JP4981069B2 - 大電流および高周波数で電気を輸送するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、高電流および高周波数で電気を伝送するための装置に関する。

多くのタイプの導電装置があるが、高電流および高周波数で使用するように設計されている既知の装置はすべて、通常、細長い銅の棒または板の形態で作製された、大型、剛性の導電要素を使用する。
英国特許出願第２０５１４６１号明細書

導電装置が、わずかに移動することができる、または変位することができる機器に電源装置を接続することを必要とされるいくつかの応用分野において難点が生じる。この状況は、るつぼの周りに配置された、るつぼ内に置かれることになる材料を溶解する電磁誘導手段に電力を供給するために電流が使用される、また、るつぼを時々移動することができるガラス固化装置で生じる。放射性廃棄物のガラス固化の応用分野では、るつぼは、電離放射線漏れを防止するために、導電装置が隙間なしに通過しなければならない生物保護壁の背後にあるので、壁を介する交差部の場所で、課された位置および課された向きを有する剛性の要素を有する一方、導電装置が壁の背後で接続される機器の変位に追従するように可変でなければならない導電装置をどのように配置するかについてジレンマが生じ、この問題は特に困難である。というのは、この機器は、位置決め誤差を防止するほど十分に正確ではない遠隔操作手段によって配置することしかできないからである。

本発明は、その最も一般的な形態では、可撓性の導電要素で構成された接続部によって分離された２つのセグメントを備える、本質的に細長い剛性のセクション製の、少なくとも１つの導電要素を備える電気伝送装置であって、それらの２つのセグメント用のジョイント支持装置を備え、可撓性の要素が、導電要素のセグメント上にろう付けされた金属管であることを特徴とする電気伝送装置に関する。

可撓性の要素は、エネルギーの損失を代償としてセグメント間で導電し、この損失は、可撓性の要素が短いため、あまり大きくない。

したがって、可撓性の要素は、導電装置の中央部でヒンジを形成し、破損することなしに変形し、機器の変位に追従する。ジョイントセグメント支持要素は、セグメントを共に接合する可撓性の要素の破損を引き起こすことになる、セグメントが操作されている間の偶発的な、過度の異なる変位を防止する。

セグメントとジョイントセグメント支持体を接合するための、概して剛性の金属管の組合せは、極めて頻繁に起こる、セグメントを液体によって冷却しなければならない状況で正当とされ、その場合、管は、電気接続のためだけでなく、この液体が循環するセグメントのチャネル同士を接合することによる液圧接続のためにも使用される。

従来技術(たとえば、特許文献１)は、金属ブレイドまたは非常に可撓性の要素によって接合された剛性の導電体を例示するが、耐漏れ性ではなく、したがって、１つのセグメントから次のセグメントに冷却液を循環させることができない。この場合には、単純なろう付けよりはるかに複雑なコネクタで、可撓性のダクトを追加しなければならない。

デバイスの一部分を隙間なしに埋め込まなければならない生物保護壁を横断するための技術的状況に適用するために、本発明の他の多くの、特定の構成が使用される。それは、冷却用チャネルを備える第３のセグメントの形態とすることができ、前記冷却用チャネルは、第３のセグメントの表面上で、波形を有して作製され、第３のセグメントは、冷却用チャネルの直線部分と位置合わせされた電離放射線スクリーンと、第３のセグメントを取り囲む外部調整表面を備える電磁遮蔽カバーと、第３のセグメントと電磁遮蔽カバーの間に延在する充填材料とを備える。

曲げではなくデバイスの引っ張りまたは圧縮を伴う機器を移動させるために、他の構成が使用される。したがって、導電要素が、セグメントのうちのもう１つと共に延びる(おそらくは、上述の第３のセグメントに対応する)少なくとも１つの第３のセグメントと、互いに、共に延長するセグメントを押圧する顎部を備える、前記セグメントを接続するためのコネクタとを備えることが可能になる。

また、冷却用チャネルを備える、伝送装置の連続するセグメントを分解するのを可能にすることが有用であり、その場合、分離可能なコネクタを備えることが有利であり、分解された状態で自己密閉するバルブを備えることがさらに有利である。

