JPH0755414B2

JPH0755414B2 - 接合ボルトおよびその締付力の調整方法

Info

Publication number: JPH0755414B2
Application number: JP61233989A
Authority: JP
Inventors: 隆池田; 英治角田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: DE3733243C2; CA1291656C; US4884934A; AU7927887A; KR910002212B1; JPS6389233A; AU599150B2; DE3733243A1; KR880004898A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は部材接合用の接合ボルトに係り、特に被接合部
材に対する締付力を簡単に調整することができる構造を
有する接合ボルトと、この接合ボルトによる締付力の調
整方法に関する。

（従来の技術）従来、蒸気タービン等の機器のケーシングやフランジは
接合ボルトによって相互に接合される。この接合ボルト
の締付力は、機器運転時の温度において所定の値を保持
するように予め調整される。

次に、従来使用されている接合ボルトを蒸気タービンの
ケーシングの接合部を例にとって説明する。

第８図は、一般的な蒸気タービンの構造を示す断面図で
ある。この蒸気タービンは外部ケーシング１の内部に内
部ケーシング２が収容され、この内部ケーシング２内に
タービン羽根３を有するロータ４が配設される。また、
外部ケーシング１には蒸気供給口５が形成され、この蒸
気供給口５に伸縮可能な連絡管６が嵌装されており、さ
らにこの連絡管６は、内部ケーシング２内の環状のノズ
ルボックス７に接続される。また、内部ケーシングの内
壁にはノズル８を備えたノズルダイヤフラム９が設けら
れる。このノズルダイヤフラム９はタービン羽根３とと
もにタービン段落を形成している。また、外部ケーシン
グ１の両端部にはグランドパッキン10が装填されてロー
タ４の軸封を行なう密封構造となっている。

この蒸気タービンにおいて、高温高圧の蒸気は、蒸気送
給口５から連絡管６を経て、ノズルボックス７に流入
し、ノズル口から高速流となってタービン羽根３に衝突
するように案内され、このとき、タービン羽根３を介し
てロータ４に運動エネルギと付与する。その後、各ノズ
ルダイヤフラム９に形成したノズル８を通り、再び高速
流となって次段のタービン段落に順次案内され、さらに
最終段のタービン段落を通過した蒸気は高圧タービン出
口部11を経て中圧あるいは低圧タービンに送給される。

ところで、ロータ４を気密に収容する外部ケーシング１
および内部ケーシング２は一般に第９図に例示するよう
に、水平面でそれぞれ上下に二分割された状態で現場に
搬入され、分割されたケーシング1a,1b,2a,2bは、両締
め形式の接合ボルト12および締着ナット13により上下一
体的に接合され、組立てられる。

なお、分割ケーシングの接合面となるフランジ部14は、
ケーシングの剛性強度を確保するために厚肉に形成され
ている。このフランジ部14に接合ボルト12を挿通し、こ
の接合ボルト12を締着ナット13で強固に締着することに
よりケーシング内圧の気密性が確保される。

（発明が解決しようとする問題点）蒸気タービンの内外部ケーシング1,2共に上下一対にな
ったケーシングを接合する接合ボルト12に作用する力
は、単にケーシング1,2内の蒸気圧力のみならず、上下
のケーシングを強固に接合するためにボルト軸方向に引
張応力が加算され、さらに運転時における高熱蒸気によ
る熱変形に抗する応力が付加される。このため、全ての
応力を加算した応力が接合ボルトに作用し大きな値に達
する。

この大きな応力を受けるため、接合ボルト12は巨大化
し、例えば500MW級の発電用蒸気タービンでは、接合ボ
ルト12の直径は165mmにも達する。したがって、通常の
締着工具では締着することが困難である。そこで従来
は、接合ボルト12の内部に中空孔を穿設し、その中空孔
に電気式ヒータを収容して、接合ボルト12を加熱し、一
時的に軸方向に熱膨張させた状態で締着ナットを締め付
ける方法が採用されていた。しかしこの締付方法におい
ては、ヒータの着脱等の作業の段取りに多大な労力を要
する欠点があった。

