(57)【要約】      （修正有）【課題】ボアスコープ・アセンブリ、タービン・アセンブリ内で用いられるもの、並びにボアスコープ・プラグを取り付ける方法を提供する。【解決手段】ボアスコープ・アセンブリが、第１の周囲形状部分を含む第１のボアスコープ・プラグ５４を含んでいる。また第１の周囲形状部分とは別個の第２の周囲形状部分を含む第２のボアスコープ・プラグ５６を含んでいる。さらに第１のボアスコープ・プラグ５４の第１の周囲形状部分に対応する第１の穴形状部分を含む第１のボアスコープ穴４６を含んでいる。さらにまた第２のボアスコープ・プラグの第２の周囲形状部分に対応する第２の穴形状部分を含む第２のボアスコープ穴８６を含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周囲形状部分を含む第１のボアスコープ・プラグと、
前記第１の周囲形状部分とは別個の第２の周囲形状部分を含む第２のボアスコープ・プラグと、
前記第１のボアスコープ・プラグの前記第１の周囲形状部分に対応する第１の穴形状部分を含む第１のボアスコープ穴と、
前記第２のボアスコープ・プラグの前記第２の周囲形状部分に対応する第２の穴形状部分を含む第２のボアスコープ穴と、を含むボアスコープ・アセンブリ。
【請求項２】
前記第１のボアスコープ・プラグに沿って配置された第１のカラーと、前記第２のボアスコープ・プラグに沿って配置された第２のカラーとをさらに含み、前記第１のカラーは前記第１の周囲形状部分を画定し、前記第２のカラーは前記第２の周囲形状部分を画定する請求項１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のカラーは前記第１のボアスコープ・プラグと一体的に形成されている請求項２に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項４】
前記第１のカラーは前記第１のボアスコープ・プラグに動作可能に結合されている請求項２に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項５】
前記第１のボアスコープ穴内に配置される第１の挿入物であって、前記第１の穴形状部分を画定する切り取り部分を有する第１の挿入物をさらに含む請求項１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の挿入物は前記第１のボアスコープ穴と一体的に形成されている請求項５に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項７】
前記第１の挿入物は前記第１のボアスコープ穴の穴壁に動作可能に結合されている請求項５に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の周囲形状部分および前記第１の穴形状部分には多角形が含まれる請求項１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項９】
前記多角形は少なくとも３つの辺によって画定される請求項８に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１０】
前記ボアスコープ・アセンブリはガス・タービン・アセンブリ内に配置される請求項１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１１】
タービン・アセンブリ用のボアスコープ・アセンブリであって、
複数のボアスコープ・プラグであって、それぞれ主プラグ部分と前記主プラグ部分に沿って配置されるカラーとを含み、前記複数のボアスコープ・プラグのそれぞれが有する前記カラーは、残りのカラーの前記周囲形状とは別個の周囲形状を含む、複数のボアスコープ・プラグと、
複数のボアスコープ穴であって、それぞれ前記複数のボアスコープ・プラグの１つが有する前記カラーの前記周囲形状に対応する穴形状を含む、複数のボアスコープ穴と、を含むタービン・アセンブリ用のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１２】
前記カラーは前記主プラグ部分と一体的に形成されている請求項１１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１３】
