KR101705029B1 - 전동식 기계의 회전자 내의 초전도 권취부를 지지하는 장치 - Google Patents

전동식 기계의 회전자 내의 초전도 권취부를 지지하는 장치 Download PDF

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Abstract

장치(구조물)은 전동식 기계의 초전도 권취부(61)를 지지하도록 제공된다. 하나 또는 그 초과의 세장형 루프(74)들 및 적합한 지지 구조물(120)은 반경 방향 및 접선 방향의 지지부를 초전도 권취부(61)에 제공하도록 배열될 수 있다. 세장형 루프들은 열 흐름에 실질적으로 저항하는 재료로 제조될 수 있다. 축방향-연장 기본 조립체(100)는 세장형 루프들의 기 단부(76)에서 회전자 코어에 대해 루프(74)를 앵커링하도록 배열될 수 있다. 크래들(80)은 초전도 권취부를 수용하고 루프들의 말단부(78)에서 세장형 루프들을 지지하는 오목부(82)를 한정하도록 구성될 수 있다.

Description

전동식 기계의 회전자 내의 초전도 권취부를 지지하는 장치 {APPARATUS TO SUPPORT SUPERCONDUCTING WINDINGS IN A ROTOR OF AN ELECTROMOTIVE MACHINE}
본 출원은 2012년 7월 2일 출원 날짜의 미국 가출원 특허 출원 번호 61/666,970에 대한 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 발전기(electric generator)들, 모터(motor)들과 같은 전동식 기계들, 그리고 더 구체적으로 기계의 회전자 내의 초전도 회전자 권취부들을 지지하고 열적으로 분리시키도록 배열되는 장치(예를 들어, 기계적인 구조물들)에 관한 것이다.
출력 및 효율성을 증가시키고 기계 크기 및 중량을 감소시키기 위해, 실질적으로 전기 저항이 없는 초전도 회전자 권취부들이 개발되었다. 이러한 권취부들은 (더 낮은 온도에서 초전도 상태를 달성하는 저온 초전도 재료들과 구별되는) 고온 초전도(HTS; high-temperature superconducting) 권취부들로서 보통 지칭된다. 이 고온 초전도 재료들의 냉각 요건들이 덜 엄격하기 때문에 고온 초전도 재료들을 사용하는 것이 바람직하다.
본원 발명과 관련된 배경기술이 기재된 선행기술문헌으로는 US 7,741,738 B2 및 US 6,597,082 B1이 존재한다.
비록 HTS 회전자 권취부들(코일(coil)들)이 전류 흐름에 대해 상대적으로 낮은 저항을 나타내지만, 상기 HTS 회전자 권취부들은 조기 열화(premature degradation) 및 권취부 고장(failure)(예를 들어, 전기적으로 개방된 회로)을 유발할 수 있는 기계적인 굽힘 및 인장 응력들에 대해 민감하다. 예를 들어, 코어(core)를 둘러싸는 HTS 회전자 권취부들 내에 굽힘부(bend)들을 형성하는 것이 필요하다. 응력들은 이러한 굽힘부들에서 유도된다. 정상(normal) 회전자 토크(torque), 일시적 오류 상태 토크들 및 일시적 자기장들은 회전자 권취부들 내에 부가적인 응력들을 유도시킨다. 또한, HTS 회전자 권취부는 회전자 밸런싱(balancing) 과정들 동안의 과속 력(over-speed forces)들 및 발전 작동 동안의 임시적인 과속 상태들을 겪을 수 있다. 이러한 과속 및 오류 상태들은 정상 작동 상태들 동안 겪는 부하들을 초과하는, 회전자 권취부들 상의 힘 부하들을 실질적으로 증가시킨다. 이러한 작동 상태들은 HTS 회전자 권취부들 및 관련된 지지 구조물들의 디자인(design)에 고려되어야 한다.
그들의 임계 온도(critical temperature)에 또는 상기 임계 온도 미만으로 초전도 컨덕터(conductor)들을 유지하기 위해, 극저온 냉각기(cryogenic cooler)로부터 공급되는 냉각제(coolant)를 운반하는 냉각제 흐름 경로들은 권취부들에 인접하게 또는 근접하게 배치된다. 통상적인 냉각제들은 액체 헬륨(helium), 액체 질소 또는 액체 네온(neon)을 포함할 수 있다. 정적 및 동적 부하들에 대해 초전도 회전자 권취부들 및 관련된 지지 구조물의 구조적 무결성(integrity)을 유지하는 것은 고온 초전도 전동식 기계의 발전에 실질적인 도전을 제시한다.
앞서 말한 고려 사항들을 고려하여, HTS 회전자 권취부들은 상기에 설명된 정상 및 오류 상태 작동의 힘들, 응력들, 변형률들 및 주기적인 부하들을 견디도록 디자인되는(designed) 권취부 지지 시스템(system)에 의해 적절히 지지되는 것이 바람직하다. 게다가, 지지 시스템은 권취부들이 조기 크랙(crack), 피로 또는 파괴되지 않는 것을 보장해야 한다. 권취부 지지 구조물이 그들의 임계 온도에 또는 임계 온도 미만으로 권취부들을 유지하는 극저온-냉각(cryogenically-cooled) HTS 초전도 권취부들로부터 (실내 온도 초과에서 통상적으로 작동하는) "가온의(warm)" 회전자를 적절히 열적으로 격리하는 것이 더 바람직하다.
본 발명은 도면들을 고려하여 후속하는 설명에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 양태들을 구현하는 초전도 전동식 기계에 사용될 수 있는 것과 같은, 예시적인 회전자의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 평면 3-3에 따른 횡단면도이다.
도 3은, 세장형 루프(loop)들의 각각의 말단부들에서 크래들(cradle)에 연결될 수 있고, 크래들에 반경 방향 및 접선 방향 모두의 지지부를 제공하도록 배열될 수 있는 세장형 루프들의 예시적인 쌍을 예시하는 등축도이다.
도 4는 크래들 내의 오목부 내에 배치될 수 있는 초전도 권취부를 더 예시하는 등축도이다.