また、他の締付方法として、電気式ヒータの代替とし
て、高温に加熱した空気または熱容量の高い特殊ガスを
中空孔に送入し、接合ボルトを軸方向に延伸させる方法
も採用されている。しかしこの場合は、昇熱作業に長時
間を要する問題点があった。また、この締付方法は、ケ
ーシングのフランジ部14と接合ボルト12との熱膨張差を
利用する原理である。したがって、接合ボルト12の加熱
と共にフランジ部14の温度が上昇しないような対策が必
要となる。すなわち同時に加熱する接合ボルト12の本数
を制限し、局所的な昇熱作業を、長時間分割して実施し
なければならないのが難点であり、作業の効率が阻害さ
れていた。

また、上記の熱を利用した方法の場合は、接合ボルト12
を高温度で加熱するため、部材に熱変性が生じ易く、材
質の劣化を招き、特に高温ガスによる加熱方式では、中
空孔の内面に高温酸化による腐食が起こる可能性が高
く、接合ボルトの強度を低下させるおそれがあった。

従来、加熱によって接合ボルトを延伸し、その状態で締
付ける方式は、一般に人力では及ばない例えば約50kg・
ｍ以上の締付トルクが必要とされる場合に採用される。
蒸気タービンおいては、直径50mm以上の接合ボルトが対
象となっている。この接合作業の省力化、軽減化を図る
ために油圧機構を利用したトルクレンチも使用されてい
るが、この場合は接合ボルト12に捩り作用が加わるた
め、接合ボルトの伸びによる引張応力と捩り作用による
剪断応力との組合せ応力で接合ボルトの強度設計を行な
う必要がある。そのため、引張許容応力は接合ボルトの
耐力の83％以内に抑えることが設計上要請されているた
め、締付力が充分に確保できないおそれもあった。ま
た、油圧機構を内蔵したトルクレンチは重装備であり、
接合場所周囲に広い作業空間が必要であり、さらにトル
クレンチをクレーンで移動操作させる必要があるなど、
作業の段取りに機動性が欠ける問題があった。

上記の問題点は主として定期点検時等において、組立ま
たは分解作業を行なう際の不都合な改善項目であるが、
運転時における接合部分の強度管理面からも問題点が多
い。

すなわち、蒸気タービンのように高温状態で使用される
機器については、特に接合部分における締付力が熱膨張
またはクリープ現象によって経時的に変化するため、適
宜増締めするなどの対策を講じる必要があった。

設計上一般的には、被接合部材と接合ボルトの熱膨張係
数が近似するように材料の選定を行なうことによって熱
膨張による相互の影響を相殺するような対策が考慮され
ている。

しかしながら、広範囲に渡る温度変化とクリープ現象が
相剰して、接合ボルトの締付力、すなわち接合ボルト本
体の締付応力が、第10図に示す通り、経時的に低下する
例が多い。特に、接合ボルトと被接合部材との組合せの
うち、接合ボルトの熱膨張係数が被接合部材の熱膨張係
数より大きな場合は、運転温度が上昇するに伴って接合
ボルトの締付力が低減し、蒸気などの高圧流体を漏洩さ
せるおそれがある。この傾向は、需要量に対応させて短
時間に頻繁にタービンの運転温度を変更する運転方式が
普及するにつれて顕著になっている。

この熱膨張による接合ボルトの締付力低下を防止する対
策として、従来の蒸気タービンにおいては、第11図およ
び第12図に示すように、ケーシングのフランジ部14に穿
設した複数のボルト穴20を連通する蒸気導入管34を設
け、この蒸気導入管34に所定温度の蒸気を通すことによ
り、接合ボルト本体15を冷却したり、または被接合部材
であるケーシングのフランジ部14を昇熱して締付力が低
下することを防止していた。

しかし、フランジ部14は一般に肉厚に形成され、面積が
広いため熱が内部まで伝達されにくく、また運転条件に
よっては熱容量が小さい接合ボルト本体が、フランジ部
の膨張に先行して延伸することもあるため、締付力が低
下し、蒸気漏れを起こすおそれがあった。

この発明は上記の問題点を解決するために発案されたも
のであり、被接合部材の接合作業にあたり、その作業効
率を著しく向上させると共に、接合作業に伴う接合ボル
トの材質劣化を防止し、強度的に信頼性の高い接合ボル
トを提供することを第１の目的とする。

