KR102018877B1 - 복사 차폐막 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복사 차폐막 지지구조를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막의 측부에 플렉서블한 금속재질의 냉각 플레이트를 연결시키는 한편, 냉각 플레이트에 열변형을 지지하는 비전도성 부재를 구성한 것이며, 이에따라 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막과 보빈의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 함은 물론, 요크의 외주면과 일정간격을 유지하는 복사 차폐막을 견고하게 지지하면서 요크를 통해 복사 차폐막으로 전도되는 복사열을 효과적으로 차단하여 복사열에 의한 냉동 부하 증가를 방지하면서 냉각기를 추가 설치해야 하는 등의 경제적 부담을 최소화할 수 있는 것이다.

Description

복사 차폐막 지지구조{Support structure of radiation shield}

본 발명은 복사 차폐막 지지구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막과 보빈의 냉각을 가능하게 함은 물론, 요크의 외주면과 일정간격을 유지하는 복사 차폐막을 견고하게 지지하면서 요크를 통해 복사 차폐막으로 전도되는 복사열을 효과적으로 차단할 수 있도록 하는 복사 차폐막 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로, 초전도 회전기란 구리선 대신에 초전도선을 사용하여 초전도선재를 구성하는 것이다.

상기 초전도선을 이용하여 초전도 회전기를 구성함으로써, 초전도 회전기는 기존의 상전 모터 내지 발전기에 비해 손실을 반으로 줄일 수 있으며, 동일 크기에 비해 2배의 용량을 생산할 수 있다.

상기 초전도 회전기는 외부로부터 공급되는 냉매를 이용하여 초전도 회전기의 내부를 냉동시킬 수 있는 냉극봉이 회전축의 내부에 설치되고, 상기 회전축의 외면에는 서로 다른 직경으로 이루어진 회전내통과 회전외통이 결합된다.

그리고, 상기 회전내통에는 초전도선으로 이루어진 초선도코일(HTS 코일)이 감겨져 있는 초전도 선재가 장착되어 있다.

또한, 요크에 설치되는 복사 차폐막은 복사열을 차단하기 위하여 여러 방식으로 이루어진 냉동기가 설치 구성된다.

그러나, 종래에는 복사 차폐막으로 전도에 의한 열침투를 차단하도록 여러 방식의 극저온 냉동기를 연결하였지만, 복사열의 양은 온도의 4제곱에 비례하기 때문에 복사 차폐막으로의 열침투를 차단하기 위한 극저온 냉동기의 냉동 성능에 대한 한계로 인해 열침투가 효과적으로 차단되지 못하였다.

특히, 복사 차폐막으로의 열침투를 효과적으로 차단하기 위해서는 극저온 냉동기의 냉각 온도가 지속적으로 70K~80K를 유지해야 하지만, 종래에는 극저온 냉동기의 냉동 성능 한계로 인해 70K~80K의 냉각 온도를 지속적으로 유지하지 못하는 단점이 있고, 이에따라 복사 차폐막으로의 열침투가 효과적으로 차단되지 못하였으며, 열침투를 차단시킨다 하더라도 그 차단은 극히 제한적으로 이루어질 수 밖에 없었다.

이에따라, 종래에는 첨부된 도 1에서와 같이 복사 차폐막의 측부에 플렉서블(Flexible)한 금속재질(예; 구리)로서 다층 구조를 이루는 냉각 플레이트(예; 구리)(100)를 설치하는 한편, 상기 냉각 플레이트(100)에 냉각기와 연결되는 연결체를 연결함으로써, 상기 복사 차폐막과 그 내부에 위치하는 보빈을 냉각시키면서 복사 차폐막으로 요크를 통해 이루어지는 전도에 의한 열침투를 차단하도록 하였다.

그러나, 상기 복사 차폐막과 냉각기를 플렉서블한 금속재질의 냉각 플레이트와 연결체로 연결시, 상기 플렉서블한 금속재질의 냉각 플레이트는 상온에서 열변형되는 것인 바, 이에따라 종래에는 상기 냉각 플레이트의 열변형을 감안하여 상기 복사 차폐막을 지지할 수 있는 별도의 지지구조물을 설치할 수 밖에 없었는데, 상기 지지구조물은 상기 복사 차폐막을 지지하기 위해 상기 냉각 플레이트와 연결되어야 하기 때문에 요크의 측부에 고정될 수 밖에 없었고, 이에따라 상기 요크를 통해 이루어지는 전도에 의한 복사 차폐막으로의 복사열 침투를 효율적으로 차단하지 못하는 단점이 있으며, 이에따라 열침투에 의해 냉동 부하가 증가하게 되면서 냉각기를 추가 설치해야 하는 등의 문제가 발생하였다.

