KR101482576B1 - Superconducting coil assembly, assembling method thereof and superconducting rotating electric machine with the same - Google Patents

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Abstract

초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비하는 초전도 회전기에 관한 것으로, 복수의 보빈, 각 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아서 형성되는 복수의 초전도 코일, 상기 복수의 초전도 코일 각각에 연결되는 복수의 연결블록 및 상기 복수의 연결블록 중에서 서로 이웃하는 연결블록을 고정하는 고정부재를 포함하는 구성을 마련하여, 복수의 초전도 코일을 각각 모듈화하여 연결 및 분리 작업을 용이하게 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.The present invention relates to a superconducting coil assembly, a method of assembling the superconducting coil assembly, and a superconducting rotor having the superconducting coil assembly. The superconducting coil assembly includes a plurality of bobbins, a plurality of superconducting coils wound around the bobbins, And a fixing member that fixes neighboring connecting blocks among the plurality of connecting blocks, and the connecting and separating operation can be easily performed by modularizing each of the plurality of superconducting coils.

Description

초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기{SUPERCONDUCTING COIL ASSEMBLY, ASSEMBLING METHOD THEREOF AND SUPERCONDUCTING ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a superconducting coil assembly, a method of assembling the superconducting coil assembly, and a superconducting rotor having the superconducting coil assembly.

본 발명은 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초전도 코일의 손상 없이 복수의 초전도 코일을 연결 또는 분리하는 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting coil assembly, a method of assembling the superconducting coil assembly, and a superconducting rotor having the superconducting coil assembly. More particularly, the present invention relates to a superconducting coil assembly for connecting or disconnecting a plurality of superconducting coils without damaging the superconducting coil, Lt; / RTI >

초전도 코일은 약 -196℃ 이하의 극저온에서 초전도 특성을 가지는 것으로, 극저온 환경에서의 초전도 특성을 이용하는 대전류(大電流) 통전 및 고자장(高磁場) 응용기기에 주로 사용된다.Superconducting coils have superconducting characteristics at cryogenic temperatures of about -196 DEG C or below, and they are mainly used in large current applications and high magnetic field applications using superconducting properties in a cryogenic environment.

이러한 초전도 코일은 초전도 상태의 안정적인 유지 및 코일 퀀치(quench)와 같은 고장특성(fault characteristics)의 해소를 위해, 극저온 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 방안이 절실히 요구된다.Such superconducting coils are desperately required to improve the cryogenic cooling performance in order to maintain stable superconducting states and to eliminate fault characteristics such as coil quench.

초전도 코일을 극저온으로 냉각하는 방식에는 헬륨 또는 네온과 같은 기체 냉매나 액체 질소와 같은 액체 냉매를 코일에 직접 접촉시켜 냉각하는 직접 냉각방식과 초전도 코일을 증발기와 같은 냉원에 접촉시켜 초전도 코일의 열을 냉원으로 전도시킴으로써 간접적으로 냉각하는 전도 냉각방식이 있다. The cryogenic supercooling method is a direct cooling method in which a gas refrigerant such as helium or neon or a liquid refrigerant such as liquid nitrogen is brought into direct contact with a coil and a direct cooling method in which a superconducting coil is brought into contact with a cool source such as an evaporator, There is a conduction cooling method in which indirect cooling is performed by conduction with a cold source.

본 출원인은 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 다수에 초전도 코일 조립체 및 그를 이용한 초전도 회전기에 관한 기술을 개시하여 출원한 바 있다. The present applicant has filed a patent application for a superconducting coil assembly and a superconducting rotor using the superconducting coil assembly in many of the following Patent Documents 1 and 2.

한편, 초전도 코일을 제작한 후 액체 질소를 이용해서 직접 냉각방식으로 초전도 코일의 냉각성능을 테스트하는 경우, 레이스 트랙 형상으로 제작된 복수의 초전도 코일을 상하로 적층하고, 초전도 선재나 구리선재를 자른 시편을 이용해서 적층된 초전도 코일 사이를 연결한 상태에서 개별 코일 및 다수의 코일 적층 특성 테스트를 수행한다.On the other hand, in the case of testing the cooling performance of a superconducting coil by a direct cooling method using liquid nitrogen after manufacturing the superconducting coil, a plurality of superconducting coils formed in a race track shape are laminated vertically, and superconducting wire or copper wire is cut Individual coils and multiple coil lamination characteristics tests are carried out with the superconducting coils stacked together using specimens.

