(57)【要約】【課題】き裂発生および成長をできるだけ減じるために、Ｕ字形プレートとばねバーとの間の溶接境界面を変更する。【解決手段】ステータフレームのフレームリング５６に固定されたＵ字形プレート５４と、Ｕ字形プレートの機外面に固定された取付け部材５２であって、該取付け部材を貫通した穴を有する、取付け部材５２と、取付け部材５２の穴と整合する穴を備えるばねバー６４と、取付け部材５２の穴およびばねバー６４の穴を貫通するボルト６０と、を備え、ボルト６０は、取付け部材５２およびＵ字形プレート５４をばねバー６４に結合するために使用される。【選択図】図４
2015116120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアをステータフレームに結合するばねバーアセンブリであって、該ばねバーアセンブリは、
前記ステータフレームのフレームリングに固定されたＵ字形プレートと、
該Ｕ字形プレートの機外面に固定された取付け部材であって、該取付け部材を貫通した穴を有する、取付け部材と、
該取付け部材の穴と整列する穴を備えるばねバーと、
前記取付け部材の穴および前記ばねバーの穴を貫通するボルトと、を備え、該ボルトは、前記取付け部材および前記Ｕ字形プレートを前記ばねバーに結合するために使用されることを特徴とする、ばねバーアセンブリ。
【請求項２】
前記Ｕ字形プレートは、前記ステータフレームの内側フレームリングに、該内側フレームリングの１つまたは複数の側において、かつ前記内側フレームリングの１つまたは複数の位置において溶接されている、請求項１記載のばねバーアセンブリ。
【請求項３】
前記ばねバーと前記取付け部材との間のギャップを占めるスペーサプレートをさらに備え、該スペーサプレートは、前記ボルトの締付け荷重を前記ばねバーに伝達する、請求項１記載のばねバーアセンブリ。
【請求項４】
前記取付け部材とは反対側の位置において前記ばねバーの底側に配置されたねじ山付きのバッキングプレートをさらに備え、該バッキングプレートは、前記ボルトが締め付けられた時に該ボルトが前記バッキングプレートに固定されることを可能にするねじ山付きの中央の穴を有する、請求項１記載のばねバーアセンブリ。
【請求項５】
前記取付け部材の底面と前記Ｕ字形プレートとの間にギャップが形成されるように前記取付け部材が前記Ｕ字形プレートに固定されており、前記ギャップは、前記取付け部材と前記Ｕ字形プレートとの間の全ての接触エッジにすみ肉溶接が提供されることを可能にする、請求項１記載のばねバーアセンブリ。
【請求項６】
前記ボルトを前記取付け部材および前記スペーサプレートのうちの１つ以上に固定するロッキング機構をさらに備える、請求項１記載のばねバーアセンブリ。
【請求項７】
ステータコアをステータフレームに結合するばねバーアセンブリであって、該ばねバーアセンブリは、
環状リップを有するステータフレームリングと、
取付け部材であって、該取付け部材の上部が前記ステータフレームリングの前記環状リップに着座するように成形されており、穴を有する、取付け部材と、
該取付け部材の穴と整列する穴を備えるばねバーと、
前記取付け部材の穴と前記ばねバーの穴とを貫通するボルトと、を備え、該ボルトは、前記取付け部材を前記ばねバーに結合するために使用されていることを特徴とする、ばねバーアセンブリ。
【請求項８】
前記取付け部材はＬ字形であり、前記ステータフレームリングの前記環状リップ部分の上部に着座し、かつ前記環状リップ部分に対して当接する、請求項７記載のばねバーアセンブリ。
【請求項９】
Ｌ字形の前記取付け部材は、前記取付け部材と前記環状リップ部分との間の接触エッジに沿って前記環状リップ部分に溶接されている、請求項７記載のばねバーアセンブリ。
【請求項１０】
前記ばねバーと前記取付け部材との間のギャップを占めるスペーサプレートをさらに備え、該スペーサプレートは、前記ボルトの締付け荷重を前記ばねバーに伝達する、請求項７記載のばねバーアセンブリ。
【請求項１１】
前記取付け部材とは反対側の前記ばねバーの底側に配置されたねじ山付きのバッキングプレートをさらに備え、該バッキングプレートは、前記ボルトが締め付けられた時に前記ボルトが前記バッキングプレートに固定されることを可能にするねじ山付きの中央の穴を有する、請求項７記載のばねバーアセンブリ。
【請求項１２】
前記取付け部材の底面と前記環状リップとの間にギャップが形成されるように前記取付け部材が前記ステータフレームリングの環状リップに固定されており、前記ギャップは、前記取付け部材と前記環状リップとの間の全ての接触エッジにすみ肉溶接が提供されることを可能にする、請求項７記載のばねバーアセンブリ。
