(57)【要約】【課題】  本発明は、固定子３と軸５に連結されている回転子４とを有する改良されたシールド発電機１に関する。前記軸５は、励磁機８から回転子の磁場巻線９に電力を運ぶリード１０を収容するダクトを備え、このダクトは、ケーシング２の内側に含まれているガスが前記励磁機８に達するのを阻止する。【解決手段】  前記密閉ユニットは、シール２０，２１に漏れるガスがチャンバ２２に入るように互いの間に前記チャンバ２２を形成する第１シール２０及び第２シール２１を有する。【選択図】  図４
2011142808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子（３）と軸（５）に連結されている回転子（４）とを有する改良されたシールド発電機（１）であって、前記軸（５）は、励磁機（８）から回転子の磁場巻線（９）に電力を運ぶリード（１０）を収容するダクトを備え、このダクトは、ケーシング（２）の内側に含まれているガスが前記励磁機（８）に達するのを阻止する発電機において、
前記密閉ユニットは、シール（２０，２１）に漏れるガスがチャンバ（２２）に入るように互いの間に前記チャンバ（２２）を形成する第１シール（２０）及び第２シール（２１）を有することを特徴とする発電機（１）。
【請求項２】
前記回転子（４）は、前記チャンバ（２２）を外部につなげる少なくとも１つの孔部（２３）を有することを特徴とする請求項１に記載の発電機（１）。
【請求項３】
前記孔部（２３）は、半径方向を向いている請求項２に記載の発電機（１）。
【請求項４】
ガスが、ケーシング（２）から排出する時に、前記孔部（２３）の排出口の領域内で当該ガスを検出するためのセンサ（２４）を特徴とする請求項３に記載の発電機（１）。
【請求項５】
前記チャンバ（２２）が、前記シール（２０）と前記シール（２１）とダクト壁（２５）との間を形成するように、前記シール（２０，２１）が、ダクトの大きくした一部分内に間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発電機（１）。
【請求項６】
前記ダクトの大きくした一部分は、前記軸（５）の末端部分に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の発電機（１）。
【請求項７】
前記ダクトの大きくした一部分は、少なくとも２つの異なる直径を有し、各直径は、１つのシール（２０，２１）を収容することを特徴とする請求項６に記載の発電機（１）。
【請求項８】
前記ダクトの大きくした一部分は、隣接したスリップリング軸（５ａ）によって閉鎖されることを特徴とする請求項６に記載の発電機（１）。
【請求項９】
フレキシブル板（２６）が、前記リード（１０）に連結されていることを特徴とする請求項６に記載の発電機（１）。
【請求項１０】
前記ダクトは、軸線に沿った部分とラジアル孔とを有し、前記軸線に沿った部分は、前記リード（１０）を収容し、前記ラジアル孔は、前記回転子の磁場巻線（９）に接続されているラジアル脚（１４）を収容することを特徴とする請求項１に記載の発電機（１）。
【請求項１１】
前記ダクトの一部が、前記スリップリング軸（５ａ）内に延在し、前記スリップリング（１２）に連結されているロッド（１３）を収容するさらなるラジアル孔が、前記スリップリング軸（５ａ）内に提供されていることを特徴とする請求項１０に記載の発電機（１）。
【請求項１２】
各シール（２０，２１）は、前記リード（１０）に連結されている一部分（２７）とダクト壁（２５）に連結されている一部分（２８）とを有し、Ｏリング（２９）が、これらの２つの一部分（２７，２８）間に提供されていることを特徴とする請求項１に記載の発電機（１）。
【請求項１３】
さらなるＯリング（３０）が、前記ダクト壁（２５）に連結されている前記シール（２０，２１）の一部分２８と前記軸（２５）との間に提供されていることを特徴とする請求項１２に記載の発電機（１）。
【請求項１４】
各密閉ユニットは、互いに隣接する２つ以上のシール（２０，２１）を有することを特徴とする請求項１に記載の発電機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良されたシールド発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１及び２によれば、シールド発電機１は、固定子３と回転可能な回転子４とを収納するケーシング２から構成される。
【０００３】
