特許 5984618 タービンのケーシング、タービン及びケーシングの組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5984618

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】タービンのケーシング、タービン及びケーシングの組立方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/24 20060101AFI20160823BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   F01D25/24 T

   F01D25/00 M

   F01D25/00 X

   F01D25/24 P

   F01D25/24 R

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2012-231024(P2012-231024)

(22)【出願日】2012年10月18日

(65)【公開番号】特開2014-80952(P2014-80952A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2015年9月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】近藤 誠

(72)【発明者】

【氏名】杼谷 直人

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭５０−２３６８１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２００７−１１３５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６２７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２６９３９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０３３３９１９（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／２４

Ｆ０１Ｄ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ケーシングと、
第２合わせ面を境にして分割される一方側の第２Ａ半部ケーシングと、前記第２合わせ面を境にして分割される他方側の第２Ｂ半部ケーシングとを有し、前記第１ケーシングに形成される取付面に取り付けられる第２ケーシングと、を備え、
前記第１ケーシングは、
前記取付面から突出して設けられ、突出方向に向かって広がる斜面となる前記第２Ａ半部ケーシングと接する第１Ａテーパ面と、突出方向に向かって広がる斜面となる前記第２Ｂ半部ケーシングと接する第１Ｂテーパ面とを含むテーパ突起部を有し、
前記第２Ａ半部ケーシングは、
前記テーパ突起部の前記第１Ａテーパ面を覆うように突出して設けられ、前記第１Ａテーパ面と相補的形状となる第２Ａテーパ面と、前記第２Ｂ半部ケーシングと当接する第１当接面とが形成される第２Ａ半部フランジを有し、
前記第２Ｂ半部ケーシングは、
前記テーパ突起部の前記第１Ｂテーパ面を覆うように突出して設けられ、前記第１Ｂテーパ面と相補的形状となる第２Ｂテーパ面と、前記第２Ａ半部ケーシングと当接する第２当接面とが形成される第２Ｂ半部フランジを有し、
前記第２Ａ半部ケーシングと前記第２Ｂ半部ケーシングとが前記第２合わせ面において面合わせされ、前記第２ケーシングが前記第１ケーシングの前記取付面に面合わせされた状態において、前記テーパ突起部、前記第２Ａ半部フランジ及び前記第２Ｂ半部フランジは、
前記第１Ａテーパ面と前記第２Ａテーパ面とが面合わせされ、前記第１Ｂテーパ面と前記第２Ｂテーパ面とが面合わせされ、前記第１当接面と前記第２当接面とが面合わせされた状態で、第１締結部材によって一体に締結されることを特徴とするタービンのケーシング。

【請求項2】

前記第１ケーシングは、複数のタービン翼が配設された回転軸が内外に亘って挿通される車室ケーシングであり、
前記第２ケーシングは、前記回転軸と前記車室ケーシングとの間を外側から覆うグランドケーシングであることを特徴とする請求項１に記載のタービンのケーシング。

【請求項3】

前記第１ケーシングは、第１合わせ面を境にして分割される一方側の第１Ａ半部ケーシングと、前記第１合わせ面を境にして分割される他方側の第１Ｂ半部ケーシングとを有していることを特徴とする請求項１または２に記載のタービンのケーシング。

【請求項4】

前記テーパ突起部は、前記第１合わせ面を境にして分割される前記第１Ａテーパ面を有する第１Ａ半部テーパ突起部と、前記第１合わせ面を境にして分割される前記第１Ｂテーパ面を有する第１Ｂ半部テーパ突起部とを有し、
前記第１Ａ半部ケーシングには、前記第１Ａ半部テーパ突起部が設けられ、
前記第１Ｂ半部ケーシングには、前記第１Ｂ半部テーパ突起部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のタービンのケーシング。

【請求項5】

前記第１合わせ面と前記第２合わせ面とは、同一面となっており、
前記第１Ａ半部ケーシングと前記第１Ｂ半部ケーシングとが前記第１合わせ面において面合わせされ、前記第２Ａ半部ケーシングと前記第２Ｂ半部ケーシングとが前記第２合わせ面において面合わせされ、前記第２ケーシングが前記第１ケーシングの前記取付面に面合わせされた状態において、前記第１Ａ半部テーパ突起部、前記第１Ｂ半部テーパ突起部、前記第２Ａ半部フランジ及び前記第２Ｂ半部フランジは、
前記第１Ａテーパ面と前記第２Ａテーパ面とが面合わせされ、前記第１Ｂテーパ面と前記第２Ｂテーパ面とが面合わせされ、前記第１当接面と前記第２当接面とが面合わせされた状態で、第１締結部材によって一体に締結されることを特徴とする請求項４に記載のタービンのケーシング。

【請求項6】

前記第１Ａ半部テーパ突起部は、
前記突出方向の先端部において第１Ａ側先端面が形成され、
前記第１Ｂ半部テーパ突起部は、
前記突出方向の先端部において第１Ｂ側先端面が形成され、
前記第２Ａ半部フランジは、
前記第１Ａ側先端面に当接する第２Ａ側当接面が形成され、
前記第２Ｂ半部フランジは、
前記第１Ｂ側先端面に当接する第２Ｂ側当接面が形成され、
前記第１Ａ半部テーパ突起部及び前記第２Ａ半部フランジは、前記第１Ａ側先端面と前記第２Ａ側当接面とが面合わせされた状態で、第２締結部材によって一体に締結され、
前記第１Ｂ半部テーパ突起部及び前記第２Ｂ半部フランジは、前記第１Ｂ側先端面と前記第２Ｂ側当接面とが面合わせされた状態で、第３締結部材によって一体に締結されることを特徴とする請求項５に記載のタービンのケーシング。

【請求項7】

前記第１締結部材は、少なくとも１本の締結ボルトであり、
前記締結ボルトは、前記第２合わせ面に直交する方向から、前記第２Ａ半部フランジ、前記第１Ａ半部テーパ突起部、前記第１Ｂ半部テーパ突起部の順に挿通され、前記第２Ｂ半部フランジに締結されることを特徴とする請求項５または６に記載のタービンのケーシング。

【請求項8】

前記締結ボルトは、前記締結ボルトの頭部と前記第２Ａ半部フランジとが当接する座面の下方側において面圧を付与可能な面圧付与領域内に、前記第１Ａ半部テーパ突起部と前記第１Ｂ半部テーパ突起部とが面合わせされた前記第１合わせ面、面合わせされた前記第１Ａテーパ面及び前記第２Ａテーパ面、面合わせされた前記第１Ｂテーパ面及び前記第２Ｂテーパ面、面合わせされた前記第１当接面及び前記第２当接面のそれぞれが収まる配置となっていることを特徴とする請求項７に記載のタービンのケーシング。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載のケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられる回転軸と、
前記回転軸に設けられる複数のタービン翼と、を備えることを特徴とするタービン。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか１項に記載のケーシングを組み立てるケーシングの組立方法であって、
前記第１Ａテーパ面と前記第２Ａテーパ面との面を合わせて、前記第１ケーシングに前記第２Ａ半部ケーシングを取り付ける第１取付工程と、
前記第１Ｂテーパ面と前記第２Ｂテーパ面との面を合わせると共に、前記第１当接面と前記第２当接面との面を合わせて、前記第１ケーシングに前記第２Ｂ半部ケーシングを取り付ける第３取付工程と、
前記テーパ突起部、前記第２Ａ半部フランジ及び前記第２Ｂ半部フランジを、前記第１締結部材によって一体に締結する第１締結工程と、を備えることを特徴とするケーシングの組立方法。

【請求項11】

前記第１ケーシングは、前記第２合わせ面と同面となる第１合わせ面を境にして分割される一方側の第１Ａ半部ケーシングと、前記第１合わせ面を境にして分割される他方側の第１Ｂ半部ケーシングとを有しており、
前記テーパ突起部は、前記第１合わせ面を境にして分割される前記第１Ａテーパ面を有する第１Ａ半部テーパ突起部と、前記第１合わせ面を境にして分割される前記第１Ｂテーパ面を有する第１Ｂ半部テーパ突起部とを有し、
前記第１Ａ半部ケーシングには、前記第１Ａ半部テーパ突起部が設けられ、
前記第１Ｂ半部ケーシングには、前記第１Ｂ半部テーパ突起部が設けられており、
前記第１取付工程では、前記第１Ａ半部ケーシングに前記第２Ａ半部ケーシングが取り付けられ、
前記第３取付工程では、前記第１Ｂ半部ケーシングに前記第２Ｂ半部ケーシングが取り付けられ、
前記第１取付工程と前記第３取付工程との間に行われ、前記第１Ａ半部ケーシングに前記第１Ｂ半部ケーシングを取り付ける第２取付工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のケーシングの組立方法。

