(57)【要約】【課題】圧力付加時のガスの漏れを防止することができるガスタービンケーシング構造を提供する。【解決手段】フランジ部において水平方向に上側半ケーシング１０と下側半ケーシング１１とに２分割されるガスタービンケーシング構造において、前記上側半ケーシング１０と前記下側半ケーシング１１の内面に前記上側半ケーシング１０と前記下側半ケーシング１１に亘って設置されるボルト１２と、前記上側半ケーシング１０の内面に設置され前記ボルト１２に取り付けられる上側ナット１３と、前記下側半ケーシング１１の内面に設置され前記ボルト１２に取り付けられる下側ナット１４とを備えた。【選択図】図１
2011169246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部において水平方向に上側半ケーシングと下側半ケーシングとに２分割されるガスタービンケーシング構造において、
前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングの内面に前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングに亘って設置されるボルトと、
前記上側半ケーシングの内面に設置され前記ボルトに取り付けられる上側ナットと、
前記下側半ケーシングの内面に設置され前記ボルトに取り付けられる下側ナットと
を備える
ことを特徴とするガスタービンケーシング構造。
【請求項２】
フランジ部において水平方向に上側半ケーシングと下側半ケーシングとに２分割されるガスタービンケーシング構造において、
前記上側半ケーシングのフランジ部に形成された溝と、前記下側半ケーシングのフランジ部に形成された溝との間に、前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングと別々に動作することができる別体部材と、
前記別体部材の上面と、下面と、前記上側半ケーシング内面側の上部側面と、前記下側半ケーシングの内面側の下部側面とに形成された凹部とにそれぞれ設置されるシール部材と
を備える
ことを特徴とするガスタービンケーシング構造。
【請求項３】
前記シール部材は、圧力付加時に前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングと接触してシールが可能となる位置に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載のガスタービンケーシング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンケーシング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータやノズルダイヤフラム等の部品が内部に収納されるガスタービンのガスタービンケーシングは、これらの部品の据付や点検を容易にし、かつ、運用時のガスの漏れを防止するために、フランジ構造による水平２分割ボルト締結構造により構成されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、従来のガスタービンケーシング構造の示した模式図である。なお、図３においては、ボルトの軸方向における断面を示している。
図３に示すように、ガスタービンケーシング構造は、上側半ケーシング１００と下側半ケーシング１０１とに２分割されている。上側半ケーシング１００及び下側半ケーシング１０１は、シェル部１００ａ，１０１ａとフランジ部１００ｂ，１０１ｂとにより構成されている。上側半ケーシング１００と下側半ケーシング１０１との結合は、ボルト１０２と上側ナット１０３及び下側ナット１０４とにより締結して行われる。
【０００４】
すなわち、ガスタービンケーシングのフランジは、上側半ケーシング１００のフランジ部１００ｂと下側半ケーシング１０１のフランジ部１０１ｂとに２分割され、フランジ部１００ｂ，１０１ｂには多数のボルト穴１００ｃ，１０１ｃが設けられ、各々のボルト穴１００ｃ，１０１ｃにボルト１０２を配置して上側ナット１０３及び下側ナット１０４で締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２０４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ガスタービンの大容量化・大出力化により、大型化・高圧化が図られており、これに伴い運用時のガスの漏れや運用時にガスタービンケーシングに作用する圧力も増大してきている。そして、図４に示した従来のガスタービンケーシング構造では、図４中に矢印Ｐで示すような圧力付加時にモーメントが増大して、図４中に破線で示すように上側半ケーシング１００のフランジ部１００ｂと下側半ケーシング１０１のフランジ部１０１ｂの開き量が大きくなり、図４中に矢印Ｇで示すようにボルト穴１００ｃ，１０１ｃからガスが漏れる虞があった。
【０００７】
図５は、従来のフランジ部を高くしたガスタービンケーシング構造を示した模式図である。なお、図５においては、ボルトの軸方向における断面を示している。
図５に示すように、ガスの漏れを防ぐためには、上側半ケーシング１００のフランジ部１００ｂと下側半ケーシング１０１のフランジ部１０１ｂの高さを高くし、シェル部１００ａ，１０１ａの肉厚中央でボルト１０２と上側ナット１０３及び下側ナット１０４により締結する方が図５中に矢印Ｐで示すような圧力付加時のモーメントを小さくすることができるため有利である。
【０００８】
しかしながら、上側半ケーシング１００のフランジ部１００ｂと下側半ケーシング１０１のフランジ部１０１ｂの高さを高くした場合、フランジ部１００ｂ，１０１ｂの熱容量が大きくなって、起動時の温度が高くなる過程において、フランジ部１００ｂ，１０１ｂとシェル部１００ａ，１０１ａの温度差が大きくなることから、図５中に矢印Ｓで示すフランジ部１００ｂ，１０１ｂとシェル部１０１ａ，１０２ａの境目に熱応力が発生し、疲労による強度の低下が懸念される。