도 5는 크래들 내의 오목부의 바닥을 폐쇄하도록 배열될 수 있고, 크래들 내에 배치되는 초전도 권취부를 지지하는 표면을 제공할 수 있는 예시적인 페데스탈(pedestal) 지지부를 더 예시하는 등축도이다.
도 6은 페데스탈 지지부와 연결되는 예시적인 구조적인 상세부들을 예시하는 등축도이다.
도 7은 정적 상태들 또는 상대적으로 저속 회전자 작동 동안 페데스탈을 지지하도록 배열될 수 있고, 예시적인 일 실시예에서 세장형 루프들의 각각의 기 단부(proximate end)들을 앵커링(anchor)하는 관형 커플링 배열(tubular coupling arrangement)을 제공할 수 있는 예시적인 기본 조립체를 예시하는 입면도(elevational view)이다.
도 8은 도 7의 입면도에 상응하고 정상 회전자 작동 동안 기본 조립체와 페데스탈 사이에 형성될 수 있고, 회전자로부터 초전도 권취부로의 열 전달을 효율적으로 감소시키는 갭(gap)을 더 예시한다.
도 9는 기본 조립체를 형성하도록 서로에 축방향으로 상호연결될 수 있는 복수의 예시적인 기본 모듈(module)들을 예시하는 등축도이다.
도 10은 기본 모듈과 연결되어 예시적인 구조적인 상세부들을 예시하는 등축도이다.
도 11은 기본 모듈에 의해 제공될 수 있는, 관형 커플링과 연결되는 암 커플러(female coupler)들의 예시적인 쌍을 더 예시하는 등축도이다.
도 12는 세장형 루프들의 각각의 기 단부들과 암 커플러들의 쌍 사이에 가시적으로-간소화된 연결 배열을 예시하는 등축도이다.
도 13은 기계의 정상 및/또는 오류 상태들 동안 전개될 수 있는 힘들, 응력들, 변형률들 및 순환적인 부하들을 기계적으로 견디는 동시에 "가온의" 회전자 코어로부터 초전도 권취부로의 열 전달을 실질적으로 감소시키는 것에 효율적일 수 있는 것과 같은, 본 발명의 양태들을 구현하는 권취부 지지 장치들을 조합적으로 형성하는, 이전 도면들의 일부에서 예시되는 다양한 구성요소들의 적어도 일부의 예시적인 조립체를 예시하는 입면도이다.
도 14는 "가온의" 회전자 코어로부터 초전도 권취부로의 열 전달을 실질적으로 감소시키는 동시에 본 발명의 양태들에 따라 반경 방향 및 접선 방향의 부하들을 전달하는 것을 가능하게 할 수 있는, 세장형 루프들의 예시적인 쌍에 의해 제공되는 부하-운반(load-carrying) 양태들을 개념화하는 간소화된 자유물체도(free-body diagram)이다.
도 15는 세장형 루프들(예를 들어, 두 개 또는 그 초과의 루프들)의 배치들이 반경 방향 및 접선 방향의 부하들을 전달하는 것을 가능하게 할 수 있는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 대한 부하-운반 양태들을 개념화하는 간소화된 자유물체도이다.
도 16은 적절한 지지 구조물과 조합된 단일 세장형 루프가 반경 방향 및 접선 방향의 부하들을 전달하는 것을 가능하게 할 수 있는 본 발명의 계속된 또 다른 예시적인 실시예들에 대한 부하-운반 양태들을 개념화하는 간소화된 자유물체도이다.
도 17은 원심 방향(centrifugal) 및 접선 방향의 부하들을 운반하는 단일 세장형 루프와 연계하여 사용될 수 있는 적절한 지지 구조물을 포함하도록 구성된, 예시적인 기본 조립체를 예시하는 입면도이다.
본 발명의 양태들을 구현하는 초전도 회전자(50)는 도 1에서 도시된다. 초전도 회전자(50)는 길이방향-연장 축선(52)(예를 들어, 축 방향)을 정의하고, 일반적인 원통형(cylindrically-shaped) 코어(54) 및 코어(54)의 단부 표면에 각각 부착되는 동축으로 정렬되는 회전자 단부 부분(55 및 57)들을 포함한다. 코어(54)의 재료, 예를 들어 철(iron)과 같은 강자성(ferromagnetic) 물질은 높은 투자율(magnetic permeability)을 나타낸다.
예시적인 일 실시예에서, 초전도 회전자(50)는, 초전도 회전자(50)의 각각의 단부 부분(55 및 57)들에 배치되는 각각의 스페이서(spacer)들(55A 및 57A)을 통해 연장할 수 있는 것과 같은, 반경방향-연장 권취부 부분(60B)(예를 들어, 반경 방향)에 의해 연결되는 일반적으로 선형 축방향-연장(linear axially-extending) 권취부 부분(60A)을 포함하는 일반적으로 길이방향-연장, 레이스트랙형(racetrack-shaped) 초전도 코일 또는 권취부(60)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 양태들은 권취부 레이스트랙형 권취부 구성들에 제한되지 않는 것이 이해될 것이다. 새들형(saddle-shaped) 구성들 및 다수의 권취부들을 수용할 수 있는 다른 구성들과 같은 다른 권취부 구성들이 이용될 수 있는 것이 이해될 것이다.
예시적인 일 실시예에서, 초전도 회전자(50)는 발전기의 회전자로서 배열될 수 있고 초전도 권취부(60)는 발전기 필드(field)(회전자) 권취부로서 배열될 수 있다. 단부 부분(55 및 57)들 중 하나는, 고정자 내에서 전기를 발생시키기 위한 초전도 회전자(50)에 회전 에너지(energy)를 공급하기 위해 회전자(50)를 원동기(prime mover)에 연결시키는 터빈 커플링부(turbine coupling)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 초전도 회전자(50)는 주위 고정자 권취부에서 발생되는 전기장(electric field)에 반응하는 회전 에너지를 제조하기 위한 모터의 회전자로서 배열될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 단부 부분(57)은 극저온 전달 커플링부(cryogenic transfer coupling)(68)를 포함할 수 있다. 다이나모일렉트릭(dynamoelectric) 기계의 작동 동안 초전도 회전자(50)가 회전할 때, 고정(stationary) 부분 및 회전 부분(도 1에서 예시되지 않는 개별적인 부분들)을 포함할 수 있는 극저온 전달 커플링부(68)는 초전도 권취부(60)를 그들의 임계 온도에 또는 상기 임계 온도 미만으로 유지시키도록 (도시되지 않은) 극저온 냉각기로부터 초전도 권취부(60) 내의 폐쇄된 냉각제(coolant) 흐름 경로들 또는 채널(channel)들로 냉각 유체(예를 들어, 극저온 유체)를 공급한다. 냉각제는 냉각제 채널들을 통하여 흐르며, 냉각제 온도가 감소되는 극저온 냉각기로 다시 순환되고, 냉각제 채널들로 되돌아간다.