また、本発明の第２の目的は、プラント運転時において
も、接合ボルトの締付力を運転条件の変更に臨機応変に
対応して迅速かつ容易に調整できる接合ボルトの締付力
の調整方法を提供することである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本件第１の発明に係る接合ボルトは、締着ナットを締付
けて被接合部材を接合する接合ボルトにおいて、接合ボ
ルト本体内の軸方向に穿設した中空孔にピストンを収容
し、上記中空孔の開口端を盲プラグで封止するととも
に、上記ピストンの外周には中空孔内を加圧流体導入用
の加圧空間と熱媒体が導入可能な温度調節空間に区画す
るシール材を備えたことを特徴としている。

また、本件第２の発明に係る接合ボルトの締付力の調整
方法は、接合ボルト本体の軸方向に中空孔を設け、この
中空孔にシール材を介してピストンを収容し、ピストン
の一側には加圧流体を導入する加圧空間を形成するとと
もに、ピストンの他側には熱媒体を導入する温度調節空
間を形成し、前記温度調節空間に熱媒体を送給して接合
ボルトを所定温度に調整し、前記所定温度において目標
とする締付力が作用したときに接合ボルトに発生する伸
び量を算出し、その伸び量をもたらす圧力を有する加圧
流体を前記加圧空間に送給して接合ボルトを延伸させ、
その延伸状態で締着ナットが被接合部材に密着するまで
締付け、しかる後に加圧流体を抜いて接合ボルトを収縮
させて、接合ボルトの締付力を所定値に設定することを
特徴とする。

（作用）本発明に係る接合ボルトを使用して部材を接合する際
は、ピストンの一側に形成した加圧空間に水または油な
どの加圧流体を送給して、接合ボルト本体を軸方向に延
伸させ、この延伸した状態で締着ナットを通常の工具で
締め付けた後に加圧流体を放出すると、接合ボルトの軸
方向に作用していた引張応力が解除され、接合ボルトの
締付力が所定値に設定される。

なお、接合作業時における接合ボルトの温度が設計温度
から大きく隔離している場合は、ピストンの他側に形成
した温度調節空間に熱媒体を送給し、運転条件における
設定温度または設計温度に調整した後に接合作業を行な
う。この温度調整により運転条件に適合した接合ボルト
の締付力が正確に設定できる。

（実施例）次に、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明に係る接合ボルトの一実施例を示す縦断
面図であり、接合ボルト12は被接合部材であるタービン
ケーシングのフランジ部14に穿設されたボルト穴20に挿
通され、両端には締着ナット13a,13bが取り付けられ
る。外径Ｄ^φを有する接合ボルト本体15内には、内径d₂
^φで長さがL₀の中空孔16が軸方向に穿設される。この中
空孔16内に、中空孔の長さL₀よりやや短い長さL₁を有す
るピストン17が収容され、第１図において、ピストン17
の頂部外周にはシール材18が装着される。中空孔16の開
口端には中空孔16を封止する盲板としての盲プラグ19が
設けられ、この盲プラグ19はねじ結合または溶接によっ
て取付けられる。

接合ボルト本体15を形成する材料としては一般的にクロ
ムモリブデンバナジウム鋼（CrMoV鋼）または12クロム
バナジウムタングステン鋼（12CrMoVW鋼）が採用され
る。これらの金属はいずれも熱脆化が生じ易く、通常の
溶接方法では施工が困難で、ピンホールが生じ易く、完
全な気密性を得ることが難しい。したがって、盲プラグ
19を取付ける場合は、溶接入熱量が少なく、また完全な
気密が得られる電子ビーム溶接にて施工することが望ま
しい。

ピストン17の下端は、第１図において中空孔16の底部に
接しており、ピストンの上面側、すなわちシール材18の
上面側には、加圧流体を導入する加圧空間21が形成され
ている。盲プラグ19には加圧流体送給ポンプ22から送給
された加圧流体が流通するホース23を接続するホース接
続口24が設けられる。

