検査デバイスおよび検査デバイスを位置決めするための方法
本発明は、遠位部位(２)と、近位部位(３)と、遠位部位(２)と近位部位(３)との間に配置されたフレキシブルな部位(４)とを備えた検査デバイス(１)に関する。フレキシブルな部位(４)は、これによって、互いに変位可能に配置された複数のセグメント(５)を備える。少なくとも一つの外部ガイド要素(６)が、遠位部位(２)が外部ガイド要素(６)によって近位部位(３)に対して変位可能であるように、遠位部位(２)と近位部位(３)との間で、フレキシブルな部位(４)の外部に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査デバイスおよび検査デバイスを位置決めするための方法に関する。特に、本発明は、定置式ガスタービンにおいて使用するためのボアスコープに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献には、多様な検査ツール、たとえばエンドスコープ、気管支鏡、ボアスコープなどが説明されている。だが、これらの検査ツールは、たいてい、非常に特殊な用途のために設計され、しかも、たとえば、定置式ガスタービンでの使用には適していない。環状燃焼チャンバーの検査には、通常、ハブが環状燃焼チャンバーの中央に配置されている結果、特別な困難を伴う。
【０００３】
例として、特許文献１はタービンを検査するためのエンドスコープを開示している。この検査ツールは、基本的に、ボーデンケーブルによって相互接続された複数の別個の大小セグメントからなる機構を含む。ボーデンケーブルの「緊張」はセグメントを互いに引き寄せ、そしてその結果、セグメントは所定のジオメトリーを形成する。したがって、当該機構は、少なくとも二つの「状態」を備える。すなわち、一つが弛緩状態であり、ここで個々のセグメントはボーデンケーブルからだらりとぶら下がり、そして別な状態は緊張状態であり、ここでセグメントは互いに緊張させられ所定のジオメトリーを形成する。可動部分のセグメントは、特に弛緩状態では、互いに完全に着座していない。
【０００４】
特許文献２に開示された検査ツールの機能は、セグメントの設計によって、ほとんど専ら規定される。たとえば、簡単な、緩いリンクジョイントによる、互いに対するセグメントの動きは、一つの動作平面内でのみ許される。この緩いリンクジョイントは、各場合に、基本的に、「ソケット」および関連する相手部品からなるが、セグメントは、そのサイズおよび長さに関係なく、各場合に両方のコンポーネントを有する。だが、このリンクジョイントは、一つのセグメントの相手部品が他方のセグメントの「ソケット」内に設けられる限りにおいてしか機能しない。そうでない場合、すなわち相手部品が「ソケット」内に直接存在しない場合、特にただ一つの、すなわちリンクジョイントの回転軸線と直交する平面内での所望の動作は、もはや不可能である。個々のセグメント間の「分離」の結果として、とりわけ、互いに対するそれらの回転あるいは捻れが生じることがあり、その結果、上記「端部ジオメトリー」は、もはや、信頼性が高くかつ再現可能な様式で実現することはできない。この問題の頻度は、個々のセグメントの設計のサイズおよび重量と共に増大する。
【０００５】
さらなる変更を伴わない場合、特許文献１に開示された検査ツールは、定置型燃焼チャンバーの検査には適していない。これは、数多くの実際的な試験によって示すことができる。特に、上記リンクジョイントは、制限された程度まで高い位置精度を補償できるに過ぎない。というのは、個々のセグメントは、緩いリンクジョイントによって相互連結されているに過ぎないからである。セグメント間の相互接触は、検査ツールが弛緩したときにはいつでも失われ得る。検査されるべき領域に依存する検査ツールの大きさが増大するとき、こうした状況はより強く作用する。したがって、たとえば、上記原理に基づきかつ最小侵襲手術のために使用されるグリッパーツールの精度は著しく高い。だが、そうしたツールの寸法は約１０ないし５０ｃｍの比較的小さい範囲にある。対照的に、たとえば定置型ガスタービンに見られるような、大きな燃焼チャンバーを検査するためには、２ないし４メートルのオーダーの検査ツールの寸法が必要とされる。ここで、ポジションの絶対的な誤差が数センチメートルで存在し得る。
【０００６】
そのサイズの結果としての上記検査ツールの大きな誤差の結果としてだけでなく、個々のセグメント間の緩いリンクジョイントの結果としての説明した捻れの問題の結果として、たとえば定置型ガスタービンに見られるような大型燃焼チャンバーを検査することは、もはや不可能である。
【０００７】
特許文献３には、使用中に、制限された開口を経て体腔内に挿入される役割を果たす長尺な部分を備えた手術用器具が開示されている。長尺な部分は、互いに移動可能な複数のセグメントを有する。ここで、セグメントの互いに対する相対移動はストッパーによって制限される。
【０００８】
特許文献４には、ガスタービン検査器具が開示されており、これは、ジョイントによって相互連結された二つのアームを備える。互いに対するアームの動きは、ボーデンケーブルによってもたらされる。
【０００９】
特許文献５には、フレキシブルな部位を有する光学式観察器具が開示されている。フレキシブルな部位は、互いに当接状態で存在する多数のセグメントからなり、緊張ケーブルがそれらを通って延在している。フレキシブルな部位は、緊張ケーブルによって、特殊な形状へと動作させることができる。
【００１０】
フレキシブルな部位を備えた、さらなる光学式観察器具は、特許文献６に開示されている。このフレキシブルな部位は、ジョイントによって相互連結された多数のセグメントを備える。このフレキシブルな部位は、ジョイントを通って延在する緊張ケーブルによって動作可能である。
【００１１】
緊張ケーブルによってフレキシブルな部位が動作する、さらなるエンドスコープは、特許文献７ないし特許文献１９に開示されている。さらなるエンドエンドスコープは、特許文献２０ないし特許文献２５に開示されている。
【００１２】
さらに、特許文献２６は、延びた検査ツール、たとえばボアスコープの遠位端部を動作させるための機構を開示している。ここで、遠位端部はボーデンケーブル機構によって動作させられる。
【００１３】
特許文献２７は、セグメントからなるフレキシブルな部位を備えた検査器具を開示している。フレキシブルな部位は、セグメント内を延びるワイヤによって動作させることができる。
【００１４】
特許文献２８は、一体構造を有するフレキシブルな部位を備えたボアスコープを開示している。フレキシブルな部位は、４本の制御ケーブルによって、さまざまな方向に屈曲できる。
【００１５】
特許文献２９は、医療器具用のシャフトを開示しており、これは、緊張ワイヤを用いて間接様式であるいは圧入によって連結されたセグメントを開示している。シャフトのさまざまな湾曲が、セグメントを通って延びる制御ワイヤによって設定可能である。
【００１６】
特許文献３０は、遠位フレキシブル部位を備えたテクノスコープを開示している。遠位フレキシブル部位は、その中に存在する制御ワイヤを用いて制限を伴わずに撓ませることができる。さらに、遠位フレキシブル部位は、間接様式で相互連結されたセグメントを有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】英国特許第2 425 764号明細書
【特許文献２】英国特許第2 425 765号明細書
【特許文献３】欧州特許第0 623 004号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第1 216 796号明細書
【特許文献５】米国特許第2,975,785号明細書
【特許文献６】米国特許第3,270,641号明細書
【特許文献７】米国特許第6,793,622号明細書
【特許文献８】米国特許第5,846,183号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第2004/0193016号明細書
【特許文献１０】米国特許第3,557,780号明細書
【特許文献１１】米国特許第3,109,286号明細書
【特許文献１２】米国特許第3,071,161号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第2002/0193662号明細書
【特許文献１４】特開平2-215436号公報
【特許文献１５】独国特許第691 03 935号明細書
【特許文献１６】独国特許第696 33 320号明細書
【特許文献１７】特開平7-184829号公報
【特許文献１８】特開平2-257925号公報
【特許文献１９】独国特許出願公開第196 08 809号明細書
【特許文献２０】独国特許出願公開第198 21 401号明細書
【特許文献２１】欧州特許第1 045 665号明細書
【特許文献２２】特許第3103811号公報
【特許文献２３】独国特許出願公開第103 51 013号明細書
【特許文献２４】独国特許第690 03 349号明細書
【特許文献２５】独国特許第22 37 621号明細書
【特許文献２６】米国特許出願公開第2004/0059191号明細書
【特許文献２７】国際公開第84/02196号パンフレット
【特許文献２８】米国特許第4,659,195号明細書
【特許文献２９】独国特許第43 05 376号明細書
【特許文献３０】独国特許出願公開第34 05 514号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
これを背景として、有利な検査デバイスを利用可能とすることが本発明の第１の目的である。第２の目的は、キャビティ内で検査デバイスを位置決めするための有利な方法を利用可能とすることからなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の目的は、請求項１に記載の検査デバイスによって達成される。第２の目的は、請求項９に記載の、キャビティ内で検査デバイスを位置決めするための方法によって達成される。従属請求項は、本発明のさらに有利な実施形態を包含する。
【００２０】
本発明に基づく検査デバイスは、遠位部位と、近位部位と、この遠位部位および近位部位間に配置されたフレキシブルな部位とを備える。フレキシブルな部位は、互いに対して可動的に配置された多数のセグメントを備える。少なくとも一つの外部ガイド要素が、遠位部位が外部ガイド要素によって近位部位に対して動作可能であるように、遠位部位と近位部位との間のフレキシブルな部位の外部に配置されている。外部ガイド要素は、フレキシブルな部位の、特に狭いキャビティ内での、目標とする動作をもたらす。これはまた、本発明に基づく検査デバイスを用いて、アクセスが困難な領域に到達することを可能とする。
【００２１】
外部ガイド要素は、有利なことには、ケーブル、さらに詳しくはワイヤケーブルとして、あるいはチェーンとして具現化できる。
【００２２】
さらに、遠位部位は、センサーを、たとえば検査カメラを備えることができる。
【００２３】
外部ガイド要素は、遠位部位に、かつ／または近位部位に取り付けることができる。外部ガイド要素は、第１の端部に関して、好ましくは遠位部位に取り付けることができ、そして、外部ガイド要素の第２の端部は、外部ガイド要素を近位部位から操作、すなわちたとえば緊張あるいは弛緩させることができるように、近位部位に緩く接続される。
【００２４】
