KR20040080624A - 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외측 주름형 금속관과 내측 주름형 금속관이 케이블코어를 감싸며 설치된 초전도 케이블에 있어서, 상기 내측 주름형 금속관 외측에 코팅부재가 도포되어 외부 복사열을 차단하는 내부코팅층과, 상기 코팅부재의 외측에 감겨져서 상기 외측 주름형 금속관과 상기 내측 주름형 금속관 사이의 공간을 형성하며 열전도가 낮은 재질로 구성되는 스페이서로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 엠엘아이를 생략하고 코팅층을 형성하는 구조에 의하여 생산성 향상과 제품 신뢰성 향상을 가져오게 된다.

Description

광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블{Wrinkle type metal pipe with glossy coating in superconduction cable }

본 발명은 초전도 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 알루미늄테이프를 다수회 권선하여 형성된 엠엘아이를 생략하고 이중 주름형 금속관의 외측면에 각각 코팅층을 형성하여 열의 전달을 차단하게 되는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블에 관한 것이다.

일반적으로, 초전도 케이블은 초전도 특성을 이용하여 제조된 케이블을 지칭하며, 초전도란 어떤 종류의 금속이나 합금을 절대영도(0 K:－273.16 ℃) 가까이까지 냉각하였을 때, 전기저항이 갑자기 소멸하여 전류가 아무런 장애 없이 흐르는 현상을 말한다.

상기와 같은 초전도 케이블은 극저온 상태의 유지가 필수적이며, 임계온도(－196 ℃)에 도달하지 않을 경우 초전도의 특성이 상실되기 때문이다.

이하 도면을 참조하여 종래 초전도 케이블에 대하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블(1)은 극저온 상태를 유지하기 위하여 케이블코어(3)를 감싸는 외측에 이중 주름형 금속관(5)을 설치하게 된다.

상기 이중 주름형 금속관(5)은 내측 주름형 금속관(7)과 외측 주름형 금속관(9)으로 구성되며, 상기 내측 주름형 금속관(7)과 외측 주름형 금속관(9) 사이에는 대류열과 전도열을 차단하기 위하여 진공상태가 형성된다.

그리고, 외측에서 유입되는 복사열을 차단하기 위하여 다층 구조의 알루미늄 테이프인 엠엘아이(10)(MLI:Multi-layer Insulation)가 상기 외측 주름형 금속관(9)과 내측 주름형 금속관(7) 사이에 권취되어 형성된다.

즉, 상기 엠엘아이(10)는 상기 이중 주름형 금속관(5) 사이에 다층으로 알루미늄 테이프가 테이핑되는 공정을 거쳐 만들어지게 되며, 초전도 케이블의 전압 등급에 따라서 10층에서 30층 까지 알루미늄 테이프를 테이핑 하게 되며, 상기와 같은 알루미늄 테이프의 두께는 0.1mm 이하로 이루어진다.

그리고, 상기 초전도 케이블(1)이 벤딩될 경우, 상기 외측 주름형 금속관(9)과 상기 엠엘아이(10)가 상호 접하여 상기 외측 주름형 금속관(9)의 열이 엠알아이(10)로 전도되지 않도록 합성수지를 사용한 스페이서(15)가 엠알아이(10) 외측에 권선된다.

상기 스페이서(15)는 일정 간격을 이루어 권선되며 너무 간격이 좁을 경우에는 스페이서(15)와 외측 주름형 금속관(9)의 접촉면적이 커지는 것에 의하여 열전달이 상호간에 이루어지기에 이를 방지하기 위하여 일정 간격 이상으로 이격되도록 한다.

상기 초전도 케이블(1)에서 열전달을 방지하기 위하여 사용되는 구성요소와 그 작용을 살펴보면 다음과 같다.

상기와 같은 종래 초전도 케이블(1)은 외측의 열이 상기 케이블코어(3)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 이중 주름형 금속관(5)과 엠엘아이(10)를 설치하게 된다.

상기 이중 주름형 금속관(5) 사이에는 진공 상태를 이루는 것에 의하여 대류와 전도에 의한 열전달을 차단하게 되며, 상기 엠엘아이(10)에 사용된 알루미늄의 반사도에 의해 태양열 등으로 부터 전달되는 복사열이 차단된다.

