KR20140126257A - 권선 지지대, 전기 코일, 및 전기 코일 제조 방법 - Google Patents

권선 지지대, 전기 코일, 및 전기 코일 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 권취 축에 대해 수직으로, 서로 평행하게 놓인 2개의 권취 평면에서 이중 전기 코일을 권취하기 위한 2개 이상의 부분 부재를 포함하는 권선 지지대에 관한 것이다. 2개 이상의 부분 부재는 각각 상호 동일한 베이스 면을 가진 환형 구조이며, 각각 직선 실린더의 케이싱 상에 놓인 외표면을 포함한다. 부분 부재들 각각은 하나 이상의 슬릿형 절개부를 포함하고, 이 슬릿형 절개부의 길이 방향은 적어도 각 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐 연장된다. 2개 이상의 부분 부재는, 이들이 권취 축의 방향으로 측면으로 오프셋되어 인접하도록 배열되고 두 부분 부재의 절개부들은 두 부분 부재에 걸쳐 연장되는 공통 슬릿을 형성하도록, 상호 연결되어 있거나, 연결될 수 있다. 그 밖에도, 본 발명은 이러한 권선 지지대를 하나 이상 포함하는 전기 코일 및 그러한 코일을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

권선 지지대, 전기 코일, 및 전기 코일 제조 방법{WINDING SUPPORT, ELECTRICAL COIL AND METHOD TO PRODUCE AN ELECTRICAL COIL}
본 발명은, 전기 코일용 권선 지지대 및 상기 권선 지지대를 구비한 전기 코일, 그리고 전기 코일 제조 방법에 관한 것이다.
강력 균등 자계의 생성을 위해, 연속 단락 전류 모드로 작동되는 초전도 코일들이 이용된다. 0.5T와 20T 사이의 자속 밀도를 갖는 균등 자계는 예컨대 핵 자기 공명 분광법(NMR 분광법) 및 자기 공명 영상법을 위해 필요하다. 이와 같은 자석들은 전형적으로 외부 전류 회로를 통해 충전된 다음에 외부 전원으로부터 분리되는데, 그 이유는 상기 분리 결과에 따른 연속 단락 전류 모드에서 초전도 코일을 통해 거의 손실이 없는 전류 전도가 이루어지기 때문이다. 그에 따른 강력 자계는 시간적으로 매우 안정적인데, 그 이유는 강력 자계가 외부 전류 회로의 잡음 기여에 의해 영향을 받지 않기 때문이다.
공지된 권선 기술을 이용할 경우, 하나 이상의 초전도 와이어가 지지 본체 상에 감기며, 상이한 와이어 섹션들은 옴 저항이 최대한 낮은 와이어 연결들을 통해, 또는 초전도 연결들을 통해 서로 접촉된다. 23K를 하회하는 전이 온도를 갖는 NbTi 및 Nb3Sn과 같은 종래의 저온 초전도체의 경우, 와이어 섹션들을 접속하고 초전도 연속 전류 스위치와 권선들을 연결하기 위한 초전도 접점들을 제조하는 기술들이 존재한다. 이 경우, 초전도 연속 전류 스위치는 코일의 전류 회로의 부분이며, 외부 전류의 공급을 위해 가열을 통해 저항 전도 상태로 전환된다. 가열을 비활성화하고 작동 온도로 냉각한 후에는, 코일의 상기 부분도 다시 초전도성이 된다.
고온 초전도체 또는 고-Tc-초전도체(HTS)는 25K를 상회하는 전이 온도를 갖는 초전도 재료이며, 예컨대 큐프레이트 초전도체(cuprate superconductor)와 같은 일부 재료 등급의 경우, 액상 헬륨으로서의 또 다른 극저온 재료들을 이용한 냉각을 통해 작동 온도에 도달할 수 있는, 77K를 상회하는 전이 온도를 갖는 초전도 재료이다. HTS 재료들은 NMR 분광법 및 자기 공명 영상법을 위한 자기 코일을 제조하기에 특히 매력적인데, 그 이유는 대부분의 재료가 20T 이상의 높은 상한 임계 자계를 보유하기 때문이다. 상대적으로 더 높은 임계 자계로 인해, HTS 재료들은 원칙적으로 저온 초전도체보다 예컨대 10T 이상의 높은 자계를 생성하기에 더 적합하다.
HTS 자기 코일의 제조 시 문제점은, 특히 제2 세대 HTS, 이른바 2G-HTS를 위한 초전도 HTS 연결부들을 제조하기에 적합한 기술이 없다는 점이다. 2G-HTS 와이어들은 전형적으로 판형 스트립 도체의 형태로 존재한다. 초전도 스트립 도체들 사이에 저항 접점들이 삽입되면, 코일 내 손실은 더 이상 무시될 수 없고, 생성된 자계는 수 시간 또는 수일 이내에 현저히 약화된다("IEEE Transactions on Applied Superconductivity" 12권, 1호, 2002년 3월, 476~479쪽, 및 "IEEE Transactions on Applied Superconductivity" 18권, 2호, 2008년 6월, 953~956쪽 참조).
DE 10 2010 042 598 A1호에는, 초전도 스트립 도체를 포함하는 초전도 MR 자석 장치가 기술되어 있는데, 여기서는 초전도 스트립 도체가 두 단부 사이에 길이 방향으로 슬릿을 구비함으로써 초전도 스트립 도체가 상기 슬릿을 에워싸는 폐루프를 형성하게 된다. 초전도 스트립 도체는 자석 장치 내에 2개의 부분 코일로 이루어진 하나 이상의 이중 코일의 형태로 감겨 있으며, 상기 2개의 부분 코일은, 측정 체적 내에서 사전 설정된 자계 곡선을 생성하도록, 상호 반대 방향으로 회전되어 배열된다. DE 10 2010 042 598 A1호에 개시된 권선은 자유 지지형 코일 바디로서, 또는 권선 지지대 상의 코일 권선으로서 형성될 수 있다.
공지된 권선 지지대들은 전형적으로, 코일 권선이 사전 설정된 권취 장력으로 중공 실린더의 외표면 상에 권취되는, 예컨대 원형 베이스 면을 가진 중공 실린더의 형태를 보유한다. 자기 공명 분야에 적용할 경우, 중공 실린더의 내부 공간은 비어 있는 상태로 유지되고 외부로부터 접근할 수 있는 표본 체적을 형성한다. DE 10 2010 042 598 A1호에 개시된 코일 장치에서 종래의 권선 지지대를 사용할 경우 문제가 되는데, 그 이유는 종래의 권선 기술의 경우 스트립 도체의 일측 단부가 권선 지지대 상에 놓이게 되어, 후속 권선들의 권취 장력에 의해 권선 지지대에 단단히 압착되기 때문이다. 이처럼 권선 지지대에 스트립 도체 단부가 기계적으로 고정되면 개별 부분 코일들의 상대 운동을 방해하고, 그로 인해 사전 설정된 공통 자계 곡선을 생성하기 위한 코일들의 회전이 어려워지거나 저지된다.
