JPH041162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はケーシング結合装置に係り、特に、
蒸気タービンケーシングを結合するに好適なケー
シング結合装置に関する。

〔技術的背景とその問題点〕

第１図は一般の蒸気タービンを示す断面図であ
る。

この蒸気タービンは、外部ケーシング１の内部
に、内部ケーシング３が収容され、この内部ケー
シング３内にタービン羽根５を有するロータ７が
設けられる。また、外部ケーシング１には蒸気供
給口９が形成され、この蒸気供給口９に伸縮可能
な連絡管１１が嵌装されており、さらにこの連絡
管１１は、内部ケーシング３内の環状のノズルボ
ツクス１３に接続される。

さらに、内部ケーシング３の内壁には、ノズル
１５を備えたノズルダイヤフラム１７が設けられ
ている。また、外部ケーシング１の両端部にグラ
ンドパツキンヘツド１９が装着されて、ロータ５
の回転に伴う蒸気洩れを防止している。

このような蒸気タービンにおいて、高温・高圧
蒸気は、蒸気供給口９から連絡管１１を経てノズ
ルボツクス１３に流入される。蒸気は、このノズ
ルボツクス１３のノズルから高速流となつてター
ビン羽根５に案内され、このタービン羽根５を介
して、ロータ７に運動エネルギを付与する。蒸気
はその後、各ノズルダイヤフラム１７のノズル１
５を通り、再び高速流となつて次段の羽根５に順
次案内される。

蒸気は、タービン羽根５およびノズル１５を順
次通過する毎に仕事をして膨張し、高圧タービン
出口部２１に至る。そこでは、蒸気供給口９の1/
４〜1/8程度の蒸気圧力となる。その後、蒸気は外
部ケーシング１の外部に導出され、ボイラの再熱
器を通つて再熱され、再び高温蒸気となつて、中
低圧タービンに導かれる。

ところで、前記外部および内部ケーシング１，
３は、第２図に示される如く、水平面でそれぞれ
上下に二分割され、各分割ケーシングは、両締め
ボルト２３およびナツト２５により締結されて、
一体化される。その結果、外部および内部ケーシ
ング１，３の組立分割やロータ７の搬出入が容易
となる。また、上・下分割ケーシングの接合面と
してのフランジ部２７は厚肉に形成されている。
これにより、フランジ部２７の強度が確保され
て、両締めボルト２３およびナツト２５により
上・下ケーシングを強く結合することが可能とな
り、外部および内部ケーシング１，３の内圧に対
する気密保持を達成できる。

この両締めボルト２３およびナツト２５に作用
する力は、蒸気の内圧力のみではなく、上下ケー
シングを強く結合する際に生ずるボルト２３の軸
方向引張力と熱変形による力とがある。この作用
力は非常に大きな力である。

両締めボルト２３およびナツト２５によつてこ
の作用力を支持する場合には、両締めボルト２３
およびナツト２５が高耐力を有する鍛造材でとも
に形成されるため、それらの締結強度が大きく問
題はない。

しかしながら、第３図に示される如くケーシン
グ１，３の構造上、両締めボルト２３を使用でき
ず、押えボルト２９を植込みボルトを用いる場合
に問題がある。

第３図に示される従来例では、上ケーシング１
Ａのフランジ部２７Ａに貫通孔３０が穿設され、
また、下ケーシング１Ｂのフランジ部２７Ｂに
も、その上半部分に、貫通孔３０と対向してこれ
と同径の孔３１が形成されている。フランジ部２
７Ｂにおける孔３１の下部には、押えボルト２９
に螺合可能なねじ部３３が、孔３１と同軸に形成
されている。押えボルト２９は、フランジ２７Ａ
の上方から貫通孔３０および孔３１に挿入され
て、ねじ部３３に螺合することにより、両フラン
ジ部２７Ａ，２７Ｂを結合する。

ところが、押えボルト２９は鍛造品（主にCr
−Mo−Ｖ鋼、12Cr−Mo−Ｖ鋼）であり、ねじ
部３３は鋳造品（Cr−Mo鋼、Cr−Mo−Ｖ鋼）
であるため、ねじ部３３の強度が押えボルト２９
のそれより弱く、したがつて、このねじ部３３
が、押えボルト２９に作用する力によつて破損す
るという問題点を生ずる。

このねじ部３３の損傷に対し、ねじ部３３をオ
ーバサイズにすることが一般に採用されている。
しかし、この場合には、貫通孔２９、孔３１の径
も大となるので、フランジ部２７Ａ，２７Ｂの強
度が低下するという問題点を生ずる。

