KR100772822B1 - 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조에 관한 것으로, 초기 상온 상태에서 냉각될 때 열 수축에 의하여 코어의 길이가 줄어드는 수축량을 흡수하기 위한 흡수공간 없이도 코어의 길이 수축량을 흡수할 수 있는 새로운 타입의 꼬임 구조로 개선함으로써, 상기 흡수공간이 제거된 만큼 초전도 케이블의 외경을 줄이고, 아울러 흡수공간을 형성하기 위한 부수적인 장비사용에 따른 제조상의 번거로움과 불편함이 해소되도록 한 것이다.

본 발명에서는, 복수개의 케이블 코어가 서로 밀착되는 형태로 연합 배치되며, 연합된 케이블 코어의 꼬임 방향이 꼬임 방향을 바꿔주는 일정 주기를 가지고 상반된 방향으로 바뀌면서 반복적으로 꼬임 되는 구조로 이루어져 있어, 열 수축시에 꼬임이 일부 풀리면서 코어 길이의 수축량을 흡수하도록 하여 초전도 케이블의 전체외경을 줄일 수 있도록 하는 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조가 제공된다.

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Description

초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조{Combination Twiste Structure of The Super Conduction Cable}

도 1은 종래기술에 따른 초전도 케이블 코어의 3심 연합 꼬임구조를 보여주는 측면도이다.

도 2는 종래기술에 따른 초전도 케이블 코어의 3심 연합 꼬임구조을 보여주는 것으로, 냉각전 모습을 보여주는 정단면도이다.

도 3은 도 2의 상태에서 냉각후 모습을 보여주는 정단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 3심 연합 꼬임구조를 보여주는 정면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 초전도 케이블의 3심 연합 꼬임구조을 보여주는 것으로, 냉각전 모습의 측면도이다.

도 6은 도 5의 상태에서 냉각후, 모습을 보여주는 측면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 초전도 케이블 12 : 케이블 코어

14 : 외측쉬스 16 : 진공부

18 : 내측쉬스 20 : 흡수공간

본 발명은 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초기 상온 상태에서 냉각될 때 열 수축에 의하여 코어의 길이가 줄어드는 수축량을 흡수하기 위한 별도의 흡수공간 없이도 코어 길이의 수축량을 흡수할 수 있는 새로운 타입의 꼬임 구조로 개선하여, 상기 흡수공간이 제거된 만큼 초전도 케이블의 외경을 줄이고, 아울러 흡수공간을 형성하기 위한 부수적인 장비사용에 따른 제조상의 번거로움과 불편함을 해소하도록 한 것이다.

일반적으로, 초전도란 극저온 상태에서 도체의 저항이 0으로 되는 것을 말하며, 초전도 케이블은 이러한 특성을 가진 도체와 초전도 성질이 유지될 수 있도록 액체질소를 주입하여 제조된 일종의 전력케이블이다.

상기 초전도 케이블(10)의 구성요소를 간략히 살펴보면, 도 1 내지 3에서 보듯이 전력기기에 전력을 공급하도록 도체의 기능을 발휘하는 3심 케이블 코어(12)와, 초전도 케이블(10)의 최외각에 감겨져 외부로부터 케이블(10)의 내부를 보호하는 외측쉬스(14)와, 상기 외측쉬스(14)와 케이블 코어(12) 사이에 감겨지면서 외측쉬스(14)와의 사이에 진공부(16)를 형성하여 단열기능을 발휘하는 내측쉬스(18)로 구성된다.

초기상태에서 저온으로 냉각될 때, 열 수축에 의해 케이블 코어(12)의 길이가 줄어들게 되는 초전도 케이블(10)은 이러한 수축량을 흡수하지 못할 경우 케이블 코어(12)에 인장력이 걸리게 되고, 이에 따라 케이블 코어(12)에 포함되는 각 도체나 초전도 선재에 손상이 발생 된다. 이러한 문제를 해소하기 위해 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 케이블 코어(12)간에 흡수공간(20)을 형성하면서 일방향으로만 꼬임되는 구조로 이루어지며, 흡수공간(20)이 냉각에 의해 줄어드는 케이블 코어(12)의 길이를 흡수하게 된다.

