WO2011062344A1 - 초전도선재의 다중전위방법 - Google Patents

초전도선재의 다중전위방법 Download PDF

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WO2011062344A1
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superconducting
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wire unit
wires
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최경달
이지광
김우석
박찬
김영일
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한국산업기술대학교산학협력단
우석대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a multi-potential method of a superconducting wire, and more particularly, a second generation superconducting wire which is firstly displaced is composed of each superconducting wire unit, and the phases of the superconducting wire units are mutually different from each other along the longitudinal direction. It relates to a multipotential method of dislocation to change.
  • Superconductivity refers to a phenomenon in which the electrical resistance becomes "0" when the temperature, the magnetic field and the current are kept below a certain threshold.
  • Some materials exhibit a loss of resistance at or below a certain temperature, and these materials allow electricity to flow without generating heat, resulting in no energy loss. Such materials are called superconductors. Superconducting phenomena appear only in certain materials and are affected by temperature, magnetic fields, and conduction current.
  • the superconductor can flow a current without resistance only below the superconducting transition temperature (Tc) and below the critical magnetic field (Hc), and there exists a critical current density (Jc), which is the maximum conduction current density that can flow without resistance.
  • Tc superconducting transition temperature
  • Hc critical magnetic field
  • Jc critical current density
  • the coil is manufactured by winding the wire rod into coils of various geometric shapes, and when a current flows through the wire rod, a magnetic field is generated from the coil. If the wire rod is a superconductor, there is no power loss due to resistance, which is called a superconducting coil.
  • the superconducting coils or windings are used for transformers, motors, magnetic resonance imaging (MRI) and spectroscopy of NMR (Nuclear Magnetic Resonance), and the maximum current at which superconductivity is maintained in order to use superconductors in windings of power devices including superconducting transformers. Maintain current below the critical current.
  • the current sharing between each parallel conductor should be equal, and if the current sharing between parallel conductors is not equal, a specific one of the superconducting parallel conductors When the classification occurs and exceeds its own critical current, the superconducting characteristics are lost and the superconducting winding may be broken.
  • the present inventors have proposed a potential method as shown in FIG.
  • the curved wire formed by slitting the superconducting wire material of epitaxially grown multi-layer thin film in a zigzag slit continuously is repeatedly processed to the length to be worked.
  • a method of preparing a plurality of wires and twisting the plurality of prepared wires so as to be in contact with each other is described.
  • the distance between the bends should be adjusted according to the number of element wires forming the bends for dislocations, and accordingly, the mold of the head portion of the press must be manufactured separately, which requires a lot of manufacturing cost.
  • the process of twisting many tens to hundreds of wires at the same time is very complicated, which leads to a problem of low productivity and poor dislocation quality.
  • the present invention is to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention to be produced by secondary potential of the superconducting wire unit using a superconducting wire unit which is formed with a certain number of wires and is firstly displaced. It is to provide a multi-potential method of superconducting wire material that can displace a large number of wires while reducing the pattern of the wires.
  • the multi-potential method of displaced second generation superconducting wires by forming a bent portion by slit zigzag slit superconducting wires of epitaxially grown multilayer thin thin film And repeatedly forming the bent part to process a desired length to prepare an element wire, and overlapping the prepared plurality of element wires so that the bent portions of adjacent element wires come into contact with each other to form a primary displaced superconducting wire unit.
  • the plurality of superconducting wire units are connected to each other by rotating along the longitudinal direction with respect to the central axis of the bundle. It characterized in that it comprises a step of twisting and engaging the secondary potential.
  • the rotation of the superconducting wire unit is characterized by rotating so that the top and bottom of the superconducting wire unit itself does not change.
  • the method further includes the step of arranging a plurality of the second superconducting wire unit bundles in parallel and rotating the plurality of superconducting wire unit bundles along the length direction to twist the plurality of superconducting wire unit bundles to each other to form a third potential. It is characterized in that the configuration.
  • a plurality of superconducting wires are formed by using a superconducting wire unit formed of a relatively small number of wires (for example, 3 to 5) and having a primary potential.
  • the second potential of the unit reduces the number of wires to be produced, but also enables the potential of a large number of wires, so even in a high current superconducting device, the potential of the superconducting wire is easy, and the production and handling of the superconducting wire is easy, and the process is simple. And there is an advantage that can reduce the production cost.
