(57)【要約】【課題】ステータベーンを提供する。【解決手段】本ステータベーン（１００）は、ベーンステム（１０４）と、ベーンステムに結合され、前縁（１１４）及び軸方向に間隔を置いた後縁（１１６）において接合された第１の側壁（１１０）及び第２の側壁（１１２）を含む翼形部（１０２）と、ベーンステムを貫通して延びかつその中に光プローブ（１６０）を受けるような寸法にされた開口（７８）を含むプローブ検査ポート（１５８）とを含む。【選択図】      図３
2008032015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンステム（１０４）と、
前記ベーンステムに結合され、前縁（１１４）及び軸方向に間隔を置いた後縁（１１６）において接合された第１の側壁（１１０）及び第２の側壁（１１２）を含む翼形部（１０２）と、
前記ベーンステムを貫通して延び且つ開口（７８）内に光プローブ（１６０）を受けるような寸法にされた開口（７８）を含むプローブ検査ポート（１５８）と、
を含むステータベーン（１００）。
【請求項２】
前記プローブ検査ポート（１５８）が、前記ベーンステム（７６）内に実質的に同心に形成され、かつ前記翼形部（１０２）の半径方向内側端部に向けて半径方向内向きに延びまた前記翼形部後縁（１１６）に向けて軸方向下流方向に延びる、請求項１記載のステータベーン（１００）。
【請求項３】
前記プローブ検査ポート（１５８）が、前記第１及び第２の側壁（１１０、１１２）の少なくとも１つ内に形成された溝（１４０）をさらに含み、前記溝の少なくとも一部分が、前記ベーンステム開口（７８）と実質的に同心に整列する、請求項１記載のステータベーン（１００）。
【請求項４】
前記溝（１４０）が、前記光プローブ（１６０）の直径（３３０）よりも各々大きい幅（１５４）及び深さ（１５６）を有する、請求項３記載のステータベーン（１００）。
【請求項５】
前記プローブ検査ポート（１５８）が、前記翼形部（１０２）を貫通して延びる開口（３１０）をさらに含み、前記翼形部開口の少なくとも一部分が、前記ベーンステム開口（１３０）と実質的に同心に整列する、請求項１記載のステータベーン（１００）。
【請求項６】
前記プローブ検査ポート（１５８）が、前記第１及び第２の側壁（１１０、１１２）の少なくとも１つの外部表面上に形成された溝（１４０）をさらに含み、前記溝の少なくとも一部分が、前記ベーンステム開口（７８）と実質的に同心に整列する、請求項１記載のステータベーン（１００）。
【請求項７】
圧縮機（１４）と、
燃焼器（１６）と、
前記圧縮機に結合されたタービンと、
を含み、前記圧縮機及びタービンの少なくとも１つが、
複数のロータブレード（５２）を備えたロータ組立体と、
複数のステータベーン（７４）を備えたステータベーン組立体（５６）と、
を含み、前記ステータベーンの少なくとも１つが、
ベーンステム（１０４）と、
前記ベーンステムに結合され、前縁（１１４）及び軸方向に間隔を置いた後縁（１１６）において接合された第１の側壁（１１０）及び第２の側壁（１１２）を含む翼形部（１０２）と、
前記ベーンステムを貫通して延びかつその中に光プローブ（１６０）を受けるような寸法にされた開口（７８）を含むプローブ検査ポート（１５８）と、を含む、
ガスタービンエンジン組立体。
【請求項８】
前記プローブ検査ポート（１５８）が、前記ベーンステム（１０４）内に実質的に同心に形成され、かつ前記翼形部（１０２）の半径方向内側端部に向けて半径方向内向きに延びまた前記翼形部後縁（１１６）に向けて軸方向下流方向に延びる、請求項７記載のガスタービンエンジン組立体。
【請求項９】
第１の端部（１６６）及び第２の端部（１６４）を有する光プローブ（１６０）をさらに含み、前記光プローブが、前記光プローブ第１の端部（１６６）が前記ガスタービンベーンステム（１０４）の半径方向外側に延びるようにまた前記光プローブ第２の端部（１６４）が前記翼形後縁（１１６）に近接して位置するように、前記プローブ検査ポート（１５８）内に配置される、請求項８記載のガスタービンエンジン組立体。