〔発明の目的〕

この発明は、上記従来の問題点に鑑みなされた
ものであつて、一対の分割ケーシング結合の作業
性および信頼性を向上させることができるケーシ
ングの結合装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、この発明に係るケ
ーシングの結合装置は、一対の分割ケーシングの
フランジ部に貫通孔が穿設され、かつこの貫通孔
の両分割ケーシング接合面側に、上記貫通孔より
大径の座ぐり部を形成し、さらに、前記貫通孔に
両締めボルトを挿通し、この両締めボルトに、上
記貫通孔より大径で前記座ぐり部より小径の膨出
部を設け、かつ上記両締めボルトの両端にこのボ
ルトとほぼ同一強度を有するナツトを螺合可能と
するとともに、上記ナツトの一方がピンを介して
上記分割ケーシングの一方に固定可能に設けられ
たものである。したがつて、上記両締めボルトの
膨出部を一方の分割ケーシングの座ぐり部に係止
し、この一方の分割ケーシングの外側に突出した
上記両締めボルトの一端にナツトを螺合し、この
ナツトを上記一方の分割ケーシングにピンを用い
て固定し、廻り止めする。その後、上記一方の分
割ケーシングに他方の分割ケーシングを当接する
と同時に、上記両締めボルトの他端側を上記他方
の分割ケーシングの貫通孔に挿通し、この他方の
分割ケーシングの外側から前記ナツトと異なるナ
ツトを螺合するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第４図は、この発明に係るケーシングの結合装
置の一実施例を示す断面図であり、従来例と同様
な部分は同一の符号を附すことにより説明を省略
する。

外部ケーシング１における上ケーシング１Ａの
フランジ部４１と、下ケーシング１Ｂのフランジ
部４３とは、それぞれの接合面４５，４７を当接
して接合可能とされている。これらのフランジ部
４１，４３には、貫通孔４９，５１が穿設され、
この貫通孔４９，５１に両締めボルト５３が挿通
可能とされる。

この両締めボルト５３の軸方向中央位置には、
膨出部５５が一体に周設されている。この膨出部
５５は、両締めボルト５３の半径方向外向きに、
このボルト５３の全外周側面に沿つて環状に設け
られる。さらに、この膨出部５５の外径は、貫通
孔４９，５１の内径より大きく、かつ後述の座ぐ
り部６１，６３の内径より小とされる。

また、両締めボルト５３の軸方向長さは、膨出
部５５における両締めボルト５３の中央位置から
上端までの距離が、フランジ部４１の厚さと両締
めボルト５３の上端に螺合するナツト５７の高さ
との和以上とされる。同様に、膨出部５５の前記
中央位置から両締めボルト５３の下端までの距離
が、フランジ部４３の厚さと両締めボルト５３の
下端に螺合するナツト５９の高さとの和以上とさ
れる。ここに、上記ナツト５７，５９は両締めボ
ルト５３とともに鍛造材で形成され、したがつ
て、両者はほぼ同一強度を有する。

さらに、ナツト５９は、両締めボルト５３の下
端部から一定距離Ｖだけ螺合した後この両締めボ
ルト５３の突出する下端のねじ部が潰されてかし
め固定されて回転不可能とされ、両締めボルト５
３からの緩落ちが防止される。ここに、一定距離
Ｖは、両締めボルト５３の上部ねじ部にナツト５
７の有効ねじ部の全てが螺合し、かつ膨出部５５
が、後述の座ぐり部６１に当接しない距離に設定
される。

前記上・下ケーシング１Ａ，１Ｂのフランジ部
４１，４３には、それぞれの貫通孔４９，５１と
同軸的に同形状の座ぐり部６１，６３が設けられ
ている。

座ぐり部６１は、フランジ部４１における貫通
孔４９の接合面４５側に、また、座ぐり部６３
は、フランジ部４３の接合面４７側に、それぞれ
貫通孔４９，５１より大径に形成される。これら
の座ぐり部６１，６３の深さは、膨出部５５にお
ける両締めボルト５３の軸方向長さより若干大き
く、少なくとも、両締めボルト５３およびナツト
５７，５９によるフランジ部４１，４３の結合時
に、膨出部５５が座ぐり部６１，６３の両底面に
当接しないよう設定される。

次に作用を説明する。

まず、下ケーシング４３の貫通孔５１に両締め
ボルト５３を挿入し、その膨出部５５と座ぐり部
６３との係止により、第５図に示される如く、両
締めボルト５３を下ケーシング４３に引つ掛け
る。次に、ナツト５９を両締ボルト５３の下部に
螺合する。そして、両締めボルト５３の下端から
ナツト５９の下面までの距離が一定距離Ｖになつ
たところで、この両締めボルト５３の下端ねじ部
をかしめる。

その後、上ケーシング１Ａを下ケーシング１Ｂ
に載置して、両接合面４５，４７を当接させると
同時に、貫通孔４９に両締めボルトの上部を挿入
する。この状態で第５図に示される如く、膨出部
５５が両座ぐり部６１，６３によつて囲繞される
空間に内包される。

