KR20160068109A

KR20160068109A - 초전도 적층선재 제조장치 및, 제조방법

Info

Publication number: KR20160068109A
Application number: KR1020140173321A
Authority: KR
Inventors: 김아롱; 이주형; 박태준
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-06-15
Also published as: KR101657789B1

Abstract

본 발명은 초전도선재를 공급하는 선재공급부; 상기 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 침지되는 유동성을 가지는 액상의 플럭스가 저장되는 플럭스저장조; 상기 플럭스저장조에서 인출된 상기 초전도선재가 침지되는 유동성을 가지는 액상의 용융납이 저장되는 납저장조; 상기 플럭스저장조와 상기 납저장조에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단; 및, 복수 개의 상기 초전도선재가 적층 접합되어 형성된 초전도 적층선재를 권취하는 권취롤부;을 포함하는 초전도 적층선재 제조장치를 제공한다.
본 발명은 복수 개의 초전도선재를 적층하여 초전도 적층선재를 제조시에 제조시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

초전도 적층선재 제조장치 및, 제조방법{SUPERCONDUCTING WIRE AND METHOD OF MANFACTURE THEREOF}

본 발명은 초전도 적층선재 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초전도 적층선재의 제조시 발생할 수 있는 열손상을 방지하고, 제조시간이 단축될 수 있는 초전도 적층선재 제조장치를 제공하고자 한다.

극저온에서 전기적 저항이 없는 초전도체는, 종례의 상전도체와 비교하여 고자장, 저손실, 경량화 및 소형화의 이점을 가지고 있어 다양한 전력기기 분야에 응용이 시도되고 있지만, 기존의 상전도체 응용기기보다 낮은 안정성을 가지고 있다.

특히, 초전도 응용기기의 핵심 요소기술인 초전도 코일의 안정성이 요구되고 있으며 이를 개선하기 위해 전기적, 기계적, 열적 성능 향상에 대한 연구가 이루어지고 있다.

초전도 선재 중 2세대 선재는 금속 기판 위 초전도 층을 포함한 여러 층을 연속 증착하여 제작되는데 초전도 층의 두께, 폭방향의 넓이 등에 따라 통전 가능한 전류가 결정된다.

현재 공급되는 초전도 선재의 경우, 액체질소 온도인 77K, self field에서 약 800A의 전류 통전이 가능하다.

하지만 초전도 선재를 적용하여 개발하는 전력기기는 종류에 따라 수백 A에서 수십 kA의 전류가 요구되고 있다.

초전도 선재의 운전전류를 높이기 위해서는 초전도 선재 자체 성능을 높이거나, 선재를 냉각하는 온도를 낮추는 방법이 있으나 이 경우에도 초전도 단일 선재만으로는 수십 kA 통전이 불가능하다.

이를 해결하기 위한 방법 중 하나로 단일 초전도 선재를 적층하여 운전전류 성능을 높이는 방법을 사용하고 있다. 초전도 선재를 적층하여 코일 형태로 권선하게 되면 기존 단일 선재를 이용한 초전도 코일에 비해 수십배 이상의 운전전류를 가지는 초전도 코일 제작이 가능하다.

초전도 선재를 적층할 때, 단일 선재의 표면을 서로 맞닿게 하여 아래와 같이 적층을 한다. 이때, 선재와 선재 사이 열 접촉을 용이하게 하기 위해 납을 이용하여 표면을 붙이는 방식을 주로 사용하고 있다

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 경우에는, 가장 아래의 초전도선재(1) 위에 플럭스(flux)를 펴바른 후, 인두 등 열을 가한 상태에서 납(3)을 녹여 초전도선재(1)의 표면에 납땜을 하고, 그 위에 다시 초전도선재(1)를 올려 같은 방법을 반복하는 형태의 적층 방법을 사용해 왔다.

