KR101436935B1 - 클래스 5 절연 전도체 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연 전도체(32, 33)의 제조방법에 관한 것으로서,

i) 단면이 다각형인 예비성형 조립체(22, 23)를 얻기 위해 클래스 5 도체 와이어의 세트(12, 13)를 예비성형하는 단계로서, 상기 세트는 각각 다수의 클래스 5 도체 와이어를 포함하는 다수의 도체 와이어의 하위세트(10, 11)를 포함하는, 예비성형단계와;

ii) 절연 전도체(32, 33)를 얻기 위해, 예비성형 세트를 다각형 단면으로 유지시키는 선행 단계 없이 상기 예비성형 세트(22, 23)를 절연 외장부(15)로 접촉시키면서 둘러싸는 단계;를 포함한다.

전도체, 와이어, 케이블

Description

클래스 5 절연 전도체 제조방법{A METHOD OF FABRICATING A CLASS 5 INSULATED ELECTRICAL CONDUCTOR}

본 발명은 절연 전도체의 제조방법과, 이 제조방법에 의해 획득한 절연 전기 조체와, 이 전도체를 포함하는 전력 케이블에 관한 것이다.

본 발명은 배타적인 것은 아니지만 보통 해양 장치, 특히 보트에서의 단면이 큰 전력 케이블에 적용된다.

특허문헌 EP-1 418 595는 각각 단면이 다각형인 서로 절연된 다수의 전도체를 포함하는 원형 단면의 전기 케이블을 설명하고 있다.

이러한 절연 전도체의 제조방법은 다수의 단계로 이루어져 있다.

첫 번째로, 보통 구리나 알루미늄으로 제조된 다수의 클래스 5 도체 와이어가 압축에 의해 조립되어 단면이 원형인 전도체를 형성한다.

클래스 5는 기준 IEC-60228에 따라 각각 직경이 0.61 밀리미터(mm) 이하인 도체 와이어에 관한 것이다.

그리고, 원형 단면의 전도체는 다각형, 특히 부채꼴의 단면을 갖는 전도체로 예비성형된다.

마지막으로, 절연 외장부가 예비성형된 전도체를 둘러싸고 압출되어, 예비성형 전도체의 다각형 형상을 유지하는 기능을 한다.

그럼에도 불구하고, 이러한 유형의 방법은 절연 외장부를 예비성형 전도체상에서 압출하는데 필요한 추가 단계를 더 포함하는 결함을 제공한다. 이러한 추가 단계는 도체가 절연 외장부로 둘러싸일 때까지 예비성형 전도체의 다각형 형상이 유지되도록 하는 것으로 구성되어 있다.

본 발명이 해결하려는 기술적인 과제는 특히 쉽게 구현할 수 있고, 신속하며 제약이 덜한 방법을 제공함으로써 종래 기술이 갖는 문제점을 피할 수 있는 클래스 5 절연 전도체의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 기술적인 문제에 대한 해결책은 절연 전도체의 제조방법이 아래의 단계를 포함하는 것으로 구성되어 있다:

i) 단면이 다각형인 예비성형 조립체를 얻기 위해 클래스 5 도체 와이어의 세트를 예비성형하는 단계로서, 상기 세트는 각각 다수의 클래스 5 도체 와이어를 포함하는 다수의 도체 와이어의 하위세트를 포함하는, 예비성형단계; 그리고

ii) 절연 전도체를 얻기 위해, 예비성형 세트를 다각형 단면으로 유지시키는 선행 단계 없이 상기 예비성형 세트를 절연 외장부로 접촉시키면서 둘러싸는 단계.

본 발명에 의한 절연 전도체의 제조방법은 종래기술보다 한 단계가 더 적다.

본 발명에 따른 하위세트의 한 세트로부터 얻은 절연 전도체의 구조는 예비성형하는 단계 i) 이후에, 그리고 단계 ii) 이전에 그 모양을 유지하기 위한 특별한 도구를 필요로하지 아니하면서 다각형 섹션을 동일하게 유지할 수 있는 이점을 제공한다.

"다각형"이라는 용어는 하나 이상의 직선 세그먼트와 선택적으로 하나 이상 의 곡선을 포함하는 닫힌 형상을 나타내기 위해 사용하는 것이다.

바람직하게, 다각형 단면은 부채꼴이다. 부채꼴은 일반적으로 두 개의 반경 사이에 존재하는 디스크의 표면부분으로 형성된다.

특정 실시예에서, 클래스 5 도체 와이어의 하위세트는 연선 또는 다발로 된 도체를 구성한다.