본 발명의 과제는, 언급한 단점들을 방지하는 권선 지지대를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 과제는, 상기 권선 지지대를 포함한 전기 코일 및 상기 전기 코일의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 제1항에 기술된 권선 지지대, 청구항 제10항에 기술된 전기 코일, 및 청구항 제13항에 기술된 제조 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 권선 지지대는 권취 축에 대해 수직으로, 서로 평행하게 놓인 2개의 권취 평면에서 이중 전기 코일을 권취하기 위한 2개 이상의 부분 부재를 포함한다. 상기 2개 이상의 부분 부재는 각각 상호 동일한 베이스 면을 구비한 환형 구조이며, 각각 직선 실린더의 케이싱 상에 위치하는 외표면을 갖는다. 부분 부재들 각각은 하나 이상의 슬릿형 절개부를 포함하고, 이 슬릿형 절개부의 길이 방향은 적어도 각각의 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐 연장된다. 2개 이상의 부분 부재는, 이들 부분 부재가 권취 축의 방향으로 측면으로 오프셋되어 인접하는 방식으로 배열되고 두 부분 부재의 절개부들이 두 부분 부재에 걸쳐 연장되는 공통 슬릿을 형성하도록, 상호 연결되어 있거나, 연결될 수 있다.
여기서 직선 실린더란, 일반적인 기하학적 정의에 따라, 평면 베이스 면에 대해 수직으로 위치하는 직선을 따라 평면 베이스 면을 변위시켰을 때 형성되는 몸체를 의미한다. 다시 말해, 원형 베이스 면을 갖는 실린더로만 형태가 국한되지 않는다. 바람직하게는, 각각의 부분 코일의 권취 평면들이 각각의 부분 부재의 실린더의 베이스 면들 사이에 위치한다. 이 경우, 각각의 실린더 케이싱의 높이는 그에 상응하게 권취 축의 방향으로 실린더 케이싱 자체의 치수이다.
본 발명에 따른 권선 지지대의 2개 이상의 부분 부재는 상호 연결되거나, 권취 축을 중심으로 함께 회전할 수 있도록 상호 연결될 수 있으며, 그럼으로써 이중 코일의 2개의 부분 코일이 동시에 두 부분 부재 상에 권취될 수 있다. 상기 연결은, 예컨대 플러그 연결, 접착 연결, 또는 공통 마운트 상에서의 기계적 고정으로서 실현될 수 있다. 바람직하게는, 경우에 따라 기존의 연결 부재들이 환형 부분 부재들의 내측에 배열된다. 바람직하게는, 두 부분 부재의 연결은, 너무 높은 힘 작용에 의해 권선 지지대 상에 제공된 코일 권선이 손상되지 않으면서 수월하게 분리될 수 있도록 형성된다. 예컨대 연결된 두 부분 부재 사이에 설정 파괴점이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 권선 지지대는 이중 코일의 2개의 부분 코일의 동시 권취뿐 아니라, 두 부분 코일의 후속 분리 및 상대적 배향의 변경을 가능하게 한다. 특히 상기 이중 코일은 루프 형태로 연결된 스트립 도체로 형성될 수 있다.
이를 위해 두 부분 부재에 걸쳐 연장되는 슬릿이 중요하며, 이 슬릿을 통해 루프형 스트립 도체의 일측 도체 단부가 밀어 넣어져서 권선 지지대의 내부로 삽입될 수 있다. 상기 자유 단부는 권선 지지대의 두 부분 부재의 분리 후, 상기 두 부분 코일의 상대 회전 및 유연한 공간적 배향을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 전기 코일은 하나 이상의 본 발명에 따른 권선 지지대와 하나 이상의 이중 결합형 스트립 도체를 포함하며, 상기 스트립 도체는 상호 동일한 개수의 코일 권선을 구비한 2개의 부분 코일을 포함하는 이중 코일의 형태로 권취된다. 각각의 부분 코일은 권선 지지대의 일측 부분 부재 상에 제공되며, 두 부분 코일은, 공통 스트립 도체를 통한 전류 전도 시 이들 부분 코일에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록, 상대적으로 배향된다.
여기서 위상 기하학에서의 "이중 결합형"의 정의에 있어서, 상기 개념은, 스트립 도체가 구멍이 나 있는 단순한 루프의 형상을 가짐을 의미한다. 그러한 이중 결합형 스트립 도체는 예컨대 단일체형 스트립 도체에 길이 방향으로 긴 슬릿을 절개함으로써, 원래 스트립의 양단부에서 서로 연결되는 2개의 도체 분기가 생기는 방식으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 코일의 장점은, 한편으로, 추가의 전기 접점들이 제공될 필요 없이, 단일 재료로 이루어진 폐루프형 도체(closed conductor loop)가 제공된다는 점이다. 추가 장점은, 본 발명에 따른 권선 지지대를 이용함으로써, 부분 코일들이 목표하는 자계를 생성하도록 부분 코일들을 유연하게 상대적으로 배향시킬 수 있는 점이다. 강력 자계들의 생성을 위해서는, 부분 코일들의 자계들이 상호 보강되어야 하며, 상호 상쇄되어서는 안 된다. 이는, 부분 코일들이 함께 권취된 후에 상호 반대로 회전함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서는, 먼저 이중 결합형 스트립 도체의 제1 도체 단부가 본 발명에 따른 제1 권선 지지대의 슬릿 내로 삽입된다. 그 다음, 스트립 도체의 2개의 도체 분기가 제1 권선 지지대 상에 권취되고, 제1 권선 지지대의 두 부분 부재는 상기 권취 동안 서로 연결되며, 2개의 도체 분기 각각은 제1 권선 지지대의 부분 부재 상에 감겨 부분 코일을 형성하며, 두 부분 코일은 공통 권취 축을 중심으로 하는 제1 권선 지지대의 회전을 통해 동시에 제조된다. 이어서 두 부분 코일은 제1 권선 지지대의 두 부분 부재의 분리를 통해 상호 분리된 다음, 공통 스트립 도체를 통한 전류 전도 시 두 부분 코일에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록 공간적으로 배열된다.
