JP6138281B2 - 巻成されたステータコアの取外し及び交換のための方法及び装置 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、発電機、特に、１つの一体型の構造としての巻成されたステータコアを取外し及び交換するための方法及び装置に関する。

発明の背景
発電機のステータコアは、タービン・発電機セットにおける最大のモノブロック構成部材である。ステータコアは、発電機フレーム内に配置された円筒形のステータコアを形成するように水平方向に積層されかつまとめて締め付けられた、数千枚の薄い鋼の層（“パンチング”とも称される）を含む。各層は、中央開口を有しており、積層されたときに、軸方向開口がコアを貫通している。層は、コアを貫通して端部から端部まで延びた複数の軸方向通しボルトによってまとめて保持されている。

ロータは、中央開口内に配置され、回転するタービンによって機械的に回転させられる。ロータは、回転がステータ巻線に電流を発生させるように、電流に応答する。ステータの電流は、発電機フレームに取り付けられた複数のメイン及びニュートラルの電気リード線へ供給され、次いで、トランスミッション及び分配システムを介して電気的負荷へ供給される。

コア層若しくはパンチングは、工場において鉛直方向に積み上げられる。積層が完了すると、コアは、水平方向の向きに倒されるか、又は鉛直方向の向きに維持され、発電機フレーム内へ設置される。個々のパンチングを積層する代わりに、コアを形成するために、複数の結合された層（“ドーナツ”とも称される）を鉛直方向に積み上げることができる。

通常運転及び移行条件の間に発生される定常状態及び移行状態の力は、ステータコアに大きな力を加える。この力は、コアの幾何学的形状を歪め、層を振動させ、コア、ロータ及び／又はフレームを損傷させるおそれがある。また、この力によって生ぜしめられた機械的疲労は、発電機の早期故障につながるおそれがある。

これらの効果を回避するために、発電機フレームは、発電プラントの床などの安定した支持部に固定され、ステータコアは、発電機フレームに堅く固定される。コアをフレームに固定するために、２つの異なる取付け技術及び対応する取付け部材が使用される。

１つの取付け技術では、キーバーが使用される。この長い、軸方向の部材は、ステータコアの外周に沿って、特に外周に沿ったスロット内に配置される。各キーバーの半径方向に内側に面した面は、幾何学的に捕捉する対面形状（例えば鳩尾状）によってスロット内に保持される。各キーバーの半径方向外側に面した面は、様々な中間金物部材を使用してステータフレームに取り付けられる。

１つのこのような中間取付け部材は、弾性のばねバーを含む。複数のばねバーは、フレームの内面に沿って周方向に分布させられており、各ばねバーは、フレームを貫通して軸方向に延びている。各ばねバーの第１の面は、半径方向内側に面した発電機フレームリブに取り付けられており、各ばねバーの反対側の第２の面は、キーバー取付けブロック又はプレートに取り付けられている。キーバーブロック又はプレートは、キーバーに取り付けられている。つまり、キーバーは、発電機フレームに直接に取り付けられているのではなく、その代わりに、ばねバーを介して取り付けられている。

各キーバーの端部（励磁機端部及びタービン端部）は、ねじ山を有するナット及びワッシャを受容するためのねじ山付き部分を有する。ナットは締め付けられ、ステータコアに締付力を提供する。

第２の一般的な取付け技術は、ビルディングボルトと称される取付け金物を使用する。ビルディングボルトは、長い、軸方向のロッドであり、幾何学的に捕捉する面を貫通してステータコアの外周に取り付けられる１つの面と、複数の発電機フレームリブに溶接される反対側の面とを有する。各ビルディングボルトは、タービン端部及び励磁機端部においてねじ山付き部分を有する。

ビルディングボルトは、ステータ鉄の挿入前にフレームリブに取り付けられる。ステータ鉄芯（パンチングとも称される個々の層又はドーナツと称される複数の結合された層の形式である）は、次いで、ビルディングボルトにおいて積層される。ナットが締め付けられ、ステータコアに締付力を提供する。

図１は、従来の発電機８と、発電機フレーム１２内に取り付けられたステータコア１０との部分的な断片的な透視図である。フレーム１２の関係のある構成部材のみが図１に示されている。図１は、さらに、コア１０の周囲に沿って分布させられた複数のばねバー１５を示している。各ばねバー１５の第１の面は、ファスナ１９によって複数のフレームリング１３に取り付けられている。フレームリング１３自体は、発電機フレーム１２の内面に溶接されている。

各ばねバー１５は、コア１０の軸方向長さにわたって延びている。複数の軸方向に分布したコア位置において、各ばねバー１５の第２の面は、ファスナ１８を使用してキーブラケット又はキーブロック２０に取り付けられている。各キーブロック２０は、キーバー２２の幅にわたって延びており、複数のキーブロック２０は、各キーバー２２に沿って軸方向に分布させられている。

キーバー２２は、コア１の外面に設けられた溝との幾何学的に捕捉する境界面によって、コア１０と固定して捕捉されている。キーバー２２及びコア溝は、キーバー２２が、例示された鳩尾形状などの幾何学的な捕捉特徴によって溝内に捕捉されるように、成形されている。ファスナ７が締め付けられ、キーバー２２をコア１０に固定するための付加的な力を提供する。つまり、コア１０は、コア溝内に幾何学的に保持されたキーバー２２と、キーブロック２０と、ばねバー１５との一連の連結によって発電機フレームに結合されている。

ステータ巻線（ステータバーとも称されるが、例示されていない）は、巻線スロット２１内に配置されている。通しボルト（図示せず）は軸方向に開口２３を通って延びている。通しボルト及び係合ナット（図１に示されていない）は協働し、コア端板と、コア１０を含む層とに、内向きの軸方向の締付力を加える。

