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JP-2026514973-A - ケーブルブッシング

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Abstract

本発明は、ウェットロータモータ２によって駆動されるポンプ１を備えたポンプユニットに関し、ウェットロータモータ２は、モータハウジング３によって包囲され、ステータ巻線２４を有する。モータハウジング３は、ウェットロータモータ２のステータ巻線２４に電力を供給するためのブッシング装置４を備える。モータハウジング３の一部分５に、ブッシング装置４は複数の開口部６を有し、開口部６のそれぞれの内に保持要素８によってケーブルブッシング７が固定配置されている。ケーブルブッシング７は、導電要素９および絶縁要素１０を有する。導電要素９とステータ巻線２４とは接続１５を有し、接続１５は圧着された接続として形成されている。 【選択図】図１

Inventors

  • ハウク，パトリック
  • マイヤー，ロバート
  • オルトマン，シュテファン

Assignees

  • カーエスベー ソシエタス ヨーロピア ウント コンパニー コマンディート ゲゼルシャフト アウフ アクチェン

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240425
Priority Date
20230428

Claims (14)

  1. ウェットロータモータ（２）によって駆動されるポンプ（１）を備えたポンプユニットであって、 前記ウェットロータモータ（２）は、モータハウジング（３）によって包囲され、ステータ巻線（２４）を有しており、 前記モータハウジング（３）は、前記ウェットロータモータ（２）の前記ステータ巻線（２４）に電力を供給するためのブッシング装置（４）を備え、前記ブッシング装置（４）は、前記モータハウジング（３）の一部分（５）に複数の開口部（６）を有し、前記各開口部（６）に保持要素（８）によりケーブルブッシング（７）が固定配置されており、 前記各ケーブルブッシング（７）が、導体部（９）と絶縁体部（１０）を有するものにおいて、 前記導体部（９）と前記ステータ巻線（２４）とは接続（１５）を有しており、前記接続（１５）は、圧入接続として形成されていることを特徴とする、ポンプユニット。
  2. 前記導体部（９）は、中空円筒（４７）として形成された延長部を有することを特徴とする、請求項１に記載のポンプユニット。
  3. 前記ステータ巻線（２４）は、前記中空円筒（４７）内に挿入された少なくとも１つの線端部（１８）を有すること特徴とする、請求項１または２に記載のポンプユニット。
  4. 前記中空円筒（４７）と前記線端部（１８）とは非ポジティブ接続（１５）を有すること特徴とする、請求項２または３に記載のポンプユニット。
  5. 前記接続（１５）は、少なくとも部分的に少なくとも４つ、好ましくは少なくとも６つの外側表面を備えており、２つの外側表面はそれぞれ互いに対向して配置されていること特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  6. 前記絶縁体部（１０）は、前記導体部（９）と相互作用する少なくとも部分的に円錐形の表面を有すること特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  7. 前記導体部（９）は、少なくとも部分的に円錐形の表面を有す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ポンプユニット。
  8. 前記導体部（９）は、棒形部分（１１）と二重円錐形部分（１２）を備えることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  9. 前記絶縁体部（１０）は、前記導体部（９）への締り嵌め構成のものであることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  10. 前記絶縁体部（１０）は、高性能プラスチックから作製されていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  11. 前記絶縁体部（１０）は、金属被覆を有することを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  12. 前記ケーブルブッシング（７）は、電界制御要素（４５）を有することを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  13. ウェットロータモータ（２）によって駆動されるポンプ（１）を備えたポンプユニットを製造するための方法であって、前記ウェットロータモータ（２）に電力を供給するためのブッシング装置（４）が、導体部（９）および絶縁体部（１０）を備えたケーブルブッシング（７）を備える、方法において、前記ステータ巻線（２４）の線端部（１８）を、各ケーブルブッシング（７）について前記導体部（９）の前記中空円筒（４７）内に挿入し、プレス工具を用いてポジティブロック接続（１５）を確立することを特徴とする、方法。
  14. 高いシステム圧力を有する発電プラント回路における、ケーブルブッシング（７）を用いて、前記ウェットロータモータ（２）の電力供給を高いシステム圧力に対してシールするための、ポンプ（１）を備えたポンプユニットの使用。

