JP2001509947A - Airtight and flexible electrical connection for generators - Google Patents

Airtight and flexible electrical connection for generators

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JP2001509947A JP53283198A JP53283198A JP2001509947A JP 2001509947 A JP2001509947 A JP 2001509947A JP 53283198 A JP53283198 A JP 53283198A JP 53283198 A JP53283198 A JP 53283198A JP 2001509947 A JP2001509947 A JP 2001509947A
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ラミレツ,ロレンゾ
ミルズ,ロナルド,レロイ
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シーメンス・ウエスチングハウス・パワー・コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 発電機のようなガス冷却型回転電機システム用の可撓性で気密の電気カップリング(32)は、第1の結合冷媒/電気通路(36)と連通し内部に冷媒用の第1の通路を画定した第1のコネクタ手段(38)と、第2の結合冷媒/電気通路(34)と連通し内部に冷媒用の第2の通路を画定した第2のコネクタ手段(40)と、第1のコネクタ手段(38)の第1の通路を第2のコネクタ手段(40)の第2の通路と連通させる可撓管(42)と、第1のコネクタ手段(38)を第2のコネクタ手段(40)と電気的に接続する電気接続手段(54)とより成る。本発明の特徴の1つは、電気的接続手段が可撓管の外部に位置するため、電気的接続手段が内部にある場合と比べて低コストで他の利点も得られる。本発明の第2の特徴として、可撓管の外側が第1及び第2のコネクタ手段に対して封止されるため冷媒の漏洩が有効に防止される。 Abstract: A flexible, airtight electrical coupling (32) for a gas-cooled rotating electrical machine system, such as a generator, communicates with a first combined refrigerant / electrical passageway (36) and contains refrigerant therein. First connector means (38) defining a first passage for the first and second connector means communicating with the second combined refrigerant / electrical passage (34) and defining a second passage for the refrigerant therein. (40), a flexible tube (42) for communicating a first passage of the first connector means (38) with a second passage of the second connector means (40), and a first connector means (38). ) Is electrically connected to the second connector means (40). One of the features of the present invention is that the electric connection means is located outside the flexible tube, so that other advantages can be obtained at a lower cost than when the electric connection means is inside. As a second feature of the present invention, since the outside of the flexible tube is sealed with respect to the first and second connector means, leakage of the refrigerant is effectively prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 発電機用の気密で可撓性の電気接続装置発明の属する技術分野 本発明は一般的に発電機のような大型回転電機システムの分野に関し、さらに 詳細には、かかるシステムの電気と冷媒の接続部として働く改良型コネクタに関 する。従来の技術及び発明が解決しようとする課題 本願の譲受人であるウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション が設計し製造するある特定タイプの大型発電機では、運転時に生じる熱を放散さ せるための気体状の冷媒の通路がコイル巻線内またはその周りに形成されている 。ウエスチングハウス社の少なくとも1つのモデルは、導電性材料で形成した導 管をある特定の場所に設けて気体状の冷媒だけでなく電気を伝送している。 図1は、かかる発電機モデルに用いるリング/主リードの並列接続部における 電気接続装置を示している。かかる接続装置は、運転時に、被接続部品間で振動 が伝達されないようにするため可撓性を備え、また漏洩が起こらないように気密 に設計されている。 図1に示す従来型並列リングカップリング10は、一対の並列リングコネクタ 12、14と主リードコネクタ16とを、電気的にまた冷媒が流通するように接 続している。カップリング10は、ボルト機構上に形成されシリコン調合物22 によりそれぞれのコネクタ12、14、16に封止される加工ガラスブロック1 8、20と、外部のゴム製絶縁カバー24とを有する。図2に示すような多数の 可撓性電気コネクタ26が、図1に示すようにボルト30によりコネクタ12、 14、16にそれぞれ接続され、コネクタ12、14、16間に所望の電気的接 続が形成される。電気コネクタ26の周りにテープ28を巻回して、コネクタ2 6が、運転中にコネクタ12、14よりカップリング10を介して主リードコネ クタ16へ流れる冷媒から絶縁されるようにするのが好ましい。 図1及び2に示すような従来型カップリングは運転時良好に機能するが、比較 的扱いにくく高価である。この技術分野では、低コストで製造に時間のあまりか からない可撓性で気密の改良型電気カップリングが要望されている。発明の概要 従って、本発明の目的は、従来型カップリングと比べて扱いやすく製造コスト が低い、発電機のようなガス冷却型回転電機システムのための可撓性で気密の改 良型電気カップリングを提供することにある。 