当業者が認識するように、発電機フレームからステータコアを取り外すための複数の技術及び装置が公知である。１つの技術によれば、まずロータ及びステータ巻線が取り外される。（例えば工場において又は現場において）十分なスペース及び持上げ能力が利用できるならば、発電機フレームは、コアの第１の軸方向端部に固定された持上げ板に連結されたクレーン又はその他の持上げ装置を使用して鉛直の位置に回転させられる。液圧式ジャッキが次いで、支持された面に配置され、フレーム面を貫通して鉛直方向上方へ延長し、コアの第２の軸方向端部におけるコア端板に接触する。ファスナ１８を取り外すことによって、キーバー２２がばねバー１５から分離され、コア１０をフレーム２４から分離させる。ジャッキが次いで作動させられ、鉛直方向上方への力を加え、クレーン又はその他の持上げ装置を補助して、コアをフレームから鉛直方向に取り外す。

ステータコアを鉛直方向に持ち上げる場合、持上げプロセス中に不意の接触によりコア又は発電機フレームを損傷することを回避するように注意しなければならない。ステータコアの比較的大きな直径、軸方向長さ及び重量と、発電機フレームとの比較的小さな半径方向隙間とが与えられていると、ホイスト作業中のステータコアの小さな揺動が、フレームとの不意の衝突を生じ得る。クレーン、ホイスト及び類似の重い移動設備は、購入又はリースすることが高価であり、必要なときに現場においてそれらを利用できるようにするための論理的計画を必要とし、さらに熟練した操作技術者を要する。

水平向きに維持されたままコアを取り外すために、ロータ及びステータ巻線が取り外される。パンチング（又はドーナツ）は、コアとフレームとの取付け部材（すなわちキーバー又はビルディングボルト）が所定の位置にある間に個々に取り外され、有効には部材ごとに同時にコアをフレーム内から取り外し、分解する。

コアが取り外された後、再び部材ごとのプロセスに従って、新たなコア又は刷新されたコアが取り付けられる。まず、パンチング又はドーナツが個々にキーバー又はビルディングボルトに取り付けられる。残りの鉄芯部材（すなわち、層間荷重部材、通しボルト、端板及びフィンガプレート（軸方向コア締付け荷重を直接にステータパンチングへ伝達する鋼構造であり、フィンガプレートは、パンチングの表面輪郭と同様の表面輪郭を有する））が、取り付けられ、コアを完成させる。

次いで、巻線バー、巻線スロット部材、平行リング及び端部巻線支持構造を含む巻線が、取り付けられる。この取付けプロセスは、水平向きのコアにおいて従来のように行われる。

この説明から分かるように、また当業者によって公知のように、ステータコアの部品ごとの取外し及び取付けは、時間及び労力のかかる作業である。

図面の簡単な説明
以下の説明では本発明を図面に関連して説明する。

発電機フレーム内の従来のステータコアを示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 巻成されたステータコアを取り外す及び取り付ける方法の各ステップに関連した構造を示している。 本明細書に開示された方法を実施するためのステップを示す流れ図を示している。

発明の詳細な説明
本発明は、水平向きに維持されたままで、巻成されたステータコアの全体（すなわち所定位置におけるステータ巻線を備える）の取外し及び交換を行うための方法及び装置に関する。類似のプロセス及び装置は公知ではない。取り外されたコアは、刷新された後に同じコアで、又は機械的及び電気的に実質的に等しい特性を有する新たなコアで置き換えられる。

本発明によれば、取外し及び交換の両方は、水平（ほぼ水平又は非鉛直）向きのコアにおいて行われ、広い床スペース及び重いクレーン装備の必要性を排除する。コアが取り外される前に、コア構成部材の最小限の分解のみが必要である。コアの交換に加え、コアの取外しは、発電機フレーム内部部材の整備又は修理を可能にする。

本発明は、コアをフレームに固定するためにばねバーアセンブリを使用する発電機コアの使用に関して説明される。しかしながら、発明の原理は、その他のダイナモエレクトリック機械、特にコア全体をフレームから１つの部品として分離することができるダイナモエレクトリック機械に適用することができる。

取外し及び再取付けの流れ、及び関連する装置が、以下に示される。しかしながら、明示された流れは、現場の要求及び制約を容易にするように変更されてもよく、発明はそれに限定されるわけではない。

発電機ロータは、タービン端部（ＴＥ）及び励磁機端部（ＥＥ）における軸受ブロックによってステータ内に支持されている。本発明によるコア取外しの流れを開始するために、励磁機端部及びタービン端部における軸受ブロックの上半分が取り外される。発電機作動中、ロータは軸受ブラケット内で回転する。軸受ブラケットは、ＴＥ及びＥＥにおいて上側及び下側の半分の軸受ブラケットを有する。ロータ及び励磁機（ロータの磁界を形成するためにロータに電流を供給する）は、次いで、取り外される。

図２は、発電機フレーム２４と、フレーム底部を補強する外側リブ２５と、フレーム脚部２６（フレーム２４の各角に１つずつ設けられている）とを示している。通常、発電機フレームは、タービンデッキ（図２には示されていない）の下方に配置されたピット（図示せず）上に懸吊されている。フレーム脚部２６は、より高いタービンデッキ上にセットされる。外側リブ２５は、フレームに底部支持を提供するために（基準として時計盤面を使用して）約５：３０から６：３０にわたって延びており、いかなる面にも載置されない。フレーム脚部２６は、タービンデッキにおいてフレーム支持を提供するために約４：３０及び７：３０の位置に配置されている。明瞭にするため、及び他の部材を邪魔するのを回避するために、外側リブ２５及びフレーム脚部２６は、以後の図面には示されない。

