WO2007094306A1 - ケーシングおよび流体機械 - Google Patents

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WO2007094306A1
WO2007094306A1 PCT/JP2007/052496 JP2007052496W WO2007094306A1 WO 2007094306 A1 WO2007094306 A1 WO 2007094306A1 JP 2007052496 W JP2007052496 W JP 2007052496W WO 2007094306 A1 WO2007094306 A1 WO 2007094306A1
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casing
joint
protrusion
intermediate member
flange
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PCT/JP2007/052496
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French (fr)
Inventor
Taku Ichiryu
Tadao Yashiki
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/624—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the present invention relates to a casing and a fluid machine, and more particularly relates to a casing having a split structure and capable of suppressing leakage of gas from a joint portion of a flange surface to the outside and a fluid machine having this casing.
  • Patent Document 1 For such a conventional casing (sealing structure of the flange portion of the pressure vessel), a technique described in Patent Document 1 is known.
  • the conventional casing in the flange of the pressure vessel that stores the cover gas containing sodium or sodium mist, inside the flange bolt mounting part of one flange connected by the flange bolt, in the space formed between the flanges A ring part with an I-shaped cross section is provided over the entire circumference of the flange so as to protrude, and a ring part with a J-shaped cross section is provided over the entire circumference of the flange along the ring part on the other flange.
  • a U-shaped seal is formed to seal the cover gas containing sodium or sodium mist inside the container by butt welding the ends of the container.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-17712
  • the present invention has a split structure and gas leakage from the joint portion of the flange surface to the outside. It is an object of the present invention to provide a casing capable of restraining protrusion and a fluid machine having the casing.
  • a casing according to the present invention comprises an upper casing and a lower casing joined in a detachable manner, and leakage of gas from the joint P between the upper casing and the lower casing to the outside.
  • a casing having a sealing structure for suppressing the upper casing, an upper projecting portion projecting from the outer periphery of the upper casing, a lower projecting portion projecting from the outer periphery of the lower casing, the upper projecting portion and the lower projecting portion
  • a joint P between the upper casing and the lower casing is extended by the upper projecting portion and the lower projecting portion, and at a position away from the joint P.
  • the intermediate member is welded to the upper protrusion and the lower protrusion, respectively.
  • the upper casing (upper protruding portion) and the lower casing (lower protruding portion) are welded via the intermediate member, so that when the casing is divided, there is a welding mark at the joint P of the flange surface. Does not remain. Therefore, when assembling the casing again, the welding marks do not get in the way, and the upper casing and the lower casing are in proper surface contact with the flange surface. As a result, the sealing performance of the joint P is improved, and there is an advantage that gas leakage to the outside is effectively suppressed.
  • the intermediate member seals the outer periphery of the joint P that is extended by the upper protrusion and the lower protrusion.
  • the casing according to the present invention has a flexible structure in which the upper protrusion and the lower protrusion can be deformed in a state where the intermediate member is welded.
  • the flexible structure is constituted by recesses formed respectively along the extending direction of the upper protrusion and the lower protrusion.
  • the intermediate member is divided and arranged in the extending direction of the upper protruding portion and the lower protruding portion.
  • a groove extending along the upper protruding portion and the lower protruding portion is formed at the joint P of the upper casing and the lower casing.
  • a pressing member that presses the intermediate member against the upper protruding portion and the lower protruding portion is disposed.
  • the casing according to the present invention includes a groove formed in a joint P between the upper casing and the lower casing, and a gas recovery passage connected to the groove. [0021] This casing enters the groove of the gas force joint P leaked from the casing to the joint P, and is recovered through the recovery channel. This has the advantage of suppressing gas leakage to the outside.
  • the recovery flow path side is set to a negative pressure with respect to the inside of the casing.
  • the recovery channel side is set to a negative pressure with respect to the inside of the casing, so the gas in the groove positively flows into the recovery channel side. This has the advantage of efficient gas recovery.
  • the casing according to the present invention includes a seal in which an upper casing and a lower casing are joined so as to be separable and gas leakage from the joint P between the upper casing and the lower casing to the outside is suppressed.
  • This casing enters the groove of the gas force joint P leaked from the casing to the joint P, and is recovered through the recovery channel. This has the advantage of suppressing gas leakage to the outside.
  • a fluid machine that is useful in the present invention is characterized in that a casing is constituted by the casing.
  • the upper casing and the lower casing are welded via the intermediate member, so that no welding mark is left on the joint portion P of the flange surface when the casing is divided. Therefore, when the casing is re-prepared, the welding marks do not get in the way, and the upper casing and the lower casing make proper surface contact with the flange surface. This improves the sealing performance of the joint P and effectively suppresses the leakage of gas to the outside.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an application example of a casing that is effective in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA showing the casing shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view as seen from B showing the casing shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a protruding portion and an intermediate member of the casing shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a nut of the casing shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a modification of the casing shown in FIG. 2.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a modified example of the casing shown in FIG. 2.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a modified example of the casing shown in FIG. 2.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a modified example of the casing shown in FIG. 2.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an application example of a casing that is effective in the embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA (FIG. 2) and a cross-sectional view seen from B (FIG. 3) showing the casing shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a protruding portion and an intermediate member of the casing shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a nut of the casing shown in FIG. 6 to 9 are explanatory views showing modified examples of the casing shown in FIG.
  • the casing 1 is characterized in that it has a split structure and can suppress gas leakage from the joint P on the flange surface to the outside.
  • the casing 1 is applied to, for example, a casing flange of a turbine or a compressor. In this embodiment, a case where the casing 1 is applied to a casing flange of the turbine 10 will be described.
