(57)【要約】  本発明は、二重反転式ラジアルタービンを組み立てる為の方法に関し、中央ケース（９）を準備するステップと、第１タービンユニット（３３’）および第２タービンユニット（３３’）を予め組み立てるステップとを含み、各々のタービンは、ハウジング（A',A")を区切る半割ケース（１９’、１９”）と、ハウジング（A',A")内に収容され、回転できるように支持されたシャフト（４’）を備える回転ユニット（２６’、２６”）であって、前記ハウジング（A',A")に関して回転軸（X1,X2)を中心として自由に回転する、回転ユニット（２６’、２６”）と、シャフト（４’、４’’）の遠位端部（Ｅ’，Ｅ’’）に接合され、その遠位端部（Ｅ’，Ｅ’’）を突き出し、半割ケース（１９’、１９’’）に対して反対場輪に面する羽根付き前面を有する、ロータディスク（３’、３’’）と、を備える。当該方法は、予め組み立てられた第１タービンユニット（３３’）と、予め組み立てられた第２タービンユニット（３３’’）とを中央ケース（９）に結合し、第１ロータディスク（３’）の羽根付き前面（７’）を第２ロータディスク（３’’）の羽根付き前面（７’’）の前に配置するステップを含み、その結合プロセスの後、第１半割ケース（１９’）および第２半割ケース（１９’’）は、中央ケース（９）を側方で閉鎖する。【選択図】  図１
2019525053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央ケース（９）を準備するステップと、第１タービンユニット（３３’）を予め組み立てるステップと、第２タービンユニット（３３’’）を予め組み立てるステップと、予め組み立てられた前記第１タービンユニット（３３’）および予め組み立てられた前記第２タービンユニット（３３’’）を前記中央ケース（９）に結合するステップとを含む、二重反転式ラジアルタービンを組み立てる方法であって、
第１タービンユニット（３３’）は、
第１ハウジング（Ａ’）を区切る第１半割ケース（１９’）と、前記第１ハウジング（Ａ’）内に収容され、前記第１ハウジング（Ａ’）内で回転できるように支持され、前記第１ハウジング（Ａ’）に対して第１回転軸（Ｘ１）を中心として自由に回転する第１シャフト（４’）を備えた第１回転ユニット（２６’）と、前記第１シャフト（４’）の遠位端部（Ｅ’）に接合され、前記第１シャフト（４’）の遠位端部を突き出し、関第１半割ケース（１９’）に対して反対側に面する羽根付き前面（７’）を有する第１ロータディスク（３’）と、
を備え、
前記第１タービンユニット（３３’）を予め組み立てるステップは、
前記第１ハウジング（Ａ’）を区切る前記第１半割ケース（１９’）を準備する工程と、内部で前記第１シャフト（４’）を回転できるように収容する第１支持スリーブ（２７’）を備えた第１回転ユニット（２６’）を準備する工程と、前記第１ハウジング（Ａ’）内で前記第１回転ユニット（２６’）を収容し、前記第１半割ケース（１９’）に前記第１支持スリーブ（２７’）を固定する工程と、
を含み、
前記第２タービンユニット（３３’’）は、
第２ハウジング（Ａ’’）を区切る第２半割ケース（１９’’）と、前記第２ハウジング（Ａ’’）内に収容され、前記第２ハウジング（Ａ’’）内で回転できるように支持され、前記第２ハウジング（Ａ’’）に対して第２回転軸（Ｘ２）を中心として自由に回転する第２シャフト（４’’）を備えた第２回転ユニット（２６’’）と、前記第２シャフト（４’’）の遠位端部（Ｅ’’）に接合され、前記第２シャフト（４’’）の遠位端部を突き出し、前記第２半割ケース（１９’’）に対して反対側に面する羽根付き前面（７’’）を有する第２ロータディスク（３’’）と、
を備え、
前記第２タービンユニット（３３’）を予め組み立てるステップは、
前記第２ハウジング（Ａ’’）を区切る前記第２半割ケース（１９’’）を準備する工程と、内部で前記第２シャフト（４’’）を回転できるように収容する第２支持スリーブ（２７’’）を備えた第２回転ユニット（２６’’）を準備する工程と、前記第２ハウジング（Ａ’’）内で前記第２回転ユニット（２６’’）を収容し、前記第２半割ケース（１９’’）に前記第２支持スリーブ（２７’’）を固定する工程と、
を含み、
前記結合するステップは、前記第１ロータディスク（３’）の前記羽根付き前面（７’）を前記第２ロータディスク（３’’）の前記羽根付き前面（７’’）の前に配置し、前記結合ステップに続いて、前記第１半割ケース（１９’）および前記第２半割ケース（１９’’）は前記中央ケース（９）を側方に閉鎖する、方法。
【請求項２】
前記中央ケース（９）は、管状であり、予め組み立てられた前記第１タービンユニット（３３’）と予め組み立てられた前記第２タービンユニット（３３’’）を前記中央ケース（９）に結合するステップは、予め組み立てられた前記第１タービンユニット（３３’）および予め組み立てられた前記第２タービンユニット（３３’’）を軸方向に少なくとも部分的に、それぞれ、軸方向で互いに向かい合う前記中央ケース（９）の第１開口（１０’）および第２開口（１０’’）に挿入する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１タービンユニット（３３’）を予め組み立てるステップは、第１パイプ（８’）を前記第１半割ケース（１９’）に結合する工程を含み、前記第１パイプは、前記第１ロータディスク（３’）および前記第２ロータディスク（３’’）の間で区切られた作動空間を外部との流体連通状態に設定するように構成され、前記第２タービンユニット（３３’’）を予め組み立てるステップは、第２パイプ（８’’）を前記第２半割ケース（１９’’）に結合する工程を含み、前記第２パイプは、前記作動空間を前記外部との流体連通状態に設定するように構成される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
互いに接合された前記第１パイプ（８’）を備えた第１セットを予め組み立て、相対的な軸方向並進運動によって前記第１半割ケース（１９’）に一括して付けるステップと、互いに接合された前記第２パイプ（８’’）を備えた第２セットを予め組み立て、相対的な軸方向並進運動によって前記第２半割ケース（１９’’）に一括して付けるステップと、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１パイプ（８’）を前記第１半割ケース（１９’）に結合するステップは、前記第１半割ケース（１９’）内に設けられた第１開口（３２’）を通して少なくとも一つの第１パイプ（３１’）を軸方向に挿入する工程を含み、前記第２パイプ（８’’）を前記第２半割ケース（１９’’）に結合するステップは、前記第２半割ケース（１９’’）内に設けられた第２開口（３２’’）を通して少なくとも一つの第２パイプ（３１’’）を軸方向に挿入する工程を含む、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１パイプ（８’）を前記第１半割ケース（１９’）に結合するステップは、前記第１半割ケース（１９’）内に設けられ前記第１回転軸（Ｘ１）と同軸の第１環状シート（３８’）内に第１トロイダル管継手（２８’）を収容する工程を含み、前記第２パイプ（８’’）を前記第２半割ケース（１９’’）に結合するステップは、前記第２半割ケース（１９’’）内に設けられ前記第２回転軸（Ｘ２）と同軸の第２環状シート（３８’’）内に第２トロイダル管継手（２８’’）を収容する工程を含む、請求項３，４，５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
中央ケース（９）、予め組み立てられた第１タービンユニット、予め組み立てられた第２タービンユニットを備えた二重反転式ラジアルタービンにおいて、
予め組み立てられた第１タービンユニット（３３’）は、
第１ハウジング（Ａ’）を区切る第１半割ケース（１９’）と、前記第１ハウジング（Ａ’）に収容され、前記第１ハウジング（Ａ’）内で回転できるように支持され、前記第１ハウジング（Ａ’）に対して第１回転軸を中心として自由に回転する第１シャフト（４’）を備えた第１回転ユニット（２６’）と、前記第１シャフト（４’）の遠位端部（Ｅ’）に接合され、前記第１シャフト（４’）の遠位端部（Ｅ’）を突き出し、前記第１半割ケース（１９’）に対して反対面に面する羽根付き前面（７’）を有する第１ロータディスク（３’）とを備え、予め組み立てる前記第１回転ユニット（２６’）は、前記第１ハウジング（Ａ’）に収容され、前記第１半割ケース（１９’）に頑丈に連結された第１支持スリーブ（２７’）であって、前記第１シャフト（４’）の為のシートを内部で区切る、前記第１支持スリーブ（２７’）、前記第１支持スリーブ（２７’）内で前記第１シャフト（４’）の自由回転を可能するように前記第１支持スリーブ（２７’）および前記第１シャフト（４’）の間で径方向に入れられたベアリング（５）を備え、
予め組み立てられた第２タービンユニット（３３’’）は、