さらに、遠位部位および／または近位部位は、互いに可動的に配置された多数のセグメントから構成可能である。これらのセグメントは、やはりフレキシブルな部位を構成するのと同じセグメントであってもよい。外部ガイド要素、たとえばワイヤケーブルが、有利なことには、遠位部位の外側セグメントに取り付けられてもよい。さらに、外部ガイド要素の第２の端部が近位部位のセグメントに接続されても、あるいはセグメントの開口を通過してもよい。ここで、接続は、外部ガイド要素が遠位部位と近位部位との間の距離を設定するために使用できるように具現化できる。
【００２５】
さらに、セグメントは、少なくとも一つの内部ケーブル、たとえばボーデンケーブルを用いて相互連結することができる。ここで、フレキシブルな部位のセグメントはそれ自身の間で連結でき、そしてフレキシブルな部位のセグメントはまた、遠位部位のセグメントに対して、かつ／または近位部位のセグメントに対して連結できる。内部ケーブルは、有利なことには、ワイヤケーブルである。検査デバイスは、好ましくは、２本の内部ワイヤケーブルを備える。この場合、２本のワイヤケーブルは、遠位部位において１本のケーブルを形成するように相互連結されてもよい。
【００２６】
内部ケーブルあるいは内部ケーブル群はセグメントの内腔を経てセグメントを通って配置することができる。例として、セグメントは、中空筒体の形態で具現化できる。この場合、ケーブルあるいはケーブル群は個々のセグメントの仮想長手方向軸線と平行に延在できる。２本のケーブルの場合、これらは、好ましくは、セグメントの長手方向軸線に関して互いに対向するように配置できる。セグメントは、好ましくは、個々のベースおよびカバー面において相互連結され、あるいは、個々のベースおよびカバー面において互いに着座する。
【００２７】
さらに、少なくとも一つのセグメントは、その側面に多数の開口を備えた中空筒体の形状を有することができる。セグメントのそうした実施形態の結果として、それが検査デバイスの安定性に不利になることなく、検査デバイスの重量を著しく低減することが可能となる。
【００２８】
さらに、セグメントは、その仮想長手方向軸線に対して傾斜したベース面および／または傾斜したカバー面を有することができる。セグメントの形状、さらに詳しくは、長手方向軸線と個々のセグメントのベース面あるいはカバー面との間の角度は、セグメントの特定の配置と共に、フレキシブルな部位を用いて調整可能なジオメトリーを予め決定する。
【００２９】
さらに、上記セグメントの少なくとも二つ、好ましくは全てのセグメントは、間接および／またはインターロッキング様式で相互連結可能である。
【００３０】
例として、検査デバイスは、ボアスコープとして、さらに詳しくは、環状燃焼チャンバーを検査するためのボアスコープとして具現化できる。例として、ボアスコープは、チタニウム合金からなるか、あるいはチタニウム合金を含むことができる。
【００３１】
本発明に基づくデバイスが燃焼チャンバーを検査する目的で使用される場合、遠位部位、フレキシブルな部位および近位部位の少なくとも一部を、火炎検出器用のフランジを通って燃焼チャンバー内に挿入することができる。
【００３２】
キャビティ内で検査デバイスを位置決めするための本発明に基づく方法は、遠位部位と、近位部位と、遠位部位と近位部位との間に配置されたフレキシブルな部位と、少なくとも一つの外部ガイド要素とを備えた検査デバイスに関連する。ここで、外部ガイド要素は、遠位部位と近位部位との間のフレキシブルな部位の外側に配置される。本発明に基づく方法の範囲内で、遠位部位は、外部ガイド要素によって、近位部位に対して動作させられる。
【００３３】
本発明に基づく方法は、とりわけ、本発明に基づく検査デバイスを用いて実施することができる。例として、遠位部位は、センサー、たとえばビデオカメラを備えることができる。
【００３４】
外部ケーブル、たとえば、ワイヤケーブル、あるいはチェーンを有利なことには、外部ガイド要素として使用することができる。
【００３５】
さらに、フレキシブルな部位は、互いに対して可動的に配置された多数のセグメントを備えることができる。ここで、セグメントは、少なくとも１本の内部ケーブルを用いて相互連結できる。遠位部位およびフレキシブルな部位は、有利なことには、開口を経て、キャビティ、たとえば環状燃焼チャンバー内へと挿入できる。内部ケーブルは、挿入中は、弛んだ状態であり、すなわちセグメントは互いに動くことができる。そうすることで、遠位部位を外部ガイド要素を用いて近位部位へと接近させることができる。内部ケーブルは続いて緊張させることができる。この結果、遠位部位は近位部位から離れるように移動させることができる。外部ガイド要素が外部ケーブルとして具現化される場合、この外部ケーブルは、遠位部位が近位部位に近接させられるとき、緊張させることができる。外部ケーブルは、遠位部位が近位部位から離れるように動作させられるとき、続いて緩むことができる。特に、フレキシブルな部位は、遠位部位が近位部位に近接させられる間、ループを形成することができる。
【００３６】
例として、遠位部位およびフレキシブルな部位をガスタービンのコンポーネント、たとえば燃焼チャンバー内に、開口を経て導入することができる。燃焼チャンバーは、特に、ハブを備えることがある。遠位部位およびフレキシブルな部位が挿入されるとき、これらの部位はハブを経て送り込むことができる。特に、これは、遠位部位は、初めに、フレキシブルな部位がループ形状を呈しながら、外部ガイド要素、さらに詳しくは外部ワイヤケーブルによって、近位部位へと近接させられるという事実によって達成され得る。遠位部位は、内部ケーブルを緊張させることによって近位部位から離れるように続いて動作させられ、そして、検査される燃焼チャンバーの領域へと案内される。燃焼チャンバーは、さらに詳しくは、環状燃焼チャンバーであってもよい。
【００３７】
本発明に基づく方法は、たとえばハブを備えた環状燃焼チャンバーといった、アクセスが困難なスペース内での、長尺な検査デバイス、特に、たとえばボアスコープの目標とする動作を可能とする。
【００３８】
本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法によって、特に起こり得る欠陥に関して、迅速かつ効果的な様式で、ガスタービンの燃焼チャンバーを検査することが可能となる。本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法はまた、たいていはアクセスが困難である燃焼チャンバーの内部内の領域に素早くかつ容易にアクセスし、それを検査する可能性をもたらすので、これは、検査時間を、したがってガスタービンの休止時間を著しく低減する。同時に、これは、ガスタービンあるいは燃焼チャンバーの稼働率および適応性を増大させる。特に、本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法によって、侵蝕あるいは破壊されたセラミック熱シールドを見つけるのは迅速かつ容易である。
【００３９】
本発明のさらなる利点、特性および特徴について、図面を参照し、代表的実施形態に基づいて、以下で、さらに詳しく説明する。ここで、説明する特徴は、それ自体あるいは組み合わせの両方に関して有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に基づくボアスコープを大まかに示す図である。
【図２】英国特許第2 425 764号明細書からの従来技術に基づく二つのセグメント間の連結を大まかに示す図である。
【図３】ビデオカメラを備えたボアスコープの先端を大まかに示す図である。
【図４】ボアスコープのフレキシブルな部位の機能の一例を大まかに示す図である。
【図５】燃焼チャンバーの上側領域を検査するためのボアスコープの一例を大まかに示す図である。
【図６】燃焼チャンバーの下側領域を検査するためのボアスコープの一例を大まかに示す図である。
【図７】緊張された外部ワイヤケーブルと共に、燃焼チャンバー内に挿入されたボアスコープを大まかに示す図である。
【図８】緊張された内部ワイヤケーブルおよび弛緩した外部ワイヤケーブルと共に、燃焼チャンバー内に挿入されたボアスコープを大まかに示す図である。
【図９】典型的な様式でガスタービンの長手方向部分断面を示す図である。
【図１０】ガスタービン燃焼チャンバーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図９は、典型的な様式でガスタービン１００の長手方向部分断面を示している。
【００４２】
内部において、ガスタービン１００はシャフト１０１を備えたローター１０３を有するが、このローターは、回転軸線１０２を中心として回転可能に設けられており、タービンローターとも呼ばれる。
【００４３】
インテークハウジング１０４、コンプレッサー１０５、複数の同軸配置されたバーナー１０７を備えた、たとえばトロイダル燃焼チャンバー１１０、さらに詳しくは環状燃焼チャンバー、タービン１０８および排出ガスハウジング１０９が、ローター１０３に沿って、互いに連続的に並んでいる。
【００４４】
環状燃焼チャンバー１１０は、たとえば環状高温ガスダクト１１１と連通状態である。ここで、直列に接続された、たとえば四つのタービンステージ１１２がタービン１０８を形成する。
【００４５】
例として、各タービンステージ１１２は二つのブレードあるいはベーンリングからなる。作動媒体１１３の流動方向に見たとき、ローターブレード１２０からなる列１２５は、高温ガスダクト１１１内でガイドベーン列１１６に続いている。
【００４６】
ここで、ガイドベーン１３０はステータ１４３の内部ハウジング１３８に取り付けられており、一方、ある列１２５のローターブレード１２０は、たとえば、タービンディスク１３３によってローター１０３に取り付けられている。
【００４７】
発電機あるいは機械(図示せず)がローター１０３に連結される。
【００４８】
ガスタービン１００の運転中、空気１３５がインテークハウジング１０４を経て吸引され、そしてコンプレッサー１０５によって圧縮される。コンプレッサー１０５のタービン側端部に供給される圧縮空気はバーナー１０７へと送り込まれ、そして、そこで、それは燃料と混合される。混合物は、作動媒体１１３を形成するために、燃焼チャンバー１１０内で続いて燃焼させられる。そこから、作動媒体１１３は、ガイドベーン１３０およびローターブレード１２０を通過して、高温ガスダクト１１１に沿って流動する。作動媒体１１３はローターブレード１２０において膨張し、この過程でモーメントを伝達し、そしてそれゆえローターブレード１２０はローター１０３を駆動し、そして後者はそれに接続された機械を駆動する。
【００４９】
高温作動媒体１１３にさらされるコンポーネントは、ガスタービン１００の運転の間、熱的負荷にさらされる。環状燃焼チャンバー１１０を覆う熱シールド要素に加えて、作動媒体１１３の流動方向に見たとき第１のタービンステージ１１２のガイドベーン１３０およびローターブレード１２０は最大の熱的負荷にさらされる。
【００５０】
そこで優勢な温度に耐えるために、クーラントによって、それらを冷却することができる。
【００５１】
コンポーネントの基体は、同様に、方向性構造を有することができる。すなわち、それらは、単結晶形態であるか(ＳＸ構造)、あるいは長軸方向に配向された結晶粒のみを有する(ＤＳ構造)。
【００５２】