  • the turbine 10 includes a casing (outer casing) 1 that is a casing flange, an inner casing 11, a rotor 12, a plurality of moving blades 13, and a plurality of stationary blades 14 (see FIG. 1).
  • An inner casing 11 is accommodated in the casing 1.
  • a working gas flow path R is formed in the inner casing 11.
  • helium gas is used as the working gas.
  • the rotor 12 is supported on both sides by bearings 15 and 15 and is disposed through the casing 1 and the inner casing 11.
  • the plurality of moving blades 13 and the plurality of stationary blades 14 are alternately arranged in the outer periphery and the axial direction of the rotor 12 to constitute a part of the working gas flow path R.
  • high-temperature and high-pressure working gas is introduced from the inlet 16 into the flow path R in the inner casing 11 and passes between the plurality of blades 13 and the plurality of stationary blades 14 while expanding.
  • the rotor 12 rotates together with the moving blade 13 to generate a driving force.
  • the working gas that has passed between the plurality of moving blades 13 and the plurality of stationary blades 14 is returned from the outlet portion 17 to a recovery line (not shown).
  • the casing 1 has an upper casing 2 and a lower casing 3, which are joined so as to be vertically split at a horizontal dividing surface (joint portion P) (see FIG. 2). Specifically, the flange portion 21 of the upper casing 2 and the flange portion 31 of the lower casing 3 are joined and fastened by a bolt 61 and a nut 62. A metal gasket 7 is disposed on the flange surface of the upper casing 2 along the circumferential direction of the casing 1. The joint P between the upper casing 2 and the lower casing 3 is sealed by the surface contact of the gasket 7 and the opposing flange portions 21 and 31 (seal structure). This suppresses gas leakage from the flange surface joint P to the outside.
  • the flange surfaces of the upper casing 2 and the lower casing 3 are subjected to a mechanical finishing force of about Ra3.2 to Ral.6. As a result, the surface contact between the flange portions 21 and 31 is improved, and the sealing performance of the joint P is further improved.
  • the upper protruding portion 22 is provided on the flange portion 21 of the upper casing 2, and the lower protruding portion 32 is provided on the flange portion 31 of the lower casing 3 (see FIGS. 2 to 4).
  • the upper projecting portion 22 and the lower projecting portion 32 project the outer peripheral force of the upper casing 2 and the outer peripheral force of the lower casing 3 toward the outside of the casing 1, respectively.
  • the joint P between the upper casing 2 and the lower casing 3 is extended outwardly from the casing 1 by the part protrusion 22 and the lower protrusion 32.
  • the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 are formed along the outer periphery of the flange surface P over substantially the entire periphery of the casing 1.
  • an intermediate member (contact plate) 4 is disposed in contact with the outer periphery of the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32.
  • the intermediate member 4 is a plate-like member and is disposed over substantially the entire circumference of the upper protruding portion 22 and the lower protruding portion 32. Further, the intermediate member 4 is welded to the upper projecting portion 22 and the lower projecting portion 32 at positions away from the joint portion P of the flange surface. In other words, the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 are welded via the intermediate member 4, and the mating surfaces of the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 are not welded. Further, the intermediate member 4 is disposed on the outer periphery of the joint portion P extended by the upper projecting portion 22 and the lower projecting portion 32, and seals the joint portion P with the outer peripheral side force.
  • the intermediate member 4 is welded to the protruding upper protrusion 22 and lower protrusion 32, so that the intermediate member 4 is directly attached to the peripheral surfaces of the upper casing 2 and the lower casing 3.
  • a welded configuration not shown
  • the above-described configuration can be realized by adding a small number of protrusions (upper protrusion 22 and lower protrusion 32) to the conventional casing.
  • the flange surface P of the upper casing 2 and the flange surface of the lower casing 3 are approximately as rough as the conventional casing. Degree of processing may be performed.
  • the welding amount of the intermediate member 4 is small, the maintenance period (overhaul period) and labor costs required for welding work are reduced.
  • the casing 1 has a flexible structure in which the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 can be deformed in a state where the intermediate member 4 is welded U (see Figs. 2 and 2). (See Figure 4).
  • the casing 1 is used as a casing (pressure vessel) of the turbine 10
  • the internal pressure and temperature of the casing 1 change remarkably when the turbine is operating.
  • the flange portion 21 of the upper casing 2 and the flange portion 31 of the lower casing 3 that are opposed to each other move relatively, and the joint portion P of the flange surface is deformed.
  • the upper projecting portion 22 and the lower projecting portion 32 have a flexible structure, they follow and deform to maintain the joined state of the flange surface. As a result, the sealing performance of the joint P is ensured, and there is an advantage that leakage of gas to the outside is more effectively suppressed.
  • the flexible structure is configured by the recesses 23 and 33 formed along the extending direction of the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 (see FIG. 4).
  • the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 have a substantially L-shaped cross-sectional shape and are bent (refracted) in a direction substantially perpendicular to the flange surface.
  • the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 protrude from the outer periphery of the casing 1 in a substantially T shape with the flange surface P as the axis of symmetry, and the intermediate member 4 is disposed in contact with the top of the T portion.
  • both edges of the intermediate member 4 are welded to the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32, respectively.
  • the upper protruding portion 22 and the lower protruding portion 32 are bent starting from the concave portions 23 and 33 and flexibly deformed.
  • the upper casing 2 and the lower casing 3 are connected by bolts 61 and nuts 62 at these flange portions 21 and 31.
  • the bolt 61 passes through both flange portions 21 and 31, and nuts 62 and 62 are screwed to both ends of the bolt 61.
  • the nuts 62 and 62 are in surface contact with the outer peripheral surfaces of the flange portions 21 and 31.