이 경우, 사용하는 납(3)은 가해진 열에 융해되는데 종래의 방법을 사용하여 계속 적층할 경우, 아래에 쌓인 초전도선재(1)들이 계속적으로 열을 받게 되고, 이는 초전도선재의 손상으로 이어질 수 있고, 적층된 초전도선재(1)의 개수가 많아짐에 따라 시간이 많이 걸리는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 초전도 적층선재의 제조장치에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명은 일 측면으로서, 복수 개의 초전도선재를 적층하여 초전도 적층선재를 제조시에 제조시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 초전도 적층선재 제조장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 복수 개의 초전도선재를 연속적으로 적층시 가해지는 열에 의해 발생할 수 있는 열손상을 최소화할 수 있는 초전도 적층선재 제조장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 초전도선재를 공급하는 선재공급부; 상기 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 침지되는 유동성을 가지는 액상의 플럭스가 저장되는 플럭스저장조; 상기 플럭스저장조에서 인출된 상기 초전도선재가 침지되는 유동성을 가지는 액상의 용융납이 저장되는 납저장조; 상기 플럭스저장조와 상기 납저장조에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단; 및, 복수 개의 상기 초전도선재가 적층 접합되어 형성된 초전도 적층선재를 권취하는 권취롤부;을 포함하는 초전도 적층선재 제조장치를 제공한다.

바람직하게, 초전도선재가 상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조로 유출입되도록 유도하는 복수의 유도롤;을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 도포유도수단은, 상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조에 설치되는 고정본체와, 상기 고정본체에 형성되고, 각각의 상기 초전도선재가 이격되어 통과하는 선재관통부가 높이방향으로 복수 개가 이격하여 형성되는 간격유지부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 초전도선재의 규격에 따라 도포유도수단의 교체가 가능하도록, 상기 도포유도수단은 상기 플럭스저장조 및 상기 납저장조에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.

바람직하게, 도포유도수단은 플럭스저장조 및, 상기 납저장조에 설치되는 고정본체와, 상기 고정본체와 별도의 부재로 형성되어 상기 고정본체에 착탈 가능하고, 각각의 상기 초전도선재가 이격되어 통과하는 선재관통부가 높이방향으로 이격 형성되는 간격유지부를 포함하고, 상기 고정본체의 측면에 높이방향으로 이격 형성되는 복수의 설치공이 형성되고, 상기 간격유지부는 상기 설치공에 선택적으로 체결되어 설치높이가 조절될 수 있다.

바람직하게, 납저장조의 하부에는 상기 납저장조에 수용된 납이 용융상태를 유지하도록 가열하는 가열장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.

바람직하게, 선재공급부와 상기 플럭스저장조의 사이에 구비되어, 상기 복수의 초전도 선재를 가압하는 가압롤러부;를 구비할 수 있다.

바람직하게, 가압롤러부는, 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 겹쳐진 상태에서 하측방향으로 가압하는 제1 가압롤러와, 상기 제1 가압롤러와 상기 초전도선재의 이동경로 상에 이격 배치되고, 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 겹쳐진 상태에서 상측방향으로 가압하는 제2 가압롤러를 구비할 수 있다.

바람직하게, 플럭스저장조와 상기 납저장조를 지지하는 제1 지지프레임; 상기 가압롤러부는 지지하는 제2 지지프레임; 및, 상기 권취롤부로 인출되는 상기 초전도 적층선재의 높이의 조절이 가능하도록, 상기 제1 지지프레임과, 상기 제2 지지프레임 중 적어도 상기 제1 지지프레임을 승하강시키는 높이조절수단;을 구비할 수 있다.

