タービン装置の分解組立要具およびタービン装置の分解組立方法
【課題】簡素で製作が容易な分解組立要具を提供し、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させるとともに、分解組立要具を共通化して保管場所の削減とコストダウンを図る。
【解決手段】排気ターボ過給機１の構成部品（例えばガス入口内側ケーシング３，空気案内ケーシング４，コンプレッサホイール１６）を単体で吊り上げて移動および位置合わせを行うための分解組立要具３１は、クレーン等で吊り上げるための吊持部（吊持孔４１〜４４）を有するとともに、各構成部品３，４，１６のうちの少なくとも２種類を単体で保持するための複数の保持部４６，４７，４８を有することを特徴とする。吊持孔４１〜４４は、空荷時に吊り上げた際に分解組立要具３１が傾斜しない正立姿勢となる位置と、各構成部品３，４，１６を保持した時に吊り上げた際に各構成部品３，４，１６が排気ターボ過給機１への組付姿勢となる位置に配置されている。
【解決手段】排気ターボ過給機１の構成部品（例えばガス入口内側ケーシング３，空気案内ケーシング４，コンプレッサホイール１６）を単体で吊り上げて移動および位置合わせを行うための分解組立要具３１は、クレーン等で吊り上げるための吊持部（吊持孔４１〜４４）を有するとともに、各構成部品３，４，１６のうちの少なくとも２種類を単体で保持するための複数の保持部４６，４７，４８を有することを特徴とする。吊持孔４１〜４４は、空荷時に吊り上げた際に分解組立要具３１が傾斜しない正立姿勢となる位置と、各構成部品３，４，１６を保持した時に吊り上げた際に各構成部品３，４，１６が排気ターボ過給機１への組付姿勢となる位置に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶等に搭載される大型の排気ターボ過給機等のタービン装置の分解・組立を容易にしたタービン装置の分解組立要具、これを用いたタービン装置、およびタービン装置の分解組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載されているような大型のディーゼルエンジン等において、効率を高めるために排気ターボ過給機を備えているものがある。排気ターボ過給機は、ケーシングの中心部にロータ軸が軸支され、このロータ軸の一端に、排気ガスによって回転駆動される羽根車（タービンホイール）が設けられ、ロータ軸の他端に、空気を圧縮してエンジン側に供給する羽根車（コンプレッサホイール）が設けられた構造である。また、ケーシングは、ケーシング本体の両端に、排気ガスおよび吸入空気を案内するケーシング蓋部材が設けられた構造である。
【０００３】
この大型の排気ターボ過給機のようなタービン装置を開放（分解）して保守、点検する際には、上述したようにケーシング本体の両端に固定されたケーシング蓋部材を取り外してケーシングを開放し、次にロータ軸に固定された羽根車を取り外し、さらにロータ軸を取り外して点検、交換を行い、再び元のように組み付ける作業が行われる。ケーシング蓋部材、羽根車、ロータ軸といった各構成部品は重量物であるため、クレーン等の吊持手段で吊り上げながら移動および位置合わせ等が行われる。その際には、特許文献１に開示されているように、各構成部品の形状や重心位置に合わせて専用に設計された分解組立要具を各構成部品に固定し、この分解組立要具をクレーンで吊り上げることにより、各構成部品を組付姿勢のままで傾斜しないように吊り上げて、その着脱を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献２】特開昭５９−８１０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では、上述のように、タービン装置の各構成部品の形状や重心位置に合わせて専用に設計された分解組立要具が用いられていたため、１基のタービン装置を保守、点検するのに複数の分解組立要具を使い分ける必要があり、分解組立要具の選択や付け替えに手間が掛かって整備性が悪かった上に、これらの分解組立要具を全部製作するのに多大なコストが掛っていた。また、このように複数の種類のある分解組立要具を逐一クレーンに付け替える必要もあり、手間と時間が掛かっていた。
【０００６】
さらに、これら複数の分解組立要具が、その使用時および保管時に多大なスペースを占有してしまうという問題があった。この問題は、特に船舶の場合において顕著になる。即ち、船舶においては、排気ターボ過給機のようなタービン装置の保守、点検作業が狭い機関室内にて行われるが、その際に用いられる複数の分解組立要具が狭いスペースを占領して整備性を劣化させ、しかもその不使用時には機関室付近に広大な保管場所を必要とし、さらにこれらの分解組立要具は重量物であるため、その分だけ船舶の他の搭載量が犠牲になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡素で製作の容易な構造により、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させるとともに、保管場所の削減を図ることができるタービン装置の分解組立要具およびタービン装置の分解組立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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、ケーシング本体にケーシング蓋部材が設けられてなるケーシングと、該ケーシングの内部に軸支されるロータ軸と、該ロータ軸に着脱可能に固定される羽根車と、を備えてなるタービン装置の分解、組立を行う際に、前記ケーシング蓋部材、ロータ軸、羽根車といった構成部品を単体で吊り上げて移動および位置合わせを行うための分解組立要具であって、前記各構成部品を吊持手段で吊り上げるための吊持部を有するとともに、前記各構成部品のうちの少なくとも２種類を単体で保持するための複数の保持部を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、１基の分解組立要具に形成された複数の保持部を適宜使い分けることにより、タービン装置の複数の構成部品を１基の分解組立要具に順次固定し、クレーン等の吊持手段により吊り上げて着脱することができる。このように、１つの分解組立要具によってタービン装置の複数の構成部品を共通に取り扱うことができるため、従来のように１基のタービン装置を保守、点検するのに複数の分解組立要具を使い分ける必要がなくなり、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いてタービン装置の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具の製造費用のコストダウンと、保管スペースの削減を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、上記構成において、前記保持部に前記構成部品が何も保持されていない空荷状態で前記吊持部により吊り上げられた時には分解組立要具が傾斜しない正立姿勢となり、前記保持部に前記構成部品が保持された状態で前記吊持部により吊り上げられた時には該構成部品が前記タービン装置への組付姿勢となるように、空荷用の吊持部と、保持状態用の吊持部とが異なる位置に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
このように、分解組立要具の保持部にタービン装置の構成部品が何も保持されていない空荷状態では、空荷用の吊持部にクレーンやチェーンブロック等の吊持手段を掛止して吊り上げれば、分解組立要具が傾斜しない正立姿勢になるため、これから取り外そうとするタービン装置の構成部品に分解組立要具を自然に密着させて容易に固定することができる。そして、分解組立要具の保持部にタービン装置の構成部品が保持された状態では、保持状態用の吊持部に吊持手段を掛止して吊り上げれば、該構成部品が前記タービン装置への組付姿勢となるため、不自然に傾斜することがなく、タービン装置への組み付けが容易になる。このため、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、前記ケーシングに固定するためのケーシング固定部と、該ケーシング固定部により前記ケーシングに固定された時に、前記ロータ軸を軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部とをさらに有することを特徴とする。本構成によれば、分解組立要具をケーシングに固定し、ロータ軸支持部にロータ軸を支持させて軸方向に移動する、即ちケーシングに対して抜き差しして着脱することができる。このように、分解組立要具をロータ軸の着脱にも用いることができるため、従来必要であったロータ軸専用の着脱要具を省いて分解組立要具を共通化するとともに、ロータ軸の着脱を容易にしてタービン装置の整備性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、上部に前記吊持部が設けられたフレーム部材と、このフレーム部材に固定されて前記タービン装置の軸方向に直交する面方向に沿う保持プレートとを有し、前記保持プレートにボルト孔が穿孔されて前記保持部が構成され、該ボルト孔に前記タービン装置の各構成部品をボルトで固定するようにしたことを特徴とする。本構成によれば、保持プレートに複数種類のボルト孔を穿孔しておけば、分解組立要具を複数の構成部品に対して容易に共通化することができる。しかも、分解組立要具の構造を簡素化し、その製造を容易にすることができる。
【００１４】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立方法は、前記各構成の分解組立要具を用いたものであって、前記ケーシング蓋部材に、前記分解組立要具の、該ケーシング蓋部材に対応する保持部を固定し、該ケーシング蓋部材を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ケーシング本体に着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、前記羽根車に、前記分解組立要具の、該羽根車に対応する保持部を固定し、該羽根車を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ロータ軸に着脱する羽根車着脱工程と、を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
このようなタービン装置の分解組立方法によれば、ケーシング蓋部材着脱工程に用いる分解組立要具と、羽根車着脱工程に用いる分解組立要具とを共通化することができ、従来のように複数の分解組立要具を使い分ける必要がなくなるため、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いてタービン装置の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具の製造コストダウンと保管スペースの削減を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係るタービン装置の分解組立方法は、前記分解組立要具に設けられたケーシング固定部を前記ケーシングに固定して該分解組立要具を前記ケーシングに取り付け、該分解組立要具に設けられたロータ軸支持部に前記ロータ軸を保持させて該ロータ軸を軸方向に移動させることにより、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱するロータ軸着脱工程をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
