(57)【要約】【課題】上半フランジと下半フランジとをボルトで締付ける際、ボルトの締付作業を容易かつ確実に行い得るタービンケーシング、タービンケーシングのボルト締付装置およびその方法を提供する。【解決手段】本発明に係るタービンケーシングのボルト締付装置は、互いに対応するボルト穴１ａ，２ａを有する一対のタービンケーシングのフランジ１，２同士を、前記ボルト穴１ａ，２ａを貫通するボルト３，３ａ，３ｂ，…およびナット５ａ，５ｂによって締め付けるタービンケーシングのボルト締付装置において、前記ボルト３，３ａ，３ｂ，…より強度鋼の材料からなり前記ボルト３，３ａ，３ｂ，…に取り外し可能なアダプター１０と、前記アダプター１０を取り付けたボルト３，３ａ，３ｂ，…を伸ばす油圧部１２と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対応するボルト穴を有する一対のタービンケーシングのフランジ同士を、前記ボルト穴を貫通するボルトおよびナットによって締め付けるタービンケーシングのボルト締付装置において、
前記ボルトより強度鋼の材料からなり前記ボルトに取り外し可能なアダプターと、
前記アダプターを取り付けたボルトを伸ばす油圧部と、
を備えたことを特徴とするタービンケーシングのボルト締付装置。
【請求項２】
前記油圧部は、
前記アダプターに接続されたプラーバーと、
前記フランジに当接して前記プラーバーを支持するベースと、
前記プラーバーに接続された油圧ポンプと
を備え、
前記油圧ポンプから圧力油を供給して前記ベースに対して前記プラーバーを押し上げることを特徴とする請求項１記載のタービンケーシングのボルト締付装置。
【請求項３】
前記ボルトの伸びを計測する伸び計測定手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のタービンケーシングのボルト締付装置。
【請求項４】
前記伸び計測手段は、機械式伸び計であることを特徴とする請求項３記載のタービンケーシングのボルト締付装置。
【請求項５】
前記伸び計測手段は、超音波式伸び計であることを特徴とする請求項３記載のタービンケーシングのボルト締付装置。
【請求項６】
互いに対応するボルト穴を有する一対のタービンケーシングのフランジ同士を、前記ボルト穴を貫通するボルトおよびナットによって締め付けるタービンケーシングのボルト締付方法において、
前記ボルトより強度鋼の材料からなるアダプターを取り付けたボルトおよび前記ナットで前記フランジ同士を仮締めし、
前記アダプターを取り付けたボルトを伸ばし、
前記ボルトが伸びた分前記ナットを増締めすることを特徴とするタービンケーシングのボルト締付方法。
【請求項７】
請求項１記載のアダプターを取り付け可能にするボルトを備えたことを特徴とするタービンケーシング。
【請求項８】
請求項７記載のタービンケーシングは、アダプター外側にベースを備えるとともに、このベースの頭部側とタービンケーシング側との間に広い空間を形成したことを特徴とするタービンケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２分割したタービンケーシングの、それぞれの分割面に設けたフランジを互いにボルトで接続させるタービンケーシングのボルト締付装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蒸気タービンは、高圧部、中圧部、低圧部を備えているが、この中でも高い圧力、温度の蒸気を扱う関係上、高圧部、中圧部、低圧部のいずれかのタービンケーシングを外部タービンケーシングと内部タービンケーシングとの２重構造にして使用することが多い。
【０００３】
２重構造のタービンケーシングのうち、外部タービンケーシングおよび内部タービンケーシングは、ともに、横断中心面で２分割したタービンケーシングのそれぞれの端縁にフランジを設け、互いのフランジを締付装置、具体的にはボルトを用いて接続している。
【０００４】
この場合、互いが接続されるフランジは、ボルトで締付けた後、ボルトを伸ばし、再び増締を行って接続させ、内部タービンケーシングおよび外部タービンケーシングのそれぞれからの外部への蒸気漏出を防止している。
【０００５】
最近では、ボルトを増締のために伸ばす手段として例えば特許文献１に見られる油圧式ボルト締付装置が用いられるようになってきている。
【０００６】
この締付装置は、図７に示すように、外部タービンケーシングおよび内部タービンケーシングともに、互いに対応するボルト穴１０１ａ，１０２ａにボルト１０３を挿通させ、上半フランジ１０１と下半フランジ１０２を接続させている。ボルト１０３は、上半ねじ部１０３ａと、下半ねじ部１０３ｂを備えている。
【０００７】
上半ねじ部１０３ａと下半ねじ部１０３ｂには、各々、上半ナット１０４と下半ナット１０５を締め付ける。上半ねじ部１０３ａ側には、プラーバー１０６とベース１０７との組合せからなる油圧部１０８が設けられている。この油圧部１０８のプラーバー１０６は、上半ナット１０４の頭部側で、上半ねじ部１０３ａに螺合している。