第２ハウジング（Ａ’’）を区切る第２半割ケース（１９’’）と、前記第２ハウジング（Ａ’’）に収容され、内部で回転できるように支持され、前記第２ハウジング（Ａ’’）に対して第２回転軸を中心として自由に回転する第２シャフト（４’’）を備えた第２回転ユニット（２６’’）と、前記第２シャフト（４’’）の遠位端部（Ｅ’’）に接合され、前記第２シャフト（４’’）の遠位端部（Ｅ’’）を突き出し、前記第２半割ケース（１９’’）に対して反対面に面する羽根付き前面（７’’）を有する第２ロータディスク（３’’）とを備え、前記第２回転ユニット（２６’’）は、前記第２ハウジング（Ａ’’）に収容され、前記第２半割ケース（１９’’）に頑丈に連結された第２支持スリーブ（２７’’）であって、前記第２シャフト（４’’）の為のシートを内部で区切る、前記第２支持スリーブ（２７’’）、前記第２支持スリーブ（２７’’）内で前記第２シャフト（４’’）の自由回転を可能するように前記第２支持スリーブ（２７’’）および前記第２シャフト（４’’）の間で径方向に入れられたベアリング（５）を備え、
予め組み立てられた前記第１タービンユニット（３３’）および予め組み立てられた前記第２タービンユニット（３３’’）は、作動流体の為の作動空間を区切るように、前記中央ケース（９）に結合され、前記第１ロータディスク（３’）の羽根付き前記前面（７’）は、前記第２ロータディスク（３’’）の羽根付き前記前面の前に置かれ、
前記中央ケース（９）は、第１開口（１０’）および第２開口（１０’’）を有し、前記第１開口（１０’）および第２開口（１０’’）は、互いに軸方向に対向し、前記第１半割ケース（１９’）および前記第２半割ケース（１９’’）を受けるように構成され、前記第１半割ケース（１９’）および前記第２半割ケース（１９’’）は、前記第１開口（１０’）および第２開口（１０’’）を閉鎖する、タービン。
【請求項８】
前記中央ケース（９）は、径方向内部円筒壁（１１）と、径方向外部円筒壁（１２）とを備え、環状吐出空間（１４）を共に区切っている、請求項７に記載のタービン。
【請求項９】
前記径方向内部円筒壁（１１）は、羽根付きディフューザ（１５）を有し、前記羽根付きディフューザ（１５）は、前記作動空間を中心として周方向に配置され、前記環状吐出空間（１４）と流体連通状態に前記作動空間を設定するように構成される、請求項８に記載のタービン。
【請求項１０】
前記羽根付きディフューザ（１５）は、複数のステータ羽根（１６）を備え、前記複数のステータ羽根（１６）は、前記径方向内部円筒壁（１１）の軸方向の反対側部分を構造的に連結し、前記ステータ羽根（１６）は、前記作動流体の為の複数の通路を共に限定する、請求項９に記載のタービン。
【請求項１１】
前記中央ケース（９）の前記径方向内部円筒壁（１１）は、前記中央ケース（９）の前記第１開口（１０’）に置かれた第１円筒形当接表面（３６’）を有し、前記第１半割ケース（１９’）は、前記第１回転軸（Ｘ１）と同軸であり、前記第１円筒形当接表面（３６’）に結合された第１円筒形センタリング表面（３４’）を有し、前記中央ケース（９）の前記径方向内部円筒壁（１１）は、前記中央ケース（９）の前記第２開口（１０’’）に置かれた第２円筒形当接表面（３６’’）を有し、前記第２半割ケース（１９’’）は、前記第２回転軸（Ｘ２）と同軸であり、前記第２円筒形当接表面（３６’’）に結合された第１円筒形センタリング表面（３４’’）を有する、請求項８，９，１０のいずれか一項に記載のタービン。
【請求項１２】
前記第１円筒形当接表面（３６’）および第１円筒形センタリング表面（３４’）は、前記第１ロータディスク（３’）または第２ロータディスク（３’’）の最外部ラジアル段の直径（ｄｓ）の約１１０％および１２０％の範囲の第１直径を有し、前記第２円筒形当接表面（３６’’）および第２円筒形センタリング表面（３４’’）は、前記第１ロータディスク（３’）または第２ロータディスク（３’’）の最外部ラジアル段の直径（ｄｓ）の約１１０％および１２０％の範囲の第２直径を有する、請求項１１に記載のタービン。
【請求項１３】
予め組み立てられた前記第１タービンユニット（３３’）は、前記外部との流体連通状態に前記作動空間を設定するように構成された第１パイプ（８’）を備え、前記第１パイプ（８’）は、第１環状シート（３８’）に収容されるのが好ましい第１トロイダル管継手（２８’）を備え、前記第１環状シート（３８’）は、前記第１半割ケース（１９’）内に設けられ、前記第１回転軸（Ｘ１）と同軸であり、予め組み立てられた前記第２タービンユニット（３３’’）は、第２パイプ（８’’）を備え、前記第２パイプ（８’’）は、前記作動空間を前記外部と流体連通状態に設定するように構成され、前記第２パイプ（８’’）は、第２環状シート（３８’’）内に収容されるのが好ましい第２トロイダル管継手（２８’’）を備え、前記第２環状シート（３８’’）は、前記第２半割ケース（１９’’）内に設けられ、前記第２回転軸（Ｘ２）と同軸である、請求項７〜１２のいずれか一項に記載のタービン。
【請求項１４】
前記第１パイプ（８’）は、前記第１トロイダル管継手（２８’）と流体連通状態にある少なくとも一つの第１パイプ（３１’）を備え、前記少なくとも一つの第１パイプ（３１’）は、前記第１半割ケース（１９’）内に設けられた第１開口（３２’）を通って略軸方向に沿って伸び、前記第２パイプ（８’’）は、前記第２トロイダル管継手（２８’’）と流体連通状態にある少なくとも一つの第２パイプ（３１’’）を備え、前記少なくとも一つの第２パイプ（３１’’）は、前記第２半割ケース（１９’’）内に設けられた第２開口（３２’’）を通って略軸方向に沿って伸びる、請求項１３に記載のタービン。
【請求項１５】
前記第１パイプ（８’）は、前記第１トロイダル管継手（２８’）と流体連通状態にある少なくとも一つの第１パイプ（３１’）を備え、前記少なくとも一つの第１パイプ（３１’）は、前記中央ケース（９’）内に設けられた第１通路（３９’）を通って前記第１回転軸（Ｘ１）に対して略垂直方向に沿って伸び、前記第２パイプ（８’’）は、前記第２トロイダル管継手（２８’’）と流体連通状態にある少なくとも一つの第２パイプ（３１’’）を備え、前記少なくとも一つの第２パイプ（３１’’）は、前記中央ケース（９’）内に設けられた第２通路（３９’’）を通って前記第２回転軸（Ｘ２）に対して略垂直方向に沿って伸びる、請求項１３に記載のタービン。
【請求項１６】
前記第１パイプ（８’）は、複数の第１ラジアル導管（２９’）を備え、前記第１ラジアル導管（２９’）は、前記第１トロイダル管継手（２８’）から伸び、前記第１回転軸（Ｘ１）に向かって広がり、前記第２パイプ（８’’）は、複数の第２ラジアル導管（２９’’）を備え、前記第２ラジアル導管（２９’’）は、前記第２トロイダル管継手（２８’’）から伸び、前記第２回転軸（Ｘ２）に向かって広がり、前記ラジアル導管（２９’、２９’’）は、前記作動空間の径方向内部分に通じる、請求項１３，１４または１５に記載のタービン。
【発明の詳細な説明】
【説明】
【０００１】
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、電気エネルギを生成する為のプラント（発電所）で利用される二重反転式ラジアルタービンおよびその組立の為の方法を目的とする。特に、本発明は、タービンの構造に焦点を絞り、これは、組立プロセスの単純化を可能にするので、生産の単純化は、より効率的な生産プロセスになり、生産費用を減らし、信頼性を高める。
【０００３】
ラジアルタービンは、エネルギを交換する流体の流れが前記タービンの回転軸に対して径方向に主に向けられるタービンとして理解されている。二重反転式ラジアルタービンは、互いに面し、反対方向に回転する２つのロータディスクが装備されたラジアルタービンとして理解されている。
【０００４】
好ましくは、本発明は、水蒸気を使用するランキンサイクルによって、又は有機ランキンサイクル（ＯＲＣ）によって、電力を生み出す為のプラントに利用されるラジアル膨張タービンに関するが、これに限定されるものではない。
【０００５】
好ましくは、本発明は、遠心力利用の二重反転式膨張または「アウトフロー」形式のタービンに関するが、これに限定されるものではなく、この用語と共に理解されることは、流体の流れがタービンの径方向外部周辺に向かって中心から径方向に向けられることである。
【０００６】
【発明の背景】
【０００７】
公報US 1845955は、２つのロータが装備されたラジアル形式の上記タービンを図示し、その同心シャフトは、差動機構によって一端部で共に連結され、他端部において、それらには、クラッチが備えられ、これによって、前記シャフトは、第３シャフトに連結可能である。タービンの全ての部材は、ネジによって組み立てられるが、これらは、タービンの軸に対して同心である。タービンのフレームは、ベースを備え、このベース上に、円筒形容器が実現されるが、ベースにネジ止めされる側部カバーによって閉鎖される。カバーの一つは、スリーブ形式で側方に延びている。リングは、２つのカバーの他方に接合され、前記リングは、円筒部に連結され、これも、カバーによって閉鎖される。