【請求項12】

前記第１Ａ半部テーパ突起部は、
前記突出方向の先端部において第１Ａ側先端面が形成され、
前記第１Ｂ半部テーパ突起部は、
前記突出方向の先端部において第１Ｂ側先端面が形成され、
前記第２Ａ半部フランジは、
前記第１Ａ側先端面に当接する第２Ａ側当接面が形成され、
前記第２Ｂ半部フランジは、
前記第１Ｂ側先端面に当接する第２Ｂ側当接面が形成され、
前記第１取付工程では、前記第１Ａ側先端面と前記第２Ａ側当接面との面を合わせて、前記第１Ａ半部ケーシングに前記第２Ａ半部ケーシングを取り付け、
前記第３取付工程では、前記第１Ｂ側先端面と前記第２Ｂ側当接面との面を合わせて、前記第１Ｂ半部ケーシングに前記第２Ｂ半部ケーシングを取り付け、
前記第１Ａ半部テーパ突起部及び前記第２Ａ半部フランジを、前記第２締結部材によって一体に締結すると共に、前記第１Ｂ半部テーパ突起部及び前記第２Ｂ半部フランジを、前記第３締結部材によって一体に締結する第２締結工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のケーシングの組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タービンのケーシング、タービン及びケーシングの組立方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、タービンロータを覆うケーシングと、ケーシングとタービンロータとの間のシールを行う上下に２分割されるグランドパッキン部とを備えた蒸気タービンが知られている（例えば、特許文献１参照）。この蒸気タービンでは、ケーシングの熱変形に伴う、ケーシングとグランドパッキン部との間からの蒸気の漏れを抑制するために、グランドパッキン部の下半部にシール蒸気を供給し、グランドパッキン部の上半部に断熱体を設けている。このため、グランドパッキン部は、その上半部と下半部との温度が同等となることで、熱変形が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−１３７０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、回転軸を挟んで分割されたグランドパッキン部をケーシングに取り付ける場合、分割された一方の第１半部のグランドパッキン部と他方の第２半部のグランドパッキン部との間、及びケーシングとグランドパッキン部との間を気密に封止する必要がある。第１半部のグランドパッキン部及び第２半部のグランドパッキン部とは、所定の合わせ面で面合わせされて締結ボルトで締結され、また、ケーシング及びグランドパッキン部とは、所定の合わせ面で面合わせされて締結ボルトで締結される。このとき、第１半部及び第２半部のグランドパッキン部の合わせ面と、ケーシング及びグランドパッキン部の合わせ面とが交差する部位では、締結ボルトを交差させて締結することが困難である。このため、例えば、第１半部及び第２半部のグランドパッキン部の合わせ面を締結ボルトにより締結した場合、第１半部及び第２半部のグランドパッキン部の合わせ面からの蒸気リークは防止できるが、ケーシング及びグランドパッキン部の合わせ面では、締結ボルトの締結による面圧を確保することが困難となることから、ケーシング及びグランドパッキン部の間から蒸気が漏れ出す可能性がある。逆に、ケーシング及びグランドパッキン部の合わせ面を、グランドパッキン部の分割された合わせ面の近傍において締結ボルトにより締結した場合、ケーシング及びグランドパッキン部の合わせ面からの蒸気リークは防止できるが、第１半部及び第２半部のグランドパッキン部の合わせ面から蒸気が漏れだす可能性がある。

【0005】

そこで、本発明は、分割されるケーシングを気密に封止して、分割されるケーシングの合わせ面からの蒸気等のリークを抑制することができるタービンのケーシング、タービン及びケーシングの組立方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のタービンのケーシングは、第１ケーシングと、第２合わせ面を境にして分割される一方側の第２Ａ半部ケーシングと、第２合わせ面を境にして分割される他方側の第２Ｂ半部ケーシングとを有し、第１ケーシングに形成される取付面に取り付けられる第２ケーシングと、を備え、第１ケーシングは、取付面から突出して設けられ、突出方向に向かって広がる斜面となる第２Ａ半部ケーシングと接する第１Ａテーパ面と、突出方向に向かって広がる斜面となる第２Ｂ半部ケーシングと接する第１Ｂテーパ面とを含むテーパ突起部を有し、第２Ａ半部ケーシングは、テーパ突起部の第１Ａテーパ面を覆うように突出して設けられ、第１Ａテーパ面と相補的形状となる第２Ａテーパ面と、第２Ｂ半部ケーシングと当接する第１当接面とが形成される第２Ａ半部フランジを有し、第２Ｂ半部ケーシングは、テーパ突起部の第１Ｂテーパ面を覆うように突出して設けられ、第１Ｂテーパ面と相補的形状となる第２Ｂテーパ面と、第２Ａ半部ケーシングと当接する第２当接面とが形成される第２Ｂ半部フランジを有し、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとが第２合わせ面において面合わせされ、第２ケーシングが第１ケーシングの取付面に面合わせされた状態において、テーパ突起部、第２Ａ半部フランジ及び第２Ｂ半部フランジは、第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面とが面合わせされ、第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面とが面合わせされ、第１当接面と第２当接面とが面合わせされた状態で、第１締結部材によって一体に締結されることを特徴とする。

【0007】

この構成によれば、第１締結部材によって、テーパ突起部、第２Ａ半部フランジ及び第２Ｂ半部フランジを一体に締結することができる。このとき、第１Ａテーパ面及び第１Ｂテーパ面が突出方向に向かって広がる斜面となっていることから、第１Ａテーパ面に沿って第２Ａテーパ面が取付面側に僅かに位置ズレし、同様に、第１Ｂテーパ面に沿って第２Ｂテーパ面が取付面側に僅かに位置ズレする。このため、第１締結部材を締結することにより、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面との間、第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面との間、第１当接面と第２当接面との間に面圧を与えることができるだけでなく、第１ケーシングの取付面と第２ケーシングとの間に面圧を与えることができる。これにより、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、及び第１ケーシングと第２ケーシングとの間の面圧を確保することができるため、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、及び第１ケーシングと第２ケーシングとの間を気密に封止することができる。

【0008】

この場合、第１ケーシングは、複数のタービン翼が配設された回転軸が内外に亘って挿通される車室ケーシングであり、第２ケーシングは、回転軸と車室ケーシングとの間を外側から覆うグランドケーシングであることが好ましい。

【0009】

この構成によれば、車室ケーシングとグランドケーシングとの間を気密に封止することができる。また、合わせ面を境にして分割されるグランドケーシングの第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間を気密に封止することができる。なお、車室ケーシングは、分割構造であってもよいし、分割されていないバレル型（樽型）の構造であってもよい。

【0010】

この場合、第１ケーシングは、第１合わせ面を境にして分割される一方側の第１Ａ半部ケーシングと、第１合わせ面を境にして分割される他方側の第１Ｂ半部ケーシングとを有していることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、分割構造となる第１ケーシングに適用することができる。このとき、第１ケーシングの第１合わせ面と、第２ケーシングの第２合わせ面とが一致する場合であっても、一致しない場合であっても、第１ケーシングの第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間の面圧を確保することが好ましい。第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間の面圧を確保することで、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間を気密に封止することができる。

【0012】

この場合、テーパ突起部は、第１合わせ面を境にして分割される第１Ａテーパ面を有する第１Ａ半部テーパ突起部と、第１合わせ面を境にして分割される第１Ｂテーパ面を有する第１Ｂ半部テーパ突起部とを有し、第１Ａ半部ケーシングには、第１Ａ半部テーパ突起部が設けられ、第１Ｂ半部ケーシングには、第１Ｂ半部テーパ突起部が設けられていることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、テーパ突起部を境に分割構造となる第１ケーシングに適用することができる。このとき、第１ケーシングの第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間の面圧を確保することで、第１Ａ半部テーパ突起部と第１Ｂ半部テーパ突起部との間を気密に封止することができる。

