(57)【要約】      （修正有）【課題】特殊な機械加工の費用がかからない発電機の固定子取付システム。【解決手段】システムは、外側環状支持体と固定子の間に取り外し可能に取り付けるように構成されたスプリングリング８４を含む発電機フレームを備える。スプリングリング８４は、スプリングリング８４を外側環状支持体に円周方向に整合させるように構成された第１ガイド１１２と、スプリングリング８４を固定子に円周方向に整合させるように構成された第２ガイド９７とを含む。【選択図】図６
2010273534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子（６８）と、
前記回転子（６８）の周囲に配置された固定子（７０）と、
前記固定子（７０）の周囲に配置されたフレームワーク（１５）とを備える発電機（６４）であって、前記フレームワーク（１５）は、
外側環状支持体（７６）と、
前記外側環状支持体（７６）に連結された外側軸方向バー（７８）と、
前記固定子（７０）に連結された内側軸方向バー（８２）と、
前記外側軸方向バー（７８）と前記内側軸方向バー（８２）の間に半径方向に配置されたスプリングリング（８４）であって、前記スプリングリング（８４）を前記外側環状支持体（７６）に整合させるように構成された第１ガイド（１１２）を介して前記外側軸方向バー（７８）に取り外し可能に連結されると共に、前記内側軸方向バー（８２）を前記固定子（７０）に整合させるように構成された第２ガイド（９７）を介して前記内側軸方向バー（８２）に取り外し可能に連結される前記スプリングリング（８４）とからなる前記発電機（６４）を備えるシステム（１０）。
【請求項２】
前記第１ガイド（１１２）は、１つ以上の締結具（９０）を受け入れて前記外側軸方向バー（７８）を前記スプリングリング（８４）に固定するように構成された一組の半径方向締結具レセプタクル（１１２）であり、前記一組の半径方向締結具レセプタクル（１１２）は、前記外側環状支持体（７６）に対して円周方向に前記スプリングリング（８４）を整合させるように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記外側軸方向バー（７８）と前記スプリングリング（８４）の間に配置された１つ以上の半径方向シム（１０８）を含み、前記１つ以上の半径方向シム（１０８）は、前記外側環状支持体（７６）に対して半径方向に前記スプリングリング（８４）を整合させるように構成される、請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記１つ以上の締結具（９０）は、前記外側軸方向バー（７８）の周囲に配置されたＵボルトクランプ（９０）であり、前記一組の半径方向締結具レセプタクル（１１２）は、前記Ｕボルトクランプ（９０）の対向端部（１１６）を受け入れるための一対の半径方向開口（１１２）である、請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記第２ガイド（９７）は、前記スプリングリング（８４）の内面（９９）に沿った軸方向凹部（９７）であり、前記軸方向凹部（９７）は、前記固定子（７０）に対して円周方向に前記内側軸方向バー（８２）を整合させるように構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記内側軸方向バー（８２）と前記スプリングリング（８４）の間に配置された１つ以上の半径方向シム（１３２）を含み、前記１つ以上の半径方向シム（１３２）は、前記固定子（７０）に対して半径方向に前記内側軸方向バー（８２）を整合させるように構成される、請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記内側軸方向バー（８２）は、前記固定子（７０）の嵌合スロット（１１８）内に配置されたダブテール（１００）を含み、前記第２ガイド（９７）は前記ダブテール（１００）を前記嵌合スロット（１１８）に円周方向に整合させ、前記１つ以上の半径方向シム（１３２）は前記ダブテール（１００）を前記嵌合スロット（１１８）に半径方向に整合させる、請求項６に記載のシステム（１０）。
【請求項８】
前記スプリングリング（８４）の外面（９３）の周囲に配置された円周方向凹部（１４４）を含むクランププレート（９４）を備え、前記クランププレート（９４）は前記スプリングリング（８４）を超えて延在する対向する軸方向端部を含み、前記対向する軸方向端部は半径方向締結具レセプタクル（１２４）を含み、締結具（９８）は前記半径方向締結具レセプタクル（１２４）を通って半径方向に延在して前記スプリングリング（８４）を前記内側軸方向バー（８２）に固定する、請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項９】
前記締結具（９８）は前記スプリングリング（８４）を通って延在しない、請求項８に記載のシステム（１０）。
【請求項１０】