바람직하게, 높이조절수단은 상기 제1 지지프레임과 상기 제2 지지프레임에는 각각 설치되고, 상기 가압롤러부에서 상기 초전도선재가 인출되는 높이와, 상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조에서 상기 초전도선재가 인출되는 높이가 동일하도록 상기 제1 지지프레임과 상기 제2 지지프레임의 승강을 동시에 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 초전도선재를 공급하는 선재공급부를 준비하는 공정; 상기 초전도선재를 액상의 플럭스가 저장되는 플럭스저장조에 침지시켜 플럭스를 도포하는 플럭스 도포공정; 상기 초전도선재를 액상의 용융납이 저장되는 납저장조에 침지시켜 납을 도포하는 납 도포공정; 및, 상기 납저장조에서 초전도적층선재를 이탈시켜 권취롤부에 권취하는 권취공정;을 포함하고, 상기 플럭스 도포공정과, 상기 납 도포공정에는, 상기 플럭스저장조와 상기 납저장조에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단이 설치될 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 초전도선재를 적층하여 초전도 적층선재를 제조할 때, 연속적으로 배치된 플럭스저장조와, 납저장조에 의해 플럭스처리와 납처리를 연속적으로 하여 초전도 적층선재의 제조시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 각각의 초전도선재를 이격시키는 도포유도수단의 구성을 포함함으로써, 초전도선재의 표면에 플럭스와 납이 잘 도포될 수 있어, 안정적으로 초전도 적층선재를 제조할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수 개의 초전도선재를 연속적으로 적층시 가해지는 열에 의해 발생할 수 있던 종래의 초전도 적층선재의 제조상의 열손상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 순차적 적층 가열방식에 의해 제도된 초전도 적층선재를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 적층선재 제조장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 적층선재 제조장치를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 세부구성인 도포유도수단의 상세를 도시한 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 세부구성인 도포유도수단에 초전도선재가 이격 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 세부구성인 도포유도수단이 설치된 상태를 도시한 정면도이다.
도 6 및 도 7은 높이조절수단이 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 적층선재 제조장치의 높이조절 전후를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 적층선재 제조장치(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 적층선재 제조장치(10)는 선재공급부(100), 플럭스저장조(200), 납저장조(300), 도포유도수단(400) 및, 권취롤부(500)을 포함하고, 추가적으로 가압롤러부(600), 높이조절수단(700) 및, 제어부(800)를 포함할 수 있다.

도 2 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 초전도선재(L1)를 공급하는 선재공급부(100)와, 유동성을 가지는 액상의 플럭스(F)가 저장되는 플럭스저장조(200)와, 유동성을 가지는 액상의 용융납(P)이 저장되는 납저장조(300)와, 상기 플럭스저장조(200)와 상기 납저장조(300)에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재(L1)를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단(400) 및, 복수 개의 상기 초전도선재(L1)가 적층 접합되어 형성된 초전도 적층선재(L2)를 권취하는 권취롤부(500)을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 선재공급부(100)는 초전도선재(L1)를 공급하는 복수의 공급롤(110)을 포함하고, 복수의 공급롤(110)은 선재를 지지하는 제3 지지프레임(S3)에 설치될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제3 지지프레임(S3)에는 복수의 공급롤(110)이 높이방향으로 이격되어 배치될 수 있다.

선재공급부(100)에 사용자가 적층하고자 하는 개수만큼의 공급롤(110)을 배치할 수 있다.

각각의 공급롤(110)에서는 일정한 장력이 유지되도록 적절한 힘이 가해지면서 초전도선재(L1)가 가압롤러부(600)를 거쳐, 플럭스저장조(200), 납저장조(300), 권취롤부(500)로 제공될 수 있다.

플럭스저장조(200)는 액상의 플럭스(F)가 저장되는 부분이고, 납저장조(300)는 용융된 액상의 용융납(P)이 저장되는 부분이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 선재공급부(100)에서 가압롤러를 통해 제공된 초전도선재(L1)가 플럭스저장조(200)로 유입되어 액상의 플럭스(F)에 침지되고, 도포유도수단(400)에 의해 인접한 초전도선재(L1) 간에 일정한 간격이 유지되면서 초전도선재(L1)의 양면에 플럭스가 도포될 수 있다.

플럭스저장조(200)를 거치면서 플럭스가 도포된 초전도선재(L1)가 납저장조(300)의 액상의 용융납(P)에 침지되고, 도포유도수단(400)에 의해 인접한 초전도선재(L1) 간에 일정한 간격이 유지되면서 초전도선재(L1)의 양면에 납이 도포될 수 있다.