一方、ピストン17の外周面側、すなわち第１図において
シール材18の下面側には熱媒体を導入するための環状の
温度調節空間25が形成され、この温度調節空間25に熱媒
体を給排するための熱媒体流入口26と熱媒体流出口27
が、例えば接合ボルト本体15底部に設けられる。また、
熱媒体流入口26および熱媒体流出口27は温度調節空間25
に連通溝28,29を介して連通される。この連通溝28,29は
ピストン17の下端に設けられる。なお、連通溝28,29は
熱媒体の流路となるほかに、シール材18の上面側から温
度調節空間25内に漏洩した加圧流体を、接合ボルト本体
15外へ排出する排出流路を兼ねている。なお、接合ボル
ト内に形成される加圧空間と温度調節空間の上下は、第
１図に示すものと逆でもよい。

次に、この接合ボルト12を使用して、タービンケーシン
グのフランジ部14を接合する方法を以下に説明する。

タービンケーシング1,2のフランジ部14に穿設したボル
ト穴20に接合ボルト12を挿通し、両端に締着ナット13a,
13bを取付け、通常の締着工具によって締付けを行な
う、次に、加圧流体送給ポンプ22から延出したホース23
を、盲プラグ19に設けたホース接続口24に接続し、加圧
流体を加圧空間21内に送給する。

加圧空間21に送給された加圧流体は、その圧力によって
ピストン17を押圧し、接合ボルト本体15を軸方向に延伸
する。

この加圧流体が接合ボルトを延伸する力F₀は次式で求め
られる。

ここで、d₂は中空孔16の内径であり、Ｐは加圧流体の圧
力である。

一方、有効長ｌ、外径Ｄ、中空孔の内径d₂の接合ボルト
12をΔｌだけ延伸させるために必要な力Ｆは次式で求め
られる。

ただし、Ｅは接合ボルト材のヤング率である。

（１），（２）式からΔｌの伸びを与える加圧流体の圧
力Ｐは次式で求められる。

よって、（３）式の計算式で算出される圧力Ｐを有する
加圧流体を送給し、接合ボルト本体15をΔｌだけ延伸さ
せ、一方、熱媒体を温度調節空間に送給することによっ
て接合ボルトを所定温度に調整し、この状態で締着ナッ
ト13a,13bを通常の締着工具を使用して締め付けた後
に、加圧流体を放出して軸方向の引張応力を解除する
と、接合ボルト本体15が軸方向にΔｌだけ収縮しようと
するが、被接合部材の厚さに拘束され、その伸びΔｌを
生起するに必要な引張力が締付力として発生する。

例えば、前述した500MW級の発電用蒸気タービンにおい
て、この接合ボルトを採用した場合、必要とされる加圧
流体の圧力Ｐの計算例を示す。すなわち、接合ボルトの
外径Ｄ＝159mm、中空孔径d₂＝100mm、ヤング率Ｅ＝2100
0kg/mm²、また接合ボルトの伸び率（Δl/l）を0.2％程
度とすると、加圧流体の圧力Ｐは（３）式から約6420kg
/cm²となる。すなわち6420kg/cm²の圧力を有する加圧流
体を加圧空間に送給することにより接合ボルトは有効長
の2/1000だけ延伸することになる。

したがって、この接合ボルトを採用すると、接合ボルト
本体を軸方向に延伸させる機構が設けられているため、
接合ボルトの締着作業が大幅に簡素化し、１本当り数分
で完了することが実証されている。すなわち、従来のヒ
ータによる加熱方式を採用した従来の接合ボルトにおい
ては、タービンケーシング１組を接合する場合、３日間
の工程となるが、本実施例の接合ボルトを使用すると２
〜３時間で作業が完了し、作業時間は1/20以下に短縮で
きる。

また、本実施例の接合ボルトの締着ナットを締着すると
きは、通常の締着工具にて軽く締付けるのみであるの
で、接合ボルト本体に捩り応力が作用することが少な
い。したがって、捩りによる剪断応力と引張り応力を複
合した許容応力を採用していた従来法と異なり、単に接
合ボルトの引張に対する耐力を許容応力とすることがで
きるので、強度設計上の余裕が生じる。