【０００８】
文献DE484083は、２つの二重反転式ロータを備えたラジアルタービンを図示する。２つのロータは、内部ケーシング内に収容され、これも、外部ケーシング内に収容される。
【０００９】
文献US3656300は、ユングストローム形式の逆に回転するタービンを図示し、中空シャフトによって支持され、静止ケーシング内に収容された２つのロータを備える。
【００１０】
文献DE310434およびDE320950は、二重反転式タービンの２つの例を図示する。
【００１１】
文献US1910845は、ユングストローム形式のラジアルタービンを図示し、これは、２つのシャフトと、互いに面して二重反転する２つのロータとが装備されている。タービンは、螺旋状の２つの固定された側部要素を備える。２つのシャフトは、外部ケーシングを通過し、この外部ケーシングに頑丈に拘束された、固定された側部要素を通過する。
【００１２】
文献FR733229は、二重反転形式のガスまたは蒸気タービンを図示し、これは、US1910845に図示されたものと全体的に似ている。タービンは、外部ケーシング、中間要素、２つの側部要素、ロータを担持する２つのシャフトを備える。
【００１３】
文献US889164は、二重反転回転ロータを備えた遠心力利用ポンプを図示する。このポンプは、側壁と２つの円形端壁とを備える。２つの円形の壁には、ベアリングと、前記ベアリングによって、それぞれが支持された２つのシャフトとが備えられている。
【００１４】
【概要】
【００１５】
この点で、出願人が気づいたことは、引用され、簡単に前述されたタービンのような従来技術の二重反転式タービンは、非常に複雑であり（たとえば、DE 484083およびUS 1,845,955は、とりわけ、一方のシャフトを他方のシャフトの内側に組み立てることを含み）、それらを構成する要素の実現のためばかりか、それらの組立および（修理、保守などの為の）可能な分解のために多数の供給源を必要とする。この点に関して、図面は純粋に概略であるため、先に引用された他の文献は、重要な態様を図示していない。
【００１６】
出願人が気づいたことは、US1910845およびFR733229に図示されたようなユングストローム形式タービンは、ロータを担持するシャフトを支持する機能を更に果たしていない点である。これらのシャフトは、単純に、それぞれのケースを通過し、ケースにはシールが備えられているが、これらのシールは、タービンの外部の要素（多分、それぞれの発電機のようなもの）に連結され、これらによって支持されている。
【００１７】
そのため、出願人は、生産費および維持費を低減することを可能にし、同時に、その信頼性および堅牢性を高めることができる、二重反転式ラジアルタービンを提供する必要性があることを認識した。
【００１８】
特に、出願人が留意したことは以下の通りである。
【００１９】
二重反転式ラジアルタービンを作る要素の構造を単純化し、そのような要素の数を減少すること。
【００２０】
これらの要素の迅速かつ簡単な組立を可能にし、迅速かつ簡単なタービンの分解を可能にすること。
【００２１】
タービンの堅牢性および構造的精度を確保すること。
【００２２】
出願人が見いだしたことは、前述した目的が、二重反転式タービンの２つのロータユニットを予め組み立てること、その後、それらを一括で中央収容ケースに関連付けることによって達成できることであり、中央収容ケースは、また、一方のユニットを他方のユニットに対してセンタリングする為の基準として機能する。言い換えると、少数の要素で作られている２つのタービンロータユニットの各々は、前記要素を結合する為に、単純な軸方向の結合プロセスを実行することによって事前に組み立てられる。いったん、予め組み立てられたユニットが形成されると、各ユニットのシャフトおよびロータは、ユニット自体の内部で回転できるように支持される。その後、２つのタービンユニットの各々は、ブロックとして移動／管理され、中央ケースに結合される。
【００２３】
本願の説明および添付された特許請求の範囲において、形容詞「軸方向の」は、タービンの回転軸「Ｘ−Ｘ」に対して平行に向けられた方向を画定する為に使用される。形容詞「径方向の」は、回転軸「Ｘ−Ｘ」から垂直に伸びる半径と同様に向けられた方向を定める為に使用される。形容詞「周方向の」は、回転軸「Ｘ−Ｘ」と同軸の円周に接する方向を指すと理解される。
【００２４】
より具体的に、独立形式の第１態様によると、本発明は、二重反転式ラジアルタービンの組立の為の方法に関する。
【００２５】
この方法は、中央ケースを準備するステップと、第１タービンユニットを予め組み立てるステップと、第２タービンユニットを予め組み立てるステップと、を備え、第１タービンユニットは、好ましくは、軸方向にハウジングを通って、第１ハウジングを区切る第１半割ケースと、第１ハウジング内に収容され、第１ハウジング内で回転できるように支持され、前記第１ハウジングに対して第１回転軸を中心として自由に回転する第１シャフトを備えた第１回転ユニットと、第１シャフトの遠位端部に接合され、第１シャフトの遠位端部を突き出し、第１半割ケースに対して反対側に面する羽根付き前面を有する、第１ロータディスクと、を備え、第２タービンユニットは、好ましくは、軸方向にハウジングを通って、第２ハウジングを区切る、第２半割ケースと、第２ハウジング内に収容され、第２ハウジング内で回転できるように支持され、前記第２ハウジングに対して第２回転軸を中心として自由に回転する第２シャフトを備えた第２回転ユニットと、第２シャフトの遠位端部に接合され、第２シャフトの遠位端部を突き出し、第２半割ケースに対して反対側に面する羽根付き前面を有する、第２ロータディスクと、を備える。
【００２６】
当該方法は、第１ロータディスクの羽根付き前面を第２ロータディスクの羽根付き前面の前に配置するように、予め組み立てられた第１タービンユニットと予め組み立てられた第２タービンユニットとを中央ケースに結合させるステップを更に含む。
【００２７】
結合させるステップの後、第１半割ケースおよび第２半割ケースは、側方で中央ケースを閉鎖する。径方向に交互に配置された羽根の、それらの環状配列は、作動流体の為の作動／通過空間を区切っている。
【００２８】
独立形式の第２態様によると、本発明も、二重判定式ラジアルタービンに関する。
【００２９】
二重反転式ラジアルタービンは、中央ケースと、予め組み立てられた第１タービンユニットとを備え、予め組み立てられた第１タービンユニットは、第１ハウジングを区切る第１半割ケースと、第１ハウジングに収容され、第１ハウジング内で回転できるように支持され、前記第１ハウジングに対して第１回転軸を中心として自由に回転する第１シャフトを備えた、第１回転ユニットと、第１シャフトの遠位端部に接合され、第１シャフトの遠位端部を突き出し、第１半割ケースに対して反対側に面する羽根付き前面を有する、第１回転ディスクを備えた、第１タービンユニットと、を備える。
【００３０】
このタービンは、予め組み立てられた第２タービンユニットを更に備え、この予め組み立てられた第２タービンユニットは、第２ハウジングを区切る第２半割ケースと、第２ハウジングに収容され、第２ハウジング内で回転できるように支持され、前記第２ハウジングに対して第２回転軸を中心として自由に回転する第２シャフトを備えた、第２回転ユニットと、第２シャフトの遠位端部に接合され、第２シャフトの遠位端部を突き出し、第２半割ケースに対して反対側に面する羽根付き前面を有する、第２回転ディスクを備えた、第２タービンユニットと、を備える。
【００３１】
予め組み立てられた第１タービンおよび予め組み立てられた第２タービンは、中央ケースに結合され、第１ロータディスクの羽根付き前面は、第２ロータディスクの羽根付き前面の前に置かれ、作動流体の為の作動空間を区切る。
【００３２】
中央ケースは、第１開口と第２開口とを有し、これらの開口は、互いに軸方向に向かい合い、それぞれ、第１半割ケースおよび第２半割ケースを受けるように構成され、第１半割ケースおよび第２半割ケースは、それぞれ、前記第１開口および前記第２開口を閉鎖する。
【００３３】
前述したラジアルタービンは、第１態様または以下の態様のうちの少なくとも一つの態様に従って組み立てられるのが好ましい。
【００３４】
出願人が検証したことは、本発明が組立時間を限定することを可能にするので、タービンの生産の為のプロセスを最適化し、生産費用を減少させることである。このようにして、二重反転式タービンを、より高度な工業化にすることができる。
【００３５】
同時に、組立精度が改善され、これは、堅牢性と信頼性に良い影響を与えるタービンの品質向上を意味する。
【００３６】
さらに、出願人が検証したことは、請求された解決策がタービンの迅速かつ簡単な分解を可能にし、その内部部品に対するアクセスを取得し、修理および／または維持手続に関する時間および費用の点で節約になることである。