前記外側環状支持体（７６）はリング状プレート（７６）であり、前記外側軸方向バー（７８）は前記リング状プレート（７６）の軸方向開口を通って延在し、前記外側軸方向バー（７８）は前記内側軸方向バー（８２）から円周方向にオフセットされる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電機に関し、より詳細には、発電機の固定子取付システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機は、一般的に、回転エネルギーを電気エネルギーに変換するために回転子と固定子の組み合わせを使用する。固定子は、概して環状フレーム内に積み重ねられた複数の積層コアセグメントを含む。ある種の発電機設計では、複数の円周方向に離間配置されたキーバーは環状フレームの縦軸と整合されて、環状フレームに固定された防振システムに溶接される。キーバー内のダブテールは、コアセグメントの円周の周囲の対応するノッチと整合して、固定子を環状フレームに固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，２０２，５８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
残念なことに、これらのキーバーを定位置に溶接することによって溶接変形が生じ、適切なキーバー配列を維持する難しさが増大する。キーバーダブテールはキーバーが定位置に溶接された後に機械加工されるが、この種の機械加工は費用がかかり、ある種の発電機は大型であるため世界中で数少ないフライス盤に限定される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
出願当初の請求項記載の発明の範囲に相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、請求項記載の発明の範囲を制限するものではなく、単に本発明の可能な形態の概要を提供するものである。実際、本発明は、以下に記載の実施形態と類似する又は異なる様々な形態を包含し得る。
【０００６】
第１実施形態において、システムは、回転子と、回転子の周囲に配置された固定子と、固定子の周囲に配置されたフレームワークとを含む発電機を備える。フレームワークは、外側環状支持体と、外側環状支持体に連結された外側軸方向バーと、固定子に連結された内側軸方向バーとを含む。フレームワークは、外側軸方向バーと内側軸方向バーの間に半径方向に配置されたスプリングリングを更に含む。スプリングリングは、スプリングリングを外側環状支持体に整合させるように構成された第１ガイドを介して外側軸方向バーに取り外し可能に連結されると共に、内側軸方向バーを固定子に整合させるように構成された第２ガイドを介して内側軸方向バーに取り外し可能に連結される。
【０００７】
第２実施形態において、システムは、外側環状支持体と固定子の間に取り外し可能に取り付けるように構成されたスプリングリングを含む発電機フレームを備える。スプリングリングは、スプリングリングを外側環状支持体に円周方向に整合させるように構成された第１ガイドと、スプリングリングを固定子に円周方向に整合させるように構成された第２ガイドとを含む。
【０００８】
第３実施形態において、システムは、環状フレームと、環状フレーム内に配置された固定子と、固定子から半径方向内方に配置されて、環状フレームの縦軸の周囲を回転するように構成された回転子とを含む回転機械を備える。回転機械は、環状フレームを通って軸方向に延在して環状フレームに固定された複数の円周方向に離間配置されたスプリングバーを含む固定子取付システムを更に備える。固定子取付システムは、環状フレーム内に配置されて、複数のＵボルトクランプによってスプリングバーに固定された複数の環状スプリングリングと、環状スプリングリング内の加工凹部に隣接して配置された複数のキーバーとを更に含む。加工凹部は、円周方向にキーバーを固定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンと、蒸気タービンと、排熱回収ボイラと、本発明の特定の実施形態に従って加工費を削減するように構成されたフレームを含む発電機とを有する複合サイクル発電システムの一実施形態の概略流れ図である。
【図２】本発明の特定の実施形態に従った図１に示す発電機の断面側面図である。
【図３】本発明の特定の実施形態に従った図２の発電機で用いられる発電機フレームの切欠斜視図である。
【図４】本発明の特定の実施形態に従った図３の線４−４で切り取ったスプリングバー、スプリングリング、及びキーバーの詳細斜視図である。
【図５】本発明の特定の実施形態に従った図３に示すスプリングバー、スプリングリング、及びキーバーの断面側面図である。
【図６】本発明の特定の実施形態に従った図５の線６−６で切り取ったスプリングバー、スプリングリング、及びキーバーの断面正面図である。