例として、鉄ベース、ニッケルベースあるいはコバルトベース超合金が、このコンポーネントのための、特に、タービンブレーキあるいはベーン１２０,１３０および燃焼チャンバー１１０のコンポーネントのための素材として使用される。
【００５３】
このタイプの超合金は、たとえば、欧州特許第1 204 776号明細書、欧州特許第1 306 454号明細書、欧州特許出願公開第1 319 729号明細書、国際公開第99/67435号パンフレットあるいは国際公開第00/44949号パンフレットから公知である。
【００５４】
ブレードあるいはベーン１２０,１３０は、同様に、腐食に対する保護に役立つコーティング(ＭＣｒＡＬＸ；Ｍは、鉄(Ｆｅ)、コバルト(Ｃｏ)、ニッケル(Ｎｉ)からなる群から選ばれた少なくとも一つの要素であり、Ｘは、活性元素であり、かつ、イットリウム(Ｙ)および／またはケイ素、スカンジウム(Ｓｃ)および／または少なくとも一つの希土類元素、あるいはハフニウムを表す)を有することができる。このタイプの合金は、欧州特許第0 486 489号明細書、欧州特許第0 786 017号明細書、欧州特許第0 412 397号明細書あるいは欧州特許出願公開第1 306 454号明細書から公知である。
【００５５】
熱バリアコーティングをＭＣｒＡｌＸ上に設けることも可能であり、これは、たとえばＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３‐ＺｒＯ２からなり、すなわち安定化されないか、酸化イットリウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムによって一部安定化あるいは完全安定化される。
【００５６】
柱状結晶粒が、たとえば、電子ビーム物理蒸着法(ＥＢ‐ＰＶＤ)などの適当なコーティング処理によって、熱バリアコーティングに形成される。
【００５７】
ガイドベーン１３０は、タービン１０８の内部ハウジング１３８に面するガイドベーン根(ここでは図示せず)と、ガイドベーン根とは反対側にあるガイドベーンヘッドとを有する。ガイドベーンヘッドはローター１０３に面しており、かつ、ステータ１４３の取り付けリング１４０に対して固定される。
【００５８】
図１０は、ガスタービンの燃焼チャンバー１１０を示す。例として、燃焼チャンバー１１０は、いわゆる環状燃焼チャンバーとして具現化されており、このものにおいては、多数のバーナー１０７(これは周方向に回転軸線１０２を中心として配置されている)が共有燃焼チャンバースペース１５４内へと開口しており、火炎１５６を発生させる。このために、燃焼チャンバー１１０は、全体として環状構造体として具現化されており、これは回転軸線１０２を中心として配置されている。
【００５９】
比較的高い効率を得るために、燃焼チャンバー１１０は、概ね１０００℃ないし１６００℃の比較的高温の作動媒体Ｍのために設計される。素材にとって得策ではない、こうした運転パラメーターにおいてさえ、比較的長期間の運転を可能とするために、燃焼チャンバー壁１５３は、作動媒体Ｍに面するその側において、熱シールド要素１５５から形成された内部カバーを備えている。
【００６０】
合金から形成された各熱シールド要素１５５は、作動媒体側に特に耐熱保護層(ＭＣｒＡｌＸ-層および／またはセラミックコーティング)を備えるか、あるいは耐高温物質(塊状セラミックストーン)からなる。
【００６１】
これら保護層はタービンブレードあるいはベーンと類似していてもよく、すなわち、これは、たとえばＭＣｒＡＬＸを意味し、Ｍは、鉄(Ｆｅ)、コバルト(Ｃｏ)、ニッケル(Ｎｉ)からなる群から選ばれた少なくとも一つの要素であり、Ｘは活性元素であり、かつ、イットリウム(Ｙ)および／またはケイ素、スカンジウム(Ｓｃ)および／または少なくとも一つの希土類元素、あるいはハフニウムを表す。この種の合金は、欧州特許第0 486 489号明細書、欧州特許第0 785 017号明細書、欧州特許第0 412 397号明細書、あるいは欧州特許出願公開第1 306 454号明細書から公知である。
【００６２】
たとえばセラミック熱バリアコーティングをＭＣｒＡｌＸ上に設けることも可能であり、これは、たとえばＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３‐ＺｒＯ２からなり、すなわち安定化されないか、酸化イットリウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムによって一部安定化あるいは完全安定化される。
【００６３】
柱状細粒子が、たとえば電子ビーム物理蒸着法(ＥＢ‐ＰＶＤ)などの適当なコーティング処理によって、熱バリアコーティングに形成される。
【００６４】
その他のコーティング方法、たとえば雰囲気プラズマ溶射(ＡＰＳ)、ＬＰＰＳ、ＶＰＳあるいはＣＶＤも可能である。熱バリアコーティングは、耐熱衝撃性を改善するために、多孔性の細粒子を含むか、あるいは微小クラックまたは巨大クラックを有していてもよい。
【００６５】
再仕上げは、それらが使用された後、保護層を(たとえばサンドブラストによって)熱シールド要素１５５から除去しなければならないであろうことを意味する。続いて、腐食および／または酸化層および生成物が除去される。必要があれば、熱シールド要素１５５のクラックもまた修復される。これに続いては、熱シールド要素１５５の再コートが実施され、その後、熱シールド要素１５５は再使用される。
【００６６】
燃焼チャンバー１１０の内部における高温度の結果として、さらに、冷却システムが熱シールド要素１５５あるいはその保持要素のために設けられてもよい。例として、熱シールド要素１５５は、この場合、中空であり、そして燃焼チャンバースペース１５４内へと開口する冷却孔(図示せず)を任意選択で有する。
【００６７】
以下、図１ないし図８を用いて、本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法について詳しく説明する。図１は本発明に基づく検査デバイスを大まかに示しているが、これはボアスコープ１として具現化されている。ボアスコープ１は、遠位部位２と、フレキシブルな部位４と、近位部位３とを備える。フレキシブルな部位４は近位部位３と遠位部位２との間に配置される。フレキシブルな部位４は多数のセグメント５からなる。遠位部位２および／または近位部位３は、同様に、多数のセグメントからなることができる。
【００６８】
セグメント５は、このセグメント５の内部に配置されたワイヤケーブル７および８を用いて相互連結されている。ワイヤケーブル７および８はまた、単に１本のワイヤケーブルであってもよく、これは、まず、近位部位３から遠位部位２までセグメント５を通って延び、続いて遠位部位２において向きが変えられ、そして続いて、セグメント５を経て近位部位３へと戻る。
【００６９】
セグメント５は中空筒体の形状を有することができ、ベース面および／またはカバー面は、セグメントの仮想長手方向軸線に対して傾斜した構造を有してもよい。内部ワイヤケーブル７,８は、好ましくは、個々の中空筒体の壁領域に配置されており、そして個々の中空筒体の長手方向軸線と平行に延びる。プローブ、たとえばビデオカメラは、近位部位３から遠位部位２へと中空筒体の中央開口を通過できる。
【００７０】
遠位部位２は外部ワイヤケーブル６を介して近位部位３に接続される。チェーンもまた、ワイヤケーブル６に代えて使用できる。外部ワイヤケーブル６は、フレキシブルな部位４のセグメント５の外側で延在する。外部ワイヤケーブル６の第１の端部は、好ましくは、遠位部位２に対して、さらに詳しくは遠位部位２の最外セグメントに対して取り付けられる。外部ワイヤケーブル６の第２の端部は、好ましくは、近位部位３の内部に沿って導かれ、そしてウインチ９に巻き付けられる。ウインチ９は、必要に応じて、外部ワイヤケーブル６を引っ張るか緊張させ、あるいは緩めるために使用できる。
【００７１】
内部ワイヤケーブル７,８は、同様に、弛緩状態あるいは緊張状態となることができる。内部ワイヤケーブル７,８が弛緩状態である場合、フレキシブルな部位４のセグメント５は互いにだらりとぶら下がる。内部ワイヤケーブル７,８が緊張状態である場合、フレキシブルな部位４は、セグメント５の形状、配置およびサイズに依存して、所定のジオメトリーを形成する。
【００７２】
例として、ボアスコープは、チタニウム合金から構成でき、あるいはチタニウム合金を含むことができる。
【００７３】
図２は、英国特許第2 425 764号からの従来技術に基づくボアスコープの二つのセグメント間の接続を大まかに示している。図２は二つのセグメント５ａおよび５ｂを示しているが、これは、それぞれ、基本的に中空円筒形状を有する。セグメント５ａの長手方向軸線は、参照数字１０で示されている。セグメント５ｂの軸線は参照数字１１で示されている。セグメント５ａの側面は参照数字１４で示されており、かつ、セグメント５ｂの側面は参照数字１５で示されている。セグメント５ａは側面１４の領域に多数の開口１２,１３を有する。同様に、側面１５は開口１６,１７を備える。
【００７４】
セグメント５ａのベース面１８は、セグメント５ｂのカバー面１９の方向を向いている。セグメント５ａのベース面１８には内腔２０が存在し、それはベース面１８から開口１３へと延びている。長手方向軸線１０に関して、内腔２０の反対側においてベース面１８には類似の内腔が存在する。これに対応して、長手方向軸線１１に関して、セグメント５ｂのカバー面１９には対向配置された内腔２１および２２が存在し、これらの内腔はそれぞれカバー面１９から個々の開口１６あるいはそれと向き合って存在する開口へと延びている。ワイヤケーブル７は内腔２０および２１を経て延びており、そしてセグメント５ａおよび５ｂはこれによって相互連結されている。同様に、さらなるワイヤケーブル８が、内腔２０およびそれに対応するセグメント５ａの内腔を経て引き出される。
【００７５】
セグメント５ａは、そのベース面１８の領域にジョイントヘッド２３を備える。セグメント５ｂは、そのカバー面１９の領域にソケット２４を備える。ソケット２４は、ワイヤ７および８が張られたとき、ジョイントヘッド２３がソケット２４内に係合するように配置される。
【００７６】
図２は、たとえばボアスコープが挿入されるときにワイヤケーブル７および８が弛んでいる場合、セグメント５ａおよび５ｂ間には接触が存在せす、その結果、どちらにしても、ジョイントリンクの機能性は確立されないこと示している。互いに対するセグメント５ａおよび５ｂの動きは、この場合には、決して制限されず、この結果、ボアスコープを位置決めする際には著しい誤差が生じる。
【００７７】
図３は、ボアスコープ１の遠位部位２を、すなわちボアスコープ１のチップを大まかに示している。ボアスコープ１の遠位部位２は一つのセグメント５ｅからなる。
【００７８】
セグメント５ｅは、尖ったカバー面１９および側面３７を備えた中空筒状に形成されている。側面３７は開口３１を備えるが、これは、セグメント５ｅの仮想長手方向軸線３９に沿って延在している。
【００７９】
セグメント５ｅは、内部ワイヤケーブル７および８がセグメント５ｅに対して固定的に連結されるという事実のために、上記セグメントとは異なっている。例として、内部ワイヤケーブル７および８は、カバー面１９に配置された内腔３０内に固定的に定着することができる。センサー３２(これは、たとえばビデオカメラであってもよい)は、セグメント５ｅの長手方向軸線に沿って配置されたチャネル形状開口３６を経て、あるいは対応するキャビティ３６を経て押し込まれる。例として、このセンサー３２は燃焼チャンバーの内部を検査するために使用できる。