  • FIG. 1 is a view showing the manufacture of a superconducting wire unit in the multi-potential method of the superconducting wire according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the secondary potential according to the present invention.
  • 3 to 5 are cross-sectional views taken along line A-A ', B-B' and C-C 'of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a multipotential method of a superconducting wire according to the present invention.
  • the multi-potential method of displaced second generation superconducting wires by forming a bent portion by slit zigzag slit superconducting wires of epitaxially grown multilayer thin thin film And repeatedly forming the bent part to process a desired length to prepare an element wire, and overlapping the prepared plurality of element wires so that the bent portions of adjacent element wires come into contact with each other to form a primary displaced superconducting wire unit.
  • the plurality of superconducting wire units are connected to each other by rotating along the longitudinal direction with respect to the central axis of the bundle. It characterized in that it comprises a step of twisting and engaging the secondary potential.
  • the superconducting wire will be described based on the second generation superconducting wire produced by depositing a superconducting layer on the nickel alloy substrate.
  • the superconducting wire of epitaxially grown multilayer thin thin film is slit in zigzag to form a bent portion, and the bent portion is repeatedly formed to be processed to a desired length. To prepare the wire.
  • the superconducting wire along the slit form, for example, continuously repeated one cycle in which a bent portion having a length of, for example, 125mm or less
  • the wires 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e are prepared by processing the desired length.
  • the formation of the bent portion by slitting the superconducting wire as described above is to reduce the AC loss generated in the superconducting wire.
  • the reason why the AC loss is important is that the more the superconducting wire loss, the greater the refrigeration load.
  • the plurality of prepared wires (10a, 10b, 10c, 10d, 10e) are bonded by overlapping the bent portion of the adjacent wires to abut each other.
  • the number of the element wires is five, for example, but is not necessarily limited to this, of course, may be set to an appropriate number of three or more if necessary.
  • the combination of a plurality of element wires but attaching the second element wire 10b to the lower portion of the first element wire 10a, overlapping the bent portion of the second element wire 10b to abut on the bent portion of the first element wire 10a, two adjacent element wires To twist together.
  • the five element wires are combined with each other to form the primary potential superconducting wire unit 10.
  • a plurality of primary-conducting superconducting wire units are prepared, and a plurality of superconducting wire units 10, 11, 12, and 13 are arranged in parallel along the longitudinal direction to prepare a superconducting wire unit bundle 20.
  • the number of the superconducting wire unit is four as an example, of course, can be appropriately three or five, depending on the amount of current required.
  • the plurality of superconducting wire units 10, 11, 12, and 13 have a 2 x 2 arrangement structure arranged two at a time, and the bundle of the plurality of superconducting wire units arranged as described above. Is abbreviated as "superconducting wire unit bundle 20".
  • each of the superconducting wire units 10, 11, 12, and 13 is made of a thin tape shape having a width (w) of 12 mm and a thickness of 100 m.
  • the superconducting wire units are twisted with each other to secondarily displace the superconducting wires.
  • the secondary potential is achieved by rotating the plurality of superconducting wire units 10, 11, 12, 13 along the longitudinal direction such that the position changes with respect to the central axis of the superconducting wire unit bundle 20.
  • each superconducting wire unit is rotated by 90 ° as an example, but may be rotated by 180 ° or 360 ° depending on the length of the wire required.
  • the length L up to the position of 90 ° rotation using a superconducting wire unit having a width of 12 mm and a thickness of 100 ⁇ m is 50 cm, and by this configuration, each thin tape-shaped superconducting wire unit is twisted or twisted. Can be secondary potential without.
  • the first superconducting wire unit 10 is at the upper left
  • the second superconducting wire unit 11 at the upper right
  • the third superconducting wire unit 12 at the lower left
  • the fourth superconducting at the lower right.
  • the wire rod unit 13 is arranged.
  • the superconducting wire unit 10, 11, 12, 13 of each unit arranged as described above is gradually rotated counterclockwise with respect to the central axis of the superconducting wire unit bundle 20.
  • the third superconducting wire unit 12 is disposed at the lower end.
  • the third superconducting wire unit 13 is disposed at the lower right side.
  • the plurality of superconducting wire units by rotating the plurality of superconducting wire units 10, 11, 12, 13 along the longitudinal direction so that the position changes with respect to the central axis of the superconducting wire unit bundle 20. Can be twisted together to bind the secondary potential.
