專利名稱：絕緣構造型轉子耦合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及絕緣構造型轉子耦合器，其恰好適用于在蒸汽輪機與燃氣輪機或另一臺蒸汽輪機等轉動機械之間配置發電量的發電設備，尤其是具備可以防止因軸電壓產生而引起的對轉子及軸承等的電腐蝕之構造。
若此，通過采用在蒸汽輪機1和燃氣輪機3之間配置發電機2的結構，就可以在實質上將蒸汽輪機1和燃氣輪機3之間分離開。據此，同將發電機、蒸汽輪機、燃氣輪機(或者另一臺蒸汽輪機等轉動機械)按順序配置的結構相比，可以用離合器5將蒸汽輪機1和燃氣輪機2分離開，能帶來使用靈活的效果。
然而，在上述圖8所示配置的場合，在發電機2的勵磁端和其相對端的軸處，從原理上講軸電壓是不同的，故其之間若連上(譬如通過接地柵等)的話，借這一閉合回路上就有大量電流流過各轉子1a、2a、3a。
這樣的軸電壓若超過閾值，就會出現這樣的問題各轉子1a、3a和各軸承7......7之間的絕緣會遭到破壞而放電，各轉子1a、3a的軸頸及接地柵表面以及各軸承7......7的支承因電腐蝕作用而受損。
作為預防這種損害的對策，有這樣一種方法如圖8所示，在蒸汽輪機1和發電機2之間設接地極9a，以讓軸電流跑掉。
通常，象各轉子2a、3a那樣聯接的連續導體，通過讓其中某一點接地就可以做到在任何一處都達到相同電位。但是，在蒸汽輪機1和燃氣輪機3之間配置發電機2的這種單軸系統結構卻例外，即便某一點接地，遠離該點處的電位也會變高。故，僅靠設接地極9a的對策是不夠的。
對此，研究出這樣的對策如圖8所示，進一步在燃氣輪機3和發電機2之間設接地極9b，以防止遠離接地極9a的轉子3a的電位變高。然而，在采用2點接地的場合，若預先不對接地柵作個別處理(譬如2點間連接)，如圖中箭頭c所示的環狀閉合回路電流就大量地循環而流，故如前所述，會出現起因于軸電壓的、各轉子1a、3a和各軸承7......7因電腐蝕作用而受損的問題。
因此，僅靠設接地極9a、9b的軸電壓對策是不夠的，尚需新對策。
為達到上述目的，本發明采用如下結構。
(1)一種絕緣構造型轉子偶合器，用于在蒸汽輪機與燃氣輪機或另一臺蒸汽輪機等轉動機械之間配置發電機、聯接所述發電機轉子與所述轉動機械轉子、在所述蒸汽輪機轉子上設第1接地極、在所述發電機轉子上設第2接地極的發電設備，其特征在于將所述發電機與所述蒸汽輪機的兩個轉子以電絕緣狀態聯接起來。
根據這種絕緣構造型轉子偶合器，通過介于第1接地極及第2接地極達到接地，可以降低各轉子的電位。并且，靠絕緣構造型轉子偶合器，可以阻止電流從發電機轉子朝向第1接地極流。
(2)關于前述(1)的絕緣構造型轉子偶合器，其特征在于具備設在所述發電機轉子一側的發電機端法蘭、設在所述蒸汽輪機轉子一側的蒸汽輪機端法蘭、夾在所述發電機端法蘭和所述蒸汽輪機端法蘭之間的法蘭間絕緣部件、及在夾所述法蘭間絕緣部件狀態下固接所述發電機端法蘭與所述蒸汽輪機端法蘭的聯接螺栓，在所述法蘭間絕緣部件及所述聯接螺栓上分別設有用于切斷所述發電機端法蘭與所述蒸汽輪機端法蘭之間通電路徑的絕緣部，該絕緣部是由氧化鋁噴鍍面或酚醛塑料構成的。
根據這種絕緣構造型轉子偶合器，可以靠絕緣部切實切斷發電機端法蘭與蒸汽輪機端法蘭之間通電路徑。
(3)關于前述(2)的絕緣構造型轉子偶合器，其特征在于所述氧化鋁噴鍍面用硅酮類樹脂覆蓋。
根據這種絕緣構造型轉子偶合器，可以用硅酮類樹脂覆蓋氧化鋁噴鍍面的氧化鋁層產生的微氣孔，可以提高氧化鋁噴鍍面具有的電絕緣效果。
