KR100467142B1 - Flexible gas tight electrical connection for generators - Google Patents
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Abstract
전기 제너레이터와 같은 가스 냉각 전기 역학적 시스템을 위한 가요성, 기밀성 전기 커플링(32)은 제 1 결합된 냉각제 및 전기 경로(36)와 연통상태에 있고 냉각제를 위해 제 1 통로를 안에 구획형성하여 가지고 있는 제 1 커넥터 요소(38); 제 2 결합된 냉각제 및 전기 경로(34)와 연통상태에 있고 냉각제를 위해 제 2 통로를 안에 구획형성하여 가지고 있는 제 2 커넥터 요소(40); 제 1 커넥터 요소(38)에 있는 제 1 통로를 제 2 커넥터 요소(40)에 있는 제 2 통로와 연통시키는 가요성 튜브(42); 그리고 제 1 커넥터 요소(38)를 제 2 커넥터 요소(40)에 전기적으로 연결시키는 전기 연결부(54)를 포함하고 있다. 본 발명의 제 1 태양에 따라, 전기 연결부는 가요성 튜브 바깥쪽에 위치되어 내부 전기 연결부와 비교할 때 비용절감 및 다른 장점을 초래한다. 본 발명의 제 2 태양에 따라, 가요성 튜브의 외부는 제 1 및 제 2 커넥터 요소에 밀봉되어 냉각제의 누출을 효과적으로 방지한다.The flexible, hermetic electrical coupling 32 for a gas cooled electrodynamic system, such as an electrical generator, is in communication with the first coupled coolant and the electrical path 36 and has a first passage therein defined for the coolant. A first connector element 38; A second connector element 40 in communication with the second coupled coolant and electrical path 34 and having a second passage therein defined for the coolant; A flexible tube 42 communicating the first passageway in the first connector element 38 with the second passageway in the second connector element 40; And an electrical connection 54 for electrically connecting the first connector element 38 to the second connector element 40. According to the first aspect of the invention, the electrical connection is located outside the flexible tube, resulting in cost savings and other advantages compared to the internal electrical connection. According to a second aspect of the invention, the exterior of the flexible tube is sealed to the first and second connector elements to effectively prevent leakage of coolant.
Description
본 발명의 양수인인 웨스팅하우스 일렉트릭 코퍼레이션에 의해 디자인되어 제조된 타입의 큰 전력 제너레이터는 작동시 가스 냉각제를 관통시켜 열을 방산시키는 것에 조력하도록 코일선 내에 그리고 그 주위에 냉각제 통로를 포함하고 있다. 적어도 하나의 웨스팅하우스 모델에서, 전기 전도성 재료로 제조된 도관은 가스 냉각제 및 전기 모두를 전달시키기 위해 일정한 위치에서 사용된다.Large power generators of the type designed and manufactured by Westinghouse Electric Corporation, the assignee of the present invention, include coolant passages in and around the coil wires to assist in dissipating heat through gas coolant during operation. In at least one Westinghouse model, conduits made of electrically conductive material are used at a constant location to deliver both gas coolant and electricity.
도 1은 이러한 제너레이터 모델을 위한 평행한 링/메인 리드 접합부에서의 전기적 연결부를 도시하고 있다. 이러한 연결부는 연결된 구성성분 사이의 진동을 전달하지않게 가요성을 갖도록 그리고 작동시 누설하지않게 기밀성을 갖도록 설계되어 있다.Figure 1 shows the electrical connections at the parallel ring / main lead junction for this generator model. These connections are designed to be flexible to not transmit vibrations between the connected components and to be airtight so as not to leak in operation.