극저온 냉각기의 요구되는 냉각 능력은 초전도 발전기의 작동 동안 "가온의" 회전자 코어(54) 및 그의 주위들로부터 초전도 권취부(60)로 전달되는 열과 직접적으로 관련이 있다. 본 발명의 발명자들은 정상 및 일시적인 작동 상태들 동안 이러한 열 전달을 실질적으로 감소시키도록 배열되는 권취부 지지 구조물을 제안함으로써, 예를 들어 사용자는 요구되는 냉각기 능력 및 극저온 유체를 냉각시키는 냉각기에 의해 소모되는 에너지를 줄일 수 있다.
도 2는 도 1의 평면 3-3에 따른 횡-단면도이다. 관련된 다양한 구성요소들 때문에, 아래에 설명될 도면들은 본 발명의 양태들을 구현하는 권취부 지지 장치의 예시적인 실시예의 구성요소들을 점차적으로 소개하는데 사용될 것이다. 이러한 생각은 독자를 혼란스럽게 하는 것을 예방하기 위해 권취부 지지 장치를 형성하는 구성요소들을 점차적으로 소개하고자 하는 것이다.
도 2는 회전자 코어(54) 내에 구성될 수 있는 것과 같은, 캐비티(cavity)(70)를 예시한다. 캐비티(70)는, 회전자 코어(54)로부터 초전도 블록(block)(61)으로 복사(radiative) 열 전달을 제한하는 진공(vacuum)을 제공하는데 사용될 수 있는 것과 같은, 저온유지장치(cryostat)(72)를 수용하도록 구성될 수 있으며, 이는 이 예시적인 실시예에서 초전도 권취부(60)를 구성한다. 예시적인 일 실시예에서 저온유지장치(72)는 비-자성 스틸(non-magnetic steel)과 같은 비-자성 금속 또는 금속 합금으로부터 제조될 수 있다.
캐비티(70)는, 회전자 작동 동안 전개되는 원심력 하에서 캐비티(70) 내에 저온유지장치(72)를 유지하는 저온유지장치(72)의 상응하는 표면을 결합시키기 위해 구성되는 숄더(shoulder)(73)들(예를 들어, 돌기들)과 같은 적절히 성형된 유지(restraining) 구조물들을 한정하도록 구성될 수 있다. 비록 하나의 초전도 블록이 도면들에서 예시되지만, 다른 예시적인 실시예들이 둘 이상의 초전도 블록을 가질 수 있기 때문에 본 발명의 양태들은 임의의 특정한 수의 초전도 블록들에 제한되지 않는다는 것을 이해될 것이다.
초전도 블록(61)(권취부)은 공지된 초전도 HTS 재료로부터 형성되는 복수의 초전도 테이프(tape)들로 구성될 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 적합한 접착제(adhesive)들 및 기술들이 바람직한 구성에서 테이프들을 조립하고 유지하는 것에 사용될 수 있다. 아래의 설명은 "가온의" 회전자 코어(54)로부터 초전도 권취부(61)로의 열 전달을 실질적으로 감소시키기는 동시에 초전도 권취부(61)를 기계적으로 지지하기 위한 예시적인 구성요소들을 더 소개하고자 하는 것이다. 도 2는 일시적인 전자기장들로부터 초전도 권취부(61)를 차폐하도록 회전자(54)에 연결될 수 있는 전자기 쉴드부(electromagnetic shield)(65)를 더 예시한다. 쉴드부(65)는 알루미늄(aluminum) 또는 구리(copper)와 같은 전기 전도성 및 비-자기성 재료로부터 만들어질 수 있다.
도 3은 저온들에서 상대적으로 높은 인장 강도를 가지고 높은 열 저항률(예를 들어, 스테인리스 스틸(stainless steel)의 열 전도율에 비교하여 낮은 열 전도율)을 가지는, 섬유-강화 폴리머(FRP; fiber-reinforced polymer) 재료와 같은 재료로부터 형성될 수 있는 것과 같은, 세장형 루프(74)들의 쌍을 예시한다. 따라서, FRP 재료는 열 흐름에 실질적으로 저항하는 섬유-강화 복합 재료 중 하나의 예시이다.
각각 루프(74)는 반경 방향 및 접선 방향 모두의 지지부를 (도 3에 도시되지 않은) 초전도 권취부(61)에 대칭적으로 제공하도록 기 단부(76)로부터 말단부(78)로 반경 방향 축선(75)에 대해 각각의 각도(예를 들어, 각각의 합동각(congruent angle)들, 도 14의 내용에서 논의되는 자유물체도에 관련된 설명을 참조)로 연장할 수 있다. 이 예시에서, 말단부(78)들은 회전자 축선(52)(도 1)에 대해 각각의 반경 방향 말단부들을 구성한다. 루프(74)들의 복합 재료는 가온의 회전자 코어(54)로부터 초전도 권취부(61)로의 열 흐름에 실질적으로 저항한다.
후속하는 설명으로부터 이해되어야 하는 것처럼, 각각 루프(74)는 초전도 권취부(61) 상에 가해지는, (예를 들어, 반경 방향 축선(75)을 따라 전개될 수 있는 것과 같은) 원심 방향 부하들 및 (예를 들어, 반경 방향(75) 및 축 방향(79)에 대해 직각인 접선 방향(77)을 따라 전개될 수 있는 것과 같은) 접선 방향의 부하들을 회전자 코어(54)에 효과적으로 전달할 수 있도록 배열될 수 있다.
