(57)【要約】  本発明は、遠位領域(2)、近位領域(3)、および遠位領域(2)と近位領域(3)との間に配置された可撓性領域(4)を備える検査装置(1)に関する。それにより、可撓性領域(4)は、互いに対して変位可能に配置されている複数のセグメント(5)を備える。少なくとも1つの外部案内要素(6)が、可撓性領域(4)の外側の遠位領域(2)と近位領域(3)との間に配置され、それにより、遠位領域(2)を、外部案内要素(6)によって近位領域(3)に対して移動させることができる。
2013510339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠位領域(2)、近位領域(3)、および前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置された可撓性領域(4)を備え、前記可撓性領域(4)が、互いに対して移動可能に配置された複数のセグメント(5)を備えている、検査装置(1)において、
少なくとも1つの外部案内要素(6)が、前記可撓性領域(4)の外側の前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置され、それにより、前記遠位領域(2)を、前記外部案内要素(6)によって前記近位領域(3)に対して移動させることができ、
少なくとも2つのセグメント(5)が、関節式に且つ/または相互係止して相互接続されていることを特徴とする検査装置(1)。
【請求項２】
前記外部案内要素(6)がケーブルとしてまたはチェーンとして実施されていることを特徴とする請求項1に記載の検査装置(1)。
【請求項３】
前記外部案内要素(6)が、前記遠位領域(2)に且つ/または前記近位領域(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2に記載の検査装置(1)。
【請求項４】
前記遠位領域(2)および/または前記近位領域(3)が、互いに対して移動可能に配置された複数のセグメント(5)を備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項５】
前記セグメント(5)が、少なくとも1つの内部ケーブル(7、8)によって相互接続されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項６】
少なくとも1つのセグメント(5)が中空円筒の形状を有し、前記中空円筒の側面(37、38)に複数の開口部(31)があることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項７】
少なくとも2つのセグメント(5)が固定リンク継手(25)によって相互接続されていることを特徴とする請求項1に記載の検査装置(1)。
【請求項８】
前記リンク継手(25)が、前記2つの相互接続されたセグメント(5)の移動が1つの面のみにおいて可能であるように実施されていることを特徴とする請求項7に記載の検査装置(1)。
【請求項９】
前記リンク継手(25)が、リンクトング(27)、リンクスロット(26)およびリンクピン(28)を備えていることを特徴とする請求項7または8に記載の検査装置(1)。
【請求項１０】
前記検査装置(1)はボアスコープとして実施されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項１１】
遠位領域(2)、近位領域(3)、前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置された可撓性領域(4)、および少なくとも1つの外部案内要素(6)を備え、前記外部案内要素(6)が前記可撓性領域(4)の外側の前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置された検査装置(1)を空洞内において位置決めする方法において、
前記遠位領域(2)を、前記外部案内要素(6)によって前記近位領域(3)に対して移動させることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記可撓性領域(4)が、互いに対して移動可能に配置されている複数のセグメント(5)を備え、前記セグメント(5)が少なくとも1つの内部ケーブル(7、8)によって相互接続され、前記内部ケーブル(7、8)が弛緩した状態にある時に、前記遠位領域(2)および前記可撓性領域(4)を開口部(35)から空洞内に挿入し、
前記遠位領域(2)を、前記外部案内要素(6)によって前記近位領域(3)まで導き、
前記内部ケーブル(7、8)を緊張させ、その結果、前記遠位領域(2)を前記近位領域(3)から離れる方向に移動させることを特徴とする請求項11に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置と検査装置を位置決めする方法とに関する。特に、本発明は、定置ガスタービンで使用するボアスコープに関する。
【０００２】
特許文献には、たとえば内視鏡、気管支鏡、ボアスコープ等、多数の検査器具についてすでに記載されている。しかしながら、これらの検査器具は、きわめて特定の用途に合わせて設計されていることが多く、たとえば、定置ガスタービンでの使用には適していない。環状燃焼室を検査することは、通常、ハブが環状燃焼室の中心に配置されている結果として特定の難点をもたらす。
【背景技術】
【０００３】
例として、特許文献１は、タービンを検査する内視鏡について記載している。この検査器具は、本質的に、ボーデンケーブルによって相互接続されている複数の個々の大きいセグメントおよび小さいセグメントからなる機構を含む。ボーデンケーブルを「引張る」ことによりセグメントが共に引かれ、その結果、セグメントは所定形状を形成する。したがって、この機構は少なくとも2つの「状態」を含む。すなわち、一方は弛んだ状態であり、個々のセグメントがボーデンケーブルから緩く垂れ下がっており、他方の状態は引張られた状態であり、セグメントは互いに対して引張られ、事前に規定された形状を形成する。可動部分のセグメントは、特に弛んだ状態では、完全に互いに接して止まってはいない。
【０００４】