【0014】

この場合、第１合わせ面と第２合わせ面とは、同一面となっており、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとが第１合わせ面において面合わせされ、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとが第２合わせ面において面合わせされ、第２ケーシングが第１ケーシングの取付面に面合わせされた状態において、第１Ａ半部テーパ突起部、第１Ｂ半部テーパ突起部、第２Ａ半部フランジ及び第２Ｂ半部フランジは、第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面とが面合わせされ、第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面とが面合わせされ、第１当接面と第２当接面とが面合わせされた状態で、第１締結部材によって一体に締結されることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、第１合わせ面と第２合わせ面を同一面とすることで、第１Ａ半部ケーシング、第１Ｂ半部ケーシング、第２Ａ半部ケーシング及び第２Ｂ半部ケーシングを、同一面で面合わせすることができる。また、第１締結部材によって、第１Ａ半部テーパ突起部、第１Ｂ半部テーパ突起部、第２Ａ半部フランジ及び第２Ｂ半部フランジを一体に締結することができる。このため、第１締結部材を締結することにより、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面との間、第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面との間、第１当接面と第２当接面との間、第１ケーシングの取付面と第２ケーシングとの間に面圧を与えることができる。このため、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、及び第１ケーシングと第２ケーシングとの間の面圧を確保することができる。これにより、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、及び第１ケーシングと第２ケーシングとの間を気密に封止することができる。

【0016】

この場合、第１Ａ半部テーパ突起部は、突出方向の先端部において第１Ａ側先端面が形成され、第１Ｂ半部テーパ突起部は、突出方向の先端部において第１Ｂ側先端面が形成され、第２Ａ半部フランジは、第１Ａ側先端面に当接する第２Ａ側当接面が形成され、第２Ｂ半部フランジは、第１Ｂ側先端面に当接する第２Ｂ側当接面が形成され、第１Ａ半部テーパ突起部及び第２Ａ半部フランジは、第１Ａ側先端面と第２Ａ側当接面とが面合わせされた状態で、第２締結部材によって一体に締結され、第１Ｂ半部テーパ突起部及び第２Ｂ半部フランジは、第１Ｂ側先端面と第２Ｂ側当接面とが面合わせされた状態で、第３締結部材によって一体に締結されることが好ましい。

【0017】

この構成によれば、第２締結部材によって、第１Ａ半部テーパ突起部及び第２Ａ半部フランジを一体に締結することで、第１Ａ側先端面と第２Ａ側当接面との間に面圧を与えることができる。このため、第１Ａ側先端面と第２Ａ側当接面との間の面圧を確保することができるため、第１Ａ半部テーパ突起部と第２Ａ半部フランジとの間を気密に封止することができる。また、第３締結部材によって、第１Ｂ半部テーパ突起部及び第２Ｂ半部フランジを一体に締結することで、第１Ｂ側先端面と第２Ｂ側当接面との間に面圧を与えることができる。このため、第１Ｂ側先端面と第２Ｂ側当接面との間の面圧を確保することができるため、第１Ｂ半部テーパ突起部と第２Ｂ半部フランジとの間を気密に封止することができる。

【0018】

この場合、第１締結部材は、少なくとも１本の締結ボルトであり、締結ボルトは、第２合わせ面に直交する方向から、第２Ａ半部フランジ、第１Ａ半部テーパ突起部、第１Ｂ半部テーパ突起部の順に挿通され、第２Ｂ半部フランジに締結されることが好ましい。

【0019】

この構成によれば、締結ボルトが第２Ｂ半部フランジに締結されることで、第２Ａ半部フランジ、第１Ａ半部テーパ突起部、第１Ｂ半部テーパ突起部及び第２Ｂ半部フランジを一体に締結することができる。このとき、締結ボルトが第２Ｂ半部フランジに締結されることから、第２Ａ半部フランジ、第１Ａ半部テーパ突起部及び第１Ｂ半部テーパ突起部の移動を規制することがないため、各テーパ面に対する位置ズレを許容することができる。

【0020】

この場合、締結ボルトは、締結ボルトの頭部と第２Ａ半部フランジとが当接する座面の下方側において面圧を付与可能な面圧付与領域内に、第１Ａ半部テーパ突起部と第１Ｂ半部テーパ突起部とが面合わせされた第１合わせ面、面合わせされた第１Ａテーパ面及び第２Ａテーパ面、面合わせされた第１Ｂテーパ面及び第２Ｂテーパ面、面合わせされた第１当接面及び第２当接面のそれぞれが収まる配置となっていることが好ましい。

【0021】

この構成によれば、締結ボルトを締結することで、各合わせ面に対し確実に面圧を付与することができる。

【0022】

本発明のタービンは、上記のケーシングと、ケーシングの内部に設けられる回転軸と、回転軸に設けられる複数のタービン翼と、を備えることを特徴とする。

【0023】

この構成によれば、第１ケーシングと第２ケーシングとの間、及び第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間が気密に封止されたケーシング内に、回転軸及び複数のタービン翼を収容することができる。このため、回転軸を効率良く回転させることができる。

【0024】

本発明のケーシングの組立方法は、上記のケーシングを組み立てるケーシングの組立方法であって、第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面との面を合わせて、第１ケーシングに第２Ａ半部ケーシングを取り付ける第１取付工程と、第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面との面を合わせると共に、第１当接面と第２当接面との面を合わせて、第１ケーシングに第２Ｂ半部ケーシングを取り付ける第３取付工程と、テーパ突起部、第２Ａ半部フランジ及び第２Ｂ半部フランジを、第１締結部材によって一体に締結する第１締結工程と、を備えることを特徴とする。

【0025】

この構成によれば、第１取付工程において第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面との面を合わせ、第３取付工程において第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面との面を合わせると共に、第１当接面と第２当接面との面を合わせることができる。そして、第１締結工程において第１締結部材を締結することにより、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、第１Ａテーパ面と第２Ａテーパ面との間、第１Ｂテーパ面と第２Ｂテーパ面との間、第１当接面と第２当接面との間に面圧を与えることができるだけでなく、第１ケーシングの取付面と第２ケーシングとの間に面圧を与えることができる。これにより、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、及び第１ケーシングと第２ケーシングとの間の面圧を確保することができるため、第２Ａ半部ケーシングと第２Ｂ半部ケーシングとの間、及び第１ケーシングと第２ケーシングとの間を気密に封止することができる。

【0026】

この場合、第１ケーシングは、第２合わせ面と同面となる第１合わせ面を境にして分割される一方側の第１Ａ半部ケーシングと、第１合わせ面を境にして分割される他方側の第１Ｂ半部ケーシングとを有しており、テーパ突起部は、第１合わせ面を境にして分割される第１Ａテーパ面を有する第１Ａ半部テーパ突起部と、第１合わせ面を境にして分割される第１Ｂテーパ面を有する第１Ｂ半部テーパ突起部とを有し、第１Ａ半部ケーシングには、第１Ａ半部テーパ突起部が設けられ、第１Ｂ半部ケーシングには、第１Ｂ半部テーパ突起部が設けられており、第１取付工程では、第１Ａ半部ケーシングに第２Ａ半部ケーシングが取り付けられ、第３取付工程では、第１Ｂ半部ケーシングに第２Ｂ半部ケーシングが取り付けられ、第１取付工程と第３取付工程との間に行われ、第１Ａ半部ケーシングに第１Ｂ半部ケーシングを取り付ける第２取付工程をさらに備えることが好ましい。

【0027】

この構成によれば、第１Ａ半部ケーシング、第１Ｂ半部ケーシング、第２Ａ半部ケーシング及び第２Ｂ半部ケーシングを、同一面で面合わせすることができる。また、第２取付工程において、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの面を合わせることができる。そして、第１締結工程において第１締結部材を締結することにより、第１ケーシングの第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間にも面圧を与えることができる。これにより、第１ケーシングの第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間の面圧を確保することで、第１Ａ半部ケーシングと第１Ｂ半部ケーシングとの間、第１Ａ半部テーパ突起部と第１Ｂ半部テーパ突起部との間を気密に封止することができる。

【0028】

この場合、第１Ａ半部テーパ突起部は、突出方向の先端部において第１Ａ側先端面が形成され、第１Ｂ半部テーパ突起部は、突出方向の先端部において第１Ｂ側先端面が形成され、第２Ａ半部フランジは、第１Ａ側先端面に当接する第２Ａ側当接面が形成され、第２Ｂ半部フランジは、第１Ｂ側先端面に当接する第２Ｂ側当接面が形成され、第１取付工程では、第１Ａ側先端面と第２Ａ側当接面との面を合わせて、第１Ａ半部ケーシングに第２Ａ半部ケーシングを取り付け、第３取付工程では、第１Ｂ側先端面と第２Ｂ側当接面との面を合わせて、第１Ｂ半部ケーシングに第２Ｂ半部ケーシングを取り付け、第１Ａ半部テーパ突起部及び第２Ａ半部フランジを、第２締結部材によって一体に締結すると共に、第１Ｂ半部テーパ突起部及び第２Ｂ半部フランジを、第３締結部材によって一体に締結する第２締結工程をさらに備えることが好ましい。