비록 아래 설명은, 예시와 설명의 간단함을 위해, 세장형 루프들의 예시적인 쌍에 초점을 맞추지만, 본 발명의 양태들이 세장형 루프(74)들의 쌍에 제한되지 않은 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 단지 반경 방향 축선(75)(도 14)에 대해 각도 α로 기울어진 단일 세장형 루프 및 반경 방향 축선(75)에 대해 각도 -α로 기울어진 또 다른 단일 세장형 루프 대신에, 사용자는 반경 방향 축선(75)에 대해 각각의 양의 각도(α1, α2)들인 세장형 루프(741, 742)들의 제 1 그룹(group), 및 반경 방향 축선(75)에 대해 각각 음의 각도(-α1, -α2 )들인 세장형 루프(741, 742)들의 제 2 그룹을 사용할 수 있는 것이 고려된다.
부가적으로, 비록 예시적인 합동각들(예를 들어, α, -α)이 도면들에서 예시되지만, 본 발명의 양태들이 세장형 루프들을 위한 대칭적인 각도 배열에 제한되지 않은 것이 더 이해될 것이다. 예를 들어, 세장형 루프들의 배열은, 예를 들어 다른 측면에 대한 하나의 측면 상의 측면 지지(예를 들어, 비대칭 지지)를 강화하기 위해 반경 방향 축선에 대해 비대칭 각도들 측면에서 및/또는 비대칭 분포(예를 들어, 반경 방향 축선의 하나의 측면 상의 두 개의 루프들의 그룹 및 반경 방향 축선의 다른 측면 상의 단지 하나의 루프) 측면에서 어느 하나로 비대칭적으로 선택될 수 있는 적용예들이 있을 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 양태들은 측면 당 동일한 수의 루프들을 가지고/가지거나 세장형 루프들을 위한 대칭 각도 배열을 갖는 것에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 주어진 적용예의 필요들에 따라, 사용자는 반경 방향 축선(75)에 대해 기울어진 루프들과 조합하여 반경 방향 축선을 따라 세장형 루프들을 부가적으로 이용할 수 있다.
도 3은, 도 4에서 도시되는 것처럼 초전도 권취부(61)를 수용하는 오목부(82)를 포함하는 크래들(80)의 예시적인 실시예를 더 도시한다. 예시적인 일 실시예에서, 크래들(80)은, 루프(74)들의 각각의 말단부(78)들을 수용할 수 있는 (도 4에서 더 양호하게 이해되는) 아치형(arch-shaped) 외부 표면(84)을 포함할 수 있다. 크래들(80)은 각각의 바닥 표면(83)들의 쌍을 더 포함할 수 있고 적합한 극저온 유체를 통과시키는 하나 또는 그 초과의 통로(passageway)(85)들을 포함할 수 있다. 본 발명의 양태들은 통로(85)들과 연관된 임의의 특정한 배열에 제한되지 않는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 냉각 통로들은 권취부(61) 내에 구성될 수 있는 것이 고려된다. 예시적인 일 실시예에서, 크래들(80)은 하나 또는 그 초과의 중량-감소 개구(89)들을 포함할 수 있다. 크래들(80)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 다른 적합한 상대적으로 경량의, 섬유-강화 복합 재료로부터 제조될 수 있다. 아래의 설명은 "가온의" 회전자 코어(54)로부터 초전도 권취부(61)로의 열 전달을 실질적으로 감소시키기는 동시에 초전도 권취부(61)를 기계적으로 지지하기 위한 구성요소들을 더 소개하고자 하는 것이다.
도 5는, 크래들(80)내의 오목부(82)(도 3)의 바닥을 폐쇄하고 초전도 권취부(61)를 지지하기 위한 페데스탈을 제공하는, 제 1 평면(91)(도 6)을 가지는 페데스탈 지지부(86)를 도시한다. 페데스탈(86)은 열가소성 폴리머 재료 또는 유사한 단열 재료로부터 제조될 수 있다. 페데스탈 지지부(86)는 측면으로 배치되는 평면(94)들의 쌍을 한정하도록 배열되는 스텝(step)들(92)의 각각의 쌍을 더 포함하며, 상기 평면들은 크래들(80)의 상응하는 바닥 표면(83)들(도 4)을 수용할 수 있다. 페데스탈 지지부(86)는 아치형 표면(90)들(도 6)을 더 포함할 수 있으며, 상기 아치형 표면들은 예시적인 일 실시예에서 기본 조립체(100)에 의해 지지된다(도 7). 다른 기하학적인 구성들이 페데스탈 지지부(86)에 대해 효과적으로 동일하게 작동할 수 있기 때문에 본 발명의 양태들은 페데스탈 지지부(86)에 연관된 임의의 특정한 기하학적인 구성에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
예를 들어, 정적 상태들(회전자 회전 없음) 동안 또는 회전자의 상대적으로 낮은 분당 회전수(RPM; revolution per minute)(예를 들어, 대략 100 RPM 내지 대략 300 RPM의 범위 내)를 포함하는 회전 상태들 동안, 페데스탈 지지부(86)는 하나 또는 그 초과의 시트(seat)(88)들과 접촉할 수 있으며(도 7), 상기 시트들은 기본 조립체(100)의 상응하는 주변부(102) 상에서 적어도 하나 또는 그 초과의 부분들과 함께 구성될 수 있다. 반대로, 회전자의 상대적으로 더 높은 (예를 들어, 앞서 말한 예시적인 범위를 대략 초과하는) 분당 회전수(RPM)를 포함하는 회전 상태들 동안, 도 8에서 예시되는 것과 같이 원심력들에 응답하여, (예를 들어, 수 밀리미터(millimeter) 정도의) 상대적으로 작은 갭(gab)(G)이 페데스탈 지지부(86)의 표면(90)과 시트(88)들 사이에서 형성될 수 있고, 이러한 갭은 "가온의" 회전자 코어(54)로부터 초전도 권취부(61)로의 전도성 열 전달을 감소시키는데 효과적일 수 있다.