Description

本発明は、ウェットロータモータによって駆動されるポンプを備えたポンプユニットに関し、このウェットロータモータは、モータハウジングおよびステータ巻線によって包囲され、モータハウジングは、ウェットロータモータのステータ巻線へ電力を供給するためのブッシング装置を備え、ブッシング装置は、モータハウジングの一部分に複数の開口部を有し、それぞれの開口部内にケーブルブッシングが保持要素により固定配置され、ケーブルブッシングのそれぞれが導体部と絶縁体部とを有している。 このようなポンプユニットは、例えば、発電プラント建設に使用される。ハウジング部分は、周囲雰囲気に対して内部空間を区切る耐圧容器を形成する。耐圧容器は通常、非常に高いシステム圧力用に設計されている。 一例示的な装置が、特許文献１に記載されている。この装置は、液体を充填したモータによって駆動されるポンプを備えている。モータは、耐圧容器の一部であるハウジングを有している。 軸封部を有しない循環ポンプは、グランドレス循環ポンプと呼ばれ、分離のための缶（円筒）の有無にかかわらずウェットロータモータ（wet-rotor motor）によって駆動される縦型ポンプであることが多い。 ウェットロータモータは、通常、そのロータおよび軸受が搬送媒体中で作動される非同期かご形モータである。ウェットロータモータは、設計、組立て、試運転の段階で、内部部品の確実な充填と排気が確実に行われ、かつ、搬送媒体中の固形粒子が液体潤滑軸受に接触しないように、特別な注意を必要とする。 ポンプと電動モータは、ポンプ部分とモータ部分との間にヒートバリアを備えた共通の耐圧ハウジング内に配置される。このヒートバリアは、アクティブ型またはパッシブ型の何れかに構成することができ、搬送媒体の温度は最大４２０℃まで許容される。軸受は、搬送媒体によって潤滑されるため、動圧シールは不要である。 ウェットロータモータは、完全に液体で満たされている。ロータとその軸受に加え、ステータと巻線、そして給電ライン接続も液体中に浸漬されている。したがって、すべての通電部品に防水性と耐圧性を備えた絶縁が施されていることが前提条件である。ウェットロータモータは、従来の発電プラントにおけるグランドレス循環ポンプの駆動モータとして使用される。 ウェットロータモータに電力を供給するための従来のブッシング装置では、絶縁は２つの部分で構成されている。すなわち、内側絶縁体部と外側絶縁体部から構成される。 特許文献２は、導体を包囲する単一の絶縁体部を備えたブッシング装置を開示する。 特許文献３は、電気装置本体のケーブル引込開口部に挿通されるケーブルに取り付けられる絶縁要素について記載している。絶縁要素の一部にはフランジ状の突起が形成されており、これが装置本体内に形成された肩部に当接し、締結スリーブによって固定される。 既知のブッシング装置では、内側絶縁体部が耐圧部分を形成し、その上に外側絶縁体部が配置されている。これら２つの絶縁体部を組み合わせて必要な沿面距離を確保するために、非常に長いオーバーラップが必要になる。これにより、設置スペースが増大する。高負荷の場合の保護用に複数の金属リングが使用されるが、これらは追加のシール点を必要とし、渦電流によって加熱される可能性がある。 特許文献４は、ウェットロータモータによって駆動されるポンプを備えた装置を開示する。この装置は、ウェットロータモータに電力を供給するためのブッシング装置を備えたハウジングを有する。ブッシング装置は、ケーブル要素と絶縁体部を備え、さらに、電力伝送要素を備える。 欧州特許第１９１０６８５号米国特許第３，０４３，９０３号実全昭５５－１５９６８号独国特許出願公開第１０２０１４２０９５１７号 モータポンプユニットの断面図である。ブッシング装置の斜視図である。ブッシング装置の断面図である。ケーブルブッシングの断面図である。ケーブルブッシングの詳細図である。 図１は、ウェットロータモータ２を備えたモータポンプユニットを示す。モータハウジング３は圧力カバーの一部を形成している。ウェットロータモータ２の内部は液体で充填されており、ヒートバリア２５を有している。電力損失をなくすために冷却システム１７が設けられている。ウェットロータモータ２は、２つのラジアル軸受１３、１４および軸方向軸受４０を備えている。 ウェットロータモータ２の駆動力はシャフトトレーン１８に作用し、したがってポンプ１にトルクを伝達する。ポンプ１は、インペラ２０および案内装置２１が内部に配置されたポンプハウジング１９を備えている。ポンプハウジング１９は、少なくとも４つのタイロッド２２を介してモータハウジング３に接続されている。 モータハウジング３およびポンプハウジング１９は一緒に圧力カバーを形成している。これは高いシステム圧力用に設計されている。 例示的な実施形態に示すウェットロータモータ２は、完全に液体で充填されている。ロータ２３およびその軸受とともに、ステータ巻線２４およびステータ巻線ヘッド１６も、供給線接続を含め、液体中にある。ウェットロータモータ２の電源供給のために、ブッシング装置４がモータハウジング３に設けられている。この目的のために、この設計変形例においてＰＥ絶縁を有するプラスチック絶縁された銅線２７が、ステータ巻線２４の多層コイルから、接続１５を用いてケーブルブッシング７に接続されている。 ブッシング装置４は、カラー形状の隆起部によって形成された部分５を備えている。部分５はモータハウジング３と一体に形成されており、これにより高い液体圧力にも耐えることができる。モータハウジング３の部分５は複数の開口部６を有しており、開口部のそれぞれの内にケーブルブッシング７が配置されている。