(57)【要約】【課題】発電システムの運転性を改善するためのシステムを提供すること。【解決手段】システムがジェネレータを有する。ジェネレータが複数の磁界コイルを装備する。第１の集電リングが励磁源に結合されるように構成される。第１のメインリードが複数の磁界コイルを通るように電流を誘導するように構成される。第１のメインリードが第１および第２の端部を有する。第１の端部が軸方向において複数の磁界コイルに結合される第１のグースネックを有する。第２の端部がジェネレータの第１の径方向ターミナルに軸方向において結合されるように構成される。【選択図】図１
2014171383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェネレータであって、
複数の磁界コイルと、
励磁源に結合されるように構成される第１の集電リングと、
前記第１の集電リングから前記複数の磁界コイルまで電流を誘導するように構成される第１のメインリードであって、前記第１のメインリードが、
径方向において前記複数の磁界コイルに結合される第１のグースネックを備える第１の端部、および、
軸方向において前記ジェネレータの第１の径方向ターミナルに結合される第２の端部
を備える、第１のメインリードと
を備えるジェネレータ
を備えるシステム。
【請求項２】
前記第１のグースネックが、前記複数の磁界コイルの軸方向において最も内側の磁界コイルに径方向において結合される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のメインリードが前記第２の端部から前記グースネックまで延在する軸方向部分を備え、前記軸方向部分が軸方向長さを画定し、前記グースネックが径方向長さを画定し、前記軸方向長さが前記径方向長さより大きい、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のメインリードが、前記第１のメインリードの前記軸方向長さに沿って冷却剤を受けて誘導するように構成される少なくとも１つのチャンネルを備える、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の集電リングに結合される第１の径方向スタッドと、
前記第１の径方向スタッドに結合される第１の軸方向コンダクタと
を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のグースネックが少なくとも１つのＵ形部分を備え、前記第１のグースネックが前記ジェネレータの支持ブロックによって動きを抑制される、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記励磁源に結合されるように構成される第２の集電リングと、
前記複数の磁界コイルから前記第２の集電リングまで電流を誘導するように構成される第２のメインリードであって、前記第２のメインリードが、
径方向において前記複数の磁界コイルに結合される第２のグースネックを有する第３の端部、および
軸方向において前記ジェネレータの第２の径方向ターミナルに結合される第４の端部
を備える第２のメインリードと
を備える、請求項５記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の集電リングに結合される第２の径方向スタッドと、
前記第２の径方向スタッドに結合される第２の軸方向コンダクタと
を備える、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のメインリードが銅箔を備え、前記銅箔の一部分が一体にろう付けされる、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
シャフトと、
前記シャフトに結合されるように構成される主発動機と、
前記シャフトに結合されるジェネレータであって、前記ジェネレータが、
複数の磁界コイル、
径方向ターミナル、および、
前記複数の磁界コイルを通るように電流を誘導するように構成される少なくとも１つのメインリードであって、前記少なくとも１つのメインリードが、前記複数の磁界コイルのうちの１つに径方向において結合される少なくとも１つのＵ形部分と、軸方向において前記径方向ターミナルに結合される軸方向端部とを有するグースネックを備える、少なくとも１つのメインリード