回転子４は、軸受６によって支持されている軸５を有する。密閉リング７は、（大抵はＨ２を含む）ケーシング２の内部を外側の環境に対して密閉するために設けられている。
【０００４】
発電機１は、回転子の巻線９に供給すべき直流電力を生成する励磁機８を有することも知られている。
【０００５】
励磁機８は、通常はケーシング２の外側に固定されている。直流電力を回転子の巻線９に供給するため、軸５は、ダクトを備える。この場合、リード１０が収容されている。
【０００６】
リード１０は、その一方の側が励磁機８に接続されていて、その他方の側が回転子の巻線９に接続されている。
【０００７】
さらに、ケーシング２の内部１１がＨ２で満たされているので、Ｈ２が励磁機８に達するのを阻止するため、シールを設ける必要がある。何故なら、空気と混合された時のＨ２が、爆発性の混合物を生成し、当該混合物が、（励磁機によって引き起こされる）火花の存在中に爆発するかもしれないからである。
【０００８】
特に図１は、発電機の第１の型式を示す。この第１の型式では、励磁機８が、軸５に連結されているスリップリング軸５ａ上に設けられているスリップリング１２に電力を供給する。
【０００９】
この実施の形態で示されているように、ダクト及びリード１０が、軸５及びスリップリング軸５ａ内に延在する。
【００１０】
スリップリング１２が、（ダクトに連結されているラジアル孔内に挿入された）ラジアルロッド１３を介してリード１０に連結されている。このとき、リード１０が、（ダクトに連結されたラジアル孔内にも挿入されている）ラジアル脚１４を介して回転子の巻線９に接続されている。
【００１１】
これらの発電機では、当該シールは、一般にはラジアル孔と対応するラジアル脚１４との間の位置Ａに設置されている。さらに（冗長性の理由のために）、さらなるシールが、ラジアル孔と対応するラジアルロッド１３との間の位置Ｂに提供されている。
【００１２】
それにもかかわらず、この構成は、リード１０がＨ２によって冷却されるのを阻止する（密閉は、リード１０の上流にある）。
【００１３】
さらに、収容されているラジアル孔及び脚１４の大きい直径に起因して、位置Ａ内の密閉を実現することは困難である。
【００１４】
さらに、位置Ａと位置Ｂとの間のダクトの全体を加圧する必要があるので、試験ガスの消耗及び実際の困難性を引き起こす、シールの特性を確認するための試験操作を実施することは困難である。
【００１５】
この代わりに、シールは、（発電機の軸５とスリップリング軸５ａとの間の）ダクトとリード１０との間の位置Ｃに取り付けられている。またこの場合では、さらなるシールが、（冗長性の理由のために）ラジアル孔と対応するラジアルロッド１３との間の位置Ｂに提供されている。
【００１６】
それにもかかわらず、この場合でも、位置Ａは閉鎖される必要があり、位置Ａと位置Ｂとの間のダクトは密閉される必要がある（位置Ｃと位置Ｂとの間の試験操作は適さない）ので、試験操作を実施することは非常に困難である。
【００１７】
図２は、さらなる発電機の型式を示す。この発電機の型式では、発電機の軸５が、固定子１６を取り囲む励磁機８の回転子１５に連結されている。
【００１８】
この場合、Ｈ２によってリード１０の全体を冷却することが可能であるように、一般にシールは、位置Ｄに提供されている。さらに、製造中の特性試験も非常に簡単な方法で実施され得る。
【００１９】
それにもかかわらず、位置Ｄは、回転子１５の内側からアクセスできるだけなので、例えば発電機の供給停止中に実施すべきさらなる特性試験は不可能である。
【００２０】
上記の欠点に加えて、（図１の発電機に対しては）場合によっては位置Ａ又はＣ及び位置Ｂ内のシールが、漏れを引き起こすか、又は、（図２の発電機に対しては）場合によってはシールＤが漏れを引き起こすので、両発電機の型式は安全性の問題を有しうる。Ｈ２が検出される前に、Ｈ２が、励磁機８（又は励磁機８のスリップリング１２）に達することになる。このことは、非常に危険な状況を引き起こすことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の技術的な課題は、公知の技術の上記問題が除去される改良されたシールド発電機を提供することにある。
【００２２】
この技術的な課題の範囲内では、本発明の特徴は、密閉が信頼できるシールによって簡単に実現され得る発電機を提供することにある。
【００２３】
本発明のさらなる特徴は、試験操作が製造中だけではなくて発電機の短い供給停止中にも簡単に且つ速く実施され得る発電機を提供することにある。
