KR100823800B1 - 초전도 코일용 보빈 및 초전도 솔레노이드 코일 - Google Patents

Abstract

초전도 코일용 보빈은 원통형 드럼 및 드럼의 각각의 단부로부터 연장하는 테이퍼부를 포함한다. 테이프와 같은 형상을 갖는 초전도 와이어 또는 초전도 와이어의 전구체는 드럼 둘레에 다층으로 나선형으로 권취된다. 테이퍼부는 임의의 각도로 경사진 테이퍼진 표면을 갖는다.

초전도 코일, 보빈, 솔레노이드 코일, 드럼, 산화 가열

Description

초전도 코일용 보빈 및 초전도 솔레노이드 코일 {BOBBIN FOR SUPERCONDUCTING COIL, AND SUPERCONDUCTING SOLENOID COIL}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보빈의 정면도.

도2는 도1에 도시된 보빈 둘레에 테이프 와이어가 나선형으로 권취된 상태를 도시하는 개념도.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보빈의 정면도.

도4는 본 발명의 추가 실시예에 따른 보빈의 정면도.

도5는 본 발명의 다른 추가 실시예에 따른 보빈의 정면도.

도6은 본 발명의 다른 추가 실시예에 따른 보빈의 정면도.

도7은 제1 예에서 사용된 보빈의 정면도.

도8은 제1 예에서 사용된 테이프 와이어의 설명도.

도9는 제2 예에서 사용된 보빈의 정면도.

도10은 제2 예에서 사용된 테이프 와이어의 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 원통형 드럼

2 : 테이퍼부

3 : 테이프 와이어

4 : 플랜지

본 발명은 테이프형 초전도 와이어가 초전도 코일을 형성하기 위하여 다층으로 그 둘레에 나선형으로 권취되는 보빈 및 보빈 둘레에 다층으로 테이프형 초전도 와이어를 권취함에 의해서 형성되는 솔레노이드 코일에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 원통형 드럼을 갖고 테이프형 초전도 와이어가 보빈 둘레에 다층으로 권취되어 솔레노이드 코일을 형성하고, 와이어의 비틀어짐(distortion)을 최소화하면서 단순한 권취 작동에 의해서 드럼의 양 단부에서 와인딩 백되는 것을 허용하는 보빈 및 보빈으로 형성된 솔레노이드 코일에 관한 것이다.

초전도 와이어로서, 예를 들면, NbTi 또는 Nb₃Sn의 금속 초전도 와이어 및 예를 들면 비스무트 산화물 및 이트륨 산화물의 산화물 초전도 와이어가 알려져 있다. 앞의 금속 초전도 와이어는 원형 또는 사각형 단면을 갖는 약간 두꺼운 벨트와 같은 형상을 갖는다. 뒤의 산화물 초전도 와이어는 통상적으로 압연 또는 다른 방법에 의해서 산화물 결정의 방향성을 조정할 필요가 있기 때문에 얇은 테이프와 같은 형상을 갖는다.

팬케이크 권취법 및 솔레노이드 권취법이 초전도 코일을 형성하기 위해 초전도 와이어를 권취하는 방법으로 알려져 있다. 지금까지는 팬케이크 권취법이 우세 하게 이용되었다. 팬케이크 권취법은 예를 들면 일본 미심사 특허 출원 공개 제2001-332415호에 개시되어 있다. 그러나, 최근에는 핵자기 공명 분석 및 자기 공명 영상과 같은 분석 및 의료용 초전도 코일로서 주로 솔레노이드 코일의 이용이 증가하고 있다. 이는 아주 균일한 자기장이 용이하게 얻어질 수 있기 때문이다. 솔레노이드 권취법은 예를 들면 일본 미심사 특허 출원 공개 평10-289817호에 개시되어 있다.

