KR101468312B1 - 초전도 코일 및 그의 유도가열장치 - Google Patents

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박민원
유인근
최종호
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 초전도 코일 및 그의 유도 가열 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초전도 코일은, 길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 슬롯이 형성되는 레이스 트랙 형상을 갖는 몸체의 상/하 직선부; 및 상기 상/하 직선부로부터 연장되는 좌/우 연장부를 포함하고, 상기 좌/우 연장부는 상/하 직선부에서 일정 각도만큼 절곡되게 형성되는 초전도 코일을 제공하거나, 또는 길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 슬롯이 형성되는 레이스 트랙 형상을 갖는 몸체를 포함하고, 상기 몸체는 초전도 선재의 b-축 방향의 굽힘 특성을 이용하여 호 형상으로 휘어져서 형성되는 초전도 코일을 제공한다. 이와 같은 초전도 코일을 이용하여 유도 가열 장치를 제작할 경우, 본 발명은 종래의 레이스 트랙 타입의 초전도 코일에 비해 초전도 구입 비용을 절감하면서도 자기장은 1.5 내지 2 배 정도 더 많이 발생시키는 이점이 있다.

Description

초전도 코일 및 그의 유도가열장치{Superconductor coil and Induction heating machine thereof}
본 발명은 초전도 코일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 레이스 트랙(Race track) 형상의 초전도 코일(superconductor coil)과 동일한 조건의 초전도 선재를 사용하더라도 자기장이 1.5 ~ 2 배 이상 높게 나타날 수 있도록 초전도 코일의 형상이 변경된 초전도 코일 및 그의 유도가열장치에 관한 것이다.
초전도체는 극저온에서 전기적 저항이 '0'(zero)이 되는 소자이다. 이는 기존의 구리(cu) 도체와 비교했을 때 고자장, 저손실, 그리고 소형화라는 이점을 제공하기 때문에, 이미 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.
초전도 코일은 이러한 초전도체를 이용하여 만든 코일이다. 초전도 코일은 MRI, NMR, 입자가속기, 자기분리장치 등에 사용되어 효율과 성능을 향상시킨다. 또한 전력 케이블과 초전도 변압기, 초전도 모터 등과 같이 산업 전반에 걸쳐 그 응용기술이 지속적으로 연구되고 있다. 응용분야 중의 하나로서 철강 산업분야에 적용되기도 한다. 철강 산업분야에서는 대용량 유도가열장치에 대한 연구 개발이 활발하다.
유도가열장치를 위한 가열방식은 AC 유도가열과 DC 유도가열로 구분할 수 있다.
AC 유도가열은 시변 자기장을 생성하기 위해 구리 코일에 AC 전류를 인가하는 방식이다. 하지만, AC 유도가열은 구리 코일을 사용하기 때문에 그 구리 코일의 저항에 의한 발열로 시스템 전체 에너지 효율이 50 ~ 60% 정도밖에 되지 않는다. 따라서 구리 코일 대신 초전도 코일을 사용하기도 한다. 이는 에너지 변환 효율을 향상시키기 위함이다.
그렇지만 통산 초전도 코일의 재료인 초전도 선재는 교류전류의 통전 하에서 자화손실이 발생하는 단점이 있다. 이는 극저온 운전환경에서 초전도 상태를 유지하기 위한 냉각이 반드시 필요함을 의미하고, 그렇기 때문에 냉각장치의 설비 비용과 함께 운전비용이 증대되는 문제점을 안고 있다.
반면 DC 유도가열은 초전도 코일에 DC 전류를 인가하여 균일한 자기장을 발생시키고 상기 자기장 내에서 제품을 모터로 강제회전시켜 가열하는 방식이다. 이러한 DC 유도가열은 DC 전류를 사용하여 초전도 코일의 열 손실을 발생시키지 않으면서도 유도가열장치의 전체 시스템 효율을 90% 이상 향상시킬 수 있다는 이점을 가진다. 또한 초전도 코일에서 발생하는 자기장의 제곱에 비례하여 에너지가 전달되기 때문에 가열 대상 제품에 대한 가열 시간을 단축할 수 있어 생산성이 더욱 향상되는 이점이 있다.