  • the gas in the joint P may leak to the outside of the casing 1 through the bolt holes of the flange portions 21 and 31.
  • the bolt 61 and the nut 62 are provided with a seal structure (see FIG. 5).
  • a metal gasket 63 is arranged at a contact portion (a contact surface of the nut 62) between the nut 62 and the outer peripheral surfaces of the flange portions 21 and 31, and the gasket 63 allows the nut 62 and the flange portions 21 and 31 to be connected. The gap is sealed. This has the advantage that gas leakage to the outside is effectively reduced.
  • the surface contact (pressing surface pressure) between the nut 62 and both flange portions 21, 31 is improved by improving the surface roughness of the contact surface between the nut 62 and both flange portions 21, 31. It is preferable to increase. Accordingly, there is an advantage that the gap between the nut 62 and the flange portions 21 and 31 is more reliably sealed, and gas leakage to the outside is more effectively reduced.
  • the above configuration since the contact surface of the nut 62 has a relatively small diameter and a circle, an inexpensive gasket 9 can be used, and the nut 62 and the flange portions 21, 31 can be used.
  • the contact surface can be easily processed. Therefore, the above configuration has an advantage that it can be easily applied to an existing casing.
  • the intermediate member 4 is divided and arranged in the extending direction of the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 (see FIG. 6). That is, a plurality of intermediate members 4 are arranged along the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32, and these intermediate members 4, the joint P between the upper casing 2 and the lower casing 3 is sealed.
  • the intermediate member 4 is divided and arranged, so that compared to the configuration in which the single and long intermediate member 4 is arranged (see FIG. 2), the mounting work of the intermediate member 4 is reduced. There is an advantage that becomes easier.
  • the arrangement interval of the plurality of intermediate members 4 (the gap between the adjacent intermediate members 4 and 4) be set short.
  • channel 5 is each formed in the junction part P of the upper casing 2 and the lower casing 3 (refer FIGS. 2-4).
  • the groove 5 extends in the circumferential direction of the flange portions 21 and 31 along the upper protruding portion 22 and the lower protruding portion 32. Further, the groove 5 is provided corresponding to the welding range of the intermediate member 4.
  • the groove 5 may be divided into a plurality of parts (see FIG. 6).
  • a pressing member (pressing plate) 8 that presses the intermediate member 4 against the upper protruding portion 22 and the lower protruding portion 32 is disposed (see FIG. 7).
  • the pressing member 8 is made of, for example, a plate-shaped member having a U-shaped cross section, and is bolted to the upper casing 2 and the lower casing 3 (not shown) while abutting the intermediate member 4 on its inner peripheral surface. ). Further, the intermediate member 4 is provided with a protrusion 41, and the pressing member 8 abuts against the protrusion 41. Thereby, the intermediate member 4 is reliably pressed.
  • the intermediate member 4 is pressed by the pressing member 8 and comes into contact with the upper protruding portion 22 and the lower protruding portion 32, so that the sealing performance of the joint portion P by the intermediate member 4 is improved.
  • the pressing member 8 presses the intermediate member 4 so that the pressure resistance of the intermediate member 4 is reinforced and the intermediate member 4 The excessive deformation of 4 is suppressed. Thereby, the sealing performance of the joint P is improved.
  • the casing 1 has a groove (a relief groove) 5 formed in a joint portion P between the upper casing 2 and the lower casing 3, and gas recovery channels 51 to 53 connected to the groove 5. It is preferable (see FIG. 8). In such a configuration, the gas leaked from the casing 1 to the joint portion P enters the groove 5 of the joint portion P and is recovered through the recovery flow paths 51 to 53. This has the advantage that gas leakage outside the casing 1 is suppressed. Further, for example, there is an advantage that an expensive working gas such as helium gas can be efficiently recovered.
  • an elongated groove 5 is formed along the circumferential direction of the flange surface (see FIG. 3). Then, the drill hole 51 is also opened at the bottom of the groove 5, and the drill hole 51 is connected to the drill hole 52 opened from the outer peripheral surface of the lower casing 3. Further, the recovery pipe 53 is fitted in the drill hole 52 and installed. The recovery pipe 53 is connected to an external recovery line (not shown). In such a configuration, the gas force drill hole 51 and the drill hole 52 that flow into the groove 5 from the joint P are recovered from the recovery pipe 53 and sent to the recovery line.
  • the collection flow paths 51 to 53 are set to have a negative pressure with respect to the inside of the casing 1 (groove 5).
  • the gas in the groove 5 positively flows into the recovery flow paths 51 to 53, so that there is an advantage that the gas is efficiently recovered.
  • such a configuration has an advantage that the structural strength of the intermediate member 4 can be reduced because the pressure in the joint P is simultaneously reduced.
  • the surface roughness of the mounting surface of the intermediate member 4 is reduced. There are advantages you can do.
  • the upper protrusion 22 and the lower protrusion 32 may be omitted, and the intermediate member 4 may be directly attached to the upper casing 2 and the lower casing 3 (see FIG. 9).
  • the intermediate member 4 may be directly attached to the upper casing 2 and the lower casing 3 (see FIG. 9).
  • it is arranged in contact with the outer peripheral surface of the flange portion 21 of the upper casing 2 and the outer peripheral surface of the flange portion 31 of the lower casing 3 while covering the outer periphery of the intermediate member 4 force joint P, and is fixed by bolt connection.
  • a gasket 9 made of metal or resin (for example, polymer) is disposed on the mounting surface of the intermediate member 4.
  • leakage of gas to the outside is suppressed.
  • the casing according to the present invention (fluid machine having this casing) is useful in that it has a split structure and can suppress leakage of gas to the outside of the joint force of the flange surface.

