KR102194581B1 - Large capacity helium circulating device with high voltage motor - Google Patents

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이어확
신창욱
김석권
윤재성
진형곤
박성대
이동원
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한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to a helium circulator and, more particularly, to a helium circulator which enables to operate in a state in which a driving unit and an electric unit are physically separated, and can compress helium to high pressure even when the electric unit is driven at a low speed using a high voltage motor. To this end, according to the present invention, in the helium circulator used in a helium circulation system of a nuclear or nuclear fusion device, the helium circulator comprises: a driving unit which pressurizes and discharges supplied helium; an electric unit which provides power to the driving unit; and a power transmission unit transmitting the power provided through the electric unit to the driving unit. Moreover, the driving unit is provided with a sealed chamber so that the supplied helium is pressurized in a state separated from the atmosphere, and the electric unit is configured to be exposed to the atmosphere.

Description

고전압 모터가 구비된 대용량 헬륨 순환기{LARGE CAPACITY HELIUM CIRCULATING DEVICE WITH HIGH VOLTAGE MOTOR}Large capacity helium circulator equipped with high voltage motor {LARGE CAPACITY HELIUM CIRCULATING DEVICE WITH HIGH VOLTAGE MOTOR}

본 발명은 헬륨 순환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동부와 전동부가 물리적으로 분리된 상태에서 동작이 가능하며, 고전압 모터를 사용해서 전동부를 저속으로 구동시켜도 헬륨을 고압으로 압축할 수 있는 헬륨 순환기에 관한 것이다.The present invention relates to a helium circulator, and more particularly, it is possible to operate in a state where the driving unit and the electric unit are physically separated, and to a helium circulator capable of compressing helium to high pressure even when the electric unit is driven at a low speed using a high voltage motor. About.

원자력/핵융합 장치의 헬륨순환시스템에 사용되는 헬륨 순환기의 경우 작동 유체인 헬륨 내에 함유된 방사선 물질의 누설을 막기 위해 밀폐된 구조 내부에서 헬륨을 가압하도록 구성된다.The helium circulator used in the helium circulation system of the nuclear/nuclear fusion device is configured to pressurize the helium inside the enclosed structure to prevent leakage of radioactive substances contained in the working fluid helium.

종래의 경우 헬륨 순환기의 경우 헬륨을 가압하는 임펠러와 모터가 외기와 차단되도록 밀폐된 하우징 내에 구비된 상태에서 모터를 구동시켜서 임펠러를 회전시킴으로써 헬륨을 가압해서 순환시키게 된다.In the conventional case, in the case of a helium circulator, the impeller pressurizing helium and the motor are driven in a state provided in a sealed housing so as to block outside air, and the impeller is rotated to pressurize and circulate helium.

다만, 헬륨 환경에서의 절연 강도(dielectric strength)는 2.5 kV/cm로 대기 중에서의 절연 강도(20 kV/cm)에 비해 1/8 수준에 불과하므로 종래와 같이 임펠러와 모터를 같은 하우징 내에 구비해서 동작시킬 경우 코로나 방전 등의 이유로 MV(mega volt) 전원을 사용하는 고전압 모터를 사용할 수 없고, 설사 가능하더라도 고전압 모터의 고속 회전을 가능하게 하는 인버터가 존재하지 않으므로 헬륨을 가압해서 순환시키는 것이 쉽지 않았다.However, since the dielectric strength in the helium environment is 2.5 kV/cm, which is only 1/8 of the insulation strength in the air (20 kV/cm), the impeller and the motor are provided in the same housing as in the prior art. In the case of operation, it was not easy to pressurize and circulate helium because high voltage motors using MV (mega volt) power cannot be used for reasons such as corona discharge, and there is no inverter that enables high-speed rotation of high voltage motors even if possible. .

따라서 이러한 부분에 대한 개선이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for improvement in these areas.