【００２４】
Ｈ２が、励磁機に予測不能に達し得るので、本発明のさらなる特徴は、非常に安全な操作を有する発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
これらの特徴及びさらなる特徴を一緒に有する本発明の技術的な課題は、本発明により、添付されている特許請求の範囲による改良されたシールド発電機を提供することによって達成される。
【００２６】
有益的には、直流電力を励磁機から回転子の巻線に供給するリードは、Ｈ２によって冷却され得る。
【００２７】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付されている図面中の限定されていない例によって示された本発明の発電機の好適であるものの非排他的な実施の形態の説明からより明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】発電機の異なる２つの型式を示す。
【図２】発電機の異なる２つの型式を示す。
【図３】図１のそれぞれの発電機で使用される本発明の実施の形態におけるシールを示す。
【図４】図２のそれぞれの発電機で使用される本発明の実施の形態におけるシールを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、同等の参照番号は、既に説明した同等の要素を示す。
【００３０】
改良されたシールド発電機１は、軸５を構成する固定子３及び回転子４を収容するケーシング２を有する。
【００３１】
軸５は、直流励磁機８から回転子の磁場巻線９に電力を運ぶリード１０を収容するダクトを備える。
【００３２】
リード１０は、互いに絶縁されて且つ各々が直流励磁機８の極に接続されている２つの（一般に銅製の）導電棒から作られる。
【００３３】
ダクトは、ケーシング２の内側１１に含まれているガスが励磁機８に達するのを阻止するための１つ以上の密閉ユニットを有する。
【００３４】
各密閉ユニットは、互いに隣接する２つ以上のシールを有する。特に各密閉ユニットは、シール２０に漏れるガスがチャンバ２２に入るように互いの間にチャンバ２２を形成する第１シール２０及び第２シール２１を有する。つまり、起こりうる漏れが、シール２０，２１を通り抜けない。
【００３５】
さらに、軸５は、チャンバ２２を外部に連結する孔部２３を有する。これらの孔部２３は、好ましくは半径方向を向いている。
【００３６】
有益的には、ケーシング２の内側に含まれている一般にＨ２であるガスを検出するためのセンサ２４が、孔部２３の排出口の近くの領域内に提供されている。このセンサ２４は、漏れが発生した時にＨ２が励磁機８（又はスリップリング１２）に達する前にＨ２を検出することを可能にする。
【００３７】
チャンバ２２が、シール２０とシール２１とダクト壁２５との間を形成するように、２つのシール２０，２１が、ダクトの大きくした一部分内に間隔をあけて配置されている。２つのシール２０，２１が互いに隣接している場合は当然に、リード１０もチャンバ２２の形成に寄与する。
【００３８】
有益的には、シール２０，２１は、軸５の末端部分に収容されている。当該末端部分には、ダクトの大きくした一部分が形成されている。
【００３９】
特に、ダクトの大きくした一部分は、少なくとも２つの異なる直径を有する。シール２０及び２１を収容するための各直径は、当該直径内へのシール２０，２１の簡単で且つ速い挿入を可能にする。
【００４０】
好ましくは、図中に示されたように、当該ダクトの大きくした一部分は、３つの異なる直径を有する。
【００４１】
図３は、スリップリング軸５ａに連結されるべき軸５を有する本発明の実施の形態を示す。スリップリング１２が、スリップリング軸５ａ上に提供されている（図１）。
【００４２】
したがって、この実施の形態では、ダクトの大きくした一部分が、位置Ｃに提供されていて、スリップリング軸５ａによって閉鎖されている（図１）。
【００４３】
当該ダクトは、軸方向に沿った部分を有する。リード１０及びラジアル孔が、当該部分内に収容されている。回転子の磁場巻線９に接続されているラジアル脚１４が、当該ラジアル孔内に収容されている。これらの要素は、軸５内に形成されている。
【００４４】
さらに、ダクトの一部も、スリップリング軸５ａ内に延在する。このスリップリング軸５ａ内には、さらなるラジアル孔が、スリップリング１２に連結されているロッド１３を収容するために提供されている。
【００４５】
