(57)【要約】【課題】  蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）が提供される。【解決手段】  蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）は、１以上の開口が貫通したフランジ（２０６、２０８）を含む１以上のケーシング（２０２、２０４）と、１以上のケーシング内に挿入されるように構成されたボルトアセンブリ（３００）とを備え、該ボルトアセンブリは、ボルト（３０２、５０２、６０２）と保持機構とを含み、ボルトは、その一部分がフランジの上側表面の上方にある距離だけ延びるように１以上の開口を貫通してフランジの下側表面から挿入されるよう構成され、ボルト保持機構は、１以上の開口内でボルトを保持するのを促進する。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の開口が貫通したフランジ（２０６、２０８）を含む１以上のケーシング（２０２、２０４）と、
前記１以上のケーシング内に挿入されるように構成されたボルトアセンブリ（３００）と、
を備える蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）であって、
前記ボルトアセンブリが、ボルト（３０２、５０２、６０２）と保持機構とを含み、ボルトが、前記１以上の開口を貫通してフランジの下側表面から挿入されて該ボルトの一部分が前記フランジの上側表面の上方にある距離だけ延びるように構成されており、前記ボルト保持機構が、前記１以上の開口内で前記ボルトを保持するのを促進する、蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項２】
前記保持機構が、前記ボルト（３０２）を少なくとも部分的に囲む保持リング（３４２）である、請求項１記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項３】
前記保持リング（３４２）にスロット（３４８）が画成されており、該スロットが前記保持リングを前記ボルト（３０２）に結合するのを促進する、請求項２記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項４】
前記ボルト（３０２、５０２、６０２）に複数のネジ山（３７３）が画成されている、請求項１記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項５】
前記保持機構が、前記ボルトを前記１以上の開口（２１０、２１２）内に保持するように構成された前記複数のネジ山（３７３）に結合するよう構成されているナット（３０４）である、請求項４記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項６】
前記ボルト（３０２）が、その外表面（３７５、３９９）内に画成された１以上の開口（２１０、２１２）を更に含む、請求項１記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項７】
前記保持機構が、前記開口（２１０、２１２）を貫通して少なくとも部分的に挿入されるように構成された半径方向ピンである、請求項６記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項８】
前記ボルトアセンブリ（３００）が、前記ボルト（３０２、５０２、６０２）に螺合して前記第１のケーシング（２０２）を前記第２のケーシング（２０４）に結合するように構成されたナット（３０４）を更に含む、請求項１記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項９】
前記ナット（３０４）に複数の半径方向スロット（３９６）が画成されており、該複数のスロットにより、前記ボルトアセンブリ（３００）の組立中にレンチを前記ナットに係合できるようになる、請求項８記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【請求項１０】
