ロータを修正するためのシステム及び方法
【課題】ガスタービン圧縮機の回転ブレードは、保守、検査、及び／又は交換のため回転ブレードを定期的に取り外すことができるようにしてロータに接続される。回転ブレードを複数回取り外し及び再かしめることを可能にするようにロータを修正するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】回転ブレードを複数回取り外し及び再かしめることを可能にするようにロータ１８のスロット２４を修正する方法は、ロータ１８に隣接した固定プラットフォームにカップリングを接続する段階と、カップリングにドリル４２を接続する段階と、ドリル４２をスロット２４に近接して配置する段階と、スロット２４にクランプ８０を挿入する段階と、クランプ８０をスロット２４の内側表面と係合する段階と、スロット２４内にキャビティを作製するようドリル４２を作動させる段階と、を含む。
【解決手段】回転ブレードを複数回取り外し及び再かしめることを可能にするようにロータ１８のスロット２４を修正する方法は、ロータ１８に隣接した固定プラットフォームにカップリングを接続する段階と、カップリングにドリル４２を接続する段階と、ドリル４２をスロット２４に近接して配置する段階と、スロット２４にクランプ８０を挿入する段階と、クランプ８０をスロット２４の内側表面と係合する段階と、スロット２４内にキャビティを作製するようドリル４２を作動させる段階と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的にロータを修正するためのシステム及び方法に関する。特に、本発明の実施形態は、ロータのスロット内にキャビティを作製するシステム及び方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
種々の形態の商業用機器は、回転構成要素を含む。例えば、典型的なガスタービンは、前方において軸方向圧縮機と、中間付近に１つ又はそれ以上の燃焼器と、後方においてタービンとを含む。圧縮機は一般に、円周方向に装着されたステータベーンと回転ブレードの交互する段を囲んで密閉するケーシングとを含む。ステータベーンは通常、ケーシングに取り付けられ、回転ブレードは通常、圧縮機内部のロータに取り付けられる。周囲空気が圧縮機に流入すると、ステータベーンの各段は、空気流をその後続の回転ブレードの段に配向し、作動流体（空気）に運動エネルギーを漸次的に与えて高エネルギー状態にする。作動流体は、圧縮機から流出して燃焼に流れ、ここで燃料と混合して点火され、高温高圧の燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは燃焼器から流出してタービンに流れ、ここで膨張して仕事を産出する。例えば、燃焼ガスがタービンにおいて膨張することにより、発電機に接続されたシャフトを回転させ、電気を生成することができる。
【０００３】
圧縮機の回転ブレードは通常、保守、検査、及び／又は交換のため回転ブレードを定期的に取り外すことができるようにしてロータに接続される。例えば、回転ブレードは、ロータ内の相補的ダブテールスロット内に滑動する根元又はベースを含むことができる。根元とダブテールスロットとの間の相補的表面は、各ブレードが半径方向に移動するのを阻止し、スロットを囲むロータ上の区域は「かしめ」られ、すなわち、根元がスロット内で軸方向に移動しないように塑性変形させることができる。このようにして、各回転ブレードはロータから取り外すことができ、ロータが再びかしめられてブレードを所定位置に保持する前に、同じ又は交換ブレードをダブテールスロット内に再度挿入することができる。
【０００４】
ブレードをかしめるのに好適な表面区域は限定されており、従って、ブレードの取り外し及び再かしめは限定された回数だけ許容されることになる。その結果、ブレードを複数回取り外し及び再かしめることを可能にするようにロータを修正するための種々のシステム及び方法が開発されてきた。例えば、本出願と同じ譲受人に譲受された米国特許公開２００９／００７７７９５は、ドリルを用いてスロットの底に凹部を作成するシステム及び方法を記載している。インサートを凹部の所定位置に載置してかしめ、ブレードを軸方向で所定位置に保持することができる。再度ブレードをロータから取り外す必要がある場合、新規のインサートを用いてブレードを軸方向で所定位置にかしめることができる。
【０００５】
ロータのスロットへの修正は通常、ロータへの適切なアクセスを可能にするために、圧縮機及び関連する機器をかなり分解する必要がある。例えば、回転ブレードを囲むケーシングは、完全に取り外されることが多く、修正を実施する機器及び作業要員を支えるためにロータの周囲に足場が建てられる。加えて、ガスタービン自体は、ロータへの十分なアクセスを提供するために取り外すか又は他の方法で開放しなければならない壁及び／又は屋根を有する建造物の状態とすることができる。この分解及び足場形成は実施するのが高価であり、ロータ修正に必要な時間が長くなり、修正に伴う運転停止期間が延びることになる。従って、圧縮機の分解及び足場形成の量を軽減した、ロータのスロットを修正するための改善されたシステム及び方法が有用なものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開２００９／００７７７９５明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の態様及び利点は、以下の説明において部分的に記載され、又は、本説明から明らかになることができ、或いは、本発明を実施することによって理解することができる。
【０００８】
本発明の１つの実施形態は、ロータ内のスロットを修正するシステムである。本システムは、ドリルと、ドリルに接続され且つスロットの内側表面と係合するよう構成されたクランプと、ロータに隣接した固定プラットフォームからドリルを支持する手段と、を含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、ロータ内のスロットを修正するシステムである。本システムは、ドリルと、該ドリルに接続された第１の端部及びロータに隣接した固定プラットフォームに接続された第２の端部を有するカップリングと、を含む。
【００１０】
本発明はまた、ロータ内のスロットを修正する方法を含む。本方法は、ロータに隣接した固定プラットフォームにカップリングを接続する段階と、カップリングにドリルを接続する段階と、ドリルをスロットに近接して配置する段階と、を含む。本方法は更に、スロットにクランプを挿入する段階と、クランプをスロットの内側表面と係合する段階と、スロット内にキャビティを作製するようドリルを作動させる段階と、を含む。
【００１１】
当業者であれば、本明細書を精査するとこのような実施形態の特徴及び態様、並びにその他がより理解されるであろう。
【００１２】
添付図の参照を含む本明細書の残りの部分において、当業者にとって最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な圧縮機の断面図。
【図２】図１に示す圧縮機における回転ブレードの第１段の拡大斜視図。
【図３】本発明の実施形態により修正された後の図２に示す回転ブレードの第１段の拡大斜視図。
【図４】本発明の１つの実施形態によるロータを修正するためのシステムの軸方向の図。
【図５】本発明の１つの実施形態による、図４に示すドリルの斜視図。
【図６】図５に示すドリルの上面図。
【図７】図５に示すドリルの正面図。
【図８】図５に示すドリルの一部の側面図。
【図９】図１に示す例示的な圧縮機のロータを修正するのに使用される、図５に示すドリルの軸方向の図。
【図１０】ロータ上に装着された図５に示すドリルの斜視図。
【図１１】ロータを修正する図５に示すドリルの斜視図。
【図１２】本発明の１つの実施形態による、図４に示す組立体の斜視図。
【図１３】ロータ上に設置され且つロータ上に装着されたドリルを支持する組立体の上面図。
【図１４】格納位置にある組立体の上面図。
【図１５】格納位置にある組立体の軸方向の図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、その１つ又はそれ以上の実施例が添付図面に例示されている本発明の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様の又は類似した要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似した表示を使用している。各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本発明において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。