【請求項１０】
前記光プローブを前記プローブ検査ポート（１５８）内に保持するために利用される接合材料（２１０）をさらに含む、請求項９記載のガスタービンエンジン組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ロータブレードの作動特性を測定するための一体形光プローブを含むガスタービンエンジンステータベーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは一般的に、高圧及び低圧圧縮機、燃焼器、並びに少なくとも１つのタービンを含む。圧縮機は空気を加圧し、加圧空気は燃料と混合されかつ燃焼器に導かれる。次に混合気は、点火されて高温燃焼ガスを発生させ、燃焼ガスはタービンに導かれ、タービンは、燃焼ガスからエネルギーを取り出して、圧縮機に動力を供給すると共に、飛行中の航空機を推進させる又は発電機などの負荷に動力を供給するような有用な仕事を行う。
【０００３】
ガスタービンエンジンが様々な条件で作動する時に、エンジン内に異物が吸い込まれる可能性がある。より具体的には、カモメのような大型の鳥からひょう粒、砂及び雨滴に至る範囲のいろいろな種類の異物がガスタービンエンジンの吸気口内に一緒に吸い込まれる可能性がある。異物は、ロータブレードに衝突して、その一部分をロータブレードから脱離させるおそれがある。異物損傷として知られるそのような状態は、ロータブレードの後縁に比較的鋭利なノッチの形成を引き起こすおそれがある。事実、これらの鋭利なノッチは、ロータブレードの疲労性能を低下させる可能性がある応力集中部となる。こようなの状態が解決されない場合には、翼形部の一部分、通常は先端が、脱離し、従って翼形部の振動数を変化させることになる。この脱離が発生すると、先端又は先端コーナ部を喪失したブレードの周りに流れの攪乱を生じさせることになる。この攪乱は、隣接する翼形部に損傷を引き起こすことになる可能性がある駆動力を生じるおそれがある。
【０００４】
ロータブレードにおける振動数変化を測定するために、ひずみゲージを利用することができる。しかしながら、ひずみゲージは、ロータブレード振動数の比較的小さな変化を測定するほどの所望の精度を有することができない。さらに、ロータブレード振動数の変化を測定するために、光プローブを利用することができる。より具体的には、少なくとも１つの公知のガスタービンエンジンは、ガスエンジンケーシングを貫通して形成されたネジ付き開口を含む。公知の光プローブがケーシングの開口を通して挿入されて、ロータブレードを照明する。しかしながら、作動時に、ロータブレードは、遠心作用により塵埃及び／又はデブリを半径方向外向きに光プローブに向かわせる傾向がある。その結果、塵埃又はデブリは、光プローブ上に蓄積し、それによってロータブレードの振動数を正確に測定する光プローブの有効度を低下させるおそれがある。
【特許文献１】米国特許第７，０７５，２９６号公報
【特許文献２】米国特許第６，９９２，３１５号公報
【特許文献３】米国特許第６，９４３，５７０号公報
【特許文献４】米国特許第６，７９２，８０９号公報
【特許文献５】米国特許第５，３４５，５１４号公報
【特許文献６】米国特許第４，７４１，２０３号公報
【特許文献７】米国特許第４，３３３，２３９号公報
【特許文献８】米国特許出願公開第２００６／００１７４３４  Ａ１号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様では、ステータベーンを提供する。本ステータベーンは、ベーンステムと、ベーンステムに結合され、前縁及び軸方向に間隔を置いた後縁において接合された第１の側壁及び第２の側壁を含む翼形部と、少なくとも部分的にベーンステムを貫通して延びかつその中に光プローブを受けるような寸法にされた開口を含むプローブ検査ポートとを含む。
【０００６】
