Transport system for power generation unit

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動式発電ユニットに関し、具体的には、道路輸送のために、ロータ軸を互いに実質的に位置合わせした状態でタービンと起電機械をトレーラ上に搭載し、それにより発電現場における位置合わせ調整を最少化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動式発電ユニットはよく知られており、一般的には発電現場への輸送のために別個のトレーラまたは単一のトレーラに搭載されたタービンと直流発電機または交流発電機（本明細書においては相互交換可能的に発電機と呼ぶ）などの起電機械を含んでいる。 一般的にはタービンと発電機は別個のトレーラに搭載される。 現場では、タービンと発電機は互いに連結されて発電ユニットを形成する。 これらユニットは規模も重量も大きく、安全かつ効率的に発電するためには正確な位置合わせが必要であることを認識されたい。 このことによってタービン及び発電機の一方または両方を現場で位置合わせするよう操作する重作業設備を設置することがしばしば必要とされ、その結果かなりの時間と労力を投入することが必要となる。 運転できるように適切に機械を位置合わせ調整するのに完全に一週間かかることさえある。 タービンと発電機を単一のトレーラに搭載する発電ユニットでは、タービン及び発電機ロータは可撓性カプリングで一体に接続するのが一般的である。 タービンと発電機は輸送前に初期位置合わせされているが、輸送中位置合わせを保ち、また運転開始時位置合わせの狂いを矯正、即ち再位置合わせすることは非常に困難である。
このことは一部にはタービンと発電機をトレーラ装置に搭載する方式のせいでもある。

【０００３】さらに、タービンと発電機を単一のトレーラに直接搭載して現場で発電する場合、タービンからのトルクは直接トレーラに伝達される。 トレーラはトルクに適応する構造には作られていないので、発電装置は次第にかつ予測不能の状況で位置合わせに狂いが生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、駆動ラインが初期位置合わせされ輸送中に角度をなす偏向が可能な状態でタービンと発電機を単一トレーラに搭載して道路輸送でき、運転開始時における位置合わせ調整が最少であり、運転中位置合わせが狂う可能性の少ない、実質的な大きさと発電能力をもつ発電ユニットに対する必要性が生じている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施形態によると、初期位置合わせされたタービンと直流発電機または交流発電機（以後、発電機と呼ぶ）などの起電機械とを道路を経由して発電現場に輸送し、現場で装置を容易に位置合わせすることができ、また運転中位置合わせ状態を保つことができる単一トレーラが提供される。 これを達成するために、発電機はトレーラに固定される。 発電機のベースはトレーラのフレームに溶接され、機械の構成部品、即ち静止及び回転構成部品の両方を正確な位置に固定することが好ましい。 しかしながら、タービンはサブベースに固定される。 次いでサブベースは、発電機のベースの一端に、好ましくは横方向に間隔を置いて配置されたクレビスマウントでピボット運動可能に取付けられる。 サブベースの反対側端部はトレーラの中心線に沿ってトレーラフレームに固定されたアイソレータに支持される。 この３点支持、即ちアイソレータ及び１対のクレビスマウントは、輸送中発電機ロータの軸に対してタービンの軸の角度をなす偏向を可能にする。 アイソレータは勿論、現場における発電中、タービン及び発電機の軸の位置合わせを保つためにロック状態にされる。 サブベースは、発電機に隣接した端部で、
トレーラの両側に沿って可能な限り広く横方向に互いに間隔を置いて配置された１対のクレビス形ピボットマウントによって取付けられ、それによってサブベースがその後端部でそれらピボットマウントの周りにピボット運動するのが好ましい。 輸送中、アイソレータは発電機と反対側のタービンの端部の制限された垂直方向の角度をなす動きを許容するので、タービンロータ軸は、トレーラ及び発電機に対するサブベース及びタービンの道路上でのピボット運動時、発電機の軸に対して角度をなして偏向することができる。 ピボットマウントはまた、トレーラに沿う同じ長手方向位置に位置し、タービン及び発電機のロータ間の可撓性カプリングとして機能する。 このことが、クレビス形マウントの横方向軸の周りのタービンを支えるサブベースの角度をなす偏向にも拘わらず、タービン及び発電機の軸が互いにほぼ位置合わせされた状態を保つことを可能にしている。 さらに、サブベースと発電機ベースの間のピン結合されたクレビス形接続によって、タービンを支持するサブベースの非常に僅かな横方向の偏向のみしか許容されていない。 アイソレータ内のばねによって発電機ベースと反対側のサブベースの端部は中央位置に保たれ垂直方向及び横方向の偏向が制限される。

