(57)【要約】本発明は、  −ロータ、  −ロータボディ内に径方向に形成された溝を有する、ロータボディ、  −ロータの巻き線エレメントであって、それらのそれぞれ少なくとも１つが溝の各々を通って軸方向に帯びている、前記巻き線エレメント、  −ロータボディと形状結合で協働し、かつ溝を径方向外側へ向かって閉鎖する、阻止部材、  −巻き線エレメントの各々の回りに外側コロナ保護を有する高電圧絶縁、を有する、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械に関する。  本発明は、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも１つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されていることを、特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．１  ロータ（６）、
１．２  ロータボディ（９）に形成された溝（１０）を備えた、ロータボディ（９）、
１．３  ロータの巻き線エレメント（１１）であって、そのうちのそれぞれ少なくとも１つが溝（１０）の各々を通って軸方向に延びている、前記巻き線エレメント、
１．４  ロータボディ（９）と形状結合で協働し、溝（１０）を径方向外側へ向かって閉鎖する、阻止部材（１４）、
１．５  巻き線エレメント（１１）の各々のものの回りに外側コロナ保護を備えた高電圧絶縁（１３）、
を有する、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械（７）において、
１．６  巻き線エレメント（１１）の外側コロナ保護と、周方向に隣接する溝（１０）の少なくとも１つの壁（１５）との間に、巻き線エレメント（１１）をロータボディ（９）と取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段（１６）が配置されている、ことを特徴とする非同期機械。
【請求項２】
結合手段（１６）が、電気的に導通する層（１８）とペースト状の物質（１７）を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の非同期機械（７）。
【請求項３】
ペースト状の物質（１７）が、硬化する際にその体積を増大させる、ことを特徴とする請求項２に記載の非同期機械（７）。
【請求項４】
ペースト状の物質（１７）が、電気的に導通可能である、ことを特徴とする請求項２または３に記載の非同期機械（７）。
【請求項５】
ペースト状の物質（１７）と溝（１０）の壁（１５）との間に層（１８）が配置されている、ことを特徴とする請求項４に記載の非同期機械（７）。
【請求項６】
ペースト状の物質（１７）が弾性的に硬化する、ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項７】
層（１８）が、少なくとも１回折り畳むことによって形成されており、その場合に折り畳みによって形成された少なくとも２つの部分（１８．１、１８．２）の間にペースト状の物質（１７）が配置されている、ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項８】
部分（１８．１、１８．２）が、ペースト状の物質（１７）と溝（１０）の壁（１５）との間、およびペースト状の部分（１７）と巻き線エレメント（１１）の外側コロナ保護との間に配置されている、ことを特徴とする請求項７に記載の非同期機械（７）。
【請求項９】
結合手段（１６）が、電気的に導通する材料からなるくさび（１６．２）を有している、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項１０】
結合手段（１６）が、電気的に導通する材料からなるばね部材（１６．１）を有している、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項１１】
ばね部材（１６．１）が、波形ばねとして形成されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の非同期機械（７）。
【請求項１２】
二重供給される仕様を特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項１３】
３０ＭＶＡを上回る公称負荷を特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項１４】