PROC. IEE, Vol. 120, No. 7, JULY 1973PROC. IEE, Vol. 120, No. 7, JULY 1973 K. K. Schwarz et al.K. K. Schwarz et al. Submerged gas-circulator motors for advanced gas-cooled reactorsSubmerged gas-circulator motors for advanced gas-cooled reactors

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 구동부와 전동부가 물리적으로 분리된 상태에서 동작이 가능하므로 전동부에 고전압 전원 사용이 가능하며, 이러한 전동부를 저속으로 구동시켜도 헬륨을 고압으로 압축할 수 있는 헬륨 순환기를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved in the present invention is that it is possible to operate in a state where the driving unit and the electric unit are physically separated, so it is possible to use high voltage power for the electric unit, and a helium circulator capable of compressing helium to a high pressure even when the electric unit is driven at a low speed Is to provide.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be solved in the present invention is not limited thereto, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 헬륨 순환기는, 원자력 또는 핵융합 장치의 헬륨순환시스템에 사용되는 헬륨 순환기에 있어서, 공급되는 헬륨을 가압해서 토출시키는 구동부와, 상기 구동부에 동력을 제공하는 전동부, 및 상기 전동부를 통해 제공되는 동력을 상기 구동부에 전달하는 동력 전달부를 포함하되, 상기 구동부에는 공급되는 헬륨이 대기와 분리된 상태에서 가압되도록 밀폐 챔버가 구비되며, 상기 전동부는 대기 중에 노출되도록 구성된다.The helium circulator according to the present invention for solving the above technical problem, in a helium circulator used in a helium circulation system of a nuclear or nuclear fusion device, a driving unit that pressurizes and discharges supplied helium, and provides power to the driving unit. An electric unit and a power transmission unit for transmitting the power provided through the electric unit to the driving unit, wherein the driving unit is provided with a sealed chamber so that the supplied helium is pressurized in a state separated from the atmosphere, and the electric unit is exposed to the atmosphere. It is configured to be.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬륨 순환기는 전동부가 구동부로부터 물리적으로 분리되어 대기 중에 노출된 상태에서 동작하므로 높은 절연강도를 확보함으로써 전동부의 동작을 위해 고전압 전원을 사용할 수 있으므로 작동 환경이 개선된다.Since the helium circulator according to an embodiment of the present invention having the above configuration operates in a state where the electric unit is physically separated from the driving unit and exposed to the atmosphere, a high voltage power source can be used for the operation of the electric unit by securing high insulation strength. The operating environment is improved.

또한, 구동부와 전동부를 연결하는 동력 전달부에 가속 부재가 구비되어 출력 샤프트의 회전 속도를 증가시킬 수 있으므로 전동부를 저속으로 동작시키더라도 결국 임펠러가 고속으로 회전함에 따라 헬륨을 고압으로 압축시킬 수 있게 된다.In addition, since the acceleration member is provided in the power transmission unit connecting the driving unit and the electric unit to increase the rotational speed of the output shaft, even if the electric unit is operated at a low speed, it is possible to compress helium at high pressure as the impeller rotates at high speed. do.

아울러 동력 전달부에는 자력을 통한 동력 전달이 가능하도록 전달 부재가 구비되어 전동부와 구동부가 물리적 접촉 없이 구성되더라도 동력의 손실 없이 원활한 동력 전달이 가능하게 된다.In addition, the power transmission unit is provided with a transmission member to enable power transmission through magnetic force, so that even if the electric unit and the driving unit are configured without physical contact, smooth power transmission is possible without loss of power.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 헬륨 순환기를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동력 전달부를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 부분의 단면도이다.1 is a schematic diagram showing a helium circulator according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a power transmission unit according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of a portion I-I of FIG. 2.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the possibility of addition or presence of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded. In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "below" another part, this includes not only the case where the other part is "directly below", but also the case where there is another part in the middle.

