JP5920851B2 - タービンのための固定装置および固定を提供するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、タービンのための固定装置に関し、特に、タービンハウジング内の構成部品、すなわちタービンのハウジング内に突出している構成部品に、固定および封止を提供する固定装置に関する。本発明は、タービンハウジング内の構成部品への固定を提供するための方法にも関する。

ガスタービンまたは蒸気タービンは、機械的仕事または推力を発生するために作動する。通常、タービンは、発電のために、タービンに接続された発電機を有している。タービンの一般的な装置として、圧縮機ユニットと、燃焼器ユニットと、ロータと、排気ユニットと、これらのユニットをすべて覆うためのハウジングとを備えている。ハウジングは、タービン軸線の高さで水平方向に２つに分かれており、これら２つの部分はボルト締めされており、１つの堅固なユニットを形成している。ハウジング内のいくつかの構成部品は、タービンを組み立てた後に、交換またはメンテナンスのために取り外す必要があるが、構成部品を取り出すために、ハウジングの２つの部分を毎回分解することは実用的ではない。通常の解決策としては、ハウジングの、構成部品に対応する位置に開口部が形成される。開口部は、各シール装置によって閉鎖および封止されている。メンテナンス時、シール装置は取り外され、かつ構成部品は引き抜かれる。メンテナンスが終わると、構成部品は再び押し込まれ、かつシール装置は再び組み立てられる。通常、タービンは、ハウジング内において高温高圧環境を有しているので、シール装置は、高いレベルの封止を提供し、かつハウジング内の構成部品への固定を提供する必要もある。

従来の一般的なフランジ装置は、スペースが限られた条件下において、ハウジング内の高温高圧環境を封止するための条件を満たすことができない。ある別の封止装置が、高温高圧環境下においてハウジング内の構成部品に封止および固定を提供するために使用されている。しかし、そのようなシール装置は、多くの部分から構成される複雑な構造を有している。その結果、タービンの分割面に近い位置といった限られたスペース条件において使用することができない。

本発明は、上述した技術的問題を解決することを目的としている。

１つの態様では、本発明は、タービンのための固定装置であって、タービンのハウジング４００に取り付けられたフランジ１００と、ハウジング内の構成部品３００への固定を提供するためにフランジに収容されたナットアセンブリ２００とを備えており、フランジ１００は、複数の第１のボルト１０１によりハウジングに固定されており、かつ中央ねじ穴を備えており、ナットアセンブリ２００は、ナットボディ２０１を備えており、ナットボディ２０１は、ナットボディの中心軸線に沿って形成された第１の穴２０６と、中心軸線の周りに形成された複数の第２の穴２０７と、各第２の穴に収容された複数の第２のボルト２０２とを有しており、ナットボディは、その外周表面にねじ山が形成されており、かつフランジの中央ねじ穴内に嵌められており、第２のボルトは、タービンのハウジング内の構成部品３００に対する固定を提供するために第２の穴に螺合させられている、タービンのための固定装置を提供する。ナットアセンブリ２００は、各第２の穴２０７に収容された複数のスリーブ２０３をさらに備え、複数の第２のボルト２０２は各スリーブ２０３に収容されている。

別の態様では、本発明は、上述の固定装置によって、タービンのハウジング４００内の構成部品３００への固定を提供するための方法であって、
ａ 複数の第１のボルト１０１を介してハウジング４００にフランジ１００を取り付ける工程と、
ｂ フランジの中央ねじ穴にナットアセンブリ２００を螺合する工程と、
ｃ ハウジング内の構成部品に対する固定を提供するために第２のボルト２０２を締め付ける工程と、を含む方法を提供する。

本発明において、固定装置は、スペースが狭くかつ限られた条件に適しており、そのため、装置をタービンの分割面に極めて近い位置に配置することが可能になる。さらに、固定装置の全体構造は、シンプルかつ軽量で、一般的な工具で簡単に組み立てることができる。さらに、本発明の固定装置の設計は、ナットアセンブリがタービンハウジング内の厳しい環境において起こり得る損傷により動かせない場合にフランジを簡単に取り外すことによって装置全体を分解するための付加的な機会を可能にする。

本発明を、以下で、図面とともに例示的な実施の形態に基づいてより詳細に説明する。

組み立て前の固定装置を示す概略図である。 組み立て後の固定装置を示す斜視図である。 固定装置を示す平面図である。 図３の線Ａ−Ａに沿った固定装置の平断面図である。 固定装置のナットアセンブリを示す斜視断面図である。

