WO2016032232A1 - 초전도 가속관용 극저온 유지용기 - Google Patents
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- WO2016032232A1 WO2016032232A1 PCT/KR2015/008935 KR2015008935W WO2016032232A1 WO 2016032232 A1 WO2016032232 A1 WO 2016032232A1 KR 2015008935 W KR2015008935 W KR 2015008935W WO 2016032232 A1 WO2016032232 A1 WO 2016032232A1
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- H05H7/14—Vacuum chambers
- H05H7/18—Cavities; Resonators
- H05H7/20—Cavities; Resonators with superconductive walls
Definitions
- the present invention relates to a cryogenic holding container for a superconducting accelerator tube, and more particularly, to a cryogenic holding vessel for a superconducting accelerator tube capable of correcting a difference in relative displacement with a related object due to heat shrinkage when the heat shrinkage occurs in a cryogenic state.
- Superconducting accelerator tube is made of metal in superconducting state to obtain high acceleration voltage, so the common Q-factor is very high, more than 10 9 .
- the large quality factor is a gain in terms of RF power to be supplied, but the operating frequency width of the accelerator tube is narrowed, making it very sensitive to frequency fluctuations. Therefore, in the case of the superconducting accelerator, it is necessary to analyze the frequency sensitivity of the accelerator and apply the design to reduce the sensitivity.
- the design criteria for frequency sensitivity are to consider the loaded Q-factor, consumption cost, and technical limitations considering energy loss due to ion beam acceleration, heat loss due to surface current of accelerator tube, and energy leakage through coupler.
- Decide There are four types of superconducting accelerators designed with electromagnetic shape optimization: QWR, HWR, SSR1 and SSR2.
- Conventional pressure vessels have a thickness, length, inner vessel and outer vessel radius to withstand specific pressures in accordance with specific specifications (e.g., KS B 6750) to prevent structural failure due to deformation and stress under internal and external pressure conditions. It is designed and manufactured to guarantee structural safety under any circumstances by specifying welding conditions and molding conditions.
- the pressure vessel is made of a single continuum (that is, an integrated structure) because the safety of the structure is a top priority, and thus, when a relative displacement with a related object due to heat shrinkage occurs at cryogenic temperatures, There is no good way to calibrate. Therefore, conventionally, in order to cope with this situation, a separate shock absorber is inserted between the related materials.
- the present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and by forming a certain portion of the container body to wrinkle, superconductivity that can correct the difference in relative displacement with the relative by the heat shrink when the heat shrink occurs in the cryogenic state itself Its purpose is to provide a cryogenic holding vessel for an accelerator tube.
- cryogenic holding container for a superconducting accelerator tube according to the present invention
- a plurality of side members coupled to the side ports of the superconducting acceleration tube and constraining displacement of the vessel and supporting most vessel loads;
- a main body coupled to an upper end of the side member and having a wrinkle-shaped portion provided at a predetermined portion of the body to correct a relative displacement during thermal contraction at cryogenic temperatures;
- An upper member coupled to an upper end of the main body and coupled to an upper port of a superconducting accelerator tube to restrain displacement of the container and to support an upper load of the corrugated portion of the main body;
- the side member is coupled to the lower end of the side member, characterized in that it comprises a lower member coupled to the lower port of the superconducting acceleration tube to restrain the displacement of the container and support most of the vessel load with the side member.
- the side member is composed of two semi-tubular members cut in half in the longitudinal direction of the tubular member having a predetermined diameter, each semi-tubular member has a coupling port for welding coupling with the side port of the superconducting acceleration tube Each is formed.
- the main body is formed in a cylindrical shape with both ends open, and a certain area in the upper half of the body is provided with a corrugated portion for self-correcting the relative displacement generated in the container during heat shrinkage at cryogenic temperatures.
- the wrinkled portion may be configured in a wrinkled form both the outer surface and the inner surface of the body.