前記カラーは前記主プラグ部分に動作可能に結合されている請求項１１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１４】
前記複数のボアスコープ穴のそれぞれの中に配置される挿入物をさらに含む請求項１１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１５】
前記挿入物は、前記複数のボアスコープ穴のそれぞれが有する前記穴形状を画定する切り取り部分を含む請求項１４に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１６】
前記挿入物は前記複数のボアスコープ穴のそれぞれの中で一体的に形成されている請求項１４に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１７】
前記挿入物は前記複数のボアスコープ穴のそれぞれが有する穴壁に動作可能に結合されている請求項１４に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１８】
前記周囲形状には多角形が含まれる請求項１１に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項１９】
前記多角形は少なくとも３つの辺によって画定される請求項１８に記載のボアスコープ・アセンブリ。
【請求項２０】
ガス・タービン・エンジンであって、
圧縮機と、
燃焼器アセンブリと、
タービンと、
ボアスコープ・アセンブリと、を含み、
前記ボアスコープ・アセンブリは、
第１の周囲形状部分を含む第１のボアスコープ・プラグと、
前記第１の周囲形状部分とは別個の第２の周囲形状部分を含む第２のボアスコープ・プラグと、
前記第１のボアスコープ・プラグの前記第１の周囲形状部分に対応する第１の穴形状部分を含む第１のボアスコープ穴と、
前記第２のボアスコープ・プラグの前記第２の周囲形状部分に対応する第２の穴形状部分を含む第２のボアスコープ穴と、を含むガス・タービン・エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、ボアスコープ・アセンブリ、たとえばタービン・アセンブリ内で用いられるもの、並びにボアスコープ・プラグを取り付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボアスコープが、タービン・アセンブリの内部構成部品（たとえばガス・タービン・エンジンなど）を視覚的に検査するために用いられている。それらは通常、静的構造の、対象とする内部位置に通じる位置に配置されたボアスコープ穴を通して挿入される。このような挿入は、停止中に行なわれる。タービン・アセンブリの動作時は、ボアスコープ穴を塞いで封止して、高温ガスのタービンからの放出を減らすかまたは回避しなければならない。高温ガスがタービンから放出されると、総合システム性能および／または安全の問題が生じることになる。穴を塞ぐことはボアスコープ・プラグを用いて行なう。通常、ボアスコープ穴は、直径は似ているが、長さは様々である。同様に、ボアスコープ穴内に挿入すべきボアスコープ・プラグは、直径は似ているが、長さは様々である。保守要員は、所定の長さのボアスコープ・プラグが別個の長さを伴うボアスコープ穴内に挿入されることが確実にないように用心しなければならない。誤った挿入が行なわれると、漏れ経路が形成される場合がある。これは、プラグが短いと封止が不適切になる傾向があるという事実に起因する。さらに加えて、誤った挿入が行なわれると、ボアスコープ・プラグが（ボアスコープ穴に対して）長いと挿入中に曲がってしまうという状況が課される場合がある。このような誤ったアセンブリ状態はまた、停止中の漏れ、分解問題、および遅れにつながる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３，７７８，１７０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、ボアスコープ・アセンブリが、第１の周囲形状部分を含む第１のボアスコープ・プラグを含んでいる。また第１の周囲形状部分とは別個の第２の周囲形状部分を含む第２のボアスコープ・プラグが含まれている。さらに第１のボアスコープ・プラグの第１の周囲形状部分に対応する第１の穴形状部分を含む第１のボアスコープ穴が含まれている。さらにまた第２のボアスコープ・プラグの第２の周囲形状部分に対応する第２の穴形状部分を含む第２のボアスコープ穴が含まれている。