【請求項１３】
前記ボルトを前記取付け部材および前記スペーサプレートのうちの１つ以上に固定するロッキング機構をさらに備える、請求項７記載のばねバーアセンブリ。
【請求項１４】
ステータコアをステータフレームに結合するばねバーアセンブリを交換する方法であって、該方法は、
前記ばねバーアセンブリのＵ字形プレートの外面に取付け部材を固定し、該取付け部材は、該取付け部材を貫通する穴を有しており、
前記ばねバーアセンブリのばねバーに穴を形成し、前記ばねバーの穴が前記取付け部材の穴と整列するようにし、
前記取付け部材に面した前記ばねバーの側とは反対側の前記ばねバーの底側にねじ山付きのバッキングプレートを据え付け、該ねじ山付きのバッキングプレートは、前記ばねバーの穴と整列させられたねじ山付きの穴を有しており、
前記取付け部材、前記ばねバーおよび前記ねじ山付きのバッキングプレートの整列した穴を用いて前記取付け部材の上側から前記ばねバーおよび前記ねじ山付きのバッキングプレートへボルトを挿入する、ことを含むことを特徴とする、ばねバーアセンブリを交換する方法。
【請求項１５】
前記取付け部材を溶接によって前記Ｕ字形プレートに固定する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ばねバーに穴を形成することが、前記ボルトの通過を可能にするための適切な直径の穴を穿孔することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記ステータコアを前記ステータフレームに結合する既存のばねバーに前記穴を形成する、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記ねじ山付きのバッキングプレートは、締め付けられた時に前記ボルトが前記バッキングプレートに固定されることを可能にするねじ山付きの中央の穴を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記ばねバーと前記取付け部材との間のギャップにスペーサプレートを提供することをさらに含み、該スペーサプレートは前記ボルトの締付け荷重を前記ばねバーに伝達する、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記ばねバーアセンブリを交換することを、前記ステータコアが前記ステータフレームに結合されたまま行う、請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
前記ばねバーアセンブリを交換することを、前記ステータコアが前記ステータフレームに部分的に結合されたまま行う、請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
ステータコアをステータフレームに結合するばねバーアセンブリを交換する方法であって、該方法は、
前記ステータフレームのフレームリングに取付け部材を固定し、該取付け部材は、該取付け部材を貫通する穴を有しており、
前記ばねバーアセンブリのばねバーに穴を形成し、前記ばねバーの穴が前記取付け部材の穴と整合するようにし、
前記取付け部材に面した前記ばねバーの側とは反対側の前記ばねバーの底側にねじ山付きのバッキングプレートを据え付け、該ねじ山付きのバッキングプレートは、前記ばねバーの穴と整合させられたねじ山付きの穴を有しており、
前記取付け部材、前記ばねバーおよび前記ねじ山付きのバッキングプレートの整合した穴を通して前記取付け部材の上側から前記ばねバーおよび前記ねじ山付きのバッキングプレートへボルトを挿入する、ことを含むことを特徴とする、ばねバーアセンブリを交換する方法。
【請求項２３】
前記取付け部材はＬ字形である、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
Ｌ字形の前記取付け部材を、前記フレームリングの環状縁部に着座させ、該環状縁部に溶接する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記ばねバーに穴を形成することが、前記ボルトの通過を可能にするために適切な直径の穴を穿孔することを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
既存のばねバーに前記穴を形成する、請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