【0029】

この構成によれば、第１取付工程において、第１Ａ側先端面と第２Ａ側当接面とを面合わせすることができ、また、第３取付工程において、第１Ｂ側先端面と第２Ｂ側当接面とを面合わせすることができる。また、第２締結工程において第２締結部材及び第３締結部材を締結することによって各合わせ面に対し面圧を付与することができる。このため、第１Ａ側先端面と第２Ａ側当接面との間、第１Ｂ側先端面と第２Ｂ側当接面との間の面圧を確保することができるため、第１Ａ半部テーパ突起部と第２Ａ半部フランジとの間、及び第１Ｂ半部テーパ突起部と第２Ｂ半部フランジとの間を気密に封止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、実施例１のケーシングが適用される蒸気タービンの概略構成図である。

【図2】図２は、蒸気タービンのケーシングを軸方向から見たときの正面図である。

【図3】図３は、グランドケーシングの斜視図である。

【図4】図４は、車室ケーシングの車室側上部フランジ周りを示す斜視図である。

【図5】図５は、グランドケーシングのグランド側上部フランジ周りを示す斜視図である。

【図6】図６は、車室合わせ面に直交する面で切った各フランジ周りの断面図である。

【図7】図７は、実施例１に係るケーシングの組立方法に関する一例の説明図である。

【図8】図８は、実施例１に係るケーシングの組立方法に関する一例の説明図である。

【図9】図９は、実施例１に係るケーシングの組立方法に関する一例の説明図である。

【図10】図１０は、実施例１に係るケーシングの組立方法に関する一例の説明図である。

【図11】図１１は、実施例１に係るケーシングの組立方法に関する一例の説明図である。

【図12】図１２は、ケーシングの組立方法に関するフローチャートである。

【図13】図１３は、変形例に係る蒸気タービンのケーシングの斜視図である。

【図14】図１４は、蒸気タービンのケーシングを軸方向から見たときの正面図である。

【図15】図１５は、車室ケーシングの車室側上部フランジ周りを示す斜視図である。

【図16】図１６は、車室合わせ面に直交する面で切った各フランジ周りの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。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、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【実施例1】

【0032】

図１は、実施例１のケーシングが適用される蒸気タービンの概略構成図である。図２は、蒸気タービンのケーシングを軸方向から見たときの正面図である。実施例１のケーシング１１は、例えば、供給される蒸気によって回転する蒸気タービン１０に適用される。なお、実施例１のケーシング１１は、蒸気タービン１０に限らず、ケーシングを有するタービンであれば、いずれのタービンであってもよい。

【0033】

図１に示すように、実施例１の蒸気タービン１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１の内部に設けられるタービンロータ（以下、「ロータ」という）１２とを備えている。

【0034】

図１及び図２に示すように、ケーシング１１は、第１ケーシングとなる外部車室ケーシング２１と、第２ケーシングとなるグランドケーシング２２とを有する。なお、実施例１では、第１ケーシングを外部車室ケーシング２１とし、第２ケーシングをグランドケーシング２２としたが、この構成に限定されない。つまり、第１ケーシングと、第１ケーシングに取り付けられる第２ケーシングであれば、いずれのケーシングであってもよく、例えば、第１ケーシング及び第２ケーシングの両方が車室ケーシングであってもよい。

【0035】

外部車室ケーシング２１は、ロータ１２の軸方向の周囲に設けられている。外部車室ケーシング２１には、ロータ１２が挿通される円形開口の挿通孔２４が、ロータ１２の軸方向の両側に形成されている。このため、ロータ１２は、軸方向の中央部が、外部車室ケーシング２１の内部に収容される。一方で、ロータ１２は、軸方向の両端部が、両側の挿通孔２４から外部車室ケーシング２１の外側にそれぞれ位置する。外部車室ケーシング２１の上部には、軸方向の中央に蒸気供給口２３が設けられており、蒸気供給口２３を介して、外部車室ケーシング２１の内部に蒸気が供給される。

【0036】

外部車室ケーシング２１は、挿通孔２４を挟んで上下に分割可能となっており、車室合わせ面（第１合わせ面）Ｐ１（図２参照）を境にして、上部車室ケーシング（第１Ｂ半部ケーシング）２１ａと、下部車室ケーシング（第１Ａ半部ケーシング）２１ｂとに分割される。上部車室ケーシング２１ａには、車室合わせ面Ｐ１に沿って周囲に設けられ、外側に突出する車室側上部フランジ４１が形成される。また、下部車室ケーシング２１ｂには、車室合わせ面Ｐ１に沿って周囲に設けられ、外側に突出する車室側下部フランジ４２が形成される。そして、外部車室ケーシング２１は、車室合わせ面Ｐ１において車室側上部フランジ４１と車室側下部フランジ４２とを面合わせした状態で、上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとがボルトで締結されることにより構成される。

【0037】

この車室合わせ面Ｐ１は、ロータ１２の軸中心を通る水平面となっている。このため、挿通孔２４は、車室合わせ面Ｐ１において上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとが面合わせされることで形成される。また、外部車室ケーシング２１には、グランドケーシング２２を取り付けるためのグランド取付面（取付面）Ｐ２（図３参照）が形成されている。グランド取付面Ｐ２は、外部車室ケーシング２１の外面に平坦面となるように形成されており、円形開口の挿通孔２４の縁部に沿って円環状に形成されている。このグランド取付面Ｐ２は、ロータ１２の軸方向に直交する面となっている。このため、車室合わせ面Ｐ１とグランド取付面Ｐ２とは直交する。

【0038】

図３は、グランドケーシングの斜視図である。グランドケーシング２２は、外部車室ケーシング２１の挿通孔２４と、挿通孔２４に挿通されたロータ１２との間を覆っており、挿通孔２４からの蒸気のリークを抑制している。図２及び図３に示すように、グランドケーシング２２は、平面視円形状に形成されている。グランドケーシング２２には、外部車室ケーシング２１に取り付けるための車室取付面Ｐ３が形成されている。車室取付面Ｐ３は、グランドケーシング２２の外部車室ケーシング側に形成され、平面視円形状のグランドケーシング２２の縁部に形成されている。このとき、車室取付面Ｐ３は、グランド取付面Ｐ２と相補的形状となるように平坦面に形成されている。そして、グランドケーシング２２は、外部車室ケーシング２１のグランド取付面Ｐ２に、車室取付面Ｐ３を面合わせした状態で、複数の縦継手ボルト（締結ボルト）３７で締結することにより取り付けられる。

【0039】

グランドケーシング２２は、挿通孔２４を挟んで上下に分割可能となっており、グランド合わせ面（第２合わせ面）Ｐ１５を境にして、上部グランドケーシング（第２Ｂ半部ケーシング）２２ａと、下部グランドケーシング（第２Ａ半部ケーシング）２２ｂとに分割される。このとき、グランド合わせ面Ｐ１５は、車室合わせ面Ｐ１と同一面となっている。上部グランドケーシング２２ａには、グランド合わせ面Ｐ１５に沿ってロータ１２の軸方向外側に突出するグランド側上部フランジ２７が形成される。また、下部グランドケーシング２２ｂには、グランド合わせ面Ｐ１５に沿ってロータ１２の軸方向外側に突出するグランド側下部フランジ２８が形成される。そして、グランドケーシング２２は、グランド合わせ面Ｐ１５においてグランド側上部フランジ２７とグランド側下部フランジ２８とを面合わせした状態で、上部グランドケーシング２２ａと下部グランドケーシング２２ｂとが複数の水平フランジボルト（締結ボルト）３８で締結されることにより構成される。

【0040】

以上から、上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとが車室合わせ面Ｐ１において面合わせされることで、外部車室ケーシング２１が形成される。また、上部グランドケーシング２２ａと下部グランドケーシング２２ｂとがグランド合わせ面Ｐ１５において面合わせされることで、グランドケーシング２２が形成される。そして、外部車室ケーシング２１のグランド取付面Ｐ２と、グランドケーシング２２の車室取付面Ｐ３とを面合わせして取り付けることで、ケーシング１１が形成される。