【００１５】
本発明の種々の実施形態は、ロータを修正するための改善されたシステム及び方法を提供する。本システムは一般に、取り外されたブレードによってこれまで占有されていた半径方向スペースのロータ上にドリルを配置又は位置付ける組立体を含み、ケーシング又はロータを囲むあらゆる壁もしくは他の構造体を完全に取り外すことを必要とせずに修正を実施できるようにする。詳細な実施形態において、組立体は、ロータに隣接する固定プラットフォームからドリルを支持する手段、及び／又はドリルに接続された第１の端部と固定プラットフォームに接続された第２の端部とを有するカップリングを含むことができる。代替として、又はこれに加えて、組立体は、１つ又はそれ以上の滑動及び／又は枢動接続を含み、これにより組立体がドリルを複数の平面で操作できるようにし、限られたスペース内で修正を精密且つ繰り返し可能に実施できるようになる。本発明の種々の実施形態は、圧縮機内に含まれるロータに関連して説明するが、本発明の教示は圧縮機ロータに限定されず、他の形態の回転機器におけるロータにも等しく適用できることは、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１６】
図１は、本発明の種々の実施形態を例証するための例示的な圧縮機１０の断面図を示す。圧縮機１０は一般に、当該技術分野で知られているように、ステータベーン１２と回転ブレード１４の交合する段を含む。ステータベーン１２の第１の段は、通常、入口ガイドベーンと呼ばれ、圧縮機１０を通る空気流の量又は容積を変えるために調整可能にすることができる。ステータベーン１２及び回転ブレード１４の各段は、一般に、複数の円周方向に配列された翼形部を備え、ステータベーン１２が圧縮機１０を囲むケーシング１６に取り付けられ、回転ブレード１４は、圧縮機１０の軸方向中心線とほぼ整列されたロータ１８に取り付けられている。このようにして、ステータベーン１２は、圧縮機１０に流入する空気流を回転ブレード１４の後続の段に配向し、作動流体（空気）に運動エネルギーを漸次的に与えて高エネルギー状態にする。
【００１７】
図２は、圧縮機１０における回転ブレード１４の第１の段の一部の拡大斜視図を示す。図示のように、回転ブレード１４は、ロータ１８のリム２０から半径方向に延びる。各ブレード１４は、一般に、リム２０内のスロット２４に滑動する根元２２を含み、根元２２とスロット２４との間の相補的表面は、各ブレード１４が半径方向に移動するのを阻止する。加えて、ロータ１８のリム２０は、「かしめ」又は塑性変形されて、図２に示す特徴的なかしめマーク２６をもたらし、根元２２がスロット２４内で軸方向に移動するのを阻止することができる。
【００１８】
図３は、本発明の実施形態により修正した後の図２に示す回転ブレード１４の第１の段の拡大斜視図を示す。図示のように、リム２０の一部が機械加工されてスロット２４内にキャビティ２８が形成されている。インサート３０又はビスケットがキャビティ２８内に置かれてかしめられ、根元２２をスロット２４内で軸方向に拘束する。このようにして、各回転ブレード１４は、ロータ１８から繰り返し取り外すことができ、新規のインサート３０をキャビティ２８内に載置し、再設置されると回転ブレード１４を所定位置にかしめることができる。
【００１９】
図４は、本発明の１つの実施形態によるロータ１８を修正するためのシステム４０の軸方向の図を示す。システム４０は、一般に、取り外されたブレード１４によってこれまで占有されていた半径方向スペースのロータ１８上にドリルを配置又は位置付ける組立体４１を含み、ケーシング１６又はロータ１８を囲むあらゆる壁もしくは他の構造体を完全に取り外すことを必要とせずに修正を実施できるようにする。
【００２０】
図５〜８は、本発明の１つの実施形態による図４に示すドリル４２のそれぞれ斜視図、上面図、及び側面図である。図示のように、ドリル４２は、垂直軸４６に沿ってベース４４に滑動可能に接続することができる。ドリル４２は、当該技術分野で知られるように、ドリルビット５４を保持するよう構成されたドリルチャック５２にギアボックス５０により接続される、例えば、空気圧式、液圧式、又は電気式のモータ４８を備えることができる。モータ４８に接続されるケーブル５６は、空気圧、液圧、又は電気的動力を供給してモータ４８を作動させることができ、コントローラ５８は、オペレータが要求に応じてモータ４８を遠隔で作動可能にすることができる。１つ又はそれ以上のギアは、ドリル４２とベース４４との間にギア接続部６０を設け、垂直軸４６と整列した又は平行なレール６２に沿ってドリル４２を滑動させるための機械的倍率を提供することができる。ギアの数及び向き、並びにギア接続部６０により達成される特定のギア比は、過度な実験をする必要もなく当業者によって容易に決定することができ、請求項に具体的に記載されない限り本発明を限定するものではない。例えば、図５及び６に示すように、ハンドル６４をギア接続部６０に動作可能に接続され、ハンドル６４の回転によって、ギア接続部６０がドリル４２をレール６２に沿って前進又は後退させ、従って、ドリル４２をベース４４に対して垂直方向で再位置付けするようになる。所望の位置に位置決めされると、モータ４８の作動によりドリルビット５４が駆動されて、ロータ１８内にキャビティ２８を機械加工又は穴開けし、また、ハンドル６４が更に回転して、キャビティ２８内でドリルビット５４を前進又は後退させることができる。
【００２１】
図３で分かるように、スロット２４内のキャビティ２８の位置及び深さは、インサート３０がロータ１８の前表面を過度に越えて延びることなくキャビティ２８内に収まることができるように特に選択される。その結果、システム４０は更に、ドリル４２及び／又はベース４４をスロット２４に対して精密に位置決めし、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を精密に測定し、及び／又は垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動を制限する１つ又はそれ以上の構成要素又は装置を含むことができる。例えば、図５、７及び８に最も明確に示されるように、システム４０は、スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させる手段を含むことができる。スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させる手段は、例えば、ドリル４２及び／又はベース４４から半径方向に延びる１つ又はそれ以上の突出部又は整列タブ６６を備えることができる。このようにして、１つ又はそれ以上の突出部は、ロータ１８の前面と接触して、スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させることができる。スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させる機能を実施するのに好適な他の構造体は、１つ又はそれ以上の戻り止め、測定ストリップ、直線状縁部、ピン、又はドリル４２及び／又はベース４４に取り付けられた同様の装置を含むことができる。
【００２２】
代替として、又はこれに加えて、システム４０は、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を測定する手段を含むことができる。垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を測定する手段は、垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動を測定するあらゆるセンサを含むことができる。例えば、図５〜７に示すように、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を測定する手段は、ドリル４２に接続されたマイクロメータ６８を含むことができ、ドリル４２が垂直軸４６に沿って滑動するとマイクロメータ６８がドリル４２と共に半径方向に移動するようになる。マイクロメータ６８は、基準プレート７２と接触するよう構成された格納可能プランジャー７０を含むことができ、ドリル４２が垂直軸４６に沿って移動すると、マイクロメータ６８が格納可能プランジャー７０の移動を測定することができるようになる。代替の実施形態において、マイクロメータ６８又は他のセンサをベース４４に、又はドリル４２に対して固定された他の構成要素に接続し、垂直軸４６に沿った半径方向の移動を測定することができる。
【００２３】