  • the rotation of the superconducting wire unit is rotated so that the top and bottom of the superconducting wire unit itself does not change. That is, the superconducting wire unit is not twisted or twisted by itself, and rotates about the superconducting wire unit bundle with the upper surface always facing upward and the lower surface always facing downward.
  • the superconducting wire unit has a very thin tape shape having a width of 12 mm and a thickness of 100 ⁇ m, the superconducting wire may be cracked or broken when twisted or twisted.
  • each superconducting wire unit is maintained at an interval l of about 1 mm, and the width is about 12 mm, so that the upper and lower sides of the superconducting wire unit itself change even at a length of about 50 cm (L) up to a 90 ° rotation position. Even if it is not rotated, the superconducting wire unit bundle can be rotated without twisting or twisting the superconducting wire unit.
  • the second potential of the superconducting wire can be displaced again to form the third potential of the superconducting wire.
  • the superconducting wire unit bundle 20 may be tertiaryly displaced in the same manner as the secondary potential of the superconducting wire unit.
  • Arranging a plurality of secondary superconducting wire unit bundles 20 in parallel and rotating the plurality of superconducting wire unit bundles so that the phase changes along the longitudinal direction of the bundle to twist the plurality of superconducting wire unit bundles together Can be 3rd potential

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 1차로 전위된 2세대 초전도선재를 각각의 초전도선재 유니트로 구성하고, 각각의 초전도선재 유니트 상호간을 길이방향을 따라 서로간의 위상이 변화하도록 전위시키는 초전도선재의 다중전위방법에 관한 것으로서, 초전도선재를 지그재그로 슬릿하여 굴곡부를 형성하고, 상기 굴곡부를 반복 형성하여 원하는 길이만큼 가공하여 소선을 준비하는 단계와, 상기 준비된 복수의 소선을 인접한 소선끼리의 굴곡부가 서로 맞닿도록 중첩시켜 결합하여 1차전위된 초전도선재 유니트를 형성하는 단계와, 상기 1차전위된 초전도선재 유니트를 복수개 준비하고, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 길이방향을 따라 병렬로 배치하여 초전도선재 유니트번들을 준비하는 단계와, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 상기 초전도선재 유니트번들의 중심축을 기준으로 길이방향을 따라 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트를 서로 꼬아 결합하여 2차전위시키는 단계를 포함하여 구성되어, 소선의 패턴을 줄이면서도 많은 수의 소선을 전위시킬 수 있으므로 대전류의 초전도장치에서도 초전도선재의 전위가 용이하고, 초전도선재의 제작 및 취급이 용이하며, 공정이 간단하고 생산비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Description

초전도선재의 다중전위방법
본 발명은 초전도 선재의 다중전위방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1차로 전위된 2세대 초전도선재를 각각의 초전도선재 유니트로 구성하고, 각각의 초전도선재 유니트 상호간을 길이방향을 따라 서로간의 위상이 변화하도록 전위시키는 다중전위방법에 관한 것이다.
초전도 현상이란, 온도, 자장 및 전류가 특정한 임계값 이하로 유지될 경우 전기적 저항이 "0"으로 되는 현상을 말한다.
어떤 물질은 일정 온도 이하에서 저항이 사라지는 현상을 보이며, 이와 같은 물질을 사용하면 열을 발생시키지 않으면서 전기를 흘릴 수 있어 에너지 손실이 없다. 상기와 같은 물질을 초전도체라 하며, 초전도 현상은 특정한 물질에서만 나타나며 온도, 자장 그리고 통전전류에 영향을 받는다.
초전도체는 초전도 전이온도(Tc) 이하와 임계자장(Hc) 이하에서만 저항이 없이 전류를 흘릴 수 있고, 이때 저항이 없이 흘릴 수 있는 최대 통전전류밀도인 임계전류밀도(Jc)가 존재한다. 상기 초전도체를 응용하는데 있어 선 혹은 테이프 형태로 가공이 유용하여, 상기 가공된 초전도체를 사용하여 높은 자장을 생성시키는 초전도 전자석에 널리 사용되고 있다.
