JP2000213305A - 蒸気タ―ビン又はガスタ―ビンのためのケ―シング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な手段によって、蒸気タービン又はガス
タービンのケーシングが、その円形の形状を運転中維持
するようにする。 【解決手段】 半殻体（２）が、種々異なる厚さの、フ
ランジとは逆の側の１つの上方の範囲（５）と、２つの
中間の範囲（６）と、フランジの方の側の２つの下方の
範囲（７）とを有している。上方の範囲（５）の壁厚は
下方の範囲（７）の壁厚よりも増厚されている。中間の
範囲（６）の壁厚は変化していて、上方の範囲（５）及
び下方の範囲（７）に連続的に移行している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシング半部が
１つの半殻体と２つのフランジとから成っている形式
の、蒸気タービン又はガスタービンのためのケーシング
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンのための圧縮機ケーシング
であって、ケーシング半部が１つの半殻体と２つのフラ
ンジとから成っているものは公知である。これらのケー
シングは殻体全体の上方及び下方の範囲に疑似フランジ
を有している。しかしこれらのケーシングは、ガスター
ビンの運転の際に平均温度が高いために、疑似フランジ
の範囲内でより大きな半径方向の膨張が生じ、したがっ
てケーシングの形状がその円形の形状から変化する。こ
の変形は効率を低下せしめる。それはケーシングとター
ビン羽根の端部との間の間隙が増大し、この箇所におい
て蒸気又は空気が、タービンにおける作業を行うことな
しに、妨げられることなく貫流することができるからで
ある。

【０００３】蒸気タービンのためのケーシングであっ
て、ケーシング半部が１つの半殻体と２つのフランジと
から成り、かつ水平のフランジに鉛直のスリットを有し
ているものも公知である。しかしこのことは、半殻体と
フランジとにおける温度分配に基づいて、半殻体が内実
のフランジのねじによる固定によって著しく変形するこ
とをもたらす。この変形は半径方向でも、また軸方向で
もケーシングに生じる。半径方向では、半殻体が上方に
向かって膨張し、両方のフランジがわずかに内方にずら
されることによって、円形の半殻体形状からだ円面形状
が生じる。軸方向では、半径方向の効果がケーシング内
部の種々異なる温度分配に基づいて種々異なって生じ、
やはり変形をもたらす。これらの変形は、ケーシングと
タービン羽根の端部との間の半径方向の遊びが必然的に
増大せしめられることによって、よりわずかな効率をも
たらす。それは、増大せしめられた蒸気が、タービンに
おける作業を行うことなしに、貫流することができるか
らである。分離フランジが有しているスリットは特にケ
ーシングの軸方向の変形を減少させるが、しかしこれ単
独では、半径方向の変形ひいては効率の減少を阻止する
には不充分である。

【０００４】更に、蒸気タービンケーシングの変形を焼
きばめリングによって防止する構造が公知である。しか
しこの構造は、それが極めて高価であり、特別な組立装
置を必要とするという欠点を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、蒸気
タービン又はガスタービンのケーシングが、その円形の
形状を運転中維持し、あるいは単に比較的にわずかな変
形をするだけであって、ケーシングとタービン羽根の端
部との間の半径方向の遊びを減少させ、ひいては効率の
減少を回避させることである。更に高価な構造及び組立
装置が回避されるようにする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、半殻体が、種々異なる厚さの、フランジとは逆の
側の１つの上方の範囲と、２つの中間の範囲と、フラン
ジの方の側の２つの下方の範囲とを有しており、その際
フランジとは逆の側の上方の範囲の壁厚はフランジの方
の側の下方の範囲の壁厚よりも増厚されており、中間の
範囲の壁厚は変化していて、フランジとは逆の側の範囲
及びフランジの方の側の範囲に連続的に移行しているよ
うにすることによって、解決される。

【０００７】

【発明の効果】本発明の利点は、ケーシングの半殻体の
壁厚を変化させることによって、だ円面形状への変形が
半径方向でも、また軸方向でも、明確に減少せしめられ
ることである。ケーシングはしたがって、ケーシングと
タービン羽根の端部との間のわずかな半径方向遊びを有
しており、これによって従来のものに比して著しく改善
された効率を有している。全体として、本発明によって
蒸気タービンの効率が0.2 ％〜 0.3 ％改善される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の有利な実施の形態は従属
請求項に記載したとおりである。