【0041】

図１に示すように、ロータ１２は、回転軸３１と、複数のタービン翼（図示省略）とを有する。ロータ１２は、ロータ１２を回転自在に軸支する軸受３２によって支持されている。軸受３２は、外部車室ケーシング２１の外側に設けられており、コンクリート等からなる基礎台３５の上に設けられる軸受台３６に支持されている。

【0042】

次に、図４から図６を参照して、外部車室ケーシング２１及びグランドケーシング２２の詳細について説明する。図４は、車室ケーシングの車室側上部フランジ周りを示す斜視図である。図５は、グランドケーシングのグランド側上部フランジ周りを示す斜視図である。図６は、車室合わせ面に直交する面で切った各フランジ周りの断面図である。

【0043】

図４は、上部車室ケーシング２１ａの車室合わせ面Ｐ１近傍におけるグランド取付面Ｐ２周りを示している。車室合わせ面Ｐ１において分割される上部車室ケーシング２１ａのグランド取付面Ｐ２は半円となっている。上部車室ケーシング２１ａは、半円となるグランド取付面Ｐ２の両端部にそれぞれ設けられた車室側上部テーパ突起部（第１Ｂ半部テーパ突起部）２５を有している。この車室側上部テーパ突起部２５は、グランド取付面Ｐ２から車室合わせ面Ｐ１に沿ってロータ１２の軸方向外側に突出して設けられている。このため、車室側上部テーパ突起部２５は、その下方側の面（下面）が、車室合わせ面Ｐ１において後述する車室側下部テーパ突起部２６と面合わせされる。また、車室側上部テーパ突起部２５には、車室合わせ面Ｐ１の反対側の面（上面）が、突出方向に向かって広がる（上り）斜面となる車室側上部テーパ面（第１Ｂテーパ面）Ｐ４が形成されている。車室側上部テーパ突起部２５の径方向内側の面は、挿通孔２４の内周面と同一面となっており、径方向外側の面は、グランド側上部フランジ２７の径方向外側の面と同一面となっている。

【0044】

また、車室側上部テーパ突起部２５の突出方向の先端側における車室側上部先端面（第１Ｂ側先端面）Ｐ５は、グランド取付面Ｐ２と平行な面となっており、グランド側上部フランジ２７によって覆われる。

【0045】

車室側上部テーパ突起部２５には、水平フランジボルト（第１締結部材）３８が挿通される貫通孔４４が貫通形成されている。貫通孔４４は、車室合わせ面Ｐ１に対し直交する方向（鉛直方向）に形成されており、水平フランジボルト３８が鉛直方向に移動自在となっている。

【0046】

図６に示すように、下部車室ケーシング２１ｂは、半円となるグランド取付面Ｐ２の両端部にそれぞれ設けられた車室側下部テーパ突起部（第１Ａ半部テーパ突起部）２６を有している。この車室側下部テーパ突起部２６は、車室側上部テーパ突起部２５と同様の構成となっており、グランド取付面Ｐ２から車室合わせ面Ｐ１に沿ってロータ１２の軸方向外側に突出して設けられている。このため、車室側下部テーパ突起部２６は、その上方側の面（上面）が、車室合わせ面Ｐ１において車室側上部テーパ突起部２５と面合わせされる。また、車室側下部テーパ突起部２６には、車室合わせ面Ｐ１の反対側の面（下面）が、突出方向に向かって広がる（下り）斜面となる車室側下部テーパ面（第１Ａテーパ面）Ｐ６が形成されている。車室側下部テーパ突起部２６の径方向内側の面は、挿通孔２４の内周面と同一面となっており、径方向外側の面は、グランド側下部フランジ２８の径方向外側の面と同一面となっている。

【0047】

また、車室側下部テーパ突起部２６の突出方向の先端側における車室側下部先端面（第１Ａ側先端面）Ｐ７は、グランド取付面Ｐ２と平行な面となっており、車室側上部先端面Ｐ５と同一面となる。車室側下部先端面Ｐ７は、グランド側下部フランジ２８によって覆われる。

【0048】

車室側下部テーパ突起部２６には、水平フランジボルト３８が挿通される貫通孔４５が貫通形成されている。貫通孔４５は、車室合わせ面Ｐ１に対し直交する方向（鉛直方向）に形成されており、水平フランジボルト３８が鉛直方向に移動自在となっている。

【0049】

上記のように構成された車室側上部テーパ突起部２５と車室側下部テーパ突起部２６とを車室合わせ面Ｐ１において面合わせすると、図６に示すように、車室側上部テーパ面Ｐ４と車室側下部テーパ面Ｐ６とは、突出方向に向かって広がる面となる。

【0050】

図５に示すように、グランド側上部フランジ（第２Ｂ半部フランジ）２７は、その一部が、車室側上部テーパ突起部２５を覆うように設けられている。グランド側上部フランジ２７には、車室側上部テーパ面Ｐ４と相補的形状となるグランド側上部テーパ面（第２Ｂテーパ面）Ｐ８が形成されている。グランド側上部テーパ面Ｐ８は、突出方向に向かって広がる（上り）斜面となっており、車室側上部テーパ面Ｐ４と面合わせされる。また、グランド側上部フランジ２７には、車室側上部先端面Ｐ５と相補的形状となるグランド側上部当接面（第２Ｂ側当接面）Ｐ９が形成されている。グランド側上部当接面Ｐ９は、グランド取付面Ｐ２と平行な面となっており、車室側上部先端面Ｐ５と面合わせされる。さらに、グランド側上部フランジ２７には、グランド側下部フランジ２８に当接する上部当接面（第２当接面）Ｐ１０が形成されている。上部当接面Ｐ１０は、グランド合わせ面Ｐ１５と同一面となっており、後述する下部当接面Ｐ１３と面合わせされる。

【0051】

グランド側上部フランジ２７には、水平フランジボルト３８が挿通される貫通孔４６が貫通形成されている。貫通孔４６は、車室合わせ面Ｐ１に対し直交する方向（鉛直方向）に形成されており、水平フランジボルト３８が鉛直方向に移動自在となっている。このグランド側上部フランジ２７には、水平フランジボルト３８の頭部が当接する。

【0052】

また、グランド側上部フランジ２７には、縦継手ボルト（第３締結部材）３７が挿通される貫通孔５１が貫通形成されている。貫通孔５１は、ロータ１２の軸方向に形成されており、縦継手ボルト３７が鉛直方向に移動自在となっている。このグランド側上部フランジ２７には、縦継手ボルト３７の頭部が当接する。このとき、車室側上部テーパ突起部２５の車室側上部先端面Ｐ５には、縦継手ボルト３７が締結される雌ねじ穴５２が形成されている。

【0053】

図６に示すように、グランド側下部フランジ（第２Ａ半部フランジ）２８は、その一部が、車室側下部テーパ突起部２６を覆うように設けられている。グランド側下部フランジ２８には、グランド側上部フランジ２７と同様に、車室側下部テーパ面Ｐ６と相補的形状となるグランド側下部テーパ面（第２Ａテーパ面）Ｐ１１が形成されている。グランド側下部テーパ面Ｐ１１は、突出方向に向かって広がる（下り）斜面となっており、車室側下部テーパ面Ｐ６と面合わせされる。また、グランド側下部フランジ２８には、車室側下部先端面Ｐ７と相補的形状となるグランド側下部当接面（第２Ａ側当接面）Ｐ１２が形成されている。グランド側下部当接面Ｐ１２は、グランド取付面Ｐ２と平行な面となっており、車室側下部先端面Ｐ７と面合わせされる。さらに、グランド側下部フランジ２８には、グランド側上部フランジ２７の上部当接面Ｐ１０に当接する下部当接面（第１当接面）Ｐ１３が形成されている。下部当接面Ｐ１３は、グランド合わせ面Ｐ１５と同面となっており、上部当接面Ｐ１０と面合わせされる。

【0054】

グランド側下部フランジ２８のグランド側下部テーパ面Ｐ１１には、水平フランジボルト３８が締結される雌ねじ穴４７が形成されている。雌ねじ穴４７は、車室合わせ面Ｐ１に対し直交する方向（鉛直方向）に没入形成されており、水平フランジボルト３８を締結可能となっている。

【0055】

また、グランド側下部フランジ２８には、縦継手ボルト（第２締結部材）３７が挿通される貫通孔５３が貫通形成されている。貫通孔５３は、ロータ１２の軸方向に形成されており、縦継手ボルト３７が鉛直方向に移動自在となっている。このグランド側下部フランジ２８には、縦継手ボルト３７の頭部が当接する。このとき、車室側下部テーパ突起部２６の車室側下部先端面Ｐ７には、縦継手ボルト３７を締結する雌ねじ穴５４が形成されている。