예시적인 일 실시예에서 주변부(102)의 각각의 단부-부분(104)들은 기계의 일시적인 범핑(bumping) 상태들 동안 발생할 수 있는 크래들(80)의 과도한 측면 운동(motion)을 제한하는 각각의 기계 정지부(mechanical stop)들을 효과적으로 구성한다는 것이 이해될 것이다.
비록 여기까지의 설명에서 원심 방향 및 접선 방향의 부하들을 운반하도록 배치되는 세장형 루프(74)의 쌍들 또는 그룹들에 대해 언급하였으나, 이러한 원심 방향 및 접선 방향의 부하들을 공동으로 운반하도록 배열되는 화살표(120)들(도 16)에 의해 개념적으로 나타날 수 있는 것과 같은, (부가적인 세장형 루프들을 제외하고/하거나 부가적인 세장형 루프들과 조합하여) 단일 루프(74) 및 적합한 지지 구조물을 통해서 본 발명의 양태들이 실시될 수 있음이 고려된다.
도 17에서 예시되는 것과 같은 예시적인 일 실시예에서, 지지 구조물(120)은, 접선 방향 및/또는 반경 방향의 지지부를 제공하는 기본 조립체(100)의 부분일 수 있거나 상기 기본 조립체 상에 달리 구성될 수 있는, 하나 또는 그 초과의 범퍼(bumper)들을 포함할 수 있다. 지지 구조물(120)은 다양한 방식으로 실시될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물(120)은 연속적인 범퍼(121)로서 실시될 수 있다. 이러한 연속적인 구조물은 이중의 기능성(dual functionality)을 제공할 것이다. 예를 들어, 제 1 범퍼 부분(122)은 정적 상태들 또는 상대적으로 저속인 회전자 작동 동안 시트(88)에 의해 제공되는 지지 기능을 제공할 것이고, 제 2 범퍼 부분(124)은 접선 방향의 부하 및/또는 반경 방향의 지지부를 제공할 것이며, 그렇지 않으면 추가적인 세장형 루프 또는 이러한 루프들의 추가적인 그룹에 의해 운반될 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 2 범퍼 부분(124)은 시트(88)의 연장부로서 보여질 수 있고, 범퍼들 부분(122 및 124)들은 기본 조립체(100)의 주변부(102)의 적어도 일부분을 한정할 것이다.
대안적인 일 실시예에서, 지지 구조물(120)은 주변부(102)에 따른 별개 범퍼 구조물로서 실시될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 별개 범퍼(126)들은 접선 방향의 지지부 및/또는 반경 방향의 지지부를 제공할 것이며, 그렇지 않으면 추가적인 세장형 루프 또는 이러한 루프들의 추가적인 그룹에 의해 운반될 것이다. 상기에 설명된 이러한 추가적인 세장형 루프 또는 세장형 루프들의 그룹들은 지지 구조물(120)의 예시적인 실시예들로서 폭넓게 개념화될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
기본 조립체(100)는 상대적으로 넓은 범위의 열 전도 특성들을 포함할 수 있는, 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 섬유-강화 복합 재료와 같은 임의의 다양한 재료들로부터 제조될 수 있다. 기본 조립체(100)가 상대적으로 높은 열 전도율을 가지는 재료로부터 제조되는 예시적인 경우들에서, 지지 구조물(120)은, 예를 들어 적절한 단열 재료의 코팅(coating)을 선택적으로 포함할 수 있거나, 지지 구조물(120)은 기본 조립체(100)의 열 전도율에 대해 더 낮은 열 전도율을 가지는 재료로 선택적으로 제조될 수 있다. 기본 조립체(100)가 상대적으로 낮은 열 전도율을 이미 포함하는 재료(예를 들어, 섬유-강화 복합체)로부터 제조되는 다른 예시적인 경우들에서, 추가적인 단열은 지지 구조물(120)과 관련하여 사용되는 것이 필요하지 않다.
도 5는, 크래들(80) 상에 장착될 수 있고, 축방향으로 인접한 루프(74)들 사이에서 기계적인 간섭의 가능성을 예방하기 위해 각각의 세장형 루프(74)들 사이에 축 방향 분리를 유지하도록 끼워넣어질 수 있는 스페이서(87)를 더 예시한다. 스페이서(87)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 다른 적합한 상대적으로 경량의, 섬유-강화 복합 재료로부터 제조될 수 있다.
여기까지 제공된 설명은 세장형 루프(74)들의 각각의 말단부(78)들 및 크래들(80) 등과 같은 관련된 구조물들을 지지하기 위한 예시적인 구조물들에 초점이 맞추어져 있었다. 아래의 설명은 세장형 루프(74)들의 각각의 기 단부(76)들 및 관련 구조물들을 지지하기 위한 예시적인 구조물들을 논의하는 것으로 진행할 것이다.
도 9는, 예시적인 일 실시예에서 그의 각각의 기 단부(76)에서 회전자 코어에 대해 각 루프(74)를 앵커링하도록 구성되는 복수의 기본 모듈(106)들로 구성되는 기본 조립체(100)의 등축도를 도시한다. 예시적인 일 실시예에서, 복수의 기본 모듈(106)들은 축방향-연장 앵커링 빔(anchoring beam)을 형성할 수 있고, 이러한 모듈들은 레고형(Lego-shaped) 인터록킹 빌딩 블록(interlocking building block)들로 개념적으로 유추될 수 있다. 기본 조립체(100)의 모듈식(modular) 양태들은 초전도 권취부(61)의 축방향-연장 권취부 부분(60)들(도 1)의 루팅(routing)을 용이하게 하도록 전도율을 갖는다는 것이 이해될 것이다.
기본 조립체(100)는, 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 섬유-강화 복합 재료와 같은 임의의 다양한 재료들로부터 제조될 수 있고 저온유지장치(72)에 의해 둘러싸지도록 구성될 수 있으며, 그 경우에 기본 조립체(100)는 회전자 작동 동안 전개되는 원심력들 하에 캐비티(70) 내에서 저온유지장치(72)와 함께 숄더(73)들(도 2)에 의해 유지된다. 예시적인 일 실시예에서, 저온유지장치(72)는 기본 조립체(100)를 둘러싸도록 부분적으로 구성될 수 있고 권취부 지지 장치 및 초전도체 권취부에 대해 진공을 형성하는 캐비티(70)의 외부로 연장하도록 더 구성될 수 있다.