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Abstract

　分割構造を有すると共にフランジ面の接合部から外部へのガスの漏出を抑制できるケーシングおよびこのケーシングを有する流体機械を提供することを目的とする。このケーシング１は、上部ケーシング２および下部ケーシング３が分割可能に接合されて成ると共に上部ケーシング２と下部ケーシング３との接合部Ｐから外部へのガスの漏出を抑制するシール構造を有する。また、ケーシング１は、上部ケーシング２の外周から突出する上部突出部２２と、下部ケーシング３の外周から突出する下部突出部３２と、上部突出部２２および下部突出部３２の外周に配置される中間部材４とを有する。そして、上部突出部２２および下部突出部３２により上部ケーシング２および下部ケーシング３の接合部Ｐが延長されると共に、この接合部Ｐから外れた位置にて中間部材４が上部突出部２２および下部突出部３２に対してそれぞれ溶接される。

Description

明 細 書
ケーシングおよび流体機械
技術分野
[0001] この発明は、ケーシングおよび流体機械に関し、さらに詳しくは、分割構造を有する と共にフランジ面の接合部から外部へのガスの漏出を抑制できるケーシングおよびこ のケーシングを有する流体機械に関する。
背景技術
[0002] タービンや圧縮機の車室などに用いられるケーシングでは、一般に分割構造が採 用される。力かるケーシングでは、フランジ面カも外部へのガスの漏出を抑制すべき 課題がある。特に、作動ガスがヘリウムガスの場合には、蒸気などと比較して著しく漏 れ易ぐまた、高価である。このため、高圧のヘリウムガスを作動ガスとして用いる流体 機械 (タービンや圧縮機)では、作動ガスの漏出をより効果的に抑制すべき要請があ る。このため、従来のケーシングでは、フランジ部に多様なシール構造が採用されて いる。
[0003] かかる従来のケーシング (圧力容器のフランジ部のシール構造）には、特許文献 1 に記載される技術が知られている。従来のケーシングでは、ナトリウムあるいはナトリウ ムミストを含むカバーガスを収納する圧力容器のフランジにおいて、フランジボルトに よって結合される一方のフランジのフランジボルト取付部より内側に、フランジ間で形 成される空間に突出するように断面 I字型のリング部をフランジの全周にわたって設け ると共に、他方のフランジに前記リング部に沿うように断面 J字型のリング部をフランジ の全周にわたって設け、前記両リング部の端部どうしを突合せ溶接して容器内部の ナトリウムまたはナトリウムミストを含むカバーガスをシールする U字型のシール部を形 成している。
[0004] 特許文献 1 :特開昭 55— 17712号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] この発明は、分割構造を有すると共にフランジ面の接合部から外部へのガスの漏 出を抑制できるケーシングおよびこのケーシングを有する流体機械を提供することを 目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するため、この発明にかかるケーシングは、上部ケーシングおよび 下部ケーシングが分割可能に接合されて成ると共に前記上部ケーシングと前記下部 ケーシングとの接合部 Pから外部へのガスの漏出を抑制するシール構造を有するケ 一シングであって、前記上部ケーシングの外周から突出する上部突出部と、前記下 部ケーシングの外周から突出する下部突出部と、前記上部突出部および前記下部 突出部の外周に配置される中間部材とを含み、且つ、前記上部突出部および前記 下部突出部により前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシングの接合部 Pが延長 されると共に、この接合部 Pから外れた位置にて前記中間部材が前記上部突出部お よび前記下部突出部に対してそれぞれ溶接されることを特徴とする。
[0007] このケーシングでは、上部ケーシング（上部突出部）と下部ケーシング（下部突出部 )とが中間部材を介して溶接されているので、ケーシングの分割時にてフランジ面の 接合部 Pに溶接跡が残らない。したがって、再度ケーシングを組み立てるときに溶接 跡が邪魔にならず、上部ケーシングおよび下部ケーシングがフランジ面にて適正に 面接触する。これにより、接合部 Pのシール性が向上して外部へのガスの漏出が効 果的に抑制される利点がある。
[0008] また、この発明にかかるケーシングは、前記中間部材が前記上部突出部および前 記下部突出部により延長された接合部 Pの外周を封止する。
[0009] このケーシングでは、中間部材が上部突出部および下部突出部により延長された 接合部 Pの外周を封止するので、接合部 Pのシール性が向上して外部へのガスの漏 出がより効果的に抑制される利点がある。
[0010] また、この発明にかかるケーシングは、前記中間部材が溶接された状態にて前記 上部突出部および前記下部突出部が変形可能なフレキシブル構造を有する。
[0011] このケーシングでは、上部突出部および下部突出部がフレキシブル構造を有する ので、上部ケーシングおよび下部ケーシングの変形時にて、これらが追従して変形し てフランジ面の接合状態が維持される。これにより、接合部 Pのシール性が確保され て、外部へのガスの漏出がより効果的に抑制される利点がある。
[0012] また、この発明にかかるケーシングは、前記フレキシブル構造が前記上部突出部お よび前記下部突出部の延在方向に沿ってそれぞれ形成された凹部により構成される
[0013] また、このケーシングでは、上部ケーシングおよび下部ケーシングの変形時にて、 上部突出部および下部突出部が凹部を起点として湾曲してフレキシブルに変形する 。これにより、フランジ面の接合状態が維持されるので、接合部 Pのシール性が確保 されて外部へのガスの漏出が効果的に抑制される利点がある。
[0014] また、この発明にかかるケーシングは、前記中間部材が前記上部突出部および前 記下部突出部の延在方向に分割されて配置される。
[0015] このケーシングでは、中間部材が分割されて配置されるので、単一かつ長尺の中 間部材が配置される構成と比較して、中間部材の取付作業が容易となる利点がある
