KR20050007498A - Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils - Google Patents

Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils Download PDF

Info

Publication number
KR20050007498A
KR20050007498A KR1020030046177A KR20030046177A KR20050007498A KR 20050007498 A KR20050007498 A KR 20050007498A KR 1020030046177 A KR1020030046177 A KR 1020030046177A KR 20030046177 A KR20030046177 A KR 20030046177A KR 20050007498 A KR20050007498 A KR 20050007498A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
superconducting
coil
coils
superconducting coil
Prior art date
Application number
KR1020030046177A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
진홍범
최석진
한호환
김경한
Original Assignee
주식회사 덕성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 덕성 filed Critical 주식회사 덕성
Priority to KR1020030046177A priority Critical patent/KR20050007498A/en
Priority to AU2003258845A priority patent/AU2003258845A1/en
Priority to PCT/KR2003/001784 priority patent/WO2005004174A1/en
Publication of KR20050007498A publication Critical patent/KR20050007498A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/048Superconductive coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A superconductive magnet device for generating longitudinal magnetic field using crooked shaped circular or oval superconductive coils is provided to distribute a magnetic field effectively and to facilitate a manufacturing operation of the magnet device. CONSTITUTION: A superconductive magnet device for generating longitudinal magnetic field includes a pair of or more than a pair of superconductive coils and a cryostat(21). The superconductive coils are implemented in the cryostat to face one another to generate the longitudinal magnetic field. The longitudinal magnetic field is generated in a magnetic field use space(S) in the cryostat. The superconductive coils are made to have a crooked and circular or oval shape(E,E1,E1',E2,E2') to improve a longitudinal magnetic field characteristic in the magnetic field use space.

Description

굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일을 사용하는 수평자계발생용 초전도자석장치{SUPERCONDUCTING MAGNET FOR GENERATING HORIZONTAL MAGNETIC FIELD USING BENDED CIRCLE OR ELLIPSE-SHAPED COILS}SUPERCONDUCTING MAGNET FOR GENERATING HORIZONTAL MAGNETIC FIELD USING BENDED CIRCLE OR ELLIPSE-SHAPED COILS}

본 발명은 단결정 성장 장치와 같은 수평자장이 요구되는 시스템에 적합한 코일 형태에 관한 것으로, 특히 수평자장을 발생시키는 초전도 코일의 개선에 관한 것이다. 수평자장을 발생시키는 초전도 코일의 형태는 말안장형 코일, 솔레노이드형 코일 등이 있는 바, 자기장의 손실을 줄이는 가장 효과적인 코일의 형태는 말안장형 코일이다. 그러나, 말안장형 코일은 자기력의 측면에서 매우 취약한 단점을 가지고 있으며, 제작에 많은 어려움을 가지고 있다. 반면 솔레노이드형 코일은 제작이 쉬운 장점이 있는 반면, 자기장의 손실이 큰 단점을 가지고 있다. 또한 초전도 코일의 특성상 초전도 코일은 저온 용기 안에 위치하여야 하는데, 솔레노이드형 코일인 경우 저온용기가 커지게 되는 단점을 가지고 있다. 본 발명은 이상의 두 가지 코일 형태의 단점을 모두 보완하기 위한 것이다.The present invention relates to a coil shape suitable for systems requiring a horizontal magnetic field, such as a single crystal growth apparatus, and more particularly to an improvement in a superconducting coil that generates a horizontal magnetic field. Superconducting coils that generate horizontal magnetic fields include saddle coils and solenoid coils, and the most effective coil that reduces magnetic field loss is a saddle coil. However, the saddle coil has a weak point in terms of magnetic force, and has a lot of difficulties in manufacturing. On the other hand, the solenoid coil has the advantage of easy manufacturing, while the loss of the magnetic field has a big disadvantage. In addition, the superconducting coil has to be located in the low temperature container due to the characteristics of the superconducting coil. In the case of the solenoid type coil, the low temperature container has a disadvantage. The present invention is to compensate for the shortcomings of both types of coils.

수평자장이 필요한 기술 분야는 여러 가지가 있다. 그 중에 가장 대표적인 것이 단결정 성장 장치이다. 8inch 단결정 성장 장치인 경우 자기장이 필요하지 않았지만, 12inch 단결정 성장 장치는 자기장이 필수적으로 필요하게 되었다. 즉, 도가니 표면에서 용출된 산소의 단결정으로의 이동을 억제하기 위하여 12인치 웨이퍼용 단결정 성장장치에서는 초전도 전자석이 필수적이다. 그리고 단결정 성장 장치에 가장 효과적인 자기장의 방향은 수평자장으로 알려져 있다.There are many technical fields that require horizontal magnetic fields. The most representative of them is a single crystal growth apparatus. The magnetic field was not required for the 8-inch single crystal growth device, but the 12-inch single crystal growth device essentially required the magnetic field. That is, a superconducting electromagnet is essential in the 12-inch wafer single crystal growth apparatus to suppress the migration of the dissolved oxygen from the surface of the crucible to the single crystal. The most effective magnetic field for the single crystal growth apparatus is known as the horizontal magnetic field.

우선, 지금까지 단결정 성장 장치와 같은 수평자장을 발생시키기 위한 종래기술을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.First, a conventional technique for generating a horizontal magnetic field such as a single crystal growth apparatus will now be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 수평자계발생용 제1 종래 기술에 따른 단결정 성장장치의 부분단면도이고, 도 2는 솔레노이드 코일을 사용하는 제2 종래 기술에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치이고, 도 3은 말안장형 코일을 사용하는 제3 종래 기술에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치이며, 도 4는 2쌍 이상의 솔레노이드 코일을 사용하는 제4 종래 기술에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치이다. 도 5는 제4 종래기술의 초전도자석 장치에서 4개의 솔레노이드형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 형상을 위에서 바라본 모습이다.1 is a partial cross-sectional view of a single crystal growth apparatus according to the first conventional technology for generating a horizontal magnetic field, FIG. 2 is a superconducting magnet device for generating a horizontal magnetic field according to the second prior art using a solenoid coil, and FIG. 3 is a saddle type A superconducting magnetic device for generating a horizontal magnetic field according to a third prior art using a coil, and FIG. 4 is a superconducting magnetic device for generating a horizontal magnetic field according to a fourth prior art using two or more pairs of solenoid coils. FIG. 5 is a view of four solenoid type superconducting coils positioned in a low temperature container in the fourth conventional superconducting magnet device.