別の態様では、ガスタービンエンジン組立体を提供する。本ガスタービンエンジン組立体は、圧縮機と、燃焼器と、圧縮機に結合されたタービンとを含む。圧縮機は、その各々が複数のロータブレードを備えた複数のロータ段を含むロータ組立体と、その各々が複数のステータベーンを備えた複数のステータベーン段を含むステータベーン組立体とを含み、ステータベーン段の少なくとも１つは、ロータ段の少なくとも１つの上流側に結合される。ステータベーンの少なくとも１つは、ベーンステムと、ベーンステムに結合され、前縁及び軸方向に間隔を置いた後縁において接合された第１の側壁及び第２の側壁を含む翼形部と、少なくとも部分的にベーンステムを貫通して延びかつその中に光プローブを受けるような寸法にされた開口を含むプローブ検査ポートとを含む。
【０００７】
またここでは、ステータベーンを製作する方法を開示する。この方法は、前縁及び軸方向に間隔を置いた後縁において接合された第１の側壁及び第２の側壁を含む翼形部をベーンステムに結合する段階と、少なくとも部分的にベーンステムを貫通し、その中に光プローブを受けるような寸法にされた開口を形成する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、長手方向軸線１１を有する例示的なガスタービンエンジン組立体１０の概略図である。ガスタービンエンジン組立体１０は、ファン組立体１２と、コアガスタービンエンジン１３とを含み、コアガスタービンエンジン１３は、高圧圧縮機１４、燃焼器１６及び高圧タービン１８を含む。この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン組立体１０はまた、低圧タービン２０と多段ブースタ圧縮機２２とを含む。
【０００９】
ファン組立体１２は、ロータディスク２６から半径方向外向きに延びるファンブレード２４の配列を含む。エンジン１０は、吸気側２８と排気側３０とを有する。この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、オハイオ州シンシナチ所在のＧｅｎｅｒｅｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＧＥ９０型ガスタービンエンジンである。ファン組立体１２とブースタ２２と低圧タービン２０とは、第１のロータシャフト３１によって互いに結合され、また圧縮機１４と高圧タービン１８とは、第２のロータシャフト３２によって互いに結合される。
【００１０】
作動中、空気はファン組立体１２を通って流れ、加圧空気が、ブースタ２２を通して高圧圧縮機１４に供給される。ブースタ吐出空気は、圧縮機１４に導かれ、圧縮機１４において、空気流はさらに加圧されて燃焼器１６に送給される。燃焼器１６からの高温燃焼生成物（図１には図示せず）は、タービン１８及び２０を駆動するのに利用され、タービン２０は、シャフト３１によってファン組立体１２及びブースタ２２を駆動するのに利用される。エンジン１０は、設計作動条件と設計外作動条件との間の作動条件の範囲で作動可能である。
【００１１】
図２は、高圧圧縮機１４セクションの概略図である。圧縮機１４は、複数の段５０を含み、各段５０は、ロータブレード５２の列と可変ステータベーン組立体５６の列とを含む。ロータブレード５２は一般的に、ロータディスク５８によって支持され、ロータシャフト３２に結合される。ロータシャフト３２は、高圧シャフトであり、この高圧シャフトもまた、高圧タービン１８（図１に示す）に結合される。圧縮機１４は、可変ステータベーン組立体５６を支持するケーシング６２によって囲まれる。
【００１２】
各可変ステータベーン組立体５６は、可変ベーン７４とベーンステム７６とを含む。ベーンステム７６は、ケーシング６２の開口７８を通って突出する。各可変ベーン組立体５６はまた、可変ベーン７４から延びるレバーアーム８０を含み、レバーアーム８０は、可変ベーン７４を回転させるために利用される。ベーン７４は、圧縮機１４を通る流路に対して配向されて、そこを通る空気流を制御する。さらに、少なくとも幾つかのベーン７４が、内側シュラウド８２に取り付けられる。図２は複数の可変ステータベーン７４を含む圧縮機１４を示しているが、圧縮機１４は可変ステータベーン７４の代わりに利用する複数の固定ステータベーンを含むことができることを理解されたい。