【０００５】
本発明の別の態様によれば、タービン・アセンブリ用のボアスコープ・アセンブリが、複数のボアスコープ・プラグであって、それぞれ主プラグ部分と主プラグ部分に沿って配置されるカラーとを含み、複数のボアスコープ・プラグのそれぞれが有するカラーは、残りのカラーの周囲形状とは別個の周囲形状を含む、複数のボアスコープ・プラグを含んでいる。また複数のボアスコープ穴であって、それぞれ複数のボアスコープ・プラグの１つが有するカラーの周囲形状に対応する穴形状を含む、複数のボアスコープ穴を含んでいる。
【０００６】
本発明のさらに別の態様によれば、ガス・タービン・エンジンが、圧縮機、燃焼器アセンブリ、タービン、およびボアスコープ・アセンブリを含んでいる。ボアスコープ・アセンブリは、第１の周囲形状部分を含む第１のボアスコープ・プラグを含んでいる。ボアスコープ・アセンブリはまた、第１の周囲形状部分とは別個の第２の周囲形状部分を含む第２のボアスコープ・プラグを含んでいる。ボアスコープ・アセンブリはさらに、第１のボアスコープ・プラグの第１の周囲形状部分に対応する第１の穴形状部分を含む第１のボアスコープ穴を含んでいる。ボアスコープ・アセンブリはさらにまた、第２のボアスコープ・プラグの第２の周囲形状部分に対応する第２の穴形状部分を含む第２のボアスコープ穴をを含んでいる。
【０００７】
これらおよび他の優位性および特徴は、以下の説明とともに図面から明らかとなる。
【０００８】
主題は、本発明とみなされるものであるが、明細書の終わりの請求項において詳細に指摘され明確に請求される。本発明の前述および他の特徴および優位性は、以下の詳細な説明とともに添付図面から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】タービン・アセンブリの概略図である。
【図２】タービン・アセンブリのタービン部分の概略図である。
【図３】ボアスコープ・アセンブリの断面図である。
【図４】ボアスコープ・アセンブリのボアスコープ・プラグである。
【図５】ボアスコープ・プラグのカラーである。
【図６】ボアスコープ・アセンブリに関連して用いられる複数の典型的な幾何学的形状である。
【００１０】
詳細な説明では、本発明の実施形態とともに優位性および特徴を、一例として図面を参照して説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照して、タービン・アセンブリ、たとえば本発明の典型的な実施形態により構成されるガス・タービン・エンジン１０を概略的に例示する。ガス・タービン・エンジン１０は、圧縮機部分１２と、環状筒型配列に配置された複数の燃焼器アセンブリ（そのうちの１つを１４で示す）とを含んでいる。図示したように、燃焼器１４は、エンドカバー・アセンブリ１６を含んでいる。エンドカバー・アセンブリ１６は、燃焼領域１８を封止して少なくとも部分的に画定している。一実施形態では、複数のノズル２０〜２２が、エンドカバー・アセンブリ１６によって支持されて、燃焼領域１８内に延びている。ノズル２０〜２２は、燃料を共通の燃料入口（図示せず）を通して受け取り、圧縮空気を圧縮機部分１２から受け取る。当然のことながら、本発明は燃焼システムの詳細とは無関係であり、環状筒形システムは、説明を目的として参照している。燃料および圧縮空気が燃焼領域１８内に送られ、点火されて高温、高圧の燃焼生成物または空気流が形成される。これを用いてタービン部分２４が駆動される。タービン部分２４は、複数の段２６〜２８を含んでいる。これらは、ケーシング３２に囲まれ、圧縮機部分１２に圧縮機／タービン・シャフト３０（ロータとも言われる）を通して動作可能に接続されている。
【００１２】
動作時、空気が圧縮機部分１２内に流れ、圧縮されて高圧ガスになる。高圧ガスが燃焼器１４に供給されて、燃料（たとえば天然ガス、燃料油、プロセス・ガス、および／または合成ガス（シンガス））と燃焼領域１８内で混合される。燃料空気または可燃性混合物は点火して、高圧、高温の燃焼ガス流が形成される。いずれにしても、燃焼器１４によって燃焼ガス流がタービン部分２４まで送られ、タービン部分２４によって熱エネルギーが機械的な回転エネルギーに変換される。