ウォータータービン（３）またはポンプタービンと、ウォータータービン（３）またはポンプタービンによって駆動され、ないしはポンプタービンを駆動する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の非同期機械（７）とを有する水力発電設備（１）用の機械セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に詳細に定義された種類に基づく、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械に関する。さらに、本発明は、この種の非同期機械を有する水力発電設備のための機械セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
非同期機械は、一般的な従来技術から知られている。典型的には、非同期機械はモータまたはジェネレータとして使用される。それらは巻き線を有するロータからなり、そのローがスリップリングを介して接触されている。巻き線を非同期機械の回転子ないしロータ内へ安全かつ確実に係止するために、一般に、巻き線を非同期機械のロータの溝内に位置決めして、そこに接着することが知られており、かつ一般的である。典型的に、これは、ロータ全体を、たとえばエポキシ樹脂からなる、適切な浴液内へ浸漬することによって行われるので、ロータが全体として接着される。
【０００３】
非同期機械のロータの領域内に巻き線エレメントを固定するこの方法は、実証されており、かつ信頼できる。もちろん構造は、非同期機械の所定の組立大きさに制限される。そこで問題は、非同期機械、特に二重供給される非同期機械は、より大きい組立高さをもって実現されることが増えており、たとえば水力発電設備内でジェネレータとして、あるいは揚水式発電所の場合にはモータジェネレータとして、使用するために設けられていることにある。その場合に、たとえば３０ＭＶＡより多い出力クラスで形成されている、この種の機械は、きわめて大きい組立高さを有している。ロータ直径は、たとえば３から８ｍの大きさであるので、たとえば真空のもとでロータをエポキシ樹脂で完全に浸漬することは、実現できないか、あるいは著しい手間をかけないと実現できない。次に、たとえばオートクレーブ内で、硬化することも、極端に大きい構造物を必要として、従ってきわめて煩雑かつ高価である。これは、通常の個数においては、経済的に不可能である。
【０００４】
この種の構造の他の問題は、ロータの浸漬によって是認できるコスト費用でロータ内に巻き線エレメントを接着することに成功した場合でも、この種の機械においては保守のしやすさが決定的な役割を果たすことである。償却にいたるまでのこの種の機械の全コストおよび必要とされる寿命に基づいて、個々の巻き線エレメントの交換が可能でなければならず、その場合に機械のロータないしロータボディが損傷されてはならない。すなわち、完全に接着された構造物においては、これは不可能である。
【０００５】
他の問題は、機械がきわめて高い可変の回転数で駆動されることにある。従って、この組立高さにおいてそれ相当に大きくて重く形成されている、巻き線エレメントへかかる遠心力は、非常に大きい。純粋な接着では、場合によってはこの遠心力に耐えないことがある。従って従来技術においてすでに、巻き線エレメントを収容する溝の領域内で径方向外側に阻止部材を設けることが一般的であって、その阻止部材は溝を径方向外側において閉鎖し、かつロータボディと形状結合で係合するように形成されている。この措置によって巻き線エレメントは遠心力に対しては固定されるが、典型的に絶縁と絶縁の回りの外側コロナ保護とを有する巻き線エレメントが、外側コロナ保護とロータボディとの間に信頼できる電気的導通を実現するためには、レギュラー駆動の間に、それを収容する溝の壁と接触しなければならないことが、問題として残る。ここで接触の中断とエアギャップがもたらされた場合に、フラッシング放電に基づいてスパーク腐食が生じ、それが巻き線エレメントの絶縁と外側コロナ保護とを破壊し、それに伴ってロータを損傷させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、ロータの領域内で巻き線エレメントが次のように固定される、すなわち熱的および／または機械的負荷が変動した場合でも巻き線エレメントの絶縁の外側コロナ保護がロータボディの材料と信頼できるように接触することが、安全かつ確実に保証され、同時にロータの領域内で巻き線エレメントを良好に固定しながら、ロータを損傷することなしに、巻き線の簡単な交換可能性が保証されているように固定される、非同期機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴部分に挙げられた特徴によって解決される。本発明に基づく非同期機械の他の好ましい形態が、それに従属する下位請求項に記載されている。さらに、請求項１４には、この種の非同期機械を有する機械セットが記載されている。
