(57)【要約】【課題】ガスタービンのロータホイール上の冷却スロット表面を清浄にするための装置及び方法を提供する。【解決手段】本清浄システムは、半径方向内側面に沿ったスロット（３８）を有する複数のほぼダブテール形状のスロットブロック（３０）と、研摩手段又はベルト（３２）と、裏当てチューブ（３４）とを含む。ブロックをロータホイール（１１）のダブテールスロット内を挿入しかつブロックスロットを冷却スロット（１６）と整列させると直ちに、冷却スロットトンネル内に研摩手段（３２）及び裏当てチューブ（３４）を挿入する。研摩手段は、端部フィーダブロックを貫通して延びることができる。裏当てチューブにより研摩手段に対して半径方向外向きの押圧力を加えた状態で、ロータのリムの外側から手動で加える前後の運動により、ロータを分解せずに冷却スロットの表面を清浄にする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それらの間にダブテールスロット（１４）を形成した複数の円周方向に間隔を置いて配置されたダブテール（１２）を有するガスタービンロータホイール（１１）の周りにおける、前記ダブテール及びダブテールスロットを円周方向に貫通して延びる冷却スロットの表面を清浄にするためのシステムであって、
前記ダブテールスロットの少なくともベース部分にほぼ対応しかつ該ベース部分内に挿入されるようになった形状を有する複数のブロック（３０）を含み、
各前記ブロックが、隣接するダブテール（１２）を貫通した円周方向に延びる冷却スロット（１６）と整列するようになったスロット（３８）を有し、
前記ブロックを貫通しかつ前記ダブテールを貫通して前記円周方向に整列したスロット内に挿入されて前記冷却スロット表面を清浄にするようになった、少なくとも１つの研摩面を有する細長い要素（３２）が設けられている、
システム。
【請求項２】
前記円周方向に整列したブロックスロット及び前記隣接するダブテールを貫通したスロット内に挿入されて、前記要素に押圧力を加えて該要素の１つの研摩面を前記冷却スロット表面に対して当接させるようになった細長い部材（３４）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記部材（３９）が、ラテックス又はシリコン材料で形成されたチューブ状ブラダを含む、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記チューブ状ブラダ（３４）が、スリーブ（４６）内に包まれている、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記スリーブ（４６）が、ポリエチレン又はポリ四フッ化エチレン材料で形成されて、チューブ状ブラダのための耐摩滅性低摩擦ケーシングを形成している、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
１対のフィーダブロックを含み、各前記フィーダブロックが、前記要素の端部を受けかつ該フィーダブロックに隣接した隣接するダブテールの端縁部から該要素を離して間隔を置くための、該フィーダブロックの一側面に沿った又は該フィーダブロックを貫通した開口部（４８）を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記ブロックのスロット内に露出して該ブロックにおける摩耗を減少させる摩耗インサート（４２）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
それらの間にダブテールスロット（１４）を形成した複数の円周方向に間隔を置いて配置されたダブテールを有するガスタービンロータホイール（１１）の周りにおける、前記ダブテール及びダブテールスロットを円周方向に貫通して延びる冷却空気スロットの表面を清浄にする方法であって、
ガイド面を有するガイド（３０）を、前記ガイド面が前記円周方向に延びる冷却スロットとほぼ整列した状態で、隣接するダブテールスロット内に挿入する段階と、
少なくとも１つの研摩面を有する要素（３２）を、前記円周方向に延びる冷却空気スロットを貫通しかつ前記ガイド面を通過させて通す段階と、
前記円周方向に延びる冷却スロット及びガイド面に沿って前記要素を移動させて、前記冷却空気スロット表面を研摩で清浄にする段階と、
を含む方法。
【請求項９】
前記要素を前記冷却空気スロット表面に対して付勢する（４４）段階を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記円周方向に延びる冷却空気スロットを貫通しかつ前記ガイド面を通過させて部材を通して、前記研摩面を有する要素を前記冷却空気スロット表面に対して付勢する段階を含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンロータホイールの冷却スロット表面から異物を除去するための清浄システムに関し、具体的には、ロータホイールの外部から適用してダブテールの下側面に沿った冷却スロットに沿って冷却表面を清浄にするようになった清浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばガスタービン用のロータホイールは一般的に、ロータホイールの外周部の周りに、それらの間にダブテールスロットを形成した複数の円周方向に間隔を置いて配置されたダブテールを含む。ダブテールスロットは、ロータホイールの周りに複数の翼形部を支持する対応するダブテール形状のバケットベース部を受ける。多くの場合、バケット又は翼形部は、ロータホイール内の冷却スロットを通してかつバケットのベース部に形成した溝又はスロットを通して流入する空気によって冷却される。