このようなタービン装置の分解組立方法によれば、ケーシング蓋部材や羽根車の着脱に用いる分解組立要具を用いてロータ軸の着脱も行えるため、従来必要であったロータ軸専用の着脱要具を省いて分解組立要具を共通化するとともに、ロータ軸の着脱を容易にして、タービン装置の整備性を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立方法は、前記ロータ軸着脱工程において、前記ロータ軸の両端に軸延長部材を取り付け、その一方の軸延長部材を前記ロータ軸支持部に挿通し、他方の軸延長部材を前記ケーシングの内部に設けられた軸受に挿通させて該ロータ軸を軸方向移動させ、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱することを特徴とする。
【００１９】
このようなタービン装置の分解組立方法によれば、ロータ軸を軸方向に移動させる際に、ロータ軸自体は分解組立要具のロータ軸支持部に挿通されず、軸延長部材のみがロータ軸支持部に挿通されるため、例えばロータ軸がケーシングの奥まった位置に入っていてもスムーズに抜き出すことができる。これにより、高精度なロータ軸が受傷したり、曲げモーメントを受けて曲がったりすることを防止できる。また、ロータ軸をケーシングから抜き取る時に、反対側の軸延長部材が軸受に残留するため、ロータ軸の端部がいきなり軸受から抜け落ちることがなく、反対にロータ軸を軸受に挿入する時には軸延長部材がガイドとなって挿入が容易になるため、ロータ軸の受傷や曲りを防止できる。このように、ロータ軸を損傷させずに安全に抜き差しできるため、タービン装置の分解、組立作業を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明に係るタービン装置の分解組立要具およびタービン装置の分解組立方法によれば、簡素で製作の容易な構造により、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させるとともに、保管場所の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る分解組立要具を適用可能なタービン装置の一例である排気ターボ過給機の縦断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る分解組立要具の正面図であり、（ｂ）は同じく側面図である。
【図３】排気ターボ過給機のガス入口内側ケーシングと空気案内ケーシングに分解組立要具が固定された状態を示す縦断面図である。
【図４】ガス入口内側ケーシングと空気案内ケーシングがケーシング本体から取り外された状態を示す縦断面により、本発明の一実施形態を示す図である。
【図５】コンプレッサホイールがロータ軸から緩められた状態を示す縦断面図である。
【図６】ロータ軸から緩められたコンプレッサホイールに分解組立要具が固定された状態を示す縦断面図である。
【図７】コンプレッサホイールがロータ軸から取り外された状態を示す縦断面図である。
【図８】ケーシング本体に分解組立要具が固定されるとともに、ロータ軸の両端部に軸延長部材が取り付けられた状態を示す縦断面図である。
【図９】ロータ軸が分解組立要具に向って軸方向に移動した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る分解組立要具を適用可能なタービン装置の一例である大型の排気ターボ過給機の縦断面図である。この排気ターボ過給機１は、例えば船舶のディーゼルエンジンに付設される物であるが、船舶用に限らず、他の用途に用いられるものであってもよい。その概略構成は下記の通りである。
【００２３】
排気ターボ過給機１は、図４にも示すように、複数のケーシング構成部材２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ等からなるケーシング本体２の両端部に、ガス入口内側ケーシング３（ケーシング蓋部材）と空気案内ケーシング４（ケーシング蓋部材）が設けられてなるケーシング５を備えており、このケーシング５の内部にロータ軸６が軸支されている。ケーシング構成部材２ｄは軸受ハウジングであり、その内部に設けられた一対の軸受８，９によってロータ軸６が回転自在に支承されている。ケーシング構成部材２ｄには、軸受８，９に潤滑油を供給して軸受８，９の潤滑及び冷却を行う潤滑機構１０が設けられおり、ケーシング構成部材２ｄ自体も、この潤滑機構１０が供給する潤滑油によって冷却される。
【００２４】
ケーシング５の内部には、タービン室１３とコンプレッサ室１４が形成されており、ロータ軸６に一体的に設けられたタービンホイール１５がタービン室１３内で回転し、ロータ軸６に着脱可能に固定されたコンプレッサホイール１６がコンプレッサ室１４の内周側で回転する。コンプレッサホイール１６は、ボス部１６ａに多数のブレード１６ｂが一体形成された羽根車であり、ボス部１６ａがロータ軸６の端部にスプライン嵌合等により一体回転するように嵌合されてロックナット１６ｃで固定され、ロックナット１６ｃがカバー部材１６ｄに覆われている。
【００２５】
タービン室１３は、ファンネル状に形成されたケーシング構成部材２ｃの内周部に環状に形成されており、同じくファンネル状に形成されたガス入口内側ケーシング３がケーシング構成部材２ａの内周部に挿入されて多数のボルト１８で締結されることによりタービン室１３が閉塞される。なお、１９は点検用の蓋である。そして、ケーシング構成部材２ａとガス入口内側ケーシング３との間に渦状の流路であるバイパス通路２０が画成される。
【００２６】
ケーシング構成部材２ａには排気ガス入口２１が設けられ、ケーシング構成部材２ｂには排気ガス出口２２が設けられ、排気ガス入口２１と排気ガス出口２２とがタービン室１３に連通している。また、バイパス通路２０が、タービンホイール１５を介して排気ガス入口２１の下流側と排気ガス出口２２の上流側とを接続している。なお、ケーシング構成部材２ａの外周には断熱材２３が巻装されている。
【００２７】
一方、コンプレッサ室１４は、ケーシング５を構成するケーシング構成部材２ｅの内周部に環状の空気案内ケーシング４が挿入されて多数のボルト２５で締結されることにより、ケーシング構成部材２ｅと空気案内ケーシング４の間に渦状の流路として形成されており、空気案内ケーシング４を取り外すことによって開放することができる。空気案内ケーシング４の内周部には吸込口４ａが形成され、この吸込口４ａがコンプレッサホイール１６のブレード１６ｂの間を経てコンプレッサ室１４に連通している。コンプレッサ室１４の断面積は、コンプレッサホイール１６の回転方向に沿って徐々に小さくなる。なお、ケーシング構成部材２ｅの周囲には遮音材２６が巻装され、吸込口４ａの外側には消音機能を備えた図示しないエアクリーナが装着される。
【００２８】
排気ガス入口２１には図示しないディーゼルエンジンの排気管が接続され、排気ガス出口２２には図示しない消音機、または排熱回収装置等が接続される。一方、コンプレッサ室１４の小端部に設けられた図示しない吐出口が、ディーゼルエンジンの吸気系統に接続される。
ディーゼルエンジンから排出された高温、高圧な排気ガスは、排気ガス入口２１から流入し、タービン室１３を通過した後、バイパス通路２０を通って再びタービン室１３を通過し、排気ガス出口２２から排出される。そして、このように排気ガスが２回に亘ってタービン室１３を通過する際に、排気ガスのエネルギによってタービンホイール１５が高速で回転駆動される。タービンホイール１５の回転はロータ軸６を経てコンプレッサホイール１６を等速回転させ、コンプレッサホイール１６が回転することにより外気が吸込口４ａからコンプレッサ室１４に取り込まれ、渦状かつ回転方向に沿って狭くなるコンプレッサ室１４の形状により圧縮されて図示しない吐出口からディーゼルエンジンの吸気系統に強制的に送り込まれ、ディーゼルエンジンの吸入空気が過給される。
【００２９】
次に、本発明に係る分解組立要具３１の構成について説明する。この分解組立要具３１は、排気ターボ過給機１の開放（分解、組立整備）を行う際に、ガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４、コンプレッサホイール１６、ロータ軸６といった構成部品を単体で吊り上げて移動および位置合わせ等を可能にするための保持用治具であり、排気ターボ過給機１の整備を行うために、船舶の機関室等に備えられるものである。
【００３０】
図２（ａ），（ｂ）および図３、図４に示すように、分解組立要具３１は、側面視（図２（ｂ）参照）で、上辺３２ａ、縦辺３２ｂ、下辺３２ｃを有して略コの字形状（フック形状）をなすように形成されたフレーム部材３２と、このフレーム部材３２の縦辺３２ｂおよび下辺３２ｃに固定された上下２枚の平板状の保持プレート３３，３４を備えている。保持プレート３３は排気ターボ過給機１の軸方向に直交する面方向に沿う略三角形の平板であり、保持プレート３４は保持プレート３３に平行し、かつ下方に位置する略半月状の平板である。保持プレート３４は保持プレート３３よりも排気ターボ過給機１に近づくように配置されている。
【００３１】
また、保持プレート３４には下方に延びるアーム部材３５が固定されている。アーム部材３５は、例えば横断面形状が略コの字状のチャンネル材である。アーム部材３５の背面とフレーム部材３２の下辺との間には直角三角形の補強板３６が固定されている。また、フレーム部材３２の上辺３２ａの下面に、平面視で長い長方形の補強板３７が固定されている。これら各部品３２，３３，３４，３５，３６，３７は全て鋼製であり、互いに溶接されて一体化されているが、例えば全てあるいは一部を一体に形成してもよい。
【００３２】
フレーム部材３２の上辺３２ａには、クレーン等の吊持手段によって吊り上げるために、例えば４箇所に吊持孔４１，４２，４３，４４（吊持部）が穿孔されている。一方、保持プレート３３には例えば２種類のボルト孔４６，４７が４箇所ずつ穿孔され、保持プレート３４には例えば１種類のボルト孔４８が２箇所穿孔されている。ボルト孔４７と４８には排気ターボ過給機１に対向する面側に円筒スペーサ４９，５０が固着されている。図３、図４に示すように、ボルト孔４６と４８は、排気ターボ過給機１の空気案内ケーシング４を単体で保持する保持部として機能し、ボルト孔４７は、同じくガス入口内側ケーシング３を単体で保持する保持部として機能する。
各ボルト孔４６，４７，４８は、それぞれ空気案内ケーシング４とガス入口内側ケーシング３に設けられたボルト孔５１，５２，５３（図１、図３参照）の位置に合わせて円弧状に配置されており（図２（ａ）参照）、これらのボルト孔４６，４７，４８に空気案内ケーシング４とガス入口内側ケーシング３がボルト５４，５５，５６（図３参照）で固定される。
【００３３】
また、保持プレート３３の、ボルト孔４６と４７の間に、例えば４つの円形開口部５８が穿設されている。これらの円形開口部５８は、図８に示すように、ケーシング本体２（例えばケーシング構成部材２ａ）に分解組立要具３１を固定するためのケーシング固定部として機能するものである。図８中に拡大して示すように、例えばケーシング構成部材２ａにガス入口内側ケーシング３を固定するためのボルト１８を利用し、このボルト１８を円形開口部５８に合わせて反対側から固定用の中空ボルト６０を円形開口部５８に挿入し、この中空ボルト６０の内部に形成された雌ネジをボルト１８に締結することにより、分解組立要具３１をケーシング本体２に固定する。
【００３４】