更に別の実施形態において、システム４０は、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を制限する手段を含むことができる。例えば、図５及び７において最も明確に示されるように、ドリル４２とベース４４との間の機械的停止部７４は、ベース４４に対するドリル４２の垂直方向の移動を物理的に制限する。機械的停止部７４は、例えば、ベース４４とネジ係合するスタッド７６を備えることができ、ベース４４に対するスタッド７６の高さを調整できるようになる。機械的停止部７４は更に、ボルト、ナット、又はリングなど、スタッド７６を係合して該スタッド７６が意図せずに移動するのを阻止するよう構成されたロック７８を含むことができる。垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を制限する追加の好適な構造体は、例えば、垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動を制限する戻り止め、ノッチ、又はギア接続部６０及び／又はレール６２上に位置する他の機械的装置を含むことができる。
【００２４】
図７及び８において最も明確に示されるように、システム４０は更に、スロット２４の上方又は半径方向外向きにドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６を整列する手段を含むことができる。図７及び８に示す特定の実施形態において、スロット２４の上方にドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６を整列する手段は、ドリル４２及び／又はベース４４に接続され且つスロット２４内部に収まるクランプ８０を備える。クランプ８０の外周８２は、スロット２４の内側表面にほぼ共形にすることができ、クランプ８０がスロット２４内に軸方向に滑動したときに、クランプ８０の少なくとも一部がスロット２４の内側表面と係合し、ドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６をスロット２４の上方に保持するようにする。クランプ８０は更に、例えば、止めネジ８６とネジ係合した１つ又はそれ以上の突出部８４を含むことができる。止めネジ８６の回転により、１つ又はそれ以上の突出部８４をクランプ８０の内側で傾斜面８８に押し付け、突出部８４をクランプ８０の外周８２を超えて延ばしてクランプ８０をスロット２４に更に固着させ、従って、ドリル４２が作動している間、システム４０が意図せずに移動するのを阻止することができる。スロット２４の上方にドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６を整列するのに好適な追加の構造体は、例えば、ドリル４２又はベース４４の少なくとも１つに接続された万力、スパナ、ジャッキ、又は他の等価的機械装置を含むことができ、これらはシステム４０をスロット２４に固定接続することができる。
【００２５】
図９〜１１は、図５〜８に示したドリル４２を用いた図１に示す例示的な圧縮機１０のロータ１８の修正を示している。図９に示すように、ケーシング１６は、ボルトが外されており、固定ジャック９０がケーシング１６のセクション間に設置されて、ケーシング１６内に約１８〜２４インチの開口を作製する。この開口は、ケーシング１６又は隣接構造体を完全に取り外すことを必要とせずに、開口を通ってドリル４２を挿入できる程十分に大きい。第１段における回転ブレード１４が取り外され、修正されるスロット２４の上方又は近接して位置付けられる。クランプ８０は、修正されるスロット２４と整列され、ドリル４２が軸方向後方に滑動し、整列タブ６６がロータ１８の前面に当接するまで、クランプ８０がスロット２４内部で後方に滑動するようになる。整列タブ６６がロータ１８の前面に当接すると、ドリル４２がスロット２４と軸方向で整列されてキャビティ２８を所望の位置に機械加工し、クランプ８０の外側表面８２がスロット２４の内側表面と係合し、ドリル４２を所定位置に保持するようにする。止めネジ８６が存在する場合、該止めネジが回転してスロット２４内部でクランプ８０を更に更に締結する。例えば、図８に関して上記で検討したように、止めネジ８６の回転により、突出部８４をクランプ８０の内側で傾斜面８８に押し付けて突出部８４をクランプ８０の外周を超えて延ばし、クランプ８０をスロット２４に更に固着させることができる。
【００２６】
図１０に示すように、ハンドル６４を回転させ、ドリルビット５４がキャビティ２８の所望の位置でスロット２４の内部表面に接するまでドリル４２を垂直軸４６に沿って半径方向内向きに移動させている。インサート３０と同じ厚みを有する精密ブロック９２は、機械的停止部７４の上に載置することができ、該精密ブロック９２がドリル４２に当接するまでスタッド７６を回転させることができる。次いで、精密ブロック９２を機械的停止部７４から取り外すことができ、スタッド７６にロック７８を作用させて、ドリル４２とスタッド７６の上部との間の結果として得られる距離が、スロット２４内に機械加工されるキャビティ２８の所望の深さと等しくなるようにすることができる。ドリルビット５４がスロット２４の内側表面と接触すると、マイクロメータ６８をゼロに合わせ、垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動の正確な測定を可能にすることができる。
【００２７】
図１１において、ドリル４２が作動されており、ハンドル６４が回転されてドリル４２を垂直軸４６に沿って半径方向内向きに前進させている。その結果、ドリルビット５４は、スロット２４の底部内にキャビティ２８を機械加工する。マイクロメータ６８は、スロット２４におけるドリルビット５４の深さの連続的表示を提供し、機械的停止部７４は、キャビティ２８の所望の深さを上回ることがないようにする。マイクロメータ６８により示されるか又は機械的停止部７４と接触してキャビティ２８の所望の深さに達すると、ハンドル６４を反対方向に回転させて、ドリル４２を垂直軸４６に沿って半径方向外向きに引き戻すことができる。止めネジ８６が存在する場合には、該止めネジを回転させてスロット２４内でクランプ８０を緩めることができる。次いで、クランプ８０がスロット２４から離れるまでドリル４２を軸方向前方に滑動させることができ、表面仕上げ用たがねを機械加工されることになる次のスロット２４に近接させて又はその上に配置することができる。
【００２８】
図１２は、図４に示す組立体４１の斜視図を示す。図示のように、組立体４１は一般に、ロータ１８に隣接する固定プラットフォームからドリル４２を支持する手段を備える。固定プラットフォームは、あらゆる運搬可能な又は恒久的に装着されたスタンド、固定具、壁、又はロータ１８に隣接する他の固定物体とすることができる。例えば、図４及び１３〜１５に示すように、圧縮機１０を囲むケーシング１６は、固定プラットフォームとしての役割を果たすことができる。ドリル４２を支持する手段のための構造体は、アーム、レバー、バー、又は固定プラットフォームに取り付けてドリル４２の重みを支持するために好適な他の構成を備えることができる。図４及び１３〜１５に示す特定の実施形態において、ドリル４２を支持する手段は、プレート又は装着ブラケットのような、ロータ１８に隣接するケーシング１６に接続されたカップリング１００を備える。カップリング１００は、ケーシング１６から修正されるスロット２４に近接した位置まで延びる単体構造体又は複数の構造体とすることができる。例えば、カップリング１００は、ドリル４２に接続された第１の端部１０２と、ケーシング１６又は固定プラットフォームに接続された第２の端部とを含むことができる。カップリング１００は、ケーシング１６又は固定プラットフォームに固定接続することができ、或いは、図１２に示すように、１つ又はそれ以上のスクリュー１０６、ボルト、又は当業者には知られている他の取付装置を用いて、カップリング１００をケーシング１６又は固定プラットフォームに解除可能に接続することができる。
【００２９】