前記ねじ山付きのバッキングプレートは、前記ボルトが締め付けられた時に前記ボルトを前記バッキングプレートに固定することを可能にするねじ山付きの中央の穴を有する、請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
前記ばねバーと前記取付け部材との間のギャップにスペーサプレートを提供することをさらに含み、該スペーサプレートはボルトの締付け荷重を前記ばねバーに伝達する、請求項２２記載の方法。
【請求項２９】
前記ばねバーアセンブリを交換することを、前記ステータコアが前記ステータフレームに結合されたまま行う、請求項２２記載の方法。
【請求項３０】
前記ばねバーアセンブリを交換することを、前記ステータコアが前記ステータフレームに部分的に結合されたまま行う、請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して発電機、特に、発電機におけるＵ字形プレートとばねバーとの間の溶接された境界面を変更するための長期的な解決手段に関する
【背景技術】
【０００２】
電源として電気を発生するための高圧発電機が当該技術分野において公知である。発電プラントは、ガスタービンエンジンを有してよい。このガスタービンエンジンは、作動流体を発生させるために燃焼室において燃料および空気を燃焼させることによってシャフトを回転させる。作動流体は、回転するブレードを横切って膨張し、ひいてはシャフトを回転させる。このようなエンジンのシャフトは、特別な構成のコイルを有するロータに取り付けられた高圧発電機の入力シャフトに連結されている。ロータコイルに提供される電流は、コイルの周囲に磁束を発生し、ロータが回転すると、磁束は、ロータを包囲するステータコアの巻線と相互作用する。ステータコア巻線は、相互接続されたステータバーを有してよい。ステータバーは、コアにおける渦電流を減じるための特別な構成を有する。さもないと、渦電流は、著しい熱を生ぜしめ、場合によっては、様々な発電機構成部材を損傷する。
【０００３】
高圧発電機用のステータコアは、通常、鉄または鋼などの比較的薄い鉄材料の数千枚のラミネーションの積層されたアセンブリである。各ラミネーションは、ラミネートプレートリングを形成するために、９つのセクションなどの複数のパイ形プレートセクションを構成することによって形成され、各セクションは、一片の鉄材料から打ち抜かれる。次いで、複数のこれらのラミネートプレートリングは、固定具内で互いに上下に積層され、この固定具において一緒に圧縮される。ラミネートプレートリングの圧縮された積層体は、真空チャンバに配置される。真空チャンバにおいて、リングを互いに固定するために樹脂が使用され、樹脂は、加熱されたオーブンにおいて硬化させられる。その結果として生じるプレートリングの積層体は、単一のユニットを形成する。このユニットは、しばしばステータパックまたはドーナツと称される。次いで、ステータパックは、一緒に組み立てられ、発電機フレームにおいてステータコアを形成する。全てのステータパックが発電機フレーム内に取り付けられると、ステータパックにおける整列した開口を一連の通しボルトが貫通する。通しボルトは、ステータパックを圧縮し、最終的なステータコアを形成するために使用される。本発明の譲受人に譲渡され、かつ引用により本明細書に組み込まれる、Sargeant他に発行された米国特許第５８７５５４０号明細書は、上述のステータコア組立てプロセスのより詳細な説明を提供している。
【０００４】
発電機のロータが回転すると、ロータの磁界は、ロータと一緒に回転する。この回転する磁界は、発電機のステータコアに周期的な力を加える。この力は、ひいては、コアに振動を生ぜしめる。この振動は、高速かつ高電力の機械において懸念される。二極ロータを有する機械のステータコアは、作動中のロータの回転に従うだ円変形を生じ、その結果、ロータの回転速度の二倍の周波数の振動を生じる。結果として生じる振動からの周期的振動は、フレームを介して発電機基礎に伝達される。基礎において、振動の大きさは、支持システムの設計に組み込まれた隔離の程度に依存する。
【０００５】
ばねバーは、通常、ステータコアをステータコアフレーム内に弾性的に支持するために使用される。例えば、１９５７年１０月２９日にBarlow他に発行されかつ引用により本明細書に組み込まれる米国特許第２８１１６５９号明細書の開示されているように、ステータコアは、ステータフレームのリブとステータコアとの間に軸方向に延びる弾性の支持体またはばねバーによってステータフレームに取り付けられてよい。