이와 같이 테스트를 수행한 후에는 인두기를 이용해서 다시 시편을 제거하고, 각 초전도 코일을 초전도 회전기의 로터에 장착한 후, 로터에 장착된 다수의 초전도 코일을 또다시 시편을 이용하여 연결한다. After the test is performed, the specimen is removed again by using the iron, and each superconducting coil is mounted on the rotor of the superconducting rotor, and then a plurality of superconducting coils mounted on the rotor are connected again using the test piece.

대한민국 특허 등록번호 제10-0723236호(2007년 5월 29일 공고)Korean Patent Registration No. 10-0723236 (issued on May 29, 2007) 대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0063221호(2012년 6월 15일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2012-0063221 (published on June 15, 2012)

종래기술에 따른 직접 냉각방식으로 다수의 초전도 코일의 개별 특성 및 적층 특성을 테스트를 수행하는 경우, 초전도 선재나 구리 선재와 같은 시편을 이용해서 초전도 코일 간 연결 및 분리하는 과정을 반복적으로 수행해야만 한다. When testing individual characteristics and lamination characteristics of a plurality of superconducting coils by a direct cooling method according to the related art, it is necessary to repeatedly perform the process of connecting and separating superconducting coils using specimens such as superconducting wires or copper wires .

이에 따라, 종래기술에 따른 초전도 코일 특성 테스트 과정은 열에 취약한 초전도 코일에 인두기를 이용한 여러 번의 솔더링 방식으로 연결 및 분리하는 과정에서 초전도 코일의 열적 손상이나 성능 저하를 유발하는 문제점이 있었다.Accordingly, the conventional superconducting coil characteristic testing process has a problem in that the superconducting coil, which is susceptible to heat, is thermally damaged or deteriorated in the process of connecting and separating the superconducting coil by the soldering method using the soldering iron.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 초전도 코일의 연결 및 분리를 용이하게 수행할 수 있는 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a superconducting coil assembly capable of easily connecting and separating a plurality of superconducting coils, a method of assembling the superconducting coil assembly, and a superconducting rotor having the superconducting coil assembly.

본 발명의 다른 목적은 복수의 초전도 코일의 특성 테스트 및 장착과정에서 복수의 초전도 코일의 열적 손상 및 성능저하를 방지할 수 있는 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a superconducting coil assembly capable of preventing thermal damage and deterioration of performance of a plurality of superconducting coils in a process of testing and mounting a plurality of superconducting coils, a method of assembling the superconducting coils, and a superconducting rotator having the superconducting coils.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초전도 코일 조립체는 복수의 보빈, 각 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아서 형성되는 복수의 초전도 코일, 상기 복수의 초전도 코일 각각에 연결되는 복수의 연결블록 및 상기 복수의 연결블록 중에서 서로 이웃하는 연결블록을 고정하는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a superconducting coil assembly including a plurality of bobbins, a plurality of superconducting coils wound around the bobbins, a plurality of superconducting coils wound around the plurality of superconducting coils, And a fixing member for fixing adjacent connection blocks among the connection blocks and the plurality of connection blocks.

상기 고정부재와 연결블록은 무산소동(OFHC, Oxygen-Free High-Conductivity Copper) 재질의 재료로 제작되는 것을 특징으로 한다.The fixing member and the connecting block are made of a material made of oxygen-free high-conductivity copper (OFHC).

상기 초전도 코일과 연결블록은 인듐과 주석을 포함하는 저융점 합금을 이용한 솔더링 방식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.The superconducting coil and the connection block are coupled by a soldering method using a low melting point alloy containing indium and tin.

상기 복수의 초전도 코일은 동일한 크기로 형성되어 상하로 배열되고, 상기 복수의 초전도 코일에 설치되는 연결블록은 각각 서로 동일한 크기로 형성되어 상기 복수의 초전도 코일의 내면 또는 외면에 교번적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.The plurality of superconducting coils are formed in the same size and arranged vertically, and the connection blocks provided in the plurality of superconducting coils are formed to have the same size as each other and are alternately installed on the inner surface or the outer surface of the plurality of superconducting coils .

상기 복수의 초전도 코일은 서로 다른 크기로 형성되어 상하로 적층되고, 상기 복수의 초전도 코일에 설치되는 연결블록은 각각 내측단 또는 외측단이 일치하도록 서로 다른 크기로 형성되어 상기 복수의 초전도 코일의 내면 또는 외면에 교번적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.The plurality of superconducting coils are formed to have different sizes and are stacked on top and bottom, and the connection blocks provided on the plurality of superconducting coils are formed to have different sizes so that inner or outer ends thereof coincide with each other, Or alternatively on the outer surface.