また、本実施例の接合ボルトの延伸作業を実施する場合
に必要な伸び量を管理するには、単に加圧流体の圧力を
示す圧力計の読みだけに注意を払えばよいので、作業管
理が著しく簡素化される。すなわち、従来は、昇熱前後
または冷却後において接合ボルト本体の伸び量を歪み計
などの計測器を駆使して把握しており、伸び量が不足し
ていた場合は、再加熱して増締めし、放冷後、伸び量を
再計測するという煩雑な作業段取りが必要とされてい
た。しかし、本実施例の接合ボルトを採用すれば上記段
取は全て省略することが可能となり、作業効率の改善に
大幅に寄与する。

さらに、接合ボルトは高圧の流体で延伸させる構造を有
しているため、締着作業は室温で実施できる。したがっ
て、電気式ヒータなどの高温熱源を使用する従来方式と
異なり、接合ボルト本体の熱変性や脆化が防止され、材
質、機能の両面から信頼性を向上することができる。

以上、本発明に係る接合ボルトの使用例をタービンケー
シングの組立時を例にとって説明したが、定期点検など
でケーシングを分解する際に接合ボルトを脱着する場合
にも同様に適用できることはいうまでもない。すなわ
ち、締着ナットを緩める場合には組立てる際に送給した
加圧流体の圧力より若干高めの圧力を有する加圧流体を
送給して接合ボルトを延伸させ、この状態で締着ナット
を廻せば容易に脱着することができる。

なお、加圧空間に送給される高圧の加圧流体としては、
非圧縮性流体である水または油圧作動油などが好ましい
が、特に限定されない。

また、加圧操作を迅速化するためには、加圧空間の容積
は可及的に小さくすることが望ましい。したがって、シ
ール材は、ピストンの加圧空間寄りの端部外周に設ける
とよい。

さらに、加圧空間の配設位置は、第１図に示すように締
着ナット13aの高さＨのほぼ中間部に設けることが強度
上好ましい。つまり、加圧空間21に送給した加圧流体の
圧力によって接合ボルト本体が半径方向に変形すること
を締着ナット13aの剛性によって抑止することができ
る。

また、接合ボルトは、タービンケーシングの接合用など
の例でも明らかように、常温時において分解または組立
を行なう際に着脱される一方、高温運転時においても締
付力を調整するために操作される。したがって、接合ボ
ルトを構成する部品はいずれも同一の熱膨張率を有する
部材で形成しておけば、ピストンと中空孔との間隔が一
定に保持されるので、加圧流体がシール部から漏洩する
ことが少ない。

シール材の詳細構造としては、第２図ないし第４図に例
示するものが一般的に採用される。

すなわち、第２図においては、ピストン17上部外周にシ
ールリング30を多段に重ねて嵌装し、最上段のシールリ
ングを固定するためにピストン17にかしめ部31を形成し
た構造とし、加圧空間21に送給された加圧流体のシール
を行なっている。また、第３図に示すように、ピストン
17と接合ボルト本体15間にカーボンパッキン32を充填
し、このカーボンパッキン32が圧力により圧潰して加圧
空間21内面を押圧してシールする構造でもよい。さらに
第４図に示すように、リング状のダイヤフラムシール33
の内外端縁部をそれぞれピストン17および接合ボルト本
体15内に埋め込んで配設し、加圧流体をシールするよう
に構成してもよい。ダイヤフラムシール33の場合は、比
較的ピストンの変位に対し許容幅が大きいので有利であ
る。いずれの場合においてもシール材の嵌装段数、充填
量は、使用する加圧流体の圧力範囲によって最適構成が
決定される。

本発明に係る接合ボルトによれば、プラントが運転中に
おいても締付力を短時間に調整できる。前述のように蒸
気タービンなどの機器を高温状態で長期間継続して運転
すると、接合ボルトにクリープ疲労が発生し、接合ボル
トの締付力が経時的に減少するので、適宜接合部を冷却
する等の対策が必要となる。

その場合、第５図に示すように接合ボルト本体15下端に
設けた熱媒体流入口26から、例えば低温蒸気を注入す
る。注入された低温蒸気は、ピストン17の周囲を回転し
ながら温度調節空間25内を上昇して接合ボルト本体15を
内面から冷却した後、熱媒体流出口27から流出する。冷
却された接合ボルト本体15は、軸方向に収縮して締着ナ
ット13を牽引するため、締付力が増大する。