【０００６】
大きなトルク増幅が、基礎を介してばねバーと、ステータフレームへのコネクタに課されるので、頑強な支持構造および基礎ボルト結合が望まれる。公知のばねアセンブリは、Ｕ字形プレートとばねバーとの間の溶接継手におけるき裂成長を生じやすい。上述のように、ばねバーの機能は、ステータフレームのステータコアの支持連結を提供することである。Ｕ字形プレートの機能は、ばねバーを支持するためのステータフレームに境界面を提供することである。Ｕ字形プレートは、フレームリングのそれぞれの側に溶接されており、ばねバーにＵ字形プレートが跨がるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５８７５５４０号明細書
【特許文献２】米国特許第２８１１６５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、当該技術分野においては、き裂発生および成長をできるだけ減じるために、Ｕ字形プレートとばねバーとの間の溶接境界面を変更する必要がある。特に、Ｕ字形プレートとばねバーとの間の溶接境界面の現場変更を行う方法が当該技術分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の教示に従い、ステータコアをステータフレームに結合するばねバーアセンブリが開示される。ばねバーアセンブリは、穴を備える取付け部材と、取付け部材の穴と整列する穴を備えるばねバーとを含む。ボルトは取付け部材の穴とばねバーの穴とを貫通し、ボルトは、取付け部材をばねバーに結合するために使用される。
【００１０】
ステータコアをステータフレームに結合するばねバーアセンブリを交換する方法も開示される。この方法は、取付け部材をＵ字形プレートまたはフレームリングに固定することを含み、取付け部材は、取付け部材を貫通する穴を有する。この方法は、さらに、ばねバーに穴を形成し、ボルトを、取付け部材の上側から、取付け部材およびばねバーの整列した穴を通してばねバーに挿入することを含む。
【００１１】
本発明のその他の付加的な特徴は、添付の図面に関連した以下の説明および添付の請求項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の発電機の断片的な透視図である。
【図２ａ】公知のばねバーと、Ｕ字形プレート境界面との概略的な側面図である。
【図２ｂ】公知のばねバーアセンブリの断片的な下面図である。
【図３】公知のばねバーと、Ｕ字形プレート溶接境界面との側面図である。
【図４】典型的なばねアセンブリ構造の断片的な側面図である。
【図５】複数のばねアセンブリによってステータフレームに結合されたステータコアの等角図である。
【図６】公知のばねアセンブリを典型的なばねアセンブリと交換する方法のフローチャートである。
【図７】別のばねアセンブリ構造の断片的な側面図である。
【図８】交換ばねバーを備えたばねバー交換アセンブリの等角平面図である。
【図９】交換ばねバーを備えた典型的なばねバー交換アセンブリの断片的な側面図である。
【図１０】図８に示された交換ばねバーの等角図である。
【図１１】交換ばねバーを備えた別の典型的なばねバー交換アセンブリの断片的な側面図である。
【図１２】公知のばねアセンブリを別の典型的なばねアセンブリと交換する別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ｕ字形プレートとばねバーとの間の溶接を排除するための技術に関する発明の実施の形態の以下の説明は、本質的に単に例示的であり、発明またはその適用または使用を制限することは一切意図されていない。
【００１４】
図１は、ステータコア１２とステータフレーム１４との間に取り付けられたばねバー１６を備える公知の発電機１０の断片的な透視図である。ばねバー１６はステータコア１２の長手方向長さにわたって延びており、ばねバー１６は機械的結合部１８によってステータコア１２に取り付けられている。機械的結合部１８は、ステータコア１２に固定されたブラケットまたはキーブロック２０を含む。機械的結合部２２の第２のセットは、ばねバー１６をステータフレーム１４に結合するために使用される。ばねバー１６をステータコア１２およびステータフレーム１４に結合する別の方法は、１９８４年１月１０日にDetinko他に発行された、引用により本明細書に組み込まれる米国特許第４４２５５２３号明細書に記載されているように、使用されてよい。
