KR20110015509A - 암컷 전기 연결구 요소 및 상기 암컷 요소를 구비하는 전기 연결구 - Google Patents

암컷 전기 연결구 요소 및 상기 암컷 요소를 구비하는 전기 연결구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 암컷 요소(2)에 관한 것으로서, 이것은 적어도 하나의 터미널 도전 요소 및, 길이 방향(X2-X'2)을 따라서 수컷 요소(1)의 동체(10)를 수용하기 위한 수용부(20)를 구비한다. 암컷 요소(2)는 전력 케이블(C2)을 수용하도록 맞춰진 근위 부분(210)을 가진다. 수용부(20)는 상기 길이 방향(X2-X'2)을 따라서 병진되게 상기 동체(10)를 위한 안내 챔버(205) 및, 상기 동체(10)의 축(X1-X'1) 둘레로 회전되게 상기 동체(10)를 안내하기 위한 적어도 하나의 안내 가장자리를 포함하며, 하나의 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리는 상기 안내 챔버(205)와 하나의 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소 사이에서 상기 길이 방향(X2-X'2)을 따라 배치된다. 안내 챔버(205)는 원형 베이를 가진 실린더 형태를 가지며, 원형 베이스는 수컷 요소(1)의 동체(10)의 삼각형 베이스를 둘러싼다.

Description

암컷 전기 연결구 요소 및 상기 암컷 요소를 구비하는 전기 연결구{Female electrical connector and electrical connector including said female element}
본 발명은 암컷 연결구 요소에 관한 것으로서, 이것은 전력 케이블과 연결되기 위하여 상보적인 수컷 연결구 요소와 맞물리도록 의도된 것이다. 또한, 본 발명은 전력 케이블을 연결시키기 위하여 상기 수컷 요소 및 암컷 요소를 포함하는 연결구에 관한 것이다.
특히 선박과 터미널 사이에서의 고 전력의 에너지 전달 분야에서, 국제 출원 공개 WO 2007/107673 에 설명된 바와 같은 연결 장치 및 방법이 전력 케이블들을 연결시키도록 일반적으로 이용된다. 그러한 연결 장치는 연결구를 채용하는데, 그것의 수컷 요소 및 암컷 요소는 전달되어야 하는 전력에 따라서 설계된다.
국제 출원 공개 WO 2007/107673 에 따른 연결 방법은, 항구 터미널로부터 오는 전력 케이블상에 장착된 연결구 요소에 선박으로부터의 견인 로프를 결속시키는 단계, 전력 케이블을 선박을 향하여 당기는 단계 및, 연결구 요소를 연결시키는 단계로 이루어지며, 전력 케이블에는 연결구 요소가 설치되고, 선박으로부터의 전력 케이블에는 상보적인(complementary) 연결구 요소가 설치된다.
이들 2 개의 연결구 요소들인 수컷 및 암컷 연결구 요소들이 함께 결합되었을 때, 전기 에너지는 터미널로부터 선박으로, 또는 그 역으로 전달될 수 있다.
전력이 최대 30 메가와트(MW)로 높을 때, 그러한 연결 장치는 대직경의 전력 케이블들을 이용하는데, 특히 3 상(phase) 전력 라인의 경우에, 그 직경은 대략 100 mm 이고, 15 kg/m 의 단위 길이당 질량을 가진다. 결과적으로, 연결 장치는 매우 무겁고 다루기 곤란한 연결 수단을 채용한다.
이제, 전력 라인의 연결 및 무엇보다도 연결 해제의 작동은 신속하게 수행되어야 한다. 그러나, 전력 케이블의 중량 및 뻣뻣함은 그러한 연결 작업을 곤란하게 하며, 따라서 수행하는 것이 느리다. 상세하게는, 선박의 전력 케이블 및 터미널의 상(phase)의 대응이 의미하는 것은, 수컷 요소 및 암컷 요소의 상대적인 각도 방향이 중요하지 않은 연결구, 또는 연결 작용의 끝에 상(phase)의 인덱싱(indexing)이 이루어지는 보조 장치가 이용된다는 점이다. 상기 양쪽의 경우들에서, 연결 시스템은 복잡한 장비를 이용하며, 따라서 전력 케이블들에 각각 설치되어 있는 수컷 요소 및 암컷 요소를 서로 연결하는데 많은 비용이 소요된다.
미국 특허 US-A-4 620 564 에는 전기 케이블을 연결시키기 위하여 수컷 요소와 맞물리도록 의도된 암컷 연결구 요소가 개시되어 있다. 암컷 요소는 수컷 요소(1)의 동체를 위한 수용부를 가진다. 이러한 수용부는 동체(3)를 병진되게 안내하기 위한 챔버(4)를 구비한다. 이러한 암컷 연결구는 수컷 요소를 암컷 연결구 안에서 회전되게 안내하지 않는다. 따라서 미국 특허 US-A-4 620 564 의 연결구를 통한 고 전력의 전류를 전달하는 안전성 및 신뢰성은 상대적으로 낮다.