本発明の上記並びに他の目的を達成するために、発電機のようなガス冷却型回 転電機システム用の可撓性で気密の電気カップリングは、本発明の第1の局面に よると、第1の結合冷媒/電気通路と連通し内部に冷媒用の第1の通路を画定し た第1のコネクタ手段と、第2の結合冷媒/電気通路と連通し内部に冷媒用の第 2の通路を画定した第2のコネクタ手段と、第1のコネクタ手段の第1の通路を 第2のコネクタ手段の第2の通路と連通させる可撓管と、可撓管の外側表面を第 1及び第2のコネクタ手段に対して封止して冷媒がコネクタ手段及び可撓管から 漏洩しないようにする封止手段と、第1のコネクタ手段を第2のコネクタ手段と 電気的に接続して冷媒と電気が第1のコネクタ手段から第2のコネクタ手段へ導 かれるようにする電気接続手段とを含む。 本発明の第2の局面によると、発電機のようなガス冷却型回転電機システム用 の可撓性で気密の電気カップリングは、第1の結合冷媒/電気通路と連通し内部 に冷媒用の第1の通路を画定した第1のコネクタ手段と、第2の結合冷媒/電気 通路と連通し内部に冷媒用の第2の通路を画定した第2のコネクタ手段と、第1 のコネクタ手段の第1の通路を第2のコネクタ手段の第2の通路と連通させる可 撓管と、第1のコネクタ手段を第2のコネクタ手段と電気的に接続する電気接続 手段とより成り、電気接続手段は可撓管の外部にあって、冷媒と電気が第1のコ ネクタ手段から第2のコネクタ手段へ導かれる。 本発明の上記及び他の種々の利点並びに新規な特徴は、本明細書の一部である 請求の範囲に詳しく記載されている。しかしながら、本発明、その利点並びにそ の使用により達成される目的をより良く理解するためには、本願の一部を形成す る添付図面及び本発明の好ましい実施例を説明する関連の説明部分を参照された い。図面の簡単な説明 図1は、従来型並列リングカップリングを示す断片的な断面図である。 図2は、図1に示すカップリングの断片的な断面図である。 図3は、本発明の第1の実施例として構成した電気カップリングを断片的に示 す。 図4は、図3のカップリングの一部を断片的に示す断面図である。 図5は、本発明の第2の実施例として構成した電気カップリングを示す断片的 に示す。 図6は、図5の電気カップリングの断片的に示す図である。好ましい実施例の詳細な説明 全体に亘って同一参照番号が対応構成部分を指示する添付図面、特に図3及び 4を参照して、発電機のようなガス冷却型回転電機システム用の可撓性で気密の 電気カップリング32は、単一の並列リングコネクタ36と主リングコネクタ3 4との間で冷媒を流通させ電気的接続を行うように設計されている。カップリン グ32は、好ましくは、第1の結合冷媒/電気通路と連通する第1のコネクタ手 段38を具備するが、この第1の結合冷媒/電気通路は単一の並列リングコネク タ36である。カップリング32はさらに、第2の結合冷媒/電気通路と連通す る第2のコネクタ手段40を具備するが、この第2の結合冷媒/電気通路は図3 に示す主リードコネクタ34である。 図4から最も良く分かるように、カップリング32はさらに、第1のコネクタ 手段38の第1の通路と、第2のコネクタ手段40の第2の通路とを連通させて 運転時に冷媒が並列リング34と主リードコネクタ36との間を漏洩なしに流れ るようにする可撓管42を備えている。この可撓管42は、図4に示すように外 側表面を有し、好ましくは可撓性高分子材料で、最も好ましくはテフロンという ブランド名でも知られているポリテトラフルオロエチレンで製造される。或いは 、この可撓管42を耐熱性で可撓性の他の任意の柔軟性プラスチック材料で形成 し てもよい。 図3を再び参照して、カップリング32はさらに、それぞれが多数の接続ボル トにより第1及び第2のコネクタ手段に固定された多数の可撓性電気コネクタ5 4を有する。これらの電気コネクタ54は、有利なことに、可撓管42の外部に あるため、これら電気コネクタ54が冷媒に露されることがなく、また図1及び 2に示す従来型カップリングにおいて冷媒を連通させ電気的接続を行うに必要な 材料及び封止材の量を減少させることができる。 図4を再び参照すると、第1及び第2の封止手段46、50はそれぞれ、第1 及び第2のコネクタ手段38、40に対して可撓管42の外側表面44を封止す る目的で設けられていることが分かる。好ましい実施例では、第1及び第2の封 止手段46、50は簡単なOリング48、42よりなる。図1及び2に示すよう な従来型カップリングではシリコン調合物を適用する骨の折れる作業が必要とな るが、これとは対照的に、Oリング48、52は運転時に冷媒の漏洩を防止する 簡単でしかも有効な封止手段を提供する。 図5及び6を参照して、本発明の第2の好ましい実施例として構成した電気カ ップリング56を説明する。このカップリング56は、一対の並列リングコネク タ58、60と単一の主リードコネクタ61との間を、図1及び2に示した従来 型カップリングと同様な態様で結合するように設計されている。このカップリン グ56は、第1及び第2のコネクタ手段62、64と、第1及び第2の可撓管6 6、68とを有する。第1の可撓管66は、並列リングコネクタ58から第1及 び第2のコネクタ手段62、64の通路を介して主リードコネクタ61へ冷媒を 流通させるために設けられている。第2の可撓管68は、並列リングコネクタ6 0から第1及び第2のコネクタ手段62、64の通路を介して主リードコネクタ 61へ冷媒を流通させるために設けられている。第1の実施例と同様に、多数の 可撓性電気コネクタ70により、第1のコネクタ手段62と第2のコネクタ手段 64とを電気的に接続する。ボルト72により、電気コネクタ70をそれぞれの コネクタ手段62、64に固定する。第1の実施例と同様に、Oリング74、7 6よりなる封止手段を設けて可撓管66、68の外側表面を第1及び第2のコネ クタ手段62、64に対して封止する。再び、上述の実施例と同様に、電気コネ クタ70は可撓管66、68の外部に位置している。 本発明の種々の特徴及び利点を、その構成及び作用と共に上記説明中で明らか にしたが、本発明の原理の範囲内において、後記の請求の範囲に記載した用語の 広い一般的な意味により画定される広い幅の限度内において、特に形状、寸法及 び部品の構成の点で任意の変更が可能である。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the field of large rotating electrical systems, such as generators, and more particularly to such fields. An improved connector that acts as a connection between the electricity and the refrigerant of the system. BACKGROUND OF THE INVENTION One particular type of large generator designed and manufactured by Westinghouse Electric Corporation, the assignee of the present application, is a gas generator for dissipating heat generated during operation. A coolant passage is formed in or around the coil winding. At least one Westinghouse model uses a conduit made of a conductive material at a particular location to transmit electricity as well as gaseous refrigerant. FIG. 1 shows an electrical connection device in a ring / main lead