플럭스 도포공정과, 납 도포공정을 거치면서 플럭스처리와 납처리가 이루어진 복수 개의 초전도선재(L1)가 적층되면서 접합되면서 초전도 적층선재(L2)로 제조되어 권취롤부(500)로 권취될 수 있다.

선재공급부(100)에서 공급된 초전도선재(L1)는 플럭스저장조(200)와 납저장조(300)를 거치면서, 초전도선재(L1)에 플럭스처리와 납땜처리가 된 복수의 초전도선재(L1)가 적층되어 형성된 초전도 적층선재(L2)가 권취롤부(500)에 권취될 수 있다.

도 2 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 초전도선재(L1)가 상기 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300)로 유출입되도록 유도하는 복수의 유도롤(R)을 더 포함할 수 있다.

공급롤(110)에서 공급된 초전도선재(L1)는 플럭스저장조(200)와 납저장조(300)의 내부와 외부에 설치된 유도롤(R)을 거쳐 액상의 플럭스(F)와 액상의 용융납(P)에 침지되면서 플럭스처리와 납땜처리될 수 있다.

도 4a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 도포유도수단(400)은 고정본체(410)와, 간격유지부(430)를 구비할 수 있다.

도포유도수단(400)은 상기 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300)에 설치되는 고정본체(410)와, 상기 고정본체(410)에 형성되고, 각각의 상기 초전도선재(L1)가 이격되어 통과하는 선재관통부(431)가 높이방향으로 복수 개가 이격하여 형성되는 간격유지부(430)를 포함할 수 있다.

이때, 도포유도수단(400)은 선재관통부(431)가 형성되는 간격유지부(430)가 액상의 플럭스(F) 및, 액상의 용융납(P)에 침지되도록 배치한다.

플럭스저장조(200)와 납저장조(300)에 설치되는 도포유도수단(400)에 형성된 간격유지부(430)의 각각의 선재관통부(431)에는 각각의 공급롤(110)에서부터 제공된 초전도선재(L1)가 하나씩 관통되면서 인접한 초전도선재(L1)와 이격되어 설치될 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 간격유지부(430)에 의해 인접한 초전도선재(L1)와 일정 간격으로 이격되면서 형성된 공간으로 액상의 플럭스(F)와 액상의 용융납(P)이 유입되어, 초전도선재(L1)는 플럭스와 납이 도포되어 플럭스처리 및, 납처리가 연속적으로 수행될 수 있다.

도포유도수단(400)은 상기 플럭스저장조(200) 및 상기 납저장조(300)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 이때, 도포유도수단(400)은 초전도선재(L1)의 규격에 따라 교체될 수 있다.

초전도선재(L1)의 두께 및, 최적의 도포를 위한 선재관통부(431)의 이격간격 및, 선재관통부(431)의 높이의 조절이 필요한 경우 상이한 규격을 가지는 별도의 도포유도수단(400)이 준비될 수 있고, 초전도선재(L1)의 규격에 따라 최적의 도포유도수단(400)이 결정될 수 있다.

초전도선재(L1)의 높이에 비해 선재관통부(431)의 높이가 좁은 경우, 선재관통부(431)의 둘레방향의 면과 초전도선재(L1)의 과도한 접촉이 발생할 수 있고, 초전도선재(L1)의 높이에 비해 선재관통부(431)의 높이가 넓은 경우, 초전도선재(L1)에 플럭스나 납이 도포되는 관점에서는 유리할 수 있으나, 복수 개의 초전도선재(L1) 간의 이격간격이 과도해져 복수 개의 선재의 적층시 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 초전도선재(L1)의 높이와, 상기 선재관통부(431)의 높이의 비율은 1.5 ~ 3의 비율로 설정되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 초전도선재(L1)의 높이와, 상기 선재관통부(431)의 높이의 비율은 1: 1.8 ~ 2.6의 비율로 설정될 수 있다.

