JPH03503714A - 積層リム回転子と中空軸とを備える同期機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、回転子がハブ体上に配置されセグメントから構成されたリング体（ 積層リム）を有し、このリング体が励磁磁極を支持し、回転子のハブ体の中央部 が両側で軸の長手方向に延びる固定部品を介して特に垂直な中空軸のフランジに 結合されている同期機に関する。

同期機のこの種の構造は直径の大きい回転機特に水車発電機では通常用いられ、 ドイツ連邦共和国特許第２８３１１２３号明細書から知られている０両側で回転 機の回転子のハブ体に７ランジを介して取り付けられ垂直方向に整列する中空軸 は、この機械ユニットの上方に設けられた案内軸受又は下方に配置された原動機 例えば水車を支持する。従って中空軸と同時に回転子軸を形成するハブ体の中空 な中央部との間の固定部品は大きい応力を受ける。これらの応力は遠心力、回転 子重量、トルク場合によっては水スラスト並びに積層リムの焼きばめ力及びその 他の力により生じる。

最後に述べた応力特に同期機の運転の際に回転子のハブ体に生じる大きい引張り 応力は、ハブ体の中央部の軸方向外側に存在する端面壁が中空軸の７ランジの固 定部品を収容するための固定７ランジを直接形成するような公知の同期機の場合 には、軸の長子方向に配置された軸継手用固定部品に直接作用するので、これら の固定部品はトルク伝達による応力に加えて曲げ及びせん断応力をも受ける。こ れにより運転信頼性を保証するために、固定部品を含むすべての軸継手部品の相 応に大きい寸法選択が必要となる。

この発明の課題は、積層リム回転子及び中空軸を備える同期機の場合に、ハブ体 の中央部の構造的に別な構成により軸継手並びに中空軸用固定部品の負荷低減を 達成することにある。

この課題はこの発明に基づき前記の種類の同期機において、ハブ体の中央部が軸 方向に延びる付属筒を備え、この付属筒が中空軸用固定部品を収容するためのフ ランジを支持することにより解決される。

片側又は両側に設けることができるこの付属筒により、中空軸用固定部品を収容 するフランジはハブ体の中央部の積層リムに相応する範囲から軸方向へ移動され るので、ハブ体に生じる引張り応力が主として補助的な軸方向付属筒の曲げ及び せん断応力にだけ影響を与える０曲げ及びせん断応力は大部分付属筒の変形によ り吸収されるので、これらの応力は著しく弱められた強さで中空軸用固定部品自 体に作用するにすぎない、それにより付属筒と中空軸との間の固定部品はまず第 １に伝達すべきトルクだけにより応力を受け、一方図転子の積層リムの延びによ り生じる半径方向荷重又はせん断応力は著しく低減される。

運転応力の受は入れの際のこの機能分離により固定部品の寸法選択の際の著しく 大きい安全性が得られ１寸法を比較的容易に計算することができる。軸方向に延 びる付属筒により形成され中間接続されたこの曲げ部材により、同期機の運転中 に一般に生じ中空軸をハブ体の軸方向端面壁に公知のように直接取り付ける場合 に軸継手用固定部品のひずみを招くおそれのある積層リムの安定化現象が軸継手 から遠ざけられるので１回転子のハブ体と中空軸との間の軸継手の反復分解が著 しく容易となる。

軸方向に延びる付属筒をそれぞれハブ体の中央部の軸方向端面壁に溶接するのが 合目的である。それにより加工が容易となり。

負荷に対し一体の部品のように働くハブ体が得られる。

空間の節約と接近性の改善との趣旨で、少なくともハブ体の中央部の一端面で付 属筒のフランジ並びに中空軸のフランジを半径方向内側に向けて構成するのが有 利であり、それにより固定部品がこの側では中空軸内部に設けられる。

