KR102176531B1 - 초전도 자석 - Google Patents

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KR102176531B1
KR102176531B1 KR1020200066907A KR20200066907A KR102176531B1 KR 102176531 B1 KR102176531 B1 KR 102176531B1 KR 1020200066907 A KR1020200066907 A KR 1020200066907A KR 20200066907 A KR20200066907 A KR 20200066907A KR 102176531 B1 KR102176531 B1 KR 102176531B1
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superconducting magnet
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김인식
정연대
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(주)금룡테크
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼용 용융 실리콘 단결정 성장을 위한 초전도 자석에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 보빈링을 서로 경사지며 교차하게 마련되며 전기를 공급받아 자력을 발생하는 코일부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초전도 자석{SUPERCONDUCTING MAGNET}
본 발명은 초전도 자석에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 반도체 웨이퍼용 용융 실리콘 단결정 성장을 위한 초전도 자석에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘은 다결정체의 원료로서 단결정 성장을 시키는 방법으로 초코랄스키(chokralsky)법을 이용하는데, 고체 실리콘을 녹이기 위해서 잉곳 진공용기에 높은 온도로 가열을 하는데 이때 열대류가 발생하여 생성되는 실리콘의 단결정의 품질이 떨어지고, 또한 성장속도가 늘어져서 생산량에 차질이 생기는 요인이 발생하였다.
이러한 문제점을 개선하고자 잉곳 진공용기 내의 용융 실리콘에 자기장을 인가 해서 열 유동으로 인한 대류를 억제하고 성장속도는 빨라지게 하는 방법으로 잉곳 진공노 내부의 용융 실리콘에 자기장을 인가하였다.
그러나 지금까지는 반도체 웨이퍼의 규격이 작은 관계로 상전도 전자석으로 가능했으나 규격이 대형화되면서 높은 자기장을 발생시키기 위해서는 초전도 자석으로 대응되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1356642호에는 초전도 자석 장치에 대해 기재하고 있다.
종래의 실리콘 단결정 초전도 자석은 4개의 코일을 원통방향으로 배치하여 수평자기장을 발생시켜 자기장이 수직과 외부로 많이 방출되어 자기장을 차폐하기 위하여 외부의 차폐용 스틸 쉴드의 두께를 두껍고 무게를 무겁게 증가하였으며, 이에 따라 수리 및 유지 보수가 어려운 문제점이 있었다.
그리고 초전도 자석의 운전은 임계온도 보다 낮은 온도에서 운전을 하기 때문에 초저온 냉각을 시키기 위하여 액체 헬륨을 사용하는 초전도 자석을 사용하였다. 그러나 액체헬륨 냉각 타입은 장치의 구조와 취급이 복잡하고, 숙련된 작업자가 꼭 필요로 하며, 만약 운전시 ??치가 발생하면 액체의 헬륨이 기체로 바뀌면서 부피가 수천배로 커지므로 고압의 가스를 외부로 분출하여 다른 장비에도 큰 피해가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한 액체 헬륨의 수급이 원할하지 못하여 비용 부담이 매우 큰 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 외부로 누설되는 자기장을 최소화하여 차폐용 쉴드의 두께를 극소화함에 따라 무게를 줄일 수 있는 초전도 자석을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 냉동기만 사용하여 냉각할 수 있어 실리콘 단결정 성장에 안정적으로 제품을 생산할 수 있는 초전도 자석을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석은 한 쌍의 보빈링을 서로 경사지며 교차하게 마련되며 전기를 공급받아 자력을 발생하는 코일부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 코일부는 상기 한 쌍의 보빈링 중 하나의 보빈링을 타원형으로 형성하고 다른 하나의 보빈링을 원형으로 형성해서 상기 하나의 보빈링의 외측 둘레를 상기 다른 하나의 보빈링의 내측 둘레에 서로 경사지게 결합시킬 수 있다.
중앙에 관통된 관통부를 형성하고, 바닥으로부터 기립된 내측 기둥부 및 둘레부에 상기 코일부를 결합하고, 상기 내측 기둥부의 외측 둘레를 소정 간격 이격되게 감싸는 내측 라디에이션 쉴드부를 포함 수 있다.