【００８０】
図４は、ボアスコープ１のフレキシブルな部位４の機能の一例およびフレキシブルな部位４の実施形態の一例を大まかに示している。遠位部位２に隣接するフレキシブルな部位４は、多数のセグメント５ｆおよび５ｇを備える。それぞれ互いに隣接して配置されたセグメント５ｆおよび５ｇは相互連結されている。
【００８１】
セグメント５ｆは中空筒形状を有し、ベース面およびカバー面は互いに平行に広がっている。セグメント５ｇも同様に中空筒形状を有するが、ベース面および／またはカバー面は、個々の中空筒体の長手方向軸線に対して傾斜している。セグメント５ｆおよびセグメント５ｇの適切な配列は、ボアスコープ１のボーデンケーブル７および８の緊張状態において所定のジオメトリーを実現する。特に、ボアスコープ１は、緊張状態では、すなわち内部ケーブルワイヤ７および８が緊張させられる場合、特定の曲率を有する。これによって、たとえばアクセスが困難である燃焼チャンバーの領域を検査することが可能となる。
【００８２】
図５は本発明に基づくボアスコープを示しているが、これは、燃焼チャンバーの上側領域の検査に適したものである。図７は、燃焼チャンバー３３の中心軸線４１と直交する燃焼チャンバー３０を通る断面を示している。燃焼チャンバー３３は、中心軸線４１の領域に配置されたハブ３４を備える。燃焼チャンバー３３は環状燃焼チャンバーである。燃焼チャンバー３３は外壁４２を備えるが、そこには、火炎検出器用のフランジ３５が配置される。環状燃焼チャンバー３３の外壁４２は、さらに、上側内面４３および下側内面４４を備える。
【００８３】
ボアスコープ１ａの、遠位部位２およびフレキシブルな部位４、そしてさらに近位部位３の一部が、フランジ３５を通り外壁４２を経て環状燃焼チャンバー３３の内部に挿入されている。フレキシブルな部位４の範囲内で、傾斜したベース面および／または傾斜したカバー面を備えた多数のセグメント５ｇが、まず、近位部位３に隣接している。遠位部位２の方向に、セグメント５ｇには、さらなるセグメント５ｆが隣接しており、ここで、ベース面およびカバー面は互いに平行に広がっている。
【００８４】
図５は、内部ワイヤケーブル７および８が張られた場合のボアスコープ１ａを示している。セグメント５ｇおよび５ｆの配置は、ボアスコープ１ａが緊張状態でＶ字形を呈することを意味する。遠位部位２(ここには、たとえば、ビデオカメラが配置される)は、この場合、燃焼チャンバー３３の上側内面の方を向く。
【００８５】
図６は、本発明に基づくボアスコープ１ａを大まかに示すが、これは燃焼チャンバー３３の下側領域の検査に適したものであり、図５に関連付けて既に説明した環状燃焼チャンバー３３内に挿入されている。遠位部位２およびフレキシブルな部位４、そしてまた近位部位３の一部は、フランジ３５を経て、燃焼チャンバー３３の内部に挿入されている。フレキシブルな部位４のセグメント５は、フレキシブルな部位が、ボーデンケーブル７,８の緊張状態においてハブ３４の周りにアーチ状様式で配置されるように具現化されている。ここで、遠位部位２、およびこの部位に配置されたビデオカメラあるいはこの部位に配置されたセンサーは、環状燃焼チャンバー３３の下側内面４４の領域に位置させられている。図８に示す形態は、燃焼チャンバー３３の下側領域、さらに詳しくは下側内面４４を検査するのに使用できる。
【００８６】
以下、特に燃焼チャンバー３３の上側領域の検査に好適なボアスコープ１ａの、燃焼チャンバー３３内への挿入について、図７および図８に基づいて、さらに詳しく説明する。図７および図８は、その内部に配置されたハブ３４を備えた、図５および図６に関連付けて既に説明した環状燃焼チャンバー３３を示している。
【００８７】
第１のステップでは、まず、遠位部位２、そして続いてフレキシブルな部位４が、燃焼チャンバーの内部へとフランジ３５を経て連続的に挿入される。そうすることで、遠位部位２およびフレキシブルな部位４の長さの概ね半分が燃焼チャンバー３３の内部へと挿入されるや否や、内部ワイヤケーブル６が連続的に緊張させられる。フレキシブルな部位４が燃焼チャンバー３３内に完全に挿入され、かつ、内部ワイヤケーブル６が完全に緊張させられた後、ボアスコープ１ａは、図７に示すループ形状を呈する。遠位部位２およびフレキシブルな部位４が挿入される間、内部ワイヤケーブル７および８は緩められ、そして、それによって、セグメント５は互いに対して自由に動くことができる。
【００８８】
第２のステップでは、外部ワイヤケーブル６はゆっくりと弛緩させられ、一方、内部ワイヤケーブル７および８がゆっくりと引っ張られすなわち緊張させられる。このプロセスにおいて、それぞれ隣接するセグメント５のベース面およびカバー面は、互いに、緊密に引っ張られ、そしてボアスコープ１ａのフレキシブルな部位４のジオメトリー(これはセグメント５の形状によって予め規定される)が生じる。このプロセスの最後に、外部ワイヤケーブル６が弛緩させられ、かつ、内部ワイヤケーブル７および８は完全に引っ張られ、すなわち緊張状態となる。この結果は、図８に示すとおりである。ボアスコープ１ａの遠位部位は、いまや、燃焼チャンバー３３の上側内面４３の方向を向いている。
【００８９】
外部ワイヤケーブル６は、燃焼チャンバー３３の外部に配置されたウインチ９を用いて操作することが、すなわち巻き取りあるいは巻き戻すことができる。図７において、外部ワイヤケーブル６はウインチ９に対して完全に巻き取られている。図８において、外部ワイヤケーブル６はウインチ９から、ほとんど完全に巻き戻されている。
【００９０】
上記方法によって、ボアスコープ１ａの遠位部位２を、良好な様式で、ハブ３４を通過してガイドすることができる。外部ワイヤケーブル６の説明した使用を伴わない場合、ボアスコープ１ａは、燃焼チャンバー３３の下側領域あるいは下側内面４４のみを検査することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ボアスコープ
２ 遠位部位
３ 近位部位
４ フレキシブルな部位
５ セグメント
６ 外部ワイヤケーブル
７,８ 内部ワイヤケーブル
９ ウインチ
１２,１３ 開口
１４,１５ 側面
１６,１７ 開口
１８ ベース面
１９ カバー面
２０,２１,２２ 内腔
２３ ジョイントヘッド
２４ ソケット
３０ 内腔
３１ 開口
３２ センサー
３３ 燃焼チャンバー
３４ ハブ
３５ フランジ
３６ 開口(キャビティ)
３７ 側面
４２ 外壁
４３ 上側内面
４４ 下側内面
１００ ガスタービン
１０１ シャフト
１０２ 回転軸線
１０３ ローター
１０４ インテークハウジング
１０５ コンプレッサー
１０７ バーナー
１０８ タービン
１０９ 排出ガスハウジング
１１０ 燃焼チャンバー
１１１ 高温ガスダクト
１１２ タービンステージ
１１３ 作動媒体
１１６ ガイドベーン列
１２０ ローターブレード
１２５ 列
１３０ ガイドベーン
１３３ タービンディスク
１３５ 空気
１３８ 内部ハウジング
１４０ 取り付けリング
１４３ ステータ
１５３ 燃焼チャンバー壁
１５４ 共有燃焼チャンバースペース
１５５ 熱シールド要素
１５６ 火炎
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査デバイスおよび検査デバイスを位置決めするための方法に関する。特に、本発明は、定置式ガスタービンにおいて使用するためのボアスコープに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献には、多様な検査ツール、たとえばエンドスコープ、気管支鏡、ボアスコープなどが説明されている。だが、これらの検査ツールは、たいてい、非常に特殊な用途のために設計され、しかも、たとえば、定置式ガスタービンでの使用には適していない。環状燃焼チャンバーの検査には、通常、ハブが環状燃焼チャンバーの中央に配置されている結果、特別な困難を伴う。
【０００３】
例として、特許文献１はタービンを検査するためのエンドスコープを開示している。この検査ツールは、基本的に、ボーデンケーブルによって相互接続された複数の別個の大小セグメントからなる機構を含む。ボーデンケーブルの「緊張」はセグメントを互いに引き寄せ、そしてその結果、セグメントは所定のジオメトリーを形成する。したがって、当該機構は、少なくとも二つの「状態」を備える。すなわち、一つが弛緩状態であり、ここで個々のセグメントはボーデンケーブルからだらりとぶら下がり、そして別な状態は緊張状態であり、ここでセグメントは互いに緊張させられ所定のジオメトリーを形成する。可動部分のセグメントは、特に弛緩状態では、互いに完全に着座していない。
【０００４】
特許文献２に開示された検査ツールの機能は、セグメントの設計によって、ほとんど専ら規定される。たとえば、簡単な、緩いリンクジョイントによる、互いに対するセグメントの動きは、一つの動作平面内でのみ許される。この緩いリンクジョイントは、各場合に、基本的に、「ソケット」および関連する相手部品からなるが、セグメントは、そのサイズおよび長さに関係なく、各場合に両方のコンポーネントを有する。だが、このリンクジョイントは、一つのセグメントの相手部品が他方のセグメントの「ソケット」内に設けられる限りにおいてしか機能しない。そうでない場合、すなわち相手部品が「ソケット」内に直接存在しない場合、特にただ一つの、すなわちリンクジョイントの回転軸線と直交する平面内での所望の動作は、もはや不可能である。個々のセグメント間の「分離」の結果として、とりわけ、互いに対するそれらの回転あるいは捻れが生じることがあり、その結果、上記「端部ジオメトリー」は、もはや、信頼性が高くかつ再現可能な様式で実現することはできない。この問題の頻度は、個々のセグメントの設計のサイズおよび重量と共に増大する。
【０００５】
さらなる変更を伴わない場合、特許文献１に開示された検査ツールは、定置型燃焼チャンバーの検査には適していない。これは、数多くの実際的な試験によって示すことができる。特に、上記リンクジョイントは、制限された程度まで高い位置精度を補償できるに過ぎない。というのは、個々のセグメントは、緩いリンクジョイントによって相互連結されているに過ぎないからである。セグメント間の相互接触は、検査ツールが弛緩したときにはいつでも失われ得る。検査されるべき領域に依存する検査ツールの大きさが増大するとき、こうした状況はより強く作用する。したがって、たとえば、上記原理に基づきかつ最小侵襲手術のために使用されるグリッパーツールの精度は著しく高い。だが、そうしたツールの寸法は約１０ないし５０ｃｍの比較的小さい範囲にある。対照的に、たとえば定置型ガスタービンに見られるような、大きな燃焼チャンバーを検査するためには、２ないし４メートルのオーダーの検査ツールの寸法が必要とされる。ここで、ポジションの絶対的な誤差が数センチメートルで存在し得る。
【０００６】
そのサイズの結果としての上記検査ツールの大きな誤差の結果としてだけでなく、個々のセグメント間の緩いリンクジョイントの結果としての説明した捻れの問題の結果として、たとえば定置型ガスタービンに見られるような大型燃焼チャンバーを検査することは、もはや不可能である。
【０００７】
特許文献３には、使用中に、制限された開口を経て体腔内に挿入される役割を果たす長尺な部分を備えた手術用器具が開示されている。長尺な部分は、互いに移動可能な複数のセグメントを有する。ここで、セグメントの互いに対する相対移動はストッパーによって制限される。
