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서로 평행하게 수직으로 정렬되어 배치된 세라믹 재질의 복수의 절연 냉각판들;이웃한 절연 냉각판들 사이에 일정한 간격을 유지하는 와셔 형태의 복수의 절연 중심 스페이서들;상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 공간에서 상기 절연 중심 스페이서들 각각을 기준으로 나선 형태로 감는 리츠와이어로 구성된 복수의 팬케이크 코일들; 및상기 절연 냉각판들 및 상기 팬케이크 코일들의 적어도 외측면을 감싸고 상기 절연 냉각판들을 냉각하는 냉매를 제공하는 하우징;을 포함하고,상기 팬케이크 코일들을 구성하는 상기 리츠와이어는 상기 이웃한 절연 냉각판들과 열적으로 접촉하고,상기 냉매는 냉각 공간에 제공되고,상기 냉각 공간은 상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 공간에서 상기 절연 중심 스페이서들과 상기 팬케이크 코일들에 의하여 채워지지 않은 공간에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 팬케이크 코일들 각각은 서로 정렬되어 적층된 복수의 단위 팬케이크 코일들을 포함하고,상기 단위 팬케이크 코일들 각각은 동일한 평면에서 나선 형태로 감기고,상기 단위 팬케이크 코일들이 감기는 나선 방향은 동일한 팬케이크 코일 내에서 같은 방향이고,상기 단위 팬케이크 코일들은 동일한 팬케이크 코일 내에서 전기적으로 병렬 연결되고,상기 이웃한 단위 팬케이크 코일들은 서로 열적으로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 팬케이크 코일들 중에서 최하층의 팬케이크 코일은 외부 전원과 전기적 연결을 위한 제1 연결단을 구비하고,상기 팬케이크 코일들 중에서 최상층의 팬케이크 코일은 외부 전원과 전기적 연결을 위한 제2 연결단을 구비하고,상기 팬케이크 코일들은 층 높이에 따라 순차적으로 서로 직렬 연결되고,상기 팬케이크 코일들을 구성하는 리츠와이어가 감기는 방향은 상기 팬케이크 코일들의 층 높이에 따라 교번하는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,인접한 적어도 두 개의 팬케이크 코일들이 팬케이크 코일 묶음을 구성하고,각각의 상기 팬케이크 코일 묶음을 구성하는 팬케이크 코일들은 서로 병렬로 연결되고,상기 팬케이크 코일 묶음들 중에서 최하층의 팬케이크 코일 묶음은 그 양단 중 하나에 외부 전원과 전기적 연결을 위한 제1 연결단을 구비하고,상기 팬케이크 코일 묶음들 중에서 최상층의 팬케이크 코일 묶음은 그 양단 중 하나에 외부 전원과 전기적 연결을 위한 제2 연결단을 구비하고,상기 팬케이크 코일 묶음들은 층 높이에 따라 순차적으로 서로 직렬 연결되고,상기 팬케이크 코일 묶음들을 구성하는 팬케이크 코일들의 리츠와이어가 감기는 방향은 층 높이에 따라 교번하여 서로 반대로 되는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 냉각 공간은 이웃한 절연 냉각판들 사이의 최외각에 형성되고,상기 절연 냉각판의 외경은 상기 팬케이크 코일의 외경보다 크고,상기 하우징은:그 하부면에 원형 와셔 형태의 하부 지지부를 구비하고 상기 절연 냉각판들과 상기 팬케이크 코일들 수납하는 원통 형태의 하우징 몸체부;원형 와셔 형태이고 상기 하우징 몸체부의 상부면을 덮도록 배치되는 하우징 뚜껑부;상기 하우징 몸체부의 측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유입구;상기 하우징 몸체부의 측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유출구; 및상기 냉각 공간에서 상기 냉매 유입구와 상기 냉매 유출구 사이를 가로막는 분리대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석
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제5 항에 있어서,상기 절연 냉각판들은 모두 각각의 중심에 관통홀을 구비하고,상기 절연 중심 스페이서들은 서로 이웃한 절연 냉각판들의 관통홀에 각각 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 전자석
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제5 항에 있어서,상기 하부 지지부와 상기 하우징 몸체부의 하부 내측면 사이에 링형태의 정렬턱을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 팬케이크 코일의 개수는 홀수 개이고,상기 팬케이크 코일들 중에서 최하층의 팬케이크 코일은 외부 전원과 전기적 연결을 위한 제1 연결단을 구비하고,상기 팬케이크 코일들 중에서 최상층의 팬케이크 코일은 외부 전원과 전기적 연결을 위한 제2 연결단을 구비하고,상기 팬케이크 코일들은 층 높이에 따라 순차적으로 서로 직렬 연결되고,상기 팬케이크 코일들을 구성하는 리츠와이어가 감기는 방향은 상기 팬케이크 코일들의 층 높이에 따라 서로 반대이고, 상기 제1 연결단 및 제2 연결단 중에서 어느 하나는 상기 절연 중심 스페이서를 통과하도록 배치되고,상기 제1 연결단 및 제2 연결단 중에서 다른 하나는 상기 하우징을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전자석
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9
제1 항에 있어서,상기 냉각 공간은 이웃한 절연 냉각판들 사이의 최외각에 형성되고,상기 절연 냉각판의 외경은 상기 팬케이크 코일의 외경보다 크고,상기 하우징은:그 하부면에 원판 형태의 하부 지지부를 구비하고 상기 절연 냉각판들과 상기 팬케이크 코일들 수납하는 원통 형태의 하우징 몸체부;원판 형태이고 상기 하우징 몸체부의 상부면을 덮도록 배치되는 하우징 뚜껑부;상기 하우징 몸체부의 측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유입구;상기 하우징 몸체부의 측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유출구; 및상기 냉각 공간에서 상기 냉매 유입구와 상기 냉매 유출구 사이를 가로막는 분리대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석
