(Technology Market Business) KOREA BASIC SCIENCE INSTITUTE Title(Name of Technology) : 극저온유체유량제어 May, 2017
스핀공학물리연구팀 Introducing to the Research Field 주요수행연구 - 자기및초고주파물성측정 - 스핀동역학연구 - 제일원리계산을통한전자동역학연구 - 극저온열및물질전달연구 - 열전달나노유체용나노소재개발 - 무냉매고온초전도 NMR 개발 대표적연구사례 - 스핀소자측정기술개발 - 스핀-궤도결합을이용한반금속 p-mram 기술 - 물질내전자동역학연구 - 소형극저온냉동기를이용한무냉매전도냉각기술개발 - 열전달향상용금나노입자개발연구 - 무냉매고온초전도 NMR 개발연구 보유장비현황 - 16 T Physical Property Measurement System - Complex AFM-RAMAN Spectroscope - Cryogenic Probe Station - SQUID-Vibrating Sample Magnetometer - Thermophysical Properties Measurement System Related researcher* ( 스핀공학물리연구팀은총 28 명의연구진으로구성됨 ) 연구자 최연석 ( 팀장 ) 박승영 황영진 이상갑 장재영 연구분야 / 극저온 / 초전도시스템개발, 열물성분석지원, 열및물질전달, 전도냉각 / 초전도응용 전기 - 자기계측분석지원및장비개발, 스핀트로닉스관련연구과제수행 NMR 용초전도마그넷연구개발 전자스핀공명 초전도자석특성해석및평가, 자석시스템제어 / 계측 * 연구자기재기준은아래특허의발명자이면서, 기관홈페이지에서확인가능한자를우선기재함. * 추가기입이필요한경우기관홈페이지를참고하여연구팀별상위등재자를임의로선정하여기입함. Classification of Industrial Technology 대분류 : 기계 소재 중분류 : 요소부품 소분류 : 기타요소부품 Informations of related to the Intellectual Property 명칭출원번호출원일자등록일자 마그네틱밸브장치 2014-0177534 2014.12.10 2016.07.04 Assessment of Intellectual Property Level 출원번호 지재권현황 발명의명칭 기술성 (30) 기술수준평가 권리성 (40) 시장성 (30) 합계 (100) 2014-0177534 마그네틱밸브장치 21.5 30 13 64.5 페이지 1 / 1
Technology Overview Abstract 본기술은한국기초과학지원연구원스핀공학물리연구팀이개발한연구성과중 극저온유체 / 유량제어장치 에관한 내용임 Discovery and Achievements 유체 / 유량제어장치 약 마그네틱밸브에관한것으로, 구체적으로는극저온유체의유량제어를위한마그네틱밸브장치에관한것 특징 / 장점 수동으로또는전동으로이동되는영구자석을이용한마그네트드라이브를이용하고, 기존의솔레노이드밸브의원리를활용하되솔레노이드코일로서초전도선재를사용한초전도솔레노이드또는초전도전자석을구비하며, 초전도솔레노이드의경우에도갑작스러운온 / 오프 (On/Off) 시에는발열될수있으므로, 전원전력을단계적으로천천히올려주거나, 낮추어줌으로써극저온밸브에서의발열을최소화하여열전도및발열에의한성능열화문제를해결하는효과가있음 리턴스프링을대체하여적은전력을개폐동작이가능한리턴솔레노이드를구비하고, 열기또는닫기동작을수행하는순간에만구동전류를인가한후이후에는영구전류스위치 (persistence current