次に図示の実施例によりこの発明の詳細な説明する０図面はこの発明に基づき構 成された同期機の回転子の縦断面の一部を示す。

水力発電装置の機械ユニットの場合には機械ユニー／　トの垂直に配置された軸 が中空軸として構成されている。中空軸は図示されていない上側の案内軸受を支 持する上側の中空軸ｌと同様に図示されていない水車を支持する下側の中空軸２ とから成る０雨中空軸ｌと２との間には水車発電機を構成する同期機の回転子３ が設けられる。この回転子３は中空に構成されたハブ体４を有し、ハブ体の中央 部５は内壁６により中空な回転子軸を形成する。ハブ体４は更に中央部５に固定 されたアーム７を有し、これらのアームは半径方向外向きに頂部梁８まで続く、 この頂部梁８上には積層リム９が焼きばめされ図示されていない適当な方法で周 方向に導かれている。この積層リム９は同期機の励磁磁極１０を支持する。

従って同期機のハブ体４は積層リム９を介して、回転子重量のほかに更に積層リ ム９の焼きばめ力によりまた運転中に遠心力により応力を加えられる。この荷重 は中央部５へ導かれる０図面に中心線だけにより略示され固定部品１１として働 き機械ユニットの軸の長手方向に延びる結合ボルトを、運転中に遠心力により生 じる引張り応力から解放するために、それぞれ軸方向外側にある中央部５の端面 壁１２には側面に軸方向に延びる付属筒１３が溶接されており、従って付属筒は 中央部５と共に負荷に関して一体の部品を形成する。まずこの付属筒１３は中空 軸ｌ、２に取り付けるために用いられるフランジ１４又は１５を有する。空間利 用を改善するために上側の付属筒１３のフランジ１４は上側の中空軸ｌのフラン ジ１６と同様に半径方向に外へ向いているので、この上側軸継手では固定部品１ １が中空軸ｌ又は付属筒１３の外部に設けられる。これに反して水車を支持する 下側の中空軸２は一層大きい内径を有するので、下側の付属筒１３のフランジ１ ５は中空軸２の相応のフランジ１７と同様に半径方向に内に向いている。従って 下側の軸継手では固定部品１１は中空軸２又は相応の付属筒１３の内側に設けら れる。

軸方向に延びそれ自体中空軸ｌ、２との結合のためのフランジ１４又は１５を支 持する付属筒１３を備えるハブ体４の中央部５のこの特別な形状により、中空軸 への結合個所は直接積層リム９により負荷を加えられるハブ体４の領域から軸方 向へ導出されている。従って付属筒１３は同期機の運転中の引張り応力により曲 げ及びせん断応力を受け、その変形によりこれらの応力の大部分を吸収する。従 って付属筒は機械ユニットの中空軸ｌ、２への軸継手の固定部品１１の負荷を軽 減する。それにより固定部品１１の応力を比較的容易に計算することができる。

比較的小さい荷重のゆえに固定部品は相応に小さい寸法を選択することができる 。

更に固定部品は同期機の運転の際に生じるａ層すムの安定化によりほとんどひず まないので、軸継手を必要な場合に容易に分解することができる。

国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　８９００１７０ Ｓ＾　　　２７３２０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．回転子（３）がハブ体（４）上に配置されセグメントから構成されたリング 体（積層リム９）を有し、このリング体が励磁磁極（１０）を支持し、回転子（ ３）のハブ体（４）の中央部（５）が両側で軸の長手方向に延びる固定部品（１ １）を介して特に垂直な中空軸（１、２）のフランジ（１６、１７）に結合され ている同期機において、ハブ体（４）の中央部（５）が軸方向に延びる付属筒（ １３）を備え、この付属筒が中空軸（１、２）のための固定部品（１１）を収容 するフランジ（１４、１５）を支持することを特徴とする同期機。
2. ２．軸方向に延びる付属筒（１３）がそれぞれハブ体（４）の中央部（５）の軸 方向端面壁（１２）に溶接されていることを特徴とする請求項１記載の同期機。
3. ３．少なくともハブ体（４）の中央部（５）の一端面では、付属筒（１３）のフ ランジ（１５）が中空軸（２）のフランジ（１７）と同様に半径方向に内に向け られていることを特徴とする請求項１又は２記載の同期機。