도 10은, 부가적인 기본 모듈들과 조합하여 기본 조립체(100)(도 9)를 형성할 수 있는 예시적인 기본 모듈(106)의 등축도이다. 예시적인 일 실시예에서, 각각의 기본 모듈(106)은 루프 쌍(74)의 각각의 기 단부(76)들을 수용하도록 그리고 인접한 기본 모듈에의 기계적인 연결(예를 들어, 축방향의 연결)을 제공하도록 구성되는 관형 커플링 배열을 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 각각의 기본 모듈(106)은 각각의 암 커플러(1101, 1102)들(도 11)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성되는 숫 커플러(male coupler)(1081, 1082)들의 쌍을 포함할 수 있으며, 도 12에서 예시되는 것처럼 각각의 암 커플러들은 그의 외측 직경의 일부분 위에 상응하는 루프(74)의 기 단부를 수용한다. 예시적인 일 실시예에서, 도 10에서 이해될 수 있는 것과 같이, 숫 커플러들 중 하나(예를 들어, 숫 커플러 (1081))는 기본 모듈(106)의 축방향-전방의 제 1 측면(예를 들어, 좌측) 상에 배치될 수 있고, 숫 커플러들 중 다른 하나(예를 들어, 숫 커플러(1082))는 기본 모듈(106)의 축방향-후방의 제 2 측면(우측) 상에 배치될 수 있다. 도 10에서 이해 될 수 있는 것과 같이, 숫 커플러(108)들의 내부는 중량 감소 목적들을 위한 각각의 중공형 고리(hollow annuli)를 한정할 수 있다. 숫 커플러(108)들은 중공형 구조물일 필요는 없으며, 특정한 예시적인 실시예들에서 비-중공형 구조물들일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 9에서 도시되는 것과 같이, 이러한 배열은 부가적인 기본 모듈(106)들을 통하여 축방향을 따라 교대로 반복될 수 있어서, 복수의 기본 모듈(106)들은 축방향-연장 앵커링 빔(106)을 형성한다.
예시적인 일 실시예에서, 암 커플러(110)들의 축 방향 크기는 숫 커플러(108)들의 축방향 크기에 대해 충분히 길 수 있어서, 암 커플러는 축방향으로 인접한 기본 모듈의 숫 커플러에 의해 또한 수용될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 기본 모듈은 축방향-전방 면 및 축방향-후방 면을 포함할 수 있고, 관형 커플링은 적어도 상기 제 1 세장형 루프들의 기 단부를 수용하기 위해 상기 하나 이상의 기본 모듈의 축방향-전방 면에 위치되고 서로 대향하는 제 1 측면들에 추가로 위치되는 적어도 제 1 튜브(tube)를 포함할 수 있고, 관형 커플링은 적어도 상기 제 2 세장형 루프들의 기 단부를 수용하기 위해 상기 하나 이상의 기본 모듈의 축방향-후방 면에 위치되고 서로 대향하는 제 2 측면들에 추가로 위치되는 적어도 제 2 튜브를 더 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 도 10에서 부분적으로 이해될 수 있는 것과 같은, 기본 모듈(106)의 각각 면은, 비-중심(non-centered) 앵커링 배열을 통해 전개될 수 있는 굽힘 모멘트(moment)들에 대해 기본 모듈(106)을 구조적으로 강화시키도록 배열되는 사선형 보강 리브(diagonal stiffening rib)(112)들의 쌍을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기본 모듈(106)의 전방 면에서 도시되는 상기 보강 리브들은 바닥 중심(114) 부분으로부터, 기본 모듈(106)의 전방 면의 좌측면 상에 위치되는 숫 커플러(1081)에 대해 반대로 사선방향으로 위치되는 숄더(116)를 향하여 연장할 수 있다. 비록 도 10에서 도시되지 않았지만, 기본 조립체의 후방 면은, 이 경우에 바닥 중심(114)으로부터 숫 커플러(1082)에 대해 반대로 사선방향으로 위치되는 숄더(116)를 향하여 연장하게 될 유사한 리브를 포함할 것이며, 상기 숫 커플러는 기본 모듈(106)의 후방 면의 우측면 상에 위치된다. 본 발명의 양태들은 사선형 보강 리브들에, 또는 다른 구조적 배열들이 기본 조립체의 중량을 줄이는 동시에 기계적 강도를 효과적으로 증가시키는데 사용될 수 있는 리브들의 임의의 수에 제한되지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.
본 발명의 양태들은 분절형(segmented) 관형 커플링 배열에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 사용자는 연속적인 관형 커플링 배열을 사용할 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 연속적인 로드(rod)들은 앞서 말한 분절형 커플링 배열 대신에 각 루프(74)를 그의 각각의 기 단부(76)에 앵커링하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 양태들은 회전자 캐비티 내의 저온유지장치에 배치되는 기본 조립체 구조물(100)에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 회전자 캐비티 내에 수용되는 기본 조립체(100) (및 관련된 관형 커플링 구조물들) 대신에, 사용자는, 이러한 앵커링 구조물들이 기계의 회전자 코어와 일체형인 루프(74)의 말단부들을 위한 앵커링 구조물들을 구성할 수 있다는 것이 고려된다. 이 예시적인 실시예에서, 저온유지장치는 원통형 구조물인 회전자 코어에 대해 외부에 배치될 수 있고, 권취부 지지 장치들 및 초전도 권취부에 대한 진공을 형성하는 회전자 코어(54)에 부착될 수 있고, 그 회전자 코어를 둘러싸도록 배열될 수 있다.