おそらくは、より二次的な他の構成もまた、図を参照して以下の説明によって明らかとなる。

１つの想定される主な応用例では、図１に示されている電気伝送装置は、生物保護壁２によって境界を画されたチャンバと外部の間での様々な伝送の通過、または様々な物体の移送のために設けられた、その壁内の穴を介して生物保護壁２を通過する剛性の部分１を備える。剛性の部分１は、電源３に接続される。図２に示されているように、この装置は、銅製の細長い板の形態にある、また中間絶縁シート５によって互いに分離された、１つまたは複数の導電要素４(この場合には２つ)を備える。導電要素４は、外部表面上に突出する浮彫を有する冷却用チャネル６を備える。冷却用チャネル６は曲がりくねっており、より正確には、直線部分８を分離するバッフル７で構成される。銅スクリーン９は、直線部分８の連なり(alignment)に沿って導電要素４に接続され、導電要素４上の冷却用チャネル６と同じ浮彫で突出する。この構成は、特に通常なら冷却用チャネル６を通過するはずの冷却液が排出されたとき冷却用チャネル６の直線部分８に従って生物保護壁２を通過することになる電離放射線を銅スクリーン９に停止させることを可能にする。冷却用チャネル６は、後述する接続用端部部片１０上で終わり、導電要素４を横断する方向で延びる。また、剛性の部分１は、剛性の部分１が係合される生物保護壁２内の穴のセクションの残りの部分内を充填するように、導電要素４を取り囲む２つの組み立てられた半体で形成されたポリマーシェル１１を備え、最後に、電磁遮蔽カバー１２が、組立体を取り囲む。

本発明の１つの重要な要素は、電気伝送装置のもう１つの部分に位置し、保護壁２の他方の側の、すでに述べた剛性の部分１を、小さな距離だけ変位することができるガラス固化るつぼ１４に接続する。この、図３に示されている他の部分は、可撓性のコネクタ１７によって取り付けられた２つの連続するセグメント１５および１６を備える可撓性の部分１３である。剛性の部分１と同様に、セグメント１５および１６のそれぞれは、細長い銅板製の１対の導電要素１８と、導電要素１８を分離する中間絶縁シート１９とを備える。また、導電要素１８は、長手方向で導電要素１８に沿って延び、セグメント１５および１６の遠端にて、すでに遭遇しているコネクタ１０に対応するコネクタ２１上で、また、互いに面するセグメント１５および１６の端部にて、導電要素１８に横断方向で延びる接合チャネル２２上で終わる冷却用チャネル２０を備える。

接合ダクト２２は、機械的、電気的、および液圧接合部として使用され、電気および水が冷却用チャネル２０を通過することを可能にする(ステンレス鋼または銅製の)可撓性の金属管２３によって互いに接続される。可撓性の管２３の数、それらの配置および長さは、セグメントのインダクタンスを最小限に抑えるように決定される。他の部分は、セグメント１５および１６を電気的に接続しない。可撓性の管２３の本質的な特性は、セグメント１５および１６の互いの角度変位によって生み出される曲げに抗し、したがって、ガラス固化るつぼ１４の位置変動を吸収することである。対応する導体１８に接続された流体管２３間の電気的な絶縁は、導電要素１８から突出する、また導電要素１８を、それらの長さの部分全体にわたって互いに分離する中間絶縁シート１９によって維持される。いずれの場合でも、可撓性の管２３間の十分な間隔を選択し、確実にラインのインダクタンスが過剰に増大されないようにすることによって、電気アークを生じる危険性をなくすることができる。また、適度な限界内で可撓性の管２３を曲げても、可撓性の管２３が接合チャネル２２に組み上げられるろう付けが破損しないことが観察される。セグメント１５および１６は、やはり可撓性の管２３の周りに延在する、また、互いに重なり合う部分を含み、したがって電磁束の、外部への漏れを防止する電磁遮蔽カバー２４によって取り囲まれる。