본 발명의 목적은 특히 암컷 연결구 요소 및 연결구를 제공함으로써 이들 단점들을 치유하기 위한 것으로서, 이것은 전력 케이블들을 용이하게 연결시키고 특히 수컷 요소 및 암컷 요소의 상대적인 안내를 단순화시킨다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명의 주제는 특히 선박과 터미널 사이에서 전력 케이블의 연결을 위하여 상보적(相補的) 수컷 연결구 요소와 맞물리도록 되어 있는 암컷 연결구 요소에 관한 것으로서, 암컷 요소는, 상기 수컷 요소의 동체를 수용하도록 되어 있는 수용부 및 적어도 하나의 전기 도전성의 터미널 구성 요소를 가지고 길이 방향으로 연장되고, 암컷 요소는 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소에 전력을 제공하기 위하여 전력 케이블을 수용하도록 설계된 근위 부분을 가지고, 수용부는, 상기 길이 방향으로 병진되게 상기 동체를 안내하기 위한 챔버 및, 상기 동체의 길이 방향 축 둘레의 회전으로 상기 동체를 안내하도록 설계된 적어도 하나의 안내 가장자리를 가지고, 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리는 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소와 상기 안내 챔버 사이에서 상기 길이 방향으로 위치된다. 암컷 요소는, 안내 챔버가 원형 베이스를 가진 실린더의 형태이고 상기 원형 베이스는 수컷 요소의 상기 동체의 삼각형 베이스 둘레를 대략 둘러싸는 원에 의해서 형성되고, 수컷 요소의 동체는 등변 삼각형 베이스를 가진 대략 프리즘의 형태이고, 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리는, 실린더의 축에 평행한 평면에서 연장되어, 상기 실린더를 가로지르고, 상기 삼각형 베이스의 변심 거리(apothem)에 대략 대응하는 거리로 상기 실린더의 축으로부터 이격되고, 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리는 30°내지 80°사이, 바람직스럽게는 50°내지 70°사이의 각도로 상기 실린더의 축에 대하여 경사진 방향으로 더 연장되는 것을 특징으로 한다.
개별적으로, 또는 기술적으로 타당한 결합에 의해서 취해진, 본 발명의 다른 유리하지만 필수적이지 않은 특징에 따르면,
암컷 요소는 적어도 하나의 실린더형 롤러를 더 포함하고, 상기 수용부에 대하여 회전할 수 있도록 롤러 또는 각각의 롤러가 장착되고, 롤러 또는 각각의 롤러의 내부 모선은 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리를 형성할 수 있다;
암컷 요소는 상기 실린더의 축에 평행한 3 개의 상이한 평면에서 연장된 3 개의 안내 가장자리를 형성하는 3 개의 롤러를 구비하고, 3 개의 평면들은 상기 실린더의 축에 직각인 평면을 통한 단면에서, 상기 삼각형 베이스에 대략 대응하는 삼각형을 형성한다.
암컷 요소는 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소를 위한 하우징을 형성하는 케이스를 더 포함한다.
암컷 요소는 케이스의 내부에 연장된 튜브를 더 구비하고, 상기 튜브는 체인 또는 케이블과 같은 견인 수단을 수용하기에 적절하고, 적어도 하나의 터미널 구성 요소는 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재와의 전기 접촉을 위한 고리형 섹터(annular sector)의 형태인 표면들을 가진다.
케이스는 원위 개구를 가지고, 튜브의 원위 단부에는 상기 원위 개구를 폐쇄시키기 위한 플랜지(flange)가 설치되고, 상기 튜브는 상기 실린더의 축을 따라서 병진되게 움직일 수 있고, 암컷 요소는 상기 튜브를 페쇄 위치로 복원시키기 위한 부재를 가진다.
또한, 본 발명의 주제는 수컷 요소 및 암컷 요소를 구비하고, 특히 선박과 터미널 사이에서 전력 케이블의 연결을 위한 연결구에 관한 것으로서, 상기 암컷 요소는 위에서 설명된 것과 같은 것이고, 상기 수컷 요소는 적어도 하나의 전기적으로 도전성인 터미널 부재 및, 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재를 위한 하우징을 형성하는 동체를 가지고, 수컷 요소는 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재에 전력을 공급하기 위하여 전력 케이블을 수용하도록 설계된 근위 부분을 가지고, 상기 동체는 등변 삼각형 베이스를 가지는 대략 프리즘의 형태이고, 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재 및 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소는 각각 상보적(相補的) 형태를 가진다.
개별적으로, 또는 기술적으로 타당한 결합에 의해서 취해진, 본 발명의 다른 유리하지만 필수적이지 않은 특징에 따르면:
수컷 요소의 동체는 상기 프리즘의 축에 전체적으로 직각인 원위 면을 가지고, 상기 원위 면은 적어도 하나의 직선이거나 또는 볼록한 원위 가장자리를 상기 프리즘의 면과 형성한다.
