[發明專利]壓力容器以及渦輪

在審

• 申請號: 201580066796.3
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN107002505A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 羽田野浩平
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F02C7/00;F16J12/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及壓力容器以及應用該壓力容器的渦輪。

背景技術

以往，例如在專利文獻1中示出了蒸汽渦輪、燃氣渦輪的殼體。該殼體以兩部分分割構造在兩端設置凸緣，在中央部設置有壁厚被加厚的外殼上部，接近凸緣的位置的外殼的下部保持較薄的壁厚，由此在運轉中，僅下部發生變形，其他大部分的變形較小。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利第6336789號說明書

發明內容

發明要解決的課題

在如蒸汽渦輪、燃氣渦輪這樣的渦輪中，形成成為其外殼的殼體的壓力容器形成為橫置的圓筒狀且沿上下被分成兩部分，在各個側部沿徑向外側延伸的各凸緣被螺栓等緊固，在其內部中心配置有沿周圍配置了動葉的轉子。在該渦輪的運轉中，即，在蒸汽渦輪的情況下向壓力容器的內部供給蒸汽而使轉子旋轉時，在燃氣渦輪的情況下利用燃燒氣體使渦輪的轉子旋轉時，壓力容器的內部成為高溫高壓，該燃燒氣體是通過燃燒器使由壓縮機壓縮后的空氣燃燒而得到的。

壓力容器的凸緣部分朝側部突出，因此，僅在此處的厚度變厚。因此，在凸緣部分處，內面側與外面側的熱膨脹差較大，欲朝外側翹曲的力比其他部位大，因此，壓力容器整體在左右受到擠壓而沿上下方向較長地發生豎長變形。

如上述的專利文獻1那樣，若增加上部以及下部的厚度，則在上部以及下部處，與凸緣部分同樣地，內面側與外面側的熱膨脹差變大，欲朝外側翹曲的力變大，因此抑制了豎長變形。

但是，在渦輪中，在轉子延伸的軸向上存在轉子熱延伸的現象。在該情況下，壓力容器在上下受到擠壓而沿左右方向較長地發生橫長變形。該現象呈在壓力容器的端部產生的趨勢。在上述專利文獻1所記載的發明中，由于要抑制豎長變形，因此對于橫長變形而言，作用為進一步進行橫長變形。

這樣的豎長變形以及橫長變形增大了渦輪中設置于轉子的動葉與殼體的內周面的間隙，因此成為使渦輪的效率降低的重要因素。

本發明用于解決上述課題，其目的在于，提供一種通過抑制豎長變形以及橫長變形來提高正圓度的壓力容器以及渦輪。

解決方案

為了實現上述目的，本發明的壓力容器的圓筒形狀在徑向上被分成兩部分，在兩個分割端處，借助朝徑向外側突出的凸緣而接合為圓筒形狀，其特征在于，在除了所述分割端以及距該分割端最遠的圓弧的中央部之外的、所述分割端與圓弧的中央部之間，形成有使徑向的厚度增加的增厚部。

根據該壓力容器，在周向的熱膨脹差的作用下，圓弧的中央部朝徑向外側發生變形，由凸緣接合的兩個分割端朝徑向內側發生變形，相對于該方式，以利用設置有增厚部的部分處的內周面與外周面的熱膨脹差來減少兩個分割端的翹曲量的方式進行作用，并且，通過以圓弧的中央部為基準的對稱位置處的各增厚部的翹曲量的均衡來抑制圓弧的中央部的朝徑向外側的變形，由此確保了正圓度。另一方面，在中心軸方向的熱膨脹差的作用下，由凸緣接合的兩個分割端朝徑向外側發生變形，圓弧的中央部朝徑向內側發生變形，相對于該方式，以利用設置有增厚部的部分處的內周面與外周面的熱膨脹差來減少圓弧的中央部的翹曲量的方式進行作用，并且，通過以兩個分割端為基準的對稱位置處的各增厚部的翹曲量的均衡來抑制兩個分割端的朝徑向外側的變形，由此確保了正圓度。其結果是，能夠提高正圓度。

另外，本發明的壓力容器的特征在于，所述增厚部以所述分割端與圓弧的中央部之間的正中位置為基準而對稱設置。

根據該壓力容器，通過將增厚部配置在圓筒形狀的對稱位置，進一步確保了各增厚部中的因熱膨脹差引起的翹曲量的均衡，因此，能夠顯著獲得提高正圓度的效果。

另外，本發明的壓力容器的特征在于，所述增厚部設置為，隨著朝向所述分割端與圓弧的中央部之間的正中位置而使兩端部的厚度逐漸增加。

根據該壓力容器，使各增厚部中的因熱膨脹差引起的翹曲量朝向正中位置而逐漸增大，由此防止產生翹曲量的極端差的事態，因此，能夠顯著獲得提高正圓度的效果。

另外，本發明的壓力容器的特征在于，所述增厚部沿著所述圓筒形狀的中心軸方向連續地設置。

根據該壓力容器，能夠沿著圓筒形狀的中心軸方向連續地獲得提高正圓度的效果。

為了實現上述目的，本發明的渦輪是轉子能夠旋轉地設置在殼體的內部的渦輪，其特征在于，在殼體應用了上述任一個壓力容器。