나아가, 도포유도수단(400)을 상기 플럭스저장조(200) 및 상기 납저장조(300)에 착탈 가능하게 구비함으로써, 도포유도수단(400)을 이탈시켜 별도로 세척함으로써, 세척 및 재사용이 용이해질 수 있다.

또한, 도포유도수단(400)을 상기 플럭스저장조(200) 및 상기 납저장조(300)에 착탈 가능하게 구비함으로써, 선재공급부(100)에서 가압롤러부(600)를 통해 제공된 복수 개의 초전도선재(L1)를 도포유도수단(400)에 형성된 선재관통부(431)에 개별적으로 관통시킬 수 있고, 복수 개의 초전도선재(L1)가 개별적으로 선재관통부(431)에 관통되게 배치한 상태에서 도포유도수단(400)을 플럭스저장조(200) 및, 납저장조(300)에 설치할 수 있다.

이에 따라, 넓은 공간에서 도포유도수단(400)에 초전도선재(L1)를 용이하게 배치한 상태에서, 도포유도수단(400)을 플럭스저장조(200) 및, 납저장조(300)에 설치하여 설치상의 편의성이 도모될 수 있다.

도포유도수단(400)은 상기 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300)에 설치되는 고정본체(410)와, 상기 고정본체(410)와 별도의 부재로 형성되어 상기 고정본체(410)에 착탈 가능하고, 각각의 상기 초전도선재(L1)가 이격되어 통과하는 선재관통부(431)가 높이방향으로 이격 형성되는 간격유지부(430)를 포함할 수 있다.

이때, 고정본체(410)와 착탈 가능한 간격유지부(430)는 선재관통부(431)의 높이가 다른 복수 개의 부재가 준비될 수 있고, 초전도선재(L1)의 두께에 따라 고정본체(410)에 체결되는 간격유지부(430)를 교체하여 초전도선재(L1)의 종류에 따라 적절한 도포를 위한 이격간격을 설정할 수 있다.

이때, 도포유도수단(400)은 선재관통부(431)가 형성되는 간격유지부(430)가 액상의 플럭스(F) 및, 액상의 용융납(P)에 침지되도록 배치되어야 한다.

도 2 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 납저장조(300)의 하부에는 상기 납저장조(300)에 수용된 납이 용융상태를 유지하도록 가열하는 가열장치(310)를 구비할 수 있다.

가열장치(310)는 납저장조(300)의 하부에는 상기 납저장조(300)에 수용된 납이 용융상태를 유지하도록 용융납의 온도를 170 ~ 210 ℃의 범위로 유지시킬 수 있다.

도 2 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 상기 선재공급부(100)와 상기 플럭스저장조(200)의 사이에 구비되어, 상기 복수의 초전도 선재를 가압하는 가압롤러부(600)를 구비할 수 있다.

가압롤러부(600)에 의해 복수 개의 초전도선재(L1)는 표면이 맞닿는 구조로 모일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 가압롤러(601)와 제2 가압롤러(602)는 대응되는 위치에 상하방향으로 배치될 수 있다.

가압롤러부(600)는 복수의 상기 공급롤(110)에서 공급된 상기 초전도선재(L1)가 겹쳐진 상태에서 하측방향으로 가압하는 제1 가압롤러(601)와, 복수의 상기 공급롤(110)에서 공급된 상기 초전도선재(L1)가 겹쳐진 상태에서 상측방향으로 가압하는 제2 가압롤러(602)를 구비할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 가압롤러(601)와 제2 가압롤러(602)는 초전도선재(L1)의 이동경로상에서 이격되어 배치될 수 있다.

가압롤러부(600)는, 복수의 상기 공급롤(110)에서 공급된 상기 초전도선재(L1)가 겹쳐진 상태에서 하측방향으로 가압하는 제1 가압롤러(601)와, 상기 제1 가압롤러(601)와 상기 초전도선재(L1)의 이동경로 상에 이격 배치되고, 상기 복수의 상기 공급롤(110)에서 공급된 상기 초전도선재(L1)가 겹쳐진 상태에서 상측방향으로 가압하는 제2 가압롤러(602)를 구비할 수 있다.

