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JP-2026514975-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する。ウェットロータモータ２は、モータハウジング３によって包囲されており、モータケーシング３は、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を備えている。ブッシング装置４は、モータケーシング３の一部分５に複数の開口部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が保持要素８を用いて固定方式で配置されている。ケーブルブッシング７は、導電体部９及び絶縁体部１０を有している。絶縁体部１０は、ガイド体部９と協働する少なくとも部分的に円錐形の表面を有している。 【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 (12)

  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）へ電力を供給するためのブッシング装置（４）を備えており、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）を有しており、前記開口部（６）内に、それぞれ１つのケーブルブッシング（７）が保持要素（８）を用いて固定的に配置されており、 各ケーブルブッシング（７）は、導電体部（９）及び絶縁体部（１０）を有している、 ポンプユニットにおいて、 前記絶縁体部（１０）は、前記導電体部（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していることを特徴とする、ポンプユニット。
  2. 前記導電体部（９）は、少なくとも部分的に円錐形の表面を有してい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. 前記導電体部（９）は、棒形の部分（１１）及び二重円錐の形態の部分（１２）を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のポンプユニット。
  4. 前記絶縁体部（１０）は、前記導電体部（９）へ締り嵌めされてい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ポンプユニット。
  5. 前記絶縁体部（１０）の前記円錐形の表面は、前記導電体部（９）の円錐形の表面と相互作用す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ポンプユニット。
  6. 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１～５のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  7. 前記絶縁体部（１０）は、金属被覆を有してい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. 前記ケーブルブッシング（７）は、電界制御要素（４５）を有してい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. 前記ケーブルブッシング（７）に、少なくとも１つの第１のシーリングリング（３５）及び１つの第２のシーリングリング（３７）が配置されてい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. 前記導電体部（９）は、前記ウェットロータモータ（２）のステータ巻線（２４）のコネクタ線（２７）への接続（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、請求項１～９のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  11. 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）へ電力を供給するためのブッシング装置（４）が、導電体部（９）及び絶縁体部（１０）を備えたケーブルブッシング（７）を備えている、方法において、前記絶縁体部（１０）を前記導電体部（９）上に締り嵌めすることを特徴とする、方法。
  12. 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、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であって、ウェットロータモータは、モータハウジングによって包囲されており、モータハウジングは、ウェットロータモータへ電力を供給するためのブッシング装置を備えており、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ており、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って固定的に配置されており、ケーブルブッシングは、それぞれ、１つの導電体部及び１つの絶縁体部を有している、ポンプユニットに関する。 このようなポンプユニットは、例えば、発電プラント建設で使用することができる。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圧力カバーを形成する。圧力カバーは通常、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、流体で充填され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、圧力カバーの一部であるハウジングを有している。 シャフトシールを有しない循環ポンプは、スタッフィングボックスを有しない循環ポンプとしても知られており、多くの場合、分割かごを有する又は有しないウェットロータモータ（wet-rotor motor／Nasslauefermotor）によって駆動される縦型ポンプである。 ウェットロータモータは通常、そのロータ及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、そのモータ内部が確実に充填及びベントされ、搬送媒体中の固体が液体潤滑されたすべり軸受から離された状態を維持するように、設計、組立て、及び試運転中に、特別な注意を必要とする。 ポンプ及び電気モータは、ここで、ポンプ部分とモータ部分との間の熱障壁を備えた共通の耐圧ハウジング内に配置される。熱障壁は、能動部品又は受動部品として構成することができ、４２０℃までの搬送媒体の温度を可能にする。軸受は、搬送媒体によって潤滑され、さらに、動的シールは不要である。 ウェットロータモータは、完全に流体で充填されている。ロータ及びその軸受とともに、ステータ及び巻線も、供給ライン接続を含めて、流体中にある。必須条件は、すべての活電部の耐水性及び耐圧性の絶縁である。ウェットロータモータは、従来の発電プラントにおけるスタッフィングボックスを有しない循環ポンプ用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において、絶縁は２つの部分で構成することができる。これは、内側絶縁体部及び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、ケーブルに取り付けられ、電気装置本体のケーブルブッシング開口部を通して送られた絶縁要素を記載する。フランジ様の突起が絶縁要素の一部に形成され、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する。外側絶縁体部が内側絶縁体部の上に配置される。組み合わされて、２つの絶縁体部は、必要な沿面距離を実現するために、非常に長い重なりを必要とする。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。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している。ブッシング装置は、ケーブル要素及び絶縁体部を備えている。ブッシング装置は、電力伝送要素を備えている。 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。 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、熱障壁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及び軸方向軸受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及び案内装置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及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及びその軸受とともに、ステータ巻線２４及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、これにより高い流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及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７が、各場合において１つの保持要素８を用いて、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及びナット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、棒形の部分１１及び二重円錐部１２を有する導電体部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電体部９の円錐形の表面が実現されている。導電体部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。導電体部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、導電体部９上に締り嵌めされている。ここで、締り可能複合体は、導電体部９の棒形の部分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及び導電体部９の複合体が受ける機械的負荷は著しく少なくなり、したがって作動時も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及びナット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肥厚部３３が配置されている。この目的のために、肥厚部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の凹部又は面取り部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の肥厚部３３は、肥厚部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。 肥厚部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、真鍮リングとして又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、導電体部９がケーブルブッシング７から押し出される場合には、導電体部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及び導電体部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が導電体部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電体部９の円錐形の表面への接続に損傷を受けても、流体の流出に対する冗長な安全装置が存在する。