特許文献１に開示されている検査器具の機能は、セグメントの設計によって略排他的に規定されている。たとえば単純な緩いリンク継手による、セグメントの互いに対する移動は、単に1つの移動面でしか可能ではない。この緩いリンク継手は、いずれの場合も、本質的に「ソケット」と関連する相手方部品とからなり、セグメントは常に、いずれの場合も、そのサイズおよび長さとは無関係に、両方の部品を有している。しかしながら、このリンク継手は、一方のセグメントの相手方部品が他方のセグメントの「ソケット」に取り付けられる限りにおいてのみ機能する。これが当てはまらない場合、すなわち、相手方部品が直接「ソケット」内に無い場合、特に1つの平面のみにおいて、すなわちリンク継手の回転軸に対して垂直な、所望の移動はもはや可能ではない。個々のセグメント間の「分離」の結果として、特に、互いに対してこれらの回転またはねじれがある可能性があり、その結果、上述した「端部形状」を、もはや確実かつ再現可能なように得ることはできない。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に応じて増大する。
【０００５】
さらなる変更がなければ、特許文献１に記載されている検査器具は、定置燃焼室を検査するためには適していない。これを、複数の実際的な試験によって示すことができる。特に、上述したリンク継手は、個々のセグメントが緩いリンク継手によってしか相互接続されていないため、限られた範囲内でしか高い位置精度を保証することができない。セグメント間の相互接触は、検査器具が弛んでいる時はいつでも失われる可能性がある。これらの環境は、検査されるべき領域に応じて検査器具の造りが大きくなるほどより強く作用する。このため、たとえば、上述した原理に基づきかつ低侵襲手術に使用されるグリッパ器具の精度は、著しく高くなる。しかしながら、こうした器具の寸法は、およそ10cmと50cmとの間の比較的小さい範囲にある。対照的に、たとえば定置ガスタービンに見られるように、大型の燃焼室を検査するために、およそ2メートル〜4メートルの検査器具の寸法が必要である。ここで、何センチメートルもの位置の絶対的な不正確がある可能性がある。
【０００６】
上述した検査器具のそのサイズに応じて不正確さが大きい結果として、しかしながらまた、個々のセグメント間の緩いリンク継手の結果としてのねじれの例示した問題の結果としても、たとえば定置ガスタービンで見られるように大型の燃焼室を検査することはもはや可能ではない。
【０００７】
特許文献２は、使用中に制限されている開口部を通して体腔内に挿入されるように機能する細長い部品を備えた手術器具を記載している。細長い部品は、互いに対して移動することができる複数のセグメントを有している。ここでは、互いに対するセグメントの相対移動は、止め具によって制限される。
【０００８】
特許文献３は、継手によって相互接続されている2つのアームを備えたガスタービン検査器具を開示している。互いに対するアームの移動は、ボーデンケーブルによってもたらされる。
【０００９】
特許文献４は、可撓性領域を備えた光学観察器具を記載している。可撓性領域は、互いに接触している複数のセグメントから構成されており、これらのセグメントに引張りケーブルが通っている。可撓性領域を、引張りケーブルによって特定形状にすることができる。
【００１０】
可撓性領域を備えたさらなる光学観察器具が、特許文献５に開示されている。可撓性領域は、継手によって相互接続されている複数のセグメントを備えている。可撓性領域を、継手を通って伸びる引張りケーブルによって移動させることができる。
【００１１】
引張りケーブルによって可撓性領域が移動するさらなる内視鏡は、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７および特許文献１８に記載されている。さらなる内視鏡は、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３および特許文献２４に開示されている。
【００１２】
さらに、特許文献２５は、伸張した検査器具、たとえばボアスコープの遠位端を移動させる機構を記載している。ここでは、遠位端は、ボーデンケーブル機構によって移動する。
【００１３】
特許文献２６は、セグメントからなる可撓性領域を備えた検査器具を記載している。可撓性領域を、セグメント内を通るワイヤによって移動させることができる。
【００１４】
特許文献２７は、一体設計を有する可撓性領域を備えたボアスコープを開示している。可撓性領域を、4つの制御ケーブルによってさまざまな方向に屈曲させることができる。
【００１５】
特許文献２８は、医療器具用のシャフトを開示しており、関節式に、または引張りワイヤを用いて押し嵌めによって接続されているセグメントを開示している。シャフトのさまざまな曲率を、セグメント内を貫通する制御ワイヤによって設定することができる。
【００１６】
特許文献２９は、遠位可撓性領域を備えたテクノスコープを記載している。遠位可撓性領域を、中にある制御ワイヤを用いて制限なしに偏向させることができる。さらに、遠位可撓性領域は、関節式に相互接続されている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
【特許文献２】欧州特許第0 623 004号
【特許文献３】欧州特許出願公開第1 216 796号
【特許文献４】米国特許第2,975,785号
【特許文献５】米国特許第3,270,641号
【特許文献６】米国特許第6,793,622号
【特許文献７】米国特許第5,846,183号
【特許文献８】米国特許出願第2004/0193016号
【特許文献９】米国特許第3,557,780号
【特許文献１０】米国特許第3,109,286号
【特許文献１１】米国特許第3,071,161号
【特許文献１２】米国特許出願第2002/0193662号
【特許文献１３】特開平2-215436号公報
【特許文献１４】独国特許第691 03 935号
【特許文献１５】独国特許第696 33 320号
【特許文献１６】特開平7-184829号公報
【特許文献１７】特開平2-257925号公報
【特許文献１８】独国特許出願公開第196 08 809号
【特許文献１９】独国特許出願公開第198 21 401号
【特許文献２０】欧州特許第1 045 665号
【特許文献２１】日本特許第03103811号公報
【特許文献２２】独国特許出願公開第103 51 013号
【特許文献２３】独国特許第690 03 349号