一般的に、冷却スロットは、ダブテール及びダブテールスロットを貫通して円周方向に３６０度延びる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガスタービン冷却スロットは一般的に、渦電流検査方法によって検査される。許容可能な渦電流検査結果を得るためには、検査区域は、清浄でありかつダスト、錆、スケール堆積物、油、グリットなどのような異物がない状態でなければならない。従って、ロータを分解せずに、結果としてタービンを停止させずに、冷却スロットの１つ又はそれ以上の表面を清浄にする必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施例では、それらの間にダブテールスロットを形成した複数の円周方向に間隔を置いて配置されたダブテールを有するガスタービンロータホイールの周りにおける冷却スロットの表面を清浄にするためのシステムを提供する。冷却スロットは、ダブテール及びダブテールスロットを円周方向に貫通して延びる。複数のブロックが設けられ、この複数のブロックは、ダブテールスロットの少なくともベース部分にほぼ対応しかつ該ベース部分内に挿入されるようになった形状を有する。ブロックの各々は、隣接するダブテールを貫通した円周方向に延びる冷却スロットと整列するようになったスロットを有する。細長い要素は、ブロックを貫通しかつダブテールを貫通して円周方向に整列したスロット内に挿入されて冷却スロット表面を清浄にするようになった少なくとも１つの研摩面を有する。
【０００５】
本発明の別の実施例では、それらの間にダブテールスロットを形成した複数の円周方向に間隔を置いて配置されたダブテールを有するガスタービンロータホイールの周りにおける、ダブテール及びダブテールスロットを円周方向に貫通して延びる冷却空気スロットの表面を清浄にする方法を提供する。本方法は、ガイド面を有するガイドを、ガイド面が円周方向に延びる冷却スロットとほぼ整列した状態で、隣接するダブテールスロット内に挿入する段階と、少なくとも１つの研摩面を有する要素を、円周方向に延びる冷却空気スロットを貫通しかつガイド面を通過させて通す段階と、円周方向に延びる冷却スロット及びガイド面に沿って要素を移動させて、冷却空気スロット表面を研摩で清浄にする段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、図面、特に図１を参照すると、ガスタービン用のロータホイール１１のリム１０の１部分を示す。図１及び図２に最も良く示しているように、リム１０は、互いに円周方向に間隔を置いて配置されかつ隣接するダブテール１２間にダブテールスロット１４を形成した複数のダブテール１２を含む。ダブテール１２は各々、対向する側壁に沿ってグルーブ／リブ構成を有する。ダブテールスロット１４は、図示していないが、バケットのほぼ対応する形状のダブテールを受ける。従って、バケットは、ロータホイール１１の周りに翼形部の円周方向配列を形成する。図示したようなダブテールスロット１４は一般的に、「軸方向挿入」スロットと呼ばれ、それによってバケットのベース部は、スロット１４内にほぼ軸方向に受けられる。
【０００７】
図１を参照すると、ロータホイールの前方すなわち上流軸方向面には、ダブテール１２の下側面に沿って冷却スロット１６が設けられる。冷却スロット１６は、円周方向に全３６０度延び、各ダブテール１２のベース部１８を貫通しかつ各ダブテールスロット１４のベース部を貫通する。ロータホイール上にバケットが取付けられると、冷却空気、例えば圧縮機吐出空気は、冷却スロット１６に供給され、冷却スロット１６は、次に冷却空気をダブテールスロットのベース部分２０内に供給し、次にバケットのベース部を貫通して開口した溝又はスロットを通して伝送して、バケット翼形部の内部を冷却するようにすることが分かるであろう。前に述べたように、特に冷却スロット１６を渦電流検査方法によって検査する必要性から、検査に先立って、スロット表面がそうでなければ渦電流検査に悪影響を及ぼすダスト、錆、スケール堆積物、油、グリットなどがない状態になるようにスロットを清浄にすることが重要である。図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態により清浄にされることになるスロット表面は、スロット１６の内向きに面した半径方向最外側表面２２と、冷却スロット１６を形成した各ダブテールの軸方向前方すなわち上流に面した表面２４と、表面２２及び２４間の半径２６とである。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によると、本発明の清浄システムは、複数のスロットブロック３０と、研摩（ａｂｒａｓｉｖｅ）ベルト３２と、例えばチューブ３４のような裏当て部材とを含む。スロットブロック３０の各々は、ほぼダブテールスロット１４のベース部の形状に対応した両側面と共に、その両面に沿って形成した１つだけの横方向突出リブ３６であるのが好ましいリブ／グルーブ構成を有する。スロットブロック３０は、限定した軸方向の大きさ、すなわち冷却スロット１６上に横たわるようにロータホイールの前方軸方向面からほぼ軸方向にダブテールスロット１４内に挿入するのに十分な長さのみを有するが、スロットブロック３０は、その長さをダブテールスロット１４の長さに対応して途中まで延びるようにするか、或いはダブテールスロット１４の長さを超えて延びるようにすることができることが分かるであろう。スロットブロック３０はまた、そのベース部分に沿ってその両端部の中間に横方向スロット３８を含む。スロット３８の半径方向の大きさは、スロットブロック３０をダブテールスロット１４に挿入したときに、スロット３８の底面４０が、冷却スロット表面２２との連続面を形成するような大きさである。
【０００９】