도 1은 본 발명에 따른 헬륨 순환기를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a helium circulator according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 원자력 또는 핵융합 장치의 헬륨순환시스템에 사용되는 헬륨 순환기에 있어서, 이러한 헬륨 순환기는, 공급되는 헬륨을 가압해서 토출시키는 구동부(100)와, 구동부(100)에 동력을 제공하는 전동부(200), 및 전동부(200)를 통해 제공되는 동력을 구동부(100)에 전달하는 동력 전달부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, in the helium circulator used in the helium circulation system of a nuclear or nuclear fusion device, such a helium circulator pressurizes and discharges supplied helium, and powers the driving unit 100 And a power transmission unit 300 that transmits the power provided through the electric unit 200 and the driving unit 100 to the driving unit 100.

이때, 구동부(100)에는 공급되는 헬륨이 대기와 분리된 상태에서 가압되도록 밀폐 챔버(120)가 구비되고, 전동부(200)는 대기 중에 노출되도록 구성된다.At this time, the driving unit 100 is provided with a sealed chamber 120 so that the supplied helium is pressurized in a state separated from the atmosphere, and the electric unit 200 is configured to be exposed to the atmosphere.

즉, 구동부(100)와 전동부(200)를 물리적으로 분리하여 전동부(200)가 대기 환경에 노출된 상태에서 동작하므로 높은 절연강도를 확보할 수 있고, 이를 통해 구동부(100)가 MV 전원을 사용하더라도 종래와 같은 코로나 방전 등의 문제가 발생하지 않으므로 헬륨의 고압 압축이 가능하여 헬륨 순환기의 전체 성능 및 활용성이 향상된다.That is, since the drive unit 100 and the electric unit 200 are physically separated to operate in a state where the electric unit 200 is exposed to the atmospheric environment, high insulation strength can be secured, and through this, the driving unit 100 can provide MV power. Even if it is used, the problem such as corona discharge as in the prior art does not occur, so high pressure compression of helium is possible, thereby improving the overall performance and utility of the helium circulator.

이때, 전술한 동력 전달부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐 챔버(120)의 외부에 배치되도록 구성하거나, 또는 후술하는 바와 같이, 밀폐 챔버(120)의 내부에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.At this time, the above-described power transmission unit 300 is configured to be disposed outside the sealed chamber 120, as shown in FIG. 1, or configured to be disposed inside the sealed chamber 120, as described later. It is also possible.

전술한 밀폐 챔버(120)에는 헬륨의 유입 및 배출을 위한 유입 통로와 배출 통로가 형성될 수 있다.In the above-described closed chamber 120, an inlet passage and an outlet passage for inflow and discharge of helium may be formed.

도 2는 본 발명에 따른 동력 전달부를 도시한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a power transmission unit according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 동력 전달부(300)에는 전동부(200)를 통해 제공되는 동력이 입력되는 입력 샤프트(320)와, 제공된 동력이 구동부(100)에 전달되도록 동력이 출력되는 출력 샤프트(310)가 구비되며, 동력 전달부(300)는 밀폐 챔버(120)의 내부에 구비될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the power transmission unit 300 has an input shaft 320 to which power provided through the electric unit 200 is input, and an output for outputting power so that the provided power is transmitted to the driving unit 100. The shaft 310 is provided, and the power transmission unit 300 may be provided inside the sealed chamber 120.

출력 샤프트(310)에는 임펠러(110)가 구비되어 출력 샤프트(310)가 회전 시 함께 회전하게 되고, 이를 통해 헬륨 흐름을 가속시키게 된다.The output shaft 310 is provided with an impeller 110 so as to rotate together when the output shaft 310 rotates, thereby accelerating the flow of helium.

이때, 전동부(200)에 구비된 모터(210)를 통해 제공되는 동력을 전달하기 위해서 입력 샤프트(320)는 밀폐 챔버(120)의 외부로 노출된 상태에서 전동부(200)에 연결될 수 있다.At this time, in order to transmit the power provided through the motor 210 provided in the electric unit 200, the input shaft 320 may be connected to the electric unit 200 in a state exposed to the outside of the sealed chamber 120. .