- the upper member has a disk-shaped body, a skirt portion of a predetermined height is formed along the circumference of the body, a plurality of coupling ports for welding coupling with the upper port of the superconducting acceleration tube in the flat portion of the disk-shaped body Is formed.
- the lower member has a curved body of a predetermined curvature, the body is formed with a plurality of coupling ports for welding coupling with the lower port of the superconducting acceleration tube.
- the present invention since a wrinkle-shaped concave-convex portion is provided in a predetermined region of the container body, when the heat shrinkage occurs in the container in the cryogenic state, the advantage of being able to correct the difference in the relative displacement with the relative by the heat shrink in the container itself have.
- FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a cryogenic holding vessel for a superconducting accelerator tube according to the present invention.
- Figure 2 is an exploded perspective view showing a coupling relationship between the cryogenic holding vessel for the superconducting accelerator tube and the superconducting accelerator tube according to the present invention.
- FIG 3 is a view showing a state in which the cryogenic holding vessel for the superconducting accelerator tube and the superconducting accelerator tube are combined according to the present invention.
- FIG. 1 to 3 show a cryogenic holding vessel for a superconducting accelerator tube according to the present invention
- Figure 1 is a perspective view of each component is separated, exploded perspective view showing a coupling relationship between the cryogenic holding vessel and the superconducting accelerator tube.
- 3 is a view showing a state in which the cryogenic holding container and the superconducting accelerator tube are coupled.
- the cryogenic holding vessel 110 for the superconducting acceleration tube according to the present invention is composed of a total of five separate parts. That is, it includes two side members 111 and 112, the main body 113, the upper member 114, the lower member 115.
- the two side members 111 and 112 are coupled to the side ports 100a of the superconducting accelerator tube 100, respectively, to restrain the displacement of the container (the cryogenic holding container of the present invention) and support most of the load of the container.
- the side members 111 and 112 as described above are composed of two semi-tubular members cut in half in the longitudinal direction (in the longitudinal direction of the tube) of the tubular member having a predetermined diameter on the diameter line of the tube.
- Each semi-tubular member is provided with coupling ports 111p and 112p for welding coupling with the side ports 100a of the superconducting accelerator tube 100, respectively.
- the side members 111 and 112 as described above may also be manufactured in a single molded article, the semi-tubular member is formed first, and then a hole is formed in the body, and a coupling of a short pipe (pipe) shape is formed in the hole.
- the ports 111p and 112p may be manufactured by welding separately.
- the main body 113 is coupled to the upper ends of the side members 111 and 112, and a wrinkled portion 113w is provided at a predetermined portion of the body to correct the relative displacement during heat shrinkage at cryogenic temperatures.
- the main body 113 is formed in a cylindrical shape with both ends open, and in the upper half of the body portion wrinkles (113w) for self-correcting the relative displacement generated in the container during heat shrinkage at cryogenic temperatures Will be prepared.
- the corrugated portion 113w may be configured in a corrugated form (type of bellows tube) of both the outer surface and the inner surface of the body.
- the upper member 114 is coupled to the upper end of the main body 113, coupled with the upper port (100b) of the superconducting acceleration tube 100 to constrain the displacement of the container and the upper portion of the corrugated portion 113w of the main body Support the load.
- the upper member 114 has a disc-shaped body, the skirt portion 114s of a predetermined height is formed along the circumference of the body, the upper portion of the superconducting acceleration tube 100 in the flat portion of the disc-shaped body A plurality (eg two) coupling ports 114p are formed for welding coupling with the port 100b.
- cryogenic fluid eg, liquid helium
- the upper member 114 as described above may also be manufactured as a single molded article, and after forming the upper member body first, a hole is formed in the body, and a coupling pipe in the form of a short pipe (tube) in the hole. 114p and the cryogenic fluid inlet port 114h may be fabricated in a separate welded manner.
- the lower member 115 is coupled to the lower end of the side member (111, 112), coupled with the lower port (100c) of the superconducting acceleration tube 100 to restrain the displacement of the container and the majority of the container with the side member (111,112) To support the load.