【図７】本発明の特定の実施形態に従った図６の線７−７で切り取ったスプリングリング及びキーバーの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の上記及びその他の特徴、態様、及び利点は、図面を通して同様の符号が同様の部品を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって、より明確に理解できるであろう。
【００１１】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態を以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するため、実際の実装の全ての特徴が本明細書で説明されるわけではない。いずれの実際の実装の開発においても、あらゆる技術的計画又は設計計画の場合と同様に、実装ごとに異なる可能性があるシステム関連の制約及びビジネス関連の制約との適合など、開発者の具体的な目標を実現するため、複数の実装固有の決定がなされなければならないことを理解されたい。更に、そのような開発努力は複雑で時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示の恩恵を受ける当業者には設計、組立、及び製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
【００１２】
本発明の様々な実施形態の要素を述べる際、特に数詞が付いていないことは、その要素が１つ以上存在することを意味するものとする。「からなる」、「含む」及び「有する」といった用語は包括的であり、その用語には列挙した要素以外の追加要素が存在し得ることを意味するものとする。
【００１３】
本発明の実施形態は、溶接変形の修正に伴う製造の複雑性と再加工をなくすこと、ボルトコアサスペンションアセンブリを取り付けるために発電機フレーム全体を機械加工すること、及び／又はキーバーがフレームに固定された後にキーバーダブテールを機械加工することによって、発電機の製造に関する費用及びサイクル時間を削減できる。更に、実施形態は、防振システムの小型化を促進することによって、大きな固定子が所定直径の環状フレーム内に適合できるようにする。特定の実施形態は、環状フレームから半径方向内方に延在する複数のセクションプレートを含む。これらのセクションプレートは環状フレームの縦軸に沿って離間配置され、軸方向に配向されたスプリングバーのための円周方向に離間配置された開口を含む。環状フレーム内に配置された複数の環状スプリングリングは、複数のＵボルトクランプによってスプリングバーに固定される。これらのスプリングリングは、キーバーを軸方向に整合させて円周方向に固定するために半径方向内面上に複数の加工凹部を含む。これらの加工凹部はスプリングリングの円周の周囲に正確に配置されるので、凹部は固定子内のノッチに対してキーバーの適切な円周方向配列を保証できる。従って、キーバーを取付前に機械加工することによって、組立費を大幅に削減できる。キーバーは、加工凹部とキーバーの間に半径方向配列シムを挿入すること、及び／又はスプリングバーとスプリングリングの間にスプリングリングシムを挿入することによって、半径方向に整合される。特定の実施形態は、キーバーと加工凹部の間に配置されたキーバー取付パッドを含む。キーバー取付パッドは、キーバーに溶接され、且つ加工凹部内に配置されて、キーバーの円周方向移動を防止できる。
【００１４】
図１は、ガスタービン、蒸気タービン、及び排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）を有する複合サイクル発電システム１０の一実施形態の概略流れ図である。システム１０について、フレーム組立費を削減できる独自の発電機構造の実施形態の背景を示すために説明する。以下に説明する発電機の実施形態は、他の発電システムに組み込むことができることを理解されたい。システム１０は、電力を発生させるために第１発電機１４を駆動するためのガスタービン１２を含む。本実施形態では、発電機１４は、振動を吸収しながら、固定子を発電機１４の環状フレームに取り付けるように構成された防振システム１５を含む。防振システム１５は、組立後の機械加工作業を削減することによって発電機の組立に伴う組立費を削減するように構成された特定の機能を含む。ガスタービン１２は、タービン１６と、燃焼器又は燃焼室１８と、圧縮機２０とを含む。システム１０は、第２発電機２４を駆動するための蒸気タービン２２を更に含む。第２発電機２４もまた、発電機の組立費を削減するように構成された防振システム１５を含む。更に、例示の実施形態において示すように、ガスタービン１２と蒸気タービン２２は、別々の発電機１４及び２４を駆動しても良いが、単一軸を介して単一の負荷を駆動するように並行して利用しても良い。例示の実施形態において、蒸気タービン２２は、１つの低圧部２６（ＬＰＳＴ）と、１つの中圧部２８（ＩＰＳＴ）と、１つの高圧部３０（ＨＰＳＴ）とを含む。しかしながら、蒸気タービン２２の特定構造は、ガスタービン１２と同様に、実装時固有であっても良く、あらゆる組み合わせのセクションを含んでも良い。
