(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の装置ではブレードにアクセスすることが困難なターボ機械の任意の位置において使用することができるブレードの取付けまたは取外しのための装置を提供する。【解決手段】タービンブレード２０のタービンブレード基部３０でのタービンブレード２０の取付けまたは取外しに関する。本開示による装置１００は、タービンブレード基部３０の軸方向側壁に係合するように構成された作動ヘッド１０４と、結合具１１２によってターボ機械組立体１０の一部分に取外し可能に結合された台１１０であって、作動ヘッド１０４がタービンブレード基部３０の軸方向側壁に選択的に係合するように作動ヘッド１０４が台１１０に摺動可能に結合され、作動ヘッド１０４がタービンブレード基部３０に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、台１１０とを含むことができる。【選択図】図４
2018123824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンブレード（２０）の取付けまたは取外しのための装置（２００）であって、
タービンブレード（２０）基部（３０）の軸方向側壁（１０６）に係合するように構成された作動ヘッド（２０４）と、
結合具（２１２）によってターボ機械ケーシング（５０）の一部分に取外し可能に結合された台（２１０）であって、振動組立体（２０２）の前記作動ヘッド（２０４）が前記タービンブレード基部（３０）の前記軸方向側壁（１０６）に選択的に係合するように前記作動ヘッド（２０４）が前記台（２１０）に摺動可能に結合され、前記作動ヘッド（２０４）が前記タービンブレード基部（３０）に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、台（２１０）と
を備える装置（２００）。
【請求項２】
前記作動ヘッド（２０４）が、偏心軸の周りを前記ターボ機械組立体（１０）に対して回転するように構成されたローラ（２０４）を備える、請求項１記載の装置（２００）。
【請求項３】
前記作動ヘッド（２０４）に結合された振動組立体（２０２）であって、前記作動ヘッド（２０４）を通じて振動力を与えて、その結果、前記振動力が、相互連結シュラウド形状（３４）を有するタービンブレード（２０）を軸方向に動かすように構成された振動組立体（２０２）をさらに備える請求項１記載の装置（２００）。
【請求項４】
前記振動組立体（２０２）が、流体連結具（２３２）を通じて前記作動ヘッド（２０４）に結合された空気圧アクチュエータ（２３０）を含み、前記空気圧アクチュエータ（２３０）が、前記台（２１０）の一部分に結合される、請求項１記載の装置（２００）。
【請求項５】
前記ターボ機械組立体（１０）がターボ機械ケーシング（５０）を備える、請求項１記載の装置（２００）。
【請求項６】
軸方向案内（２１４）によって前記台（２１０）に摺動可能に結合された第１の端部（Ｐ）、および前記作動ヘッド（２０４）に結合された第２の端部（Ｑ）を有するアーム（２０８）であって、前記ターボ機械組立体（１０）の中心線軸に対して半径方向に延在するアーム（２０８）をさらに備える請求項５記載の装置（２００）。
【請求項７】
前記結合具（２１２）が、前記台（２１０）を前記ターボ機械ケーシング（５０）の水平方向接合穴（２４２）に周方向に結合するように構成された複数のピンを含む、請求項１記載の装置（２００）。
【請求項８】
タービンブレード（２０）のタービンブレード基部（３０）での前記タービンブレード（２０）の取付けまたは取外しのための装置（２００）であって、
結合具（２１２）によってターボ機械ケーシング（５０）に取外し可能に結合され、上に軸方向案内（２１４）を含む台（２１０）と、
前記軸方向案内（２１４）によって前記台（２１０）に摺動可能に結合されたアーム（２０８）であって、前記台（２１０）の前記軸方向案内（２１４）に結合された第１の端部（Ｐ）、およびその反対側の第２の端部（Ｑ）を含むアーム（２０８）と、
前記軸方向案内（２１４）に沿って前記アーム（２０８）の位置を調節するように構成されたアクチュエータ（２１６）と、
前記アーム（２０８）の前記反対側の第２の端部（Ｑ）に結合され、前記タービンブレード基部（３０）の軸方向側壁（１０６）に接触するように構成された作動ヘッド（２０４）であって、前記タービンブレード基部（３０）に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた作動ヘッド（２０４）と
を備える装置（２００）。
【請求項９】
流体連結具（２３２）を通じて前記振動駆動機構（２０３）に結合された空気圧アクチュエータ（２３０）を含む振動組立体（２０２）であって、前記空気圧アクチュエータ（２３０）が、前記台（２１０）の一部分に結合される、振動組立体（２０２）をさらに備える請求項８記載の装置（２００）。
【請求項１０】
前記振動組立体（２０２）が、前記作動ヘッド（２０４）を通じて振動力を与えて、その結果、前記振動力が、相互連結シュラウド形状（３４）を有するタービンブレード（２０）を軸方向に動かすように構成される、請求項９記載の装置（２００）。
【請求項１１】
前記作動ヘッド（２０４）が、偏心軸の周りを前記ターボ機械組立体（１０）に対して回転するように構成されたローラ（２０４）を備える、請求項８記載の装置（２００）。
【請求項１２】
前記結合具（２１２）が、前記台（２１０）を前記ターボ機械ケーシング（５０）の水平方向接合穴に周方向に結合するようにそれぞれ構成された複数の結合具（２１２）の１つを含む、請求項８記載の装置（２００）。
【請求項１３】
前記タービンブレード（２０）が、前記ターボ機械組立体（１０）の最終段ブレード（２０）を含む、請求項８記載の装置（２００）。
【請求項１４】
前記タービンブレード（２０）を前記ターボ機械ケーシング（５０）の中心線軸の周りに回転させているときに、前記結合具（２１２）が、前記台（２１０）を固定した位置で前記ターボ機械ケーシング（５０）に固定するように構成される、請求項８記載の装置（２００）。
【請求項１５】
タービンブレード（２０）の取付けまたは取外しのための方法であって、
整備装置（２００）を含む台（２１０）をターボ機械組立体（１０）のケーシング（５０）に固定するステップと、
前記整備装置（２００）の作動ヘッド（２０４）が、選ばれたタービンブレード（２０）のタービンブレード基部（３０）と実質的に軸方向に位置合わせされるように、前記ターボ機械組立体（１０）のロータホイール（１８）を、その中心線軸の周りに回転させるステップと、
前記整備装置（２００）の前記作動ヘッド（２０４）を前記タービンブレード基部（３０）の軸方向側壁（１０６）と係合させるステップと、
前記タービンブレード（２０）が、前記ロータホイール（１８）内に移動する、またはそれから外れるように、前記作動ヘッド（２０４）によって前記タービンブレード（２０）基部（３０）に対して軸方向の力および周方向の力をかけることによって、前記ターボ機械に対して前記タービンブレード基部（３０）を機械的に動かすステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、ターボ機械組立体のタービンブレードの取付けまたは取外しに関し、より詳細には、タービンブレード基部でのタービンブレードの取付けおよび取外しのための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンなどのターボ機械用のロータはしばしば、大きな鋳造品から加工される。鋳造品からカットされたロータホイールは典型的には溝が切られて、タービンブレードの基部を受け入れて取り付ける。タービン出力をより増大させ、タービン性能をより効率的にしようとする要求が増大し続けているので、より大きなより多く連接されたタービンブレードがターボ機械に取り付けられている。後段のタービンブレードは、ブレードが広範囲な流れ、負荷、および強い動的な力に曝されるタービンでの一例である。したがって、タービンの空気力学的損失を減らして熱力学的性能を改善するために、これらの後段のタービンブレードの性能を最適化することが、技術的な課題となる場合がある。
【０００３】
これらの後段のタービンブレードの設計に影響を与える動的特性には、ターボ機械組立体に用いられる様々なブレードの輪郭および外面形状が含まれ、それらは、システムの作動流体の流体速度プロファイルおよび／または他の特性に影響を与える場合がある。ブレードの輪郭に加えて、ブレードの有効長さ、ブレードのピッチ径、ならびに、超音速および亜音速の両方の流れ域でのブレードの高作動速度などの他の特性がシステムの性能に大きな影響を与える場合がある。ブレードおよびその形状の機械的な設計での役割を担う他の特性としては、減衰およびブレード疲労がある。ブレードのこれらの機械的および動的応答特性は、空気−熱力学的特性または材料選択などの他のこととともに、すべて、タービンブレードの性能と表面形状との間の関係に影響する。したがって、広範囲な作動条件にわたって損失を最小化しながら性能を改善するために、後段のタービンブレードの形状はしばしば複雑なブレード幾何形状を含む。