- the lower member 115 has a curved body having a predetermined curvature, and the body has a plurality (eg, two) coupling ports 115p for welding coupling with the lower port 100c of the superconducting accelerator tube 100. Is formed.
- the lower member 115 is configured as a curved body is filled with liquid helium (-271 °C, 2K) inside the cryogenic holding vessel of the present invention, to fill the interior of the container in a vacuum state, At this time, the container to withstand the external pressure.
- liquid helium -271 °C, 2K
- cryogenic fluid eg, liquid helium
- the lower member 115 as described above may also be manufactured in a single molded article similarly to the upper member 114, the lower member body is first prepared, and then a hole is formed in the body, and the hole is short.
- the coupling port 115p and the cryogenic fluid outlet port 115h in the form of pipes (pipes) may be manufactured by welding welding separately.
- the side members 111 and 112, the main body 113, the upper member 114, the lower member 115 constituting the cryogenic holding container 110 for the superconducting acceleration tube of the present invention as described above withstands cryogenic and high pressure. It is made of the same metal material, which is preferably made of stainless steel (for example, STS316L).
- the main body 113 and the upper member 114 is described as separate parts from each other in this embodiment, but in some cases it may be configured as an integral. That is, the upper end portion (the left end portion in the drawing of FIG. 1) of the main body 113 and the lower end portion (the right end portion in the drawing of FIG. 1) of the upper member 114 may be configured as one body connected to each other from the beginning. It will be readily understood by one skilled in the art that such a unitary body can be manufactured by a mold without difficulty.
- the wrinkled portion 113w is configured in the form of both the outer surface and the inner surface of the corrugated form. .
- the vessel is filled with liquid helium at -271 ° C.
- Cryogenic cryostat container 110 for a superconducting accelerator tube according to the present invention having the configuration as described above is coupled to the superconducting accelerator tube 100 in such a way that the superconducting accelerator tube 100 is embedded therein.
- the superconducting accelerator tube 100 is maintained in a cryogenic state.
- the superconducting accelerator tube 100 is operated to perform the original function of the superconducting accelerator tube 100.
- heat shrinkage occurs in the cryogenic holding container, relative displacement with the related object occurs in the container, which is caused by the corrugated portion 113w formed in the main body 113 of the container. Absorption, thereby allowing the container itself to correct the relative displacement with the relative by heat shrink.
- the cryogenic holding container for the superconducting acceleration tube according to the present invention is provided with a wrinkle-shaped concave-convex portion in a predetermined region of the container body, so that when the heat shrinkage occurs in the container in the cryogenic state, the container itself is associated with the heat shrinkage.
- This has the advantage of correcting the relative displacement difference. Therefore, it is not necessary to insert (install) a separate shock absorber between the related objects as in the prior art, thereby simplifying the facility and reducing the cost.
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Abstract
본 발명은 초전도 가속관용 극저온 유지용기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기는, 초전도 가속관의 측면 포트에 결합되며, 용기의 변위를 구속하고 대부분의 용기 하중을 지지하는 복수의 측면부재; 측면부재의 상단에 결합되며, 극저온에서의 열수축 시 상대변위를 보정하기 위한 주름 형상부가 몸체의 소정 부위에 마련되는 본체; 본체의 상단에 결합되며, 초전도 가속관의 상부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 상기 본체의 주름 형상부의 상부 하중을 지지하는 상부부재; 및 측면부재의 하단에 결합되며, 초전도 가속관의 하부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 측면부재와 함께 대부분의 용기 하중을 지지하는 하부부재를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 용기 본체의 일정 영역에 주름 형상의 요철부가 마련되어 있어, 극저온 상태에서 용기에 열수축이 발생할 경우 용기 자체적으로 열수축에 의한 관계물과의 상대변위 차이를 보정할 수 있다.
Description
본 발명은 초전도 가속관용 극저온 유지용기에 관한 것으로서, 특히 극저온 상태에서 열수축이 발생할 경우 용기 자체적으로 열수축에 의한 관계물과의 상대변위 차이를 보정할 수 있는 초전도 가속관용 극저온 유지용기에 관한 것이다.