"연선형 도체(stranded conductor)"라는 용어는 하나 이상의 뚜렷한 별개의 층을 쌓아 올리기 위해 함께 꼬여 있는 다수의 도체 와이어(또한 "스트랜드"로도 알려짐) 조립체를 의미하기 위해 사용된다.

보다 구체적으로, 도체 와이어의 상기 층들의 꼬임 방향은 한 층에서 다른 층으로 엇갈리면서 교대로 일어날 수 있다.

"다발형 도체(bunched conductor)"라는 용어는 다수의 함께 꼬여있는 도체 와이어로 이루어진 간단한 조립체를 의미하기 위해 사용되며, 와이어는 모두 동일한 피치를 가지고 방향이 같은 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 도체 와이어는 중앙 도체 와이어를 둘러싸면서 동심층으로 배열되어 있다. 랭크 "n"의 층은 일반적으로 nx6 도체 와이어를 갖고 있다. 연선형 도체는 일반적으로 7개, 19개, 또는 37개의 도체 와이어로 구성되어 있다.

연선형 도체 내의 또는 다발형 도체의 간단한 조립체 내의 도체 와이어의 상기 층의 꼬임 구조는 S형 또는 Z형의 나선구조로 되어 있을 수 있다. 그러나, 이 구조는 똑같이 당업자에게 잘 알려진 다른 구조가 될 수도 있다.

다른 특정 실시예에서, 클래스 5 도체 와이어의 세트는 연선형 도체들 또는 다발형 도체들로 이루어진 연선 도체이다.

"연선형 도체들로 이루어진 연선형 도체"라는 용어는 하나 이상의 다른 층에서 함께 꼬여있는 다수의 연선형 도체의 조립체를 의미한다.

"다발형 도체들로 이루어진 연선형 도체"라는 용어는 하나 이상의 다른 층에서 함께 꼬여있는 다수의 다발형 도체의 조립체를 의미한다.

보다 구체적으로, 도체의 상기 층들의 꼬는 방향은 한 층에서 다른 층으로 교대로 번갈아가면서 일어날 수 있다.

도체의 상기층들의 꼬는 구조는 S형 또는 Z형의 나선형이 될 수 있지만, 동일하게 당업자에게 잘 알려진 다른 구조가 될 수도 있다.

연선형 도체들 또는 다발형 도체들의 연선형 도체에 대한 바람직한 실시예에서, 도체는 중앙 연선형 도체 또는 다발형 도체를 중심으로 각각 동심층으로 배열된다. 랭크 "n"의 층은 일반적으로 nx6 도체를 갖는다.

예를 들어, 연선형 도체는 각각 49개의 도체 와이어로 된 7개의 다발형 도체를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 하위세트의 세트들은 연성형이든 다발형이든 상관없이 예를 들어 밀집도가 더 크고 따라서 가소성이 더 크게 하는데 적합한 기하학적 구조를 제공할 수 있어, 예비성형단계 i)(변형 단계)에서 유발된 기계적 응력이 제거된 후에 다각형 섹션이 그대로 유지될 수 있는 것을 보장할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특성에 따르면, 단계 i)이전에, 클래스 5 도체 와이어 세트는 그 단면이 원형이다.

특정 실시예에서, 절연 외장부는 열가소성 및/또는 열경화성 중합체 물질을 포함한다.

예를 들어, 중합체 물질은, 에틸렌 중합체 또는 에틸렌 공중합체; 폴리에스테르; 플루오르화 중합체; 폴리올레핀; 폴리아미드; 폴리이미드; 폴리우레탄; 폴리염화비닐; 에틸렌-프로필렌, 폴리클로로프렌, 또는 실리콘 수지와 같은 엘라스토머; 및 열가소성 엘라스토머에서 선택될 수 있다.

바람직한 특정 실시예에서, 클래스 5 도체 와이어의 세트는 예비성형 단계 i)가 진행되는 동안 꼬인다.

본 발명은 또한 상술한 방법에 의해 획득된 절연 전도체를 제공한다.

본 발명은 또한 하나 이상의 상기 절연 전도체를 포함하는 전력 케이블을 제공한다.

바람직한 특정 실시예에서, 다수의 절연 전도체는 단면이 원형인 전력 케이블을 형성한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참고하여 아래의 실시예를 보면 명확히 알 수 있게 되며, 이러한 도면 및 실시예는 비제한적으로 설명하는 것으로서 제공된다.

본 발명의 절연 전도체의 제조방법에 의하면 종래기술보다 한 단계를 더 줄일 수 있어, 신속하고 제약이 줄어든 제조방법을 제공할 수 있다.

명확하게 하기 위해, 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 사용된다. 마찬가지로, 본 발명을 이해하는데 필수적인 요소들이 도면에 도시되어 있으며 축적은 일치하지 않는다.