먼저, 일본 특개평 10-139599호의 수평자계발생용 제1 종래 기술에 따른 단결정 성장장치는, 도 1에서 보는 바와 같이, 보아치수, 자장중심 및 횡자장과 종자장을 용이하게 변환하는 것이 가능한 장치로서, 실리콘과 같은 반도체용 단결정재료(4)를 도가니(2) 내에서 히터(3)에 의해 용해시켜 도가니를 내장한 성장로(1)의 외부에 초전도자석을 배설하고, 이 초전도자석에 의해 자장을 인가하여 상기 용해한 반도체용 단결정재료로부터 단결정(9)을 성장시키는 단결정 성장장치용 초전도 자석에 있어서, 상기 초전도 자석은 서로 대향하는 액체냉매 중에 침적시킨 2개의초전도코일(6a, 6b)을 각각 별도의 극저온용기(cryostat)(5a, 5b)에 내장하고, 각각의 초전도코일이 발생하는 자장의 방향이 성장로의 성장방향(8)에 대하여 횡방향이고, 각각의 극저온용기 간의 설치 공간을 지지체(7)에 의해 자유롭게 조절가능하도록 지지하는 것을 특징으로 한다.First, the single crystal growth apparatus according to the first conventional technology for horizontal magnetic field generation in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-139599, as shown in Fig. 1, is a device capable of easily converting bore dimensions, magnetic field centers, and transverse and seed fields. For example, a single crystal material 4 for semiconductors such as silicon is dissolved in a crucible 2 by a heater 3, and a superconducting magnet is disposed outside the growth furnace 1 in which the crucible is embedded. In a superconducting magnet for a single crystal growth apparatus in which a single crystal (9) is grown from the molten semiconductor single crystal material by applying a magnetic field, the superconducting magnet each includes two superconducting coils (6a, 6b) deposited in liquid refrigerant facing each other. Built in separate cryostats (5a, 5b), the direction of the magnetic field where each superconducting coil is generated is transverse to the growth direction (8) of the growth path, and is installed between each cryogenic vessel It is characterized in that the space is freely adjustable by the support 7.

한편, 이상의 극저온 용기를 각각 별도로 설치하지 않고 하나의 도우넛 형태로 구성한 제2 종래기술이 도 2에 나타나 있다. 이는, 도우넛형의 극저온용기(21)의 상판(21a)과 하판(21b)의 대략 중앙부에 수직방향으로 중공원통(22)을 관통시키고, 중공원통의 양 가장자리를 진공용기의 상판 및 하판으로 기밀 용접하고, O링 등으로 중공원통 내를 상온의 강자장 이용공간(S)으로 형성하고, 도너츠 상으로 형성된 극저온용기 내에 자장이용 공간(S)을 사이에 두는 2개의 솔레노이드형 초전도코일(C, C')을 설치하고 있다.On the other hand, the second conventional technology is configured in one doughnut form without separately installing the above cryogenic container is shown in FIG. This penetrates the hollow park barrel 22 in the vertical direction at the center of the upper plate 21a and the lower plate 21b of the donut-type cryogenic container 21 in a vertical direction, and seals both edges of the hollow park cylinder to the upper and lower plates of the vacuum container. Two solenoid type superconducting coils C, which are welded and formed into a hollow field using space (S) at room temperature with an O-ring, and sandwiching a space for using magnetic field (S) in a cryogenic container formed in a donut shape. C ') is installed.

이상의 제1 및 제2 종래기술의 초전도 코일의 형태는 솔레노이드형이다. 그러나, 상기 방식의 솔레노이드 코일은 제작이 용이하다는 점은 있지만, 위에 언급한 바와 같이 솔레노이드형 코일은 자기장의 손실이 크고, 따라서 손실을 줄이기 위해서는 크기가 큰 솔레노이드코일을 사용하여야 하는 바, 그렇게 되면 솔레노이드코일을 수납하여야 하는 저온용기가 커지는 단점을 가지고 있다.The superconducting coils of the first and second prior arts described above are solenoid type. However, the above-mentioned solenoid coil is easy to manufacture, but as mentioned above, the solenoid coil has a large magnetic field loss, and therefore, a large solenoid coil must be used to reduce the loss. There is a disadvantage that the low-temperature container to accommodate the coil is large.

이러한 문제점을 극복하고자, 도 3에 보는 바와 같은 제3 종래기술의 말안장(saddle)형 코일(D, D')이 제안되었다. 이는 필요한 공간에서의 자장발생 효율을 좋게 하며 극저온용기의 크기를 작게 하는 장점은 있으나, 말안장형 코일을 제작하는 것이 극히 어렵고, 한편 강자성 발생에 수반하는 코일을 형성하는 초전도선재에는 큰 전자력이 작용하는 바, 이 전자력의 작용으로 초전도 선재가 만약 미세한 움직임을 갖는다면 마찰열에 의해 코일 온도가 상승하고 초전도 상태가 훼손되어 상전도 상태로 전이하는 사태가 일어나게 되며, 꺾이는 부분(A부분)에서 전류값이 다르게 되어 또다른 문제점을 갖게 된다. 이는 -269℃(4°K)를 유지하여야 하는 초전도마그넷에 있어서는 중요한 문제로서, 1μ만 오차가 생겨도 심각한 문제가 발생한다.In order to overcome this problem, saddle coils D and D 'of the third prior art as shown in FIG. 3 have been proposed. This improves the magnetic field generation efficiency in the required space and reduces the size of the cryogenic vessel. However, it is extremely difficult to manufacture a saddle coil, and a large electromagnetic force acts on the superconducting wire forming the coil accompanying ferromagnetic generation. If the superconducting wire has a small movement due to the action of the electromagnetic force, the coil temperature rises due to frictional heat, the superconducting state is damaged, and the transition to the phase conducting state occurs. This is different and has another problem. This is an important problem for a superconducting magnet that must maintain -269 ° C (4 ° K), and a serious problem occurs even if only 1μ error occurs.