상기 코일은 선재를 여러 기하학적 형태의 코일로 권선하여 제작되며, 선재를 통해 전류를 흘리면 자장이 코일로부터 발생하게 되는데, 선재가 초전도체이면 저항에 의한 전력 손실이 없으며 이를 초전도코일이라 한다.
상기 초전도코일 또는 권선은 변압기와 모타, MRI(Magnetic Resonance Imaging) 및 NMR(Nuclear Magnetic Resonance)의 Spectroscopy 등에 사용되며, 초전도 변압기를 포함한 전력 기기들의 권선에 초전도체를 사용하기 위해서는 초전도 현상이 유지되는 최대 전류인 임계 전류 이하의 전류를 유지하여야 한다. 특히 대전류를 흐르게 하기 위하여 수개 이상의 초전도체를 병렬로 사용하여 권선을 제작하는 경우, 각 병렬 도체 간의 전류 분담이 균등하여야 하며, 병렬 도체 간의 전류 분담이 균등하지 않은 경우, 초전도 병렬 도체 중 특정한 도체가 전류 분류가 발생하여 자체의 임계 전류를 초과할 경우, 초전도 특성을 잃어버리게 되어 초전도 권선이 파손되는 현상이 발생될 수 있다.
여러 가닥의 초전도선재를 겹쳐서 코일을 제조하는 경우에는 각 선재 임피던스의 균형을 맞추어 줌으로써 전체 선재의 임계전류를 증가시켜주며, 동시에 교류손실을 낮추어 줄 수 있어서 초전도코일 권선에 있어 상술한 전류분류를 방지하기 위해서 전위(Transposition)가 매우 중요하다.
초전도선재를 사용한 전위의 종래기술로는 독일의 Simens사에서 개발된 Roebel Bar가 있으며, 이 외의 경우에는 코일을 제작한 후 전류도입 단자에서 전위를 구현하는 경우가 대부분이며, 1세대 초전도선재를 대신할 2세대 초전도선재에서는 니켈 합금의 기판위에 초전도 층을 증착하여 제작하는 방식을 취하기 때문에 Roebel Bar와 같은 방법으로 전위 시키기가 힘들다. 또한, 전류도입 단자에서 전위를 구현하는 방법은 코일의 갯수가 많을 경우 전위 구현이 어려우며, 전류도입 단자에서 발생되는 열로 인한 손실 발생으로 초전도선재의 장점을 살리기 힘들다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 도 1에 나타낸 바와 같은 전위방법을 제안한 바 있다.
도 1에 나타낸 초전도선재의 전위방법은, 에피택시알(Epitaxial)하게 성장시킨 다층 얇은 박막의 초전도선재를 지그재그로 슬릿(Slit)하여 형성된 굴곡부를 연속적으로 반복하여 작업하고자 하는 길이만큼 가공하여 소선을 복수개 준비하고, 준비된 복수개의 소선을 굴곡부가 서로 맞닿도록 서로 꼬아서 결합하여 전위하는 방법이 기재되어 있다.
또한, 이러한 초전도선재의 소선의 가공방법으로서, 전단력 가공법이나 와이어방전 가공법, 프레스가공법 등이 있다.