switch(pcs)) 를이용하여초전도전자석을구동하도록함으로써구동전류공급중단이가능하도록하며, 높은자기투자율재료를이용하여초전도솔레노이드주변에외피를구비하여구동전류를감소시키는것에소비전력을감소시는효과가있음 유체의상태를모니터링하여자동제어가가능할수있도록유체의온도감지가가능한센서를구비하고초전도선재에구리클래딩선재를사용하여액체및기체상태또는초전도임계온도에따라구리솔레노이드와초전도체솔레노이드간에선택적인제어를실시할수있도록하거나, 구리의함량이높은초전도선재를이용하여초전도임계온도를기준으로구리솔레노이드와초전도솔레노이드간에자동전환이가능하게하여유체의상태변화에대한대응을용이하게하는것에의해, 유체의온도및상변화에대응하는저발열또는무발열구동을가능하게하고, 상온과극저온모두에원활히사용할수있도록하여, 극저온마그네틱밸브장치가유체의온도및상변화에대응할수있도록하는효과가있음 제어전원으로서교류를사용하는경우교류전원을직류전원으로바꿔주는정류기를적용하고, 아울러부하저항에의한제어전원부의손상을예방하기위하여매칭저항또는인덕터를제공하는것에의해, 기존솔레노이드밸브를초전도솔레노이드밸브로교체할수있도록하는호환성을증가시키는효과가있음 극저온밸브의솔레노이드구동전류를다단계로제어하거나, 밸브에소정의슬릿이있는솔레노이드밸브, 즉극저온레귤레이터 (cryogenic regulator) 를다단계로결속하여유량을제어하는것에의해극저온밸브에서유량제어를수행할수있도록하는효과가있음 극저온환경에서스프링댐퍼를사용하기어려운경우유체댐퍼, 와전류 (eddy current) 댐퍼등의댐퍼기구를적용하는것에의해충격과소음그리고피로를최소화시키고, 구르는동작을할수있는볼형태의밸브를구비하여마모를최소화하는것에의해, 극저온밸브에서피로누적에의한내구성저하문제를해소하고, 유지보수비용을절약할수있도록하는효과가있음 주요도면 [ 제 1 마그네틱밸브장치에서밸브가극저온유체가이동되도록개방상태를나타내는도면 ] 페이지 1 / 2
Market Overview Application Market 본기술은마그네틱밸브에관한것으로, 구체적으로는극저온유체의유량제어를위한마그네틱밸브장치에관한것임에따라, 극저온밸브시장에대한동향과직접적으로활용되는 LNG 운반선수주동향을파악하고자함 Market Tendency 본기술의완제품이라고볼수있는극저온밸브는극저온환경에서사용가능한기술조건을충족하기위한고도의신뢰성이요구되는필수부품임 극저온밸브는플랜지 (flange), 엘보우 (elbow), 파이프 (pipe) 등과함께극저온배관시스템의핵심요소부품중하나로서 LNG 유동제어및설비보호기능을담당함 LNG 저장탱크내부및갑판위의배관에사용되는밸브들은극저온환경에서사용가능한기술조건을충족하기위한고도의신뢰성이요구됨 따라서품질기준이엄격하며, 일반밸브와비교해가격이 20배이상에달하는고부가가치부품임 미국기업은제어밸브와고압밸브및파일롯트 (pilot) 형안전밸브, 유럽은극저온용기능성밸브, 일본은극저온용안전밸브시장을지배하고있음 우리나라의경우, 볼밸브를제외하고는실제선박에대한적용실적이미흡하고신뢰성도부족하여해외선주들의선호도가매우낮아대부분수입에의존하고있음 국내선박용밸브업계는범용밸브에대해서는경쟁력을가지고있지만특수목적선및해양플랜트분야의특수제어밸브에대해서는기술력과경험부족으로고전 국내선박업체의 LNG 운반선의수주율은증가하고있으나극저온밸브에대한기술적충족도는떨어지고있어, 문제로지적되고있는부분에대한지속적인기술개발이필요함 Scale of a Market LNG 선박분야에서세계최고경쟁력을갖춘국내조선업계가 LNG 시장호황의영향으로수주절벽을돌파해나가고있음 2017년국내 빅3 조선사 ( 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양 ) 의 LNG 관련선박수주는 5척, 수주금액은 1조1600억원에달함 현대중공업은지난달 LNG-FSRU( 부유식 LNG 저장 재기화설비 ) 1척, 18만m3급 LNG 운반선 1척을수주 삼성중공업도지난 1월 17만m3급 LNG-FSRU 1척을수주했으며, 대우조선해양은이달들어 LNG 운반선 2척을수주 시장에서는석탄을대체하는친환경연료로서 LNG 수요가급증하고있어국내 빅3 의관련선박발주도이어질것으로전망되고있어꾸준한수주성장세가예상됨 <LNG 물동량및운반선시장전망 > * 출처 : 클락슨, BP, 신한금융투자. 페이지 1 / 3
Business Overview N.E.T analysis 구분수요요인 (Needs) 환경요인 (Environment) 기술요인 (Technology) 환경분석 (NET 분석 ) 구동요인 LNG 선박분야에서세계최고경쟁력을갖춘국내조선업계가 LNG 시장호황의영향으로수주절벽을돌파해나가고있음 2017 년국내 빅 3 조선사 ( 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양 ) 의 LNG 관련선박수주는 5 척, 수주금액은 1 조 1600 억원에달함 시장에서는석탄을대체하는친환경연료로서 LNG 수요가급증하고있어국내 빅 3 의관련선박발주도이어질것으로전망됨 선박한척당 200 여개이상의밸브소요, 30 억이상소요됨 극저온환경에서사용가능한기술조건을충족하기위한고도의신뢰성이요구되는필수부품임 따라서품질기준이엄격하며, 일반밸브와비교해가격이 20 배이상에달하는고부가가치부품 제한요인 크게제약적인요소는없으며, 향후꾸준한 LNG 선박수주가예상됨 국내선박기업은세계최고수준의수주율을보이고있으나, 초저온밸브기술및제품의경우해외의존도가높음 미국기업은제어밸브와고압밸브및파일롯트 (pilot) 형안전밸브, 유럽은극저온용기능성밸브, 일본은극저온용안전밸브시장을지배 기회요인 국내선박기업의높은수주율에따른극저온밸브기술의필요성유지 LNG 는친환경연료로각광받고있음에따라당분간그수요는지속될전망 외국기업의극저온밸브관련기술수준에도달할필요가있음 Implications 본기술은마그네틱밸브에관한것으로, 구체적으로는극저온유체의유량제어를위한마그네틱밸브장치에관한것임에따라, 극저온밸브시장에대한동향과직접적으로활용되는 LNG 운반선수주동향과밀접한관련이있음 LNG 선박분야에서세계최고경쟁력을갖춘국내조선업계가 LNG 시장호황의영향으로수주절벽을돌파해나가고있음 2017년국내 빅3 조선사 ( 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양 ) 의 LNG 관련선박수주는 5척, 수주금액은 1조1600억원에달함 또한시장에서는석탄을대체하는친환경연료로서 LNG 수요가급증하고있어국내 빅3 의관련선박발주도꾸준히이어질것으로전망됨 그러나미국기업은제어밸브와고압밸브및파일롯트 (pilot) 형안전밸브, 유럽은극저온용기능성밸브, 일본은극저온용안전밸브시장을지배하고있어국내기업단독적인시장참여가쉽지않음 한국기초과학지원연구원스핀공학물리연구팀은극저온밸브관련하여꾸준한연구를수행해오고있어, 민간기업의사업화추진시축적된노하우와보유연구장비등을기반으로사업화를적극적으로지원할수있음 페이지 1 / 4