(4)關于前述(2)或(3)的絕緣構造型轉子偶合器，其特征在于所述氧化鋁噴鍍面設于鎳鉻底漆之上。
根據這種絕緣構造型轉子偶合器，是在設了鎳鉻底漆后再施以氧化鋁噴鍍，故可以提高在施氧化鋁噴鍍面上氧化鋁噴鍍的密接性。
圖2是該發電設備要部示意圖、即
圖1中A部的縱向截面圖。
圖3是該發電設備要部所具備的絕緣構造型轉子耦合器之示意圖、即圖2中B部放大示意圖。
圖4是該絕緣構造型轉子耦合器之示意圖、即沿圖3中C-C線的視圖。
圖5是該絕緣構造型轉子耦合器示意圖、即圖3中D部放大示意圖。
圖6是該絕緣構造型轉子耦合器要部示意圖、即圖3中E部放大示意圖。
圖7是該絕緣構造型轉子耦合器要部示意圖、即圖3中F部放大示意圖。
圖8是已有的具備絕緣構造的發電設備的概略結構示意圖。
根據圖1，本實施例的發電設備具備如是概略結構在蒸汽輪機11和燃氣輪機12(轉動機械)之間配置發電機13，發電機13的轉子13a和蒸汽輪機11的轉子11a之間介于離合器14(自動插脫裝置)及傳動軸15聯接，發電機13的轉子13a和燃氣輪機12的轉子12a相聯接。
須指出的是，雖然在本實施例描述中是以燃氣輪機12來舉例說明所述轉動機械，但是也可以設置圖中省略的另一臺蒸汽輪機等其他轉動機械而取代燃氣輪機12。
進一步，本實施例的發電設備還采用了如是結構如圖1及圖2所示，發電機13與蒸汽輪機11的兩個轉子13a、11a之間通過以電絕緣狀態聯接該兩轉子13a與11a的絕緣構造型轉子偶合器16相連接，在比絕緣構造型轉子偶合器16要靠近蒸汽輪機11一側的轉子11a上設第1接地極17(是使電刷前端滑動配合于蒸汽輪機11一側的轉子11a表面的這種形式的接地極)，在發電機13轉子13a的靠燃氣輪機12一側設第2接地極18(是使電刷前端滑動配合于發電機13一側的轉子13a表面的這種形式的接地極)。
另外，圖1中標號19......19代表分別支承轉子11a、傳動軸15、轉子13a、轉子12a等轉子的軸承。
如圖3所示，絕緣構造型轉子偶合器16結構是具備設在發電機13轉子13a一側的發電機端法蘭22(一體固定于轉子13a端部)、設在蒸汽輪機11轉子11a一側的轉子即傳動軸15上的蒸汽輪機端法蘭21(一體形成于傳動軸15一端)、夾在發電機端法蘭22和蒸汽輪機端法蘭21之間的法蘭間絕緣部件23、及在夾法蘭間絕緣部件23狀態下固接發電機端法蘭22與蒸汽輪機端法蘭21的聯接螺栓24......24。
并且，在法蘭間絕緣部件23及各聯接螺栓24......24上分別設有用于切斷發電機端法蘭22與蒸汽輪機端法蘭21之間通電路徑的絕緣部，它是由氧化鋁噴鍍面或酚醛塑料構成的。至于該由氧化鋁噴鍍面或酚醛塑料構成的絕緣部以后還將詳述。
法蘭間絕緣部件23是這樣構成的如圖4及5所示，具備墊片23a、從兩側夾住該墊片23a并構成凹凸配合部之凸部的一對圓環23b與23c、將該等圓環23b與23c相對于墊片23a都固定起來的多個螺釘23d......23d。
墊片23a是用于調節傳動軸15與轉子13a之間間隙大小的金屬制圓盤部件，在其兩側形成有圓形凹部23a1與23a2當做用于將圓環23b與23c分別同軸嵌入的凹凸配合部之凹部。
圓環23b與23c，為薄板圓環形狀的金屬部件，在其同上述圓形凹部23a1與23a2接觸的側面及外表面(圖5中粗線所示部分)上施以氧化鋁噴鍍(構成絕緣部的氧化鋁噴鍍面)，目的在于電絕緣。即使在將同是金屬部件的圓環23b與23c都貼附到墊片23a上的狀態下，也可以確保圓環23b與23c和墊片23a之間處于電絕緣狀態。