【０００８】
特許文献４には、ガスタービン検査器具が開示されており、これは、ジョイントによって相互連結された二つのアームを備える。互いに対するアームの動きは、ボーデンケーブルによってもたらされる。
【０００９】
特許文献５には、フレキシブルな部位を有する光学式観察器具が開示されている。フレキシブルな部位は、互いに当接状態で存在する多数のセグメントからなり、緊張ケーブルがそれらを通って延在している。フレキシブルな部位は、緊張ケーブルによって、特殊な形状へと動作させることができる。
【００１０】
フレキシブルな部位を備えた、さらなる光学式観察器具は、特許文献６に開示されている。このフレキシブルな部位は、ジョイントによって相互連結された多数のセグメントを備える。このフレキシブルな部位は、ジョイントを通って延在する緊張ケーブルによって動作可能である。
【００１１】
緊張ケーブルによってフレキシブルな部位が動作する、さらなるエンドスコープは、特許文献７ないし特許文献１９に開示されている。さらなるエンドエンドスコープは、特許文献２０ないし特許文献２５に開示されている。
【００１２】
さらに、特許文献２６は、延びた検査ツール、たとえばボアスコープの遠位端部を動作させるための機構を開示している。ここで、遠位端部はボーデンケーブル機構によって動作させられる。
【００１３】
特許文献２７は、セグメントからなるフレキシブルな部位を備えた検査器具を開示している。フレキシブルな部位は、セグメント内を延びるワイヤによって動作させることができる。
【００１４】
特許文献２８は、一体構造を有するフレキシブルな部位を備えたボアスコープを開示している。フレキシブルな部位は、４本の制御ケーブルによって、さまざまな方向に屈曲できる。
【００１５】
特許文献２９は、医療器具用のシャフトを開示しており、これは、緊張ワイヤを用いて間接様式であるいは圧入によって連結されたセグメントを開示している。シャフトのさまざまな湾曲が、セグメントを通って延びる制御ワイヤによって設定可能である。
【００１６】
特許文献３０は、遠位フレキシブル部位を備えたテクノスコープを開示している。遠位フレキシブル部位は、その中に存在する制御ワイヤを用いて制限を伴わずに撓ませることができる。さらに、遠位フレキシブル部位は、間接様式で相互連結されたセグメントを有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】英国特許第2 425 764号明細書
【特許文献２】英国特許第2 425 765号明細書
【特許文献３】欧州特許第0 623 004号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第1 216 796号明細書
【特許文献５】米国特許第2,975,785号明細書
【特許文献６】米国特許第3,270,641号明細書
【特許文献７】米国特許第6,793,622号明細書
【特許文献８】米国特許第5,846,183号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第2004/0193016号明細書
【特許文献１０】米国特許第3,557,780号明細書
【特許文献１１】米国特許第3,109,286号明細書
【特許文献１２】米国特許第3,071,161号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第2002/0193662号明細書
【特許文献１４】特開平2-215436号公報
【特許文献１５】独国特許第691 03 935号明細書
【特許文献１６】独国特許第696 33 320号明細書
【特許文献１７】特開平7-184829号公報
【特許文献１８】特開平2-257925号公報
【特許文献１９】独国特許出願公開第196 08 809号明細書
【特許文献２０】独国特許出願公開第198 21 401号明細書
【特許文献２１】欧州特許第1 045 665号明細書
【特許文献２２】特許第3103811号公報
【特許文献２３】独国特許出願公開第103 51 013号明細書
【特許文献２４】独国特許第690 03 349号明細書
【特許文献２５】独国特許第22 37 621号明細書
【特許文献２６】米国特許出願公開第2004/0059191号明細書
【特許文献２７】国際公開第84/02196号パンフレット
【特許文献２８】米国特許第4,659,195号明細書
【特許文献２９】独国特許第43 05 376号明細書
【特許文献３０】独国特許出願公開第34 05 514号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
これを背景として、有利な検査デバイスを利用可能とすることが本発明の第１の目的である。第２の目的は、キャビティ内で検査デバイスを位置決めするための有利な方法を利用可能とすることからなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の目的は、請求項１に記載の検査デバイスによって達成される。第２の目的は、請求項９に記載の、キャビティ内で検査デバイスを位置決めするための方法によって達成される。従属請求項は、本発明のさらに有利な実施形態を包含する。
【００２０】
本発明に基づく検査デバイスは、遠位部位と、近位部位と、この遠位部位および近位部位間に配置されたフレキシブルな部位とを備える。フレキシブルな部位は、互いに対して可動的に配置された多数のセグメントを備える。少なくとも一つの外部ガイド要素が、遠位部位が外部ガイド要素によって近位部位に対して動作可能であるように、遠位部位と近位部位との間のフレキシブルな部位の外部に配置されている。外部ガイド要素は、フレキシブルな部位の、特に狭いキャビティ内での、目標とする動作をもたらす。これはまた、本発明に基づく検査デバイスを用いて、アクセスが困難な領域に到達することを可能とする。
【００２１】
外部ガイド要素は、有利なことには、ケーブル、さらに詳しくはワイヤケーブルとして、あるいはチェーンとして具現化できる。
【００２２】
さらに、遠位部位は、センサーを、たとえば検査カメラを備えることができる。
【００２３】
外部ガイド要素は、遠位部位に、かつ／または近位部位に取り付けることができる。外部ガイド要素は、第１の端部に関して、好ましくは遠位部位に取り付けることができ、そして、外部ガイド要素の第２の端部は、外部ガイド要素を近位部位から操作、すなわちたとえば緊張あるいは弛緩させることができるように、近位部位に緩く接続される。
【００２４】
さらに、遠位部位および／または近位部位は、互いに可動的に配置された多数のセグメントから構成可能である。これらのセグメントは、やはりフレキシブルな部位を構成するのと同じセグメントであってもよい。外部ガイド要素、たとえばワイヤケーブルが、有利なことには、遠位部位の外側セグメントに取り付けられてもよい。さらに、外部ガイド要素の第２の端部が近位部位のセグメントに接続されても、あるいはセグメントの開口を通過してもよい。ここで、接続は、外部ガイド要素が遠位部位と近位部位との間の距離を設定するために使用できるように具現化できる。
【００２５】
さらに、セグメントは、少なくとも一つの内部ケーブル、たとえばボーデンケーブルを用いて相互連結することができる。ここで、フレキシブルな部位のセグメントはそれ自身の間で連結でき、そしてフレキシブルな部位のセグメントはまた、遠位部位のセグメントに対して、かつ／または近位部位のセグメントに対して連結できる。内部ケーブルは、有利なことには、ワイヤケーブルである。検査デバイスは、好ましくは、２本の内部ワイヤケーブルを備える。この場合、２本のワイヤケーブルは、遠位部位において１本のケーブルを形成するように相互連結されてもよい。
【００２６】
内部ケーブルあるいは内部ケーブル群はセグメントの内腔を経てセグメントを通って配置することができる。例として、セグメントは、中空筒体の形態で具現化できる。この場合、ケーブルあるいはケーブル群は個々のセグメントの仮想長手方向軸線と平行に延在できる。２本のケーブルの場合、これらは、好ましくは、セグメントの長手方向軸線に関して互いに対向するように配置できる。セグメントは、好ましくは、個々のベースおよびカバー面において相互連結され、あるいは、個々のベースおよびカバー面において互いに着座する。
【００２７】
さらに、少なくとも一つのセグメントは、その側面に多数の開口を備えた中空筒体の形状を有することができる。セグメントのそうした実施形態の結果として、それが検査デバイスの安定性に不利になることなく、検査デバイスの重量を著しく低減することが可能となる。
【００２８】
さらに、セグメントは、その仮想長手方向軸線に対して傾斜したベース面および／または傾斜したカバー面を有することができる。セグメントの形状、さらに詳しくは、長手方向軸線と個々のセグメントのベース面あるいはカバー面との間の角度は、セグメントの特定の配置と共に、フレキシブルな部位を用いて調整可能なジオメトリーを予め決定する。
【００２９】
さらに、上記セグメントの少なくとも二つ、好ましくは全てのセグメントは、間接および／またはインターロッキング様式で相互連結可能である。
【００３０】
例として、検査デバイスは、ボアスコープとして、さらに詳しくは、環状燃焼チャンバーを検査するためのボアスコープとして具現化できる。例として、ボアスコープは、チタニウム合金からなるか、あるいはチタニウム合金を含むことができる。
【００３１】
本発明に基づくデバイスが燃焼チャンバーを検査する目的で使用される場合、遠位部位、フレキシブルな部位および近位部位の少なくとも一部を、火炎検出器用のフランジを通って燃焼チャンバー内に挿入することができる。
【００３２】
キャビティ内で検査デバイスを位置決めするための本発明に基づく方法は、遠位部位と、近位部位と、遠位部位と近位部位との間に配置されたフレキシブルな部位と、少なくとも一つの外部ガイド要素とを備えた検査デバイスに関連する。ここで、外部ガイド要素は、遠位部位と近位部位との間のフレキシブルな部位の外側に配置される。本発明に基づく方法の範囲内で、遠位部位は、外部ガイド要素によって、近位部位に対して動作させられる。
【００３３】
本発明に基づく方法は、とりわけ、本発明に基づく検査デバイスを用いて実施することができる。例として、遠位部位は、センサー、たとえばビデオカメラを備えることができる。
【００３４】
外部ケーブル、たとえば、ワイヤケーブル、あるいはチェーンを有利なことには、外部ガイド要素として使用することができる。
【００３５】
さらに、フレキシブルな部位は、互いに対して可動的に配置された多数のセグメントを備えることができる。ここで、セグメントは、少なくとも１本の内部ケーブルを用いて相互連結できる。遠位部位およびフレキシブルな部位は、有利なことには、開口を経て、キャビティ、たとえば環状燃焼チャンバー内へと挿入できる。内部ケーブルは、挿入中は、弛んだ状態であり、すなわちセグメントは互いに動くことができる。そうすることで、遠位部位を外部ガイド要素を用いて近位部位へと接近させることができる。内部ケーブルは続いて緊張させることができる。この結果、遠位部位は近位部位から離れるように移動させることができる。外部ガイド要素が外部ケーブルとして具現化される場合、この外部ケーブルは、遠位部位が近位部位に近接させられるとき、緊張させることができる。外部ケーブルは、遠位部位が近位部位から離れるように動作させられるとき、続いて緩むことができる。特に、フレキシブルな部位は、遠位部位が近位部位に近接させられる間、ループを形成することができる。