수컷 요소는 프리즘의 축을 따라서 동체의 내부에 연장된 기둥을 더 포함하고, 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재는 상기 기둥에 장착되고, 적어도 하나의 터미널 부재는 상기 암컷 요소의 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소와의 전기 접촉을 위하여 고리형 섹터의 형태인 적어도 하나의 표면을 가진다.
동체는 원위 개구를 가지고, 수컷 요소는 상기 원위 개구를 폐쇄시키기 위한 수단을 가지며, 상기 폐쇄 수단은 동체 내부에서 움직일 수 있고, 수컷 요소는 상기 폐쇄 수단을 폐쇄 위치로 복귀시키기 위한 수단을 가진다.
기둥의 원위 단부는 상기 원위 개구의 중앙 영역내에 위치되어 전체적으로 고리형의 개구를 형성하고, 폐쇄 수단은 상기 고리형 원위 개구의 형태를 가지는 워셔(washer)를 포함하고, 상기 워셔는 프리즘의 축을 따라서 미끄러질 수 있고, 상기 복귀 수단은 축의 방향에서 압축으로 작용하는 헬리컬 스프링을 포함한다.
동체의 원위 면은 평탄하거나 또는 볼록한 형태를 가진 매끄러운 표면을 구비한다.
상기 기둥은 체인 또는 케이블과 같은 견인 수단을 부착하기 위한 고정 부재를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어진 다음의 설명에 비추어 이해될 것이며 그 장점들도 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 연결구의 사시도로서, 본 발명에 따른 수컷 요소 및 암컷 요소를 가지며, 연결 해제 상태로 도시되어 있다.
도 2 는 도 1 의 연결구의 일부에 대한 대형 축척의 사시도이다.
도 3 은 도 1 의 선(IV)에서 취한, 도 1 의 연결구의 대형 축척 정면도이다.
도 4, 도 5 및, 도 6 은 도 1 내지 도 3 의 연결구에 대한 도 1 의 평면(π)상에서의 단면도로서, 각각 연결 해제된 상태, 연결되고 있는 과정의 상태 및 연결된 상태로 나타낸 것이다.
도 7 은 도 6 의 연결구를 대형 축척으로 도시한 도면으로서, 도 6 의 선(VIII-VIII)에서의 단면을 나타낸다.
도 1 은 수컷 요소(1) 및 암컷 요소(2)를 구비하는 연결구(C)를 도시하며, 이들은 연결 해제된 상태이고, 즉, 연결 작용의 시작 또는 연결 해제 작용이 끝나는 상태에 있다.
수컷 요소(1)는 전력 케이블(C1)을 항구 터미널(port terminal)에 연결시키도록 설계된 근위부(110)를 가진다. 마찬가지로, 암컷 요소(2)는 전력 케이블(C2)을 선박의 전기 설비에 연결시키도록 설계된 근위부(210)를 가진다. "근위부(proximal)" 및 "원위부(distal)"라는 용어는 전력 케이블에 대하여 어떤 부분의 거리에 관한 것으로서, 그 부분이 속하는 수컷 요소 또는 암컷 요소 각각에 전력 케이블이 연결된다. 따라서, 근위 부분은 상대적으로 전력 케이블(C1 또는 C2)에 근접한 반면에, 원위 부분은 그로부터 더 멀리 있다.
수컷 요소(1)는 축(X1-X'1)을 따라서 전체적으로 연장된 동체(10)를 포함하며, 암컷 요소(2)는 축(X2-X'2)을 따라서 전체적으로 연장된 수용부(20)를 포함한다. 축(X1-X'1) 및 축(X2-X'2)은 암컷 요소(1) 및 수컷 요소(2)의 각각의 길이 방향들을 형성한다. 수컷 요소(1) 및 암컷 요소(2)가 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이 연결된 상태로 있을 때, 축(X1-X'1)은 축(X2-X'2)과 일치한다.
연결 작용 동안에, 수컷 요소(1) 및 암컷 요소(2)를 도 2 및 도 4 에 도시된 바와 같이 함께 가져오기 위하여, 견인 체인(240)은 동체(10)의 원위 단부에 제공된 고정 링(140)에 결합되고, 다음에 윈치(winch)와 같은 장치는 수컷 요소(1)를 암컷 요소(2) 안으로 당긴다.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 동체(10)는 등변 삼각형 베이스를 가진 축(X1-X'1)의 대략적인 프리즘 형태이다. "베이스"라는 용어는 축(X1-X'1)에 직각인 평면을 통한 동체(10)의 단면을 나타낸다. 동체(10)는 프리즘의 베이스를 형성하는 원위면(120) 및, 축(X1-X'1)에 평행한 길이 방향 면(121, 122, 123)들을 가진다. 도면에 도시된 구현예에서, 동체(10)는 프리즘의 모선(generatrix)에 대응하는 길이 방향 가장자리(104, 105, 106)들을 가지며, 이들은 접촉 압력을 감소시키기 위하여 만곡되거나 또는 "무디어져서", 수용부(20) 안에서의 동체(10)의 안내를 용이하게 한다. 길이 방향 가장자리(104, 105, 106)들은 동체(10)의 길이 방향 면(121, 122, 123)들을 분리시킨다. 길이 방향 면은 원위 가장자리(124, 125, 126)들을 원위 면(120)과 공유한다.