이에 유도가열장치는 DC 유도 가열방식이 많이 적용되고 있으며, 아울러 DC 유도 가열방식을 위한 초전도 코일로서 레이스트랙 타입의 초전도 코일이 많이 사용되고 있다.
도 1에는 이러한 레이스 트랙 타입의 초전도 코일을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 1을 보면, 중앙에 가열 대상 제품(1)이 위치하고, 그 가열 대상 제품(1)의 측면에 레이스 트랙 타입 형상의 초전도 코일(10)이 위치하고 있다. 초전도 코일(10)은 가열 대상 제품(1)의 측면에 서로 대칭되도록 한 쌍으로 제공된다.
이와 같은 가열 대상 제품(1) 및 초전도 코일(10)은 극저온 용기에 수납된 상태에서 가열 대상 제품(1)을 회전시키고 초전도 코일(10)에 DC 전류를 공급함으로써 자기장을 획득하게 된다.
하지만, 주지된 바와 같이 초전도 코일(10)의 재료로 사용되는 초전도 선재는 그 가격이 매우 비싸다. 따라서 이를 이용하여 유도 가열 장치를 제조할 경우 초전도 선재의 구입 비용만큼 유도 가열 장치의 제조 비용이 증가할 수밖에 없다.
그렇기 때문에, 동일한 조건에서 초전도 선재를 더 적게 사용하더라도 원하는 용량의 유도 가열 장치를 제조하는 방안이 모색되고 있다. 물론 상기의 레이스 트랙 타입의 초전도 코일(10)도 작은 크기에서 많은 자기장을 발생시키도록 그 형상을 특정하고 있다.
그러나 레이스 트랙 타입의 초전도 코일(10)보다 동일한 사이즈로 제조되더라도 더 많은 자기장을 발생시킬 수 있다면 초전도 선재의 구입 비용과 함께 유도 가열 장치의 제조 비용도 절감할 수 있을 것이다.
일본공개특허공보 JP 2011-091094 한국공개특허공보 KR 2012-0052166
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 레이스 트랙 타입의 초전도 코일에 비해 초전도 선재 구입 비용을 절감하면서도 더 많은 자기장을 발생시킬 수 있도록 초전도 코일의 형상을 변경한 초전도 코일을 제공하는 것이다. 즉 초전도 코일의 형상을 변경하여 초전도 선재의 특성을 개선하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 초전도 선재의 특성이 개선된 초전도 코일을 이용하여 제조된 유도 가열 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 슬롯이 형성되는 레이스 트랙 형상을 갖는 몸체; 상기 몸체를 구성하는 상/하 직선부; 및 상기 상/하 직선부로부터 연장되는 좌/우 연장부를 포함하고, 상기 좌/우 연장부는 상/하 직선부에서 일정 각도만큼 절곡되어 형성되는 초전도 코일을 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 길이 방향으로 길게 형성되고 내부에 슬롯이 형성되는 레이스 트랙 형상을 갖는 몸체를 포함하고, 상기 몸체는 초전도 선재의 b-축 방향의 굽힘 특성을 이용하여 호 형상으로 휘어져서 형성되는 초전도 코일을 제공한다.
상기 몸체는 최소 굽힘 반지름이 700 mm이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기와 같이 레이스 트랙 형상의 몸체가 상/하 직선부 및 상/하 직선부와 일정 각도로 절곡된 좌/우 연장부가 일체로 구성된 초전도 코일 또는 레이스 트랙 형상의 몸체가 b-축 방향의 굽힘 특성에 따라 호 형상으로 휘어지는 한 쌍의 초전도 코일; 상기 초전도 코일 사이에 위치하는 가열 대상 제품; 및 상기 가열 대상 제품을 회전시키는 구동 수단을 포함하는 유도 가열 장치를 제공한다.
상기 초전도 코일, 가열 대상 제품 및 구동 수단은 극저온 냉동기 내에 장착되고, 상기 극저온 냉동기는 내부 크라이오스탯(inner cryostat) 및 외부 크라이오스탯(outer cryostat)으로 이루어진다.
상기 초전도 코일과 상기 가열 대상 제품 사이의 최소 거리는 50mm 이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 코일 및 그를 이용한 유도 가열 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 실시 예는 종래의 레이스 트랙 타입 형태의 초전도 코일의 형상을 변경하였다. 즉 레이스 트랙 타입의 초전도 코일의 양 단부의 일부를 일정 각도로 절곡시키거나 그 초전도 코일을 b-축 방향의 굽힘 특성을 이용하여 호 형상이 되도록 휘어지게 형성하였다.