【００１３】
図３は、図１及び図２に示す圧縮機１４で固定式又は可変式のいずれかの構成として利用することができる例示的なステータベーン１００の斜視図である。図４は、切断線４?４で取った、図３に示すステータベーンの平面断面図である。図５は、切断線５?５で取った、図３に示すステータベーンの断面図である。ステータベーン１００は、翼形部１０２と、該ステータベーン１００をガスタービンエンジン１０内部に取付けるために使用される一体形ベーンステム１０４とを含む。より具体的には、ベーンステム１０４は、この例示的な実施形態ではレバーアーム８０に結合された第１の又は半径方向外側の端部１０６と、翼形部１０２に結合された第２の又は半径方向内側の根元１０８とを含む。この例示的な実施形態では、翼形部１０２は、ベーンステム１０４と一体に形成されて、単体構造ステータベーン１００を形成する。
【００１４】
各翼形部１０２は、第１の側壁１１０と第２の側壁１１２とを含む。１つの実施形態では、第１及び／又は第２の側壁１１０及び／又は１１２は、空力的性能を向上させるような外形にすることができる。この例示的な実施形態では、第１の側壁１１０は、凸面形であり、翼形部１０２の負圧側面を形成し、第２の側壁１１２は、凹面形であり、翼形部１０２の正圧側面を形成する。側壁１１０及び１１２は、翼形部１０２の前縁１１４及び軸方向に間隔を置いた後縁１１６において接合される。より具体的には、翼形部後縁１１６は、前縁１１４から翼弦方向にかつ下流方向に間隔を置いている。第１及び第２の側壁１１０及び１１２はそれぞれ、翼形部根元１１８からベーンステム１０４までスパンにわたって長手方向又は半径方向外向きに延びる。図２に示すように、幾つかの実施形態では、ステータベーン１００は、内側シュラウド８２に結合することができる。この例示的な実施形態では、各ステータベーン１００は、それに限定されないが、チタンなどの金属材料を利用して製作される。別の実施形態では、各ステータベーン１００は、複合材料を利用して製作される。
【００１５】
図３に示すように、ステータベーン１００は、ベーンステム半径方向外側端部１０６からベーンステム半径方向内側根元１０８まで実質的に同心にベーンステム１０４を貫通して延びる開口１３０を含む。この例示的な実施形態では、開口１３０は、光プローブを受けるような寸法にされた直径１３２を有し、光プローブについては、本明細書において後で説明する。
【００１６】
さらに、翼形部１０２は、該翼形部１０２の表面内に機械加工された溝又はスロット１４０を含む。この例示的な実施形態では、溝１４０は、第２の側壁１１２、すなわち翼形部１０２の凹面形側面内に機械加工される。任意選択的に、溝１４０は、第１の側壁１１０、すなわち翼形部１０２の凸面形側面内に機械加工される。溝１４０は、開口１３０と実質的に同心に整列した第１の端部１４４と第２の端部１４６とを有する第１の溝部分１４２を含む。第１の溝部分１４２は、翼形部根元１１８に向けて少なくとも部分的に半径方向内向きに延びる。
【００１７】
溝１４０はまた、第１の溝部分の第２の端部１４６から翼形部後縁１１６に向けて軸方向下流方向に延びる第２の溝部分１４８を含む。第２の溝部分１４８は、第１の溝部分の第２の端部１４６と実質的に整列した第１の端部１５０と、翼形部後縁１１６に近接して位置した第２の溝部分の第２の端部１５２とを含む。従って、また図３に示すように、溝１４０は、ほぼＬ字形輪郭を有し、ベーンステム１０４から翼形部後縁１１６まで連続して延びる。溝１４０は、以下に説明する光プローブを受けるような寸法にされた幅１５４及び深さ１５６を有する。
【００１８】