도 1 및 도 3 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 수용부(20)는 안내 챔버(205)를 구비하는데, 안내 챔버는 전체적으로 원형 베이스를 가진 축(X2-X'2)의 실린더 형태이다. 이러한 경우에, "베이스"라는 용어는 축(X2-X'2)에 직각인 평면을 통한 안내 챔버의 단면을 나타낸다. 수컷 요소(1) 및 암컷 요소(2)가 연결되는 동안에, 안내 챔버(205)는 이러한 경우에 축(X2-X'2)에 의해 형성된 길이 방향으로 동체(10)을 병진되게 안내한다. 도 3 에 보다 정확하게 도시된 바와 같이, 안내 챔버(205)의 원형 베이스는 프리즘 동체(10)의 삼각형 베이스 둘레를 둘러싸는 원으로 정해진다. 즉, 동체(10)의 삼각형 베이스는 기능적인 유극(functional clearance)을 가지고 수용부(20)의 안내 챔버(205)의 원형 베이스 안으로 맞춰진다. 수용부(20)의 원위 단부는 절두 원추 부분(204)을 구비하며, 절두 원추 부분은 외측으로 벌어져서 동체(10)에 대한 제 1 안내 영역을 형성한다.
수용부(20)는 3 개의 동일한 롤러(221, 222, 223)들을 더 구비하며, 이들 각각은 실린더 형태를 가진다. 각각의 롤러(221, 222, 223)는 수용부(20)에 대하여 그것의 개별적인 축(Y221, Y222 또는 Y223)의 둘레에서 회전할 수 있도록 장착된다. 이러한 목적을 위해서, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 롤러(221, 222, 223)들의 단부에는 각각 저널(221A, 221B, 222A, 222B, 223A, 223B)들이 설치되며, 이들은 수용부(20) 안으로 기계 가공된 개별의 오리피스(221C, 221D, 222C, 222D, 223C, 223D) 안으로 삽입된다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 축(X2-X'2)을 향하여 전환된 롤러(221, 222, 223)들의 모선은 개별적인 가장자리(231, 232, 233)들을 형성하는데, 이들은 내부 가장자리로 지칭되며, 왜냐하면 이들은 축(X2-X'2)을 향하여 방향이 정해지기 때문이다. 3 개의 내부 가장자리(231, 232, 233)들은 각각 축(X2-X'2)에 평행한 3 개의 상이한 평면(P231, P232 및 P233)들에서 각각 연장된다. 평면(P231, P232 및 P233)들은 축(X2-X'2)에 직각인 평면을 통하는 단면에서 삼각형을 형성하고, 그 삼각형은 대체로 동체(10)의 삼각형 베이스에 대응한다.
더욱이, 각각의 평면(P231, P232 또는 P233)은 개별의 거리(d231, d232 또는 d233)에 의해서 축(X2-X'2)으로부터 분리되는데, 개별의 거리는 동체(10)의 삼각형 베이스의 변심 거리(apothem)에 대략 대응한다. "변심 거리"라는 용어는 등변 삼각형의 변들중 하나 또는 다른 하나로부터 직각의 투영으로 무게 중심까지의 거리를 나타낸다. 거리(d231, d232 또는 d233)는 도 3 의 평면과 같은, 축(X2-X'2)에 직각인 평면에서의 투영에서 정의된다.
각각의 내부 가장자리(231, 232 또는 233)는 도 2 에 도시된 개별의 각도(α231,α232 및, α233)에서 안내 챔버(205)의 축(X2-X'2)에 대하여 경사진 방향으로 연장되며, 그 각도는 대략 60°이다. 실제에 있어서, 각각의 각도(α231,α232 및, α233)는 30° 내지 80° 사이일 수 있고, 바람직스럽게는 50° 내지 70° 사이일 수 있다. 그러한 가장자리(231,232,233)의 경사는 동체(10)를 축(X1-X'1) 둘레로 회전시킬 수 있게 한다.