이러한 동력 전달부(300)에는 입력 샤프트(320)의 회전 속도보다 출력 샤프트(310)의 회전 속도가 더 크게 형성되도록 출력 샤프트(310)의 회전 속도를 증가시키는 가속 부재(350)가 구비될 수 있다.The power transmission unit 300 may be provided with an acceleration member 350 that increases the rotational speed of the output shaft 310 so that the rotational speed of the output shaft 310 is greater than the rotational speed of the input shaft 320. have.

헬륨의 경우 압축 성능이 매우 낮기 때문에 헬륨의 순환을 위해서는 임펠러(110)의 높은 회전 속도가 필요하게 되는데, 이와 같이 가속 부재(350)가 구비되면 입력 샤프트(320)가 저속으로 회전하더라도 출력 샤프트(310)가 고속으로 회전할 수 있으므로 원활한 헬륨 순환이 가능하게 된다.In the case of helium, since the compression performance is very low, a high rotational speed of the impeller 110 is required for circulation of helium. If the acceleration member 350 is provided as described above, even if the input shaft 320 rotates at a low speed, the output shaft ( Since 310) can rotate at high speed, smooth helium circulation is possible.

예를 들어 가속 부재(350)는 입력 샤프트(320)가 대략 4,000 rpm으로 회전할 때, 출력 샤프트(310)가 대략 70,000 rpm 정도로 회전할 수 있게 가속하게 된다.For example, when the input shaft 320 rotates at about 4,000 rpm, the acceleration member 350 accelerates so that the output shaft 310 can rotate at about 70,000 rpm.

이러한 가속 부재(350)에는 입력 샤프트(320)와 동일한 회전 속도로 회전하는 제1 회전 코어(351)와, 제1 회전 코어(351)보다 빠른 회전 속도로 회전하는 제2 회전 코어(353)가 구비될 수 있다.The acceleration member 350 includes a first rotation core 351 rotating at the same rotation speed as the input shaft 320 and a second rotation core 353 rotating at a rotation speed faster than the first rotation core 351. It can be provided.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력 샤프트(320)가 저속으로 회전함에 따라 제1 회전 코어(351)도 이와 동일하게 저속으로 회전하게 되고, 제2 회전 코어(353)는 제1 회전 코어(351)보다 빠른 회전 속도로 회전하게 되며, 출력 샤프트(310)에는 제2 회전 코어(353)가 결합되어 있으므로 출력 샤프트(310)도 제2 회전 코어(353)와 함께 빠른 속도로 회전하게 되는 것이다. 이러한 제1 회전 코어(351)와 제2 회전 코어(353)의 회전 속도 차이에 대해서는 후술하도록 한다.That is, as shown in FIG. 2, as the input shaft 320 rotates at a low speed, the first rotation core 351 also rotates at a low speed in the same manner, and the second rotation core 353 is a first rotation core. The output shaft 310 rotates at a faster rotational speed than the 351, and the output shaft 310 is coupled with the second rotational core 353, so that the output shaft 310 rotates at a high speed together with the second rotational core 353. will be. The difference in rotation speed between the first rotation core 351 and the second rotation core 353 will be described later.

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 부분의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a portion I-I of FIG. 2.

이러한 가속 부재(350)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 회전 코어(351)와 제2 회전 코어(353)의 사이에 배치되는 고정 코어(352)가 구비되며, 고정 코어(352)에는 둘레 방향을 따라 복수 개의 강자성체 피스(352a)가 구비될 수 있다.This acceleration member 350 is provided with a fixed core 352 disposed between the first rotating core 351 and the second rotating core 353, as shown in FIG. 3, and the fixed core 352 A plurality of ferromagnetic pieces 352a may be provided along the circumferential direction.

