(57)【要約】【課題】  本発明は、技術的に堅固な、即ち必要な堅牢性を具備した構造を提供すると共に、フレームの振動抑制を実現することを可能とする、コアをフレームへ取り付けるための適切な技法及び構造部材を提供することを課題としている。【解決手段】  発電機フレーム（２，図１に示す）と、フレーム（２）の内側面から延びたフレームリング（４）と、発電機フレーム（２）内に配置されるステータコア（８８）を形成する積み重ね薄板と、少なくとも２つのフレームリング（４）の間隔に架け渡したスプリングバー（４０，図２に示す）と、第１のフレームリング（４）に取り付けた第１のスプリングバー端部及び第２のフレームリング（４）に取り付けた第２の反対側のスプリングバー端部と、スプリングバー（４０）に取り付けた少なくとも１つのブラケット（８０）と、ブラケット（８０）に取り付けられ、それぞれステータコア（８８）内の対応する溝に係合する第１及び第２のキーバー（８４）と、を含む発電機である。【選択図】  図４
2013534402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機フレームと、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングと、
前記発電機フレーム内に配置される、ステータコアを形成するべく積み重ねられた薄板と、
少なくとも２つのフレームリングの間隔に架け渡されたスプリングバーであって、第１のスプリングバー端部が第１のフレームリングに取り付けられ、且つ反対側の第２のスプリングバー端部が第２のフレームリングに取り付けられたスプリングバーと、
前記スプリングバーに取り付けられた少なくとも１つのブラケットと、
前記ブラケットに取り付けられた第１のキーバー及び第２のキーバーであって、そのそれぞれが前記ステータコア内の対応する溝に係合する第１のキーバー及び第２のキーバーと
を備えたことを特徴とする発電機。
【請求項２】
請求項１記載の発電機において、
前記スプリングバーは、前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングの間に中間フレームリングを含んでいる間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項３】
請求項１記載の発電機において、
前記スプリングバーは、２つの相前後した前記フレームリング同士の間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項４】
請求項１記載の発電機において、
前記積み重ねられた薄板は、複数の前記薄板を含んだ薄板サブグループを複数有しており、当該複数のサブグループによって前記ステータコアが形成されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項５】
請求項１記載の発電機において、
前記ステータコアの相補軸方向溝に嵌合される前記第１のキーバー及び前記第２のキーバーの外形は、円形、楕円形、先細り形、及び蟻継ぎ形のうちの１つを含む
ことを特徴とする発電機。
【請求項６】
請求項１記載の発電機において、
前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングのそれぞれに、第１のＵ字形金具及び第２のＵ字形金具をそれぞれ受け入れるノッチが区画されており、
前記第１のＵ字形金具及び前記第２のＵ字形金具は、前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングにそれぞれ固定され、前記第１のスプリングバー端部及び前記第２のスプリングバー端部が、前記第１のＵ字形金具及び前記第２のＵ字形金具にそれぞれ固定される
ことを特徴とする発電機。
【請求項７】
請求項６記載の発電機において、
前記第１のスプリングバー端部と前記第１のＵ字形金具との間、及び、前記第２スプリングバー端部と前記第２のＵ字形金具との間に、それぞれ第１の予め意図的に設けられたクリアランス、及び、第２の予め意図的に設けられたクリアランスが設けられており、
前記第１の予め意図的に設けられたクリアランス及び前記第２の予め意図的に設けられたクリアランスが、取り付け具によって埋められている
ことを特徴とする発電機。
【請求項８】
請求項７記載の発電機において、
前記第１のスプリングバー端部とそれに対面する前記第１のＵ字形金具の間、及び、前記第２のスプリングバー端部とそれに対面する前記第２のＵ字形金具との間に、それぞれ楔が設けられている
ことを特徴とする発電機。
【請求項９】
請求項１記載の発電機において、
前記少なくとも１つのブラケットは、前記スプリングバーに取り付けられた第１のブラケット及び第２のブラケットを含み、
前記第１のキーバー及び前記第２のキーバーが、前記第１のブラケット及び第２のブラケットの両方に取り付けられる
ことを特徴とする発電機。
【請求項１０】
請求項１記載の発電機において、
前記ステータコア及びステータ巻線のねじり周波数が、過渡現象中に生じる強制振動周波数よりも小さい
ことを特徴とする発電機。
【請求項１１】
請求項１記載の発電機において、
当該発電機が、２極発電機又は４極発電機である
ことを特徴とする発電機。
【請求項１２】
請求項１記載の発電機において、
前記第１のスプリングバー端部及び前記第２のスプリングバー端部は、溶接によって、それぞれ対応する前記フレームリングに取り付けられている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１３】
請求項１記載の発電機において、
各前記スプリングバーと前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングのそれぞれとの間に、第１の予め意図的に設けられたクリアランスが区画され、