도 1에 도시된 종래의 평행한 링 커플링(10)은 메인 리드 커넥터(16)에 대해 냉각제 연통 관점에서 그리고 전기적으로 한쌍의 평행한 링 커넥터(12, 14)를 연결시킨다. 커플링(10)은 체결 기구 상에 형성되어 실리콘 합성물(22)에 의해 각각의 커넥터(12, 14, 16)와 외부 고무 절연 커버(24)에 밀봉되어 있는 기계가공된 유리 블럭(18, 20)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와같이 다수의 가요성 전기 커넥터(26)는 도 1에 도시된 바와같이 볼트(30)에 의해 커넥터(12, 14, 16) 각각에 전기적으로 연결되어 커넥터(12, 14, 16)들 사이의 원하는 전기적 연결을 얻는다. 테이프(28)가 커넥터(26) 주위에 감겨져 있어서, 작동시 커넥터(12, 14)로부터 커플링(10)을 통하여 메인 리드 커넥터(16)로 가게 되는 냉각제로부터 커넥터(26)를 격리시킨다.The conventional parallel ring coupling 10 shown in FIG. 1 connects a pair of parallel ring connectors 12, 14 to the main lead connector 16 in terms of coolant communication and electrically. Coupling 10 is formed on a fastening mechanism and machined glass blocks 18, 20 which are sealed to respective connectors 12, 14, 16 and outer rubber insulating covers 24 by silicone composite 22. ). As shown in FIG. 2, a plurality of flexible electrical connectors 26 are electrically connected to each of the connectors 12, 14, 16 by bolts 30, as shown in FIG. 1. 16) obtain the desired electrical connection between them. The tape 28 is wound around the connector 26 to isolate the connector 26 from coolant that, in operation, goes from the connectors 12, 14 to the main lead connector 16 through the coupling 10.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 종래의 커플링이 작동시 잘 수행되어도, 이 커플링은 비교적 성가시고 비싸다. 이러한 기술적 분야에서 제작 비용이 보다 싸고 덜 시간소비적인 개량된 가요성, 가스 기밀성 전기 커플링에 대한 필요가 존재한다.Although conventional couplings such as those shown in FIGS. 1 and 2 perform well in operation, these couplings are relatively cumbersome and expensive. There is a need in this technical field for an improved flexible, gas tight electrical coupling that is cheaper and less time consuming to manufacture.
본 발명은 전력 제너레이터와 같은 큰 전기역학 시스템의 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 이러한 시스템에서의 결합된 전기/냉각제 접합을 위한 개량된 커넥터에 관한 것이다.The present invention relates to the field of large electrodynamic systems, such as power generators. More particularly, the present invention relates to an improved connector for combined electrical / coolant bonding in such a system.
도 1은 종래의 평행한 링 커플링을 도시하는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional parallel ring coupling,
도 2는 도 1에 도시된 커플링의 단면도,2 is a cross-sectional view of the coupling shown in FIG.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구조된 전기 커플링의 단면도,3 is a cross-sectional view of an electrical coupling constructed in accordance with a first embodiment of the invention,
도 4는 도 3에 도시된 커플링의 일부에 대한 일부 단면도,4 is a partial cross-sectional view of a portion of the coupling shown in FIG. 3, FIG.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구조된 전기 커플링의 단면도, 그리고5 is a cross-sectional view of an electrical coupling constructed in accordance with a second embodiment of the invention, and
도 6은 도 5에 도시된 전기 커플링을 예시하는 단면도.6 is a cross-sectional view illustrating the electrical coupling shown in FIG. 5.
따라서, 종래의 커플링 보다 제조에 있어서 덜 성가시고 비용이 보다 싼 전기 제너레이터와 같은 가스 냉각 전기 역학적 시스템을 위한 개량된 가요성, 기밀성 전기 커플링을 제공하는 것은 본 발명의 목적이다.It is therefore an object of the present invention to provide an improved flexible, hermetic electrical coupling for gas cooled electrodynamic systems, such as an electrical generator that is less cumbersome and less expensive to manufacture than conventional couplings.