parallel connection portion used for such a generator model. Such a connecting device is flexible in order to prevent vibrations from being transmitted between connected parts during operation, and is designed to be airtight so as not to cause leakage. In a conventional parallel ring coupling 10 shown in FIG. 1, a pair of parallel ring connectors 12, 14 and a main lead connector 16 are electrically connected so that a refrigerant flows. The coupling 10 has a processed glass block 18, 20 formed on a bolt mechanism and sealed to the respective connectors 12, 14, 16 by a silicone compound 22, and an external rubber insulating cover 24. A number of flexible electrical connectors 26, as shown in FIG. 2, are respectively connected to the connectors 12, 14, 16 by bolts 30, as shown in FIG. 1, and the desired electrical connections between the connectors 12, 14, 16 are made. It is formed. Preferably, tape 28 is wrapped around electrical connector 26 such that connector 26 is insulated from refrigerant flowing from connector 12, 14 through coupling 10 to main lead connector 16 during operation. Conventional couplings such as those shown in FIGS. 1 and 2 work well in operation, but are relatively cumbersome and expensive. There is a need in the art for an improved flexible and hermetic electrical coupling that is low cost and takes less time to manufacture. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved flexible and hermetic electrical coupling for a gas-cooled rotating electrical machine system, such as a generator, that is easier and less costly to manufacture than conventional couplings. Is to provide. To achieve the above and other objects of the present invention, a flexible and airtight electric coupling for a gas-cooled rotating electric machine system such as a generator is provided according to a first aspect of the present invention. First connector means communicating with the second combined refrigerant / electric passage and defining a first passage for the refrigerant therein, and defining a second passage for the refrigerant therein and communicating with the second combined refrigerant / electric passage. Second connector means, a flexible tube for communicating a first passage of the first connector means with a second passage of the second connector means, and an outer surface of the flexible tube for the first and second connectors. Sealing means for sealing the connector means to prevent the refrigerant from leaking from the connector means and the flexible tube; and electrically connecting the first connector means to the second connector means, so that the refrigerant and the electricity are connected. Electricity to be led from the first connector means to the second connector means And a connection means. According to a second aspect of the invention, a flexible, airtight electrical coupling for a gas-cooled rotating electrical machine system, such as a generator, communicates with a first combined refrigerant / electrical passageway and internally contains a refrigerant. A first connector means defining a first passage, a second connector means communicating with the second combined refrigerant / electrical passage and defining a second passage for refrigerant therein, and a first connector means. A flexible tube for communicating the first passage with the second passage of the second connector