前記ブラケット及び前記スプリングバーとの間に第２の予め意図的に設けられたクリアランスが区画され、
前記第１のキーバー及び第２のキーバーと前記ブラケットとの間に、第３の予め意図的に設けられたクリアランスが区画され、
前記第１の予め意図的に設けられたクリアランス及び前記第２の予め意図的に設けられたクリアランス並びに前記第３の予め意図的に設けられたクリアランスが、取り付け具によって埋められている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１４】
請求項１記載の発電機において、
前記ブラケットが、前記スプリングバー、又は、前記ブラケットを前記スプリングバーへ取り付ける留め具に、溶接されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１５】
請求項１記載の発電機において、
前記スプリングバー、前記ブラケット、及び、前記第１のキーバー並びに第２のキーバーが、前記ステータコアと前記発電機フレームとの間の弾性的な取り付けを提供する
ことを特徴とする発電機。
【請求項１６】
発電機フレームと、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングと、
前記発電機フレーム内に配置される、ステータコアを形成するべく積み重ねられた薄板と、
それぞれの第１の面から延びた凸部によって前記ステータコアに固定される複数のキーバーであって、前記凸部が前記ステータコアの対応する溝内へと延びており、且つ各前記キーバーの前記第１の面とは反対側の第２の面が少なくとも２つの前記フレームリングに固定されているキーバーと
を備えたことを特徴とする発電機。
【請求項１７】
請求項１６記載の発電機において、
前記複数のキーバーは、前記少なくとも２つのフレームリングの間に中間フレームリングを含んでいる間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１８】
請求項１６記載の発電機において、
前記複数のキーバーが、２つの相前後した前記フレームリング同士の間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１９】
請求項１６記載の発電機において、
前記フレームリングのそれぞれに、各前記キーバーの第２の面を受け入れるノッチが区画され、前記第２の面は、溶接によって、前記少なくとも２つのフレームリングに固定されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項２０】
請求項１６記載の発電機において、
各前記キーバーの第２の面に、１以上のノッチが区画され、当該各ノッチが前記フレームリングを受け入れて、前記第２の面が溶接によって前記少なくとも２つのフレームリングに固定されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項２１】
発電機のステータコアを発電機フレーム内に装着する方法であって、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングの、第１のフレームリングには第１のスプリングバー端部を、第２のフレームリングには第２のスプリングバー端部を、それぞれ取り付け、
少なくとも１つのブラケットを、前記スプリングバーに取り付け、
コア用の薄板を積み重ねて、前記発電機フレーム内のステータコアを形成し、
前記ステータコアの軸方向溝に、キーバーを嵌め込み、
前記キーバーを、前記少なくとも１つのブラケットに取り付ける
ステップを含むことを特徴とする、発電機フレーム内に発電機のステータコアを装着する方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、
前記積み重ねるステップが、上下方向の積み重ね又は水平方向の積み重ねを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の方法において、
前記第１のスプリングバー端部及び前記第２のスプリングバー端部を取り付けるステップは、
前記第１のフレームリング及び第２のフレームリングにノッチを形成し、
第１のＵ字形金具及び第２のＵ字形金具を、前記第１のフレームリング及び第２のフレームリングのそれぞれのノッチ内に固定し、
前記第１のスプリングバー端部を前記第１のＵ字形金具内に固定すると共に、前記第２のスプリングバー端部を前記第２のＵ字形金具内に固定する
というステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
発電機のステータコアを発電機フレーム内に装着する方法であって、
コア用の薄板を積み重ねて、前記発電機フレーム内のステータコアを形成し、
反対側の面にノッチを形成してなるキーバーの輪郭形成した面を、前記ステータコアの軸方向溝内に嵌め込み、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングの第１のフレームリングを及び第２のフレームリングを前記ノッチに取り付ける
ステップを含むことを特徴とする、発電機のステータコアを発電機フレーム内に装着する方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法において、
前記取り付けるステップが、前記第１のフレームリング及び第２のフレームリングを前記ノッチに溶接するステップを含む