【０００９】
以上のことから、本発明は、圧力付加時のガスの漏れを防止することができるガスタービンケーシング構造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】
【００１０】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るガスタービンケーシング構造は、
フランジ部において水平方向に上側半ケーシングと下側半ケーシングとに２分割されるガスタービンケーシング構造において、
前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングの内面に前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングに亘って設置されるボルトと、
前記上側半ケーシングの内面に設置され前記ボルトに取り付けられる上側ナットと、
前記下側半ケーシングの内面に設置され前記ボルトに取り付けられる下側ナットと
を備える
ことを特徴とするガスタービンケーシング構造。
【００１１】
上記の課題を解決するための第２の発明に係るガスタービンケーシング構造は、
フランジ部において水平方向に上側半ケーシングと下側半ケーシングとに２分割されるガスタービンケーシング構造において、
前記上側半ケーシングのフランジ部に形成された溝と、前記下側半ケーシングのフランジ部に形成された溝との間に、前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングと別々に動作することができる別体部材と、
前記別体部材の上面と、下面と、前記上側半ケーシング内面側の上部側面と、前記下側半ケーシングの内面側の下部側面とに形成された凹部とにそれぞれ設置されるシール部材と
を備える
ことを特徴とするガスタービンケーシング構造。
【００１２】
上記の課題を解決するための第３の発明に係るガスタービンケーシング構造は、第２の発明に係るガスタービンケーシング構造において、
前記シール部材は、圧力付加時に前記上側半ケーシングと前記下側半ケーシングと接触してシールが可能となる位置に配置される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧力付加時のガスの漏れを防止することができるガスタービンケーシング構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施例に係るガスタービンケーシング構造の断面を示した模式図である。
【図２】第２の実施例に係るガスタービンケーシング構造の断面を示した模式図である。
【図３】第２の実施例に係るガスタービンケーシング構造の圧力付加時の断面を示した模式図である。
【図４】従来のガスタービンケーシング構造の断面を示した模式図である。
【図５】従来のフランジ部を高くしたガスタービンケーシング構造の断面を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るガスタービンケーシング構造について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明に係るガスタービンケーシング構造の第１の実施例について説明する。
図１は、本実施例に係るガスタービンケーシング構造の断面を示した模式図である。なお、図１（ａ）は、ボルトの軸方向における断面を示した模式図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中に矢印Ａ−Ａで示す断面における矢視図を示した模式図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本実施例に係るガスタービンケーシング構造は、フランジ部において水平方向に上側半ケーシング１０と下側半ケーシング１１とに２分割されている。上側半ケーシング１０及び下側半ケーシング１１は、シェル部１０ａ，１１ａとフランジ部１０ｂ，１１ｂとにより構成されている。
【００１８】
本実施例に係るガスタービンケーシング構造においては、上側半ケーシング１０のフランジ部１０ｂの内面と下側半ケーシング１１のフランジ部１１ｂの内面とに亘ってボルト１２を設置するためのボルト設置溝１０ｃ，１１ｃが形成されている。
【００１９】
また、上側半ケーシング１０のフランジ部１０ｂの内面のボルト設置溝１０ｃの上部には上側ナット１３を設置するための凹部１０ｄと、下側半ケーシング１１のフランジ部１１ｂの内面のボルト設置溝１１ｃの上部には下側ナット１４を設置するための凹部１１ｄとが形成されている。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、上側半ケーシング１０の上側ナット１３を設置するための凹部１０ｄの下側の壁面は上側ナット１３の座面１０ｅとなっており、下側半ケーシング１１の下側ナット１５を設置するための凹部１１ｄの上側の壁面は下側ナット１４の座面１１ｅとなっている。
【００２１】
そして、上側半ケーシング１０の内面においてボルト１２と上側ナット１３を締結し、下側半ケーシング１１の内面において下側ナット１４を締結することにより、上側半ケーシング１０と下側半ケーシング１１とを結合している。
【００２２】
なお、本実施例に係るガスタービンケーシング構造においては、上側半ケーシング１０の凹部１０ｄと下側半ケーシング１１の凹部１１ｄを形成することにより生ずる欠損部の強度を確保するため、上側半ケーシング１０のフランジ部１０ｂと下側半ケーシング１１のフランジ部１１ｂの高さ方向及び厚さ方向に最低限必要となる補強を行う。