제1 가압롤러(601)와 제2 가압롤러(602)는 초전도선재(L1)의 이동경로상에서 이격되어 배치됨으로써, 복수 개의 공급롤(110)에서 공급되는 복수 개의 초전도선재(L1)를 분할하여 가압할 수 있다.

이는 과도하게 많은 초전도선재(L1)를 상하방향에서 동일위치에서 가압시 발생할 수 있는 초전도선재(L1)간의 가압불량현상을 방지하기 위함이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 가압롤러(601)에 의해 선재공급부(100)의 상측에 배치된 공급롤(110)에서 공급되는 초전도선재(L1)들이 1차적으로 하측방향으로 가압되고, 제2 가압롤러(602)에 의해 선재공급부(100)의 하측에 배치된 공급롤(110)에서 공급되는 초전도선재(L1)들이 2차적으로 상측방향으로 가압될 수 있다.

도 6 및, 도 7에 도시된 바와 같이, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 제1 지지프레임(S1), 제2 지지프레임(S2) 및, 높이조절수단(700)을 포함할 수 있다.

초전도 적층선재 제조장치(10)는 플럭스저장조(200)와 상기 납저장조(300)를 지지하는 제1 지지프레임(S1)과, 상기 가압롤러부(600)는 지지하는 제2 지지프레임(S2) 및, 상기 권취롤부(500)로 인출되는 상기 초전도 적층선재(L2)의 높이의 조절이 가능하도록, 상기 제1 지지프레임(S1)과, 상기 제2 지지프레임(S2) 중 적어도 상기 제1 지지프레임(S1)을 승하강시키는 높이조절수단(700)을 구비할 수 있다.

제1 지지프레임(S1)은 플럭스저장조(200)와 납저장조(300)의 하측에 구비되어, 플럭스저장조(200)와 납저장조(300)를 지지하는 부분이다.

제1 지지프레임(S1)은, 상기 플럭스저장조(200)와 상기 납저장조(300)를 지지하는 수평지지부와, 상기 수평지지부의 하중을 지지하는 수직프레임을 구비할 수 있다.

도시되지는 않았으나, 수직프레임과 높이조절수단(700)의 작동로드(710)는 연계되어 설치될 수 있다.

또한, 높이조절수단(700)의 작동로드(710)와 유압실린더(730)가 수직프레임을 대체하도록 구성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일 예로 높이조절수단(700)은 작동로드(710), 유압실린더(730) 및, 유압펌프(750)를 포함할 수 있다.

높이조절수단(700)은 상기 지지프레임의 하중을 지지하고 승강시키는 작동로드(710)와, 상기 작동로드(710)에 선형적인 구동력을 제공하는 유압실린더(730) 및, 상기 유압실린더(730)에 유압을 제공하는 유압펌프(750)를 구비할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 높이조절수단(700)은 상기 제1 지지프레임(S1)과 상기 제2 지지프레임(S2)에는 각각 설치될 수 있다.

이때, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 가압롤러부(600)에서 상기 초전도선재(L1)가 인출되는 높이와, 상기 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300)에서 상기 초전도선재(L1)가 인출되는 높이가 동일하도록 상기 제1 지지프레임(S1)과 상기 제2 지지프레임(S2)의 승강을 동시에 제어하는 제어부(800)를 더 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 적층선재 제조장치(10)는 선재공급부(100), 상기 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300) 및, 귄취롤부(500)의 하부에 구비되는 이동거치부(900)를 더 포함할 수 있다.

이동거치부(900)는 선재공급부(100), 상기 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300)의 하부에 설치되는 차륜이 설치된 대차의 형태로 구성될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 이동거치부(900)는 복수 개의 이동거치부재로 구비될 수 있다.

일 예로, 제1 이동거치부재는 플럭스저장조(200) 및, 상기 납저장조(300)의하부에 설치될 수 있고, 제2 이동거치부재는 선재공급부(100)에 설치되고, 제3 이동거치부재는 권취롤부(500)의 하부에 구비될 수 있다.