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機に係り、より具体的には、ステータコアを発電機フレームに取り付ける方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機のステータコアは、タービン発電機の構造一式において最も大きな一体形の部品である。そのステータコアは、円筒形のステータコアを形成すべく積み重ねてクランプされた何千という薄い鋼板を備えている。各薄板（層板）が中央開口を区画するので、互いに積み重ねられたときにその開口は、コアの軸長にわたって延びる。該開口内で回転するロータが、コアに巻き付けられたステータ巻線に電流を発生させる。
【０００３】
通常運転において生じる定常状態および過渡的な力と、非定常条件とが、コアの幾何的形状を歪める。フレームに対するコアの取り付けが不適切であると、磁気インパルス及びコアの楕円膨張（すなわち、コアが円形から楕円形へ歪む）に起因して、薄板振動が発生し得る。コア膨張の影響は、４極発電機（４ローブコア歪みを含む）においてよりも、２極発電機（２ローブコア歪みを含む）において、より広く認められる。また、その振動に起因する機械疲労の影響も、発電機の早期故障を招き得る。
【０００４】
例えば、参照としてここに組み込まれる、共有の米国特許５，８７５，５４０に見られるように、既に知られたことであるが、従来技術に係る組み立て技術にある問題のいくつかが、ドーナツと総称される、ある数の薄板を先に組み合わせてから結合することによって解決される。次いで、それら多数のドーナツは、（上下方向又は水平方向に）積み重ねられて、ステータコアを形成する。この工程は、薄板を１つ１つ組み付ける場合に比べて相当な時間を節約し、さらに、コアの欠陥をより少なくする。
【０００５】
ドーナツ状の個々の薄板又は多数の薄板をコアの形に形成するとき、それらは、発電機フレームの内側面に配置された、軸方向に延伸するキーバー（keybar）に係合させられる。キーバーは、フレームの全長にわたり延伸し、内部フレーム構造物（フレームリングなど）に取り付けられる、棹状又は棒状の部材である。キーバーの内向面は、薄板（ドーナツ）の外周にある軸方向溝と係合する凸部を備えている。
【０００６】
図１は、薄板又はドーナツを挿入する前の発電機フレーム２の破断図である。キーバー６は、フレーム２の内部軸長に亘って走っており、通例では、継ぎ目アダプタプレート５を介して支持リング４へ取り付けられる（図２参照）。支持リング４は、図１に示す如く、発電機フレーム２に取り付けられている。
【０００７】
図２には、蟻継ぎキーバーの概観が示されているが、薄板とキーバーは、その図２に示されているような相補溝によって係合される。各薄板１０には、それら薄板の外周を巡って多数のノッチ１２が区画されている。ノッチ１２は、キーバー６の相補する外形と整合する。多数の薄板が互いに組み付けられると、整列したノッチによって軸方向の溝が形成される。このように、複数の軸方向の溝が、コアの外周を巡って設けられている。薄板１０をキーバー６にスライドさせて装着することによって、その薄板１０は発電機フレーム２に固定される。ステータコアは運転中に振動するので、キーバー及びいずれのキーバーアタッチメントも、コア及び発電機フレームに堅固に取り付けられていることが重要である。
【０００８】
薄板は個々に又はドーナツとして装着されるので、もしも薄板溝１２とキーバー６との嵌め合わせがきつすぎると、現場据え付けが極めて困難、最も甚だしくは、不可能になり得る。従って、薄板又はドーナツを容易にキーバーに位置決めしてから発電機フレームに固定できるような構造要素及び工程となっていることが要請される。
【０００９】
利用可能な発電機の型式及び定格の多様性を考慮すると、多様な発電機フレーム構成、ステータ構成、及びコアアタッチメント要素があることを、当業者は認識している。技術的に堅固（すなわち、必要な構造上の堅牢性を提供し、フレームの振動抑制も提供すること）且つ適切な、コアをフレームへ取り付けるための技法及び構造部材の提案が望まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明は、次の図面を参照した以降の記述において説明される。
【図１】従来技術の発電機の内部構造部材を示す図である。
【図２】従来技術の発電機の内部構造部材を示す図である。
【図３】コアを発電機フレームへ取り付けるための、本発明の実施の形態に係る、スプリングバー及び関連する部品を示す図である。
【図４】コアを発電機フレームへ取り付けるための、本発明の実施の形態に係る、スプリングバー及び関連する部品を示す図である。
【図５】コアを発電機フレームへ取り付けるための、本発明の実施の形態に係る、スプリングバー及び関連する部品を示す図である。
【図６】スプリングバー及び関連する部品の断面図である。
【図７】図３〜図６のスプリングバーに関する取り付け技法を示す図である。
【図８】発電機フレームリングに取り付けられた２つの直列スプリングバー及びその関連部品を示す図である。
【図９】コアを発電機フレームへ取り付けるための本発明の実施の形態を示す図である。
【図１０】図９の実施の形態のキーバー外形及びキーバーをコアへ取り付けるための構造部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の各種実施の形態に従う発電機ステータコアの発電機フレーム取り付けに関する特定の方法及び装置を詳細に記述する前に、本発明は、その各種実施の形態において、当該方法及び装置に関するハードウエア及び方法のステップの新規且つ非自明の組み合わせに主として存在することに、留意すべきである。従って、ハードウエア及び方法のステップは、図面においては従来要素によって提示してありまた此処での記述の助けを借りることによって当業者には見て直ぐ分かるはずの構造上の詳細を伴う開示を不明瞭としないようにするべく、本発明の要点に関するその特定の詳細のみを示すのもとする。
【００１２】
