KR20180116453A - 회전자 조립체 및 제조 방법 - Google Patents

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윌리엄 피. 크리던
조지 티. 산타마리아
존 찰스 힐쉬히 윅
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제너럴 아토믹스
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Abstract

일부 실시예들은 회전자 조립체를 제공하는데, 이것은 연장된 벽 및, 각각 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에서 형성되고 거리를 두어 분리된 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하는, 회전자 코어 배럴; 회전자 코어 배럴(rotor core barrel)의 원주 둘레에서 압축 브리지들 사이의 벽에 위치되고 상기 벽을 따라서 이격된 복수개의 자석들의 어레이(array); 및, 복수개의 자석들 위에서 압축 브리지들 사이의 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩(pre-stress wrap);을 포함하고, 압축 브리지들은 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하고, 반경 방향 압축 편향은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대한, 압축 브리지들에서의 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들에 의한 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축에 의해 유도된다.

Description

회전자 조립체 및 제조 방법
본 발명은 전체적으로 회전자에 관한 것이다.
여러 상이한 유형들의 기계는 자기 회전자(magnetic rotor)를 포함한다. 자기 회전자의 사용은 여러가지 상이한 적용예들에 확장된다. 그러나, 원심력에서 초래된 회전자 응력은 회전자를 포함하는 모터, 발전기 및 다른 기계류의 속도 및 동력 밀도를 제한한다.
본 발명의 목적은 개선된 회전자 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 몇가지 실시예들은 회전자 조립체들을 제공함으로써 상기의 필요성 및 다른 필요성도 유리하게 해소시킨다. 일부 실시예들에서, 회전자 조립체는, 측방향 단부들 사이에 연장된 벽 및, 각각 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에서 형성되고 거리를 두어 분리된 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하는, 회전자 코어 배럴; 회전자 코어 배럴(rotor core barrel)의 원주 둘레에서 압축 브리지들 사이의 벽에 위치되고 상기 벽을 따라서 이격된 복수개의 자석들의 어레이(array); 및, 복수개의 자석들 위에서 압축 브리지들 사이의 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩(pre-stress wrap);을 포함하고, 압축 브리지들은 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하고, 반경 방향 압축 편향은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대한, 압축 브리지들에서의 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들에 의한 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축에 의해 유도된다.
다른 일부 실시예들은 회전자 조립체의 구성 방법을 제공하는데, 이것은 2 개의 측방향 단부들 각각에 있는 회전자 코어 배럴을 2 개의 스터브 샤프트들중 하나와 함께 작용시키는 단계로서, 각각의 스터브 샤프트는 측방향 단부들에서 회전자 코어 배럴과 함께 작용하고 고정되며, 회전자 코어 배럴은 측방향 단부들 사이에서 연장된 벽 및 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하고, 각각의 압축 브리지는 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에 형성되고 거리를 두어 분리되는, 단계; 회전자 코어 배럴의 측방향 단부들에 인접하여 위치된 2 개의 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 벽 둘레에 원주상으로 벽을 따라서 이격되어 벽에 있는 복수개의 자석들의 어레이(array)를 함께 작용시키는 단계; 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 벽의 반경 방향 압축 편향을 유도하는 압력으로, 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 둘레 및 복수개의 자석들 위에 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩(wrap)들을 감싸는 단계; 및, 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대하여 압축 브리지들에서 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩들에 의하여 유도된, 압축 브리지들을 통한 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 몇 개 실시예들의 상기 특징 및 장점과 다른 양상의 특징 및 장점들은 다음의 도면과 관련하여 제시된 본 발명의 더욱 상세한 다음의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1 은 일부 실시예들에 따라서, 스터브 샤프트들과 함께 자용하는 회전자 코어 배럴을 가진 예시적인 회전자 조립체의 단순화된 단면도이다.
도 2 는 일부 실시예들에 따라서, 회전자 코어 배럴을 따라서 이격되고 위치된 복수개의 자석들을 도시하고 스터브 샤프트들과 함께 작용하는 회전자 코어 배럴의 단순화된 단면도이다.
도 3 은 일부 실시예들에 따라서 측방향 단부에 인접한 도 1 의 회전자 코어 배럴의 일부에 대한 확대된 단면도이다.
도 4 는 일부 실시예들에 따른, 도 2 의 회전자 조립체의 일부에 대한 확대된 단면도이다.
도 5 는 일부 실시예들에 따른 예시적인 회전자 조립체의 사시 단면도이다.
도 6 은 일부 실시예들에 따른, 예시적인 회전자 조립체의 정면 사시도이다.
도 7 은 일부 실시예들에 따른, 회전자 조립체를 구성 및/또는 조립하는 프로세스에 대한 단순화된 흐름도를 도시한다.
대응하는 참조 부호들은 도면의 몇 개 장면을 통하여 대응하는 구성 요소들을 나타낸다. 당업자는 도면에 있는 요소들이 단순화 및 명확성을 위하여 도시되었으며 반드시 축척에 맞게 작도되지 않은 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면의 요소들중 일부의 치수는 다른 요소들에 비하여 과장됨으로써 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 이해를 향상시킬 수 있다. 또한 상업적으로 실현 가능한 실시예에서 유용하거나 필수적인, 통상적이지만 공지된 요소들은 종종 도시되지 않으며 이는 본 발명의 다양한 실시예들에서 막히지 않은 장면을 용이하게 나타내기 위한 것이다.
다음의 설명은 제한적인 의미로 이루어지지 않으며, 단지 예시적인 실시예들의 일반적인 원리를 설명하기 위한 목적으로 이루어진다. 본 발명의 범위는 청구 범위를 참조하여 판단되어야 한다.
본 명세서를 통하여 "일 실시예", "실시예", "일부 실시예", "일부 구현예" 또는 유사한 용어에 대한 언급은 실시예와 관련되어 설명된 특정의 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함된 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서를 통하여 "일 실시예에서", "실시예에서", "일부 실시예들에서" 및 유사한 용어의 출현은 모두 동일한 실시예를 참조한 것일 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.