【００１５】
システム１０は、多段ＨＲＳＧ３２を更に含む。図示のＨＲＳＧ３２は、そのようなＨＲＳＧシステムの一般的な動作を伝えるために示される。ガスタービン１２からの加熱された排気ガス３４は、ＨＲＳＧ３２に輸送されて、蒸気タービン２２を駆動するのに用いられる蒸気を加熱するために使用される。蒸気タービン２２の低圧部２６からの排気は、復水器３６に案内される。復水器３６からの凝縮物は、次に、復水ポンプ３８を用いてＨＲＳＧ３２の低圧部に案内される。
【００１６】
図２は、複合サイクル発電システム１０、又はその他の様々な発電システムにおいて発電機１４及び／又は発電機２４としての機能を果たす発電機６４の断面側面図である。発電機６４は、環状フレーム６６と、回転子６８と、固定子７０と、軸７２とを含む。軸７２は、ガスタービン１２、蒸気タービン２２、風力タービン、水力タービン、内燃機関、又は回転出力を提供するように構成されたその他の適切な装置によって回転軸の周囲を回転するように駆動する。軸７２は、磁気コアの周囲のワイヤ巻線を含む略円筒形回転子６８に連結される。回転子６８は、定常磁場を形成するように構成された固定子７０内に配置される。明らかなように、固定子７０内の回転子６８が回転することでワイヤ巻線内に電流が発生し、発電機６４から電気出力を生成する。
【００１７】
固定子７０は、外側環状支持体又はリング状セクションプレート７６、外側軸方向バー又はスプリングバー７８、スプリングリングアセンブリ８０、及び内側軸方向バー又はキーバー８２を含む防振システム、固定子取付システム又はフレームワーク１５によって、環状フレーム６６のケーシング７４内に支持される。以下で詳述するように、固定子７０は、各々が円周方向に離間配置されたノッチを有する複数の積層コアセグメントを含む。各々のノッチは、各々のキーバー８２のダブテール部分と噛合して、コアセグメントをキーバー８２に固定するように構成される。キーバー８２は、固定子のノッチに対応する位置で環状フレーム６６の円周の周囲に等間隔に離間配置される。キーバー８２は、スプリングリングアセンブリ８０を介してスプリングバー７８に固定される。以下で詳述するように、スプリングリングアセンブリ８０は、スプリングリングと、スプリングリング−キーバーコネクタと、スプリングリング−スプリングバーコネクタとを含む。スプリングバー７８はセクションプレート７６の軸方向開口（即ち、孔）を通過して、固定子支持体要素を環状フレーム６６に固定する。この構造は、発電機６４内の振動を抑制する働きをする。具体的には、固定子７０からの振動は、キーバー８２及びスプリングリングアセンブリ８０を介してスプリングバー７８に伝達される。図示のように、スプリングリングアセンブリ８０は、セクションプレート７６間のほぼ中間点でスプリングバー７８に接続される。この構造では、スプリングバー７８が半径方向７７及び／又は円周方向７９に屈曲することによって、振動エネルギーを消散できる。更に、以下で詳述するように、スプリングリングアセンブリ８０は、キーバー８２を環状フレーム６６に固定する前にキーバーダブテールを機械加工できるように、キーバー８２を固定子７０に対して整合させることによって、発電機の製造費を削減する機能を含む。
【００１８】
図３は、図２の発電機６４で用いられる発電機フレーム６６の切欠斜視図である。前述のように、フレーム６６は、フレーム６６の長さに沿って軸方向８１にほぼ等間隔に離間配置されて半径方向内方に延在する環状セクションプレート７６（例えば、中空のディスク状プレート又はリング）を含む。図示のように、フレーム６６は９個のセクションプレート７６を含む。代替構造では、フレーム６６はそれ以上又は以下のセクションプレート７６、例えば、３、５、７、１０、１５、２０個又はそれ以上のセクションプレート７６を含んでも良い。スプリングバー７８は、軸方向８１に配向されて、セクションプレート７６の円周の周囲に離間配置される。具体的には、１０個のスプリングバー７８がセクションプレート７６の孔を通過する。代替実施形態では、それ以上又はそれ以下のスプリングバー７８を使用しても良い。例えば、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２個又はそれ以上のスプリングバー７８がセクションプレート７６の孔を通過する。特定の実施形態では、スプリングバー７８は、スプリングバー７８をセクションプレート７６に固定するために、スプリングバー７８と孔の間の交差点でセクションプレート７６に締結（例えば、溶接、ボルト留め、接合等）される。
【００１９】