수용부(20) 안으로 도입하는 동안에, 동체(10)는 처음에 절두 원추 부분(204)에 의해 안내되고, 다음에 안내 챔버(205)에 의해 안내된다. 축(X1-X'1)과 축(X2-X'2)은 기능적인 유극을 제외하면 일치된다. 그러나, 동체(10)가 반드시 그 축(X1-X'1)의 둘레로 방향이 정해져야 하는 것은 아니다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 가장자리(124, 125, 126)들은 롤러(221, 222, 223)들과 접촉하게 된다. 롤러(221, 222, 223)들의 경사 때문에, 동체(10)는 견인 체인(240)에 의해서 동체(10)상에 가해지는 힘의 효과하에 회전된다. 이러한 회전은, 동체(10)에 의해 형성된 프리즘의 면(121, 122, 123)들이 평면(P231, P232 및 P233)들에 의해 정의된 삼각형 부분과 각도상의 일치를 이룰 때까지, 축(X1-X'1)을 따르는 병진 운동과 조합된다.
가장자리(124, 125 및 126)들과 맞물림으로써, 롤러(221, 222, 223)들은 동체(10)를 축(X1-X'1) 둘레의 회전으로 안내한다. 각각의 롤러(221, 222 및 223)의 각각의 모선은 동체(10)의 안내 가장자리를 형성할 수 있다.
이러한 각도상의 일치 이후에, 동체(10)는 오직 병진 운동으로 안내되는데, 왜냐하면 롤러들의 내부 가장자리(231, 232, 233)들은 각각 동체(10)에 의해 형성된 프리즘의 면(121, 122, 123)에 대응하는 평면(P231, P232 및 P233)내에 있기 때문이다.
동체(10)의 최초 방향이 무엇이든 간에, 원위 가장자리(124, 125, 126)들이 롤러(221, 222, 223)들의 모선과 접촉되도록, 축(X2-X'2)에 직각인 평면상에서 롤러(221,222,223)들의 개별적인 내부 가장자리(231, 232, 233)들의 직각 투영(l231, l232, l233)은 프리즘의 삼각형 베이스의 변들의 직각 투영보다 길다.
동체(10)와 맞물리자마자, 롤러(221, 222, 223)들은 그들의 개별적인 축 둘레로 회전하며, 이는 마찰을 감소시키는데 기여하고 따라서 장치의 내구성을 보장한다.
더욱이, 도 4 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 수컷 요소(1)는 전기 케이블(C1)에 연결된 도전성 터미널 부재(101,102,103)들을 포함한다. 동체(10)는 터미널 부재(101,102,103)들을 위한 하우징을 형성한다. 터미널 부재(101, 102, 103)들은 축(X1-X'1)을 따라서 기둥(107) 둘레에 연속적으로 배치되는데, 기둥은 동체 내부에서 동체(10)의 중심에 축(X1-X'1)을 따라서 연장된다.
마찬가지로, 암컷 요소(2)는 전기 케이블(C2)에 연결된 도전성 터미널 구성 요소(201,202,203)들을 포함한다. 터미널 구성 요소(201,202,203)들은 축(X2-X'2)의 실린더형 케이스(206)의 내부에 하우징된다. 터미널 구성 요소(201, 202, 203)들은 축(X2-X'2)을 따라서 연속으로 배치된다. 또한, 암컷 요소(2)는 튜브(207)를 구비하는데, 튜브는 케이스(206) 안에서 연장되고 이러한 경우에 축(X2-X'2)과 동일 축(coaxial)으로 있다. 튜브(207)는 견인 체인(240)이 중공 부분을 통해서 통과되는 것을 허용하도록 설계되며, 견인 체인은 기둥(107)의 원위 단부에 위치된 고정 링(140)에 결합될 수 있다.
터미널 부재(101, 102, 103)들 각각은 터미널 구성 요소(201,202,203)들의 개별적인 상보적 표면(complementary surface)과의 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 표면을 가진다. 이러한 경우에, 도 4 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 터미널 부재(101, 102, 103)들은 실린더형 외측 반경 표면을 구비한 고리 형태를 가지며, 이것은 전기 접촉을 위하여 축(X1-X'1)과 동일축이다. 마찬가지로, 터미널 구성 요소(201,202,203)들은 실린더형 내측 반경 표면을 가진 고리 형태를 가지며, 이것은 축(X2-X'2)과 동일축이다.
각각의 터미널 부재(101,102 또는 103)의 외측 표면의 직경은 터미널 구성 요소(201,202,203)들의 내측 반경 표면의 직경과 대략적으로 상응하며, 결과적으로 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이 연결구(C)가 연결된 상태에 있을 때 전기 접촉이 이들 내부 반경 표면 및 외부 반경 표면에서 이루어진다.
공지된 방식으로, 도전성 핀(conducting fin)에 의해서 전기 접촉이 이루어질 수 있는데, 핀의 반경 방향에서의 유연성은 유극(clearance)과 관련된 맞춤(fitting)을 가능하게 한다.
수컷 요소(1)의 3 개 터미널 부재(101, 102, 103) 및 암컷 요소(2)의 3 개 터미널 구성 요소(201, 202, 203)들은 전기 케이블(C1 및 C2)들을 상호 연결하도록 의도된다.