【０００８】
従って、本発明に基づく非同期機械においては、ロータ巻き線エレメントは、その溝内で、従来技術からも知られているように、阻止部材によって径方向に保持されている。付加的に、本発明によれば、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも１つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されている。少なくとも周方向において巻き線エレメントを溝と取り外し可能に結合することを許す、導通可能な結合手段は、一方で、常に溝からの巻き線エレメントの可能な取り外しを保証し、他方では、安全かつ確実な結合によって、絶縁および巻き線エレメントの外側コロナ保護と溝の壁との間に電気的導通性が保証されていることを、保証することができる。それによって、巻き線エレメントの絶縁を損傷するおそれのある、スパークフラッシュとそれによってもたらされるスパーク腐食が、安全かつ確実に回避される。その場合に本発明の主旨における電気的に導通可能な接続とは、少なくともほぼ巻き線エレメントの外側コロナ保護の導通可能性の規模にある導通可能性を有する、各接続である。従って、本発明の主旨における電気的に導通可能な材料は、電流に、約２００−５０、０００Ω／平方の規模の固有の電気的表面抵抗を対置させることができる。
【０００９】
非同期機械の本発明に基づく構造の好ましい展開において、結合手段は、電気的に導通する層とペースト状の物質とを有している。電気的に導通する層は、たとえば箔または特に電気的に導通する紙とすることができる。この電気的に導通する層は、ペースト状の物質、たとえばパテ、と共に溝内に巻き線エレメントの安全かつ確実な固定を保証する。たとえば、巻き線エレメントにペースト状の物質を塗布し、導通可能な層で包むことができる。電気的に導通する層と、記載の例において同様に電気的に導通しなければならない、ペースト状の物質によって、一方で、安全かつ確実な結合が実現され、他方では、導通可能な層と、上の例においては溝の壁との間に、材料結合または接着をもたらさない。従って結合の取り外しが可能である。
【００１０】
その場合に、その好ましい展開において、ペースト状の物質は、硬化する際にその体積を増大させるように、形成されている。その場合に、この構造が溝内へ挿入されると、ペースト状の物質が然るべく膨らんで、それによって溝との確実な形状結合をもたらす。
【００１１】
ペースト状の物質は、たとえばエポキシ樹脂ベースで形成することができる。
【００１２】
この考えの他のきわめて好ましい形態によれば、さらに、ペースト状の物質は弾性的に硬化することができる。従ってそれは、たとえばペースト状の物質としてシリコンを使用する場合に、所定の弾性をもって硬化することができる。従って巻き線エレメントと溝の伸張における温度に基づく変動および／または機械的な振動においても、それに応じた補償が実現されるので、これらの条件のもとでも、巻き線エレメントの外側コロナ保護と溝の壁との間に安全かつ確実な電気的に導通する結合を実現することができる。
【００１３】
他のきわめて好ましい形態において、さらに、層は少なくとも１回折り畳んで形成することができ、その場合にペースト状の物質は、折り畳みによって形成される少なくとも２つの部分の間に配置されている。この構造においては、ペースト状の物質を選択する場合に、ずっと自由になる。というのは、この物質はもはや電気的に導通するように形成する必要がないからである。この物質は、層の折り畳みによって形成される部分の間に、層のみと接触するように、配置される。その場合に層のペースト状の物質とは逆の表面は、一方で絶縁された巻き線エレメントと、他方では溝の壁と接触する。ペースト状の物質が硬化する際にその体積を増大させる場合に、その物質は、すでに上で説明したように、溝内で絶縁された巻き線エレメントの確実な保持をもたらす。その物質が、溝の壁とも巻き線エレメントの外側コロナ保護ともそれぞれ層を介してのみ結合されるので、一方で、外側コロナ保護と溝の壁との間の電気的な導通性が層によって保証され、それに伴って他方では２つの相手方と接着されることがないので、上で説明した構造に比較して取り外しがさらに容易になる。
【００１４】