권취 후 반응(wind-and-react) 기술 및 반응 후 권취(react-and-wind) 기술이 초전도 와이어와 같은 솔레노이드 코일을 형성하기 위하여 이용된다. 권취 후 반응 기술에서는, 와이어가 보빈 둘레에 권취된 후에 초전도성이 와이어에 주어진다. 반대로, 반응 후 권취 기술에서는, 초전도성이 와이어에 주어진 후에 와이어가 보빈 둘레에 권취된다. 산화물 초전도 코일이 권취 후 반응 기술에 의해서 형성될 때, 와이어가 코일로 권취되고 그런 후 산화 가열(oxidation heating)되어 초전도성이 되기 때문에, 와이어의 비틀어짐에 의한 초전도성의 저하가 억제된다. 이와 반대로, 코일로 밀접하게 권취된 와이어를 외부로부터 산소를 공급하는 동시에 가열하기 때문에, 산소는 코일의 내부에서 쉽게 부족하게 된다. 더욱이, 권취 후에 높은 온도에서 가열이 수행되기 때문에 코일을 절연시키는 것은 어렵다는 것이 지적되어 왔다. 이 이유 때문에, 전술된 일본 미심사 특허 출원 공개 평10-289817호에 교시된 것과 같이, 권취 후 산화 가열 동안 보빈의 드럼 내에 형성된 통기구를 통해서 코일의 내부로부터 산화 기체가 또한 공급되는 방법이 제안되었다.

반대로, 반응 후 권취 기술에서는, 충분한 양의 산소가 와이어를 초전도성으로 만들기 위해 공급될 수 있다. 그러나, 초전도 와이어가 복수의 층을 형성하기 위하여 나선형으로(솔레노이드식으로) 권취될 때, 와이어는 와인딩 백(winding-back) 위치(첫 번째 층에서 두 번째 층으로, 두 번째 층에서 세 번째 층으로, 세 번째 층에서 네 번째 층으로, ... 와이어가 와인딩 백되는 위치)에서 심각하게 비틀어진다. 이 비틀어짐은 초전도성을 저하시킨다. 이 이유 때문에, 비록 이 문서에서는 구체적으로 기재되지는 않았지만 와인딩 백 위치에서 와이어의 비틀어짐을 최소화하기 위한 다양한 방법이 제안되어왔다. 그러나, 본 발명자가 아는 한, 와인딩 백 위치에서 비틀어짐을 만족스럽게 감소시키고 와인딩 백 작동을 용이하게 하는 방법이 제안되지 못 했다.

상술한 상황을 고려하여, 초전도 와이어가 금속 또는 산화물로부터 형성되는 지에 관계없이 그리고 솔레노이드 코일이 반응 후 권취 기술 또는 권취 후 반응 기술에 의해서 형성되는 지에 관계없이, 솔레노이드 코일을 형성하기 위하여 테이프형 초전도 와이어가 그 둘레에 다층으로 나선형으로 권취되고 초전도 와이어가 초전도 와이어의 비틀어짐을 최소화하면서 임의의 층에서 다음 층으로 드럼의 단부에서 용이하고 매끄럽게 와인딩 백되는 것을 허용하는 보빈을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 초전도성의 저하를 최소화하면서 보빈으로 형성된 소형의 솔레노이드 코일을 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따른 초전도 코일을 위한 보빈은, 테이프형 와이어(초전도 테이프 또는 초전도 테이프의 전구체)가 다층으로 나선형으로 그 둘레에 권취되는 원통형 드럼과, 드럼의 각 단부로부터 연장하고 임의의 각으로 경사져있는 테이퍼진 표면을 갖는 테이퍼부를 포함한다.

테이퍼진 표면은 일정한 각도로 경사질 수 있고 또는 경사 각도가 단계식으로 증가되도록 2 이상의 경사면을 가질 수도 있다. 다르게는, 테이퍼진 표면은 경사 각이 단계없이 연속적으로 증가되도록 만곡된 면을 가질 수도 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 솔레노이드 코일은 전술된 보빈의 드럼 둘레에 다층으로 나선형으로 권취되는 테이프형 초전도 와이어를 포함한다. 테이프형 와이어는 테이퍼부에 접촉하여 권취됨에 의해서 보빈의 테이퍼부를 따라 와인딩 백되고, 테이프형 와이어의 나선형 권취 각은 와인딩 백 작동에 의해서 α에서 -α로 변경된다.