コア１０を発電機フレーム２４に固定するために、ばねバー１５は、キーバー、キーブロック及びファスナ（いずれも図２には示されていないので、図１を参照されたい）と協働する。ステータ巻線は、巻線スロット２１（図１参照）内に配置されているので図面では隠れているが、（ＴＥ及びＥＥにおける）巻線端部２８が示されている。

図２は、３つのフレームリング１３を示しているが、本発明の開示を適用することができる発電機は、フレーム長さに応じて４つ以上のフレームリングを有してもよい。さらに、リングは、フレーム軸線に沿って等間隔に配置されていなくてもよい。

１つの実施の形態によれば、プロセスは以下のように進む。

１．予め存在する取付け位置又は選択された取付け位置においてフレーム２４の側面に持上げ用トラニオン３０を取り付ける。通常、トラニオンは、フレーム２４の３時及び９時の向き合った位置に配置される。図２は、３時の位置に配置されたトラニオン３０のみを示している。明瞭にするため、及び他の重要な部材を邪魔するのを回避するために、トラニオンは図２のみに示されている。

２．フレーム２４と外側の部材との間の全ての外側配管及び電気接続を分解する。外側配管は、発電機冷却システム又はオイルの供給又は排出などのための別の発電機補助システムの１つのエレメントであってよい。窒素又はＣＯ₂などのパージガスが、この配管を通じて発電機フレームの内部領域へ供給されてもよい。このステップは、全ての外側の部材からフレーム及びフレームのコアを解放し、これにより、フレーム２４を持ち上げることができるようになる。

３．コア１０（ステータ巻線を含む）が励磁機端部フレーム面を通って引き出すことができる高さまでフレーム２４を持ち上げる。上述のように、発電機フレームはピット上に懸吊され、このような取付けにおいて、このステップは、水平方向でのコア取出しを可能にするために必要である。トラニオン３０の下側に配置されたジャッキングツール（図示せず）を使用してフレーム２４をジャッキングすることによって、持上げ作業が完了されてよい。これらのツールはタービンデッキフロアに載置されている。持上げの後、フレーム２４は、ジャッキングツールに載置されたトラニオン３０によって支持されている。ジャッキングツールは、通常は鉄筋コンクリート基礎であるタービンデッキへフレーム荷重を分散させ、フレームを上昇又は下降させるための鉛直方向調節能力を提供する。図３は、持上げ作業が完了した後のフレーム２４を示しているが、この時フレームを支持しているトラニオン及びジャッキングツールは図３には示されていない。この支持技術は、オーバーヘッドクレーンなどの付加的な補強部材によって補充されてよい。

４．ＥＥ及びＴＥにおいて発電機フレームから軸受ブラケットの下側半分（図示せず）を取り外す。

５．主リード線境界面（主リード線は発電機フレームから外側へ延びている）の近くで平行リングを分離させ、巻成されたステータコアが後でフレームから取り外されるときに妨害が排除される。幾つかの用途では、このステップは、平行リングへの主リード線接続部の切断を必要とすることがある。

６．ＥＥ及びＴＥフレーム端部リング３５にリフト支持ブラケット３４（図３参照）を取り付ける。好適には、リフト支持ブラケット３４は、ボルト穴パターンを有しており、ステップ４において取り外された下側軸受ブラケットを取り付けるために使用されていたボルト穴位置において各フレーム端部リング３５の外側面にボルトを取り付ける。１つの実施の形態では、リフト支持ブラケット３４はリップ３４Ａを有し、リップ３４Ａにより、リフト支持ブラケット３４は、巻成されたステータコアの鉛直方向荷重を各フレーム端部リング３５の内面３５ａへ引き渡すことができる。図４の拡大図を参照されたい。リップ３４Ａがないと、鉛直方向コア荷重が、支持ブラケット３４をフレーム端部リング３５に固定しているボルト（ボルト３６など）へ加えられ、各ボルトがこれによりせん断力を受ける。リップ３４Ａは、このような大きなせん断力を回避する。

７．ＥＥ及びＴＥにおいて各リフト支持ブラケット３４にリフトブロック３８を取り付ける。図３、及び図５の拡大図を参照されたい。コア１０が、以下でさらに説明するようにパイロットシャフト４０に沿って移動することによってフレーム２４から軸方向に引き出されるとき、リフトブロック３８は、パイロットシャフト４０（後でさらに詳細に説明する）に鉛直方向上方の力を加える。各リフトブロック３８は、複数のセグメントを有してもよく、セグメント３８Ａ及び３８Ｂが図３及び図５に示されている。ねじ山付き部材４２が締め付けられ、リフトブロックセグメント３８Ａ及び３８Ｂを一緒に駆動する。

リフトブロックセグメント３８Ａ及び３８Ｂは、リフトブロック３８Ａ及び３８Ｂの上方に配置されたシャフトサドル４６を備えたテーパした境界面を有する（それぞれのテーパした面３６ＡＡ及び３６ＢＢを参照）。シャフトサドル４６の上側の湾曲面４６Ａは、パイロットシャフト４０に接触している。特に図５を参照されたい。ブロック３８Ａ及び３８Ｂが互いに引き寄せられるとき、接触領域は、テーパした面３８ＡＡ及び３８ＢＢに沿って移動する。リフトブロック３８Ａ及び３８Ｂの底面は平らであり、これにより、これらの底面は、締付けプロセスの間にブロック３８Ａ及び３８Ｂが互いに近づけられるとき、同じ平面上の位置を維持する。リフトブロック３８Ａ及び３８Ｂを備えたテーパした境界面は、ねじ山付き部材４２を締め付ける（緩める）ことによってシャフトサドル４６（したがってパイロットシャフト４０）を上昇（下降）させる。パイロットシャフト４０を昇降上昇又は下降させることは、コアがパイロットシャフトに沿ってフレームから引き出されるときにパイロットシャフトが様々なコア部材に対して適切に位置決めされることをより正確に保証するために有利である。