[0016] また、この発明にかかるケーシングは、前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシ ングの接合部 Pには、前記上部突出部および前記下部突出部に沿って延在する溝 が形成される。
[0017] このケーシングでは、中間部材の溶接時にて、熱応力によるフランジ部の歪みが溝 により吸収される。すると、上部ケーシングと下部ケーシングとの接合部 Pの歪みが低 減されて、接合部 Pのシール性が確保される。これにより、外部へのガスの漏出が効 果的に抑制される利点がある。
[0018] また、この発明にかかるケーシングは、前記中間部材を前記上部突出部および前 記下部突出部に対して押圧する押圧部材が配置される。
[0019] このケーシングでは、中間部材が押圧部材により押圧されて上部突出部および下 部突出部に当接するので、中間部材による接合部 Pのシール性が向上する。これに より、外部へのガスの漏出が効果的に抑制される利点がある。
[0020] また、この発明にかかるケーシングは、前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシ ング間の接合部 Pに形成される溝と、前記溝に接続されるガスの回収流路とを有する [0021] このケーシングは、ケーシング内から接合部 Pに漏出したガス力 接合部 Pの溝に 入り込み回収流路を通って回収される。これにより、外部へのガスの漏出が抑制され る利点がある。
[0022] また、この発明にかかるケーシングは、前記回収流路側がケーシング内部に対して 負圧に設定される。
[0023] このケーシングでは、回収流路側がケーシング内部に対して負圧に設定されるので 、溝内のガスが積極的に回収流路側に流入する。これにより、ガスの回収が効率的 に行われる利点がある。
[0024] また、この発明にかかるケーシングは、上部ケーシングおよび下部ケーシングが分 割可能に接合されて成ると共に前記上部ケーシングと前記下部ケーシングとの接合 部 Pから外部へのガスの漏出を抑制するシール構造を有するケーシングであって、 前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシング間の接合部 Pに形成される溝と、前 記溝に接続されるガスの回収流路とを含むことを特徴とする。
[0025] このケーシングは、ケーシング内から接合部 Pに漏出したガス力 接合部 Pの溝に 入り込み回収流路を通って回収される。これにより、外部へのガスの漏出が抑制され る利点がある。
[0026] また、この発明に力かる流体機械は、上記のケーシングにより車室が構成されること を特徴とする。
発明の効果
[0027] この発明に力かるケーシングでは、上部ケーシングと下部ケーシングとが中間部材 を介して溶接されて ヽるので、ケーシングの分割時にてフランジ面の接合部 Pに溶接 跡が残らない。したがって、再度ケーシングを^ aみ立てるときに溶接跡が邪魔になら ず、上部ケーシングおよび下部ケーシングがフランジ面にて適正に面接触する。これ により、接合部 Pのシール性が向上して外部へのガスの漏出が効果的に抑制される 禾 IJ点がある。
図面の簡単な説明
[0028] [図 1]図 1は、この発明の実施例に力かるケーシングの適用例を示す構成図である。
[図 2]図 2は、図 1に記載したケーシングを示す A— A視断面図である。 [図 3]図 3は、図 2に記載したケーシングを示す B視断面図である。
[図 4]図 4は、図 2に記載したケーシングの突出部および中間部材を示す断面図であ る。
[図 5]図 5は、図 2に記載したケーシングのナットを示す説明図である。
[図 6]図 6は、図 2に記載したケーシングの変形例を示す説明図である。
[図 7]図 7は、図 2に記載したケーシングの変形例を示す説明図である。
[図 8]図 8は、図 2に記載したケーシングの変形例を示す説明図である。
[図 9]図 9は、図 2に記載したケーシングの変形例を示す説明図である。
符号の説明
1 ケーシング
2 上部ケーシング
21 フランジ部
22 上部突出部
23 凹部
3 下部ケーシング
31 フランジき
32 下部突出部
33 凹部
4 中間部材
41 突起部
42 ガスケット
5 溝
51 ドリノレ孑し
52 ドリル穴
53 回収管
61 ボノレト
62 ナット
63 ガスケット 7 ガスケット
8 押圧部材
9 ガスケット
10 タービン
11 内側ケーシング
12 ロータ
13 動翼
14 静翼
15 軸受
16 入口部
17 出口部
発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により この発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置 換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に 記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能で ある。
実施例
[0031] 図 1は、この発明の実施例に力かるケーシングの適用例を示す構成図である。図 2 は、図 1に記載したケーシングを示す A— A視断面図（図 2)および B視断面図（図 3) である。図 4は、図 1に記載したケーシングの突出部および中間部材を示す断面図で ある。図 5は、図 1に記載したケーシングのナットを示す説明図である。図 6〜図 9は、 図 2に記載したケーシングの変形例を示す説明図である。
[0032] [ケーシング]