더욱이, 본 발명에서 설명된 특징, 구조 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 그 어떤 적절한 방식으로도 조합될 수 있다. 다음의 설명에서, 다양한 특정 세부 내용들이 제공되는데, 예를 들어, 프로그래밍, 소프트웨어 모듈, 사용자 선택, 네트워크 트랜잭션(network transaction), 데이터베이스 질의(database queries), 데이터베이스 구조, 하드웨어 모듈, 하드웨어 회로, 하드웨어 칩(hardware chip)등의 예가 제공되어 본 발명의 실시예의 완전한 이해가 제공된다. 그러나 당업자는 본 발명이 하나 이상의 특정 세부 내용 없이도, 또는 다른 방법, 구성 요소, 재료등을 가지고 실시될 수 있다는 점을 인정할 것이다. 다른 예에서, 공지된 구조, 재료 또는 작동들은 본 발명의 양상을 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되거나 나타내지 않을 것이다.
많은 산업용 전기 발전기, 모터 및 다른 기계류는 하나 이상의 회전자(rotational rotor)를 구비하며, 이것은 기계적으로 회전되거나 (예를 들어, 물, 증기등을 통하여 회전) 또는 전자기적으로 회전된다. 종종, 원심력으로부터 초래되는 회전자 스트레스는 모터, 발전기 및 다른 기계류의 속도 및 동력 밀도(power density)를 제한한다. 따라서, 일부 구현예들은 회전자를 제조 및/또는 조립함에 있어서 회전자의 섬유의 사전 응력(fiber pre-stressing)을 이용한다. 섬유의 사전 응력은 회전자 길이의 적어도 일부와 원주 둘레에 분포된 자석들의 감싸임(wrapping)을 포함하는데, 회전자상에 위치된 적어도 자석들에 반경 방향 내측의 압축력을 유도하도록 하나 이상의 높은 텐션 강도의 섬유, 리본, 밴드 또는 유사한 것이 상대적으로 높은 힘 아래에 있게 된다.
제조 및/또는 조립에서 회전자에 섬유로 사전 응력을 가하는 것은 속도 및 파워 밀도 성능을 증가시킬 수 있지만, 일부 예에서 샤프트 또는 다른 지지부에 대한 부착과 관련된 것과 같은 문제를 도입할 수 있어서 회전자의 회전, 회전자 굽힘 강성도(bending stiffness)의 감소, 고속에서의 회전자 안정성의 감소, 회전자 냉각의 감소, 다른 그러한 문제들 및 종종 상기 문제들의 2 개 이상의 조합을 허용한다. 예를 들어, 반경 방향 압축은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어의 반경 방향 외측으로의 편향을 야기할 수 있으며, 이것은 측방향 단부들에서 스터브 샤프트들과의 회전자 코어의 공동 작용에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 어떤 실시예들은, 이러한 문제점들의 충격을 실질적으로 낮추면서 회전자들이 섬유로 미리 응력을 받을 수 있게 하여, 고속 및 높은 동력 밀도의 회전자 디자인을 용이하게 한다. 부분적으로, 일부 실시예들은 회전자 코어의 측방향 단부들에서 편향을 감소시켜서 회전자의 회전을 지지하는 스터브 샤프트 또는 다른 터미널 단부들과의 향상된 공동 작용을 허용한다.
도 1 은 본 발명에 따라서, 스터브 샤프트(stub shaft, 103)와 함께 작용하는 회전자 코어 배럴(102)을 가진, 예시적인 회전자 조립체(100)의 단순화된 단면도를 도시한다. 회전자 코어 배럴(102)은 측방향 단부(106)들 사이에서 연장된 벽(104)을 구비하고, 스터브 샤프트들은 측방향 단부에서 회전자 코어 배럴과 고정된다. 회전자 코어 배럴은 회전자 코어 배럴의 길이의 일부를 따라서, 통상적으로 회전자 코어 배럴의 길이 대부분을 따라서 연장된 자석 수용 영역(110)을 더 구비한다. 회전자 코어 배럴은 하나 이상의 압축 브리지(112)들을 더 구비하는데, 각각의 압축 브리지는 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에 형성되고 거리를 두고 이격되며, 상기 거리는 통상적으로 적어도 자석 수용 영역의 길이이다.
도 2 는 일부 실시예에 따라서 스터브 샤프트(103)와 함께 작용하는 회전자 코어 배럴(102)의 단순화된 단면도를 도시한다. 상기 단면도는 복수개의 자석(202)들을 더 도시하는데, 이들은 자석 수용 영역(110)의 벽(104)에 위치하고 상기 벽을 따라서 이격되며, 통상적으로 압축 브리지(112)들 사이에서 회전자 코어 배럴의 원주 둘레에 있다. 일부 예에서, 자석 수용 영역(110)에는 회전자 코어 배럴의 측방향 단부(106)들에서의 보다 작은 직경(114) 또는 폭이 형성될 수 있다. 감소된 직경은 최종 조립시에 회전자의 직경을 제한하면서 자석들이 회전자 코어 배럴과 함께 작용할 수 있게 한다. 위에서 설명된 바와 같이, 일부 실시예에서, 자석(202)들은 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩(pre-stress wrap)으로 더 둘러싸이는데, 상기 사전 응력을 받는 랩은 복수개의 자석들에 걸쳐서 회전 코어 배럴 둘레를 감싼다.