터미널 부재(103)는 3 상(three phase) 전기 연결을 위해서 의도된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 사실상 2 개의 고리형 섹터(annular sector, 103A, 103B, 103C)들로 구성되는데, 이들 각각은 3 상 케이블(C1)의 상에 대응한다. 마찬가지로, 터미널 구성 요소(203)는 사실상 3 개의 고리형 섹터(203A, 203B, 203C)로 구성되는데, 이들 각각은 3 상 케이블(C2)의 하나의 상에 대응한다.
동체(10)가 축(X2-X'2) 둘레에서 정확하게 방향이 정해지면, 터미널 부재(103) 및 터미널 구성 요소(203)의 대응하는 표면들이 접촉한다. 터미널 부재(101, 102) 및 터미널 구성 요소(201, 202)들은 항구 설비(port facility)의 터미널과 선박 사이에서 신호를 송신하도록 그들 부분이 이용될 수 있다.
수컷 요소(1) 및 암컷 요소(2)의 연결 동안에 롤러(221,222,223)들이 동체(10)를 안내하는 한은, 롤러(221,222,223)들이 수용부(20) 안에서 안내 챔버(205)와 터미널 구성 요소(201,202,203)들 사이에 길이 방향(X2-X'2)으로 장착된다. 따라서, 롤러(221,222,223)들은 터미널 부재(103)와 터미널 구성 요소(203)를 상호 연결시키기 위하여 동체(10)에 각도 방향(angular orientation)을 제공한다.
도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 실린더형 케이스(206)는 동체(10)의 대응하는 중앙 부분과 결합될 수 있다. 동체(10) 및 케이스(206)는 그들이 상호 결합되는 동안에 터미널 부재(101,102,103)와 터미널 구성 요소(201, 202, 203)들 사이의 개별적인 전기 접촉이 이루어질 수 있게 하는 원위 개구(distal opening)를 각각 가진다.
폭발성이 있는 환경을 형성할 수 있는 개스 및/또는 해수가 터미널 부재(101, 102, 103)들이 위치되어 있는 하우징 안으로 들어가는 것을 방지하기 위하여, 동체(10)의 원위 개구를 폐쇄시키도록, 수컷 부재(1)는 기둥(107)의 말단 플랜지 둘레에 장착된 워셔(washer, 108)를 구비한다.
연결하는 동안에, 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 워셔(108)는 압축으로서 작용하는 헬리컬 스프링(109)에 대하여 동체(10) 안으로 움직일 수 있다. 스프링(109)은 동체(10)의 실린더형 벽 안에서 기둥(107) 둘레에 축(X1-X'1)과 동일축으로 장착된다. 스프링(109)은 도 4 에 도시된 바와 같이 워셔(108)를 폐쇄 위치로 복원시키기 위한 수단을 구성한다. 이러한 위치에서, 동체(10)의 원위 면(120)은 평탄하고 매끄러우며, 따라서 연결하는 동안 전기 접촉부에 들어올 것 같은 액체의 집적을 회피시킨다. "매끄러운"이라는 용어는 기복이나 불규칙성이 없는 표면을 의미하도록 의도된 것으로서, 따라서 액체가 집적될 수 있는 영역이 없는 것을 의미한다.
기둥(107)의 원위 플랜지는 동체(10)의 원위 개구의 중앙 영역을 점유함으로써, 원형 부분을 가진 전체적으로 고리형의 개구를 형성한다.
마찬가지로, 암컷 요소(2)는 폭발성 환경을 형성하는 개스 및/또는 해수를 터미널 구성 요소(201,202,203)의 하우징 밖에 유지하기 위하여 케이스(206)의 원위 개구를 폐쇄시키기 위한 조립체를 구비한다. 이러한 폐쇄 조립체는 케이스(206)의 원위 부분을 형성하는 고리형 칼러(collar, 211)와 일치하는 튜브(207)의 원위 플랜지에 의해 형성된다. 튜브(207)는 케이스(206) 안에서 축(X2-X'2)을 따라 움직여서 압축으로 작용하는 헬리컬 스프링(209)에 맞설 수 있도록 장착된다. 스프링(209)은, 튜브(207) 및 따라서 그것의 원위 플랜지를 도 4 에 도시된 폐쇄 위치로 복귀시키기 위하여, 튜브(207)의 둘레에서 축(X2-X'2)과 동일축으로 장착된다.
수컷 요소(1)를 암컷 요소(2) 안에 연결하는 동안에, 기둥(107)의 원위 플랜지(111)는 튜브(207)의 원위 플랜지와 접촉하게 되고(도 5), 다음에 터미널 부재(101,102,103)들이 터미널 구성 요소(201, 202, 203)들과 접촉할 때까지 (도 6) 튜브(207)를 스프링(209)에 대하여 민다. 역으로, 케이스(206)의 원위 칼러(distal collar, 211)는 워셔(108)를 동체(10) 안에서 스프링(109)에 대하여 민다. 연결 해제 동안에, 케이스(206) 및 동체(10)의 개별적인 원위 개구가 밀폐될 때까지, 움직일 수 있는 부분들은 반대 방향으로 움직인다.