開口部６の数は、ウェットロータモータ２を作動させるために必要なケーブルブッシング７の数に対応している。開口部６のそれぞれは、図４からわかるように、内径が減少したセクション４３および内径が増大したセクション４２を有している。 ケーブルブッシング７が内部に開口するターミナルボックス２８が、ブッシング装置４上に配置されている。ターミナルボックス２８内には、いわゆる伝導性拡張コネクタ（conductive expansion connector／leitend Dehnband）３０の機械的分離のために、各場合において１つの支持体２９が配置されている。支持体２９は、この例示的な実施形態においてエポキシ樹脂絶縁体として設計されている。 図２は、３つのケーブルブッシング７を備えたブッシング装置４の斜視図である。図３と併せて、ケーブルブッシングが、各場合において１つの保持要素８によって、モータハウジング３の部分５の開口部６内に固定的に配置されていることが明らかである。外側絶縁体部２６は、保持要素８を覆っている。この目的のために、外側絶縁体部２６は内側絶縁体部１０に差し込み接続されており、ワッシャ３２およびナット３１によって上部に固定されている。 保持要素８は、非磁性のねじ付きブッシング、例えばＭ６４雄ねじとして設計されている。示された例示的な実施形態において、ターミナルボックス２８は、モータハウジング３の部分５のカラー形状の隆起部に直接据え付けられている。３つのケーブルブッシング７はターミナルボックス２８内に開口し、伝導性拡張コネクタ３０への接続をそれぞれ有しており、伝導性拡張コネクタ３０は一方で機械的分離のための各場合において１つの支持体２９に接続されている。 図４は、ケーブルブッシング７の詳細な断面図である。ケーブルブッシング７は、棒形部分１１および二重円錐部１２を有する導体部９を備えている。二重円錐部１２によって、直円錐の部分表面として形成された導体部９の円錐形の表面が実現されている。導体部９は、細長い円筒形の棒として大部分形成されており、参照番号４４のその端部にステータ巻線２４のプラスチック絶縁された銅線２７への接続（図示せず）が配置されている。導体部９の円錐形の表面は、絶縁体部１０の円錐形の表面と相互作用し、対応する作用表面の対４１を形成する。 絶縁体部１０はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から形成されており、導体部９上に締り嵌めされている。ここで、締り可能複合体は、導体部９の棒形部分１１の長さの少なくとも半分を越えて延在しており、二重円錐部１２への移行部で終端している。二重円錐部１２上への締り嵌めにより、絶縁体部１０および導体部９の複合体が受ける機械的負荷は著しく少なくなり、したがって作動時はより耐久性がよくなる。 絶縁体部１０は、絶縁体部１０の内側中空円筒に被着された、置換ニッケル層の形態の金属被覆を有している。結果として、再現可能な導電性が、規定された層厚さによって実現される。 ケーブルブッシング７は、更なる外側絶縁体部２６を有しており、締り嵌めされた絶縁体部１０上の、ケーブルブッシング７をハウジング３の開口部６内に固定する非磁性のねじ付きブッシング８内に位置決めされている。外側絶縁体部２６は、ワッシャ３２およびナット３１によって上端で調整される。ねじ付きブッシング８は雄ねじで設計されている。スペーサスリーブ４６はＰＥＥＫで作製されており、電界制御要素４５を位置決めする。 絶縁体部１０の中央部には、ハウジング３の開口部６内のケーブルブッシング７の座部として形成された厚肉部３３（大径部）が配置されている。この目的のために、厚肉部３３は、第１のＯリング３５を実装するための、ハウジング３の開口部６のセクション４２の領域に第１の凹部または面取り部３４を有しており、Ｏリング３５は、ハウジング３の開口部６内にケーブルブッシング７をシールする役割を担う。 加えて、絶縁体部１０の厚肉部３３は、厚肉部３３の中央に半径方向周方向の溝の形態の第２の凹部３６を有しており、その内部に第２のＯリング３７をシール用に実装することができる。この第２のＯリング３７は、有利には、ハウジング３の開口部６内におけるケーブルブッシング７の冗長シールとして設けられている。非常に高い圧力に温度上昇も伴う好ましくない緊急事態において、第１のＯリング３５のシール効果が失われた後も、第２のＯリング３７はシール効果を維持することができる。 厚肉部３３は、第１のＯリング３５から離れた側に、破断保護手段として設計されたリング３８のための座部を有している。このリング３８は金属リングとして設計されている。金属リングは、好ましくは、真鍮リングとしてまたは非磁性鉄のリングとして形成されている。いわゆる破断、すなわち絶縁体部１０が破損し、導体部９がケーブルブッシング７から押し出される場合には、導体部９の二重円錐部１２と組み合わせた破断防止用のリング３８が、絶縁体部１０からの抜け出しを防止する。 加えて、絶縁体部１０および導体部９の円錐形の表面の移行部に、シール用の第３のＯリング３９が導体部９内に埋め込まれているため、絶縁体部１０の円錐形の表面が導体部９の円錐形の表面への接続に損傷を受けても、液体の流出に対する冗長な安全装置が存在する。 図５は、ケーブルブッシング７、特に圧入接続または圧着接続として設計された接続１５の詳細図を示す。導体部９は、中空円筒４７として形成された延長部を有している。中空円筒４７内に導電線２７の円筒形の線端部１８が導入されており、非ポジティブ接続１５を形成するためにプレス工具によって合体されている。 円筒形の線端部１８を含む導電線２７および導体部９の延長部は、銅から作製されている。銅に基づく圧着接続により、優れた、ほとんど損失のない導電性が提供される。