다음으로, 도 1 내지 도 7을 참조하여 초전도 적층선재 제조방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 적층선재 제조방법은 선재준비공정, 플럭스 도포공정, 납 도포공정 및, 권취공정을 포함할 수 있다.

초전도 적층선재 제조방법은 초전도선재(L1)를 공급하는 복수의 공급롤(110)을 구비하는 선재공급부(100)를 준비하는 선재준비공정과, 상기 초전도선재(L1)를 액상의 플럭스(F)가 저장되는 플럭스저장조(200)에 침지시켜 플럭스를 도포하는 플럭스 도포공정과, 상기 초전도선재(L1)를 액상의 용융납(P)이 저장되는 납저장조(300)에 침지시켜 납을 도포하는 납 도포공정 및, 상기 납저장조(300)에서 초전도적층선재를 이탈시켜 권취롤부(500)에 권취하는 권취공정을 포함할 수 있다.

선재준비공정은 복수의 공급롤(110)을 제3 지지프레임(S3)에 높이방향으로 이격하여 배치할 수 있다.

이때, 상기 플럭스 도포공정과, 상기 납 도포공정에는, 상기 플럭스저장조(200)와 상기 납저장조(300)에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재(L1)를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단(400)이 설치될 수 있다.

선재공급부(100)에서 가압롤러부(600)를 통해 제공된 복수 개의 초전도선재(L1)를 도포유도수단(400)에 형성된 선재관통부(431)에 개별적으로 관통시킬 수 있고, 복수 개의 초전도선재(L1)가 개별적으로 선재관통부(431)에 관통되게 배치한 상태에서 도포유도수단(400)을 플럭스저장조(200) 및, 납저장조(300)에 설치할 수 있다.

플럭스 도포공정과 납 도포공정에 설치되는 도포유도수단(400)에 형성된 간격유지부(430)의 각각의 선재관통부(431)에는 각각의 공급롤(110)에서부터 제공된 초전도선재(L1)가 하나씩 관통되면서 인접한 초전도선재(L1)와 이격되어 설치될 수 있다.

플럭스 도포공정은 선재공급부(100)에서 가압롤러부(600)를 통해 제공된 초전도선재(L1)가 액상의 플럭스(F)에 침지되고, 도포유도수단(400)에 의해 인접한 초전도선재(L1) 간에 일정한 간격이 유지되면서 초전도선재(L1)의 양면에 플럭스가 도포되는 공정이다.

납 도포공정은 플럭스저장조(200)를 거치면서 플럭스가 도포된 초전도선재(L1)가 액상의 납에 침지되고, 도포유도수단(400)에 의해 인접한 초전도선재(L1) 간에 일정한 간격이 유지되면서 초전도선재(L1)의 양면에 납이 도포되는 공정이다.

권취공정은 플럭스 도포공정과, 납 도포공정을 거치면서 플럭스처리와 납처리가 이루어진 복수 개의 초전도선재(L1)가 적층되면서 접합되어 초전도 적층선재(L2)로 제조된 상태에서 권취롤부(500)로 권취되는 공정이다.

또한, 본 발명의 초전도 적층선재 제조방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 초전도 적층선재 제조장치(10)에 상기한 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 초전도 적층선재 제조방법에서 활용되는 초전도 적층선재 제조장치(10)의 선재공급부(100), 플럭스저장조(200), 납저장조(300), 도포유도수단(400), 권취롤부(500), 가압롤러부(600), 높이조절수단(700) 및, 제어부(800) 등의 구성은 이미 설명한 바와 같이 초전도 적층선재 제조장치(10)의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1: 초전도선재 3: 납
10: 초전도 적층선재 제조장치
100: 선재공급부 110: 공급롤
200: 플럭스저장조 300: 납저장조
310: 가열장치 400: 도포유도수단
410: 고정본체 430: 간격유지부
431: 선재관통부 500: 권취롤부
600: 가압롤러부 601: 제1 가압롤러
602: 제2 가압롤러 700: 높이조절수단
710: 작동로드 730: 유압실린더
750: 유압펌프 800: 제어부
900: 이동거치부
L1: 초전도선재 L2: 초전도 적층선재
F: 액상의 플럭스 P: 용융납
R: 유도롤 S1: 제1 지지프레임
S2: 제2 지지프레임 S3: 제3 지지프레임