【００１３】
図２を参照して、タービン部分２４のケーシング３２についてより詳細に例示する。ケーシング３２は一般的に、構造体として、タービン部分２４の内部領域を囲み少なくとも部分的に画定する構造体を指す。ケーシング３２は、一体構造であっても良いし、または複数のセグメントで形成されていても良い。たとえば互いに動作可能に結合された外側ケーシング３４と内側ケーシング３６とを含む二重ケーシングである。図示したように、タービン部分２４の内部構成部品は、たとえば、複数のノズル静翼３８およびロータ動翼４０を含んでいる。内部構成部品は、前述したようにケーシング３２によって囲まれているとともに、例示した実施形態では少なくとも１つのシュラウド４２によって囲まれている。
【００１４】
複数のボアスコープ・プラグ４４が複数のボアスコープ穴４６内に配置されている。複数のボアスコープ穴４６は、少なくとも１つのシュラウド４２を通って、またはノズル外側側壁を通って延びている（図に示す）。少なくとも１つのシュラウド４２を通って延びていると図示し説明しているが、ある特定の実施形態では、複数のボアスコープ穴４６が、ケーシング３２を通って、または代替的にケーシング３２と少なくとも１つのシュラウド４２との組み合わせを通って延びていることを理解されたい。それとは関係なく、複数のボアスコープ穴４６が外側構造体を通って延びて、タービン部分２４の内部構成部品をモニタするために用いても良いボアスコープまたは他の検査装置に対するアクセスをもたらすことを理解されたい。本明細書で説明する複数のボアスコープ穴４６の位置をタービン部分２４と関連して説明しているが、ガス・タービン・エンジン１０の任意の部分に対して、本明細書で説明する実施形態を用いることが有用であり得る。たとえば、圧縮機部分１２が、ガス・タービン・エンジン１０の動作中に塞ぐ必要がある複数のボアスコープ穴４６を含んでいても良い。
【００１５】
複数のボアスコープ穴４６はそれぞれ、通常は長さが様々である。なぜならば、それらはタービン部分２４の全体に渡って別個の軸方向位置に位置するからである。複数のボアスコープ穴４６は、直径または周囲の長さが似ていても良いが、種々の直径および周囲の長さが考えられる。ガス・タービン・エンジン１０の動作中に複数のボアスコープ穴４６を封止するために、複数のボアスコープ・プラグ４４が複数のボアスコープ穴４６内に挿入されている。前述したように、複数のボアスコープ穴４６が、第１の端部５０から第２の端部５２まで、ケーシング３２および／または少なくとも１つのシュラウド４２を通って延びている。第２の端部５２によって、検査すべきタービン部分２４の内部領域が暴露されている。特定の応用例に応じて、種々の数のボアスコープ穴が含まれていても良い。典型的な実施形態では、４つのボアスコープ穴および付随するボアスコープ・プラグが例示されているが、より多い場合またはより少ない場合も考えられる。説明の目的上、第１のボアスコープ・プラグ５４および第２のボアスコープ・プラグ５６について具体的に標示する。
【００１６】
次に、図３〜５を、図２と関連して参照して、第１のボアスコープ・プラグ５４および第１のボアスコープ穴５８について、より詳しく例示する。第１のボアスコープ穴５８は、外側静的構造たとえば少なくとも１つのシュラウド４２を通って延びており、第１のボアスコープ・プラグ５４はその中に配置されている。適切なボアスコープ・プラグが第１のボアスコープ穴５８内に確実に挿入されるように、独自に成形された特徴物が全体アセンブリに含まれている。具体的には、第１のボアスコープ・プラグ５４は、通常は円筒型の第１の主プラグ部分５５を含んでいるが、代替的な断面の幾何学的形状も考えられる。カラー６０が、第１の主プラグ部分５５と一体的に形成されているかまたはそれと動作可能に結合されている。カラー６０の外側表面６２には第１の周囲形状部分６４が含まれている。第１の挿入物７０が、第１のボアスコープ穴５８の穴壁７２と一体的に形成されているか、またはそれと動作可能に結合されている。第１の挿入物７０には、第１の穴形状部分７６を画定する切り取り部分７４が含まれている。