を備えるジェネレータと
を備える動力伝達システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのメインリードが、前記少なくとも１つのメインリードの軸方向長さに沿って冷却剤を受けて誘導するように構成されるチャンネルを備える、請求項１０記載の動力伝達システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのメインリードの軸方向部分を囲む絶縁体を備える、請求項１０記載の動力伝達システム。
【請求項１３】
前記絶縁体が、前記軸方向部分の軸方向長さに沿って冷却剤を受けて誘導するように構成されるチャンネルを備える、請求項１２記載の動力伝達システム。
【請求項１４】
径方向において前記複数の磁界コイルと前記絶縁体との間に配置される複数のウェッジを備え、前記複数のウェッジが、前記少なくとも１つのメインリード、前記径方向ターミナル、前記絶縁体、または、それらの任意の組み合わせを露出させるように取り外され得るように構成される、請求項１２記載の動力伝達システム。
【請求項１５】
前記グースネックが前記ジェネレータの支持ブロックによって動きが抑制される、請求項１０記載の動力伝達システム。
【請求項１６】
前記主発動機がガスタービンまたは蒸気タービンを備える、請求項１０記載の動力伝達システム。
【請求項１７】
ジェネレータのためのメインリード組立体であって、
複数の磁界コイルを通るように電流を誘導するように構成されるメインリードであって、前記複数の磁界コイルのうちの１つに径方向において結合されるように構成されるグースネックと、前記ジェネレータの径方向ターミナルに結合されるように構成される第１の軸方向端部とを備える、メインリード
を備えるメインリード組立体
を備えるシステム。
【請求項１８】
前記メインリードが、前記メインリードの軸方向長さに沿って冷却剤を受けて誘導するように構成される少なくとも１つのチャンネルを備える、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記メインリードの前記少なくとも１つのチャンネルまで冷却剤を誘導するように構成される冷却剤供給源
を備える請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
前記冷却剤供給源が前記ジェネレータの通気経路を備え、前記冷却剤が前記通気経路内のガス流れを含む、請求項１９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は発電システムに関し、より具体的には、発電システムの運転性を改善するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェネレータは、回転エネルギーを電気エネルギーに変換するためにロータとステータとの組み合わせを採用する。例えば、電流運搬コイル（例えば、磁界コイル）が磁場を生成し、磁場内でロータが回転することにより電気エネルギーが生成される。ジェネレータが運転するとき、磁界コイルが熱膨張および／または遠心力を受ける可能性がある。残念ながら、これらの熱応力および機械応力は磁界コイルおよびジェネレータの運転性を低下させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２１７６６２号明細書
【発明の概要】
【０００４】
独自に特許請求される本発明の範囲に対応する特定の実施形態を以下で概説する。これらの実施形態は特許請求される本発明の範囲を限定することは意図せず、むしろ、これらの実施形態は本発明の考えられる形態の概要を提供することのみが意図される。実際には、本発明は、以下に記載される実施形態と同様であってよいかまたは異なってよい多様な形態を包含することができる。
【０００５】
第１の実施形態では、システムがジェネレータを有する。ジェネレータが複数の磁界コイルを装備する。第１の集電リングが励磁源に結合され得る。第１のメインリードが第１の集電リングから複数の磁界コイルまで電流を誘導することができる。第１のメインリードが第１および第２の端部を有することができる。第１の端部が複数の磁界コイルに径方向において結合されるグースネックを有する。第２の端部がジェネレータの第１の径方向ターミナルに軸方向において結合され得る。
