旋转机械的制造方法与工艺

本发明涉及一种旋入固定多个旋转部件的多个螺栓的螺母，以及使用该螺母组装的旋转机械。本申请依据2013年10月29日向日本提出申请的日本专利特愿2013-224343号主张优先权，并在此处援用其内容。

背景技术：
作为燃气涡轮机的转子，通过多个圆盘构成的转子为人所熟知。多个圆盘在转子的圆周方向上形成有多个以平行于转子轴线的方向贯穿的贯穿孔。通过心轴螺栓和螺母固定多个圆盘。这种结构的转子形成有用于安装螺母的空腔(例如，参考专利文献1)。但是，人们希望燃气涡轮机能够实现更高的效率。燃气涡轮机中，例如，还要求能够避免转子旋转时的少量风阻损失。专利文献1中公布了一种构造，其通过在空腔中配置用心轴螺栓固定的密封部件，防止工作流体流入空腔内。也就是说，这种构造是通过减少流入空腔内的工作流体来降低风阻损失，并提高燃气涡轮机效率的构造。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2001-323820号公报

技术实现要素：
发明要解决的课题然而，专利文献1所记载的构造中，配置有螺母的空腔虽然在某种程度上是密封的，但仍有工作流体通过密封部件流入该空间内。而且，流入空腔内的工作流体在空腔内形成漩涡。该漩涡与螺母碰撞，从而在螺母和螺母周围的工作流体之间产生风阻损失。受此影响，螺母周围的环境温度上升，结果导致燃气涡轮机的效率降低。本发明的目的在于提供一种螺母以及使用该螺母的旋转机械，所述螺母安装在固定多个旋转部件的多个螺栓上，并且可降低螺母和螺母周围流体之间的风阻损失。技术方案根据本实施方式的第一种方式，在轴线延伸的轴向上重叠有多个旋转部件，螺母旋入在以所述轴线为中心的圆周方向上的多个位置沿所述轴向贯穿多个所述旋转部件的多个螺栓的第一侧端部，其特征在于，在所述螺母的表面中，至少第一盖板面与其他螺母的所述第一盖板面协同运作，以所述轴线为中心，形成具有连续的环状表面的形状，其中所述第一盖板面为与所述螺栓的第一侧为相对侧即朝向第二侧的面相对的面。根据上述结构，通过由多个螺母形成的环状表面，在旋转部件旋转时，流入螺母之间的流体减少，因此，能够降低螺母和螺母周围流体之间的风阻损失。上述螺母中，所述螺母具有拥有螺丝孔的螺母主体部，和安装在所述螺母主体部上的板状盖板部，所述盖板部也可以为构成所述第一盖板面的结构。根据上述结构，通过将构成第一盖板面的部位设为板状，可实现螺母的轻量化。上述螺母中，所述第一盖板面可以为平面。根据上述结构，可使螺母周围流体的流动变得平滑，并可进一步降低风阻损失。上述螺母中，所述第一盖板面可相对于所述轴线垂直。根据上述结构，可以防止盖板面由于旋转部件旋转时对其施加的离心力而卷起。上述螺母可为以下结构：在所述表面中，以所述轴线为基准，朝向外侧的面即外侧盖板面与其他螺母的所述外侧盖板面协同运作，以所述轴线为中心，形成具有连续的环状表面的形状。根据上述结构，在旋转部件旋转时，从径向外周侧流入螺母之间的流体减少，因此，能够降低螺母和螺母周围流体之间的风阻损失。上述螺母可为以下结构：在所述表面中，以所述轴线为基准，朝向内侧的面即内侧盖板面与其他螺母的所述内侧盖板面协同运作，以所述轴线为中心，形成具有连续的环状表面的形状。根据上述结构，在旋转部件旋转时，从径向内周侧流入螺母之间的流体减少，因此，能够降低螺母和螺母周围流体之间的风阻损失。