【０００４】
タービンブレード、特に後段のタービンブレードに複雑なブレード幾何形状を適用すると、これらのブレードをロータホイールに組み付ける際に特定の問題が生じる。例えば、ロータホイール上の隣接するタービンブレードは典型的には、ブレードの外周の周りに配置されたカバーバンドまたはシュラウドバンドによって一緒に接続されて、明確に画定された通路内に作動流体を閉じ込め、かつブレードの剛性を増大させる。これらの相互連結シュラウドは、ロータホイールに配置されるブレードを真直ぐ組み付ける、かつ分解することを妨げる。さらに、これらのブレードの内側プラットフォームは、連結縁部を含む場合があり、これもまたロータホイールへのブレードの組付けを妨げる場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様は、タービンブレードの取付けまたは取外しのための装置を提供し、本装置は、タービンブレード基部の軸方向側壁に係合するように構成された作動ヘッドと、結合具によってターボ機械組立体の一部分に取外し可能に結合された台であって、作動ヘッドがタービンブレード基部の軸方向側壁に選択的に係合するように作動ヘッドが台に摺動可能に結合され、作動ヘッドがタービンブレード基部に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、台とを含む。
【０００６】
本開示の第２の態様は、タービンブレードのタービンブレード基部でのタービンブレードの取付けまたは取外しのための装置を提供し、本装置は、タービンブレード基部の軸方向側壁に係合するように構成された作動ヘッドであって、タービンブレード基部に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた作動ヘッドと、作動ヘッドをタービンブレード基部の軸方向側壁と係合させる、または係合解除させるように動かすように構成されたアクチュエータと、結合具によってターボ機械組立体の一部分に取外し可能に結合された台であって、アクチュエータが台の外面に摺動可能に結合された、台とを含む。
【０００７】
本開示の第３の態様は、タービンブレードの取付けまたは取外しのための方法を提供し、本方法は、整備装置の作動ヘッドが、タービンブレードのタービンブレード基部と実質的に軸方向に位置合わせされ、タービンブレード基部の軸方向側壁に係合するように、整備装置の台をターボ機械組立体の一部分に固定するステップであって、整備装置の作動ヘッドが、タービンブレード基部に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、ステップと、タービンブレードが、ロータホイール内に移動する、またはそれから外れるように、作動ヘッドによってタービンブレード基部に対して軸方向の力および周方向の力をかけることによって、ターボ機械に対してタービンブレード基部を機械的に動かすステップとを含む。
【０００８】
本開示の第４の態様は、タービンブレードの取付けまたは取外しのための装置を提供し、本装置は、タービンブレード基部の軸方向側壁に係合するように構成された作動ヘッドと、結合具によってターボ機械ケーシングの一部分に取外し可能に結合された台であって、振動組立体の作動ヘッドがタービンブレード基部の軸方向側壁に選択的に係合するように作動ヘッドが台に摺動可能に結合され、作動ヘッドがタービンブレード基部に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、台とを含む。
【０００９】
本開示の第５の態様は、タービンブレードのタービンブレード基部でのタービンブレードの取付けまたは取外しのための装置を提供し、本装置は、結合具によってターボ機械ケーシングに取外し可能に結合され、上に軸方向案内を含む台と、軸方向案内によって台に摺動可能に結合されたアームであって、台の軸方向案内に結合された第１の端部、およびその反対側の第２の端部を含むアームと、軸方向案内に沿ってアームの位置を調節するように構成されたアクチュエータと、アームの反対側の第２の端部に結合され、タービンブレード基部の軸方向側壁に接触するように構成された作動ヘッドであって、タービンブレード基部に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた作動ヘッドとを含む。
【００１０】
本開示の第６の態様は、タービンブレードの取付けまたは取外しのための方法を提供し、本方法は、整備装置を含む台をターボ機械組立体のケーシングに固定するステップと、整備装置の作動ヘッドが、選ばれたタービンブレードのタービンブレード基部と実質的に軸方向に位置合わせされるように、ターボ機械組立体のロータホイールを、その中心線軸の周りに回転させるステップと、整備装置の作動ヘッドをタービンブレード基部の軸方向側壁と係合させるステップと、タービンブレードが、ロータホイール内に移動する、またはそれから外れるように、作動ヘッドによってタービンブレード基部に対して軸方向の力および周方向の力をかけることによって、ターボ機械に対してタービンブレード基部を機械的に動かすステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のターボ機械組立体の概略図である。
【図２】ロータホイールに結合され、相互連結シュラウド接続部を含むタービンブレードの斜視図である。
【図３】ターボ機械組立体、および組立体の一部分にタービンブレード基部で結合されたタービンブレードのＡ−Ｒ面の断面図である。
【図４】本開示の実施形態による、タービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の斜視図である。
【図５】本開示の実施形態による、タービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の切断斜視図である。
【図６】本開示の実施形態による、タービンブレードの取付けおよび取外しのための装置のＡ−Ｒ面の断面図である。
【図７】本開示の実施形態による、タービンブレードの取付けおよび取外しのための装置を紙面から延在する半径方向軸Ｒで上から下に見た図である。
【図８】本開示のさらなる実施形態による、タービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の斜視図である。
【図９】本開示の実施形態による、ターボ機械組立体にひもでくくりつけられたタービンブレードの取付けおよび取外しのための装置を紙面から延在する半径方向軸Ｒで見た平面図である。
【図１０】本開示の実施形態による、流体源に結合されたタービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の斜視図である。
【図１１】本開示のさらなる実施形態による、タービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の斜視図である。
【図１２】本開示の実施形態による、ターボ機械ケーシング、およびタービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の斜視図である。
【図１３】本開示の実施形態による、ターボ機械ケーシング、およびタービンブレードの取付けおよび取外しのための装置の切断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
「内側」「外側」「下方」、「下」、「下側」、「上」、「上側」、「入口」、「出口」などの空間に関連する用語は、図面に示すとき、１つの要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明しやすくするために本明細書で使用されることがある。空間に関連する用語は、図面に描かれた向きに加えて、使用中または動作中の装置の様々な向きを包含するように意図される場合がある。例えば、図中の装置が反転された場合、他の要素または特徴の「下」もしくは「下方」にあるものとして説明された要素は、他の要素または特徴の「上」にあることになる。したがって、例えば、「下」という用語は、上および下の両方の向きを包含することがある。装置は、違う向き（９０°回転または他の向き）のことがあり、本明細書で使用する空間に関連する記述語はそれに応じて解釈される。
【００１３】