본 발명의 양태들은, 회전자 코어에 접선 방향 및 반경 방향의 부하들을 전달하기 위하여 세장형 루프들을 위한 축방향에 따른 근-단부 연결들의 측면-교대(sidewardly-alternating) 순서(sequence)에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 사용자는 세장형 루프들의 쌍을 위한 축방향으로 인접한(나란히(side-by-side)) 기 단부 앵커링 연결들을 배열할 수 있어서, 이러한 루프들의 각각의 기 단부들은, 기본 모듈(106)의 축방향-전방 면 및 기본 모듈(106)의 축방향-후방 면 모두에 연결하는 것 대신에, 주어진 기본 조립체의 단일 면에 각각 연결될 수 있다.
도 13은, 기계의 정상 및/또는 오류 상태들 동안 전개될 수 있는 힘들, 응력들, 변형들 및 주기적인 부하들을 기계적으로 견디는 동시에 "가온의" 회전자 코어로부터 초전도 권취부로의 열 전달을 실질적으로 감소시키는 것이 효과적일 수 있는 것과 같은, 본 발명의 양태들을 구현하는 권취부 지지 장치를 조합하여 형성하는 이전 설명에서 설명된 다양한 구성요소들의 적어도 일부에 대한 조립을 예시하는 등축도이다.
도 14는 "가온의" 회전자 코어로부터 초전도 권취부로의 열 전달을 실질적으로 감소시키는 동시에 반경 방향 및 접선 방향의 부하들을 전달하는 것을 가능하게 할 수 있는, 세장형 루프(74)들의 부하-운반(load-carrying) 양태들을 개념화하는 간소화된 자유물체도(free-body diagram)이다. 예를 들어, 각각의 루프(74)는 반경 방향 축선(75)에 대해 각도 α로 위치될 수 있다. 즉, 각각의 루프(74)는, 루프 쌍(74)이 기계의 작동 동안 전개될 수 있는 반경 방향 및 측면 방향의 부하들의 벡터 성분(vectorial component)들을 대칭적으로 운반하는 것을 가능하게 하는 반경 방향 축선(75)의 각 측면 상에 합동각을 형성한다. 만약 예를 들어 사용자가 반경 방향 부하들만을 오직 운반하는 것이 전용인 제 1 조립체 및 접선 방향 부하들만을 오직 운반하는 것이 전용인 제 2 조립체를 사용할 것을 선택했다면, 본 발명의 양태들은 관련될 수 있는 구성요소들의 수를 독창적이고 유리하게 간소화시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들이 본원에 도시되었고 설명되었지만, 이러한 실시예들은 단지 예시로서 제공된 것이 명백할 것이다. 다수의 변형예들, 변경들 및 대체물들이 본원에서의 발명으로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있다.

Claims (26)

  1. 전동식 기계(electromotive machine)의 회전자 코어(rotor core)로부터 떨어져 이격되는 관계로 초전도 권취부(superconductor winding)를 지지하는 장치로서,
    상기 초전도 권취부를 수용하는 오목부를 한정하도록 구성되는 크래들(cradle);
    반경 방향 및 접선 방향의 지지부(support)를 크래들에 제공하도록 반경 방향 축선에 대해 각각의 각도로 각각 배열되는 제 1 세장형 루프(loop) 및 제 2 세장형 루프; 및
    상기 세장형 루프들의 각각의 기 단부들(proximate ends)에서 회전자 코어에 대해 상기 제 1 세장형 루프 및 상기 제 2 세장형 루프를 앵커링(anchor)하도록 배열되는 축방향-연장 기본 조립체로서, 상기 기 단부들이, 상기 반경 방향 축선에 수직한 접선 방향(tangential direction)을 따라, 반경 방향 축선을 사이에 두고 서로 대향하는, 제 1 측면(side) 및 제 2 측면 상에 각각 위치되는, 축방향-연장 기본 조립체를 포함하며,
    상기 세장형 루프들은 열 흐름에 저항하는 각각의 재료를 포함하며, 상기 크래들은 세장형 루프들의 각각의 말단부들(distal ends)에 상기 제 1 세장형 루프 및 상기 제 2 세장형 루프를 지지하도록 배열되며,
    상기 세장형 루프들은 개별 구조물들(individual structures)을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    크래들은 세장형 루프들의 각각의 말단부들을 수용하도록 구성되는 아치형(arch-shaped) 외부 표면을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    오목부의 바닥 측을 폐쇄시키고 크래들 내에 초전도 권취부를 지지하도록 배열되는 페데스탈(pedestal)을 더 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    축방향-연장 기본 조립체는 회전자 코어의 캐비티(cavity) 내에 배치되는 복수의 축방향-상호연결된 기본 모듈(module)을 포함하는 모듈식(modular) 조립체를 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    기본 모듈은 관형 커플링(coupling)을 통해 회전자 코어에 대한 세장형 루프들의 각각의 기 단부들을 앵커링하도록 배열되는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    기본 모듈은 축방향-전방 면 및 축방향-후방 면을 포함하며, 관형 커플링은 상기 제 1 세장형 루프의 기 단부를 수용하기 위해 하나 이상의 상기 기본 모듈의 축방향-전방 면에 위치되고 상기 서로 대향하는 측면들 중의 상기 제 1 측면에 추가로 위치되는 제 1 튜브(tube)를 포함하고, 관형 커플링은 상기 제 2 세장형 루프의 기 단부를 수용하기 위해 하나 이상의 상기 기본 모듈의 축방향-후방 면에 위치되고 상기 서로 대향하는 측면들 중의 상기 제 2 측면에 추가로 위치되는 제 2 튜브를 더 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    관형 커플링은 축방향으로 인접한 기본 모듈에 대한 축방향의 기계적인 연결을 제공하도록 추가로 배열되는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    관형 커플링은 각각의 커플러(coupler)들을 통해 상호연결가능한 분리 관형 커플링을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세장형 루프 및 상기 제 2 세장형 루프의 반경 방향의 축선에 대한 각각의 각도들은 대칭적인 접선 방향 지지부를 크래들에 제공하는 합동각들(congruent angles)을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세장형 루프 및 상기 제 2 세장형 루프의 반경 방향 축선에 대한 각각의 각도들은 비대칭적인 접선 방향 지지부를 크래들에 제공하는 상이한 각도들을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세장형 루프 및 하나 또는 그 초과의 추가적인 루프들은 상기 서로 대향하는 측면들 중의 제 1 측면 상에 각각 위치되는 기 단부들을 가지는 세장형 루프들의 제 1 그룹(group)을 형성하고, 상기 제 2 세장형 루프 및 하나 또는 그 초과의 추가적인 루프들은 상기 서로 대향하는 측면들 중의 제 2 측면 상에 각각 위치되는 기 단부들을 가지는 세장형 루프들의 제 2 그룹을 형성하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    세장형 루프들의 제 1 및 제 2 그룹들은 동일한 수의 루프들을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    세장형 루프들의 제 1 및 제 2 그룹들은 상이한 수의 루프들을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  14. 제 3 항에 있어서,