図１２〜１５に示すように、組立体４１は、ドリル４２とカップリング１００との間に１つ又はそれ以上の枢動接続部１０８、又はドリル４２を支持する手段を含むことができる。例えば、枢動接続部１０８は、カップリング１００とドリル４２との間に回転継手１１２０又は軸受を備え、これによりカップリング１００の少なくとも一部がケーシング１６に対して回転できるようになる。代替として、又はこれに加えて、組立体４１は、ドリル４２とカップリング１００との間に１つ又はそれ以上の滑動接続部１１２、又はドリル４２を支持する手段を含むことができる。滑動接続部１１２は、例えば、プレート１１６に接続された複数のローラ１１４を備え、これによりアーム１１８がロータ１８に向かって又はロータ１８から離れて交互に滑動できるようになる。このようにして、枢動接続部１０８及び／又は滑動接続１１２は、ドリル４２とカップリング１００との間の連接接続又はドリル４２を支持する手段を提供することができる。詳細な実施形態において、組立体４１は更に、カップリング１００の少なくとも一部をロータ１８から離れて付勢する付勢部材１２０を含むことができる。例えば、図１３及び１４において最も明確に示されるように、付勢部材１２０は、カップリング１００及び／又は枢動接続部１０８に接続されたバネを備え、カップリング１００の少なくとも一部をロータ１８から離れて付勢することができる。代替として、又はこれに加えて、付勢部材１２０は、滑動接続部１１２に接続されたバネを備え、滑動接続部１１２の少なくとも一部をロータ１８から離れて付勢することができる。このようにして、カップリング１００、枢動接続部１０８、及び／又は滑動接続部１１２は、ケーシング１６内部でロータ１８に延びることができ、非使用時には、付勢部材１２０は、カップリング１００、枢動接続部１０８、及び／又は滑動接続部１１２の少なくとも一部をロータ１８から離れて且つ作業スペースの外に移動させることができる。
【００３０】
図１２〜１５に示すように、組立体４１は更に、ドリル４２に解除可能に接続する手段を含むことができる。ドリル４２に解除可能に接続する手段は、ある物を別の物に解除可能に接続するのに好適な当業者には知られたあらゆる構造体とすることができる。例えば、ドリル４２に解除可能に接続する手段は、万力グリップ、ネジ接続部、弾性ひも、バネ、又は磁気カップリングを含むことができる。図１２〜１５に示す特定の実施形態に示すように、ドリル４２に解除可能に接続する手段は、ドリル４２を交互に把持又は解除するために開閉することができる格納可能顎部１２２を備えることができる。特定の実施形態において、ドリル４２に解除可能に接続する手段は更に、ドリル４２を把持又は解除するのを助けるため顎部１２２を開閉状態に付勢する付勢部材１２４を含むことができる。図１２において最も明確に示されるように、例えば、付勢部材１２４は、顎部１２２を開放又は閉鎖状態に付勢するため顎部１２２を接続するバネを備えることができる。
【００３１】
図１３〜１５は、システム４０を用いてロータ１８内のスロット２４を修正するときの延長位置と格納位置にある図１２に示す組立体４１の種々の軸方向の図と上面図とを示す。具体的には、図１３は、ケーシング１６に接続されたカップリング１００と、ケーシング１６内の開口を通って修正されるスロット２４に延びる滑動接続部１１２のアーム１１８とを示している。ドリル４２が適切に位置決めされると、ドリル４２に接続されたクランプ８０は、スロット２４内に挿入されて、クランプ８０がスロット２４の内側表面と係合するようにすることができる。格納可能顎部１２２は、図１４及び／又は１５に示すように、組立体４１をロータ１８から離れて格納できるようにドリル４２を解除することができ、ドリル４２は、図９〜１２に関して上記で説明したように、スロット２４内にキャビティ２８を作製するよう動作することができる。スロット２４に対する修正が完了すると、組立体４１は、再度ドリル４２に向かって延びることができ、顎部１２２は、再度ドリル４２に接続することができる。クランプ８０は、完了したスロット２４から取り外すことができ、ロータ１８が次の位置に位置決めされたときに組立体４１は部分的に又は完全に後退することができ、プロセスは修正を必要とする各スロット２４について繰り返される。
【００３２】
図４〜１５に関して説明され例証されたシステム４０は、ロータを修正するのに使用される既存の技術よりも優れた１つ又はそれ以上の利点を提供する。例えば、本発明の範囲内で企図されるシステム４０は、既存の技術のものよりも遙かに小型で軽量である。具体的には、ドリル４２及びクランプ８０は、同じスロット２４と共に配置され又は整列されるよう設計され、システム４０が単一の回転ブレード１４の取り外しによって生じる幅内に収まることができるようにする。加えて、ドリル４２を配置又は位置付けるための組立体４１は、ドリル４２をロータ１８の周囲の厳しい範囲内で容易に操作できるようにする。その結果、システム４０は、ケーシング１６及び／又は隣接構造体の完全な取り外し、足場の設置、又はスロット２４間でドリル４２を移動させるための外部クレーンの使用が必要ではなく、これらの全ては、修正のためのロータ１８の準備、及び修正完了時の供用するためのロータ１８の回復を実質的に節減する結果となる。
【００３３】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 圧縮機
１２ ステータベーン
１４ 回転ブレード
１６ ケーシング
１８ ロータ
２０ ロータリム
２２ 根元
２４ スロット
２６ かしめマーク
２８ キャビティ
３０ インサート
４０ システム
４１ 組立体
４２ ドリル
４４ ベース
４６ 垂直軸
４８ モータ
５０ ギアボックス
５２ チャック
５４ ビット
５６ ケーブル
５８ コントローラ
６０ ギア接続部
６２ レール
６４ ハンドル
６６ 整列タブ
６８ マイクロメータ
７０ プランジャー
７２ 基準プレート
７４ 機械的停止部
７６ スタッド
７８ ロック
８０ クランプ
８２ クランプの外周
８４ 突出部
８６ 止めネジ
８８ 傾斜面
９０ ジャック
９２ 精密ブロック
１００ カップリング
１０２ 第１の端部
１０４ 第２の端部
１０６ スクリュー
１０８ 枢動接続部
１１０ 回転継手
１１２ 滑動接続部
１１４ ローラ
１１６ プレート
１１８ アーム
１２０ 付勢部材
１２２ 顎部
１２４ 付勢部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的にロータを修正するためのシステム及び方法に関する。特に、本発明の実施形態は、ロータのスロット内にキャビティを作製するシステム及び方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
種々の形態の商業用機器は、回転構成要素を含む。例えば、典型的なガスタービンは、前方において軸方向圧縮機と、中間付近に１つ又はそれ以上の燃焼器と、後方においてタービンとを含む。圧縮機は一般に、円周方向に装着されたステータベーンと回転ブレードの交互する段を囲んで密閉するケーシングとを含む。ステータベーンは通常、ケーシングに取り付けられ、回転ブレードは通常、圧縮機内部のロータに取り付けられる。周囲空気が圧縮機に流入すると、ステータベーンの各段は、空気流をその後続の回転ブレードの段に配向し、作動流体（空気）に運動エネルギーを漸次的に与えて高エネルギー状態にする。作動流体は、圧縮機から流出して燃焼に流れ、ここで燃料と混合して点火され、高温高圧の燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは燃焼器から流出してタービンに流れ、ここで膨張して仕事を産出する。例えば、燃焼ガスがタービンにおいて膨張することにより、発電機に接続されたシャフトを回転させ、電気を生成することができる。
【０００３】
圧縮機の回転ブレードは通常、保守、検査、及び／又は交換のため回転ブレードを定期的に取り外すことができるようにしてロータに接続される。例えば、回転ブレードは、ロータ内の相補的ダブテールスロット内に滑動する根元又はベースを含むことができる。根元とダブテールスロットとの間の相補的表面は、各ブレードが半径方向に移動するのを阻止し、スロットを囲むロータ上の区域は「かしめ」られ、すなわち、根元がスロット内で軸方向に移動しないように塑性変形させることができる。このようにして、各回転ブレードはロータから取り外すことができ、ロータが再びかしめられてブレードを所定位置に保持する前に、同じ又は交換ブレードをダブテールスロット内に再度挿入することができる。
【０００４】
ブレードをかしめるのに好適な表面区域は限定されており、従って、ブレードの取り外し及び再かしめは限定された回数だけ許容されることになる。その結果、ブレードを複数回取り外し及び再かしめることを可能にするようにロータを修正するための種々のシステム及び方法が開発されてきた。例えば、本出願と同じ譲受人に譲受された米国特許公開２００９／００７７７９５は、ドリルを用いてスロットの底に凹部を作成するシステム及び方法を記載している。インサートを凹部の所定位置に載置してかしめ、ブレードを軸方向で所定位置に保持することができる。再度ブレードをロータから取り外す必要がある場合、新規のインサートを用いてブレードを軸方向で所定位置にかしめることができる。
【０００５】