【００３７】
特に、シャフトの為の支持体と、ロータを備えたシャフト自体とを組み込むタービンユニットの生産は、シャフトおよび／またはベアリングを、それらのシートからスライドさせることなく、機械内部（たとえば、羽根）に対するアクセスを可能にする。
【００３８】
一態様において、中央ケースは、管状形状を有する。中央ケースは、バレル形式に形成されるのが好ましい。好ましくは、管状中央ケースは、単一体である。一態様において、予め組み立てられた第１タービンユニットおよび予め組み立てられた第２タービンユニットを中央ケースに結合させるステップは、予め組み立てられた第１タービンユニットおよび予め組み立てられた第２タービンユニットを軸方向に少なくとも部分的に、それぞれ、軸方向で互いに向かい合う中央ケースの第１開口および第２開口に挿入する工程を含む。
【００３９】
出願人が検証したことは、この構造が構造的に非常に頑丈であり、また、単体の管状本体は、タービンの動作中にタービンユニットをセンタリングする為のセンタリング機能を果たすことに加えて、組立プロセス中のタービンユニットをセンタリングする為のセンタリング機能を果たすことである。
【００４０】
一態様において、中央ケースは、第１半円筒部と第２半円筒部とを備える。好ましくは、２つの半円筒部が、回転軸に対して平行な面で互いに結合され、あるいは、回転ユニットの回転軸を含む。
【００４１】
一態様において、予め組み立てられた第１タービンユニットおよび予め組み立てられた第１タービンユニットを中央ケースに結合させるステップは、第１半円筒部内に、予め組み立てられた第１タービンユニットと予め組み立てられた第２タービンユニットとを配置する工程と、第２半円筒部を第１半円筒部に付ける工程とを含む。
【００４２】
好ましくは、第１半円筒部は、下の円筒部であり、予め組み立てられた第１タービンユニットおよび予め組み立てられた第２タービンユニットは、ケースの閉鎖の前に設置され、好ましくは上方から第２半円筒部を第１半円筒部上に配置する。
【００４３】
一態様において、中央ケースは、径方向内部円筒壁および径方向外部円筒壁を備え、前記円筒壁は、ともに環状吐出空間を区切っている。一態様において、径方向内部円筒壁は、羽根付きディフューザを有し、この羽根付きディフューザは、作動空間の周囲に配置され、前記作動空間と環状吐出空間を流体連通状態に設定するように構成されている。この構造は、中央ケースを剛性かつ頑丈にし、タービンセットをコンパクトにする。
【００４４】
一態様において、羽根付きディフューザは、複数のステータ羽根を備え、これらの複数のステータ羽根は、径方向内部円筒壁の対向した軸方向部分を構造的に連結し、前記ステータ羽根は、作動流体の為の複数の略径方向通路を共に区切っている。それらの空気力学的機能を果たすことに加えて、ステータ羽根は、径方向内部円筒壁の対向した軸方向部分を連結し、当該セットを非常に剛性にする。
【００４５】
一態様において、羽根付きディフューザは、一対の環状デバイダを備え、一対の環状デバイダはステータ羽根の対向した軸方向端部に置かれる。通過中の流体を案内することに加えて、環状デバイダは、当該セットを強化する。
【００４６】
一態様において、中央ケースの径方向内部円筒壁は、前記中央ケースの第１開口に置かれた第１円筒当接表面を有し、第１半割ケースは、第１円筒センタリング表面を有し、第１円筒センタリング表面は、第１回転軸と同軸であり、前記第１円筒当接表面に結合されている。
【００４７】
一態様において、中央ケースの径方向内部円筒壁は、前記中央ケースの第２開口に置かれた第２円筒当接表面を有し、第２半割ケースは、第２円筒センタリング表面を有し、第２円筒センタリング表面は、第２回転軸と同軸であり、前記第２円筒当接表面に結合されている。
【００４８】
一態様において、予め組み立てられた第１タービンユニットを中央ケースに結合させるステップは、第１回転軸と同軸の第１半割ケースの第１円筒センタリング表面を、前記中央ケースの第１軸方向開口に置かれた中央ケースの第１円筒当接表面に結合させる工程を含む。
【００４９】
一態様において、予め組み立てられた第２タービンユニットを中央ケースに結合させるステップは、第２回転軸と同軸の第２半割ケースの第２円筒センタリング表面を、前記中央ケースの第２開口に置かれた中央ケースの第２円筒当接表面に結合させる工程を含む。
【００５０】
引用された表面は、動作中の回転部品の損傷干渉（damaging interference）を防止し、相対運動における流体シール間の適切な結合を確保する為に、回転ユニットをケースに対して、とりわけ、互いに対してセンタリングすることが可能である。
【００５１】
一態様において、第１円筒当接表面および第１円筒センタリング表面は、第１ロータディスクまたは第２ロータディスクの最外部ラジアン段の直径「ｄｓ」の約１１０％および１２０％の間の範囲の第１直径「ｄ１」を有する。
【００５２】
一態様において、第２円筒当接表面および第２円筒センタリング表面は、第１ロータディスクまたは第２ロータディスクの最外部ラジアン段の直径「ｄｓ」の約１１０％および１２０％の間の範囲の第２直径「ｄ２」を有する。
【００５３】
一態様において、径方向内部円筒壁の内径「ｄ」は、第１ロータディスクまたは第２ロータディスクの最外部ラジアン段の直径「ｄｓ」の約１１０％および１２０％の間の範囲の直径「ｄ」を有する。
【００５４】
これらの寸法は、タービンの全体構造を強化するのに寄与し、構造的部品の直径は、ロータディスクの直径より僅かに大きいだけである。
【００５５】
一態様において、中央ケースは、第１開口に置かれた第１環状当接表面を有し、第１半割ケースは、第１環状基準表面を有し、第１環状基準表面は、第１回転軸と同軸であり、第１回転軸に対して垂直であり、前記第１環状当接表面に結合され、第１環状当接表面は、径方向円筒壁に実質的に置かれている。
【００５６】
一態様において、中央ケースは、第２開口に置かれた第２環状当接表面を有し、第２半割ケースは、第２環状基準表面を有し、第２環状基準表面は、第２回転軸と同軸であり、第２回転軸に対して垂直であり、前記第２環状当接表面に結合され、第２環状当接表面は、径方向円筒壁に実質的に置かれている。
【００５７】
一態様において、予め組み立てられた第１タービンユニットを中央ケースに結合させるステップは、第１回転軸と同軸であり第１回転軸に対して垂直な第１半割ケースの第１環状基準表面を、前記中央ケースの第１軸方向開口に置かれた中央ケースの第１環状当接表面に結合させる工程を含む。
【００５８】
一態様において、予め組み立てられた第２タービンユニットを中央ケースに結合させるステップは、第２回転軸と同軸であり第２回転軸に対して垂直な第２半割ケースの第２環状基準表面を、前記中央ケースの第２開口に置かれた中央ケースの第２環状当接表面に結合させる工程を含む。
【００５９】
引用された表面は、動作中の回転部品の損傷干渉を防止し、相対運動における流体シール間の適切な結合を確保する為に、ケースに対して、とりわけ、このケース内で、互いに対して、回転ユニットの軸方向の位置を固定することを可能にする。
【００６０】
一般的に、引用された結合表面は、非常に剛性を有する中央ケースを使用することを可能にし、組立中およびタービンの動作中、２つのロータディスクおよびそれらの羽根の相対位置を正確に固定する。
【００６１】
一態様において、前記第１半割ケースおよび第２半割ケースの各々は、好ましくは単体内で、実質的にボックス状構造を有し、高度の剛性を与える。
【００６２】
一態様において、第１半割ケースは、第１主壁と、前記第１主壁から延び、第１ハウジングを内部で区切る、第１管状本体と、を備える。
【００６３】
一態様において、第１主壁は、第１円筒本体と、第１連結部分と、第１径方向外部分とを備え、第１円筒本体は、第１管状本体と同軸であり、前記第１管状本体に対して外部にあり、第１連結部分は、第１円筒本体および第１管状本体の間で径方向に延び、第１径方向外部分は、第１円筒本体の一端部から延びている。好ましくは、第１管状本体、第１連結部分、第１円筒本体、第１径方向外部分は、軸方向の半分の断面において、実質的にＳ字形である。
【００６４】
一態様において、第１半割ケースは、第１補助環状壁を備え、第１補助環状壁は、第１円筒本体から付加物として延びており、第１管状本体の径方向外部表面の近傍に置かれた径方向内部縁部を有する。好ましくは、径方向内部縁部は、滑りブロックのように径方向腿部表面をかすり、第１管状本体に対して、軸方向に自由に並進する。この解決策は、屈曲剛性を確保するが、特に、タービンの動作中に発生する温度勾配のため、軸方向の相対運動によって引き起こされる内部応力の発生を防止する。
【００６５】
一態様において、第１回転ユニットは第１支持スリーブを備え、この第１支持スリーブは、第１ハウジングに収容され、第１半割ケースに頑丈に連結され、第１支持スリーブは、第１シャフトの為にシートを内部で区切っている。
【００６６】