さらに、分解組立要具３１のアーム部材３５の下端寄りの部分には、上下に大小２つの軸挿通開口部６３，６４が穿設されている。上側の大きい軸挿通開口部６３は、図８、図９に示すように、分解組立要具３１がケーシング本体２に固定された時に、ロータ軸６（軸延長部材７５）を挿通させて軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部として機能するものであり、下側の小さい軸挿通開口部６４は、図６、図７に示すように、コンプレッサホイール１６を単体で保持する保持部として機能するものである。なお、軸挿通開口部６４は、アーム部材３５の背面と、アーム部材３５のコの字形断面の内側に架設されたブリッジ板６５の両方に穿設されている。
【００３５】
ところで、前述したように、フレーム部材３２の上辺には、クレーン等で吊り上げるための吊持部として４箇所の吊持孔４１，４２，４３，４４が穿設されているが、これらの吊持孔４１，４２，４３，４４は、分解組立要具３１の使用状況によって使い分けられる。即ち、分解組立要具３１に設けられた各保持部（ボルト孔４６，４７，４８および軸挿通開口部６４）に、排気ターボ過給機１の構成部品３，４，１６が保持されていない空荷状態の時と、何らかの構成部品が保持された保持状態の時とでは、分解組立要具３１の重心位置が著しく変化するため、空荷状態用の吊持孔４１と、保持状態用の吊持孔４２，４３，４４とが個別に設けられている。
【００３６】
何も保持していない空荷時の分解組立要具３１の重心位置は、フレーム部材３２の縦辺３２ｂに近い位置にあるため、この空荷時に分解組立要具３１を吊り上げる時には、縦辺３２ｂに最も近い空荷時用の吊持孔４１にワイヤーロープやフック、シャックル等の吊持具を掛止して分解組立要具３１を吊り上げる。これにより、分解組立要具３１の姿勢は図２（ｂ）に示す正立姿勢に保たれる。また、分解組立要具３１に何らかの構成部品が保持されている時には、分解組立要具３１と構成部品との合体物の重心位置が、吊持孔４１の位置よりもフレーム部材３２の上辺３２ａの先端側に移動する。
【００３７】
例えば、図７に示すように、分解組立要具３１にコンプレッサホイール１６が保持された時には、分解組立要具３１とコンプレッサホイール１６との合体物の重心位置が吊持孔４２の直下に位置するため、吊持孔４２に吊持具を掛止して分解組立要具３１を吊り上げる。これにより、分解組立要具３１の姿勢が正立姿勢に保たれると同時に、コンプレッサホイール１６は排気ターボ過給機１への組付姿勢（組み込まれた時と同じ姿勢）となる。同様に、図４に示すように、分解組立要具３１にガス入口内側ケーシング３が保持されている時には吊持孔４４の位置、空気案内ケーシング４が保持されている時には吊持孔４３の位置で、それぞれ分解組立要具３１を吊り上げる。これにより、ガス入口内側ケーシング３および空気案内ケーシング４を組付姿勢のままで吊り上げておくことができる。
【００３８】
次に、上記のように構成された分解組立要具３１を用いて排気ターボ過給機１を分解（開放）・組立する時の方法について説明する。この分解組立方法は、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４をケーシング本体２に対して着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、コンプレッサホイール１６をロータ軸６に対して着脱する羽根車着脱工程と、ロータ軸６をケーシング本体２に対して着脱するロータ軸着脱工程とを備えてなることを特徴とする。以下に、これら各工程について順に説明する。
【００３９】
［ケーシング蓋部材着脱工程］
このケーシング蓋部材着脱工程では、図３に示すように、まず分解組立要具３１を、ガス入口内側ケーシング３、または空気案内ケーシング４に固定する。いずれの場合も、非保持状態（空荷状態）にある分解組立要具３１をクレーン等で吊持孔４１の位置から吊り下げて正立姿勢に保ちながらガス入口内側ケーシング３、または空気案内ケーシング４にあてがう。
そして、分解組立要具３１をガス入口内側ケーシング３に固定する場合は、分解組立要具３１の、ガス入口内側ケーシング３に対応する保持部である４つのボルト孔４７を、ガス入口内側ケーシング３の４つのボルト孔５３に合わせてボルト５６で固定する。また、分解組立要具３１を空気案内ケーシング４に固定する場合は、分解組立要具３１の、空気案内ケーシング４に対応する保持部であるボルト孔４６と４８を、空気案内ケーシング４のボルト孔５１，５２に合わせてボルト５４，５５で固定する。
【００４０】
次に、分解組立要具３１の吊持孔４１に掛止してあったワイヤーロープやフック、シャックル等の吊持具を、ガス入口内側ケーシング３を吊り上げる場合は吊持孔４４に、空気案内ケーシング４を吊り上げる場合は吊持孔４３に掛け直し、クレーン等の吊持手段により、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４の重量を支持しながら、ケーシング本体２から取り外す。取り外したガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４は所定の置き場所に搬送する。なお、取り付けは逆の手順で行う。
【００４１】
［羽根車着脱工程］
羽根車着脱工程では、まず、コンプレッサホイール１６のカバー部材１６ｄを外し、コンプレッサホイール１６をロータ軸６に固定しているロックナット１６ｃをインパクトレンチ等で緩めて取り外してから、図５に示すように、専用の抜き工具（引抜管）７１をコンプレッサホイール１６のボス部１６ａに固定し、抜き工具７１のハンドル７２を締め込むことによってコンプレッサホイール１６を軸方向に抜き、コンプレッサホイール１６がロータ軸６から脱落しない程度に引き出す。
【００４２】
次に、抜き工具７１からハンドル７２を取り外し、図６に示すように、吊持孔４１により正立姿勢で吊り下げた分解組立要具３１をコンプレッサホイール１６に当てがい、分解組立要具３１の、コンプレッサホイール１６に対応する保持部である軸挿通開口部６４に抜き工具７１を挿入させ、抜き工具７１のハンドル７２を締め込む。これにより、コンプレッサホイール１６が抜き工具７１を介して分解組立要具３１に保持される。そして、分解組立要具３１の吊持孔４１に掛止してあったワイヤーロープやフック、シャックル等の吊持具を、コンプレッサホイール１６を吊り上げるための吊持孔４２に掛け直した後、図７に示すように、コンプレッサホイール１６の重量をクレーン等の吊持手段により支持しながら、コンプレッサホイール１６をロータ軸６から引き抜く。引き抜いたコンプレッサホイール１６は所定の置き場所に搬送する。なお、コンプレッサホイール１６の取り付けは逆の手順で行う。
【００４３】
［ロータ軸着脱工程］
上記のようにコンプレッサホイール１６が取り外された後、ロータ軸６をケーシング本体２から抜き取る場合は、図８に示すように、分解組立要具３１をケーシング構成部材２ａの端面に取り付ける。即ち、分解組立要具３１に設けられたケーシング固定部である円形開口部５８をケーシング構成部材２ａ端面のボルト１８の位置に合わせ、外側から固定用の中空ボルト６０を円形開口部５８に挿入し、この中空ボルト６０をボルト１８に締結することにより、分解組立要具３１をケーシング構成部材２ａの端面に固定する。
【００４４】
次に、ロータ軸６の両端に直管状の軸延長部材７５，７６を取り付ける。ロータ軸６の、タービンホイール１５側の端部に取り付けられる軸延長部材７５は、分解組立要具３１の軸挿通開口部６３に挿通され、その先端に突設された連結ネジ７５ｃがロータ軸６の端部に螺合されることによってロータ軸６に連結される。
なお、この軸延長部材７５は、船舶の狭い機関室の内部における取り回し性および組み付け性を向上させるためと、収納時の長さをコンパクトにするために、前半部７５ａと後半部７５ｂとからなる２分割式になっており、前半部７５ａに内蔵された連結ネジ７５ｄが、後半部７５ｂに内設された連結板７５ｅに締結されて一本の軸延長部材７５に組み立てられる。
一方、ロータ軸６の、コンプレッサホイール１６側の端部に取り付けられる軸延長部材７６は、コンプレッサホイール１６が挿入される部分の外周に被せられるように装着される。その先端部には、先窄まりのキャップ部材７６ａが設けられ、中間部の内周にはロータ軸６の細い先端を密に保持する保持リング７６ｂが設けられている。
【００４５】
そして、このように軸延長部材７５が分解組立要具３１の軸挿通開口部６３に保持された状態で、ロータ軸６を分解組立要具３１側に向かって軸方向に移動させることにより、図９に示すように、ロータ軸６を組み付け姿勢のままでケーシング本体２から抜脱させることができ、その際に軸延長部材７６がケーシング本体２（ケーシング構成部材２ｄ）の内部に設けられた軸受８，９に挿通される。この時点で、ロータ軸６のコンプレッサホイール１６側の端部は一方の軸受８から抜けており、他方の軸受９においてもロータ軸６の細い部分しか挿通されていないが、この端部の長さと細さを補い、且つ保持リング７６ｂによりロータ軸６に同心的に装着された軸延長部材７６が軸受８，９に通されているため、ロータ軸６が軸受８，９の内部でガタつくことがない。また、ロータ軸６のタービンホイール１５側の端部は分解組立要具３１の軸挿通開口部６３には挿通されない。
【００４６】
次に、図９の位置関係で分解組立要具３１を取り付けたまま、ロータ軸６を抜脱方向（図９に向かって右方向）に抜き出せるところまで移動させる。そして、軸延長部材７５，７６を取り外し、タービンホイール１５の前後の位置にワイヤーロープ等を掛けてロータ軸６の全体重量を支持する。その状態で分解組立要具３１を吊持孔４１の位置でクレーン等で吊りながらケーシング構成部材２aの端面から取り外し、ロータ軸６から抜き出す。そして、ロータ軸６をケーシング本体２から抜き出す。なお、ロータ軸６の取り付けは逆の手順で行う。
【００４７】
以上のように構成された分解組立要具３１は、３種類の保持部、即ちガス入口内側ケーシング３の保持部であるボルト孔４７と、空気案内ケーシング４の保持部であるボルト孔４６，４８と、コンプレッサホイール１６の保持部である軸挿通開口部６４とを備えているため、これらの保持部４６，４７，４８，６４を適宜使い分けることにより、１基の分解組立要具３１によって各構成部品３，４，１６を各々吊り上げ、排気ターボ過給機１に着脱することができる。
【００４８】
このように、１つの分解組立要具３１によって排気ターボ過給機１の複数の構成部品３，４，１６を共通に取り扱うことができるため、従来のように１基の排気ターボ過給機１を保守、点検するのに複数の分解組立要具を用意して使い分ける必要がなくなり、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いて作業効率を改善し、排気ターボ過給機１の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具３１の製造・管理費用をコストダウンし、さらに分解組立要具３１の保管スペースを多大に削減することができる。
【００４９】
また、この分解組立要具３１には、クレーンやチェーンブロック等の吊持手段により吊り上げるための複数の吊持孔４１，４２，４３，４４が設けられており、このうちの吊持孔４１は、分解組立要具３１に何も保持されていない状態で吊持孔４１により分解組立要具３１を吊り上げた時に、分解組立要具３１が傾斜しない正立姿勢となる位置に設けられているため、空荷の状態で吊り下げられた分解組立要具３１の保持部（ボルト孔４６，４７，４８および軸挿通開口部６４）を、これから取り外そうとする排気ターボ過給機１の各構成部品３，４，１６に自然に密着させて容易に固定作業を行うすることができ、これにより作業性を大きく向上させることができる。