상기 고정부재는 접시형상의 머리부를 갖는 볼트부재인 것을 특징으로 한다.And the fixing member is a bolt member having a plate-like head.

그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초전도 코일 조립체를 구비한 초전도 회전기는 상기 초전도 코일 조립체가 구비되는 회전자를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, a superconducting rotor having a superconducting coil assembly according to the present invention includes a rotor having the superconducting coil assembly.

또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초전도 코일 조립체의 조립방법은 (a) 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아 형성된 복수의 초전도 코일에 각각 연결블록을 설치하는 단계, (b) 상기 연결블록이 설치된 복수의 초전도 코일을 적층하는 단계 및 (c) 고정부재를 이용해서 서로 이웃하는 연결블록을 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of assembling a superconducting coil assembly, the method comprising the steps of: (a) providing a connection block on a plurality of superconducting coils formed by winding a superconducting wire around a bobbin; Stacking a plurality of superconducting coils provided with the connection blocks; and (c) fixing neighboring connection blocks using the fixing member.

상기 연결블록은 인듐과 주석을 포함하는 저융점 합금을 이용해 솔더링 방식으로 상기 초전도 코일에 접합되는 것을 특징으로 한다.And the connection block is bonded to the superconducting coil by a soldering method using a low melting point alloy including indium and tin.

상기 (a)단계는 (a1) 상하로 나란하게 적층될 각 초전도 코일의 내면 또는 외면에 상기 연결블록을 설치하는 단계 및 (a2) 볼트 부재로 마련된 고정부재를 이용해서 서로 이웃하는 한 쌍의 연결블록을 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the step (a) includes the steps of: (a1) installing the connecting block on the inner surface or the outer surface of each superconducting coil to be stacked in a vertical direction; and (a2) And fixing the block.

상기 (a)단계는 3 이상의 초전도 코일을 적층하는 경우, 복수의 초전도 코일 내면과 외면에 교번적으로 연결블록을 설치하는 것을 특징으로 한다.In the step (a), when three or more superconducting coils are stacked, the connecting blocks are alternately provided on the inner and outer surfaces of the plurality of superconducting coils.

상기 고정부재와 연결부재는 무산소동 재질의 재료로 제조되는 것을 특징으로 특징으로 한다.And the fixing member and the connecting member are made of an oxygen-free copper material.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기에 의하면, 복수의 초전도 코일을 각각 모듈화하여 연결 및 분리 작업을 용이하게 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the superconducting coil assembly, the assembling method thereof, and the superconducting rotating machine having the superconducting coil assembly according to the present invention, the plurality of superconducting coils can be modularized to facilitate connection and separation work.

즉, 본 발명에 따른 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기에 의하면, 초전도 코일에 저융접 합금을 이용해서 연결블록을 설치하여 초전도 코일과 연결블록을 모듈화하고, 고정볼트를 이용해서 각 연결블록 간을 고정할 수 있다는 효과가 얻어진다. That is, according to the superconducting coil assembly, the method of assembling the same, and the superconducting rotating machine having the superconducting coil assembly according to the present invention, the superconducting coil and the connecting block are modularized by providing connection blocks using a low- The effect that the connection blocks can be fixed can be obtained.

이에 따라, 본 발명에 따른 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기에 의하면, 초전도 코일 조립체의 냉각성능 테스트 및 초전도 회전기의 회전자에 설치하는 과정에서 복수의 초전도 코일 간을 용이하게 연결 및 분리할 수 있고, 초전도 코일의 열적 손상 및 성능저하를 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
Therefore, according to the superconducting coil assembly, the method of assembling the superconducting coil assembly, and the superconducting rotor having the superconducting coil assembly according to the present invention, it is possible to easily connect the plurality of superconducting coils with each other during the cooling performance test of the superconducting coil assembly, And it is possible to prevent the thermal damage and performance deterioration of the superconducting coil.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 A-A'선에 대한 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 B-B'선에 대한 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 제조방법이 적용된 초전도 코일 조립체의 냉각성능을 테스트하는 방법 및 초전도 회전기의 회전자에 설치하는 방법을 단계별로 설명하는 공정도. 1 is a perspective view of a superconducting coil assembly according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a sectional view taken along the line A-A 'shown in Fig. 1,
3 is a perspective view of a superconducting coil assembly according to another embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'shown in Fig. 3,
FIG. 5 is a process diagram for explaining a step of testing a cooling performance of a superconducting coil assembly to which a method of manufacturing a superconducting coil assembly according to a preferred embodiment of the present invention is applied, and a method of installing the superconducting coil in a rotor of the superconducting rotating machine.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 구비한 초전도 회전기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a superconducting coil assembly according to a preferred embodiment of the present invention, a method of assembling the superconducting coil assembly, and a superconducting rotator having the superconducting coil assembly will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 초전도 코일 조립체, 그의 조립방법 및 그를 이용한 초전도 회전기는 초전도 코일 조립체에 마련되는 복수의 초전도 코일에 연결블록을 설치해서 초전도 코일과 연결블록을 모듈화한다. A superconducting coil assembly, a method of assembling the superconducting coil assembly, and a superconducting rotor using the superconducting coil assembly according to the present invention modularize the superconducting coil and the connection block by providing connection blocks in a plurality of superconducting coils provided in the superconducting coil assembly.