이처럼 형상 변경된 초전도 코일을 종래의 레이스 트랙 타입의 초전도 코일과 자기장 크기를 실험한 결과, 대략 1.5 내지 2배 정도 더 크게 발생하는 것이 확인되었다.
따라서 본 실시 예는 초전도 선재를 적게 사용하더라도 기존과 같이 동일한 용량의 유도 가열 장치를 제작할 수 있게 됨으로써, 초전도 선재의 구입 비용절감 및 유도 가열 장치를 더 값싸게 제작할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 결국 가격 경쟁력이 향상되는 이점을 기대할 수 있다.
도 1은 일반적인 레이스 트랙 타입의 초전도 코일을 설명하는 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초전도 코일을 설명하는 도면
도 3은 도 2의 초전도 코일을 적용한 직류 유도 가열 장치의 개념도
도 4는 도 2의 초전도 코일과 종래 레이스 트랙 타입의 초전도 코일에서 생성된 자기장이 제품에 실제로 걸리는 자기장을 서로 비교한 그래프
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 초전도 코일을 설명하는 도면
도 6은 도 5의 초전도 코일을 제조하는 초전도 선재에 대한 굽힘 특성을 설명하는 도면
도 7은 도 5의 초전도 코일과 종래 레이스 트랙 타입의 초전도 코일에서 생성된 자기장이 제품에 실제로 걸리는 자기장을 서로 비교한 그래프
본 발명은 종래보다 초전도 선재의 구입 비용을 절감하면서도 더 많은 자기장을 발생시킬 수 있도록 그 형상이 변경된 초전도 코일을 제공하는 것과, 또한 초전도 코일을 이용하여 원하는 용량의 유도 가열 장치를 저렴하게 제조할 수 있는 것에 기술적 특징이 있다.
그리고 본 실시 예의 유도 가열 장치는 직류(DC) 유도 가열 장치를 말하고 있다. 유도 가열 장치는 균일한 자장 내에서 가열 대상 제품을 회전시켜 원하는 온도까지 가열하는 장치를 말한다. 상기 균일한 자장은 초전도 코일에 DC 전류가 공급되면 얻을 수 있고, 초전도 코일에서 발생하는 자기장이 클수록 더 큰 에너지 전달이 가능해진다. 물론 자기장은 초전도 코일에 흐르는 전류, 턴 수, 코일의 개수에 비례하여 증가하고 가열 대상 제품과의 거리에 반비례하여 감소한다. 따라서 초전도 코일과 가열 대상 제품과의 거리가 가까울수록 더 큰 자기장을 얻을 수 있고 전달 가능한 에너지가 크게 되는 것이다. 즉 초전도 코일의 형태에 따라 최대 자기장의 크기가 달라지기 때문에, 본 실시 예는 종래 레이스 트랙 타입의 초전도 코일 대비 더 큰 자기장 크기를 얻을 수 있도록 초전도 코일의 형상을 변경하여 최적의 초전도 코일과 유도 가열 장치를 제안하는 것이다.
이하 본 발명에 의한 초전도 코일 및 유도 가열 장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초전도 코일을 설명하는 도면이다. 도 2를 살펴보면, 중앙에 가열 대상 제품(1)이 위치한다. 가열 대상 제품(1)은 비 자성체로서 알루미늄, 구리 등이 된다. 실시 예에서 가열 대상 제품(1)은 직경 80mm, 길이 300mm, 무게 4.1kg의 크기이다.
가열 대상 제품(1)을 중앙으로 하여 서로 대칭되게 한 쌍의 초전도 코일(100)이 위치한다. 초전도 코일(100)의 형상에 대해서는 서로 동일한 초전도 코일이 한 쌍으로 제공되기 때문에 그 중 하나의 초전도 코일에 대해서만 언급하기로 한다.
초전도 코일(100)은 그 외형과 골격을 몸체(110)가 형성한다. 몸체(110)는 길이 방향으로 길게 형성되는 상/하 직선부(112)와, 상/하 직선부(112)로부터 연장되는 좌/우 연장부(114)가 일체로 형성된다. 이때 좌/우 연장부(114)는 상/하 직선부(112)로부터 연장될 때 일정 각도만큼 절곡되어 연장이 된다.