【０００６】初期位置合わせが輸送中保たれ、発電現場における実質的な位置合わせの必要性を最少化するのみでなく、上記の３点支持はまた、タービンのトルクが直接トレーラへではなく、タービンのサブベースから発電機のベースへ直接伝達されることを可能にしている。 この３点支持でタービンからのトルクはピボットピンを介して直接発電機のベースに伝達される。 サブベース用のピボットマウントが可能な限り幅広く間隔を置いて配置され、道路輸送の必要条件に適応することが好ましい。
このことは、もしトルクが直接トレーラに伝達されると、タービンと発電機の軸は次第に、かつ予測不可能な形で位置合わせ状態から外れるので、重要なことである。 トレーラはタービンのトルクを吸収するようには設計されておらず、従って、本発明によると、トルクはタービンの下方に位置しているトレーラに直接伝達されるのではなく、タービンから発電機ベースに直接伝達される。

【０００７】本発明の好ましい実施形態によると、トレーラの全長に沿って互いに間隔を置いて配置された車軸に取付けられた複数の車輪に支持された縦長トレーラと、軸の周りに回転可能なロータを持ち、トレーラ上に配置され、トレーラに固定され、またロータ軸がトレーラの長手方向に延びるように配置された起電機械と、サブベースと、軸の周りに回転可能なロータを持ち、サブベースに固定されたタービンとを含み、タービンと起電機械は、それらのロータ軸が互いに対して実質的に軸方向に位置合わせされて、それぞれサブベースとトレーラ上に搭載されており、起電機械に直近のその端部に隣接してサブベースは、トレーラの前記長手方向に垂直な横方向軸の周りにピボット運動するようにトレーラに接続されており、さらに、トレーラと起電機械から遠い側にあるサブベースの反対側端部に隣接したサブベースとの間に位置し、横方向軸の周りの全体的に垂直方向の、サブベース及びタービンの起電機械から反対側端部のジョイントピボット運動を制限し、それによってトレーラでの発電ユニットの輸送中、ロータの軸が互にほぼ軸方向の位置合わせを保たれる、マウンティングを含む、発電ユニットの輸送装置が提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図面、特に図1には、全体を１２
で示すトレーラに搭載したその全体を１０で示す発電装置が示されている。 発電装置は、例えばガスタービン１
４などのタービン、及び例えば直流発電機または交流発電機などの起電機械１６を備え、それらはいずれもトレーラ１２に搭載されている。 図示されているように、トレーラは縦長で、１対の前部縦長支持ビーム１８及び１
対の後部縦長支持ビーム１９を持ち、以下に明らかになる理由によって前部ビーム１８が後部ビーム１９よりも低い高さになるように互いに溶接されるのが好ましい。
トレーラの後端において、車輪２０が、３つの長手方向に間隔を置いたタンデム配列の車軸に、好ましくはエアサスペンションで支持さる。 トレーラの前端は取外し可能なトレーラグースネック２２にピン結合され、グースネックは、図示してないが、多数の車輪と車軸を持つトレーラにその前端でピボット連結され、トラクタがトレーラに枢着される。 トレーラに沿って長手方向に間隔を置いた位置にトレーラの両側に沿って複数の独立した接地脚２４が設けられ、好ましくは接地脚２４は８つあり、下部支柱及び水平保持板２６を備えている。 脚２４
は、下降させてトレーラを支持し安定させることができ、また図３に示すように車輪２０を地面から持ち上げることができる。

【０００９】発電機はベース２８上に直接搭載され（図１）、次いでベースはトレーラ１２の後部ビーム１９に固定されている。 発電機１６のベース２８は後部ビーム１９に溶接され、発電機をトレーラに強固に固定するのが好ましい。

【００１０】タービン１４は枠組み構造を持つサブベース３０上に搭載される。 多様な縛着具３２により、タービンはタービンの全長に沿って長手方向に間隔を置いた位置でサブベース３０に固定される。 タービン１４の前端部は中央開口部３６を持つシュラウド３４中に配置されており、シュラウド３４はサブベース３０によって支持されている。 調節可能なクレビス形マウント３８でシュラウド３４とタービンの前端部を相互接続し、タービンをその前端部で支持する。