前記ボルト（３０２、５０２、６０２）が、頭部（３０１）とその反対側端部を含み、前記反対側端部が複数のレンチ平面を含み、前記ナット（３０４）が、前記ボルト端部に螺合され、前記複数のレンチ平面により前記ボルトアセンブリ（３００）の組立が促進される、請求項９記載の蒸気タービンエンジンアセンブリ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広義には蒸気タービンエンジンに関し、具体的には、蒸気タービンエンジンに使用されるボルトアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
幾つかの公知の蒸気タービンエンジンは、上側ハーフケーシングと下側ハーフケーシングとを含んでいて、上側ハーフケーシングは水平接合フランジ特徴部を含んでおり、下側ハーフケーシングは水平接合フランジ特徴部を含んでいる。上側ハーフケーシングの水平接合フランジと下側ハーフケーシングの水平接合フランジは、複数のボルト・ナットアセンブリで結合される。「貫通」ボルトアセンブリとも呼ばれる１以上の公知のボルトアセンブリは、両端部に適切にネジ付けされた単一のボルトと、ナットのペアとを含み、これらはフランジのペアを互いに結合するのに使用される。例えば、単一のネジ付きボルトは、各フランジ内に画成された開口に挿通することができる。更に、第１のナットは、第１の水平接合フランジの表面と実質的に同一面になるようにボルトの第１の端部に螺合することができ、第２のナットは、第２の水平接合フランジの表面と実質的に同一平面をなすようにボルトの第２の端部に螺合することができる。この１以上の公知のボルトアセンブリは、「貫通」ボルトアセンブリと呼ばれることが多い。１以上の公知のボルトアセンブリの組立中、ボルトがフランジ開口に挿通されると、１以上のナットをボルトに結合してフランジ内にボルトを保持するまでは、ボルトは孔から抜け落ちてしまう。各フランジの周りの空間に制約があることによって、及びボルトアセンブリの両端部を同時に締め付けることが困難であることにより、ボルトにナットを結合するのが困難になる可能性がある。
【０００３】
「タップ付き」ボルトアセンブリとも呼ばれる１以上の公知のボルトアセンブリは、蒸気タービンエンジンの構造的部分アセンブリがエンジン本体内に完全に収容され、該部分アセンブリへのアクセスを困難にする場合に使用される。１以上の公知の「タップ付き」ボルトアセンブリは、下側ハーフ水平接合フランジと一体化されたネジ孔を含む。このネジ孔は、第２の水平接合フランジに結合される第２のナットの必要性を排除する。水平接合フランジと一体化された孔のネジ切りは、スペース上の制約のため困難になりかねない。更に、「タップ付き」ボルトアセンブリの組立中及び使用中に、水平接合フランジと一体化されたネジ山は、容易に磨耗及び／又は磨り減る可能性がある。水平接合フランジと一体化された孔のネジ山が磨耗及び／又は磨り減ると、ネジ山の補修及び／又は交換は困難である。
【特許文献１】米国特許第１６２，０７７号明細書
【特許文献２】米国特許第３１５２８１６号明細書
【特許文献３】米国特許第３５５０６３８号明細書
【特許文献４】米国特許第３７４３２４２号明細書
【特許文献５】米国特許第３７７９１２７号明細書
【特許文献６】米国特許第３８６８８０６号明細書
【特許文献７】米国特許第４００５６２９号明細書
【特許文献８】米国特許第４１３３３５１号明細書
【特許文献９】米国特許第４２５４５４２号明細書
【特許文献１０】米国特許第４２６８０７０号明細書
【特許文献１１】米国特許第４６２１９６３号明細書
【特許文献１２】米国特許第４６２５３８５号明細書
【特許文献１３】米国特許第４８７５２６６号明細書
【特許文献１４】米国特許第５８５１０３３号明細書
【特許文献１５】米国特許第５９５４４６６号明細書
【特許文献１６】米国特許第６１２５５２６号明細書
【特許文献１７】米国特許第６６８２２８１号明細書
【特許文献１８】米国特許第７０５２０４８号明細書
【特許文献１９】米国特許第７１７２３８０号明細書
【特許文献２０】米国特許第１４３１８３２号明細書
【発明の開示】
【０００４】