【特許文献２４】独国特許第22 37 621号
【特許文献２５】米国特許出願第2004/0059191号
【特許文献２６】国際公開第84/02196号パンフレット
【特許文献２７】米国特許第4,659,195号
【特許文献２８】独国特許第43 05 376号
【特許文献２９】独国特許出願公開第34 05 514号
【特許文献３０】欧州特許第1 204 776号
【特許文献３１】欧州特許出願公開第1 306 454号
【特許文献３２】欧州特許出願公開第1 319 729号
【特許文献３３】国際公開第99/67435号パンフレット
【特許文献３４】国際公開第00/44949号パンフレット
【特許文献３５】欧州特許第0 486 489号
【特許文献３６】欧州特許第0 786 017号
【特許文献３７】欧州特許第0 412 397号
【特許文献３８】欧州特許出願公開第1 306 454号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
この背景に対して、本発明の第1の目的は、有利な検査装置を利用できるようにすることである。第2の目的は、空洞内で検査装置を位置決めする有利な方法を利用できるようにすることからなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第1の目的は、請求項1による検査装置によって達成される。第2の目的は、請求項12による、空洞内で検査装置を位置決めする方法によって達成される。従属請求項は、本発明のさらなる有利な実施形態を含む。
【００２０】
本発明による検査装置は、遠位領域、近位領域、および遠位領域と近位領域との間に配置された可撓性領域を備えている。可撓性領域は、互いに対して移動可能に配置された複数のセグメントを備えている。少なくとも1つの外部案内要素が、可撓性領域の外側の遠位領域と近位領域との間に配置されており、それにより、遠位領域を、外部案内要素によって近位領域に対して移動させることができる。外部案内要素は、特に狭い空洞において、可撓性領域の目標を定めた操縦を可能にする。これにより、アクセスが困難な領域に、本発明による検査装置によって到達することも可能になる。
【００２１】
外部案内要素を、有利には、ケーブルとして、より具体的にはワイヤケーブルとして、またはチェーンとして実施することができる。さらに、遠位領域に、センサ、たとえば検査カメラを装備することができる。
【００２２】
外部案内要素を、遠位領域に且つ/または近位領域に取り付けることができる。外部案内要素は、第1の端部では、好ましくは遠位領域に取り付けられ、外部案内要素の第2の端部は、近位領域に緩く接続され、それによって、外部案内要素を、近位領域から操作する、すなわちたとえば引張るかまたは弛緩させることができる。
【００２３】
さらに、遠位領域および/または近位領域は、互いに対して移動可能に配置された複数のセグメントを備えることができる。これらのセグメントは、可撓性領域もまた構成している同じセグメントであってもよい。外部案内要素、たとえばワイヤケーブルを、有利には、遠位領域の外部セグメントに取り付けることができる。さらに、外部案内要素の第2の端部を、近位領域のセグメントに接続することができ、または第2の端部は、セグメントの開口部を貫通することができる。ここで、接続を、外部案内要素を用いて遠位領域と近位領域との間の距離を設定することができるように、実施することができる。
【００２４】
さらに、セグメントを、少なくとも1つの内部ケーブル、たとえばボーデンケーブルによって相互接続することができる。ここで、可撓性領域のセグメントを、それらの間で接続することができ、可撓性領域のセグメントを、遠位領域のセグメントに且つ/または近位領域のセグメントにも接続することができる。内部ケーブルは有利にはワイヤケーブルである。検査装置は、好ましくは2本の内部ワイヤケーブルを備えている。この場合、2本のワイヤケーブルを相互接続して、遠位領域において1本のケーブルを形成してもよい。
【００２５】
1本または複数本の内部ケーブルを、セグメントのボアからセグメント内に通すことができる。例として、セグメントを、中空円筒の形状で実施することができる。この場合、1本または複数本のケーブルは、それぞれのセグメントの仮想長手方向軸に対して平行に伸びることができる。2本のケーブルの場合、これらを、好ましくは、セグメントの長手方向軸に対して互いに対向して配置することができる。セグメントは、好ましくは、それぞれの基礎面およびカバー面において相互接続されるか、またはそれぞれの基礎面およびカバー面において互いに接して止まる。
【００２６】
さらに、少なくとも1つのセグメントは、中空円筒の形状を有することができ、中空円筒の側面には複数の開口部がある。セグメントのこうした実施形態の結果として、検査装置の重量を大幅に低減することができ、これが検査装置の安定性を害することはない。
【００２７】
さらに、セグメントは、セグメントの仮想長手方向軸に対して角度付き基礎面および/または角度付きカバー面を有することができる。セグメントの形状、より詳細には長手方向軸とそれぞれのセグメントの基礎面またはカバー面との間の角度は、セグメントの特定の配置とともに、可撓性領域によって設定することができる形状を事前に確定する。
【００２８】
さらに、上述したセグメントのうちの少なくとも2つ、好ましくはすべてのセグメントを、関節式に且つ/または相互係止するように相互接続することができる。特に、少なくとも2つのセグメントを、固定リンク継手、たとえばヒンジによって接続することができる。ここで、リンク継手を、2つの相互接続されたセグメントの移動が1つの面のみで可能であるように実施することができる。
【００２９】
有利には、例外なく、検査器具のすべてのセグメントに、適切な固定リンク継手、例えばヒンジを装備するかまたは相互接続することができる。結果として、ボーデンケーブルの弛んだ状態であっても、セグメントをそれ以上分離することができない。これは同様に、セグメントの互いに対するねじりにも当てはまる。さらに、検査器具の精度を、この固定リンク継手の適切な設計の結果として実質的に向上させることができ、それにより、比較的大型であるが幾何学的に複雑な空間において、特に環状燃焼室においても使用を可能にすることができる。特に、リンク継手は、リンクトング、リンクスロットおよびリンクピンを備えることができる。