これらの図に示すように、「Ａ」軸は、（ターボ機械組立体のロータの軸に沿う）軸方向の向きを表す。用語「軸方向の」および／または「軸方向に」は、本明細書で使用するとき、ターボ機械組立体（具体的には、そのロータ部）の回転軸と実質的に平行である軸Ａに沿う物体の相対位置／方向を指す。さらに、用語「半径方向の」および／または「半径方向に」は、本明細書で使用するとき、軸Ａと実質的に垂直で、１つの位置のみで軸Ａと交差する軸（Ｒ）に沿う物体の相対位置／方向を指す。これに加えて、用語「周方向の」および／または「周方向に」は、軸Ａを取り囲むが、いかなる位置でも軸Ａとは交差しない周（Ｃ）に沿う物体の相対位置／方向を指す。２次元で描かれた図では、周Ｃは、説明を明瞭にするために省略されることがある。図で同一の符号が付けられた要素は、実質的に同様（例えば、同一）の構成部品を示す。さらに、用語「移動」または「軸方向に移動」は、ロータホイールのダブテール溝へ、またはダブテール溝からなど、１つの位置から別の位置へブレードなどの構成部品を（例えば、摺動運動によって）動かす過程を指す。このように、本明細書で論じる本開示の実施形態は、１つまたは複数のタービンブレードを移動させることによって、タービンブレードをターボ機械組立体内に取り付ける、またはそれから取り外すことを可能にする。タービンブレードの取付けは、図７および１１により詳細に示されているが、他の図では、タービンブレードの取外しを示している。しかしながら、本明細書で説明する様々な実施形態は、論じる様々な構成部品および／またはプロセス方法を修正することなく、ロータホイールにおけるタービンブレードの取付けまたは取外しに使用することができることが理解される。本開示の実施形態はまた、本明細書で論じる様々な装置、かつ／または同様な組立体を使って、タービンブレードを取り付ける方法を提供する。
【００１４】
図面を参照すると、図１は、蒸気タービンセクションの形態のターボ機械組立体（「ターボ機械」）１０の部分切断斜視図である。本開示の実施形態は、ターボ機械１０、例えば、蒸気タービン、ガスタービン、または他のタービン組立体などの機械の回転可能なブレードの取付けおよび取外しのための装置を含む。本開示による装置およびシステムは、タービンブレードの取付けまたは取外しのために従来の装置を使用できない、またはそれが実際的でない場合に使用することができる。本開示の実施形態はまた、機械的な力を一方向にかけることだけによって取付けまたは取外しができないタービンブレードの取付けまたは取外しを可能にすることができる。動作中の本開示の特徴をより良く示すために、ターボ機械１０の例示的な特徴を論じる。ターボ機械１０は、シャフト１４と、軸方向に離間した複数のロータホイール１８とを含むロータ１２を含む。複数の回転ブレード２０は、各ロータホイール１８に機械的に結合される。より詳細には、ブレード２０は、各ロータホイール１８の周りを周方向に延在する列をなして配置される。複数の静止ベーン２２は、シャフト１４の周りを周方向に延在し、隣接するブレード２０の列と列の間に軸方向に配置される。静止ベーン２２はブレード２０と協働してタービン段を形成して、ターボ機械１０を通る流路の一部分を画定する。
【００１５】
作動中、作動流体２４は、ターボ機械１０の入口２６に入り、静止ベーン２２を通って流れる。作動流体２４は、例えば、蒸気タービンの例では蒸気、ガスタービンでは高温燃焼ガス、および／または様々なタイプのターボ機械では他の流体の形態を採ることができる。このようにして、ターボ機械１０は、燃焼後の作動流体２４から機械的動力を取り出すことができる。ベーン２２は、流体２４をブレード２０に当てるように下流方向に向ける。流体２４は、残りの段を通過してブレード２０に力を与え、シャフト１４を回転させる。ターボ機械１０の少なくとも一端は、ロータ１２から離れるように軸方向に延在して、限定するものではないが、発電機および／または別のタービンなどの負荷または機械（図示せず）に取り付けることができる。したがって、大型タービン装置は、実際には、それぞれ同軸で同じシャフト１４に結合されたいくつかのタービンを含む場合がある。そのような装置は、例えば、中圧セクションに結合された高圧セクションを含み、中圧セクションはまた低圧セクションに結合される。
【００１６】
図１に示す本開示の一実施形態では、ターボ機械１０は、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４と称する５つの段を備えることができる。段Ｌ４は第１段で、５つの段のうちで（半径方向に）最も小さい。段Ｌ３は第２段で、軸方向の次の段である。段Ｌ２は第３段で、５つの段の中央に示される。段Ｌ１は第４段で、最終段の隣の段である。段Ｌ０は最終段で、（半径方向に）最も大きい。５つの段は単に一例として示しているだけであり、タービンのセクション（例えば、低圧セクション）は５段より多い、または少ない段を有することができることは理解されよう。本明細書で気付くように、図１ではターボ機械１０は蒸気タービンの形態で示されているが、本開示の実施形態を、ガスタービン、水力タービン、風力タービンなどで使用することができることは理解される。
【００１７】
次に、図２を参照すると、ブレード２０は、列に配置され、ロータホイール１８に互いに周方向に隣接して取り付けられているように示されている。ブレード２０は、作動中かつ比較的高い荷重を受けるときに、常に互いに周方向に係合するように設計することができる。周方向に隣接するブレード２０間での機械的な係合の形態の例が図２に示されており、本開示の実施形態は、この配置または同様な配置になるように設計されたブレード２０の取付けおよび取外しに対して有効となる場合がある。各ブレード２０は、タービンブレード基部３０によって、ロータホイール１８に機械的に結合されて取り付けることができ、タービンブレード基部３０は、例えば、ロータホイール１８内の相補的な溝内に嵌合して係合するように設計されたダブテール形状を含む。図２に示すように、ブレード２０は、各ブレード２０を横切る流体２４（図１）または他の流体の流れを受け入れるように形状および／または輪郭を変化させてブレード基部３０から延在することができる。ブレード２０の半径方向端部はシュラウド部３２を含み、シュラウド部３２は、相互に係合して、各ブレード２０の先端に形成され、かつ／または取り付けられた実質的に同一のブロックまたはプレートの形態である。各ブレード２０が、一旦、ロータホイール１８に取り付けられると、各シュラウド部３２の係合したブロックまたはプレートは、実質的に連続した先端シュラウド要素、例えば、実質的に連続した環状体を形成して、ロータ１２（図１）の周りに流れを導くことができる。
【００１８】
図２および図３を一緒に参照すると、各ブレード２０のシュラウド部３２は、隣接するブレード２０のシュラウド部３２と周方向に係合するために、例えば、相互連結形状３４（図２のみ）を含むことができる。いくつかの例では、相互連結形状３４は、Ｚ字形、Ｖ字形、多数の転移点を有するジグザグ経路、曲線面、直線面と曲面とを含む複雑な幾何形状などを含むことができる。しかしながら、具現化された相互連結形状３４は、各ブレード２０が取り付けられた後には、各ブレード２０がロータホイール１８に対して軸方向に滑るのを妨げることができる。さらに、ブレード２０は、ターボ機械１０のタービン領域３６と、隣接する流路３８、例えば、ターボ機械１０のディフューザセクションとの間にちょうど配置することができる。例えば、図３に示すように、各ブレードは、実質的に軸方向経路Ｎの方向に沿って取付けまたは取外しをするように設計することができる。相互連結形状３４は、例えば、互いに、およびロータホイール１８に対して各ブレード２０の相対的な位置を保つことによって、ターボ機械１０の作動中、有利となることがある。しかしながら、相互連結形状３４は、製造中または整備中に、１つまたは複数のブレード２０を、２つの他のブレード２０の間の場所に真直ぐ取り付ける、またはそこから取り外す可能性を減じる場合がある。
【００１９】
本開示の実施形態は、例えば、取り付ける、または取り外すブレード２０に軸方向および周方向の力をかけながら、ブレード２０の取付けおよび取外しのための軸方向に向く力を与えることによって、相互連結形状３４のこれらの特性を緩和することができる。いくつかの実施形態では、取り付ける、または取り外すブレード２０はさらに、機械的な振動を受けることができる。このような振動は、例えば、ブレード２０に揺動運動を与えことができ、相互連結形状３４があるにもかかわらず、ブレード２０を軸方向に動かすことができる。ブレード２０に対して軸方向の力、周方向の力、および／または機械的な振動を与えるための様々な実施形態を本明細書で論じる。本開示の実施形態は、例えば、本明細書で論じる様々な構造的特徴を有することができるターボ機械１０のディフューザバレル４０（例えば、そのパネルまたはストラット）、ターボ機械１０のケーシング５０、および／または他のターボ機械の構成部品の一部分に取り付けられた装置を含むことができる。
【００２０】
図４および５を一緒に参照すると、本開示の実施形態による、タービンブレード基部３０においてタービンブレード２０を取り付ける、かつ取り外すための整備装置１００（以降、単に「装置」）が示されている。タービンブレード基部３０は、タービンブレード２０の翼根を含むことができる、または、ロータホイール１８に近接して配置されたタービンブレード２０の任意の部分を含むことができる。装置１００の内部構成部品をよりよく示すために、図５にその切断図を示す。以下の図に描かれたブレード２０は、ターボ機械１０の最終段（例えば、Ｌ０（図１））のブレードを含むことができ、これは、図２〜３に示され、また本明細書の他の箇所で説明する同じまたは同様な特徴を含むことができる。最終段のブレード２０は、例えば、ブレード２０の取付けおよび取外しのための従来の振動組立体および／または作動装置を使用できない、またはそれが実際的ではない場所に配置されていることで、ターボ機械１０の他のブレード２０と異なる場合がある。装置１００の実施形態、およびその他、本明細書で説明する方法または装置の実施形態は、ターボ機械１０の１つまたは複数の部分に機械的に結合されながら、ブレード２０を取り付ける、または取り外すために使用することができる。
