(57)【要約】【課題】従来技術におけるガスタービンのロータの位置決め方法を改善すること。【解決手段】制御ユニット（２０）を用いてデータを収集し、当該データを処理して、前記ロータ（２）を、ＨＭＩ（３０）により設置された目標位置にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（１）のロータ（２）を自動的に位置決めする方法であって、
制御ユニット（２０）を用いてデータを収集し、当該データを処理して、前記ロータ（２）を、ＨＭＩ（３０）により設置された目標位置にする
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記制御ユニット（２０）に対して、前記ロータ（２）の位置をキーフェーザ（４０）により示す、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
キーフェーザ（４０）は、フェーザカムホイール（７０）が１回転するごとに、前記制御ユニット（２０）に対して前記ロータ（２）の位置の情報を得るのに用いられるデジタルパルスを受け取るセンサを有する
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記制御ユニット（２０）に対し、増分カウンタ（５０）によって前記ロータ（２）の動きを通知する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
増分カウンタ（５０）は、増分カムホイール（８０）の１歯ごとに前記制御ユニット（２０）に対して前記ロータ（２）の動きの情報を与えるのに用いられるデジタルパルスを出力するセンサを有する
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ロータ（２）の位置データと当該ロータ（２）の動きの情報とがそれぞれキーフェーザ（４０）と増分カウンタ（５０）とにより前記制御ユニット（２０）へ送信され、当該制御ユニット（２０）において前記データが処理される、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンのロータを正確かつ自動的に位置決めする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの使用可能寿命中には、タービン自体が適正に動作することを保証するために保守作業が必要となる。この定期的な作業中に検査および点検が行われ、損傷または摩耗した部品または構成要素を交換する。
【０００３】
最も摩耗しやすいタービンの部品はタービンブレードである。というのも、タービンブレードは高温で機械的応力を生じさせ、また、タービンを動作させるための高温ガスに起因して高温腐食も生じやすいからである。それゆえ、タービンブレードの完全性および機能性を検査するためにタービンブレードを定期的に点検する必要がある。計画された保守作業では、タービンのブレードを点検できるようにするため、通常はタービンのブレードを回転させる必要がある。これは、タービンロータ全体を回転させることにより行われる。このことは特に、ボロスコープ点検の場合に行われる。このボロスコープ点検では、ボロスコープを用いてブレードを点検できるようにするために、タービンを圧縮器から取り外して開いた状態にする。
【０００４】
大型のターボ機械ロータ、特に大型のガスタービンのロータの場合、たとえばロータの機械的保守、ロータのバランシングまたはロータアライメント等の作業をロータにて正確に行うためには、ボロスコープ点検中にロータを非常に低速の回転速度で、かつ正確な位置決めで回転させなければならない。典型的にはボロスコープは、他の手段では点検対象エリアにアクセスできない場合に、上述のような点検作業に使用され、ボロスコープとは、遠隔にある点検対象を照明するための照明手段を有する光学装置であり、これにより、照明された対象の内部イメージが得られ、さらに、観察者の眼に対して表示するために拡大される。
【０００５】
ボロスコープは一般的に、産業用ガスタービンの目視検査に用いられる。というのもガスタービンは、その安全上かつ保守上の要求により、格別な注意を必要とするものだからである。ボロスコープ点検を用いると、不要な保守が行われるのを防止することができ、このボロスコープ点検は、大型のガスタービンに使用される場合、著しく低コストである。
【０００６】
現在のところ、典型的には、ボロスコープ点検のために必要な、ガスタービンのロータの回転は手動で行われるので、人がロータを手動で回転する。しかし、このような作業は実施時には正確でない。
【０００７】
このような手法の欠点の１つとして、ブレードの検査にかかる時間が長くなるという欠点がある。これにより、タービンの生産性自体が低くなるので、著しく高いコストになる。このコストに加えて人件費もかかる。
【０００８】
従来技術では、ターボ機械の点検を行うために用いられるボロスコープ装置が種々公知となっている。たとえばＥＰ２４９５５５３Ａ２に、ターボ機械のブレードの点検を行うために用いられるポータブル型のボロスコープアセンブリが開示されている。また、従来技術としてＵＳ２０１２／０２０４３９５Ａ１があり、同文献では、ボロスコープを用いてガスタービンエンジンの部品の点検および／または修理する方法が記載されている。また、ＵＳ２０１２／０２８５２２６Ａ１に、タービン内部の部品の表面の一部に取り付けられる摩耗指標マークを有するシステムが記載されており、このマークはボロスコープ点検によって視覚的に認識可能なマークである。また従来技術では、ＥＰ１７４９９７９Ａ２に、圧縮器から前記タービンを分離する必要なくボロスコープを用いてブレードの点検を行うことができるようにタービンのシャフトを特に手動で回転させるための減速機群を有するクランク回転機構を備えた作動システムが公知となっている。しかし、上記にて引用した刊行物の従来技術はいずれも、タービンのロータ（シャフト）を手動で動かすので精度が低く、かつ高コストであり、所要時間が長い。
【０００９】