それに加えて、あるいはその代わりに、本発明に基づく非同期機械の他のきわめて好ましい形態において、結合手段が電気的に導通する材料かなるくさびを有するようにすることができる。好ましくは巻き線エレメントと、周方向に隣接する溝の壁との間に径方向に挿入される、この種のくさびによって、同様に、絶縁された巻き線エレメントと溝の壁との間に機械的な固定と相補形状の結合を実現することができる。くさびの材料が、少なくとも上で説明した主旨において電気的に導通するように形成されている場合に、さらに、導通性が保証される。もちろん原理的には、くさびのために、やや弾性を有する適切な材料を使用することが可能であるので、巻き線エレメントとロータボディの材料との間に熱に基づく伸張差がある場合でも、くさびの安全かつ確実な保持を実現することができる。
【００１５】
本発明に基づく非同期機械の他の形態において、結合部材は、ばね部材として形成することもできる。その場合に、たとえば波形ばねとして形成することができる、この種のばね部材は、ばね部材を介して溝の壁との、そして好ましくは巻き線エレメントのばね部材に対向する側において直接溝の壁との、巻き線エレメントの安全かつ確実な形状結合を実現する、という利点を有している。従って、片側を巻き線エレメントと周方向に隣接する溝の壁との間に挿入されたばね部材によって、安全かつ確実な固定が実現され、その固定は同時に電気的に導通し、かつ機械的に取り外し可能に形成されている。
【００１６】
その場合に、好ましい展開において二重供給される非同期機械として形成することができる、この種の非同期機械のための特に好ましい使用は、ウォータータービンまたはポンプタービンと非同期機械を有し、その非同期機械がウォータータービンまたはポンプタービンによって駆動され、ないしはポンプタービンを駆動する、水力発電設備のための機械セット内で使用されることにある。特に、しばしば重力の方向に非同期機械の回転軸を有し、かつ典型的に３０ＭＶＡを上回る非同期機械のための出力クラスを必要とする、水力発電設備のための機械セット内でこのように使用する場合に、ロータボディ内の巻き線エレメントの本発明に基づく種類の固定を有する、上述した種類の非同期機械の使用は、特に重要である。すなわち、しばしば非常に激しく変動する回転数で駆動される、この種の機械において、機械的負荷と熱的な負荷が多大な挑戦となる。この挑戦に、上述した種類の電気的に導通する取り外し可能な固定に基づいて対処されるので、ロータ内の巻き線エレメントの絶縁の領域におけるスパーク腐食による非同期機械の損傷は、安全かつ確実に防止することができる。その場合に構造は簡単かつ効率的であって、特に場合によっては損傷される巻き線エレメントの比較的簡単な交換を許し、その場合に巻き線エレメントを交換する際にロータが損傷されることはない。これは特に、水力発電設備の領域における非同期機械においては、特に重要である。というのは、それがきわめて集中的かつきわめて長い期間にわたって利用されるからである。さらに、結合手段は、垂直の回転軸を有する機械セットの典型的な構造において、比較的大きくかつ重い巻き線エレメントを重力に抗して保持しなければならない。それは、本発明に基づく結合手段によって良好に可能である。
【００１７】
本発明に基づく非同期機械およびこの種の非同期機械を有する機械セットの他の好ましい形態が、非同期機械に対する従属の下位請求項から明らかにされ、かつ、以下で図を参照しながら詳細に説明する実施例を用いて明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】水力発電設備のための機械セットの原理的な表示である。
【図２】非同期機械のロータの一部をロータ軸に対して垂直の平面において示す断面図である。
【図３】本発明に基づく第１の実施形態において、図２の表示の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明に基づく第２の実施形態において、図２の表示の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明に基づく第３の実施形態において、図２の表示の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明に基づく結合部材の第４の実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６に基づく一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１の表示において、水力発電設備１が著しく図式化して認識される。