본 발명의 상기 및 다른 목적을 성취하기 위하여, 전기 제너레이터와 같은 가스 냉각 전기 역학적 시스템을 위한 가요성, 기밀성 전기 커플링은 본 발명의 제 1 태양에 따라, 제 1 결합된 냉각제 및 전기 경로와 연통상태에 있고 냉각제를 위해 제 1 통로를 안에 구획형성하여 가지고 있는 제 1 커넥터 요소; 제 2 결합된 냉각제 및 전기 경로와 연통상태에 있고 냉각제를 위해 제 2 통로를 안에 구획형성하여 가지고 있는 제 2 커넥터 요소; 제 1 커넥터 요소에 있는 제 1 통로를 제 2 커넥터 요소에 있는 제 2 통로와 연통시키는 가요성 튜브로서, 외면을 가지고 있는 상기 가요성 튜브; 가요성 튜브의 외면을 제 1 및 제 2 커넥터 요소에 밀봉시켜 이에의해 냉각제가 커넥터 요소와 가요성 튜브로부터의 누설이 방지되도록 하는 밀봉장치; 그리고 제 1 커넥터 요소를 제 2 커넥터 요소에 전기적으로 연결시켜 이에의해 냉각제 및 전기 모두를 제 1 커넥터 요소로부터 제 2 커넥터 요소로 전달되도록 하는 전기 연결부를 포함하고 있다.In order to achieve the above and other objects of the present invention, a flexible, hermetic electrical coupling for a gas cooled electrodynamic system, such as an electrical generator, is in communication with a first coupled coolant and electrical path, according to a first aspect of the invention. A first connector element in a state and having a first passage therein for the coolant; A second connector element in communication with the second coupled coolant and electrical path and having a second passage therein defined for the coolant; A flexible tube communicating a first passageway in a first connector element with a second passageway in a second connector element, the flexible tube having an outer surface; A sealing device sealing the outer surface of the flexible tube to the first and second connector elements such that coolant is prevented from leaking from the connector element and the flexible tube; And an electrical connection for electrically connecting the first connector element to the second connector element, thereby allowing both coolant and electricity to be transferred from the first connector element to the second connector element.
본 발명의 제 2 태양에 따라, 전기 제너레이터와 같은 가스 냉각 전기 역학적 시스템을 위한 가요성, 기밀성 전기 커플링은 제 1 결합된 냉각제 및 전기 경로와 연통상태에 있고 냉각제를 위해 제 1 통로를 안에 구획형성하여 가지고 있는 제 1 커넥터 요소; 제 2 결합된 냉각제 및 전기 경로와 연통상태에 있고 냉각제를 위해 제 2 통로를 안에 구획형성하여 가지고 있는 제 2 커넥터 요소; 제 1 커넥터 요소에 있는 제 1 통로를 제 2 커넥터 요소에 있는 제 2 통로와 연통시키는 가요성 튜브로서, 외면을 가지고 있는 상기 가요성 튜브; 그리고 가요성 튜브의 바깥쪽에 위치되어서 제 1 커넥터 요소를 제 2 커넥터 요소에 전기적으로 연결시켜 이에의해 냉각제 및 전기 모두를 제 1 커넥터 요소로부터 제 2 커넥터 요소로 전달되도록 하는 전기 연결부를 포함하고 있다.According to a second aspect of the invention, a flexible, hermetic electrical coupling for a gas cooled electrodynamic system, such as an electrical generator, is in communication with the first coupled coolant and electrical path and partitions the first passage therein for the coolant. A first connector element formed and having; A second connector element in communication with the second coupled coolant and electrical path and having a second passage therein defined for the coolant; A flexible tube communicating a first passageway in a first connector element with a second passageway in a second connector element, the flexible tube having an outer surface; And an electrical connection positioned outside of the flexible tube to electrically connect the first connector element to the second connector element, thereby transferring both coolant and electricity from the first connector element to the second connector element.
본 발명이 특징을 이루게 하는 신규의 상기 장점 및 여러 다른 장점 그리고 특징은 여기에 첨부되어 명세서의 일부를 형성하는 청구범위에서 특징을 가지고 있는 것으로 지적될 것이다. 하지만 본 발명, 본 발명의 장점 및 본 발명의 이용에 의해 얻어지는 목적의 보다 나은 이해를 위해, 본 발명의 또다른 일부를 형성하는 도면과 본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되어 있는 첨부된 실시예에 참조가 만들어져야 한다.It will be pointed out that the novel and other advantages and features of the present invention that characterize it have the features in the claims appended hereto to form part of the specification. However, for a better understanding of the invention, the advantages of the invention and the objects obtained by the use of the invention, the figures forming another part of the invention and the accompanying embodiments in which preferred embodiments of the invention are illustrated and illustrated A reference must be made to.