たとえばＵＳ４１９３７３９等の従来技術では、タービンのシャフトを回転させる他のシステムとして、点検のためにガスタービンエンジンのロータを回転させるための装置が開示されており、これは、ロータを回すためにブレードにエアジェットを送るノズルを有する。この装置はさらに、軸方向に移動してロータを停止させるロッドを有するが、このシステムの精度は低く、また人の手を必要とし、これによりシステムが高コストとなり、また所要時間も長くなる。その上、上述のシステムはロータ速度の可変速度制御を行うこともできず、それゆえ、ガスタービンにおいてボロスコープ点検を高精度で行うこともできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＥＰ２４９５５５３Ａ２
【特許文献２】ＵＳ２０１２／０２０４３９５Ａ１
【特許文献３】ＵＳ２０１２／０２８５２２６Ａ１
【特許文献４】ＥＰ１７４９９７９Ａ２
【特許文献５】ＵＳ４１９３７３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、上述の要求を満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ガスタービンのロータを正確かつ自動的に位置決めする方法に関する。本発明の方法は、ガスタービンのロータを自動で動かすので、人が動かす必要は無く、またロータを遠隔地から動かすので、ロータを可変速度で動かすこともでき、また、特定の位置にて高い位置精度でロータを自動停止させることもできる。本発明の方法はさらに、ロータの過去の位置決めを記憶することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ガスタービンにおける本発明のロータ位置決め方法の全体構成を示す概略図である。
【実施例】
【００１４】
本発明の上記態様と、それに伴う利点の多くについては、以下の記載と図面とを参酌すれば、容易に想到することができる。
【００１５】
図１は、ガスタービンにおける本発明のロータ位置決め方法の全体構成を示す概略図である。
【００１６】
本発明は、以下の手段を用いて、ガスタービン１のロータ２を正確かつ自動的に位置決めする方法に関する：
・キーフェーザ４０と増分カウンタ５０とを有するフィードバックループ；
・周波数変換器６０；
・ロータターニングアクチュエータ１０；
・ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）３０；
・制御ユニット２０。
【００１７】
フィードバックループ（キーフェーザ４０および増分カウンタ５０）
キーフェーザ４０は増分カウンタ５０と組み合わされて、制御ユニット２０のためのフィードバックとして用いられる。
【００１８】
キーフェーザ４０は典型的には、キーフェーザ７０のためのカムホイールに設けられた歯の傍をロータ２が１回転するごとにデジタルパルスを受け取るセンサを有し、このデジタルパルスは、ロータ２の位置の情報を得るために用いられる。前記増分カウンタ５０も典型的にはセンサを有し、このセンサは、増分カムホイール８０の１歯ごとにデジタルパルスを出力するものである。キーフェーザ４０からの情報は増分カウンタ５０からの情報と併せて制御ユニット２０において処理されることにより、ロータ２の位置が求められる。
【００１９】
周波数変換器６０
周波数変換器６０はロータターニングアクチュエータ１０を駆動し、このロータターニングアクチュエータ１０はガスタービン１のロータ２を動かす。可能な限り迅速に目標位置に到達するために最適な、ロータ２の速度は、制御ユニット２０により制御される。
【００２０】
ロータターニングアクチュエータ１０
ロータターニングアクチュエータ１０は、制御ユニット２０から受け取った所定の目標値に応じて、周波数変換器６０を用いてロータ２を動かす。
【００２１】
ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）３０
ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）は、人が自動ロータ位置決めを遠隔方式で制御するための装置である。ＨＭＩ３０は典型的には、制御ユニット２０に接続するためのアンテナ９０を内蔵している。
【００２２】
制御ユニット２０
制御ユニット２０は、
・ＨＭＩ３０と、
・周波数変換器６０と、
・キーフェーザ４０と、
・増分カウンタ５０と
に対するインタフェースを有する。前記ＨＭＩ３０は典型的には無線方式である。
【００２３】
制御ユニット２０は、受け取った情報すべてを処理するためのコンピュータ処理ユニット（ＣＰＵ）を有する。このコンピュータ処理ユニットは、ＨＭＩ３０により設定された目標位置に可能な限り迅速に到達するのに最適な、ロータ２の速度を常に計算している。さらに制御ユニット２０は、過去に選択された位置にロータ２をロータターニングアクチュエータ１０が戻せるように、トグルモードと記憶機能とを有する。
【００２４】
既に述べたが、本発明の、ガスタービン１のロータ２を位置決めする方法により奏される主な利点は、以下の通りである：
・ロータ２の位置決め精度を向上できること。
・必要な人員が１人だけであること。
・従来技術のようにロータ２にまでアクセスして手動で回す必要がないこと。
・誰もロータ２を手動でいじったり回したりする必要がなくなるので、リスクが相当低減されること。
【００２５】
有利な実施形態を参照して本発明を詳細に説明したが、この開示内容の範囲内で改良を行えることは明らかであるから、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲にのみ特定される。
【符号の説明】
【００２６】
１    ガスタービン
２    ロータ
１０  ロータターニングアクチュエータ
３０  ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）
２０  制御ユニット
４０  キーフェーザ
５０  増分カウンタ
６０  周波数変換器
７０  キーフェーザのためのカムホイール
８０  増分カウンタのためのカムホイール
９０  アンテナ
【図１】
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【外国語明細書】
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