일부 구현예에서, 사전 응력을 받는 랩들은 압축 브리지(112)들 사이에서 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따라서, 통상적으로 자석들의 어레이의 모든 자석들 둘레에 감싸인다. 또한, 하나 이상의 랩들은 섬유, 리본, 밴드, 그와 같은 다른 요소 또는 2 개 이상의 그러한 요소들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 하나 이상의 랩들은, 자석들이 위치하는, 적어도 회전자 코어 배럴의 길이를 따라서 자석들과 회전자 코어 배럴상에 압축력을 유발하는 높은 텐션(tension)하에 있으면서, 회전자 코어 배럴상에 위치된 자석들의 어레이 및 회전자 코어 배럴의 원주 둘레에 여러 번 반복적으로 감싸인 초고강도 섬유(ultra-high strength fiber)들이다. 위에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 랩(204)들은 회전자 코어 배럴의 벽(104)의 내측 반경 방향으로 압축되는 사전 응력을 일으키기에 충분한 힘으로 감싸서 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 직경(114)의 감소를 일으킨다. 랩들은 부분적으로 자석들이 회전자 코어 배럴에 붙도록 보조하며 0 의 분당 회전수(rpm)에서 압축적인 후프 응력(hoop stress)을 가한다. 압축력은 높은 회전 속도에서 낮은 후프 응력을 더 허용한다. 더욱이, 사전 응력을 받는 회전자 코어 배럴은 회전자 조립체 및 발전기와, 회전자 조립체가 함께 작용하도록 들어가는 모터 또는 다른 시스템의 피로 수명(fatigue life)을 향상시킬 수 있다. 섬유의 사전 응력을 받는 랩(204)들은 자석(202) 및 회전자 코어 배럴 둘레에서 소망의 압축력을 달성하도록 소망의 힘으로 감싸이거나 클램핑될 수 있는 실질적으로 그 어떤 관련 재료로도 만들어질 수 있는데, 예를 들어, Kevlar, 탄소 섬유, 유리 섬유 및 다른 재료, 또는 2 개 이상의 상기 랩들의 조합으로 만들어질 수 있다.
도 3 은 일부 실시예에 따라서, 측방향 단부(106)(예를 들어, 도 1 에 도시된 좌측 단부)에 인접한 회전자 코어 배럴(102)의 일부에 대한 확대된 단면도를 도시한다. 도 4 는 일부 실시예에 따라서, 도 2 의 회전자 조립체(100)의 일부에 대한 확대된 단면도를 도시한다. 도 1 내지 도 4 를 참조하면, 일부 실시예에서 회전자 코어 배럴(102)은 2 개 이상의 압축 브리지(112)를 구비하는데, 적어도 하나의 압축 브리지는 각각의 측방향 단부에 인접한다. 압축 브리지(112)들은 회전자 코어 배럴의 사전 응력을 받는 섹션의 길이 방향 단부들에 인접하게 형성된, 반경 방향으로 유연성이 있는 구조 요소들이다. 또한, 압축 브리지들은, 측방향 단부들 사이의 회전 방향 및 축방향 오정렬(misalignment)을 방지하고 의도된 구현 및 회전 속도를 위한 회전자 조립체의 굽힘 강성도(bending stiffness)를 유지하면서, 섬유의 사전 응력(fiber pre-stress)하에 회전자 코어 배럴 일부의 반경 방향 압축 편향에 응답하여 구부려지거나 또는 탄성적으로 항복하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 압축 브리지(112)들은 자석 수용 영역(110)을 따라서 압축 브리지(112)들 사이의 인접한 벽의 두께(304)에 비하여, 압축 브리지의 적어도 일부의 벽의 감소된 두께(302)를 통하여 적어도 부분적으로 벽(104)에 형성된다. 더욱이, 일부 구현예들에서, 압축 브리지들의 적어도 일부의 벽의 두께(302)는 측방향 단부(106)들에서 벽의 두께(306) 보다 작다. 일부 실시예들은 하나 이상의 경계 연장부(boundary extension, 314)들을 구비할 수 있는데, 이들은 압축 브리지의 하나의 측부 경계부 또는 양쪽 측부 경계부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 중심 회전축 및 연장 브리지로부터 반경 방향으로 연장된다. 그와 같은 것으로서, 적어도 일부 구현예들에서, 벽(104)은 회전자 코어 배럴 둘레에서 원주 방향으로 연장된 2 개의 채널들 및/또는 벽의 얇은 영역들에 의해 형성된 적어도 압축 브리지들을 포함한다.
압축 브리지의 이러한 감소된 두께(302)는 압축 브리지를 따라서 증가된 유연성을 제공한다. 압축 브리지의 유연성은, 압축 브리지에 의해 가능해지는 반경 방향 압축 편향의 함수로서, 회전자 코어 배럴의 중심 축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에 인접한 벽의 반경 방향 팽창 편향을 제한하는데, 이것은 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩(204)들에 의하여 유도된 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따른 회전자 코어 배럴의 반경 방향 편향에 의해 야기되었을 것이다. 마찬가지로, 회전자 조립체의 회전 동안에, 일부 실시예에서, 적어도 일부 구현예의 압축 브리지들은, 회전자 코어 배럴 및 회전자 조립체의 회전자 역학(dynamics) 및 회전 강성도(rotational stiffness), 회전 방향 및 축방향 정렬을 유지하면서, 원심력에 응답하여 적어도 자석 수용 영역을 따라서 회전자 코어 배럴의 반경 방향 팽창을 허용한다.
일부 적용예에서, 위에서 개시된 바와 같이, 회전자 코어 배럴의 직경은 자석 수용 영역(110)의 적어도 일부를 따라서 감소된다. 그와 같은 것에 의하여, 압축 브리지들에 인접한 벽은 회전자 코어 배럴의 중심축을 향하여 테이퍼진다. 벽의 테이퍼링(tapering)은 직경의 변화를 달성하는 실질적으로 그 어떤 각도일 수 있다. 일부 구현예들에서, 자석 수용 영역의 벽 두께(304)는 압축 브리지들의 두께보다 커지도록 증가된다. 더욱이, 일부 예에서, 벽의 외부 표면은 자석 수용 영역(110)의 말단 단부들에서 원주상의 어깨부(118)를 구비할 수 있으며 이것은 일부 예에서 자석 수용 영역의 경계를 형성한다. 의도된 회전 속도 및 유도된 원심력을 견디도록 회전자 코어 배럴의 구조적인 일체성을 여전히 유지하면서, 하나 이상의 섬유의 사전 응력을 받는 랩(204)들이 자석 둘레에 감싸이는 것에 응답하여, 반경 방향으로 내측의 압축을 허용하도록 자석 수용 영역의 벽 두께(304)가 이루어진다. 두께는 다음중 하나 이상을 포함하는 회전자 조립체의 의도된 구현에 의존할 수 있으며, 그러나 그에 제한되는 것은 아니다: 의도된 회전 속도, 회전자 코어 배럴의 중량, 자석들의 중량, 섬유 랩(fiber wrap)의 유형 및 양, 섬유 랩에 의해 유도된 압축력, 회전자 코어 배럴의 재료, 다른 인자들 및, 통상적으로 상기 인자들의 2 개 이상의 조합에 의존할 수 있다. 일부 구현예에서, 회전자 코어 배럴은 금속 또는 금속 합금과 같은 단일의 재료로 형성된다. 예를 들어, 일부 구현예에서 회전자 코어 배럴은, 회전자 코어 배럴의 벽에 형성된 압축 브리지들을 통한 구부림(flexing)이 더 가능하면서, 회전력을 견디도록 구성된 다른 재료 또는 열처리된 스틸(steel)로부터 형성된다. 통상적으로, 회전자 코어 배럴은 강자성 재료로부터 더 형성된다.