従って、開口１３０と溝１４０との組合せは、ベーンステム半径方向外側端部１０６からベーンステム１０４を貫通して翼形部根元１１８に向けて半径方向内向きに延びまた翼形部後縁１１６に向けて軸方向下流方向に延びる連続したプローブ検査ポート１５８を形成する。
【００１９】
ガスタービンエンジン組立体１０はまた、第１の端部１６４及び第２の端部１６６を備えた計測光プローブ１６０を含む。この例示的な実施形態では、光プローブ１６０は、例えばステンレス鋼シース１７４内に入れた複数のファイバ１７２を利用して製作することができる。任意選択的に、光ファイバは、非金属シース内に入れられる。図３に示すように、光プローブ１６０の少なくとも一部分は、検査ポート１５８内に少なくとも部分的に配置して、光プローブ１６０をステータベーン１００に固定するのを可能にする。より具体的には、組立時に、光プローブの第１の端部は、ベーンステム半径方向外側端部１０６内に挿入され、ベーンステム１０４を通して送られ、溝１４０内部に配置される。例えば、光プローブ１６０は、例えば湾曲させることによって、光プローブ１６０が溝１４０の輪郭と実質的に同様な輪郭を有するように構成することができる。光プローブ１６０は次に、光プローブの第１の端部１６４が翼形部後縁１１６に近接して位置するように溝１４０内に配置される。
【００２０】
光プローブ１６０は次に、該光プローブ１６０が例えば圧縮機ロータブレード５２のような少なくとも１つのロータブレードに向けて翼形部後縁１１６から下流方向に光を放射するように、ステータベーン１００に結合される。この例示的な実施形態では、エポキシ材料又はその他の接着剤を利用して、光プローブ１６０を溝１４０内の実質的に一定位置に固定するのを可能にする。任意選択的に、溝１４０は、エポキシ材料を利用せずに光プローブ１６０を溝１４０内に固定するように選択的に光プローブ１６０を摩擦嵌合で受けるような寸法にされる。
【００２１】
従って、光プローブ１６０は、実質的に永久にガスタービンエンジン組立体と共に保持されるように構成されて、光プローブ１６０をエンジン作動時に利用することができ或いはエンジン保守点検期間時に利用することができるようになる。例えば、光プローブ１６０を利用するために、光源１７０と光検出器１７６又はカメラなどとが光プローブの第２の端部１６６に結合される。光源１７０は、少なくとも１つの光ファイバ１７２を通してプローブ動作端部、すなわち光プローブの第１の端部に光を供給する。
【００２２】
使用中、光源１７０は、光プローブ１６０を通してして光を伝送して少なくとも１つのロータブレード５２を照明するように作動する。ロータブレード５２から反射した光は、少なくとも１つの光ファイバ１７２によって受けられ、少なくとも１つのファイバ１７８を通して光プローブ第２の端部１６６に伝送され、この点において、光信号はロータブレードによって反射されて少なくとも１つの光ファイバ１８０に戻され、次に光ファイバ１８０は、例えばこの光信号を光検出器１７６に伝送して戻す。受信した光信号は次に、遠心力によって生じるブレード振動、ブレードの軸方向変位、ブレード輪郭の変化、及び／又はブレードのアンツイストのようなブレード５２の作動特性を測定するために使用することができる。
【００２３】
図６は、図１に示すガスタービンエンジンで利用することができる光プローブ１６０を含む例示的なステータベーン２００の斜視図である。図７は、図６に示すステータベーンの破断側面図である。図８は、切断線８?８で取った、図６に示すステータベーンの平面断面図である。ステータベーン２００は、翼形部２０２と、該ステータベーン２００をガスタービンエンジン１０内部に取付けるために使用される一体形ベーンステム１０４とを含む。より具体的には、ベーンステム１０４は、この例示的な実施形態では図２に示すレバーアーム８０に結合された第１の又は半径方向外側の端部１０６と、翼形部２０２に結合された第２の又は半径方向内側の根元１０８とを含む。上述のように、この例示的な実施形態では、翼形部２０２は、ベーンステム１０４と一体に形成されて、単体構造ステータベーン２００を形成する。