１つの態様において、タービンケーシングを組み立てる方法が提供される。本方法は、第１のケーシング部材から延びる第１のフランジを貫通してほぼ垂直方向に画成された第１の開口を貫通してボルトアセンブリを挿入し、ボルトアセンブリの一部分が第１のケーシングフランジの上側表面から上方にある距離だけ延びて、ボルトアセンブリが第１の開口内に保持されるようにする段階を含む。本方法は、第２の開口が画成された第２のフランジを含む第２のケーシング部材を第１のケーシング部材に接して配置して、ボルトアセンブリの一部分が第２のケーシングフランジ内に画成された前記開口を貫通するようにする段階を更に含む。
【０００５】
別の態様において、蒸気タービンエンジンアセンブリが提供される。この蒸気タービンエンジンは、１以上の開口が貫通したフランジを含む１以上のケーシングを備える。本蒸気タービンエンジンアセンブリはまた、１以上のケーシング内に挿入されるように構成されたボルトアセンブリを備える。ボルトアセンブリは、ボルトと保持機構とを含み、ボルトは、その一部分がフランジの上側表面の上方にある距離だけ延びるように１以上の開口を貫通してフランジの下側表面から挿入されるように構成され、ボルト保持機構は、ボルトを少なくとも部分的に囲み、１以上の開口内でボルトを保持するのを促進する。
【０００６】
更に別の態様において、蒸気タービンエンジン組立用のボルトアセンブリが提供される。蒸気タービンエンジンアセンブリは、１以上の開口が貫通したフランジを含む１以上のケーシングを備える。本ボルトアセンブリは、１以上のケーシング内に挿入されるように構成されたボルトを含む。ボルトは、その一部分がフランジの上側表面の上方にある距離だけ延びるように、１以上の開口を貫通してフランジの下側表面から挿入されるように構成される。本ボルトアセンブリは、ボルトを少なくとも部分的に囲み１以上の開口内で保持するのを促進するようにボルトに結合された保持リングを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、高圧（ＨＰ）セクション１０２と中圧（ＩＰ）セクション１０４とを含む例示的な対向流蒸気タービンエンジンである。高圧（ＨＰ）シェル又はケーシング１０６は、上側半部分１０８及び下側半部分１１０に軸方向に分割される。同様に、中圧（ＩＰ）シェル１１２は、上側半部分１１４及び下側半部分１１６に軸方向に分割される。例示的な実施形態において、シェル１０６及び１１２は、内側ケーシングである。或いは、シェル１０６及び１１２は外側ケーシングである。ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に位置する中央セクション１１８は、高圧蒸気入口１２０と中圧蒸気入口１２２とを含む。
【０００８】
環状セクション分割器１３４が、ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に延びるロータシャフト１４０に向けて半径方向内向きに延びる。より具体的には、分割器１３４は、第１のＨＰセクション入口ノズル１３６と第１のＩＰセクション入口ノズル１３８との間のロータシャフト１４０の一部の周りで円周方向に延びる。分割器１３４は、チャネル１４２内で受けられる。
【０００９】
作動中、高圧蒸気入口１２０は、蒸気源、例えば発電用ボイラ（図１には図示せず）から高圧／高温蒸気を受け取る。蒸気は、入口ノズル１３６からＨＰセクション１０２を通って送られ、この蒸気から仕事が抽出されて、シャフト１４０に結合された複数のタービンブレード又はバケット（図１には図示せず）を介してロータシャフト１４０を回転させる。バケットの各セットは、関係するバケットに対する蒸気の送出を促進する対応するステータアセンブリ（図１には図示せず）を含む。蒸気は、ＨＰセクション１０２から出てボイラに戻され、ここで再熱される。再熱された蒸気は次に、中圧蒸気入口１２２に送られて、ＨＰセクション１０２に入る蒸気よりも低い圧力で且つＨＰセクション１０２に入る蒸気の温度とほぼ等しい温度で入口ノズル１３８を介してＩＰセクション１０４に戻される。仕事は、ＩＰセクション１０４において、回転及び静止部品のシステムを介してＨＰセクション１０２で使用されるのと実質的に同様な方式で蒸気から抽出される。従って、ＨＰセクション１０２内の作動圧力は、ＩＰセクション１０４内の作動圧力よりも高く、その結果、ＨＰセクション１０２内の蒸気は、ＨＰセクション１０２及びＩＰセクション１０４間に生じる可能性のある漏出経路を介してＩＰセクション１０４に向けて流れる傾向があるようになる。