상기 코일부의 최외측 둘레를 감싸는 외측 라디에이션 쉴드부 및 상기 외측 라디에이션 쉴드부의 외측 둘레를 소정 간격 이격되게 감싸는 외측 기둥부를 포함할 수 있다.
상기 내측 기둥부와 상기 내측 라디에이션 쉴드부의 사이는 진공 공간을 형성할 수 있다.
상기 외측 라디에이션 쉴드부와 상기 외측 기둥부의 사이는 진공 공간을 형성할 수 있다.
상기 내측 기둥부와 상기 외측 기둥부의 사이 공간을 막도록 상기 내측 기둥부의 일측 단부와 상기 외측 기둥부의 일측 단부를 연결하는 기둥부 상부 커버와, 상기 내측 기둥부의 타측 단부와 상기 외측 기둥부의 타측 단부를 연결하는 기둥부 하부 커버를 포함할 수 있다.
상기 내측 라디에이션 쉴드부와 상기 외측 라디에이션 쉴드부의 사이 공간을 막도록 상기 내측 라디에이션 쉴드부의 일측 단부와 상기 외측 라디에이션 쉴드부의 일측 단부를 연결하는 쉴드부 상부 커버와, 상기 내측 라디에이션 쉴드부의 타측 단부와 상기 외측 라디에이션 쉴드부의 타측 단부를 연결하는 쉴드부 하부 커버를 포함할 수 있다.
상기 기둥부 하부 커버와 상기 쉴드부 하부 커버의 사이 이격된 공간에 진공되게 마련된 진공 챔버부를 포함할 수 있다.
상기 기둥부 상부 커버에 상부를 결합하고, 상기 코일부에 하부를 결합하여 온도를 냉각시키는 냉각부를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 보빈링 중 하나의 보빈링과 상기 다른 하나의 보빈링의 사이에 설치되고, 상기 하나의 보빈링과 상기 다른 하나의 보빈링을 서로 소정의 각도로 경사지며 교차하도록 고정하는 복수 개의 지지대를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원통형 공심 코일이어서 균일한 자기장 분포를 형성하기 때문에 잉곳 진공로 전체에 균일한 자기장을 인가하여 생산되는 제품의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 자석의 냉각시간을 단축시킬 수 있고 코일부를 공심으로 형성하여 경량이고 컴팩트하기 때문에 이동 설치를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 코일부를 교차하여 수직방향으로의 자기장을 상쇄함에 따라 외부로 누설되는 자기장을 최소화할 수 있어 차폐 쉴드의 두께를 줄이면서도 외부 자기장 누설에 의한 외부 장비의 피해를 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 코일부를 원통형으로 형성하여 코일 와인딩을 쉽고 빠르게 할 수 있어 제조비용을 절감하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 코일부의 냉각을 냉동기로만 냉각시킬 수 있어 유지비용을 저감하면서 운전을 용이하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 외측 기둥부와 외측 라디에이션 쉴드부를 제거하여 내부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에서 상하부 커버를 제거하여 평면에서 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석에서 코일부만을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 코일부만을 도시하여 발생하는 자기장의 방향을 도시한 평도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 코일부만을 도시하여 발생하는 자기장의 방향을 도시한 좌측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 지지대만을 분리하여 도시한 부분 사시도이다.
도 8은 도 1을 A-A' 절단선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 냉각부만을 분리하여 도시한 부분 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초전도 자석에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 외측 기둥부와 외측 라디에이션 쉴드부를 제거하여 내부를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에서 상하부 커버를 제거하여 평면에서 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 코일부 만을 분리하여 도시한 부분 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석은 한 쌍의 보빈링을 서로 경사지며 교차하게 마련되며 전기를 공급받아 자력을 발생하는 코일부(300)를 포함한다
본 발명의 초전도 자석은 실리콘 단결정 성장용으로 잉곳 그로워 진공용기 외부에 설치될 수 있다.
코일부(300)는 한 쌍의 보빈링 중 하나의 보빈링(300a)이 다른 하나의 보빈링(300b)의 내측에 결합되되 소정의 기울기로 경사지며 교차하게 형성될 수 있다.