一態様において、第１支持ユニットは、ベアリング、好ましくは回転要素、好ましくはローラベアリングを備え、これが、第１支持スリーブおよび第１シャフトの間において径方向に入れられ、第１支持スリーブ内で前記第１シャフトの自由回転を可能にする。
【００６７】
一態様において、第２半割ケースは、第２主壁と、前記第２主壁から延び、第２ハウジングを内部で区切る、第２管状本体と、を備える。
【００６８】
一態様において、第２主壁は、第２円筒本体と、第２連結部分と、第２径方向外部分とを備え、第２円筒本体は、第２管状本体と同軸であり、前記第２管状本体に対して外部にあり、第２連結部分は、第２円筒本体および第２管状本体の間で径方向に延び、第２径方向外部分は、第２円筒本体の一端部から延びている。好ましくは、第２管状本体、第２連結部分、第２円筒本体、第２径方向外部分は、軸方向の半分の断面において、実質的にＳ字形である。
【００６９】
一態様において、第２半割ケースは、第２補助環状壁を備え、第２補助環状壁は、第２円筒本体から付加物として延びており、第２管状本体の径方向外部表面の近傍に置かれた径方向内部縁部を有する。好ましくは、径方向内部縁部は、滑りブロックのように径方向腿部表面をかすり、第２管状本体に対して、軸方向に自由に並進する。
【００７０】
一態様において、第２回転ユニットは、第２支持スリーブを備え、この第２支持スリーブは、第２ハウジングに収容され、第２半割ケースに頑丈に連結され、第２支持スリーブは、第２シャフトの為にシートを内部で区切っている。
【００７１】
一態様において、第２支持ユニットは、ベアリング、好ましくは回転要素、好ましくはローラベアリングを備え、これが、第２支持スリーブおよび第２シャフトの間において径方向に入れられ、第２支持スリーブ内で前記第２シャフトの自由回転を可能にする。
【００７２】
一態様において、第１タービンユニットを予め組み立てられるステップは、第１ハウジングを区切る第１半割ケースを準備する工程、好ましくは、第１支持スリーブを備えた第１回転ユニットと、第１支持スリーブに回転できるように収容された第１シャフトとを準備する工程、好ましくは、第１ハウジングに第１回転ユニットを収容し、第１半割ケースに第１支持スリーブを固定する工程を含む。
【００７３】
一態様において、第２タービンユニットを予め組み立てるステップは、第２ハウジングを区切る第２半割ケースを準備する工程、好ましくは、第２支持スリーブを備えた第２回転ユニットと、第２支持スリーブに回転できるように収容された第２シャフトとを準備する工程、好ましくは、第２ハウジングに第２回転ユニットを収容し、第２半割ケースに第２支持スリーブを固定する工程を含む。
【００７４】
言い換えると、第１回転ユニットおよび第２回転ユニットも予め組み立てられ、その後、それぞれの半割ケースに挿入されて接合される。この解決策は、回転ユニットを、シャフトおよび／または任意のベアリングを、それらのシートからスライドさせることなく、それぞれの半割ケースから分解することを可能にする。
【００７５】
一態様において、第１タービンユニットを予め組み立てるステップは、第１ロータディスクを準備し、それを第１シャフトの遠位端部に接合する工程を含む。一態様において、第２タービンユニットを予め組み立てるステップは、第２ロータディスクを準備し、それを第２シャフトの遠位端部に接合する工程を含む。
【００７６】
好ましくは、第１回転ユニットは、第１ロータディスクを第１シャフトの遠位端部に接合する前に第１ハウジングに収容されることが想定される。好ましくは、第２回転ユニットは、第２ロータディスクを第２シャフトの遠位端部に接合する前に第２ハウジングに収容されることが想定される。
【００７７】
言い換えると、羽根付きロータディスクは、前記回転ユニットの事前組立後に、それぞれの回転ユニットのシャフトに接合される。
【００７８】
好ましくは、第１回転ユニットは、それを前記第１ハウジングの一端部に挿入し、前記第１ハウジングの反対側の端部から遠位端部を突出させることによって、第１ハウジングに収容される。好ましくは、第２回転ユニットは、それを前記第２ハウジングの一端部に挿入し、前記第２ハウジングの反対側の端部から遠位端部を突出させることによって、第２ハウジングに収容される。
【００７９】
言い換えると、各々の羽根付きロータディスクは、前記回転ユニットを、それぞれの半割ケースに装着した後、それぞれの回転ユニットのシャフトに接合される。
【００８０】
一態様において、予め組み立てられた第１タービンユニットは、外部と流体連通状態に作動空間を設定するように構成された第１パイプを備える。
【００８１】
一態様において、予め組み立てられた第２タービンユニットは、外部と流体連通状態に作動空間を設定するように構成された第２パイプを備える。
【００８２】
好ましくは、第１パイプは、予め組み立てられた第１セットによって画定され、ここで、前記第１パイプは、溶接によって、たとえば互いに接合される。好ましくは、第１パイプと同様の方法において、第２パイプは、予め組み立てられた第２セットによって画定され、ここで、前記第２パイプは、溶接によって、たとえば互いに接合される。
【００８３】
一態様において、第１タービンユニットを予め組み立てるステップは、第１パイプを第１半割ケースに結合する工程を含み、第１パイプは、第１ロータディスクおよび第２ロータディスクの間で区切られた作動空間を外部と流体連通状態に設定するように構成されている。一態様において、第２タービンユニットを予め組み立てるステップは、第２パイプを第２半割ケースに結合する工程を含み、第２パイプは、第１ロータディスクおよび第２ロータディスクの間で区切られた作動空間を外部と流体連通状態に設定するように構成されている。
【００８４】
一態様において、たとえば溶接によって、互いに接合された第１パイプを備えた第１セットが予め組み立てられ、第１パイプの第１セットが一括で第１半割ケースに付けられることが想定される。一態様において、たとえば溶接によって、互いに接合された第２パイプを備えた第２セットが予め組み立てられ、第２パイプの第２セットが一括で第２半割ケースに付けられることが想定される。
【００８５】
一態様において、第１パイプが、相対的軸方向並進運動によって、一括で第１半割ケースに付けられることが想定される。一態様において、第２パイプが、相対的軸方向並進運動によって、一括で第２半割ケースに付けられることが想定される。
【００８６】
一態様において、第１パイプは、第１ロータディスクを第１シャフトの遠位端部に接合する前に、第１半割ケースに結合される。一態様において、第２パイプは、第２ロータディスクを第２シャフトの遠位端部に接合する前に、第２半割ケースに結合される。
【００８７】
先に実現されるパイプセットも容易に半割ケースと一括で関連付けられ、それによって、組立を高速プロセスにすることができる。
【００８８】
一態様において、第１パイプは、第１環状シート内に収容されるのが好ましい第１トロイダル管継手を備え、第１環状シートは、第１半割ケース内に設けられ、第１回転軸と同軸である。一態様において、第２パイプは、第２環状シート内に収容されるのが好ましい第２トロイダル管継手を備え、第２環状シートは、第２半割ケース内に設けられ、第２回転軸と同軸である。
【００８９】
一態様において、第１パイプを第１半割ケースに結合させるステップは、第１環状シートに第１トロイダル管継手を収容する工程を含み、第１環状シートは、第１半割ケースに設けられ、第１回転軸と同軸である。一態様において、第２パイプを第２半割ケースに結合させるステップは、第２環状シートに第２トロイダル管継手を収容する工程を含み、第２環状シートは、第２半割ケースに設けられ、第２回転軸と同軸である。
【００９０】
各々のトロイダル管継手は、単純な軸方向運動によって、それぞれの半割ケースに付けられる。
【００９１】
一態様において、第１パイプは、複数の第１径方向導管を備え、これらの径方向導管は、第１トロイダル管継手から延び、第１回転軸に向かって収束する。一態様において、第２パイプは、複数の第２径方向導管を備え、これらの径方向導管は、第２トロイダル管継手から延び、第２回転軸に向かって収束する。径方向導管は、作動空間の径方向内部分に通じる。互いに接合された（予め組み立てられた）第１パイプセットおよび第２パイプセットの各々は、それぞれの管継手およびそれぞれの径方向導管を備える。
【００９２】
一態様において、第１パイプは、第１トロイダル管継手と流体連通状態にあり、第１半割ケースおよび／または中央ケースから出る少なくとも一つの第１パイプを備える。一態様において、第２パイプは、第２トロイダル管継手と流体連通状態にあり、第２半割ケースおよび／または中央ケースから出る少なくとも一つの第２パイプを備える。
【００９３】
好ましくは、互いに接合された（予め組み立てられた）第１パイプセットおよび第２パイプセットの各々は、それぞれの管継手、それぞれの径方向導管、外部と連通するそれぞれのパイプを備える。
【００９４】