이러한 문제점을 해결하고자, 일본 특허공개 2001-203106호의 발명이 제안되었다. 상기 제4 종래기술은, 도 4에서 보는 바와 같이, 중앙부에 연직방향의 중공원통(22)의 자장이용공간(S)을 갖는 극저온용기(21) 내에, 자장이용공간(S)을 사이에 각각 상호 대향되도록 설치되는 적어도 2쌍 이상의 솔레노이드 초전도 코일(C1, C1'; C2, C2'; C3, C3')을 설치한다.To solve this problem, the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2001-203106 has been proposed. In the fourth conventional technique, as shown in FIG. 4, in the cryogenic container 21 having the magnetic field using space S of the hollow park barrel 22 in the vertical direction, the magnetic field using space S is interposed therebetween. At least two or more pairs of solenoid superconducting coils C1, C1 '; C2, C2'; C3, C3 'are provided to face each other.

제4 종래기술은 이상의 문제점을 어느 정도는 해결하고 있다. 그러나, 상기 제4 종래기술의 초전도 코일 역시, 여전히 솔레노이드형 코일의 문제점을 갖고 있기는 마찬가지이다.The fourth prior art solves the above problem to some extent. However, the fourth conventional superconducting coil also has the same problem as the solenoid coil.

특히, 솔레노이드형 코일은 차지하는 공간이 커지며, 이로 인해 쉴드 문제를 해결하기 위한 초전도코일의 특성상 하중이 커진다는 또다른 문제점들을 갖게 된다.In particular, the solenoid coil has a large space occupied, which causes other problems that the load is increased due to the characteristics of the superconducting coil to solve the shield problem.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 수평자장을 발생시키면서 제작이 쉽고 자기력을 효과적으로 분산시키며, 또한 자기장을 효율적으로 발생시키고, 저온용기의 크기가 커지지 않는 코일을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, to provide a coil that is easy to manufacture while generating a horizontal magnetic field, effectively distributes the magnetic force, and generates a magnetic field efficiently, the size of the low-temperature container does not increase.

도 1은 수평자계발생용 제1 종래 기술에 따른 단결정 성장장치의 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view of a single crystal growth apparatus according to the first prior art for generating a horizontal magnetic field.

도 2는 솔레노이드 코일을 사용하는 제2 종래 기술에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치.Figure 2 is a superconducting magnet device for generating a horizontal magnetic field according to the second prior art using a solenoid coil.

도 3은 말안장형 코일을 사용하는 제3 종래 기술에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치.Figure 3 is a superconducting magnet device for generating a horizontal magnetic field according to the third prior art using a saddle coil.

도 4는 2쌍 이상의 솔레노이드 코일을 사용하는 제4 종래 기술에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치.Figure 4 is a superconducting magnet device for generating a horizontal magnetic field according to the fourth prior art using two or more pairs of solenoid coils.

도 5는 제4 종래기술의 초전도자석 장치에서 4개의 솔레노이드형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 형상을 위에서 바라본 모습이다.FIG. 5 is a view of four solenoid type superconducting coils positioned in a low temperature container in the fourth conventional superconducting magnet device.

도 6은 본 발명에 따른 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 형상이다.6 is a shape of a round or elliptical superconducting coil of a curved shape according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 4개의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 형상을 위에서 바라본 모습이다.Figure 7 is a view from above of the shape of four bent round or elliptical superconducting coils located in the low temperature container according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 4개의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 모습을 나타낸 형상이다.8 is a view showing a state in which four bent round or elliptical superconducting coils are located in a low temperature container according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 6개의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 모습을 나타낸 형상이다.9 is a view showing a state in which six curved round or elliptical superconducting coils according to the present invention are placed in a low temperature container.

도 10은 제4 종래기술의 초전도 코일 및 본 발명에 따른 초전도 코일의 자장 효과를 동일한 조건에서 비교하기 위한 해석 모델.10 is an analytical model for comparing the magnetic field effects of the superconducting coil of the fourth prior art and the superconducting coil according to the present invention under the same conditions.

도 11은 도 10의 해석 모델에 있어서 제4 종래기술의 솔레노이드형 초전도 코일의 자장 분포.11 is a magnetic field distribution of a solenoid type superconducting coil of the fourth prior art in the analysis model of FIG.

도 12는 도 10의 해석 모델에 있어서 본 발명의 굽은 형태의 원형 초전도 코일의 자장 분포.12 is a magnetic field distribution of the curved superconducting coil of the bent form of the present invention in the analysis model of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

1: 성장로 2: 도가니1: growth furnace 2: crucible

3: 히터 4: 반도체용 재료3: heater 4: material for semiconductor

5a, 5b: 극저온용기(cryostat) 6a, 6b: 초전도코일5a, 5b: cryostat 6a, 6b: superconducting coil

7: 지지체 8: 성장방향7: support 8: growth direction

9: 단결정9: single crystal

21: 극저온용기(cryostat) 21a: 상판21: cryostat 21a: top plate

21b: 하판 22: 중공원통21b: Bottom 22: Heavy Park

23, 24: 진공공간(vacuum space)23, 24: vacuum space

C, C', C1, C2, C3, C1', C2', C3': 솔레노이드형 초전도코일C, C ', C1, C2, C3, C1', C2 ', C3': Solenoid Superconducting Coil

D, D': 말안장형 초전도코일D, D ': Saddle-type Superconducting Coil

E, E1, E2, E3, E1', E2', E3': 솔레노이드형 초전도코일E, E1, E2, E3, E1 ', E2', E3 ': Solenoid type superconducting coil

S: 자장이용공간S: magnetic field

L: 종래의 솔레노이드형 초전도코일이 차지하는 공간 폭L: space width of conventional solenoid type superconducting coil

L': 본 발명의 초전도코일이 차지하는 공간 폭L ': space width occupied by the superconducting coil of the present invention

이상의 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수평자계발생용 초전도자석장치는, 수평자장을 발생시키기 위하여 한쌍 또는 그 이상의 초전도코일을 극저온용기(21) 내에 각각 대향되게 배치하여, 내측의 자장이용공간(S)에서 수평자계가 발생되도록 하되, 상기 초전도코일은 굽은 형태의 원형 또는 타원형의 초전도코일(E; E1, E1'; E2, E2'; E3, E3')로 함으로써, 상기 자장이용공간(S)에서의 수평자계 특성이 개선되도록 한다.In order to achieve the object of the present invention, a superconducting magnet device for generating a horizontal magnetic field according to the present invention, in order to generate a horizontal magnetic field, a pair or more superconducting coils are disposed in the cryogenic container 21 so as to face each other, and an internal magnetic field. A horizontal magnetic field is generated in the use space S, but the superconducting coil is a curved or elliptical superconducting coil (E; E1, E1 '; E2, E2'; E3, E3 '). The horizontal magnetic field characteristic in the space S is improved.