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제9 항에 있어서,상기 절연 냉각판들은 원판 형태의 제1 절연 냉각판들과 중심에 관통홀을 구비하는 원형 와셔 형태의 제2 절연 냉각판들을 포함하고,상기 제1 절연 냉각판들과 상기 제2 절연 냉각판들은 층 높이에 따라 교번하여 배치되고,상기 제1 절연 냉각판들은 최상부면 및 최하부면에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 절연 냉각판들은 모두 각각의 중심에 관통홀을 구비하고,상기 절연 중심 스페이서들은 원형 와셔 형상이고,상기 절연 중심 스페이서들의 내직경은 상기 절연 냉각판들의 관통홀의 직경보다 크고,상기 절연 냉각판의 외경은 상기 팬케이크 코일의 외경보다 크고,상기 냉각 공간은 이웃한 절연 냉각판들 사이의 최외각에 형성된 제1 냉각 공간과 상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 최내각에 형성된 제2 냉각 공간을 포함하고,상기 하우징은 사각단면을 가진 속이 빈 토로이드 형상이고,상기 하우징은:상기 하우징의 외측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유입구;상기 하우징의 외측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유출구;상기 제1 냉각 공간에서 상기 냉매 유입구와 상기 냉매 유출구 사이를 가로막는 제1 분리대; 상기 제1 냉각 공간과 상기 제2 냉각 공간을 연결하도록 상기 하우징의 하부면에 반경 방향으로 서로 인접하게 형성된 제1 및 제2 유로; 상기 제1 냉각 공간을 국부적으로 막는 제2 분리대; 및 상기 제1 유로로 냉매가 유입되어 상기 제2 유로로 냉매가 유출될 수 있도록 상기 제2 냉각 공간을 국부적으로 막는 제3 분리대를 포함하고,상기 냉매는 상기 제1 냉각 공간의 일부, 상기 제1 유로, 상기 제2 냉각 공간, 상기 제2 유로, 및 상기 제1 냉각 공간의 나머지 일부를 따라 흐르는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 절연 냉각판들은 모두 각각의 중심에 관통홀을 구비하고,상기 절연 중심 스페이서들은 원형 와셔 형상이고,상기 절연 중심 스페이서들의 내직경은 상기 절연 냉각판들의 관통홀의 직경보다 크고,상기 절연 냉각판의 외경은 상기 팬케이크 코일의 외경보다 크고,상기 냉각 공간은 이웃한 절연 냉각판들 사이의 최외각에 형성된 제1 냉각 공간과 상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 최내각에 형성된 제2 냉각 공간을 포함하고,상기 하우징은 사각단면을 가진 속이 빈 토로이드 형상이고,상기 하우징은:상기 하우징의 하부면을 관통하여 상기 제2 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유입구;상기 하우징의 외측면, 하부면, 및 상부면 중 하나를 관통해 상기 냉각 공간과 하우징 외부를 연결하는 냉매 유출구;상기 제1 냉각 공간을 국부적으로 가로막는 제1 분리대; 상기 제1 냉각 공간과 상기 제2 냉각 공간을 연결하도록 상기 하우징의 하부면에 반경 방향으로 형성된 유로; 및상기 제2 냉각 공간을 국부적으로 막는 제2 분리대를 포함하고,상기 냉매는 상기 제2 냉각 공간, 상기 유로, 및 상기 제1 냉각 공간을 따라 흐르는 것을 특징으로 하는 전자석
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제1 항에 있어서,상기 절연 냉각판의 재질은 질화알루미늄(AlN), 알루미나(Al2O3), 사파이어, 질화붕소(BN), 질화실리콘(Si3N4), 및 산화베릴륨(BeO) 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석
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서로 평행하게 수직으로 정렬되어 배치된 세라믹 재질의 절연 냉각판들;이웃한 절연 냉각판들 사이에 일정한 간격을 유지하는 비금속 재질 원형 와셔 형태의 절연 중심 스페이서들;상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 공간에서 상기 절연 중심 스페이서들 각각을 기준으로 나선 형태로 감는 리츠와이어를 포함하는 팬케이크 코일들; 및상기 절연 냉각판들 및 상기 팬케이크 코일들을 수납하고 상기 절연 냉각판들을 냉각하는 냉매를 제공하는 하우징;을 포함하고,상기 팬케이크 코일들은 상기 이웃한 절연 냉각판들과 열적으로 접촉하고,상기 냉매는 상기 절연 냉각판들이 노출된 냉각 공간에 제공되고,상기 냉각 공간은 상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 공간에서 상기 절연 중심 스페이서들과 상기 팬케이크 코일들에 의하여 채워지지 않은 공간에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석
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서로 평행하게 수직으로 정렬되어 배치된 세라믹 재질의 복수의 절연 냉각판들;이웃한 절연 냉각판들 사이에 일정한 간격을 유지하는 와셔 형태의 복수의 절연 중심 스페이서들;상기 이웃한 절연 냉각판들 사이의 공간에서 상기 절연 중심 스페이서들 각각을 기준으로 나선 형태로 감는 리츠와이어로 구성된 복수의 팬케이크 코일들; 및사각 단면의 토로이드 형상이고 상기 절연 냉각판들 및 상기 팬케이크 코일들을 수납하고 상기 절연 냉각판들을 냉각하는 냉매를 제공하는 하우징;을 포함하고,상기 팬케이크 코일들을 구성하는 상기 리츠와이어는 상기 이웃한 절연 냉각판들과 열적으로 접촉하고,상기 냉매는 냉각 공간에 제공되는 것을 특징으로 하는 전자석
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