【００５０】
一方、吊持孔４２，４３，４４は、それぞれコンプレッサホイール１６、空気案内ケーシング４、ガス入口内側ケーシング３といった構成部品が分解組立要具３１に保持された状態の時に、これらの吊持孔４２，４３，４４を個別に吊り上げることにより、上記各構成部品１６，４，３が傾斜せずに排気ターボ過給機１への組付姿勢となるため、排気ターボ過給機１への組み付けが容易になる。このため、排気ターボ過給機１の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させることができる。
【００５１】
さらに、この分解組立要具３１は、排気ターボ過給機１のケーシング５に固定するためのケーシング固定部としての円形開口部５８と、この円形開口部５８によりケーシング５に固定された時に、ロータ軸６を軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部としての軸挿通開口部６３を備えているため、分解組立要具３１をロータ軸６の着脱要具としても兼用することができる。このため、従来必要とされていたロータ軸専用の着脱要具を省いて分解組立要具３１を共通化するとともに、ロータ軸６の着脱を容易にして排気ターボ過給機１の整備性を向上させることができる。
【００５２】
また、この分解組立要具３１は、上部に吊持部としての吊持孔４１，４２，４３，４４が設けられたフレーム部材３２と、このフレーム部材３２に固定されて排気ターボ過給機１の軸方向に直交する面方向に沿う保持プレート３３，３４とを有して構成され、保持プレート３３，３４にボルト孔４６，４７，４８が穿孔され、これらのボルト孔４６，４７，４８が、排気ターボ過給機１の各構成部品（ガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４）を保持する保持部とされているため、保持プレート３３，３４に形成する複数のボルト孔４６，４７，４８の穿孔位置を適宜設定したり、ボルト孔を増設したりすることにより、分解組立要具３１を排気ターボ過給機１の複数の構成部品に対して幅広く共通化することが容易に行える。しかも、分解組立要具３１の構造を簡素化し、その製造を容易にすることができる。
【００５３】
そして、このように構成された分解組立要具３１を用いて組み立てられる排気ターボ過給機１は、その開放整備時に着脱する必要があるガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４、コンプレッサホイール１６、ロータ軸６といった構成部品を着脱するための分解組立要具３１が１つに共通化されているため、各構成部品３，４，１６，６の着脱作業が容易であり、整備性が各段に向上している。しかも、従来複数必要であった分解組立要具３１が１基で済むため、特に狭い船舶等においては分解組立要具３１の収容スペースを大幅に削減できるという効果があり、排気ターボ過給機１の維持管理を容易にすることができる。
【００５４】
また、本発明に係る排気ターボ過給機１の分解組立方法は、前述のように、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４に分解組立要具３１の保持部（ボルト孔４６，４７，４８）を固定し、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４を分解組立要具３１と共にクレーン等の吊持手段で保持しながらケーシング本体２に着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、コンプレッサホイール１６に分解組立要具３１の保持部（軸挿通開口部６４）を固定し、コンプレッサホイール１６を分解組立要具３１と共に吊持手段で保持しながらロータ軸６に着脱する羽根車着脱工程とを備えており、このケーシング蓋部材着脱工程と羽根車着脱工程とで、使用する分解組立要具３１が共通化されている。このため、従来のように複数の分解組立要具を使い分ける必要がなく、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いて排気ターボ過給機１の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具３１の製造・管理等に関わるコストダウンと、保管スペースの削減を図ることができる。
【００５５】
これに加え、本発明に係る排気ターボ過給機１の分解組立方法は、分解組立要具３１に設けられたケーシング固定部（円形開口部５８）をケーシング５に固定して分解組立要具３１をケーシング５に取り付け、分解組立要具３１に設けられたロータ軸支持部（軸挿通開口部６３）にロータ軸６を保持させ、ロータ軸６を軸方向に移動させることにより、ロータ軸６をケーシング５に対して着脱するロータ軸着脱工程をさらに有している。このため、ガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４、コンプレッサホイール１６の着脱に用いる分解組立要具３１用いてロータ軸６の着脱も行うことができ、従来必要であったロータ軸６専用の着脱要具を省いて分解組立要具３１を共通化するとともに、ロータ軸６の着脱を容易にして、排気ターボ過給機１の整備性をさらに向上させることができる。
【００５６】
また、このロータ軸着脱工程においては、ロータ軸６の両端に直管状の軸延長部材７５，７６を取り付け、一方の軸延長部材７５を分解組立要具３１のロータ軸支持部である軸挿通開口部６３に挿通し、他方の軸延長部材７６をケーシング５の内部に設けられた軸受８，９に挿通させてロータ軸６を軸方向に移動させ、ロータ軸６をケーシング５に対して着脱することを特徴とする。
【００５７】
この分解組立方法によれば、ロータ軸６を軸方向に移動させる際に、ロータ軸６自体は分解組立要具３１の軸挿通開口部６３に挿通されず、軸延長部材７５のみが軸挿通開口部６３に挿通されるため、本実施形態のようにロータ軸６がケーシング５の奥まった位置に入っていてもスムーズに抜き出すことができる。これにより、高精度なロータ軸６が受傷したり、曲げモーメントを受けて曲がったりすることを防止できる。
また、ロータ軸６をケーシング５から抜き取る時には、反対側の軸延長部材７６が軸受８，９に挿し残されるため、ロータ軸６の端部がいきなり軸受８，９から脱落することがなく、反対にロータ軸６を軸受８，９に挿入する時には軸延長部材７６がガイドとなって挿入が容易になる。特に、軸延長部材７６の先端部に先窄まりのキャップ部材７６ａが設けられているため、軸受８，９への挿入をスムーズに行い、ロータ軸６の受傷や曲りを防止できる。
このように、ロータ軸６を損傷させずに安全に抜き差しできるため、排気ターボ過給機１の分解、組立作業を容易にすることができる。
【００５８】
なお、言うまでもなく、本発明に係る分解組立要具３１および分解組立方法は、上記の実施形態のみに限定されることはない。例えば、上記実施形態では、分解組立要具３１に、ガス入口内側ケーシング３と空気案内ケーシング４とコンプレッサホイール１６とロータ軸６を保持する保持部およびロータ軸支持部として、ボルト孔４６，４７，４８と、軸挿通開口部６３，６４が設けられているが、他の形態の保持部を設けて、排気ターボ過給機１の他の構成部品を保持、着脱できるようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、分解組立要具３１をクレーン等の吊持手段により吊り上げるための吊持部の一例として、分解組立要具３１を構成するフレーム部材３２に４つの吊持孔４１，４２，４３，４４を設けているが、これらをフック等に置き換えてもよいし、その場所も適宜変更してよい。
さらに、上記実施形態では、本発明に係る分解組立要具を適用できるタービン装置として排気ターボ過給機１を例示したが、他の種類のタービン装置であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 排気ターボ過給機（タービン装置）
２ ケーシング本体
３ ガス入口内側ケーシング（タービン装置の構成部品であるケーシング蓋部材）
４ 空気案内ケーシング（タービン装置の構成部品であるケーシング蓋部材）
５ ケーシング
６ ロータ軸（タービン装置の構成部品）
８，９ 軸受
１６ コンプレッサホイール（タービン装置の構成部品である羽根車）
３１ 分解組立要具
３２ フレーム部材
３３，３４ 保持プレート
４１，４２，４３，４４ 吊持孔（吊持部）
４６，４７，４８ ボルト孔（保持部）
５８ 円形開口部（ケーシング固定部）
６３ 軸挿通開口部（ロータ軸支持部）
６４ 軸挿通開口部（保持部）
７５，７６ 軸延長部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶等に搭載される大型の排気ターボ過給機等のタービン装置の分解・組立を容易にしたタービン装置の分解組立要具、これを用いたタービン装置、およびタービン装置の分解組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載されているような大型のディーゼルエンジン等において、効率を高めるために排気ターボ過給機を備えているものがある。排気ターボ過給機は、ケーシングの中心部にロータ軸が軸支され、このロータ軸の一端に、排気ガスによって回転駆動される羽根車（タービンホイール）が設けられ、ロータ軸の他端に、空気を圧縮してエンジン側に供給する羽根車（コンプレッサホイール）が設けられた構造である。また、ケーシングは、ケーシング本体の両端に、排気ガスおよび吸入空気を案内するケーシング蓋部材が設けられた構造である。
【０００３】
この大型の排気ターボ過給機のようなタービン装置を開放（分解）して保守、点検する際には、上述したようにケーシング本体の両端に固定されたケーシング蓋部材を取り外してケーシングを開放し、次にロータ軸に固定された羽根車を取り外し、さらにロータ軸を取り外して点検、交換を行い、再び元のように組み付ける作業が行われる。ケーシング蓋部材、羽根車、ロータ軸といった各構成部品は重量物であるため、クレーン等の吊持手段で吊り上げながら移動および位置合わせ等が行われる。その際には、特許文献１に開示されているように、各構成部品の形状や重心位置に合わせて専用に設計された分解組立要具を各構成部品に固定し、この分解組立要具をクレーンで吊り上げることにより、各構成部品を組付姿勢のままで傾斜しないように吊り上げて、その着脱を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献２】特開昭５９−８１０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では、上述のように、タービン装置の各構成部品の形状や重心位置に合わせて専用に設計された分解組立要具が用いられていたため、１基のタービン装置を保守、点検するのに複数の分解組立要具を使い分ける必要があり、分解組立要具の選択や付け替えに手間が掛かって整備性が悪かった上に、これらの分解組立要具を全部製作するのに多大なコストが掛っていた。また、このように複数の種類のある分解組立要具を逐一クレーンに付け替える必要もあり、手間と時間が掛かっていた。
【０００６】