means, and an electric connection means for electrically connecting the first connector means to the second connector means; Is outside the flexible tube and refrigerant and electricity are directed from the first connector means to the second connector means. These and various other advantages and novel features of the invention are set forth with particularity in the appended claims, which are a part of this specification. However, for a better understanding of the present invention, its advantages, and the objects achieved by its use, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and the accompanying description which describes preferred embodiments of the invention. I want to. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a fragmentary sectional view showing a conventional parallel ring coupling. FIG. 2 is a fragmentary sectional view of the coupling shown in FIG. FIG. 3 shows a fragmentary view of an electrical coupling configured as a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a part of the coupling of FIG. 3 in a fragmentary manner. FIG. 5 is a fragmentary view showing an electrical coupling configured as a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a fragmentary view of the electrical coupling of FIG. Referring to the accompanying drawings, in which like reference numerals designate corresponding components throughout the detailed description of the preferred embodiment , and in particular with reference to FIGS. 3 and 4, flexibility for a gas-cooled rotating electrical machine system such as a generator. The airtight electric coupling 32 is designed to allow a refrigerant to flow between the single parallel ring connector 36 and the main ring connector 34 to make an electrical connection. The coupling 32 preferably comprises first connector means 38 in communication with a first combined refrigerant / electrical passage, the first combined refrigerant / electrical passage being a single parallel ring connector 36. Coupling 32 further includes second connector means 40 in communication with a second combined refrigerant / electrical passage, which is the main lead connector 34 shown in FIG. As best seen in FIG. 4, the coupling 32 further communicates the first passage of the first connector means 38 with the second passage of the second connector means 40 so that during operation the refrigerant is connected to the parallel ring. A flexible tube 42 is provided to flow between the main lead connector 36 and the main lead connector 36 without leakage. The flexible tube 42 has an outer surface as shown in FIG. 4 and is preferably made of a flexible polymeric material, most preferably polytetrafluoroethylene, also known under the brand name Teflon. Alternatively, the flexible tube 42 may be formed of any other heat-resistant and flexible flexible plastic material. Referring again to FIG. 3, the coupling 32 further includes a number of flexible electrical connectors 54, each secured to the first and second connector means by a number of connection bolts. These electrical connectors 54 are advantageously outside of the flexible tube 42 so that they are not exposed to the refrigerant, and the refrigerant can be circulated in the conventional couplings shown in FIGS. The amount of material and encapsulant required to establish communication and electrical connection can be reduced. Referring