【００１０】
例示的な実施形態において、蒸気タービンエンジン１００は、対向流の高圧及び中圧蒸気タービンの組合せである。或いは、蒸気タービンエンジン１００は、限定ではないが、低圧タービンを含むあらゆる個々のタービンと共に使用することができる。加えて、本発明は、対向流蒸気タービンと共に使用されることに限定されるものではなく、限定ではないが、単流及び複流タービンの蒸気タービンを含む蒸気タービン構成で使用することができる。更に本発明は、蒸気タービンに限定されるものではなく、ガスタービンエンジンに使用してもよい。
【００１１】
図２は、蒸気タービン１００に使用することのできる例示的なシェルケーシング２００の斜視図である。シェルケーシング２００は、上方ケーシング２０２と下方ケーシング２０４とを含む。各ケーシング２０２及び２０４は、半径方向内表面２０３及び相対する半径方向外表面２０５を含む。各ケーシング２０２及び２０４は、限定ではないが、一連のキャップスクリュー、一連のスタッド、及び／又はこれらのあらゆる組合せを含むことができる。
【００１２】
例示的な実施形態において、ケーシング２０２は、１以上のフランジ２０６を含み、ケーシング２０４は、１以上のフランジ２０８を含む。例示的な実施形態において、フランジ２０６及び２０８は、半径方向外表面２０５から外向きに延びる。例示的な実施形態において、フランジ２０６及び２０８は、以下で詳細に説明するように、ボルトアセンブリ３００を受け入れる。別の実施形態において、ボルトアセンブリ３００は、ケーシング２０２とケーシング２０４とのの結合を促進するあらゆるフランジのペアにも使用することができる。別の実施形態において、シェルケーシング２００は、フランジ２０６及び２０８の複数のペアを含み、フランジの各ペアがボルトアセンブリ３００を受け入れる。
【００１３】
各フランジ２０６及び２０８は、貫通してボルトアセンブリ３００の少なくとも一部分を受け入れるように画成され且つ大きさにされた１以上の開口２１０及び２１２を含む。開口２１０は、フランジ２０６の第１の表面２０７と第２の表面２０９との間で延び、開口２１２は、フランジ２０８の第１の表面２１１と第２の表面２１３との間に延びる。例示的な実施形態において、開口２１０は、以下でより詳細に述べるように座ぐり加工される。更に、各ケーシング２０２及び２０４は、少なくとも部分的に画成された複数の開口２１４（図６に示す）を含む。各開口２１４は、シェルケーシング２０２及び２０４の組立を促進し、ケーシング２０４とケーシング２０２の整列を促進するダボ（図示せず）を受け入れる大きさにされる。別の実施形態において、各開口２１４は、組立を容易にする公知の従来技術のハードウェアを受け入れる。組立中、例示的な実施形態において、ケーシング２０２及び２０４は、開口２１０及び２１２が互いに対して実質的に同心状に整列するように、及び表面２０９及び２１１が互いに嵌合接触して位置するようにフランジ２０６及び２０８を介して互いに結合される。
【００１４】
図３は、シェルケーシング２００に使用することのできる例示的なボルトアセンブリ３００の斜視図である。ボルトアセンブリ３００は、ボルト３０２及び該ボルト３０２に螺合されるよう構成されたナット３０４を含む。ボルトアセンブリ３００上のネジ山の向きにより、アセンブリ３００を完全に組み立てるのに必要な回転の量が低減されるのが促進される。例示的な実施形態において、ボルト３０２は、第１の端部又は頭部３０１とその反対側第２の端部３０３を含む貫通ボルトである。
【００１５】
ボルト３０２は、フランジ開口２０６及び２０８を貫通する複数の部分３０８、３１０、３１２、３１４、及び３１６を含む。例示的な実施形態において、部分３０８、３１０、３１２、３１４、３１６は、互いに一体的に形成される。更に、ボルト３０２には、長手方向に同心状に貫通するボア３０６が画成される。ボア３０６は、電気ヒータを受け入れるような大きさにされる。例示的な実施形態において、ボルト３０２は、限定ではないが、合金鋼、金属材料、プラスチック材料、及び／又はこれらのあらゆる組合せの内の１以上から作製される。別の実施形態において、部分３０８、３１０、３１２、３１４、３１６は、独立して形成され、後で互いに結合される。
【００１６】