본 발명에 따른 방법의 장점은, 앞서 기술한 본 발명에 따른 권선 지지대 및 본 발명에 따른 코일의 장점들과 유사하다. 특히 슬릿 내로 스트립 도체의 도체 일측 단부를 삽입하는 점은 부분 코일들의 후속 분리 및 상호 유연한 상대 배향을 가능케 한다. 원형 기하구조의 권선의 경우, 도체 단부의 길이는 바람직하게 적어도 권선의 내경과 같다. 다른 권선 기하구조들의 경우, 상기 길이는 바람직하게 적어도 권선의 최소 내부 횡단면과 같다. 슬릿 내로 삽입된 도체 단부의 길이는 바람직하게 스트립 도체의 폭의 10배보다 더 클 수 있다. 동시 권취를 통해 두 부분 코일은 동일한 개수의 권선을 얻으며, 균일한 두께의 스트립 도체를 이용할 경우 상기 두 부분 코일은 동일한 권선 높이도 갖는다. 추가로 예컨대 함침제로 부분 코일들을 함침시키거나, 그라우팅 컴파운드로 부분 코일들을 그라우팅하는 등의 추가 방법 단계들이 제공될 수 있다. 필요한 공간 배향으로 부분 코일들을 배열한 후에, 스트립 도체의 돌출 단부들 및 부분 코일들은 예컨대 그라우팅, 접착 또는 마운트와의 기계적 고정을 통해 고정될 수 있다. 이 경우, 스트립 도체의 내측 단부는 바람직하게, 내부 공간의 최대한 많은 부분이 표본 체적으로서 비어 있도록, 권선 지지대의 내부 영역으로부터 유도되어 나온다.
본 발명의 바람직한 구현예들 및 개선예들은 청구항 제1항, 제10항 및 제13항의 종속 청구항들로부터 제시된다.
그에 따라, 권선 지지대는 추가로 하기 특징들을 포함할 수 있다.
2개 이상의 부분 부재의 슬릿형 절개부들 각각은 2개의 제1 경계면을 포함할 수 있고, 이들 경계면은 권취 평면에 대해 수직으로 놓이며 서로 실질적으로 평행하게 연장되며, 각각의 부분 부재의 외표면 상에서 각각의 실린더 케이싱과 최대 20도의 각도를 형성한다. 이처럼 절개부들을 형성함으로써, 권선 지지대 내로 권취할 스트립 도체의 간편한 삽입이 가능해지며, 스트립 도체는 단지 미미한 좌굴 하중에 노출될 뿐이다. 특히 바람직하게는 제1 경계면들이 각각의 부분 부재의 외표면 상에서 각각의 실린더 케이싱과 최대 10도의 각도를 형성한다.
양측 제1 경계면은, 각각의 부분 부재의 외표면 상에서 각각의 실린더 케이싱과 최대 10도의 각도를 형성하는 휘어진 면들일 수 있다. 특히 바람직하게는 각각의 실린더 케이싱과의 각도는 최대 5도이다. 휘어진 제1 경계면들을 갖는 구현예는, 부분 부재들의 외표면에 대해 특히 작은 각도를 갖는 매우 평평한 슬릿의 형성을 가능하게 하며, 그럼으로써 스트립 도체는 슬릿 내로 삽입될 때 매우 작은 기계적 하중을 겪게 된다.
2개 이상의 부분 부재의 외표면들은 모두 공통의 직선 실린더의 케이싱 상에 놓일 수 있다. 베이스 면은 적어도 2회 회전 대칭을 갖는 면일 수 있다. 특히 바람직한 경우는, 원형, 타원형, 계란형, 경주로형, 또는 라운딩된 모서리를 갖는 직사각형 형태의 베이스 면들이다. 이러한 대칭 구조는, 권선 지지대에 의해 제조된 2개의 부분 코일이 일측 부분 코일의 방향 전환 후 다시 공통 베이스 면에서 인접하는 방식으로 배열될 수 있게 한다.
슬릿형 절개부는 하나 이상의 부분 부재 내에서 각각의 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐서만 연장될 수 있다. 이런 구현예는, 절개부와 관련이 없는 실린더 높이 부분이 연속 루프를 형성함으로써, 완전 개방된 실시예에 비해 부분 부재의 기계적 강도 및 윤곽 정밀도가 증가한다는 장점이 있다.
2개 이상의 부분 부재는 권취 축의 방향으로 상이한 크기의 폭을 가질 수 있다. 이 경우, 두 부분 부재에 의해 제공되는 실린더 케이싱들은 높이도 상이하다. 이런 변형예는, 비대칭으로 길게 절개된 스트립 도체가 부분 부재들 상에 정확히 맞게 권취될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 상기와 같이 비대칭으로 분할된 권선 지지대는 상이한 폭의 부분 코일들을 제조하기에 특히 적합하다. 이처럼, 상이한 통전 용량을 갖는 부분 코일들은, 예컨대 자기 공명 장치 내 국소 자계에 매칭되고, 사전 설정된 불균등 자계 분포를 생성하고, 그리고/또는 복수의 자기 코일로 이루어진 복합 코일 시스템 내 국부적 조건들에 따라 총 전류를 최대화하도록 형성될 수 있다.
권선 지지대의 하나 이상의 부분 부재는 환형 단부 편과 연결될 수 있고, 이 환형 단부 편의 베이스 면은 권취 평면의 내부에서 관련 부분 부재의 베이스 면보다 더 크며, 환형 단부 편은 인접한 부분 부재의 반대쪽 측면에 배열된다. 이처럼 외측 방향으로 돌출되어있는 단부 편은, 관련 부분 부재 상에 권취된 스트립 도체의 도체 분기가 축 방향으로 바깥쪽을 향해 파지되게 한다. 권선들의 측면 위치는 축 방향에서 바깥쪽을 향해 단부 편에 의해 제한되며, 이는 획득된 권선의 더욱 큰 기하학적 정밀성을 유도한다. 상기 단부 편은, 코일의 권취 후 다시 제거될 수 있도록 형성될 수 있기 때문에, 코일의 축 방향 공간 수요를 증가시키지 않는다. 예컨대 단부 편은 코일 함침제의 경화 전에, 또는 그라우팅 컴파운드를 이용한 그라우팅 전에 제거될 수 있다.
하나 이상의 부분 부재는 환형 중간 편(middle piece)과 연결될 수 있고, 이 환형 중간 편의 베이스 면은 권취 평면의 내부에서 관련 부분 부재의 베이스 면보다 더 크며, 환형 중간 편은 인접한 부분 부재쪽 측면에 배열된다. 상기 중간 편은, 인접한 부분 부재 상에 권취된 스트립 도체의 도체 분기가 축 방향에서 안쪽을 향해 파지되게 한다. 권선들의 측면 위치는 축 방향에서 안쪽을 향해 중간 편에 의해 제한되며, 이는 획득된 권선의 더욱 큰 기하학적 정밀성을 유도한다. 권선 지지대의 두 부분 부재 사이에 하나 이상의 상기 중간 편이 배열될 수 있다. 상기 중간 편은, 앞서 기술한 단부 편과 유사하게, 코일의 권취 후에 다시 부분 부재 또는 양측 부분 부재들로부터 분리될 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 실시예의 하나 이상의 중간 편은 하나 이상의 슬릿형 절개부를 가질 수 있으며, 이 슬릿형 절개부는 두 부분 부재가 연결된 상태에서 두 부분 부재의 슬릿들과 함께 두 부분 부재에 걸쳐 연장되는 하나의 공통 슬릿을 형성한다. 이 실시예의 장점은, 권취할 스트립 도체의 도체 단부가 중간 편 및 두 부분 부재를 통과하여 권선 지지대의 내부로 끼워질 수 있다는 점에 있다.