【０００８】
また、ベース１０７は、その底部側を、上半ナット１０４の外側に位置し、上半フランジ１０１に当接させている。さらに、ベース１０７に対し、油圧配管１０９を介して油圧ポンプＰが接続されている。この油圧ポンプＰは、ベース１０７に圧力油を供給することによってプラーバー１０６を押し上げている。
【０００９】
なお、ボルト１０３は、上半ナット１０４よりも寸法Ｌだけ頭部側に飛び出させているので、ベース１０７は、その分だけ高い位置に配置されている。
【００１０】
ボルト１０３による上半フランジ１０１と下半フランジ１０２の締付作業を行う場合、まず、上半ナット１０４および下半ナット１０５を仮締めする。
【００１１】
次に、油圧ポンプＰから油圧部１０８に圧力油を供給し、ベース１０７に対しプラーバー１０６を押し上げ、ボルト１０３を軸方向に向って二点鎖線の位置まで伸ばす。
【００１２】
このとき、上半ナット１０４と下半フランジ１０１との間に、ボルト１０３の伸びに対応した隙間ができるので、この隙間がなくなるまで上半ナット１０４を増締めする。
【００１３】
最後に、油圧ポンプＰから油圧部１０８に供給される圧力油をゼロにして締付作業は終了する。
【００１４】
このように、従来のタービンケーシングは、上半フランジ１０１と下半フランジ１０２とをボルト１０３で締付けるにあたり、ボルト１０３に圧力油を供給して伸ばし、上半ナット１０４を増締し、上半フランジ１０１と下半フランジ１０２とを水密的に接続させていた。
【特許文献１】特願平１１−２１６６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図７に示した締付装置は、締付作業およびその作業時間が著しく簡素化され、短縮化され、利便性が高いものではあるが、幾つかの問題を抱えており、その一つに内部ケーシングへの適用がある。
【００１６】
外部ケーシングと内部ケーシングとの２重構造のタービンケーシングでは、図７に示した締付装置の外部ケーシングへの取付が容易であるものの、内部ケーシングへの適用を難しくしていた。
【００１７】
すなわち、図８は、内部ケーシング１１９を２分割したうちの一つの水平継手面１２０を示す一部切欠平面図である。
【００１８】
水平継手面１２０には、数多くのボルト１０３ａ〜１０３ｄが設けられている。これら数多くのボルト１０３ａ〜１０３ｄは、図９に示すように、それぞれの頭部側に油圧ポンプＰからの圧力油を供給を受けるベース１０７ａ〜１０７ｄを備え、上半ケーシング１２１の上半フランジ１０１と下半ケーシング１２２の下半フランジ１０２との水平継手面１２０を水密的に接続させている。
【００１９】
そして、上半フランジ１０１および下半フランジ１０２は、上半ケーシング１２１および下半ケーシング１２２の外側にボルト１０３ａを備えるとともに、その内側にボルト１０３ｂ〜１０３ｄを備えている。
【００２０】
このような構成を備えるタービンケーシングは、上下半ケーシング１２１，１２２の近傍に位置するボルト１０７ｂに締付装置を設置し、締め付けを行うとき、領域１２４が狭く、上半ケーシング１２１との間で干渉を起し、作業員にとってより多くの労力を強いる等の不具合、不便性があった。
【００２１】
また、作業員をより多くの労力によりボルト１０７ｂに締付装置を設置し、増締のために圧力油を供給してもボルト１０７ｂの伸びが制限を受け、上半フランジ１０１と下半フランジ１０２とで形成する水平継手面１２０を長期間に亘って水密的に維持させることが難しくなっていた。
【００２２】
本発明は、このような事象に基づいてなされたもので、上半フランジと下半フランジとの接続に際し、ボルトの締付作業を容易かつ確実に行い得るタービンケーシング、タービンケーシングのボルト締付装置およびその方法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】
【００２３】
本発明に係るタービンケーシングのボルト締付構造は、上述の目的を達成するために、互いに対応するボルト穴を有する一対のタービンケーシングのフランジ同士を、前記ボルト穴を貫通するボルトおよびナットによって締め付けるタービンケーシングのボルト締付装置において、前記ボルトより強度鋼の材料からなり前記ボルトに取り外し可能なアダプターと、前記アダプターを取り付けたボルトを伸ばす油圧部と、を備えたものである。
【００２４】