【００３０】
例として、検査装置を、ボアスコープとして、より詳細には環状燃焼室を検査するボアスコープとして実施することができる。例として、ボアスコープは、チタン合金からなるかまたはチタン合金を含むことができる。
【００３１】
本発明による装置が、燃焼室を検査する範囲内で適用される場合、遠位領域、可撓性領域および近位領域の少なくとも一部を、火炎検出器用のフランジから燃焼室内に挿入することができる。
【００３２】
空洞内において検査装置を位置決めする本発明による方法は、遠位領域、近位領域、遠位領域と近位領域との間に配置された可撓性領域、および少なくとも1つの外部案内要素を備える検査装置に関する。ここで、外部案内要素は、可撓性領域の外側の遠位領域と近位領域との間に配置されている。本発明による方法の範囲内で、遠位領域を、外部案内要素によって近位領域に対して移動させる。
【００３３】
本発明による方法を、より詳細には、本発明による検査装置によって行うことができる。
【００３４】
例として、遠位領域は、センサ、たとえばビデオカメラを備えることができる。
【００３５】
外部ケーブル、例えばワイヤケーブル、またはチェーンを、外部案内要素として有利に使用することができる。
【００３６】
さらに、可撓性領域は、互いに対して移動可能に配置されている複数のセグメントを備えることができる。ここで、セグメントを、少なくとも1本の内部ケーブルによって相互接続することができる。遠位領域および可撓性領域を、有利には、開口部から空洞、たとえば環状燃焼室内に挿入することができる。内部ケーブルは、挿入中は弛んだ状態にあり、すなわち、セグメントが互いに対して移動することができる。そうする際に、遠位領域を、外部案内要素によって近位領域まで導くことができる。その後、内部ケーブルを引張ることができる。その結果、遠位領域を、近位領域から離れる方向に移動させることができる。外部案内要素が外部ケーブルとして実施される場合、この外部ケーブルを、遠位領域が近位領域まで導かれる時に引張ることができる。その後、遠位領域が近位領域から離れる方向に移動している間、外部ケーブルを弛ませることができる。特に、遠位領域が近位領域まで導かれている間、可撓性領域はループを形成することができる。
【００３７】
例として、遠位領域および可撓性領域を、開口部から、ガスタービンの構成部品、たとえば燃焼室内に導入することができる。燃焼室は、特にハブを備える可能性がある。遠位領域および可撓性領域を挿入する時、これらの領域を、ハブを通過するように通すことができる。特に、これを、遠位領域が最初に、外部案内要素、より詳細には外部ワイヤケーブルによって近位領域まで導かれ、その際に可撓性領域はループの形状を呈する、という事実によって達成することができる。その後、遠位領域は、内部ケーブルを引張ることによって近位領域から離れるように移動し、検査されるべき燃焼室の領域まで誘導される。燃焼室は、より詳細には環状燃焼室であり得る。
【００３８】
本発明による方法により、たとえばハブを備えた環状燃焼室等、アクセスが困難な空間において、長い検査装置、特にたとえばボアスコープの目標を定めた操縦が可能になる。
【００３９】
本発明による検査装置および本発明による方法により、特にあり得る欠陥に関してガスタービンの燃焼室を検査することが、迅速かつ有効に可能となる。本発明による検査装置および本発明による方法はまた、通常アクセスが困難な燃焼室の内部における領域に迅速かつ容易にアクセスしかつそこを検査する可能性をもまた可能にするため、これにより、検査時間、そのためガスタービンが停止している時間が大幅に短縮する。同時に、これにより、ガスタービンまたは燃焼室の可用性および柔軟性が向上する。特に、本発明による検査装置および本発明による方法により、腐食したかまたは破壊されたセラミック遮熱材を迅速かつ容易に見つけることができる。
【００４０】
本発明のさらなる利点、特性および特徴については、添付図面を参照して例示的な実施形態に基づいて以下より詳細に説明する。ここで、説明した特徴は、単独でも組合せでも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によるボアスコープを概略的に示す図である。
【図２】特許文献１からの従来技術による2つのセグメント間の接続を概略的に示す図である。
【図３】リンクによって接続されている本発明によるボアスコープの2つのセグメントを概略的に示す図である。
【図４】図3に示すセグメント間のリンク継手の断面を概略的に示す図である。
【図５】ビデオカメラが装備されているボアスコープの先端を概略的に示す図である。
【図６】ボアスコープの可撓性領域の機能の一例を概略的に示す図である。
【図７】燃焼室の上部領域を検査するボアスコープの一例を概略的に示す図である。
【図８】燃焼室の下部領域を検査するボアスコープの一例を概略的に示す図である。
【図９】外部ワイヤケーブルが引張られている、燃焼室内に挿入されているボアスコープを概略的に示す図である。
【図１０】内部ワイヤケーブルが引張られ外部ワイヤケーブルが弛んでいる、燃焼室内に挿入されているボアスコープを概略的に示す図である。
【図１１】例示的にガスタービンの部分縦断面を示す図である。
【図１２】ガスタービン燃焼室を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図11は、例示的にガスタービン100の部分縦断面を示す。
【００４３】
内部では、ガスタービン100は、シャフト101を備えたロータ103を有しており、ロータは、回転軸102を中心に回転可能に取り付けられ、タービンロータとも呼ばれる。
【００４４】
吸気ハウジング104、圧縮機105、複数の同軸状に配置されたバーナ107を有する例えばトロイダル燃焼室110、より詳細には環状燃焼室、タービン108および排気ガスハウジング109は、ロータ103に沿って連続的に繋がっている。
【００４５】
環状燃焼室110は、たとえば環状高温ガスダクト111と連通している。そこでは、直列に接続されているたとえば4つのタービン段112がタービン108を形成している。
【００４６】
例として、各タービン段112は2つのブレードまたはベーンリングからなる。作動媒体113の流れ方向で見ると、高温ガスダクト111内で、ブレード120からなる列125がガイドベーン列115に続く。