초전도 코일(100)을 펼치게 되면 종래 기술에서 언급한 레이스 트랙 타입의 초전도 코일 형상이 될 수 있다. 즉 종래의 레이스트랙 타입의 초전도 코일과 비교하면 그 초전도 코일의 선단과 후단이 일정 각도로 절곡된 형상을 가진다는 점에서 차이가 있다. 상기와 같은 구조를 가지는 제1 실시 예에 따른 초전도 코일을 이하에서는 '접시형 초전도 코일'이라고 칭하기로 한다.
그리고, 상기의 구성을 가지는 접시형 코일(100)을 이용하여 유도 가열 장치를 제조하기 위한 개략적인 구성도는 도 3에 도시하고 있다.
도 3을 보면, 유도 가열 장치(200)는, 외부로부터 열 침입을 차단하기 위하여 극저온 냉동기(210)가 제공된다. 극저온 냉동기(210)는 초전도 선재가 초전도 성질을 유지하기 위한 최소한의 조건을 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 극저온 냉동기는 내부 크라이오스탯(inner cryostat)(212)과 외부 크라이오스탯(outer cryostat)(214)으로 구성된다. 상기 극저온 냉동기(210)는 일반적으로 저온환경을 만들고 유지하기 위한 장치이다.
극저온 냉동기(210) 내에 가열 대상 제품(1)이 위치한다. 가열 대상 제품(1)은 일 측이 구동 모터(230)의 모터 축과 연결되고, 구동 모터(230)의 구동에 의해 일정 속도로 회전하게 된다. 물론 가열 대상 제품(1)은 별도의 브라켓 등에 의해 일체로 설치되어야 할 것이다.
가열 대상 제품(1)의 상단과 하단에 접시형 초전도 코일(100)이 각각 제공된다. 접시형 초전도 코일(100)은 가열 대상 제품(1)과 일정 거리(d)만큼 이격되어 설치된다.
이와 같이 제1 실시 예에 따른 접시형 초전도 코일을 적용하여 유도 가열 장치를 제조하고, 실험을 통해 종래 레이스트랙 타입의 초전도 코일과 자기장 크기를 비교하였다.
실험 조건은 가열 대상 제품(1)의 크기는 전술한 바와 같이 직경 80mm, 길이 300mm, 무게 4.1kg의 크기이다. 그리고 레이스트랙 타입의 초전도 코일과 접시형 초전도 코일의 길이는 동일하고 다만 그 형상이 상기와 같이 상이하게 구성하였다. 또한 가열 대상 제품(1)과 접시형 초전도 코일(100)과의 거리(d, 도 3 참조)는 50mm로 하였다. 그리고 자기장 크기는 유한요소해석기법(Finite Element Method)을 활용하였으며, 가열 대상 제품(1)의 중심에서 측정하였다. 아울러 운전전류는 레이스 트랙 타입의 초전도 코일이 104[A](Iop/Ic : 0.8), 35k 이고, 접시형 초전도 코일이 80[A](Iop/Ic : 0.8), 35k 이다.
실험 결과는 도 4와 같다. 도 4의 a는 레이스트랙 타입의 초전도 코일에서 생성된 자기장이 가열 대상 제품에 실제로 걸리는 자기장의 크기를 보인 그래프이고, 도 4의 b는 접시형 초전도 코일에서 생성된 자기장이 가열 대상 제품에 실제로 걸리는 자기장의 크기를 보인 그래프이다.
이는 다음 표 1과 같이 정리될 수 있다.
초전도 코일 형상 최대 자기장 [T]
레이스트랙 타입 초전도 코일 0.28 ~ 0.31
접시형 초전도 코일 0.43
이를 보면, 접시형 초전도 코일(100)에서 가열 대상 제품(1)에 가해지는 자기장이 약 1.5 배 높게 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이는 다시 말해 종래와 동일한 용량의 유도 가열 장치를 제조할 경우 초전도 선재의 구입 비용을 대략 30% 정도 더 절감할 수 있음을 의미하기 때문에 그만큼 유도 가열 장치의 제작 비용을 2배 이상 절감할 수 있는 것이다.