【０００９】

【実施例】図１は本発明によるケーシング１の１実施例
の断面図を示し、このケーシングは蒸気タービン又はガ
スタービンのために使用される。全体のケーシングは２
つの同じケーシング半部から成り、これらのケーシング
半部のうち単に一方のケーシング半部だけが示されてい
る。ケーシング１のケーシング半部は１つの半殻体２と
２つのフランジ３とから成り、これらのフランジはケー
シング１の図示されていない他方のケーシング半部のフ
ランジに固定される。半殻体２の壁厚は種々の範囲にお
いて異なっている。フランジとは逆の側の上方の範囲５
は、フランジの方の側の下方の範囲７よりも増厚されて
いる。図示の実施例では、フランジとは逆の側の上方の
範囲５の壁厚はフランジの方の側の下方の範囲７の壁厚
の1.5 倍である。しかし上方の範囲をどの程度増厚する
かは、種々異なることができ、タービンの設計ひいては
運転圧力及び運転温度に関連している。しかし、フラン
ジとは逆の側の上方の範囲５の増厚はフランジの方の側
の下方の範囲７の壁厚の 2 倍を越えてはならないこと
が判明した。フランジとは逆の側の上方の範囲５及びフ
ランジの方の側の下方の範囲７は中間の範囲６によって
結合されている。この中間の範囲６の壁厚は変化してお
り、両側の範囲５，７に連続的に移行している。有利に
は図示の実施例ではフランジとは逆の側の上方の範囲５
は、ケーシング１の中心軸線４を中心にして鉛直線から
各側に４５°の角度にわたって配置されている。これに
続いて中間の範囲６が１５°の角度にわたって配置され
ている。しかし本発明による構造作用を得るために別の
角度も考えることができる。中間の範囲６及び特にフラ
ンジとは逆の側の上方の範囲５は、増厚されていないフ
ランジの方の側の下方の範囲７よりも剛性であるので、
運転中温度分配に基づいて範囲７よりもわずかにしか変
形しない。フランジの方の側の下方の範囲７はより大き
く変形し、継ぎ手のように作用し、極めて大質量に構成
されていてねじによって固定されているフランジ３と部
分的に増厚されている中間の範囲６若しくはフランジと
は逆の側の増厚されている上方の範囲５との間で補償作
用を行う。全体としてこのことは、ケーシング１のより
小さい半径方向及び軸方向の変形をもたらし、ケーシン
グ１はタービンの運転中明確により円形にとどまる。ケ
ーシング１と図示していないタービン羽根の端部との間
の半径方向遊びが小さいことによって、効率も著しく高
められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるケーシングの１実施例の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ケーシング、 ２ 半殻体、 ３ フランジ、 ４
中心軸線、 ５ 上方の範囲、 ６ 中間の範囲、
７ 下方の範囲

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング半部が１つの半殻体（２）と
   ２つのフランジ（３）とから成っている形式の、蒸気タ
   ービン又はガスタービンのためのケーシング（１）にお
   いて、半殻体（２）が、種々異なる厚さの、フランジと
   は逆の側の１つの上方の範囲（５）と、２つの中間の範
   囲（６）と、フランジの方の側の２つの下方の範囲
   （７）とを有しており、その際フランジとは逆の側の上
   方の範囲（５）の壁厚はフランジの方の側の下方の範囲
   （７）の壁厚よりも増厚されており、中間の範囲（６）
   の壁厚は変化していて、フランジとは逆の側の範囲
   （５）及びフランジの方の側の範囲（７）に連続的に移
   行していることを特徴とする、蒸気タービン又はガスタ
   ービンのためのケーシング。
2. 【請求項２】 フランジとは逆の側の範囲（５）がケー
   シング（１）の中心軸線（４）を中心にして鉛直線から
   各側に４５°の角度にわたって配置されており、中間の
   範囲（６）はそれに続いて１５°の角度にわたって配置
   されていることを特徴とする、請求項１記載のケーシン
   グ。
3. 【請求項３】 フランジとは逆の側の上方の範囲（５）
   の壁厚が、最大で、フランジの方の側の範囲（７）の壁
   厚の２倍であることを特徴とする、請求項２記載のケー
   シング。
4. 【請求項４】 フランジとは逆の側の上方の範囲（５）
   の壁厚が、フランジの方の側の範囲（７）の壁厚の 1.5
   倍であることを特徴とする、請求項３記載のケーシン
   グ。