以下の実施の形態は、本発明の構造及び方法の限定を意図したものではなく、代表的な構成を提示することを意図したものに過ぎない。本実施の形態は、必須ではなくて任意のものであり、網羅するものではなくて例示である。
【００１３】
本発明の多様な実施の態様は、既存のコア対フレームの取り付け構造を、既存の発電機フレーム内でのドーナツコア部品（あるいは個々の薄板）の挿入及び調節をコア部品のフレームへの取り付けに先立って可能にする構造へ置き換えることを、実施し得る。本発明に係る２つの実施の形態は、発電機フレームとステータコアとの間の力吸収又は振動吸収接続、及びフレームとコアとの間の堅固な接続を含む。力吸収形態の取り付け技法は、特に、発電機ステータの振動を減衰するのに有益である。従来技術では、ステータコア振動を発電機フレーム及び発電機を設置する構造（例えば床）へと伝達する「強固な実装」システムが採用されている。
【００１４】
本発明の一つの重要な特徴は、如何なる発電機フレームにおいても、実用的な組み立てクリアランスを含ませて堅固なコアドーナツを配置することを可能とする。調節後のコアドーナツは、第１の実施の形態によるスプリングバーを用いて、フレームに、もしくは、第２実施の形態によるフレームに直に、接続される。第１の実施の形態に係る振動隔離は、コアをフレームに取り付けるスプリングバーの使用及び配置によって行われる。
【００１５】
図３〜図９に示す第１実施の形態は「低」同調の支持システムとして特徴付けられる。すなわち、ステータコア及びステータ巻線の固有ねじり周波数は、本欄に記述するような力吸収構造部材を用いて装着された場合、発電機短絡又は他の過渡現象中に生成される強制周波数（すなわち、線周波数及び線周波数の倍）よりも低い。スプリングバー及び関連部品の硬さが所望の低い固有ねじり周波数を示すことにより、短絡などの過渡現象中に生じるトルク増幅又は「トルク増大」が最小限のものとなる。この発想はまた、通常運転中のコアの振動性の動きからフレーム及び基礎を隔離することにも向けられる。これらの有益な特徴は、各種設計の発電機フレームにコア薄板又はドーナツを装着可能とする本発明の構造要素の成果である。
【００１６】
本発明の支持システムは、４極の発電機及び２極の発電機の両方に適用可能であるが、２極発電機の方がより大きなコア振動を発するという点で、その２極発電機に当該支持システムを適用する方が、より有益であり得る。
【００１７】
図３及び図４の分解図を参照すると、軸方向のスプリングバー４０が、２つの前後のフレームリング４４（セクションリングとも呼ぶ）の間の空間に架け渡してある。スプリングバー４０は、通例では、フレームリング４４の内周を巡る多数の位置に配置される。一例では、数個のスプリングバーがおおよそ３時及び９時の位置に設けられる。しかしながら、本発明は、発電機コアの周囲を巡るあらゆる位置でのあらゆる数のスプリングバーの使用を含む。
【００１８】
各フレームリング４４には、スプリングバー４０の対向端を受けるためのノッチを区画してある。図４にさらに明確に示されているように、Ｕ字形金具（クレビス）５２が、各フレームリングのノッチに係合し、留め具５６でフレームリング４４に固定されている。留め具５７が、各スプリングバー端部をＵ字形金具５２のＵ字形開口内に固定する。
【００１９】
一つの態様において、スプリングバーは、２つの前後のフレームリング及び中間フレームリングに亘る間隔に架け渡される。この態様においては、中間フレームリングにノッチを形成してスプリングバー用のクリアランスを設けることが必要である。スプリングバーは、そのノッチを通過して延びる。
【００２０】
別の一態様では、Ｕ字形金具を用いない。その代わりに、スプリングバー端部は、フレームリングノッチに挿入されて、フレームリングに溶接される。専用の既知の溶接手順が、高強度鋼のスプリングバーを軟鋼のフレームリングに溶接するために採用され得る。
【００２１】
エンドプレート５８が、各スプリングバー４０端部の端面をカバーする。典型的には、エンドプレート５８は、Ｕ字形金具５２に溶接される。
【００２２】
各端部においてスプリングバー４０を緩く係合させた留め具５７によって２つのＵ字形金具５２に取り付けた後、当該スプリングバー４０は、後述するように、キーバーへの取り付けに適応させるべく調節される。適切なスプリングバー位置が定まると、楔６０が、スプリングバー４０の端部領域と対向するＵ字形金具表面との間のギャップに挿入される。その楔６０は、Ｕ字形金具５２に溶接され、それに続いてキャップ６４が、Ｕ字形金具５２に溶接される。
【００２３】
楔６０は、嵌め合い部品間の所定の余裕嵌合を克服するために好ましい。ノッチは、典型的には、スプリングバー端部の寸法に対しオーバーサイズとされ、留め具５７を受け入れる各スプリングバー端部の孔５９は、留め具５７の直径に対しオーバーサイズとされる。
【００２４】
図５は、スプリングバー４０と、適切な留め具を用いてスプリングバー４０及びキーバー８４の両方を取り付ける２つのブラケット８０と、を示しており、また図５は、本発明の各種要素を取り付けるための留め具を受け入れる多数の開口を示しており、その留め具はさらに図６に示されている。図５の態様は、図３及び図４の態様におけるようなノッチを形成した中間のフレームリングを含んでいない。
【００２５】
薄板又はドーナツにおける溝は、２つの構造部材を嵌め合わせるキーバー８４の相補凸部と嵌め合わせられる。キーバー８４及びスプリングバー４０に取り付けられたブラケット８０によって、コア８８（及び従ってその構成要素ドーナツ（薄板のサブグループとも呼ぶ）及び個々の薄板）が弾性的に発電機フレームへ固定される。
【００２６】
図５には、キーバー８４における追加的開口９０が図示されている。これら開口９０は、良好な導電性を確保するためにコア８８の外側面に対してキーバー８４を締め付ける留め具を受け入れる。あるいは、キーバー８４は、コアの外側面に対して非接触に配置されていてもよい。キーバー９４とコアの外側面との間の断続的な接触は避けられるべきである。