한편, 접시형 초전도 코일(100)과 비교되는 종래 레이스 트랙 타입의 초전도 코일은 다음 표 2의 사양을 갖는다.
레이스 트랙 타입 초전도 코일 사양
직선구간 350mm
가열 대상 제품과의 거리 50mm
코일 내경 148.78mm
코일 외경 236.28mm
턴 수 350
코일 갯수(Double pancake) 2
사용된 전체 길이 786mm
상기의 레이스 트랙 타입의 초전도 코일 사양은 아래에서 설명하는 제2 실시 예의 레이스 트랙 타입 초전도 코일에도 동일하게 적용된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 초전도 코일을 설명하는 도면이다.
도 5에서와 같이 초전도 코일(300)은 그 외형과 골격을 몸체(310)가 형성한다. 즉 몸체(310)가 초전도 코일(300)이 된다. 물론 초전도 코일(300)의 몸체(310)를 직선부, 직선부와 일체로 형성된 연장부로 구분할 수 있지만, 실질적으로 평면상에서 봤을 때는 레이스 트랙 타입의 초전도 코일과 유사하기 때문에, 구분하지 않기로 한다.
다만, 초전도 코일(300)은 몸체(310)가 전체적으로 호 형상으로 휘어지게 형성되어 있는 것이다. 이때 몸체(310)는 b-축 방향으로 굽어지고 있으며 최소 굽힘 반지름은 700mm이다. 여기서 초전도 선재의 굽힘 특성을 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다. 굽힘 특성은 a, b, c 축과 같은 3가지 방향 중 a-축 및 b-축의 2가지 방향에서의 최소 굽힘 특성이 있다. 그 중 a-축 방향의 굽힘 특성은 초전도 코일의 내경을 결정한다. 반면 b-축 방향의 굽힘 특성은 자기장과 관련이 있다. 따라서 제2 실시 예는 상기 b-축 방향의 굽힘 특성을 이용하였다. 따라서 초전도 코일의 형상이 결정되고 최대 자기장 크기도 달라질 수 있다.
제2 실시 예에 따른 초전도 코일을 이하에서는 '나팔형 초전도 코일'이라고 칭하기로 한다.
상기 나팔형 초전도 코일(300)을 이용하여 유도 가열 장치를 제조하기 위한 개략적인 구성도는 전술한 제1 실시 예에서 설명한 유도 가열 장치와 동일하다. 즉, 외부로부터 열 침입을 차단하기 위하여 내부 크라이오스탯(inner cryostat)과 외부 크라이오스탯(outer cryostat)로 구성된 극저온 냉동기가 제공되고, 극저온 냉동기 안에 가열 대상 제품 및 가열 대상 제품의 상단과 하단에 나팔형 초전도 코일이 위치한다. 또한 가열 대상 제품은 구동 모터에 의하여 일정 속도로 회전하는 구성이다.
이와 같이 제2 실시 예에 따른 나팔형 초전도 코일(300)을 적용하여 유도 가열 장치를 제조하고, 실험을 통해 종래 레이스트랙 타입의 초전도 코일과 자기장 크기를 비교하였다.
우선, 실험 조건은 가열 대상 제품의 크기는 직경 80mm, 길이 300mm, 무게 4.1kg이다.
또한 나팔형 초전도 코일(300)을 제조하기 위한 초전도 선재는 폭 4mm, 두께 0.125mm, 임계전류(35[K])는 444[A], 운전온도 35[K]의 사양을 갖는다. 그리고 이와 같은 초전도 선재를 이용하여 제작된 나팔형 초전도 코일의 사양은 다음 표 3과 같다.
나팔형 초전도 코일 사양
Hard-way 굽힘 반경(b-축) 700mm
직선구간 350mm
가열 대상 제품과의 거리 50mm
코일 내경 148.78mm
코일 외경 236.28mm
턴 수 350
코일 갯수 (Double pancake) 2
전체 길이 786mm
상기 표 2와 표 3을 보면 사양은 동일하고 다만 나팔형 초전도 코일이 굽힘 반경이 존재한다는 것만 차이가 있음을 알 수 있다.
이와 같은 레이스 트랙 타입의 초전도 코일과 제2 실시 예의 나팔형 초전도 코일(300)과의 실험 결과는 도 7과 같다.