水利工事的に、水力発電設備１の核心は、供給導管システム２にあって、それがここには図示されない上手の水の領域からウォータータービン３まで水を案内し、原理的に示唆されるディフューザ４を通して同様に図示されない下手の水の領域内へ案内する。その場合に上手の水から下手の水へ流れる水によって駆動されるウォータータービン３は、回転軸Ｒを中心に回転し、その回転軸は、この種の設備においてしばしば一般的であるように、重力ｇの方向に垂直に方向付けされている。ウォータータービン３の回転は、軸５を介してスリップリング回転子を有する、二重供給される非同期機械７のロータ６へ伝達される。非同期機械７は、ロータ６の他に、さらに原理的に示唆されるステータ８を有している。非同期機械７は、ここに図示される実施例においては、ウォータータービン３において水によって発生される回転エネルギを電気エネルギに変換するために、用いられる。従って、ここに図示される実施例において、非同期機械はジェネレータである。それに加えて、あるいはその代わりに、ここに図示されるウォータータービン３の代わりにポンプタービンを使用することも、もちろん可能である。たとえば揚水発電所において一般的であるような、このポンプタービンは、一方で、上手の水から下手の水の領域内へ流れる水を、上で説明したように回転エネルギに変換することができる。従って非同期機械７を用いて電気エネルギが発生される。電気エネルギが過剰に存在する時点において、その場合に非同期機械７は、ポンプタービンを介して水を再び下手の水の領域から上手の水の領域へ汲み上げるために動力でも駆動される。これは、電気エネルギのより高い需要が存在する場合に、再び電気エネルギを獲得するために上述したように使用することができる。
【００２０】
図２の表示には、ロータ６の一部が示されている。図２に縮尺通りには示されない原理的な位置において示唆されている回転軸Ｒに対して垂直の平面における断面が、ロータ６のロータボディ９を示しており、そのロータボディは典型的に軸方向に積み重ねられた複数の金属薄板部材から形成されている。このロータボディ９は、溝１０を有しており、その溝は回転軸Ｒの方向にロータボディ１０を通って延びており、かつ径方向外側へ向かって開放して形成されている。この溝１０内に、典型的に２つの巻き線エレメント１１が挿入されている。ロッドとも称される、これらの巻き線エレメント１１は、たとえば銅のような、電気的にきわめて良好に導通する材料１２から構成されている。それらは、中実材料として、あるいは互いに結合された個々の材料索の形式で実現することができる。巻き線エレメント１１の構造は、電気的にきわめて良好に導通する材料１２の他に、さらに電気的な絶縁１３を有しており、その絶縁は、それ自体知られているように、たとえばエポキシ樹脂を含浸された、電気的にきわめて良好に導通する材料１２の回りに巻かれた、雲母テープからなることができる。もちろん、水力発電設備１内の典型的な使用のために約３から８ｍのロータ６の直径を有し、かつ３０ＭＶＡを越える出力を有する、上述した規模の非同期機械７においては、絶縁１３は、高電圧絶縁である。この種の高電圧絶縁においては、典型的に、絶縁１３の外側領域内にそれ自体知られた外側コロナ保護が実現されている。それは、絶縁１３の外側領域内の電気的に導通する層または電気的に導通する層構造であり、それが絶縁と接地されたロータボディ９との接続を保証する。
【００２１】
巻き線エレメントないしロッド１１は、非同期機械７が駆動される場合に、ロータ６の回転に基づいてそれなりの遠心力を受け、その遠心力は巻き線エレメントを溝１０から径方向へ移動させることができる。これは、ここに図示されている構造において阻止部材１４によって阻止され、その阻止部材がロータボディ９の材料と次のように、すなわちその阻止部材が溝１０を径方向外側へ向かって閉鎖し、巻き線エレメント１１を溝１０内で径方向に安全かつ確実に保持するように、形状結合で協働する。
【００２２】
絶縁１３の外側コロナ保護と隣接する溝１０の壁１５との間に間隙空間がもたらされると、スパークのフラッシュがもたらされることがあり得る。それによって絶縁１３の領域内に腐食がもたらされることがあり、それが最終的にそれを破壊して、それに伴って非同期機械７の領域内に機能的な損傷をもたらす。このことは、すべての状況において阻止されなければならない。さらに、巻き線エレメント１１の固定は、機械的に取り外し可能に形成されなければならないので、阻止部材１４を除去することによって、巻き線エレメント１１を溝１０から取り外すことができる。
【００２３】