바람직하게, 상기 초전도코일은, 2쌍 이상의 굽은 형태의 원형 또는 타원형의 초전도코일(E1, E1'; E2, E2' 또는 E1, E1'; E2, E2'; E3, E3')의 쌍으로 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the superconducting coil is a pair of two or more bent round or oval superconducting coils (E1, E1 '; E2, E2' or E1, E1 '; E2, E2'; E3, E3 '). It is characterized by.

이하, 상기 본 발명의 실시예에 대하여 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 9.

도 5는 제4 종래기술의 초전도자석 장치에서 4개의 솔레노이드형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 형상을 위에서 바라본 모습이고, 도 6은 본 발명에 따른 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 형상이고, 도 7은 본 발명에 따른 4개의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 형상을 위에서 바라본 모습이고, 도 8은 본 발명에 따른 4개의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 모습을 나타낸 형상이며, 도 9는 본 발명에따른 6개의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기안에 위치한 모습을 나타낸 형상이다.FIG. 5 is a view of the four solenoid type superconducting coils positioned in a low temperature container in the fourth prior art superconducting magnet device, and FIG. 6 is a shape of a curved or elliptical superconducting coil having a curved shape according to the present invention. 7 is a view of the four bent round or oval superconducting coil according to the present invention located in the low temperature container, Figure 8 is a view of the four bent round or oval superconducting coil according to the present invention is located in the low temperature container Figure 9 is a shape showing a state in which six curved circular or oval superconducting coils according to the present invention is located in a low temperature container.

도 6 및 도 7에서 보듯이, 본 발명에 관한 초전도코일(E; E1, E2; E1', E2')은 그 평면적 형상은 원형 또는 타원형이나, 그 측면 형상은 도 7에서 보듯이 굽은 형태이다.6 and 7, the superconducting coils (E; E1, E2; E1 ', E2') of the present invention have a planar shape of a circular or elliptical shape, but the side shape thereof is curved as shown in FIG. .

즉, 본 발명자는, 제3 종래기술의 말안장형 코일과 제2 및 제4 종래기술의 솔레노이드형 코일의 단점을 보완하기 위하여, 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일을 발명하였다.That is, the inventor invented a curved or elliptical superconducting coil of a curved shape in order to compensate for the disadvantages of the saddle coil of the third prior art and the solenoid coil of the second and fourth prior art.

이때, 수직축(a)와 수평축(b)의 비율, 즉 a/b는 여러 조건들을 고려한 바, 0.6 ~ 1.4까지가 바람직하며, 힘적으로 가장 안정적인 것은 a/b가 1일 때 (즉, 원형) 이다. 저온용기의 높이를 줄이고자 하는 경우에는 a/b가 1보다 작게 제작하고, 일정한 공간안에 여러개의 코일을 장착하고자 하는 경우에는 a/b가 1보다 크게 제작하면 된다.At this time, the ratio of the vertical axis (a) and the horizontal axis (b), that is, a / b is considered a number of conditions, it is preferred from 0.6 to 1.4, the most stable is a / b is 1 when the most stable (ie circular) to be. In order to reduce the height of the low temperature container, a / b should be made smaller than 1, and a / b may be made larger than 1 when mounting multiple coils in a certain space.

아울러, 코일의 구부려지는 정도는 극저온용기의 내벽과 외벽의 곡률을 고려하여 정하게 되며, 적게 구부려질수록 힘적으로 안정한 형태지만, 본 발명은 극저온용기를 적게 만들기 위함이므로, 저온용기 내경의 곡률과 코일의 구부려지는 정도가 일치하는 것이 바람직하다.In addition, the degree of bending of the coil is determined in consideration of the curvature of the inner wall and the outer wall of the cryogenic container, and the smaller the bending, the more stable form, but because the present invention is to make the cryogenic container less, the curvature of the inner diameter of the cryogenic container and the coil It is preferable that the degree of bending of coincide.

도 6에서 보는 바와 같은, 본 발명의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일 제작은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 중심자장과 저온용기의 내측 직경 (일례로 12인치 웨이퍼용 단결정 성장장치의 경우 약 5000-6000G 및 직경 1600mm) 등을 결정하게 된다. 저온 용기의 직경이 결정되면, 초전도 코일의 굽은 정도를 결정할 수 있게 된다. 중심자장이 결정되면, 프로그램 해석을 통하여 코일의 높이와 내경을 결정하게 된다. 이렇게 결정된 초전도 코일의 높이와 내경 그리고 굽은 정도를 가지고 권선틀을 만들게 되며, 이 권선틀에 초전도 선재를 권선하여 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일을 제작하게 된다.As shown in Figure 6, the bent form of the circular or elliptical superconducting coil fabrication is made as follows. First, the central magnetic field and the inner diameter of the low temperature container (for example, about 5000-6000 G and 1600 mm in diameter for a 12-inch wafer single crystal growth device) are determined. Once the diameter of the low temperature vessel is determined, it is possible to determine the degree of bending of the superconducting coil. Once the central magnetic field is determined, the height and inner diameter of the coil are determined through program analysis. The winding frame is made with the height, the inner diameter, and the degree of bending of the superconducting coil thus determined, and the superconducting wire is wound around the winding frame to produce a curved or elliptical superconducting coil.

이들은 도 7 및 도 8에서 처럼 서로 대향하여 배치되는 두쌍 (E1, E2; E1', E2')이거나, 도 9에서와 같이 3쌍 (E1, E2, E3; E1', E2', E3') 또는 그 이상인 것이 바람직하나, 한쌍의 초전도코일로서도 종래의 솔레노이드 코일보다는 우수한 성능을 나타낸다.These are two pairs (E1, E2; E1 ', E2') arranged opposite each other as in FIGS. 7 and 8, or three pairs (E1, E2, E3; E1 ', E2', E3 ') as shown in FIG. Or more than one is preferable, but a pair of superconducting coils also show better performance than conventional solenoid coils.