즉, 코일부(300)는 한 쌍의 보빈링 중 하나의 보빈링(300a)은 타원형으로 형성되고 다른 하나의 보빈링(300b)은 원형으로 형성되어 하나의 보빈링(300a)의 외측 둘레를 다른 하나의 보빈링(300b)의 내측 둘레에 서로 소정의 기울기로 경사지며 결합되게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 코일부만을 도시하여 발생하는 자기장의 방향을 도시한 평도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 코일부(300)의 한 쌍의 보빈링이 서로 소정의 경사각으로 교차하게 설치된 각도에서 자기장의 방향이 도 5에서 화살표로 도시된 수평방향(Bh)으로 흐르고 수직방향의 자기장은 서로 상쇄될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 코일부만을 도시하여 발생하는 자기장의 방향을 도시한 좌측면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, Bh = Bhi + Bho = 4,500 Gauss 이고, 외측 둘레 방향으로 누설되는 수직 자기장(Bv1, Bv0)은 수평 자기장(Bh1, Bh0)과 상쇄하여 경사진 방향(Binner, Bouter)으로 방출되기 때문에 외측 라디에이션 쉴드부(400), 외측 기둥부(500), 기둥부 상부 커버(610), 기둥부 하부 커버(620), 쉴드부 상부 커버(710) 및 쉴드부 하부 커버(720)의 두께를 현저히 얇게 제작하여도 외부로 누설되는 자기장을 효과적으로 차폐할 수 있다.
외측 라디에이션 쉴드부(400), 외측 기둥부(500), 기둥부 상부 커버(610), 기둥부 하부 커버(620), 쉴드부 상부 커버(710) 및 쉴드부 하부 커버(720)의 두께를 종래 초전도 자석의 외부 쉴드에 비해 얇게 제작할 수 있어 무게를 줄이고 그에 따른 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 지지대만을 분리하여 도시한 부분 사시도이다.
도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 지지대(1000)는 코일부(300)의 한 쌍의 보빈링 중 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)의 사이에 복수 개로 설치될 수 있다.
지지대(1000)는 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)의 사이에 복수 개로 설치되어 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)을 서로 소정의 각도로 경사지며 교차하도록 고정할 수 있다.
지지대(1000)는 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)을 소정의 거리와 각도로 조절하고 지탱하기 위하여 로드 앤드 볼 조인트(303)를 형성할 수 있다
로드 앤드 볼 조인트(303)는 볼 조인트 로드(303a)의 양단부에 탭을 형성하고 볼 조인트 로드(303a)의 양단부에 볼 조인트(303b)를 볼트 조립할 수 있다.
볼 조인트 로드(303a)의 양단부에 볼트 조립된 볼 조인트(303b)의 나사 부분을 조절하여 로드 앤드 볼 조인트(303) 전체의 길이를 조절함에 따라 양단부에 결합한 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)의 사이 각도를 조절할 수 있다.
그리고 볼 조인트(303b)의 단부에 회전 가능하게 결합된 볼 조인트 블록(303c)에 케이싱 커버(303d)를 조립하고 볼 조인트 불록(303c)을 코일부(300)에 결합함에 따라 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)의 사이 각도를 변경하여도 로드 앤드 볼 조인트(303)와 코일부(300) 사이의 결합력 및 코일부(300)의 지지력도 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석은 코일부(300)의 내측에 내측 라이디에이션 쉴드부(200)를 포함할 수 있다.
내측 라디에이션 쉴드부(200)는 스테인레스(stainless steel) 등과 같은 비자성 소재의 복수 개의 판체를 연속되게 연결하여 상부와 하부가 관통된 원통형을 형성할 수 있다.
내측 라디에이션 쉴드부(200)의 내측에 소정 간격 이격되는 내측 기둥부(100)를 포함할 수 있다.
내측 기동부(100)는 중앙에 관통된 관통부를 형성하고, 바닥으로부터 기립될 수 있다.