上述螺母也可以形成为与包括所述轴线和螺丝孔的中心轴的面呈面对称的结构。根据上述结构，可防止螺母在以轴线为中心旋转时由于离心力而松弛。上述螺母中，也可具有以下结构：形成有多个旋入所述螺栓的所述第一侧端部的螺丝孔。根据上述结构，构成连续的环状表面的盖板面间的间隙变少，因此，可以进一步减少螺母间流入的工作流体。此外，本发明提供一种旋转机械，其具备旋转体，所述旋转体具有多个所述旋转部件、多个所述螺栓以及上述任一项中所述的多个所述螺母，通过多个所述螺栓及多个所述螺母相互固定多个所述旋转部件。根据上述结构，在旋转部件旋转时，流入螺母之间的流体减少，因此，能够降低螺母和螺母周围流体之间的风阻损失。有益效果根据本发明，通过由多个螺母形成的环状体，在旋转体旋转时，流入螺母之间的流体减少，因此，能够降低螺母和螺母周围流体之间的风阻损失。附图说明图1是本发明第一实施方式中的燃气涡轮机的主要部分缺口侧面图。图2是本发明第一实施方式中的燃气涡轮机的转子截面图。图3是本发明第一实施方式中的转子的一体化圆盘的空腔截面图。图4是本发明第一实施方式中的带盖螺母的立体图。图5是将本发明第一实施方式中的心轴螺栓及带盖螺母沿圆周方向排列状态下的立体图。图6是对本发明第一实施方式中的螺母效果进行说明的空腔截面图。图7是本发明第一实施方式中的改进例的带盖螺母的立体图。图8是本发明第二实施方式中的带盖螺母的立体图。图9是本发明第二实施方式中的改进例的带盖螺母的立体图。图10是本发明第三实施方式中的带盖螺母的立体图。图11是本发明第四实施方式中的带盖螺母的立体图。具体实施方式(第一实施方式)以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。如图1所示，燃气涡轮机1具备：压缩机2，所述压缩机2压缩外部气体生成压缩空气；燃烧器3，所述燃烧器3将来自燃料供给源的燃料与压缩空气混合燃烧生成燃烧气体；以及，涡轮机4，所述涡轮机4利用燃烧气体驱动。涡轮机4是旋转机械，具有以轴线A为中心旋转的旋转体即涡轮机转子5，以及以可旋转方式覆盖该涡轮机转子5的涡轮机壳体6。压缩机2是旋转机械，具有以轴线为中心旋转的旋转体即压缩机转子7，以及以可旋转方式覆盖该压缩机转子7的压缩机壳体8。另外，在以下说明中，将涡轮机转子5及压缩机转子7的轴线A的延伸方向称为轴向，将相对于轴线A的径向仅称为径向。此外，在轴向中，以涡轮机4为基准，将压缩机2一侧称为第一侧，以压缩机2为基准，将涡轮机4一侧称为第二侧(与第一侧为相反侧)。如图2所示，压缩机转子7和涡轮机转子5经中间轴10连结而形成一体。压缩机转子7由心轴螺栓11(燃气涡轮机用固定螺栓)、通过螺母12、13固定的旋转部件即一体化圆盘19及多个圆盘14，以及固定在多个圆盘14上的压缩机动叶15构成。换而言之，压缩机转子7中，沿轴线A延伸的轴向重叠的多个圆盘14、19，其通过在以轴线A为中心的圆周方向上的多个位置贯穿多个圆盘14、19的心轴螺栓11、及旋入心轴螺栓11两端的螺母12、13固定。多个心轴螺栓11沿圆周方向，以基本相等的间隔排列。本实施方式中的压缩机转子7通过12根心轴螺栓11固定。也就是说，心轴螺栓11例如以轴线A为中心，以30°的间隔设置。同样，涡轮机转子5由心轴螺栓16、通过螺母17、18固定的多个涡轮机圆盘50、以及固定在多个涡轮机圆盘50上的涡轮机动叶51构成。