그러나, 필요한 전류의 크기가 수천 ~ 수만 암페어로 매우 커서 수십개 ~ 수백개의 소선이 전위선재를 이루어야 하는 경우, 상기 전단력 가공법이나 와이어방전 가공법에 의해 소선을 가공하게 되면, 전위를 위하여 굴곡부를 수십 ~ 수백개 형성하여야 하므로 수십 ~ 수백 미터 단위의 선재를 가공하여야 하므로 굴곡부간의 거리가 매우 커져서 선재를 연속적으로 가공하기에 생산성이 매우 떨어지고 가공후의 선재의 결합도 매우 어려워진다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 프레스가공법에 의해 가공하는 경우, 전위를 위해 굴곡부를 형성하는 소선의 수에 따라 굴곡부간의 거리를 조정하여야 하고 이에 따라 프레스의 헤드부분의 금형을 별도로 제조하여야 하기 때문에, 제조비용이 많이 소요되고 수십 ~ 수백개의 많은 소선을 동시에 꼬는 과정이 매우 복잡하여 생산성이 떨어지고 전위의 품질이 열악해진다고 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 일정수의 소선 갯수로 형성되며 1차전위되는 초전도선재 유니트를 이용하여, 초전도선재 유니트를 2차전위시킴으로써 생산하여야 할 소선의 패턴을 줄이면서도 많은 수의 소선을 전위할 수 있는 초전도선재의 다중전위방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 전위된 2세대 초전도선재의 다중전위방법은, 에피택셜(Epitaxial)하게 성장시킨 다층 얇은 박막의 초전도선재를 지그재그로 슬릿(Slit)하여 굴곡부를 형성하고, 상기 굴곡부를 반복 형성하여 원하는 길이만큼 가공하여 소선을 준비하는 단계와, 상기 준비된 복수의 소선을 인접한 소선끼리의 굴곡부가 서로 맞닿도록 중첩시켜 결합하여 1차전위된 초전도선재 유니트를 형성하는 단계와, 상기 1차전위된 초전도선재 유니트를 복수개 준비하고, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 길이방향을 따라 병렬로 배치하여 초전도선재 유니트번들을 준비하는 단계와, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 상기 초전도선재 유니트번들의 중심축을 기준으로 길이방향을 따라 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트를 서로 꼬아 결합하여 2차전위시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 초전도선재 유니트의 회전은 상기 초전도선재 유니트 자체의 상하가 변화하지 않도록 회전시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 2차전위된 상기 초전도선재 유니트번들을 복수개 병렬로 배치하고 복수개의 초전도선재 유니트번들을 길이방향을 따라 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트번들을 서로 꼬아 결합하여 3차전위하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의한 초전도선재의 다중전위방법에 의하면, 비교적 적은 수(예를 들면 3 ~ 5개)의 소선으로 형성되고 1차전위되는 초전도선재 유니트를 이용하고, 복수의 초전도선재 유니트를 2차전위시킴으로써 생산하여야 할 소선의 패턴을 줄이면서도 많은 수의 소선을 전위시킬 수 있으므로 대전류의 초전도장치에서도 초전도선재의 전위가 용이하고, 초전도선재의 제작 및 취급이 용이하며, 공정이 간단하고 생산비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 본 발명에 의하면, 2차전위된 초전도선재를 다시 3차 이상의 다중전위시키는 것이 가능하므로, 필요로 하는 전류의 크기에 따라 전위될 초전도선재의 수를 조절하는 것이 용이하다고 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 초전도선재의 다중전위방법에 있어서 초전도선재 유니트를 제조하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 2차전위를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 A-A', B-B', C-C'를 따라 본 각각의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 초전도선재의 다중전위방법을 나타내는 흐름도이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 전위된 2세대 초전도선재의 다중전위방법은, 에피택셜(Epitaxial)하게 성장시킨 다층 얇은 박막의 초전도선재를 지그재그로 슬릿(Slit)하여 굴곡부를 형성하고, 상기 굴곡부를 반복 형성하여 원하는 길이만큼 가공하여 소선을 준비하는 단계와, 상기 준비된 복수의 소선을 인접한 소선끼리의 굴곡부가 서로 맞닿도록 중첩시켜 결합하여 1차전위된 초전도선재 유니트를 형성하는 단계와, 상기 1차전위된 초전도선재 유니트를 복수개 준비하고, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 길이방향을 따라 병렬로 배치하여 초전도선재 유니트번들을 준비하는 단계와, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 상기 초전도선재 유니트번들의 중심축을 기준으로 길이방향을 따라 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트를 서로 꼬아 결합하여 2차전위시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 초전도선재의 다중전위방법에 대하여 실시예로써 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 초전도선재는 니켈합금의 기판위에 초전도층을 증착하여 제작된 2세대 초전도선재를 기준으로 설명한다.
본 발명에 의한 초전도선재의 다중전위방법은, 우선 에피택셜(Epitaxial)하게 성장시킨 다층 얇은 박막의 초전도선재를 지그재그로 슬릿(Slit)하여 굴곡부를 형성하고, 상기 굴곡부를 반복 형성하여 원하는 길이만큼 가공하여 소선을 준비한다.
여기서, 가공하고자 하는 초전도선재를 작업하고자 하는 폭을 갖도록 지그재그로 슬릿한 후, 상기 슬릿된 형태를 따라 초전도선재를, 예를 들면 125mm 이하의 길이를 갖는 굴곡부가 형성된 한 주기를 연속적으로 반복하여 작업하고자 하는 길이만큼 가공하여 소선(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)을 준비한다.