도 7을 보면, a는 기존의 레이스 트랙 타입의 초전도 코일에서 생성된 자기장이 가열 대상 제품에 실제로 걸리는 자기장의 크기를 보인 그래프이고, b는 나팔형 초전도 코일에서 생성된 자기장이 가열 대상 제품에 실제로 걸리는 자기장의 크기를 보인 그래프이다.
실험 결과에 따른 값은 다음 표 4와 같이 정리될 수 있다.
초전도 코일 형상 최대 자기장 [T] 임계전류 [A] (35[K]) 운전전류 [A]
(임계전류의 80%)
레이스 트랙 타입
초전도 코일		 0.28 130.1 104.1
나팔형 초전도 코일 0.63 87.9 70.3
상기 표 4를 확인하면, 제2 실시 예에 따른 나팔형 초전도 코일(300)이 기존의 레이스 트랙 타입 초전도 코일보다 자기장이 대략 2배 더 높게 발생하고 있음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 레이스 트랙 타입의 초전도 코일의 형상을 변경하여 본 발명과 같이 접시형 초전도 코일 및 나팔형 초전도 코일로 제작하였다. 이렇게 형상 변경된 접시형/나팔형 초전도 코일은 상기 레이스 트랙 타입의 초전도 코일과 동일한 사이즈로 제조된 경우에 자기장이 1.5 배 내지 2배 이상 크게 발생하고 있음이 확인되었다. 따라서 초전도 선재의 구입 비용을 절감할 수 있고 이에 유도 가열 장치의 제조 비용도 절감할 수 있게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 접시형 초전도 코일 200 : 유도 가열 장치
210 : 극저온 냉동기 230 : 구동 모터
300 : 나팔형 초전도 코일

Claims (6)

  1. 길이 방향으로 길게 형성되되 서로 대칭되는 상/하 직선부;
    상기 상/하 직선부의 양 끝단에 형성되는 좌/우 연장부;
    상기 상/하 직선부와 상기 좌/우 연장부를 구분하며, 가열 대상 제품의 끝단 과 대응되는 위치에 형성되는 절곡부를 포함하고,
    상기 상/하 직선부와 상기 좌/우 연장부는 상기 절곡부에 의해 일정 각도로 절곡되어, 상기 가열 대상 제품에 가해지는 자기장이 레이스 트랙 형상의 초전도 코일보다 더 크게 제공되는 초전도 코일.
  2. 레이스 트랙 형상이면서 b-축 방향의 굽힘 특성을 이용하여 호 형상으로 휘어져서 형성되는 몸체를 포함하며,
    휘어지지 않은 레이스 트랙 형상의 초전도 코일보다 가열 대상 제품에 가해지는 자기장이 더 크게 제공되는 초전도 코일.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 몸체는 최소 굽힘 반지름이 700 mm인 초전도 코일.
  4. 길이 방향으로 길게 형성되되 서로 대칭되는 상/하 직선부, 상기 상/하 직선부의 양 끝단에 형성되는 좌/우 연장부, 상기 상/하 직선부와 상기 좌/우 연장부를 구분하며, 가열 대상 제품의 끝단과 대응되는 위치에 형성되는 절곡부를 포함하고, 상기 상/하 직선부와 상기 좌/우 연장부는 상기 절곡부에 의해 일정 각도로 절곡되어 상기 가열 대상 제품에 가해지는 자기장이 레이스 트랙 형상의 초전도 코일보다 더 크게 제공되는 초전도 코일, 또는 레이스 트랙 형상이면서 b-축 방향의 굽힘 특성을 이용하여 호 형상으로 휘어져서 형성되는 몸체를 포함하며, 휘어지지 않은 레이스 트랙 형상의 초전도 코일보다 가열 대상 제품에 가해지는 자기장을 더 크게 제공하는 초전도 코일; 및
    상기 초전도 코일 사이에 위치하는 상기 가열 대상 제품을 회전시키는 구동수단을 포함하는 유도 가열 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 초전도 코일, 가열 대상 제품 및 구동 수단이 장착되는 극저온 냉동기를 포함하고,
    상기 극저온 냉동기는 내부 크라이오스탯(inner cryostat) 및 외부 크라이오스탯(outer cryostat)으로 구성되는 유도 가열 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 초전도 코일과 상기 가열 대상 제품 사이의 최소 거리는 50mm 인 유도 가열 장치.
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