さらに、これら複数の分解組立要具が、その使用時および保管時に多大なスペースを占有してしまうという問題があった。この問題は、特に船舶の場合において顕著になる。即ち、船舶においては、排気ターボ過給機のようなタービン装置の保守、点検作業が狭い機関室内にて行われるが、その際に用いられる複数の分解組立要具が狭いスペースを占領して整備性を劣化させ、しかもその不使用時には機関室付近に広大な保管場所を必要とし、さらにこれらの分解組立要具は重量物であるため、その分だけ船舶の他の搭載量が犠牲になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡素で製作の容易な構造により、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させるとともに、保管場所の削減を図ることができるタービン装置の分解組立要具およびタービン装置の分解組立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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、ケーシング本体にケーシング蓋部材が設けられてなるケーシングと、該ケーシングの内部に軸支されるロータ軸と、該ロータ軸に着脱可能に固定される羽根車と、を備えてなるタービン装置の分解、組立を行う際に、前記ケーシング蓋部材、ロータ軸、羽根車といった構成部品を単体で吊り上げて移動および位置合わせを行うための分解組立要具であって、前記各構成部品を吊持手段で吊り上げるための吊持部を有するとともに、前記各構成部品のうちの少なくとも２種類を単体で保持するための複数の保持部を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、１基の分解組立要具に形成された複数の保持部を適宜使い分けることにより、タービン装置の複数の構成部品を１基の分解組立要具に順次固定し、クレーン等の吊持手段により吊り上げて着脱することができる。このように、１つの分解組立要具によってタービン装置の複数の構成部品を共通に取り扱うことができるため、従来のように１基のタービン装置を保守、点検するのに複数の分解組立要具を使い分ける必要がなくなり、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いてタービン装置の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具の製造費用のコストダウンと、保管スペースの削減を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、上記構成において、前記保持部に前記構成部品が何も保持されていない空荷状態で前記吊持部により吊り上げられた時には分解組立要具が傾斜しない正立姿勢となり、前記保持部に前記構成部品が保持された状態で前記吊持部により吊り上げられた時には該構成部品が前記タービン装置への組付姿勢となるように、空荷用の吊持部と、保持状態用の吊持部とが異なる位置に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
このように、分解組立要具の保持部にタービン装置の構成部品が何も保持されていない空荷状態では、空荷用の吊持部にクレーンやチェーンブロック等の吊持手段を掛止して吊り上げれば、分解組立要具が傾斜しない正立姿勢になるため、これから取り外そうとするタービン装置の構成部品に分解組立要具を自然に密着させて容易に固定することができる。そして、分解組立要具の保持部にタービン装置の構成部品が保持された状態では、保持状態用の吊持部に吊持手段を掛止して吊り上げれば、該構成部品が前記タービン装置への組付姿勢となるため、不自然に傾斜することがなく、タービン装置への組み付けが容易になる。このため、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、前記ケーシングに固定するためのケーシング固定部と、該ケーシング固定部により前記ケーシングに固定された時に、前記ロータ軸を軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部とをさらに有することを特徴とする。本構成によれば、分解組立要具をケーシングに固定し、ロータ軸支持部にロータ軸を支持させて軸方向に移動する、即ちケーシングに対して抜き差しして着脱することができる。このように、分解組立要具をロータ軸の着脱にも用いることができるため、従来必要であったロータ軸専用の着脱要具を省いて分解組立要具を共通化するとともに、ロータ軸の着脱を容易にしてタービン装置の整備性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立要具は、上部に前記吊持部が設けられたフレーム部材と、このフレーム部材に固定されて前記タービン装置の軸方向に直交する面方向に沿う保持プレートとを有し、前記保持プレートにボルト孔が穿孔されて前記保持部が構成され、該ボルト孔に前記タービン装置の各構成部品をボルトで固定するようにしたことを特徴とする。本構成によれば、保持プレートに複数種類のボルト孔を穿孔しておけば、分解組立要具を複数の構成部品に対して容易に共通化することができる。しかも、分解組立要具の構造を簡素化し、その製造を容易にすることができる。
【００１４】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立方法は、前記各構成の分解組立要具を用いたものであって、前記ケーシング蓋部材に、前記分解組立要具の、該ケーシング蓋部材に対応する保持部を固定し、該ケーシング蓋部材を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ケーシング本体に着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、前記羽根車に、前記分解組立要具の、該羽根車に対応する保持部を固定し、該羽根車を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ロータ軸に着脱する羽根車着脱工程と、を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
このようなタービン装置の分解組立方法によれば、ケーシング蓋部材着脱工程に用いる分解組立要具と、羽根車着脱工程に用いる分解組立要具とを共通化することができ、従来のように複数の分解組立要具を使い分ける必要がなくなるため、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いてタービン装置の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具の製造コストダウンと保管スペースの削減を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係るタービン装置の分解組立方法は、前記分解組立要具に設けられたケーシング固定部を前記ケーシングに固定して該分解組立要具を前記ケーシングに取り付け、該分解組立要具に設けられたロータ軸支持部に前記ロータ軸を保持させて該ロータ軸を軸方向に移動させることにより、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱するロータ軸着脱工程をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
このようなタービン装置の分解組立方法によれば、ケーシング蓋部材や羽根車の着脱に用いる分解組立要具を用いてロータ軸の着脱も行えるため、従来必要であったロータ軸専用の着脱要具を省いて分解組立要具を共通化するとともに、ロータ軸の着脱を容易にして、タービン装置の整備性を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係るタービン装置の分解組立方法は、前記ロータ軸着脱工程において、前記ロータ軸の両端に軸延長部材を取り付け、その一方の軸延長部材を前記ロータ軸支持部に挿通し、他方の軸延長部材を前記ケーシングの内部に設けられた軸受に挿通させて該ロータ軸を軸方向移動させ、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱することを特徴とする。
【００１９】
このようなタービン装置の分解組立方法によれば、ロータ軸を軸方向に移動させる際に、ロータ軸自体は分解組立要具のロータ軸支持部に挿通されず、軸延長部材のみがロータ軸支持部に挿通されるため、例えばロータ軸がケーシングの奥まった位置に入っていてもスムーズに抜き出すことができる。これにより、高精度なロータ軸が受傷したり、曲げモーメントを受けて曲がったりすることを防止できる。また、ロータ軸をケーシングから抜き取る時に、反対側の軸延長部材が軸受に残留するため、ロータ軸の端部がいきなり軸受から抜け落ちることがなく、反対にロータ軸を軸受に挿入する時には軸延長部材がガイドとなって挿入が容易になるため、ロータ軸の受傷や曲りを防止できる。このように、ロータ軸を損傷させずに安全に抜き差しできるため、タービン装置の分解、組立作業を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明に係るタービン装置の分解組立要具およびタービン装置の分解組立方法によれば、簡素で製作の容易な構造により、タービン装置の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させるとともに、保管場所の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る分解組立要具を適用可能なタービン装置の一例である排気ターボ過給機の縦断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る分解組立要具の正面図であり、（ｂ）は同じく側面図である。
【図３】排気ターボ過給機のガス入口内側ケーシングと空気案内ケーシングに分解組立要具が固定された状態を示す縦断面図である。
【図４】ガス入口内側ケーシングと空気案内ケーシングがケーシング本体から取り外された状態を示す縦断面により、本発明の一実施形態を示す図である。
【図５】コンプレッサホイールがロータ軸から緩められた状態を示す縦断面図である。
【図６】ロータ軸から緩められたコンプレッサホイールに分解組立要具が固定された状態を示す縦断面図である。
【図７】コンプレッサホイールがロータ軸から取り外された状態を示す縦断面図である。
【図８】ケーシング本体に分解組立要具が固定されるとともに、ロータ軸の両端部に軸延長部材が取り付けられた状態を示す縦断面図である。
【図９】ロータ軸が分解組立要具に向って軸方向に移動した状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る分解組立要具を適用可能なタービン装置の一例である大型の排気ターボ過給機の縦断面図である。この排気ターボ過給機１は、例えば船舶のディーゼルエンジンに付設される物であるが、船舶用に限らず、他の用途に用いられるものであってもよい。その概略構成は下記の通りである。
【００２３】
排気ターボ過給機１は、図４にも示すように、複数のケーシング構成部材２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ等からなるケーシング本体２の両端部に、ガス入口内側ケーシング３（ケーシング蓋部材）と空気案内ケーシング４（ケーシング蓋部材）が設けられてなるケーシング５を備えており、このケーシング５の内部にロータ軸６が軸支されている。ケーシング構成部材２ｄは軸受ハウジングであり、その内部に設けられた一対の軸受８，９によってロータ軸６が回転自在に支承されている。ケーシング構成部材２ｄには、軸受８，９に潤滑油を供給して軸受８，９の潤滑及び冷却を行う潤滑機構１０が設けられおり、ケーシング構成部材２ｄ自体も、この潤滑機構１０が供給する潤滑油によって冷却される。
【００２４】