【０００６】
第２の実施形態では、動力伝達システムが、シャフトと、シャフトを回転させることができる主発動機とを有する。ジェネレータがシャフトに結合される。ジェネレータが、複数の磁界コイルと、径方向ターミナルと、少なくとも１つのメインリードとを装備する。少なくとも１つのメインリードが複数の磁界コイルを通るように電流を誘導することができる。さらに、少なくとも１つのメインリードが、複数の磁界コイルに径方向において結合されるグースネックと、径方向ターミナルに結合される軸方向端部とを有する。
【０００７】
第３の実施形態では、一方法がジェネレータのためのメインリード組立体を含む。メインリードが複数の磁界コイルを通るように電流を誘導することができる。メインリードが、複数の磁界コイルに径方向において結合され得るグースネックと、ジェネレータの径方向ターミナルに結合され得る第１の軸方向端部とを有する。
【０００８】
本発明のこれらのおよび別の特徴、態様および利点は、複数の図面を通して同様の符号が同様の部分を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと、より良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】１つまたは複数のジェネレータを駆動させることができるガスタービンおよび蒸気タービンを示す、ガスタービンシステムの一実施形態を示す概略図である。
【図２】複数の磁界コイルを通るように電流を誘導するための特徴を備えるメインリードを示す、図１のジェネレータ内のロータの一実施形態を示す断面図である。
【図３】メインリードの運転性を改善するためのグースネック形状を示す、図２のメインリードの一実施形態を示す部分断面図である。
【図４】メインリードの長手方向に沿って冷却流体を運ぶためのメインリード内の１つまたは複数のチャンネルを示す、線４−４に沿う、図３のメインリードの一実施形態を示す部分断面図である。
【図５】メインリードの長手方向に沿って冷却流体を運ぶための、メインリードを囲む絶縁体内の１つまたは複数のチャンネルを示す、線４−４に沿う、図３のメインリードの一実施形態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を以下で説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、本明細書では実際の実装形態のすべての特徴が説明されなくてよい。任意のこれらの実際の実装形態を開発する際、いかなる工学的計画または設計計画とも同様に、開発者固有の目標を達成するために実装形態固有の多数の決定を行わなければならず、このような開発者固有の目標には、実装形態ごとに変わる可能性があるシステム関連およびビジネス関連の制約に適合させることなどがあることを認識されたい。また、このような開発努力は複雑で時間がかかるものとなる可能性があるが、これは、本開示の利益を享受する当業者にとっての、設計、制作および製造の通常の仕事であることを認識されたい。
【００１１】
本発明の種々の実施形態の要素を導入する際の冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、この要素が１つまたは複数存在することを意味することが意図される。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」および「ｈａｖｉｎｇ」という単語は包括的であることが意図され、列記される要素以外に追加の要素が存在し得ることを意味する。
【００１２】
本開示は発電システムの運転性を改善するためのシステムを対象とする。特定の実施形態では、ジェネレータが、電力を生成するために磁場内で回転するシャフトを有する。磁場が電流運搬コイル（例えば、磁界コイル）によって誘発され得、次いで励磁源によって励磁され得る。励磁源および磁界コイルは軸方向において互いからオフセットされ得、メインリードが励磁源を磁界コイルに接続させるように配置され得る。ジェネレータが運転するとき（例えば、起動時または定常運転時）、メインリードが熱膨張および遠心力を受ける可能性がある。これらの熱応力および機械応力を考慮に入れるために（例えば、打ち消すために）、メインリードがグースネックデザインを組み込むことができる。すなわち、メインリードが、メインリードの柔軟性を向上させるための少なくとも１つのＵ形ベンドを有する。