図１は、タービンのための固定装置の概略図を分解図で示している。固定装置は、２つの主要部、すなわちフランジ１００およびナットアセンブリ２００を備えている。部分３００は、上述の「背景技術」の節で述べられているように、タービンのハウジング内に据え付けられた構成部品である。構成部品３００は、ハウジング内に突出しており、かつメンテナンス時に引き抜くことができる。図２に示されるように、フランジ１００は、複数のボルト１０１を介してハウジング４００に取り付けられている。図２は、組み立てられ、ハウジング４００にともに取り付けられた固定装置を示している。参考までに、ハウジング４００が図２に部分的に示されている。図３は、図２の固定装置の平面図を示している。

図４は、図３の線Ａ−Ａに沿った固定装置の断面図であって、ボルト１０１およびナットアセンブリ２００の断面図を１つの図に示している。本発明の実施の形態は、この図面を参照にして詳細に説明される。図４に示されるとおり、フランジ１００は、ボルト１０１を介してハウジング４００に取り付けられている。図面に示されているボルト１０１の数は４つである。しかし、フランジ１００をハウジング４００に固定することができるのであれば、この数に厳密な制限があるわけではない。さらに、ボルト１０１は、図４に示されているようなねじボルトに限られているわけではない。フランジ１００が固定できるならば、ボルト１０１は、例えばリベットなどの別の固定手段であり得る。フランジ１００は中央ねじ穴を備えており、ナットアセンブリ２００は、この中央ねじ穴に収容されている（図１も参照）。

図４および図５を参照すると、ナットアセンブリ２００は、その外周表面にねじ山を有するナットボディ２０１を備えている。第１の穴２０６が、ナットボディ２０１の中心軸線に沿って形成されており、複数の第２の穴２０７が中心軸線の周りに形成されている。第１の穴２０６は、締め付け作用を提供するために組み立て工具を収容する異形の穴として形成されている。例示的な実施の形態では、第１の穴２０６は、６角穴である。６角穴の他に、締め付けるための組み立て工具を収容するあらゆる別の形状接続式継ぎ手も実行可能である。ナットアセンブリ２００はさらに、複数の第２のボルト２０２と、第２の穴２０７の数に対応した各スリーブ２０３とを備えている。スリーブ２０３は、各第２の穴２０７に収容されている。スリーブ２０３は、その一端に、ナットボディ２０１の下端に当接するカラー２０４と、スリーブの他端に、雌ねじ２０５とを備えている。例示的な実施の形態では、カラー２０４は、ナットボディ２０１に溶接されている。第２のボルト２０２は、スリーブ２０３に収容されており、かつ雌ねじ２０５と螺合させられている。例示的な実施の形態では、第２のボルト２０２は、雌ねじ２０５に嵌まりあうためのねじ山部と、ハウジング内の構成部品に当接しかつ固定を提供するための押圧部とを備えており、押圧部の直径は、ねじ山部の直径よりも小さい。図面において、第２のボルト２０２およびスリーブ２０３の４つのセットが配置されている。しかし、この数に制限はなく、例えば加えられる固定力など、要求される実際の状況によって決まる。

図５に示されているナットアセンブリ２００の構成によって、第２のボルト２０２は、スリーブ２０３により支持され、スリーブ２０３は、一般的な開きボルトのくびれた軸部のように弾性がある。従って、第２のボルト２０２の弾性プレテンションが可能であり、このことは、タービンのハウジング内における高温の使用と、過渡運転における高温勾配とにとって重要である。

代替的な実施の形態では、第２の穴２０７は、第２のボルト２０２を直接収容するために雌ねじが形成されている。この構成において、ナットアセンブリ２００にスリーブ２０３を配置する必要はない。

代替的な実施の形態では、フランジ１００は、ハウジング４００に直接ねじ穴を機械加工することによって置き換えることができる。従って、ナットアセンブリ２００を、直接このねじ穴に取り付けることができる。これによって、必要スペースを最小限にすることができる。しかし、損傷が起きた場合、アセンブリの修理または交換がより困難になる。

さらに図４を参照すると、ナットアセンブリ２００は、ハウジング４００の開口部を閉じるために、フランジ１００の中央ねじ穴内に取り付けられている。次いで、第２のボルト２０２は、構成部品３００に固定および封止を提供するために締め付けることができる。例示的な実施の形態では、中間リング３０１が、ボルト力を固定のためにより均一に分散するために構成部品３００と第２のボルト２０２との間に配置されている。