【００２４】
各翼形部２０２は、第１の側壁１１０と第２の側壁１１２とを含む。１つの実施形態では、第１及び／又は第２の側壁１１０及び／又は１１２は、空力的性能を向上させるような外形にすることができる。この例示的な実施形態では、第１の側壁１１０は、凸面形であり、翼形部２０２の負圧側面を形成し、第２の側壁１１２は、凹面形であり、翼形部２０２の正圧側面を形成する。側壁１１０及び１１２は、翼形部２０２の前縁１１４及び軸方向に間隔を置いた後縁１１６において接合される。より具体的には、翼形部後縁１１６は、前縁１１４から翼弦方向にかつ下流方向に間隔を置いている。第１及び第２の側壁１１０及び１１２はそれぞれ、翼形部根元１１８からベーンステム１０４までスパンにわたって長手方向又は半径方向外向きに延びる。図２に示すように、幾つかの実施形態では、ステータベーン２００は、内側シュラウド８２に結合することができる。この例示的な実施形態では、各ステータベーン２００は、それに限定されないが、チタンなどの金属材料を利用して製作される。別の実施形態では、各ステータベーン２００は、複合材料を利用して製作される。
【００２５】
図６に示すように、ステータベーン２００は、ベーンステム半径方向外側端部１０６からベーンステム半径方向内側根元１０８までベーンステム１０４を貫通して延びる開口１３０を含む。この例示的な実施形態では、開口１３０は、光プローブ１６０を受けるような寸法にされた直径１３２を有する。
【００２６】
この例示的な実施形態では、ステータベーン２００は、翼形部２０２の表面内に機械加工された溝又はスロット１４０を含まない。むしろ、光プローブ１６０は、翼形部２０２の表面に結合される。例えば、１つの実施形態では、光プローブ１６０は、第２の側壁１１２、すなわち翼形部２０２の凹面形側面に結合される。任意選択的に、光プローブ１６０は、第１の側壁１１０、すなわち翼形部２０２の凸面形側面に結合することができる。
【００２７】
より具体的には、また図６及び図７に示したように、ステータベーン２００を製作するために、翼形部２０２の外部表面に対して付加的な材料２１０を接合して、光プローブ１６０を翼形部２０２に固定する。具体的には、翼形部２０２の外部表面に沿って、光プローブ１６０を配置する。次に、翼形部２０２に対して付加的な材料２１０を施工して、光プローブ１６０を翼形部２０２に固定するのを可能にする。次に、翼形部２０２の空力的輪郭が最適になるように、付加的な材料２１０を機械加工又はフェザリングする。具体的には、翼形部２０２を機械加工して、光プローブ１６０を覆って及び／又は光プローブ１６０の周りに比較的平滑な空気流路を形成し、従って光プローブ１６０を翼形部２０２の外部表面に取付けた結果生じる可能性があるあらゆる空気流崩壊を低減及び／又は排除するのを可能にする。従って、光プローブ１６０は、付加的な材料２１０を使用して光プローブ１６０を単に翼形部２０２に付着させることによって、あらゆる公知の翼形部に結合することができる。この例示的な実施形態では、付加的な材料２１０は、翼形部２０２を製作するために利用した金属材料に類似した金属材料、複合材料及び／又は樹脂生成物のいずれかとすることができる。
【００２８】
図９は、図１に示すガスタービンエンジンで利用することができる光プローブ１６０を含む例示的なステータベーン３００の斜視図である。ステータベーン３００は、翼形部３０２と、該ステータベーン３００をガスタービンエンジン１０内部に取付けるために使用される一体形ベーンステム１０４とを含む。より具体的には、ベーンステム１０４は、この例示的な実施形態ではレバーアーム８０に結合された第１の又は半径方向外側の端部１０６と、翼形部３０２に結合された第２の又は半径方向内側の根元１０８とを含む。上述のように、この例示的な実施形態では、翼形部３０２は、ベーンステム１０４と一体に形成されて、単体構造ステータベーン３００を形成する。