ケーシング５の内部には、タービン室１３とコンプレッサ室１４が形成されており、ロータ軸６に一体的に設けられたタービンホイール１５がタービン室１３内で回転し、ロータ軸６に着脱可能に固定されたコンプレッサホイール１６がコンプレッサ室１４の内周側で回転する。コンプレッサホイール１６は、ボス部１６ａに多数のブレード１６ｂが一体形成された羽根車であり、ボス部１６ａがロータ軸６の端部にスプライン嵌合等により一体回転するように嵌合されてロックナット１６ｃで固定され、ロックナット１６ｃがカバー部材１６ｄに覆われている。
【００２５】
タービン室１３は、ファンネル状に形成されたケーシング構成部材２ｃの内周部に環状に形成されており、同じくファンネル状に形成されたガス入口内側ケーシング３がケーシング構成部材２ａの内周部に挿入されて多数のボルト１８で締結されることによりタービン室１３が閉塞される。なお、１９は点検用の蓋である。そして、ケーシング構成部材２ａとガス入口内側ケーシング３との間に渦状の流路であるバイパス通路２０が画成される。
【００２６】
ケーシング構成部材２ａには排気ガス入口２１が設けられ、ケーシング構成部材２ｂには排気ガス出口２２が設けられ、排気ガス入口２１と排気ガス出口２２とがタービン室１３に連通している。また、バイパス通路２０が、タービンホイール１５を介して排気ガス入口２１の下流側と排気ガス出口２２の上流側とを接続している。なお、ケーシング構成部材２ａの外周には断熱材２３が巻装されている。
【００２７】
一方、コンプレッサ室１４は、ケーシング５を構成するケーシング構成部材２ｅの内周部に環状の空気案内ケーシング４が挿入されて多数のボルト２５で締結されることにより、ケーシング構成部材２ｅと空気案内ケーシング４の間に渦状の流路として形成されており、空気案内ケーシング４を取り外すことによって開放することができる。空気案内ケーシング４の内周部には吸込口４ａが形成され、この吸込口４ａがコンプレッサホイール１６のブレード１６ｂの間を経てコンプレッサ室１４に連通している。コンプレッサ室１４の断面積は、コンプレッサホイール１６の回転方向に沿って徐々に小さくなる。なお、ケーシング構成部材２ｅの周囲には遮音材２６が巻装され、吸込口４ａの外側には消音機能を備えた図示しないエアクリーナが装着される。
【００２８】
排気ガス入口２１には図示しないディーゼルエンジンの排気管が接続され、排気ガス出口２２には図示しない消音機、または排熱回収装置等が接続される。一方、コンプレッサ室１４の小端部に設けられた図示しない吐出口が、ディーゼルエンジンの吸気系統に接続される。
ディーゼルエンジンから排出された高温、高圧な排気ガスは、排気ガス入口２１から流入し、タービン室１３を通過した後、バイパス通路２０を通って再びタービン室１３を通過し、排気ガス出口２２から排出される。そして、このように排気ガスが２回に亘ってタービン室１３を通過する際に、排気ガスのエネルギによってタービンホイール１５が高速で回転駆動される。タービンホイール１５の回転はロータ軸６を経てコンプレッサホイール１６を等速回転させ、コンプレッサホイール１６が回転することにより外気が吸込口４ａからコンプレッサ室１４に取り込まれ、渦状かつ回転方向に沿って狭くなるコンプレッサ室１４の形状により圧縮されて図示しない吐出口からディーゼルエンジンの吸気系統に強制的に送り込まれ、ディーゼルエンジンの吸入空気が過給される。
【００２９】
次に、本発明に係る分解組立要具３１の構成について説明する。この分解組立要具３１は、排気ターボ過給機１の開放（分解、組立整備）を行う際に、ガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４、コンプレッサホイール１６、ロータ軸６といった構成部品を単体で吊り上げて移動および位置合わせ等を可能にするための保持用治具であり、排気ターボ過給機１の整備を行うために、船舶の機関室等に備えられるものである。
【００３０】
図２（ａ），（ｂ）および図３、図４に示すように、分解組立要具３１は、側面視（図２（ｂ）参照）で、上辺３２ａ、縦辺３２ｂ、下辺３２ｃを有して略コの字形状（フック形状）をなすように形成されたフレーム部材３２と、このフレーム部材３２の縦辺３２ｂおよび下辺３２ｃに固定された上下２枚の平板状の保持プレート３３，３４を備えている。保持プレート３３は排気ターボ過給機１の軸方向に直交する面方向に沿う略三角形の平板であり、保持プレート３４は保持プレート３３に平行し、かつ下方に位置する略半月状の平板である。保持プレート３４は保持プレート３３よりも排気ターボ過給機１に近づくように配置されている。
【００３１】
また、保持プレート３４には下方に延びるアーム部材３５が固定されている。アーム部材３５は、例えば横断面形状が略コの字状のチャンネル材である。アーム部材３５の背面とフレーム部材３２の下辺との間には直角三角形の補強板３６が固定されている。また、フレーム部材３２の上辺３２ａの下面に、平面視で長い長方形の補強板３７が固定されている。これら各部品３２，３３，３４，３５，３６，３７は全て鋼製であり、互いに溶接されて一体化されているが、例えば全てあるいは一部を一体に形成してもよい。
【００３２】
フレーム部材３２の上辺３２ａには、クレーン等の吊持手段によって吊り上げるために、例えば４箇所に吊持孔４１，４２，４３，４４（吊持部）が穿孔されている。一方、保持プレート３３には例えば２種類のボルト孔４６，４７が４箇所ずつ穿孔され、保持プレート３４には例えば１種類のボルト孔４８が２箇所穿孔されている。ボルト孔４７と４８には排気ターボ過給機１に対向する面側に円筒スペーサ４９，５０が固着されている。図３、図４に示すように、ボルト孔４６と４８は、排気ターボ過給機１の空気案内ケーシング４を単体で保持する保持部として機能し、ボルト孔４７は、同じくガス入口内側ケーシング３を単体で保持する保持部として機能する。
各ボルト孔４６，４７，４８は、それぞれ空気案内ケーシング４とガス入口内側ケーシング３に設けられたボルト孔５１，５２，５３（図１、図３参照）の位置に合わせて円弧状に配置されており（図２（ａ）参照）、これらのボルト孔４６，４７，４８に空気案内ケーシング４とガス入口内側ケーシング３がボルト５４，５５，５６（図３参照）で固定される。
【００３３】
また、保持プレート３３の、ボルト孔４６と４７の間に、例えば４つの円形開口部５８が穿設されている。これらの円形開口部５８は、図８に示すように、ケーシング本体２（例えばケーシング構成部材２ａ）に分解組立要具３１を固定するためのケーシング固定部として機能するものである。図８中に拡大して示すように、例えばケーシング構成部材２ａにガス入口内側ケーシング３を固定するためのボルト１８を利用し、このボルト１８を円形開口部５８に合わせて反対側から固定用の中空ボルト６０を円形開口部５８に挿入し、この中空ボルト６０の内部に形成された雌ネジをボルト１８に締結することにより、分解組立要具３１をケーシング本体２に固定する。
【００３４】
さらに、分解組立要具３１のアーム部材３５の下端寄りの部分には、上下に大小２つの軸挿通開口部６３，６４が穿設されている。上側の大きい軸挿通開口部６３は、図８、図９に示すように、分解組立要具３１がケーシング本体２に固定された時に、ロータ軸６（軸延長部材７５）を挿通させて軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部として機能するものであり、下側の小さい軸挿通開口部６４は、図６、図７に示すように、コンプレッサホイール１６を単体で保持する保持部として機能するものである。なお、軸挿通開口部６４は、アーム部材３５の背面と、アーム部材３５のコの字形断面の内側に架設されたブリッジ板６５の両方に穿設されている。
【００３５】
ところで、前述したように、フレーム部材３２の上辺には、クレーン等で吊り上げるための吊持部として４箇所の吊持孔４１，４２，４３，４４が穿設されているが、これらの吊持孔４１，４２，４３，４４は、分解組立要具３１の使用状況によって使い分けられる。即ち、分解組立要具３１に設けられた各保持部（ボルト孔４６，４７，４８および軸挿通開口部６４）に、排気ターボ過給機１の構成部品３，４，１６が保持されていない空荷状態の時と、何らかの構成部品が保持された保持状態の時とでは、分解組立要具３１の重心位置が著しく変化するため、空荷状態用の吊持孔４１と、保持状態用の吊持孔４２，４３，４４とが個別に設けられている。
【００３６】
何も保持していない空荷時の分解組立要具３１の重心位置は、フレーム部材３２の縦辺３２ｂに近い位置にあるため、この空荷時に分解組立要具３１を吊り上げる時には、縦辺３２ｂに最も近い空荷時用の吊持孔４１にワイヤーロープやフック、シャックル等の吊持具を掛止して分解組立要具３１を吊り上げる。これにより、分解組立要具３１の姿勢は図２（ｂ）に示す正立姿勢に保たれる。また、分解組立要具３１に何らかの構成部品が保持されている時には、分解組立要具３１と構成部品との合体物の重心位置が、吊持孔４１の位置よりもフレーム部材３２の上辺３２ａの先端側に移動する。
【００３７】
例えば、図７に示すように、分解組立要具３１にコンプレッサホイール１６が保持された時には、分解組立要具３１とコンプレッサホイール１６との合体物の重心位置が吊持孔４２の直下に位置するため、吊持孔４２に吊持具を掛止して分解組立要具３１を吊り上げる。これにより、分解組立要具３１の姿勢が正立姿勢に保たれると同時に、コンプレッサホイール１６は排気ターボ過給機１への組付姿勢（組み込まれた時と同じ姿勢）となる。同様に、図４に示すように、分解組立要具３１にガス入口内側ケーシング３が保持されている時には吊持孔４４の位置、空気案内ケーシング４が保持されている時には吊持孔４３の位置で、それぞれ分解組立要具３１を吊り上げる。これにより、ガス入口内側ケーシング３および空気案内ケーシング４を組付姿勢のままで吊り上げておくことができる。
【００３８】
次に、上記のように構成された分解組立要具３１を用いて排気ターボ過給機１を分解（開放）・組立する時の方法について説明する。この分解組立方法は、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４をケーシング本体２に対して着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、コンプレッサホイール１６をロータ軸６に対して着脱する羽根車着脱工程と、ロータ軸６をケーシング本体２に対して着脱するロータ軸着脱工程とを備えてなることを特徴とする。以下に、これら各工程について順に説明する。
【００３９】
［ケーシング蓋部材着脱工程］
このケーシング蓋部材着脱工程では、図３に示すように、まず分解組立要具３１を、ガス入口内側ケーシング３、または空気案内ケーシング４に固定する。いずれの場合も、非保持状態（空荷状態）にある分解組立要具３１をクレーン等で吊持孔４１の位置から吊り下げて正立姿勢に保ちながらガス入口内側ケーシング３、または空気案内ケーシング４にあてがう。
そして、分解組立要具３１をガス入口内側ケーシング３に固定する場合は、分解組立要具３１の、ガス入口内側ケーシング３に対応する保持部である４つのボルト孔４７を、ガス入口内側ケーシング３の４つのボルト孔５３に合わせてボルト５６で固定する。また、分解組立要具３１を空気案内ケーシング４に固定する場合は、分解組立要具３１の、空気案内ケーシング４に対応する保持部であるボルト孔４６と４８を、空気案内ケーシング４のボルト孔５１，５２に合わせてボルト５４，５５で固定する。
【００４０】