    기본 조립체는 회전자의 정적 상태 동안 또는 회전자의 상대적으로 낮은 분당 회전수(RPM; revolution per minute)를 포함하는 회전 상태 동안 페데스탈을 지지하도록 배열되는 적어도 하나 또는 그 초과의 시트(seat)들을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    회전자의 상대적으로 낮은 분당 회전수를 초과하는 회전 상태 동안, 갭(gap)이 기본 조립체의 적어도 상기 하나 또는 그 초과의 시트(seat)들과 페데스탈 사이에 형성되며, 따라서 페데스탈과 기본 조립체 사이의 전도성 열 전달을 감소시키는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    크래들의 일부분에 대해 배치되고 세장형 루프들의 사이에서 축방향 분리를 유지시키도록 세장형 루프들의 각각의 말단부들 사이에 끼워넣어지는 하나 이상의 스페이서(spacer)를 더 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  17. 전동식 기계의 회전자 코어로부터 떨어져 이격되는 관계로 초전도 권취부를 지지하는 장치로서,
    초전도 권취부를 수용하는 오목부를 한정하도록 구성되는 크래들;
    반경 방향 축선에 대한 각각의 각도로 배열되는 제 1 세장형 루프;
    상기 제 1 세장형 루프의 기 단부에서 회전자 코어에 대해 상기 제 1 세장형 루프를 앵커링하도록 배열되는 축방향-연장 기본 조립체로서, 상기 기 단부가, 상기 반경 방향 축선에 수직한 접선 방향을 따라, 반경 방향 축선을 사이에 두고 서로 대향하는 제 1 측면 및 제 2 측면 중에서 제 1 측면에 위치되는, 축방향-연장 기본 조립체; 및
    상기 제 1 세장형 루프와 공동으로 반경 방향 및 접선 방향의 지지부를 크래들에 제공하는 지지 구조물을 포함하며,
    상기 제 1 세장형 루프는 열 흐름에 저항하는 각각의 재료를 포함하며, 상기 크래들은 상기 제 1 세장형 루프의 말단부에서 상기 제 1 세장형 루프를 지지하도록 배열되며,
    상기 제 1 세장형 루프는 개별 구조물을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.

  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 지지 구조물은 열 흐름에 저항하는 각각의 재료를 포함하는 제 2 세장형 루프를 포함하며, 상기 크래들은 제 2 세장형 루프들의 각각의 말단부에서 상기 제 2 세장형 루프를 지지하도록 배열되며, 기본 조립체는 상기 제 2 세장형 루프들의 각각의 기 단부에서 회전자 코어에 대해 상기 제 2 세장형 루프를 앵커링하도록 배열되며, 상기 제 2 세장형 루프의 기 단부는 상기 서로 대향하는 측면들 중의 제 2 측면 상에 위치되는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    기본 조립체는 지지 구조물을 대체하는 범퍼(bumper) 지지 구조물을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    오목부의 바닥 측을 폐쇄하고 크래들 내에 초전도 권취부를 지지하도록 배열되는 페데스탈을 더 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    기본 조립체는 회전자의 정적 상태 동안 또는 회전자의 상대적으로 낮은 분당 회전수(RPM)를 포함하는 회전 상태 동안 페데스탈을 지지하도록 배열되는 하나 이상의 시트를 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    지지 구조물은 상기 하나 이상의 시트의 연장부를 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 시트 및 상기 하나 이상의 시트의 연장부는 기본 조립체의 주변부의 적어도 일부분을 한정하는, 연속적인 범퍼 지지 구조물을 형성하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    범퍼 지지 구조물은 기본 조립체의 주변부 상에 배치되는 하나 이상의 별개 범퍼를 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  25. 제 20 항에 있어서,
    범퍼 지지 구조물은 회전자의 정적 상태 동안 또는 회전자의 상대적으로 낮은 분당 회전수(RPM)를 포함하는 회전 상태 동안 크래들을 지지하도록 배열되는 시트를 한정하는 제 1 범퍼 부분을 포함하고, 상기 제 1 세장형 루프와 공동으로 반경 방향 및 접선 방향의 지지부를 크래들에 제공하는 제 2 범퍼 부분을 더 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
  26. 전동식 기계의 회전자 코어로부터 떨어져 이격되는 관계로 초전도 권취부를 지지하는 장치로서,
    반경 방향 축선에 대한 각각의 각도에 배열되는 제 1 세장형 루프;
    상기 제 1 세장형 루프와 공동으로 반경 방향 및 접선 방향의 지지부를 권취부에 제공하는 지지 구조물;
    상기 제 1 세장형 루프의 기 단부에서 회전자 코어에 대해 상기 제 1 세장형 루프를 앵커링하도록 배열되는 축방향-연장 기본 조립체로서, 상기 기 단부는, 상기 반경 방향 축선에 수직한 접선 방향을 따라, 반경 방향 축선을 사이에 두고 서로 대향하는 제 1 측면 및 제 2 측면 중의 하나의 측면 상에 위치되는, 축방향-연장 기본 조립체; 및
    초전도 권취부를 수용하고 제 1 세장형 루프의 각각의 말단부에서 상기 제 1 세장형 루프를 지지하는 조립체;를 포함하며,
    상기 제 1 세장형 루프는 열 흐름에 저항하는 각각의 재료를 포함하고, 상기 제 1 세장형 루프는 개별 구조물을 포함하는,
    초전도 권취부를 지지하는 장치.
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