【００４７】
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、1つの列125のブレード120は、たとえば、タービンディスク133によってロータ103に取り付けられている。
【００４８】
ロータ103に発電機または機械(図示せず)が結合されている。
【００４９】
ガスタービン100の動作中、空気135が、圧縮機105によって吸気ハウジング104から吸い込まれ圧縮される。圧縮機105のタービン側端部に供給される圧縮空気は、バーナ107に送られ、そこで燃料と混合される。そして、混合気は、作動媒体113を形成するように燃焼室110で燃焼する。そこから、作動媒体113は、高温ガスダクト111に沿って、ガイドベーン130およびブレード120を通過して流れる。作動媒体113は、ブレード120で弛緩し、プロセスに運動量を伝達し、そのため、ブレード120がロータ103を駆動し、ロータ103はそれに結合された機械を駆動する。
【００５０】
ガスタービン100の動作中、高温作動媒体113に曝される構成部品は熱負荷を受ける。環状燃焼室110を覆う遮熱要素に加えて、作動媒体113の流れ方向で見ると第1のタービン段112のガイドベーン130およびブレード120は、最大の熱負荷を受ける。
【００５１】
そこでの温度に耐えるために、これらを冷却材で冷却することができる。
【００５２】
構成部品の基材も同様に配向構造を有することができ、すなわち、それらは、単結晶形態(SX構造)であるか、または縦配向粒子(DS構造)のみを有している。
【００５３】
例として、構成部品用、特にタービンブレードまたはベーン120、130および燃焼室110の構成部品用の材料として、鉄基超合金、ニッケル基超合金またはコバルト基超合金が使用される。
【００５４】
このタイプの超合金は、たとえば、特許文献３０、特許文献３１、特許文献３２、特許文献３３または特許文献３４から既知である。
【００５５】
ブレードまたはベーン120、130も同様に、腐食から保護するコーティング(MCrAlX、Mは、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)からなる群から選択された少なくとも1つの元素であり、Xは、活性元素であって、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1種の希土類元素、またはハフニウムである)を有することができる。このタイプの合金は、特許文献３５、特許文献３６、特許文献３７または特許文献３８から既知である。
【００５６】
MCrAlXの上に、たとえばZrO2、Y2O3-ZrO2からなる、すなわち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、安定化されていないか、部分的に安定化されているか、または完全に安定化されている、遮熱コーティングが存在することも可能である。
【００５７】
たとえば電子ビーム物理蒸着(EB-PVD)等、適切なコーティングプロセスによって、遮熱コーティングに柱状粒子が生成される。
【００５８】
ガイドベーン130は、タービン108の内部ハウジング138に面しているガイドベーンルート(ここでは図示略)と、ガイドベーンルートから反対側の端部にあるガイドベーンヘッドとを有している。ガイドベーンヘッドは、ロータ103に面しており、ステータ143の取付リング140に固定されている。
【００５９】
図12は、ガスタービンの燃焼室110を示す。例として、燃焼室110は、いわゆる環状燃焼室として実施されており、そこでは、回転軸102を中心に周方向に配置されている多数のバーナ107が、共通の燃焼室空間154内に開放し火炎156を生成する。この目的で、燃焼室110は全体として、回転軸102の周囲に配置されている環状構造として実施されている。
【００６０】
比較的高い効率を得るように、燃焼室110は、およそ1000℃から1600℃の作動媒体Mの比較的高い温度に対して設計されている。材料に対して適切ではないこれらの動作パラメータにあっても、比較的長期間の運転を可能にするように、燃焼室壁153には、作動媒体Mに面している側に、遮熱要素155から形成された内部カバーが設けられている。
【００６１】
合金からなる各遮熱要素155は、作動媒体側に特に耐熱性の高い保護層(MCrAlX層および/またはセラミックコーティング)が備えられているか、または高温耐熱材料(中実のセラミック石材)からなる。
【００６２】
これらの保護層は、タービンブレードまたはベーンに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)からなる群から選択された少なくとも1つの元素であり、Xは、活性元素であって、イットリウム(Y)および/またはケイ素および/または少なくとも1種の希土類元素、またはハフニウム(Hf)を表す。このタイプの合金は、特許文献３５、特許文献３６、特許文献３７または特許文献３８から既知である。
【００６３】
MCrAlXの上に、たとえばZrO2、Y2O3-ZrO2からなる、すなわち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、安定化されていないか、部分的に安定化されているか、または完全に安定化されている、セラミック遮熱コーティングが存在することも可能である。
【００６４】
たとえば電子ビーム物理蒸着(EB-PVD)等、適切なコーティングプロセスによって、遮熱コーティングに柱状粒子が生成される。
【００６５】
他のコーティング方法、たとえば大気プラズマ溶射法(APS)、LPPS、VPSまたはCVDが実施可能である。遮熱コーティングは、耐熱衝撃性を向上させるために、多孔質であるかまたはミクロクラックもしくはマクロクラックを有する、粒子を含むことができる。
【００６６】
磨き直しは、使用した後の遮熱要素155を、保護層から(たとえばサンドブラストにより)除去しなければならない場合があることを意味する。そして、腐食層および/または酸化層および腐食生成物および/または酸化生成物が除去される。必要な場合は、遮熱要素155の亀裂もまた修復される。これに続き、遮熱要素155の再コーティングが施され、その後、遮熱要素155が再使用される。
【００６７】