【００２７】
既知のように、キーバーを堅固に固定した後は、そのキーバーの位置を調節することができない。従って、キーバー位置及び形状に関する製造及び装着バリエーションに対応させるべく、本欄に記述するように、ブラケット及びスプリングバーにおける種々の調節メカニズムを提供することが必要である。
【００２８】
各種部品を組み付けるためのステップを実施する順序は、前記の順から変更することができる。例えば、スプリングバー４０をＵ字形金具５２に取り付け、次にブラケット８０をスプリングバー４０に取り付け、最後にブラケット８０をキーバー８４に取り付けることができる。あるいは、ブラケット８０をスプリングバー４０に取り付け、次にブラケット８０をキーバー８４に取り付け、最後にスプリングバー４０をＵ字形金具５２へ取り付けることができる。
【００２９】
図６は、図５中の６−６線に沿った断面図である。図６は、３時位置の、２つのスプリングバー４０（及び関連する構造）並びに、各反対の側に１つのキーバーを示す。同図に見られるように、ブラケット８０は、Ｕ字形本体部８０Ａと、そのＵ字形本体部８０Ａから互いに反対側へ向且つて延びるブラケットアーム８０Ｂ、８０Ｃとを備えている。スプリングバー４０は、Ｕ字形本体部８０Ａの開口内に配置される。キーバー８４は、ブラケットアーム８０Ｂ，８０Ｃに、開口９３（図５参照）を通した留め具９２で取り付けられる。開口９３内の先細キー９６（例えば、シム（楔））が、キーバー８４をブラケット８０へ固定する留め具９２を締め付ける前に、キーバー８４のさらなる調節を可能にする。
【００３０】
全ての取り付けにおいて先細キー９６を使用する必要があるわけではない。それぞれの取り付けは独特のものなので、その詳細は各々の取り付け毎にそれぞれ異なっている。従って、本願では弾性的にコアを発電機フレームに取り付ける種々の実施の態様を示しているのであり、各態様は、必要に応じて異なった留め技法を採用することが可能である。
【００３１】
ブラケット８０の本体部８０Ａは、留め具１００を使用してスプリングバー４０に固定される。一態様において、留め具は、スクリュージャッキ及びねじアダプタの少なくともいずれかを備えるが、他の態様では、従来型のボルト、キャップスクリュー、又は先細シムもまた使用可能である。
【００３２】
図６において続けて、ブラケット本体部８０Ａは、留め具１２０及びねじアダプタ１２４を使用してスプリングバー４０に取り付けられる。そのねじアダプタは、スプリングバー４０の開口及び主ブラケット部８０Ａの同心開口１２８（図５参照）の所定間隙を、スプリングバー４０の開口及びブラケット８０の開口１２８の両方を貫通する留め具１２０と共に、全て埋める。図７も参照。
【００３３】
図６における丸シート１２５が、直角から外れた留め具の軸とその着座面との間を埋めるために使用される。
【００３４】
図７は、留め具１００を受け入れる開口１０４と、留め具９２を受け入れる開口９３と、留め具１２０を受け入れる開口１２８とを示す（以下に説明する）拡大図である。図７は、さらに、フレームリングの対応ノッチと嵌合する、スプリングバー４０の領域１１０を概略的に示す。
【００３５】
当業者に理解されるとおり、本発明は、各種の構造部材を発電機フレームへの装着に際し互いに容易に嵌合させるための多様な予め意図的に設けられたクリアランスを含んでいる。しかし、それらのクリアランスは、組み立てが終わる前に閉鎖される必要がある。それらクリアランスを閉鎖するために、楔、ねじアダプタ、及びシムを使用することができる。当業者にとって周知の、他の構造部材又は留め具も使用可能である。
【００３６】
図８は、図６中の矢印“Ａ”の方向から見た、スプリングバー４０及び関連する構造部材を示す。多数のスプリングバー（及びその関連する構造部材）が、端から端まで配置されてステータコアの軸長、すなわち、コアの一方の端の第１フレームリングからコアの他方の端の第２フレームリングまでの間に、架け渡されている。
【００３７】
一態様において、上述及び図示した構造の組み立ては、次のように進められる。スプリングバー４０、Ｕ字形金具５２及びブラケット８０は、上述したように取り付けられる。ブラケット８０とスプリングバー４０との間には、予め意図的に設けられたクリアランスがあるので、これら２つの構造部材間の調節は、ブラケット８０とスプリングバー４０を留め具１００、１２０で結合する前に行うことが可能となっている。
【００３８】
ドーナツは、（仮レールサポートを使用してドーナツの荷重を支え、正確に直立させてドーナツを位置決めして）発電機フレームの内側にセットされる。キーバー８４は、コアドーナツの嵌合溝内をスライドして通されて、軸方向において固定される。ブラケット８０は、キーバー８４に固定されて、そのキーバー及びブラケットを半径方向において留める。そして先細キー９６が挿入されて、コアとブラケットとが接線方向において締め付けられる。
【００３９】
ブラケット８０をスプリングバー４０及びキーバー８４に固定し終わると、コアの荷重は、軸方向のスプリングバー（フレームリングを通して発電機フレームに取り付けられている）によって支持され、仮レールサポートが取り除かれる。
【００４０】
典型的には、スプリングバー４０の材料は合金鋼を含む。スプリングバーの材料が何らかの特定の又は数字上の衝撃吸収特性を有することは要求されない。スプリングバー４０は、典型的には、短絡又は同様の現象に際してスプリングバーに掛かる高ストレスに耐えるべく、高強度鋼材料から形成される。
【００４１】
別の実施の形態は、主に４極発電機に使用され、コア振動とその振動の発電機フレーム及び基礎への伝達が十分に低減される。４極発電機は、典型的には２極発電機よりも振動の程度が低く、従って４極発電機に「高」同調システムが許容され得ることは、当業者に知られている。上述した実施の形態におけるスプリングバー及びその関連部品によって生じるような過渡的な悪条件下での実質的なトルク減衰は、この実施の形態においては生じることがない。