このケーシング 1は、分割構造を有すると共にフランジ面の接合部 Pから外部への ガスの漏出を抑制できる点に特徴を有する。ケーシング 1は、例えば、タービンや圧 縮機の車室フランジなどに適用される。この実施例では、ケーシング 1がタービン 10 の車室フランジに適用される場合について説明する。 [0033] タービン 10は、車室フランジであるケーシング（外側ケーシング） 1と、内側ケーシン グ 11と、ロータ 12と、複数の動翼 13および複数の静翼 14とを有する（図 1参照)。ケ 一シング 1内には、内側ケーシング 11が収容される。内側ケーシング 11内には、作 動ガスの流路 Rが形成される。なお、このタービン 10では、ヘリウムガスが作動ガスと して採用される。ロータ 12は、軸受 15、 15により両側を支持され、ケーシング 1およ び内側ケーシング 11を貫通して配置される。複数の動翼 13および複数の静翼 14は 、ロータ 12の外周かつ軸方向に交互に配列されて、作動ガスの流路 Rの一部を構成 する。タービン 10の稼働時には、高温高圧の作動ガスが入口部 16から内側ケーシ ング 11内の流路 Rに導入されて複数の動翼 13および複数の静翼 14間を膨張しつ つ通過する。これにより、動翼 13と共にロータ 12が回転して駆動力が発生する。なお 、複数の動翼 13および複数の静翼 14間を通過した作動ガスは、出口部 17から回収 ライン（図示省略）に還元される。
[0034] ケーシング 1は、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3を有し、これらが水平な 分割面 (接合部 P)にて上下に分割可能に結合されて成る（図 2参照)。具体的には、 上部ケーシング 2のフランジ部 21と下部ケーシング 3のフランジ部 31とが接合され、 ボルト 61およびナット 62により締結される。また、上部ケーシング 2のフランジ面には 、ケーシング 1の周方向に沿って金属製のガスケット 7が配置される。上部ケーシング 2と下部ケーシング 3との接合部 Pは、このガスケット 7および対向するフランジ部 21、 31の面接触により封止される（シール構造)。これにより、フランジ面の接合部 Pから 外部へのガス漏れが抑制される。なお、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3の フランジ面には、 Ra3. 2〜Ral. 6程度の機械仕上げ力卩ェが施されることが好ましい 。これにより、フランジ部 21、 31の面接触が良好となり、接合部 Pのシール性がさらに 向上する。
[0035] [突出部と中間部材]
ここで、上部ケーシング 2のフランジ部 21には上部突出部 22が設けられ、下部ケー シング 3のフランジ部 31には下部突出部 32が設けられている（図 2〜図 4参照)。上 部突出部 22および下部突出部 32は、上部ケーシング 2の外周および下部ケーシン グ 3の外周力もケーシング 1の外側に向力つてそれぞれ突出する。また、これらの上 部突出部 22および下部突出部 32により、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3 の接合部 Pがケーシング 1の外側に向力つて延長される。また、上部突出部 22および 下部突出部 32は、フランジ面 Pの外周に沿ってケーシング 1の略全周に渡って形成 される。
[0036] また、上部突出部 22および下部突出部 32の外周には、中間部材（当板) 4が当接 して配置される。この中間部材 4は、板状部材であり、上部突出部 22および下部突 出部 32の略全周に渡って配置される。また、中間部材 4は、上部突出部 22および下 部突出部 32に対してフランジ面の接合部 Pから外れた位置にてそれぞれ溶接される 。言い換えると、上部突出部 22と下部突出部 32とは中間部材 4を介して溶接され、 上部突出部 22と下部突出部 32との合わせ面は溶接されない。また、中間部材 4は、 上部突出部 22および下部突出部 32により延長された接合部 Pの外周に配置されて 、この接合部 Pを外周側力も封止する。
[0037] ここで、タービン 10のメンテナンス時には、上部ケーシング 2と下部ケーシング 3とを 締結するボルト 61およびナット 62が取り外され、中間部材 4の溶接が削られてケーシ ング 1が分割される。このとき、このケーシング 1では、上部ケーシング 2 (上部突出部 22)と下部ケーシング 3 (下部突出部 32)とが中間部材 4を介して溶接されているので (図 4参照）、ケーシング 1の分割時にてフランジ面の接合部 Pに溶接跡が残らない。 したがって、再度ケーシング 1を^ aみ立てるときに溶接跡が邪魔にならず、上部ケー シング 2および下部ケーシング 3がフランジ面にて適正に面接触する。これにより、接 合部 Pのシール性が向上して外部へのガスの漏出が効果的に抑制される利点がある
[0038] また、かかる構成では、突出した上部突出部 22および下部突出部 32に対して中間 部材 4が溶接されるので、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3の周面に直接的 に中間部材 4が溶接される構成 (図示省略)と比較して、中間部材 4の溶接の除去作 業および再溶接作業が容易という利点がある。
[0039] また、上記の構成は、従来のケーシングに対して僅かな突出部（上部突出部 22お よび下部突出部 32)を追設することにより実現できる。また、上部ケーシング 2のフラ ンジ面 Pおよび下部ケーシング 3のフランジ面には、従来のケーシング程度の表面粗 度の加工が施されても良い。また、上記の構成では、中間部材 4の溶接量が小規模 なため、溶接作業に要するメンテナンス期間 (オーバホール期間）および人件費が低 減される。
[0040] また、このケーシング 1では、中間部材 4が上部突出部 22および下部突出部 32に より延長された接合部 Pの外周を封止するので（図 4参照）、接合部 Pのシール性が 向上して外部へのガスの漏出がより効果的に抑制される利点がある。
[0041] また、このケーシング 1では、中間部材 4が溶接された状態にて上部突出部 22およ び下部突出部 32が変形可能なフレキシブル構造を有することが好ま U、（図 2およ び図 4参照)。例えば、ケーシング 1がタービン 10の車室 (耐圧容器）として用いられ る構成では、タービン稼働時にて、ケーシング 1の内圧および温度が著しく変化する 。すると、対向する上部ケーシング 2のフランジ部 21と下部ケーシング 3のフランジ部 31とが相対的に移動してフランジ面の接合部 Pが変形する。このとき、上部突出部 2 2および下部突出部 32がフレキシブル構造を有するので、これらが追従して変形し てフランジ面の接合状態が維持される。これにより、接合部 Pのシール性が確保され て、外部へのガスの漏出がより効果的に抑制される利点がある。