ロータのスロットへの修正は通常、ロータへの適切なアクセスを可能にするために、圧縮機及び関連する機器をかなり分解する必要がある。例えば、回転ブレードを囲むケーシングは、完全に取り外されることが多く、修正を実施する機器及び作業要員を支えるためにロータの周囲に足場が建てられる。加えて、ガスタービン自体は、ロータへの十分なアクセスを提供するために取り外すか又は他の方法で開放しなければならない壁及び／又は屋根を有する建造物の状態とすることができる。この分解及び足場形成は実施するのが高価であり、ロータ修正に必要な時間が長くなり、修正に伴う運転停止期間が延びることになる。従って、圧縮機の分解及び足場形成の量を軽減した、ロータのスロットを修正するための改善されたシステム及び方法が有用なものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開２００９／００７７７９５明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の態様及び利点は、以下の説明において部分的に記載され、又は、本説明から明らかになることができ、或いは、本発明を実施することによって理解することができる。
【０００８】
本発明の１つの実施形態は、ロータ内のスロットを修正するシステムである。本システムは、ドリルと、ドリルに接続され且つスロットの内側表面と係合するよう構成されたクランプと、ロータに隣接した固定プラットフォームからドリルを支持する手段と、を含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、ロータ内のスロットを修正するシステムである。本システムは、ドリルと、該ドリルに接続された第１の端部及びロータに隣接した固定プラットフォームに接続された第２の端部を有するカップリングと、を含む。
【００１０】
本発明はまた、ロータ内のスロットを修正する方法を含む。本方法は、ロータに隣接した固定プラットフォームにカップリングを接続する段階と、カップリングにドリルを接続する段階と、ドリルをスロットに近接して配置する段階と、を含む。本方法は更に、スロットにクランプを挿入する段階と、クランプをスロットの内側表面と係合する段階と、スロット内にキャビティを作製するようドリルを作動させる段階と、を含む。
【００１１】
当業者であれば、本明細書を精査するとこのような実施形態の特徴及び態様、並びにその他がより理解されるであろう。
【００１２】
添付図の参照を含む本明細書の残りの部分において、当業者にとって最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な圧縮機の断面図。
【図２】図１に示す圧縮機における回転ブレードの第１段の拡大斜視図。
【図３】本発明の実施形態により修正された後の図２に示す回転ブレードの第１段の拡大斜視図。
【図４】本発明の１つの実施形態によるロータを修正するためのシステムの軸方向の図。
【図５】本発明の１つの実施形態による、図４に示すドリルの斜視図。
【図６】図５に示すドリルの上面図。
【図７】図５に示すドリルの正面図。
【図８】図５に示すドリルの一部の側面図。
【図９】図１に示す例示的な圧縮機のロータを修正するのに使用される、図５に示すドリルの軸方向の図。
【図１０】ロータ上に装着された図５に示すドリルの斜視図。
【図１１】ロータを修正する図５に示すドリルの斜視図。
【図１２】本発明の１つの実施形態による、図４に示す組立体の斜視図。
【図１３】ロータ上に設置され且つロータ上に装着されたドリルを支持する組立体の上面図。
【図１４】格納位置にある組立体の上面図。
【図１５】格納位置にある組立体の軸方向の図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、その１つ又はそれ以上の実施例が添付図面に例示されている本発明の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様の又は類似した要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似した表示を使用している。各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本発明において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。
【００１５】
本発明の種々の実施形態は、ロータを修正するための改善されたシステム及び方法を提供する。本システムは一般に、取り外されたブレードによってこれまで占有されていた半径方向スペースのロータ上にドリルを配置又は位置付ける組立体を含み、ケーシング又はロータを囲むあらゆる壁もしくは他の構造体を完全に取り外すことを必要とせずに修正を実施できるようにする。詳細な実施形態において、組立体は、ロータに隣接する固定プラットフォームからドリルを支持する手段、及び／又はドリルに接続された第１の端部と固定プラットフォームに接続された第２の端部とを有するカップリングを含むことができる。代替として、又はこれに加えて、組立体は、１つ又はそれ以上の滑動及び／又は枢動接続を含み、これにより組立体がドリルを複数の平面で操作できるようにし、限られたスペース内で修正を精密且つ繰り返し可能に実施できるようになる。本発明の種々の実施形態は、圧縮機内に含まれるロータに関連して説明するが、本発明の教示は圧縮機ロータに限定されず、他の形態の回転機器におけるロータにも等しく適用できることは、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１６】
図１は、本発明の種々の実施形態を例証するための例示的な圧縮機１０の断面図を示す。圧縮機１０は一般に、当該技術分野で知られているように、ステータベーン１２と回転ブレード１４の交合する段を含む。ステータベーン１２の第１の段は、通常、入口ガイドベーンと呼ばれ、圧縮機１０を通る空気流の量又は容積を変えるために調整可能にすることができる。ステータベーン１２及び回転ブレード１４の各段は、一般に、複数の円周方向に配列された翼形部を備え、ステータベーン１２が圧縮機１０を囲むケーシング１６に取り付けられ、回転ブレード１４は、圧縮機１０の軸方向中心線とほぼ整列されたロータ１８に取り付けられている。このようにして、ステータベーン１２は、圧縮機１０に流入する空気流を回転ブレード１４の後続の段に配向し、作動流体（空気）に運動エネルギーを漸次的に与えて高エネルギー状態にする。
【００１７】
図２は、圧縮機１０における回転ブレード１４の第１の段の一部の拡大斜視図を示す。図示のように、回転ブレード１４は、ロータ１８のリム２０から半径方向に延びる。各ブレード１４は、一般に、リム２０内のスロット２４に滑動する根元２２を含み、根元２２とスロット２４との間の相補的表面は、各ブレード１４が半径方向に移動するのを阻止する。加えて、ロータ１８のリム２０は、「かしめ」又は塑性変形されて、図２に示す特徴的なかしめマーク２６をもたらし、根元２２がスロット２４内で軸方向に移動するのを阻止することができる。
【００１８】
図３は、本発明の実施形態により修正した後の図２に示す回転ブレード１４の第１の段の拡大斜視図を示す。図示のように、リム２０の一部が機械加工されてスロット２４内にキャビティ２８が形成されている。インサート３０又はビスケットがキャビティ２８内に置かれてかしめられ、根元２２をスロット２４内で軸方向に拘束する。このようにして、各回転ブレード１４は、ロータ１８から繰り返し取り外すことができ、新規のインサート３０をキャビティ２８内に載置し、再設置されると回転ブレード１４を所定位置にかしめることができる。
【００１９】
図４は、本発明の１つの実施形態によるロータ１８を修正するためのシステム４０の軸方向の図を示す。システム４０は、一般に、取り外されたブレード１４によってこれまで占有されていた半径方向スペースのロータ１８上にドリルを配置又は位置付ける組立体４１を含み、ケーシング１６又はロータ１８を囲むあらゆる壁もしくは他の構造体を完全に取り外すことを必要とせずに修正を実施できるようにする。
【００２０】