可撓性のコネクタ１７が不器用な操作によって破損するのを防止するために、予防措置がとられる。セグメント１５および１６はまた、スイングアーム２７を備えるプーリブロック（pulley block）２６によって接続され、スイングアーム２７の端部にて、セグメント１５および１６が、対応するセグメント１５または１６に固定されたタブ４０と、(１つだけが示されている)ボルト止めされたピン４１とを備える連節された接続部によって垂設される。可撓性の部分１３は、移動させなければならないとき、プーリブロック２６を把持する、図示されない遠隔操作機械によって持ち上げられ、スイングアーム２７は、セグメントに接続された可撓性の部分１３のサブアセンブリ１５および１６の質量の関数として釣り合いが保たれ、それらは同じレベルのままとなり、可撓性の管２３は、事実上荷重されない。また、セグメント１５および１６は、可撓性の部分１３が解放されたとき、セグメント１５および１６を共通の支持体上で、同一かつ不変の高さで保つためのスタンド２８を備える。セグメント１５および１６が定位置に置かれたとき、スイングアーム２７は、ボルト止めされたピン４１を外すことによって分解および除去され、その結果、可撓性の部分１３の位置および形状を調整することができる。

次に、剛性の部分１と可撓性の部分１３との間の接続部に関する本装置の他の要素について述べる。図４および図５を参照されたい。剛性の部分１の導電要素４のうちの１つは、この導電要素１８の側で、側面３０を介して、タブ支持体３１が取り付けられた突出部２９を備える。したがって、可撓性の部分１３は、剛性の部分１と接触して長手方向および横断方向で固定することができ、その位置は不変である。

剛性の部分１と可撓性の部分１３との間の電気接合は、導電要素４および１８の外面に対して支圧する、移動顎部３３および固定顎部３４を備えるバイス３２によって得られる。移動顎部３３は導電性であり、互いに直接接続されない、対応する導電要素４、１８間で電気接続を生じ、これらの導電要素４および１８と重なり合い、かつそれらから分離されたままとなり、分解することができ、固定顎部３４は、突出部２９に固定される。クランプ用ボルト３５は、締められたとき、移動顎部３３を導電要素４および１８と接触した状態に押すことによって、顎部を互いに近接して保持する。移動顎部は、緩められたとき解放され、導電要素４および１８を分離することができる。クランプ用ボルトは、固定顎部３４および突出部２９と同じ電位にあるが、移動顎部３３とクランプ用ボルト３５のナットとの間の絶縁ディッシュ３７を介して、移動顎部３３から電気的に分離される。スリーブ３７は、クランプ用ボルト３５のステムを取り囲み、突出部２９上に支持カラーを備える。

したがって、電気は、導電要素４および１８の１対について突出部２９を介して、また導電要素の他方の対について導電顎部３３を介して伝送される。ガラス固化るつぼ１４の、規定された限界内での移動は、可撓性の部分１３の導体１８が突出部２９の側面３０上で、または導電顎部３３上で摺動することにより、接触が断たれることなしに、かつ導通が中断されることなしに、また、水平または垂直の変位については、すでに述べたように可撓性のコネクタ１７の曲げにより受けられる。

部分１および１３の端部部片１０および２１は、遠隔操作ツールによって端部部片１０および２１上に容易に接続させることができる湾曲したコネクタ３８によって取り付けられる。コネクタ３８は可撓性であり、電気絶縁物がそれらの外部面全体を覆う。有利には、コネクタ３８は、より容易に定位置に置き、かつ除去することができるように、セグメントの同じ側に配置される。コネクタ３８は、チャネル連通を開くために端部部片１０および２１内、およびコネクタ３８内の、図示されないバルブを解放するクリック嵌めを生み出す、端部部片１０および２１上に嵌合するリング３９を備える。これらのバルブは、コネクタ３８が除去されたとき自動的に閉じ、したがってチャネルを密閉し、漏れを防止する。そのようなシステムは、液圧接続の分野で知られており、したがって本明細書ではこれ以上述べない。

本発明の好ましい応用例の図である。 本装置の剛性のセグメントの図である。 本装置の可撓性部分の図である。 セグメントの、冷却される導体との機械的、電気的、および液圧接続の図である。 セグメントの、冷却される導体との機械的、電気的、および液圧接続の図である。