パイロットシャフト４０は、シャフトサドル４６に載置されている又はシャフトサドル４６に取り付けられていてよい。上向きの力を生じさせ、パイロットシャフトの鉛直方向高さ調節を提供するための代替的な技術は、当業者によって公知のように、液圧式又は空圧式の装置を使用することによって達成されてよい。

８ａ．ＥＥ及びＴＥにおいてステータコア１０のコアボア１０Ａを通じて環状のパイロットシャフト支持体５０（図６、図７及び図８参照）を取り付ける。各環状のパイロットシャフト支持体５０は、ＥＥ及びＴＥのコアボア１０Ａの端部領域においてパイロットシャフト４０を周方向に包囲している。特に図７及び図８を参照されたい。

各パイロットシャフト支持体５０は、以下の特徴を有してよい。

ステータコアがパイロットシャフト４０に沿って摺動するときの摩擦を減じるための軸受面として機能することができる機械加工されたブシュ。内周面５０Ａは、摺動摩擦をさらに減じるためにその境界面において潤滑油（又は同様のもの）が存在した状態でパイロットシャフト４０の外周面４０Ａに接触する。面５０Ａは、軸受面／ブシュ面と称されてもよい。好適には、パイロットシャフト４０をコアボア１０Ａに挿入する前にパイロットシャフト４０の外面に、非導電性潤滑剤も加えられる。この潤滑剤は、ここで説明されたその他の摩擦低減構造及び潤滑剤とともに、コア１０がパイロットシャフト４０に沿って移動させられるときの摩擦を減じる。

以下でさらに説明するような、鉄芯荷重リング７０と対面するテーパした外周面５０Ｂ。

パイロットシャフト支持体の間のスパンに沿って、ＥＥ及びＴＥのそれぞれにおいてパイロットシャフト支持体５０を貫通するように十分な長さの通しボルト５６を受容するための複数の貫通孔５１。１つの実施の形態では、ボルト５６は、各パイロットシャフト支持体５０の外側へ突出したねじ山付き端部を備えた円筒形のロッドを含む。ねじ山付き端部は、ナット５９及びワッシャ（図示せず）などの付加的な固定金物部材と係合する。本発明の様々な実施の形態は、図面に示したものとは異なる数の貫通孔及び関連する通しボルトを含んでもよい。

それ自体は以下でより詳細に説明されるテンションケーブル６４を受容するためのアイボルト６２（又は類似の部材）を受容するためのパイロットシャフト支持体５０の外面５０Ｃにおける１つ又は複数のねじ穴。別の実施の形態では、パイロットシャフト支持体５０において１８０°離れて配置された２つ以上のケーブルが使用されてもよい。

８ｂ．ＴＥ及びＥＥにおいてコアボア１０Ａ内に鉄芯荷重リング７０（図７及び図８参照）を取り付ける。１つの実施の形態では、鉄芯荷重リング７０は、以下の特徴を有する。

パイロットシャフト支持体５０の面５０Ｂと対面するためのテーパした内周面７０Ａ。

ステータコア段部鉄領域１０Ｂ及び主ボディ鉄領域１０Ｃと対面するための輪郭を有する外周面７０Ｂ。図８に示されているように、段部鉄領域１０Ｂは、ステータコアのＴＥ及びＥＥ端部における“段状の”領域（通常は末端の６〜７インチ）であるのに対し、主ボディ鉄領域１０Ｃは、ステータコアの残りを含む。段部鉄領域１０Ｂは、次第に増大する内径を有する。

段部鉄領域１０Ｂ及び主ボディ鉄領域１０Ｃに沿って荷重リング７０の外面７０Ｂとステータボア１０の内面１０Ｄとの間に提供された、合成ゴムとフルオロポリマエラストマ（例えば、デラウェア州ウィルミントン所在DuPont Performance Elastomers L.L.Cから市販されているViton（登録商標）ブランドの材料）の組合せなどの、圧縮性で高強度のフレキシブルな材料７３（図８参照）の層。外面７０Ｂと内面１０Ｄとの間のこの境界面は、ステータとの十分な接触を達成する距離だけステータボア１０Ａ内へ軸方向内側に延びているべきである。１つの実施の形態では、この距離は約６インチである。

荷重リング７０は、ＴＥ及びＥＥにおいて段部鉄領域１０Ｂのすぐ外側に配置されたフィンガプレート７５の内側に取り付けられている。荷重リング７０は、材料７３と、コアボア１０の内周面１０Ｄとの間の接触を確立するように半径方向に調節される。

９．図７に示された通しボルト５６を締め付けることによって、ＥＥにおける環状のパイロットシャフト支持体５０を、ＴＥにおけるパイロットシャフト支持体５０に対して締め付ける。締付け作用は、環状のパイロットシャフト支持体５０を、互いに向かって内方へ、かつ鉄芯荷重リング７０とのテーパした境界面（すなわち、面５０Ｂ及び７０Ａに沿った境界面）に対して押し付ける。この作用は、荷重リング７０を半径方向外方へ押し付け、これにより、材料７３をコア１０の面１０Ｄに対して押し付ける。特に図８を参照されたい。