【００２９】
図９に示すように、ステータベーン３００は、ベーンステム半径方向外側端部１０６からベーンステム半径方向内側根元１０８までベーンステム１０４を貫通して延びる開口１３０を含む。この例示的な実施形態では、開口１３０は、光プローブ１６０を受けるような寸法にされた直径１３２を有する。この例示的な実施形態では、ステータベーン３００は、翼形部３０２の表面内に機械加工された溝又はスロット１４０を含まない。むしろ、ステータベーン翼形部３０２は、翼形部開口３１０の少なくとも一部分が実質的に同心にベーンステム開口１３０と整列するように、翼形部３０２を少なくとも部分的に貫通して延びる翼形部開口３１０を含む。
【００３０】
より具体的には、また図９に示すように、翼形部開口３１０は、開口１３０と実質的に同心に整列した第１の端部３１４と第２の端部３１６とを有する第１の翼形部開口部分３１２を含む。第１の部分３１２は、ベーンステム１０４の半径方向内側根元１０８に向けて少なくとも部分的に半径方向内向きに延びる。翼形部開口３１０はまた、第１の端部３１４に対して実質的に垂直になった第１の端部３２２を有する第２の翼形部開口部分３２０を含む。この例示的な実施形態では、第２の翼形部開口部分３２０は、第１の翼形部開口部分の第２の端部３１６から翼形部後縁１１６に向けて下流方向に延びる。従って、また図９に示すように、翼形部開口３１０は、ほぼＬ字形輪郭を有し、ベーンステム１０４から翼形部後縁１１６まで連続して延びる。翼形部開口３１０は、それを通して光プローブ１６０を受けるような寸法にされた直径３３０を有する。
【００３１】
従って、ベーンステム開口１３０と翼形部開口３１０との組合せは、ベーンステム半径方向外側端部１０６からベーンステム１０４を貫通して翼形部根元１１８に向けて半径方向内向きに延びまた翼形部後縁１１６に向けて軸方向下流方向に延びる連続したプローブ検査ポート１５８を形成する。
【００３２】
ステータベーンを製造する方法は、前縁及び軸方向に間隔を置いた後縁において接合された第１の側壁及び第２の側壁を含む翼形部をベーンステムに結合する段階と、ベーンステムを貫通させて開口を形成する段階と、ベーンステム開口を通して光プローブを挿入する段階と、光プローブを翼形部に固定する段階とを含む。
【００３３】
本明細書に記載したのは、一体形光プローブを含むステータベーンである。本ステータベーンは、広範囲のガスタービンエンジン用途で利用することができる。さらに、本ステータベーンは、例えば蒸気タービンのような他のタービンで使用するように変更することができる。本明細書に記載した例示的なステータベーンは、ガスタービンエンジン圧縮機内部で利用するように構成される。本ステータベーンは、圧縮機内部での固定型とすることができ、又はステータベーンが圧縮機内部で可動式になるように可変ステータベーン組立体に結合することができる。さらに、本発明は、光プローブを含む単一ステータベーンに関して説明しているが、単一のガスタービンエンジン内にその各々が一体形光プローブを含む複数のステータベーンを設置することができることを理解されたい。例えば、一体形光プローブを含むステータベーンは、複数の圧縮機段内に設置して各圧縮機段内のロータブレードの振動数を測定するのを可能にすることができる。
【００３４】
より具体的には、本ステータベーンは、ロータブレードのそれぞれの列の軸方向前方に配置される。次に、光プローブは、該光プローブが軸方向に又は流れストリームに沿って取付けられまたその一端部がステータベーンステムを貫通して半径方向外向きに延びて半径方向外向きに方向を変えるようにステータベーンに結合されて、光プローブが圧縮機ケーシングから延びて該光プローブを外部装置に結合するのを可能にするようになる。さらに、光プローブは、翼形部に沿ってほぼ下流方向軸方向に面して、ロータブレード前縁を観察することができるようになる。作動時に、光プローブは、ブレードが損傷を受けたことがありかつ割れが成長していることを示すブレード振動数の差を測定するように構成される。