再者，固定圓環23b與23c的螺釘23d......23d是酚醛塑料制部件(絕緣部)，故依然可以確保圓環23b與23c和墊片23a之間處于電絕緣狀態。又，構成凹凸配合部之凸部的一對圓環23b與23c，如圖6所示，通過其分別嵌入法蘭21與22上形成的凹部21a與22a，可以將傳動軸15與轉子13a調整到相互同軸。
須指出的是，關于上述氧化鋁噴鍍面，為了防止其剝離，可預先在噴鍍面上施以鎳鉻底漆后再行噴鍍。還有，由于氧化鋁層會產生微氣孔，不加處理的話氧化鋁噴鍍面絕緣效果勢必不佳，故為了達到完美的絕緣效果，用硅酮類樹脂作全面覆蓋。盡管說明省略了，但是以下所提到的所有氧化鋁噴鍍，都同樣是意味著施底漆及硅酮類樹脂覆蓋。
各聯接螺栓24......24，如圖6及圖7所示，由螺栓主體24a、螺帽24b及24b、開尾銷24c及24c、絕緣套24d、絕緣墊24e及24e、絕緣圈24f及24f構成。
由螺栓主體24a與螺帽24b及24b均是金屬部件，靠開尾銷24c及24c將螺帽24b及24b止旋。
絕緣套24d是由酚醛塑料制的套在帶螺紋的螺栓主體24a外周上的薄壁圓筒形部件(絕緣部)，其可以防止螺栓主體24a表面同上述法蘭21及22的螺栓孔接觸、以至使傳動軸15與轉子13a處于電導通狀態。
絕緣墊24e及24e是金屬墊，但在其同法蘭21及22接觸的接觸面和外周面(見圖7粗線部分)上施以氧化鋁噴鍍(構成絕緣部的氧化鋁噴鍍面)，目的在于電絕緣。那么，借其氧化鋁噴鍍，可以防止絕緣墊同上述法蘭21及22接觸、以至使傳動軸15與轉子13a處于電導通狀態。
絕緣圈24f及24f是酚醛塑料制的圓圈形部件(絕緣部)，分別嵌入絕緣墊24e及24e上各自形成的凹部24e1及24e1內。而且，靠絕緣圈24f及24f，可以防止絕緣墊24e及24e同上述法蘭21及22接觸、以至使傳動軸15與轉子13a處于電導通狀態。
故，本實施例的發電設備，通過介于第1接地極17及第2接地極18達到接地，可以降低各轉子13a、12a、11a、傳動軸15以及離合器14的電位。并且，靠絕緣構造型轉子偶合器16，可以阻止電流從發電機13轉子13a朝向第1接地極流。
如上所述，本實施例的發電設備所采用的結構是在發電機13與蒸汽輪機11的兩個轉子13a、11a之間設絕緣構造型轉子偶合器16，在比絕緣構造型轉子偶合器16要靠近蒸汽輪機11一側的轉子11a上設第1接地極17，在轉子13a的靠燃氣輪機12一側設第2接地極18。根據這一結構，由于可以靠第1接地極17和第2接地極18來降低轉子11a、13a、12a的軸電壓，同時還可隔斷電流從發電機13轉子13a朝向第1接地極17流，所以可以構成這樣的軸電壓對策構造能切實阻止起因于軸電壓的對各軸承19......19、各轉子11a、12a以及離合器14等的電腐蝕。
故，可以采用在蒸汽輪機11和燃氣輪機12之間配置發電機13的結構，而不會出現軸電壓引起的問題。同將發電機、蒸汽輪機、燃氣輪機按順序配置的結構相比，可以用離合器14將蒸汽輪機11和燃氣輪機12分離開，能帶來使用靈活的效果。
再者，本實施例的絕緣構造型轉子偶合器16采用的結構是具備發電機端法蘭22和蒸汽輪機端法蘭21和法蘭間絕緣部件23及聯接螺栓24......24，在法蘭間絕緣部件23及各聯接螺栓24......24上分別設有由氧化鋁噴鍍面或酚醛塑料構成的絕緣部。根據這樣的結構，由于可以靠絕緣部切實切斷發電機端法蘭22與蒸汽輪機端法蘭21之間通電路徑，所以可以切實阻止電流從發電機13轉子13a朝向第1接地極17流。