ここで、本発明の固定装置によって構成部品３００への固定を提供するための方法を、図１および図４を参照にして以下で説明する。第１のステップとして、フランジ１００が、複数の第１のボルト１０１を介してタービンのハウジング４００に取り付けられる。次いで、ナットアセンブリ２００は、フランジ１００の中央ねじ穴に螺合させられる。ナットアセンブリを螺合させるために、組み立て工具が第１の穴２０６に挿入される。第３のステップとして、第２のボルト２０２が、ハウジング４００内の構成部品３００に対する固定を提供するために締め付けられる。本発明の固定装置によって、構成部品３００に極めて高い固定力を提供することができる。特に、一般的な金属間直接シールのための非常に高い表面圧力を、容易かつ少ないスペース消費で達成することができる。

本発明は、限られた数の実施の形態に関連して詳細に説明してきたが、本発明がそうした開示された実施の形態に限定されていないことが容易に理解される。むしろ、本発明は、上で述べられていない任意の数の変形、改変、代替または均等な構成を含めるように変更することができ、それらは本発明の思想および範囲に等しい。加えて、本発明の種々の実施の形態が記載されているが、本発明の態様が、記載された実施の形態の一部のみを含んでもよいことが理解されよう。従って、本発明は、前述の記載によって限定されているとはみなされず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

１００ フランジ
１０１ 第１のボルト
２００ ナットアセンブリ
２０１ ナットボディ
２０２ 第２のボルト
２０３ スリーブ
２０４ カラー
２０５ 雌ねじ
２０６ 第１の穴
２０７ 第２の穴
３００ ハウジング内の構成部品
３０１ 中間リング
４００ タービンハウジング

Claims (8)

1. タービンのための固定装置であって、
   前記タービンのハウジング（４００）に取り付けられたフランジ（１００）と、前記ハウジング内の構成部品（３００）への固定を提供するために前記フランジに収容されたナットアセンブリ（２００）とを備えており、
   前記フランジ（１００）は、複数の第１のボルト（１０１）によって前記ハウジングに固定されており、かつ中央ねじ穴を備えており、
   前記ナットアセンブリ（２００）は、ナットボディ（２０１）であって、該ナットボディの中心軸線に沿って形成された第１の穴（２０６）と前記中心軸線の周りに形成された複数の第２の穴（２０７）とを有するナットボディ（２０１）と、前記第２の穴（２０７）のそれぞれに収容された複数の第２のボルト（２０２）とを備えており、
   前記ナットボディ（２０１）は、該ナットボディ（２０１）の外周表面にねじ山が形成されており、かつ前記フランジ（１００）の前記中央ねじ穴に嵌められており、前記第２のボルト（２０２）は、前記タービンの前記ハウジング内の前記構成部品（３００）に対する固定を提供するために前記第２の穴（２０７）に螺合させられていることを特徴とする、タービンのための固定装置。
2. 前記ナットアセンブリ（２００）は、前記第２の穴（２０７）のそれぞれに収容された複数のスリーブ（２０３）をさらに備えており、前記複数の第２のボルト（２０２）は、前記複数のスリーブ（２０３）にそれぞれ収容されている、請求項１記載の固定装置。
3. 前記スリーブ（２０３）は、該スリーブ（２０３）の一端に、前記ナットボディ（２０１）に当接するためのカラー（２０４）と、前記スリーブ（２０３）の他端に、前記第２のボルト（２０２）に嵌まりあうための雌ねじ（２０５）とを備えている、請求項２記載の固定装置。
4. 前記スリーブ（２０３）の前記カラー（２０４）は、前記ナットボディ（２０１）に溶接されている、請求項３記載の固定装置。
5. 第２のボルト（２０２）は、前記スリーブ（２０３）の雌ねじ（２０５）に嵌まりあうためのねじ山部と、前記ハウジング内の前記構成部品に当接しかつ固定を提供するための押圧部とを備えている、請求項２から４までのいずれか１項記載の固定装置。
6. 前記押圧部の直径は、前記ねじ山部の直径よりも小さい、請求項５記載の固定装置。
7. 前記ナットボディ（２０１）の前記第１の穴（２０６）は、前記フランジ（１００）に対して前記ナットアセンブリ（２００）を螺合するための組み立て工具を収容するために６角穴である、請求項１から６までのいずれか１項記載の固定装置。
8. 請求項１記載の固定装置によりタービンのハウジング（４００）内の構成部品（３００）への固定を提供するための方法であって、
   ａ 前記複数の第１のボルト（１０１）を介して前記ハウジング（４００）に前記フランジ（１００）を取り付ける工程と、
   ｂ 前記フランジ（１００）の前記中央ねじ穴に前記ナットアセンブリ（２００）を螺合する工程と、
   ｃ 前記ハウジング内の前記構成部品（３００）への固定を提供するために前記第２のボルト（２０２）を締め付ける工程と、を含むことを特徴とする方法。