Investment Overview 사업성 LNG의수요증가로인하여 LNG의채굴, 저장및이송에관련된극저온장비의수요가크게늘어나고있으며, LNG 관련구조물은극저온및고압의극한상태에서충분한안전성이확보되어야함. 본기술은밸브에서의발열을최소화하여열전도및발열에의한성능열화문제를해결하는효과가있음. LNG 설비에사용되는극저온밸브는대표적인분야가 LNG선으로써 LNG선한척에는 200개이상의극저온밸브가사용됨으로써기존의극저온밸브에비해안전성이높은밸브의사업성은높은편으로예상됨. 성장성 최근국내조선업계는 LNG선에대한수주가늘어나고있으며, 정부에서도 LNG를연료로하는 LNG 추진선박을시범도입하기로하는등 LNG 선박이증가할것으로예상됨. 국제해사기구 (IMO) 가선박배출가스규제를강화하면서 LNG 추진선도입이본격화되고있으며, 해수부에서도주요항만에 LNG벙커링시설을구축하기위한중장기로드맵수립에착수하였음. 이러한국내외 LNG선박시장의활성화가예상됨에따라관련기자재시장또한활성화될것으로예상되어극저온밸브시장의성장이예상됨. 투자유치시참고사항 극저온밸브시장은유럽, 미국, 일본등해외선진국이선점하고있으며, 글로벌시장규모는 3조원규모로추정됨. 국내는극저온분야에서볼밸브를제외하고는성과가미흡하고, 신뢰성도부족하여해외선주사들의외면속에기술개발진행후사업화과정이매우어려운실정임. 최근한국가스공사가발주한 LNG운반선에국내극저온밸브업체가선정된점은고무적임. 대우조선해양이건조하는 4척에 S&S밸브, 피케이밸브, Mt.H콘트롤밸브등의밸브가선정되었음. 극저온밸브나특수밸브분야는 2010년대초반해양플랜트산업의성장과국내원자력발전분야의수요증가로인하여투자기관에서도조선기자재, 특수밸브분야에대한투자가많이이루어졌음. 최근벤처캐피탈의투자경향은 2017년 1/4분기기준으로유통 / 서비스분야의투자비중이전체투자의 19% 를차지하며증가추세인반면, 전통적인제조업분야인화학 / 소재, 전기 / 기계 / 장비분야는각각 2.5%, 11.4% 로낮은수준임. 2016년까지투자기관의주목을받던의료, 바이오분야에대한투자도 12.4% 로감소세로돌아선반면, ICT서비스및제조에대한투자가늘어나고있는추세임. 본기술을사업화하는과정에서투자유치를진행하고자한다면사업주체가초기기업일경우가능성이매우낮을것으로예상되며, 기존의특수밸브전문기업이나조선기자재생산기업에서기술이전을받아사업화를진행하는것이기업의성장과투자유치에더유리할것으로예상됨. 기존에투자기관에서운영하는소재부품전문펀드는 3개이며, 최근투자조합을결성하는추세는특정산업군에대한목적성투자보다 청년창업, 고급기술인력창업, 특허기술사업화, 여성기업, 초기기업 등기업의다양한형태에초점을맞추어특정업종에대한의무투자를줄여나가는상황임. 한국소재부품투자기관협의회에서는소재부품기업의투자유치지원사업을주관하고있어연간 40여개소재부품기업이투자유치와관련하여전문컨설팅기관의컨설팅을지원받고있으며, 다양한 IR 행사를통해투자기관에기업을소개하는기회를제공하고있음. 본기술을사업화하는과정에서외부전문컨설팅기관의도움이필요한경우활용하면도움이될것임. 페이지 1 / 5
본기술을사업화하는과정에서후속연구와개발이필요한경우투자연계형 R&D지원사업을활용하는것이 좋음. 투자연계형 R&D 지원사업은투자기관의투자를전제로정부의 R&D 자금을지원하는것으로, 초기기업의경우기업가치가높지않은상황에서안정적인소재개발또는사업화자금을확보하는기회임. 투자연계형 R&D 지원사업은한국소재부품투자기관협의회에서투자심사및투자적격대상을선정하는역할을 하고있으므로지원사업에대한상세한정보를얻을수있음. 소재부품전문펀드현황 펀드명 운용사 펀드만기 펀드규모 스마일게이트소재부품투자펀드 2014-3호 스마일게이트인베스트먼트 2023년 11월 300억원 SLi 소재부품투자펀드 2014-1호 에스엘인베스트먼트 2023년 7월 300억원 코오롱소재부품투자펀드 2014-2호 코오롱인베스트먼트 2023년 10월 430억원 종합투자매력도 시장성 기술성 65 70 65 60 경쟁력 해당기술 기술평균 60 성장성 확장성 * 기술성은기술수준평가를반영함. 페이지 1 / 6