例示的な実施形態において、第１の部分３０８は、第１の端部３１７から対向する第２の端部３２０まで延び、外径３２２によって定められる実質的に円筒形状を有する。第１の部分３０８はまた、内径３２４によって定められる。別の実施形態において、第１の部分３０８は、ボルトアセンブリ３００が本明細書に記載されたように機能することを可能にするあらゆる適切な形状で形成することができる。
【００１７】
例示的な実施形態において、第２の部分３１０は、第１の部分の第２の端部３２０に隣接する第１の端部３２６から対向する第２の端部３２８まで延びる。第２の部分３１０は、実質的に円筒状であり、第１の部分の内径３２４とほぼ等しい外径３３０を有する。従って、第２の部分３１０の外径３３０は、第１の部分３０８の外径３１８よりも小さい。更に、第２の部分３１０には、その外表面３３４内に定められる溝３３２が画成される。例示的な実施形態において、溝３３２は、第２の部分３１０の周りに円周方向に延びる。
【００１８】
溝３３２は、保持リング３４２を受け入れるような大きさにされる。第２の部分３１０及びリング３４２は、荷重容量を確保する大きさにされる。更に、保持リング３４２は、該リング３４２が溝３３２内に完全に固定されたときに保持リング３４２の一部分が表面３３４から外側に延びるような大きさにされる。保持リング３４２は、以下においてより詳細に述べるように、組立中にボルト３０２をフランジ２０８内に保持するのを促進する。例示的な実施形態において、保持リング３４２は、分割され、ボルトアセンブリ３００の組立を促進するスロット３４８を含む。
【００１９】
例示的な実施形態において、第３の部分３１２は、円錐台形部分３５０と実質的に円筒状の部分３５２とを含む。円錐台形部分３５０は、第２の部分の第２の端部３２８に隣接して第１の直径３５６で形成された第１の端部３５４と、第２の直径３６０で形成された第２の端部３５８とを含む。例示的な実施形態において、直径３５６は、直径３３０とほぼ等しく且つ直径３６０よりも大きい。従って、円錐台形部分３５０には、第１の端部３５４から第２の端部３５８まで内方に先細にされる。円筒部分３５２は、円錐台形状の第２の端部３５８に隣接する第１の端部３６２から第２の端部３６４まで実質的に一定の外径３６０で形成される。例示的な実施形態において、第３の部分３１２は、座ぐり開口２１０内に挿入されるように構成される。
【００２０】
例示的な実施形態において、第４の部分３１４には、実質的に円筒状の部分３６５、円錐台形部分３７２、及び実質的に円筒状の部分３７４が形成される。部分３６５は、第３の部分の第２の端部３６４から延びる第１の端部３６６と、対向する第２の端部３６８とを有する。更に、部分３６５は、実質的に一定の直径３７０で形成される。例示的な実施形態において、直径３７０は、第３の部分の直径３６０よりも大きい。更に、第４の部分３１４は、部分３６５の外表面３７５の周りで延びる複数のネジ山３７３を含む。ネジ山３７３は、以下においてより詳細に述べるように、ナット３０４内に定められたネジ山（図示せず）と係合するような向きにされる。
【００２１】
円錐台形部分３７２は、第２の端部３５８に隣接し且つ直径３７０で形成された第１の端部３７６と、直径３７０よりも小さな第２の直径３８１で形成された第２の端部３８０とを含む。従って、円錐台形部分３７２は、第１の端部３７６から第２の端部３８０まで先細にされる。部分３７４は、第２の端部３８０に隣接する第１の端部３８２から第２の端部３８３まで実質的に一定の直径３８１を有する。
【００２２】
第５の部分３１６は、第４の部分の第2の端部３８０に隣接する第１の端部３８６と、対向する第２の端部３８８とを有する。例示的な実施形態において、第５の部分３１６は、実質的に六角形の断面形状を有する。具体的には、第５の部分３１６は、ボルトアセンブリ３００の組立を促進する複数のレンチ平面を含む。或いは、第５の部分３１６は、ボルトアセンブリ３００が本明細書に記載されるように機能することができる非六角形のあらゆる形状を有することができる。
【００２３】