また、機器の運転条件の広範囲な変動に対応するため
に、温度調整用の熱媒体の温度を種々調整変更できるよ
うに、第６図に例示する熱媒体混合器35を装備しておけ
ば調整作業がより迅速化される。すなわち、熱媒体とし
て例えば高温蒸気と低温蒸気とをそれぞれ調節弁36,37
を介して熱媒体混合器35に導入し、適宜最適温度の熱媒
体を送給できるようにする。つまり、調節弁36,37の弁
開度の調整により、適量づつ混合され所定温度に調節さ
れた熱媒体は送給配管38を経由し、熱媒体流入口26から
温度調節空間25に流入し、接合ボルト本体15を冷却また
は加熱して締付力を増減させる。

例えば、蒸気タービンの運転中に蒸気漏れが発生するお
それがある場合においても、接合ボルトの温度調節空間
内に冷却用の熱媒体を送給するだけで瞬時に締付力を増
大させ、漏れを防止することができる。何故ならば、第
11図および第12図で例示した従来の冷却、昇熱構造にお
いては、接合ボルトを冷却する場合は、被接合部まで共
に冷却されてしまうため温度差が生じにくい欠点があ
り、締付力の増減は困難であった。しかし、本発明の接
合ボルトによれば、冷却対象は接合ボルト本体のみであ
り、その熱容量が小さく、また熱の移動が迅速であるた
め、締付力の増減が短時間で可能となる。

また、接合ボルト本体の温度調節をより短時間に行なう
ために、第７図に示すように、接合ボルト本体15の外表
面に、例えばセラミック等の断熱材39をコーティング
し、外部からの熱の侵入の影響を低減することもでき
る。すなわち、ボルト穴20の内面からの熱の授受を接合
ボルト本体15だけに限定し、接合ボルトの周囲からの熱
影響を少なくすると、温度調節がより迅速に完了する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係る接合ボル
トによれば、接合ボルト本体内に加圧流体を導入して接
合ボルト本体を軸方向に自在に延伸する機構と、熱媒体
を導入して接合ボルト本体の温度を所定値に調整できる
機構を備えており、所定温度において加圧流体を送給し
て接合ボルト本体を延伸し、その状態で軽く締着ナット
を締付けるだけで所定の締付力に調整できるので、従来
の方式と比較して締付作業またはボルトの脱着作業に要
する時間を大幅に短縮することが可能となる。その結
果、機器の定期点検期間を大幅に短縮し、設備の稼動率
の向上に大きく資することができる。

また、本発明に係る接合ボルトを使用した締付力の調整
方法よれば、被接合部の組立時または分解時のみならず
日常の運転時においても、運転条件の頻繁な変更に対応
して接合ボルトの締付力容易かつ迅速に変更調整するこ
とが可能となり、使用機器の運転条件の変動に対する追
従応答性を大幅に向上させることができる。