【００３５】
従って、光源を含む本明細書に記載したステータベーンは、ロータブレードから軸方向前方に配置され、従って、ロータブレードによって半径方向外向きに遠心作用を受けたあらゆる塵埃及び／又はデブリが、光プローブ上に堆積することはない。その結果、塵埃及び／又はデブリが光プローブ上に蓄積することはなく、それによってロータブレードの振動数を正確に測定する光プローブの有効度が増大する。
【００３６】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の修正で実施することができることは、当業者なは分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの断面図。
【図２】図１に示すガスタービンエンジンで使用する例示的な高圧圧縮機セクションの断面図。
【図３】図１に示すガスタービンエンジンで利用することができる光プローブを含む例示的なステータベーンの斜視図。
【図４】切断線４?４で取った、図３に示すステータベーンの一部分の平面断面図。
【図５】切断線５?５で取った、図３に示すステータベーンの断面図。
【図６】図１に示すガスタービンエンジンで利用することができる光プローブを含む別の例示的なステータベーンの斜視図。
【図７】図６に示すステータベーンの破断側面図。
【図８】切断線８?８で取った、図６に示すステータベーンの平面断面図。
【図９】図１に示すガスタービンエンジンで利用することができる光プローブを含む別の例示的なステータベーンの斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ガスタービンエンジン
１１  長手方向軸線
１２  ファン組立体
１３  コアガスタービンエンジン
１４  高圧圧縮機
１６  燃焼器
１８  高圧タービン
２０  低圧タービン
２２  ブースタ
２４  ファンブレード
２６  ロータディスク
２８  吸気側
３０  排気側
３１  第１のロータシャフト
３２  第２のロータシャフト
５０  段
５２  ロータブレード
５６  ステータベーン組立体
５８  ロータディスク
６２  ケーシング
７４  可変ステータベーン
７６  ベーンステム
７８  開口
８０  レバーアーム
８２  内側シュラウド
１００  ステータベーン
１０２  翼形部
１０４  ベーンステム
１０６  外側端部
１０８  内側根元
１１０  第１の側壁
１１２  第２の側壁
１１４  前縁
１１６  後縁
１１８  翼形部根元
１３０  ベーンステム開口
１３２  直径
１４０  溝又はスロット
１４２  第１の溝部分
１４４  第１の端部
１４６  第２の端部
１４８  第２の溝部分
１５０  第１の端部
１５２  第２の端部
１５４  幅
１５６  深さ
１５８  検査ポート
１６０  光プローブ
１６４  第１の端部
１６６  第２の端部
１７０  光源
１７２  ファイバ
１７４  シース
１７６  光検出器
１７８  ファイバ
１８０  光ファイバ
２００  ステータベーン
２０２  翼形部
２１０  付加的な材料
３００  ステータベーン
３０２  翼形部
３１０  翼形部開口
３１２  第１の翼形部開口部分
３１４  第１の端部
３１６  第２の端部
３２０  第２の翼形部開口部分
３２２  第１の端部
３３０  直径
【図１】
2008032015.tif 000003
【図２】
2008032015.tif 000004
【図３】
2008032015.tif 000005
【図４】
2008032015.tif 000006
【図５】
2008032015.tif 000007
【図６】
2008032015.tif 000008
【図７】
2008032015.tif 000009
【図８】
2008032015.tif 000010
【図９】
2008032015.tif 000011