【００１５】
図２ａは、ステータフレーム４０に結合された公知のばねアセンブリ３４の断片的な側面図である（分かりやすくするためにステータコア１２は示されていない）。ばねバーアセンブリ３４は、ばねバー３６と、Ｕ字形プレート３８とを有する。Ｕ字形プレート３８は、公知の形式で溶接部４２を利用してフレーム４０およびばねバー３６に固定されている。
【００１６】
図２ｂは、ばねバー３６とＵ字形プレート３８との間の溶接部４２を示す、公知のばねバーアセンブリ３４の断片的な下面図である。図２ｂに示したように、ばねバー側であると考えられる溶接部４２の部分、すなわちばねバー３６をＵ字形プレート３８に結合する溶接部４２は、公知の弱い箇所であり、この箇所ではき裂が生じ得る。
【００１７】
図３は、公知のばねバー３６とＵ字形プレート３８との溶接された境界面の分解された側面図である。図示のように、ばねバー３６とＵ字形プレート３８との間の溶接された領域は、き裂４４が発生および伝播し得る位置であることが知られている。き裂４４が対処されないままだと、ステータコア１２をステータフレーム４０に結合するばねアセンブリ３４が破損することがある。したがって、この弱い領域に対処する必要がある。
【００１８】
より厚い溶接部を提供することを含む現場修理を行うことが公知であるが、このような修理は長期の解決手段とは考えられない。なぜならば、この修理は、Ｕ字形プレート境界面におけるステータフレーム４０へのばねバー３６の結合方法を変更せず、境界面を再溶接することが、高い熱および抑制によりばねバー３６へのゆがみまたは損傷を生ぜしめるからである。本明細書では、ばねバー３６とＵ字形プレート３８との境界面における溶接結合の問題に対処するための長期の解決手段であると考えられる構造および方法が説明される。以下で説明される第１の方法は、ステータコア１２がステータフレーム４０から取り外される必要なしに行われる現場修理である。以下で説明される第２の方法は、発電機を汚染する心配なしに既存のばねアセンブリ３４の完全なアクセスおよび交換が可能であるように、好適にはステータコア１２がフレーム４０から取り外されて行われる修理である。ばねアセンブリ３４の交換は、上述の溶接結合部を排除する。
【００１９】
図４は、第１の方法により現場修理を提供するために使用されてよいばねアセンブリ構造５０の断片的な側面図である。図５は、ステータフレーム４０内のステータコア１２の斜視図である。図５は、以下でより詳細に説明するように、ばねアセンブリ５０がステータコア１２をステータフレーム４０に結合するように、所望の位置に据え付けられたばねアセンブリ５０を示している。図４に示したように、取付け部材５２はＵ字形プレート５４の機外面に溶接されており、Ｕ字形プレート５４自体は内側フレームリング５６に溶接されている。取付け部材５２は、ボルト６０、例えば１．００−８ＵＮＣ  ３Ａ  ねじ山付きソケットヘッドキャップねじを受容するボアまたは穴５８を有する。ボルト６０は、ばねバー６４のボア６２によっても受容されている。図示したように、ばねバー６４は二層ラミネートであるが、ラミネート層は、ばねバー６４を形成するために使用されてもされなくてもよい。取付け部材５２およびＵ字形プレート５４をばねバー６４に結合するために、すなわちばねアセンブリ構造５０を内側フレームリング５６に結合するために、ボルト６０が使用される。したがって、き裂を生じ得る溶接結合部が回避される。
【００２０】
ばねセンブリ構造５０にはスペーサプレート６６も設けられている。スペーサプレート６６は、以下でさらに詳細に説明するように、ボルト６０の締付け荷重をばねバー６４へ伝達する。ねじ山付きバッキングプレート６８も設けられている。ねじ山付きバッキングプレート６８は、十分なトルク値で締め付けられたときに、ボルト６０をバッキングプレート６８と係合させ、バッキングプレート６８に固定させるように中央のボアまたは穴を有する。
【００２１】
図６は、現場修理およびばねアセンブリ５０との既存のばねアセンブリ３４の交換を提供するために使用されてよい第１の方法のフローチャート７０である。ステップ７２において、取付け部材５２は、元のばねアセンブリ３４の既存のＵ字形プレートであってよいＵ字形プレート５４に溶接される。取付け部材５２は、ボルト結合面を提供するためにＵ字形の機外面に溶接され、ボルト結合面を通ってボルト６０が半径方向に据え付けられてよい。次いで、ステップ７４において、１つの穴が、ばねバー６４に穿孔されるまたはその他の形式で形成される。ばねバー６４は、既存のばねバー３６であってよく、この既存のばねバー３６は、穴６２を形成するように変更され、ばねバー６４を形成する。穴６２の直径は、干渉なくボルト６０を半径方向にばねバー６４に貫通させるために、十分な半径方向隙間を生じながらボルト６０が通過するのに十分でなければならない。ここで説明される場合、半径方向とは、ステータコア１２の外径からコア１２の軸中心へ向かう方向であると考えられる。