さらに、燃焼室110の内部が高温である結果として、遮熱要素155またはその保持要素のために冷却システムを設けてもよい。例として、そのため、遮熱要素155は中空であり、任意に、燃焼室空間154内に開放している冷却穴(図示せず)を有している。
【００６８】
以下の文では、本発明による検査装置および本発明による方法を、図1〜図10を用いてより詳細に説明する。図1は、ボアスコープ1として実施される、本発明による検査装置を概略的に示す。ボアスコープ1は、遠位領域2、可撓性領域4および近位領域3を備えている。可撓性領域4は、近位領域3と遠位領域2との間に配置されている。可撓性領域4は、複数のセグメント5を備えている。遠位領域2および/または近位領域3は、同様に複数のセグメントを備えることができる。
【００６９】
セグメント5は、セグメント5の内部に配置されているワイヤケーブル7および8によって相互接続されている。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、それは、まず、セグメント5内を近位領域3から遠位領域2まで通り、その後、遠位領域2において偏向し、続いて、セグメント5内を近位領域3まで戻るように通される。
【００７０】
セグメント5は、中空円筒の形状を有することができ、基礎面および/またはカバー面は、セグメントの仮想長手方向軸に対して角度付き設計を有することができる。内部ワイヤケーブル7、8は、好ましくは、それぞれの中空円筒の壁領域に配置され、それぞれの中空円筒の長手方向軸に対して平行に伸びている。プローブ、たとえばビデオカメラを、中空円筒の中心開口部を通して近位領域3から遠位領域2まで通すことができる。
【００７１】
遠位領域2は、外部ワイヤケーブル6を介して近位領域3まで接続されている。ワイヤケーブル6の代りに、チェーンを使用することも可能である。外部ワイヤケーブル6は、可撓性領域4のセグメント5の外側に伸びている。外部ワイヤケーブル6の第1の端部は、好ましくは遠位領域2に、より好ましくは遠位領域2の最外セグメントに取り付けられている。外部ワイヤケーブル6の第2の端部は、好ましくは、近位領域3の内部に沿って通され、ウィンチ9に巻回されている。ウィンチ9を使用して、要件に応じて外部ワイヤケーブル6を引くもしくは引張る、または弛緩させることができる。
【００７２】
内部ワイヤケーブル7、8も同様に、弛んだ状態と引張られた状態とが可能である。内部ワイヤケーブル7、8が弛んだ状態にある場合、可撓性領域4のセグメント5は、互いに緩く垂れ下がっている。内部ワイヤケーブル7、8が張った場合、可撓性領域4は、セグメント5の形状、配置およびサイズに応じて所定形状を形成する。
【００７３】
例として、ボアスコープは、チタン合金からなり得るか、またはチタン合金を含むことができる。
【００７４】
図2は、特許文献１から従来技術によるボアスコープの2つのセグメントの間の接続を概略的に示す。図2は、各々が基礎形状として中空円筒を有する2つのセグメント5aおよび5bを示す。セグメント5aの長手方向軸を、参照符号10によって示す。セグメント5bの長手方向軸を、参照符号11によって示す。セグメント5aの側面を参照符号14によって示し、セグメント5bの側面を参照符号15によって示す。セグメント5aは、側面14の領域に複数の開口部12、13を有している。同様に、側面15は開口部16、17を備えている。
【００７５】
セグメント5aの基礎面18は、セグメント5bのカバー面19の方向を指している。セグメント5aの基礎面18にはボア20があり、それは、基礎面18から開口部13まで伸びている。長手方向軸10に対して、基礎面18のボア20の反対側には、類似するボアがある。対応して、長手方向軸11に対して、セグメント5bのカバー面19に対向して配置されたボア21および22があり、これらのボアはそれぞれ、カバー面19からそれぞれの開口部16またはそれに対向して位置している開口部まで伸びている。ワイヤケーブル7が、ボア20および21内を通されており、セグメント5aおよび5bはそれによって相互接続されている。同様に、さらなるワイヤケーブル8が、ボア20およびそれに対応するセグメント5aのボアを通して引かれる。
【００７６】
セグメント5aは、その基礎面18の領域に継手ヘッド23を備えている。セグメント5bは、そのカバー面19の領域にソケット24を備えている。ソケット24は、ワイヤケーブル7および8を緊張させた時に、継手ヘッド23がソケット24内に係合するように配置されている。
【００７７】
図2は、ワイヤケーブル7および8が弛んでいる場合、たとえばボアスコープが挿入されている時、セグメント5aおよび5bの間に接触がなく、その結果、この場合にも継手リンクの機能が確立されていないことを示す。セグメント5aおよび5bの互いに対する移動は、この場合はまったく制限されず、その結果、ボアスコープを位置決めする時に著しく不正確になる。
【００７８】
図3は、本発明によるボアスコープ1の2つのセグメント5cおよび5dを概略的に示す。セグメント5cおよび5dは各々、基礎面18、カバー面19および側面37または38を備えた中空円筒のような形状である。側面37および38は、セグメント5dおよび5cのそれぞれの長手方向軸39および40に沿って延在する開口部31を備えている。
【００７９】
セグメント5cおよび5cの内部において、それぞれ1つの溝が長手方向軸39および40に沿って伸びており、その中に、たとえば、プローブ、より詳細にはビデオカメラを押し通すことができる。基礎面18およびカバー面19は、それぞれ2つのボア30を備え、それらは、基礎面18またはカバー面19からそれぞれの側面の開口部31まで通じている。すでに上述した内部ワイヤケーブル7および8を、ボア30を通して引くことができる。
【００８０】
セグメント5cは、その基礎面18において、リンク継手25により、たとえばヒンジにより、セグメント5dのカバー面19に固定して接続されている。固定されたリンク継手25は、図2に関連して説明するセグメントの緩い接続の不都合を克服する。特に、セグメント5cおよび5dの互いに対するあり得る妨害または変位が防止される。この結果、本発明によるボアスコープ1の安定性が、引張られた状態において大幅に向上する。
【００８１】