【００４２】
図９及び図１０は、第２の実施の形態に係る主要構造を示すものであり、その主要構造は、コア１５８の外側面内（コア１５８を構成する個々のドーナツ又は薄板内）に形成された相補的な軸方向溝１５４と嵌合させるべく基部１５０Ｂから延びた部分円柱形状凸部１５０Ａを有するキーバー１５０を含んでいる。基部１５０Ｂは、この他にも輪郭形状に設計することも可能である。
【００４３】
楔１６８が、凸部１５０Ａと溝１５４の対向面との間に挿入され、キーバー１５０をコア１５８に結合する。図示の円柱形状以外の形状も使用し得る。キーバー１５０をコア１５８に結合する楔１６８の使用、及びそれらの表面間の予め意図的に設けられたクリアランスによって、キーバーの調節が可能となっていて、コア１５８の軸方向溝１５４に対するキーバーの精密な位置決めは必要としないようになっている。
【００４４】
上述の実施の形態におけるキーバー８４同様、キーバー１５０は、押し出し成形によって、又は、何本かのキーバーを互いに溶接することによって、形成することができる。
【００４５】
フレームリング４４（図９に想像線で示す）は、キーバー１５０の基部１５０Ｂの外向き面に形成されたノッチ１６２内に受容される。キーバー１５０は、コア１５８の軸方向溝１５４と嵌合させる際に、必要に応じて円周方向での調節が可能となっている。正確に位置決めされた後、基部１５０Ｂのノッチ面に接触したフレームリング４４の表面が溶接される。あるいは、ノッチをフレームリング４４に形成してキーバー１５０と嵌合させることも可能であるが、但しこの技法はキーバー１５０の調節可能な円周方向の範囲を制限する。いずれにせよ、キーバー１５０は、コアの周囲を巡る複数の位置に配設される。
【００４６】
本発明に係る実施の形態によれば、一般に、キーバー１５０を先にフレームリング４４へ溶接した後に、薄板又はドーナツを（スライドさせて）キーバー１５０へと挿入する。
【００４７】
本発明に係る実施の形態は、フレームリングを有するあらゆるステータフレーム内に堅固なコアドーナツ部品を組み付けるために使用可能である。また、本発明は、あらゆるキーバー対コア取り付け用の装置を、既存のコアドーナツ又はコア薄板と適応するように設計された外形をもつ新しいキーバーに置き換えることを可能にする。本発明は、ドーナツの軸方向溝とこれら溝内に受容されるキーバーとの間の余裕をもった装着クリアランスによって、比較的容易なドーナツの水平方向装着を可能にする。而して本発明はまた、半径方向の緩み及び動きの可能性を減少させる。
【００４８】
記述した種々の態様において、ドーナツは、水平方向に積み重ねられてコアを形成し得る。従って、２つのキーバーがコアの底面に沿って配置されて、そのコアの荷重を支え得るので、コアをフレームへ取り付ける工程が改善されることとなる。これらのキーバーは、コアの中心線よりも下のいずれの位置にも配置可能である。
【００４９】
発電機フレームの所定の領域は高圧領域である（すなわちガスが加圧されている）が、他の領域は低圧領域である。従って、これらの領域を分離することが重要であり、此処に記載した各種の構造部材及び取り付け技法の使用は、この圧力差を維持するべく設計され、また意図される。
【００５０】
種々のキーバー外形を此処に記載並びに図示した。他の外形形状で所望の目的を達成可能であることが当業者によって認識される。共有に係る特許番号７，２０２，５８７には、円形をした外形が図示されている。また、先細キー及び楔を使用してキーバーをコア溝へ固定して、溶接に起因したキーバーのゆがみ及び付随する装着の困難を解消することも、有益であると考えられる。最終的に、輪郭形成したキーバーの使用及びスプリングバーが、これら構造部材を位置決めする際の極限的な精度に関する従来技術の問題を解消する。
【００５１】
コアと発電機フレームとの間の半径方向の緩みは、此処に記載した各種の態様を採用することによって低減される。この半径方向緩みを低減することによって、フレーム内コアの後になっての締め付けが、ほとんど不要となる。その半径方向緩みの低減はまた、発電機ノイズも減少せしめる。
【００５２】
更に有利なことに、コアを発電機フレームに取り付けるための既述のとおりのいずれの方法も、発電機側において、その発電機フレームを基礎から持ち上げたり動かしたりすることを必要とせずに実施することが可能である。
【００５３】
本発明の種々の態様を此処に示し説明してきたが、それらの態様が例示のためだけに提示されていることは明白である。数多くのバリエーション、変更及び代用が、本願の発明から逸脱することなく成され得る。従って、本発明は、特許請求の範囲に基づいてのみ規定されるべきである。
【符号の説明】
【００５４】
２  フレーム
４  リング
５  アダプタプレート
６  キーバー
１０  薄板（ドーナツ）
１２  ノッチ
４０  スプリングバー
４４  リング
５２  Ｕ字形金具
５６  留め具
５７  留め具
５８  エンドプレート
５９  孔
６０  楔
６４  キャップ
８０  ブラケット
８０Ａ  本体部
８０Ｂ，Ｃ  アーム
８４  キーバー
８８  コア
９０  開口
９２  留め具
９３  開口
９６  先細キー
１００  留め具
１０４  開口
１１０  （嵌合）領域
１２０  留め具
１２４  ねじアダプタ
１２５  丸シート
１２８  開口
１５０  キーバー
１５０Ａ  凸部
１５０Ｂ  基部
１５４  溝
１５８  コア
１６２  ノッチ
１６８  楔
【図１】
2013534402.tif 000003
【図２】
2013534402.tif 000004
【図３】
2013534402.tif 000005