그런데, 위와 같이 케이블 코어(12)의 꼬임시에 케이블 코어(12)의 길이를 흡수하기 위한 흡수공간(20)을 형성하게 되면, 연합 케이블 코어 중심경(d)과 연합 케이블 코어 외경(D)이 커지게 되므로, 초전도 케이블(10)의 전체 외경(D1)이 자연히 커지게 되고, 아울러 케이블 코어(12)의 꼬임시 흡수공간(20)을 형성하기 위하여 부수적인 기구들을 사용하여야 하므로 제조상에 번거로움과 불편함도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 코어의 길이가 줄어드는 수축량을 흡수하는 흡수공간 없이도 코어 길이의 수축량을 흡수할 수 있는 새로운 타입의 꼬임구조로 개선하여 초전도 케이블의 외경을 줄이고, 아울러 흡수공간을 형성하기 위한 부수적인 기구사용에 따른 불편함을 해소하도록 하는 점에 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 복수개의 케이블 코어가 서로 밀착되는 형태로 연합 배치되며, 연합된 케이블 코어의 꼬임 방향이 꼬임 방향을 바꿔주는 일정 주기를 가지고 상반된 방향으로 바뀌면서 반복적으로 꼬임 되는 구조로 이루어져 있어, 열 수축시에 꼬임이 일부 풀리면서 코어 길이의 수축량을 흡수하도록 하여 초전도 케이블의 전체외경을 줄일 수 있도록 하는 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조에 기술적 특징이 있다.

다음에서는 본 발명의 실시 예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 초전도 케이블 코어의 3심 연합 꼬임구조를 보여주는 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 초전도 케이블 코어의 3심 연합 꼬임구조을 보여주는 것으로, 냉각전 모습의 측면도이며, 도 6은 도 5의 상태에서 냉각후, 모습을 보여주는 측면도이다.

도 4 내지 도 6에서 보듯이, 초전도 케이블(10)의 구성요소를 간략히 살펴보면, 종래와 마찬가지로 도체의 기능을 발휘하는 3심 케이블 코어(12)와, 초전도 케이블(10)의 최외각에 감겨져 외부로부터 케이블(10)의 내부를 보호하는 외측쉬스(14)와, 상기 외측쉬스(14)와 케이블 코어(12) 사이에 감겨지면서 외측쉬스(14)와의 사이에 진공부(16)를 형성하여 단열기능을 발휘하는 내측쉬스(18)로 구성된 다.

여기서 본 발명은, 3심 케이블 코어(12)는 외면이 서로 밀착된 상태에서 꼬이게 되는데, 이때 꼬임방향이 종래같이 일방향으로만 꼬이는 것이 아니라 꼬임 방향을 바꿔는 일정 주기(C)를 갖고 일방향과 반대방향으로 바꿔가면서 반복적으로 꼬이게 된다. 즉, 연합된 케이블 코어(12)가 일방향 꼬임으로 감기고, 반대방향의 꼬임으로 풀리게 되는 반복이 주기(C)를 가지게 되는 것이다.

이때, 연합된 케이블 코어(12)의 꼬임을 바꾸는 주기(C)는 연합 꼬임피치(P)의 절반 ~ 수십배까지 가능하며, 바람직하게는 2배 ~ 3배까지가 가장 바람직하다. 아울러 연합 꼬임각(θ)은 2°~ 10°도 정도가 가능하고 더욱 바람직하게는 5°~ 6°가 가장 바람직할 것이다. 이러한 꼬임각(θ)은 다음과 같은 수식에 의해 구할 수 있다. tan θ=πd'(연합 케이블 코어 중심경) / P (연합 케이블 코어 피치)

예컨대, 상기 연합 꼬임각(θ)이 2°이하이면, 코어(12) 간 꼬임으로 인해 서로 간에 고정이 잘 되지 않고, 10°이상이면 코어(12)의 꼬임이 심해져서 선재가 손상을 받게 된다.