また、本発明の方法によれば、所定の締付力を得るため
の調整作業時における管理項目は、加圧流体の圧力のみ
であり、圧力計の指度の読み取りだけで対応する締付力
が一義的に決定される。したがって、従来のように複雑
な計測機器を駆使した煩雑な作業は少なく、また作業員
の技量、経験の多少によって調整値にばらつきが発生す
ることも少なく、したがって、確実な精度で信頼性の高
い締付力の調整設定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る接合ボルトの一実施例を示す縦断
面図、第２図、第３図、第４図はシール材としてそれぞ
れシールリング、カーボンパッキン、ダイヤフラムシー
ルを使用した本発明に係る接合ボルトの部分拡大断面
図、第５図は本発明方法において接合ボルトの温度調整
操作を説明する断面図、第６図は熱媒体として蒸気を送
給する場合の構成を示す説明図、第７図は接合ボルト外
面に断熱材をコーティングした状態を示す断面図、第８
図は一般的な蒸気タービンの構造を示す断面図、第９図
は蒸気タービンのケーシングの接合部分を示す断面図、
第10図は接合ボルトの締付応力の経時変化を示すグラ
フ、第11図は従来の接合ボルトおよびその周辺の温度を
調整する機構を示す平面図、第12図は第11図におけるXI
I−XII矢視断面図である。 1,1a,1b……外部ケーシング、2,2a,2b……内部ケーシン
グ、３……タービン羽根、４……ロータ、５……蒸気供
給口、６……連絡管、７……ノズルボックス、８……ノ
ズル、９……ノズルダイヤフラム、10……グランドパッ
キン、11……高圧タービン出口部、12……接合ボルト、
13,13a,13b……締着ナット、14……フランジ部、15……
接合ボルト本体、16……中空孔、17……ピストン、18…
…シール材、19……盲プラグ、20……ボルト穴、21……
加圧空間、22……加圧流体送給ポンプ、23……ホース、
24……ホース接続口、25……温度調節空間、26……熱媒
体流入口、27……熱媒体流出口、28,29……連通溝、30
……シールリング、31……かしめ部、32……カーボンパ
ッキン、33……ダイヤフラムシール、34……蒸気導入
管、35……熱媒体混合器、36,37……調節弁、38……送
給配管、39……断熱材、L₀……中空孔の長さ、L₁……ピ
ストンの長さ、Ｈ……締着ナットの高さ、Ｄ……接合ボ
ルト外径、d₁……ピストン外径、d₂……中空孔内径。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】締着ナットを締付けて被接合部材を接合す
る接合ボルトにおいて、接合ボルト本体内の軸方向に穿
設した中空孔にピストンを収容し、上記中空孔の開口端
を盲プラグで封止するとともに、上記ピストンの外周に
は中空孔内を加圧流体導入用の加圧空間と熱媒体が導入
可能な温度調節空間とに区画するシール材を備え、上記
温度調節空間に熱媒体を給排するための熱媒体流入口と
熱媒体流出口とを接合ボルト本体底部に設けたことを特
徴とする接合ボルト。
【請求項２】シール材は、加圧空間の容積を可及的に小
さくするためにピストンの加圧空間側の端部外周に設け
てなる特許請求の範囲第１項記載の接合ボルト。
【請求項３】加圧空間は、締着ナットが螺合する位置に
対応した接合ボルト内に形成され、この加圧空間に加圧
流体を供給することにより接合ボルトを軸方向に延伸さ
せた特許請求の範囲第１項または第２項記載の接合ボル
ト。
【請求項４】ピストンと中空孔との間隙をシールするシ
ール材は、シールリング、カーボンパッキン、ダイヤフ
ラムシールのいずれかにより形成される特許請求の範囲
第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の接合ボル
ト。
【請求項５】温度調節空間は、シール材から漏洩した加
圧流体をボルト本体外に排出する連通溝をピストンの他
側に形成した特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
れか１項に記載の接合ボルト。
【請求項６】盲プラグは、ねじ結合または電子ビーム溶
液結合によって中空孔の開口端部に固着される特許請求
の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の接合
ボルト。
【請求項７】接合ボルト本体は、外表面を断熱材で被覆
してなる特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
１項に記載の接合ボルト。
【請求項８】接合ボルト本体の軸方向に中空孔を設け、
この中空孔にシール材を介してピストンを収容し、ピス
トンの一側には加圧流体を導入する加圧空間を形成する
とともに、ピストンの他側には熱媒体を導入する温度調
節空間を形成し、前記温度調節空間のみに熱媒体を送給
して接合ボルトを所定温度に調整し、前記所定温度にお
いて目標とする締付力が作用したときに接合ボルトに発
生する伸び量を算出し、その伸び量をもたらす圧力を有
する加圧流体を前記加圧空間に送給して接合ボルトを延
伸させ、その延伸状態で締着ナットが被接合部材に密着
するまで締付け、しかる後に加圧流体を抜いて接合ボル
トを収縮させて、接合ボルトの締付力を所定値に設定す
ることを特徴とする接合ボルトの締付力の調整方法。
【請求項９】加圧流体は、水または油圧作動油を使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の接合ボ
ルトの締付力の調整方法。
【請求項１０】熱媒体は、蒸気を使用することを特徴と
する特許請求の範囲第８項または第９項記載の接合ボル
トの締付力の調整方法。