특히, 본 발명의 초전도코일은 중심에서 서로 마주보는 형태로 배치되며, 극저온용기 안에 있는 중공원통형의 자장이용공간(도 8의 S)의 자장(magnetic field)을 이용하며, 극저온용기 안에서 자장은 공간의 수직방향을 이용한다. 아울러 본 발명의 마그네트 장비는 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일에서 공간을 사용하여 자장이 반대편 맞은편으로부터 발생한다. 즉, 코일은 마주보는 형태로 배치되며, 자장방향은 한쪽 코일에서 다른 쪽 코일로 향하므로, 자장은 수평방향이며, 단결정 성장장치는 이 수평 자장에 수직한 방향으로 이동하므로, 극저온용기안의 공간은 자장의 수직방향을 이용하게 된다.In particular, the superconducting coil of the present invention is disposed in the form of facing each other at the center, using the magnetic field of the magnetic field use space (S of FIG. 8) of the mesopark cylinder in the cryogenic vessel, the magnetic field in the cryogenic vessel Use the vertical direction of. In addition, the magnet equipment of the present invention uses the space in the curved or elliptical superconducting coil of the bent form, the magnetic field is generated from the opposite side. In other words, the coils are arranged in an opposite shape, and the magnetic field direction is from one coil to the other coil, so the magnetic field is horizontal, and the single crystal growth apparatus moves in a direction perpendicular to the horizontal magnetic field. The vertical direction of the magnetic field is used.

도 7에서, 도우넛형의 극저온용기(21)의 내측에는 원통형의 자장이용공간(S)이 형성되어 있는 바, 상기 극저온용기(cryostat)는 외측과 내측이 각각 진공공간(23, 24)으로 차단되어 있고, 상기 진공공간 23 및 24 사이에 초전도코일이 존재하는 공간이 존재하게 된다.In FIG. 7, a cylindrical magnetic field using space S is formed inside the donut-type cryogenic container 21, and the cryostat is blocked by the vacuum spaces 23 and 24, respectively. The space in which the superconducting coils exist is present between the vacuum spaces 23 and 24.

도 5의 제4 종래기술에 따른 초전도코일의 경우에는, 초전도코일의 각각이 일례로 두께 80mm 및 직경 1000mm의 솔레노이드형 코일을 사용하는 바, 이 경우 12인치 웨이퍼용 단결정 성장장치에서 자장이용공간의 내경이 약 1600mm이어야 한다. 이 경우, 솔레노이드형 코일과 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기에서 차지하는 길이의 비교하여 보면, 중심자장과 저온용기의 내경이 일치할 경우, 종래의 솔레노이드형 코일이 저온용기에서 차지하는 길이(도 5의 L)는 178.83mm이고, 본 발명의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기에서 차지하는 길이(도 5의 L')는 80mm가 된다.In the case of the superconducting coil according to the fourth conventional art of FIG. 5, each of the superconducting coils uses, for example, a solenoid coil having a thickness of 80 mm and a diameter of 1000 mm. In this case, the magnetic field use space of the 12-inch wafer single crystal growth apparatus is used. The inner diameter should be about 1600mm. In this case, when comparing the length of the solenoid type coil and the curved circular or elliptical superconducting coil in the low temperature container, the length of the conventional solenoid type coil in the low temperature container ( L) of FIG. 5 is 178.83 mm, and the length (L ′ of FIG. 5) of the curved circular or elliptical superconducting coil of the present invention is 80 mm.

한편, 제3 종래기술의 말안장형 코일의 경우 자기력이 코일의 바깥쪽으로 작용하게 되는 데, 말안장형 코일의 경우 이 자기력이 일부분에서 크게 받게 되게 된다.(도 3의 B 부분) 결국, 이 취약한 부분에서 초전도에서 상전도로 바뀌는 Quench라는 현상이 일어나기 쉽게 되며, 원하는 자기장의 값을 만들어내지 못하게 된다. 또한, 곡선에서 직선으로 바뀌기 때문에(도 3의 A 부분), 권선이 매우 어려운 단점을 가지고 있다. 이에 비해, 본 발명의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 경우 자기력이 전체적으로 분산되게 되며, 모두 곡선형태로 이루어져 있기 때문에 권선도 매우 쉽게 된다.On the other hand, in the saddle coil of the third prior art, the magnetic force acts to the outside of the coil, and in the case of the horse saddle coil, the magnetic force is largely received at a portion (part B of FIG. 3). In the vulnerable part, the phenomenon of Quench, which is changed from superconductor to phase conduction, is likely to occur, and it is impossible to produce the desired magnetic field value. In addition, since the curve is changed from a straight line (part A of FIG. 3), the winding has a very difficult disadvantage. In contrast, in the case of the curved circular or elliptical superconducting coil of the present invention, the magnetic force is distributed as a whole, and since both are curved, winding is also very easy.

한편, 전술하였듯이, 제2 및 제4 종래기술의 솔레노이드형 코일의 경우, 바깥쪽으로 새어나가는 자기장이 크기 때문에 자장의 측면에서 효과적이지 못하게 된다. 또한 일반적인 저온용기의 경우 실린더 타입인데, 수평자장을 내기 위한 배치상, 솔레노이드형 코일의 저온용기는 초전도코일(C1, C2; C1', C2')이 차지하는 공간 폭(L)이 커져, 전체적으로 극저온용기가 매우 커지게 된다(도 5 참조). 이에 비해, 도 7의 본 발명의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 경우, 새어나가는 자기장을 줄일 수 있으며, 저온용기의 크기도 크게 줄일 수 있다. 같은 중심자장을 만들기 위한 코일을 제작한 경우, 솔레노이드형 코일이 저온용기에서 차지하는 두께(도 5의 L)는 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 저온용기에서 차지하는 두께(도 5의 L')보다 약 2배 가량 두껍다.On the other hand, as described above, in the case of the solenoid coils of the second and fourth prior arts, the magnetic field leaking outwards is large, so that it is not effective in terms of the magnetic field. In addition, in the case of a general low temperature container, it is a cylinder type. On the basis of the arrangement for generating a horizontal magnetic field, the low temperature container of the solenoid type coil has a large space width (L) occupied by the superconducting coils (C1, C2; C1 ', C2'), and thus is extremely low. The container becomes very large (see FIG. 5). On the contrary, in the case of the curved or elliptical superconducting coil of the present invention of FIG. 7, the leaking magnetic field can be reduced, and the size of the low temperature container can be greatly reduced. In the case of manufacturing a coil for making the same central magnetic field, the thickness of the solenoid coil in the low temperature container (L in FIG. 5) is greater than that of the curved circular or elliptical superconducting coil in the low temperature container (L ′ in FIG. 5). It is about twice as thick.