【0056】

上記した車室側上部テーパ突起部２５、車室側下部テーパ突起部２６、グランド側上部フランジ２７及びグランド側下部フランジ２８は、水平フランジボルト３８によって一体に締結される。具体的に、各フランジ２７，２８，４１，４２は、車室側上部テーパ突起部２５と車室側下部テーパ突起部２６とが車室合わせ面Ｐ１において面合わせされ、車室側上部テーパ面Ｐ４とグランド側上部テーパ面Ｐ８とが面合わせされ、車室側下部テーパ面Ｐ６とグランド側下部テーパ面Ｐ１１とが面合わせされ、上部当接面Ｐ１０と下部当接面Ｐ１３とが面合わせされ、グランド取付面Ｐ２と車室取付面Ｐ３とが面合わせされた状態となる。この状態で、水平フランジボルト３８が、貫通孔４４，４５，４６に挿通され、雌ねじ穴４７に締結されることで、各フランジ２７，２８，４１，４２が一体に締結される。なお、水平フランジボルト３８は、複数設けてもよく、この場合、水平フランジボルト３８の数に応じて、貫通孔４４，４５，４６及び雌ねじ穴４７を適宜形成することが好ましい。

【0057】

ここで、各フランジ２７，２８，４１，４２を一体に締結する水平フランジボルト３８は、グランド側上部フランジ２７に当接する座面の下方側において面圧を付与可能な面圧付与領域Ｅ内に、車室側上部テーパ突起部２５と車室側下部テーパ突起部２６とが面合わせされる車室合わせ面Ｐ１、面合わせされた車室側上部テーパ面Ｐ４及びグランド側上部テーパ面Ｐ８、面合わせされた車室側下部テーパ面Ｐ６及びグランド側下部テーパ面Ｐ１１、面合わせされた上部当接面Ｐ１０及び下部当接面Ｐ１３のそれぞれが収まるように配置されている。

【0058】

面圧付与領域Ｅは、水平フランジボルト３８の座面の外形を頂点として、水平フランジボルト３８の軸方向（鉛直方向）と、水平フランジボルト３８の軸方向から外側に傾斜する傾斜方向とがなす角度が所定の角度θとなる領域である。なお、角度θは、例えば、４５度である。

【0059】

また、上記した車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７は、縦継手ボルト３７によって一体に締結される。具体的に、車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７は、車室側上部先端面Ｐ５とグランド側上部当接面Ｐ９とが面合わせされた状態となる。この状態で、縦継手ボルト３７が、貫通孔５１に挿通され、雌ねじ穴５２に締結されることで、車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７は、一体に締結される。同様に、上記した車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８は、縦継手ボルト３７によって一体に締結される。具体的に、車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８は、車室側下部先端面Ｐ７とグランド側下部当接面Ｐ１２とが面合わせされた状態となる。この状態で、縦継手ボルト３７が、貫通孔５３に挿通され、雌ねじ穴５４に締結されることで、車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８は、一体に締結される。これにより、車室合わせ面Ｐ１、グランド合わせ面Ｐ１５、車室側上部先端面Ｐ５とグランド側上部当接面Ｐ９との合わせ面、及び車室側下部先端面Ｐ７とグランド側下部当接面Ｐ１２との合わせ面は、十字形状となる。なお、縦継手ボルト３７も、複数設けてもよく、この場合、縦継手ボルト３７の数に応じて、貫通孔５１，５３及び雌ねじ穴５２，５４を適宜形成することが好ましい。

【0060】

次に、図７から図１２を参照し、蒸気タービン１０のケーシング１１の組立方法について説明する。図７から図１１は、本実施例に係るケーシングの組立方法に関する一例の説明図である。図１２は、ケーシングの組立方法に関するフローチャートである。ケーシング１１を組み立てる場合、先ず、下部車室ケーシング２１ｂが設置される。図７に示すように、グランド取付面Ｐ２と車室取付面Ｐ３との面を合わせ、また、車室側下部テーパ面Ｐ６とグランド側下部テーパ面Ｐ１１との面を合わせ、さらに、車室側下部先端面Ｐ７とグランド側下部当接面Ｐ１２との面を合わせた状態で、設置された下部車室ケーシング２１ｂに下部グランドケーシング２２ｂを取り付ける（図１２のステップＳ１１：第１取付工程）。第１取付工程Ｓ１１では、面合わせしたグランド取付面Ｐ２及び車室取付面Ｐ３を、縦継手ボルト３７により締結することで、下部車室ケーシング２１ｂに下部グランドケーシング２２ｂを取り付ける。

【0061】

続いて、図８に示すように、上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとを車室合わせ面Ｐ１において面を合わせ、また、車室側上部テーパ突起部２５と車室側下部テーパ突起部２６とを車室合わせ面Ｐ１において面を合わせた状態で、下部車室ケーシング２１ｂに上部車室ケーシング２１ａを取り付ける（図１２のステップＳ１２：第２取付工程）。

【0062】

次に、図９に示すように、グランド取付面Ｐ２と車室取付面Ｐ３との面を合わせ、また、車室側上部テーパ面Ｐ４とグランド側上部テーパ面Ｐ８との面を合わせ、さらに、車室側上部先端面Ｐ５とグランド側上部当接面Ｐ９との面を合わせた状態で、上部車室ケーシング２１ａに上部グランドケーシング２２ａを取り付ける（図１２のステップＳ１３：第３取付工程）。第３取付工程Ｓ１３では、面合わせしたグランド取付面Ｐ２及び車室取付面Ｐ３を、縦継手ボルト３７により締結することで、上部車室ケーシング２１ａに上部グランドケーシング２２ａを取り付ける。

【0063】

そして、図１０に示すように、水平フランジボルト３８を、貫通孔４４，４５，４６に挿通し、雌ねじ穴４７に締結することで、車室側上部テーパ突起部２５、車室側下部テーパ突起部２６、グランド側上部フランジ２７及びグランド側下部フランジ２８が一体に締結される（図１２のステップＳ１４：第１締結工程）。第１締結工程Ｓ１４では、各フランジ２７，２８，４１，４２を一体に締結することで、車室合わせ面Ｐ１、車室側上部テーパ面Ｐ４及びグランド側上部テーパ面Ｐ８、車室側下部テーパ面Ｐ６及びグランド側下部テーパ面Ｐ１１、上部当接面Ｐ１０及び下部当接面Ｐ１３に面圧を付与することができる。このとき、グランド側上部フランジ２７及びグランド側下部フランジ２８は、面圧が付与されることで、車室側上部テーパ面Ｐ４に沿ってグランド側上部テーパ面Ｐ８がグランド取付面Ｐ２側に僅かに位置ズレし、同様に、車室側下部テーパ面Ｐ６に沿ってグランド側下部テーパ面Ｐ１１がグランド取付面Ｐ２側に僅かに位置ズレする。このため、第１締結工程Ｓ１４では、各フランジ２７，２８，４１，４２を一体に締結することで、グランド取付面Ｐ２及び車室取付面Ｐ３にも面圧が付与される。

【0064】

この後、図１１に示すように、縦継手ボルト３７を、貫通孔５１に挿通し、雌ねじ穴５２に締結することで、車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７が一体に締結され、また、縦継手ボルト３７を、貫通孔５３に挿通し、雌ねじ穴５４に締結することで、車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８が一体に締結される（図１２のステップＳ１５：第２締結工程）。第２締結工程Ｓ１５では、車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７を一体に締結することで、車室側上部先端面Ｐ５及びグランド側上部当接面Ｐ９に面圧を付与することができる。また、第２締結工程Ｓ１５では、車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８を一体に締結することで、車室側下部先端面Ｐ７及びグランド側下部当接面Ｐ１２に面圧を付与することができる。そして、第２締結工程Ｓ１５を実行することで、ケーシング１１の組立方法が完了する。

【0065】

以上のように、実施例１の構成によれば、水平フランジボルト３８によって、車室側上部テーパ突起部２５、車室側下部テーパ突起部２６、グランド側上部フランジ２７及びグランド側下部フランジ２８を一体に締結することができる。このため、水平フランジボルト３８を締結することで、車室合わせ面Ｐ１、グランド合わせ面Ｐ１５、車室側上部テーパ面Ｐ４及びグランド側上部テーパ面Ｐ８、車室側下部テーパ面Ｐ６及びグランド側下部テーパ面Ｐ１１、上部当接面Ｐ１０及び下部当接面Ｐ１３、グランド取付面Ｐ２及び車室取付面Ｐ３に面圧を与えることができる。これにより、上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとの間の面圧、上部グランドケーシング２２ａと下部グランドケーシング２２ｂとの間の面圧及び外部車室ケーシング２１とグランドケーシング２２との間の面圧を確保することができるため、上部車室ケーシング２１ａと下部車室ケーシング２１ｂとの間、上部グランドケーシング２２ａと下部グランドケーシング２２ｂとの間及び外部車室ケーシング２１とグランドケーシング２２との間を気密に封止することができる。