또한, 제1 회전 코어(351)에는 둘레 방향을 따라 제3 마그넷(351a)이 구비된다. 이때, 제3 마그넷(351a)은 N극의 마그넷을 사용할 수 있고, 상호 이격된 제3 마그넷(351a)의 사이에는 S극의 마그넷(351b)이 구비될 수 있다.In addition, the first rotation core 351 is provided with a third magnet 351a along the circumferential direction. At this time, the third magnet 351a may use an N-pole magnet, and an S-pole magnet 351b may be provided between the third magnets 351a spaced apart from each other.

아울러 제2 회전 코어(353)에도 둘레 방향을 따라 제4 마그넷(353a)이 구비된다. 이때, 제4 마그넷(353a)도 N극의 마그넷을 사용할 수 있고, 상호 이격된 제4 마그넷(353a)의 사이에는 S극의 마그넷(353b)이 구비될 수 있다.In addition, the second rotation core 353 is also provided with a fourth magnet 353a along the circumferential direction. At this time, the fourth magnet 353a may also use an N-pole magnet, and an S-pole magnet 353b may be provided between the fourth magnets 353a spaced apart from each other.

즉, 고정 코어(352)는 제1 회전 코어(351)와 제2 회전 코어(353)를 격리시킴과 동시에 후술하는 제1 회전 코어(351)와 제2 회전 코어(353)에 각각 구비되는 제3 마그넷(351a)과 제4 마그넷(353a)을 합한 개수 만큼의 강자성체 피스(352a)가 구비되며, 이러한 강자성체 피스(352a)는 상호 간에 동일한 간격으로 배치될 수 있다.That is, the fixed core 352 separates the first rotation core 351 and the second rotation core 353 and at the same time, the first rotation core 351 and the second rotation core 353 described later Ferromagnetic pieces 352a as many as the sum of the three magnets 351a and the fourth magnets 353a are provided, and these ferromagnetic pieces 352a may be disposed at the same interval between each other.

이때, 제1 회전 코어(351)가 회전하게 되면 제1 회전 코어(351)에 구비된 제3 마그넷(351a)과 제2 회전 코어(353)에 구비된 제4 마그넷(353a) 상호 간의 자기적 상호 작용에 의해 제2 회전 코어(353)가 회전하게 된다.At this time, when the first rotation core 351 rotates, the third magnet 351a provided in the first rotation core 351 and the fourth magnet 353a provided in the second rotation core 353 The second rotation core 353 is rotated by the interaction.

이때, 제3 마그넷(351a)은 제4 마그넷(353a)보다 상대적으로 더 많은 개수로 구비되며, 이와 같이 구성하게 되면 제2 회전 코어(353)는 제1 회전 코어(351)보다 빠르게 회전하게 되며, 다만, 제2 회전 코어(353)의 회전 방향은 제1 회전 코어(351)의 회전 방향과 반대로 형성된다.At this time, the third magnet (351a) is provided in a relatively larger number than the fourth magnet (353a), and when configured in this way, the second rotation core 353 rotates faster than the first rotation core 351 However, the rotation direction of the second rotation core 353 is formed opposite to the rotation direction of the first rotation core 351.

즉, 제2 회전 코어(353)에 구비된 제4 마그넷(353a)의 개수에 대한 제1 회전 코어(351)에 구비된 제3 마그넷(351a)의 개수의 비(제3 마그넷의 개수/제4 마그넷의 개수)가 제1 회전 코어(351)에 대한 제2 회전 코어(353)의 기어비가 되며, 제1 회전 코어(351)가 좌회전으로 1회전 되었을 경우 제2 회전 코어(353)는 우회전으로 이러한 기어비 만큼 회전하게 된다.That is, the ratio of the number of the third magnets 351a provided in the first rotating core 351 to the number of the fourth magnets 353a provided in the second rotating core 353 (number of third magnets/second 4 The number of magnets) becomes the gear ratio of the second rotation core 353 to the first rotation core 351, and when the first rotation core 351 rotates one rotation to the left, the second rotation core 353 rotates right. It rotates by this gear ratio.