１つの実施の形態では、ボルト５６におけるナットの緩みを防止するために、通しボルト５６及びそれらの付随するナット（図７及び図８には示されていない）をロックすることが望ましい。ロッキングは、通しボルトねじ山をかしめることによって又はねじ山ロッキング化学薬品をねじ山に塗布することによって行われてよい。

１０ａ．パイロットシャフト４０をフレーム２４及びコアボア１０Ａに通して取り付ける。１つの実施の形態では、パイロットシャフト４０は、少なくとも１インチの壁厚を有する、少なくとも３０インチの直径の管を含む。パイロットシャフト４０は、ＴＥフレーム面を僅かに超えた第１の箇所から、ほぼＥＥフレーム面の外側の第２の箇所まで、少なくともステータの長さの距離だけ延びているべきである。発電機フレーム２４の両側におけるこの隙間は、コア１０がフレーム２４から抜き取られるときにパイロットシャフト４０を収容するための十分なスペースを提供する。

別の実施の形態によれば、パイロットシャフト４０は、一体型のシャフト又は、連続的なパイロットシャフトの機能を提供するように固定された一連の連続して取り付けられたサブピースを含んでよい。

複数のパイロットシャフト支持体８０のうちの１つ又は複数（支持体８０の典型的な配置について図７、図９及び図１０参照）は、パイロットシャフトがＥＥにおいてフレーム２４から延びているときにパイロットシャフト４０を支持するためにフレーム２４の外側に配置されていてよい。

パイロットシャフト４０がＥＥからＴＥに向かって発電機フレーム２４を通って挿入され、フレーム２４からＥＥを通って延びることができるようにするために、十分なタービンデッキスペースが利用できなければならない。幾つかの施設では、プラットフォームを建設する及び／又は壁セクションを含む邪魔な構造体を一時的に取り外すなど、タービンデッキの拡張が必要とされることがある。

１０ｂ．パイロットシャフト４０を上述のＴＥ構造体に完全に通して取り付ける前に、複数のばねバー支持リング８４（図３、図７、図９及び図１０参照）がパイロットシャフト４０に取り付けられる。これらの支持リング８４は、コア１０がフレーム２４から抜き取られるときにパイロットシャフト４０用の中間支持体として機能する。特に、支持リング８４は、パイロットシャフトがコア開口１０Ａに取り付けられているときに、ＴＥ側においてコア１０の外側のパイロットシャフト４０に予め取り付けられる。コアがパイロットシャフト４０に沿ってＥＥに向かって摺動するとき、これらの支持リング８４は、コアに向かう方向でパイロットシャフト４０に手作業で再位置決めされ、シャフトに沿ってコアに追従するように、ばねバー１５に取り付けられる。図１３及び図１４は、ばねバー１５に取り付けられたばねバー支持リング８４を示している。

各支持リング８４は、環状の中央構造体８４Ａを有し、この中央構造体８４Ａからスポーク８４Ｂが延びている。スポーク８４Ｂは、コアがパイロットシャフトに沿って摺動してフレームから出るとき、ばねバー１５に結合される。ばねバー１５自体は、図１に関して上述したようにフレームリング１３に固定されている。支持リング８４は、フレーム２４内でパイロットシャフト４０の中間支持を提供し、これにより、コアがシャフト４０に沿って摺動するとき、特にコア質量中心がＥＥに向かって移動するとき、シャフトの支持されないスパン長さを減じる。

１１．取外しプロセスにおけるこの時点で、（上記ステップ８ａにおいて予め取り付けられていない場合）上記で言及したアイボルト６２（図８参照）が、ＥＥにおいて環状のパイロットシャフト支持体５０の外面に取り付けられる。テンションケーブル６４をアイボルト６２に取り付け、ケーブル６４をＥＥにおけるパイロットシャフト４０の端部４０Ａに向かって外方へ延長させる。図７、図９及び図１０参照。

１２．端部シャフト反応板８８をパイロットシャフト４０の端部４０Ａ（ＥＥ）に取り付ける。図９及び図１１参照。反応板８８により軸方向の力がステータコア１０に加えられ、ステータコア１０は、１つ又は複数の液圧式ジャッキ９０用の取付け面を提供する板を備え、液圧式ジャッキ９０は、コア１０をパイロットシャフト４０に沿って摺動させるための軸方向の力を提供する。

パイロットシャフト４０の端部に反応板８８を固定及び位置決めすることを補助するために、反応板８８の後面におけるボス９１がパイロットシャフト４０内に嵌合する。特に図１１を参照されたい。

反応板８８はさらに、荷重を受けたときに反応板の曲げの効果を減じる、ガセット９２などの複数の補強部材を有する。特に図１１及び図１２参照。

さらに図１２に示されているように、ガセット９２は、１つ又は複数の貫通孔を有してよく、この貫通孔を通ってテンションケーブル６４が案内されている。好適には、端部シャフト反応板８８の外径は、ステータコア１０のボア１０Ａよりも小さい。

１３．中空プランジャシリンダなどの１つ又は複数の液圧式シリンダ（ジャッキ）９０を反応板８８の外面に取り付ける。テンションケーブル６４を液圧式シリンダのピストンに直接に又はアダプタ部材を介して取り付けることができる。

図７は、本発明の方法におけるこの時点での様々な重要な部材の構成を示している。しかしながら、図７において、フレーム２４は、必要な支持部材なく浮遊しているように見える。重要な部材の邪魔されない図を示すために、トラニオン及びジャッキングツール（タービンデッキ面に載置されている）が図７に示されていないことを思い出されたい。これらの部材は、フレームを図７に示された向きに維持するためにフレームに所要の力を加える。