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 스터브 샤프트(103)는 측방향 단부(106)들에서 회전자 코어 배럴(102)과 함께 작용한다. 일부 구현예들에서, 다수의 볼트(120), 핀, 또는 다른 그러한 고정구들이 스터브 샤프트들을 회전자 코어 배럴에 고정하도록 이용된다. 일부 구현예들에서, 볼트 나선(bolt thread)은 스터브 샤프트들 각각의 원주 방향 플랜지를 통하여 회전자 코어 배럴의 측방향 단부(106)들에서 벽의 두꺼운 부분과 나선상으로 함께 작용하여 스터브 샤프트들을 회전자 코어 배럴과 고정시킨다. 스터브 샤프트들은 일부 예에서, 연장된 어깨부(210)를 더 구비할 수 있으며, 이것은 회전자 코어 배럴의 측방향 단부(106)들의 개별 내부 가장자리(310)에 대하여 맞닿아서 간섭 끼움(interference fit)을 제공한다. 연장된 어깨부(210)는 스터브 샤프트들과 회전자 코어 배럴의 정렬을 제공하는데 도움이 되도록 구성될 수 있으며, 일부 구현예에서, 스터브 샤프트들에 대한 측방향 단부들의 위치 선정을 유지하는데 도움이 되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스터브 샤프트들은 적어도 부분적으로 회전자 코어 배럴의 중심 공동(124)으로 연장된다.
위에 설명된 바와 같이, 압축 브리지(112)들의 구부림은 현저하게 감소되고, 일부 예에서 섬유 랩(204)에 의해 유도된 반경 방향 편향의 결과로서 발생될 수 있는 측방향 단부(106)에서의 회전자 코어 배럴의 반경 방향 팽창 편향을 방지한다. 더욱이, 압축 브리지(112)들은 사전 응력을 받는 배럴에서의 반경 방향 내측 편향을 스터브 샤프트(103)로부터 제한 및/또는 격리시킨다. 그에 의하여, 스터브 샤프트 및/또는 볼트(120)는 그러한 반경 방향 편향을 제한할 필요가 없고 그리고/또는 그 어떤 반경 방향 편향과도 관련된 힘은 현저하게 감소된다. 이것은 회전자 코어 배럴의 높은 임계적인 굽힘 속도(high critical bending speed)를 더 유지한다. 압축 브리지들은 샤프트의 안정성을 위하여 높은 굽힘 강성도를 동시에 더 제공한다.
일부 실시예들은 하나 이상의 측방향 제한 섬유 랩(212), 리본, 클램프 또는 그와 유사한 것을 포함하며, 이것은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴(102)의 둘레에서 원주상으로 더 둘러싸거나 또는 그렇지 않으면 클램핑한다. 스터브 샤프트(103)들은 제한하는 랩(restraining wrap, 212)들이 회전자 코어 배럴에 적용되기 전에 회전자 코어 배럴과 함께 작용하고 고정된다. 회전자 코어 배럴을 스터브 샤프트들과 고정하는데 있어서 추가적인 복합 제한 랩(composite restraining wrap, 212)들을 사용하는 것은 의도된 고속의 회전 속도에서 회전자 코어 배럴의 측방향 단부를 제한하는데 도움이 된다. 제한 랩(restraining wrap)은 압축 브리지(112)에 의해 억제되지 않는 회전자 코어 배럴의 측방향 단부들의 반경 방향 외측 편향을 더 억제할 수 있다. 또한, 제한 랩은 회전자 코어 배럴의 단부가 스터브 샤프트들과 위치 선정을 유지하는데 더 도움이 될 수 있다 (예를 들어, 스터브 샤프트들의 연장된 어깨부(210)에 대하여 측방향 단부(106)들의 내부 가장자리(310)를 유지하는데 도움이 된다). 더욱이, 제한 랩(212)들은 반경 방향 부하를 제한하거나 억제하면서, 볼트(120)들이 주로 토크 부하(torque load)를 유지할 수 있게 하는데 더 도움이 될 수 있다.
더욱이, 일부 구현예들에서, 회전자 코어 배럴(102)은 하나 이상의 제한 랩 홈 또는 채널(126)을 구비하는데, 이것은 측방향 단부들 각각에 인접하여 회전자 코어 배럴 둘레에서 원주상으로 연장되고, 회전자 코어 배럴에 감싸인 제한 랩을 수용하고 위치시키도록 구성된다. 일부 구현예에서, 제한 랩 홈(restraining wrap grooves)들은 압축 브리지들중 하나와 측방향 단부들중 개별의 하나 사이에 형성된다. 하나 이상의 연장부(312)들이 포함될 수 있는데, 이들은 제한 랩 홈(126)들의 폭에 의해 분리되고 회전자 코어 배럴의 중심 회전축으로부터 반경 방향으로 이탈되게 연장된다. 연장부(312)들은 벽의 일부로서 형성될 수 있거나, 또는 벽과 결합될 수 있다 (예를 들어 원형 클램프 또는 그와 유사한 것을 통해서 그렇게 된다). 제한 랩 홈들의 깊이 및/또는 폭은 제한 랩(212)에 대하여 사용된 랩의 유형 및 크기, 감싸임(wrapping)의 양 및, 다른 인자들에 의존할 수 있다. 마찬가지로, 제한 랩 홈의 폭은 통상적으로 압축 브리지의 폭 및, 측방향 단부들에 대한 압축 브리지의 위치에 의존할 수 있다.