상기와 같이 초전도선재를 슬릿하여 굴곡부를 형성하는 것은 초전도선재에서 발생하는 교류손실을 줄이기 위함인데, 교류손실이 중요한 이유는 초전도선재에 손실이 많으면 많을수록 냉동 부하가 커지기 때문이다.
그런 다음, 상기 준비된 복수의 소선(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)을 인접한 소선끼리의 굴곡부가 서로 맞닿도록 중첩시켜 결합한다.
본 실시예에 있어서, 상기 소선의 갯수는 5개로 하는 것을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 3이상의 적절한 수로 할 수도 있음은 물론이다.
여기서 복수의 소선의 결합은, 첫번째 소선(10a)의 하부로 두번째 소선(10b)을 부착하되, 첫번째 소선(10a)의 굴곡부에 두번째 소선(10b)의 굴곡부가 맞닿도록 중첩시켜서, 인접한 두개의 소선이 서로 꼬아서 결합되도록 한다. 이러한 방식으로 5개의 소선을 서로 결합함으로써 1차전위된 초전도선재 유니트(10)를 형성한다.
그런 다음, 상기 1차전위된 초전도선재 유니트를 복수개 준비하고, 복수의 초전도선재 유니트(10, 11, 12, 13)를 길이방향을 따라 병렬로 배치하여 초전도선재 유니트번들(20)을 준비한다.
본 실시예에 있어서, 상기 초전도선재 유니트의 수는 4개를 예로 하였으나, 필요로 하는 전류의 크기에 따라 3개 또는 5개 등 적절한 수로 할 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 초전도선재 유니트(10, 11, 12, 13)는 상하로 2개씩 배치한 2 × 2의 배치구조를 가지며, 상기한 바와 같이 배치된 복수의 초전도선재 유니트의 묶음을 "초전도선재 유니트번들(20)"이라 약칭한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 각각의 상기 초전도선재 유니트(10, 11, 12, 13)는 폭(w) 12mm, 두께 100㎛의 얇은 테이프 형상으로 제조된 것을 예로 하였다.
그런 다음, 상기 초전도선재 유니트를 서로 꼬아서 상기 초전도선재를 2차전위시킨다.
여기서 상기 2차전위는 상기 복수의 초전도선재 유니트(10, 11, 12, 13)를 상기 초전도선재 유니트번들(20)의 중심축을 기준으로 위치가 변화하도록 길이방향을 따라 회전시킴으로써 달성된다.
도 2 내지 도 5에는 각각의 초전도선재 유니트를 90°만큼 회전시키는 것을 예로서 나타내지만, 필요로 하는 선재의 길이에 따라 180°또는 360°회전시킬 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에 있어서, 폭 12mm, 두께 100㎛의 초전도선재 유니트를 이용하여 90° 회전되는 위치까지의 길이 L은 50cm이고, 이렇게 구성함으로써 각각의 얇은 테이프 형상의 초전도선재 유니트가 비틀리거나 꼬이는 일이 없이 2차전위될 수 있다.
도 2의 A-A' 단면에서 보면, 좌측상단에 첫번째 초전도선재 유니트(10)가, 우측상단에 두번째 초전도선재 유니트(11)가, 좌측하단에 세번째 초전도선재 유니트(12)가, 우측하단에 네번째 초전도선재 유니트(13)가 배치되어 있다.
상술한 바와 같이 배치된 각각의 유니트 각각의 상기 초전도선재 유니트(10, 11, 12, 13)은 상기 초전도선재 유니트번들(20)의 중심축을 기준으로 반시계방향으로 점차 회전시킨다.
이 때, 90°위상변화의 중간부분인 B-B'단면에서 보면, 상측에는 두번째 초전도선재 유니트(11)가, 중앙좌측에는 첫번째 초전도선재 유니트(10)가, 중앙우측에는 네번째 초전도선재 유니트(13)가, 하단에는 세번째 초전도선재 유니트(12)가 배치된다.
또한, 90°회전된 C-C'단면에서 보면, 좌측상단에 두번째 초전도선재 유니트(11)가, 우측상단에 네번째 초전도선재 유니트(13)가, 좌측하단에 첫번째 초전도선재 유니트(10)가, 우측하단에 세번째 초전도선재 유니트(13)가 배치된다.