[0042] また、かかる構成では、メンテナンス時にて中間部材 4が再溶接されるときに、上部 突出部 22および下部突出部 32がフレキシブルに変形して熱応力による歪みを逃が す。すると、溶接に起因する過大な残留応力が減少して、上部ケーシング 2と下部ケ 一シング 3との接合部 Pの歪み (有害な変形）が低減される。これにより、接合部 Pのシ ール性が確保されて、外部へのガスの漏出がより効果的に抑制される利点がある。
[0043] 例えば、上記のフレキシブル構造は、上部突出部 22および下部突出部 32の延在 方向に沿ってそれぞれ形成された凹部 23、 33により構成される（図 4参照)。具体的 には、ケーシング 1の径方向断面視にて、上部突出部 22および下部突出部 32が略 L字状の断面形状を有し、フランジ面に対して略垂直方向に湾曲（屈折)する。そして 、上部突出部 22および下部突出部 32がフランジ面 Pを対称軸としてケーシング 1の 外周から略 T字状に突出し、この T字部分の頂部に中間部材 4が当接して配置される 。また、中間部材 4の両縁部が上部突出部 22および下部突出部 32に対してそれぞ れ溶接される。 [0044] かかる構成では、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3の変形時にて、上部突 出部 22および下部突出部 32が凹部 23、 33を起点として湾曲してフレキシブルに変 形する。これにより、フランジ面の接合状態が維持されるので、接合部 Pのシール性 が確保されて外部へのガスの漏出が効果的に抑制される利点がある。
[0045] [変形例 1]
なお、このケーシング 1では、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3がこれらの フランジ部 21、 31にてボルト 61およびナット 62により結合される。具体的には、ボル ト 61が両フランジ部 21、 31を貫通し、ボルト 61の両端部にナット 62、 62が螺合され る。このとき、各ナット 62、 62が両フランジ部 21、 31の外周面に面接触する。かかる 構成では、ボルト 61が接合部 Pを貫通するため、接合部 P内のガスがフランジ部 21、 31のボルト孔を伝ってケーシング 1の外部へ漏出するおそれがある。
[0046] そこで、このケーシング 1では、ボルト 61およびナット 62にシール構造が施されるこ とが好ましい（図 5参照)。例えば、ナット 62と両フランジ部 21、 31の外周面との接触 部（ナット 62の当たり面）に金属製のガスケット 63が配置され、このガスケット 63により ナット 62と両フランジ部 21、 31との隙間が封止される。これにより、外部へのガス漏 れが効果的に低減される利点がある。
[0047] また、かかる構成では、ナット 62および両フランジ部 21、 31の接触面の表面粗度を 向上させることにより、ナット 62と両フランジ部 21、 31との面接触 (押し付け面圧）を 高めることが好ましい。これにより、ナット 62と両フランジ部 21、 31との隙間がより確実 に封止されて、外部へのガス漏れがより効果的に低減される利点がある。
[0048] なお、上記の構成では、ナット 62の当たり面が比較的小径かつ円形であるので、安 価なガスケット 9を採用することが可能であり、また、ナット 62および両フランジ部 21、 31の接触面の加工も容易である。したがって、上記の構成は、既存のケーシングに 対して容易に適用できる利点がある。
[0049] [変形例 2]
また、このケーシング 1では、中間部材 4が上部突出部 22および下部突出部 32の 延在方向に分割されて配置されることが好ましい（図 6参照)。すなわち、複数の中間 部材 4が上部突出部 22および下部突出部 32に沿って配列され、これらの中間部材 4により上部ケーシング 2および下部ケーシング 3間の接合部 Pが封止される。
[0050] かかる構成では、中間部材 4が分割されて配置されるので、単一かつ長尺の中間 部材 4が配置される構成 (図 2参照)と比較して、中間部材 4の取付作業が容易となる 利点がある。なお、かかる構成では、接合部 Pの封止性を向上させるため、複数の中 間部材 4の配列間隔 (隣り合う中間部材 4、 4間の隙間）が短く設定されることが好まし い。
[0051] [変形例 3]
また、このケーシング 1では、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3の接合部 P に、溝 5がそれぞれ形成されることが好ましい（図 2〜図 4参照)。この溝 5は、上部突 出部 22および下部突出部 32に沿ってフランジ部 21、 31の周方向に延在する。また 、溝 5は、中間部材 4の溶接範囲に対応して設けられる。また、溝 5は、複数に分割さ れて形成されても良!ヽ（図 6参照)。
[0052] かかる構成では、中間部材 4の溶接時にて、熱応力によるフランジ部 21、 31の歪 みが溝 5により吸収される。すると、上部ケーシング 2と下部ケーシング 3との接合部 P の歪みが低減されて、接合部 Pのシール性が確保される。これにより、外部へのガス の漏出が効果的に抑制される利点がある。
[0053] [変形例 4]
また、このケーシング 1では、中間部材 4を上部突出部 22および下部突出部 32に 対して押圧する押圧部材 (押し板) 8が配置されることが好ましい（図 7参照)。この押 圧部材 8は、例えば、 U字断面形状を有する板状部材から成り、その内周面にて中 間部材 4に当接しつつ上部ケーシング 2および下部ケーシング 3に対してボルト（図 示省略）により固定される。また、中間部材 4に突起部 41が設けられており、押圧部 材 8は、この突起部 41に対して当接する。これにより、中間部材 4が確実に押圧され る。