한편, 자장 발생효율은, 먼저 같은 중심자장을 발생시킨다고 전제하며, 권선량을 가지고 판단할 수 있다. 즉, 코일을 제작하는 데 들어간 총 선재량을 계산한 후, 1m당 얼마만큼의 중심자장에 기여하는지를 내는지를 판단하면 된다. 운전전류가 200A일 때, 중심자장을 3691Gauss로 코일의 사양을 결정하여 각각 코일을 제작하는 경우, 종래의 솔레노이드형 코일의 경우 총 선재량이 13.87km가 들어간다. 결국 자장 발생효율을 1m당 자장이라 하면, 자장 발생효율은 0.266(Gauss/m)이 된다. 이에 비해, 본 발명의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 경우 총 선재량이 12.23km가 들어간다. 결국 자장 발생효율을 1m당 자장이라 하면, 자장 발생효율은 0.301(Gauss/m)이 된다.On the other hand, the magnetic field generating efficiency can be determined based on the amount of windings on the premise of first generating the same central magnetic field. In other words, it is necessary to calculate the total amount of wire used to manufacture the coil, and then determine how much contributes to the central magnetic field per 1m. When the operating current is 200A, the core magnetic field is 3691 Gauss to determine the specifications of the coil to manufacture the coil, respectively, in the case of the conventional solenoid coil, the total wire amount is 13.87km. In the end, when the magnetic field generating efficiency is a magnetic field per meter, the magnetic field generating efficiency is 0.266 (Gauss / m). In contrast, in the case of the curved circular or elliptical superconducting coil of the present invention, the total wire amount is 12.23 km. After all, if the magnetic field generating efficiency is a magnetic field per 1m, the magnetic field generating efficiency is 0.301 (Gauss / m).

한편, 자장 균일도에 대하여, 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명하면, 자장 균일도는 일정한 공간에서 자장이 얼마나 크게 변화하느냐 하는 것을 나타낸다. 단결정 성장장치에서 이 자장균일도는 중요한 변수가 된다.On the other hand, the magnetic field uniformity will be described with reference to Figs. 10 to 12, where the magnetic field uniformity indicates how large the magnetic field changes in a certain space. In a single crystal growth device, this magnetic field uniformity becomes an important variable.

도 10은 제4 종래기술의 초전도 코일 및 본 발명에 따른 초전도 코일의 자장효과를 동일한 조건에서 비교하기 위한 해석 모델을 나타내고 있고, 도 11은 도 10의 해석 모델에 있어서 제4 종래기술의 솔레노이드형 초전도 코일의 자장 분포를 나타낸 그래프이며, 도 12는 도 10의 해석 모델에 있어서 본 발명의 굽은 형태의 원형 초전도 코일의 자장 분포를 나타낸 그래프이다.FIG. 10 shows an analytical model for comparing the magnetic field effects of the superconducting coil of the fourth prior art and the superconducting coil according to the present invention under the same conditions, and FIG. 11 is the solenoid type of the fourth prior art in the analytical model of FIG. It is a graph which shows the magnetic field distribution of a superconducting coil, and FIG. 12 is a graph which shows the magnetic field distribution of the curved superconducting coil of the curved shape of this invention in the analysis model of FIG.

도 10에서 보는 바와 같이, 각각 2상의 초전도코일을 사용하는 경우, X축 및 Y축간의 수평 자속밀도의 차이를 측정하게 된다. 도 11 및 도 12의 그래프를 비교하여 보면, z축(세로)방향으로의 자장은 두가지 코일이 큰 차이를 보이지 않는다.As shown in FIG. 10, when two phase superconducting coils are used, the difference in the horizontal magnetic flux density between the X and Y axes is measured. When comparing the graphs of FIGS. 11 and 12, the magnetic field in the z-axis (vertical) direction does not show a significant difference between the two coils.

참고로, 상기 첨부도면 도 11 및 도 12에서는 균일도만을 비교하기 위한 것이며, x축 및 y축간의 자장의 절대적인 세기를 동일한 조건에서 비교한 것이 아니므로, 상기 도면들의 비교에서는 종래기술의 자장의 세기가 더 큰 것처럼 도시되어 있으나, 동일한 조건에서 시행을 하게 되면 후술하는 바와 같이 본원발명의 경우에 자장의 세기에서도 종래기술의 경우보다 더 유리하게 된다. 즉, 상기 도 11에서 x방향의 자속밀도가 크게 나타나는 이유는 0mm 거리에서의 중심자장을 도 12에서와 똑같이 맞추었기 때문이다. 다시 말해, 두가지 타입의 비교를 위해 중심자장을 0.45(Tesla)로 맞추었기 때문이며, 실제로 양자의 경우에는 마그넷의 크기나 권선수가 다르다. 만약 똑같은 사양의 코일이라면, 본 발명의 굽은 원형 코일이 훨씬 중심자장이 높고, 또한 x방향의 자장도 크게 된다.For reference, in FIGS. 11 and 12, only the uniformity is compared, and the absolute intensity of the magnetic field between the x-axis and the y-axis is not compared under the same conditions. Although shown as being larger, if the implementation in the same conditions as described below, in the case of the present invention even in the strength of the magnetic field is more advantageous than in the prior art. That is, the reason why the magnetic flux density in the x direction is large in FIG. 11 is that the central magnetic field at the distance of 0 mm is set as in FIG. 12. In other words, the center magnetic field is set to 0.45 (Tesla) for the two types of comparisons. In reality, the magnet size and the number of turns are different in both cases. If the coils are of the same specification, the bent circular coil of the present invention has a much higher central magnetic field and a larger magnetic field in the x direction.