【0066】

また、実施例１の構成によれば、縦継手ボルト３７によって、車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７を一体に締結することができる。このため、縦継手ボルト３７を締結することで、車室側上部先端面Ｐ５及びグランド側上部当接面Ｐ９に面圧を与えることができる。これにより、車室側上部先端面Ｐ５とグランド側上部当接面Ｐ９との間の面圧を確保することができるため、車室側上部テーパ突起部２５とグランド側上部フランジ２７の間を気密に封止することができる。同様に、縦継手ボルト３７によって、車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８を一体に締結することができる。このため、縦継手ボルト３７を締結することで、車室側下部先端面Ｐ７及びグランド側下部当接面Ｐ１２に面圧を与えることができる。これにより、車室側下部先端面Ｐ７とグランド側下部当接面Ｐ１２との間の面圧を確保することができるため、車室側下部テーパ突起部２６とグランド側下部フランジ２８との間を気密に封止することができる。

【0067】

また、実施例１の構成によれば、水平フランジボルト３８を、貫通孔４４，４５，４６に挿通し、雌ねじ穴４７に締結することで、車室側上部テーパ突起部２５、車室側下部テーパ突起部２６、グランド側上部フランジ２７及びグランド側下部フランジ２８を一体に締結することができる。このとき、水平フランジボルト３８がグランド側下部フランジ２８に締結されることから、グランド側上部フランジ２７、車室側上部テーパ突起部２５及び車室側下部テーパ突起部２６の移動を規制することがないため、車室側上部テーパ面Ｐ４及び車室側下部テーパ面Ｐ６に対する、グランド側上部テーパ面Ｐ８及びグランド側下部テーパ面Ｐ１１の位置ズレを許容することができる。

【0068】

また、実施例１の構成によれば、面圧付与領域Ｅ内に、車室側上部テーパ突起部２５と車室側下部テーパ突起部２６とが面合わせされる車室合わせ面Ｐ１、面合わせされた車室側上部テーパ面Ｐ４及びグランド側上部テーパ面Ｐ８、面合わせされた車室側下部テーパ面Ｐ６及びグランド側下部テーパ面Ｐ１１、面合わせされた上部当接面Ｐ１０及び下部当接面Ｐ１３を、それぞれ収めることができる。このため、水平フランジボルト３８による締結によって、各面Ｐ１、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１３、に面圧を確実に付与することができる。

【0069】

なお、実施例１では、縦継手ボルト３７によって、車室側上部テーパ突起部２５及びグランド側上部フランジ２７を一体に締結し、車室側下部テーパ突起部２６及びグランド側下部フランジ２８を一体に締結したが、縦継手ボルト３７を省いた構成であってもよい。

【0070】

また、実施例１では、外部車室ケーシング２１が、車室合わせ面Ｐ１を境にして上下に分割される分割構造となっていたが、この構成に限らず、外部車室ケーシング２１が分割されないバレル型（樽型）のものであってもよい。この場合、車室側上部テーパ突起部２５及び車室側下部テーパ突起部２６を一体にすることが好ましい。つまり、車室側上部テーパ突起部２５及び車室側下部テーパ突起部２６を一体にすることで、グランド取付面Ｐ２から突出する第２Ａテーパ面（グランド側下部テーパ面）及び第２Ｂテーパ面（グランド側上部テーパ面）を有するテーパ突起部として機能させることが好ましい。

【0071】

また、実施例１では、ケーシング１１が外部車室ケーシング２１とグランドケーシング２２とを有し、第１ケーシングを外部車室ケーシング２１とし、第２ケーシングをグランドケーシング２２としたが、図１３に示す変形例に示す構成としてもよい。

【0072】

図１３は、変形例に係る蒸気タービンのケーシングの斜視図である。図１３に示すように、変形例に係る蒸気タービン１０は、複数の車室を有しており、複数の車室は、例えば、ＨＩＰ（High and Intermediate Pressure）車室６１と、ＨＩＰ車室６１に連なるＬＰ（Low Pressure）車室６２とを有している。また、蒸気タービン１０は、ＬＰ車室６２に連なる排気室６３を有している。

【0073】

この蒸気タービン１０は、そのケーシング１１が、ＨＩＰ車室６１を構成するＨＩＰ車室ケーシング７１と、ＬＰ車室６２を構成するＬＰ車室ケーシング７２と、排気室６３を構成する排気室ケーシング７３と、図示しないグランドケーシング２２とを有する。各ケーシング７１、７２、７３、２２は、上下に分割可能となっている。

【0074】

ここで、ＨＩＰ車室ケーシング７１は、外部車室ケーシング２１とほぼ同様の構成となっており、ロータ１２が挿通される円形開口の挿通孔２４が、ロータ１２の軸方向の一方側に形成されている。一方で、ＨＩＰ車室ケーシング７１の軸方向の他方側には、ＬＰ車室ケーシング７２が接続されている。また、ＨＩＰ車室ケーシング７１の上部には、軸方向の中央に蒸気供給口２３が設けられており、蒸気供給口２３を介して、ＨＩＰ車室ケーシング７１の内部に蒸気が供給される。ＬＰ車室ケーシング７２は、その軸方向の他方側に、排気室ケーシング７３が接続されている。

【0075】

上記のように構成される蒸気タービン１０のケーシング１１では、第１ケーシング及び第２ケーシングを下記のように対応させてもよい。例えば、実施例１のように、第１ケーシングをＨＩＰ車室ケーシング７１とし、第２ケーシングをグランドケーシング２２としてもよい。また、蒸気タービン１０では、第１ケーシングをＨＩＰ車室ケーシング７１とし、第２ケーシングをＬＰ車室ケーシング７２としてもよい。さらに、第１ケーシングをＬＰ車室ケーシング７２とし、第２ケーシングを排気室ケーシング７３としてもよい。このような構成とすることで、実施例１のように、外部車室ケーシング２１及びグランドケーシング２２に限らず、第１ケーシングに取り付けられる第２ケーシングであれば、いずれのケーシングとしてもよい。

【実施例2】

【0076】

次に、図１４から図１６を参照して、実施例２に係る蒸気タービン１００のケーシング１１０について説明する。図１４は、蒸気タービンのケーシングを軸方向から見たときの正面図である。図１５は、車室ケーシングの車室側上部フランジ周りを示す斜視図である。図１６は、車室合わせ面に直交する面で切った各フランジ周りの断面図である。なお、実施例１と重複する記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明する。実施例１のケーシング１１では、外部車室ケーシング２１の車室合わせ面Ｐ１と、グランドケーシング２２のグランド合わせ面Ｐ１５とを同一面としたが、実施例２のケーシング１１０では、外部車室ケーシング１２１の車室合わせ面Ｐ１と、グランドケーシング１２２のグランド合わせ面Ｐ１５とを異なる面としている。以下、実施例２に係るケーシング１１０について説明する。

【0077】

図１４に示すように、ケーシング１１０は、第１ケーシングとなる外部車室ケーシング１２１と、第２ケーシングとなるグランドケーシング１２２とを有する。

【0078】

外部車室ケーシング１２１は、実施例１と同様に、挿通孔２４を挟んで上下に分割可能となっており、車室合わせ面Ｐ１を境にして、上部車室ケーシング１２１ａと、下部車室ケーシング１２１ｂとに分割される。また、外部車室ケーシング２１には、グランドケーシング２２を取り付けるためのグランド取付面Ｐ２が形成されている。

【0079】

グランドケーシング１２２は、実施例１と同様に、挿通孔２４を挟んで上下に分割可能となっており、グランド合わせ面Ｐ１５を境にして、上部グランドケーシング１２２ａと、下部グランドケーシング１２２ｂとに分割される。また、グランドケーシング１２２は、外部車室ケーシング１２１に取り付けるための車室取付面Ｐ３が形成されている。