하나 이상의 중간 편이 상기 슬릿형 절개부를 포함하지 않는다면, 중간 편은 그 대안으로, 두 부분 부재의 슬릿 내로 스트립 도체의 일측 도체 단부가 삽입되고 나서 비로소 외부로부터 상기 부분 부재들 사이에 삽입되도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 중간 편은 예컨대 2개의 링 반부(half ring)를 포함할 수 있으며, 이들 링 반부는 두 부분 부재 사이에 삽입되고 상호 결합되어 하나의 환형 중간 편을 형성한다.
본 발명에 따른 전기 코일은 추가로 하기 특징들을 포함할 수 있다.
코일은 2개 이상의 본 발명에 따른 권선 지지대와 하나 이상의 이중 결합형 스트립 도체를 포함할 수 있고, 그에 따라 두 쌍 이상의 부분 코일을 포함할 수 있으며, 이들 부분 코일 쌍 각각의 내부에 포함된 코일 권선의 개수는 서로 동일하다. 특히 바람직하게는, 단일의 이중 결합형 스트립 도체의 양측 단부가 권선 지지대의 슬릿을 통해 끼워지고, 상기 각각의 단부와 연결된, 스트립 도체의 두 이중 결합형 도체 분기의 섹션이 2개의 권선 지지대 각각에 권취될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 하나의 스트립 도체가 4개의 부분 코일 상에 감기며, 이들 부분 코일은 각각 쌍을 이루어 동시에 권취됨에 따라 쌍을 이루어 동일한 권선 높이를 갖는다.
상기 권선 형태의 대안으로 또는 추가로, 스트립 도체는, 도체 분기의 말단 영역들은 각자의 권선 지지대에 권취되지 않는 방식으로, 복수의 권선 지지대에 권취될 수도 있다. 특히 바람직하게는, 하나의 코일이 하나의 스트립 도체와 4개의 권선 지지대를 포함할 수 있으며, 그럼으로써 4개의 대칭 부분 코일 쌍이 존재하고, 이들 중 두 쌍은 길게 절개된 스트립 도체의 도체 단부들에 가깝게 위치하는 스트립 도체 섹션들을 포함하고, 나머지 두 쌍은 길게 절개된 스트립 도체의 중앙 영역에 있는 스트립 도체 섹션들을 포함한다.
또한, 복수의 스트립 도체를 구비한 본 발명에 따른 복수의 전기 코일이 공통 자기 코일 내에 배열될 수도 있다.
이중 결합형 스트립 도체는, 연속 초전도 층을 포함하고 길게 절개된 슬릿을 갖는 스트립 도체일 수 있다. 특히 바람직하게는, 초전도 층은 고온 초전도체, 특히 REBa2Cu3Ox 타입의 화합물 층이며, 여기서 RE는 희토류 원소 또는 그러한 원소들의 혼합물이다. 연속 초전도 층은, 저항 접점과의 연결 없이, 전체 결합 루프를 넘어서 초전도성으로 연결된다.
본 발명에 따른 방법은 추가로, 본 발명에 따른 제2 권선 지지대의 슬릿 내로 스트립 도체의 제2 도체 단부를 삽입하는 단계와, 본 발명에 따른 제2 권선 지지대 상에 스트립 도체의 부분 부재를 다시 권취하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 부분 코일 쌍이 형성되며, 상기 제2 부분 코일 쌍은 추후 상호 분리되고, 전체 스트립 도체를 통한 전류 전도 시 제2 부분 코일 쌍에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록 공간적으로 배열된다. 상기 방법은, 각각 동시에 권취된 두 쌍의 부분 코일로 이루어진 코일 장치를 간단한 방식으로 제조할 수 있게 한다.
그 대안으로 또는 추가로, 본 발명에 따른 제3 권선 지지대의 슬릿 내로 스트립 도체의 부분 부재를 삽입하는 단계와, 제3 권선 지지대 상에 스트립 도체를 권취하는 단계가 제공될 수 있고, 이 경우 제3 부분 코일 쌍이 형성되며, 상기 제3 부분 코일 쌍은 추후 상호 분리되고, 공통 스트립 도체를 통한 전류 전도 시 제3 부분 코일 쌍에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록 공간적으로 배열된다. 특히 바람직하게 이 방법 실시예는, 스트립 도체의 제2 도체 단부가 제2 권선 지지대의 슬릿 내로 삽입되는 앞서 기술한 변형예와 조합되어 적용된다. 이런 방식으로, 예컨대 네 쌍의 부분 코일을 포함한 코일 장치가 제조될 수 있고, 상기 네 쌍 중 두 쌍은 길게 절개된 스트립 도체의 단부들에 가깝게 배열되며, 다른 두 쌍은 길게 절개된 스트립 도체의 중앙 섹션들로부터 권취된다.
특히 바람직하게는, 상기 코일 권선들의 제조가 연속 초전도 층들을 포함한 스트립 도체들을 이용하여 수행될 수 있다. 이 경우, 이중 결합형 초전도 스트립 도체는 바람직하게, 단일체형 초전도 스트립 도체에 예컨대 레이저 또는 톱에 의한 슬릿 절개를 실시함으로써 제조할 수 있다. 그 대안으로, 이미 슬릿이 절개되어 있는 스트립 도체의 기판상에 초전도 층을 적층할 수 있다.
하기에는 첨부된 도면과 관련한 몇몇 바람직한 실시예에 따라 본 발명이 기술된다.
도 1은 이중 결합형 초전도 스트립 도체의 개략적 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단면 II를 따라 잘라낸 초전도 스트립 도체의 횡단면도이다.
도 3은 권선 지지대의 부분 부재의 3차원 개략도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 권선 지지대를 도시한 도이다.
도 5는 부분 부재의 절개부의 상세도이다.
도 6은 대안적으로 형성된, 부분 부재의 절개부의 상세도이다.
도 7은 권취된 전기 코일의 3차원 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따라 배향된 부분 코일들을 포함하는 전기 코일의 개략도이다.
도 9는 권선 지지대들의 다양한 실시예들의 개략적 횡단면도들이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 권선 지지대의 3차원 개략도이다.
도 11은 제5 실시예에 따른 권선 지지대의 개략도이다.
도 12는 제6 실시예에 따른 권선 지지대의 개략도이다.
도 13은 제1 제조 방법의 4개의 부분 단계의 개략도이다.
도 14는 제2 제조 방법의 4개의 부분 단계의 개략도이다.
도 1에는, 단일체형 초전도 스트립 도체에 길게 슬릿을 내어 만든 이중 결합형 초전도 스트립 도체의 개략적 평면도가 도시되어 있다. 본 예시에서 슬릿 절개는 레이저를 이용하여 수행된다.
