(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転型の熱機械、特に蒸気タービンの内側ケーシング（１０）であって、当該内側ケーシング（１０）が、ほぼ中空円筒状に形成されていて、ケーシング軸線（１１）を貫いて延びる分離平面（２０）を境に、下側のケーシング部分（１２）と上側のケーシング部分（１３）とに分割されており、両ケーシング部分（１２，１３）が、前記分離平面（２０）で互いに解離可能に結合されている形式のものにおいて、両ケーシング部分（１２，１３）が、分離平面（２０）の範囲に、互いに向かい合って位置する２つのオーバラップ範囲（１４，１５）を有しており、該オーバラップ範囲（１４，１５）で両ケーシング部分（１２，１３）が、オーバラップ区分（１７，１８）によって互いにオーバラップしていて、互いに解離可能に結合されており、両ケーシング部分（１２，１３）が、規定された肉厚さ（ｄ）を有しており、ただしオーバラップ範囲（１４，１５）では、互いにオーバラップしたオーバラップ区分（１７，１８）の厚さの総和が、両ケーシング部分（１２，１３）の肉厚さ（ｄ）にほぼ等しく形成されていることを特徴とする、回転型の熱機械の内側ケーシング。
【請求項２】
オーバラップ範囲（１４，１５）が、周方向でそれぞれ１０〜２５゜の角度、有利には約１８゜の角度にわたって延びている、請求項１記載の内側ケーシング。
【請求項３】
両ケーシング部分（１２，１３）のオーバラップ区分（１７，１８）が、ほぼ同じ肉厚さを有している、請求項１または２記載の内側ケーシング。
【請求項４】
両ケーシング部分（１２，１３）が、オーバラップ区分（１７，１８）内でそれぞれねじ締結部（１６）によって互いに解離可能に結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の内側ケーシング。
【請求項５】
前記ねじ締結部（１６）が、オーバラップ範囲（１４，１５）に分配されて配置された多数のねじ込みボルト（１９）を有している、請求項４記載の内側ケーシング。
【請求項６】
前記ねじ込みボルト（１９）が、オーバラップ範囲（１４，１５）内で規則的なパターンに従って分配されて配置されている、請求項５記載の内側ケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱機械の分野に関する。本発明は、回転型の熱機械、特に蒸気タービンの内側ケーシングであって、当該内側ケーシングが、ほぼ中空円筒状に形成されていて、ケーシング軸線を貫いて延びる分離平面を境に、下側のケーシング部分と上側のケーシング部分とに分割されており、両ケーシング部分が、前記分離平面で互いに解離可能に結合されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンの内側ケーシングは通常、２つの半割シェル、つまり上側のケーシング半部と下側のケーシング半部とから成っている。両半割シェルは水平方向の分離平面で、両半割シェルに配置されたフランジを介して互いにねじ締結されている（たとえば米国特許第６２７３６７５号明細書参照）。
【０００３】
ケーシングに生じる高い温度および互いにねじ締結されたフランジに基づき、種々の問題が生じ得ることが知られている。すなわち、ケーシングはフランジの範囲では機械的に極めて剛性的であるのに対して、フランジなしのポールのところでは比較的弱い。これにより、（横断面で見て）楕円形の変形、すなわち半径方向の変形が生じる恐れがある。このような変形の結果、内部で回転する翼の先端部の、ケーシング壁に沿った摺動もしくは翼先端部とケーシング壁との間での、効率を損なう大きな遊びが生じる。
【０００４】
既に過去において、ケーシングの特殊な構成により、フランジを維持したまま半径方向の変形を減少させるための提案が成されている（米国特許第６３３６７８９号明細書）。このような解決手段は付加的なスペースおよび付加的な材料を必要とするが、しかしフランジにより生ぜしめられた非対称性を根本的に変えるものではない。
【特許文献１】米国特許第６２７３６７５号明細書
【特許文献２】米国特許第６３３６７８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の回転型の熱機械の内側ケーシングを改良して、公知の内側ケーシングの欠点が回避され、特に単純な構造を具備すると同時に、低減された材料消費量、低減されたスペース要求および高い対称性によりすぐれているような内側ケーシングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために本発明の構成では、両ケーシング部分が、分離平面の範囲に、互いに向かい合って位置する２つのオーバラップ範囲を有しており、該オーバラップ範囲で両ケーシング部分が、オーバラップ区分によって互いにオーバラップしていて、互いに解離可能に結合されており、両ケーシング部分が、規定された肉厚さを有しており、ただしオーバラップ範囲では、互いにオーバラップしたオーバラップ区分の厚さの総和が、両ケーシング部分の肉厚さにほぼ等しく形成されているようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フランジを備えたケーシングに比べて熱機械的な特性の改善が得られる。
【０００８】