again to FIG. 4, the first and second sealing means 46, 50 are for sealing the outer surface 44 of the flexible tube 42 to the first and second connector means 38, 40, respectively. It can be seen that it is provided. In a preferred embodiment, the first and second sealing means 46,50 comprise simple O-rings 48,42. Conventional couplings such as those shown in FIGS. 1 and 2 require the laborious task of applying a silicone formulation, whereas O-rings 48 and 52 prevent refrigerant leakage during operation. To provide a simple and effective sealing means. Referring to FIGS. 5 and 6, an electrical coupling 56 configured as a second preferred embodiment of the present invention will be described. This coupling 56 is designed to couple between a pair of parallel ring connectors 58, 60 and a single main lead connector 61 in a manner similar to the conventional coupling shown in FIGS. I have. The coupling 56 has first and second connector means 62 and 64 and first and second flexible tubes 66 and 68. The first flexible tube 66 is provided for flowing the refrigerant from the parallel ring connector 58 to the main lead connector 61 via the passages of the first and second connector means 62 and 64. The second flexible tube 68 is provided for flowing the refrigerant from the parallel ring connector 60 to the main lead connector 61 via the passages of the first and second connector means 62 and 64. As in the first embodiment, the first connector means 62 and the second connector means 64 are electrically connected by a number of flexible electrical connectors 70. The bolts 72 secure the electrical connector 70 to the respective connector means 62,64. As in the first embodiment, a sealing means including O-rings 74 and 76 is provided to seal the outer surfaces of the flexible tubes 66 and 68 to the first and second connector means 62 and 64. . Again, as in the previous embodiment, the electrical connector 70 is located outside the flexible tubes 66,68. While the various features and advantages of the present invention, as well as the structure and operation thereof, have become apparent in the foregoing description, within the scope of the principles of the present invention, there will be defined by the broad and general meanings of the terms recited in the following claims. Arbitrary changes are possible within the limits of the wide width to be achieved, in particular in terms of shape, dimensions and component construction.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミルズ,ロナルド,レロイ アメリカ合衆国,フロリダ州 32738 デ ルトナ,ロッキー・ヒル・ドライブ 2052────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventors Mills, Ronald, Leroy             32738 De, Florida, United States             Lutona, Rocky Hill Drive 2052

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.発電機のようなガス冷却型回転電機システム用の可撓性で気密の電気カッ プリングであって、 第1の結合冷媒/電気通路と連通し内部に冷媒用の第1の通路を画定した第1 のコネクタ手段と、 第2の結合冷媒/電気通路と連通し内部に冷媒用の第2の通路を画定した第2 のコネクタ手段と、 第1のコネクタ手段の第1の通路を第2のコネクタ手段の第2の通路と連通さ せる可撓管と、 可撓管の外側表面を第1及び第2のコネクタ手段に対して封止して冷媒がコネ クタ手段及び可撓管から漏洩しないようにする封止手段と、 第1のコネクタ手段を第2のコネクタ手段と電気的に接続して冷媒と電気が第 1のコネクタ手段から第2のコネクタ手段へ導かれるようにする電気接続手段と より成る電気カップリング。 2.前記可撓管は高分子材料で製造されている請求項1のカップリング。 3.前記可撓管はポリテトラフルオロエチレンで製造されている請求項2のカ ップリング。 4.前記可撓管は耐振性材料により製造されている請求項1のカップリング。 5.前記封止手段は、可撓管の外側表面を第1のコネクタ手段に対して封止す る第1のOリングと、可撓管の外側表面を第2のコネクタ手段に対して封止する 第2のOリングとより成る請求項1のカップリング。 6.