본 발명의 제1 실시예는 NMR 분광법을 위한 자기 코일을 기술한다. 본 예시에서, 본래의 단일체형 스트립 도체의 길이(7)는 1000m이다. 그러나 상기 길이는 훨씬 더 짧거나 더 길 수 있다. 자기 공명 영상법을 위한 자기 코일에서의 상기 길이는 여기에 기술되는 길이의 수 배에 상당할 수 있다. 초전도 스트립 도체는 거의 동일한 치수로 설계된 2개의 도체 분기(2 및 4)를 포함한다. 제1 도체 분기(2)를 통해 전류(I2)가 흐르고, 제2 도체 분기를 통해서는 반대 방향의 전류(I4)가 흐르며, 그럼으로써 전체 이중 결합형 초전도 스트립 도체(1)를 통해 폐루프 전류가 흐르게 된다. 원래의 단일체형 스트립 도체의 폭(8)은 본 예시에서 10㎜이고, 양측 도체 분기(2 및 4)의 폭은 길게 절개된 영역에서 각각 5㎜이다. 그러나 이용되는 스트립 도체 재료에 따라, 상기 도체 분기들(2, 4)의 폭은 훨씬 더 크거나 더 작아질 수 있으며, 특히 스트립 도체(1)가 비대칭 형태로도 분할될 수 있다. 양측 도체 단부(5 및 6)의 영역에서 양측 도체 분기(2 및 4)가 연결된다.
도 2에는, 제2 세대 고온 초전도체를 포함하는 초전도 스트립 도체의 예시에 따른 횡단면도가 도시되어 있으며, 이 횡단면도에는 층 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 본 예시에서, 초전도 스트립 도체(1)는 절연 층(10)을 포함하며, 이 절연층에 스트립 도체가 견고하게 결합되어 권선 스트립(12)을 형성한다. 본 예시에서 절연 층(10)은 50㎛ 두께의 캡톤 스트립(kapton strip)이지만, 다른 절연 재료(예컨대 다른 플라스틱)로도 형성될 수 있다. 마찬가지로 이중 결합형 권선 스트립(12)은 서로 나란히 놓인 2개의 도체 분기(2 및 4)를 포함하며, 전체 권선 스트립(12)은 서로 나란히 놓인 상기 도체 분기들(2 및 4)과 함께, 여기에 도시되지 않은 공급 롤(supply roll) 상에 감기며, 코일 장치는 공급 롤로부터 이중 결합형 권선 스트립(12)이 권출(unwind)됨으로써 구현된다. 각각의 도체 분기(2, 4)의 층 구조는 절연 층(10) 위에 먼저 정상 전도성(normal conducting) 덮개 층(14)을 포함하며, 이 덮개 층은 본 예시에서 20㎛ 두께의 구리 층이다. 그 위에, 여기서는 니켈-텅스텐 합금으로 이루어진 50㎛ 두께의 기판으로 형성된 지지 스트립(16)이 놓인다. 강 스트립, 또는 예컨대 하스텔로이(Hastelloy)와 같은 합금으로 이루어진 스트립도 이용될 수 있다. 지지 스트립(16) 위에는 0.5㎛ 두께의 버퍼 층(18)이 배열되며, 이 버퍼 층은 산화물 재료들(CeO2 및 Y2O3)을 함유한다. 그 위에는 실질적인 초전도 층(20), 여기서는 YBa2Cu3Ox로 이루어진 1㎛ 두께의 층이 배열되며, 이 초전도 층은 다시 구리 소재인 20㎛ 두께의 덮개 층(14)으로 덮인다. 초전도 층(20)은 전체 이중 결합 토폴러지에 걸쳐 연속 층을 형성한다. 도시된 예시에서 각각의 도체 분기(2, 4) 내 절연 층(10)의 폭이 나머지 층들(14 내지 20)의 폭보다 약간 더 크기 때문에, 코일 장치의 권취 시 적층되어 놓이는 도체 분기들(2, 4)은 신뢰성 있게 상호 절연된다. 또한, 도시된 예의 대안으로, 초전도 스트립 도체(1)의 양쪽 면에 절연 층들(10)을 배치할 수도 있고, 초전도 스트립 도체(1)의 측면 영역들도 절연 층들로 보호될 수 있다. 그 밖에도, 코일 권선이 별도의 스트립으로서 제조되어야 비로소 코일 장치 내로 절연 층을 삽입할 수도 있다.
도 3에는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 권선 지지대(22)의 제1 부분 부재(23)의 3차원 개략도가 도시되어 있다. 제1 부분 부재(23)는 직선의 원형 실린더의 케이싱 상에 놓인 외표면(30)을 포함한다. 그 대안으로, 실린더의 베이스 면은 또 다른 형태, 예컨대 타원형 또는 레이스트랙(racetrack)형 코일의 형태도 보유할 수 있다. 제1 부분 부재(23)는 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐 연장되는 슬릿형 절개부(32)를 가지며, 그럼으로써 환형 부분 부재(23)는 나머지 부분 영역 상에서 폐루프를 형성한다.
도 4에는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 권선 지지대(22)가 도시되어 있으며, 이 권선 지지대 내에는 2개의 대칭 부분 부재(23 및 24)가, 이들의 절개부들(32 및 33)이 상기 두 부분 부재(23 및 24)에 걸쳐 연장되는 연속 슬릿을 형성하도록 배열된다. 두 부분 부재(23, 24)는 권취 축(26)과 관련하여 측방향으로 오프셋되어 배열되며, 함께 권취 축을 중심으로 회전할 수 있도록 상호 기계적으로 연결된다. 도 4에는, 전기 코일의 제조 방법의 제1 단계가 개략적으로 도시되어 있으며, 이 제1 단계에서는 인접하여 배열된 슬릿형 절개부들(32, 33) 내로 초전도 스트립 도체(1)의 도체 단부(5)가 삽입된다.
도 5에는, 부분 부재(23)의 절개부(32)의 개략적 세부도가 도시되어 있다. 또한, 상기 부분 부재 상에 감길 코일 권선의 권취 평면 내부의 횡단면도 도시되어 있다. 절개부(32)는 2개의 제1 경계면(40)을 포함하며, 이들 경계면은 코일 권선의 권취 평면에 대해 수직으로, 즉 여기에 도시된 절단면에 대해 수직이다. 부분 부재의 외표면(30) 상에서, 경계면들(40)은, 도 5에서 실린더 케이싱의 접선(38)과 진입면의 연장부(36) 사이의 각도(α)에 의해 개략적으로 표시된 것처럼, 외표면(30)의 실린더 케이싱과 최대 20도의 각도(α)를 형성한다. 경계면들(40)이 권선 지지대의 중심 쪽으로 약간의 휘어짐으로써, 절개부(32)는 평평한 진입각에도 불구하고 공간 치수가 작은 부분 부재(23)의 벽 두께를 관통할 수 있는 점이 달성된다.