즉, 내측 기둥부(100)는 상부 및 하부를 개구한 원통형을 형성할 수 있고, 하단부가 바닥을 지지하게 기립할 수 있다.
내측 라디에이션 쉴드부(200)와 내측 기둥부(100)와의 사이는 진공 공간을 형성할 수 있다.
내측 라디에이션 쉴드부(200)와 내측 기둥부(100)는 코일부(300)로부터 방출되는 자기장이 내측 기둥부(100)의 외측으로 누출되는 것을 차폐할 수 있다.
그리고 내측 라이에이션 쉴드부(200)와 내측 기둥부(100)와의 사이에 형성된 진공 공간은 자기장의 차폐를 위해 존재할 수 있다.
즉, 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 외측 둘레에 결합되는 코일부(300)로부터 발생하는 자기장이 내측 기둥부(100)를 통과하여 외부 환경으로 누출되지 않도록 내측 라디에이션 쉴드부(200)와 진공 공간과 내측 기둥부(100)로 이루어진 층으로 자기장의 누출을 차단할 수 있다.
코일부(300)의 외측 둘레부를 감싸는 외측 라디에이션 쉴드부(400)를 포함할 수 있다.
외측 라디에이션 쉴드부(400)는 내측 라디에이션 쉴드부(200)와 동일한 재질과 형상으로 형성될 수 있고, 코일부(300)의 일측 둘레부를 감싸게 형성되어 코일부(300)로부터 방출되는 자기장을 차폐할 수 있다.
외측 라디에이션 쉴드부(400)의 외측 둘레부에는 소정 간격 이격되게 감싸는 외측 기둥부(500)를 포함할 수 있다.
외측 라디에이션 쉴드부(400)와 외측 기둥부(500)의 사이는 이격되어 진공 공간을 형성할 수 있다.
외측 기둥부(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 최외측을 형성할 수 있다.
외측 기둥부(500)는 초전도 자석의 외관을 형성하고 외부 환경으로부터 내부의 코일부(300)를 보호하면서 내부의 코일부(300)로부터 발생하는 자기장이 외측 기둥부(500)를 통과하여 외부 환경으로 누출되는 것을 차폐할 수 있다.
외측 라디에이션 쉴드부(400)와 외측 기둥부(500)와의 사이에 형성된 진공 공간은 자기장의 차폐를 위해 존재할 수 있다.
즉, 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 내측 둘레에 결합되는 코일부(300)로부터 발생하는 자기장이 외측 기둥부(500)의 외부로 누출되지 않도록 외측 라디에이션 쉴드부(400)와 진공 공간과 외측 기둥부(500)로 이루어진 층으로 자기장의 누출을 차단할 수 있다.
내측 기둥부(100)의 일측 단부와 외측 기둥부(500)의 일측 단부의 사이에는 기둥부 상부 커버(610)를 형성하고, 내측 기둥부(100)의 타측 단부와 외측 기둥부(500)의 타측 단부의 사이에는 기둥부 하부 커버(620)를 형성할 수 있다.
기둥부 상부 커버(610)와 기둥부 하부 커버(620)는 내측 기둥부(100)와 외측 기둥부(500)의 사이 공간을 외부로부터 차폐하도록 형성될 수 있다.
내측 기둥부(100) 및 외측 기둥부(500)는 일측 단부에 단차를 형성하고, 단차부에 오링을 안착되게 결합한 후에 오링을 결합한 단차부에 기둥부 상부 커버(610)를 결합할 수 있다. 그리고 내측 기둥부(100) 및 외측 기둥부(500)의 타측 단부에 단차를 형성하고, 단차부에 오링을 안착되게 결합한 후에 오링을 결합한 단차부에 기둥부 하부 커버(620)를 결합하여 내부 공간을 진공 공간으로 유지할 수 있다.
기둥부 하부 커버(620)는 저면을 잉곳 그로워 진공용기에 결합할 수 있다.
기둥부 상부 커버(610)와 기둥부 하부 커버(620)는 코일부(300)의 상측과 하측으로 방출되는 자기장의 누출을 차폐할 수 있다.