【００２２】
ステップ７６において、ねじ山付きのバッキングプレート６８が、ボルト６０に係合するばねバー６４の下側に据え付けられる。バッキングプレート６８は、標準的な炭素鋼を含むあらゆる適切な材料から形成されていてよい。ねじ山付きバッキングプレートは、ねじ山付きの中央の穴を有する。この穴は、十分なトルク値で締め付けられた時にボルト６０をバッキングプレート６８に固定させる。十分なトルク値は、ステータコア１２およびステータフレーム４０の特定の設計に依存する。ステップ７８においてスペーサプレート６６がばねバー６４の上側に提供され、すなわち、スペーサプレートはばねバー６４と取付け部材５２との間に配置され、ステップ８０において、ボルト６０は、取付け部材５２の上側から、スペーサプレート６６と、ばねバー６４と、ねじ山付きのバッキングプレート６８とを通して据え付けられる。
【００２３】
スペーサプレート６６は、ボルト６０の締付け時にボルト６０の締付け荷重をばねバー６４に伝達するために設けられている。スペーサプレート６６は、取付け部材５２の底面とＵ字形プレート５４との間の設計された間隙により、ばねバー６４と取付け部材５２との間のギャップを占めている。このギャップは、取付け部材５２とＵ字形プレート５４との間の全ての接触エッジにすみ肉溶接が提供されることを可能にする。取付け部材５２の底面と、Ｕ字形プレート５４の底面とは、ステータコア１２の軸方向中心線に半径方向で最も近い面であると考えられる。
【００２４】
スペーサプレート６６は、半径方向で様々なサイズのギャップを可能にするためにあらゆる所望の高さであってよい。さらに、ばねバー６４と取付け部材５２との間の空間が完全に占められるようにスペーサプレート６６は必要に応じて詰め込まれてよい。スペーサプレートは、上述のようにボルト６０を通過させることができるように貫通孔を有する。ばねアセンブリ５０を内側フレームリング５６に適切に結合するために必要なトルク要求を満たすようにボルト６０に係合することができるように、貫通孔にはねじ山が設けられていてよい。
【００２５】
ステップ８２において、ボルト６０はばねアセンブリ５０にロックされる。適切な設計のロッキングカップワッシャ、ボルト６０と取付け部材５２との間の仮付け溶接、Loctite TMの適用または同等のねじ山ロッキング剤などの、あらゆる適切なロッキング機構が使用されてよい。適切なロッキング機構は、ボルト６０をねじ山付きバッキングプレート６８に固定するために使用されてもよい。上述の方法を使用することは、使用される設計に応じて変化し得る様々な構成部材のロッキングに対応するための複数の手段を可能にする。
【００２６】
上述のように、図４は、内側フレームリング５６のそれぞれの側におけるばねアセンブリ５０を示している。しかしながら、内側フレームリング５６およびＵ字形プレート５４はステータフレーム４０の端部に配置されていない。なぜならば、１つまたは複数の内側フレームリング５６は、ステータフレーム４０内に概して中央に配置されているからである。
【００２７】
図７は、ステータコア１０およびステータフレーム４０結合部の端部の近くで使用されてよくかつＵ字形プレート５４の使用を必要としないばねアセンブリ９０（図５にも示されている）の断片的な側面図である。図７における同じ要素は、図４における同じ参照符号で示されている。上側フランジ９６を有する取付け部材９２は、端部フレームリングの環状リップ９４上に延びている。すなわち、フランジ９６を含む取付け部材９２はＬ字形であり、これは、環状リップ９４の接触エッジの全周に延びた溶接部を提供するためのアクセスを提供する。取付け部材９２は、ボルトがばねバー６４と、スペーサプレート６６と、バッキングプレート６８と、取付け部材９２とを通過するための貫通孔を有しており、ボルト６０は、上述のあらゆる適切なロッキング機構を利用して固定またはロックされる。
【００２８】