還有，本實施例的絕緣構造型轉子偶合器16還采用了用硅酮類樹脂覆蓋氧化鋁噴鍍面的結構。根據這樣的結構，可以更加切實地發揮氧化鋁噴鍍面電絕緣效果。
另外，本實施例的絕緣構造型轉子偶合器16采用了氧化鋁噴鍍面設于鎳鉻底漆之上的結構。根據這樣的結構，可以提高在施氧化鋁噴鍍面上氧化鋁噴鍍的密接性，使得氧化鋁噴鍍面難以剝離。
本發明可以達到如下效果。
(1)絕緣構造型轉子偶合器用于發電設備——是在蒸汽輪機與轉動機械之間配置發電機、聯接所述發電機轉子與所述轉動機械轉子、在所述蒸汽輪機轉子上設第1接地極、在所述發電機轉子上設第2接地極——的發電設備，采用將所述發電機與所述蒸汽輪機的兩個轉子以電絕緣狀態聯接起來的結構。根據這種結構，可以降低各轉子軸電壓，同時靠這種絕緣構造型轉子偶合器，可以阻止電流從發電機轉子朝向第1接地極流，故可以構成這樣的軸電壓對策構造能切實阻止起因于軸電壓的對各軸承及各轉子等的電腐蝕。
(2)絕緣構造型轉子偶合器采用如是結構具備發電機端法蘭、蒸汽輪機端法蘭、法蘭間絕緣部件、及聯接螺栓，在法蘭間絕緣部件及聯接螺栓上分別設有由氧化鋁噴鍍面或酚醛塑料構成的絕緣部。根據該結構，由于可以靠絕緣部切實切斷發電機端法蘭與蒸汽輪機端法蘭之間通電路徑，所以可以阻止電流從發電機轉子朝向第1接地極流。
(3)絕緣構造型轉子偶合器采用如是結構氧化鋁噴鍍面用硅酮類樹脂覆蓋。根據該結構，可以更加提高氧化鋁噴鍍面的電絕緣效果。
(4)絕緣構造型轉子偶合器采用如是結構氧化鋁噴鍍面設于鎳鉻底漆之上。根據該結構，可以提高在施氧化鋁噴鍍面上氧化鋁噴鍍的密接性，使得氧化鋁噴鍍面難以剝離。
權利要求
1.一種絕緣構造型轉子偶合器，用于在蒸汽輪機與燃氣輪機或另一臺蒸汽輪機等轉動機械之間配置發電機、聯接所述發電機轉子與所述轉動機械轉子、在所述蒸汽輪機轉子上設第1接地極、在所述發電機轉子上設第2接地極的發電設備，其特征在于將所述發電機與所述蒸汽輪機的兩個轉子以電絕緣狀態聯接起來。
2.按權利要求1所述的絕緣構造型轉子偶合器，其特征在于具備設在所述發電機轉子一側的發電機端法蘭、設在所述蒸汽輪機轉子一側的蒸汽輪機端法蘭、夾在所述發電機端法蘭和所述蒸汽輪機端法蘭之間的法蘭間絕緣部件、及在夾所述法蘭間絕緣部件狀態下固接所述發電機端法蘭與所述蒸汽輪機端法蘭的聯接螺栓，在所述法蘭間絕緣部件及所述聯接螺栓上分別設有用于切斷所述發電機端法蘭與所述蒸汽輪機端法蘭之間通電路徑的絕緣部，該絕緣部是由氧化鋁噴鍍面或酚醛塑料構成的。
3.按權利要求2所述的絕緣構造型轉子偶合器，其特征在于所述氧化鋁噴鍍面用硅酮類樹脂覆蓋。
4.按權利要求2或3所述的絕緣構造型轉子偶合器，其特征在于所述氧化鋁噴鍍面設于鎳鉻底漆之上。
全文摘要
一種絕緣構造型轉子耦合器，用于發電設備——是在蒸汽輪機(11)與燃氣輪機(12)或另一臺蒸汽輪機等轉動機械之間配置發電機(13)、聯接發電機(13)轉子(13a)與轉動機械轉子(12a)、在蒸汽輪機(11)轉子(11a)上設第1接地極(17)、在所述發電機(13)轉子(13a)上設第2接地極(18)——的發電設備，將發電機(13)與蒸汽輪機(11)的兩個轉子(13a)與(11a)以電絕緣狀態聯接起來。可以切實防止起因于軸電壓的對軸承及轉子等的電腐蝕。
文檔編號C23C4/10GK1401887SQ02130169
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月22日 優先權日2001年8月27日
發明者戶田秀行, 石坂治生, 森井喜之 申請人:三菱重工業株式會社