スプリングバー７８は、スプリングリングアセンブリ８０によってキーバー８２に連結される。各々のスプリングリングアセンブリ８０は、スプリングリング８４と、複数のスプリングバー−スプリングリングコネクタ８６と、複数のスプリングリング−キーバーコネクタ８８とを含む。スプリングリングアセンブリ８０の数は、セクションプレート７６の数と同一又は同程度である。例えば、１つのスプリングリングアセンブリ８０を各々のセクションプレート７６間のスプリングバー７８に連結する。この構造によって、スプリングバー７８の弾性コンプライアンスによって固定子７０と環状フレーム６６の間の振動を抑制できる。言い換えると、スプリングバー７８が半径方向７７及び／又は円周方向７９に屈曲することによって、振動エネルギーを消散できる。代替実施形態では、各々のセクションプレート７６間に複数（例えば、２、３、４、５、６、７個又はそれ以上）のスプリングリングアセンブリ８０を、或いは複数（例えば、２、３、４、５個又はそれ以上）のセクションプレート７６につき１つのスプリングリングアセンブリ８０を含んでも良い。図示のように、スプリングバー７８はスプリングリング８４の半径方向外面上に配置されるのに対して、キーバー８２は半径方向内面上に配置される。スプリングバー−スプリングリングコネクタ８６は、各々のスプリングバー７８を各々のスプリングリング８４に連結する働きをする。同様に、スプリングリング−キーバーコネクタ８８は、各々のキーバー８２を各々のスプリングリング８４に連結する。本実施形態では、１５個のキーバー８２が環状フレーム６６の円周の周囲にほぼ等間隔に離間配置される。代替実施形態では、それ以上又はそれ以下のキーバー８２、例えば、５、１０、２０、２５、３０、３５個又はそれ以上のキーバー８２を含んでも良い。以下で詳述するように、スプリングリング８４及び／又はスプリングリング−キーバーコネクタ８８は、キーバーの取付前にキーバーダブテールを機械加工できるようにキーバー８２を固定子７０に対して適切に整合させることによって、フレームの組立費を削減するように構成された特定の機能を含む。
【００２０】
図４は、図３の線４−４で切り取ったスプリングバー７８とキーバー８２の間に配置されたスプリングリングアセンブリ８０の詳細斜視図である。図示のように、スプリングバー−スプリングリングコネクタ８６（例えば、取り外し可能なクランプ）は、スプリングリング８４の半径方向外面９３上に配置されたＵボルトクランプ９０及びクランププレート９２を含む。以下で詳述するように、スプリングリング８４は、スプリングリング８４を環状フレーム６６に整合させるように構成された第１ガイドを含む。具体的には、クランププレート９２及びスプリングリング８４は、Ｕボルトクランプ９０の挿入前に整合される半径方向締結具レセプタクル（即ち、ボルト孔又は半径方向開口）を含む。整合後、クランププレート９２はスプリングバー７８に隣接して配置される。Ｕボルトクランプ９０は、Ｕボルトクランプ９０の端部がクランププレート９２及びスプリングリング８４のボルト孔を通過するように、スプリングバー７８の周囲に配置される。特定の実施形態では、Ｕボルトクランプ９０の端部が螺着される。そのような実施形態では、ナットが端部に固定されることによって、スプリングバー７８をスプリングリング８４に連結する。更なる実施形態では、スプリングバー７８をスプリングリング８４に固定するために他の締結具構造を使用しても良い。第１ガイド（例えば、スプリングリング８４のボルト孔）を正確に配置することによって、スプリングリング８４は、キーバーダブテールが固定子ノッチに整合するように環状フレーム６６内で円周方向に整合される。更に、この構造では、高価な溶接接続よりも比較的廉価なＵボルトクランプ９０を使用することによって、フレームの組立費を削減できる。
【００２１】
更に、図４は、スプリングリングクランププレート９４と、取付パッド９６と、一対の締結具又はボルト９８とを含むスプリングリング−キーバーコネクタ８８（例えば、取り外し可能なクランプ）を図示する。スプリングリングクランププレート９４はスプリングリング８４の半径方向外面９３上に配置されるのに対して、取付パッド９６は半径方向内面９９上に配置される。この構造は、スプリングリング８４をスプリングリングクランププレート９４と取付パッド９６の間に挟み込む。ボルト９８は、スプリングリングクランププレート９４及び取付パッド９６の対向する軸方向端部の半径方向締結具レセプタクル（即ち、孔）を通って半径方向７７に沿って延在する。本構造では、ボルト９８は、ボルト９８がスプリングリング８４を通過しないようにスプリングリング８４から軸方向にオフセットされる。ボルト９８がキーバー８２内で終端することによって、キーバー８２をスプリングリング８４に固定する。２つのボルト９８が本実施形態において使用されるのに対して、代替実施形態はそれ以上又はそれ以下のボルト９８を含んでも良い。例えば、特定の実施形態では、各々のキーバー８２を各々のスプリングリング８４に固定するために、１、３、４、５、６個又はそれ以上のボルト９８を使用する。この構造では、スプリングリング８４とキーバー８２の間でボルト接続を使用することによって、フレームの組立費を削減できる。更に、スプリングリング８４は、各々のスプリングリング−キーバーコネクタ８８を円周方向７９に正確に配置するために、半径方向内面９９上に第２ガイド又は機械加工された軸方向凹部９７を含む。具体的には、各々の取付パッド９６は、キーバー８２が十分な正確さで固定子ノッチに円周方向に整合して、取付前にキーバー８２を機械加工できるように、各々の加工凹部９７内に配置される。この構造により、ダブテールの機械加工前にキーバー８２をスプリングリング８４に溶接することに比べて、フレームの組立費を削減できる。