図５〜８は、本発明の１つの実施形態による図４に示すドリル４２のそれぞれ斜視図、上面図、及び側面図である。図示のように、ドリル４２は、垂直軸４６に沿ってベース４４に滑動可能に接続することができる。ドリル４２は、当該技術分野で知られるように、ドリルビット５４を保持するよう構成されたドリルチャック５２にギアボックス５０により接続される、例えば、空気圧式、液圧式、又は電気式のモータ４８を備えることができる。モータ４８に接続されるケーブル５６は、空気圧、液圧、又は電気的動力を供給してモータ４８を作動させることができ、コントローラ５８は、オペレータが要求に応じてモータ４８を遠隔で作動可能にすることができる。１つ又はそれ以上のギアは、ドリル４２とベース４４との間にギア接続部６０を設け、垂直軸４６と整列した又は平行なレール６２に沿ってドリル４２を滑動させるための機械的倍率を提供することができる。ギアの数及び向き、並びにギア接続部６０により達成される特定のギア比は、過度な実験をする必要もなく当業者によって容易に決定することができ、請求項に具体的に記載されない限り本発明を限定するものではない。例えば、図５及び６に示すように、ハンドル６４をギア接続部６０に動作可能に接続され、ハンドル６４の回転によって、ギア接続部６０がドリル４２をレール６２に沿って前進又は後退させ、従って、ドリル４２をベース４４に対して垂直方向で再位置付けするようになる。所望の位置に位置決めされると、モータ４８の作動によりドリルビット５４が駆動されて、ロータ１８内にキャビティ２８を機械加工又は穴開けし、また、ハンドル６４が更に回転して、キャビティ２８内でドリルビット５４を前進又は後退させることができる。
【００２１】
図３で分かるように、スロット２４内のキャビティ２８の位置及び深さは、インサート３０がロータ１８の前表面を過度に越えて延びることなくキャビティ２８内に収まることができるように特に選択される。その結果、システム４０は更に、ドリル４２及び／又はベース４４をスロット２４に対して精密に位置決めし、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を精密に測定し、及び／又は垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動を制限する１つ又はそれ以上の構成要素又は装置を含むことができる。例えば、図５、７及び８に最も明確に示されるように、システム４０は、スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させる手段を含むことができる。スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させる手段は、例えば、ドリル４２及び／又はベース４４から半径方向に延びる１つ又はそれ以上の突出部又は整列タブ６６を備えることができる。このようにして、１つ又はそれ以上の突出部は、ロータ１８の前面と接触して、スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させることができる。スロット２４に対してドリル４２及び／又はベース４４を軸方向に整列させる機能を実施するのに好適な他の構造体は、１つ又はそれ以上の戻り止め、測定ストリップ、直線状縁部、ピン、又はドリル４２及び／又はベース４４に取り付けられた同様の装置を含むことができる。
【００２２】
代替として、又はこれに加えて、システム４０は、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を測定する手段を含むことができる。垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を測定する手段は、垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動を測定するあらゆるセンサを含むことができる。例えば、図５〜７に示すように、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を測定する手段は、ドリル４２に接続されたマイクロメータ６８を含むことができ、ドリル４２が垂直軸４６に沿って滑動するとマイクロメータ６８がドリル４２と共に半径方向に移動するようになる。マイクロメータ６８は、基準プレート７２と接触するよう構成された格納可能プランジャー７０を含むことができ、ドリル４２が垂直軸４６に沿って移動すると、マイクロメータ６８が格納可能プランジャー７０の移動を測定することができるようになる。代替の実施形態において、マイクロメータ６８又は他のセンサをベース４４に、又はドリル４２に対して固定された他の構成要素に接続し、垂直軸４６に沿った半径方向の移動を測定することができる。
【００２３】
更に別の実施形態において、システム４０は、垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を制限する手段を含むことができる。例えば、図５及び７において最も明確に示されるように、ドリル４２とベース４４との間の機械的停止部７４は、ベース４４に対するドリル４２の垂直方向の移動を物理的に制限する。機械的停止部７４は、例えば、ベース４４とネジ係合するスタッド７６を備えることができ、ベース４４に対するスタッド７６の高さを調整できるようになる。機械的停止部７４は更に、ボルト、ナット、又はリングなど、スタッド７６を係合して該スタッド７６が意図せずに移動するのを阻止するよう構成されたロック７８を含むことができる。垂直軸４６に沿ったドリル４２の移動を制限する追加の好適な構造体は、例えば、垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動を制限する戻り止め、ノッチ、又はギア接続部６０及び／又はレール６２上に位置する他の機械的装置を含むことができる。
【００２４】
図７及び８において最も明確に示されるように、システム４０は更に、スロット２４の上方又は半径方向外向きにドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６を整列する手段を含むことができる。図７及び８に示す特定の実施形態において、スロット２４の上方にドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６を整列する手段は、ドリル４２及び／又はベース４４に接続され且つスロット２４内部に収まるクランプ８０を備える。クランプ８０の外周８２は、スロット２４の内側表面にほぼ共形にすることができ、クランプ８０がスロット２４内に軸方向に滑動したときに、クランプ８０の少なくとも一部がスロット２４の内側表面と係合し、ドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６をスロット２４の上方に保持するようにする。クランプ８０は更に、例えば、止めネジ８６とネジ係合した１つ又はそれ以上の突出部８４を含むことができる。止めネジ８６の回転により、１つ又はそれ以上の突出部８４をクランプ８０の内側で傾斜面８８に押し付け、突出部８４をクランプ８０の外周８２を超えて延ばしてクランプ８０をスロット２４に更に固着させ、従って、ドリル４２が作動している間、システム４０が意図せずに移動するのを阻止することができる。スロット２４の上方にドリル４２、ベース４４、及び／又は垂直軸４６を整列するのに好適な追加の構造体は、例えば、ドリル４２又はベース４４の少なくとも１つに接続された万力、スパナ、ジャッキ、又は他の等価的機械装置を含むことができ、これらはシステム４０をスロット２４に固定接続することができる。
【００２５】
図９〜１１は、図５〜８に示したドリル４２を用いた図１に示す例示的な圧縮機１０のロータ１８の修正を示している。図９に示すように、ケーシング１６は、ボルトが外されており、固定ジャック９０がケーシング１６のセクション間に設置されて、ケーシング１６内に約１８〜２４インチの開口を作製する。この開口は、ケーシング１６又は隣接構造体を完全に取り外すことを必要とせずに、開口を通ってドリル４２を挿入できる程十分に大きい。第１段における回転ブレード１４が取り外され、修正されるスロット２４の上方又は近接して位置付けられる。クランプ８０は、修正されるスロット２４と整列され、ドリル４２が軸方向後方に滑動し、整列タブ６６がロータ１８の前面に当接するまで、クランプ８０がスロット２４内部で後方に滑動するようになる。整列タブ６６がロータ１８の前面に当接すると、ドリル４２がスロット２４と軸方向で整列されてキャビティ２８を所望の位置に機械加工し、クランプ８０の外側表面８２がスロット２４の内側表面と係合し、ドリル４２を所定位置に保持するようにする。止めネジ８６が存在する場合、該止めネジが回転してスロット２４内部でクランプ８０を更に更に締結する。例えば、図８に関して上記で検討したように、止めネジ８６の回転により、突出部８４をクランプ８０の内側で傾斜面８８に押し付けて突出部８４をクランプ８０の外周を超えて延ばし、クランプ８０をスロット２４に更に固着させることができる。
【００２６】