초전도 가속관은 높은 가속 전압을 얻기 위해 초전도 상태의 금속으로 이루어져 있으며, 이에 공동의 품질 인자(Q-factor)가 109 이상으로 매우 크다. 품질 인자가 크다는 것은 공급하는 RF 전력 측면에서는 이득이나, 가속관의 동작 주파수 폭이 좁아져서, 주파수 변동에 매우 민감하게 된다. 따라서 초전도 가속관의 경우는 가속관의 주파수 민감도를 분석하고, 이를 적용하여 민감도를 둔화시키는 최적화 설계가 필요하다. 주파수 민감도의 설계 기준은 이온빔 가속에 의한 에너지 손실과 가속관 표면 전류에 의한 열손실, 커플러를 통한 에너지 유출 등을 고려한 부하 품질인자 (loaded Q-factor)와 소모비용 및 기술적인 한계 등을 검토하여 정한다. 전자기적 형상 최적화를 통해 설계된 초전도 가속관에는 QWR, HWR, SSR1, SSR2와 같은 4가지 형태가 있다.
한편, 통상적인 압력용기는 내압 및 외압 조건에서 변형과 응력에 의한 구조적인 파괴를 막기 위해 특정 규격(예컨대, KS B 6750)에 준하여 특정한 압력을 견디기 위해 두께, 길이, 내부 용기 및 외부 용기의 반경, 용접조건, 성형조건 등을 특정하여 어떠한 상황에서도 구조적인 안전성을 보장할 수 있도록 설계 및 제작되고 있다.
이상과 같이, 압력용기는 구조의 안전성을 최우선으로 하기 때문에 하나의 연속체(즉, 일체화된 구조체)로 제작하고 있으며, 이에 따라 극저온에서 열수축에 따른 관계물과의 상대적인 변위가 발생할 때, 이를 자체적으로 보정할 수 있는 마땅한 수단이 없다. 따라서, 종래에는 이에 대처하기 위하여 관계물 사이에 별도의 완충장치를 삽입하여 대응하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 용기 본체의 일정 부위를 주름지게 형성함으로써 극저온 상태에서 열수축이 발생할 경우 용기 자체적으로 열수축에 의한 관계물과의 상대변위 차이를 보정할 수 있는 초전도 가속관용 극저온 유지용기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기는,
초전도 가속관의 측면 포트에 결합되며, 용기의 변위를 구속하고 대부분의 용기 하중을 지지하는 복수의 측면부재;
상기 측면부재의 상단에 결합되며, 극저온에서의 열수축 시 상대변위를 보정하기 위한 주름 형상부가 몸체의 소정 부위에 마련되는 본체;
상기 본체의 상단에 결합되며, 초전도 가속관의 상부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 상기 본체의 주름 형상부의 상부 하중을 지지하는 상부부재; 및
상기 측면부재의 하단에 결합되며, 초전도 가속관의 하부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 측면부재와 함께 대부분의 용기 하중을 지지하는 하부부재를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 측면부재는 소정 지름을 갖는 관형 부재를 종방향으로 반으로 절단한 2개의 반관형 부재로 구성되며, 각 반관형 부재에는 상기 초전도 가속관의 측면 포트와의 용접 결합을 위한 결합 포트가 각각 형성된다.
또한, 상기 본체는 양단이 개방된 원통형으로 구성되며, 몸체의 상반부 일정 영역에는 극저온에서의 열수축 시 용기에서 발생하는 상대변위를 자체적으로 보정할 수 있도록 하기 위한 주름 형상부가 마련된다.
이때, 상기 주름 형상부는 몸체의 외부 표면과 내부 표면이 모두 주름진 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 상부부재는 원판형의 몸체를 가지며, 몸체의 원주를 따라 소정 높이의 스커트부가 형성되고, 원판형 몸체의 평면부에는 상기 초전도 가속관의 상부 포트와의 용접 결합을 위한 복수의 결합 포트가 형성된다.