상술한 바와 같이, 상기 복수의 초전도선재 유니트(10, 11, 12, 13)를 상기 초전도선재 유니트번들(20)의 중심축을 기준으로 위치가 변화하도록 길이방향을 따라 회전시킴으로써 상기 복수의 초전도선재 유니트를 서로 꼬아 결합하여 2차전위시킬 수 있다.
이 때, 상기 초전도선재 유니트의 회전은 상기 초전도선재 유니트 자체의 상하가 변화하지 않도록 회전시킨다. 즉, 상기 초전도선재 유니트는 그 자체로서 꼬이거나 뒤틀리지 않고, 상부면은 항상 위측을 향하고 하부면은 항상 아래측을 향한 채로 상기 초전도선재 유니트번들을 중심으로 회전시킨다.
상술한 바와 같이, 상기 초전도선재 유니트는 폭 12mm, 두께 100㎛의 매우 얇은 테이프 형상이므로, 그 자체를 꼬거나 뒤트는 경우 초전도선재에 균열이나 파열이 발생할 염려가 있기 때문이다.
또한, 상기 각각의 초전도선재 유니트 사이는 1mm 정도의 간격 l로 유지되어 있고, 폭이 12mm정도이기 때문에, 90°회전되는 위치까지의 길이(L) 50cm 정도에서도 상기 초전도선재 유니트 자체의 상하가 변화하지 않도록 회전시키더라도 초전도선재 유니트에 꼬임이나 뒤틀림 없이 상기 초전도선재 유니트번들을 중심으로 회전시킬 수 있다.
이로써, 5개 패턴의 소선만으로도 20개 정도의 많은 수의 소선을 전위시킬 수 있으므로 대전류의 초전도장치에서도 초전도선재의 전위가 용이하고, 초전도선재의 제작 및 취급이 용이하며, 공정이 간단하고 생산비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
한편, 2차전위된 상기 초전도선재를 다시 전위하여 3차전위된 초전도선재를 형성할 수 있다.
즉, 상기 초전도선재 유니트를 2차전위하는 것과 동일한 방법으로 상기 초전도선재 유니트번들(20)을 3차전위할 수 있다. 2차전위된 상기 초전도선재 유니트번들(20)을 복수개 병렬로 배치하고 복수개의 초전도선재 유니트번들을 그 묶음의 길이방향을 따라 위상이 변화하도록 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트번들을 서로 꼬아 결합하여 3차전위시킬 수 있다.
이로써, 2차전위된 초전도선재를 다시 3차 이상의 다중전위시키는 것이 가능하므로, 적은 수의 패턴의 소선만으로도 많은 수의 소선을 전위시킬 수 있고 필요로 하는 전류의 크기에 따라 전위될 초전도선재의 수를 조절하는 것이 용이하여, 공정이 간단하고 생산비용을 절감할 수 있다.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

Claims (3)

  1. 초전도선재의 전위방법에 있어서,
    에피택셜(Epitaxial)하게 성장시킨 다층 얇은 박막의 초전도선재를 지그재그로 슬릿(Slit)하여 굴곡부를 형성하고, 상기 굴곡부를 반복 형성하여 원하는 길이만큼 가공하여 소선을 준비하는 단계와,
    상기 준비된 복수의 소선을 인접한 소선끼리의 굴곡부가 서로 맞닿도록 중첩시켜 결합하여 1차전위된 초전도선재 유니트를 형성하는 단계와,
    상기 1차전위된 초전도선재 유니트를 복수개 준비하고, 상기 복수의 초전도선재 유니트를 길이방향을 따라 병렬로 배치하여 초전도선재 유니트번들을 준비하는 단계와,
    상기 복수의 초전도선재 유니트를 상기 초전도선재 유니트번들의 중심축을 기준으로 길이방향을 따라 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트를 서로 꼬아 결합하여 2차전위시키는 단계를
    포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도선재의 다중전위방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초전도선재 유니트의 회전은 상기 초전도선재 유니트 자체의 상하가 변화하지 않도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 초전도선재의 다중전위방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    2차전위된 상기 초전도선재 유니트번들을 복수개 병렬로 배치하고 복수개의 초전도선재 유니트번들을 길이방향을 따라 회전시켜 상기 복수의 초전도선재 유니트번들을 서로 꼬아 결합하여 3차전위하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중전위방법.
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