도 6에는, 부분 부재(23)의 절개부(32)의 한 대안적 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 여기서, 절개부(32)의 경계면들(40)은, 중공 실린더형 부분 부재(23)의 내부면 뿐 아니라 외부면에서도 부분 부재의 곡률에 매칭될 수 있도록 휘어진다. 이를 위해, 실린더 벽부의 두께의 중간 영역에서 경계면들(40)의 곡률이 변경됨으로써, 살짝 s자 형태인 횡단면을 갖는 슬릿이 형성된다. 그 결과로, 슬릿을 통해 끼워진 스트립 도체(1)가 부분 부재(23)의 표면에, 내부면뿐 아니라 외부면(30) 에도, 강한 좌굴 없이 접안될 수 있다.
도 7에는, 본 발명의 제1 실시예에 따라 권취된 전기 코일의 3차원 개략도가 도시되어 있다. 도 7에서, 스트립 도체(1)의 대부분이 이중 코일의 형태로 권선 지지대(22)에 감김으로써, 제2 도체 단부(6) 외에, 그 길이가 절개부들(32, 33)을 통해 안쪽에 끼워진 스트립 도체(1)의 부분에 상당하는, 스트립 도체(1)의 소형 부분 섹션만 코일 권선 외부에 잔존하게 된다. 권취 축(26)을 중심으로 한, 두 부분 부재(23, 24)의 동시 회전을 통해, 권선 지지대(22) 상에는 2개의 대칭 부분 코일(45 및 46)이 형성되었으며, 이들 부분 코일의 권취 평면들은 상호 평행하게 놓이며 가깝게 인접하여 배열된다. 이중 결합형 스트립 도체(1)를 통한 환형 전류 전도의 경우, 추가 조치 없이, 두 도체 분기(2 및 4)를 통한 서로 반대 방향의 전류 전도(I2, I4)이 실시될 수 있다. 즉, 그 결과로 생성된 자계들은 반대 자계 방향을 가질 수 있다. 상호 보강형 자계를 생성하기 위해, 도 7의 배열 상태에서 시작하여, 부분 코일들(45 및 46)이 상호 반대 방향으로 회전되어야 한다.
도 8에 개략적으로 도시된 전기 코일(44)의 배열에서, 부분 코일(46)은, 이제 동일한 방향의 전류 전도(I2 및 I4)이 달성되도록 부분 코일(45)의 반대 방향으로 회전되었고, 부분 코일들(45, 46)의 자계들은 상호 보강된다. 이를 위해, 스트립 도체(1)는 도체 자유 단부들(5, 6)의 영역에서 약간 회전되어야 한다. 상기 도체 자유 단부들은 접착 또는 기계적 보유와 같은 적합한 조치들을 통해, 예컨대 강한 로렌츠 힘에 의해 손상되지 않도록 고정될 수 있다. 내부 도체 단부(5)는 바람직하게 전기 코일(44)의 내부 공간의 최대한 많은 부분이 표본 체적으로서 비어 있는 상태로 유지되도록 배열될 수 있다. 부분 코일들(45 및 46)은 도 8에 도시된 것보다 훨씬 더 가깝게 인접하여 배열될 수 있다. 매우 높은 자계의 생성을 위해서는, 대칭 축(27)을 따르는 개별 코일 권선들의 실장 밀도(packing density)를 최대한 높이는 것이 바람직하다. 전기 코일(44)의 경우, 두 부분 코일(45 및 46)의 최소 이격 간격은, 스트립 도체 내측 단부(5)의 영역에서 도체 분기(2)가 양측 부분 코일(45, 46) 사이를 관통하여 지남으로써 구현된다. 다시 말해, 도체 분기(2)의 상기 섹션의 배향에 따라, 즉 도체 분기(2)의 폭 및/또는 두께에 의해 두 부분 코일(45, 46)의 최소 이격 간격이 제공된다.
전류의 공급을 위해, 전기 코일(44)은 추가로, 외부 전원과 코일을 연결하기 위한, 여기에 도시되지 않은 접점들을 포함할 수 있다. 또한, 전기 코일(44)은 가열을 통해 저항 전도 상태로 전환될 수 있는 가열 가능 영역을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 도체 단부들 중 하나(5 또는 6)의 영역에 2개의 접점은, 코일의 가열 가능 영역의 양쪽 면에 배열되는 방식으로 배치된다. 그러면 상기 접점들을 통해 외부 전류가 코일 내로 공급될 수 있는 한편, 가열 가능 영역은 가열을 통해 저항 전도 상태가 된다.
권선 지지대(22)를 위한 재료의 선택은, 권취된 코일이 그 작동 중에 코일 지지대 상에 잔존하는지의 여부, 또는 권취된 코일이 권취 후에 권선 지지대로부터 분리되는지의 여부에 따라 결정된다. 코일이 권선 지지대 상에 잔존하는 경우, 권선 지지대의 재료는 예컨대 유리 섬유 강화 플라스틱, 특수강, 알루미늄, 및/또는 특수강 및/또는 알루미늄을 함유한 합금을 포함할 수 있다.
도 9에는, 권선 지지대들(901 내지 907)의 다양한 실시예들의 개략적 횡단면들이 도시되어 있다. 지금까지 기술한 제1 실시예의 경우, 횡단면은, 도 4에 도시된, 절개부들(32, 33)의 영역 내 절단면(IX)에 상응한다. 권선 지지대들(901 내지 907) 각각은 내부 영역에 슬릿형 절개부들(32, 33)을 구비한 2개의 부분 부재(23, 24)를 포함한다. 제1 실시예의 권선 지지대(901)의 경우, 절개부들(32, 33)은 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐서만 연장되며, 그럼으로써 부분 부재들의 외부 영역들에서 환형으로 연속되는 섹션들이 제공된다. 도 9에서, 외주에 걸쳐 연속되는 섹션들은 전부 빗금으로 표시되어 있는 반면, 절개부들에 관계된 섹션들은 개방 구조들로 묘사되어 있다. 절개부들(32, 33)을 구비한, 부분 부재들(23, 24)의 내부 영역들 상에는, 복수의 스트립 도체(1) 층 형태의 두 부분 권선(51 및 52)이 놓여 있다.
권선 지지대(902)의 제2 실시예의 경우, 두 부분 부재(23, 24)가 서로 상이한 폭으로 형성됨에 따라, 비대칭으로 길게 절개된 스트립 도체에 2개의 부분 코일(45, 46)을 감으면 상이한 폭의 부분 권선들을 가진 이중 코일이 형성된다. 제2 실시예에 따른 상기 권선 지지대(902)의 3차원 개략도가 도 10에 도시되어 있다.
권선 지지대(903)의 제3 실시예의 경우, 부분 부재들(23, 24)은 외부면 상에 각각 환형 단부 편(48, 49)를 구비하며, 이들 단부 편의 베이스 면은 관련된 부분 부재의 베이스 면보다 더 크다. 따라서, 두 부분 부재(23, 24) 상에 제공된 부분 권선들(51, 52)은, 상기 두 단부 편(48, 49)에 의해 외측으로 제한되며, 이는 권취 시 상대적으로 더 정밀한 공간 포지셔닝을 유도한다. 단부 편들(48, 49)은 절개부를 갖지 않는다.