【００３６】
例として、遠位部位およびフレキシブルな部位をガスタービンのコンポーネント、たとえば燃焼チャンバー内に、開口を経て導入することができる。燃焼チャンバーは、特に、ハブを備えることがある。遠位部位およびフレキシブルな部位が挿入されるとき、これらの部位はハブを経て送り込むことができる。特に、これは、遠位部位は、初めに、フレキシブルな部位がループ形状を呈しながら、外部ガイド要素、さらに詳しくは外部ワイヤケーブルによって、近位部位へと近接させられるという事実によって達成され得る。遠位部位は、内部ケーブルを緊張させることによって近位部位から離れるように続いて動作させられ、そして、検査される燃焼チャンバーの領域へと案内される。燃焼チャンバーは、さらに詳しくは、環状燃焼チャンバーであってもよい。
【００３７】
本発明に基づく方法は、たとえばハブを備えた環状燃焼チャンバーといった、アクセスが困難なスペース内での、長尺な検査デバイス、特に、たとえばボアスコープの目標とする動作を可能とする。
【００３８】
本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法によって、特に起こり得る欠陥に関して、迅速かつ効果的な様式で、ガスタービンの燃焼チャンバーを検査することが可能となる。本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法はまた、たいていはアクセスが困難である燃焼チャンバーの内部内の領域に素早くかつ容易にアクセスし、それを検査する可能性をもたらすので、これは、検査時間を、したがってガスタービンの休止時間を著しく低減する。同時に、これは、ガスタービンあるいは燃焼チャンバーの稼働率および適応性を増大させる。特に、本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法によって、侵蝕あるいは破壊されたセラミック熱シールドを見つけるのは迅速かつ容易である。
【００３９】
本発明のさらなる利点、特性および特徴について、図面を参照し、代表的実施形態に基づいて、以下で、さらに詳しく説明する。ここで、説明する特徴は、それ自体あるいは組み合わせの両方に関して有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に基づくボアスコープを大まかに示す図である。
【図２】英国特許第2 425 764号明細書からの従来技術に基づく二つのセグメント間の連結を大まかに示す図である。
【図３】ビデオカメラを備えたボアスコープの先端を大まかに示す図である。
【図４】ボアスコープのフレキシブルな部位の機能の一例を大まかに示す図である。
【図５】燃焼チャンバーの上側領域を検査するためのボアスコープの一例を大まかに示す図である。
【図６】燃焼チャンバーの下側領域を検査するためのボアスコープの一例を大まかに示す図である。
【図７】緊張された外部ワイヤケーブルと共に、燃焼チャンバー内に挿入されたボアスコープを大まかに示す図である。
【図８】緊張された内部ワイヤケーブルおよび弛緩した外部ワイヤケーブルと共に、燃焼チャンバー内に挿入されたボアスコープを大まかに示す図である。
【図９】典型的な様式でガスタービンの長手方向部分断面を示す図である。
【図１０】ガスタービン燃焼チャンバーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図９は、典型的な様式でガスタービン１００の長手方向部分断面を示している。
【００４２】
内部において、ガスタービン１００はシャフト１０１を備えたローター１０３を有するが、このローターは、回転軸線１０２を中心として回転可能に設けられており、タービンローターとも呼ばれる。
【００４３】
インテークハウジング１０４、コンプレッサー１０５、複数の同軸配置されたバーナー１０７を備えた、たとえばトロイダル燃焼チャンバー１１０、さらに詳しくは環状燃焼チャンバー、タービン１０８および排出ガスハウジング１０９が、ローター１０３に沿って、互いに連続的に並んでいる。
【００４４】
環状燃焼チャンバー１１０は、たとえば環状高温ガスダクト１１１と連通状態である。ここで、直列に接続された、たとえば四つのタービンステージ１１２がタービン１０８を形成する。
【００４５】
例として、各タービンステージ１１２は二つのブレードあるいはベーンリングからなる。作動媒体１１３の流動方向に見たとき、ローターブレード１２０からなる列１２５は、高温ガスダクト１１１内でガイドベーン列１１６に続いている。
【００４６】
ここで、ガイドベーン１３０はステータ１４３の内部ハウジング１３８に取り付けられており、一方、ある列１２５のローターブレード１２０は、たとえば、タービンディスク１３３によってローター１０３に取り付けられている。
【００４７】
発電機あるいは機械(図示せず)がローター１０３に連結される。
【００４８】
ガスタービン１００の運転中、空気１３５がインテークハウジング１０４を経て吸引され、そしてコンプレッサー１０５によって圧縮される。コンプレッサー１０５のタービン側端部に供給される圧縮空気はバーナー１０７へと送り込まれ、そして、そこで、それは燃料と混合される。混合物は、作動媒体１１３を形成するために、燃焼チャンバー１１０内で続いて燃焼させられる。そこから、作動媒体１１３は、ガイドベーン１３０およびローターブレード１２０を通過して、高温ガスダクト１１１に沿って流動する。作動媒体１１３はローターブレード１２０において膨張し、この過程でモーメントを伝達し、そしてそれゆえローターブレード１２０はローター１０３を駆動し、そして後者はそれに接続された機械を駆動する。
【００４９】
高温作動媒体１１３にさらされるコンポーネントは、ガスタービン１００の運転の間、熱的負荷にさらされる。環状燃焼チャンバー１１０を覆う熱シールド要素に加えて、作動媒体１１３の流動方向に見たとき第１のタービンステージ１１２のガイドベーン１３０およびローターブレード１２０は最大の熱的負荷にさらされる。
【００５０】
そこで優勢な温度に耐えるために、クーラントによって、それらを冷却することができる。
【００５１】
コンポーネントの基体は、同様に、方向性構造を有することができる。すなわち、それらは、単結晶形態であるか(ＳＸ構造)、あるいは長軸方向に配向された結晶粒のみを有する(ＤＳ構造)。
【００５２】
例として、鉄ベース、ニッケルベースあるいはコバルトベース超合金が、このコンポーネントのための、特に、タービンブレーキあるいはベーン１２０,１３０および燃焼チャンバー１１０のコンポーネントのための素材として使用される。
【００５３】
このタイプの超合金は、たとえば、欧州特許第1 204 776号明細書、欧州特許第1 306 454号明細書、欧州特許出願公開第1 319 729号明細書、国際公開第99/67435号パンフレットあるいは国際公開第00/44949号パンフレットから公知である。
【００５４】
ブレードあるいはベーン１２０,１３０は、同様に、腐食に対する保護に役立つコーティング(ＭＣｒＡＬＸ；Ｍは、鉄(Ｆｅ)、コバルト(Ｃｏ)、ニッケル(Ｎｉ)からなる群から選ばれた少なくとも一つの要素であり、Ｘは、活性元素であり、かつ、イットリウム(Ｙ)および／またはケイ素、スカンジウム(Ｓｃ)および／または少なくとも一つの希土類元素、あるいはハフニウムを表す)を有することができる。このタイプの合金は、欧州特許第0 486 489号明細書、欧州特許第0 786 017号明細書、欧州特許第0 412 397号明細書あるいは欧州特許出願公開第1 306 454号明細書から公知である。
【００５５】
熱バリアコーティングをＭＣｒＡｌＸ上に設けることも可能であり、これは、たとえばＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３‐ＺｒＯ２からなり、すなわち安定化されないか、酸化イットリウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムによって一部安定化あるいは完全安定化される。
【００５６】
柱状結晶粒が、たとえば、電子ビーム物理蒸着法(ＥＢ‐ＰＶＤ)などの適当なコーティング処理によって、熱バリアコーティングに形成される。
【００５７】
ガイドベーン１３０は、タービン１０８の内部ハウジング１３８に面するガイドベーン根(ここでは図示せず)と、ガイドベーン根とは反対側にあるガイドベーンヘッドとを有する。ガイドベーンヘッドはローター１０３に面しており、かつ、ステータ１４３の取り付けリング１４０に対して固定される。
【００５８】
図１０は、ガスタービンの燃焼チャンバー１１０を示す。例として、燃焼チャンバー１１０は、いわゆる環状燃焼チャンバーとして具現化されており、このものにおいては、多数のバーナー１０７(これは周方向に回転軸線１０２を中心として配置されている)が共有燃焼チャンバースペース１５４内へと開口しており、火炎１５６を発生させる。このために、燃焼チャンバー１１０は、全体として環状構造体として具現化されており、これは回転軸線１０２を中心として配置されている。
【００５９】
比較的高い効率を得るために、燃焼チャンバー１１０は、概ね１０００℃ないし１６００℃の比較的高温の作動媒体Ｍのために設計される。素材にとって得策ではない、こうした運転パラメーターにおいてさえ、比較的長期間の運転を可能とするために、燃焼チャンバー壁１５３は、作動媒体Ｍに面するその側において、熱シールド要素１５５から形成された内部カバーを備えている。
【００６０】
合金から形成された各熱シールド要素１５５は、作動媒体側に特に耐熱保護層(ＭＣｒＡｌＸ-層および／またはセラミックコーティング)を備えるか、あるいは耐高温物質(塊状セラミックストーン)からなる。
【００６１】
これら保護層はタービンブレードあるいはベーンと類似していてもよく、すなわち、これは、たとえばＭＣｒＡＬＸを意味し、Ｍは、鉄(Ｆｅ)、コバルト(Ｃｏ)、ニッケル(Ｎｉ)からなる群から選ばれた少なくとも一つの要素であり、Ｘは活性元素であり、かつ、イットリウム(Ｙ)および／またはケイ素、スカンジウム(Ｓｃ)および／または少なくとも一つの希土類元素、あるいはハフニウムを表す。この種の合金は、欧州特許第0 486 489号明細書、欧州特許第0 785 017号明細書、欧州特許第0 412 397号明細書、あるいは欧州特許出願公開第1 306 454号明細書から公知である。
【００６２】
たとえばセラミック熱バリアコーティングをＭＣｒＡｌＸ上に設けることも可能であり、これは、たとえばＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３‐ＺｒＯ２からなり、すなわち安定化されないか、酸化イットリウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムによって一部安定化あるいは完全安定化される。
【００６３】
柱状細粒子が、たとえば電子ビーム物理蒸着法(ＥＢ‐ＰＶＤ)などの適当なコーティング処理によって、熱バリアコーティングに形成される。
【００６４】
その他のコーティング方法、たとえば雰囲気プラズマ溶射(ＡＰＳ)、ＬＰＰＳ、ＶＰＳあるいはＣＶＤも可能である。熱バリアコーティングは、耐熱衝撃性を改善するために、多孔性の細粒子を含むか、あるいは微小クラックまたは巨大クラックを有していてもよい。
【００６５】