제한 랩 홈(126)들은 제한 랩을 위치시키고 제한 랩들이 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸일 때 회전자 코어 배럴 둘레에 제한 랩의 위치를 유지시키는데 도움이 된다. 섬유 랩(204)과 유사하게, 제한 랩(212)들은 측방향 단부(106)들에 인접하여 회전자 코어 배럴 둘레에서 소망의 압축력을 달성하도록 소망의 힘으로 감싸임(wrapping)이 이루어질 수 있거나 클램핑(clamping)될 수 있는 실질적으로 그 어떤 재료로도 만들어질 수 있다 (예를 들어, Kevlar, 탄소 섬유, 섬유유리(fiberglass) 등).
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 일부 구현예에서, 회전자 조립체(100)는 조립체의 내부 냉각을 제공하도록 더 구성된다. 많은 적용예에서, 회전자 조립체는 사용중에 가열될 수 있다. 종종, 복합 사전 응력 랩(composite pre-stress wrap, 204)은 회전자 코어 배럴의 외측 직경에서의 열전도를 제한한다. 그에 의하여, 회전자 조립체에 대한 손상을 회피하면서, 소망의 작동 회전 속도를 달성하도록 회전자 조립체를 냉각시키는 것이 유리할 수 있다. 일부 실시예에서, 회전자 코어 배럴(102)을 통하여 공기 또는 다른 냉각 개스의 유동을 통하여 내부 냉각이 달성된다.
도 5 는 일부 실시예에 따라서 예시적인 회전자 조립체(100)의 사시 단면도를 도시한다. 도 6 은 일부 실시예에 따른 예시적인 회전자 조립체(100)의 정면 사시도를 도시한다. 도 1 내지 도 6 을 참조하면, 일부 실시예에서, 회전자 코어 배럴은 회전자 코어 배럴의 길이로 연장된 공동(124)을 구비하고, 그리고/또는 회전자 코어 배럴은 중공형이다. 공동(124)은 2 개의 스터브 샤프트(103)들중 하나에 형성된, 하나 이상의 유입 냉각 도관(130), 통로들, 보어, 도관, 채널 또는 그와 유사한 것과 함께 작용한다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, (우측 스터브 샤프트로서 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6 에 도시된) 비구동 단부(non-driving end, NDE) 스터브 샤프트는 유입 냉각 도관(130)을 포함할 수 있는데, 이것은 회전자 코어 배럴의 공동(124)과 협동하여 공기가 유입 냉각 도관을 통해 공동 안으로 유동할 수 있게 한다. 더욱이 이러한 예에서, 유입 냉각 도관은 회전자 코어 배럴의 중심 회전축과 정렬된 것으로서 도시되어 있다. 다른 실시예들은 회전 축으로부터 오프셋되어 위치된 하나 이상의 유입 냉각 도관들을 포함할 수 있다.
다른 스터브 샤프트(103)(예를 들어, 좌측 스터브 샤프트로서 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6 에 도시된 구동 단부(DE))는 하나 이상의 유출 냉각 도관(132), 보어, 도관, 통로, 채널 또는 이와 유사한 것을 포함하도록 구성될 수 있는데, 이들은 스터브 샤프트의 두께를 통하여 연장되고 냉각 보어들 각각의 내부 단부는 회전자 코어 배럴의 공동(124)과 인터페이스를 이룬다. 공기 또는 다른 냉각 개스가 공동을 통하여 이동하고 하나 이상의 유출 냉각 도관(132)을 통하여 배출된다. 일부 구현예들에서, 유출 냉각 도관들은 회전자 코어 배럴의 중심 회전축에 대하여 각(angle)을 이루어 구성된다. 예를 들어, 일부 예에서, 유출 냉각 도관들의 내부 통공들이 중심 축에 가까워지고 유출 냉각 도관들의 외부 통공들이 중심 축으로부터 멀어지도록 유출 냉각 도관들은 테이퍼진다. 각도는 변화될 수 있고, 일부 예에서 예상되는 작동 회전 속도에 의존할 수 있다. 더욱이, 일부 예에서, 유출 냉각 도관들은 공기 유동을 더욱 향상시키도록 예상되는 이동 방향에 대하여 각도를 이루고 그리고/또는 만곡될 수 있다.
예시적인 실시예에서 도 5 의 화살표(502)로 표시된 공기 유동은 유입 냉각 도관(130)으로부터 회전자 코어 배럴(102)의 공동(124)의 길이를 따라서 유동하여 유출 냉각 도관(132)을 통해 배출된다. 유입 냉각 도관, 유출 냉각 도관의 구성 및 회전자 조립체 회전의 원심력과 회전 사이의 공동 작용(cooperation)은 공동을 따라서 유입 냉각 도관으로의 공기 유동을 유도하고 유출 냉각 도관을 통하여 공기 유동이 배출되게 한다. 구현예들에서, 회전자 코어 배럴의 회전은 제 2 스터브 샤프트의 유입 냉각 도관을 통하여 공동을 따라서 다수의 유출 냉각 도관들 밖으로 공기를 유인하여 적어도 회전자 코어 배럴의 내부 온도를 감소시킨다.
따라서, 사전 응력을 받는 랩을 통하여 전도될 수 있는 열을 감소시키도록 그리고/또는 적어도 사전 응력을 받는 랩에 의해 제한될 수 있는 열전도를 감소시키도록, 냉각은 사전 응력을 받는 랩과 협력하여 작동된다. 또한, 회전자 코어 배럴의 공동 및 유출 냉각 도관을 통한 냉각제 또는 냉각 공기 유동 경로와 함께 작용하는 회전자 코어 배럴의 회전이 발생되어 압력 그래디언트(pressure gradient)가 회전자 코어 배럴을 통한 공기 유동을 야기한다. 그에 의하여, 시스템에 팬 또는 송풍기를 추가하는 부가적인 복잡성이 없이도 냉각 공기 유동이 달성된다.