一態様において、前記少なくとも第１パイプは、第１半割ケースに設けられた第１開口を通って略軸方向に沿って延びている。一態様において、前記少なくとも第２パイプは、第２半割ケースに設けられた第２開口を通って略軸方向に沿って延びている。
【００９５】
一態様において、第１パイプを第１半割ケースに結合させるステップは、第１半割ケースに設けられた第１開口を通って少なくとも第１パイプを軸方向に挿入する工程を含む。一態様において、第２パイプを第２半割ケースに結合させるステップは、第２半割ケースに設けられた第２開口を通って少なくとも第２パイプを軸方向に挿入する工程を含む。いったん、それらが挿入されると、第１パイプおよび第２パイプは、軸方向に沿って半割ケースから外に突出する。この解決策は、半割ケースから突出するパイプが中央ケースの要素を妨害することなく、半割ケースを中央ケース内に、それらを前記中央ケースの第１開口および第２開口に挿入することによって、装着することを可能にする。
【００９６】
一態様において、前記少なくとも一つの第１パイプは、中央ケース内に設けられた第１通路を通って第１回転軸に対して実質的に垂直な方向に沿って延びている。一態様において、前記少なくとも一つの第２パイプは、中央ケース内に設けられた第２通路を通って第２回転軸に対して実質的に垂直な方向に沿って延びている。
【００９７】
一態様において、少なくとも一つの第１パイプおよび少なくとも一つの第２パイプは、それぞれが、第１トロイダル管継手および第２トロイダル管継手に連結されるまで、中央ケース内に設けられた、それぞれの第１通路および第２通路に挿入される。この場合、第１パイプおよび第２パイプは、それぞれの管継手およびそれぞれの径方向導管に予め組み立てられていないが、それらは、第１タービンユニットおよび第２タービンユニットが中央ケースに装着された後、トロイダル管継手に接合される。
【００９８】
本発明に従うパイプセットは、半割ケースに対して、独立した導管を形成するので、到来する高温作動流体は、半割ケースを超えて直接流れない。そのため、温度勾配は、限定されてタービンの構造に影響する。
【００９９】
また、本発明は、電気エネルギを発生させる為の、電気エネルギの生産の為のプラント（発電所）に関し、作動流体の為の循環路と、少なくとも一つの電力発電機に連結された、説明された形式のラジアルタービンとを備え、前記循環路は、第１パイプおよび第２パイプと、タービンの吐出開口との流体連通状態にある。
【０１００】
更なる特徴および利点は、本発明に従う二重反転式ラジアルタービンおよび二重反転式ラジアルタービンの組立の為の方法の、好ましいが限定されない実施形態の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
以下、添付された図面を参照して説明するが、これらは、おおよその、非限定的な実施例を提供する目的だけの為に提供される。
【図１】図１は、本発明に従うタービンの第１実施形態の軸方向の面に沿った断面図を示す。
【図２】図２は、図１に見えるタービンのユニットの一つを組み立てる為のシーケンスを図示する。
【図３】図３は、図１に見えるタービンのユニットの一つを組み立てる為のシーケンスを図示する。
【図４】図４は、図１に見えるタービンのユニットの一つを組み立てる為のシーケンスを図示する。
【図５】図５は、図１に見えるタービンのユニットの一つを組み立てる為のシーケンスを図示する。
【図６】図６は、図１に見えるタービンのユニットの一つを組み立てる為のシーケンスを図示する。
【図７】図７は、図１に見えるタービンのユニットの一つを組み立てる為のシーケンスを図示する。
【図８】図８は、中央ケースを備えたタービンユニットを組み立てる為のステップを図示する。
【図９】図９は、本発明に従うタービンの第２実施形態の軸方向の面に沿った断面図を示す。
【図１０】図１０は、図９に見えるタービンを組み立てる為の、それぞれのステップを図示する。
【図１１】図１１は、図９に見えるタービンを組み立てる為の、それぞれのステップを図示する。
【詳細な説明】
【０１０２】
引用された図面を参照すると、本発明に従う二重反転式ラジアルタービンは、参照符合１によって全体的に表示される。図１に図示されたタービンは、軸流または遠心力ラジアル形式の膨張タービンであるが、ここで、作動流体（例えば、水蒸気、有機流体）は、径方向に沿って外向きに優勢に、すなわち、タービンの中心からロータディスクの周縁部に向かって移動する。
【０１０３】
図１に見える二重反転タービン１は、固定された収容ケース２を備え、これは、内部に第１ロータディスク３’および第２ロータディスク３’’を収容する。２つのロータディスク３’、３’’は、固定されたケース２内で、一致する第１回転軸Ｘ１および第２回転軸Ｘ２を中心として、互いに独立して自由に回転することができる。このため、第１回転ディスク３’は、ベアリング５によって固定ケース２内に装着された、それぞれの第１回転シャフト４’に頑丈に連結されている。第２ロータディスク３’’は、ベアリング５によって固定ケース２内に装着された、それぞれの第２回転シャフト４’’に頑丈に連結されている。前記回転シャフト４’、４’’は、連結可能、すなわち、図示されていない少なくとも一つの発電機に連結可能であり、作動空間を通って膨張する作動流体によってもたらされるロータディスク３’、３’’の回転から電気エネルギを生み出すように構成されている。
【０１０４】
第１ロータディスク３’には複数のロータ羽根６’が装備され、これらのロータ羽根６’は、前記第１ロータディスク３’の、それぞれの前面７’において、一連の同心リングに配置されている。第２ロータディスク３’’には複数のロータ羽根６’’が装備され、これらのロータ羽根６’’は、前記第２ロータディスク３’’の、それぞれの前面７’’において、一連の同心リングに配置されている。第１ロータディスク３’の前面７’は、第２ロータディスク３’’の前面７’’の前に置かれ、第１ディスク３’のロータ羽根６’は、第２ロータディスク３’’のロータ羽根６’’と径方向に交互に配置されている。第１ロータディスク３’のロータ羽根６’は、第２ロータディスク３’’の前面７’’の近傍で終端し、第２ロータディスク３’’のロータ羽根６’’は、第１ロータディスク３’の前面の近傍で終端している。
【０１０５】
ロータ羽根６’、６’’は、２つのロータディスク３’、３’’の間に入れられた作動空間内に置かれる。
【０１０６】
第１パイプ８’および第２パイプ８’’は、後で詳細に説明されるが、これらは、収容ケース２の外部および適した循環路と作動空間を流体連通状態に設定することが可能である。特に、前述したパイプ８’、８’’は、作動流体を前記作動空間の中央ゾーンに受け入れることを可能にし、前記ゾーンは、回転軸Ｘ１，Ｘ２に置かれている。いったん、中央ゾーンに受け入れられると、作動流体は、ロータ羽根６’、６’’を通って膨張し、径方向外側に移動し、対向する方向における２つのロータディスク３’、３’’の回転をもたらす。
【０１０７】
固定された収容ケース２は、地面に載置、又は、支持フレーム（図示せず）によって特別なベース（図示せず）に載置される中央ケース９を備える。中央ケース９は、形状が円筒または略円筒（バレル形状）であり、第１回転軸（Ｘ１）および第２回転軸（Ｘ２）と同軸である。中央ケース９は、その両端部で軸方向に開かれているので、第１開口１０’および第２開口１０’’を有する（図８）。中央ケース９は、径方向内部円筒壁１１および径方向外部円筒壁１２を備え、これらは、第１環状側部壁１３’および第２環状側部壁１３’’によって互いに連結されている。前記径方向内部円筒壁１１および径方向外部円筒壁１２および前記第１環状側部壁１３，第２環状側部壁１３’’は、環状吐出空間１４を区切っている。
【０１０８】
第１ロータディスク３および第２ロータディスク３’’、したがって、作動空間も、径方向内部円筒壁１１の内側に含まれる。
【０１０９】
径方向内部円筒壁１１は、羽根付きディフューザ１５を有し、この羽根付きディフューザ１５は、作動空間を中心として周方向に配置され、引用された作動空間と環状吐出空間１４を流体連通状態に設定するように構成されている。径方向内部円筒壁１１の連続性は、前記羽根付きディフューザ１５によって、中央面Ｘ−Ｘで中断されている。言い換えると、羽根付きディフューザ１５は、径方向円筒壁１１を対向した２つの軸方向部分に分割している。羽根付きディフューザ１５は、複数のステータ羽根１６を備え、これらのステータ羽根１６は、径方向内部円筒壁１１の前記対向した軸方向部分を構造的に連結し、前記ステータ羽根１６は、作動流体の為に複数の略径方向通路を共に区切っている。ステータ羽根１６の各々の２つの対向した軸方向端部は、それぞれの環状デバイダ１７’、１７’’に接合され、これらは、径方向内部円筒壁１１の２つの対向した軸方向部分に頑丈に連結されている。
【０１１０】
径方向外部円筒壁１２の下部分は、吐出開口１８を有し、この吐出開口１８は、適した吐出導管（図示せず）に連結されるように構成されている。作動流体は、膨張するとき、作動空間から径方向に出て、羽根付きディフューザ１５を通り、その後、環状吐出空間１４の内側、その後、吐出開口１８を出る。