본 발명의 보빈은 임의의 각도로 경사져 있는 테이퍼진 표면을 갖는 테이퍼부가 드럼의 각각의 단부에 제공되는 극히 단순한 구조를 갖는다. 이 구조로, 테이프형 초전도 와이어 또는 이의 전구체(precursor)는 단순히 테이퍼부를 따라 와인딩 백됨에 의해서 비틀어짐 없이 다음 층을 형성하도록 용이하고, 매끄럽고 그리고 나선형으로 권취될 수 있다.

부가적으로, 전술한 바와 같이 와인딩 백 위치에서 유발되는 비틀어짐이 최소화될 수 있기 때문에, 반응 후 권취 기술 또는 권취 후 반응 기술에 의해 형성되는 지에 관계없이, 우수한 초전도성을 갖는 솔레노이드 코일이 높은 생산성 및 낮은 비용으로 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 보빈은 원통형 드럼을 포함하고 초전도 솔레노이드 코일을 형성하는 데 이용된다. 테이프형(시트형) 초전도 와이어 또는 이의 전구체는 드럼 둘레에 다층으로 나선형으로 권취된다. 테이퍼부가 보빈의 드럼의 각각의 단부로부터 연장하고 테이퍼부의 직경이 이의 팁부를 향해 감소되도록 임의의 각도로 경사져 있는 테이퍼진 표면을 갖는다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보빈의 정면도이다. 도1에 도시된 것과 같이, 테이퍼부(2)는 원통형 드럼(1)의 각각의 단부로부터 연장하고, 임의의 각(θ)으로 경사져 있는 테이퍼진 표면을 갖는다. 테이프 와이어(3)는 도2에 도시된 것과 같이 드럼(1)의 일 단부로부터 임의의 나선형 권취 각도(γ)로 보빈 둘레에 나선형으로 밀접하게 권취된다. 이 경우, 테이프 와이어(3)의 인접하는 턴들(turns)이 서로 겹쳐져 있을 때 테이프 와이어(3)는 겹쳐진 위치에서 국부적으로 상승된다. 이는 전자기파를 교란시켜서 코일 특성에 악영향을 끼친다. 따라서, 테이프 와이어(3)의 턴들이 겹치지 않도록 주의를 해야 할 필요가 있다.

이 경우, 다음의 관계 표현이 있다.

P = W/sinα

πD = P tanα = (W/sinα)× (sinα/cosα) = W/cosα

∴ cosα = W/πD, 즉, α = arccos (W/πD)

여기서, D는 드럼(1)의 외경을 나타내고, W는 테이프 와이어(3)의 폭을 나타내고, P는 나선 피치를 나타내고, α는 나선형 권취각을 나타낸다. 즉, 조건 α = arccos (W/πD)는 밀접 권취에 대해 바람직하다.

스페이서가 절연을 위하여 테이프 와이어(3)의 인접하는 턴들 사이에 배치될 때, 상술한 폭 W은 와이어(3)의 폭과 스페이서의 폭의 합이다.

상술한 나선형 권취 구조로, 테이프 와이어(3)는 드럼(1) 둘레에서 매끄럽고 나선형으로 권취될 수 있다.