또한, 상기 하부부재는 소정 곡률의 곡면 몸체를 가지며, 그 몸체에는 상기 초전도 가속관의 하부 포트와의 용접 결합을 위한 복수의 결합 포트가 형성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 용기 본체의 일정 영역에 주름 형상의 요철부가 마련되어 있으므로, 극저온 상태에서 용기에 열수축이 발생할 경우 용기 자체적으로 열수축에 의한 관계물과의 상대변위 차이를 보정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기의 구성을 보여주는분리상태 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기와 초전도 가속관과의 결합 관계를 보여주는 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기와 초전도 가속관이 결합된 상태를 보여주는 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기를 나타낸 것으로서, 도 1은 각 부품이 분리된 상태에서의 사시도이고, 극저온 유지용기와 초전도 가속관과의 결합 관계를 보여주는 분해 사시도이며, 도 3은 극저온 유지용기와 초전도 가속관이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기(110)는 총 5개의 분리된 부품으로 구성된다. 즉, 2개의 측면부재(111,112), 본체(113), 상부부재(114), 하부부재(115)를 포함하여 구성된다.
상기 2개의 측면부재(111,112)는 초전도 가속관(100)의 측면 포트(100a)에 각각 결합되며, 용기(본 발명의 극저온 유지용기)의 변위를 구속하고 용기의 대부분의 하중을 지지한다.
여기서, 이상과 같은 측면부재(111,112)는 도시된 바와 같이, 소정 지름을 갖는 관형 부재를 관의 지름 선상에서 종방향으로(관의 길이방향으로) 반으로 절단한 2개의 반관형 부재로 구성되며, 각 반관형 부재에는 상기 초전도 가속관(100)의 측면 포트(100a)와의 용접 결합을 위한 결합 포트(111p,112p)가 각각 형성된다.
여기서, 또한 이상과 같은 측면부재(111,112)는 각각 하나의 성형품으로 제작될 수도 있고, 반관형 부재를 먼저 마련한 후 몸체에 홀(hole)을 형성하고, 그 홀에 짧은 파이프(관) 형태의 결합 포트(111p,112p)를 별도로 용접 결합하는 방식으로 제작될 수도 있다.
상기 본체(113)는 상기 측면부재(111,112)의 상단에 결합되며, 극저온에서의 열수축 시 상대변위를 보정하기 위한 주름 형상부(113w)가 몸체의 소정 부위에 마련된다.
여기서, 이와 같은 본체(113)는 양단이 개방된 원통형으로 구성되며, 몸체의 상반부 일정 영역에는 극저온에서의 열수축 시 용기에서 발생하는 상대변위를 자체적으로 보정할 수 있도록 하기 위한 주름 형상부(113w)가 마련되는 것이다. 이때, 이러한 주름 형상부(113w)는 몸체의 외부 표면과 내부 표면이 모두 주름진 형태(일종의 벨로우즈관 형태)로 구성될 수 있다.
상기 상부부재(114)는 상기 본체(113)의 상단에 결합되며, 초전도 가속관(100)의 상부 포트(100b)와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 상기 본체의 주름 형상부(113w)의 상부 하중을 지지한다. 여기서, 이와 같은 상부부재(114)는 원판형의 몸체를 가지며, 몸체의 원주를 따라 소정 높이의 스커트부(114s)가 형성되고, 원판형 몸체의 평면부에는 상기 초전도 가속관(100)의 상부 포트(100b)와의 용접 결합을 위한 복수(예컨대, 2개)의 결합 포트(114p)가 형성된다.
또한, 이상과 같은 상부부재(114)에는 극저온 유체(예컨대, 액체 헬륨)의 유입을 위한 포트(114h)가 마련된다.