図１０に示すように、ハンドル６４を回転させ、ドリルビット５４がキャビティ２８の所望の位置でスロット２４の内部表面に接するまでドリル４２を垂直軸４６に沿って半径方向内向きに移動させている。インサート３０と同じ厚みを有する精密ブロック９２は、機械的停止部７４の上に載置することができ、該精密ブロック９２がドリル４２に当接するまでスタッド７６を回転させることができる。次いで、精密ブロック９２を機械的停止部７４から取り外すことができ、スタッド７６にロック７８を作用させて、ドリル４２とスタッド７６の上部との間の結果として得られる距離が、スロット２４内に機械加工されるキャビティ２８の所望の深さと等しくなるようにすることができる。ドリルビット５４がスロット２４の内側表面と接触すると、マイクロメータ６８をゼロに合わせ、垂直軸４６に沿ったドリル４２の半径方向の移動の正確な測定を可能にすることができる。
【００２７】
図１１において、ドリル４２が作動されており、ハンドル６４が回転されてドリル４２を垂直軸４６に沿って半径方向内向きに前進させている。その結果、ドリルビット５４は、スロット２４の底部内にキャビティ２８を機械加工する。マイクロメータ６８は、スロット２４におけるドリルビット５４の深さの連続的表示を提供し、機械的停止部７４は、キャビティ２８の所望の深さを上回ることがないようにする。マイクロメータ６８により示されるか又は機械的停止部７４と接触してキャビティ２８の所望の深さに達すると、ハンドル６４を反対方向に回転させて、ドリル４２を垂直軸４６に沿って半径方向外向きに引き戻すことができる。止めネジ８６が存在する場合には、該止めネジを回転させてスロット２４内でクランプ８０を緩めることができる。次いで、クランプ８０がスロット２４から離れるまでドリル４２を軸方向前方に滑動させることができ、表面仕上げ用たがねを機械加工されることになる次のスロット２４に近接させて又はその上に配置することができる。
【００２８】
図１２は、図４に示す組立体４１の斜視図を示す。図示のように、組立体４１は一般に、ロータ１８に隣接する固定プラットフォームからドリル４２を支持する手段を備える。固定プラットフォームは、あらゆる運搬可能な又は恒久的に装着されたスタンド、固定具、壁、又はロータ１８に隣接する他の固定物体とすることができる。例えば、図４及び１３〜１５に示すように、圧縮機１０を囲むケーシング１６は、固定プラットフォームとしての役割を果たすことができる。ドリル４２を支持する手段のための構造体は、アーム、レバー、バー、又は固定プラットフォームに取り付けてドリル４２の重みを支持するために好適な他の構成を備えることができる。図４及び１３〜１５に示す特定の実施形態において、ドリル４２を支持する手段は、プレート又は装着ブラケットのような、ロータ１８に隣接するケーシング１６に接続されたカップリング１００を備える。カップリング１００は、ケーシング１６から修正されるスロット２４に近接した位置まで延びる単体構造体又は複数の構造体とすることができる。例えば、カップリング１００は、ドリル４２に接続された第１の端部１０２と、ケーシング１６又は固定プラットフォームに接続された第２の端部とを含むことができる。カップリング１００は、ケーシング１６又は固定プラットフォームに固定接続することができ、或いは、図１２に示すように、１つ又はそれ以上のスクリュー１０６、ボルト、又は当業者には知られている他の取付装置を用いて、カップリング１００をケーシング１６又は固定プラットフォームに解除可能に接続することができる。
【００２９】
図１２〜１５に示すように、組立体４１は、ドリル４２とカップリング１００との間に１つ又はそれ以上の枢動接続部１０８、又はドリル４２を支持する手段を含むことができる。例えば、枢動接続部１０８は、カップリング１００とドリル４２との間に回転継手１１２０又は軸受を備え、これによりカップリング１００の少なくとも一部がケーシング１６に対して回転できるようになる。代替として、又はこれに加えて、組立体４１は、ドリル４２とカップリング１００との間に１つ又はそれ以上の滑動接続部１１２、又はドリル４２を支持する手段を含むことができる。滑動接続部１１２は、例えば、プレート１１６に接続された複数のローラ１１４を備え、これによりアーム１１８がロータ１８に向かって又はロータ１８から離れて交互に滑動できるようになる。このようにして、枢動接続部１０８及び／又は滑動接続１１２は、ドリル４２とカップリング１００との間の連接接続又はドリル４２を支持する手段を提供することができる。詳細な実施形態において、組立体４１は更に、カップリング１００の少なくとも一部をロータ１８から離れて付勢する付勢部材１２０を含むことができる。例えば、図１３及び１４において最も明確に示されるように、付勢部材１２０は、カップリング１００及び／又は枢動接続部１０８に接続されたバネを備え、カップリング１００の少なくとも一部をロータ１８から離れて付勢することができる。代替として、又はこれに加えて、付勢部材１２０は、滑動接続部１１２に接続されたバネを備え、滑動接続部１１２の少なくとも一部をロータ１８から離れて付勢することができる。このようにして、カップリング１００、枢動接続部１０８、及び／又は滑動接続部１１２は、ケーシング１６内部でロータ１８に延びることができ、非使用時には、付勢部材１２０は、カップリング１００、枢動接続部１０８、及び／又は滑動接続部１１２の少なくとも一部をロータ１８から離れて且つ作業スペースの外に移動させることができる。
【００３０】
図１２〜１５に示すように、組立体４１は更に、ドリル４２に解除可能に接続する手段を含むことができる。ドリル４２に解除可能に接続する手段は、ある物を別の物に解除可能に接続するのに好適な当業者には知られたあらゆる構造体とすることができる。例えば、ドリル４２に解除可能に接続する手段は、万力グリップ、ネジ接続部、弾性ひも、バネ、又は磁気カップリングを含むことができる。図１２〜１５に示す特定の実施形態に示すように、ドリル４２に解除可能に接続する手段は、ドリル４２を交互に把持又は解除するために開閉することができる格納可能顎部１２２を備えることができる。特定の実施形態において、ドリル４２に解除可能に接続する手段は更に、ドリル４２を把持又は解除するのを助けるため顎部１２２を開閉状態に付勢する付勢部材１２４を含むことができる。図１２において最も明確に示されるように、例えば、付勢部材１２４は、顎部１２２を開放又は閉鎖状態に付勢するため顎部１２２を接続するバネを備えることができる。
【００３１】
図１３〜１５は、システム４０を用いてロータ１８内のスロット２４を修正するときの延長位置と格納位置にある図１２に示す組立体４１の種々の軸方向の図と上面図とを示す。具体的には、図１３は、ケーシング１６に接続されたカップリング１００と、ケーシング１６内の開口を通って修正されるスロット２４に延びる滑動接続部１１２のアーム１１８とを示している。ドリル４２が適切に位置決めされると、ドリル４２に接続されたクランプ８０は、スロット２４内に挿入されて、クランプ８０がスロット２４の内側表面と係合するようにすることができる。格納可能顎部１２２は、図１４及び／又は１５に示すように、組立体４１をロータ１８から離れて格納できるようにドリル４２を解除することができ、ドリル４２は、図９〜１２に関して上記で説明したように、スロット２４内にキャビティ２８を作製するよう動作することができる。スロット２４に対する修正が完了すると、組立体４１は、再度ドリル４２に向かって延びることができ、顎部１２２は、再度ドリル４２に接続することができる。クランプ８０は、完了したスロット２４から取り外すことができ、ロータ１８が次の位置に位置決めされたときに組立体４１は部分的に又は完全に後退することができ、プロセスは修正を必要とする各スロット２４について繰り返される。
【００３２】
図４〜１５に関して説明され例証されたシステム４０は、ロータを修正するのに使用される既存の技術よりも優れた１つ又はそれ以上の利点を提供する。例えば、本発明の範囲内で企図されるシステム４０は、既存の技術のものよりも遙かに小型で軽量である。具体的には、ドリル４２及びクランプ８０は、同じスロット２４と共に配置され又は整列されるよう設計され、システム４０が単一の回転ブレード１４の取り外しによって生じる幅内に収まることができるようにする。加えて、ドリル４２を配置又は位置付けるための組立体４１は、ドリル４２をロータ１８の周囲の厳しい範囲内で容易に操作できるようにする。その結果、システム４０は、ケーシング１６及び／又は隣接構造体の完全な取り外し、足場の設置、又はスロット２４間でドリル４２を移動させるための外部クレーンの使用が必要ではなく、これらの全ては、修正のためのロータ１８の準備、及び修正完了時の供用するためのロータ１８の回復を実質的に節減する結果となる。
【００３３】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 圧縮機
１２ ステータベーン
１４ 回転ブレード
１６ ケーシング
１８ ロータ
２０ ロータリム
２２ 根元
２４ スロット
２６ かしめマーク