【００１３】
さらに、メインリードがジェネレータの径方向ターミナルに軸方向において結合され得る。メインリードの長さにより、磁界コイルから径方向ターミナルが軸方向にオフセットされ得る。その結果、磁界コイルを取り外すことなく径方向ターミナルを取り外して点検することができるようになり、それによりジェネレータを保守または点検することの困難さが軽減される。さらに、このような構成により、ジェネレータが運転するときの磁界コイルおよびメインリードの機械応力が低減される。
【００１４】
次に図を参照すると、図１は、電力を生成するためのジェネレータ１２および１４を装備するガスタービンシステム１０（例えば、動力伝達システム）の一実施液体を示す。より具体的には、ジェネレータ１２および１４は個別のロータ１６および１８を装備する。ロータ１６および１８が磁場内で回転すると、ジェネレータ１２および１４によって電力が生成される。上述したように、ロータ１６および１８は、ジェネレータ１２および１４の運転性を改善するために、電流運搬ターミナルまでの、グースネックリード接続部または軸方向リード接続部あるいはその両方を有することができる。ガスタービンシステム１０の特定の実施形態が多様な数のジェネレータを有することができることに留意されたい。例えば、ガスタービンシステム１０の一実施形態が単一のジェネレータを有することができる（例えば、ジェネレータ１４を有さなくてよい）。より一般的には、ガスタービンシステム１０は、電力を生成するために１つ、２つ、３つ、４つまたはそれ以上のジェネレータを有することができる。さらに、開示される実施形態は、別のシステムの一部であるジェネレータと共に使用されてもよい。言い換えると、以下で説明される実施形態は、別の主発動機（例えば、モータ）を用いて駆動される、すなわち主発動機を用いずに駆動されるジェネレータを含むことができる。
【００１５】
本考察を通して、一組の軸を参照する。これらの軸は、円筒座標系、ならびに、軸方向２０、径方向２２、および、長手方向軸２０の周りを延在する円周方向２４内の点に基づく。例えば、軸方向２０はガスタービンシステム１０の長手方向軸２６に沿って延在し、径方向２２は長手方向軸２６から離れるように横方向（例えば、垂直方向）に延在し、円周方向２４は長手方向軸２６の周りに延在する。ガスタービンシステム１０の運転を以下で説明する。
【００１６】
酸化剤２８が取入口３０内に流れ、次に取入口３０が酸化剤２８を圧縮機３２まで誘導する。酸化剤には、周囲空気、純酸素、酸素富化空気、酸素減少空気（ｏｘｙｇｅｎ−ｒｅｄｕｃｅｄ  ａｉｒ）、酸素−窒素混合物、または、燃料を燃焼させるのを促進する任意適切な酸化剤が含まれてよい。以下の考察では、酸化剤２８は非限定的な例として空気として説明される。圧縮機３２が燃焼器３４内へと送出するために空気２８を圧縮する。燃焼器３４内で、空気２８と燃料（例えば、加圧燃料）３６との混合物が燃焼されて高温燃焼ガス３８が生成される。これらの燃焼ガス３８がタービン４０内に流れ、タービン４０が高温燃焼ガス３８から仕事を抽出する。より具体的には、高温燃焼ガス３８がタービンブレード４２を回転させ、それによりシャフト４４が駆動されて回転する。さらに、回転シャフト４４が、空気２８を圧縮するためのエネルギーを圧縮機３２に提供する。すなわち、シャフト４４が、圧縮機３２内でシャフト４４に取り付けられる圧縮機ブレード４６を回転させ、それにより空気２８が加圧される。加えて、回転シャフト４４（例えば、主発動機）はジェネレータ１２（例えば、ガスタービンジェネレータ）のロータ１６を回転させることもでき、それにより電力が生成される。
【００１７】
示される実施形態では、低圧燃焼ガス３８がタービン４０から出て熱交換器４８内へと流れる。熱交換器４８内で、燃焼ガス３８からの熱が、水５０を加熱して（例えば、沸騰させて）蒸気５２を生成するのに使用される。蒸気５２が蒸気タービン５４内に流れ、蒸気タービン５４が蒸気５２から仕事を抽出する。すなわち、蒸気５２がタービンブレード５６を回転させ、それによりシャフト５８が駆動されて回転する。回転シャフト５８（例えば、主発動機）がジェネレータ１４（例えば、蒸気タービンジェネレータ）を駆動させることができ、それにより電力が生成される。その後、冷却された低圧燃焼ガス３８が排気口６０へと吐出される。まとめると、ガスタービンジェネレータ１２が、燃焼生成物３８の機械エネルギー（例えば、圧力および速度）から電力を生成し、一方で、蒸気タービンジェネレータ１４が燃焼生成物３８の熱エネルギーから電力を生成する（例えば、蒸気５２を介する）。ジェネレータ１２および１４の両方が、図２〜６を参照して詳細に考察されるように、本明細書で開示される技術の利益を享受することができる。