[0054] かかる構成では、中間部材 4が押圧部材 8により押圧されて上部突出部 22および 下部突出部 32に当接するので、中間部材 4による接合部 Pのシール性が向上する。 これにより、外部へのガスの漏出が効果的に抑制される利点がある。また、押圧部材 8が中間部材 4を押圧することにより、中間部材 4の耐圧強度が補強されて中間部材 4の過大変形が抑制される。これにより、接合部 Pのシール性が向上する。
[0055] [変形例 5]
また、このケーシング 1は、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3間の接合部 P に形成される溝 (逃がし溝） 5と、この溝 5に接続されるガスの回収流路 51〜53とを有 することが好ましい（図 8参照)。かかる構成では、ケーシング 1内から接合部 Pに漏出 したガスが、接合部 Pの溝 5に入り込み回収流路 51〜53を通って回収される。これに より、ケーシング 1外へのガスの漏出が抑制される利点がある。また、例えば、ヘリウム ガスのような高価な作動ガスを効率的に回収できる利点がある。
[0056] 例えば、上部ケーシング 2および下部ケーシング 3間の接合部 Pには、フランジ面の 周方向に沿って細長い溝 5が形成される（図 3参照)。そして、この溝 5の底部力もドリ ル孔 51が開けられ、このドリル孔 51と下部ケーシング 3の外周面から開けられたドリ ル穴 52とが接続される。また、ドリル穴 52には、回収管 53が嵌め込まれて設置され る。また、回収管 53は、外部の回収ライン（図示省略）に接続される。かかる構成では 、接合部 Pから溝 5内に流入したガス力 ドリル孔 51およびドリル穴 52を経て回収管 5 3から回収されて回収ラインに送られる。
[0057] また、上記の構成では、回収流路 51〜53側（回収ライン側）がケーシング 1 (溝 5) 内部に対して負圧となるように設定されることが好ましい。かかる構成では、溝 5内の ガスが積極的に回収流路 51〜53側に流入するので、ガスの回収が効率的に行われ る利点がある。また、かかる構成では、同時に接合部 P内の圧力が低減されるので、 中間部材 4の構造上の強度を低減できる利点がある。また、上部突出部 22および下 部突出部 32間からのガスの漏出が低減されるので、中間部材 4の取付面（上部突出 部 22および下部突出部 32に対する接合面）の表面粗度を低減できる利点がある。
[0058] また、上記の構成では、上部突出部 22および下部突出部 32が省略され、中間部 材 4が上部ケーシング 2および下部ケーシング 3に対して直接取り付けられても良い（ 図 9参照)。例えば、中間部材 4力 接合部 Pの外周を覆いつつ上部ケーシング 2のフ ランジ部 21の外周面および下部ケーシング 3のフランジ部 31の外周面に対して当接 して配置され、ボルト結合により固定される。また、中間部材 4の取付面には、金属製 あるいは榭脂製 (例えば、ポリマー製)のガスケット 9が配置される。かかる構成として も、外部へのガスの漏出が抑制される。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に力かるケーシング (このケーシングを有する流体機械）は、 分割構造を有すると共にフランジ面の接合部力 外部へのガスの漏出を抑制できる 点で有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 上部ケーシングおよび下部ケーシングが分割可能に接合されて成ると共に前記上 部ケーシングと前記下部ケーシングとの接合部 Pから外部へのガスの漏出を抑制す るシール構造を有するケーシングであって、
前記上部ケーシングの外周から突出する上部突出部と、前記下部ケーシングの外 周から突出する下部突出部と、前記上部突出部および前記下部突出部の外周に配 置される中間部材とを含み、且つ、
前記上部突出部および前記下部突出部により前記上部ケーシングおよび前記下 部ケーシングの接合部 Pが延長されると共に、この接合部 Pから外れた位置にて前記 中間部材が前記上部突出部および前記下部突出部に対してそれぞれ溶接されるこ とを特徴とするケーシング。
[2] 前記中間部材が前記上部突出部および前記下部突出部により延長された接合部
Pの外周を封止する請求項 1に記載のケーシング。
[3] 前記中間部材が溶接された状態にて前記上部突出部および前記下部突出部が変 形可能なフレキシブル構造を有する請求項 1または 2に記載のケーシング。
[4] 前記フレキシブル構造が前記上部突出部および前記下部突出部の延在方向に沿 つてそれぞれ形成された凹部により構成される請求項 3に記載のケーシング。
[5] 前記中間部材が前記上部突出部および前記下部突出部の延在方向に分割されて 配置される請求項 1〜4のいずれか一つに記載のケーシング。
[6] 前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシングの接合部 Pには、前記上部突出部 および前記下部突出部に沿って延在する溝が形成される請求項 1〜5のいずれか一 つに記載のケーシング。
[7] 前記中間部材を前記上部突出部および前記下部突出部に対して押圧する押圧部 材が配置される請求項 1〜6のいずれか一つに記載のケーシング。
[8] 前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシング間の接合部 Pに形成される溝と、 前記溝に接続されるガスの回収流路とを有する請求項 1〜7のいずれか一つに記載 のケーシング。
[9] 前記回収流路側がケーシング内部に対して負圧に設定される請求項 8に記載のケ 一シング。
[10] 上部ケーシングおよび下部ケーシングが分割可能に接合されて成ると共に前記上 部ケーシングと前記下部ケーシングとの接合部 Pから外部へのガスの漏出を抑制す るシール構造を有するケーシングであって、
前記上部ケーシングおよび前記下部ケーシング間の接合部 Pに形成される溝と、 前記溝に接続されるガスの回収流路とを含むことを特徴とするケーシング。
[11] 請求項 1〜： LOのいずれか一つに記載のケーシングにより車室が構成されることを特 徴とする流体機械。
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