【００１１】本発明によれば、サブベース３０は３箇所、即ち３点支持でトレーラに支持される。 サブベース３０の後部あるいは後方端部における２つのピボット接続４２により、サブベース３０を発電機のベース２８にピボット取付けし、ちなみにベース２８はトレーラに固定されている。 それに代えて、サブベースの後端部をトレーラに直接ピボット接続することもできる。 アイソレータマウント４０がサブベース３０の前端部をトレーラの中心線に沿ってトレーラに固定する。 図１及び図５を参照すると、サブベース３０を発電機のベース２８に結合する２つのピボット接続４２はクレビス形接続を含むのが好ましい。 例えば、図５に示すように、クレビス形接続４２は、基板４４及び互いに間隔を置きピボットピン５０（図１）を受入れるための開口部４８を持つ長手方向に突出したプレート４６を含むことができる。 発電機ベース２８は、基板４４が垂直方向に調節可能に固定される係合基板５１を支持している。 サブベース３０の後端部は、プレート４６の間に受入れられる後方に突出する支持プレート５４を持つ基板５２を備えている。 プレート５４はまたピン５０を受入れるための開口部を備えており、これによってサブベース３０の後端部は発電機１６のベース２８、従ってトレーラにピボット運動可能に連結される。 クレビスの基板４４は、基板４４を発電機ベース２８の基板５１に調節された垂直方向の位置で固定するために垂直方向に延ばされた開口部５５（図５）を備えており、タービン１４と発電機１６のロータ軸の初期位置合わせを容易にする。

【００１２】サブベース３０の前端部において、アイソレータマウント４０は、輸送中に、サブベース３０の前端部の垂直方向の制限された移動を可能にし、即ちサブベースはピボットピン５０の周りをピボット運動し、サブベース３０の前端部の垂直方向の動きを必ず必要とする。 アイソレータマウント４０は商業的に入手可能なマウントであり、支持板６０の制限された垂直方向の動きが可能でありまた複数のばね６２によって中立位置に返るように付勢されているサブベース３０に固定された可動支持プレート６０を持つ。 可動プレート６０はサブベース３０の前端部に固定されており、従ってタービンの前端部はプレート６０の動きに追随する。 また図４を参照して、アイソレータマウント４０の基板６４は、図示してはいないが、ピボットマウント４２を２等分するトレーラの中心縦軸線に沿って適当なボルトで、トレーラの前端部例えば前部ビーム１８に固定される。 従って、
ばね６２上に支持されている可動支持プレート６０は、
ばね６２の付勢力により基板６４に対して制限された距離だけ垂直方向に動く。 現場で発電するために発電ユニットの運転準備をする時、可動プレート６０は垂直方向に調節された位置で基板６４に適当なボルトで固定することができることに注目されたい。 さらに、基板６４に対する支持プレート６０の横方向の動きは、ばね６８によって可能となる。 このように、非常に制限された範囲内で、サブベース３０の前端部は横方向に移動することができる。 輸送中に、支持プレート６０がサブベースの前端部の制限された垂直方向及び横方向の動きを可能にし、また現場における運転開始時及び発電運転中、アイソレータマウントがトレーラにロック状態にされ、サブベース３０の前端部を、したがってタービンを垂直方向または横方向の何れの動きに対しても固定することに注目されたい。 ロック状態は、可動プレート６０が垂直方向にも横方向にも動くことができないように、可動プレート６０と基板６４を互いにボルト止めすることによって得られる。

【００１３】輸送及び発電操業中は、可撓式の商業的に入手可能なカプリング７８(図６）をタービンロータ７
０と発電機ロータ７２の間に設ける。 カプリング７８はペンシルバニア州エリーのＡｍｅｒｉｄｒｉｖｅｓ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社より入手可能で、サイズ番号Ｓ２２−Ｇシリーズ：ＨＨＡｍｅｒｉｆｌｅｘカップリングという商品名称が付けられている。 簡単にいえば、カプリング７８は両端でフランジ８２と８４に固定されている中央スリーブ８０を備えている。 フランジ８
２は複数の金属ラミネーション８６の内径に固定されている。 金属ラミネーション８６は外径でフランジ８８に固定され、フランジ８８は次にタービンロータ７０に固定されている。 同様に、カプリングの反対側端部８４は金属ラミネーション９０の内径に固定されている。 ラミネーション９０の外径はスリーブ９４の一部を形成するフランジ９２に固定され、スリーブの反対側端部は発電機ロータ７２に固定されるフランジ９６を持つ。 このカプリングでタービンロータの軸がラミネーション８６及び９０によって許される制限された範囲までなら発電機ロータの軸に対して角度をなして偏向することができる。