이에 따라, 본 발명은 초전도 코일 조립체에 마련된 각 초전도 코일의 개별 특성 및 전체 초전도 코일의 적층 특성을 테스트하고, 테스트 완료 후 초전도 회전기의 회전자에 설치하는 과정에서 인두기를 이용한 솔더링 및 분리작업을 수행할 필요가 없어, 초전도 코일을 용이하게 조립 및 분리할 수 있다.Accordingly, the present invention tests the individual characteristics of the superconducting coils provided in the superconducting coil assembly and the lamination characteristics of the superconducting coils, and performs the soldering and separating operations using the soldering iron in the process of installing the superconducting coils on the rotor of the superconducting rotating machine It is possible to easily assemble and separate the superconducting coil.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A'선에 대한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a superconducting coil assembly according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'shown in FIG.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 초전도 회전기의 회전자에 설치되는 초전도 코일 조립체는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 보빈(도면 미도시), 각 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아서 형성되는 복수의 초전도 코일(10), 복수의 초전도 코일(10) 각각에 연결되는 복수의 연결블록(20) 및 복수의 연결블록(20) 중에서 서로 이웃하는 연결블록(20)을 고정하는 고정부재(30)를 포함한다.1 and 2, a superconducting coil assembly installed in a rotor of a superconducting rotor according to a preferred embodiment of the present invention includes a plurality of bobbins (not shown), a superconducting wire wound around each bobbin A plurality of connecting blocks 20 connected to respective ones of the plurality of superconducting coils 10 and a plurality of connecting blocks 20 and a fixing member 20 for fixing adjacent connecting blocks 20 among the plurality of connecting blocks 20, (30).

초전도 코일(10)은 초전도 선재를 감아서 대략 레이스 트랙 형상으로 형성될 수 있다. The superconducting coil 10 can be formed into a substantially race track shape by winding the superconducting wire.

이러한 초전도 코일(10)은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기로 제작될 수 있으며, 복수 개가 상하로 나란하게 적층되어 초전도 코일 조립체를 형성할 수 있다.The superconducting coils 10 may be formed to have the same size or different sizes, and a plurality of superconducting coils 10 may be stacked vertically to form a superconducting coil assembly.

본 실시 예에서는 동일한 크기로 형성된 복수의 초전도 코일(10)을 적층한 후 연결블록(20) 및 고정부재(30)를 이용해서 연결하는 경우를 설명한다.In this embodiment, a case where a plurality of superconducting coils 10 formed in the same size are laminated and then connected using the connection block 20 and the fixing member 30 will be described.

연결블록(20)은 초전도 코일(10)에 전류를 공급하거나 출력하는 전류리드 기능을 한다. The connection block 20 has a current lead function for supplying or outputting a current to the superconducting coil 10. [

초전도 코일(10)과 연결블록(20)은 일반적으로 솔더링 과정에서 사용되는 납의 녹는점(237.5℃)에 비해 녹는점 온도가 낮은 인듐(Indium)과 주석(Tin)을 포함하는 저융점 합금을 이용한 솔더링 방식으로 접합될 수 있다.The superconducting coil 10 and the connection block 20 are generally made of a low melting point alloy including indium and tin which have a melting point lower than that of the lead used in the soldering process (237.5 ° C) Can be bonded by soldering method.