앞서 살펴본 바와 같이, 대략 10배 이상 회전 속도를 증가시키기 위해서는 기어비가 10배 이상 형성되도록 제3 마그넷(351a)와 제4 마그넷(353a)의 개수를 조정하게 된다.As described above, in order to increase the rotational speed by approximately 10 times or more, the number of the third magnet 351a and the fourth magnet 353a is adjusted so that the gear ratio is formed by 10 times or more.

이러한 가속 부재(350)는 윤활유를 필요하지 않고 주변을 오염하지 않는 자기 기어를 사용할 수 있으며, 또는, 마그네틱 방식의 자기 기어가 아니더라도 윤활유를 사용하지 않고 데브리(debris) 등이 생성되지 않아서 작동 유체를 오염시키지 않는 다른 종류의 기어도 사용 가능하다.The acceleration member 350 may use a magnetic gear that does not require lubricating oil and does not contaminate the surroundings, or, even if it is not a magnetic type magnetic gear, a working fluid is not used and debris is not generated. Other types of gears that do not contaminate the can be used.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 동력 전달부(300)에는 입력 샤프트(320)를 통해 입력된 동력을 자력을 이용해서 전달하는 전달 부재(340)가 구비된다.In addition, as shown in FIG. 2, the power transmission unit 300 is provided with a transmission member 340 that transmits the power input through the input shaft 320 by using magnetic force.

이와 같이 자력을 이용해서 입력 샤프트(320)에 입력된 동력을 전달하게 되면 밀폐 챔버(120)에 의해 물리적으로 분리된 상태에서도 효과적으로 동력을 전달할 수 있으며, 사용 과정에서 전동부(200)의 수리가 필요할 경우에도 쉽게 유지, 보수가 가능할 뿐만 아니라 전동부(200)를 통해 전도되는 전도열을 쉽게 차단할 수 있게 된다.In this way, when the power input to the input shaft 320 is transmitted using magnetic force, the power can be effectively transmitted even in a state physically separated by the sealed chamber 120, and the repair of the electric unit 200 is not possible during the use process. Even if necessary, it is possible to easily maintain and repair, as well as to easily block the conduction heat conducted through the electric unit 200.

이러한 전달 부재(340)에는 입력 샤프트(320)와 직접 연결되는 제1 전달 샤프트(341)와, 제1 전달 샤프트(341)와 물리적으로 분리된 상태에서 제1 전달 샤프트(341)와 함께 회전하는 제2 전달 샤프트(342)가 구비되되, 제1 전달 샤프트(341)에는 제1 마그넷(341a)이 구비되고, 제2 전달 샤프트(342)에는 제1 마그넷(341a)에 대응되는 제2 마그넷(342a)이 구비될 수 있다.The transmission member 340 includes a first transmission shaft 341 directly connected to the input shaft 320, and rotating together with the first transmission shaft 341 in a state physically separated from the first transmission shaft 341. A second transmission shaft 342 is provided, but the first transmission shaft 341 is provided with a first magnet 341a, and the second transmission shaft 342 is provided with a second magnet corresponding to the first magnet 341a ( 342a) may be provided.

즉, 제1 마그넷(341a)과 제2 마그넷(342a)이 자력으로 상호 연결되어 물리적으로 분리된 상태에서도 원활한 동력 전달이 가능하게 되는 것이다.That is, the first magnet 341a and the second magnet 342a are interconnected by magnetic force, so that smooth power transmission is possible even in a physically separated state.