再仕上げは、それらが使用された後、保護層を(たとえばサンドブラストによって)熱シールド要素１５５から除去しなければならないであろうことを意味する。続いて、腐食および／または酸化層および生成物が除去される。必要があれば、熱シールド要素１５５のクラックもまた修復される。これに続いては、熱シールド要素１５５の再コートが実施され、その後、熱シールド要素１５５は再使用される。
【００６６】
燃焼チャンバー１１０の内部における高温度の結果として、さらに、冷却システムが熱シールド要素１５５あるいはその保持要素のために設けられてもよい。例として、熱シールド要素１５５は、この場合、中空であり、そして燃焼チャンバースペース１５４内へと開口する冷却孔(図示せず)を任意選択で有する。
【００６７】
以下、図１ないし図８を用いて、本発明に基づく検査デバイスおよび本発明に基づく方法について詳しく説明する。図１は本発明に基づく検査デバイスを大まかに示しているが、これはボアスコープ１として具現化されている。ボアスコープ１は、遠位部位２と、フレキシブルな部位４と、近位部位３とを備える。フレキシブルな部位４は近位部位３と遠位部位２との間に配置される。フレキシブルな部位４は多数のセグメント５からなる。遠位部位２および／または近位部位３は、同様に、多数のセグメントからなることができる。
【００６８】
セグメント５は、このセグメント５の内部に配置されたワイヤケーブル７および８を用いて相互連結されている。ワイヤケーブル７および８はまた、単に１本のワイヤケーブルであってもよく、これは、まず、近位部位３から遠位部位２までセグメント５を通って延び、続いて遠位部位２において向きが変えられ、そして続いて、セグメント５を経て近位部位３へと戻る。
【００６９】
セグメント５は中空筒体の形状を有することができ、ベース面および／またはカバー面は、セグメントの仮想長手方向軸線に対して傾斜した構造を有してもよい。内部ワイヤケーブル７,８は、好ましくは、個々の中空筒体の壁領域に配置されており、そして個々の中空筒体の長手方向軸線と平行に延びる。プローブ、たとえばビデオカメラは、近位部位３から遠位部位２へと中空筒体の中央開口を通過できる。
【００７０】
遠位部位２は外部ワイヤケーブル６を介して近位部位３に接続される。チェーンもまた、ワイヤケーブル６に代えて使用できる。外部ワイヤケーブル６は、フレキシブルな部位４のセグメント５の外側で延在する。外部ワイヤケーブル６の第１の端部は、好ましくは、遠位部位２に対して、さらに詳しくは遠位部位２の最外セグメントに対して取り付けられる。外部ワイヤケーブル６の第２の端部は、好ましくは、近位部位３の内部に沿って導かれ、そしてウインチ９に巻き付けられる。ウインチ９は、必要に応じて、外部ワイヤケーブル６を引っ張るか緊張させ、あるいは緩めるために使用できる。
【００７１】
内部ワイヤケーブル７,８は、同様に、弛緩状態あるいは緊張状態となることができる。内部ワイヤケーブル７,８が弛緩状態である場合、フレキシブルな部位４のセグメント５は互いにだらりとぶら下がる。内部ワイヤケーブル７,８が緊張状態である場合、フレキシブルな部位４は、セグメント５の形状、配置およびサイズに依存して、所定のジオメトリーを形成する。
【００７２】
例として、ボアスコープは、チタニウム合金から構成でき、あるいはチタニウム合金を含むことができる。
【００７３】
図２は、英国特許第2 425 764号からの従来技術に基づくボアスコープの二つのセグメント間の接続を大まかに示している。図２は二つのセグメント５ａおよび５ｂを示しているが、これは、それぞれ、基本的に中空円筒形状を有する。セグメント５ａの長手方向軸線は、参照数字１０で示されている。セグメント５ｂの軸線は参照数字１１で示されている。セグメント５ａの側面は参照数字１４で示されており、かつ、セグメント５ｂの側面は参照数字１５で示されている。セグメント５ａは側面１４の領域に多数の開口１２,１３を有する。同様に、側面１５は開口１６,１７を備える。
【００７４】
セグメント５ａのベース面１８は、セグメント５ｂのカバー面１９の方向を向いている。セグメント５ａのベース面１８には内腔２０が存在し、それはベース面１８から開口１３へと延びている。長手方向軸線１０に関して、内腔２０の反対側においてベース面１８には類似の内腔が存在する。これに対応して、長手方向軸線１１に関して、セグメント５ｂのカバー面１９には対向配置された内腔２１および２２が存在し、これらの内腔はそれぞれカバー面１９から個々の開口１６あるいはそれと向き合って存在する開口へと延びている。ワイヤケーブル７は内腔２０および２１を経て延びており、そしてセグメント５ａおよび５ｂはこれによって相互連結されている。同様に、さらなるワイヤケーブル８が、内腔２０およびそれに対応するセグメント５ａの内腔を経て引き出される。
【００７５】
セグメント５ａは、そのベース面１８の領域にジョイントヘッド２３を備える。セグメント５ｂは、そのカバー面１９の領域にソケット２４を備える。ソケット２４は、ワイヤ７および８が張られたとき、ジョイントヘッド２３がソケット２４内に係合するように配置される。
【００７６】
図２は、たとえばボアスコープが挿入されるときにワイヤケーブル７および８が弛んでいる場合、セグメント５ａおよび５ｂ間には接触が存在せす、その結果、どちらにしても、ジョイントリンクの機能性は確立されないこと示している。互いに対するセグメント５ａおよび５ｂの動きは、この場合には、決して制限されず、この結果、ボアスコープを位置決めする際には著しい誤差が生じる。
【００７７】
図３は、ボアスコープ１の遠位部位２を、すなわちボアスコープ１のチップを大まかに示している。ボアスコープ１の遠位部位２は一つのセグメント５ｅからなる。
【００７８】
セグメント５ｅは、尖ったカバー面１９および側面３７を備えた中空筒状に形成されている。側面３７は開口３１を備えるが、これは、セグメント５ｅの仮想長手方向軸線３９に沿って延在している。
【００７９】
セグメント５ｅは、内部ワイヤケーブル７および８がセグメント５ｅに対して固定的に連結されるという事実のために、上記セグメントとは異なっている。例として、内部ワイヤケーブル７および８は、カバー面１９に配置された内腔３０内に固定的に定着することができる。センサー３２(これは、たとえばビデオカメラであってもよい)は、セグメント５ｅの長手方向軸線に沿って配置されたチャネル形状開口３６を経て、あるいは対応するキャビティ３６を経て押し込まれる。例として、このセンサー３２は燃焼チャンバーの内部を検査するために使用できる。
【００８０】
図４は、ボアスコープ１のフレキシブルな部位４の機能の一例およびフレキシブルな部位４の実施形態の一例を大まかに示している。遠位部位２に隣接するフレキシブルな部位４は、多数のセグメント５ｆおよび５ｇを備える。それぞれ互いに隣接して配置されたセグメント５ｆおよび５ｇは相互連結されている。
【００８１】
セグメント５ｆは中空筒形状を有し、ベース面およびカバー面は互いに平行に広がっている。セグメント５ｇも同様に中空筒形状を有するが、ベース面および／またはカバー面は、個々の中空筒体の長手方向軸線に対して傾斜している。セグメント５ｆおよびセグメント５ｇの適切な配列は、ボアスコープ１のボーデンケーブル７および８の緊張状態において所定のジオメトリーを実現する。特に、ボアスコープ１は、緊張状態では、すなわち内部ケーブルワイヤ７および８が緊張させられる場合、特定の曲率を有する。これによって、たとえばアクセスが困難である燃焼チャンバーの領域を検査することが可能となる。
【００８２】
図５は本発明に基づくボアスコープを示しているが、これは、燃焼チャンバーの上側領域の検査に適したものである。図７は、燃焼チャンバー３３の中心軸線４１と直交する燃焼チャンバー３０を通る断面を示している。燃焼チャンバー３３は、中心軸線４１の領域に配置されたハブ３４を備える。燃焼チャンバー３３は環状燃焼チャンバーである。燃焼チャンバー３３は外壁４２を備えるが、そこには、火炎検出器用のフランジ３５が配置される。環状燃焼チャンバー３３の外壁４２は、さらに、上側内面４３および下側内面４４を備える。
【００８３】
ボアスコープ１ａの、遠位部位２およびフレキシブルな部位４、そしてさらに近位部位３の一部が、フランジ３５を通り外壁４２を経て環状燃焼チャンバー３３の内部に挿入されている。フレキシブルな部位４の範囲内で、傾斜したベース面および／または傾斜したカバー面を備えた多数のセグメント５ｇが、まず、近位部位３に隣接している。遠位部位２の方向に、セグメント５ｇには、さらなるセグメント５ｆが隣接しており、ここで、ベース面およびカバー面は互いに平行に広がっている。
【００８４】
図５は、内部ワイヤケーブル７および８が張られた場合のボアスコープ１ａを示している。セグメント５ｇおよび５ｆの配置は、ボアスコープ１ａが緊張状態でＶ字形を呈することを意味する。遠位部位２(ここには、たとえば、ビデオカメラが配置される)は、この場合、燃焼チャンバー３３の上側内面の方を向く。
【００８５】
図６は、本発明に基づくボアスコープ１ａを大まかに示すが、これは燃焼チャンバー３３の下側領域の検査に適したものであり、図５に関連付けて既に説明した環状燃焼チャンバー３３内に挿入されている。遠位部位２およびフレキシブルな部位４、そしてまた近位部位３の一部は、フランジ３５を経て、燃焼チャンバー３３の内部に挿入されている。フレキシブルな部位４のセグメント５は、フレキシブルな部位が、ボーデンケーブル７,８の緊張状態においてハブ３４の周りにアーチ状様式で配置されるように具現化されている。ここで、遠位部位２、およびこの部位に配置されたビデオカメラあるいはこの部位に配置されたセンサーは、環状燃焼チャンバー３３の下側内面４４の領域に位置させられている。図８に示す形態は、燃焼チャンバー３３の下側領域、さらに詳しくは下側内面４４を検査するのに使用できる。
【００８６】
以下、特に燃焼チャンバー３３の上側領域の検査に好適なボアスコープ１ａの、燃焼チャンバー３３内への挿入について、図７および図８に基づいて、さらに詳しく説明する。図７および図８は、その内部に配置されたハブ３４を備えた、図５および図６に関連付けて既に説明した環状燃焼チャンバー３３を示している。
【００８７】
第１のステップでは、まず、遠位部位２、そして続いてフレキシブルな部位４が、燃焼チャンバーの内部へとフランジ３５を経て連続的に挿入される。そうすることで、遠位部位２およびフレキシブルな部位４の長さの概ね半分が燃焼チャンバー３３の内部へと挿入されるや否や、内部ワイヤケーブル６が連続的に緊張させられる。フレキシブルな部位４が燃焼チャンバー３３内に完全に挿入され、かつ、内部ワイヤケーブル６が完全に緊張させられた後、ボアスコープ１ａは、図７に示すループ形状を呈する。遠位部位２およびフレキシブルな部位４が挿入される間、内部ワイヤケーブル７および８は緩められ、そして、それによって、セグメント５は互いに対して自由に動くことができる。
【００８８】
第２のステップでは、外部ワイヤケーブル６はゆっくりと弛緩させられ、一方、内部ワイヤケーブル７および８がゆっくりと引っ張られすなわち緊張させられる。このプロセスにおいて、それぞれ隣接するセグメント５のベース面およびカバー面は、互いに、緊密に引っ張られ、そしてボアスコープ１ａのフレキシブルな部位４のジオメトリー(これはセグメント５の形状によって予め規定される)が生じる。このプロセスの最後に、外部ワイヤケーブル６が弛緩させられ、かつ、内部ワイヤケーブル７および８は完全に引っ張られ、すなわち緊張状態となる。この結果は、図８に示すとおりである。ボアスコープ１ａの遠位部位は、いまや、燃焼チャンバー３３の上側内面４３の方向を向いている。