１４．上述のように全てのツールを取り付けた後、パイロットシャフト及びその関連する部材をリフト支持ブラケット３４の位置（両端部）において持ち上げる必要がある。パイロットシャフトの持上げは、図５に示されたねじ山付き部材４２を締め付けることによって行われる。この持上げ力の適用は、以下のステップ１５において行われるようにステータコア１０をばねバー１５から分離する前に、ばねバー１５におけるステータコアたるみの効果を克服する。

１５．ステータコア１０／キーブロック２０／キーバー２２をばねバー１５に直接に結合する全ての金物を取り外すことによってステータコア１０をばねバー１５から分離する。

幾つかの発電機モデルでは、このステップは、ばねバー１５を通ってキーブロック２０及びキーバー２２内へ通過するねじ山付きファスナ１８を取り外すことを必要とする。ばねバー１５をコア１０に取り付けるための１つの技術の詳細な説明について図１を参照されたい。

１６．コア１０がばねバー１５から分離された後、液圧式シリンダ９０（又はステータコア１０に軸方向の力を加えるためのあらゆる同等の装置）をストロークさせることにより、コア１０はパイロットシャフト４０に沿ってＥＥに向かって移動する。液圧式シリンダ９０の代わりに、空圧式、電動式及びその他の軸方向力発生装置を使用することができる。コアがＥＥに向かって移動するとき、ばねバー支持リング８４はコアのすぐ内側でＥＥに向かって手作業で移動させられる。

１７．コア１０がＥＥパイロットシャフト支持体８０のうちの１つの近くの位置まで軸方向に移動したとき、パイロットシャフト支持体８０を取り外す。図９を参照されたい。この時、コアがフレーム２４から出るように移動し続けながらパイロットシャフト４０及びコア１０に所要の支持を提供するために、残りのパイロットシャフト支持体８０をＥＥフレーム端部の外側へ再配置することが好ましい。

１８．各ばねバー支持リング８４を適切に位置決めすることができるまで、コア１０をパイロットシャフト４０に沿って移動し続ける。例えば、コア１０が、ＴＥに最も近いスプリングバーボルト位置を空けると、ばねバー支持リング８４をその位置に取り付けることができる。ばねバー支持リング８４をばねバー１５に取り付けるために、ばねバーをコア１０に取り付けるために使用されていたばねバー１５における既存の貫通孔を使用することが望ましい。図１０及び図１３を参照されたい。

１９．コアがＥＥ端部においてフレーム面を通過して現れ始めるまで、コア１０をパイロットシャフト４０に沿って移動させ続ける。コア１０がコアボア１０Ａ内の各ばねバーボルト位置を空けると、別のばねバー支持リング８４をコア１０のＴＥ面の近くで取り付ける。コアがＥＥに達すると、支持ブラケット３４は、現れてくるコアとの干渉を回避するために取り外されなければならない。

２０．コア１０が発電機フレームから現れると、６時の位置の近くのステータコアの外面と、タービンデッキ９７との間に、複数のコア支持体９５（図１３参照）を配置することができる。コアがフレーム２４から現れると、これらのコア支持体９５を再配置しなければならないか又は付加的な支持体を提供しなければならない。コア支持体９５は、タービンデッキ９７において適切なコア荷重分布を維持する。

２１．図１３及び図１４に示したようにコア１０がパイロットシャフト４０の端部に達すると、パイロットシャフト４０からコア１０から取り外すために、ガントリ又はオーバーヘッドクレーン（又は図面に示されていない別の持上げ／引上げ装置）が使用されてよい。この取外しステップは、フレームから取り外された巻成されたコアが別の巻成されたコアと置き換えられる場合にのみ必要である。しかしながら、取り外された巻成されたコアが刷新され、フレームに再び取り付けられる場合は、パイロットシャフトは、再取付けプロセスを容易にするためにコアボア内にとどまってよい。

２２．端部シャフト反応板８８をパイロットシャフト４０のＥＥ側から取り外し、板８８をパイロットシャフト４０のＴＥ側へ再位置決めする。

以下のステップは、交換用コア又は同じコアを発電機フレームに取り付けるために行われる。

１．アイボルト６２をＥＥにおける環状パイロットシャフト支持体５０からＴＥにおける環状パイロットシャフト支持体５０へ移動させることによってフレーム２４内へ戻されるための交換用コアを準備する又は既存のコアを使用する。ここで、アイボルト６２は、パイロットシャフト４０のＴＥにおける端部シャフト反応板８８に対面する。コア１０に軸方向の力を加えるために使用するためのテンションケーブル６４を取り付け、コアをパイロットシャフト４０に沿ってフレーム２４内へＴＥに向かって引っ張る。

２．ステータコア１０をパイロットシャフト４０に沿ってＴＥに向かって移動させるための軸方向の力を生ぜしめるために液圧式シリンダ（又は同様の軸方向力発生装置）を作動させ、パイロットシャフト４０及びコア１０を支持するために必要に応じて中間パイロットシャフト支持体８０及びコア支持体９５を移動させる。

３．コア１０がばねバー支持リング８４に接近すると、支持リング８４を分離させ、支持リング８４をコアの前方でＴＥに向かって移動させる。ばねバー支持リング８４は、コア１０によって荷重を受けたときのシャフト４０の支持されない長さを減じる。コアがシャフトにおいて移動するときにコアとの干渉を排除するために、コアがシャフトに沿ってＴＥに向かって移動させられるときに支持リング８４が取り外されなければならない。