그러나, 종래 기술의 설명에서 지적된 것과 같이, 도1에 도시된 테이퍼부(2)는 공지된 솔레노이드 코일에서 드럼의 선단부에 제공되지 않는다. 따라서, 층이 드럼의 일단부에서 다른 단부까지 테이프 와이어를 나선형으로 권취함에 의해서 형성되고 테이프 와이어가 형성된 층 상에 층을 형성하기 위하여 반대 방향으로 와인딩 백될 때, 와인딩 백 작동을 위하여 나선형 권취 각도를 조정하는 것은 상당히 귀찮고 어려운 것이다. 부가적으로, 나선형 권취 각도를 조정하기 위하여 3차원의 복잡한 방식으로 테이프 와이어를 접는 것이 필요하다. 초전도성은 접힌 부분에서 상당히 감소된다. 더욱이, 상당한 길이의 와이어가 와인딩 백(winding-back) 작동 마다 요구되기 때문에, 테이프 와이어의 낭비도 무시할 수 없다.

반대로, 이 실시예의 보빈은 드럼(1)의 양 단부로부터 연장하는 테이퍼부(2)를 갖고, 따라서 상술된 와인딩 백 작동은 아래에서 설명되는 바와 같이 매끄럽고 용이하게 수행될 수 있다. 도2는 테이프 와이어(3)가 테이퍼부(2)에서 드럼(1) 상으로 와인딩 백되는 상태를 도시하는 개념도이다. 도2에서, 주요 부분이 부분적으로 확대되었다. 도2의 우측은 테이프 와이어(3)가 테이퍼부(2)를 따라 드럼(1) 상으로 다시 와인딩 백되는 상태를 도시하는 전개된 설명도이다.

이 도면에 도시된 것과 같이, 테이프 와이어(3)가 드럼(1) 둘레에 나선형으로 권취된 후에 드럼(1)의 단부로부터 테이퍼부(경사면)(2)로 온 후에, 테이퍼부(2) 둘레에 또한 밀접하게 권취된다. 결과적으로, 테이프 와이어(3)는 테이퍼진 표면의 경사 각도에 따라 권취 방향을 변경하는 동시에 테이퍼부(2)와 빈틈없는 접촉으로 권취된다.

테이퍼부(2)의 테이퍼진 표면은 도2의 우측에서 전개된 설명도로 도시된 것과 같이 보빈의 중심선(AO)에 대해 대칭이다. 따라서, 테이프 와이어(3)가 드럼(1) 둘레에서 테이퍼부(2)로 나선형 권취 각도(α)로 권취되는 반면, 테이퍼부(2)로부터 드럼(1)으로 나선형 권취 각도(α)에 반대되는 나선형 권취 각도(-α)로 와인딩 백된다. 테이프 와이어(3)는 그런 후 다음 층을 형성하기 위하여 드럼(1) 둘레에서 나선형 권취 각도(-α)로 나선형으로 권취된다.

테이프 와이어(3)가 나선형으로 권취되어 드럼(1)의 좌단부에 도달한 후, 테이퍼부(2)와 밀접하게 접촉되어 권취되고 나선형 권취 방향(각도)은 자연스럽게 -α에서 α로 변경된다. 테이프 와이어(3)는 그런 후 드럼(1) 둘레에 나선형 권취 각도(α)로 위와 유사하게 권취된다.

드럼(1)의 양 단부에서 테이퍼부(2)를 따라 테이프 와이어(3)의 전술된 와인딩-백 작동을 이렇게 반복함에 의해서, 테이프 와이어(3)는 와인딩 백에 필요한 길이를 최소화하고 단부들에서 테이프 와이어(3)를 불규칙적으로 상승시키지 않는 동시에 순서대로 그리고 밀접한 방식으로 다음 층을 형성하기 위하여 매끄럽게 와인딩 백될 수 있다. 더욱이, 테이프 와이어(3)의 비틀어짐이 와인딩 백 작동에서 드 럼(1)의 표면과 테이퍼부(2) 사이의 경사 각도의 미세한 차이에 의해서만 유발된다. 따라서, 비틀어짐 자체가 최소화될 수 있다. 경사 각도가 더 작게 설계된 때, 테이퍼부(2) 둘레에 권취되는 테이프 와이어(3)의 부분의 길이는 약간 더 커지지만, 와인딩 백 부분에서의 비틀어짐은 더욱 감소된다.