図4は、2つの相互接続されたセグメント5cおよび5dの間のリンク継手25の断面を概略的に示す。リンク継手25は、セグメント5cの一部であるリンクスロット26と、セグメント5dの一部であるリンクトング27とを備えている。リンクスロット26およびリンクトング27は、互いに係合し、リンクピン28によって相互接続される。リンクトング27およびリンクスロット26を、回転軸29を中心に互いに対して回転させることができる。したがって、セグメント5cおよび5dもまた、回転軸29を中心に互いに対して回転させることができる。
【００８２】
リンク継手25のリンクピン28は異なる形態を有することができる。原則的に、リンク継手25は、互いに対するセグメントの移動が、規定された面のみにおいて可能であるように実施される。概して、これは、リンク継手25の回転軸29に対して垂直な面である。
【００８３】
図5は、ボアスコープ1の遠位領域2またはボアスコープ1の先端を概略的に示す。ボアスコープ1の遠位領域2は、1つの上述したセグメント5eからなる。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に固定して接続されているという事実により、上述したセグメント、特にセグメント5cおよび5dとは異なる。例として、内部ワイヤケーブル7および8を、カバー面19に位置するボア30に固定して係留させることができる。たとえばビデオカメラであり得るセンサ32が、セグメント5eの長手方向軸に沿って配置された溝状開口部36を通して、または対応する空洞36を通して押し込まれる。例として、このセンサ32を用いて、燃焼室の内部を検査することができる。
【００８４】
図6は、ボアスコープ1の可撓性領域4の機能の一例と、可撓性領域4の実施形態の一例とを概略的に示す。遠位領域2に隣接して配置されている可撓性領域4は、複数のセグメント5fおよび5gを備えている。それぞれ互いに隣接して配置されているセグメント5fおよび5gは、図3および図4に関連して説明したリンク継手25によって相互接続されている。セグメント5fおよび5gは、図3に示しかつこれに関して説明したセグメント5cおよび5dと本質的に同じ特徴を有している。
【００８５】
セグメント5fは、中空円筒形状を有しており、基礎面およびカバー面は互いに平行に伸びている。セグメント5gも同様に中空円筒形状を有しているが、基礎面および/またはカバー面はそれぞれの中空円筒の長手方向軸に対して角度が付けられている。適切な一連のセグメント5fおよびセグメント5gは、ボアスコープ1のボーデンケーブル7および8の引張られた状態において所定形状を得る。特に、ボアスコープ1は、引張られた状態では、すなわち内部ケーブルワイヤ7および8が引張られている時、特定の曲率を有することができる。これにより、アクセスが困難なたとえば燃焼室の領域を検査することが可能になる。
【００８６】
図7は、本発明によるボアスコープ1aを示し、それは、燃焼室の上部領域を検査するのに適している。図7は、燃焼室33の中心軸41に対して垂直な燃焼室30の断面を示す。燃焼室33は、中心軸41の領域にハブ34が配置されている。燃焼室33は、環状燃焼室である。燃焼室33は外壁42を備え、そこに、火炎検出器用のフランジ35が位置している。環状燃焼室33の外壁42は、上部内面43および下部内面44をさらに備えている。
【００８７】
ボアスコープ1aの遠位領域2および可撓性領域4ならびに近位領域3の一部は、フランジ35から外壁42を通して環状燃焼室33の内部に挿入されている。可撓性領域4の範囲内で、角度付き基礎面および/または角度付きカバー面を備えた複数のセグメント5gはまず、近位領域3に隣接する。遠位領域2の方向において、セグメント5gにはさらなるセグメント5fが隣接し、そこでは、基礎面およびカバー面は互いに平行に伸びている。
【００８８】
図7は、内部ワイヤケーブル7および8が引張られている場合のボアスコープ1aを示す。セグメント5gおよび5fの配置は、ボアスコープ1aがこの引張られた状態でV字型を呈していることを意味する。たとえばビデオカメラが位置している遠位領域2は、この場合、燃焼室33の上部内面43に向かって上方を指している。
【００８９】
図8は、本発明によるボアスコープ1bを概略的に示し、それは、燃焼室33の下部領域を検査するのに適しており、図7に関連してすでに説明した環状燃焼室33内に挿入されている。遠位領域2および可撓性領域4ならびに近位領域3の一部は、フランジ35から燃焼室33の内部に挿入されている。可撓性領域4のセグメント5は、可撓性領域が、ボーデンケーブル7、8の引張られた状態においてハブ34の周囲に弧状に配置されるように実施されている。ここで、遠位領域2と、この領域に配置されたビデオカメラまたはこの領域に配置されたセンサは、環状燃焼室33の下部内面44の領域に位置している。図8に示す配置を用いて、燃焼室33の下部領域、より詳細には下部内面44を検査することができる。
【００９０】
以下の文は、燃焼室33の上部領域を検査するのに特に適しているボアスコープ1aの、燃焼室33内への挿入を、図9および図10に基づいてより詳細に説明する。図9および図10は、図7および図8に関連してすでに説明した環状燃焼室33を示し、ハブ34がその内部に配置されている。
【００９１】
第1のステップでは、最初に遠位領域2を、後に可撓性領域4を、連続してフランジ35から燃焼室の内部に挿入する。そうする際に、遠位領域2と可撓性領域4の長さのおよそ半分とが燃焼室33の内部に挿入されるとすぐに、外部ワイヤケーブル6を連続的に引張る。可撓性領域4が燃焼室33内に完全に挿入され、外部ワイヤケーブル6が完全に引張られた後、ボアスコープ1aは図9に示すループの形状を有する。
【００９２】
遠位領域2および可撓性領域4が挿入されている間、内部ワイヤケーブル7および8は弛緩しており、そのため、セグメント5が互いに対して自由に移動することができる。
【００９３】
第2のステップでは、外部ワイヤケーブル6をゆっくりと弛緩させ、その間、内部ワイヤケーブル7および8をゆっくりと引くまたは引張る。このプロセスにおいて、それぞれの隣接しているセグメント5の基礎面およびカバー面は、互いに接して堅く引かれ、セグメント5の形状によって事前に確定されているボアスコープ1aの可撓性領域4の形状になる。このプロセスの最後では、外部ワイヤケーブル6が弛んでおり、内部ワイヤケーブル7および8は完全に引かれ、すなわち引張られた状態である。その結果を図10に示す。ボアスコープ1aの遠位領域2は、この時、燃焼室33の上部内面43の方向を指している。