각 연결블록(20)은 서로 동일한 크기로 형성되고, 복수의 초전도 코일(10)의 내면 또는 외면에 교번적으로 설치될 수 있다.The connecting blocks 20 are formed to have the same size as each other and can be alternately installed on the inner surface or the outer surface of the plurality of superconducting coils 10. [

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 초전도 코일(11 내지 14)이 적층되는 경우, 제1 코일(11)과 제2 코일(12)의 내측에 각각 제1 및 제2 연결블록(21,22)이 설치되고, 제2 코일(12)과 제3 코일(13)의 외측에 각각 제3 및 제4 연결블록(23,24)이 설치되며, 제3 코일(13)과 제4 코일(14)의 내측에 제5 및 제6 연결블록(25,26)이 설치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, when the first to fourth superconducting coils 11 to 14 are laminated, first and second superconducting coils 11 to 14 are disposed inside the first and second coils 11 and 12, respectively. 2 connecting blocks 21 and 22 are provided and third and fourth connecting blocks 23 and 24 are provided on the outer sides of the second coil 12 and the third coil 13 respectively and the third coil 13 And the fifth and sixth connection blocks 25 and 26 may be installed on the inner side of the fourth coil 14 and the fourth coil 14, respectively.

이에 따라, 제1 내지 제4 초전도 코일(11 내지 14)은 제1 내지 제6 연결블록(21 내지 26)을 통해서 서로 직렬로 연결되어 전기적으로 연결된 하나의 초전도 코일로 기능할 수 있다. Accordingly, the first to fourth superconducting coils 11 to 14 may function as one superconducting coil electrically connected to each other through the first to sixth connection blocks 21 to 26 in series.

연결블록(20)과 고정부재(30)는 전기전도도가 높고 내열성을 갖는 무산소동(OFHC, Oxygen-Free High-Conductivity Copper) 재질의 재료로 제작될 수 있다.The connection block 20 and the fixing member 30 may be made of a material having high electrical conductivity and heat-resistant oxygen-free high-conductivity copper (OFHC).

고정부재(30)는 접시 형상의 머리부를 갖는 볼트부재로 마련될 수 있다.The fixing member 30 may be provided with a bolt member having a plate-like head.

연결블록(20)에는 고정부재(30)가 체결될 수 있도록 체결공(20')이 형성되고, 체결공(20')의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
The connection block 20 is formed with a fastening hole 20 'so that the fastening member 30 can be fastened and a thread may be formed on the inner circumferential surface of the fastening hole 20'.

한편, 본 실시 예에서는 복수의 초전도 코일(10)이 동일한 크기로 형성되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In the present embodiment, a plurality of superconducting coils 10 are formed to have the same size, but the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 B-B'선에 대한 단면도이다.For example, FIG. 3 is a perspective view of a superconducting coil assembly according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'shown in FIG.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체에 마련되는 제5 내지 제7 코일(15 내지 17)은 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 크기로 형성된다. The fifth to seventh coils 15 to 17 provided in the superconducting coil assembly according to another embodiment of the present invention are formed in different sizes as shown in Fig.

그래서 제5 코일(15)과 제6 코일(16)의 내측에 각각 설치되는 제7 연결블록(27)과 제8 연결블록(28)은 도 4에 도시된 바와 같이, 내측단이 일치하도록 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 4, the seventh connecting block 27 and the eighth connecting block 28, which are respectively installed inside the fifth coil 15 and the sixth coil 16, And may be formed in different sizes.

즉, 제6 코일(16)이 제5 코일(15)에 비해 큰 외경 및 내경을 가지도록 형성됨에 따라, 제8 연결블록(28)은 제7 연결블록(27)의 폭보다 큰 폭으로 제작되는 것이 바람직하다. That is, since the sixth coil 16 is formed to have a larger outer diameter and an inner diameter than the fifth coil 15, the eighth connection block 28 is made larger in width than the seventh connection block 27 .

그리고 제6 코일(16)과 제7 코일(17)의 외측에 각각 설치되는 제9 연결블록(29)과 제10 연결블록(29a)은 외측단이 일치하도록 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. The ninth connecting block 29 and the tenth connecting block 29a provided on the outer sides of the sixth coil 16 and the seventh coil 17 may be formed to have different sizes so that the outer ends thereof coincide with each other.

즉, 제7 코일(17)이 제6 코일(16)에 비해 큰 외경 및 내경을 가지도록 형성됨에 따라, 제10 연결블록(29a)은 제9 연결블록(29)의 폭보다 큰 폭으로 제작되는 것이 바람직하다.That is, since the seventh coil 17 is formed to have a larger outer diameter and an inner diameter than the sixth coil 16, the tenth coupling block 29a is formed to have a width larger than the width of the ninth coupling block 29 .