KR 10-0999687 B1 (2010.12.02)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막의 측부에 플렉서블한 금속재질의 냉각 플레이트를 연결시키는 한편, 냉각 플레이트에 열변형을 지지하는 비전도성 부재를 구성함으로써, 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막과 보빈의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 함은 물론, 요크의 외주면과 일정간격을 유지하는 복사 차폐막을 견고하게 지지하면서 요크를 통해 복사 차폐막으로 전도되는 복사열을 효과적으로 차단할 수 있도록 하는 복사 차폐막 지지구조를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 복사 차폐막 지지구조는, 요크의 외주면에 복사 차폐막을 결합하고, 상기 복사 차폐막의 내부에는 요크와, 상기 요크에 장착되는 보빈과, 상기 보빈에 장착되면서 극저온 냉동기와 연결되는 초전도선재를 배치 구성하고, 상기 복사 차폐막을 지지하도록 상기 복사 차폐막의 측부에는 플렉서블한 금속재질로서 연결체를 통해 냉각기와 연결되는 다층 구조의 냉각 플레이트를 결합 구성하며, 상기 냉각 플레이트에는 상기 냉각 플레이트의 열변형을 지지하기 위한 지지부재를 결합 구성하는 것이다.

또한, 상기 지지부재는 요크를 통해 전도되는 복사열이 상기 복사 차폐막으로 침투하는 것을 차단하도록 비전도성 G10 재질로 구성되는 것이다.

또한, 상기 지지부재는 상기 냉각플레이트의 열변형을 지지하는 지지플레이트 및, 상기 지지플레이트의 양끝단에 직교되게 형성되어 상기 냉각 플레이트에 용접 고정되거나, 볼트와 너트를 통해 체결 고정되는 고정 플레이트를 포함하는 것이다.

이와 같이 본 발명은 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막의 측부에 플렉서블한 금속재질의 냉각 플레이트를 연결시키는 한편, 냉각 플레이트에 열변형을 지지하는 비전도성 부재를 구성한 것으로, 이를 통해 초전도 회전기를 이루는 복사 차폐막과 보빈의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 함은 물론, 요크의 외주면과 일정간격을 유지하는 복사 차폐막을 견고하게 지지하면서 요크를 통해 복사 차폐막으로 전도되는 복사열을 효과적으로 차단하여 복사열에 의한 냉동 부하 증가를 방지하면서 냉각기를 추가 설치해야 하는 등의 경제적 부담을 최소화하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 종래 초전도 회전기의 복사 차폐막에 결합되는 냉각 플레이트의 구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 냉각 플레이트와 지지부재의 결합 구조를 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예로 지지부재가 결합되는 냉각플레이트와 복사 차폐막의 결합 상태를 보인 확대 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예로 냉각 플레이트와 지지부재의 결합 구조를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예로 지지부재가 결합되는 냉각플레이트와 복사 차폐막의 결합 상태를 보인 확대 사시도를 도시한 것이다.

첨부된 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복사 차폐막 지지구조는, 요크(10)의 외주면에 복사 차폐막(20)을 결합시킨 후, 상기 복사 차폐막(20)의 내부에는 극저온 냉동기와 연결되는 초전도선재(30) 및 보빈(40)이 배치되도록 구성한다.

즉, 상기 복사 차폐막(20)의 내부에 양측이 단차지게 형성되는 보빈(40)을 배치한 후, 상기 보빈(40)에 초전도선재(30)를 결합하게 되면, 상기 초전도선재(30)는 상기 복사 차폐막(20)내에 배치되면서, 상기 복사 차폐막(20)에 의해 완전하게 감싸여지는 구조를 이루게 되는 것이다.