또한, 상기 꼬임피치(P)가 2배 이하이면, 코어(12) 간 꼬임으로 인해 서로간에 고정이 잘 되지 않고, 3배 이상이면 냉각에 의한 수축으로 인해 꼬임 풀림시 수축이 균형적으로 흡수되지 않게 된다. 즉 꼬임을 바꿔주는 부분에서 수축을 흡수할 수 있는데, 꼬임피치(P)가 너무 길면 그 중간 부분의 수축이 잘 흡수되지 못해 선재에 무리가 가게 된다.

본 발명에서와 같이 3심 케이블 코어(12)가 서로 밀착된 상태에서 꼬이게 될 때, 일정한 주기(C)를 가지고 일방향과 반대방향으로 반복적인 꼬임구조를 가지고 냉각될 경우, 케이블 코어(12)의 길이가 줄어드는 수축량만큼 꼬임이 풀리면서 냉각후와 같은 도 6의 상태가 된다. 이때, 3심 케이블 코어(12)를 균형있게 꼬았기 때문에 풀릴 때에도 균형있게 풀리게 되면서 수축되는 량만큼만 풀리게 된다.

이에 따라, 상기 케이블 코어(12)에 인장력이 걸리게 않게 되고, 아울러 케이블 코어(12)의 각 도체나 초전도 선재에 손상이 방지된다.

그러나, 3심 케이블 코어(12)간에 견고한 고정 등을 위해서 수축시에 전부 풀리는 것은 바람직하지 않으며, 꼬임이 일부분 이상 남아 있는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 초전도 케이블 코어의 3심 연합 꼬임구조를 사용하게 되면, 초기 상온 상태에서 냉각될 때, 열 수축에 의하여 케이블 코어(12)의 길이가 줄어드는 수축량을 흡수하기 위한 흡수공간(20)이 없어지게 되면, 연합 케이블 코어 중심경(d')과 연합케이블 코아 외경(D')가 작아지게 되고, 그에 따라 상기 흡수공간(20)이 제거된 만큼 초전도 케이블(10)의 외경(D2)을 작게 할 수 있다.

아울러 흡수공간(20)을 형성하기 위한 부수적인 장비사용으로 인한 제조상의 번거로움과 불편함을 해소될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 앞서 설명된 것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 초기 상온 상태에서 냉각될 때 열 수축에 의하여 코어의 길이가 줄어드는 수축량을 흡수하기 위한 흡수공간 없이도 코어 길이의 수축량을 흡수할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기 흡수공간이 제거된 만큼 초전도 케이블의 외경을 줄일 수 있고, 아울러 흡수공간을 형성하기 위한 부수적인 장비사용에 따른 제조상의 번거로움과 불편함을 해소하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 복수개의 케이블 코어(12)가 서로 밀착되는 형태로 연합 배치되며, 연합된 케이블 코어(12)의 꼬임 방향이 꼬임 방향을 바꿔주는 일정 주기(C)를 가지고 상반된 방향으로 바뀌면서 반복적으로 꼬임 되는 구조로 이루어져 있어, 열 수축시에 꼬임이 일부 풀리면서 코어(12) 길이의 수축량을 흡수하도록 하여 초전도 케이블(10)의 전체외경(D2)을 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 연합된 케이블 코어(12)의 꼬임각(θ)은 2 °~ 10°인 것을 특징으로 하는 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주기(C)는 연합 꼬임피치(P)의 2배 ~ 3배인 것을 특징으로 하는 초전도 케이블 코어의 연합 꼬임구조.

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