도 7 은 일부 실시예에 따라서, 회전자 조립체(100)를 구성 및/또는 조립하는 프로세스(700)의 단순화된 흐름도이다. 단계(702)에서, 회전자 코어 배럴(102)은 2 개의 측방향 단부(106)들 각각에서 2 개의 스터브 샤프트(103)들중 하나와 함께 작용하며 2 개의 스터브 샤프트들 각각은 측방향 단부들에서 회전자 코어 배럴과 함께 작용하고 고정된다. 회전자 코어 배럴은 측방향 단부들과 적어도 2 개의 압축 브리지(112)들 사이에 연장된 벽(104)을 포함하며 각각의 압축 브리지는 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에 형성되고 거리를 두어 분리된다. 일부 구현예들에서, 회전자 코어 배럴은 2 개의 압축 브리지들 사이에 위치된 자석 수용 영역(110)을 더 구비한다. 또한, 일부 예에서, 회전자 코어 배럴은 자석 수용 영역의 각각의 단부에 단차(step)를 가짐으로써 회전자 코어 배럴의 직경은 자석 수용 영역을 따라서 측방향 단부들에서의 직경보다 작다. 회전자 코어 배럴에는 제 1 두께 및 적어도 제 2 두께가 더 형성되는데, 상기 제 1 두께는 압축 브리지들의 적어도 일부를 형성하고, 제 2 두께는 압축 브리지들 사이에서 각각의 압축 브리지에 인접한다. 제 2 두께는 제 1 두께보다 크다. 일부 실시예에서, 적어도 2 개의 채널 또는 홈들이 벽에 형성되며, 이들은 회전자 코어 배럴 둘레에 원주상으로 연장되어 적어도 2 개의 압축 브리지들을 형성한다. 일부 구현예에서 채널들은 회전자 코어 배럴의 원주 둘레에 연장된 벽 안의 요부 또는 함몰부로부터 형성된다. 일부 실시예에서, 채널은 사각형의 단면을 가진다. 그러나, 다른 구현예는 상이한 단면 형상을 가진 하나 이상의 채널들을 사용할 수 있으며, 예를 들어 반원, 반타원, 삼각형, 또는 압축 브리지들을 통하여 소망의 편향을 달성하는 다른 형상들과 같은 것을 사용할 수 있으나 그것에 제한되지 않는다. 마찬가지로, 압축 브리지의 저부 또는 바닥은 다수의 상대적으로 작은 반원, 삼각형 또는 다른 그러한 홈들을 포함할 수 있으며, 이들은 회전자 코어 배럴 둘레에서 원주상으로 압축 브리지에 평행하게 연장된다.
단계(704)에서, 복수개의 자석들의 어레이(array)는 회전자 코어 배럴의 측방향 단부들에 인접하게 위치된 2 개의 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 벽 둘레에 원주상으로 그리고 벽을 따라서 이격되고 벽에서 함께 작용한다. 다시, 자석들은 통상적으로 자석 수용 영역을 따라서 그 둘레에 위치된다. 일부 예에서, 자석들은 회전자 코어 배럴의 원주 둘레에 동등하게 분포된다. 하나 이상의 자석들의 유형, 개수, 크기, 자기장의 강도 및 다른 그러한 특성들은 회전자 조립체의 의도된 구현과 같은 하나 이상의 인자들에 의존하여 변화될 수 있다.
단계(706)에서, 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들이 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴 둘레 및 복수개의 자석들에 걸쳐서 감싸인다. 사전 응력을 받는 랩들은 회전자 코어 배럴의 적어도 길이 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 벽의 반경 방향 압축 편향을 유도하는 압력으로 감싸인다.
단계(708)에서, 반경 방향 압축 편향이 압축 브리지들을 통하여 가능해지는데, 이것은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대하여 압축 브리지들에서 회전자 코어 배럴의 벽의 사전 응력을 받는 하나 이상의 랩들에 의하여 유도된다. 또한, 일부 실시예들은, 압축 브리지들에 의해 가능한 반경 방향 압축 편향의 함수로서, 중심축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에 인접한 벽의 반경 방향 팽창 편향을 제한하며, 이것은 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들에 의해 유도된, 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축 편향에 의하여 야기될 것이다.
일부 실시예들에서, 회전자 코어 배럴에는 벽(104)에 형성된 적어도 2 개의 제한 랩 홈(restraining wrap groove, 126)들이 더 구성되어 있다. 적어도 하나의 제한 랩 홈 각각은 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에 원주상으로 연장된다. 적어도 하나의 제한 랩은 제한 랩 홈들 각각의 안에서 회전자 코어 배럴의 원주 둘레에 한번 이상 감싸이는데, 제한 랩 홈들은 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 제한 랩을 수용하고 위치시키도록 구성된다. 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽 둘레의 제한 랩의 감싸임(wrapping)은 반경 방향의 압축력을 유도하고 회전자 코어 배럴의 중심축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에서의 벽(104)의 반경 방향 팽창 편향을 억제한다.
위에서 설명된 바와 같이, 일부 실시예들은 회전자 조립체의 냉각을 제공하도록 구성된다. 일부 구현예들에서, 제 1 스터브 샤프트(예를 들어 구동 단부)에는 다수의 유출 냉각 도관들이 형성되는데, 유출 냉각 도관은 스터브 샤프트가 회전자 코어 배럴과 고정되었을 때 회전자 코어 배럴의 하나 이상의 공동(124)들을 가진 내부 단부에 인터페이스된다. 유출 냉각 도관들은 스터브 샤프트를 통하여 연장되어 공동 밖으로의 공기 유동을 제공한다. 제 2 스터브 샤프트(예를 들어 비구동 단부)에는 하나 이상의 유입 냉각 도관들이 구성될 수 있으며, 이들은 제 2 스터브 샤프트의 두께를 통하여 연장되고 공동 안으로의 공기의 유입 유동을 제공한다. 일부 실시예들에서, 유입 냉각 도관은 제 2 스터브 샤프트의 중심 회전축과 정렬되고 제 2 스터브 샤프트의 길이로 연장되도록 형성된다.