また、本発明に係るタービンケーシングのボルト締付方法は、上述の目的を達成するために、互いに対応するボルト穴を有する一対のタービンケーシングのフランジ同士を、前記ボルト穴を貫通するボルトおよびナットによって締め付けるタービンケーシングのボルト締付方法において、前記ボルトより強度鋼の材料からなるアダプターを取り付けたボルトおよび前記ナットで前記フランジ同士を仮締めし、前記アダプターを取り付けたボルトを伸ばし、前記ボルトが伸びた分前記ナットを増締めする方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にタービンケーシング、タービンケーシングのボルト締付装置およびその方法は、ボルトの増締めを容易に行うことができ、上下半フランジの接続を長く水密的に維持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係るタービンケーシング、タービンケーシングのボルト締付装置およびその方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係るタービンケーシングのボルト締付装置の実施形態を示す断面図である。
【００２８】
タービンケーシングは、互いに対応するボルト穴１ａ，２ａを備える一対の上，下半フランジ１，２同士をそれぞれのボルト穴１ａ，２ａを貫通する締付具、具体的にはボルト３によって締め付けて接続されている。
【００２９】
このポルト３は、材料、例えばＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼で製作され、上半ねじ部４ａと下半ねじ部４ｂとを備えている。上半ねじ部４ａと下半ねじ部４ｂは、各々の上半ナット５ａと下半ナット５ｂが螺合している。
【００３０】
また、上半ねじ部４ａに近接する中心孔６には、ねじ部７と、プラーバー８に螺合するねじ部９を有し、ねじ部７に螺合するアダプター１０が設けられている。
【００３１】
アダプター１０は、高強度鋼、例えば１２Ｃｒ鋼またはオーステナイト鋼で製作されており、ねじ部９がボルト３の上半ねじ部４ａより強度が高いため、ねじ部９の長さを短くしている。
【００３２】
アダプター１０の周囲には、プラーバー８が、また、上半ナット５ａの周囲には、ベース１１等で構成する油圧部１２が設けられている。
【００３３】
ベース１１は、その底部を上半フランジ１に当接し、プラーバー８を支持している。
【００３４】
さらに、プラーバー８は、油圧配管１３を介して油圧ポンプＰに接続されている。油圧ポンプＰは、圧力油を油圧部１２に供給し、プラーバー８を二点鎖線の位置まで押し上げる。このとき、アダプター１０およびボルト３も、二点鎖線の位置まで伸びる。
【００３５】
このように、上半フランジ１と下半フランジ２とをボルト３で締め付ける締付作業を行う場合、まず、ボルト３に対し、上半ナット５ａおよび下半ナット５ｂを仮締めする。
【００３６】
次に、油圧ポンプＰから油圧部１２に圧力油を供給し、プラーバー８を押し上げることで、ボルト３およびアダプター１０を軸方向に沿って二点鎖線の位置まで伸ばす。
【００３７】
このとき、上半ナット５ａと上半フランジ１との間にボルト３の伸びに対応する隙間ができる。ボルト３が伸びて隙間ができると、上半ナット５ａは増締めが行われる。
【００３８】
上半ナット５ａの増締が終ると、油圧ポンプＰは油圧部１２への圧力油の供給をゼロにし、締付作業を終了させる。
【００３９】
このように、本実施形態は、上半フランジ１と下半フランジ２とをボルト３で締め付ける際、ボルト３にアダプター１０を取り付け、アダプター１０が上半ナット５ａよりも頭部側に飛び出した長さがＬ´のとき、（Ｌ−Ｌ´）だけボルト３の長さを短くさせることができるので、締付作業をより短い時間で行うことができ、上，下半フランジ１，２の水密的接続を長時間に亘って確実に維持させることができる。
【００４０】
ところで、上半フランジ１と下半フランジ２との締付作業にあたり、ボルト３，３ａ，…に設けたアダプター１０の伸びを計測し、その伸びが目標とする締付力に対応する伸び（伸びの目標値）に達しているか否かの確認が必要とされる。
【００４１】
上半フランジ１と下半フランジ２との締付の際、図２〜図４に示すように、ボルト３およびアダプター１０の伸びを計測する伸び計測装置１８を幾つか備え、これらを選択的に使い分けるようにしたものである。
【００４２】
伸び計測装置１８としては、図２に示すように、ボルト３の中心孔６に挿入する棒状部１９を有する機械式伸び計２０がある。
【００４３】
この機械式伸び計２０は、棒状部１９の先端がボルト３の中心孔の底部側に形成される段部２１に接触し、この接触部分を基準としてボルト３およびアダプター１０の全長を計測するものである。
【００４４】
このような構成の機械式伸び計２０を用い、油圧ポンプＰから油圧部１２に圧力油を供給し、圧力油供給前後のボルト３およびアダプター１０の長さを計測すれば、その長さの差からポルト３およびアダプター１０の長さを容易に計測することができる。
【００４５】
また、伸び計測装置１８として、図３に示すように、超音波伸び計２２を用い、超音波送受信器２３から発信された超音波がボルト３およびアダプター１０の内部を往復する時間に基づいて、ボルト３およびアダプター１０の全長を計測するものである。