【００８９】
外部ワイヤケーブル６は、燃焼チャンバー３３の外部に配置されたウインチ９を用いて操作することが、すなわち巻き取りあるいは巻き戻すことができる。図７において、外部ワイヤケーブル６はウインチ９に対して完全に巻き取られている。図８において、外部ワイヤケーブル６はウインチ９から、ほとんど完全に巻き戻されている。
【００９０】
上記方法によって、ボアスコープ１ａの遠位部位２を、良好な様式で、ハブ３４を通過してガイドすることができる。外部ワイヤケーブル６の説明した使用を伴わない場合、ボアスコープ１ａは、燃焼チャンバー３３の下側領域あるいは下側内面４４のみを検査することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ボアスコープ
２ 遠位部位
３ 近位部位
４ フレキシブルな部位
５ セグメント
６ 外部ワイヤケーブル
７,８ 内部ワイヤケーブル
９ ウインチ
１２,１３ 開口
１４,１５ 側面
１６,１７ 開口
１８ ベース面
１９ カバー面
２０,２１,２２ 内腔
２３ ジョイントヘッド
２４ ソケット
３０ 内腔
３１ 開口
３２ センサー
３３ 燃焼チャンバー
３４ ハブ
３５ フランジ
３６ 開口(キャビティ)
３７ 側面
４２ 外壁
４３ 上側内面
４４ 下側内面
１００ ガスタービン
１０１ シャフト
１０２ 回転軸線
１０３ ローター
１０４ インテークハウジング
１０５ コンプレッサー
１０７ バーナー
１０８ タービン
１０９ 排出ガスハウジング
１１０ 燃焼チャンバー
１１１ 高温ガスダクト
１１２ タービンステージ
１１３ 作動媒体
１１６ ガイドベーン列
１２０ ローターブレード
１２５ 列
１３０ ガイドベーン
１３３ タービンディスク
１３５ 空気
１３８ 内部ハウジング
１４０ 取り付けリング
１４３ ステータ
１５３ 燃焼チャンバー壁
１５４ 共有燃焼チャンバースペース
１５５ 熱シールド要素
１５６ 火炎
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査デバイス(１)であって、遠位部位(２)と、近位部位(３)と、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間に配置されたフレキシブルな部位(４)と、を具備してなり、前記フレキシブルな部位(４)は、互いに可動的に配置された多数のセグメント(５)を具備してなり、
少なくとも一つの外部ガイド要素(６)が、前記遠位部位(２)が前記外部ガイド要素(６)によって前記近位部位(３)に対して動作可能であるように、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間で前記フレキシブルな部位(４)の外部に配置されていることを特徴とする検査デバイス(１)。
【請求項２】
前記外部ガイド要素(６)は、ケーブルとして、あるいはチェーンとして具現化されていることを特徴とする請求項１に記載の検査デバイス(１)。
【請求項３】
前記外部ガイド要素(６)は、前記遠位部位(２)および／または前記近位部位(３)に取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査デバイス(１)。
【請求項４】
前記遠位部位(２)および／または前記近位部位(３)は、互いに可動的に配置された多数のセグメント(５)を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項５】
前記セグメント(５)は、少なくとも一つの内部ケーブル(７,８)を用いて相互連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項６】
少なくとも一つのセグメント(５)は、その側面(３７,３８)に多数の開口(３１)を備える中空筒体の形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項７】
少なくとも二つのセグメント(５)が、間接様式および／またはインターロッキング様式で相互連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項８】
ボアスコープとして具現化されたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項９】
キャビティ内で検査デバイス(１)を位置決めするための方法であって、前記検査デバイスは、遠位部位(２)と、近位部位(３)と、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間に配置されたフレキシブルな部位(４)と、少なくとも一つの外部ガイド要素(６)と、を具備してなり、前記外部ガイド要素(６)は、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間で前記フレキシブルな部位(４)の外側に配置されており、
前記遠位部位(２)は、前記外部ガイド要素(６)によって、前記近位部位(３)に対して動作させられることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記フレキシブルな部位(４)は、互いに可動的に配置された多数のセグメント(５)を備え、前記セグメント(５)は、少なくとも一つの内部ケーブル(７,８)によって相互連結されており、かつ、
前記遠位部位(２)および前記フレキシブルな部位(４)は、前記内部ケーブル(７,８)が弛緩状態にあるとき、開口(３５)を経てキャビティ内に挿入され、
前記遠位端部(２)は、前記外部ガイド要素(６)によって、前記近位部位(３)へと案内され、
前記内部ケーブル(７,８)が緊張させられ、そして、その結果、前記遠位部位(２)は前記近位部位(３)から離れるように動作させられることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１】
検査デバイス(１)であって、遠位部位(２)と、近位部位(３)と、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間に配置されたフレキシブルな部位(４)と、を具備してなり、前記フレキシブルな部位(４)は、互いに可動的に配置された多数のセグメント(５)を具備してなり、
少なくとも一つの外部ガイド要素(６)が、前記遠位部位(２)が前記外部ガイド要素(６)によって前記近位部位(３)に対して動作可能であるように、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間で前記フレキシブルな部位(４)の外部に配置されていることを特徴とする検査デバイス(１)。
【請求項２】
前記外部ガイド要素(６)は、ケーブルとして、あるいはチェーンとして具現化されていることを特徴とする請求項１に記載の検査デバイス(１)。
【請求項３】
前記外部ガイド要素(６)は、前記遠位部位(２)および／または前記近位部位(３)に取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査デバイス(１)。
【請求項４】
前記遠位部位(２)および／または前記近位部位(３)は、互いに可動的に配置された多数のセグメント(５)を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項５】
前記セグメント(５)は、少なくとも一つの内部ケーブル(７,８)を用いて相互連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項６】
少なくとも一つのセグメント(５)は、その側面(３７,３８)に多数の開口(３１)を備える中空筒体の形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項７】
少なくとも二つのセグメント(５)が、間接様式および／またはインターロッキング様式で相互連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項８】
ボアスコープとして具現化されたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の検査デバイス(１)。
【請求項９】
キャビティ内で検査デバイス(１)を位置決めするための方法であって、前記検査デバイスは、遠位部位(２)と、近位部位(３)と、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間に配置されたフレキシブルな部位(４)と、少なくとも一つの外部ガイド要素(６)と、を具備してなり、前記外部ガイド要素(６)は、前記遠位部位(２)と前記近位部位(３)との間で前記フレキシブルな部位(４)の外側に配置されており、
前記遠位部位(２)は、前記外部ガイド要素(６)によって、前記近位部位(３)に対して動作させられることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記フレキシブルな部位(４)は、互いに可動的に配置された多数のセグメント(５)を備え、前記セグメント(５)は、少なくとも一つの内部ケーブル(７,８)によって相互連結されており、かつ、
前記遠位部位(２)および前記フレキシブルな部位(４)は、前記内部ケーブル(７,８)が弛緩状態にあるとき、開口(３５)を経てキャビティ内に挿入され、
前記遠位端部(２)は、前記外部ガイド要素(６)によって、前記近位部位(３)へと案内され、
前記内部ケーブル(７,８)が緊張させられ、そして、その結果、前記遠位部位(２)は前記近位部位(３)から離れるように動作させられることを特徴とする請求項９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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１３−５１０３４０（Ｐ２０１３−５１０３４０Ａ）
【公表日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３８３０９（Ｐ２０１２−５３８３０９）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６７１１４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５８０１０
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５０８００８８６５）シーメンス アクティエンゲゼルシャフト (99)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６７１１４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５８０１０
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５０８００８８６５）シーメンス アクティエンゲゼルシャフト (99)
【Ｆターム（参考）】
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