例示的な実施形態において、ナット３０４は、ボルト３０２に螺合するような大きさ及び形状にされる。ナット３０４は、第１の側面３９０から対向する第２の端部３９２まで延び、これらの間に延びるボア３９３を含む。ナット３０４は、実質的に円筒状であり、内径３９１と外径３９４とを有する。例示的な実施形態において、ボア径３９１は、ナット３０４がボルトの第４の部分３１４に係合できる大きさにされる。従って、ナット３０４は、その内表面３９７内に形成された複数のネジ山３９５を含む。
【００２４】
例示的な実施形態において、ナットの第２の端部３９２は、ボルトアセンブリ３００の組立中にレンチがナット３０４と係合することができるような向きにされた複数の半径方向スロット３９６を含む。更に、ナット３０４はまた、その外表面３９９の周りで円周方向に延びる溝３９８を含む。或いは、ナット３０４は、ボルトアセンブリ３００が本明細書に記載されるように機能することができるあらゆる適切な形状及び／又はサイズで形成することができる。
【００２５】
図４は、シェルケーシング２００に使用することができる第１の代替のボルトアセンブリ５００の斜視図である。図４に示すように、ボルトアセンブリ５００は、ボルトアセンブリ３００と類似し、同じ部品が同じ参照符号で識別される。図４は、ボルト３０２に類似したボルト５０２を含み、同じ部品が同じ参照符号で識別される。
【００２６】
ボルト５０２は、第２の部分３１０の外表面３３４内に定められた溝３３２は含まない。従って、保持リング３４２は溝３３２内には結合されない。むしろボルト５０２には、開口３２が画成される。具体的には、ボルト５０２は、部分３１０を貫通して直径方向に延びるように、部分３１０内に定められた開口５３２を含む。開口５３２は、半径方向ピン５４２を受けるように構成される。半径方向ピン５４２は、開口５３２内に配置したときに該ピン５４２の一部分が表面３３４から外側に延びるような大きさにされる。半径方向ピン５４２は、保持リング３４２と類似して、組立中にフランジ２０８内にボルト５０２を保持するのを促進する。
【００２７】
図５は、シェルケーシング２００に使用することのできる第２の代替のボルトアセンブリ６００の斜視図である。図５に示すように、ボルトアセンブリ６００は、ボルトアセンブリ３００に類似し、同じ部品が同じ参照符号で識別される。図５は、ボルト３０２と同様のボルト６０２を含み、同じ部品が同じ参照符号で識別される。
【００２８】
ボルト６０２は、第２の部分３１０の外表面３３４内に定められた溝３３２を含まない。従って、保持リング３４２は、溝３３２内に結合されない。むしろボルト６０２は、そこに定められた複数のネジ山６３２を含む。具体的には、ネジ山６３２は、部分３１０の表面３３４に沿って定められ、ナット（図示せず）と係合するように構成される。ナットは、組立中にボルト６０２をフランジ２０８内に保持するのを促進するような大きさにされる。
【００２９】
図６は、部分的に組み立てられた構成４０２のボルトアセンブリ３００の斜視図である。図７は、完全に組み立てられた構成４０４におけるボルトアセンブリ３００の斜視図である。組立中、ボルト３０２は、フランジ開口２１２内に上方向３９７に挿入される。ボルトの第２の端部３０３は、ボルト３０２の一部分が表面２１１の上方にある距離だけ延びるように、表面２１３から開口２１２を貫通して挿入される。ボルト３０２が開口２１２内にあると、ボルトの第２の端部３２０は、フランジ表面２１３と接触し、第２の部分３１０が開口２１２内に受けられる。例示的な実施形態において、保持リング３４２が次に溝３３２内に結合され、ボルト３０２を開口２１２内に保持するのを促進する。具体的には、部分３１０から外側に延びる保持リング３４２の一部分が第１の表面２１１と係合し、組立中にボルト３０２が開口２１２から脱落するのを防止する。保持リング３４２は、荷重容量を確保し、且つ組立中にボルト３０２を開口２１２内に効果的に「保持」するようなサイズにされる。
【００３０】
第１の代替の実施形態において、半径方向ピン５４２は、その一部分がボルト５０２を直径方向に貫通して延びるように少なくとも部分的に開口５３２を貫通して挿入される。具体的には、半径方向ピン５４２の少なくとも一部分は、部分３１０の表面３３４から外側に延びて、フランジ２０８の第１の表面２１１と係合し、組立中にボルト５０２が開口２１２から脱落するのを防止する。
【００３１】