이때, 상기 복사 차폐막(20)의 측부에는 플렉서블한 금속재질(예; 구리)로서 다층 구조를 이루는 냉각 플레이트(50)의 일단이 체결부재(예; 볼트)를 통해 결합됨은 물론, 상기 냉각 플레이트(50)의 타단에는 냉각기에 연결되는 연결체(60)가 체결부재(예; 볼트)를 통해 결합되는 한편, 상기 냉각 플레이트(50)는 열변형을 지지할 수 있도록 비전도성의 G10 재질(유리섬유의 켠켠히 쌓은 후 여기에 레진을 흡수시켜 다시 고온 처리하는 소재)로 이루어지는 지지부재(70)를 결합 구성하였다.

즉, 상기 지지부재(70)는 상기 냉각 플레이트(50)의 열변형을 지지하기 위한 지지플레이트(71)와, 상기 지지플레이트(71)의 양끝단에 직교되게 형성되어 상기 냉각 플레이트(50)에 용접 고정되거나, 또는 볼트와 너트를 통해 체결 고정이 이루어지는 고정플레이트(72)로 구성되는 것이다.

따라서, 첨부된 도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 복사 차폐막(20)은 물론 보빈(40)은 냉각기(미도시) 및 이에 연결되는 연결체(60), 그리고 상기 연결체(60)에 연결되는 냉각 플레이트(50)를 통해 70~80K의 냉각온도에 근접하는 냉각이 이루어질 수 있는 것이다.

이때, 상기 복사 차폐막(20)의 측부에 고정되는 플렉서블한 금속재질로 이루어지는 다층 구조의 냉각 플레이트(50)는 상온에서 열변형이 발생하지만, 상기 열변형은 지지부재(70)의 지지플레이트(71)와 고정플레이트(72)에 의해 지지되므로, 상기 복사 차폐막(20)은 상기 지지부재(70)에 의해 열변형이 지지되는 냉각 플레이트(50)로부터 요크(10)와 일정한 이격거리를 유지하게 되며, 이에따라 상기 요크(10)로부터 전도되는 복사열이 상기 복사 차폐막(20)으로 침투하는 것이 차단될 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 복사 차폐막(20)은 상기 냉각 플레이트(50)에 의해 냉각이 이루어짐과 동시에, 상기 냉각 플레이트(50)의 열변형을 방지하는 지지부재(70)를 통해 항상 상기 요크(10)와 일정한 이격거리를 유지하므로, 상기 복사 차폐막(20)으로는 요크(10)로부터 전도되는 복사열의 침투가 차단되고, 따라서 상기 복사 차폐막(20)은 냉각 플레이트(50)와 연결체(60)를 통해 연결되는 냉각기에 의해 70~80K의 냉각온도를 지속적으로 유지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 자기 부상에 의한 복사 차폐막 지지구조에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

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.

10: 요크 20; 복사 차폐막
30; 초전도 선재 40: 보빈
50: 냉각 플레이트 60; 연결체
70; 지지부재 71; 지지플레이트
72; 고정플레이트

Claims (3)

1. 요크의 외주면에 복사 차폐막을 결합하고, 상기 복사 차폐막의 내부에는 요크와, 상기 요크에 장착되는 보빈과, 상기 보빈에 장착되면서 극저온 냉동기와 연결되는 초전도선재를 배치 구성하고,
   상기 복사 차폐막을 지지하도록 상기 복사 차폐막의 측부에는 플렉서블한 금속재질로서 연결체를 통해 냉각기와 연결되는 다층 구조의 냉각 플레이트를 결합 구성하며,
   상기 냉각 플레이트에는 상기 냉각 플레이트의 열변형을 지지하기 위한 지지부재를 결합 구성하는 것을 특징으로 하는 복사 차폐막 지지구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부재는 요크를 통해 전도되는 복사열이 상기 복사 차폐막으로 침투하는 것을 차단하도록 비전도성 G10 재질로 구성하는 것을 특징으로 하는 복사 차폐막 지지구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 지지부재는 상기 냉각 플레이트의 열변형을 지지하는 지지플레이트 및, 상기 지지플레이트의 양끝단에 직교되게 형성되어 상기 냉각 플레이트에 용접 고정되거나, 볼트와 너트를 통해 체결 고정되는 고정 플레이트를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 복사 차폐막 지지구조.

Images