다시 균일도 문제로 돌아와서 더 상술하면, 균일도는 말 그대로 자장이 얼마나 균일하냐는 의미이며, 그래프에서의 균일도 판단을 위해서는 처음 0일때의 자장과의 차이가 중요하다. 그리고, 12 인치 단결정 성장 도가니의 경우 직경이 대략880mm 이므로, 400mm (0.4m) 정도에서 자장의 세기를 각각 비교하여 본다. 그래프에서 y방향과 z방향은 균일도 측면에서 거의 비슷하게 보이므로 x방향의 그래프만 따로 이야기 하면, 즉, 그래프에서 x방향만 비교를 서로 하게 되면, 두 타입의 중심자장은 0.45(Tesla)로 서로 일치하지만, 중심에서 약 400mm의 거리가 떨어졌을 때의 자장을 살펴보면, 종래의 솔레노이드형의 경우 0.55(Tesla)이지만, 본 발명의 굽은 형태의 원형의 경우 0.49(Tesla)였다. 즉, 균일도를 중심자장(a)과 중심으로부터 400mm떨어진 곳의 자장 (b)의 비율로 나타낼 때, 종래의 솔레노이드형의 경우 a/b = 0.818이지만, 본 발명의 굽은 원형의 경우 a/b = 0.918이었다. 참고로 균일도는 1에 가까울수록 바람직하다.Returning to the uniformity problem again, in more detail, the uniformity literally means how uniform the magnetic field is, and the difference from the magnetic field at the first zero is important for determining the uniformity in the graph. In addition, since the diameter of the 12-inch single crystal growth crucible is approximately 880 mm, the strength of the magnetic field is compared with each other at about 400 mm (0.4 m). In the graph, the y- and z-directions look almost the same in terms of uniformity, so if we talk only about the x-direction graphs separately, that is, if we compare only the x-directions in the graphs, the two magnetic fields will be equal to 0.45 (Tesla). However, looking at the magnetic field when the distance of about 400mm from the center, 0.55 (Tesla) for the conventional solenoid type, but 0.49 (Tesla) for the curved form of the present invention. That is, when the uniformity is expressed as the ratio of the central magnetic field (a) and the magnetic field (b) 400 mm away from the center, a / b = 0.818 for the conventional solenoid type, but a / b = for the curved circle of the present invention. It was 0.918. For reference, the uniformity is preferably closer to 1.

직관적으로 x,y방향의 자장 그래프를 비교해보더라도, 종래의 솔레노이드형 코일의 자장이 좀 더 크게 변하는 것을 볼 수 있다. 결국, 자장 균일도의 측면에서 볼 때, 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일이 솔레노이드형 코일보다 자장균일도가 좋다는 것을 알 수 있다. 예를들어, 12인치 웨이퍼용 단결정 성장장치에서와 같이 중심으로부터 440mm (0.44m) 인 위치에서의 자속 밀도가 도 11 및 도 12에서 각각 화살표로 표시되어 있는 바, 본 발명의 경우에 X축 및 Y축 간의 차이 (도 12의 화살표 참조) 가, 제4 종래기술의 그것 (도 11의 화살표 참조) 에 비해 작아, 결론적으로 본 발명의 자장균일도가 종래기술의 그것에 비해 훨씬 균일도가 뛰어남을 알 수 있다.Intuitively comparing magnetic field graphs in the x and y directions, it can be seen that the magnetic field of the conventional solenoid coil changes more significantly. As a result, in view of the magnetic field uniformity, it can be seen that a curved circular or elliptical superconducting coil has a better magnetic field uniformity than a solenoid coil. For example, the magnetic flux density at a position 440 mm (0.44 m) from the center, as in a single crystal growth device for a 12 inch wafer, is indicated by arrows in Figs. 11 and 12, respectively, in the case of the present invention the X axis and The difference between the Y axes (see the arrow in FIG. 12) is smaller than that in the fourth prior art (see the arrow in FIG. 11), and consequently, it can be seen that the magnetic field uniformity of the present invention is much more uniform than that of the prior art. have.

마지막으로, 자기 쉴드(shield)의 중량을 비교하여 보더라도, 본 발명이 유리함을 알 수 있다. 즉, 코일이 저온용기에서 차지하는 길이를 비교한 것을 참고하면, 종래기술의 솔레노이드형 코일의 경우 저온용기가 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일에 비해 크게 늘어나게 된다. 결국, 진공조의 무게와 자기 쉴드의 무게가 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일에 비해 커지게 된다. 재료적인 특성상 진공조의 무게는 자기 쉴드의 무게에 비하면 아주 적기 때문에 자기 쉴드의 무게만 비교하여 보면, 위쪽 50t, 둘레 120t의 철로 자기 쉴드를 만들게 되었을 때, 솔레노이드형 코일의 자기 쉴드와 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 자기 쉴드 무게를 비교해 보면, 일례로 솔레노이드형 코일의 자기 쉴드의 경우 13.21톤(ton)이 나가게 되나, 동일한 조건에서 본 발명의 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일의 자기 쉴드의 경우 11.69톤(ton)의 무게밖에 나가지 않는다.Finally, even when comparing the weight of the magnetic shield, it can be seen that the present invention is advantageous. That is, referring to the comparison of the length of the coil in the low temperature container, the solenoid coil of the prior art is significantly increased compared to the circular or elliptical superconducting coil of the low temperature container. As a result, the weight of the vacuum chamber and the weight of the magnetic shield are larger than those of the curved circular or elliptical superconducting coil. Due to the material characteristics, the weight of the vacuum chamber is very small compared to the weight of the magnetic shield. When comparing the weight of the magnetic shield, the magnetic shield of the solenoid coil and the round shape of the magnetic shield of the solenoid coil is made when the magnetic shield is made of the steel with the upper 50t and the circumference 120t. Alternatively, when comparing the magnetic shield weight of the elliptical superconducting coil, for example, the magnetic shield of the solenoid type coil outputs 13.21 tons, but the magnetic shield of the curved circular or elliptical superconducting coil of the present invention under the same conditions. It weighs only 11.69 tons.

이상 본 발명을 첨부도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 용이하게 생각해 낼 수 있는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 한계는 다음의 특허청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto, and various modifications are possible within a range that can be easily conceived by those skilled in the art. Therefore, the limitation of the present invention should be limited only by the following claims.

따라서, 이상 본 발명에 의하면, 위에 언급한 바와 같이 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일은 말안장형 코일에 비하여 자기력을 효과적으로 분산시키고, 제작이 용이하며, 솔레노이드형 코일에 비하여 효율적인 자기장을 발생시킬 수 있다. 굽은 형태의 원형 또는 타원형 초전도 코일인 경우 말안장형 코일에 비하여 제작기간을 반으로 줄일 수 있으며, 솔레노이드형 코일에 비하면 같은 양의 초전도 선재로 권선할 때 약 15%정도 높은 자기장 증가 효과를 볼 수 있다.Therefore, according to the present invention, as described above, the curved or elliptical superconducting coil of the curved shape can effectively disperse the magnetic force as compared to the saddle coil, is easy to manufacture, and can generate an efficient magnetic field compared to the solenoid coil have. In the case of curved or elliptical superconducting coils, the manufacturing time can be cut in half compared to saddle-type coils, and compared with solenoid coils, a 15% higher magnetic field increase can be achieved when winding with the same amount of superconducting wire. have.