第２の代替の実施形態において、ナットの第２の部分は、ネジ山６３２の少なくとも一部分に螺合され、ボルト６０２を開口２１２内で保持するのを促進する。具体的には、ナットの第２の部分の一部分は、第１の表面２１１と係合し、組立中にボルト６０２が開口２１２から脱落するのを防止する。
【００３２】
ケーシング２０２及び２０４それぞれ内に定められた各開口２１４は、シェルケーシングの組立を促進するダボをそこに受ける。具体的には、上方ケーシング２０２がケーシング２０４に結合されて、ダボは、ケーシング２０２及び２０４の整列を促進する。更に、ケーシング２０２をケーシング２０４に結合している間、ボルト３０２は、フランジ開口２１０内に挿入される。具体的には、ボルト端部３０３は、ボルト３０２がフランジ２０６の表面２０７からある距離だけ上方に延びるまで、フランジ開口２１０内に上方向３９７に挿入される。ボルト３０２を開口２１０及び２１１内に上方向に挿入することにより組立が容易になる。
【００３３】
ボルト３０２が両ケーシング２０２及び２０４を貫通して挿入されると、ナット３０４がボルト３０２に螺合されて、フランジ２０６及び２０８を互いに結合する。具体的には、ナット３０４は、ボルト部分３１４に螺合される。ボルト端部３０３はナット開口３９３内に挿入され、ナット３０４が回転されて該ナット３０４をボルト３０２に締結する。より具体的には、１以上のレンチ(図示せず)が、ボルト部分３１６と係合して、ボルト３０２が開口２１０及び２１２内で回転するのを防止する。１以上のレンチ(図示せず)は、ナットスロット３３６と係合して、ナット３０４を静止ボルト３０２に対して回転させてボルト３０２に結合させる。従って、ボルト３０２の１つの端部において両方のレンチが利用される。２つのレンチにより、ネジ山３７３及び／又は３９５を破断することのない、及び／又はボルト３０２とナット３０４の構造的一体性に悪影響を及ぼすことのないトルク量でナット３０４を適正に締結することを保証するのが促進される。ボルトアセンブリ３００の組立を促進するために、開口３０６内に熱を加え、ボルト３０２を加熱して熱膨張させることができる。第２の部分３１０は、熱膨張中にボルト３０２に加わる荷重の大部分を吸収するような大きさにされる。ボルト３０２が冷却されると、ナット３０４はボルト３０２に固定結合される。
【００３４】
蒸気タービンエンジン１００の作動中、ボルトアセンブリ３００は、フランジ２０６及び０８を介してケーシング２０２及び２０４を互いに固定する。蒸気タービンエンジン１００が作動していないときには、ナット３０４をボルト３０２から取り外し、ボルト３０２をフランジ２０６及び／又は２０８から取り外すことができる。更に、ボルトアセンブリ３００は、フランジのペアを含む様々なエンジン及び／又は機械で使用することができる。
【００３５】
本明細書で記載されたのは、幅広いエンジンアセンブリ及びケーシングで使用できるボルトアセンブリである。本明細書に記載されたボルトアセンブリは、ネジ付きナットを受け入れるように構成されたネジ部分を有する一体形成ボルトを使用している。ボルトアセンブリは、上方向に挿入されて、フランジのペアを互いに結合できるように構成される。溝、開口、及び／又は複数のネジ山がボルトの一部分内に形成され、この溝、開口及び／又は複数のネジ山が保持リング、半径方向ピン、及び／又はナットを受け入れて組立を容易にするように構成されようにする。保持リング、半径方向ピン、及び／又はナットは、組立中のフランジ開口からのボルトの滑落及び／又は脱落を防止する。
【００３６】
更に、上述のアセンブリは、ボルトの一方の端部だけを利用してナットをボルトに螺合できるようにする。具体的には、１以上の第１のレンチは、ボルトの第１の端部に係合して、ボルトがフランジ開口内で回転するのを防止し、１以上の第２のレンチは、ナットの一部分と係合し、該ナットをボルトの第１の端部に結合させる。ボルトアセンブリの構成により、スペース上の制約がある場合にボルトアセンブリをフランジ開口内に結合できるようになる。更に、ナット及びボルトアセンブリの構成により、ボルト及びナット内に定められたネジ山を破断しないトルク量でナットをボルトに結合し締結できるようになる。上述のボルトアセンブリは、低コストの変更で蒸気タービンエンジンの組立を改善する。
【００３７】