ばねアセンブリ９０を据え付ける方法は、取付け部材９２をＵ字形プレートに溶接する代わりにＬ字形の取付け部材９２が環状リップ９４に溶接されることを除いて、図６の流れ図に開示されたばねアセンブリ５０を据え付ける方法とほぼ同じである。また、ばねアセンブリ９０は、環状リップ９４を有する端部フレームリングの側に配置されているのに対し、ばねアセンブリ５０は、内側フレームリング５６の両側に配置されている。
【００２９】
ばねアセンブリ５０および９０が内側フレームリング５６および環状リップ９４に沿ったそれぞれの所望の位置に据え付けられた後、ボルト結合配列により、上述のき裂伝播問題のリスクを生じることなくかつコア１２が取り外されることを必要とすることなく、ステータコア１２がステータフレーム４０に結合される。しかしながら、据付に必要な溶接および機械加工の作業により、適切な異物混入防止（ＦＭＥ）を実現するためにコア１２をマスキングすることが重要である。
【００３０】
上述のように、Ｕ字形プレートとばねバーとの間の溶接を排除する第２の方法が用いられてよい。第２の方法によれば、上述のばね３６を含むばねアセンブリ３４が交換されてよい。図８は、ばねバー１１２と、内側フレームリングアセンブリ１１４と、外側フレームリングアセンブリ１１６とを含むばねバー交換アセンブリ１１０の平面図である。図９は、炭素鋼合金または類似の材料から形成されておりかつ以下で説明するように図１０に示されたばねバーの形状と同じ形状を有してもよいばねバー１１２を有する、内側フレームリングアセンブリ１１４の断片的な側面図である。
【００３１】
Ｕ字形プレート１２２に溶接またはその他の方法で固定される取付け部材１１８も内側リングアセンブリ１１４に含まれている。取付け部材１１８およびばねバー１１２のボアまたは穴はボルト１２０を受容する。ボルトのロッキングは、ボルト６０に関して上述した形式で達成されてもよい。Ｕ字形プレートは、ばねバー交換アセンブリ１１０を内側フレームリング１２４に固定するために内側フレームリング１２４に既に溶接されている既存のＵ字形プレートである。ばねバー１１２は、２０１０年８月２０日に出願されかつ引用により本明細書に組み入れられる“Methods and Apparatuses for Attaching a Stator Core to a Generator Frame”という発明の名称の１２／８５９８７３ＵＳ２０１２／００４３８６１に記載されているような公知の方法に従って、ステータコア１２に固定されてよい。
【００３２】
ばねバー１１２は、ボルト１２０に係合するための十分なねじ山を提供するためにボルト結合境界面において半径方向により厚い断面を有している。通常、ばねバー１１２は、これらの位置における応力の分配を改良するために半径などの特徴を備えて機械加工されている。択一的な実施の形態では、ばねバー１１２は、ステータコア１２の長さを軸方向に横切って連続的な部材として延びていてよい。図１０は、ばねバー１１２の等角図である。２０００年１１月０７日にFuller他に発行されかつ引用により本明細書に組み入れられる米国特許第６１４４１２９号明細書に記載されているように、ばねバー１１２は、最も広い横断面を有する領域が、それぞれ個々の交換ばねバー１１２に中央で配置され、ばねバー１１２がキー・バー境界面においてステータコア１２に結合される位置に対応するように、テーパさせられていてよい。しかしながら、荷重をフレームに分配するためにあらゆる適切な形状が用いられてもよい。
【００３３】
図１１は、外側フレームリングアセンブリ１１６の断片的な側面図である。ばねアセンブリ９０と同様に、ばねバー１１２は、ボルト１２０を用いて、外側フレームリングの環状リップ１３２に着座したＬ字形取付け部材１３０にボルト結合されている。ステータコア１２がステータフレーム４０から取り外された状態でばねバーアセンブリ１１０との既存のばねバー３４の交換が行われることが好ましいが、特殊な工具によって、コア１２がフレーム４０内の固定具に支持された状態で、既存のばねバー３４のこの交換を行うことができる。しかしながら、既存のばねの全ての位置へのアクセスを提供するために、既存のステータコア１２（巻成されているまたは巻成されていない）がフレーム４０から取り外されるのが好ましい。通常、ユニットおよび／または発電機の形式に応じて、合計で１５〜１８のばねアセンブリが設けられている。本明細書で説明されたばねアセンブリを用いて発電機を修理する場合、全てのばねアセンブリ３４を交換しなければならないわけではない。死荷重状態および作動／振動状態両方の間にステータコア１２の十分な懸吊および荷重支持が行われるように、十分な数のばねアセンブリ３４のみを交換すれば十分である。
