JP2005279642A - 異物除去装置および異物除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タービンブレード１０などの内部の届きにくい個所から異物１８を除去する。
【解決手段】硬く細長いチューブ状ガイド２２を届きにくい個所付近に通すことで、対象物の届きにくい個所から異物１８を除去する。ガイド上方の先端部２４は湾曲しており、そのため届きにくい個所に方向づけることができ、ワイヤがこのガイド２２を通って届きにくい個所に届く。ワイヤの下部はガイド下端部から外方向に延びており、このワイヤが十分な速度で回転し、届きにくい個所から望ましくない異物を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タービンブレードなどの対象物の内部キャビティから、効果的に異物を除去することに関し、特に、エアフォイルキャビティ内の比較的届きにくい個所の異物を除去することに関する。

本発明は、内部キャビティを洗浄するための装置および方法という名称で、２００２年１０月１５日に出願された米国特許出願第１０／２７１６８１号と関連し、上記出願は本発明の譲受人に譲渡され、参照により本願に組み込まれる。

現在使用されている、全てではないがほとんどのジェットエンジンに見られるタービンブレードは、ブレード内部に冷却液を通して冷却している。冷却液用キャビティは、通常湾曲した移動通路を有しており、１つまたは複数の１８０°の曲がり角を含む場合がある。エンジンの使用中または部品の修理中、エンジンブレードのキャビティに異物が混入し、このキャビティの壁面、特に届きにくい湾曲個所に付着する場合がある。ブレードのキャビティの壁面から異物を除去するために、さまざまな直径の金属ワイヤをブレードルート部の開口部からブレードのキャビティに通し、このワイヤを十分に速い速度で回転させることで、これに接触するいかなる異物をも除去する。この種の装置は、容易に届く個所においては十分に機能する。しかし、このワイヤは、届きにくい個所に詰まっている異物には容易に接触することができない。さらに、柔軟性のあるワイヤは、冷却用キャビティの壁部にはまって動けなくなり、プローブの操作性をさらに悪化させる傾向がある。

したがって、タービンブレードの冷却用キャビティなど対象物の内部キャビティから異物をより完璧に除去することが、本発明の目的である。

対象物の内部キャビティから異物を除去する手段を改善することが、本発明のさらなる目的である。

本発明のさらに進んだ目的は、対象物の届きにくい個所に詰まっている異物を除去するためのプローブを提供することである。

本発明の上記およびさらなる目的は、チューブ状ガイド内でワイヤが回転できるようにこのガイドを通るワイヤを有するプローブをもって達成する。ガイドの遠位端部は、ガイドを対象物の内部通路に挿入することができ、かつ届きにくい個所から望ましくない異物を除去するためこの個所に方向付けることができるように、ある角度に湾曲している。

次に図面を見ると、図１には、ジェットエンジンから取り外されたタービンブレードが、全体を符号１０として、図示されている。本開示では特定のジェットエンジンのタービンブレードに関して言及するが、本発明は異物が進入することのある内部キャビティを有する対象物であれば使用できることを理解されたい。このブレードのルート部１２は、所望の位置にブレードを安全に保持ように構成された保持固定具１３に取り付けられており、同時にブレードのルート部から冷却用内部キャビティ１６に通じる開口部１５への自由な進入を可能にしている。

通常ほとんどのタービンブレードに備わっている冷却用キャビティは、ブレードの最上部に位置する湾曲部１７などの届きにくい個所を有する湾曲した移動通路の後に続いている。キャビティから異物１８を除去するために一般的に使われる不支持の直線的で柔軟性を持つワイヤは、通常この湾曲部に効果的に進入することができない。

本発明の教示を具象化するプローブすなわち除去用工具全体を符号２０で示し、図２および図３において、より詳細に図示する。プローブは、ブレードルート部の開口部から上方に挿入できる細長いチューブ状のワイヤガイド２２を備える。ガイドは、１本のステンレス鋼チューブなどの剛体材料で製造されていることが望ましい。このガイドは、入口通路の全長に亘って該通路の最上部に通常位置する届きにくい湾曲部１７近傍の点まで達するように十分な長さを有している。ガイドの先端部２４は、ガイドの中心軸２５に対してある角度で湾曲しているため、ガイドの遠位端部の開口部が届きにくい個所に方向づけられる。この湾曲部分の長さは比較的短いため、ガイドが通路壁部にぶつかることなく冷却用通路を自由に進むことができる。ほとんどのブレードの用途において、ガイドの先端部が約３０°の角度をなしている場合、十分に機能することが判明した。しかし、この角度は個々の用途によって調整することができる。

ガイドの下部は、チューブ状のスリーブ２６に収納され、このスリーブはガイドの中心軸を中心として回転することができる。ガイドの外壁とスリーブの内壁との間における僅かなすきまばめによって、スリーブがぶれることなくガイドの軸を中心として自由に回転することができる。このスリーブがガイドの下端からガイドの約半分の位置まで上方に延びている場合、好結果を得られることが判明した。柔軟な金属ワイヤ３２は、ガイドの中心開口部を上方に通り、ワイヤの上端部３３および下端部３４の両方は、ガイドの遠位端部および近接端部の両方から外方向に延びている。ここでも僅かなすきまばめがガイドの内壁とワイヤの外面との間にもたらされるため、ワイヤはガイドの中心軸を中心として自由に回転でき、かつガイド内を軸方向に移動することができる。