권선 지지대(904)의 제4 실시예의 경우, 부분 부재들(23, 24)은 내부면 상에 각각 환형 중간 편(53, 54)을 구비하며, 이들 중간 편의 베이스 면은 관련된 부분 부재들의 베이스 면보다 더 크다. 따라서 두 부분 부재(23, 24) 상에 제공된 부분 권선들(51, 52)이 두 중간 편(53, 54)에 의해 내측으로 제한되며, 이 역시 권취 시 정밀한 포지셔닝을 유도한다.
특히 바람직한 경우는, 외측 단부 편들(48, 49)뿐 아니라 내측에 놓인 중간 편들(53, 54)도 각각의 부분 부재들과 결합되어 있는, 제5 실시예에 따른 권선 지지대(905)이다. 이런 방식으로, 부분 권선들(51, 52)의 양쪽 모두 목표하는 위치에 파지된다. 제4 실시예뿐 아니라, 제5 실시예에서도, 권선 지지대(904, 905)의 중간 편들(53, 54)이 마찬가지로 절개부를 가지며, 이들 절개부는 부분 부재들(23, 24)의 절개부들(32, 33)과 함께 연속 슬릿을 형성한다. 제5 실시예와 관련된 도 11에 개략적으로 도시된 것처럼, 이는 스트립 도체의 도체 단부(5)가 권선 지지대(905) 내로 수월하게 삽입될 수 있게 한다.
이와 다르게, 제6 및 제7 실시예의 권선 지지대들(906 및 907)은, 도 9에서 중간 편들(53, 54)의 빗금으로 표시된 것처럼, 절개부들의 영역에서도 환형으로 닫혀 있는 중간 편들(53, 54)을 포함한다. 그에 따라, 중간 편들(53, 54)을 통과하여 도체 단부들(5)을 삽입하는 것은 불가능하다. 도 12에는, 본 발명의 제6 실시예에 따른 권선 지지대(906)의 3차원 개략도가 도시되어 있다. 이 경우, 우선 스트립 도체의 도체 단부(5)가 두 부분 부재(23, 24)의 절개부들(32, 33)을 통해 삽입되고, 그 다음, 각각 2개의 반부(53a, 53b 및 54a, 54b) 형태의 중간 편들(53, 54)이 삽입 방향을 따라 바깥쪽으로부터 권선 지지대(906)의 부분 부재들(23, 24) 사이로 삽입된다. 중간 편들(53, 54)의 삽입 후에, 전기 코일의 나머지 권선들은 권취 축(26)을 중심으로 실시되는 권선 지지대(906)의 회전을 통해 감길 수 있다.
도 13에는, 초전도 코일의 제조 방법을 위한 제1 실시예의 4개의 부분 단계가 개략적 측면도로 도시되어 있다. 제1 단계(1301)에서, 이중 결합형 초전도 스트립 도체(1)의 도체 단부(5)가 권선 지지대(22)의 슬릿 내로 삽입된다. 그 다음, 제2 단계에서, 잔존하는 스트립 도체(1)의 대부분이 공급 스풀(58)로부터 제1 권취 방향(60)을 따라서 권선 지지대(22) 상에 감긴다. 이 경우, 평행하게 놓인 2개의 코일 권선이 이중 코일의 형태로 제조된다. 상기 이중 코일에 대해 대칭을 이루며 동일한 스트립 도체(1)로 형성된, 두 번째 쌍의 코일 권선을 제조하기 위해, 제3 단계(1303)에서 제2 도체 단부(6)가 제2 권선 지지대(62)의 슬릿 내로 삽입된다. 그 다음, 제4 단계(1304)에서 스트립 도체(1)의 일부분이 제2 권취 방향(61)을 따라서 제2 권선 지지대(62) 상에 다시 권취된다. 그럼으로써, 단일 초전도 스트립 도체로 형성된, 두 쌍의 대칭 부분 코일이 획득된다. 여기에 도시되지 않은 추가 방법 단계들에서, 코일 쌍들은 권선 지지대의 각각의 부분 부재들의 분리를 통해 상호 분리되며, 총 4개의 부분 코일은, 전류 전도 시 이들 부분 코일에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록, 서로 상대적으로 배열된다. 이는, 도 8에 도시된 부분 코일들의 서로 반대 방향의 회전과 유사하게 수행된다.
도 14에는, 초전도 코일의 제조 방법에 대한 제2 실시예의 4개의 부분 단계가 개략적으로 도시되어 있다. 제1 단계(1401)는 도 13의 제1 실시예의 제1 단계와 동일하다. 그러나 제2 단계(1402)에서는 이중 결합형 초전도 스트립 도체(1)의 일부분만 제1 권선 지지대 상에 감긴다. 제3 단계(1403)에서, 제3 권선 지지대(63)의 2개의 부분 부재는, 스트립 도체(1)가 후속하여 제3 권선 지지대(63)의 슬릿을 통과하도록, 양쪽에서 스트립 도체의 둘레에 배치된다. 제4 단계(1404)에서는, 잔존하는 스트립 도체(1)의 대부분이 공급 스풀(58)로부터 제3 권선 지지대 상으로 감긴다. 따라서 두 쌍의 대칭 부분 코일을 갖는 초전도 코일이 형성되며, 이들 쌍은 서로 상이한 권선 지름을 보유한다. 본 실시예에서도, 여기에 도시되지 않은 추가 단계들에서, 두 쌍의 부분 코일이 서로 분리되고, 모든 개별 코일들은, 공통 스트립 도체를 통한 전류 전도 시 생성된 자계들이 상호 보강되도록, 서로 상대적으로 배열된다.
본원에 도시되지 않은 제조 방법의 제3 실시예에서는, 스트립 도체(1)의 각각의 반부로부터 상이한 지름을 갖는 2개의 코일 쌍이 형성되도록, 앞서 기술한 두 실시예가 상호 조합된다. 즉, 각각 2개의 개별 코일로 형성된 4개의 코일 쌍을 갖는 초전도 코일이 형성되도록, 제1 및 제2 방법 실시예의 단계들이 상호 조합된다.

Claims (15)

  1. 권취 축(26)에 대해 수직으로, 서로 평행하게 놓인 2개의 권취 평면에서 이중 전기 코일을 권취하기 위한 2개 이상의 부분 부재(23, 24)를 포함하는 권선 지지대(22)이며,
    상기 2개 이상의 부분 부재(23, 24)는 상호 동일한 베이스 면을 가진 환형 구조이고, 각각 직선 실린더의 케이싱 상에 놓인 외표면(30)을 가지며,
    상기 2개 이상의 부분 부재(23, 24) 각각은 하나 이상의 슬릿형 절개부(32, 33)를 포함하고, 이 절개부의 길이 방향은 적어도 각각의 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐 연장되며,
    상기 2개 이상의 부분 부재(23, 24)는, 이들 부분 부재가 권취 축(26)의 방향으로 측면으로 오프셋되어 인접하도록 배열되고 상기 두 부분 부재(23, 24)의 절개부들(32, 33)은 두 부분 부재에 걸쳐 연장되는 공통 슬릿을 형성하도록, 상호 연결되어 있거나, 연결될 수 있는, 권선 지지대(22).