発電機のようなガス冷却型回転電機システム用の可撓性で気密の電気カッ プリングであって、 第1の結合冷媒/電気通路と連通し内部に冷媒用の第1の通路を画定した第1 のコネクタ手段と、 第2の結合冷媒/電気通路と連通し内部に冷媒用の第2の通路を画定した第2 のコネクタ手段と、 第1のコネクタ手段の第1の通路を第2のコネクタ手段の第2の通路と連通さ せる可撓管と、 第1のコネクタ手段を第2のコネクタ手段と電気的に接続する電気接続手段と より成り、 前記電気的接続手段は可撓管の外部に位置し、かくして冷媒と電気が第1のコ ネクタ手段から第2のコネクタ手段へ導かれる電気カップリング。 7.前記可撓管は高分子材料で製造されている請求項6のカップリング。 8.前記可撓管はポリテトラフルオロエチレンで製造されている請求項7のカ ップリング。 9.前記可撓管は耐振性材料により製造されている請求項6のカップリング。[Claims]   1. Flexible and airtight electrical enclosures for gas-cooled rotating electrical machine systems such as generators Pulling,   A first fluid passage communicating with the first combined refrigerant / electric passage and defining a first passage for the refrigerant therein; A connector means;   A second refrigerant / electrical passage communicating with the second combined refrigerant / electric passage defining a second passage for the refrigerant therein; A connector means;   A first passage of the first connector means communicating with a second passage of the second connector means; A flexible tube,   The outer surface of the flexible tube is sealed with respect to the first and second connector means to connect the refrigerant. Sealing means for preventing leakage from the cleaver means and the flexible tube;   The first connector means is electrically connected to the second connector means so that the refrigerant and the electricity are connected to each other. Electrical connection means for leading from the first connector means to the second connector means; Electrical coupling consisting of:   2. The coupling of claim 1 wherein said flexible tube is made of a polymeric material.   3. 3. The camera according to claim 2, wherein said flexible tube is made of polytetrafluoroethylene. Pulling.   4. The coupling of claim 1 wherein said flexible tube is made of a vibration resistant material.   5. The sealing means seals the outer surface of the flexible tube to the first connector means. Sealing the outer surface of the first O-ring and the flexible tube against the second connector means 2. The coupling of claim 1, comprising a second O-ring.   6. Flexible and airtight electrical enclosures for gas-cooled rotating electrical machine systems such as generators Pulling,   A first fluid passage communicating with the first combined refrigerant / electric passage and defining a first passage for the refrigerant therein; A connector means;   A second refrigerant / electrical passage communicating with the second combined refrigerant / electric passage defining a second passage for the refrigerant therein; A connector means;   A first passage of the first connector means communicating with a second passage of the second connector means; A flexible tube,   Electrical connection means for electrically connecting the first connector means to the second connector means; Consisting of   The electrical connection means is located outside the flexible tube so that the refrigerant and electricity are in the first core. An electrical coupling directed from the connector means to the second connector means.   7. 7. The coupling of claim 6, wherein said flexible tube is made of a polymeric material.   8. 8. The camera according to claim 7, wherein said flexible tube is made of polytetrafluoroethylene. Pulling.   9. 7. The coupling of claim 6, wherein said flexible tube is made of a vibration resistant material.
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