図４は、固定子１６を取り囲んでいるシリンダ状の回転子１５を有する励磁機８に接続されている軸５を有する第１の実施の形態を示す。
【００４６】
この実施の形態では、大きくしたダクトの一部が、好ましくは位置Ｄ内に形成されている。リード１０が、励磁機８に電気接続させる二三のフレキシブル板２６に連結されている（図４）。
【００４７】
当然に、本発明のこの実施の形態でも、ダクトが、軸方向に沿った部分を有する。リード１０及びラジアル孔が、当該部分内に収容されている。ラジアル脚１４が、当該ラジアル孔内に収容されている。一方で、さらなるラジアル孔及びロッドは提供されていなく、リード１０が、励磁機の回転子１５に直接連結されている。
【００４８】
示された両実施の形態では、２つのシール２０，２１が、同じ特徴を有する。特に各シールは、リード１０に連結されている一部分２８とダクト壁２５に連結されている一部分２８とを有する。Ｏリング２９が、これらの２つの一部分２７，２８間に提供されている。さらに、さらなるＯリング３０が、一部分２８と軸５との間に提供されている。
【００４９】
好ましくは、簡単な組み立てのために、シール２０の一部分２７の外径に対応する一部分２８の内径が、シール２１の一部分２７の外径に対応する一部分２８の内径より大きい。
【００５０】
有益的には、リード１０及び軸５の自由な熱膨張を許容するため、これらのシール２０，２１は、リード１０と回転子５との互いの自由な運動を可能にする。
【００５１】
本発明の発電機の操作は、説明され図示されたものから明らかであり、以下で詳しく説明する。
【００５２】
シール２０及び２１が配置されている大きくしたダクト壁２５の２つ又は好ましくは３つの異なる直径に起因して、製造の組み立てが速くて簡単である。
【００５３】
当該シールは、位置Ｃ（図１及び３の実施の形態）又は位置Ｄ（図２及び４の実施の形態）に設置されている。このことは、リード１０が水素で冷却されることを可能にする。
【００５４】
Ｈ２が、第１シール２０を通過するように、漏れが発生する場合に、Ｈ２が、励磁機８（又はスリップリング１２のような励磁機８の要素）に達することなしにチャンバ２２に入るので、操作は非常に安全である。さらに、Ｈ２は、チャンバ２２から孔部２３を通過してセンサ２４に達する。
【００５５】
このことは、安全措置があらゆるリスクを回避し且つ発電機を安全で信頼性のある方法で操作することを可能にするように、Ｈ２の漏れが非常に早い段階で検出されるのを可能にする。
【００５６】
さらに、Ｈ２は、孔部２３を通過しないので、Ｈ２は、第２シール２１も通り抜ける危険を伴うチャンバ２２内に（高圧で）滞留しない。
【００５７】
さらに、シールの特性試験も、製造中だけではなくて、発電機の短い供給停止中にも非常に簡単な方法で実施され得る。実際には、シール特性試験を実施するためには、孔部２３が閉鎖されるだけで済む。これらの孔部の小さい直径に起因して、当該閉鎖は、簡単な操作である。このとき、チャンバ２２が、（例えば、孔部２３のうちの１つを通じて）加圧される必要がある。次いで、シール２０，２１の特性が、従来の方法で検査される。
【００５８】
加圧されるべき容積が制限されるため、既に説明した利点に加えて、この方法で試験を実施することは非常に安価で且つ速い。
【００５９】
当然に、説明したこれらの特徴は、互いに独立して提供されてもよい。
【００６０】
実際には、使用される材料及び寸法は、要求及び従来の技術に応じて任意に選択され得る。
【符号の説明】
【００６１】
１    発電機
２    ケーシング
３    固定子
４    回転子
５    軸
５ａ  スリップリング軸
６    軸受
７    密閉リング
８    励磁機
９    巻線
１０  リード
１１  ケーシングの内部
１２  スリップリング
１３  ロッド
１４  ラジアル脚
１５  励磁機の回転子
１６  励磁機の固定子
２０，２１  シール
２２  チャンバ
２３  孔部
２４  センサ
２５  ダクト壁
２６  フレキシブル板
２７、２８  シールの一部分
２９、３０  Ｏリング
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  従来のシールが固定されている位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011142808.tif 000005
【図４】
2011142808.tif 000006
【外国語明細書】
2011142808000001.pdf