【００２１】
従来の取付け装置または取外し装置では、使用者が、ブレード２０にアクセスするために、ロータ１２、シャフト１４、ディフューザバレル４０、ケーシング５０、および／またはターボ機械１０の他の主要な構成部品の一部分を取り外す必要があったが、装置１００の実施形態は、これらの従来の装置とは対照的に、これらの構成部品を取り外すことなくターボ機械１０の構成部品に直接取り付けられるような寸法とすることができる。ターボ機械１０は、ブレード２０に対して機械的な振動および軸方向の力を与えるための内部構成部品を、例えば、タービンブレード基部３０で含むことができる。装置１００は振動組立体１０２を含むことができ、振動組立体１０２は振動駆動機構１０３をさらに含むことができる。いかなる場合でも、装置１００は、タービンブレード基部３０に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた作動ヘッド１０４を含むことができる。したがって、作動ヘッド１０４は、タービンブレード基部３０の軸方向側壁１０６に係合しながらそれに複数の方向の機械的な力をかけるような形状および／または配置にすることができる。いくつかの実施形態では、振動駆動機構１０３は、例えば、流体源によって振動組立体１０２に供給された圧縮空気を使って、機械的な振動、および／または他の形態の動きを発生するように構成された空気圧モータを含むことができる。これに代えて、振動駆動機構１０３は、電気モータ、燃焼エンジン、ならびに／あるいは、機械的な仕事を生じる現在知られている、または今後開発される他の機器を含むことができる、またはそれらで具現化することができる。作動ヘッド１０４は、それに機械的に係合した構成部品に対して振動的な揺動を与えるための、現在知られている、または今後開発される任意の機器の形態で提供することができる。作動ヘッド１０４は、例えば、１つまたは複数の振動ハンマ、プレート、シリンダ、ローラなどとして具現化することができる。添付の図では、作動ヘッド１０４は、偏心軸の回りをターボ機械１０に対して回転するように構成された実質的に円形または長円形のローラの形態であるように示されている。
【００２２】
装置１００はまた、装置１００を所望の場所に配置するために、例えば、結合具１１２によってターボ機械１０の一部分（例えば、ディフューザバレル４０）に結合された台１１０を含むことができる。台１１０は、振動組立体１０２、および／または本明細書で説明する装置１００の他の構成部品を調節して使用するための基準構成部品または基準面として働くことができる。振動組立体１０２は、１つまたは複数の軸方向案内１１４を通じて、台１１０に直接調節可能に結合および／または配置することができる。軸方向案内１１４は、例えば、摺動可能に調節するためのレール、あるいは、軌道、ねじ付きハウジング、ギア軸受、ラックピニオンなどを含む軸受の現在知られている、または今後開発される他の形態として具現化することができる。一例では、軸方向案内１１４は、台１１０に配置され、互いに対して周方向に離間した一対のレールとして提供することができる。この場合、各軸方向案内レール１１４間の周方向の離隔距離Ｗ（図４のみ）は、１枚のブレード２０の周方向の長さと実質的に等しくすることができる。振動組立体１０２を（例えば、軸方向案内１１４によって）台１１０に摺動可能に結合することによって、振動組立体１０２を、１つまたは複数のブレード２０と選択的に位置合わせして、タービンブレード基部３０の軸方向側壁１０６と係合させる、または係合解除させることができる。例えば、振動組立体１０２は、本明細書の他の箇所で説明するように、アクチュエータ１１６によって台１１０に対して矢印Ｔの方向に沿って動くことができる。
【００２３】
台１１０はまた、装置１００をターボ機械１０の部分、例えば、ディフューザバレル４０に機械的に結合するように構成された１つまたは複数の特徴を含むことができる。本明細書で気付くように、結合具１１２は、ブレード２０に極めて近接した位置のターボ機械１０の部分に装置１００を物理的に結合することができる。各結合具１１２は、例えば、持ち上げフック、鉤爪、突起、および／またはディフューザバレル４０などのターボ機械の構成部品の１つまたは複数の部分に係合するための他の機械的な器具の形態で具現化することができる。実施形態では、結合具１１２は、半径方向に延在することができ、台１１０をディフューザバレル４０の軸方向側壁Ｅに結合することができる。結合具１１２は、これに代えて、例えば、台１１０および結合具１１２を貫通して延在するボルトまたはねじの対を含むことができ、現在知られている、または今後開発される固定された、または調節可能な任意の機械的な連結具が考えられる。各結合具１１２は、ディフューザバレル４０の軸方向側面Ｅにおいて台１１０から実質的に半径方向内向きに延在することができる。代替の実施形態では、結合具１１２は、台１１０がディフューザバレル４０の外面から半径方向遠位に配置されるように、ディフューザバレル４０の表面に配置されるように構成されたプラットフォーム、レールなどを含むことができる。
【００２４】
装置１００は、ブレード２０が作動ヘッド１０４と選択的かつ一時的に係合することができるように振動組立体１０２が台１１０に対して軸方向に移動ができるように構成することができる。作業中、装置１００およびその部分（例えば、作動ヘッド１０４）は、振動組立体１０２に結合されたアクチュエータ１１６（例えば、構成部品を少なくとも一方向に動かすためのリニアアクチュエータおよび／または他の装置）を含むことによって軸方向に動くように構成することができる。アクチュエータ１１６は、純粋に機械的な装置として具現化することができる、かつ／あるいは、アクチュエータ１１６を正逆軸方向に作動させるように構成された振動駆動機構１０３および／または他の独立した駆動機構（図示せず）によって少なくとも部分的に動力を得ることができる。台１１０に対して振動組立体１０２を動かすために、摺動可能な連結具１１８が、アクチュエータ１１６および／または振動組立体１０２を台１１０の軸方向案内１１４に機械的に接続することができる。摺動可能な連結具１１８は、振動組立体１０２が軸方向案内１１４に対して矢印Ｔの方向に動くことができるが、他の方向（例えば、半径方向および／または周方向）には動かないようにすることができるように、例えば、トロリ、歯車、車輪、および／または他の機械的な装置の形態とすることができる。
【００２５】
作業中、装置１００を、ブレード２０の取付けおよび取外しのための方法に使用することができる。例えば、本開示による方法は、まず、結合具１１２でターボ機械１０の一部分、例えば、ディフューザバレル４０に台１１０を固定するステップを含むことができる。ディフューザバレル４０の選ばれた位置において、装置１００の作動ヘッド１０４を、タービンブレード２０のタービンブレード基部３０と実質的に軸方向に位置合わせすることができる。操作員は、作動ヘッド１０４を、実質的に参照矢印Ｓの方向に沿って軸方向前方または後方に、例えば、アクチュエータ１１６で動かすことができる。操作して作動ヘッド１０４を軸方向に動かすと、作動ヘッド１０４は、タービンブレード基部３０の軸方向側壁１０６と選択的に係合する、または係合解除することができる。いくつかの場合、作動ヘッド１０４がブレード２０に接触しているとき、振動組立体１０２の振動駆動機構１０３によって作動ヘッド１０４は機械的な振動を与えることができる。
【００２６】
作動ヘッド１０４が、タービンブレード基部３０と軸方向に係合して、タービンブレード基部３０に対して軸方向および周方向の力を与えると、ブレード２０は、シュラウド部３２（図２〜３）および／または相互連結形状３４（図２）に関わらず、軸方向に取付けまたは取外しすることができる。作動ヘッド１０４によってブレード２０に力および機械的な振動の両方を加えると、いくつかの場合、周方向に隣接するブレード２０間の非線形的な接触から生じる機械的な抵抗に打ち勝つことができる。一例では、振動組立体１０２によって振動を加え、かつ／または、アクチュエータ１１６で作動ヘッド１０４を動かすと、ブレード２０をロータホイール１８内に移動する、または、それから外すことができる。装置１００のこれらの動作機能によって、操作員は、隣接するブレード２０との相互連結形状３４（図３）を含むシュラウド部３２（図２〜３）を含むブレード２０を移動させることができる。さらに、装置１００を使用する方法によって、ディフューザバレル４０またはターボ機械１０の他の構成部品を取り外すことなく、ブレード２０を取り付ける、または取り外すことができる。
【００２７】