따라서, 본 발명에 따른 수컷 요소 및 암컷 요소를 구비하는, 본 발명에 따른 연결구는 전력 케이블의 연결을 위하여 간단하고 효과적으로 수컷 요소를 암컷 요소내에 안내할 수 있다. 연결구의 요소들은 상대적으로 단순하고 저렴한 구조를 가진다. 더욱이, 수컷 요소가 연결에 적절한 각도 방향을 취하기 전에 수컷 요소의 회전은 기껏해야 60°의 각도로 제한된다. 그러한 부분적인 회전은 연결되어야 하는 전력 케이블의 비틀림을 제한하며, 따라서 케이블의 수명을 연장시키고 또한 케이블을 수컷 요소 및 암컷 요소에 연결시키는 부품들의 수명을 연장시킨다.
본 발명은 직선의 원위 가장자리(124, 125, 126)들을 가지는 수컷 요소 동체로써 본원에서 설명되었다. 대안으로서, 이들 원위 가장자리들은, 볼록하거나 또는 돔(dome) 형상의 원위 면과 길이 방향 면의 상호 교차로부터 결과되었을 때, 볼록할 수 있다. 유리하게는, 원위 면이 매끄러운 표면을 가질 수 있으며, 즉, 액체가 집적될 수 있는 영역을 형성할 것 같은 불규칙성이나 기복이 없다. 더욱이, 본 발명은 4 개의 상(phase)들을 가지는 전기 케이블의 연결에 적용될 수도 있다. 이러한 경우에, 수컷 요소의 동체는 정사각형 베이스를 가진 프리즘의 형태이다.
대안으로서, 연결구의 수컷 요소는 선박에 연결될 수 있고, 암컷 요소는 항구 터미널에 연결된다.
1. 수컷 요소 2. 암컷 요소
10. 동체 20. 수용부
120. 원위 면
121.121.122.123. 길이 방향 면
221.222.223. 롤러 231.232.233. 가장자리

Claims (13)

  1. 특히 선박과 터미널 사이에서 전력 케이블(C1,C2)의 연결을 위하여 상보적(相補的) 수컷 연결구(C) 요소(1)와 맞물리도록 되어 있는 암컷 연결구(C) 요소(2)로서,
    암컷 요소(2)는, 상기 수컷 요소(1)의 동체(10)를 수용하도록 되어 있는 수용부(20) 및 적어도 하나의 전기 도전성의 터미널 구성 요소(201,202,203)를 가지고 길이 방향(X2-X'2)으로 연장되고, 암컷 요소(2)는 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소(201,202,203)에 전력을 제공하기 위하여 전력 케이블(C2)을 수용하도록 설계된 근위 부분(210)을 가지고, 수용부(20)는, 상기 길이 방향(X2-X'2)으로 병진되게 상기 동체(10)를 안내하기 위한 챔버(205) 및, 상기 동체(10)의 길이 방향 축(X1-X'1) 둘레의 회전으로 상기 동체(10)를 안내하도록 설계된 적어도 하나의 안내 가장자리(231,232,233)를 가지고, 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리(231,232,233)는 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소(201,202,203)와 상기 안내 챔버(205) 사이에서 상기 길이 방향(X2-X'2)으로 위치되고,
    암컷 요소(2)는, 상기 안내 챔버(205)가 원형 베이스를 가진 실린더의 형태이고 상기 원형 베이스는 수컷 요소(1)의 상기 동체(10)의 삼각형 베이스 둘레를 대략적으로 둘러싸는 원에 의해서 형성되고, 수컷 요소의 동체는 등변 삼각형 베이스를 가진 프리즘의 형태인 것을 특징으로 하고,
    안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리(231,232,233)는, 상기 실린더의 축(X2-X'2)에 평행한 평면(P231,P232,P233)에서 연장되어, 상기 실린더를 가로지르고, 상기 삼각형 베이스의 변심 거리(apothem)에 대략 대응하는 거리(d231, d232, d233)만큼 상기 실린더의 축(X2-X'2)으로부터 이격되고, 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리(231, 232, 233)는 30°내지 80°사이, 바람직스럽게는 50°내지 70°사이의 각도(α231,α232,α233)로 상기 실린더의 축(X2-X'2)에 대하여 경사진 방향(Y221, Y222, Y223)으로 더 연장되는 것을 특징으로 하는, 암컷 연결구(C) 요소(2).