【００３４】
現場で修理を提供するための流れ図７０と同様に、取付け部材１２２は既存のフレームに溶接される（Ｕ字形プレート１２２を使用して内側フレームリング１２４にまたは所望の位置において外側フレームリングの環状リップ１３２に直接に）。流れ図７０に記載された現場での修理とは異なり、既存のばねバー３６は、内側フレームアセンブリ１１４と外側フレームリングアセンブリ１１６との間の軸方向長さのみにわたっている一連の個々のばねであるばねバー１１２と交換される。
【００３５】
図１２は、ばねバーアセンブリ３４を上述のアセンブリ１１０と交換するための流れ図１４０である。ステップ１４２において、ステータコア１２は、ステータフレーム４０から取り外されるか、または少なくとも部分的にステータフレーム４０から解離される。ステータコア１２がステータフレーム４０から取り外されるとステップ１４４において既存のばねバー３６がアクセスされるように、スペースが空けられる。ステップ１４６において既存のばね３６の幾つかまたは全てが切断され、ステップ１４８において、個々の取付け部材１１８または１３０が、取付け部材１１８または１３０をＵ字形プレート１２２または外側フレームリングの環状リップ１３２にそれぞれ溶接することによって据え付けられる。次に、ステップ１５０において、新たなばね１１２が持ち込まれ、ボルト１２０を使用して取付け部材１１８または１３０にボルト結合される。この方法によれば、機械加工されたばね穴に設けられたねじ山は、スペーサプレートおよび／またはねじ山付きのバッキングプレートを必要とすることなくボルト１２０をばねバー１１２に直接的に螺合させる方法を提供する。ステップ１５０においてばねバー１１２が取付け部材１１８または１３０にボルト結合されると、ステータコア１２は、ステータフレーム４０内へ再び配置され、ステップ１５２においてばねバー１１２に固定される。
【００３６】
複数のステップでばね３６が切断および交換されるように、ステータコア１２がばね３６のうちの幾つかに取り付けられたままで、他のばね３６が切断されながら、流れ図１４０による方法を行うことができる。例えば、ステータコア１２の１時の位置、次いで７時の位置のばねバー３６が切断および交換され、交換されることが望まれるばねバー３４の全てが取り外され、新たなアセンブリ１１０が据え付けられるまで、プロセスは星形のパターンで続けられる。
【００３７】
これに代えて、交換される必要がある全てのばね３６が取り外され、ばねアセンブリ１１０が上述のように据え付けられるように、ステータコア１２をスペースに保持するために工具が使用されてもよい。例えば、発電機のロータが取り外された後、ステータコア１２の長さにわたって軸方向に延びるビームが使用されてもよい。ビームの形状は、内側ステータコア１２の形状に対して相補的であるように設計されていてよい。
【００３８】
前記説明は、本発明の典型的な実施の形態を開示し、説明するだけでしかない。以下の請求項に定義される発明の思想および範囲から逸脱することなく典型的な実施の形態において様々な変更、修正および改変をなし得ることを、当業者は前記説明、添付の図面および請求項から容易に認識するであろう。
【符号の説明】
【００３９】
１０  発電機、  １２  ステータコア、  １４  ステータフレーム、  １６  ばねバー、  １８  機械的結合部、  ２０  ブラケットまたはキーブロック、  ２２  機械的結合部、  ３４  ばねバーアセンブリ、  ３６  ばねバー、  ３８  Ｕ字形プレート、  ４０  ステータフレーム、  ４２  溶接部、  ４４  き裂、  ５０  ばねアセンブリ、  ５２  取付け部材、  ５４  Ｕ字形プレート、  ５６  内側フレームリング、  ６０  ボルト、  ６２  ボア、  ６４  ばねバー、  ６６  スペーサプレート、  ６８  ねじ山付きバッキングプレート、  ９０  ばねアセンブリ、  ９２  取付け部材、  ９４  環状リップ、  ９６  上側フランジ、  １１２  ばねバー、  １１４  内側フレームリングアセンブリ、  １１６  外側フレームリングアセンブリ、  １１８  取付け部材、  １２０  ボルト、  １２４  内側フレームリング、  １３０  Ｌ字形取付け部材、  １３２  環状リップ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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