【００２３】
したがって、本実施例に係るガスタービンケーシング構造によれば、上側半ケーシング１０と下側半ケーシング１１の内面にボルト１２を配置することにより、従来のガスタービンケーシング構造のようにフランジ部の外側にボルトを配置する場合に比べ、圧力負荷時のモーメント力を最小化することができる。これにより、上側半ケーシング１０のフランジ部１０ｂと下側半ケーシング１１のフランジ部１１ｂとの開き量を小さくすることができる。
【００２４】
また、上側半ケーシング１０と下側半ケーシング１１の内面にボルト１２を配置することにより、従来のガスタービンケーシング構造のようにボルト穴１００ｃ，１０１ｃ（図４参照）がフランジ１０ｂ，１１ｂを貫通していないため、ボルト穴１００ｃ，１０１ｃからのガスの漏れをなくすことができる。
【００２５】
また、上側半ケーシング１０と下側半ケーシング１１の内面にボルト１２を配置することにより、モーメント力により上側半ケーシング１０のフランジ部１０ｂの外側と下側半ケーシング１１のフランジ部１１ｂの外側との間に作用する面圧を高くすることができるため、ガスのシールを確実に行うことができる。
【実施例２】
【００２６】
以下、本発明に係るガスタービンケーシング構造の第２の実施例について説明する。
図２は、本実施例に係るガスタービンケーシング構造の断面を示した模式図である。なお、図２は、ボルトの軸方向における断面を示した模式図である。
【００２７】
図２に示すように、本実施例に係るガスタービンケーシング構造は、上側半ケーシング２０と下側半ケーシング２１とにより構成されている。上側半ケーシング２０及び下側半ケーシング２１は、シェル部２０ａ，２１ａとフランジ部２０ｂ，２１ｂとにより構成されている。
【００２８】
上側半ケーシング２０のフランジ部２０ｂには、ボルト穴２０ｃが形成されており、下側半ケーシング２１のフランジ部２１ｂには、ボルト穴２１ｃが形成されている。上側半ケーシング２０と下側半ケーシング２１との結合は、ボルト穴２０ｃ，２１ｃに設置されたボルト２２と上側ナット２３及び下側ナット２４とにより締結して行われる。
【００２９】
本実施例に係るガスタービンケーシング構造においては、上側半ケーシング２０のフランジ部２０ｂの内部に溝２０ｄを形成し、下側半ケーシング２１のフランジ部２１ｂの内部に溝２１ｄを形成し、フランジ部２０ｂ、２１ｂと別々に動作することができる別体部材２４を挿入する。
【００３０】
また、別体部材２５には、上面に凹部２５ａが形成され、下面に凹部２５ｂが形成され、上側半ケーシング２０の内面側の上部側面に凹部２５ｃが形成され、下側半ケーシング２１の内面側の下部側面に凹部２５ｄが形成されている。別体部材２５の凹部２５ａ、２５ｂ，２５ｃ，２５ｄには、それぞれシール部材２６が設置されている。なお、本実施例においては、シール部材２６として、金属製のＥシールを用いた。
【００３１】
図３は、本実施例に係るガスタービンケーシング構造の圧力付加時の断面を示した模式図である。なお、図３は、ボルトの軸方向における断面を示した模式図である。また、図３においては、理解のため実際よりも誇張して表現するものとする。
【００３２】
図３に示すように、本実施例に係るガスタービンケーシング構造においては、溝２０ｄと溝２１ｄの間に挿入した別体部材２５が図３中に矢印Ｐで示すような圧力付加時にフランジ部２０ｂ、２１ｂと別の動きをし、シール部材２６が上側半ケーシング２０及び下側半ケーシング２１と接触することによりシールが可能となる。すなわち、シール部材２６は、予め圧力付加時に上側半ケーシング２０及び下側半ケーシング２１と接触してシールが可能となる位置に配置される。
【００３３】
したがって、本実施例に係るガスタービンケーシング構造によれば、溝２０ｄと溝２１ｄの間に挿入した別体部材２５の凹部にシール部材２６を設置することにより、ガスのシールを確実に行うことができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明に係るガスタービンケーシング構造によれば、圧力付加時のガスの漏れを防止することができるガスタービンケーシング構造を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、例えば、ガスタービンのガスタービンケーシング構造に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  上側半ケーシング
１０ａ  シェル部
１０ｂ  フランジ部
１０ｃ  ボルト設置溝
１０ｄ  凹部
１０ｅ  座面
１１  下側半ケーシング
１１ａ  シェル部
１１ｂ  フランジ部
１１ｃ  ボルト設置溝
１１ｄ  凹部
１１ｅ  座面
１２  ボルト
１３  上側ナット
１４  下側ナット
２０  上側半ケーシング
２０ａ  シェル部
２０ｂ  フランジ部
２０ｃ  ボルト穴
２０ｄ  溝
２１  下側半ケーシング
２１ａ  シェル部
２１ｂ  フランジ部
２１ｃ  ボルト穴
２１ｄ  溝
２２  ボルト
２３  上側ナット
２４  下側ナット
２５  別体部材
２５ａ、２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  凹部
２６  シール部材
【図１】
2011169246.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011169246.tif 000005
【図４】
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【図５】
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