次に、ナツト５７を両締めボルト５３の上部に
螺合し、工具により強く締め付けて、上・下両ケ
ーシング１Ａ，１Ｂを結合する。

上記実施例によれば、上・下ケーシング１Ａ，
１Ｂの結合が、ほぼ同一強度を有する両締めボル
ト５３とナツト５７，５９とのねじ部の螺合によ
つて行なわれ、上・下ケーシング１Ａ，１Ｂに形
成される取付穴に螺合することがないから、ねじ
部を損傷することがなく、上・下ケーシングの結
合の信頼性を向上させることができる。

このねじ部の損傷が発生しないことから、ねじ
孔を定期的に点検する必要がなく、保守の容易化
を図ることができる。

また、膨出部５５が座ぐり部６３に係止し、両
締めボルト５３が下ケーシング１Ｂから抜け落ち
ることがないため、ケーシングの結合作業性を向
上させることができる。さらに、ナツト５９がか
しめ固定されていることから、ナツト５７の締付
時にナツト５９を工具で保持する必要がなく、作
業性をさらに良好にすることができる。

上記実施例では、ナツト５９を両締めボルトに
かしめ固定するものにつき説明したが、このかし
め固定の代わりに、つぎのような変形例であつて
もよい。つまり、ナツト５９の下面から上面に向
つて軸方向にピン孔を穿設し、このナツト５９を
両締めボルト５３に螺合・装着した後、ドリルを
用いて、このピン孔と同期的にフランジ部４３に
ピン孔を設け、これらの両孔にピンを挿通し、こ
のピンの下端部をかしめるものであつてもよい。

この場合には、前記実施例の効果に加え、ナツ
ト５９の回転可能が確実になされるから、ナツト
５７の締付作業性をより以上に良好とすることが
できる。

また、上記実施例および変形例では、膨出部５
５を境にして両締めボルト５３の上下が同径とさ
れているが、これらが異径とされる変形例であつ
てもよい。

また、上記実施例および両変形例にあつては、
上・下ケーシング１Ａ，１Ｂの双方に座ぐり部６
１，６３が設けられる場合を示したが、一方のケ
ーシングのみに一つの座ぐり部を設けるものであ
つてもよい。この場合には、フランジ部４１，４
３の加工を容易にすることができる。

尚、上記実施例では、ナツト５７，５９が両締
めボルト５３と同一の鍛造材の場合につき説明し
たが、ほぼ同一強度を有するものであれば、異な
つた材質のものであつてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るケーシングの結
合装置によれば、一対の分割ケーシングのフラン
ジ部に貫通孔が穿設され、かつこの貫通孔の両分
割ケーシング接合面側に、上記貫通孔より大径の
座ぐり部を形成し、さらに、前記貫通孔に両締め
ボルトを挿通し、この両締めボルトに、上記貫通
孔より大径で前記座ぐり部より小径の膨出部を設
け、かつ上記両締めボルトの両端にこのボルトと
ほぼ同一強度を有するナツトを螺合可能とすると
ともに、上記ナツトの一方がピンを介して上記分
割ケーシングの一方に固定可能に設けられたこと
から、分割ケーシング結合の作業性およびその結
合の信頼性を向上させることができるという効果
を有する。

また、分割ケーシングはほぼ等しい強度を有す
る両締めボルトおよびナツトにより結合されるこ
とから、片方のねじ部の破損を有効的に防止する
ことができ、したがつてねじ部を定期点検する必
要がなく、保守の容易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な蒸気タービンを示す断面図、
第２図は上・下両ケーシングを両締めボルトで結
合する従来のケーシングの結合装置を示す断面
図、第３図は上・下両ケーシングを押えボルトで
結合する従来のケーシングの結合装置を示す断面
図、第４図はこの発明に係るケーシングの結合装
置の一実施例を示す断面図、第５図は同実施例に
おいてケーシング結合前の状態を示す断面図であ
る。 １Ａ……上ケーシング、１Ｂ……下ケーシン
グ、４５，４７……接合面、４９，５１……貫通
孔、５３……両締めボルト、５５……膨出部、５
９……ナツト、６１，６３……座ぐり部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の分割ケーシングのフランジ部に貫通孔
   が穿設され、かつこの貫通孔の両分割ケーシング
   接合面側に、上記貫通孔より大径の座ぐり部を形
   成し、さらに、前記貫通孔に両締めボルトを挿通
   し、この両締めボルトに、上記貫通孔より大径で
   前記座ぐり部より小径の膨出部を設け、かつ上記
   両締めボルトの両端にこのボルトとほぼ同一強度
   を有するナツトを螺合可能とするとともに、上記
   ナツトの一方がピンを介して上記分割ケーシング
   の一方に固定可能に設けられたことを特徴とする
   ケーシングの結合装置。 ２ 前記膨出部は、前記両締めボルトの全外周側
   面に沿つて一体に周設されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のケーシングの結合装
   置。