도 1은 각각 직경이 0.5mm인 19개의 도체 와이어(1)의 조립체를 포함하는 연선형 구조의 도체 와이어 하위세트(10)를 나타내는 단면도이다.

도체 와이어(1)는 중앙 도체 와이어(1a)를 둘러싸는 두 개의 동심층으로 배열되어 있다. 제1 층(2) 및 제 2 층(3)은 각각 6개 및 12개의 도체 와이어로 구성되어 있다.

제1 층(2)(랭크 "n"의 층) 및 제2 층(3)(랭크 "n+1"의 층)의 꼬임 구조는 각각 아래와 같은 유형이 될 수 있다: S/S; S/Z; Z/S; Z/Z

당연히, 도체 와이어가 둘 이상의 층으로 배열된 경우, 꼬임 구조를 여러가지로 조합할 수 있다.

예를 들어, 도체 와이어가 세 개의 층(도시안됨)으로 배열된 경우, 제1, 제2, 및 제3 층의 꼬임 구조는 각각 다음과 같은 유형으로 이루어질 수 있다: S/S/Z; S/Z/S; S/S/S;...등등.

도 2는 각각 직경이 0.5mm인 19개의 도체 와이어(1)의 조립체를 포함하는 도체 와이어의 다발형 하위세트(11)의 구조를 나타내며, 와이어는 동일한 방향으로 그리고 동일한 피치로 나선형(S 또는 Z)으로 감겨 있다.

도 3은 19개의 연선형 도체(10a)의 조립체를 포함하며, 연선형 도체들로 구성된 연선형 도체를 포함하는 유형의 도체 와이어의 세트(12)의 단면도이다.

도체(10)는 중앙 도체(10a)를 둘러싸는 두 개의 동심층으로 배열되어 있다. 제1 층(2) 및 제2 층(3)은 각각 6개의 도체와 12개의 도체로 이루어져 있다.

제1 층 및 제2 층의 꼬임 구조는 상술한 것과 동일할 수 있다.

도 4는 19개의 다발형 도체(11)의 조립체를 포함하고, 다발형 도체들로 이루어진 연선형 도체를 포함하는 유형의 도체 와이어의 세트(13)에 대한 단면도이다.

도체(11)는 중앙 도체(11a)를 둘러싸는 두 개의 동심층으로 배열되어 있다. 제1 층(2) 및 제2 층(3)은 각각 6개의 도체와 12개의 도체로 이루어져 있다.

제1 층 및 제2 층의 꼬임 구조는 상술한 것처럼 되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 절연 전도체를 제작하는 방법을 나타낸다.

단일 제조라인(100) 상에서, 도 1, 도 3, 및 도 4에 도시된 원형 단면을 가지면서 미리 릴(101)에 저장된 도체 와이어 세트(12, 13)는 처음에 푸셔 및 풀러 크롤러(crawler) 트랙(102, 103)에 의해 예비형성 벤치(104)로 보내진다.

예비성형 벤치(104)는 미리 정해진 다각형 유형의 단면을 제공하기 위해 두 개의 압착기 휠 사이에서 세트(12, 13)를 변형시키는 기능을 하며, 이 세트는 원형 단면으로 되어 있는 것이 바람직하다(단계 i)).

보통 금속으로 제조된 두 개의 압착기 휠은 제조라인(100) 상에서 세트(12, 13)와 동시에 회전하도록 구동된다.

단계 i)는 또한 클래스 5 도체 와이어의 세트(12, 13)를 변형시킬 수 있는 다른 적절한 장치를 이용하여 수행될 수 있다.

예비성형 벤치(104)로부터 나오는 배출부에서, 도 6에 도시된 예비성형 세트(22, 23)를 획득할 수 있고, 처음에 원형 단면이었던 이 세트(22, 23)는 변형되어 이제 단면이 부채꼴모양인 예비성형 세트(22, 23)로 변형된다.

예비성형 벤치(104)는 또한 다음 단계에서 조립될 수 있도록 세트(12, 13)의 길이방향 축을 중심으로 회전하여 예비성형 세트(22, 23)에 나선형 피치를 제공한다.

즉, 단계 i)를 수행하는 동안, 바람직하게 도체 와이어의 세트(12, 13)는 예비성형과 꼬임이 모두 이루어진다.

그 후, 그리고 연속적으로, 예비성형 세트(22, 23)는 절연 외장부로 둘러싸인다(단계 ii)).

일반적으로, 절연 외장부는 압출기(105)를 통과할 때 상기 예비성형 세트(22, 23)를 둘러싸고 압출될 수 있다.