此处，螺母(心轴螺母)与心轴螺栓这样的螺栓等阳螺纹部件组合使用，是形成有可旋入螺栓的阳螺纹的阴螺纹的固定部件。压缩机转子7的结构为：多个圆盘14中的前段侧的多个圆盘不为重叠结构，通过以一体化圆盘19的形式进行一体化来提高刚性。压缩机转子7利用心轴螺栓11及旋入心轴螺栓11两端的螺母12、13对该一体化圆盘19和后段侧的多个圆盘14进行固定。一体化圆盘19具有：固定有压缩机动叶15的多个大径部20；以及配置在大径部20之间、直径小于大径部20的小径部21。本实施方式中的一体化圆盘19具有3个大径部20和2个小径部21。心轴螺栓11及螺母12、13通过共同紧固多个圆盘14、配置在多个圆盘14的轴向第一侧的一体化圆盘19、配置在多个圆盘14的轴向第二侧的中间轴10进行固定。多个圆盘14和一体化圆盘19及中间轴10上，沿圆周方向等间隔形成有用于插通心轴螺栓11的螺栓插通孔22。本实施方式中的压缩机转子7中，在心轴螺栓11的第一侧(一体化圆盘19侧)端部旋入带盖螺母12，在与心轴螺栓的第一侧相对的第二侧(中间轴10侧)端部旋入普通的螺母13。一体化圆盘19仅在与多个圆盘14相抵接一侧的大径部20(以下称为第一大径部20a)形成螺栓插通孔22。也就是说，一体化圆盘19通过轴向第二侧的第一大径部20a，与多个圆盘14固定。带盖螺母12旋入在轴向第二侧的第一大径部20a和轴向中央的大径部20(以下称为第二大径部20b)之间的空腔24中露出的心轴螺栓11的一端部。如图3所示，空腔24是通过第一大径部20a的轴向第一侧的面(以下称为第一侧面25)和第二大径部20b的轴向第二侧的面(以下称为第二侧面26)，以及第一大径部20a与第二大径部20b之间的小径部21的外周面(以下称为小径部外周面27)形成的空间。螺栓插通孔22形成在空腔24的第一侧面25的径向内侧。换而言之，在形成螺栓插通孔22时，尽可能将心轴螺栓11配置在径向内侧。也就是说，带盖螺母12配置在空腔24的底部附近。空腔24的第一侧面25形成有从第一侧面25向轴向第一侧突出，且沿圆周方向延伸的螺母保持凸起28。将带盖螺母12安装至心轴螺栓时，螺母保持凸起28以抵接带盖螺母12的径向外周侧的方式形成。此外，空腔24的第一侧面25上形成有密封片凸起29。密封片凸起29与形成在压缩机静叶52的内侧覆环53(参考图6)内周面的密封材料54协同运作，防止空气等工作流体的流入。密封片凸起29上形成有向密封片凸起29的径向外侧突出，且沿圆周方向延伸的多个密封片30。如图4所示，带盖螺母12具有圆柱形状的螺母主体部32和设置在螺母主体部32的轴向一端的板状盖板部33。带盖螺母12上以贯穿螺母主体部32和盖板部33的形式设有螺丝孔34。螺母主体部32呈圆柱形状，螺丝孔34以与螺母主体部32同轴的方式形成。也就是说，螺丝孔34以螺丝孔34的中心轴NA和圆柱形状的螺母主体部32的中心轴一致的方式形成。螺丝孔34的内周面形成有与心轴螺栓11对应的阴螺纹。盖板部33是在螺母主体部32的轴向第一侧以一体方式设置的板状部件。带盖螺母12安装在心轴螺栓11上，以使该盖板部33配置在轴向第一侧。盖板部33中与螺母主体部32相对侧(轴向第一侧)的面(以下称为第一盖板面35)是平面。此外，第一盖板面35以相对于轴线...