여기서, 또한 이상과 같은 상부부재(114)도 하나의 성형품으로 제작될 수도 있고, 상부부재 몸체를 먼저 마련한 후 몸체에 홀(hole)을 형성하고, 그 홀에 짧은 파이프(관) 형태의 결합 포트(114p) 및 극저온 유체 유입 포트(114h)를 별도로 용접 결합하는 방식으로 제작될 수도 있다.
상기 하부부재(115)는 상기 측면부재(111,112)의 하단에 결합되며, 초전도 가속관(100)의 하부 포트(100c)와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 측면부재(111,112)와 함께 용기의 대부분의 하중을 지지한다. 이와 같은 하부부재(115)는 소정 곡률의 곡면 몸체를 가지며, 그 몸체에는 상기 초전도 가속관(100)의 하부 포트(100c)와의 용접 결합을 위한 복수(예컨대, 2개)의 결합 포트(115p)가 형성된다. 여기서, 이와 같이 하부부재(115)가 곡면 몸체로 구성되는 것은 본 발명의 극저온 유지용기의 내부에 액체 헬륨(-271℃, 2K)이 채워지는바, 이를 채우기 위해 용기 내부를 진공 상태로 만드는데, 이때 용기가 외부의 압력을 견딜 수 있도록 하기 위한 것이다.
또한, 이상과 같은 하부부재(115)에는 극저온 유체(예컨대, 액체 헬륨)의 유출을 위한 포트(115h)가 마련된다.
여기서, 또한 이상과 같은 하부부재(115)도 상기 상부부재(114)와 마찬가지로 하나의 성형품으로 제작될 수도 있고, 하부부재 몸체를 먼저 마련한 후 몸체에 홀(hole)을 형성하고, 그 홀에 짧은 파이프(관) 형태의 결합 포트(115p) 및 극저온 유체 유출 포트(115h)를 별도로 용접 결합하는 방식으로 제작될 수도 있다.
여기서, 또한 이상과 같은 본 발명의 초전도 가속관용 극저온 유지용기(110)를 구성하는 측면부재(111,112), 본체(113), 상부부재(114), 하부부재(115)는 극저온 및 높은 압력에 견딜 수 있는 동일한 금속재질로 제작되며, 바람직하게는 스테인레스 스틸(예를 들면, STS316L)로 제작된다.
한편, 상기 본체(113)와 상부부재(114)는 본 실시 예에서는 서로 분리된 부품으로 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 일체형으로 구성될 수도 있다. 즉, 본체(113)의 상단부(도 1의 도면상으로는 좌측 단부)와 상부부재(114)의 하단부(도 1의 도면상으로는 우측 단부)가 처음부터 서로 연결된 상태의 하나의 몸체로 구성될 수도 있다. 그러한 일체형 몸체는 금형에 의해 어렵지 않게 제작될 수 있음을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
여기서, 또한 이상과 같이 본체(113)와 상부부재(114)가 하나의 일체화된 몸체로 구성될 경우에도 마찬가지로 상기 주름 형상부(113w)는 몸체의 외부 표면과 내부 표면이 모두 주름진 형태로 구성된다.