Claims (5)

수평자장을 발생시키기 위하여 한쌍 또는 그 이상의 초전도코일을 극저온용기(21) 내에 각각 대향되게 배치하여, 내측의 자장이용공간(S)에서 수평자계가 발생되도록 하되, 상기 초전도코일은 굽은 형태의 원형 또는 타원형의 초전도코일(E; E1, E1'; E2, E2'; E3, E3')로 함으로써, 상기 자장이용공간(S)에서의 수평자계 특성이 개선되도록 하는 수평자계발생용 초전도자석장치.In order to generate a horizontal magnetic field, a pair or more superconducting coils are disposed to face each other in the cryogenic vessel 21, so that a horizontal magnetic field is generated in the inner magnetic field using space S, wherein the superconducting coil is of a curved shape or An elliptical superconducting coil (E; E1, E1 '; E2, E2'; E3, E3 '), wherein the superconducting magnetic device for horizontal magnetic field generation to improve the horizontal magnetic properties in the magnetic field using space (S). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초전도코일은, 2쌍 이상의 굽은 형태의 원형 또는 타원형의 초전도코일(E1, E1'; E2, E2' 또는 E1, E1'; E2, E2'; E3, E3')의 쌍으로 하는 것을 특징으로 하는 초전도자석장치.The superconducting coil may be a pair of two or more curved circular or oval superconducting coils (E1, E1 '; E2, E2' or E1, E1 '; E2, E2'; E3, E3 '). Superconducting magnetic device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 초전도 코일의 수직축(a) 대 수평축(b)의 반경의 비율은 0.6 ~ 1.4의 범위인 것을 특징으로 하는 초전도자석장치.The ratio of the radius of the vertical axis (a) to the horizontal axis (b) of the superconducting coil is a superconducting magnet device, characterized in that the range of 0.6 ~ 1.4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 초전도 코일의 수직축(a)와 수평축(b)의 비율(a/b)은 1인 것을 특징으로 하는 초전도자석장치.And a ratio (a / b) between the vertical axis (a) and the horizontal axis (b) of the superconducting coil is one. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 코일의 구부려지는 정도는 극저온용기의 내경의 곡률과 일치하는 것을 특징으로 하는 초전도자석장치.The bending degree of the coil is a superconducting magnet device, characterized in that the curvature of the inner diameter of the cryogenic vessel.
KR1020030046177A 2003-07-08 2003-07-08 Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils KR20050007498A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030046177A KR20050007498A (en) 2003-07-08 2003-07-08 Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils
AU2003258845A AU2003258845A1 (en) 2003-07-08 2003-09-01 Super-conducting magnet device for generating horizontal magnetic field using curved annular or elliptical shaped coils
PCT/KR2003/001784 WO2005004174A1 (en) 2003-07-08 2003-09-01 Super-conducting magnet device for generating horizontal magnetic field using curved annular or elliptical shaped coils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030046177A KR20050007498A (en) 2003-07-08 2003-07-08 Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2003-0021952U Division KR200327810Y1 (en) 2003-07-08 2003-07-08 Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050007498A true KR20050007498A (en) 2005-01-19

Family

ID=33562942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030046177A KR20050007498A (en) 2003-07-08 2003-07-08 Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20050007498A (en)
AU (1) AU2003258845A1 (en)
WO (1) WO2005004174A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100831965B1 (en) * 2007-04-13 2008-05-23 순천향대학교 산학협력단 Cryostat

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008146371A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Sumco Corporation Silicon single-crystal pullup apparatus
US8362863B2 (en) * 2011-01-14 2013-01-29 General Electric Company System and method for magnetization of rare-earth permanent magnets
KR20220145847A (en) * 2020-03-17 2022-10-31 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 Single crystal pulling apparatus and single crystal pulling method
CN113889314A (en) * 2021-11-08 2022-01-04 西安聚能超导磁体科技有限公司 Magnetic control single crystal pulling superconducting magnet coil and superconducting magnet device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4609109A (en) * 1982-07-06 1986-09-02 Cryogenic Consultants Limited Superconducting magnetic separators
JP3609312B2 (en) * 2000-01-21 2005-01-12 住友重機械工業株式会社 Superconducting magnet device for horizontal magnetic field generation
JP2002359111A (en) * 2001-03-27 2002-12-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd Superconductive magnet for generating magnetic field in horizontal direction

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100831965B1 (en) * 2007-04-13 2008-05-23 순천향대학교 산학협력단 Cryostat

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005004174A1 (en) 2005-01-13
AU2003258845A1 (en) 2005-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5462054A (en) Permanent magnet arrangement
US9269484B2 (en) Magnet assembly
US6984264B2 (en) Single crystal pulling device and method and superconducting magnet
US7567083B2 (en) Superconductive magnetic apparatus for magnetic resonance imaging unit
EP0883143A1 (en) Superconducting magnetic device
WO2012075663A1 (en) Superconducting magnet system for nuclear magnetic resonance with high magnetic field and high degree of homogeneity of magnetic field
KR20020081109A (en) Heat-treating furnace with magnetic field and heat treatment method using same
DE19981146C2 (en) Multi-coil electromagnet for magnetic orientation of thin films
CN106898452A (en) The NMR shimming devices of the cryogenic refrigeration being easily accessible to
KR20050007498A (en) Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils
CN1266484C (en) Superconducting open MRI magnet with transverse magntic field
US6909348B2 (en) Low-leakage magnetic-field magnet and shield coil assembly
US5384538A (en) Magnetic field generation device for use in superconductive type MRI
US7196600B2 (en) Low resistance shield
KR200327810Y1 (en) Superconducting magnet for generating horizontal magnetic field using bended circle or ellipse-shaped coils
EP2839780A1 (en) Superconductor magnet and method of adjusting same
US8369911B2 (en) Single-coil superconducting miniundulator
JPH0744105B2 (en) electromagnet
JP3698099B2 (en) Magnet for magnetic resonance imaging equipment
CN209961896U (en) Magnet for magnetic resonance imaging
US20050134414A1 (en) Superconductivity magnet apparatus
DE19981147B4 (en) A substrate holding assembly for supporting a substrate in a substrate processing environment
US4800355A (en) Electromagnet having magnetic shield
JP2000037366A (en) Superconductive magnet device
JP2001264402A (en) High magnetic field and high homogeneous superconducting magnet device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application