【００１４】この輸送装置の使用においては、起電機械１６は組立て現場でトレーラ１２に固定される。 特に、
発電機１６のベース２８はトレーラの支持ビーム１９
に、好ましくは溶接により固定される。 次にサブベース３０はクレビス形接続４２とピン５０によって機械１６
のベース２８にピン結合される。 サブベース３０の前端部もまた前もってトレーラの前端でビーム１８に固定してあるアイソレータマウント４０の可動支持プレート６
０に固定される。 タービンがサブベースに搭載されると、タービンロータ７０の軸と機械のロータ７２の軸の位置合わせは標準化された手順で達成される。 サブベース３０は垂直方向に調節され横方向にはシムを入れられてロータ軸を位置合わせすることができることに注目されたい。 可撓性カプリング７８は輸送の前にロータを相互に接続するために適用できるし、あるいは輸送の後に設置中に発電現場でロータに固定することもできる。

【００１５】上記に説明したようにタービン及び機械１
６がトレーラに搭載されて、トレーラは発電現場に輸送される。 そのような輸送中に、トレーラが、従ってタービン１４及び機械１６が種々の道路の状態の影響を受け、ロータの軸の位置合わせが狂いを生じがちであることに注目されたい。 例えば、トレーラが発電ユニットの重量により幾らか沈下しあるいは撓む可能性があり、またサスペンション装置がタービン及び発電機の相対的な移動を引起こしがちなタービン及び機械の振動を防ぐのに十分でない可能性がある。 しかしながら、タービンが搭載されているサブベース３０の３点支持によって輸送中及び設置現場でロータの軸は実質的に位置合わせされた状態で保たれる。

【００１６】タービンの前端部は、輸送中ロックが解除されるアイソレーションマウント４０のばねの付勢に抗して垂直方向に移動する(従って、サブベース３０がピン５０の周りをピボット運動する）ことができるが、ロータ軸の位置合わせは保たれる。 その結果、設置現場では、発電機に対するタービンの最少の調節が必要なだけである。 さらに、アイソレータマウントがロック状態にされている運転開始時及び発電中、タービンによって発生されサブベース３０に伝達されるトルクは、次にピン接続を介して発電機１６のベースに直接伝達される。 このことが、トルクがトレーラの前部に直接伝達することを防止し、トレーラが対応するようには設計されていない応力がトレーラにかかるのを防止する。 アイソレータマウント４０がトレーラの中心線に沿って位置しているので、トルクはサブベース３０の前端部からトレーラに伝わることはできない。 トルクがトレーラの前部に伝達することを防止することによって、発電中にタービン及び発電機の位置合わせが狂う傾向は完全に避けられる。

【００１７】本発明を最も実際的で好ましい実施形態であると現在思料されるものについて説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲に含まれる種々の変更形態ならびに同等の配置が包含されることを意図していることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による道路輸送用に構成されたトレーラに搭載されたタービン及び発電機の側面図。

【図２】 現場での発電中モードの、図１の発電ユニットの斜視図。

【図３】 同上の側面図。

【図４】 タービンのサブベースの前端部用のアイソレータマウントの立面及び断面組合せ図。

【図５】 発電機ベースに対するタービン用サブベースの２つのピボットマウントのうちの１つの一部を構成するクレビスの斜視図。

【図６】 タービン及び発電機のロータ間の可撓性カプリングの一部断面側面図。

【符号の説明】

１０ 発電装置 １２ トレーラ １４ ガスタービン １６ 発電機 １８ 前部ビーム １９ 後部ビーム ２０ 車輪 ２２ トレーラグースネック ２４ 接地脚 ２８ ベース ３０ サブベース ３２ 縛着具 ３８ クレビス形マウント ４０ アイソレータマウント ４２ ピボット接続 ７０ タービンロータ ７２ 発電機ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・アレン・バテン アメリカ合衆国、テキサス州、ベイタウ ン、ネブラスカ、3230番 Ｆターム(参考） 5H615 AA00 BB02 BB04 BB05 PP01 PP02 PP28 SS10 SS55 SS59