【００１８】
図２はジェネレータロータの一実施形態の断面図である。具体的には、示されるジェネレータロータは、図１に示されるジェネレータ１２のロータ１６またはジェネレータ１４のロータ１８であってよい。しかし、上で言及したように、ジェネレータロータは、ガスタービンエンジン１０以外の主発動機によって動力供給されるジェネレータのロータであってもよい。また、別の実施形態では、ジェネレータは、同期コンデンサなどの、主発動機によって動力供給されないジェネレータであってもよい。
【００１９】
後でより詳細に考察するように、開示される実施形態は、ジェネレータ１２および１４が運転するときにロータ１６および１８の柔軟性を改善させるためのグースネックデザインを有することができる。詳細には、ロータ１６および１８が電流運搬システム６２を有する。上述したように、磁場内でロータ１６および１８が回転することにより電気エネルギーを生成することができる。電流運搬システム６２は励磁されると個別のジェネレータ１２および１４内に磁場を生成し、それにより電気エネルギーを生成することが可能となる。
【００２０】
電流運搬システム６２は励磁源６４によって励磁され得る。励磁源６４は例えば送電網への接続部であってよい。電流運搬システム６２は、励磁源６４に結合され得る集電リング６６および６７を有する。すなわち、励磁源６４が集電リング６６および６７に結合されている場合、完全な電気回路が形成され、それにより、電流運搬システム６２を介して励磁源６４から電流を流すことが可能となる。後で考察するように、電流運搬システム６２は、この電流を効率的かつ操作可能に流すのを可能にする種々の特徴を有する。
【００２１】
電流は集電リング６６から第１の径方向スタッド６８を通って径方向２２に流れることができ、第１の軸方向コンダクタ７０に沿って軸方向２０に流れることができ、第１の径方向ターミナル７２を通って径方向２２に流れることができ、第１のメインリード組立体７４を通って複数の磁界コイル７６まで概略軸方向２０に流れることができる。認識されるであろうが、磁界コイル７６に電流が流れると、磁界コイル７６がジェネレータのための磁場を生成する。電気回路を完成させるために、電流が磁界コイル７６から第２のメインリード組立体７８を通って概略軸方向２０に流れることができ、第２の径方向ターミナル８０を通って径方向２２に流れることができ、第２の軸方向コンダクタ８２に沿って軸方向２０に流れることができ、第２の径方向スタッド８４を通って径方向２２に流れて集電リング６７に戻ることができる。したがって、特定の実施形態では、電流は、矢印で概して示される経路に沿って流れることができる。示される電流運搬システム６２の構成は例として与えられるものであり、限定することは意図されないことに留意されたい。すなわち、ジェネレータロータ１６および１８は多様な幾何形状およびデザインを採用することができ、代替のデザインも本開示の精神および範囲内にある。例えば、電流運搬システム６２は２つのメインリード組立体（例えば、７４および７８）を用いて示されるが、特定の実施形態が任意の別の数のメインリード組立体（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上）を有することができる。
【００２２】
図３はメインリード組立体７４および７８の部分断面図を示す。やはり、メインリード組立体７４および７８はグースネックデザインを有することができ、さらには、ジェネレータ１２および１４が運転するときにロータ１６および１８の柔軟性を改善するための径方向スタッド６８および８４への軸方向カップリングを有することができる。分かりやすいように、以下の考察はメインリード組立体７４を対象とする。しかし、開示される技術がメインリード組立体７８さらにはロータ１６の任意の別のメインリード組立体にも適用され得ることを認識されたい。