그리고, 스페이서(15)는 이중 주름형 금속관(5)에서 외측 주름형 금속관(9)에 엠엘아이(10)가 닿지 않게 하여 외부에서 침입되는 전도열을 제거하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 초전도 케이블(1)에 있어서, 엠엘아이(10)를 구성하기 위하여 알루미늄 테이프를 테이핑하는 공정으로 작업공정이 증가하게 되며, 이로 인한 생산성 저하 및 생산공정에 따른 가공비 상승과, 테이핑 공정시 발생되는 충격과 비틀림등으로 인하여 케이블 코어(3)에 응력이 발생되어 초전도 특성을 상실할 수 있게 된다.

그리고, 엠엘아이(10)를 구성하기 위하여 별도의 알루미늄 테이프의 구성이 요구되는 것에 의하여 부품비가 증가된다.

그리고, 종래 초전도 케이블(1)이 벤딩되는 경우, 상기 스페이서(15) 사이에 있는 외측 주름형 금속관(9)이 엠엘아이(10)에 접하는 경우가 발생될 수 있으며, 상기와 같은 경우에 있어서, 외측 주름형 금속관(9)의 열이 엠엘아이(10)에 전달된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 엠엘아이를 구성하기 위하여 알루미늄 테이프를 다수회 권선하는 테이핑 공정을 생략하는 구조에 의하여 생산성을 향상시키고 가공비가 절감되는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블을 제공하는 것이다.

그리고, 상기 엠엘아이를 구성하기 위한 알루미늄 테이프의 테이핑 공정중 발생될 수 있는 케이블코어의 충격이나 비틀림등 기계적 하중이 가해지면서 생길수 있는 초전도 특성에 손실이 발생되는 것을 방지하는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블을 제공하는 것이다.

그리고, 별도로 요구되는 알루미늄 테이프에 의한 부품비 상승을 감소시키는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블을 제공하는 것이다.

그리고, 초전도 케이블의 벤딩시 이중 주름형 금속관 사이에 있는 엠엘아이에 의하여 내외측 주름형 금속관 사이에 열전달이 이루어지는 것을 방지하는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 초전도 케이블의 내부 구조를 도시한 상태도.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 초전도 케이블의 내부 구조를 도시한 상태도.

도 3은 본 발명 다른 실시예에 의한 초전도 케이블의 내부 구조를 도시한 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 초전도 케이블 22 : 케이블코어

30 : 이중 주름형 금속관 32 : 내측 주름형 금속관

34 : 외측 주름형 금속관 40 : 내부코팅층

50 : 스페이서 60 : 외부코팅층

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 외측 주름형 금속관과 내측 주름형 금속관이 케이블코어를 감싸며 설치된 초전도 케이블에 있어서, 상기 내측 주름형 금속관 외측에 코팅부재가 도포되어 외부 복사열을 차단하는 내부코팅층과, 상기 코팅부재의 외측에 감겨져서 상기 외측 주름형 금속관과 상기 내측 주름형 금속관 사이의 공간을 형성하는 스페이서로 구성된다.

바람직하게, 상기 외측 주름형 금속관 외측에도 코팅부재가 도포되어 외부코팅층이 형성된다.

그리고, 상기 코팅부재에는 수은 등과 같은 금속코팅부재 또는 페인트와 같은 비금속코팅부재가 사용되며, 상기 스페이서에는 불소수지 계열인 테프론이 사용된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 엠엘아이를 생략하고 코팅층을 형성하는 구조에 의하여 생산성 향상과 제품 신뢰성 향상을 가져오게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이,본 발명 실시예에 의한 초전도 케이블(20)은 케이블코어(22)를 중심으로 이중주름형 금속관(30)이 위치되며, 상기 케이블코어(22)와 인접한 주름형 금속관을 내측 주름형 금속관(32)이라 하며, 상기 내측 주름형 금속관(32)의 외측에 위치한 금속관을 외측 주름형 금속관(34)이라 한다.

상기에서 주름형 금속관이란 원통형의 관에 주름을 가하여 초전도 케이블의 팽창과 수축이 있더라도 가용성을 가질수 있도록 주름 형상이 적용된 금속관을 가리키며, 상기 내측 주름형 금속관(32)과 외측 주름형 금속관(34) 사이의 공간은 진공상태를 이루게 된다.