図３の表示において、それに適した第１の結合手段１６が、ばね部材として波形ばね１６．１の形式で認識される。波形ばねは、径方向内側の巻き線エレメント１１のここに図示される部分内で、外側コロナ保護を有する絶縁１３と溝１０の壁１５との間に配置されている。波形ばね１６は、外側コロナ保護を有する電気的な絶縁１３をロッド１１の波形ばね１６．１とは逆の側において溝１０のそこに位置する壁１５に確実に圧接させることをもたらし、かつ、周方向においては、電気的に導通するように形成されている波形ばね１６．１によって電気的な絶縁１３と溝１０の他方の壁１５との間に機械的な結合と電気的な接触とをもたらす。それによって安全かつ確実な固定が達成され、それは、ロッド１１の領域内における振動および他の種類の機械的運動並びにロッド１１とロータボディ９との熱的に異なる伸張に基づく運動においても、ロータボディ９とロッド１１の電気的絶縁１３との間の確実な結合と信頼できる電気的に導通する接続を保証する。
【００２４】
図４の表示においては、結合手段１６の代替的な実施形態が認識される。構造は、その他においては図３において記述された構造に相当する。その場合に、結合手段１６は、波形ばね１６．１の代わりにくさび１６．２として形成されている。ロッド１１を溝１０内に適切にくさび止めする、このくさび１６．２も、ロッド１１のくさびとは逆の側を溝１０の一方の壁１５に対して圧接させ、ロッド１１の他方の側をくさび１６．２を介して溝１０の他の側へ接触させ、かつ圧接させる。
【００２５】
結合手段１６の代替的な実施形態が、図３と４内の表示と実質的に同じ部分を示す、図５の表示に示されている。ロッド１１は、ここでは原理的な断面図で示されており、材料１２と電気的な絶縁１３を唯一の構造内で示しており、それらは断面図において互いに分離されていない。このことは、図５において、そして後続の図６と７において、表示を簡略化するために用いられる。ロッド１１の、ここでは明示的に認識されない絶縁１３は、図５の表示においてはペースト状の物質１７によって包囲されており、その物質自体は、層１８によって包囲されている。この層１８は、たとえば、箔として形成することができるが、特に電気的に導通する紙として形成することができる。ペースト状の物質１７は、パテとして形成することができ、そのパテは、電気的に導通する粒子、たとえば金属粒子、グラファイトなどを適切に添加することによって、所定の電気的な導通性を有する。全達として、結合手段１６を形成する、ペースト状の物質１７と層１８からなるこの構造がロッド１１の、明示的に示されない、外側コロナ保護を有する絶縁を包囲している。その場合に、ペースト状の物質１７は、硬化する際にその体積を幾分増大させるように、従って膨らむように、形成されている。この種の物質は、たとえばシリコンベースで実現することができる。組み立てる場合には、典型的に、ロッド１１はその絶縁および外側コロナ保護と共にペースト状の物質１７を塗布されて、導通性の紙からなる層１８によってくるまれる。その後、この構造が溝１０内へ挿入される。その後、ペースト状の物質１７が硬化して、その際に膨らむ。溝１０内でロッド１１が形状結合で締め付け固定されるので、このロッドは安全かつ確実に保持されて、電気的に導通する層１８と電気的に導通するペースト状の物質１７とを介して溝１０の壁１５との、そしてそれに伴ってロータボディ９との、ロッド１１の外側コロナ保護の電気的な接触を実現する。同時に、層１８は、ペースト状の物質１７がロータボディ９の領域内で溝１０の壁１５に貼り付くことを、防止する。従って、図２に示す阻止部材１４を取り外した後に、構造がロータ６の領域から径方向外側へ除去され、それによってロータボディ９自体が損傷を受けることはない。
【００２６】
それに対する代替案が、図６の表示において認識される。これは、層１８の使用を三次元の表示で示しており、その層は、折り畳むことによって少なくとも２つの互いに結合された部分１８．１と１８．２に分割されている。その場合に、これら２つの部分１８．１と１８．２の間に、ペースト状の物質１７が投入されている。一緒になって結合手段１６を形成する、折り畳まれた導通する層１８と、折り畳みによって形成された２つの部分１８．１と１８．２の間のペースト状の物質１７とからなる、この複合体によって、その後、絶縁と外側コロナ保護とを有するロッド１１がくるまれる。このようにくるまれたロッドが、溝１０内へ挿入されて、ペースト状の物質１７は硬化する際に上述したように膨らむ。それによって形状結合により溝１０内にロッド１１が安全かつ確実に固定される。
【００２７】