装置１００は、任意に、振動組立体１０２の摺動、および作動ヘッド１０４とタービンブレード基部３０との間の係合を向上させるための特徴を含むことができる。次に、図５および６を一緒に参照すると、装置１００の実施形態は、操作員が、所定の方向に、かつ所定の平面に沿って、タービンブレード基部３０に対して振動および軸方向の力を加えることを可能にする。例えば、ディフューザバレル４０の軸方向外面は、単一の軸方向平面Ｐを定める、またはそれと一致することができる。台１１０は、ディフューザバレル４０の外面と相補する細長い形状を有し、軸方向平面Ｐに沿って延在することができる。振動組立体１０２は、作動ヘッド１０４の一部分が振動組立体１０２の他の構成部品に対して半径方向内側に延在するような形状とすることができる。作動ヘッド１０４が、偏心軸Ｖの周りを回転するように構成されたローラの形態で与えられた場合、作動ヘッド１０４は、ディフューザバレル４０の直ぐ隣りの軸方向平面Ｐ内で回転するような形状とすることができる。台１１０および作動ヘッド１０４をディフューザバレル４０の平面Ｐに沿って配置すると、装置１００とブレード２０との間の位置ずれの危険性を減らすことができ、それによって、装置１００をより小型にすることができ、かつ／または詳細には説明しないさらなる利点を提供することができる。
【００２８】
図６および７を一緒に参照すると、振動組立体１０２はまた、作動ヘッド１０４とブレード２０との間の長い接触からブレード２０の機械的な摩耗の危険性を減らし、かつ／または、作動ヘッド１０４を容易に次のブレード２０と接触するように動かすための特徴を含むことができる。本明細書で気付くように、図７はまた、ブレード２０を取り外す例というよりもむしろ取り付ける例を示す。振動組立体１０２は、作動ヘッド１０４と振動駆動機構１０３の少なくとも一部分との間に軸方向に配置されたばね１２０を含むことができる。ばね１２０は、少なくとも部分的に金属（例えば、クロム、モリブデンなど）製とすることができ、アクチュエータ１１６の軸方向の動きに応じて一方向（例えば、矢印Ｔ）に縮むことができる。さらに詳細には、ばね１２０は、アクチュエータ１１６が振動組立体１０２を押して、作動ヘッド１０４をブレード２０の軸方向側壁１０６に当てて係合させると縮むことができる。したがって、ばね１２０の平衡位置では、作動ヘッド１０４はブレード２０から軸方向にはずれることができる。作動ヘッド１０４をブレード２０との係合から解除するために、操作員は、振動組立体１０２に対して軸方向の力をかけるのを止めて、ばね１２０を延ばして、作動ヘッド１０４をブレード２０から軸方向に引っ込めることができる。ばね１２０によって、使用者は、逆の軸方向の力をかけることなく、直ちに、ブレード２０の振動および／または移動を止めることができる。装置１００の他の実施形態では、ばね１２０の代わりに、反発的な機械的な力を与えるための現在知られている、または今後開発される他の構成部品を使うことができることは理解される。
【００２９】
次に、図８を参照すると、本開示のさらなる実施形態による装置１００が示されている。装置１００および／またはその構成部品（例えば、台１１０）を、ターボ機械１０の他の段のブレード２０を整備するように適応させることができる。図８の例では、ブレード２０は、ディフューザバレル４０に対して半径方向内側に位置する表面Ｕに沿って、ロータホイール１８に取り付けることができる。この場合、装置１００は、ロータホイール１８の表面Ｕに加えてディフューザバレル４０の軸方向側壁Ｅと軸方向に係合するような形状のフレーム１２１を含むことができる。図示のように、フレーム１２１は、ディフューザバレル４０およびロータホイール１８と係合するように軸方向および半径方向に延在する部分を含むことができる。さらに、装置１００は、所定の位置で装置１００をターボ機械１０に機械的に取り付けるための結合具１２３を含むことができる。結合具１２３は、例えば、ボルト、ねじ、ピン、および／または所定の位置で１つの構成部品を別の構成部品に機械的に係合するための他の構成部品を含むことができる。作動ヘッド１０４をタービンブレード翼根３０と係合させるために、作動ヘッド１０４は、振動組立体１０２および／または装置１００の他の構成部品に摺動可能に結合されて、参照矢印Ｄの方向に沿って半径方向に動くことができる。
【００３０】
図４および９を一緒に参照すると、装置１００は、台１１０をディフューザバレル４０に固定する、またはその他機械的に結合するためのさらなる特徴を含むことができる。１つまたは複数の持ち上げ部材１２２を、ひも１２４（図９のみ）と係合するように、例えば、台１１０の軸方向端に配置することができる。持ち上げ部材１２２は、例えば、アイレット、フック、輪、および／またはひも１２４と係合するような形状の任意の他の機械的な構造体として具現化することができる。ひも１２４は、コード、ロープ、および／または、１つの構成部品を別の構成部品に結び付けるための他の器具の形態とすることができる。持ち上げ部材１２２は、台１１０から外向きに延在する輪として具現化することができ、装置１００をディフューザバレル４０の部分および／または他の構成部品に機械的に結合するために１つまたは複数のひも１２４の断面を受け入れるような形状とすることができる。持ち上げ部材１２２は、台１１０の任意の所望の部分に配置することができる。例示的な実施形態では、持ち上げ部材１２２は、ディフューザバレル４０の軸方向端Ｅの反対側の端部に配置することができる。図９に示すように、各ひも１２４は、ブレード２０から上流に配置されたディフューザバレル４０のストラット１２６に機械的に結合する（例えば、結び付ける、固定する、など）ことができる。台１１０の持ち上げ部材１２２を通って延在するひも１２４の張力によって、台１１０を、ディフューザバレル４０に機械的に結合することができる。持ち上げ部材１２２およびひも１２４は、台１１０および／または装置１００の他の部分をディフューザバレル４０以外の構成部品に結合するために使用することができ、かつ／または、それに適合することができることは理解される。持ち上げ部材１２２およびひも１２４は、台１１０の結合具１１２の代わりに、またはそれに加えて使用することができる。
【００３１】
次に、図１０を参照して、本開示のさらなる実施形態における振動駆動機構１０３の追加の特徴を論じる。振動駆動機構１０３は、一例によれば、流体連結具１３２、例えば、可撓性のある、または剛性のあるチューブを通じて１つまたは複数の流体源１３０に結合された空気圧振動器を含むことができる。流体源１３０は、振動組立体１０２の作動ヘッド１０４を駆動するように動作可能な圧縮空気、および／または他の気体の供給源を含むことができる。流体連結具１３２内の弁１３４を使用して、圧縮空気を流体源１３０から流体連結具１３２を通じて駆動機構１０３へ流す、または流すのを止めることができる。振動駆動機構１０３が、例えば、電気、空気圧、および／またはモータ駆動の振動構成部品を含む場合、流体源１３０および／または流体連結具１３２はさらに、電池、シリンダ、有線および／または無線接続具などの同様の構成部品を含むことができる、かつ／あるいは、代わりに用いることができる。
【００３２】
流体源１３０は、装置１００の外にあるターボ機械１０の１つまたは複数の構成部品に結合することができる。ひも１２４（図９）と同様に、流体源１３０は、例えば、長さが調節可能な留め具１３６によって、ディフューザバレル４０のストラット１２６に取外し可能に結合することができる。長さが調節可能な留め具１３６は、様々なサイズのストラット１２６に取り付けられるように構成された、長さが調節可能なストラップ、コード、ブレースなどを含むことができる。操作員が、例えば、他のブレード２０を取り付ける、または取り外すために、装置１００をターボ機械１０の別の位置に動かすとき、流体源１３０は、位置の変更ができるように適応することができる。例えば、流体源１３０および長さが調節可能な留め具１３６は、各ストラット１２６から取り外して、装置１００の場所のより近くに位置する他のストラットに動かすことができる。それによって、本開示による方法は、作動ヘッド１０４でタービンブレード基部３０を機械的に振動させる前に、流体源１３０を振動組立体１０２に流体的に結合するステップを含むことができる。
【００３３】
図１１を参照すると、本開示のさらなる実施形態による、ブレード２０（図１〜１０）の取付けおよび取外しのための整備装置２００（以降、単に「装置」）が示されている。装置２００は、装置１００（図４〜１０）の様々な実施形態と実質的に同じ作業を行うことができ、また、本明細書で論じる、またはその他適用可能な場合には、いくつかの任意の特質および／または代替の特徴を含むことができる。装置１００に対して説明した様々な特徴はまた、装置２００の実施形態にも含むことができ、かつその逆もあることもまた理解される。装置２００は、対応する振動駆動機構２０３を有する振動組立体２０２を含むことができる。振動駆動機構２０３は、本明細書の他の箇所で振動駆動機構１０３（図４〜７、１０）に対する例として提供された、例示的な機械、空気圧、電気、燃焼、および／またはハイブリッドの駆動機構のうちのいずれかを含むことができる。しかしながら、具現化される振動駆動機構２０３は、振動組立体２０２の作動ヘッド２０４と接触している構造体または構成部品に対して機械的な振動を与えることができる。作動ヘッド２０４は、現在知られている、または今後開発される、軸方向および周方向の力を与えるための任意の機器、例えば、ローラ、または軸方向および周方向の接触域を与えるための他の器具を含むことができる。さらなる実施形態では、作動ヘッド２０４は、振動駆動機構２０３の実施形態、例えば、振動ハンマ、プレート、シリンダ、ローラなどによって駆動されるとき、機械的な振動を与えることができる。