압출기(105)로부터 나오는 배출부에서, 절연 세트(32, 33)가 획득되고, 즉 절연 전도체는 도 7에 도시된 것처럼 절연 외장부(15)로 덮힌 예비성형 세트(22, 23)를 포함한다.

당연히, 단계 ii)는 불연속적으로 실행될 수 있는데, 그 이유는 도체 와이어의 세트(12, 13)의 특정 기하학적 구조가 자신의 다각형 단면을 유지할 수 있는 경우에는 예비성형 단계 i)와 상기 단계 ii) 사이에서 상기 예비성형품이 유지되는 것을 보장할 필요가 없기 때문이다.

그 후, 일단 절연 외장부(15)가 예비성형 세트(22, 23)를 둘러싸고 압출되면, 절연 전도체(32, 33)는 냉각을 위해 욕조(108) 내에 잠겨질 수 있다.

마지막으로, 절연 전도체(32, 33)는 저장되도록 릴(107) 위에 감겨지는데, 이는 다른 절연 전도체와 조립되는 단계를 수행하기 위함이다.

다음 단계에서, 다수의 절연 전도체가 함께 조립되어 전력 케이블을 형성하게 될 수 있다.

이 조립 단계에서, 다수의 절연 전도체는 미리 정해진 나선형 피치로 함께 꼬여질 수 있다.

예를 들어, 도 8에 도시된 것처럼, 단면이 원형인 전력 케이블(40)을 형성하기 위해 단면이 부채꼴 모양인 세 개의 절연 전도체(32,33)를 함께 조립할 수 있고, 세 개의 전도체의 세트 자체는 당업자에게 잘 알려진 지지 및 보호 커버(41)로 둘러싸인다.

상기 커버는 예를 들어 에틸렌 공중합체 또는 에틸렌 단일중합체와 같이 선택적으로 할로겐화된 열가소성 중합체로 구성될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 일반적으로 본 발명의 설명에 의해 일반적인 표시되는 내용에 기초하여 고려할 수 있는 모든 방법과, 절연 전도체, 및 전력 케이블을 내포한다.

도 1은 본 발명에 따른 연선형 클래스 5 도체 와이어의 하위세트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 다발형 클래스 5 도체 와이어의 하위세트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 도 1에 도시된 연선형 도체로 구성된 연선형 도체를 포함하는 유형의 클래스 5 도체 와이어 세트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 도 2에 도시된 다발형 도체로 구성된 연선형 도체를 포함하는 유형의 클래스 5 도체 와이어 세트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 절연 전도체를 제작하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 따라 실행된 클래스 5 도체 와이어 세트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따라 단계 ii)를 수행한 후의 도 6의 도체 와이어 세트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따라 도 7에 도시된 다수의 절연 도체 와이어 세트를 포함하는 전력 케이블의 구조를 나타내는 단면도이다.

Claims (11)

1. i) 단면이 다각형인 예비성형 조립체(22, 23)를 얻기 위해 클래스 5 도체 와이어의 세트(12, 13)를 예비성형하는 단계로서, 상기 세트는 각각 다수의 클래스 5 도체 와이어를 포함하는 다수의 도체 와이어의 하위세트(10, 11)를 포함하는, 예비성형단계와;

   ii) 절연 전도체(32, 33)를 얻기 위해, 예비성형 세트를 다각형 단면으로 유지시키는 선행 단계 없이 상기 예비성형 세트(22, 23)를 절연 외장부(15)로 접촉시키면서 둘러싸는 단계;를 포함하는 절연 전도체(32, 33)의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 클래스 5 도체 와이어의 하위세트는 연선(10) 또는 다발(11)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 클래스 5 도체 와이어의 세트(12, 13)는 연선형 도체들 또는 다발형 도체들로 이루어진 연선형 도체인 것을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 다각형 단면은 부채꼴인 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 클래스 5 도체 와이어의 세트(12, 13)는 상기 예비성형단계 i) 이전에 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 절연 외장부(15)는 열가소성 또는 열경화성 중합체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 클래스 5 도체 와이어의 세트(12, 13)는 단계 i)의 수행 중에 꼬이는 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. 제1항에 따른 제조방법에 의해 획득되는 절연 전도체(32, 33).
9. 제8항에 따른 절연 전도체(32, 33)를 하나 이상 포함하는 전력 케이블(40).
10. 제9항에 있어서,

    다수의 절연 전도체(32, 33)는 단면이 원형인 전력 케이블을 형성하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블.
11. 제6항에 있어서,

    상기 열가소성 또는 열경화성 중합체 물질은 에틸렌 중합체 또는 에틸렌 공중합체인 것을 특징으로 하는 제조방법.

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