図７の拡大された断面表示において、溝１０の壁１５の一部および絶縁１３と外側コロナ保護を有するロッド１１の一部が示されており、その場合に表示を簡略化するために絶縁と外側コロナ保護は明示的には示されていない。ロッド１１とロータボディ９の間に、２つの部分１８．１と１８．２を有する折り畳まれた層１８およびそれらの間のペースト状の物質１７が位置している。上で説明した構造に対する利点は、ペースト状の物質１７が電気的に導通するように形成される必要はなく、たとえば単純なシリコンなどとすることができることにある。ロッド１１の外側コロナ保護の表面とロータボディ９内の溝１０の壁１５との間の電気的な導通性は、電気的に導通する層１８によって実現され、その層の一方の部分１８．２がロッド１１の外側コロナ保護と、そしてその他方の部分１８．１が溝１０の壁１５と接触する。さらに、層１８が、溝１０の壁１５の領域内でも、ロッド１１の領域内でも、結合手段６が固着することを防止するので、ロッド１１に対しても、溝１０の壁１５に対しても、結合手段１６の取り外し可能性が保証されている。
【図１】
2014517674.tif 000003
【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】
2014517674.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月6日(2013.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
他の問題は、機械がきわめて高い可変の回転数で駆動されることにある。従って、この組立高さにおいてそれ相当に大きくて重く形成されている、巻き線エレメントへかかる遠心力は、非常に大きい。純粋な接着では、場合によってはこの遠心力に耐えないことがある。従って従来技術においてすでに、巻き線エレメントを収容する溝の領域内で径方向外側に阻止部材を設けることが一般的であって、その阻止部材は溝を径方向外側において閉鎖し、かつロータボディと形状結合で係合するように形成されている。この措置によって巻き線エレメントは遠心力に対しては固定されるが、典型的に絶縁と絶縁の回りの外側コロナ保護とを有する巻き線エレメントが、外側コロナ保護とロータボディとの間に信頼できる電気的導通を実現するためには、レギュラー駆動の間に、それを収容する溝の壁と接触しなければならないことが、問題として残る。ここで接触の中断とエアギャップがもたらされた場合に、フラッシング放電に基づいてスパーク腐食が生じ、それが巻き線エレメントの絶縁と外側コロナ保護とを破壊し、それに伴ってロータを損傷させる。
US2333375は、請求項１の前文にまとめられた特徴を有する非同期機械を記述している。
DE19547229A1とDE4233558A1からは、巻き線エレメントのための固定が知られている。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月9日(2013.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
従って、本発明に基づく非同期機械においては、ロータ巻き線エレメントは、その溝内で、従来技術からも知られているように、阻止部材によって径方向に保持されている。付加的に、本発明によれば、巻き線エレメントの外側コロナ保護と、周方向に隣接する、溝の少なくとも１つの壁との間に、巻き線エレメントをロータボディと取り外し可能に結合するための電気的に導通する結合手段が配置されている。少なくとも周方向において巻き線エレメントを溝と取り外し可能に結合することを許す、導通可能な結合手段は、一方で、常に溝からの巻き線エレメントの可能な取り外しを保証し、他方では、安全かつ確実な結合によって、絶縁および巻き線エレメントの外側コロナ保護と溝の壁との間に電気的導通性が保証されていることを、保証することができる。それによって、巻き線エレメントの絶縁を損傷するおそれのある、スパークフラッシュとそれによってもたらされるスパーク腐食が、安全かつ確実に回避される。その場合に本発明の主旨における電気的に導通可能な接続とは、少なくともほぼ巻き線エレメントの外側コロナ保護の導通可能性の規模にある導通可能性を有する、各接続である。従って、本発明の主旨における電気的に導通可能な材料は、電流に、固有の電気的表面抵抗を対置させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