次に、分解組立要具３１の吊持孔４１に掛止してあったワイヤーロープやフック、シャックル等の吊持具を、ガス入口内側ケーシング３を吊り上げる場合は吊持孔４４に、空気案内ケーシング４を吊り上げる場合は吊持孔４３に掛け直し、クレーン等の吊持手段により、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４の重量を支持しながら、ケーシング本体２から取り外す。取り外したガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４は所定の置き場所に搬送する。なお、取り付けは逆の手順で行う。
【００４１】
［羽根車着脱工程］
羽根車着脱工程では、まず、コンプレッサホイール１６のカバー部材１６ｄを外し、コンプレッサホイール１６をロータ軸６に固定しているロックナット１６ｃをインパクトレンチ等で緩めて取り外してから、図５に示すように、専用の抜き工具（引抜管）７１をコンプレッサホイール１６のボス部１６ａに固定し、抜き工具７１のハンドル７２を締め込むことによってコンプレッサホイール１６を軸方向に抜き、コンプレッサホイール１６がロータ軸６から脱落しない程度に引き出す。
【００４２】
次に、抜き工具７１からハンドル７２を取り外し、図６に示すように、吊持孔４１により正立姿勢で吊り下げた分解組立要具３１をコンプレッサホイール１６に当てがい、分解組立要具３１の、コンプレッサホイール１６に対応する保持部である軸挿通開口部６４に抜き工具７１を挿入させ、抜き工具７１のハンドル７２を締め込む。これにより、コンプレッサホイール１６が抜き工具７１を介して分解組立要具３１に保持される。そして、分解組立要具３１の吊持孔４１に掛止してあったワイヤーロープやフック、シャックル等の吊持具を、コンプレッサホイール１６を吊り上げるための吊持孔４２に掛け直した後、図７に示すように、コンプレッサホイール１６の重量をクレーン等の吊持手段により支持しながら、コンプレッサホイール１６をロータ軸６から引き抜く。引き抜いたコンプレッサホイール１６は所定の置き場所に搬送する。なお、コンプレッサホイール１６の取り付けは逆の手順で行う。
【００４３】
［ロータ軸着脱工程］
上記のようにコンプレッサホイール１６が取り外された後、ロータ軸６をケーシング本体２から抜き取る場合は、図８に示すように、分解組立要具３１をケーシング構成部材２ａの端面に取り付ける。即ち、分解組立要具３１に設けられたケーシング固定部である円形開口部５８をケーシング構成部材２ａ端面のボルト１８の位置に合わせ、外側から固定用の中空ボルト６０を円形開口部５８に挿入し、この中空ボルト６０をボルト１８に締結することにより、分解組立要具３１をケーシング構成部材２ａの端面に固定する。
【００４４】
次に、ロータ軸６の両端に直管状の軸延長部材７５，７６を取り付ける。ロータ軸６の、タービンホイール１５側の端部に取り付けられる軸延長部材７５は、分解組立要具３１の軸挿通開口部６３に挿通され、その先端に突設された連結ネジ７５ｃがロータ軸６の端部に螺合されることによってロータ軸６に連結される。
なお、この軸延長部材７５は、船舶の狭い機関室の内部における取り回し性および組み付け性を向上させるためと、収納時の長さをコンパクトにするために、前半部７５ａと後半部７５ｂとからなる２分割式になっており、前半部７５ａに内蔵された連結ネジ７５ｄが、後半部７５ｂに内設された連結板７５ｅに締結されて一本の軸延長部材７５に組み立てられる。
一方、ロータ軸６の、コンプレッサホイール１６側の端部に取り付けられる軸延長部材７６は、コンプレッサホイール１６が挿入される部分の外周に被せられるように装着される。その先端部には、先窄まりのキャップ部材７６ａが設けられ、中間部の内周にはロータ軸６の細い先端を密に保持する保持リング７６ｂが設けられている。
【００４５】
そして、このように軸延長部材７５が分解組立要具３１の軸挿通開口部６３に保持された状態で、ロータ軸６を分解組立要具３１側に向かって軸方向に移動させることにより、図９に示すように、ロータ軸６を組み付け姿勢のままでケーシング本体２から抜脱させることができ、その際に軸延長部材７６がケーシング本体２（ケーシング構成部材２ｄ）の内部に設けられた軸受８，９に挿通される。この時点で、ロータ軸６のコンプレッサホイール１６側の端部は一方の軸受８から抜けており、他方の軸受９においてもロータ軸６の細い部分しか挿通されていないが、この端部の長さと細さを補い、且つ保持リング７６ｂによりロータ軸６に同心的に装着された軸延長部材７６が軸受８，９に通されているため、ロータ軸６が軸受８，９の内部でガタつくことがない。また、ロータ軸６のタービンホイール１５側の端部は分解組立要具３１の軸挿通開口部６３には挿通されない。
【００４６】
次に、図９の位置関係で分解組立要具３１を取り付けたまま、ロータ軸６を抜脱方向（図９に向かって右方向）に抜き出せるところまで移動させる。そして、軸延長部材７５，７６を取り外し、タービンホイール１５の前後の位置にワイヤーロープ等を掛けてロータ軸６の全体重量を支持する。その状態で分解組立要具３１を吊持孔４１の位置でクレーン等で吊りながらケーシング構成部材２aの端面から取り外し、ロータ軸６から抜き出す。そして、ロータ軸６をケーシング本体２から抜き出す。なお、ロータ軸６の取り付けは逆の手順で行う。
【００４７】
以上のように構成された分解組立要具３１は、３種類の保持部、即ちガス入口内側ケーシング３の保持部であるボルト孔４７と、空気案内ケーシング４の保持部であるボルト孔４６，４８と、コンプレッサホイール１６の保持部である軸挿通開口部６４とを備えているため、これらの保持部４６，４７，４８，６４を適宜使い分けることにより、１基の分解組立要具３１によって各構成部品３，４，１６を各々吊り上げ、排気ターボ過給機１に着脱することができる。
【００４８】
このように、１つの分解組立要具３１によって排気ターボ過給機１の複数の構成部品３，４，１６を共通に取り扱うことができるため、従来のように１基の排気ターボ過給機１を保守、点検するのに複数の分解組立要具を用意して使い分ける必要がなくなり、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いて作業効率を改善し、排気ターボ過給機１の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具３１の製造・管理費用をコストダウンし、さらに分解組立要具３１の保管スペースを多大に削減することができる。
【００４９】
また、この分解組立要具３１には、クレーンやチェーンブロック等の吊持手段により吊り上げるための複数の吊持孔４１，４２，４３，４４が設けられており、このうちの吊持孔４１は、分解組立要具３１に何も保持されていない状態で吊持孔４１により分解組立要具３１を吊り上げた時に、分解組立要具３１が傾斜しない正立姿勢となる位置に設けられているため、空荷の状態で吊り下げられた分解組立要具３１の保持部（ボルト孔４６，４７，４８および軸挿通開口部６４）を、これから取り外そうとする排気ターボ過給機１の各構成部品３，４，１６に自然に密着させて容易に固定作業を行うすることができ、これにより作業性を大きく向上させることができる。
【００５０】
一方、吊持孔４２，４３，４４は、それぞれコンプレッサホイール１６、空気案内ケーシング４、ガス入口内側ケーシング３といった構成部品が分解組立要具３１に保持された状態の時に、これらの吊持孔４２，４３，４４を個別に吊り上げることにより、上記各構成部品１６，４，３が傾斜せずに排気ターボ過給機１への組付姿勢となるため、排気ターボ過給機１への組み付けが容易になる。このため、排気ターボ過給機１の分解、組立作業を容易にして整備性を向上させることができる。
【００５１】
さらに、この分解組立要具３１は、排気ターボ過給機１のケーシング５に固定するためのケーシング固定部としての円形開口部５８と、この円形開口部５８によりケーシング５に固定された時に、ロータ軸６を軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部としての軸挿通開口部６３を備えているため、分解組立要具３１をロータ軸６の着脱要具としても兼用することができる。このため、従来必要とされていたロータ軸専用の着脱要具を省いて分解組立要具３１を共通化するとともに、ロータ軸６の着脱を容易にして排気ターボ過給機１の整備性を向上させることができる。
【００５２】
また、この分解組立要具３１は、上部に吊持部としての吊持孔４１，４２，４３，４４が設けられたフレーム部材３２と、このフレーム部材３２に固定されて排気ターボ過給機１の軸方向に直交する面方向に沿う保持プレート３３，３４とを有して構成され、保持プレート３３，３４にボルト孔４６，４７，４８が穿孔され、これらのボルト孔４６，４７，４８が、排気ターボ過給機１の各構成部品（ガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４）を保持する保持部とされているため、保持プレート３３，３４に形成する複数のボルト孔４６，４７，４８の穿孔位置を適宜設定したり、ボルト孔を増設したりすることにより、分解組立要具３１を排気ターボ過給機１の複数の構成部品に対して幅広く共通化することが容易に行える。しかも、分解組立要具３１の構造を簡素化し、その製造を容易にすることができる。
【００５３】
そして、このように構成された分解組立要具３１を用いて組み立てられる排気ターボ過給機１は、その開放整備時に着脱する必要があるガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４、コンプレッサホイール１６、ロータ軸６といった構成部品を着脱するための分解組立要具３１が１つに共通化されているため、各構成部品３，４，１６，６の着脱作業が容易であり、整備性が各段に向上している。しかも、従来複数必要であった分解組立要具３１が１基で済むため、特に狭い船舶等においては分解組立要具３１の収容スペースを大幅に削減できるという効果があり、排気ターボ過給機１の維持管理を容易にすることができる。
【００５４】
また、本発明に係る排気ターボ過給機１の分解組立方法は、前述のように、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４に分解組立要具３１の保持部（ボルト孔４６，４７，４８）を固定し、ガス入口内側ケーシング３または空気案内ケーシング４を分解組立要具３１と共にクレーン等の吊持手段で保持しながらケーシング本体２に着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、コンプレッサホイール１６に分解組立要具３１の保持部（軸挿通開口部６４）を固定し、コンプレッサホイール１６を分解組立要具３１と共に吊持手段で保持しながらロータ軸６に着脱する羽根車着脱工程とを備えており、このケーシング蓋部材着脱工程と羽根車着脱工程とで、使用する分解組立要具３１が共通化されている。このため、従来のように複数の分解組立要具を使い分ける必要がなく、分解組立要具の選択や付け替えの手間を省いて排気ターボ過給機１の整備性を飛躍的に向上させると同時に、分解組立要具３１の製造・管理等に関わるコストダウンと、保管スペースの削減を図ることができる。
【００５５】
これに加え、本発明に係る排気ターボ過給機１の分解組立方法は、分解組立要具３１に設けられたケーシング固定部（円形開口部５８）をケーシング５に固定して分解組立要具３１をケーシング５に取り付け、分解組立要具３１に設けられたロータ軸支持部（軸挿通開口部６３）にロータ軸６を保持させ、ロータ軸６を軸方向に移動させることにより、ロータ軸６をケーシング５に対して着脱するロータ軸着脱工程をさらに有している。このため、ガス入口内側ケーシング３、空気案内ケーシング４、コンプレッサホイール１６の着脱に用いる分解組立要具３１用いてロータ軸６の着脱も行うことができ、従来必要であったロータ軸６専用の着脱要具を省いて分解組立要具３１を共通化するとともに、ロータ軸６の着脱を容易にして、排気ターボ過給機１の整備性をさらに向上させることができる。