【００２３】
メインリード組立体７４が、径方向スタッド７２から磁界コイル７６まで延在するメインリード８６を有する。特定の実施形態では、メインリード８６は、銅箔（例えば、積層されるか、巻かれるかまたは一体に巻き付けられる薄い銅シート）、亜鉛、または、別の薄い導電性材料から構築され得る。銅箔によって柔軟性がもたらされることから、銅箔は高サイクル数のジェネレータ（例えば、ジェネレータが繰り返し起動される）に特に適用され得る可能性がある。銅箔は、機械応力および熱応力に反応してメインリード８６が圧縮および膨張するのを可能にする。銅箔の厚さは予想される機械応力および熱応力に基づいてよく、これはさらには、ジェネレータの定格電流および基底負荷に基づいてよい（例えば、連続運転時間）。例えば、ジェネレータ１２または１４が低い基底負荷および高サイクル数を有する場合、メインリード８６はより大きい厚さを有することができる。
【００２４】
示されるように、メインリード８６は、メインリード８６の反対側にある軸方向端部９２および９４の間を集合的に延在するグースネック部分８８および概略軸方向部分９０を有する。グースネック部分８８は概略Ｕ形部分９６および丸形エルボー部分９８に分けられ得る。１つのＵ形部分９６が示されるが、メインリード８６は複数のＵ形部分９６を有することができ、１個から１００個のＵ形部分９６などを有することができる。例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、またはそれ以上のＵ形部分９６がメインリード８６に含まれてよい。各Ｕ形部分９６は、径方向２２または軸方向２０または円周方向２４あるいはそれらの組み合わせの方向に移動すること（例えば、熱膨張または熱収縮すること）に反応して膨張および収縮するように構成される。例えば、各Ｕ形部分９６は、ばね、アブソーバ、または、弾性圧縮可能構造体として機能することができる。例えば、運転中、グースネック８８のＵ形部分９６がメインリード８６が径方向２２に熱膨張するのを可能にする。例えば、エルボー部分９８が軸方向部分９０からの径方向応力をＵ形部分９６に伝達することができ、それにより、メインリード８６の軸方向部分９０を変位させることなく熱膨張することが可能となる。しかし、メインリード８６の特定の実施形態がエルボー部分９８を有さないように設計されてもよいことに留意されたい。
【００２５】
軸方向部分９０が軸方向２０において径方向支持スタッド７２に結合される（例えば、ろう付けまたはボルト止めされる）。グースネック部分８８が径方向２２において複数の磁界コイル７６に結合される（例えば、ろう付けされる）。特定の実施形態では、グースネック部分８８は最も内側の磁界コイル１００（例えば、軸方向２０において径方向ターミナル７２から最も内側にある）にろう付けされ得る。径方向カップリングがグースネック部分８８の応力を低減し、それにより概してメインリード８６の運転性が改善される。さらに、グースネック部分８８の柔軟性により、径方向カップリングの位置の許容差を増大することが可能となる。したがって、メインリード組立体７４を組み立てることの容易さを向上させることができる。
【００２６】
径方向スタッド７２へのメインリード８６の軸方向カップリングにより、磁界コイル７６および径方向スタッド７２が軸方向２０において互いからオフセットされる。その結果、磁界コイル７６またはメインリード８６を取り外すことなく、径方向スタッド７２を取り外すことおよび維持することが可能となる。この目的のため、メインリード組立体７４が、ロータ１６または１８の外部表面１０４上に配置される複数のウェッジ１０２（例えば、環状ウェッジ）を有する。ウェッジ１０２は、ウェッジ１０２の下方の絶縁体１０６（例えば、ガラス絶縁体）に露出させるために取り外され得る。さらに、絶縁体１０６が、メインリード８６および径方向スタッド７２を露出させるために取り外され得る。上述したように、メインリード８６は、メインリード８６に柔軟性をもたらすような銅箔で構築され得る。メインリード８６の保守を行う際、径方向スタッド７２を取り外すことを促進するために軸方向端部９４が径方向２２に曲げられ得る。特定の実施形態では、保守を行うときに曲げられるメインリード８６の部分を強化するために、軸方向端部９４付近の銅箔の一部分をろう付けすることが望ましい場合がある。また、このようにろう付けすることにより、ジェネレータ１２を組み立てる際に銅箔が捻じれる（例えば、円周方向２４に動く）かまたは別の形で損傷する可能性を軽減することができる。