研摩ベルト３２は、冷却スロット１６の特定の幅に切断した３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈｂｒｉｇｈｔ（商標）のような研摩手段で形成されるのが好ましい。他の種類の研摩手段も使用することができる。裏当てチューブ３４は、冷却スロット１６内に裏当てチューブと研摩手段とを配置したときに、研摩手段に押圧力を加えるために設けられる。ベルトの裏側面に押圧力を加えて冷却スロットの表面を清浄にするために、裏当てチューブ３４は、チューブ状ブラダ（ｂｌａｄｄｅｒ）を含むのが好ましい。具体的には、図６に示すチューブ４４上のチューブ状ブラダは、一端部で密封されかつＴｅｆｌｏｎ（商標）又はポリエチレンスリーブ４６内に包まれたラテックス又はシリコンチューブ４４を含むのが好ましい。スリーブで包むことにより、チューブの膨張が制限されることになり、また研摩手段により冷却スロット１６を清浄にしているときに、それに対して滑動する研摩ベルトのための耐摩滅性低摩擦ケーシングを形成することになる。
【００１０】
図３において、複数のブロック３０の端部ブロックは、半径方向にフィーダブロックを貫通してブロックスロット３８内に延びるフィーダスロット又はグルーブ４８を有する。フィーダブロックにおけるスロット４８は、研摩手段のみを受け入れるが、裏当てチューブ３４は受け入れない。さらに、例えばばね鋼で形成した裏当て板４９は、下記するようにチューブ状ブラダに対する裏当てを行うために使用される。
【００１１】
本発明の清浄システムを使用するために、裏当て板４９が、ホイールスペーサとホイールの冷却スロット１６との間の間隙に挿入される。次にスロットブロック３０が、好ましくはダブテールスロット１４の前方に面する端部を通して取付けられ、円周方向に隣接するダブテールスロット内で交互になった一連の又は一組のブロック３０を形成する。ブロックは、それらのスロット３８が、円周方向に冷却スロット１６と整列するように挿入される。ブロックスロット３８を冷却スロット１６と整列させることによって、ロータホイールのリムの周りの連続したトンネル又はアーチ形開口部が形成されることが分かるであろう。次に、研摩手段とチューブ３２及び３４とが、それぞれトンネル内に挿入される。研摩手段３２はまた、一組のブロックの両端部におけるフィーダブロックのスロット４８を貫通して延びて、その端部がロータホイールのリムから外向きに突出するようになる。チューブ３４は、トンネル内でかつ研摩手段３２の下に横たわった状態で、例えば研摩手段３２の半径方向内側で冷却スロット及びブロックスロット３８を貫通して延びる。
【００１２】
表面２２、２４及び２６を清浄にするために、研摩手段３２の自由端を掴みかつその両端部を交互に引っ張ることによって、研摩手段３２の端部を手動で前後に移動させる。研摩手段の裏側面に対して裏当てチューブを当接させることにより、研摩手段は表面２２、２４及び半径２６に対して当接し、研摩手段がスロット１６内で前後に移動するにつれて、異物が除去される。裏当てチューブは、研摩手段に対して押圧力を与え、次に清浄にすることになる表面に対して押圧力を加えるようにするために膨張可能にすることができることが分かるであろう。裏当てストリップ４９は、膨張させたときにそれに対して裏当てチューブが押付けられる反作用表面を提供する。
【００１３】
その一側面に沿ってフィーダスロット又はフィーダ開口部を有する端部フィーダブロックを設けることによって、フィーダブロックに隣接する２つの円周方向外寄りのダブテール１２の端縁部は、研摩手段と接触しないことになり、それによって、これらの端縁部の摩耗を生じないことになることが分かるであろう。スロットの底面を形成するように各スロットブロック内に消耗インサート４２（図４）を配置して、使用済みの又は消耗したインサートを新しいインサートと交換することで、スロットブロックを再使用することができるようにすることができることもまた分かるであろう。従って、研摩手段が係合可能な底面４０は、ブロック３０の金属又はインサート４０の材料を含むことができる。ロータホイールのリムのアーチ形セクションに沿ってスロットブロック、研摩手段及び裏当てチューブを使用することによって、冷却スロット１６の表面２２、２４及び２６は、ロータホイールをロータから分解せずに清浄にすることができる。
【００１４】
本発明を現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関して説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではない。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ダブテール及びダブテールスロットを示す、ガスタービンロータホイールのリムの１部分の部分斜視図。
【図２】ダブテール、ダブテールスロット及びダブテール内に挿入した冷却スロット用の清浄システムを示す、ロータホイールのリムの部分斜視図。
【図３】ダブテールスロット内における様相であるがダブテールスロットを示していない状態での本発明の清浄システムを示す斜視図。
【図４】本発明の清浄システムに使用するスロットブロックの側面図。
【図５】スロットブロックの端面図。
【図６】冷却スロットの表面を清浄するための所定位置にある清浄システムを示す、ダブテールスロットを通る拡大部分断面図。
【符号の説明】
【００１６】
１０  リム
１２  ダブテール
１６  冷却スロット
１８  ダブテールのベース部
２０  ダブテールスロットのベース部
２２、２４、２６  冷却スロットの表面
３０  ブロック
３２  研摩手段
３４  裏当てチューブ
４２  消耗インサート
４４  ラテックス又はシリコンチューブ
４６  スリーブ
４８  フィーダスロット
４９  裏当てストリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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