일부 실시예들에서, 제 1 스터브 샤프트(예를 들어, 비구동 단부 스터브 샤프트)는 회전자 코어 배럴의 제 1 측방향 단부와 함께 작용할 수 있어서, 제 1 스터브 샤프트의 두께를 통하여 연장되는 하나 이상의 유출 냉각 도관(132)들 각각의 내부 단부는 회전자 코어 배럴의 길이를 통해 연장된 적어도 하나의 공동(124)과 소통한다. 일부 예에서, 유출 냉각 도관들은 스터브 샤프트의 중심 샤프트로부터 반경 방향으로 연장된 스터브 샤프트의 어깨부를 통하여 형성된다. 제 2 스터브 샤프트(예를 들어, 구동 단부 스터브 샤프트)는 회전자 코어 배럴의 제 2 측방향 단부와 함께 작용할 수 있어서, 제 2 스터브 샤프트에 형성된 유입 냉각 도관은 회전자 코어 배럴의 적어도 하나의 공동(124)과 소통된다. 유입 냉각 도관 및 유출 냉각 도관들의 공동(124)과의 공동 작용은 제 2 스터브 샤프트의 유입 냉각 도관을 통하여, 적어도 하나의 공동을 따라서 다수의 유출 냉각 도관들 밖으로의 냉각제 유동 경로를 확립함으로써 회전자 코어 배럴의 회전에 응답하여 냉각제 유동이 적어도 회전자 코어 배럴의 내부 온도를 감소시킬 수 있게 한다. 일부 구현예들에서, 회전자 코어 배럴 및 자석들의 어레이를 회전하게 하는 것은 제 2 스터브 샤프트의 유입 냉각 도관(130)을 통하여 회전자 코어 배럴의 길이를 따라서 연장된 회전자 코어 배럴의 중공형 공동(124)을 따라서 공기가 유인되게 하고, 안으로 유인된 공기를 제 2 스터브 샤프트에 형성된 다수의 유출 냉각 도관(132)들 밖으로 배출시킨다.
일부 실시예들은 회전자 조립체들을 제공하는데. 이것은 측방향 단부들 사이에 연장된 벽 및, 각각 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에서 형성되고 거리를 두어 분리된 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하는, 회전자 코어 배럴; 회전자 코어 배럴(rotor core barrel)의 원주 둘레에서 압축 브리지들 사이의 벽에 위치되고 상기 벽을 따라서 이격된 복수개의 자석들의 어레이(array); 및, 복수개의 자석들 위에서 압축 브리지들 사이의 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩(pre-stress wrap)들;을 포함하고, 압축 브리지들은 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하고, 반경 방향 압축 편향은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대한, 압축 브리지들에서의 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들에 의한 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축에 의해 유도된다.
다른 일부의 실시예들은 회전자 조립체의 구성 방법을 제공하는데, 이것은 2 개의 측방향 단부들 각각에 있는 회전자 코어 배럴을 2 개의 스터브 샤프트들중 하나와 함께 작용시키는 단계로서, 각각의 스터브 샤프트는 측방향 단부들에서 회전자 코어 배럴과 함께 작용하고 고정되며, 회전자 코어 배럴은 측방향 단부들 사이에서 연장된 벽 및 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하고, 각각의 압축 브리지는 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에 형성되고 거리를 두어 분리되는, 단계; 회전자 코어 배럴의 측방향 단부들에 인접하여 위치된 2 개의 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 벽 둘레에 원주상으로 벽을 따라서 이격되어 벽에 있는 복수개의 자석들의 어레이(array)를 함께 작용시키는 단계; 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 벽의 반경 방향 압축 편향을 유도하는 압력으로, 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 둘레 및 복수개의 자석들 위에 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩(wrap)들을 감싸는 단계; 및, 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대하여 압축 브리지들에서 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩들에 의하여 유도된, 압축 브리지들을 통한 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하는 단계;를 포함한다.
여기에 개시된 발명은 특정의 실시예 및, 그것의 적용예와 실례를 들어 설명되었지만, 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 당업자가 다양한 변형 및 수정을 수행할 수 있다.
102. 회전자 코어 배럴 103. 스터브 샤프트
104. 벽 112. 압축 브리지
110. 자석 수용 영역 202. 자석

Claims (16)

  1. 측방향 단부들 사이에 연장된 벽 및, 각각 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에서 형성되고 거리를 두어 분리된 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하는, 회전자 코어 배럴;
    회전자 코어 배럴(rotor core barrel)의 원주 둘레에서 압축 브리지들 사이의 벽에 위치되고 상기 벽을 따라서 이격된 복수개의 자석들의 어레이(array); 및,
    복수개의 자석들 위에서 압축 브리지들 사이의 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩(pre-stress wrap);을 포함하고,
    압축 브리지들은 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하고, 반경 방향 압축 편향은 측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대한, 압축 브리지들에서의 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들에 의한 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축에 의해 유도되는, 회전자 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 압축 브리지들은 상기 압축 브리지들에 의하여 가능한 반경 방향 압축 편향의 함수로서, 중심축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에 인접한 벽의 반경 방향 팽창 편향을 제한하고, 상기 반경 방향 팽창 편향은 하나 이상의 사전 응력을 받는 랩들에 의하여 유도된 회전자 코어 배럴 길이의 적어도 일부를 따른 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축에 의해 야기되는, 회전자 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서, 벽은 압축 브리지들의 적어도 일부를 형성하는 제 1 두께 및, 압축 브리지들 사이에서 각각의 압축 브리지에 인접한 적어도 제 2 두께를 포함하고, 제 2 두께는 제 1 두께보다 큰, 회전자 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서, 벽은 측방향 단부들에 인접한 제 3 두께를 가지고, 제 3 두께는 제 1 두께보다 크고, 제 3 두께는 압축 브리지들에 의하여 제 2 두께로부터 분리되는, 회전자 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서, 벽은 회전자 코어 배럴 둘레에 원주상으로 연장된 적어도 2 개의 채널들을 포함하여 적어도 2 개의 압축 브리지들을 형성하는, 회전자 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에 원주상으로 연장된 제한 랩 홈(restraining wrap groove)을 더 포함하고, 상기 제한 랩 홈은 측방향 단부들 각각에 인접하여 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 제한 랩(restraining wrap)을 수용하고 위치시키도록 구성되는, 회전자 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 2 개의 제한 랩들을 더 포함하고, 각각의 제한 랩은 측방향 단부들 각각에 인접하여 회전자 코어 배럴의 벽 둘레에 감싸여서 반경 방향의 압축력을 유도하고 회전자 코어 배럴의 중심축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에서의 벽의 반경 방향 팽창 편향을 억제하는, 회전자 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 회전자 코어 배럴은:
    회전자 코어 배럴의 길이를 따라서 연장된 공동; 및,
    측방향 단부들에서 회전자 코어 배럴과 각각 함께 작용하고 고정되는, 제 1 스터브 샤프트 및 제 2 스터브 샤프트;를 더 포함하고,
    제 1 스터브 샤프트는 상기 제 1 스터브 샤프트의 두께를 통해 연장된 다수의 유출 냉각 도관들을 포함하되 유출 냉각 도관들 각각의 내부 단부는 회전자 코어 배럴의 공동과 계면(interface)을 이루고;
    제 2 스터브 샤프트는 회전자 코어 배럴의 공동과 함께 작용하는 유입 냉각 도관을 포함함으로써, 회전자 코어 배럴의 회전은 제 2 스터브 샤프트의 유입 냉각 도관을 통하여, 공동을 따라서 그리고 다수의 유출 냉각 도관들 밖으로 공기를 유인하여 적어도 회전자 코어 배럴의 내부 온도를 낮추는, 회전자 조립체.