２８ キャビティ
３０ インサート
４０ システム
４１ 組立体
４２ ドリル
４４ ベース
４６ 垂直軸
４８ モータ
５０ ギアボックス
５２ チャック
５４ ビット
５６ ケーブル
５８ コントローラ
６０ ギア接続部
６２ レール
６４ ハンドル
６６ 整列タブ
６８ マイクロメータ
７０ プランジャー
７２ 基準プレート
７４ 機械的停止部
７６ スタッド
７８ ロック
８０ クランプ
８２ クランプの外周
８４ 突出部
８６ 止めネジ
８８ 傾斜面
９０ ジャック
９２ 精密ブロック
１００ カップリング
１０２ 第１の端部
１０４ 第２の端部
１０６ スクリュー
１０８ 枢動接続部
１１０ 回転継手
１１２ 滑動接続部
１１４ ローラ
１１６ プレート
１１８ アーム
１２０ 付勢部材
１２２ 顎部
１２４ 付勢部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１８）内のスロット（２４）を修正するシステム（４０）であって、
ドリル（４２）と、
前記ドリル（４２）に接続され且つ前記スロット（２４）の内側表面と係合するよう構成されたクランプ（８０）と、
前記ロータ（１８）に隣接した固定プラットフォームから前記ドリル（４２）を支持する手段と、
を備える、システム（４０）。
【請求項２】
前記ドリル（４２）を支持する手段が、前記ロータ（１８）に隣接した固定プラットフォームに解除可能に接続されるカップリング（１００）を含む、請求項１に記載のシステム（４０）。
【請求項３】
前記ドリル（４２）と前記ドリル（４２）を支持する手段との間に滑動接続部（１１２）を更に備える、請求項１〜２の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項４】
前記ドリル（４２）と前記ドリル（４２）を支持する手段との間に枢動接続部（１０８）を更に備える、請求項１〜３の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項５】
前記ドリル（４２）に解除可能に接続する手段を更に備える、請求項１〜４の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項６】
前記ドリル（４２）に解除可能に接続する手段が、万力グリップ、ネジ接続部、弾性ひも、バネ、又は磁気カップリングのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のシステム（４０）。
【請求項７】
前記ドリル（４２）に解除可能に接続する手段に接続された付勢部材（１２０〜１２４）を更に備える、請求項５〜６の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項８】
ロータ（１８）内のスロット（２４）を修正する方法であって、
前記ロータ（１８）に隣接した固定プラットフォームにカップリング（１００）を接続する段階と、
前記カップリング（１００）にドリル（４２）を接続する段階と、
前記ドリル（４２）を前記スロット（２４）に近接して配置する段階と、
前記スロット（２４）にクランプ（８０）を挿入する段階と、
前記クランプ（８０）を前記スロット（２４）の内側表面と係合する段階と、
前記スロット（２４）内にキャビティを作製するよう前記ドリル（４２）を作動させる段階と、
を含む、方法。
【請求項９】
前記ロータ（１８）を少なくとも部分的に囲むケーシング（１６）に前記カップリング（１００）を解除可能に接続する段階を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記カップリング（１００）の少なくとも一部を前記ロータ（１８）から離れるように付勢する段階を更に含む、請求項８〜９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記ドリル（４２）を前記ロータ（１８）に向けて滑動させる段階を更に含む、請求項８〜１０の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記ドリル（４２）を前記ロータ（１８）から離れて枢動させる段階を更に含む、請求項８〜１１の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
前記ドリル（４２）を前記カップリング（１００）に解除可能にクランプする段階を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
ロータ（１８）内のスロット（２４）を修正するシステム（４０）であって、
ドリル（４２）と、
前記ドリル（４２）に接続され且つ前記スロット（２４）の内側表面と係合するよう構成されたクランプ（８０）と、
前記ロータ（１８）に隣接した固定プラットフォームから前記ドリル（４２）を支持する手段と、
を備える、システム（４０）。
【請求項２】
前記ドリル（４２）を支持する手段が、前記ロータ（１８）に隣接した固定プラットフォームに解除可能に接続されるカップリング（１００）を含む、請求項１に記載のシステム（４０）。
【請求項３】
前記ドリル（４２）と前記ドリル（４２）を支持する手段との間に滑動接続部（１１２）を更に備える、請求項１〜２の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項４】
前記ドリル（４２）と前記ドリル（４２）を支持する手段との間に枢動接続部（１０８）を更に備える、請求項１〜３の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項５】
前記ドリル（４２）に解除可能に接続する手段を更に備える、請求項１〜４の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項６】
前記ドリル（４２）に解除可能に接続する手段が、万力グリップ、ネジ接続部、弾性ひも、バネ、又は磁気カップリングのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のシステム（４０）。
【請求項７】
前記ドリル（４２）に解除可能に接続する手段に接続された付勢部材（１２０〜１２４）を更に備える、請求項５〜６の何れかに記載のシステム（４０）。
【請求項８】
ロータ（１８）内のスロット（２４）を修正する方法であって、
前記ロータ（１８）に隣接した固定プラットフォームにカップリング（１００）を接続する段階と、
前記カップリング（１００）にドリル（４２）を接続する段階と、
前記ドリル（４２）を前記スロット（２４）に近接して配置する段階と、
前記スロット（２４）にクランプ（８０）を挿入する段階と、
前記クランプ（８０）を前記スロット（２４）の内側表面と係合する段階と、
前記スロット（２４）内にキャビティを作製するよう前記ドリル（４２）を作動させる段階と、
を含む、方法。
【請求項９】
前記ロータ（１８）を少なくとも部分的に囲むケーシング（１６）に前記カップリング（１００）を解除可能に接続する段階を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記カップリング（１００）の少なくとも一部を前記ロータ（１８）から離れるように付勢する段階を更に含む、請求項８〜９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記ドリル（４２）を前記ロータ（１８）に向けて滑動させる段階を更に含む、請求項８〜１０の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記ドリル（４２）を前記ロータ（１８）から離れて枢動させる段階を更に含む、請求項８〜１１の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
前記ドリル（４２）を前記カップリング（１００）に解除可能にクランプする段階を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−５０１０５（Ｐ２０１３−５０１０５Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８６０８３（Ｐ２０１２−１８６０８３）
【出願日】平成２４年８月２７日（２０１２．８．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２７日（２０１２．８．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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