【００２２】
図５は、セクションプレート７６と、スプリングバー７８と、キーバー８２と、スプリングリングアセンブリ８０の断面側面図である。図示のように、キーバー８２は、固定子７０の対応するノッチに噛合するように構成されたダブテール１００を含む。キーバー８２はスプリングリング８４の円周に沿って配置されるので、ダブテール１００と対応するノッチの間で連結することにより、半径方向７７及び円周方向７９の両方において固定子７０を環状フレーム６６に固定できる。更に、複数の圧縮バンド１０２がキーバー８２の周囲に円周方向に配置される。圧縮バンド１０２は、キーバー８２と固定子７０の間の実質的な剛性接続を促進して、「キーバーの揺れ」即ち固定子７０に対するキーバー８２の移動を実質的に削減又は防止できる。圧縮バンド１０２の数は、発電機構造に基づいて変更しても良い。例えば、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０個又はそれ以上の圧縮バンド１０２を特定の実施形態において使用しても良い。前述のように、セクションプレート７６間のほぼ中間点でスプリングリングアセンブリ８０をスプリングバー７８に取り付けることにより、スプリングバー７８は半径方向７７及び円周方向７９の両方向において振動エネルギーを吸収できる。更に、この構造は、高価で時間のかかるフレームの再加工をすることなくダブテール１００が固定子ノッチに整合するようにキーバー８２を軸方向８１に正確に整合させることによって、フレームの組立費を削減できる。
【００２３】
図６は、図５の線６−６で切り取ったスプリングバー７８、キーバー８２、及びスプリングリングアセンブリ８０の断面正面図である。前述のように、各々のスプリングリング８４は、Ｕボルトクランプ９０及びクランププレート９２を含むスプリングリング−スプリングバーコネクタ８６によって、各々のスプリングバー７８に連結される。図示のように、クランププレート９２は、スプリングバー７８の円形断面に適合する輪郭部分１０４を含む。また、コネクタ８６はナット１０６及び半径方向シム１０８を更に含む。この構造により、スプリングバー７８とスプリングリング８４の間に実質的な剛性接続を確立できる。具体的には、クランププレート９２のボルト孔１１０は、スプリングリング８４のボルト孔１１２に整合される。クランププレート９２は、スプリングバー７８が輪郭部分１０４に接触するようにスプリングバー７８に隣接して配置される。Ｕボルトクランプ９０の湾曲部分１１４は、直線状端部１１６がクランププレート９２のボルト孔１１０及びスプリングリング８４のボルト孔１１２を通過するように、スプリングバー７８の周囲に配置される。ナット１０６がＵボルトクランプ９０の直線状端部１１６に固定されることによって、スプリングバー７８をスプリングリング８４に接続できる。ボルト孔１１２を正確に配置することによって、スプリングリング８４は環状フレーム６６内に円周方向に整合されて、キーバーダブテール１００が固定子ノッチ１１８に整合し、発電機の組立前にダブテール１００を機械加工できるようになる。
【００２４】
スプリングリング８４の半径方向位置は、クランププレート９２とスプリングリング８４の間にシム１０８を挿入することによって調整される。例えば、製造公差によって、特定のキーバーダブテール１００は、固定子７０の対応する嵌合スロット又はノッチ１１８から半径方向にオフセットされることがある。従って、オフセットを補正するために、クランププレート９２とスプリングリング８４の間にシム１０８を挿入しても良い。各々のシム１０８の厚さ１２０は、各々のダブテール１００を各々の固定子ノッチ１１８に適切に整合させるように個々に選択される。特定の実施形態では、シム１０８は様々な厚さ１２０を有する一組のシムから選択される。例えば、シム１０８は、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０又はそれ以上のミル厚さである。更に、複数のシム１０８は、クランププレート９２とスプリングリング８４の間に積み重ねても良い。例えば、５ミル厚さのシムは、３５ミルのオフセットを確立するために３０ミルのシムと組み合わせても良い。各々のシム１０８は、シム１０８を通るＵボルトクランプ９０の通路を受け入れるためのボルト孔１２２を更に有する。
【００２５】