【図４】
2013534402.tif 000006
【図５】
2013534402.tif 000007
【図６】
2013534402.tif 000008
【図７】
2013534402.tif 000009
【図８】
2013534402.tif 000010
【図９】
2013534402.tif 000011
【図１０】
2013534402.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月21日(2013.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機フレームと、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングと、
前記発電機フレーム内に配置される、ステータコアを形成するべく積み重ねられた薄板と、
少なくとも２つのフレームリングの間隔に架け渡されたスプリングバーであって、当該スプリングバーにおける第１のスプリングバー端部が前記フレームリングのうちの第１のフレームリングに取り付けられ、且つ当該スプリングバーにおける前記第１のスプリングバー端部とは反対側の端部である第２のスプリングバー端部が前記フレームリングのうちの第２のフレームリングに取り付けられたスプリングバーと、
前記スプリングバーに取り付けられた少なくとも１つのブラケットと、
前記ブラケットに取り付けられた第１のキーバー及び第２のキーバーであって、そのそれぞれが前記ステータコア内の対応する溝に係合する第１のキーバー及び第２のキーバーと
を備えたことを特徴とする発電機。
【請求項２】
請求項１記載の発電機において、
前記スプリングバーは、前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングの間に中間フレームリングを含んでいる間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項３】
請求項１記載の発電機において、
前記スプリングバーは、２つの相前後した前記フレームリング同士の間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項４】
請求項１記載の発電機において、
前記積み重ねられた薄板の全体は、複数の前記薄板を含んでなる薄板サブグループを複数有しており、当該複数のサブグループによって前記ステータコアが形成されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項５】
請求項１記載の発電機において、
前記ステータコアの相補軸方向溝に嵌合される前記第１のキーバー及び前記第２のキーバーの外形は、円形、楕円形、先細り形、及び蟻継ぎ形のうちの１つを含む
ことを特徴とする発電機。
【請求項６】
請求項１記載の発電機において、
前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングのそれぞれに、第１のＵ字形金具及び第２のＵ字形金具をそれぞれ受け入れるノッチが区画されており、
前記第１のＵ字形金具及び前記第２のＵ字形金具は、前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングにそれぞれ固定され、前記第１のスプリングバー端部及び前記第２のスプリングバー端部が、前記第１のＵ字形金具及び前記第２のＵ字形金具にそれぞれ固定される
ことを特徴とする発電機。
【請求項７】
請求項６記載の発電機において、
前記第１のスプリングバー端部と前記第１のＵ字形金具との間、及び、前記第２スプリングバー端部と前記第２のＵ字形金具との間に、それぞれ第１の予め意図的に設けられたクリアランス、及び、第２の予め意図的に設けられたクリアランスが設けられており、
前記第１の予め意図的に設けられたクリアランス及び前記第２の予め意図的に設けられたクリアランスが、取り付け具によって埋められている
ことを特徴とする発電機。
【請求項８】
請求項７記載の発電機において、
前記第１のスプリングバー端部とそれに対面する前記第１のＵ字形金具の間、及び、前記第２のスプリングバー端部とそれに対面する前記第２のＵ字形金具との間に、それぞれ楔が設けられている
ことを特徴とする発電機。
【請求項９】
請求項１記載の発電機において、
前記少なくとも１つのブラケットは、前記スプリングバーに取り付けられた第１のブラケット及び第２のブラケットを含み、
前記第１のキーバー及び前記第２のキーバーが、前記第１のブラケット及び第２のブラケットの両方に取り付けられる
ことを特徴とする発電機。
【請求項１０】
請求項１記載の発電機において、
前記ステータコア及びステータ巻線のねじり周波数が、過渡現象中に生じる強制振動周波数よりも小さい
ことを特徴とする発電機。
【請求項１１】
請求項１記載の発電機において、
当該発電機が、２極発電機又は４極発電機である
ことを特徴とする発電機。
【請求項１２】
請求項１記載の発電機において、
前記第１のスプリングバー端部及び前記第２のスプリングバー端部は、溶接によって、それぞれ対応する前記フレームリングに取り付けられている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１３】
請求項１記載の発電機において、
各前記スプリングバーと前記第１のフレームリング及び前記第２のフレームリングのそれぞれとの間に、第１の予め意図的に設けられたクリアランスが区画され、
前記ブラケット及び前記スプリングバーとの間に第２の予め意図的に設けられたクリアランスが区画され、
前記第１のキーバー及び第２のキーバーと前記ブラケットとの間に、第３の予め意図的に設けられたクリアランスが区画され、