４．コアがフレーム２４において最終的な軸方向位置に達すると、シャフト４０を支持するためにリフト支持ブラケット３４をＥＥフレーム面に再び取り付ける。

５．ばねバー１５をキーブロック２０及びキーバー２２に結合する金物を取り付けることによって、コア１０をフレーム２４に再び取り付ける。

６．コアがばねバー１５によって完全に支持されながら、パイロットシャフト４０、反応板８８（この時点でＴＥにある）、あらゆる残りのばねバー支持リング８４、及び全ての中間支持体をフレーム２４及びタービンデッキ９７から分解し、取り外す。

７．コア取外しプロセスの前に分離が予め必要とされていた主リード境界面に平行リングを再び取り付け、再び絶縁する。これを行うための１つの技術は、コアを取り外すために切断された平行リングの延長部にわたって銅スリーブをろう付けすることを含む。新たなコアは、既存の主リード、又は交換されるが、このような電気接続が形成されることを可能にする特徴を有する主リードに直接に固定（ボルト又はその他により）するように設計された平行なリング境界面を有してよい。

図１４は、本発明の１つの実施の形態に関連した様々なステップを示しており、このステップは以下を含む。

ステップ１５０では、コアと、フレームの外側の部材との間の電気的及び機械的接続を取り外す。

ステップ１６４では、コアの水平方向の取外しのための十分な隙間を提供するようにフレームを持ち上げる。

ステップ１６８では、フレームの励磁機端部及びタービン端部のそれぞれにおいてコアの外側にリフト支持アセンブリを取り付ける。

ステップ１７２では、フレームの励磁機端部及びタービン端部のそれぞれにおいてコアボアの内面とパイロットシャフトの外面との間にパイロットシャフト支持アセンブリを取り付ける。

ステップ１７６では、励磁機端部及びタービン端部においてパイロットシャフトがリフト支持アセンブリによって支持されながら、第１及び第２のパイロットシャフト支持アセンブリ及びコアボアを通じてパイロットシャフトを取り付ける。

ステップ１８０では、コアの取外しのために必要に応じてパイロットシャフトを調節する。

ステップ１８４では、テンションケーブルを取り付ける。

ステップ１８８では、コア及びフレームを分離させる。

ステップ１９２では、軸方向外向きの力をコアに加え、コアをパイロットシャフトにおいて摺動させ、フレームから出す。

ステップ１９６では、励磁機端部におけるリフト支持アセンブリを取り外し、励磁機端部においてコアをフレームから出す。

ステップ２００では、コアがフレームの外側でパイロットシャフトに沿って移動するときにパイロットシャフトを支持するために必要に応じてパイロットシャフト支持体を取り付ける。

ステップ２０４では、コアがパイロットシャフトに沿って移動するときにコアを支持するために必要に応じてコア支持体を取り付ける。

ステップ２０８では、コアがパイロットシャフトに沿って移動させられながらばねバーが露出させられたときにばねバー支持リングを取り付ける。

ステップ２１２では、コアがフレームから出るときにコアを収容するために必要に応じてパイロットシャフト支持体及びコア支持体を再配置する。ステップ２１２は、コアが完全にフレームから出るまで必要に応じて繰り返される。

本発明は、フレームの励磁機端部から巻成されたコアを取り外すために説明されているが、同様の方法ステップは、フレームのタービン端部からコアを取り外すためにも行われる。いずれかの端部からの抜取りは、請求項の範囲に含まれる。

本発明の様々な実施の形態が本明細書中で図示及び説明されているが、これらの実施の形態は単に例として提供されていることが明らかになるであろう。本明細書における本発明から逸脱することなく、多数の改変、変更及び代用がなされ得る。したがって、本発明は、添付の請求項の思想及び範囲によってのみ限定されことが意図されている。

Claims (20)