【００２７】
示される構成では、軸方向２０において最も内側のウェッジ１１２（例えば、径方向スタッド７２を基準とする）が、他のウェッジ１０２よりも大きい応力を受ける可能性がある。すなわち、メインリード組立体７４のグースネック部分８８がウェッジ１０２内の応力プロファイルを非一様にするのを可能にすることができる。特定の実施形態では、ウェッジ１０２が受ける応力は、軸方向において最も内側のウェッジ１１２から軸方向において最も外側のウェッジ１０８まで増加してよい（例えば、単調に）。したがって、ウェッジ１０２は予想される応力プロファイルに基づいて個別に異なるように設計され得る。実際には、軸方向において最も内側のウェッジ１１２が軸方向において最も外側のウェッジ１０８よりも大きい負荷を支持するように設計され得る。この目的のため、軸方向において最も内側のウェッジ１１２は、他のウェッジ１０２と比較して、より大きい厚さ、より大きい長さ、より大きい体積、より多くの材料、またはそれらの組み合わせを有することができる。
【００２８】
メインリード８６の軸方向部分９０がメインリード８６の軸方向オフセット１１０を画定する。同様の方式で、メインリード８６のグースネック部分８８が径方向高さ１１４を画定し、これは概してメインリード８６の軸方向オフセット１１０より小さい。軸方向オフセット１１０により図２の軸方向コンダクタ７０を短くすることが可能となり、それにより軸方向コンダクタ７０の安定性が向上する。特定の実施形態では、軸方向コンダクタ７０はロータ１６のチャンネル（例えば、軸方向２０のチャンネル）内に配置され得、長さが短縮されることにより、軸方向コンダクタ７０がチャンネル内で動きにくくなる。また、メインリード８６の軸方向オフセット１１０によりグースネック部分８８内で捻じれる可能性が軽減される。より具体的には、グースネック部分８８がメインリード組立体７４のチャンネル１１６（例えば、径方向２２のチャンネル）内で静止することにより、グースネック部分８８が、支持体１１８と、最も内側のウェッジ１１２と、絶縁体１０６とにより軸方向２０において動きを抑制されたりまたは付勢されたりする。このように動きを抑制することにより、ジェネレータ１２が運転するときにグースネック部分８８が捻じれたり動いたりすることを低減することができる。また、グースネック部分８８が捻じれるのを低減するために、さらには、グースネック部分８８の重量を支持するために、支持ピン１２０（例えば、円周方向２４の支持ピン）も採用され得る。
【００２９】
上述したように、ジェネレータ１２が運転するとき、メインリード８６は熱応力を受ける可能性がある。これらの応力を低減するために、メインリード組立体７４は、図４および５に示されるように、冷却流体（強制対流）を運ぶための１つまたは複数のチャンネルを有することができる。これらのチャンネルは、冷却流体をメインリード８６に提供するための冷却流体供給源１２６（例えば、内部ジェネレータ冷却ガス）に結合され得る。例えば、冷却流体供給源１２６はジェネレータ１２または１４の通気流路であってよく、冷却流体は通気流路内のガス流れであってよい。冷却流体は、例えば、空気、窒素、アルゴン、別の不活性ガス、またはそれらの任意の組み合わせであってよい。特定の実施形態では、冷却流体は、ジェネレータ１２または１４のロータ１６または１８上の多様な半径の孔を通って流れることができる。例えば、冷却流体流れは、ジェネレータ１２または１４の通気流路から、ロータ１６または１８内の孔を介して、メインリード８６内の導管またはチャンネル１２２内まで通過することができる。
【００３０】