더 나아가 전술한 바와 같이, 동력 전달부(300)에는 입력 샤프트(320)의 회전 속도보다 출력 샤프트(310)의 회전 속도가 더 크게 형성되도록 출력 샤프트(310)의 회전 속도를 증가시키는 가속 부재(350)가 구비되므로 입력 샤프트(320)가 저속으로 회전함에 따라 제1 전달 샤프트(341)와 제2 전달 샤프트(342)도 저속으로 회전하게 되고, 이와 같이 제1 전달 샤프트(341)와 제2 전달 샤프트(342)가 저속으로 회전하게 되면 제1 마그넷(341a)과 제2 마그넷(342a)의 사이에 유도 전류가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.Further, as described above, in the power transmission unit 300, an acceleration member for increasing the rotation speed of the output shaft 310 so that the rotation speed of the output shaft 310 is formed larger than the rotation speed of the input shaft 320 ( Since 350 is provided, as the input shaft 320 rotates at a low speed, the first transmission shaft 341 and the second transmission shaft 342 also rotate at a low speed, and thus the first transmission shaft 341 and the second When the transmission shaft 342 rotates at a low speed, it is possible to effectively prevent an induced current from being generated between the first magnet 341a and the second magnet 342a.

또한, 동력 전달부(300)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 전달되는 동력이 손실되는 것을 방지하도록 출력 샤프트(310)를 지지하는 지지 부재(330)가 구비될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the power transmission unit 300 may include a support member 330 supporting the output shaft 310 to prevent loss of transmitted power.

이러한 지지 부재(330)는 저널 베어링과 스러스트 베어링을 포함하며, 이를 통해 출력 샤프트(310)의 원심(radial) 방향 및 축(axial) 방향의 하중을 최대한 지지할 수 있게 된다.The support member 330 includes a journal bearing and a thrust bearing, and through this, it is possible to support the load in the radial and axial directions of the output shaft 310 as much as possible.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.

100 : 구동부 110 : 임펠러
120 : 밀폐 챔버 200 : 전동부
210 : 모터 300 : 동력 전달부
310 : 출력 샤프트 320 : 입력 샤프트
330 : 지지 부재 340 : 전달 부재
341 : 제1 전달 샤프트 341a : 제1 마그넷
342 : 제2 전달 샤프트 342a : 제2 마그넷
350 : 가속 부재 351 : 제1 회전 코어
351a : 제3 마그넷 351b : S극 마그넷
352 : 고정 코어 352a : 강자성체 피스
353 : 제2 회전 코어 353a : 제4 마그넷
353b : S극 마그넷100: drive unit 110: impeller
120: sealed chamber 200: electric unit
210: motor 300: power transmission unit
310: output shaft 320: input shaft
330: support member 340: transmission member
341: first transmission shaft 341a: first magnet
342: second transmission shaft 342a: second magnet
350: acceleration member 351: first rotating core
351a: third magnet 351b: south pole magnet
352: fixed core 352a: ferromagnetic piece
353: second rotating core 353a: fourth magnet
353b: S-pole magnet

Claims (9)