第１の穴形状部分７６と第１の周囲形状部分６４とは互いに対応していて、第１の周囲形状部分６４を伴うカラー６０を有するボアスコープ・プラグを、第１の挿入物７０の切り取り部分７４を通して挿入することのみが可能であるようになっている。別個の周囲形状（切り取り部分７４の第１の穴形状部分７６に対して）を有するカラーは、幾何学的形状が不一致であることに基づいて、第１の挿入物７０の切り取り部分７４を通ることができない。その結果、第１のボアスコープ・プラグ５４以外のボアスコープ・プラグが第１のボアスコープ穴５８内に挿入され得ることが減るかまたは回避される。たとえば、第２のボアスコープ・プラグ５６（図２）は、第１のボアスコープ・プラグ５４よりも短く、第１のボアスコープ穴５８の封止に対しては効果がない。そのため、第２のボアスコープ・プラグ５６は第２のカラー８０を含んでいる。第２のカラー８０は、第２のボアスコープ穴８６の第２の穴形状部分８４に対応する第２の周囲形状部分８２を伴っている。別個の幾何学的形状であるために、第１のボアスコープ・プラグ５４が第２のボアスコープ穴８６内に挿入されることが妨げられている。逆に、第２のボアスコープ・プラグ５６は第１のボアスコープ穴５８内に挿入されることができない。
【００１７】
任意の数の考えられた幾何学的形状を、ボアスコープ・プラグおよびボアスコープ穴に対して用いても良い。一実施形態では、幾何学的形状は多角形９０であり（図６）、多角形を画定する辺の数を変えることができる。たとえば、３から９までの範囲の辺を伴う多角形、しかし辺がより多い多角形も、好適であり得る。用いる特定の形状を変えても良い。重要な態様は、各ボアスコープ・プラグには、特定のボアスコープ穴形状に対応する別個の外側形状部分が含まれるという原理に関する。
【００１８】
対応するボアスコープ・プラグおよびボアスコープ穴の別個の形状部分は、特定の幾何学的形状を含むボアスコープ・プラグおよびボアスコープ穴の一部を指す。前述し例示した実施形態では、切り取り部分を伴う挿入物を用いている。ボアスコープ・プラグのカラーは、切り取り部分を通過してボアスコープ穴内に十分に挿入されなければならない。挿入物およびカラーは、複数のボアスコープ穴４６および複数のボアスコープ・プラグ４４と、それぞれ動作可能に結合されていても良いし、または一体的に形成されていても良い。代替的な実施形態では、別個の幾何学的形状は、ボアスコープ穴形状および／またはボアスコープ・プラグ形状であっても良い。言い換えれば、複数のボアスコープ・プラグ４４および／または複数のボアスコープ穴４６は、プラグを穴に適切に挿入するのに必要な別個の幾何学的形状を含んでいても良い。
【００１９】
動作時には、複数のボアスコープ・プラグ４４はそれぞれ、複数のボアスコープ穴４６の１つに挿入される。ボアスコープ・プラグを正しいボアスコープ穴に十分に挿入するために、ボアスコープ・プラグの周囲形状部分は、ボアスコープ穴の穴形状部分にフィットし、および穴形状部分に沿っておよび／または穴形状部分を通ってスライドしなければならない。別個の幾何学的形状を用いることによって、誤ったボアスコープ・プラグがボアスコープ穴の１つに挿入される可能性が減る。そのため、複数のボアスコープ穴４６の適切な封止が実現され、タービン部分２４のプラグおよび／または内部構成部品に対する損傷が回避されて、優位である。
【００２０】
本発明を限られた数の実施形態に関してのみ詳細に説明してきたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。むしろ、これまで説明してはいないが本発明の趣旨および範囲に見合う任意の数の変形、変更、置換、または均等な配置を取り入れるように、本発明を変更することができる。さらに加えて、本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様には、説明した実施形態の一部のみが含まれる場合があることを理解されたい。したがって本発明は、前述の説明によって限定されると考えるべきではなく、添付の請求項の範囲のみによって限定される。
【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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