1. 発電機コアを巻線と共に発電機フレームから取り外す方法において、
   コアとフレームの外側の部材との間の電気的及び機械的接続を取り外し、
   前記フレームの励磁機端部及びタービン端部のそれぞれにおいて前記コアの外側にリフト支持アセンブリを取り付け、
   前記フレームの前記励磁機端部及び前記タービン端部のそれぞれにおいてコアボアの内面とパイロットシャフトの外面との間にパイロットシャフト支持アセンブリを取り付け、
   第１及び第２のパイロットシャフト支持アセンブリ並びに前記コアボアを通して前記パイロットシャフトを取り付け、該パイロットシャフトは、前記励磁機端部及び前記タービン端部において前記リフト支持アセンブリによって支持されており、
   前記コアと前記フレームとを分離させ、
   軸方向力発生装置を作動させて外向きの力を前記コアに加え、これにより、該コアを前記パイロットシャフトにおいて摺動させて前記フレームから出すことを特徴とする、発電機コアを巻線と共に発電機フレームから取り出す方法。
2. 前記フレームからの前記コアの引き出しを可能にするために前記フレームを鉛直方向に持ち上げることをさらに含む、請求項１記載の方法。
3. 各リフト支持アセンブリは、前記パイロットシャフトを上昇又は下降させるための鉛直方向に調節可能な上面を有する、請求項１記載の方法。
4. 各リフト支持アセンブリは、リフト支持ブラケットと、該リフト支持ブラケットの上面に配置されたリフトブロックとをさらに含み、前記リフトブロックは、前記パイロットシャフトを上昇又は下降させるために調節可能であり、前記リフト支持ブラケットは、フレーム端部リングに取り付けられている、請求項３記載の方法。
5. 各リフト支持アセンブリは、前記リフトブロックの上面にシャフトサドルをさらに有し、前記パイロットシャフトは前記シャフトサドルと接触している、請求項４記載の方法。
6. 各リフトブロックは、それぞれが傾斜した上面を形成した第１及び第２のリフトブロックセグメントと、該第１及び第２のリフトブロックセグメントを接続するねじ山付き部材とをさらに備え、前記方法は、さらに、前記第１及び第２のリフトブロックセグメントの間の距離を制御するために前記ねじ山付き部材を調節し、これにより、前記パイロットシャフトを上昇又は下降させるステップを含む、請求項４記載の方法。
7. 前記コアは、前記励磁機端部及び前記タービン端部のうちの一方において前記フレームから滑り出る、請求項１記載の方法。
8. 前記第１及び第２のパイロットシャフト支持アセンブリのそれぞれは、前記第１のパイロットシャフト支持アセンブリから軸方向に前記コアボアを通って前記第２のパイロットシャフト支持アセンブリまで延びる１つ又は複数のファスナをさらに備え、前記方法は、さらに、前記１つ又は複数のファスナを締め付けて、前記第１及び第２のパイロットシャフト支持アセンブリのそれぞれの半径方向外側の周面を、前記コアボアの内周面に対して押し付けることを含む、請求項１記載の方法。
9. 前記第１及び第２のパイロットシャフト支持アセンブリのそれぞれは、さらに、環状のパイロットシャフト支持体及び荷重リングの同心状の配列を含み、第１及び第２の環状のパイロットシャフト支持体のそれぞれは、パイロットシャフトの外周面と接触した第１の面と、前記荷重リングの第１の面と接触した、第１の面とは反対側の第２の面とを有しており、前記荷重リングの第２の面は前記コアボアの内周面と接触しており、前記パイロットシャフト支持体の第２の面は水平方向に対して傾斜しており、前記荷重リングの第１の面は、前記パイロットシャフト支持体の第２の面と対面するように水平方向に対して傾斜している、請求項８記載の方法。
10. 前記荷重リングの前記第２の面と、前記コアボアの前記内周面との間に配置された材料層をさらに含む、請求項９記載の方法。
11. １つ又は複数のパイロットシャフト支持台を、前記コアが前記タービン端部において前記フレームから引き出される場合には前記タービン端部に、又は前記コアが前記励磁機端部において前記フレームから引き出される場合には前記励磁機端部に、取り付けることをさらに含み、前記１つ又は複数のパイロットシャフト支持台は、前記コアが前記パイロットシャフトに沿って摺動するときに前記パイロットシャフトを支持するように前記フレームの外側に配置されている、請求項１記載の方法。
12. 前記パイロットシャフトを取り付ける前に、１つ又は複数のばねバー支持リングを前記パイロットシャフトに取り付けることをさらに含み、各ばねバー支持リングは、前記パイロットシャフトから半径方向外方へ延びる複数のアームを有し、各アームは、前記発電機フレームの内側に配置されたばねバーに接続されており、前記ばねバー支持リングは、前記コアが前記フレームから引き出されて前記ばねバーのセグメントが露出させられたときに取り付けられる、請求項１記載の方法。
13. 各ばねバー支持リングは、前記パイロットシャフトを包囲する環状エレメントを含み、前記複数のアームは前記環状エレメントから延びている、請求項１２記載の方法。
14. 前記軸方向力発生装置は、液圧式シリンダ、空圧式装置及び電動装置のうちの１つを含む、請求項１記載の方法。
15. 前記パイロットシャフトの端部に取り付けられた反応板をさらに含み、前記軸方向力発生装置は、前記反応板に力を加える、請求項１記載の方法。
16. 前記コアが前記発電機フレームから引き出されるときに前記コアの下側に１つ又は複数のコア支持体を取り付けることをさらに含む、請求項１記載の方法。
17. 前記コアが前記励磁機端部における前記リフト支持アセンブリに達したときに、前記フレームの前記励磁機端部における前記リフト支持アセンブリを取り外すことをさらに含む、請求項１記載の方法。
18. 前記軸方向力発生装置を作動させることによってテンションケーブルが外向きの力を前記コアに加えるように、前記テンションケーブルを前記コアと前記軸方向力発生装置との間に延在させることをさらに含む、請求項１記載の方法。
19. 前記パイロットシャフトの端部に反応板を取り付け、該反応板に前記テンションケーブルが取り付けられており、前記軸方向力発生装置が外向きの力を前記反応板に加え、これにより、前記テンションケーブルに外向きの力を加え、前記コアを前記パイロットシャフトに沿って移動させる、請求項１８記載の方法。
20. 発電機コアを発電機フレームから取り外すために使用する装置であって、
    フレームの励磁機端部及びタービン端部のそれぞれに取り付けるためのリフト支持アセンブリと、
    前記フレームの前記励磁機端部及び前記タービン端部のそれぞれにおいてコアボアの内面とパイロットシャフトの外面との間に取り付けるためのパイロットシャフト支持アセンブリであって、前記パイロットシャフトは第１及び第２のパイロットシャフト支持アセンブリ並びに前記コアボアを貫通して延びるためのものである、パイロットシャフト支持アセンブリとを備え、
    前記リフト支持アセンブリ及び前記パイロットシャフト支持アセンブリは、前記励磁機端部及び前記タービン端部において前記パイロットシャフト及び前記コアを支持するために協働しており、さらに、
    外向きの軸方向の力を前記コアに加え、これにより、該コアを前記パイロットシャフトに沿って摺動させて前記フレームから出すための軸方向力発生装置を備えることを特徴とする、発電機コアを発電機フレームから取り外すために使用する装置。

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