본 발명의 실시예에 따른 보빈은 위에서 설명된 것과 같이 테이퍼부가 드럼의 각각의 단부에 제공되는 것을 특징으로 한다. 드럼(1)의 직경 및 길이와 테이퍼부(2)의 경사 각도 및 길이는 제한되지 않으며, 필요에 따라 임의로 변경될 수도 있다. 드럼(1) 및 테이퍼부(2)의 재료도 또한 제한되지 않으며, 적절한 구조적 강도를 갖고 초전도성에 악영향을 미치지 않는다면 임의의 재료가 채택될 수 있다.

산화물 초전도 와이어의 전구체는 산화 가열(oxidation heating) 전에 이 보빈에 권취되고 산화물 초전도 코일이 반응 후 권취(react-and-wind) 기술에 의해서 제작될 때, 권취 후의 산화 가열을 수행하는 것이 요구된다. 따라서, 산화 가열에 견딜 수 있는 세라믹과 같은 내열 및 내산화성 재료가 사용되고, 슬릿 또는 통기구가 드럼에 제공되거나 또는 드럼이 메쉬 부재(meshed member)로 형성되어 산화 가열이 내부로부터 효과적으로 진행될 수 있다.

실시예에 따른 보빈의 이용은 와이어가 와인딩 백된 때 테이프 와이어의 비틀어짐을 최소화한다. 따라서, 산화물 초전도 와이어가 이용되는 때에도 비교적 얇다면 파손(breakage) 및 분열(cracking)을 유발하지 않고 다층으로 연속적으로 그리고 솔레노이드식으로(solenoidally) 권취될 수 있다.

비록 테이퍼부(2)의 테이퍼진 표면이 상술된 실시예에서 일정한 각도로 경사 져 있지만, 도3에 도시된 것과 같이 테이퍼부(2)의 팁부를 향해서 경사 각도가 증가되도록 예를 들면 2개 또는 그 이상의 경사면으로 형성될 수도 있다[도3의 2개의 기울어진 면(2a, 2b)]. 와이어가 경사면을 따라 권취될 때 유발되는 테이프 와이어의 비틀어짐이 더욱 감소될 수 있기 때문에 이는 바람직하다. 다르게는, 테이퍼진 표면이 도4에 도시된 것과 같이 이의 경사 각도가 단차없이(stepless manner) 변하는 만곡된 면(2z)일 때, 비틀어짐은 더욱 감소될 수 있다. 도5 및 도6에 도시된 것과 같이, 플랜지(4)가 각각의 테이퍼부(2)의 단부에 제공될 수도 있다.

실시예의 전술된 보빈은 도면들에 도시된 것과 같이 단순한 구조를 갖는다. 요약하면, 테이퍼부는 임의의 치수를 갖는 드럼의 각각의 단부로부터 연장하고 임의의 각도로 경사진 테이퍼진 표면을 갖는다. 드럼 둘레에 나선형으로 권취되는 테이프 와이어를 테이퍼부와 접촉한 상태로 와인딩 백하는 단순한 작동에 의해, 와이어는 와인딩 백 부분에서 일어나는 와이어의 비틀어짐을 최소화하는 동시에 매끄럽게 권취되어 다음 층을 형성할 수 있다.

보빈의 둘레에 솔레노이드식으로 권취되는 초전도 와이어(또는 이의 전구체)의 형태는 특히 제한되지 않으며, 모든 산화물 초전도 와이어 및 금속 초전도 와이어가 사용될 수 있다. 산화물 초전도 와이어의 예는 Bi-2212 (Bi₂Sr₂Ca₁Cu₂O_y) 및 Bi-2223 (Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_y)로 형성된 비스무트 산화물 초전도 와이어이고, 일본 미심사 특허 출원 공개 제2003-115225호에 개시된 산화물 초전도 와이어 및 YBCO (YBa₂Cu₃O_x)를 포함하는 다른 다양한 산화물 초전도 와이어가 제조된다. 금속 초전 도 와이어의 예는 Nb₃Sn, NbTi, Nb₃Al, NbZr, MgB₂ 및 V₃Ga로 형성된 초전도 와이어다.