非同期機械の本発明に基づく構造において、結合手段は、電気的に導通する層と硬化するペースト状の物質とを有している。電気的に導通する層は、たとえば箔または特に電気的に導通する紙とすることができる。この電気的に導通する層は、ペースト状の物質、たとえばパテ、と共に溝内に巻き線エレメントの安全かつ確実な固定を保証する。たとえば、巻き線エレメントにペースト状の物質を塗布し、導通可能な層で包むことができる。電気的に導通する層と、記載の例において同様に電気的に導通しなければならない、ペースト状の物質によって、一方で、安全かつ確実な結合が実現され、他方では、導通可能な層と、上の例においては溝の壁との間に、材料結合または接着をもたらさない。従って結合の取り外しが可能である。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月28日(2013.8.28)
【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】
１．１  ロータ（６）、
１．２  ロータボディ（９）内に形成された溝（１０）を有する、ロータボディ（９）、
１．３  ロータの巻き線エレメント（１１）であって、そのうちのそれぞれ少なくとも１つが溝（１０）の各々を通って軸方向に延びている、前記巻き線エレメント、
１．４  ロータボディ（９）と形状結合で協働し、かつ溝（１０）を径方向外側へ向かって閉鎖する、阻止部材（１４）、
１．５  巻き線エレメント（１１）の各々の回りに外側コロナ保護を有する高電圧絶縁（１３）、
を有する、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械（７）において、
１．６  巻き線エレメント（１１）の外側コロナ保護と、周方向に隣接する溝（１０）の少なくとも１つの壁（１５）との間に、巻き線エレメント（１１）をロータボディ（９）と取り外し可能に結合するための、電気的に導通する結合手段（１６）が配置されており、その場合に結合手段（１６）が、電気的に導通する層（１８）と硬化するペースト状の物質（１７）とを有しており、その場合にペースト状の物質（１７）が電気的に導通せず；かつ
１．７  層（１８）が少なくとも１回折り畳まれており、その場合にペースト状の物質（１７）が、折り畳みによって形成される少なくとも２つの部分（１８．１、１８．２）の間に配置されている、
ことを特徴とする、可変の回転数で使用するためのスリップリング回転子を有する非同期機械。
【請求項２】
ペースト状の物質（１７）が、硬化する際にその体積を増大させる、ことを特徴とする請求項１に記載の非同期機械（７）。
【請求項３】
層（１８）が、ペースト状の物質（１７）と溝（１０）の壁（１５）との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の非同期機械（７）。
【請求項４】
ペースト状の物質（１７）が弾性的に形成されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項５】
部分（１８．１、１８．２）が、一方で、ペースト状の物質（１７）と溝（１０）の壁（１５）との間、他方では、ペースト状の物質（１７）と巻き線エレメント（１１）の外側コロナ保護との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の非同期機械（７）。
【請求項６】
結合手段（１６）が、電気的に導通する材料からなるくさび（１６．２）を有している、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項７】
結合手段（１６）が、電気的に導通する材料からなるばね部材（１６．１）を有している、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項８】
ばね部材（１６．１）が、波形ばねとして形成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の非同期機械（７）。
【請求項９】
二重供給される仕様を特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項１０】
３０ＭＶＡを上回る公称負荷を特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の非同期機械（７）。
【請求項１１】
ウォータータービン（３）またはポンプタービンと請求項１から１０のいずれか１項に記載の非同期機械（７）を有し、前記非同期機械がウォータータービン（３）またはポンプタービンによって駆動され、ないしはポンプタービンを駆動する、水力発電設備（１）のための機械セット。
【国際調査報告】
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