본 발명에 따른 초전도 자석은 내측 라디에이션 쉴드부(200)와 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 사이 공간을 막도록 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 일측 단부와 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 일측 단부를 연결하는 쉴드부 상부 커버(710)를 형성할 수 있다. 그리고 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 타측 단부와 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 타측 단부를 연결하는 쉴드부 하부 커버(720)를 형성 할 수 있다.
내측 라디에이션 쉴드부(200)와 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 일측 단부와 타측 단부에는 각각 단차부를 형성하고 단차부에 오링을 안착되게 결합한 후에 오링과 겹쳐지게 쉴드부 상부 커버(710)와 쉴드부 하부 커버(720)를 결합할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해 내측 라디에이션 쉴드부(200)와 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 사이에 진공을 유지하게 차폐하여 내부에 형성된 코일부(300)를 외부로부터 차폐하고 진공 공간에 위치하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석은 기둥부 하부 커버(620)와 쉴드부 하부 커버(720)의 사이 이격된 공간에 진공되게 마련된 진공 챔버부(800)를 포함할 수 있다.
도 8은 도 1을 A-A' 절단선을 따라 절단하여 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석의 냉각부만을 분리하여 도시한 부분 사시도이다.
도 1, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 자석은 코일부(300)의 온도를 냉각시키기 위한 냉각부(900)를 포함할 수 있다.
냉각부(900)는 상부를 기둥부 상부 커버(610)에 결합하고, 하부를 코일부(300)에 결합하되 복수 개로 형성되고, 각각 개별 분리 가능하게 결합할 수 있다.
냉각부(900)는 벨로즈(940)와 2개의 플랜지(930)를 기둥부 상부 커버(610)에 결합하고, 코일부(300)에 인어 콘(920)을 결합할 수 있다. 그리고 1단 냉각부(950)는 내측 라디에이션 쉴드부(200)와 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 사이 진공 공간에 위치하여 진공 공간 내부의 온도와 전류 리드부 등을 냉각시키고, 2단 냉각부(960)는 아답터(990)에 아웃터 콘(outer cone)(910)을 부착하고 열 전달용 플랙시블 리드를 연결하여 설치된 인어 콘(inner cone)(920)에 결합된 코일부(300)의 온도를 냉각시킬 수 있다.
냉각부(900)는 열 전도율이 우수한 무산소동 재료를 정밀한 테이퍼 가공한 후 표면에는 금도금 표면처리를 하여 접속부위의 열 전달을 원할히 함에 따라 냉각효과를 증가시킬 수 있다. 또한 냉각부(900)의 접속부의 결합은 체결용 볼트를 사용하지 않고 암수 테이퍼 콘으로 결합되어 있으므로 냉동부(900)의 정기 검사 때나 다른 문제로 인해 냉동부(900)를 분리해야 할 경우에 플랜지(930)의 볼트만 풀면 냉동부(900) 콜드헤드를 위로 들어올려 쉽게 분리할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 원통형 공심 코일이어서 균일한 자기장 분포를 형성하기 때문에 잉곳 진공로 전체에 균일한 자기장을 인가하여 생산되는 제품의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 자석의 냉각시간을 단축시킬 수 있고 코일부를 공심으로 형성하여 경량이고 컴팩트하기 때문에 이동 설치를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 코일부를 교차하여 수직방향으로의 자기장을 상쇄함에 따라 외부로 누설되는 자기장을 최소화할 수 있어 차폐 쉴드의 두께를 줄이면서도 외부 자기장 누설에 의한 외부 장비의 피해를 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 코일부를 원통형으로 형성하여 코일 와인딩을 쉽고 빠르게 할 수 있어 제조비용을 절감하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 코일부의 냉각을 냉동기로만 냉각시킬 수 있어 유지비용을 저감하면서 운전을 용이하게 하는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 초전도 자석을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.