이와 같이, 본 발명은 적층되는 복수의 초전도 코일의 내측 또는 외측에 교번적으로 연결블록을 설치해서 복수의 초전도 코일을 용이하게 연결 및 분리할 수 있다. As described above, the present invention can easily connect and separate a plurality of superconducting coils by providing connecting blocks alternately inside or outside a plurality of superconducting coils to be stacked.

이에 따라, 본 발명은 초전도 코일 조립체에 마련되는 개별 코일의 특성 테스트 및 적층된 복수의 초전도 코일의 특성 테스트과정과 초전도 회전기의 회전자에 장착시 연결 또는 분리과정에서 발생하는 초전도 코일의 열적 손상 및 성능저하를 방지할 수 있다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of testing the characteristics of individual coils provided in a superconducting coil assembly, testing characteristics of superposed superconducting coils, The performance degradation can be prevented.

다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 조립방법을 설명한다. Next, a method of assembling a superconducting coil assembly according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 조립방법은 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아 형성된 복수의 초전도 코일에 각각 연결블록을 설치하는 단계, 연결블록이 설치된 복수의 초전도 코일을 적층하는 단계 및 고정부재를 이용해서 서로 이웃하는 연결블록을 고정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of assembling a superconducting coil assembly, comprising the steps of: providing connecting blocks to a plurality of superconducting coils formed by winding a superconducting wire around a bobbin; laminating a plurality of superconducting coils provided with connecting blocks; And fixing the neighboring connecting blocks using the fixing member.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초전도 코일 조립체의 제조방법이 적용된 초전도 코일 조립체의 냉각성능을 테스트하는 방법 및 초전도 회전기의 회전자에 설치하는 방법을 단계별로 설명하는 공정도이다. 5 is a process diagram for explaining steps of testing a cooling performance of a superconducting coil assembly to which the method of manufacturing a superconducting coil assembly according to a preferred embodiment of the present invention is applied and a method of installing the superconducting coil in a rotor of the superconducting rotating machine.

도 5에 도시된 바와 같이, 보빈의 외주면에 초전도 선재를 감아서 레이스 트랙 형상으로 복수의 초전도 코일(10)을 형성하고, 각 초전도 코일(10)의 일측에 연결블록(20)을 설치한다(S10). 5, a plurality of superconducting coils 10 are formed in a racetrack shape by winding a superconducting wire on the outer circumferential surface of the bobbin, and a connecting block 20 is installed on one side of each superconducting coil 10 S10).

예를 들어, 작업자는 도 2에 도시된 바와 같이, 최상위에 적층될 제1 코일(11)과 제2 코일(12)의 내면에 각각 제1 및 제2 연결블록(21,22)을 설치하고, 제2 코일(12)과 제3 코일(13)의 외면에 각각 제3 및 제4 연결블록(23,24)을 설치하는 방식으로 각 초전도 코일(10)의 내면과 외면에 교번적으로 연결블록(20)을 설치할 수 있다. For example, as shown in FIG. 2, the operator may install the first and second connection blocks 21 and 22 on the inner surfaces of the first coil 11 and the second coil 12, respectively, And the third and fourth connection blocks 23 and 24 are provided on the outer surfaces of the second coil 12 and the third coil 13 so as to be alternately connected to the inner surface and the outer surface of each superconducting coil 10 The block 20 can be installed.

또는 작업자는 도 4에 도시된 바와 같이, 각 코일의 크기가 서로 다른 경우, 서로 이웃하는 초전도 코일(10)에 설치되는 각 연결블록(20)의 내측단 또는 외측단이 일치하도록 서로 다른 크기로 제작되는 연결블록(20)을 설치할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 4, when the sizes of the coils are different from each other, the operator may have different sizes such that the inner or outer ends of the connecting blocks 20 installed in the adjacent superconducting coils 10 coincide with each other The connecting block 20 to be manufactured can be installed.

이때, 작업자는 납에 비해 녹는점 온도가 낮은 인듐과 주석을 포함하는 저융점 합금을 이용한 솔더링 방식으로 연결블록(20)을 초전도 코일(10)의 일측에 접합하여 연결블록(20)과 초전도 코일(10)을 모듈화한다. At this time, the operator joins the connection block 20 to one side of the superconducting coil 10 by a soldering method using a low melting point alloy containing indium and tin, which have a melting point lower than that of lead, so that the connection block 20 and the superconducting coil (10) are modularized.