금속 초전도 와이어 자체가 적당한 유연성을 갖기 때문에, 아무런 문제없이 실시예에 따른 보빈의 둘레에 다층으로 연속적이고 솔레노이드식으로 권취될 수 있다. 산화물 초전도 와이어의 전구체는 또한 변형할 수 있는 상태로 보빈의 둘레에 솔레노이드식으로 권취될 수 있다. 비록 낮은 변형성을 갖는 산화물 초전도성 와이어가 사용되는 경우에도, 와인딩 백에 의해 유발되는 와이어의 비틀어짐이 최소화될 수 있기 때문에 전술된 것과 같은 권취 후 반응(wind-and-react) 기술 및 반응 후 권취(react-and -wind) 기술 모두가 적용될 수 있다.

보빈의 둘레에 초전도 테이프 와이어를 솔레노이드식으로 권취함에 의해서 형성된 코일에서, 다층으로 드럼 둘레에 밀접하게 권취된 와이어는 드럼의 축 방향으로 연장하는 어떤 길이를 갖는 구역에서 아주 균일한 자기장을 형성할 수 있어, 핵자기 공명 분석 및 자기 공명 영상과 같은 분석 및 의료용의 초전도 코일로서 우수한 성능을 달성할 수 있다.

비록 본 발명의 구성 및 작동 상의 이점이 이 예와 관련하여 아래에서 구체적으로 설명될 것이지만, 본 발명은 후속의 예들로 제한되지 않으며, 적절한 변경이 본 발명의 상술 및 후술되는 범위를 벗어나지 않고 이뤄질 수 있고, 그리고 변경들이 본 발명의 기술적인 범위 내에 포함되어야 한다는 것을 알아야 한다.

첫 번째 예

도8에 도시된 0.2 ㎜의 두께(t) 및 10 ㎜의 폭(W)을 갖는 테이프 와이어가 와이어의 인접하는 턴들이 서로 겹치지 않도록 80 ㎜의 원통형 부분의 외경(D), 500 ㎜의 길이(L) 및 30°의 테이퍼 각(θ)을 갖는 보빈을 둘레에 88°의 나선형 권취 각도(α)로 밀접하게 그리고 솔레노이드식으로 권취되었다. 와이어는 원통형 부분의 단부로부터 테이퍼부까지 88°의 각도로 권취되어 첫번째 층을 형성하고, 테이퍼부와 단단히 접촉한 상태에서 와인딩 백되었다. 테이프는 첫번째 층의 방향과 반대 방향으로 88°의 각도로 원통형 부분 둘레에 권취되어 두번째 층을 형성하였다. 결과적으로, 와이어는 테이퍼부와 단단하게 접촉된 상태에서 매끄럽게 와인딩 백되어 두번째 층을 형성한다.

두번째 예

도10에 도시된 0.2 ㎜의 두께(t) 및 10 ㎜의 폭(W)을 갖는 테이프 와이어가 와이어의 인접하는 턴들이 서로 겹치지 않도록 80 ㎜의 원통형 부분의 외경(D), 500 ㎜의 길이(L), 10°의 테이퍼 각(θ₁) 및 30°의 테이퍼 각(θ₂)을 갖는 보빈 둘레에 88°의 나선형 권취 각도(α)로 밀접하게 그리고 솔레노이드식으로 권취되었다. 와이어는 88°의 각도로 원통형 부분의 단부로부터 제1 테이퍼부까지 권취되어 첫 번째 층을 형성하고 제1 테이퍼부 및 제2 테이퍼부와 견고하게 접촉한 상태로 와인딩 백되고, 그런 후 첫 번째 층을 위한 것과 반대 방향으로 88°로 원통형 부분 둘레에 감겨서 두 번째 층을 형성한다. 결과적으로, 와이어는 테이퍼부들과 밀접하게 접촉한 상태에서 매끄럽게 와인딩 백되어 두 번째 층을 형성할 수 있 다.