  2. 제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 슬릿형 절개부(32, 33) 각각은 2개의 제1 경계면(40)을 포함하고, 이들 경계면은 권취 평면에 대해 수직으로 놓여 서로 실질적으로 평행하게 연장되며, 각각의 부분 부재(23, 24)의 외표면(30) 상에서 각각의 실린더 케이싱과 최대 20도의 각도(α)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 권선 지지대(22).
  3. 제2항에 있어서, 슬릿형 절개부들(32, 33)의 양측 제1 경계면(40)은, 각각의 부분 부재의 외표면 상에서 각각의 실린더 케이싱과 최대 10도의 각도(α)를 형성하는 휘어진 면들인 것을 특징으로 하는, 권선 지지대(22).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 부분 부재(23, 24)의 외표면들(30)은 모두, 적어도 2회 회전 대칭형 베이스 면을 포함하는 공통 직선 실린더의 케이싱 상에 놓이는 것을 특징으로 하는, 권선 지지대(22).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 슬릿형 절개부(32, 33)는 하나 이상의 부분 부재(23, 24) 내에서 각각의 실린더 케이싱의 높이의 일부분에 걸쳐서만 연장되는 것을 특징으로 하는, 권선 지지대(22).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 부분 부재(23, 24)는 권취 축(26)의 방향으로 상이한 크기의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는, 권선 지지대(22).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부분 부재(23, 24)는 환형 단부 편(48, 49)과 연결되고, 상기 단부 편의 베이스 면은 관련 부분 부재(23, 24)의 베이스 면보다 더 크며, 상기 단부 편은 인접한 부분 부재(23, 24)의 반대쪽 측면에 배치되는, 권선 지지대(22).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부분 부재(23, 24)는 환형 중간 편(53, 54)과 연결되고, 상기 중간 편의 베이스 면은 관련 부분 부재(23, 24)의 베이스 면보다 더 크며, 상기 중간 편은 인접한 부분 부재(23, 24)쪽 측면에 배치되는, 권선 지지대(22).
  9. 제8항에 있어서, 하나 이상의 중간 편(53, 54)은 슬릿형 절개부를 가지며, 상기 슬릿형 절개부는 상기 두 부분 부재(23, 24)가 연결된 상태에서, 상기 두 부분 부재(23, 24)의 절개부들(32, 33)과 함께, 두 부분 부재(23, 24)에 걸쳐 연장되는 공통 슬릿을 형성하는, 권선 지지대(22).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 권선 지지대(22)를 구비한 전기 코일(44)이며, 상호 동일한 개수의 코일 권선을 포함한 2개의 부분 코일(45, 46)로 이루어진 이중 코일의 형태로 권취된 이중 결합형 스트립 도체(1)를 포함하는 전기 코일에 있어서,
    각각의 부분 코일(45, 46)은 권선 지지대(22)의 부분 부재(23, 24) 상에 제공되고, 상기 두 부분 코일(45, 46)은, 공통 스트립 도체(1)를 통한 전류 전도 시 상기 두 부분 코일에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록, 서로 상대적으로 배향되는, 전기 코일(44).
  11. 제10항에 따른 전기 코일(44)이며,
    상기 전기 코일은, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 2개 이상의 권선 지지대(22, 62)와, 두 쌍 이상의 부분 코일(45, 46)을 포함하는 하나 이상의 이중 결합형 스트립 도체(1)를 가지며, 상기 부분 코일 쌍들 중 각각 하나의 쌍 내에 포함된 코일 권선의 개수는 서로 동일한, 전기 코일(44).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 이중 결합형 스트립 도체(1)는 연속 초전도 층(20)을 포함하며 슬릿을 갖는 스트립 도체인, 전기 코일(44).
  13. 전기 코일(44)을 제조하기 위한 방법이며, 적어도 하기 단계들, 즉
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제1 권선 지지대(22)의 슬릿 내로 이중 결합형 스트립 도체(1)의 제1 도체 단부(5)를 삽입하는 단계와,
    - 제1 권선 지지대(22) 상에 스트립 도체(1)의 2개의 도체 분기(2, 4)를 권취하는 단계로서, 상기 제1 권선 지지대(22)의 두 부분 부재(23, 24)가 상호 연결되고, 상기 2개의 도체 분기(2, 4) 각각이 제1 권선 지지대(22)의 부분 부재(23, 24) 상에 감겨서 부분 코일(45, 46)을 형성하며, 상기 두 부분 코일(45, 46)은 공통 권취 축(26)을 중심으로 하는 제1 권선 지지대(22)의 회전을 통해 동시에 제조되는, 권취 단계와,
    - 제1 권선 지지대(22)의 상기 두 부분 부재(23, 24)를 분리함으로써 두 부분 코일(45, 46)을 분리하는 단계와,
    - 공통 스트립 도체(1)를 통한 전류 전도 시 두 부분 코일에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록, 상기 두 부분 코일(45, 46)을 공간적으로 배열하는 단계를 포함하는, 전기 코일의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방법은 2개의 도체 분기(2, 4)의 일차 권취 후에 추가로 하기 단계들, 즉
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제2 권선 지지대(62)의 슬릿 내로 스트립 도체(1)의 제2 도체 단부(6)를 삽입하는 단계와,
    - 제2 권선 지지대(62) 상에 스트립 도체(1)의 일부분을 다시 권취하는 단계로서, 제2 쌍의 부분 코일들(45, 46)이 형성되고, 상기 제2 쌍의 부분 코일들은 추후 상호 분리되어, 공통 스트립 도체(1)를 통한 전류 전도 시 상기 제2 쌍의 부분 코일들(45, 46)에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록 공간적으로 배열되는 단계를 포함하는, 전기 코일의 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 방법은 2개의 도체 분기(2, 4)의 일차 권취 후에 추가로 하기 단계들, 즉
    - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제3 권선 지지대(63)의 슬릿 내로 스트립 도체(1)의 일 부분 부재를 삽입하는 단계와,
    - 제3 권선 지지대(63) 상에 스트립 도체(1)를 권취하는 단계로서, 제3 쌍의 부분 코일들(45, 46)이 형성되고, 상기 제3 쌍의 부분 코일들은 추후 상호 분리되어, 공통 스트립 도체(1)를 통한 전류 전도 시 상기 제3 쌍의 부분 코일들(45, 46)에 의해 생성된 자계들이 상호 보강되도록 공간적으로 배열되는 단계를 포함하는, 전기 코일의 제조 방법.
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