図６は、スプリングリング−スプリングバーコネクタ８６から円周方向にオフセットされたスプリングリング−キーバーコネクタ８８を図示する。前述のように、コネクタ８８は、スプリングリングクランププレート９４と、取付パッド９６と、ボルト９８とを含む。図示のように、スプリングリングクランププレート９４はスプリングリング８４の半径方向外面９３に隣接して連結されるのに対して、取付パッド９６は半径方向内面９９に連結される。ボルト９８は、スプリングリングクランププレート９４の孔１２４及び取付パッド９６の孔１２６を通過して、キーバー８２の凹部１２８内に延在する。この構造は、キーバー８２をスプリングリング８４に半径方向７７に固定する。特定の実施形態では、キーバー８２は、溶接接続１３０によって取付パッド９６に固定される。例えば、キーバー８２をスプリングリング８４に連結する前に、キーバー８２を取付パッド９６に溶接して、ダブテール１００を形成するように機械加工する。この構成により、確実にダブテール１００は取付パッド９６に対して適切に配置される。従って、以下で詳述するように、取付パッド９６がスプリングリング８４に固定される時、ダブテール１００は対応する固定子ノッチ１１８に適切に整合される。
【００２６】
更に、半径方向シム１３２は、取付パッド９６とスプリングリング８４の間に挟み込まれる。クランププレート９２とスプリングリング８４の間に配置されたシム１０８と同様に、固定子７０に対するキーバー８２の半径方向位置を調整するためにシム１３２を使用する。特定の実施形態では、シム１３２の厚さ１３４は、各々が異なる厚さ１３４を有する一組のシムから選択される。例えば、シム１３２は、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０又はそれ以上のミル厚さである。更に、複数のシム１３２は、取付パッド９６とスプリングリング８４の間に積み重ねても良い。例えば、１０ミル厚さのシムは、３０ミルのオフセットを確立するために２０ミルのシムと組み合わせても良い。シム１３２はキーバー８２の半径方向調整を容易にするので、キーバー位置は、フレーム６６に固定子７０を取り付けている間に変更できる。具体的には、キーバー位置を調整することによって、ダブテール１００は、組立に入り込む可能性のある更なる溶接又は機械加工作業を必要とせずに、固定子７０の対応するノッチ１１８内に適切に整合される。各々のシム１３２は、シム１３２を通るボルト９８の通路を受け入れるためのボルト孔１３６を更に有する。
【００２７】
取付パッド９６及びシム１３２は（キーバー８２の半径方向調整が必要な場合）、スプリングリング８４の半径方向内面９９の加工凹部９７内に配置される。凹部９７は、固定子７０に対してキーバー８２を適切に配置するために、スプリングリング８４の円周に沿って正確に配置される。具体的には、凹部９７の位置は、キーバーダブテール１００が固定子７０の対応するノッチ１１８内に正確に適合するように選択される。例えば、特定の実施形態では、凹部９７は、所望の位置の約０．０１５インチの範囲内に配置される。この公差は、代替実施形態ではそれより大きくても小さくても良い。例えば、公差は、約０．００５、０．０１０、０．０２０、０．０２５又は０．０３０インチ未満である。このような公差で凹部９７を機械加工することは、高価で時間のかかるフレームの再加工をすることなく固定子７０に対してキーバー８２を適切に配置する働きをする。更に、凹部９７はキーバー８２を正確に配置するように構成されるので、キーバー８２はスプリングリングの取付前に機械加工できる。この工程は、組立時間を大幅に削減すると共に、フレームの組立に伴う製造費を削減できる。
【００２８】
更に、凹部９７の幅１４０もまた、取付パッド９６の幅１４２に対応するように正確に機械加工される。例えば、公差は、約０．００５、０．０１０、０．０２０、０．０２５又は０．０３０インチ未満である。明らかなように、回転している回転子６８と静止している固定子７０の間の電磁相互作用は、固定子７０にトルクを印加する。固定子７０とスプリングリング８４の間の連結は、固定子７０を環状フレーム６６に固定する働きをする。具体的には、円周方向７９に沿って固定子７０に印加されたトルクは、キーバー８２によって阻止される。トルクは、例えば、溶接接続１３０を通って取付パッド９６に伝達される。トルクは、取付パッド９６と凹部９７の間の接触を介して取付パッド９６によってスプリングリング８４に印加される。従って、凹部９７を正確に機械加工することは、スプリングバー７８に対する取付パッド９６の移動を制限する（即ち、振動を低減する）働きをする。この構造によって、取付パッド９６の位置は発電機６４の運転寿命を通してスプリングリング８４に対して実質的に固定されたままであることが保証される。更に、凹部９７を正確に機械加工することにより、ボルト９８のせん断力を制限できる。具体的には、スプリングリング８４に対する取付パッド９６及びキーバー８２の移動を制限することによって、ボルト９８は、誤ったトルク（即ち、発電機の通常運転よりも大きな規模のトルク）の際により低いせん断力を受けることになる。この構造によって、より薄くより安価な材料でボルト９８を構成できるので、フレームの組立費を削減できる。
【００２９】