ワイヤの下端部は、スリーブの外壁に固定することができる。図３に示すように、このワイヤはスリーブの下端部に沿って反転する。このワイヤは、駆動部４２に取り付けられた調節可能なチャック４０を用いてスリーブの外面に保持されていることが望ましい。モータを動かす際は、電池あるいは容易に利用できる１２０ボルトのコンセントに接続し駆動させることができる。チャックのあご部４１は、スリーブとワイヤ両方を取り付けるように構成されている。上記あご部の十分な締め付け力により、ワイヤがスリーブの外面にしっかりと締め付けられ、ワイヤとスリーブ両方を一緒に所望の速度で回転させることが可能となる。図が示すように、チャックが回転しても、ガイドは回転せず、従ってガイドキャップの遠位端部が届きにくい個所に位置付けられる際、ガイドは回転しない。

ワイヤは、本発明の実施例において調節可能なチャックのあご部により固定されているが、ワイヤをスリーブに固定するいかなる適切な手段も本発明の教示から離れることなく用いることができることは明らかであろう。そのような技法には、ワイヤをスリーブに溶接する方法、ろう付けする方法、あるいは単純にスリーブの周囲にワイヤを巻きつける方法が含まれる。

本発明の実施に際して、ワイヤガイドの湾曲している先端部は、届きにくい個所付近に導かれ、直接この個所に向けられる。ワイヤは先端部から外方向に十分に延びるため、ワイヤが上記個所のいかなる異物にも接触することが可能となる。そして、結合されたワイヤとスリーブは比較的高速で回転し、望ましくない異物を上記個所から除去し、次いで除去された異物は冷却用キャビティから容易に流される。冷却用キャビティ内のプローブの位置決めは、周知のＸ線画像技術を用いて行うことができる。

以上、本発明を図に示されている一実施例に沿って説明してきたが、特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく種々の改良を加えることが可能であることが当業者においては理解されよう。

保持固定具内に取り付けられたタービンブレードの断面およびブレードルート部の開口部からブレードのキャビティ内に上方へ挿入されている本発明の教示を具象化する細長いプローブを示す図。 届きにくい湾曲個所付近に位置するプローブを示すブレードのキャビティ上部の拡大断面図。 さらに詳しく本発明のプローブを示している部分断面の拡大側面図。

Claims (15)

1. 対象物のキャビティから異物を除去するための装置であって、
   上記対象物の内部キャビティにガイドの遠位端部を挿入できるように上記遠位端部および近接端部を有するチューブ状ガイドと、
   少なくとも上記ガイドの下部に亘って取り付けられ、かつ上記ガイドの中心軸を中心に回転できるチューブ状スリーブと、
   上端部が上記ガイドの遠位端部から外に向かって延び、かつ下端部が上記ガイドの近接端部から外方向に延びるように上記ガイドを通るワイヤと、を備え、
   上記ワイヤの上記下端部が上記スリーブに固定されており、それによって上記ワイヤおよび上記スリーブが上記ガイドの中心軸を中心に一緒に回転することを特徴とする異物除去装置。
2. 上記スリーブおよび上記ワイヤを一緒に回転させるためのさらなる駆動手段を含む請求項１に記載の装置。
3. 上記ワイヤの下端部を上記スリーブに固定するための上記の手段が、上記駆動手段に接続されている調節可能なチャックであり、このチャックはあご部を有し、このあご部は上記スリーブと上記ワイヤを取り付けるために配置され、上記ワイヤを上記スリーブの外側に結合接触するように締め付けて、これにより上記スリーブおよび上記ワイヤが上記駆動手段により一緒に回転することができることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 上記駆動手段が電気モータであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 上記ワイヤが、上記ガイドの内壁と僅かなすきまばめを形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 上記ガイドの遠位端部が、上記ガイドの中心軸に対してある角度をなして湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 上記ガイドの遠位端部が、上記ガイドの中心軸に対して約３０°の角度をなしていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 上記スリーブの軸方向の長さが、上記ガイドの約半分の長さであることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 対象物の届きにくい個所から異物を除去する方法であって、
   湾曲した遠位先端部を有する剛性チューブ状ガイドを対象物に挿入するステップと、
   上記キャビティの届きにくい個所に上記ガイドの先端部を方向付けるステップと、
   ワイヤの上端部が上記の届きにくい個所にとどまり、かつ上記ワイヤの下端部が上記ガイドの近接端部から外側に延びるように、上記ガイドにワイヤを通すステップと、
   上記ガイドの一部をチューブ状スリーブ内に回転できるように取り付けるステップと、
   上記ワイヤの下端部を上記スリーブに固定するステップと、
   を含む異物除去方法。
10. 上記ガイドの中心軸を中心に上記スリーブおよび上記ワイヤを一緒に回転させるステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
11. 上記スリーブと上記ワイヤを覆うチャックのあご部によって、上記スリーブに上記ワイヤを締め付けることにより上記ワイヤの下端部が上記スリーブに固定されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 保持固定具に上記対象物を取り付けるステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
13. 上記ガイドの遠位端部の先端を約３０°の角度で曲げるステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
14. チャックを所望の速度で回転させるためのモータ型駆動部に上記チャックを接続するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
15. 対象物の届きにくい個所から異物を除去する装置であり、
    ガイドと、
    上記ガイド中で回転できる上記ガイド内のワイヤと、を備え、
    上記の届きにくい個所で上記ワイヤを方向付けるために上記ガイドが遠位端部で湾曲している部分を有することを特徴とする異物除去装置。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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