【００９４】
外部ワイヤケーブル6を、燃焼室33の外側に配置されているウィンチ9によって、作動させる、すなわち巻き付けかつ再度解くことができる。図9では、外部ワイヤケーブル6は、ウィンチ9に完全に巻き付けられている。図10では、外部ワイヤケーブル6は、ウィンチ9から略完全に解かれている。
【００９５】
上述した方法により、ボアスコープ1aの遠位領域2を、手際よくハブ34を通過して誘導することができる。上述したように外部ワイヤケーブル6が適用されない場合、ボアスコープは、単に、燃焼室33の下部領域または下部内面44しか検査することができない。
【符号の説明】
【００９６】
1  検査装置
2  遠位領域
3  近位領域
4  可撓性領域
5  セグメント
6  外部ワイヤケーブル
7  内部ワイヤケーブル
8  内部ワイヤケーブル
25  リンク継手
26  リンクスロット
27  リンクトング
28  リンクピン
31  開口部
【図１】
2013510339.tif 000003
【図２】
2013510339.tif 000004
【図３】
2013510339.tif 000005
【図４】
2013510339.tif 000006
【図５】
2013510339.tif 000007
【図６】
2013510339.tif 000008
【図７】
2013510339.tif 000009
【図８】
2013510339.tif 000010
【図９】
2013510339.tif 000011
【図１０】
2013510339.tif 000012
【図１１】
2013510339.tif 000013
【図１２】
2013510339.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月22日(2011.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠位領域(2)、近位領域(3)、および前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置された可撓性領域(4)を備え、前記可撓性領域(4)が、互いに対して移動可能に配置された複数のセグメント(5)を備えている、検査装置(1)において、
少なくとも1つの外部案内要素(6)が、前記可撓性領域(4)の外側の前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置され、それにより、前記遠位領域(2)を、前記外部案内要素(6)によって前記近位領域(3)に対して移動させることができ、
少なくとも2つのセグメント(5)が、関節式に且つ/または相互係止して相互接続され、少なくとも2つのセグメント(5)が固定リンク継手(25)によって相互接続されていることを特徴とする検査装置(1)。
【請求項２】
前記外部案内要素(6)がケーブルとしてまたはチェーンとして実施されていることを特徴とする請求項1に記載の検査装置(1)。
【請求項３】
前記外部案内要素(6)が、前記遠位領域(2)に且つ/または前記近位領域(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2に記載の検査装置(1)。
【請求項４】
前記遠位領域(2)および/または前記近位領域(3)が、互いに対して移動可能に配置された複数のセグメント(5)を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項５】
前記セグメント(5)が、少なくとも1つの内部ケーブル(7、8)によって相互接続されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項６】
少なくとも1つのセグメント(5)が中空円筒の形状を有し、前記中空円筒の側面(37、38)に複数の開口部(31)があることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項７】
前記リンク継手(25)が、前記2つの相互接続されたセグメント(5)の移動が1つの面のみにおいて可能であるように実施されていることを特徴とする請求項1に記載の検査装置(1)。
【請求項８】
前記リンク継手(25)が、リンクトング(27)、リンクスロット(26)およびリンクピン(28)を備えていることを特徴とする請求項1または7に記載の検査装置(1)。
【請求項９】
前記検査装置(1)はボアスコープとして実施されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の検査装置(1)。
【請求項１０】
遠位領域(2)、近位領域(3)、前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置された可撓性領域(4)、および少なくとも1つの外部案内要素(6)を備え、前記外部案内要素(6)が前記可撓性領域(4)の外側の前記遠位領域(2)と前記近位領域(3)との間に配置された検査装置(1)を空洞内において位置決めする方法において、
前記遠位領域(2)を、前記外部案内要素(6)によって前記近位領域(3)に対して移動させることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記可撓性領域(4)が、互いに対して移動可能に配置されている複数のセグメント(5)を備え、前記セグメント(5)が少なくとも1つの内部ケーブル(7、8)によって相互接続され、前記内部ケーブル(7、8)が弛緩した状態にある時に、前記遠位領域(2)および前記可撓性領域(4)を開口部(35)から空洞内に挿入し、
前記遠位領域(2)を、前記外部案内要素(6)によって前記近位領域(3)まで導き、
前記内部ケーブル(7、8)を緊張させ、その結果、前記遠位領域(2)を前記近位領域(3)から離れる方向に移動させることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
【国際調査報告】
2013510339.tif 000015
2013510339.tif 000016
2013510339.tif 000017
2013510339.tif 000018
2013510339.tif 000019