또한, 이상과 같이 본체(113)와 상부부재(114)가 하나의 일체화된 몸체로 구성될 경우에도, 역시 마찬가지로 상기 복수의 측면부재(111,112), 본체(113) 및 하부부재(115)가 서로 결합되어 하나의 용기를 이룬 상태에서, 그 용기 내부에는 -271℃의 액체 헬륨이 채워진다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기 (110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 초전도 가속관(100)을 그 내부에 내장하는 방식으로 초전도 가속관(100)과 결합되어 초전도 가속관(100)을 극저온 상태로 유지하게 된다. 이러한 상태에서 초전도 가속관(100)이 가동되어 초전도 가속관(100)이 갖는 본래의 기능을 수행하게 된다. 이러한 일련의 과정에 있어서, 극저온 유지용기에 열수축이 발생할 경우 용기에는 관계물과의 상대적인 변위가 발생하게 되는데, 이때 용기의 본체(113)에 형성되어 있는 주름 형상부(113w)에 의해 그러한 상대적인 변위를 흡수하게 되며, 이에 따라 용기 자체적으로 열수축에 의한 관계물과의 상대변위를 보정할 수 있게 된다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 초전도 가속관용 극저온 유지용기는 용기 본체의 일정 영역에 주름 형상의 요철부가 마련되어 있으므로, 극저온 상태에서 용기에 열수축이 발생할 경우 용기 자체적으로 열수축에 의한 관계물과의 상대변위 차이를 보정할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 종래와 같이 관계물 사이에 별도의 완충장치를 삽입(설치)하지 않아도 되고, 이에 따라 설비를 간소화하고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 초전도 가속관의 측면 포트에 결합되며, 용기의 변위를 구속하고 용기 하중을 지지하는 복수의 측면부재;상기 측면부재의 상단에 결합되며, 극저온에서의 열수축 시 상대변위를 보정하기 위한 주름 형상부가 몸체의 소정 부위에 마련되는 본체;상기 본체의 상단에 결합되며, 초전도 가속관의 상부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 상기 본체의 주름 형상부의 상부 하중을 지지하는 상부부재; 및상기 측면부재의 하단에 결합되며, 초전도 가속관의 하부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 상기 측면부재와 함께 용기 하중을 지지하는 하부부재를 포함하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제1항에 있어서,상기 측면부재는 소정 지름을 갖는 관형 부재를 종방향으로 반으로 절단한 2개의 반관형 부재로 구성되며, 각 반관형 부재에는 상기 초전도 가속관의 측면 포트와의 용접 결합을 위한 결합 포트가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제1항에 있어서,상기 본체는 양단이 개방된 원통형으로 구성되며, 몸체의 상반부 일정 영역에는 극저온에서의 열수축 시 용기에서 발생하는 상대변위를 자체적으로 보정할 수 있도록 하기 위한 주름 형상부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제3항에 있어서,상기 주름 형상부는 몸체의 외부 표면과 내부 표면이 모두 주름진 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제1항에 있어서,상기 상부부재는 원판형의 몸체를 가지며, 몸체의 원주를 따라 소정 높이의 스커트부가 형성되고, 원판형 몸체의 평면부에는 상기 초전도 가속관의 상부 포트와의 용접 결합을 위한 복수의 결합 포트 및 극저온 유체의 유입 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제1항에 있어서,상기 하부부재는 소정 곡률의 곡면 몸체를 가지며, 그 몸체에는 상기 초전도 가속관의 하부 포트와의 용접 결합을 위한 복수의 결합 포트 및 극저온 유체의 유출 포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제1항에 있어서,상기 복수의 측면부재, 본체, 상부부재 및 하부부재가 서로 결합되어 하나의 용기를 이룬 상태에서, 그 용기 내부에는 -271℃의 액체 헬륨이 채워지는 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 초전도 가속관의 측면 포트에 결합되며, 용기의 변위를 구속하고 용기 하중을 지지하는 복수의 측면부재;상기 측면부재의 상단에 결합되며, 극저온에서의 열수축 시 상대변위를 보정하기 위한 주름 형상부가 몸체의 소정 부위에 마련되고, 몸체의 상단은 용기의 변위를 구속하도록 초전도 가속관의 상부 포트와 결합되는 본체; 및상기 측면부재의 하단에 결합되며, 초전도 가속관의 하부 포트와 결합되어 용기의 변위를 구속하고 상기 측면부재와 함께 용기 하중을 지지하는 하부부재를 포함하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제8항에 있어서,상기 주름 형상부는 몸체의 외부 표면과 내부 표면이 모두 주름진 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
- 제8항에 있어서,상기 복수의 측면부재, 본체 및 하부부재가 서로 결합되어 하나의 용기를 이룬 상태에서, 그 용기 내부에는 -271℃의 액체 헬륨이 채워지는 것을 특징으로 하는 초전도 가속관용 극저온 유지용기.
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-
2015
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Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR101569521B1 (ko) | 2015-11-17 |
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