정링(250)은 보호용 덮개(230)의 형상과 대응되게 제작되며, 적어도 하나 이상의 복수로 보호용 덮개(230)의 외주면에 구비되어, 보호용 덮개(230)의 결합고정을 견고히 할 수 있게 된다.
마지막으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전류단자(210)의 접속부(211)의 폭을 연장하여 복수의 초전도선재접합체(100)가 병렬로 평행하게 접합가능하게 됨으로써, 고전류용량 및 낮은 접합저항을 가지며 더불어 전류분류를 방지할 수 있는 유연한 초전도 전류리드를 구현할 수 있게 된다. 여기서, 상기 접속부(211)의 폭이 연장되어 넓어짐에 따라 보호용 덮개(230) 또한 둘로 분할결합되는 장방체로 형성되게 하여 전류단자의 양측에 구비될 수 있다.
이상과 같이, 기계적인 충격을 유연하게 견딜 수 있고, 더불어 고전류용량과 낮은 접합저항을 가지며, 더불어 전류분류를 방지할 수 있는 초전도선재와 전류단자의 최적화된 접합구조를 가지는 유연한 초전도 전류리드를 제공하는 것을 기본적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에게 있어서 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
100: 초전도선재접합체 110: 초전도선재접합부
111: 초전도선재 130: 이격부
200: 접속체 210: 전류단자
211: 접속부 230: 보호용 덮개
250: 고정링 300: 유연한 보호용 튜브

Claims (6)

  1. 초전도 전류리드에 있어서,
    한 쌍의 초전도선재(111) 도체측이 접합되어 이루어지는 초전도선재접합부(110) 및, 상기 초전도선재접합부(110)의 양단이 벌려져 이격 간격이 형성된 이격부(130)를 포함하는 초전도선재접합체(100); 및,
    상기 이격부(130)의 형상과 대응되게 형성되어 이격부(130)의 내측과 전기적으로 접합되는 접속부(211)가 형성되는 전류단자(210)와, 상기 전류단자(210)의 양측에 구비되어 이격부(130)와 접속부(211)를 밀착시킬 수 있도록 둘로 분할결합되는 보호용 덮개(230) 및, 상기 보호용 덮개(230)의 외주면에 구비되어 보호용 덮개(230)를 결합고정하는 고정링(250)을 포함하는 접속체(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 유연한 초전도 전류리드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호용 덮개(230)는 전류단자(210)의 상하 또는 좌우측에 구비되는 것을 특징으로 하는 유연한 초전도 전류리드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류단자(210)의 접속부(211)는 폭을 연장하여 복수의 초전도선재접합체(100)가 병렬로 접합 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 유연한 초전도 전류리드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전류단자(210)에 구비되는 보호용 덮개(230)는 둘로 분할결합되는 원통 또는 장방체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유연한 초전도 전류리드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호용 덮개(230)의 외주면에 구비되는 고정링(250)은 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유연한 초전도 전류리드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호용 덮개(230)의 사이에는 초전도선재접합부(110)를 보호할 수 있도록 유연한 보호용 튜브(300)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유연한 초전도 전류리드.
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