100: 내측 기둥부
200: 내측 라디에이션 쉴드부
300: 코일부
300a: 하나의 보빈링
300b: 다른 하나의 보빈링
303: 로드 앤드 볼 조인트
303a: 볼 조인트 로드
303b: 볼 조인트
303c: 볼 조인트 블록
303d: 케이싱 커버
400: 외측 라디에이션 쉴드부
500: 외측 기둥부
610: 기둥부 상부 커버
620: 기둥부 하부 커버
710: 쉴드부 상부 커버
720: 쉴드부 하부 커버
800: 진공 챔버부
900: 냉각부
910: 아웃터 콘
920: 인어 콘
930: 플랜지
940: 벨로즈
950: 1단 냉각부
960: 2단 냉각부
1000: 지지대

Claims (11)

  1. 한 쌍의 보빈링을 서로 경사지며 교차하게 마련되며 전기를 공급받아 자력을 발생하는 코일부(300); 및
    상기 한 쌍의 보빈링 중 하나의 보빈링(300a)과 다른 하나의 보빈링(300b)의 사이에 복수개로 설치되어 상기 한 쌍의 보빈링 간이 서로 경사지며 교차하도록 고정하고, 각각이 볼 조인트 로드(303a)의 양단부에 각각 결합되고, 상기 볼 조인트 로드(303a)의 길이를 조절하여 상기 한 쌍의 보빈링 간의 각도를 조절하는 한 쌍의 볼 조인트(303b) 및 일측이 각 상기 볼 조인트(303b)의 단부에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 상기 한 쌍의 보빈링 각각에 결합되는 한 쌍의 볼 조인트 블록(303c)를 포함하는 지지대(1000);
    상기 코일부(300)의 내측에 배치된 내측 라디에이션 쉴드부(200);
    상기 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 내측에 배치되고, 중앙에 관통된 관통부가 형성되며, 하단부가 바닥을 지지하게 기립되는 내측 기둥부(100);
    상기 코일부(300)의 외측 둘레를 감싸도록 배치된 외측 라디에이션 쉴드부(400);
    상기 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 외측에 배치된 외측 기둥부(500);
    상기 내측 기둥부(100)와 외측 기둥부(500)의 일측 단부 및 타측 단부 각각을 연결하여 진공 공간을 형성하는 기둥부 상부 커버(610)와 기둥부 하부 커버(620); 및
    플랜지(930)를 통해 상기 기둥부 상부 커버(610)에 결합되어 돌출되는 상부영역과, 상기 플랜지(930)의 하부에 구성되어 상기 내측 라디에이션 쉴드부(200) 및 상기 외측 라디에이션 쉴드부(400) 사이의 진공 공간에서 배치되는 하부영역으로 구성되어 상기 코일부(300)의 온도를 냉각시키는 냉각부(900)를 포함하고,
    상기 냉각부(900)의 하부영역에는,
    상기 플랜지(930)의 하부로 결합되어 상기 진공공간의 내부를 냉각시키는 1단 냉각부(950); 및
    상기 1단 냉각부(950)의 하부로 결합되고, 아웃터 콘(910)을 통해 상기 코일부(300)에 결합된 인어 콘(920)과 연결되어 상기 코일부(300)를 냉각시키는 2단 냉각부(960)가 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 자석.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나의 보빈링(300a)은 타원형으로 형성되고, 상기 다른 하나의 보빈링(300b)은 원형으로 형성되며,
    상기 다른 하나의 보빈링(300b)의 내측 둘레에 상기 하나의 보빈링(300a)의 외측 둘레가 서로 경사지게 결합되는 것을 특징으로 하는 초전도 자석.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 기둥부(100)와 상기 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 사이는 진공 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 자석.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측 라디에이션 쉴드부(400)와 상기 외측 기둥부(500)의 사이는 진공 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 자석.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 라디에이션 쉴드부(200)와 상기 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 사이 공간을 막도록 상기 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 일측 단부와 상기 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 일측 단부를 연결하는 쉴드부 상부 커버(710)와,
    상기 내측 라디에이션 쉴드부(200)의 타측 단부와 상기 외측 라디에이션 쉴드부(400)의 타측 단부를 연결하는 쉴드부 하부 커버(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 자석.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 기둥부 하부 커버(620)와 상기 쉴드부 하부 커버(720)의 사이 이격된 공간에 진공되게 마련된 진공 챔버부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 자석.
  10. 삭제
  11. 삭제
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