符号の説明

１ 剛性の部分
２ 生物保護室、生物保護壁
３ 電源
４ 導電要素
６ 冷却用チャネル
７ バッフル
８ 直線部分
９ 電離放射線スクリーン、銅スクリーン
１０ コネクタ、端部部片
１１ 充填シェル、ポリマーシェル
１２ 電磁遮蔽カバー
１３ 可撓性の部分
１４ 機器、ガラス固化るつぼ
１５ セグメント
１６ セグメント
１７ 接続部、可撓性のコネクタ
１８ 導電要素
１９ 中間絶縁シート
２０ 冷却用チャネル
２１ コネクタ、端部部片
２２ 接合チャネル
２３ 可撓性の導電要素、可撓性の管
２４ 電磁遮蔽カバー
２５ 電磁遮蔽カバー
２６ ジョイント支持装置、プーリブロック
２７ スイングアーム
２８ スタンド
２９ 接続部、突出部
３０ 接触面、側面
３１ タブ支持体
３２ バイス
３３ クランプ用顎部、移動顎部
３４ クランプ用顎部、固定顎部
３５ クランプ用ボルト
３７ 絶縁ディッシュ、スリーブ
３８ コネクタ
３９ リング
４０ タブ
４１ ボルト止めされたピン

Claims (14)

1. 少なくとも１つの導電要素を備え、剛性のかつ細長いセクションで本質的に構成された電気伝送装置であって、
   前記導電要素が、可撓性導電要素（２３）で構成された接続部（１７）によって分離された２つのセグメント（１５、１６）を備え、
   前記２つのセグメントのためのジョイント支持装置（２６）を備え、
   前記可撓性導電要素（２３）が、前記導電要素のセグメント上にろう付けされた金属管であることを特徴とする電気伝送装置。
2. 前記導電要素に冷却用チャネル（２０）が取り付けられ、
   前記管（２３）が、前記冷却用チャネルに接続され、
   前記管自体が、構造的かつ電気的に前記セクションに一体化されることを特徴とする請求項１に記載の電気伝送装置。
3. 前記導電要素が、銅製であり、
   前記可撓性導電要素が、鋼または銅製であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気伝送装置。
4. 前記２つのセグメントの前記ジョイント支持体が、スイングアームを有するプーリブロックを備え、
   前記セグメントが、前記スイングアームの両端で垂設されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気伝送装置。
5. 前記セグメントが、対応する支持スタンド（２８）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気伝送装置。
6. 前記セグメントが、対応する電磁遮蔽カバー（２４、２５）によって取り囲まれ、
   前記電磁遮蔽カバー（２４、２５）が、前記可撓性導電要素（２３）の正面で重なり合うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気伝送装置。
7. 前記導電要素が、冷却用チャネル（６）を設けた第３のセグメント（１）を備え、
   前記冷却用チャネルは、前記第３のセグメントの表面上で、波形を有して作製され、
   前記第３のセグメントが、冷却用チャネルの直線部分と位置合わせされた電離放射線スクリーン（９）と、前記第３のセグメントを取り囲む外部調整表面を備える電磁遮蔽カバー（１２）と、前記第３のセグメントと前記電磁遮蔽カバーとの間に延在する充填シェル（１１）と、を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気伝送装置。
8. 前記導電要素が、前記セグメントのもう１つを延長する少なくとも１つの第３のセグメントと、クランプ用顎部（３３、３４）を有するバイス（３２）を備えた前記延長されたセグメントを接続するためのコネクタと、を備え、前記セグメントが延長されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気伝送装置。
9. 前記セグメントが、一方向に沿って摺動する接触面（３０）によって共に接合される接続部（２９）を備え、延長されるセグメントが、顎部の密閉方向に延在、且つ共存されることを特徴とする請求項８に記載の電気伝送装置。
10. 前記顎部（３３）のうちの少なくとも１つが導電性であり、延長されたセグメントに重なり合い、それらから分離していることにより、電気接続をセットアップすることを特徴とする請求項８または９に記載の電気伝送装置。
11. セグメントに冷却用チャネルが取り付けられ、前記延長されたセグメントの前記冷却用チャネルが、分離可能なコネクタ（３８）と接続されることを特徴とする請求項９に記載の電気伝送装置。
12. 前記分離可能なコネクタおよびセグメントの冷却用チャネル端部部片に、前記コネクタが前記端部部片から分離されたとき、自己密閉するバルブが取り付けられることを特徴とする請求項１１に記載の電気伝送装置。
13. スイングアームを有する前記プーリブロックが、前記セグメントから取外し可能であることを特徴とする請求項４に記載の電気伝送装置。
14. 電源（３）と、
    前記電源によって給電される機器（１４）と、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電気伝送装置と、を備え、
    前記電気伝送装置が、生物保護室（２）を通過し、
    前記生物保護室には、前記機器および可撓性導電要素で構成されたコネクタが配置されていることを特徴とする組立体。

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