【００３４】
装置２００の実施形態は、ブレード２０（図１〜１０）の取付けおよび取外しのための従来の器具が、軸方向に取り付けられたターボ機械１０（図１、４〜１０）の構成部品の近くで使用することが困難な状況に対して、特に有効となる場合がある。振動組立体２０２は、装置２００に含まれるとき、整備される機械（例えば、ターボ機械１０）に対して実質的に半径方向を向くアーム２０８内に収容する、またはアーム２０８に機械的に結合することができる。アーム２０８は、単一の部材、複数の部材を含むことができ、また、金属、プラスチック、セラミック、および／またはターボ機械の取付または整備の分野での使用に適合した他の材料を限定することなく含む１つまたは複数の材料を含むことができる。ターボ機械１０の構成部品に対するアーム２０８の向きは、他の図に対して本明細書の他の箇所で論じる。アーム２０８は、装置２００用の台２１０に摺動可能に結合された第１の端部Ｐを含むことができ、一方、アーム２０８の第２の端部Ｑは、振動組立体２０２またはその構成部品（例えば、作動ヘッド２０４）に近接して配置することができる。
【００３５】
台２１０は、作動ヘッド２０４をブレード２０（図１〜１０）と接触させる、また離すように動かすための特徴、および、装置２００をターボ機械１０（図１、４〜１０）の部分に機械的に結合するための特徴を含むことができる。具体的には、装置２００の台２１０は、ターボ機械１０（図１、４〜１０）の部分に配置され、かつ作業中での振動組立体２０２の限られた動きを可能にするように形づくることができる。台２１０は、例えば、保持結合具２１２ａおよび／または取付結合具２１２ｂの形態で一群の結合具２１２ａ、２１２ｂを含むことができ、これらは、台２１０からターボ機械１０の静止部分に半径方向外向きに延在することができる。保持結合具２１２ａは、台２１０の表面から外向きに延在して、ケーシング５０（図３）などのターボ機械構成部品の１つまたは複数の部分と係合することができる。保持結合具２１２ａによる、台２１０とケーシング５０との間の係合は、他の図で示され、本明細書の他の箇所で説明される。これに加えて、またはこれに代えて、台２１０は、これもまた本明細書の他の箇所で説明される、台２１０の本体を通って延在して、ケーシング５０の部分に接触または係合する取付結合具２１２ｂを含むことができる。
【００３６】
振動組立体２０２、作動ヘッド２０４、および／またはアーム２０８を台２１０に対して、少なくとも一方向に、例えば、線Ｔに沿って動かすことを可能にするために、台２１０は、１つまたは複数の軸方向案内２１４を含むことができる。軸方向案内２１４は、レール、軌道、溝などの摺動可能な連結具として具現化することができ、かつ／あるいは、ギア軸受、ラックピニオン組立体、ねじ付きハウジング、および／または他の機械的な軸受など、一方向の動きを可能にする代替の形態を含むことができる。振動組立体２０２を動かすために、装置２００は、アーム２０８に（例えば、第１の端部Ｐの近くで）機械的に結合されたアクチュエータ２１６を含むことができ、その結果、アクチュエータ２１６が動くと、アーム２０８は軸方向案内２１４に対して動く。アーム２０８は、軸方向案内２１４に直接結合されるのではなく、軸方向案内２１４に直接的または間接的に結合することができる結合部材２１８を含むことができる。
【００３７】
軸方向案内２１４が、レールまたは他の摺動可能な軸受として具現化される場合、一対の摺動可能な連結具２１９をそれぞれ、各軸方向案内２１４に摺動可能に接続する、および／または取り付けることができる。摺動可能な連結具２１９は、１つの構成部品を別の構成部品に対して、例えば、矢印Ｔの方向に沿って動かすことを可能にするように設計されたトロリ、車輪、歯車、ならびに／あるいは他の摺動構成部品または軸受の形態を採ることができる。軸方向案内２１４が、ギア軸受、または２つの機械的に係合した要素間を摺動可能に結合させるための別の構成部品の形態である代替の場合には、摺動可能な連結具２１９は、実質的に軸方向軸Ａの方向に動かすために、例えば、車輪、歯車、ねじ付き部材などの代わりに用いることができる。結合部材２１８は、アーム２０８の外面形状と係合するような形状の一体のハウジングとして与えることができる、またはその代わりに、アーム２０８の一面に結合することができる。この場合、別の結合部材２１８を、２つの結合部材２１８を一緒に接合するプレート結合具２２０（例えば、ボルト、ねじ、リベットなど）でアーム２０８の別の面に結合することができる。
【００３８】
操作員はさらに、アクチュエータ２１６内に含まれる、かつ／またはそれに動作可能に接続されたさらなる構成部品でアーム２０８の位置を台２１０に対して制御することができる。例えば、機械的なモータ、電気モータなどの形態のアクチュエータ駆動機構２２２は、機械的な仕事を発生してそれをアクチュエータ２１６に伝達して、軸方向案内２１４にわたってアーム２０８を動かすことができる。駆動機構２２２は、例えば、アクチュエータ２１６の一部分をその中に受けるような形状の端受２２４を通じてアクチュエータ２１６に結合することができる。端受２２４は、台２１０の両端に配置されて、アクチュエータ２１６の直線端を定める、かつ／または、アクチュエータ２１６が作動する方向を定めることができる。各端受２２４は、例えば、ボルト、ねじ、リベットなどの従来の留め具によって機械的に取り付けることによって台２１０の一部分に取り付けることができる。
【００３９】
振動組立体２０２が、空気圧振動器、または機械的な振動を与えるための他の圧力に基づいたシステムとして装置２００に含まれる場合、装置２００は、台２１０の表面に結合された空気圧アクチュエータ２３０を含むことができる。空気圧アクチュエータ２３０は、加圧流体、例えば圧縮空気を使用して機械的な仕事を発生するための、現在知られている、または今後開発される任意の装置として具現化することができる。したがって、空気圧アクチュエータ２３０は、その中に振動駆動機構２０３につながる加圧気体の貯槽を含むことができる。他の実施形態では、空気圧アクチュエータ２３０は、装置２００の外部の加圧流体の供給源に流体的に結合することができる。流体連結具２３２は、台２１０およびアーム２０８上に配置する、またはそれらの中に収容することができ、それによって、振動駆動機構２０３と空気圧アクチュエータ２３０との間で流体接続が可能となる。空気圧アクチュエータ２３０から振動駆動機構２０３への流体の流れは、弁、調節可能な動力源、および／または振動駆動機構２０３の作動を選択的に有効または無効にすることができるように圧縮流体の流れを調節することができる他の機械的な構成部品によって調節可能とすることができる。振動駆動システム２０３が、作動ヘッド２０４を駆動するための完全な、または部分的な電気システムを含む実施形態では、空気圧アクチュエータ２３０および流体連結具２３２の代わりに、電気モータ、または電線を通じて振動駆動システム２０３に接続された他の動力源を用いることができる。これに代えて、空気圧アクチュエータ２３０は、台２１０に配置されるのではなく、アーム２０８に取り付ける、かつ／または接続することができることもまた理解される。
【００４０】
次に、図１２および１３を参照すると、本開示の実施形態によるブレード２０の取付けまたは取外しの方法を示すために、装置２００がケーシング５０に取り付けられて示されている。図示のように、装置２００は、ターボ機械ケーシング５０の軸方向に延在する表面２４０で、例えば、結合具２１２ａ、２１２ｂによってターボ機械ケーシング５０に取外し可能に結合された台２１０を含むことができる。いくつかの実施形態によれば、取付結合具２１２ｂは、台２１０をケーシング５０の接続開口２４２に、例えば、ジョイント、留め具、ピン、および／または他の構成部品をその中に受け入れるような形状の穴に結合することができる。接続開口２４２と、その中にある結合具２１２ａ、２１２ｂとの結合は、台２１０の大きさと構造体のため、添付図では覆い隠されている。装置２００は、軸方向案内２１４によって第１の端部Ｐで台２１０に摺動可能に結合されたアーム２０８を含むことができる。ここで、アーム２０８の第２の端部Ｑは、台２１０から半径方向に離れている。アーム２０８は、ターボ機械１０の軸方向中心線軸Ｍ（図１３のみ）に対して実質的に半径方向に延在することができる。
【００４１】
本明細書の他の箇所で論じたように、アクチュエータ２１６は、アーム２０８の位置を軸方向案内２１４に沿って調節することができ、その結果、振動組立体２０２は、作動ヘッド２０４を、取り付ける、または取り外すブレード２０と接触させる、また離すように動かすことができる。本明細書の他の箇所で論じたように、アーム２０８は、ブレード２０の取付けまたは取外しのために、タービンブレード基部３０の軸方向側壁１０６（図１２のみ）に近接して作動ヘッド２０４を配置するように動くことができる。振動駆動機構２０３は、含まれる場合、作業中、ブレード２０に対して機械的な振動を発生させるように、作動ヘッド２０４にエネルギーを与えることができる。装置１００（図４〜１０）と同様に、振動組立体２０２の作動ヘッド２０４は、偏心軸Ｖ（例えば、実質的に半径方向の軸）の回りをターボ機械１０の中心線軸Ｍに対して回転するように構成されたローラとして具現化することができる。