本発明の有利な構成では、オーバラップ範囲が、周方向でそれぞれ１０〜２５゜の角度、有利には約１８゜の角度にわたって延びている。
【０００９】
本発明の別の有利な構成では、両ケーシング部分のオーバラップ区分が、ほぼ同じ肉厚さ、つまり互いに等しい肉厚さを有している。
【００１０】
本発明のさらに別の有利な構成では、両ケーシング部分が、オーバラップ区分内でそれぞれねじ締結部によって互いに解離可能に結合されており、前記ねじ締結部が、オーバラップ範囲に分配されて配置された多数のねじ込みボルトを有しており、前記ねじ込みボルトが、オーバラップ範囲内で規則的なパターンに従って分配されて配置されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１の（ａ）には、本発明の実現が例示されている、種々の翼通路および抽気個所（Anzapfstellen）のための、変化するケーシング輪郭を備えた中圧蒸気タービンの内側ケーシングの軸方向断面図が示されており、図１の（ｂ）には、図１の（ａ）のＩＩ−ＩＩ平面に沿った、図１の（ａ）に示した内側ケーシングの横断面図が示されており、図１の（ｃ）には、図１の（ｂ）の実施例におけるねじ締結部の構成が示されており、図１の（ｄ）には、図１の（ｂ）に示した下側のケーシング部分と上側のケーシング部分とのオーバラップ範囲の拡大図が示されている。
【００１３】
図１の（ｂ）には、本発明の１実施例による蒸気タービンの内側ケーシング１０の横断面図が示されている。軸線１１に沿って延びかつたとえば図１の（ａ）に示した直径輪郭（２流式の蒸気タービンの中圧部分のための直径輪郭）を有していてよい内側ケーシング１０は、上側のケーシング部分１３と下側のケーシング部分１２とから成っている。両ケーシング部分１２，１３は、側方に突出した汎用のフランジなしに組み立てられて、ほぼ完全な円形の中空円筒体を形成しており、そして分配されて配置された多数のねじ込みボルト１９を使用して互いにねじ締結されている。これらのねじ込みボルト１９は半径方向に向けられている。
【００１４】
両ケーシング部分１２，１３はこのために分離平面２０の範囲に、互いに向かい合って位置する２つのオーバラップ範囲１４，１５を有している。これらのオーバラップ範囲１４，１５では、両ケーシング部分１２，１３がオーバラップ区分１７，１８によって互いにオーバラップしていて、かつ互いに解離可能に結合されている（図１のｄ）。両ケーシング部分１２，１３はオーバラップ範囲１４，１５以外の場所では、規定の肉厚さｄを有している。オーバラップ範囲１４，１５では、互いにオーバラップしたオーバラップ区分１７，１８の厚さの総和が、両ケーシング部分１２，１３の肉厚さｄにほぼ等しいので、内側ケーシング１０の全周にわたって一貫して等しい肉厚さが得られ、ひいては十分に均質な熱機械的特性を生ぜしめる。両ケーシング部分１２，１３のオーバラップ区分１７，１８がほぼ同じ肉厚さを有していると、特に好都合な特性が得られる。
【００１５】
オーバラップ範囲１４，１５の延在長さは、内側ケーシング１０の外部および内部に作用する力が生ぜしめられた場合に十分な機械的安定性が得られるように設定される。オーバラップ範囲１４，１５が周方向でそれぞれ１０〜２５゜の角度、有利には約１８゜の角度にわたって延びていると有利であることが判った。
【００１６】
既にさらに上で述べたように、両ケーシング部分１２，１３はオーバラップ区分１７，１８内でそれぞれねじ締結部１６によって互いに解離可能に結合されている。ねじ締結部１６はオーバラップ範囲１４，１５に分配されて配置された多数のねじ込みボルト１９を有しており、これらのねじ込みボルト１９は図１の（ｃ）に示したように、オーバラップ範囲１４，１５内で規則的なパターンに従って分配されて配置されている。
【００１７】
本発明による解決手段では、分離平面にフランジが設けられているので、全周にわたって均一な力分配が得られ、このような力分配はケーシングの、円とは異なる変形を最小限にまで減少させる。
【００１８】
オーバラップしたねじ締結部に基づき、ケーシングをほぼ任意の形状ならびに図１の（ａ）に例示したような複雑な形状でも鋳造することができる。分離平面２０では、完全な鏡像対称性が得られる。このような鏡像対称性により、両ケーシング半部の良好な嵌合および容易な組付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例による中圧蒸気タービンの内側ケーシングを示す図であって、（ａ）は軸方向断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ平面に沿った内側ケーシングの横断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の実施例におけるねじ締結部の構成を示す概略図であり、（ｄ）は（ｂ）に示した下側のケーシング部分と上側のケーシング部分とのオーバラップ範囲の拡大図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  内側ケーシング
１１  軸線
１２，１３  ケーシング部分
１４，１５  オーバラップ範囲
１６  ねじ締結部
１７，１８  オーバラップ区分
１９  ねじ込みボルト
２０  分離平面
【図１】
0004662898.tif 000002