원자력 또는 핵융합 장치의 헬륨순환시스템에 사용되는 헬륨 순환기에 있어서,
상기 헬륨 순환기는,
공급되는 헬륨을 가압해서 토출시키는 구동부;
상기 구동부에 동력을 제공하는 전동부; 및
상기 전동부를 통해 제공되는 동력을 상기 구동부에 전달하는 동력 전달부;
를 포함하되,
상기 구동부에는 공급되는 헬륨이 대기와 분리된 상태에서 가압되도록 밀폐 챔버가 구비되며,
상기 전동부는 대기 중에 노출되도록 구성되는 헬륨 순환기.In the helium circulator used in the helium circulation system of nuclear or nuclear fusion devices,
The helium circulator,
A driving unit that pressurizes and discharges the supplied helium;
An electric unit that provides power to the driving unit; And
A power transmission unit for transmitting power provided through the electric unit to the driving unit;
Including,
The driving unit is provided with a sealed chamber so that the supplied helium is pressurized in a state separated from the atmosphere,
Helium circulator configured to be exposed to the electric unit in the atmosphere. 제1항에 있어서,
상기 동력 전달부에는 상기 전동부를 통해 제공되는 동력이 입력되는 입력 샤프트와, 제공된 동력이 상기 구동부에 전달되도록 동력이 출력되는 출력 샤프트가 구비되며,
상기 밀폐 챔버의 내부에는 상기 동력 전달부가 배치되되, 상기 입력 샤프트는 상기 밀폐 챔버의 외부로 노출된 상태에서 상기 전동부에 연결되는 헬륨 순환기.The method of claim 1,
The power transmission unit is provided with an input shaft to which power provided through the electric unit is input, and an output shaft through which power is output so that the provided power is transmitted to the driving unit,
The power transmission unit is disposed inside the sealed chamber, and the input shaft is a helium circulator connected to the electric unit while being exposed to the outside of the sealed chamber. 제2항에 있어서,
상기 동력 전달부에는 상기 입력 샤프트의 회전 속도보다 상기 출력 샤프트의 회전 속도가 더 크게 형성되도록 상기 출력 샤프트의 회전 속도를 증가시키는 가속 부재가 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 2,
A helium circulator provided with an acceleration member for increasing the rotational speed of the output shaft so that the rotational speed of the output shaft is greater than that of the input shaft. 제3항에 있어서,
상기 가속 부재에는 상기 입력 샤프트와 동일한 회전 속도로 회전하는 제1 회전 코어와, 상기 제1 회전 코어보다 빠른 회전 속도로 회전하는 제2 회전 코어가 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 3,
A helium circulator having a first rotation core rotating at the same rotation speed as the input shaft and a second rotation core rotating at a rotation speed faster than the first rotation core in the acceleration member. 제4항에 있어서,
상기 가속 부재에는 상기 제1 회전 코어와 상기 제2 회전 코어의 사이에 배치되는 고정 코어가 구비되며,
상기 고정 코어에는 둘레 방향을 따라 복수 개의 강자성체 피스가 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 4,
The acceleration member is provided with a fixed core disposed between the first rotation core and the second rotation core,
Helium circulator provided with a plurality of ferromagnetic pieces along the circumferential direction in the fixed core. 제5항에 있어서,
상기 제1 회전 코어에는 둘레 방향을 따라 제3 마그넷이 구비되고,
상기 제2 회전 코어에는 둘레 방향을 따라 제4 마그넷이 구비되되,
상기 제3 마그넷은 상기 제4 마그넷보다 상대적으로 더 많은 개수로 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 5,
The first rotating core is provided with a third magnet along the circumferential direction,
The second rotating core is provided with a fourth magnet along the circumferential direction,
The third magnet is a helium circulator provided in a relatively larger number than the fourth magnet. 제2항에 있어서,
상기 동력 전달부에는 상기 입력 샤프트를 통해 입력된 동력을 자력을 이용해서 전달하는 전달 부재가 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 2,
The helium circulator is provided with a transmission member that transmits the power input through the input shaft using magnetic force in the power transmission unit. 제7항에 있어서,
상기 전달 부재에는 상기 입력 샤프트와 직접 연결되는 제1 전달 샤프트와, 상기 제1 전달 샤프트와 물리적으로 분리된 상태에서 상기 제1 전달 샤프트와 함께 회전하는 제2 전달 샤프트가 구비되되,
상기 제1 전달 샤프트에는 제1 마그넷이 구비되고,
상기 제2 전달 샤프트에는 상기 제1 마그넷에 대응되는 제2 마그넷이 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 7,
The transmission member is provided with a first transmission shaft directly connected to the input shaft, and a second transmission shaft that rotates together with the first transmission shaft in a state physically separated from the first transmission shaft,
The first transmission shaft is provided with a first magnet,
A helium circulator provided with a second magnet corresponding to the first magnet on the second transmission shaft. 제2항에 있어서,
상기 동력 전달부에는 전달되는 동력이 손실되는 것을 방지하도록 상기 출력 샤프트를 지지하는 지지 부재가 구비되는 헬륨 순환기.The method of claim 2,
The helium circulator is provided with a support member for supporting the output shaft to prevent loss of the transmitted power in the power transmission unit.
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