이어서, 작업자는 연결블록(20)이 설치된 복수의 초전도 코일(10)을 상하로 나란하게 배치하여 적층하고(S12), 각 연결블록(20)에 형성된 체결공(20')에 볼트 부재로 마련되는 고정부재(30)를 체결해서 서로 이웃하는 연결블록(20)을 고정한다(S14). Subsequently, the operator places the plurality of superconducting coils 10 provided with the connection block 20 in a vertically arranged manner and stacks them (S12), and the bolts are fastened to the fastening holes 20 'formed in the connection blocks 20 And the adjacent connecting blocks 20 are fixed to each other (S14).

이와 같은 과정을 통해서 복수의 초전도 코일(10)을 적층하여 초전도 코일 조립체의 조립이 완료되면, 작업자는 액체 질소 등을 이용한 직접 냉각방식으로 초전도 코일 조립체를 냉각한 후 개별 코일 특성 및 다수의 코일 적층 특성 테스트를 수행한다(S16). When a plurality of superconducting coils 10 are stacked to complete the assembly of the superconducting coil assembly, the operator cools the superconducting coil assembly by a direct cooling method using liquid nitrogen or the like, A characteristic test is performed (S16).

초전도 코일 조립체의 특성 테스트가 완료되면, 작업자는 복수의 초전도 코일(10)을 고정하는 고정부재(30)를 해체하여 복수의 초전도 코일(10)을 분리한다(S18). When the characteristics test of the superconducting coil assembly is completed, the operator disconnects the fixing member 30 for fixing the plurality of superconducting coils 10 to separate the plurality of superconducting coils 10 (S18).

그리고 작업자는 분리된 복수의 초전도 코일(10)을 초전도 회전기의 회전자에 설치하고, 서로 이웃하는 초전도 코일(10)에 설치된 연결블록(20)에 고정부재(30)를 체결하여 고정한다. The operator installs a plurality of separated superconducting coils 10 on the rotor of the superconducting rotor and fastens and fixes the fixing member 30 to the connecting block 20 provided on the neighboring superconducting coils 10. [

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 초전도 코일 조립체의 냉각성능 테스트 및 초전도 회전기의 회전자에 설치하는 과정에서 복수의 초전도 코일 간을 용이하게 연결 및 분리할 수 있고, 초전도 코일의 열적 손상 및 성능저하를 방지할 수 있다. Through the above process, the present invention can easily connect and disconnect a plurality of superconducting coils during a cooling performance test of a superconducting coil assembly and a rotor in a superconducting rotating machine, The performance degradation can be prevented.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다. Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 초전도 코일 조립체의 냉각성능 테스트 및 초전도 회전기의 회전자에 설치하는 과정에서 초전도 코일 간을 용이하게 연결 및 분리하고, 초전도 코일의 열적 손상 및 성능저하를 방지하는 기술에 적용된다. The present invention is applied to a technology for easily connecting and separating superconducting coils in the process of cooling performance test of a superconducting coil assembly and installing the superconducting coils in a rotor of the superconducting rotator, and preventing thermal damage and performance deterioration of the superconducting coils.

10: 초전도 코일 11 내지 17: 제1 내지 제7 코일
20: 연결블록 20': 체결공
21 내지 29a: 제1 내지 제10 연결블록
30: 고정부재10: superconducting coils 11 to 17: first to seventh coils
20: connecting block 20 ': fastening hole
21 to 29a: first to tenth connection blocks
30: Fixing member

Claims (12)