図４は、メインリード８６内に配置される複数の導管またはチャンネル１２２を示す。例えば、チャンネル１２２は凹部であるかまたはリード８６に結合されてよい。チャンネル１２２はメインリード８６の軸方向長さ１１０に沿って延在する。示されるようにチャンネル１２２は概略正方形の形状を有するが、別の任意適切な形状を有してもよい。より具体的には、チャンネル１２２は、正方形、長方形、円形、多角形であってよく、またはそれ以外でも弓形であってもよい。また、チャンネル１２２の数は特定の実施形態ごとに変化してよい。すなわち、メインリード８６は、メインリード８６内に形成される、１つ、２つ、３つ、４つまたはそれ以上のチャンネル１２２を有することができる。ジェネレータ１２が運転するとき、メインリード８６を所望する温度まで冷却するために、冷却流体がチャンネル１２２を介して運ばれ得る。特定の実施形態では、チャンネル１２２は図５に示されるようにメインリード組立体７４の絶縁体１０６内に配置され得る（例えば、凹部であるかまたは絶縁体１０６に結合される）。すなわち、チャンネル１２２により冷却流体がメインリード８６の表面に接触することが可能となり、それにより、ジェネレータ１２が運転するときにメインリード８６が冷却される。
【００３１】
本発明の技術的効果には、ジェネレータの運転性を改善するための特徴を備える、ジェネレータ（例えば、ジェネレータ１２、１４）のためのメインリード８６が含まれる。より具体的には、メインリード８６が、メインリード８６が熱膨張するのを可能にするグースネック部分８８を有する。さらに、メインリード８６が径方向において磁界コイル７６に結合され、さらに軸方向において径方向スタッド７２に結合される。グースネック部分８８が柔軟性を有することにより、このような構成で、磁界コイル７６への径方向カップリングの位置の許容差を増大することが可能となる。さらに、磁界コイル７６を取り外すことなく径方向ターミナル７２が取り外されたりまたは点検されたりできることから、ジェネレータを保守することの困難さが軽減される。これは特に、ジェネレータが２つの主発動機の間に位置するようなデザインで所望される可能性がある。
【００３２】
本記述では、最良の形態を含めた本発明を開示するために、さらには、任意のデバイスまたはシステムを製造および使用することならびに採用される任意の方法を実施することを含めて、当業者が本発明を実施するのを可能にするために、複数の実施例を使用する。特許を受けることができる本発明の範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者には思い付く別の実施例を含むことができる。このような別の実施例は、特許請求の範囲の文言と違わない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言とほぼ違わない等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図される。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ガスタービンシステム
１２  ジェネレータ
１４  ジェネレータ
１６  ロータ
１８  ロータ
２０  軸方向
２２  径方向
２４  円周方向
２６  長手方向軸
２８  酸化剤
３０  取入口
３２  圧縮機
３４  燃焼器
３６  燃料
３８  高温燃焼ガス
４０  タービン
４２  タービンブレード
４４  シャフト
４６  圧縮機ブレード
４８  熱交換器
５０  水
５２  蒸気
５４  蒸気タービン
５６  タービンブレード
５８  シャフト
６０  排気口
６２  電流運搬システム
６４  励磁源
６６  集電リング
６７  集電リング
６８  径方向スタッド
７０  軸方向コンダクタ
７２  径方向ターミナル
７４  メインリード組立体
７６  磁界コイル
７８  メインリード組立体
８０  径方向ターミナル
８２  軸方向コンダクタ
８４  径方向スタッド
８６  メインリード
８８  グースネック部分
９０  概略軸方向部分
９２  軸方向端部
９４  軸方向端部
９６  概略Ｕ形部分
９８  丸形エルボー部分
１００  最も内側の磁界コイル
１０２  ウェッジ
１０４  外部表面
１０６  絶縁体
１０８  最も外側のウェッジ
１１０  軸方向オフセット
１１２  最も内側のウェッジ
１１４  径方向高さ
１１６  チャンネル
１１８  支持体
１２０  支持ピン
１２２  チャンネル
１２６  冷却流体供給源
【図１】
2014171383.tif 000003
【図２】
2014171383.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014171383.tif 000006
【図５】
2014171383.tif 000007