【０１１１】
図１に図示された第１実施形態において、径方向内部円筒壁１１，径方向外部円筒壁１２，第１環状側部壁１３’、第２環状側部壁１３’’は単体として実現されている。あるいは、径方向内部円筒壁１１および径方向外部円筒壁１２は、各々が単体として実現され、その後、第１環状側部壁１３’および第２環状側部壁１３’’によって連結される。
【０１１２】
固定された収容ケース２は、第１半割ケース１９’および第２半割ケース１９’’を更に備える。図示された実施形態において、第１半割ケース１９’および第２半割ケース１９’’は、引用された中央面Ｘ−Ｘに対して対称なので、第１半割ケース１９’のみを詳細に説明する。
【０１１３】
第１半割ケース１９’は、単体または多数部品として実現されたボックス状構造によって成形された壁によって形成されている。第１半割ケース１９’は、第１主壁２０’と、第１主壁２０’の一側面から延びる第１管状本体２１’とを備える。第１主壁２０’は、同様に、第１略円筒（円筒または円錐）壁と第１連結部分２３’とを備え、第１略円筒壁は、第１管状本体２１’を囲み、前記第１管状本体２１’と同軸であり、前記第１管状本体２１’から径方向に離間され、第１連結部分２３’は、第１管状本体２１’および第１略円筒壁２２’の間で径方向に伸び、これらを連結している。添付された図におけるように軸方向の面に沿った断面において、引用された第１連結部分２３’は、剛性を高める為、更に、タービンの動作中に存在する熱勾配の為に異なる径方向運動を可能にする為、ジグザグまたは波状の形状を有する。第１主軸２０’も同様に、第１径方向外部分２４’を備え、この第１径方向外部分２４’は、第１連結部分２３’に連結された端部の軸方向反対側にある第１略円筒壁２２’の一端部から延びている。第１管状本体２１’、第１連結部分２３’、第１略円筒壁２２’、第１径方向外部分２４’は、軸方向半割断面において実質的にＳ状になっている。第１半割ケース１９’は、第１補助環状壁２５’を更に備え、第１補助環状壁２５’は、第１連結部分２３’に連結された端部の軸方向反対側にある第１略円筒壁２２’の端部から始まり、第１略円筒壁２２’から付加物として延びている。この第１補助環状壁２５’は、第１管状本体２１’に向かって径方向に延び、第１管状本体２１’の径方向外部表面の近傍に置かれた第１径方向内部縁部Ｂ１を有する。第１径方向内部縁部Ｂ１は、滑りブロックのように径方向外部表面をかすり、第１管状本体２１’に対して、軸方向において自由に並進する。第１管状本体２１’は、第１円筒ハウジングＡ’を内部で区切っている。
【０１１４】
第２半割ケース１９’’は、第１半割ケース１９’と同一要素を備え、これらの要素は、形容詞「第２」および添付図の為の参照符合の後の二重アポストロフィによって区別されている。
【０１１５】
タービン１は、第１半割ケース１９’および第２半割ケース１９’’に、それぞれが関連付けられた第１回転ユニット２６’および第２回転ユニット２６’’を備える。第１回転ユニット２６’は、それぞれのベアリング５を備えた上記第１シャフト４’を備える。第１回転ユニット２６’は、第１支持スリーブ２７’を更に備え、この第１支持スリーブ２７’は、第１シャフト４’が中に収容される内部シートを区切っている。第１シャフト４’は、ベアリング５を径方向に挟んで第１支持スリーブ２７’に連結されているので、前記第１シャフト４’は、第１支持スリーブ２７’に対して自由に回転できる。
【０１１６】
第２回転ユニット２６’’は、第１回転ユニット２６’に類似し、同一要素を備えているが、これらの要素は、形容詞「第２」および添付図の為の参照符合の後の二重アポストロフィによって区別されている。
【０１１７】
上記第１パイプ８’は、第１トロイダル管継手２８’を備え、この第１トロイダル管継手２８’は、第１回転軸Ｘ１の周囲に延び、第１回転ディスク３’の周辺ゾーンに置かれる。この実施形態の第１トロイダル管継手２８’は、実質的に円形断面を有する。第１パイプ８’は、複数の第１径方向導管２９’を備え、この第１径方向導管２９’は、第１トロイダル管継手２８’から延び、第１回転軸Ｘ１に向かって収束している。本書に添付された図１において、２つの第１径方向導管のみが示されているが、３以上の第１径方向導管２９’があってもよく、それらは、前記第１回転軸Ｘ１を中心としてラジアルパターンで延びてもよい。第１径方向導管２９’は、第１トロイダル管継手２８’と流体連通状態にあり、第１ロータディスク３’の径方向内部分の近傍に開放端部を有し、前記部分には、第１貫通孔３０’が備えられ、第１貫通孔３０’は、第１径方向導管２９’から第１ロータディスク３’を通り作動空間の中央領域の内側まで作動流体を通過させるのに適している。引用された径方向導管２９’は、たとえば、同数のパイプによって構成することができ、または、中実ディスクの内側に設けることができる。図１の第１パイプ８’は、少なくとも一つの第１パイプ３１’を更に備え、この第１パイプ３１’は、第１トロイダル管継手２８’と流体連通状態にあり、第１半割ケース１９’から出ている。第１パイプ３１’は、それぞれの第１トロイダル管継手２８’から始まり、略軸方向に沿って、第１半割ケース１９’に設けられた第１開口３２’を通って延びている。第１パイプ３１’は、第１半割ケース１９’の外側で、適した循環路（図示せず）と連結されている。
【０１１８】
前述した第２パイプ８’’は、第１パイプ８’に類似し、同一要素を備えるが、これらの要素は、形容詞「第２」および添付図の為の参照符合の後の二重アポストロフィによって区別されている。
【０１１９】
第１回転ユニット２６’と共に、第１ロータディスク３’、第１パイプ８’、第１半割ケース１９’は、第１タービンユニット３３’を形成する。第２回転ユニット２６’’と共に、第２ロータディスク３’’、第２パイプ８’’、第２半割ケース１９’’は、第２タービンユニット３３’’を形成する。
【０１２０】
本発明に従う方法において、図示された二重反転式ラジアルタービン１は、後述するように組み立てられる。
【０１２１】
当該方法は、２つのタービンユニット３３’、３３’’の各々を予め組み立てるステップを含み、その後、それらを中央ケース９と結びつける。図２〜図７は、第１タービンユニット３３’の組立の為のステップを図示するが、これは、詳細に説明されない第２タービンユニット３３’’の組立の為のステップと同一である。
【０１２２】
第１タービンユニット３３’の事前組立は、第１半割ケース１９’を準備するステップ、第１スリーブ２７’から作成された第１回転ユニット２６’を第１シャフト４’およびそれぞれのベアリング５と共に装着するステップを含む（図２）。前記第１回転ユニット２６’は、第１円筒ハウジングＡ’に挿入され、第１支持スリーブ２７’は、第１半割ケース１９’の第１管状本体２１’に固定される（図２，図３）。
【０１２３】
第１タービンユニット３３’の事前組立は、それぞれの第１トロイダル管継手２８’、それぞれの第１径方向導管２９’、それぞれの第１パイプ３１’を備えた（たとえば、互いに溶接された（図４））単一セットとして、第１パイプ８’を準備するステップを更に含む。その後、当該方法は、前記セットの第１パイプ８’を（既に組み立てられた第１スリーブ２７’、第１シャフト４’と共に（図４，図５））第１半割ケース１９’と軸方向に結合させるステップを含む。このステップ中、第１パイプ３１’は、第１半割ケース１９’内に設けられた開口３２’内に軸方向に挿入され、第１径方向導管２９’は、第１主壁２０’の連結部分２３’に寄りかけられ、第１トロイダル管継手２８’は、第１略円筒壁２２’に対して径方向外部位置に位置決めされる。
【０１２４】
この地点において、第１ロータディスク３’に接合されるように構成された第１シャフト４’の遠位端部Ｅ’は、第１ハウジングＡ’から突出し、第１パイプ８’の側部からアクセス可能であり、第１径方向導管２９’の開放端部は、それを妨げることなく前記遠位端部Ｅ’を囲んでいる。第１ロータディスク３’は、適した連結装置（本書では図示せず）によって、たとえば、第１シャフト４’およびヒルス（Hirth）ジョイントにおける貫通ロッドによって（図６，図７）、第１シャフト４’に接合され、第１シャフト４’の遠位端部Ｅ’を突き出している。第１タービンユニット３３’が完全する（図７，図８）。図８において組み立てられた形で見える第２タービンユニット３３’’は、同一方法で予め組み立てられる。
【０１２５】
この点において、予め組み立てられた第１タービンユニット３３’および予め組み立てられた第２タービンユニット３３’’は、前記予め組み立てられた第１タービンユニット３３’および前記予め組み立てられた第２タービンユニット３３’’を、それぞれ、中央ケース９の第１開口１０’および第２開口１０’’軸方向に部分的に挿入することによって中央ケース９に結合されるが、これらの開口は、軸方向に互いに対向している（図８）。結合した後、第１半割ケース１９’および第２半割ケースは、密封されるように中央ケース９を側方で閉鎖する。