동일 부호가 도면들을 통하여 상응하는 부재를 나타내는 도면들을 다시 참조하는데 특히 도 3 및 도 4를 참조하면, 전기 제너레이터와 같은 가스 냉각 전기 역학적 시스템을 위한 가요성, 기밀성 전기 커플링(32)은 단일의 평행한 링 커넥터(36)와 메인 리드 커넥터(34) 사이에 냉각제 및 전기 연결부 모두를 제공하도록 의도된 것이다. 커플링(32)은 제 1 결합 냉각제 및 전기 경로인 단일의 평행한 링 커넥터(36)와 연통상태에 있는 제 1 커넥터 요소(38)를 바람직하게 포함한다. 커플링(32)은 제 2 결합 냉각제 및 전기 경로인 도 3에 도시된 메인 리드 커넥터(34)와 연통상태에 있는 제 2 커넥터 요소(40)를 더 포함하고 있다.Referring again to the drawings, wherein like reference numerals designate corresponding members throughout the drawings, in particular with reference to FIGS. 3 and 4, a flexible, hermetic electrical coupling 32 for a gas cooled electrodynamic system, such as an electrical generator, It is intended to provide both coolant and electrical connections between the parallel ring connector 36 and the main lead connector 34. The coupling 32 preferably comprises a first connector element 38 in communication with a single parallel ring connector 36 that is a first coupling coolant and an electrical path. The coupling 32 further includes a second connector element 40 in communication with the main lead connector 34 shown in FIG. 3, which is a second coupling coolant and electrical path.
도 4에 잘 도시되어 있는 바와같이, 커플링(32)은 제 2 커넥터 요소(40)에 구획형성되어 있는 제 2 통로와 제 1 커넥터 요소(38)에 있는 제 1 통로를 연통시켜 냉각제가 작동시 평행한 링(34)과 메인 리드 커넥터(36) 사이에서 누출없이 유동할 수 있게 하는 가요성 튜브(42)를 더 포함한다. 가요성 튜브(42)는 도 4에 도시된 외면(44)을 포함하고 있고 가요성 중합체 재료, 바람직하게는 상표명 TeflonR에 의해 또한 공지되어있는 폴리테트라플루오로에틸렌으로 제조된다. 선택적으로, 가요성 튜브(42)는 열저항성 및 가요성이 있는 어떤 다른 탄성 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.As best seen in FIG. 4, the coupling 32 communicates the second passageway defined in the second connector element 40 with the first passageway in the first connector element 38 to operate the coolant. It further includes a flexible tube 42 that allows flow without leakage between the ring parallel ring 34 and the main lead connector 36. The flexible tube 42 comprises the outer surface 44 shown in FIG. 4 and is made of polytetrafluoroethylene, also known by the flexible polymer material, preferably under the trade name Teflon R. Optionally, flexible tube 42 can be made of any other elastic plastic material that is heat resistant and flexible.
도 3을 다시 참조하면, 커플링(32)은 다수의 커넥터 볼트에 의해 제 1 및 제 2 커넥터 요소(38, 40) 각각에 각각 고정되는 다수의 가요성 전기 커넥터(54)를 더 포함한다. 장점으로서, 전기 커넥터(54)는 가요성 튜브(42) 밖에 있어서 냉각제로의 커넥터(54)의 노출을 회피시켜 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 커플링에 대한 결합된 냉각제 및 전기 연결을 성취하는 데 필수적인 재료 및 밀봉제의 양을 감소시킨다.Referring again to FIG. 3, the coupling 32 further includes a plurality of flexible electrical connectors 54 secured to each of the first and second connector elements 38, 40 by a plurality of connector bolts, respectively. Advantageously, the electrical connector 54 avoids exposure of the connector 54 to the coolant outside the flexible tube 42 to provide a combined coolant and electrical connection to the conventional coupling shown in FIGS. 1 and 2. Reduce the amount of material and sealant necessary to achieve.