【００４６】
また、伸び計測装置１８として、図４に示すように、レーザ式伸び計２４を用い、レーザ送受信器２５から送り出されるレーザ光線がボルト３の中心孔６の反対側に設けた反射板２６で反射され、再びレーザ送受信器２５に戻ってくるまでの時間に基づいて、ボルト３およびアダプター１０の全長を計測するものがある。
【００４７】
このように、上半フランジ１と下半フランジ２との締付の際、ボルト３およびアダプター１０の伸びを伸び計測装置１８を用いて計測し、ボルト３およびアダプター１０の増締めを容易に行うことができるようにしたので、上，下半フランジ１，２の水密的接続を長時間に亘って確実に維持させることができる。
【００４８】
図５は、本発明に係るタービンケーシングの実施形態を示す概念図である。
【００４９】
本実施形態は、上半フランジ１と下半フランジ２とを水密的に接続させる際、上半ケーシング１４および下半ケーシング１５の外径側と内径側とのそれぞれにベース１１ａ，１１ｂ，…を備えたボルト３ａ，３ｂ，３ｃ，…で締付けさせているが、このとき、上，下半ケーシング１４，１５の内径側近傍に位置するポルト１１ｂの締付作業に作業員のより多くの労力を強いることを考慮したもので、ベース１１ｂを備えたボルト３ｂに対峙する上半ケーシング１４を段状の平坦部１６で形成し、ボルト３ｂに設けたベース１１ｂよりも高さＨだけ高くして空間域を広くし、締結装置間の取付作業を容易にしたものである。
【００５０】
このように、本実施形態は、ベース１１ｂを備えたボルト３ｂに対峙する上，下半ケーシング１４，１５に段状の平坦部１６を形成し、より広い空間領域１２３を確保する構成にしたので、締付装置の取付作業を容易に行うことができ、作業員の労力をより一層少なくさせることができる。
【００５１】
なお、本実施形態は、ボルト３ｂに対峙する上半ケーシング１４に段状の平坦部１６を形成し、より広い空間領域１６ａを確保する構成にしたが、この例に限らず、例えば、図６に示すように、ベース１１ｂを備えたボルト３ｂに対峙する上半ケーシング１４をベース１１ｂよりも高さＨ´だけ高くする延長部１７を設けて広い空間領域１２３にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るタービンケーシングのボルト締付装置の実施形態を示す断面図。
【図２】本発明に係るタービンケーシングのボルト締付装置の実施形態に適用する伸び計測装置を示す断面図。
【図３】本発明に係るタービンケーシングのボルト締付装置の実施形態に適用する伸び計測装置を示す断面図。
【図４】本発明に係るタービンケーシングのボルト締付装置の実施形態に適用する伸び計測装置を示す断面図。
【図５】本発明に係るタービンケーシングの実施形態を示す概念図。
【図６】本発明に係るタービンケーシングの実施形態の変形例を示す概念図。
【図７】従来のタービンケーシングのボルト締付構造を示す断面図。
【図８】従来のタービンケーシングにおける内部ケーシングを示す平面図。
【図９】図８のＸ−Ｘ矢視方向から見て切断したタービンケーシングを示す一部切欠側断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１，１０１  上半フランジ
１ａ，１０１ａ  ボルト穴
２，１０２  下半フランジ
２ａ，１０２ａ  ボルト穴
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，１０３  ボルト
４ａ，１０３ａ  上半ねじ部
４ｂ，１０３ｂ  下半ねじ部
５ａ，１０４  上半ナット
５ｂ，１０５  下半ナット
６  中心孔
７，９  ねじ部
８，１０６  プラーバー
１０  アダプター
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ  ベース
１２，１０８  油圧部
１３，１０９  油圧配管
１４，１２１  上半ケーシング
１５，１２２  下半ケーシング
１６  平坦部
１７  延長部
１８  伸び計測装置
１９  棒状部
２０  機械式伸び計
２１  段部
２２  超音波式伸び計
２３  超音波送受信器
２４  レーザ式伸び計
２５  レーザ送受信器
２６  反射板
１１９  内部ケーシング
１２０  水平継手面
１２３  空間領域
１２４  領域
【図１】
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【図２】
2007138897.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007138897.tif 000009
【図８】
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【図９】
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