前記第１の予め意図的に設けられたクリアランス及び前記第２の予め意図的に設けられたクリアランス並びに前記第３の予め意図的に設けられたクリアランスが、取り付け具によって埋められている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１４】
請求項１記載の発電機において、
前記ブラケットが、前記スプリングバー、又は、前記ブラケットを前記スプリングバーへ取り付ける留め具に、溶接されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１５】
請求項１記載の発電機において、
前記スプリングバー、前記ブラケット、及び、前記第１のキーバー並びに第２のキーバーが、前記ステータコアと前記発電機フレームとの間の弾性的な取り付けを提供する
ことを特徴とする発電機。
【請求項１６】
発電機フレームと、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングと、
前記発電機フレーム内に配置される、ステータコアを形成するべく積み重ねられた薄板と、
それぞれの第１の面から延びた凸部によって前記ステータコアに固定される複数のキーバーであって、前記凸部が前記ステータコアの対応する溝内へと延びており、且つ各前記キーバーの前記第１の面とは反対側の第２の面が少なくとも２つの前記フレームリングに固定されているキーバーと
を備えたことを特徴とする発電機。
【請求項１７】
請求項１６記載の発電機において、
前記複数のキーバーは、前記少なくとも２つのフレームリングの間に中間フレームリングを含んでいる間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１８】
請求項１６記載の発電機において、
前記複数のキーバーが、２つの相前後した前記フレームリング同士の間隔に架け渡されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項１９】
請求項１６記載の発電機において、
前記フレームリングのそれぞれに、各前記キーバーの第２の面を受け入れるノッチが区画され、前記第２の面は、溶接によって、前記少なくとも２つのフレームリングに固定されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項２０】
請求項１６記載の発電機において、
各前記キーバーの第２の面に、１以上のノッチが区画され、当該各ノッチが前記フレームリングを受け入れて、前記第２の面が溶接によって前記少なくとも２つのフレームリングに固定されている
ことを特徴とする発電機。
【請求項２１】
発電機のステータコアを発電機フレーム内に装着する方法であって、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングの、第１のフレームリングには第１のスプリングバー端部を、第２のフレームリングには第２のスプリングバー端部を、それぞれ取り付け、
少なくとも１つのブラケットを、前記スプリングバーに取り付け、
コア用の薄板を積み重ねて、前記発電機フレーム内のステータコアを形成し、
前記ステータコアの軸方向溝に、キーバーを嵌め込み、
前記キーバーを、前記少なくとも１つのブラケットに取り付ける
ステップを含むことを特徴とする、発電機フレーム内に発電機のステータコアを装着する方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、
前記積み重ねるステップが、上下方向の積み重ね又は水平方向の積み重ねを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の方法において、
前記第１のスプリングバー端部及び前記第２のスプリングバー端部を取り付けるステップは、
前記第１のフレームリング及び第２のフレームリングにノッチを形成し、
第１のＵ字形金具及び第２のＵ字形金具を、前記第１のフレームリング及び第２のフレームリングのそれぞれのノッチ内に固定し、
前記第１のスプリングバー端部を前記第１のＵ字形金具内に固定すると共に、前記第２のスプリングバー端部を前記第２のＵ字形金具内に固定する
というステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
発電機のステータコアを発電機フレーム内に装着する方法であって、
コア用の薄板を積み重ねて、前記発電機フレーム内のステータコアを形成し、
反対側の面にノッチを形成してなるキーバーの輪郭形成した面を、前記ステータコアの軸方向溝内に嵌め込み、
前記発電機フレームの内側面から延びたフレームリングの第１のフレームリングを及び第２のフレームリングを前記ノッチに取り付ける
ステップを含むことを特徴とする、発電機のステータコアを発電機フレーム内に装着する方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法において、
前記取り付けるステップが、前記第１のフレームリング及び第２のフレームリングを前記ノッチに溶接するステップを含む
ことを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図５には、キーバー８４における追加的開口９０が図示されている。これら開口９０は、良好な導電性を確保するためにコア８８の外側面に対してキーバー８４を締め付ける留め具を受け入れる。あるいは、キーバー８４は、コアの外側面に対して非接触に配置されていてもよい。キーバー８４とコアの外側面との間の断続的な接触は避けられるべきである。
【国際調査報告】
2013534402.tif 000013
2013534402.tif 000014
2013534402.tif 000015
2013534402.tif 000016
2013534402.tif 000017