복수의 보빈,
각 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아서 형성되는 복수의 초전도 코일,
상기 복수의 초전도 코일 각각에 연결되는 복수의 연결블록 및
상기 복수의 연결블록 중에서 서로 이웃하는 연결블록을 고정하는 고정부재를 포함하며,
상기 복수의 초전도 코일과 연결블록은 각각의 모듈로 제작되고,
각 초전도 코일과 연결블록 모듈은 상기 고정부재에 의해 연결 및 분리 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체.A plurality of bobbins,
A plurality of superconducting coils formed by winding a superconducting wire around each bobbin,
A plurality of connection blocks connected to each of the plurality of superconducting coils,
And a fixing member for fixing neighboring connection blocks among the plurality of connection blocks,
The plurality of superconducting coils and the connection block are made of respective modules,
Wherein each of the superconducting coils and the connecting block module are connected and detachably fixed by the fixing member. 제1항에 있어서,
상기 고정부재와 연결블록은 무산소동(OFHC, Oxygen-Free High-Conductivity Copper) 재질의 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the fixing member and the connection block are made of an oxygen-free high-conductivity copper (OFHC) material. 제1항에 있어서,
상기 연결블록은 인듐과 주석을 포함하는 저융점 합금을 이용한 솔더링 방식으로 상기 초전도 코일에 접합되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the connection block is bonded to the superconducting coil by a soldering method using a low melting point alloy including indium and tin. 제3항에 있어서,
상기 복수의 초전도 코일은 동일한 크기로 형성되어 상하로 배열되고,
상기 복수의 초전도 코일에 설치되는 연결블록은 각각 서로 동일한 크기로 형성되어 상기 복수의 초전도 코일의 내면 또는 외면에 교번적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체.The method of claim 3,
Wherein the plurality of superconducting coils are formed in the same size and arranged vertically,
Wherein the connection blocks provided on the plurality of superconducting coils are formed to have the same size and are alternately installed on the inner surface or the outer surface of the plurality of superconducting coils. 제3항에 있어서,
상기 복수의 초전도 코일은 서로 다른 크기로 형성되어 상하로 적층되고,
상기 복수의 초전도 코일에 설치되는 연결블록은 각각 내측단 또는 외측단이 일치하도록 서로 다른 크기로 형성되어 상기 복수의 초전도 코일의 내면 또는 외면에 교번적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체.The method of claim 3,
The plurality of superconducting coils are formed in different sizes and stacked vertically,
Wherein the connection blocks provided on the plurality of superconducting coils are formed to have different sizes so that inner or outer ends thereof coincide with each other and are alternately installed on the inner or outer surface of the plurality of superconducting coils. 제3항에 있어서,
상기 고정부재는 접시형상의 머리부를 갖는 볼트부재인 것을 특징으로 초전도 코일 조립체.The method of claim 3,
Wherein the fixing member is a bolt member having a dish-shaped head. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 초전도 코일 조립체가 구비되는 회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 회전기.A superconducting rotating machine comprising a rotor having the superconducting coil assembly according to any one of claims 1 to 6. (a) 보빈의 둘레에 초전도 선재를 감아 형성된 복수의 초전도 코일에 각각 연결블록을 설치하여 모듈화하는 단계,
(b) 상기 연결블록이 설치된 복수의 초전도 코일을 적층하는 단계 및
(c) 고정부재를 이용해서 서로 이웃하는 연결블록을 고정하는 단계를 포함하고,
상기 (c)단계는 각 초전도 코일과 연결블록 모듈을 연결 및 분리 가능하게 고정하는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체의 조립방법.(a) modularizing a plurality of superconducting coils formed by winding a superconducting wire around a bobbin by providing connecting blocks, respectively,
(b) stacking a plurality of superconducting coils provided with the connection block, and
(c) fixing the neighboring connecting blocks using the fixing member,
Wherein the step (c) comprises fixing each of the superconducting coils and the connection block module so as to connect and detachably connect the superconducting coils. 제8항에 있어서,
상기 연결블록은 인듐과 주석을 포함하는 저융점 합금을 이용해 솔더링 방식으로 상기 초전도 코일에 접합되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체의 조립방법.9. The method of claim 8,
Wherein the connection block is bonded to the superconducting coil by a soldering method using a low melting point alloy including indium and tin. 제8항에 있어서, 상기 (a)단계는
상하로 나란하게 적층될 각 초전도 코일의 내면 또는 외면에 상기 연결블록을 설치하는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체의 조립방법.9. The method of claim 8, wherein step (a)
Wherein the connection block is installed on an inner surface or an outer surface of each of the superconducting coils to be vertically stacked. 제10항에 있어서, 상기 (a)단계는
3 이상의 초전도 코일을 적층하는 경우, 복수의 초전도 코일 내면과 외면에 교번적으로 연결블록을 설치하는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체의 조립방법.11. The method of claim 10, wherein step (a)
Wherein three or more superconducting coils are stacked, wherein connection blocks are alternately provided on the inner and outer surfaces of the plurality of superconducting coils. 제10항에 있어서,
상기 고정부재와 연결부재는 무산소동 재질의 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 초전도 코일 조립체의 조립방법.11. The method of claim 10,
Wherein the fixing member and the connecting member are made of a material of an oxygen-free copper material.
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