代替実施形態では、取付パッド９６を省略しても良い。そのような構造では、キーバー８２は、スプリングリング８４の凹部９７内に直接配置される。凹部９７は、凹部９７の幅がキーバー８２の幅と実質的に同程度になるように機械加工することによって、スプリングリング８４に対するキーバー８２の移動を制限できる。更に、シム１３２の幅は、凹部９７の幅に対応するように調整される。この構造は、取付パッド９６を排除することによって組立費を削減できる。また、キーバー８２とスプリングリング８４の間の半径方向距離が減少するので、より大きな直径の固定子７０が所定のフレーム直径に適合する。しかしながら、キーバー８２は、固定子７０が発電機の運転中にＵボルトクランプ９０及び／又はナット１０６に接触しないように（即ち、固定子７０とスプリングリング８４の間の距離がスプリングバーの屈曲によって変化するように）構成できる。具体的には、キーバー８２の半径方向範囲は、固定子７０とＵボルトクランプ９０及び／又はナット１０６の間の最小半径方向分離距離よりも大きくできる。
【００３０】
図７は、図６の線７−７で切り取ったスプリングリング８４、キーバー８２及びスプリングリング−キーバーコネクタ８８の断面側面図である。前述のように、キーバー８２は、スプリングリングクランププレート９４、取付パッド９６及びボルト９８を介してスプリングリング８４に固定される。具体的には、スプリングリング８４は、スプリングリングクランププレート９４の円周方向凹部１４４内に配置される。スプリングリング８４の幅１４６は、凹部１４４の幅１４８と実質的に同程度であっても良い。この構成は、ボルト９８と組み合わせて、キーバー８２を軸方向８１に沿ってスプリングリング８４に固定することによって軸方向又は「レール突出（ｈｕｍｐ）」負荷を阻止する働きをする。更に、図示のように、シム１３２は取付パッド９６の軸方向範囲全体に沿って延在する。代替実施形態では、シム１３２は、スプリングリング８４の幅１４６に沿って延在するだけでも良い。更なる実施形態では、取付パッド９６を省略でき、スプリングリング８４／シム１３２はキーバー８２に隣接して直接配置される。いずれの構造も、組立後の機械加工又は溶接作業を必要とせずに、固定子７０に対するキーバー８２の正確な配置を促進することによって、フレームの組立に伴う組立費を削減できる。
【００３１】
本明細書は、最良の形態を含む例を用いて本発明を開示すると共に、何らかの装置又はシステムの製造及び使用と本明細書に組み込まれた何らかの方法の実行とを更に含めて、当業者が本発明を実施することを可能にするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により規定されると共に、当業者が想到するその他の例を含む。このようなその他の例は、特許請求の範囲の文言と相違しない構造要素を有する場合又は特許請求の範囲の文言と実質的に相違しない等価の構造要素を含む場合に、特許請求の範囲内に含まれることを意図する。
【符号の説明】
【００３２】
１０  複合サイクル発電システム
１２  ガスタービン
１４  第１発電機
１５  防振システム
１６  タービン
１８  燃焼器
２０  圧縮機
２２  蒸気タービン
２４  第２発電機
２６  蒸気タービンの低圧部
２８  蒸気タービンの中圧部
３０  蒸気タービンの高圧部
３２  排熱回収ボイラ
３４  加熱された排気ガス
３６  復水器
３８  復水ポンプ
６４  発電機
６６  環状フレーム
６８  回転子
７０  固定子
７２  軸
７４  ケーシング
７６  セクションプレート
７７  半径方向
７８  スプリングバー
７９  円周方向
８０  スプリングリングアセンブリ
８１  軸方向
８２  キーバー
８４  スプリングリング
８６  スプリングリングコネクタ
８８  キーバーコネクタ
９０  Ｕボルトクランプ
９２  クランププレート
９３  半径方向外面
９４  スプリングリングクランププレート
９６  取付パッド
９７  機械加工された軸方向凹部
９８  ボルト
９９  半径方向内面
１００  キーバーダブテール
１０２  圧縮バンド
１０４  クランププレートの輪郭部分
１０６  ナット
１０８  半径方向シム
１１０  クランププレートのボルト孔
１１２  スプリングリングのボルト孔
１１４  Ｕボルトクランプの湾曲部分
１１６  Ｕボルトクランプの直線状端部
１１８  固定子ノッチ
１２０  半径方向シムの厚さ
１２２  半径方向シムのボルト孔
１２４  スプリングリングクランププレートのボルト孔
１２６  取付パッドのボルト孔
１２８  キーバーの凹部
１３０  溶接接続
１３２  半径方向シム
１３４  半径方向シムの厚さ
１３６  半径方向シムのボルト孔
１４０  機械加工された軸方向凹部の幅
１４２  取付パッドの幅
１４４  スプリングリングクランププレートの円周方向凹部
１４６  スプリングリングの幅
１４８  スプリングリングクランププレートの円周方向凹部の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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