와이어가 다층으로 솔레노이드식으로 권취된 때, 코일 직경은 점진적으로 증가하고 테이퍼부에 대한 권취 각은 약간 변한다. 그러나, 테이퍼부의 기능이 변하지 않기 때문에 다층 권취는 어떠한 문제 없이 수행될 수 있다.

후속 상세에 따르면, Bi-2223 (Bi₂Sr₂Ca₂Ca₃O_y)로 형성된 테이프형 초전도 와이어가 첫 번째 및 두 번째 예에 기재된 동일한 솔레노이드 구조를 갖는 스테인리스 스틸제의 보빈 둘레에 솔레노이드식으로 권취된다.

솔레노이드 권취의 상세

내경 : 80 ㎜, 외경 : 80.8 ㎜, 길이: 500 ㎜, 턴/층 : 49, 층의 수 : 2, 턴의 수 : 98

그 후, 얻어진 솔레노이드 코일은 권취부를 고정하기 위하여 에폭시 수지로 채워진 후, 4.2 K의 액체 헬륨에서 여기 시험을 거친다. 결과적으로, 1000 A의 전류가 흐를 수 있고, 0.24 T의 자기장이 생성되었다.

그런 후, 솔레노이드 코일은 100 ㎜의 직경을 갖는 원통형 공간 내에서 17 T의 자기장을 생성할 수 있는 금속 초전도 자석의 내부 층 내에 삽입되었고, 여기 시험이 17 T의 배경 자기장 내에서 수행되었다. 이 경우, 작동 온도는 4.2 K로 설정되었다. 결과적으로, 400 A의 전류가 흐를 수 있고, 0.097 T의 자기장이 생성되었다. 생성된 자기장 및 배경 자기장의 합은 17.097 T 였다.

본 발명에 따르면, 우수한 초전도성을 갖는 솔레노이드 코일이 높은 생산성 및 낮은 비용으로 제공될 수 있다.

Claims (5)

1. 초전도 코일을 위한 보빈이며,

   초전도 와이어 또는 초전도 와이어의 전구체가 다층으로 나선형으로 둘레에 권취되는 드럼과,

   상기 드럼의 각각의 단부로부터 연장되는 테이퍼부를 포함하고,

   상기 초전도 와이어 또는 전구체는 테이프형이며,

   상기 테이퍼부는 상기 테이퍼부의 직경이 상기 드럼과 상기 테이퍼부가 결합하는 부분의 반대측에 위치하는 팁부를 향해서 감소하도록 임의의 각도로 경사져있는 테이퍼진 표면을 갖는 보빈.
2. 제1항에 있어서, 상기 테이퍼진 표면은 일정한 각도로 경사져있는 보빈.
3. 제1항에 있어서, 상기 테이퍼진 표면은 테이퍼진 표면의 경사 각이 단계적으로 증가하도록 복수의 경사면을 포함하는 보빈.
4. 제1항에 있어서, 상기 테이퍼진 표면은 테이퍼진 표면의 경사 각이 연속적으로 증가하도록 만곡된 면인 보빈.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 보빈의 드럼의 둘레에 다층으로 나선형으로 권취되고 테이프와 같은 형상을 갖는 초전도 와이어 또는 초전도 와이어 의 전구체를 포함하고,

   상기 초전도 와이어 또는 전구체는 테이퍼부와 접촉하여 권취됨에 의해서 테이퍼부를 따라 와인딩백되고,

   상기 초전도 와이어 또는 전구체의 나선형 권취 각은 상기 초전도 와이어 또는 전구체가 와인딩 백될 때 α에서 -α로 변경되는 솔레노이드 코일.

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