【００５６】
また、このロータ軸着脱工程においては、ロータ軸６の両端に直管状の軸延長部材７５，７６を取り付け、一方の軸延長部材７５を分解組立要具３１のロータ軸支持部である軸挿通開口部６３に挿通し、他方の軸延長部材７６をケーシング５の内部に設けられた軸受８，９に挿通させてロータ軸６を軸方向に移動させ、ロータ軸６をケーシング５に対して着脱することを特徴とする。
【００５７】
この分解組立方法によれば、ロータ軸６を軸方向に移動させる際に、ロータ軸６自体は分解組立要具３１の軸挿通開口部６３に挿通されず、軸延長部材７５のみが軸挿通開口部６３に挿通されるため、本実施形態のようにロータ軸６がケーシング５の奥まった位置に入っていてもスムーズに抜き出すことができる。これにより、高精度なロータ軸６が受傷したり、曲げモーメントを受けて曲がったりすることを防止できる。
また、ロータ軸６をケーシング５から抜き取る時には、反対側の軸延長部材７６が軸受８，９に挿し残されるため、ロータ軸６の端部がいきなり軸受８，９から脱落することがなく、反対にロータ軸６を軸受８，９に挿入する時には軸延長部材７６がガイドとなって挿入が容易になる。特に、軸延長部材７６の先端部に先窄まりのキャップ部材７６ａが設けられているため、軸受８，９への挿入をスムーズに行い、ロータ軸６の受傷や曲りを防止できる。
このように、ロータ軸６を損傷させずに安全に抜き差しできるため、排気ターボ過給機１の分解、組立作業を容易にすることができる。
【００５８】
なお、言うまでもなく、本発明に係る分解組立要具３１および分解組立方法は、上記の実施形態のみに限定されることはない。例えば、上記実施形態では、分解組立要具３１に、ガス入口内側ケーシング３と空気案内ケーシング４とコンプレッサホイール１６とロータ軸６を保持する保持部およびロータ軸支持部として、ボルト孔４６，４７，４８と、軸挿通開口部６３，６４が設けられているが、他の形態の保持部を設けて、排気ターボ過給機１の他の構成部品を保持、着脱できるようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、分解組立要具３１をクレーン等の吊持手段により吊り上げるための吊持部の一例として、分解組立要具３１を構成するフレーム部材３２に４つの吊持孔４１，４２，４３，４４を設けているが、これらをフック等に置き換えてもよいし、その場所も適宜変更してよい。
さらに、上記実施形態では、本発明に係る分解組立要具を適用できるタービン装置として排気ターボ過給機１を例示したが、他の種類のタービン装置であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 排気ターボ過給機（タービン装置）
２ ケーシング本体
３ ガス入口内側ケーシング（タービン装置の構成部品であるケーシング蓋部材）
４ 空気案内ケーシング（タービン装置の構成部品であるケーシング蓋部材）
５ ケーシング
６ ロータ軸（タービン装置の構成部品）
８，９ 軸受
１６ コンプレッサホイール（タービン装置の構成部品である羽根車）
３１ 分解組立要具
３２ フレーム部材
３３，３４ 保持プレート
４１，４２，４３，４４ 吊持孔（吊持部）
４６，４７，４８ ボルト孔（保持部）
５８ 円形開口部（ケーシング固定部）
６３ 軸挿通開口部（ロータ軸支持部）
６４ 軸挿通開口部（保持部）
７５，７６ 軸延長部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング本体にケーシング蓋部材が設けられてなるケーシングと、
該ケーシングの内部に軸支されるロータ軸と、
該ロータ軸に着脱可能に固定される羽根車と、を備えてなるタービン装置の分解、組立を行う際に、前記ケーシング蓋部材、ロータ軸、羽根車といった構成部品を単体で吊り上げて移動および位置合わせを行うための分解組立要具であって、
前記各構成部品を吊持手段で吊り上げるための吊持部を有するとともに、
前記各構成部品のうちの少なくとも２種類を単体で保持するための複数の保持部を有することを特徴とするタービン装置の分解組立要具。
【請求項２】
前記保持部に前記構成部品が何も保持されていない空荷状態で前記吊持部により吊り上げられた時には分解組立要具が傾斜しない正立姿勢となり、前記保持部に前記構成部品が保持された状態で前記吊持部により吊り上げられた時には該構成部品が前記タービン装置への組付姿勢となるように、空荷用の吊持部と、保持状態用の吊持部とが異なる位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のタービン装置の分解組立要具。
【請求項３】
前記ケーシングに固定するためのケーシング固定部と、該ケーシング固定部により前記ケーシングに固定された時に、前記ロータ軸を軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部とをさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のタービン装置の分解組立要具。
【請求項４】
上部に前記吊持部が設けられたフレーム部材と、このフレーム部材に固定されて前記タービン装置の軸方向に直交する面方向に沿う保持プレートとを有し、前記保持プレートにボルト孔が穿孔されて前記保持部が構成され、該ボルト孔に前記タービン装置の各構成部品をボルトで固定するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタービン装置の分解組立要具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の分解組立要具を用いたタービン装置の分解組立方法であって、
前記ケーシング蓋部材に、前記分解組立要具の、該ケーシング蓋部材に対応する保持部を固定し、該ケーシング蓋部材を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ケーシング本体に着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、
前記羽根車に、前記分解組立要具の、該羽根車に対応する保持部を固定し、該羽根車を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ロータ軸に着脱する羽根車着脱工程と、
を備えてなることを特徴とするタービン装置の分解組立方法。
【請求項６】
前記分解組立要具に設けられたケーシング固定部を前記ケーシングに固定して該分解組立要具を前記ケーシングに取り付け、該分解組立要具に設けられたロータ軸支持部に前記ロータ軸を保持させて該ロータ軸を軸方向に移動させることにより、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱するロータ軸着脱工程をさらに有することを特徴とする請求項５に記載のタービン装置の分解組立方法。
【請求項７】
前記ロータ軸着脱工程において、前記ロータ軸の両端に軸延長部材を取り付け、その一方の軸延長部材を前記ロータ軸支持部に挿通し、他方の軸延長部材を前記ケーシングの内部に設けられた軸受に挿通させて該ロータ軸を軸方向移動させ、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱することを特徴とする請求項６に記載のタービン装置の分解組立方法。
【請求項１】
ケーシング本体にケーシング蓋部材が設けられてなるケーシングと、
該ケーシングの内部に軸支されるロータ軸と、
該ロータ軸に着脱可能に固定される羽根車と、を備えてなるタービン装置の分解、組立を行う際に、前記ケーシング蓋部材、ロータ軸、羽根車といった構成部品を単体で吊り上げて移動および位置合わせを行うための分解組立要具であって、
前記各構成部品を吊持手段で吊り上げるための吊持部を有するとともに、
前記各構成部品のうちの少なくとも２種類を単体で保持するための複数の保持部を有することを特徴とするタービン装置の分解組立要具。
【請求項２】
前記保持部に前記構成部品が何も保持されていない空荷状態で前記吊持部により吊り上げられた時には分解組立要具が傾斜しない正立姿勢となり、前記保持部に前記構成部品が保持された状態で前記吊持部により吊り上げられた時には該構成部品が前記タービン装置への組付姿勢となるように、空荷用の吊持部と、保持状態用の吊持部とが異なる位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のタービン装置の分解組立要具。
【請求項３】
前記ケーシングに固定するためのケーシング固定部と、該ケーシング固定部により前記ケーシングに固定された時に、前記ロータ軸を軸方向に移動可能に支持するロータ軸支持部とをさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のタービン装置の分解組立要具。
【請求項４】
上部に前記吊持部が設けられたフレーム部材と、このフレーム部材に固定されて前記タービン装置の軸方向に直交する面方向に沿う保持プレートとを有し、前記保持プレートにボルト孔が穿孔されて前記保持部が構成され、該ボルト孔に前記タービン装置の各構成部品をボルトで固定するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタービン装置の分解組立要具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の分解組立要具を用いたタービン装置の分解組立方法であって、
前記ケーシング蓋部材に、前記分解組立要具の、該ケーシング蓋部材に対応する保持部を固定し、該ケーシング蓋部材を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ケーシング本体に着脱するケーシング蓋部材着脱工程と、
前記羽根車に、前記分解組立要具の、該羽根車に対応する保持部を固定し、該羽根車を前記分解組立要具と共に吊持手段で保持しながら前記ロータ軸に着脱する羽根車着脱工程と、
を備えてなることを特徴とするタービン装置の分解組立方法。
【請求項６】
前記分解組立要具に設けられたケーシング固定部を前記ケーシングに固定して該分解組立要具を前記ケーシングに取り付け、該分解組立要具に設けられたロータ軸支持部に前記ロータ軸を保持させて該ロータ軸を軸方向に移動させることにより、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱するロータ軸着脱工程をさらに有することを特徴とする請求項５に記載のタービン装置の分解組立方法。
【請求項７】
前記ロータ軸着脱工程において、前記ロータ軸の両端に軸延長部材を取り付け、その一方の軸延長部材を前記ロータ軸支持部に挿通し、他方の軸延長部材を前記ケーシングの内部に設けられた軸受に挿通させて該ロータ軸を軸方向移動させ、該ロータ軸を前記ケーシングに対して着脱することを特徴とする請求項６に記載のタービン装置の分解組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１１２３５２（Ｐ２０１２−１１２３５２Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３８４３（Ｐ２０１０−２６３８４３）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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