【0080】

このとき、図１４に示すように、グランド合わせ面Ｐ１５は、車室合わせ面Ｐ１と異なる面となっている。具体的に、グランド合わせ面Ｐ１５は、水平面となる車室合わせ面Ｐ１に対して、ロータ１２の回転軸を中心に、所定の角度分だけ回転させた面となっている。

【0081】

車室合わせ面Ｐ１とグランド合わせ面Ｐ１５とが異なる面となる場合、図１５に示すように、上部車室ケーシング１２１ａのグランド取付面Ｐ２には、実施例１の車室側上部テーパ突起部２５及び車室側下部テーパ突起部２６に代えて、テーパ突起部１３１が設けられている。同様に、図示は省略するが、下部車室ケーシング１２２ａのグランド取付面Ｐ２にも、テーパ突起部１３１が設けられている。このテーパ突起部１３１は、上部車室ケーシング１２１ａの半円となるグランド取付面Ｐ２の一端部に設けられ、また、下部車室ケーシング１２２ａの半円となるグランド取付面Ｐ２の他端部に設けられている。

【0082】

テーパ突起部１３１は、グランド取付面Ｐ２からロータ１２の軸方向外側に突出して設けられている。テーパ突起部１３１は、突出方向に向かって広がる（上り）斜面となるグランド側上部テーパ面Ｐ８と接する突起部上部テーパ面Ｐ２１と、突出方向に向かって広がる（下り）斜面となるグランド側下部テーパ面Ｐ１１と接する突起部下部テーパ面Ｐ２２とを有している。また、テーパ突起部１３１の突出方向の先端側における突起部先端面Ｐ２３は、グランド取付面Ｐ２と平行な面となっている。突起部先端面Ｐ２３には、グランド側上部フランジ１２７のグランド側上部当接面Ｐ９と、グランド側下部フランジ１２８のグランド側下部当接面Ｐ１２とが面合わせされる。

【0083】

図１６に示すように、上記したテーパ突起部１３１、グランド側上部フランジ１２７及びグランド側下部フランジ１２８は、水平フランジボルト３８によって一体に締結される。具体的に、テーパ突起部１３１、グランド側上部フランジ１２７及びグランド側下部フランジ１２８は、突起部上部テーパ面Ｐ２１とグランド側上部テーパ面Ｐ８とが面合わせされ、突起部下部テーパ面Ｐ２２とグランド側下部テーパ面Ｐ１１とが面合わせされ、上部当接面Ｐ１０と下部当接面Ｐ１３とが面合わせされ、グランド取付面Ｐ２と車室取付面Ｐ３とが面合わせされた状態となる。この状態で、水平フランジボルト３８が締結されることで、テーパ突起部１３１、グランド側上部フランジ１２７及びグランド側下部フランジ１２８が一体に締結される。

【0084】

また、上記したテーパ突起部１３１、グランド側上部フランジ１２７及びグランド側下部フランジ１２８は、縦継手ボルト３７によって一体に締結される。具体的に、テーパ突起部１３１及びグランド側上部フランジ１２７は、突起部先端面Ｐ２３とグランド側上部当接面Ｐ９とが面合わせされた状態となる。この状態で、縦継手ボルト３７が締結されることで、テーパ突起部１３１及びグランド側上部フランジ１２７は、一体に締結される。同様に、テーパ突起部１３１及びグランド側下部フランジ１２８は、突起部先端面Ｐ２３とグランド側下部当接面Ｐ１２とが面合わせされた状態となる。この状態で、縦継手ボルト３７が締結されることで、テーパ突起部１３１及びグランド側下部フランジ１２８は、一体に締結される。これにより、グランド合わせ面Ｐ１５、突起部先端面Ｐ２３とグランド側上部当接面Ｐ９との合わせ面、及び突起部先端面Ｐ２３とグランド側下部当接面Ｐ１２との合わせ面は、Ｔ字形状となる。

【0085】

以上のように、実施例２の構成によれば、水平フランジボルト３８によって、テーパ突起部１３１、グランド側上部フランジ１２７及びグランド側下部フランジ１２８を一体に締結することができる。このため、水平フランジボルト３８を締結することで、グランド合わせ面Ｐ１５、突起部上部テーパ面Ｐ２１及びグランド側上部テーパ面Ｐ８、突起部下部テーパ面Ｐ２２及びグランド側下部テーパ面Ｐ１１、上部当接面Ｐ１０及び下部当接面Ｐ１３、グランド取付面Ｐ２及び車室取付面Ｐ３に面圧を与えることができる。これにより、上部グランドケーシング１２２ａと下部グランドケーシング１２２ｂとの間の面圧及び外部車室ケーシング１２１とグランドケーシング１２２との間の面圧を確保することができるため、上部グランドケーシング１２２ａと下部グランドケーシング１２２ｂとの間及び外部車室ケーシング１２１とグランドケーシング１２２との間を気密に封止することができる。

【0086】

また、実施例２の構成によれば、縦継手ボルト３７によって、テーパ突起部１３１及びグランド側上部フランジ１２７を一体に締結することができる。このため、縦継手ボルト３７を締結することで、突起部先端面Ｐ２３及びグランド側上部当接面Ｐ９に面圧を与えることができる。これにより、突起部先端面Ｐ２３とグランド側上部当接面Ｐ９との間の面圧を確保することができるため、テーパ突起部１３１とグランド側上部フランジ１２７の間を気密に封止することができる。同様に、縦継手ボルト３７によって、テーパ突起部１３１及びグランド側下部フランジ２８を一体に締結することができる。このため、縦継手ボルト３７を締結することで、突起部先端面Ｐ２３及びグランド側下部当接面Ｐ１２に面圧を与えることができる。これにより、突起部先端面Ｐ２３とグランド側下部当接面Ｐ１２との間の面圧を確保することができるため、テーパ突起部１３１とグランド側下部フランジ１２８との間を気密に封止することができる。

【符号の説明】

【0087】

１０ 蒸気タービン
１１ ケーシング
１２ ロータ
２１ 外部車室ケーシング
２１ａ 上部車室ケーシング
２１ｂ 下部車室ケーシング
２２ グランドケーシング
２２ａ 上部グランドケーシング
２２ｂ 下部グランドケーシング
２３ 蒸気供給口
２４ 挿通孔
２５ 車室側上部テーパ突起部
２６ 車室側下部テーパ突起部
２７ グランド側上部フランジ
２８ グランド側下部フランジ
３１ 回転軸
３２ 軸受
３５ 基礎台
３６ 軸受台
３７ 縦継手ボルト
３８ 水平フランジボルト
４１ 車室側上部フランジ
４２ 車室側下部フランジ
４４ 車室側上部テーパ突起部の貫通孔
４５ 車室側下部テーパ突起部の貫通孔
４６ グランド側上部フランジの貫通孔
４７ グランド側下部フランジの雌ねじ穴
５１ グランド側上部フランジの貫通孔
５２ 車室側上部テーパ突起部の雌ねじ穴
５３ グランド側下部フランジの貫通孔
５４ 車室側下部テーパ突起部の雌ねじ穴
６１ ＨＩＰ車室
６２ ＬＰ車室
６３ 排気室
７１ ＨＩＰ車室ケーシング
７２ ＬＰ車室ケーシング
７３ 排気室ケーシング
１００ 蒸気タービン（実施例２）
１１０ ケーシング（実施例２）
１２１ 外部車室ケーシング（実施例２）
１２１ａ 上部車室ケーシング（実施例２）
１２１ｂ 下部車室ケーシング（実施例２）
１２２ グランドケーシング（実施例２）
１２２ａ 上部グランドケーシング（実施例２）
１２２ｂ 下部グランドケーシング（実施例２）
１２７ グランド側上部フランジ（実施例２）
１２８ グランド側下部フランジ（実施例２）
１３１ テーパ突起部（実施例２）
Ｐ１ 車室合わせ面
Ｐ２ グランド取付面
Ｐ３ 車室取付面
Ｐ４ 車室側上部テーパ面
Ｐ５ 車室側上部先端面
Ｐ６ 車室側下部テーパ面
Ｐ７ 車室側下部先端面
Ｐ８ グランド側上部テーパ面
Ｐ９ グランド側上部当接面
Ｐ１０ 上部当接面
Ｐ１１ グランド側下部テーパ面
Ｐ１２ グランド側下部当接面
Ｐ１３ 下部当接面
Ｐ１５ グランド合わせ面
Ｐ２１ 突起部上部テーパ面（実施例２）
Ｐ２２ 突起部下部テーパ面（実施例２）
Ｐ２３ 突起部先端面（実施例２）
Ｅ 面圧付与領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】