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 실린더형 롤러(221, 222, 223)을 더 구비하고, 상기 수용부(20)에 대하여 회전할 수 있도록 롤러 또는 각각의 롤러(221,222,223)가 장착되고, 롤러 또는 각각의 롤러(221, 222, 223)의 내부 모선(231,232,233)은 안내 가장자리 또는 각각의 안내 가장자리(231,232,233)를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는, 암컷 연결구(C) 요소(2).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더의 축(X2-X'2)에 평행한 3 개의 상이한 평면(P231,P232,P233)에서 연장된 3 개의 안내 가장자리(231,232,233)를 형성하는 3 개의 롤러(221,222,223)를 구비하고, 3 개의 평면(P231,P232,P233)들은 상기 실린더의 축(X2-X'2)에 직각인 평면을 통한 단면에서, 상기 삼각형 베이스에 대략 대응하는 삼각형을 형성하는 것을 특징으로 하는, 암컷 연결구(C) 요소(2).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
    터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소(201,202,203)를 위한 하우징을 형성하는 케이스(206)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 암컷 연결구(C) 요소(2).
  5. 제 4 항에 있어서,
    케이스(206)의 내부에 연장된 튜브(207)를 더 구비하고, 상기 튜브(207)는 체인(240) 또는 케이블과 같은 견인 수단을 유지하기에 적절하고, 적어도 하나의 터미널 구성 요소(201,202,203)는 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재(101,102,103)와의 전기 접촉을 위한 고리형 섹터(annular sector, 201A,201B,201C)의 형태인 표면들을 가지는 것을 특징으로 하는, 암컷 연결구(C) 요소(2).
  6. 제 5 항에 있어서,
    케이스(206)는 원위 개구를 가지고, 튜브(207)의 원위 단부에는 상기 원위 개구를 폐쇄시키기 위한 플랜지(flange)가 설치되고, 상기 튜브(207)는 상기 실린더의 축(X2-X'2)을 따라서 병진되게 움직일 수 있고, 암컷 요소(2)는 상기 튜브(207)를 페쇄 위치로 복원시키기 위한 부재(209)를 가지는 것을 특징으로 하는, 암컷 연결구(C) 요소(2).
  7. 수컷 요소(1) 및 암컷 요소(2)를 구비하고, 특히 선박과 터미널 사이에서 전력 케이블의 상호 연결을 위한 연결구(C)로서,
    상기 암컷 요소(2)는 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 따른 것이고,
    상기 수컷 요소(1)는 적어도 하나의 전기적으로 도전성인 터미널 부재(101, 102, 103) 및, 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재(101,102,103)를 위한 하우징을 형성하는 동체(10)를 가지고,
    수컷 요소(1)는 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재(101,102,103)에 전력을 공급하기 위하여 전력 케이블(C1)을 취하도록 설계된 근위 부분(110)을 가지고,
    상기 동체(10)는 등변 삼각형 베이스를 가지는 대략 프리즘의 형태이고,
    터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재(101,102,103) 및 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소(201,202,203)는 각각 상보적(相補的) 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
  8. 제 7 항에 있어서,
    수컷 요소(1)의 동체(10)는 상기 프리즘의 축(X1-X'1)에 전체적으로 직각인 원위 면(120)을 가지고, 상기 원위 면(120)은 적어도 하나의 직선이거나 또는 볼록한 원위 가장자리(124,125,126)를 상기 프리즘의 면(121,122,123)과 형성하는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    수컷 요소(1)는 프리즘의 축(X1-X'1)을 따라서 동체(10)의 내부에 연장된 기둥(107)을 더 포함하고, 터미널 부재 또는 각각의 터미널 부재(101,102,103)는 상기 기둥(107)에 장착되고, 적어도 하나의 터미널 부재(101,102,103)는 상기 암컷 요소(2)의 터미널 구성 요소 또는 각각의 터미널 구성 요소(201,202,203)와의 전기 접촉을 위하여 고리형 섹터의 형태인 적어도 하나의 표면을 가지는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
  10. 제 7 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,
    동체(10)는 원위 개구를 가지고, 수컷 요소(1)는 상기 원위 개구를 폐쇄시키기 위한 수단(108)을 가지며, 상기 폐쇄 수단(108)은 동체(10) 내부에서 움직일 수 있고, 수컷 요소(1)는 상기 폐쇄 수단(108)을 폐쇄 위치로 복귀시키기 위한 수단(109)을 가지는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
  11. 제 9 항 및 제 10 항에 있어서,
    기둥(107)의 원위 단부(111)는 상기 원위 개구의 중앙 영역내에 위치되어 전체적으로 고리형의 개구를 형성하고,
    폐쇄 수단은 상기 고리형 원위 개구의 형태를 가지는 워셔(108)를 포함하고, 상기 워셔(108)는 프리즘의 축(X1-X'1)을 따라서 미끄러질 수 있고, 상기 복귀 수단은 축(X1-X'1)의 방향에서 압축으로 작용하는 헬리컬 스프링(109)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
  12. 제 7 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 있어서,
    동체(10)의 원위 면(12)은 평탄하거나 또는 볼록한 형태를 가진 매끄러운 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
  13. 제 9 항 내지 제 12 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기둥(107)은 체인(240) 또는 케이블과 같은 견인 수단을 부착하기 위한 고정 부재(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연결구(C).
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