Claims

초전도선재를 공급하는 선재공급부;
상기 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 침지되는 유동성을 가지는 액상의 플럭스가 저장되는 플럭스저장조;
상기 플럭스저장조에서 인출된 상기 초전도선재가 침지되는 유동성을 가지는 액상의 용융납이 저장되는 납저장조;
상기 플럭스저장조와 상기 납저장조에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단; 및,
복수 개의 상기 초전도선재가 적층 접합되어 형성된 초전도 적층선재를 권취하는 권취롤부;을 포함하는 초전도 적층선재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 초전도선재가 상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조로 유출입되도록 유도하는 복수의 유도롤;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 도포유도수단은,
상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조에 설치되는 고정본체와,
상기 고정본체에 형성되고, 각각의 상기 초전도선재가 이격되어 통과하는 선재관통부가 높이방향으로 복수 개가 이격하여 형성되는 간격유지부를 포함하는 초전도 적층선재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 초전도선재의 규격에 따라 도포유도수단의 교체가 가능하도록, 상기 도포유도수단은 상기 플럭스저장조 및 상기 납저장조에 착탈 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 납저장조의 하부에는 상기 납저장조에 수용된 납이 용융상태를 유지하도록 가열하는 가열장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 선재공급부와 상기 플럭스저장조의 사이에 구비되어, 상기 복수의 초전도 선재를 가압하는 가압롤러부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
제6항에 있어서, 상기 가압롤러부는,
상기 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 겹쳐진 상태에서 하측방향으로 가압하는 제1 가압롤러와,
상기 제1 가압롤러와 상기 초전도선재의 이동경로 상에 이격 배치되고, 상기 선재공급부에서 공급된 상기 초전도선재가 겹쳐진 상태에서 상측방향으로 가압하는 제2 가압롤러를 구비하는 초전도 적층선재 제조장치.
제6항에 있어서,
상기 플럭스저장조와 상기 납저장조를 지지하는 제1 지지프레임;
상기 가압롤러부는 지지하는 제2 지지프레임; 및,
상기 권취롤부로 인출되는 상기 초전도 적층선재의 높이의 조절이 가능하도록, 상기 제1 지지프레임과, 상기 제2 지지프레임 중 적어도 상기 제1 지지프레임을 승하강시키는 높이조절수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
제8항에 있어서,
상기 높이조절수단은 상기 제1 지지프레임과 상기 제2 지지프레임에는 각각 설치되고,
상기 가압롤러부에서 상기 초전도선재가 인출되는 높이와, 상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조에서 상기 초전도선재가 인출되는 높이가 동일하도록 상기 제1 지지프레임과 상기 제2 지지프레임의 승강을 동시에 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 선재공급부, 상기 플럭스저장조 및, 상기 납저장조의 하부에 구비되는 이동거치부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조장치.
초전도선재를 공급하는 선재공급부를 준비하는 공정;
상기 초전도선재를 액상의 플럭스가 저장되는 플럭스저장조에 침지시켜 플럭스를 도포하는 플럭스 도포공정;
상기 초전도선재를 액상의 용융납이 저장되는 납저장조에 침지시켜 납을 도포하는 납 도포공정; 및,
상기 납저장조에서 초전도적층선재를 이탈시켜 권취롤부에 권취하는 권취공정;을 포함하고,
상기 플럭스 도포공정과, 상기 납 도포공정에는,
상기 플럭스저장조와 상기 납저장조에 각각 설치되고, 각각의 상기 초전도선재를 이격시켜 상기 플럭스와 상기 납이 상기 초전도 선재에 균일하게 도포되도록 유도하는 도포유도수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 초전도 적층선재 제조방법.