【００４２】
装置２００の振動組立体２０２は、本明細書の他の箇所で説明したように、作動ヘッド２０４によって機械的な振動を与えるように動作することができる。作動ヘッド２０４が、例えば、駆動機構２０３からの入力に応じて振動しながら、アーム２０８は、隣接するブレード２０に対する相互連結形状３４（図２）をもつシュラウド部３２を有するブレード２０（例えば、最終段ブレード）を取り付ける、または取り外すように軸方向に動くことができる。図１２に示すように、アーム２０８の位置は、作動ヘッド２０４が振動しているとき、かつ、台２１０がケーシング５０に対して静止したままのときに調節することができる。具体的には、振動組立体２０２およびアーム２０８が、台２１０の固定した位置に対して作動することができるように、結合具２１２ａ、２１２ｂは、台２１０をケーシング５０に固定した位置で結合することができる。より詳細には、保持結合具２１２ａおよび取付結合具２１２ｂは、台２１０を、ケーシング５０の軸方向に延在する表面２４０で、ケーシング５０に結合することができ、その結果、ロータホイール１８および／またはブレード２０を中心線軸Ｍの周りに回転させることができる。したがって、本開示の方法は、保持結合具２１２ａおよび／または取付結合具２１２ｂを、台２１０およびケーシング５０の水平方向接合穴２４２を通して挿入することによって、台２１０をケーシング５０に固定するステップを含むことができる。装置２００の作動中、ロータホイール１８（図２〜３、５〜６）を、ブレード２０を回転するように回転させている間、台２１０は、ケーシング５０の周方向表面２４０に結合したままとすることができ、その結果、操作員は、装置２００の位置を変更することなく、取り付ける、または取り外す個別のブレード２０を選ぶことができる。
【００４３】
台２１０で装置２００をケーシング５０に固定し、取り外す、または取り付けるブレード２０を選んだ後、作動ヘッド２０４は、選ばれたブレード２０のタービンブレード基部３０と実質的に軸方向に位置合わせすることができる。取付けの場合には、ブレード２０は、周方向に隣接するブレード２０間に配置されていない場合があり、また、ロータホイール１８（図２〜３、５〜６）から軸方向に遠い場合がある。ブレード２０を取り付けるために、作動ヘッド２０４は、ブレード２０に対して軸方向および周方向の力を与えながら、ブレード２０に接触することができる。これらの動きによって、ブレード２０は、軸方向にロータホイール１８の方へ動くことができ、その結果、ブレード２０は２枚の他のブレード２０間に取り付けられる。取外しの場合には、作動ヘッド２０４は、ブレード２０に接触して、ブレード２０を、隣接する２枚のブレード２０の間の位置から軸方向に動かしてロータホイール１８から外すことができる。ブレード２０を取り付ける場合であろうと、取り外す場合であろうと、装置２００の操作員がアーム２０８を軸方向に動かして、作動ヘッド２０４をブレード基部３０の軸方向側壁１０６と係合させている間、振動駆動機構２０３は、作動ヘッド２０４を通じて振動を与えることができる。機械的な振動および軸方向の力がブレード２０に対して与えられると、ブレード２０を、ロータホイール１８の対応する溝に入れる、または溝から出すように動かすことができる。アクチュエータ２１６によってアーム２０８を動かすことによって、作動ヘッド２０４がブレード２０に対して軸方向の力をかけることができる。さらに、本開示は、台２１０に対して摺動する振動組立体２０２を含んで、ブレード基部３０を機械的に振動させる前に、作動ヘッド２０４をブレード基部３０に係合させることができる。
【００４４】
ブレード２０の取付けおよび取外しの方法は、周方向に隣接するブレード２０と相互連結形状３４（図２）を形成するように構成されたシュラウド部３２を含むブレード２０を取り付ける、または取り外すために特に有効となる場合がある。図１２に最もよく示されているように、装置２００のアーム２０８を使用すると、使用者は、振動組立体２０２の作動ヘッド２０４を、最終段ブレード２０と上流のロータホイール２４６との間に位置するターボ機械１０のロータ部２４４と実質的に位置合わせすることができる。これに代えて、図１３に示すように、装置２００は、例えば、連続するロータホイール２４６、２４８の軸方向間に位置する場所で、最終段ブレード以外のブレード２０を取り付ける、または取り外すために使用することができる。このように、装置２００は、従来の取付けまたは取外し器具がブレード２０にアクセスすることが困難なターボ機械１０の任意の位置において使用することができる。
【００４５】
本開示の実施形態は、いくつかの技術的および商業的背景を提供することができ、それらのいくつかは本明細書で例を挙げて論じられている。本明細書で論じた固定治具および方法の実施形態は、例えば、ターボ機械で使用されるタービンブレードの実質的に均一な製造および／または整備を提供することができる。本開示の実施形態はまた、特定の構成部品（例えば、ガスタービンの最終段ブレード）の点検中など、ターボ機械組立体および／または段を少なくとも部分的に分解する際に必要な工程および／または事象のために用いることができる。本明細書で論じる様々な実施形態は、隣接する構成部品を部分的に、または完全に解体する必要なしに、比較的アクセスしにくい位置にあるブレードを取り付ける、または取り外すために動作可能である。本開示の実施形態が、本明細書では特に述べられない他の作業および／または整備環境において、利点および特徴を提供することができることもまた理解される。
【００４６】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけであり、本開示を限定することを意図したものではない。単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、本明細書で使用するとき、文脈においてそうでないことを明示しない限り、複数形も含むことが意図される。用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用するとき、述べられた特徴、完全体、ステップ、動作、要素、および／または構成部品が存在することを特定するが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはそれらのグループが存在すること、あるいはそれらが付加されることを排除しないことはさらに理解される。
【００４７】
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本開示を説明し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本開示を実施できるようにしている。本開示の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
【００４８】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
タービンブレード（２０）の取付けまたは取外しのための装置（１００）であって、
タービンブレード（２０）基部（３０）の軸方向側壁（１０６）に係合するように構成された作動ヘッド（１０４）と、
結合具（１１２）によってターボ機械組立体（１０）の一部分に取外し可能に結合された台（１１０）であって、前記作動ヘッド（１０４）が前記タービンブレード基部（３０）の前記軸方向側壁（１０６）に選択的に係合するように前記作動ヘッド（１０４）が前記台（１１０）に摺動可能に結合され、前記作動ヘッド（１０４）が前記タービンブレード基部（３０）に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、台（１１０）と
を備える装置（１００）。
［実施態様２］
前記作動ヘッド（１０４）に結合された振動駆動機構（１０３）を含む振動組立体（１０２）をさらに備える実施態様１に記載の装置（２００）。
［実施態様３］
前記作動ヘッド（１０４）が、偏心軸（Ｖ）の周りを前記ターボ機械組立体（１０）に対して回転するように構成されたローラ（１０４）を備える、実施態様１に記載の装置（１００）。
［実施態様４］
前記作動ヘッド（１０４）が、相互連結シュラウド形状（３４）を有するタービンブレード（２０）を軸方向に動かすようにさらに形づくられる、実施態様１に記載の装置（１００）。
［実施態様５］
前記台（１１０）に結合された少なくとも１つの持ち上げ部材（１２２）と、
前記少なくとも１つの持ち上げ部材（１２２）を通って延在し、前記ターボ機械組立体（１０）に結合されたひも（１２４）であって、前記少なくとも１つの持ち上げ部材（１２２）が、前記ひも（１２４）を通じて前記台（１１０）を前記ターボ機械組立体（１０）に機械的に結合する、ひも（１２４）と
をさらに備える実施態様１に記載の装置（１００）。
［実施態様６］
前記結合具（１１２）が、前記ターボ機械組立体（１０）の軸方向側壁（１０６）に係合するように構成された少なくとも１つのフックを含む、実施態様１に記載の装置（１００）。