상기 내측 주름형 금속관(32)의 외측에는 일정 두께로 코팅부재가 도포되어 내부코팅층(40)이 형성되며, 상기와 같은 코팅부재는 반사율이 높아서 외부에서 볼 때 광택이 날 수 있도록 수은 등과 금속코팅부재가 사용되거나 외측으로 부터의 복사열을 반사할 수 있도록 특수도료를 사용한 페인트와 같은 비금속 코팅부재가 사용되기도 한다.

그리고, 상기 내측 주름형 금속관(32) 외측에 적층된 내부코팅층(40)과 외측 주름형 금속관(34) 사이에는 열전도가 낮은 불소수지 계열의 테프론이 사용된 스페이서(50)가 상기 내부코팅층의 외측에서 일정 간격으로 권선되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 외측 주름형 금속관(34)의 외측에도 상기 내부코팅층(40)과 동일한 제조방법으로 외부코팅층(60)이 형성된다.

상기 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 작용을 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 내측 주름형 금속관(32) 외측에 증착된 내부코팅층(40)에 의하여 외측 주름형 금속관(34)을 통하여 들어오는 태양열 또는 외부와의 온도차에 의한 복사열이 상기 내부코팅층(40)에 코팅되어 있는 수은등에 의하여 반사되어 다시 대기중으로 나가게 된다.

그리고, 상기 이중 주름형 금속관(30) 내측이 진공상태를 유지하는 것에 의하여 대류열이 케이블코어(22)로 전달되는 것을 방지하게 되며, 스페이서(50)에 의하여 상기 외측 주름형 금속관(34)과 내측 주름형 금속관(32)의 접촉을 막게되어 전도열에 의한 열침입을 차단시키게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 외측 주름형 금속관(34) 외측에도 외부코팅층(60)을 형성하여, 외측에서 유입되는 복사열이 상기 외부코팅층(60)에서 1차적으로 차단되며, 남은 복사열은 상기 내부코팅층(40)에서 2차적으로 차단되는 것에 의하여 상기 케이블코어(22)를 극저온상태로 더 안전하게 유지할 수 있게 된다.

상기 상태의 초전도 케이블(20)을 벤딩시 상기 스페이서(50)가 없는 외측 주름형 금속관(34)의 내측과 내부코팅층(40)이 접할 수도 있으나, 상기 내부코팅층(40) 특성상 열전단이 이루어지지 않게 되며, 종래 외측 주름형 금속관(34)과 내측 주름형 금속관(32)이 상호 접하는 것에 비하여 열의 절연성능이높아지게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블에 의하면, 엠엘아이를 구성하기 위한 알루미늄 테이프의 테이핑 공정을 생략하고 코팅층을 도포하는 것에 의하여 종래보다 생산공정을 단축시켜 생산성 향상과 이에 따른 가공비 절감의 효과를 제공하게 된다.

그리고, 종래 알루미늄 테이프의 테이핑 공정을 수행하면서 발생될 수 있는 케이블코어의 충격이나 비틀림등 기계적 하중이 가해지면서 생길 수 있는 초전도 특성의 손실을 줄이게 되어 제품 신뢰성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

그리고, 종래 엠엘아이의 구성을 생략하는 것에 의하여 다층구조로 권선되던 알루미늄 테이프의 부품비용이 절감되는 효과를 제공하게 된다.

그리고, 초전도 케이블의 벤딩시에도 이중 주름형 금속관 사이에 있는 엠엘아이가 생략되는 구조에 의하여 외측 주름형 금속관의 열이 내측 주름형 금속관에 전달되지 않게 되어 제품 신뢰성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 외측 주름형 금속관과 내측 주름형 금속관이 케이블코어를 감싸며 설치된 초전도 케이블에 있어서,

   상기 내측 주름형 금속관 외측에 코팅부재가 도포되어 외부 복사열을 차단하는 내부코팅층과,

   상기 코팅부재의 외측에 감겨져서 상기 외측 주름형 금속관과 상기 내측 주름형 금속관 사이의 공간을 형성하는 스페이서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외측 주름형 금속관 외측에도 코팅부재가 도포되어 외부코팅층이 형성됨을 특징으로 하는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅부재에는 수은 등과 같은 금속코팅부재 또는 페인트와 같은 비금속코팅부재가 사용됨을 특징으로 하는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 스페이서에는 불소수지 계열인 테프론이 사용됨을 특징으로 하는 광택코팅 주름형 금속관을 적용한 초전도 케이블.