  9. 2 개의 측방향 단부들 각각에 있는 회전자 코어 배럴을 2 개의 스터브 샤프트들중 하나와 함께 작용시키는 단계로서, 각각의 스터브 샤프트는 측방향 단부들에서 회전자 코어 배럴과 함께 작용하고 고정되며, 회전자 코어 배럴은 측방향 단부들 사이에서 연장된 벽 및 적어도 2 개의 압축 브리지들을 포함하고, 각각의 압축 브리지는 측방향 단부들중 하나에 인접한 벽에 형성되고 거리를 두어 분리되는, 단계;
    회전자 코어 배럴의 측방향 단부들에 인접하여 위치된 2 개의 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 벽 둘레에 원주상으로 벽을 따라서 이격되어 벽에 있는 복수개의 자석들의 어레이(array)를 함께 작용시키는 단계;
    회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 벽의 반경 방향 압축 편향을 유도하는 압력으로, 압축 브리지들 사이에서 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 둘레 및 복수개의 자석들 위에 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩(wrap)들을 감싸는 단계; 및,
    측방향 단부들에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽에 대하여 압축 브리지들에서 회전자 코어 배럴의 벽의 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩들에 의하여 유도된, 압축 브리지들을 통한 반경 방향 압축 편향을 가능하게 하는 단계;를 포함하는, 회전자 조립체의 구성 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 압축 브리지들에 의하여 가능한 반경 방향 압축 편향의 함수로서, 중심축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에 인접한 벽의 반경 방향 팽창 편향을 제한하는 단계를 더 포함하고, 상기 반경 방향 팽창 편향은 하나 이상의 미리 응력을 받는 랩들에 의하여 유도된 회전자 코어 배럴의 길이의 적어도 일부를 따라서 회전자 코어 배럴의 반경 방향 압축에 의해 야기되는, 회전자 조립체의 구성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 압축 브리지들의 적어도 일부를 형성하는 제 1 두께 및, 압축 브리지들 사이에서 각각의 압축 브리지에 인접한 적어도 제 2 두께를 가진 회전자 코어 배럴을 형성하는 단계로서, 제 2 두께는 제 1 두께보다 큰, 회전자 조립체의 구성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 회전자 코어 배럴 둘레에 원주상으로 연장된 적어도 2 개의 채널들을 벽에 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 채널들은 적어도 2 개의 압축 브리지들을 형성하는, 회전자 조립체의 구성 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 각각 측방향 단부들중 하나에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에 원주상으로 연장된 2 개의 제한 랩 홈(restraining wrap grooves)들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제한 랩 홈은 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 제한 랩을 수용하고 위치시키도록 구성되는, 회전자 조립체의 구성 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴의 벽 둘레에 적어도 2 개의 제한 랩들중 하나를 감싸서 반경 방향의 압축력을 유도하고 회전자 코어 배럴의 중심축으로부터 멀어지는 측방향 단부들에서의 벽의 반경 방향 팽창 편향을 억제하는 단계를 더 포함하는, 회전자 조립체의 구성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 제한 랩들을 감싸는 것은 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에서 원주상으로 연장된 2 개의 제한 랩 홈들중 하나에 제한 랩들 각각을 감싸는 것을 포함하고, 상기 제한 랩 홈들은 측방향 단부들 각각에 인접한 회전자 코어 배럴 둘레에 감싸인 제한 랩들을 수용하고 위치시키도록 구성되는, 회전자 조립체의 구성 방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 2 개의 스터브 샤프트들을 회전자 코어 배럴과 함께 작용시키는 단계는:
    제 1 스터브 샤프트를 회전자 코어 배럴의 제 1 측방향 단부와 함께 작용시킴으로써 제 1 스터브 샤프트의 두께를 통하여 연장된 하나 이상의 유출 냉각 도관들 각각의 내부 단부가 회전자 코어 배럴의 길이를 통하여 연장된 적어도 하나의 도관과 소통되는 단계; 및,
    제 2 스터브 샤프트를 회전자 코어 배럴의 제 2 측방향 단부와 함께 작용시킴으로써 제 2 스터브 샤프트에 형성된 유입 냉각 도관이 회전자 코어 배럴의 적어도 하나의 공동과 소통되게 하고 제 2 스터브 샤프트의 유입 냉각 도관을 통하여 적어도 하나의 공동을 따라서 다수의 유출 냉각 도관들 밖으로 냉각제 유동 경로를 확립하여, 회전자 코어 배럴의 회전에 응답하여 냉각제가 적어도 회전자 코어 배럴의 내부 온도를 감소시킬 수 있게 하는 단계;를 더 포함하는, 회전자 조립체의 구성 방법.
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