エンジン組立用のボルトアセンブリの１つの例示的実施形態が上記で詳細に説明された。例証されたボルトアセンブリは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されず、各アセンブリの部品は、本明細書に記載された他の部品とは独立して別個に利用することもできる。
【００３８】
本発明を様々な具体的実施形態に関して説明してきたが、当業者には明らかな通り、本発明は、特許請求の範囲に記載された技術的思想及び技術的範囲内で変更を加えて実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】例示的な対向流蒸気タービンエンジンの概略図。
【図２】図１に示す蒸気タービンエンジンで使用することのできる例示的なシェルケーシングの斜視図。
【図３】図２に示すシェルケーシングで使用することのできる例示的なボルトアセンブリの斜視図。
【図４】図２に示すシェルケーシングで使用することのできる第１の代替のボルトアセンブリの斜視図。
【図５】図２に示すシェルケーシングで使用することのできる第２の代替のボルトアセンブリの斜視図。
【図６】図３に示されたボルトアセンブリの部分的に組み立てられた構成での斜視図。
【図７】図３に示されたボルトアセンブリの完全に組み立てられた構成での斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１００  蒸気タービンエンジン
１０２  高圧セクション
１０４  中圧セクション
１０６  シェル
１０８  上側半部分
１１０  下側半部分
１１２  中圧シェル
１１４  上側半部分
１１６  下側半部分
１１８  中央セクション
１２０  高圧蒸気入口
１２２  中圧蒸気入口
１３４  分割器
１３６  入口ノズル
１３８  入口ノズル
１４０  ロータシャフト
１４２  チャネル
２００  シェルケーシング
２０２  上方ケーシング
２０３  半径方向内表面
２０４  下方ケーシング
２０５  半径方向外表面
２０６  フランジ
２０７  第１の表面
２０８  フランジ
２０９  第２の表面
２１０  開口
２１１  第１の表面
２１２  開口
２１３  第２の表面
２１４  開口
３００  ボルトアセンブリ
３０１  頭部
３０２  ボルト
３０３  ボルトの第２の端部
３０４  ナット
３０６  ボア
３０８  第１の部分
３１０  第２の部分
３１２  第３の部分
３１４  第４の部分
３１６  第5の部分
３１７  第１の端部
３１８  外径
３２０  第１の部分の第２の端部
３２２  外径
３２４  第１の部分の内径
３２６  第１の端部
３２８  第２の端部
３３０  外径
３３２  溝
３３４  表面
３４２  保持リング
３４８  スロット
３５０  円錐台形部分
３５２  円筒部分
３５４  第１の端部
３５６  第１の直径
３５８  第２の端部
３６０  第２の直径
３６２  第１の端部
３６４  第３の部分の第２の端部
３６５  部分
３６６  第１の端部
３６８  第２の端部
３７０  直径
３７２  円錐台形部分
３７３  ネジ山
３７４  円筒部分
３７５  外表面
３７６  第１の端部
３８０  第４の部分の第２の端部
３８１  第２の直径
３８２  第１の端部
３８３  第２の端部
３８６  第１の端部
３８８  第２の端部
３９０  第１の側面
３９１  ボア径
３９２  ナットの第２の端部
３９３  ボア
３９４  外径
３９５  ネジ山
３９６  半径方向スロット
３９７  内表面
３９７  上方向
３９８  溝
３９９  外表面
４０２  部分組み立て構成
４０４  完全組み立て構成
５００  第１の代替のボルトアセンブリ
５０２  ボルト
５３２  開口
５４２  半径方向ピン
６００  第２の代替のボルトアセンブリ
６０２  ボルト
６３２  複数のネジ山
【図１】
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【図２】
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【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】
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