【０１２６】
このため、第１タービンユニット３３’を参照すると、第１主壁２０’の第１径方向外部分２４’は、横断面がＬ状の周辺縁部を有する。そのため、この周辺縁部は、第１円筒センタリング表面３４’を有し、第１円筒センタリング表面３４’は第１回転軸Ｘ１と同軸であり、径方向で外部に面している。この周辺縁部も、第１環状基準表面３５’を有し、第１環状基準表面３５’は、第１回転軸Ｘ１と同軸であり、第１回転軸Ｘ１に直交し、それを中央ケース９と結合するプロセス中、前記中央ケース９に面する。
【０１２７】
第２タービンユニット３３’’は、同一構造を有し、ここで、対応する要素は、形容詞「第２」および添付図の為の参照符合の後の二重アポストロフィによって区別されている。
【０１２８】
中央ケース９の径方向内部円筒壁１１は、第１開口１０’に置かれ径方向内部に面する第１円筒当接表面３６’と、第２開口１０’’に置かれ、径方向内部に面する第２円筒当接表面３６’’とを有する。
【０１２９】
中央ケース９の第１側部壁１３’は、第１開口１０’に置かれる第１環状当接表面３７’を有し、中央ケース９の第２側部壁１３’’は、第２開口１０’’に置かれる第２環状当接表面３７’’を有する。
【０１３０】
予め組み立てられた第１タービンユニット３３’を中央ケース９に結合するプロセス中、第１円筒センタリング表面３４’は、第１円筒当接表面３６’に関連付けられ、さらに、第１環状基準表面３５’は、第１環状当接表面３７’に付けられる。同様に、予め組み立てられる第２タービンユニット３３’’を中央ケース９に結合するプロセス中、第２円筒センタリング表面３４’’は、第２円筒当接表面３６’’に関連付けられ、さらに、第２環状基準表面３５’’は、第２環状当接表面３７’’に付けられる。添付された図において留意されるように、第１円筒当接表面３６’、第２円筒当接表面３６’’、第１円筒センタリング表面３４’、第２円筒センタリング表面３４’’は、この実施形態における第１ロータディスク３’の最外部ラジアル段（すなわち、径方向最外部ロータ羽根６’）の直径ｄｓの約１１０％に等しい（第１および第２）直径ｄ１、ｄ２を有する。さらに、この実施形態において、第１直径ｄ１および第２直径ｄ２は、互いに等しく、径方向内部円筒壁１１の内径に等しい。
【０１３１】
図９，図１０、図１１に図示されている第２実施形態は、第１パイプ８’および第２パイプ８’’の構造、特に、トロイダル管継手２８’、２８’’の構造および第１パイプ３１，第２パイプ３１’’の構造を除き、前述した実施形態と同一である（そのため、同一要素に対する参照番号は同一のままであり、より明確にするため、それらは全て報告されていない）。
【０１３２】
第１トロイダル管継手２８’は、第１半割ケース１９’内に設けられた第１環状シート３８’内に部分的に挿入されるように構成された略矩形横断面を有し、これは、第１回転軸Ｘ１と同軸である。前記第１環状シート３８’は、第１略円筒壁２２’によって、更に、Ｌ字状周辺縁部によって区切られている。第１パイプ３１’は、中央ケース９内に設けられた第１通路３９’を通って、第１回転軸Ｘ１に対して、ほぼ垂直な方向に沿って延びている。第１パイプ３１’は、前記第１トロイダル管継手２８’の径方向外部分で第１トロイダル管継手２８’に連結され、中央ケース９から突出し、適した循環路（図示せず）に連結されている。第２パイプ８’’は、対称であり、第１パイプ８’と同一構造を有し、その第２パイプ３１’’は、中央ケース９内に設けられた第２通路３９’’を通過している。
【０１３３】
この実施形態において、第１パイプ３１’を持たない第１パイプ８’は、第１半割ケース１９’と軸方向で結合され、同様に、第２パイプ３１’’を持たない第２パイプ８’’は、第２半割ケース１９’’と軸方向で結合されている。
【０１３４】
予め組み立てられた第１タービンユニット３３’および予め組み立てられた第２タービンユニット３３’’は、その後、前記予め組み立てられたタービンユニット３３’および前記第２予め組み立てられたタービンユニット３３’’を、それぞれ、中央ケース９の第１開口１０’および第２開口１０’’内に軸方向で部分的に挿入することによって、中央ケース９に結合されるが、それらの開口は、互いに軸方向に対向している（図１０）。
【０１３５】
最後に、第１パイプ３１’および第２パイプ３１’’は、それぞれのトロイダル管継手２８’、２８’’と接合されるまで、それぞれ、第１通路３９’および第２通路３９’’に挿入される。
【０１３６】
更なる実施形態（図示せず）において、タービンユニットの組立前に、中央ケース９は、地面に載置する第１下部半円筒部と、第２上部半円筒部とに分割され、たとえば、前記第１半円筒部および第２半円筒部を、第１回転軸Ｘ１および第２回転軸Ｘ２を含む水平面で結合することができる。
【０１３７】
組立の目的のため、たとえば、先の実施形態の為に説明され図示された手順に従って予め組み立てられた第１タービンユニット３３’および第２タービンユニット３３’’は、最初に互いに軸方向に組み立てられ、径方向で交互に、羽根の環状配列を配置する。その後、第１タービンユニット３３’で作られ、第２タービンユニット３３’’によって作られた当該セットが、上に開放した第１下部半円筒部へと設定される。その後、第２上部半円筒部が上方から第１「下部半円筒部に付けられ、当該ケースを閉鎖する。第１パイプ８’および第２パイプ８’’は、前述された第１実施形態および第２実施形態と同様に実現することができる。
【０１３８】
図示された複数の実施形態の一つ、あるいは、他の追加の実施形態において、本発明に従うタービンは、電気エネルギを発生させる為の、熱または地熱または熱電併給システムのような発電所で実施可能である。
【０１３９】
【要素のリスト】
【０１４０】
１…二重反転式ラジアルタービン、２…固定された収容ケース、３’、３’’…第１ロータディスク、第２ロータディスク、Ｘ１、Ｘ２…第１回転軸、第２回転軸、４’、４’’…第１回転シャフト、第２回転シャフト、５…ベアリング、６’、６’’…第１ロータディスクのロータ羽根、第２ロータディスクのロータ羽根、７’、７’’…第１ロータディスクの前面、第２ロータディスクの前面、８’、８’’…第１パイプ、第２パイプ、９…中央ケース、１０’、１０’’…第１開口、第２開口、１１…径方向内部円筒壁、１２…径方向外部円筒壁、１３’、１３’’…第１環状側部壁、第２環状側部壁、１４…環状吐出空間、１５…羽根付きディフューザ、Ｘ−Ｘ…中央面、１６…ステータ羽根、１７’、１７’’…環状デバイダ、１８…吐出開口、１９’、１９’’…第１半割ケース、第２半割ケース、２０’、２０’’…第１主壁、第２主壁、２１’、２１’’…第１管状本体、第２管状本体、２２’、２２’’…第１略円筒壁、第２略円筒壁、２３’、２３’’…第１連結部分、第２連結部分、２４’、２４’’…第１径方向外部分、第２径方向外部分、２５’、２５’’…第１補助環状壁、第２日補助環状壁、Ｂ１，Ｂ２…第１径方向内部縁部、第２径方向内部縁部、Ａ’，Ａ’’…第１円筒形ハウジング、第２円筒形ハウジング、２６’、２６’’…第１回転ユニット、第２回転ユニット、２７’、２７’’…第１支持スリーブ、第２支持スリーブ、２８’、２８’’…第１トロイダル管継手、第２トロイダル管継手、２９’、２９’’…第１径方向導管、第２径方向導管、３０’、３０’’…第１貫通孔、第２貫通孔、３１’、３１’’…第１パイプ、第２パイプ、３２’、３２’’…第１開口、第２開口、３３’、３３’’…第１タービンユニット、第２タービンユニット、Ｅ’，Ｅ’’…第１シャフトの遠位端部、第２シャフトの遠位端部、３４’、３４’’…第１円筒形センタリング表面、第２円筒形センタリング表面、３５’、３５’’…第１環状基準表面、第２環状基準表面、３６’、３６’’…第１円筒形当接表面、第２円筒形当接表面、３７’、３７’’…第１環状当接表面、第２環状当接表面、ｄ１，ｄ２…第１直径、第２直径、ｄ…内径、ｄｓ…最外部ラジアル段の直径、３８’、３８’’…第１環状シート、第２環状シート、３９’、３９’’…第１通路、第２通路。
【図１】
2019525053.tif 000003
【図２】
2019525053.tif 000004
【図３】
2019525053.tif 000005
【図４】
2019525053.tif 000006
【図５】
2019525053.tif 000007
【図６】
2019525053.tif 000008
【図７】
2019525053.tif 000009
【図８】
2019525053.tif 000010
【図９】
2019525053.tif 000011
【図１０】
2019525053.tif 000012
【図１１】
2019525053.tif 000013
【国際調査報告】
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2019525053.tif 000015
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