［実施態様７］
前記作動ヘッド（１０４）に軸方向に結合されたばね（１２０）であって、その平衡位置では、前記作動ヘッド（１０４）を前記タービンブレード基部（３０）から軸方向に離すばね（１２０）をさらに備える実施態様１に記載の装置（１００）。
［実施態様８］
タービンブレード（２０）のタービンブレード基部（３０）でのタービンブレード（２０）の取付けまたは取外しのための装置（１００）であって、
前記タービンブレード基部（３０）の軸方向側壁（１０６）に係合するように構成された作動ヘッド（１０４）であって、前記タービンブレード基部（３０）に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた作動ヘッド（１０４）と、
前記作動ヘッド（１０４）を前記タービンブレード基部（３０）の前記軸方向側壁（１０６）と係合させる、または係合解除させるように動かすように構成されたアクチュエータ（１１６）と、
結合具（１１２）によってターボ機械組立体（１０）の一部分に取外し可能に結合された台（１１０）であって、前記アクチュエータ（１１６）が前記台（１１０）の外面に摺動可能に結合された、台（１１０）と
を備える装置（１００）。
［実施態様９］
前記作動ヘッド（１０４）に機械的に結合され、流体連結具（１３２）を通じて流体源（１３０）に結合された振動駆動機構（１０３）を含む振動組立体（１０２）であって、前記流体源（１３０）が、前記ターボ機械組立体（１０）に取外し可能に取り付けられた、振動組立体（１０２）をさらに備える実施態様８に記載の装置（１００）。
［実施態様１０］
前記振動駆動機構（１０３）が、前記作動ヘッド（１０４）を通じて振動力を与えて、その結果、前記振動力が、前記タービンブレード（２０）を、隣接するタービンブレード（２０）の相互連結シュラウド形状（３４）と接触させる、また離すように軸方向に動かすように構成される、実施態様９に記載の装置（１００）。
［実施態様１１］
前記台（１１０）の半径方向内面が軸方向平面（Ｐ）を定め、前記作動ヘッド（１０４）が、実質的に半径方向の軸（Ｖ）の周りを前記ターボ機械組立体（１０）に対して、かつ前記台の下面の前記軸方向平面（Ｐ）内で回転するように構成されたローラ（１０４）を備える、実施態様８に記載の装置（１００）。
［実施態様１２］
前記台（１１０）に結合された少なくとも１つの持ち上げ部材（１２２）と、
前記少なくとも１つの持ち上げ部材（１２２）を通って延在し、前記ターボ機械組立体（１０）に結合されたひも（１２４）であって、前記少なくとも１つの持ち上げ部材（１２２）が、前記ひも（１２４）を通じて前記台（１１０）を前記ターボ機械組立体（１０）に機械的に結合する、ひも（１２４）と
をさらに備える実施態様８に記載の装置（１００）。
［実施態様１３］
前記作動ヘッド（１０４）に軸方向に結合されたばね（１２０）であって、その平衡位置では、前記作動ヘッド（１０４）を前記タービンブレード基部（３０）から軸方向に離すばね（１２０）をさらに備える実施態様８に記載の装置（１００）。
［実施態様１４］
前記台（１１０）に配置され、前記アクチュエータに結合された周方向に離間した一対の案内レール（１１４）であって、前記周方向に離間した案内レール（１１４）間の周方向の離隔距離（Ｗ）が、前記タービンブレード基部（３０）の周方向長さに実質的に等しい、一対の案内レール（１１４）をさらに備える実施態様８に記載の装置（１００）。
［実施態様１５］
タービンブレード（２０）の取付けまたは取外しのための方法であって、
整備装置（１００）の作動ヘッド（１０４）が、タービンブレード（２０）のタービンブレード基部（３０）と実質的に軸方向に位置合わせされ、前記タービンブレード基部（３０）の軸方向側壁（１０６）に係合するように、前記整備装置（１００）の台（１１０）をターボ機械組立体（１０）の一部分に固定するステップであって、前記整備装置（１００）の前記作動ヘッド（１０４）が、前記タービンブレード基部（３０）に対して軸方向および周方向の力を与えるように形づくられた、ステップと、
前記タービンブレード（２０）が、ロータホイール（１８）内に移動する、またはそれから外れるように、前記作動ヘッド（１０４）によって前記タービンブレード基部（３０）に対して前記軸方向の力および前記周方向の力をかけることによって、前記ターボ機械に対して前記タービンブレード基部（３０）を機械的に動かすステップと
を含む方法。
［実施態様１６］
前記タービンブレード（２０）が、隣接するタービンブレード（２０）と周方向に係合するための相互連結シュラウド形状（３４）を有するシュラウド部（３２）を含み、前記軸方向の力および前記周方向の力を前記タービンブレード基部（３０）にかける前記ステップによって、前記タービンブレード（２０）を周方向に隣接する２枚のタービンブレード（２０）間の前記ロータホイール（１８）内に移動させる、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
前記タービンブレード（２０）が、隣接するタービンブレード（２０）と周方向に係合するための相互連結シュラウド形状（３４）を有するシュラウド部（３２）を含み、前記軸方向の力および前記周方向の力を前記タービンブレード基部（３０）にかける前記ステップによって、前記タービンブレード（２０）を前記ロータホイール（１８）から出して、周方向に隣接する２枚のタービンブレード（２０）間に配置されている状態から移動させる、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１８］
振動組立体（１０２）を前記整備装置（１００）の前記作動ヘッド（１０４）に結合させ、前記タービンブレード基部（３０）を、前記軸方向の力および前記周方向の力をかけると同時に機械的に振動させるステップをさらに含む実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１９］
前記タービンブレード基部（３０）を機械的に動かす前に、前記作動ヘッド（１０４）を前記台（１１０）に対して摺動させて、前記整備装置（１００）の前記作動ヘッド（１０４）を前記タービンブレード基部（３０）と係合させるステップをさらに含む実施態様１５に記載の方法。
［実施態様２０］
前記ターボ機械組立体（１０）が、ターボ機械のディフューザバレルパネルまたはディフューザバレルストラット（１２６）のうちの１つを備える、実施態様１５に記載の方法。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ターボ機械組立体
１２  ロータ
１４  シャフト
１８  ロータホイール
２０  タービンブレード
２２  静止ベーン
２４  作動流体
２６  入口
３０  タービンブレード基部
３２  シュラウド部
３４  相互連結形状
３６  タービン領域
３８  流路
４０  ディフューザバレル
５０  ケーシング
１００  装置
１０２  振動組立体
１０３  振動駆動機構
１０４  作動ヘッド
１０６  軸方向側壁
１１０  台
１１２  結合具
１１４  軸方向案内
１１６  アクチュエータ
１１８  摺動可能な連結具
１２０  ばね
１２１  フレーム
１２２  持ち上げ部材
１２３  結合具
１２４  ひも
１２６  ストラット
１３０  流体源
１３２  流体連結具
１３４  弁
１３６  留め具
２００  装置
２０２  振動組立体
２０３  振動駆動機構
２０４  作動ヘッド
２０８  アーム
２１０  台
２１２ａ  結合具
２１２ｂ  結合具
２１４  軸方向案内
２１６  アクチュエータ
２１８  結合部材
２１９  摺動可能な連結具
２２０  プレート継手
２２２  アクチュエータ駆動機構
２２４  端受
２３０  空気圧アクチュエータ
２３２  流体連結具
２４０  表面
２４２  水平方向接合穴
２４６  ロータホイール
２４８  ロータホイール
Ａ  軸方向
Ｃ  周方向
Ｄ  矢印
Ｅ  軸方向側壁
Ｌ０  段
Ｌ１  段
Ｌ２  段
Ｌ３  段
Ｌ４  段
Ｍ  中心線軸
Ｎ  軸方向経路
Ｐ  軸方向平面、第１の端部
Ｑ  第２の端部
Ｒ  半径方向
Ｓ  矢印
Ｔ  矢印
Ｕ  表面
Ｖ  偏心軸
Ｗ  離隔距離
【図１】
2018123824.tif 000003
【図２】
2018123824.tif 000004
【図３】
2018123824.tif 000005
【図４】
2018123824.tif 000006
【図５】
2018123824.tif 000007
【図６】
2018123824.tif 000008
【図７】
2018123824.tif 000009
【図８】
2018123824.tif 000010
【図９】
2018123824.tif 000011
【図１０】
2018123824.tif 000012
【図１１】
2018123824.tif 000013
【図１２】
2018123824.tif 000014
【図１３】
2018123824.tif 000015
【外国語明細書】
2018123824000001.pdf