도 4를 다시 참조하면, 제 1 및 제 2 커넥터 요소(38, 40)에 대한 가요성 튜브(42)의 외면(44)을 밀봉하기 위해 제 1 및 제 2 밀봉 장치(46, 50) 각각이 제공되어 있는 것을 알 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 밀봉 장치(46, 50)는 단순한 O 링 (48, 52)으로서 구체화되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 종래의 커플링에서 필수적인 실리콘 합성물의 적용과 비교하여 보면, O 링(48, 52)은 작동시 냉각제의 누출을 방지하는 단순하면서도 효과적인 시일을 제공한다.Referring again to FIG. 4, each of the first and second sealing devices 46, 50 is sealed to seal the outer surface 44 of the flexible tube 42 to the first and second connector elements 38, 40. It can be seen that it is provided. In a preferred embodiment, the first and second sealing devices 46, 50 are embodied as simple O-rings 48, 52. Compared with the application of the silicone composite, which is essential in conventional couplings such as those shown in FIGS. 1 and 2, the O rings 48, 52 provide a simple and effective seal that prevents leakage of coolant during operation.
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따라 구조된 전기 커플링(56)을 설명한다. 커플링(56)은 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 커플링과 같은 방식으로 한 쌍의 평행한 링 커넥터(58, 60)와 단일 메인 리드 커넥터 사이의 연통을 제공하도록 설계되어 있다. 커플링(56)은 제 1 및 제 2 커넥터 요소(62, 64) 및 제 1 및 제 2 가요성 튜브(66, 68)를 포함한다. 제 1 가요성 튜브(66)는 제 1 및 제 2 커넥터 요소(62, 64)에 있는 통로를 경유하여 평행한 링 커넥터(58)로부터 메인 리드 커넥터(61)로 냉각제를 연통시키도록 제공되어 있다. 제 2 가요성 튜브(68)는 통로와 커넥터 요소(62, 64)를 경유하여 평행한 링 커넥터(60)과 메인 리드 커넥터(61)사이에서 냉각제를 연통시키도록 제공되어 있다. 제 1 실시예에서와 같이 다수의 가요성 전기 커넥터(70)는 제 1 커넥터 요소(62)를 제 2 커넥터 요소(64)와 전기적으로 연통시키도록 제공되어 있다. 볼트(72)는 전기 커넥터(70)를 각각의 커넥터 요소(62, 64)에 고정시키는 데 사용된다. 제 1 실시예에서와 같이, O 링(74, 76)으로서 구체화된 밀봉장치는 가요성 튜브(66, 68)의 외면을 제 1 및 제 2 커넥터 요소(62, 64)에 밀봉시키도록 제공되어 있다. 또한 상기 실시예에서와 같이 전기 커넥터(70)는 가요성 튜브(66, 68) 바깥에 있다.5 and 6, an electrical coupling 56 constructed in accordance with a second preferred embodiment of the present invention is described. Coupling 56 is designed to provide communication between a pair of parallel ring connectors 58, 60 and a single main lead connector in the same manner as the conventional couplings shown in FIGS. 1 and 2. Coupling 56 includes first and second connector elements 62, 64 and first and second flexible tubes 66, 68. The first flexible tube 66 is provided for communicating coolant from the parallel ring connector 58 to the main lead connector 61 via a passageway in the first and second connector elements 62, 64. . The second flexible tube 68 is provided for communicating coolant between the parallel ring connector 60 and the main lead connector 61 via the passageway and the connector elements 62, 64. As in the first embodiment, a plurality of flexible electrical connectors 70 are provided to electrically communicate the first connector element 62 with the second connector element 64. Bolts 72 are used to secure electrical connector 70 to each connector element 62, 64. As in the first embodiment, a seal embodied as O rings 74, 76 is provided to seal the outer surfaces of the flexible tubes 66, 68 to the first and second connector elements 62, 64. have. Also as in the above embodiment, the electrical connector 70 is outside the flexible tubes 66 and 68.
비록 본 발명의 수많은 특징과 장점이 본 발명의 구성 및 기능의 상세한 설명과 함께 상기 실시예에서 설명되어 있지만, 이 개시는 단지 예시적이며, 첨부된 청구범위에 표현되어 있는 용어에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술사상 내에서 세부적인 변경 실시형태가, 특히 부품의 형상, 크기 및 배열에 대해서 만들어 질 수 있다.Although numerous features and advantages of the invention have been described in the foregoing embodiments, together with a detailed description of the construction and function of the invention, this disclosure is exemplary only and is not limited to the terms as expressed in the appended claims. Detailed modifications can be made within the spirit of the invention, in particular with regard to the shape, size and arrangement of the parts.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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